Импедансный пневмограф

 

0 П И С А Н И E 1 ) 599796

ИЗОБРЕ Е Ия

Саюа Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.11.76 (21) 2421968, 28-13 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.78. Бюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания 05.04.78 (51) М. Кл. А 61В 5/08

Фкударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 615.417:615. . 816.2. 616. .24 — 08 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. П. Либерзон, М. М. Покровский и А. M. Шерман

171) Заявитель (54) ИМПЕДАНСНЫЙ ПНЕВМОГРАФ

Изобретение относится к медицинской тех,нике, а именно к приборам для контроля и исследования внешнего дыхания.

Известен импедансный пневмограф, содержащий генератор высокой частоты, который обеспечивает поступление тока к грудной клетке пациента через элекгроды. С электродов (в случае четырехэлектродной системы используются отдельные электроды) напряжение, пропорциональное импедансу зондируемой области грудной клетки, подается на усилитель высокой частоты. После усиления высокочастотное напряжение поступает на детектор, где выделяется инфранизкочастотный сигнал пнсвмограммы, пропорциональный измеряемым дыхательным объемам. Далее сигнал пневмогр аммы поступает на усилитель низкой частоты, к выходу которого может быть подключен регистратор (1), Однако этот пневмограф обладает существенным недостатком, заключающимся в необходимости достаточно длительной процедуры,ручной калибровки, выполняемой медперсоналом пр . активном участии пациента, а также в необходимости использования специальной регистрирующей или индицирующей аппаратуры. Особенно значительные трудности возникают при калибровке пневмографа, если пациент — ребенок или больной,— находящийся в бессознательном состоянии. Кроме того, точность измерения объемов при помощи пневмографа в значительной степени зависит от точности прозеденной вручную калибровки, т. е. возможны ошибки измерения, вызванные невнимательностью или неопытностью работника.

Целью изобретения является повышение точности измерения ооъемных параметров дыхания у больных, íàходящихся в бсссознате,Ibном состоянии, или у детей.

Это достигается тем, что в 11невмографс установлены последовательно включенные регулятор порогов, двухпорогозый компаратор, формирователь импульсов и смеситель, причем второй вход двухпорогового компаратора предназначен для соединения при калибровке пневмографа с источником эталонного сигнала объема воздушного потока, а второй вход смесителя соединен с выходом усилителя

20 низкой частоты.

На фиг. 1 изображена структурная с сма импсдансного пневмографа; на фиг. 2 показаны эпюры напряжений отдельных блоков пневмографа.

25 В пневмографе электроды 1, прелназначенныс для укрепления на грудной клетке пациента, подключены к выходу генератора 2

В ы с о к о и частоты, а т а к ж с к. в х о д у 3 c I I л п т е л я

3 высокой частоты. Выход усилителя высокой

30 частоты связан с входом детектора 4, в ко599796

55 ьо

3 тором выделяется инфранизкочастотный сигнал пневмограммы. С, выходом детектора 4 соединен вход усилителя 5 низкой частоты.

Вход двухпорогового компаратора б (детектора уровня) предназначен для подключения источника эталонного сигнала объема воздушного потока в виде преооразователя расхода воздуха при дыхании. К двухпороговому компаратору подключен регулятор 7 порогов, снабженный шкалой, о цифрованной в единицах объема. Выход двухпорогового компаратора б связан с входом формирователя 8 импульсов. Выход усилителя 5 низкой частоты (усилителя импедансной пневмограммы) и выход формирователя 8 импульсов подключены к входам смесителя 9 сигналов, выход которого предназначен для подключения регистратора, обеспечивающего запись импедансной пневмограммы с нанесенными на,нее импульсами-метками.

Импедансный пневмограф работает следующим образом.

Электроды 1 укрепляются на грудной клетке пациента в местах, обеспечивающих получение максимального полезного сигнала и наиболее линеиной зависимости изменений импеданса AZ от изменения объемов Ь1 . Одновременно для калибровки импедансной пневмограммы используется преобразователь объear a выдыхаемого воздуха в электрический сигнал, электрический выход которого подключается к входу компаратора б. С электродов 1 напряжение высокой частоты, пропорциональное импедансу грудной клетки, поступает на усилитель 3 высокой частоты, а с выхода усилителя 3 после усиления выходной сигнал подается на вход детектора 4, где выделяется сигнал инфранизкой частоты, соответству.ющий изменению дыхательных объемов, — импедансная пневмограмма (см. фиг. 2, эпюра а). С выхода детектора 4 сигнал импедансной пневмограммы поступает на вход усилителя 5 низкой частоты, обеспечивающего усиление сигнала импедансной пневмогр аммы до уровня, необходимого для регистрации.

При помощи регулятора 7 устанавливаются пороги U, u Ug двухпорогового компаратора б.

При этом разность порогов компаратора

Uq — Ui=AU (см. фиг. 2, эпюра r) будет прямо пропорциональна объему дыхательного воздушного потока AV (см. фиг. 2, эпюра д) и соответствовать показаниям шкалы регулятора 7. Ы момент времени, когда выходной электрический сигнал преобразователя расхода воздуха, используемого при калибровке, достигает уровня, равного пороговому напряжению U, на выходе компаратора б (детектора уровня) появляется соответствующий сигнал, который поступает на вход формирователя 8 импульсов. В этот момент формирователь 8 формирует короткий импульс-метку UMi (длительностью примерно 3 — 5 /О от средней продолжительности фазы вдоха). Сигналы импульса-метки приведены на эпюре б фиг. 2.

Импульс-метка с выхода формирователя 8 по5

4 ступает на один из входов смесителя 9 сигналов одновременно с поступающим на другой вход смесителя сигналом импедансной пневмограммы Ипн. В смесителе 9 сигналов импульс-метка UM>, сформированный в момент времени ti, накладывается на сигнал импедансной пневмограммы (см. фиг. 2, эпюра в).

При дальнейшем возрастании выдыхаемого объема на величину A V уровень электрического сигнала преобразователя достигает в момент времени t порога U детектора уровня и формирователь 8 формирует следующий импульс-метку VMq. Таким образом, обеспечивается автоматическая калибровка импедансной пневмог раммы в единицах объема. Действительно, воспроизводимая регистратором кривая импедансной пневмограммы содержит импульсы-отметки, расстояние между которыми соответствует известному объему, определяемому по положению регулятора порогов детектора уровня (двухпорогового компаратора). После произведенной калибровки возможно длительное измерение дыхательных объемов без использования преобразователя дыхательных воздушных потоков, а также выполнение различных диагностических тестов при условии, что расположение электродов не изменяется.

Использование прибора в клинической практике позволит улучшить диагностику состояния, повысить эффективность контроля дыхательной функции тяжелобольных, новорожденных, может использоваться в реабилитации, благодаря возможности в течение длительного времени без затруднения дыхания (без масок, без загубников и т. п.) контролировать объемные параметры, характеризующие дыхательную функцию. Прибор может быть полезен также при проведении научно-исследовательских работ, например при использовании влияния на организм экстремальных факторов внешней среды. Электрический сигнал пневмограммы, содержащий калибровочные отметки, удобен для ввода в ЭВМ.

Формула изобретения

Импедансный пневмограф, содержащий генератор высокой частоты, электроды, соединенные с последовательно включенными усилителем высокой частоты, детектором и усилителем низкой частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения объемных параметров дыхания у больных, находящихся в бессознательном состоянии, или у детей, в нем установлены последовательно включенные регулятор порогов, двухпороговый компаратор, формирователь импульсов и,смеситель, причем второй входдвухпорогового компаратора предназначен для соединения при калибровке пневмографа с источником эталонного сигнала объема воздушного потока, а второй вход смесителя сое. динен с выходом усилителя низкой частоты.

599796

Фuz. 1 пи (aJ 2

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

V (pump

У б д

1. Патент США № 3347223, кл. 128 вЂ, опублик. 1966.