Материал: Метода

Подвижный

цилиндр

Дыхательная

трубка

Рис. 2.20. Методическая схема регистрации спирограммы

В настоящее время классические спирометрические системы, предполагающие прямое определение жизненной емкости легких, практически вышли из употребления в клинической практике (кроме поршневых систем). Вместо них для определения объема вдыхаемого или выдыхаемого воздуха используются пневмотахометры. Подобное применение возможно за счет того, что объем воздуха является интегралом от его объемной скорости. Рассмотрим схему пневмотахометра, реализующего также подсчет объемов воздуха, которым дышит пациент (рис. 2.21).

ОР

Рис. 2.21. Структурная схема пневмотахометра-спирометра

61

Вэтой схеме сигнал с объемного расходомера (ОР) поступает на входы нуль-органов (НО) и на вход графического регистратора (ГрРг), который по одному из каналов воспроизводит кривую объемного расхода дыхательной газовой смеси. Нуль-органы срабатывают в момент перехода сигнала объемной скорости потока через нулевой уровень и выдают импульсы, соответствующие моменту смены фазы дыхания. Импульсы, снимаемые с выхода первого нуль-органа, условно считаются «Началом вдоха», а с выхода второго – «Началом выдоха». Пневмотахометр синхронизируется импульсами «Начало вдоха» и «Начало выдоха» и обеспечивает работу в двух режимах:

1) измерение объема одиночного вдоха;

2) измерение объема одиночного выдоха.

Отключение устройства от интегратора обеспечивает его работу в непрерывном режиме интегрирования. В режиме измерения объема одиночного вдоха спаренный переключатель (S1.1, S1.2) находится в верхнем положении. Перед началом работы формирователь пускового импульса (ФПИ) вырабатывает импульс «Пуск», устанавливающий триггеры Тг1 и Тг2 в исходное состояние. При этом ключ К2, управляемый триггером Тг2, открыт и пропускает сигнал объемной скорости потока на вход интегратора (Инт), а ключ К1, управляемый триггером Тг1, осуществляет сброс интегратора в нуль и блокирует его. При заблокированном интеграторе интергирование сигнала объемной скорости потока не происходит. Кроме того, триггер Тг1 запрещает работу схемы совпадения (СС).

Если в процессе исследования при смене фазы дыхания первым срабатывает второй нуль-орган (НО2) и выдает импульс «Начало выдоха», то этот импульс через замкнутые контакты S1.2 поступает на вход СС, второй вход которой находится под запрещающим потенциалом с выхода Тг1, и поэтому импульс «Начало выдоха» не переключит Тг2. Далее срабатывает НО1 и выдает импульс «Начало вдоха», который через контакты S1.1 переключит Тг1. При этом запрет со схемы совпадения и блокировка с интегратора ключом К1 снимаются.

Вэто время происходит интегрирование сигнала объемной скорости до момента времени, когда его уровень достигнет нулевого значения. Кроме того, срабатывает НО2, начиная цикл начала выдоха путем переключения Тг2 через схему совпадения, сравнивающую Тг1 и НО2. В этом состоянии тригерра Тг2 ключ К2 отключает сигнал пневмотахограммы от интегратора, который переводится в режим «Хранение», запоминая величину объема вдоха.

62

Кроме этого, сигналом со схемы совпадения включается схема цифрового измерительного прибора (ЦИП), подключенного к выходу интегратора.

Врежиме измерения объема одиночного выдоха переключатели S1.1 и S1.2 переводятся в среднее положение, в результате чего нуль-органы по отношению к остальным элементам схемы меняются местами, а алгоритм работы всей схемы не меняется. Для интегрирования в непрерывном режиме переключатели S1.1 и S1.2 переводятся в нижнее положение. В этом режиме ключ К1 снимает блокировку с интегратора, который ключом К2 подключается к выходу датчика объемной скорости потока дыхательной газовой смеси.

Взависимости от особенностей конструкции подобные спирометрыпневмотахометры можно разделить на несколько групп [16].

Стационарный спирометр – максимально оснащенный и многофункциональный прибор с расширенными возможностями эксплуатации. Обычно в стационарных спирометрах предусмотрено печатающее устройство, чаще всего они представляют собой настольные приборы больших габаритов.

Портативный спирометр – малогабаритный прибор со стандартным набором всех необходимых функций и измерений, который обычно имеет принтер и может устанавливать соединение с персональным компьютером через Bluetooth или USB. Благодаря мобильности и удобной системе навигации портативный спирометр может стать «карманным» устройством, которое легко возить с собой.

Компьютерный (или компьютеризированный) спирометр – устройство,

работающее при подключении к ПК, оснащенное специальным программным обеспечением. Как правило, имеет расширенный набор функций и измерений, удобен и прост в применении.

Электронный спирометр – современное устройство, отображающее график поток–объем и график объема воздуха. Более совершенная версия спирометров – приборы, которые могут определять рост, массу тела и возраст пациента по результатам исследования.

Ручной спирометр – самый простой вариант устройства, позволяющий оценивать объем воздуха, который выдыхается в первую секунду теста. Результаты, получаемые в данном случае после диагностики, сопоставляются с нормальными стандартными показателями, что и позволяет выявить отклонения.

Рассмотрим в качестве примера портативных спирометров прибор MicroLab, внешний вид которого представлен на рис. 2.22.

63

Портативный спирометр MicroLab оборудован цветным экраном, интуитивно простой системой управления и встроенным аккумуляторным устройством. Он позволяет проводить спирометрические тестирования взрослых пациентов и детей.

Рис. 2.22. Внешний вид спирометра MicroLab

В базовую комплектацию спирометра MicroLab входит датчик «Золотой стандарт», с помощью которого можно проводить измерения с высокой точностью. При этом возможно измерение даже малых потоков воздуха. Благодаря малогабаритности и легкости спирометр MicroLab легко транспортируется. Датчик может стерилизоваться в специальном холодном растворе в течение 10 минут. Калибровка датчика не нужна, так как он не проявляет чувствительности к изменениям температуры и влажности.

Основные технические характеристики прибора представлены в табл. 2.2.

64

В качестве примера компьютерных спирометров рассмотрим прибор Spiro USB, внешний вид которого представлен на рис. 2.23.

Рис. 2.23. Внешний вид спирометра Spiro USB

Спирометр Spiro USB характеризуется стабильной точностью измерения и предназначен для комплексного исследования функций дыхательной системы. Данный спирометр работает на базе ПК и подразумевает возможность проведения диагностики и тестирования у взрослых пациентов и детей.

Компьютеризированный спирометр Spiro USB может быть подключен к порту USB. Оснащенный интуитивно понятным интерфейсом (многооконным), спирограф дает пользователю возможность обнаруживать до 41-го спирометрического показателя. Кроме того, аппарат позволяет выполнять

65