Материал: Метода
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
4
2
3 |
|
3 |
|
V |
|
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
а |
|
б |
|
Рис. 2.14. Водяной (а) и сухой (б) датчики спирометра: а: 1 – колокол; 2 – внешний корпус; 3 – трубка; 4 – вода; б: 1 – сильфон; 2 – прижимная пружина; 3 – клапан
Водяной спирометр в истории медицины является одним из первых приборов, предназначенных для измерения параметров человека. Впервые подобная конструкция была создана в 1813 г. [16]. Современные жидкостные спирометры развились из прибора, созданного Д. Хатчинсоном в 1846 г. [17], несколько его вариантов представлено на рис. 2.15.
В настоящее время водяные спирометры вышли из употребления в клинической практике, однако продолжают использоваться для учебных целей. На рис. 2.16 представлен современный жидкостный спирометр, разработанный компанией Philips. Он представляет собой высокоточный прибор академического качества, который сочетает в себе надежность и точность с увеличенным максимальным измеряемым объемом, что позволяет обследовать учащихся с большей жизненной емкостью легких. Прибор специально разработан для удовлетворения потребностей современных преподавателей физиологии. По полученным измерениям можно определить пять различных объемов дыхания: дыхательный объем (количество воздуха, выдыхаемого или вдыхаемого при нормальном дыхании), максимальный объем вдоха (количество воздуха, которое можно вдыхать с большим усилием после нормального выдоха), резервный объем вдоха (максимальный объем вдоха минус дыхательный объем), резервный объем выдоха
56
(количество воздуха, которое можно выдохнуть после нормального выдоха) и жизненная емкость (общий объем максимальной емкости выдоха плюс дыхательный объем). Прибор имеет большие, легкие для чтения градуировочные шкалы, одноразовые мундштуки и односторонний пластиковый клапан для санитарного использования в классе; он также прост в транспортировке и хранении [17].
Рис. 2.15. Спирометр Хатчинсона
В сухом спирометре (рис. 2.14, б) в зависимости от объема выдыхаемого воздуха изменяется длина сильфона 1. В исходном состоянии он максимально сжат. Поток воздуха открывает клапан 3, который подпружинен пружиной 2, и увеличивает объем сильфона на величину, равную объему измеряемого воздуха. При прекращении потока воздуха V клапан 3 садится на свое седло в трубке, и некоторое время сохраняется то положение сильфона, которое соответствует объему выдохнутого воздуха. Из-за невысокой герметичности клапана или с помощью дополнительного клапана сильфон возвращается в исходное положение.
57
Рис. 2.16. Современный жидкостный спирометр
Внешний вид медицинского сильфона представлен на рис. 2.17.
Другая разновидность сухих спирометров работает по принципу движения пневматического поршня и в отличие от сильфонных конструкций получила широкое распространение. В данном приборе выдыхаемый пациентом воздух подается в цилиндрическую камеру, имеющую соответствующую градуировку, по которой может свободно перемещаться поршень, сделанный из легкого материала. Под давлением выдыхаемого воздуха поршень поднимается вверх по цилиндру, по величине его перемещения можно судить и об
Рис. 2.17. Медицинский сильфон объеме выдохнутого воздуха. Довольно часто
58
подобные приборы объединяют в единый корпус с тренажерами дыхания. На рис. 2.18 представлен пример подобного прибора. Справа можно видеть измерительный цилиндр со шкалой, левая часть прибора используется для тренировки, меняя положения синих фиксаторов на боках цилиндров можно задать целевое значение для тренировки.
Индикатор
Маркер 
Поршень 
Гибкая трубка
Мундштук
Рис. 2.18. Поршневой спирометр
Спирометры градуируются в единицах объема, погрешности которых в значительной степени зависят от степени герметичности присоединительных элементов, с их помощью дыхательные пути пациента соединяются с прибором.
Спирометры выпускаются как самостоятельные изделия и в составе более сложных приборов, которые осуществляют графическую регистрацию процесса внешнего дыхания. Эти приборы называются спирографами.
Спирография может проводиться с поступлением в систему прибора наружного воздуха – открытая система дыхания и без поступления наружного воздуха – закрытая система дыхания.
Открытая система позволяет проводить более длительные исследования, так как при ее использовании дыхание не затрудняется. Однако спирографы с
59
открытой системой получили меньшее распространение, чем спирографы с закрытой системой, из-за их меньшей информативности.
Спирография при дыхании в замкнутом пространстве основана на уменьшении объема выдыхаемой газовой смеси за счет потребленного организмом кислорода. Углекислый газ, выделенный организмом, поглощается химическим поглотителем, имеющимся внутри спирографа. Поэтому в смеси он не занимает места поглощенного кислорода. Рассмотрим структуру спирографов подобного типа.
5 9
|
10 |
|
|
|
|
|
|
11 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
12 |
|
|
||
1 4
7
8 |
|
6 |
|
|
|
|
|
|
Рис. 2.19. Структурная схема спирографа
Принцип действия спирографа с дыханием в замкнутом пространстве следующий: от маски 1, накладываемой на нос и рот пациента, по трубке 4 выдыхаемый воздух подается в спирометр, состоящий из неподвижной 2 и подвижной 3 частей. Воздух из подвижной части отводится с помощью трубки 6 и насоса с мотором 7 и подается в поглотитель 8, откуда воздух, лишенный углекислого газа, поступает в маску 1. Перемещение подвижной части через блок 5 и грузик 9 передается на перо 10 (или на преобразователь «перемещение – электрический сигнал») и записывается на цилиндр 11, вращаемый двигателем 12. Подвижная часть поднимается и опускается, соответственно, с выдохом и вдохом, при этом опускается все время за счет поглощения кислорода в дыхательной системе. Эти движения записываются и представляют собой спирограмму. Рис. 2.20 дает представление о внешнем виде подобных систем.
60