БЕС для дослідження функції зовнішнього дихання

Насьогодні використовуються біомедичні електронні системи, які дозволяють графічно зафіксувати й обробити об’єми, потоки і швидкості дихальних маневрів у різних режимах.

7.3.1. Автоматизований діагностичний комплекс «КАРДІО+» канал «Спіро»(комплекс «Пульмовент») призначений для дослідження функцій зовнішнього дихання на основі: спокійного дихання, життєвої ємності легень, форсованого видиху та максимальної вентиляції легень.

Склад комплексу: (рис. 7.3)

‒ персональний комп’ютер;

‒ модуль інтерфейсний (встановлюється в системному блоці);

‒ блок перетворення сигналів;

‒ приймач повітряного потоку в комплекті з пластиковими повітроводами;

‒ кабель зв’язку «блок перетворення сигналів – модуль інтерфейсний»;

‒ комплект змінних мундштуків (10 шт.);

‒ програмне забезпечення «КАРДІО+».

Рис. 7.3. Склад автоматизованого діагностичного комплексу Кардіо+

Пацієнт дихає крізь приймач повітряного потоку, що має вигляд трубочки, яка з'єднана гнучкими пластиковими повітроводами з високочутливим датчиком перепаду тиску, розташованим на електронній платі. Приймач повітряного потоку відрізняється малими опором диханню і об'ємом “мертвого простору”. Він не вимагає підігріву, легко стерилізується і забезпечує надійну роботу при вологому повітряному потоці, що містить краплини рідини.

Результати обстеження заносять до протоколу. Експертна система видає функціональний діагноз і дозволяє порівняти результати двох досліджень в процесі лікування. Для зручності користувача програма імітує на дисплеї панель приладу з набором кнопок управління і екранами, на яких в реальному часі відображаються об’єми та об'ємні швидкості повітря, що вдихається та видихається пацієнтом. Лікар отримує можливість накопичувати архівні дані обстежень для подальшого аналізу.

Принцип роботи. В приборі використовуються принципи цифрової обробки сигналів. Програмне забезпечення дозволяє автоматично вимірювати та розраховувати основні показники спіросигналів.

Повітряний потік через приймач викликає перепад тиску на його штуцерах, який реєструється датчиком, розміщеним на платі. По відомій калібрувальній характеристиці перетворювача визначається поточне значення об’ємної швидкості. Об’єм визначається як результат інтегрованої об’ємної швидкості.

В режимі "Спокійне дихання" на екрані монітору відображаються два вікна, в одному з яких в реальному часі досліджується пневмотахограма дихання пацієнта, а в другому ‒ спірограма спокійного дихання (рис. 7.4).

Рис. 7.4. Режим "Спокійне дихання"

Вимірювані параметри: дихальний об'єм [л]; частота дихання [1/хв]; хвилинний об'єм дихання [л]; середній час дихального циклу [c]; середній час вдиху [c]; середній час видиху [c]; відношення середнього часу вдиху і видиху; середня пікова швидкість вдиху [л/с]; середня пікова швидкість видиху [л/с]; середня швидкість вдиху [л/с]; середня швидкість видиху [л/с].

В режимі "Життєва ємність легень" проводиться дихальний маневр, що супроводжується відображенням спірограми дихання в реальному часі (рис. 7.5).

Рис. 7.5. Режим "Життєва ємність легень"

Вимірювані параметри: життєва ємкість легень на вдиху [л]; життєва ємкість легень на видиху [л]; резервний об’єм видиху [л]; резервний об’єм вдиху [л]; ємність вдиху [л]; відношення резервного об’єму видиху до ЖЄЛ; відношення резервного об’єму вдиху до ЖЄЛ [%]; відношення дихального об'єму (виміряного в режимі «спокійного дихання») до ЖЄЛ [%].

В режимі "Форсована життєва ємність легенів" в реальному часі спостерігається побудова петлі потік/об'єм (рис. 7.6).

Рис. 7.6. Режим "Форсована життєва ємність легенів"

Вимірювані параметри: форсована життєва ємність легень [л]; життєва ємність легень на вдиху [л]; об’єм форсованого видиху за першу секунду [л]; середня об'ємна швидкість на ділянці від 25% до 75% об’єму ФЖЕЛ [л/с]; час досягнення пікової об'ємної швидкості [с]; пікова об'ємна швидкість [л/с]; миттєва об'ємна швидкість на рівні видиху 25% ФЖЕЛ [л/с]; миттєва об'ємна швидкість на рівні видиху 50% ФЖЕЛ [л/с]; миттєва об'ємна швидкість на рівні видиху 75% ФЖЕЛ [л/с].

В режимі "Максимальна вентиляція легенів" виконується дихальний маневр, при якому в реальному часі досліджується спірограма дихання пацієнта. Для проведення розрахунку необхідно обрати ту часову ділянку вимірювань, протягом якої пацієнт дихав максимального глибоко і з максимальною частотою (рис. 7.7).

Рис. 7.7. Режим "Максимальна вентиляція легенів"

7.3.2. Спіроаналізатори (спірометри)

Спіроаналізатори призначені для функціональної діагностики легень. До обов'язкових елементів спірометричної апаратури (рис. 7.8) відносяться:

§ елементи для приєднання дихальних шляхів пацієнта до приладу (загубник, мундштук або маска);

§ перетворювач потоку повітря в сигнал тиску;

§ електроманометр, що вимірює перепад тиску на перетворювачі потоку, цей блок формує електросигнал, пропорційний дихальному потоку;

§ комп'ютер (мікропроцесор) для обробки сигналу з електроманометра, перетворення його в аналого-цифрову форму та виконання подальших перетворень і обчислень;

§ дисплей для контролю виконання дослідження, демонстрації одержуваної кривої, цифрових даних і протоколу дослідження;

§ друкувальний пристрій для отримання протоколу (бланка) з результатами дослідження.

Рис. 7.8. Приклади спіроаналізаторів