CS231807B1

CS231807B1 - Device for evaluation of regional distribution of pulmonary ventilation in dependence on the change of person's position

Info

Publication number: CS231807B1
Application number: CS822111A
Authority: CS
Inventors: Cyril Simecek; Blanka Simeckova; Jiri Ryba
Original assignee: Cyril Simecek; Blanka Simeckova; Jiri Ryba
Priority date: 1982-03-26
Filing date: 1982-03-26
Publication date: 1984-12-14
Also published as: CS211182A1

Abstract

Zařízení pro hodnocení regionální distribuce plicní ventilace v závislosti na změně polohy vyšetřované osoby sestává z uzavřeného zářiěe a soustavy detektorů, které jsou uloženy posuvně podél delěí osy vyšetřované osoby, které je umístěna například na vyšetřovací átoliěce připevněné k otočnému kloubu. Sůustava detektorů je přes elektronické bloky připojena k souřadnicovému registračnímu zařízení, na němž je zobrazován na ose x signál odpovídající plicní ventilaci z jedné části plic, na osu y z druhé části plic, čímž se vytváří smyčka udávající fázový posuv v dechovém cyklu. Zařízení podle vynálezu umožňuje, aby vyšetřovaná osoba byla během vyšetřování otáčena napříč β/nebo podélně, přičgmž zobrazování smyček se opakuje, což umožňuje mimo jiné hodnotit i funkční zdatnost bránice. Vyhodnocení kvantitativních změn a fázových posuvů je výhodné z hlediska diagnostiky i účelné farmakoterapie.The device for evaluating the regional distribution of pulmonary ventilation depending on the change in the position of the examined person consists of a closed emitter and a system of detectors, which are mounted displaceably along the axis of the examined person, which is placed, for example, on an examination table attached to a swivel joint. The system of detectors is connected via electronic blocks to a coordinate registration device, on which a signal corresponding to pulmonary ventilation from one part of the lungs is displayed on the x axis, and from the other part of the lungs on the y axis, thereby creating a loop indicating the phase shift in the respiratory cycle. The device according to the invention allows the examined person to be rotated transversely β/or longitudinally during the examination, while the display of the loops is repeated, which allows, among other things, to evaluate the functional fitness of the diaphragm. The evaluation of quantitative changes and phase shifts is advantageous from the point of view of diagnostics and effective pharmacotherapy.

Description

Vynález se týká zařízení pro hodnocení regionální distribuce plicní ventilace v závislosti na změně polohy vyěetřované osoby, které umožňuje měnit polohu vyšetřované osoby v průběhu hodnocení regionální distribuce plicní ventilace.The present invention relates to a device for assessing the regional distribution of lung ventilation as a function of a change in the position of the subject to be examined, which makes it possible to change the position of the examined person during the evaluation of the regional distribution of lung ventilation.

Známé způsoby vyšetřování regionálních funkcí plic spočívaly v dřívějších dobách na bronehospirometrickýoh vyěetřeních pomocí sondy zaváděné do průdušnice e velkých průdušek. Zavádění'sond je však nefyziologické a náročné na vyěetřujícího i pacienta.Known methods for investigating regional lung function have previously been based on bronehospirometric examinations using a probe inserted into the trachea of large bronchi. However, insertion of the probes is non-physiological and demanding for both the examiner and the patient.

Možnost regionálního vyšetření plic je přitom omezena jen na oddělené vyšetření pravé a levé plíce, maximálně ještě i na oddělené vyšetřené pravého horního plicního laloku.The possibility of regional examination of the lungs is limited only to separate examination of the right and left lungs, and at most even to separate examined right upper lobe.

V současné době používané radioizotopové metody vycházejí ze zavedení radiofarmak do plic, bu3 cestou vdechování nebo nitrožilní injekce. Snižuje se tím subjektivní zatížení nemocného během vyšetřování. Nevýhodou těchto metod je však omezená použitelnost jen na speciálně vybavených pracovištích pro práci s otevřenými zářiči. K tomu dále přistupuje i hledisko zhoršování životního prostředí a radiační zátěže vyšetřujícího i pacienta, nehledě na nákladnou dopravu otevřených zářičů z místa distribuce do zdravotnického střediska.The radioisotope methods currently used are based on the introduction of radiopharmaceuticals into the lungs, either by inhalation or by intravenous injection. This reduces the subjective burden on the patient during the investigation. The disadvantage of these methods, however, is the limited applicability only in specially equipped workplaces for work with open sources. In addition to this, the environmental degradation and radiation burden of the investigator and the patient are also taken into account, notwithstanding the costly transport of open emitters from the distribution point to the medical center.

Ekonomicky, i z hlediska životního prostředí, je výhodnější použití gama densitometrie pomocí gama záření uzavřeného zářiče umístěného mimo vyšetřovanou osobu. Zařízení pro hodnocení distribuce ventilace plic, které využívá absorpci ionizujícího záření, sestává z uzavřeného zářiče, který je umístěn na jedné straně vyěetřované osoby a dvou i více detekčních sond umístěných na druhé straně vyěetřované osoby. Výstupní signál z každé sondy přichází na vstup vyhodnocovací jednotky, která je této detekční sondě přiřazena.Economically, and from an environmental point of view, it is preferable to use gamma densitometry using gamma radiation from a sealed emitter located outside the subject. The device for assessing lung ventilation distribution that utilizes ionizing radiation absorption consists of a sealed emitter located on one side of the subject and two or more detection probes located on the other side of the subject. The output signal from each probe is input to the evaluation unit that is assigned to the detection probe.

Výstupy z vyhodnocovacích jednotek jsou připojeny k příslušnému sektoru paměti a odtud pak přes ovládací a porovnávací blok k zapisovači. Takovéto zařízení je použitelné pro diagnostiku některých plicních onemocnění, jeho velká citlivost v detekci malých změn ve stavu nemocného je použitelné pro účelnou farmakoterapii. Signál odpovídající plicní ventilaci v jedné vyšetřované Části plic je zobrazován na osu x a signál odpovídající plicní ventilaci druhé vyšetřované části plic je současně zobrazován na osu χ souřadnicového registračního zařízení, čímž se vytváří smyčka udávající fázový posuv v dechovém cyklu ve vyšetřovaných místech plic, přičemž rozdíly v souřadnicích na vrcholu klidového a maximálního nádechu a vrcholu klidového a maximálního výdechu udávají kvantitativně změny objemu plic ve. vyšetřovaných místech.The outputs from the evaluation units are connected to the corresponding memory sector and from there through the control and comparison block to the recorder. Such a device is useful for the diagnosis of some lung diseases, its great sensitivity in detecting small changes in the patient's condition is useful for useful pharmacotherapy. The signal corresponding to pulmonary ventilation in one of the examined lung portions is displayed on the x-axis, and the signal corresponding to pulmonary ventilation of the other examined lung portion is simultaneously displayed on the χ axis of the coordinate recording device, creating a loop indicating the phase shift in the respiratory cycle. coordinates at the peak of resting and maximal inhalation and peak of resting and maximum exhalation indicate quantitatively the changes in lung volume in. investigated sites.

Změnou polohy vyšetřované osoby lze hodnotit změny regionální distribuce plicní ventilace v souvislosti se změnou postavení bránice a nebo omezením kostálního dýchání při poloze na boku. Velikost těchto změn se za určitých chorobných stavů mění.By changing the position of the examined person, changes in the regional distribution of pulmonary ventilation can be evaluated in connection with a change in the position of the diaphragm or a reduction in skeletal respiration in the lateral position. The magnitude of these changes varies under certain disease states.

Tuto skutečnost umožňuje zařízení podle vynálezu, jehož podstatou je, že uzavřený zářič umístěný v kolimátoru je společně se soustavou detektorů uložen posuvně podél dlouhé osy vyšetřované osoby, které je umístěna na vyšetřovacím stole nebo vyšetřovací sedačce připevněné na otočném kloubu.This is made possible by the device according to the invention, which is based on the fact that the enclosed radiator located in the collimator is, together with the detector assembly, displaceably mounted along the long axis of the person to be examined, which is placed on the examination table or examination seat mounted on the swivel joint.

Použití uzavřeného zářiče nevyžaduje speciálně vybavené pracoviště a radiační zátěž vyěetřujícího i pacienta je minimální. Nezávislost na dovozu krátkodobých radioizotopů a minimální radiační zátěž umožňují opakované vyšetření, kdykoliv je to nutné. Změna absorbce ionizujícího záření v průběhu dýchání vyšetřované osoby psk umožní zobrazit regionální distribuci plicní ventilace. Porovnáním průběhu objemových změn ze dvou vyšetřovaných míst plic lze hodnotit kvantitativní rozdíly v objemových změnách při plicní ventilaci a jejich fázové posuvy během dechového cyklu.The use of a sealed emitter does not require a specially equipped workplace and the radiation load of the examiner and the patient is minimal. Independence of short-term radioisotope imports and minimal radiation load allow for re-examination whenever necessary. Changing the absorption of ionizing radiation during the subject's breathing psk will allow to show the regional distribution of lung ventilation. By comparing the volume changes from the two lung sites examined, quantitative differences in the volume changes in lung ventilation and their phase shifts during the breath cycle can be evaluated.

Mejí-li změny dechových objemů ve vyšetřovaných místech plic časově shodný průběh nádechu a výdechu, odpovídá záznam na souřadnicovém registračním zařízení téměř úsečce e její sklon vyjadřuje kvantitativní vztahy plicní ventilace v porovnávaných místech plic. Dochází-li k fázovému posuvu ve změnách dechových objemů ve vyšetřovaných místech plic, objevuje se na souřadnicovém registračním zařízení smyčka, která je tím širší a nepravidelnější, čím výraznější jsou tyto fázové posuvy. Získané smyčky se hodnotí kvantitativně podle sklonu zobrazené smyčky a souřadnic na vrcholu nádechu a výdechu. Fázové posuvy dechového cyklu se hodnotí podle velikosti plochy zaznamenaných smyček. Hodnocení regionální distribuce plicní ventilace v závilsosti na změně polohy vyšetřované osoby spočívá v tom, že vyšetřovaná osoba je během vyšetřování otáčena napříč a/nebo podélně, přičemž zobrazování smyček na součadnicovém registračním zařízení se opakuje.If the changes in tidal volumes at the examined lung sites have the same inhalation and exhalation pattern, the record on the coordinate recording device corresponds almost to a line and its slope expresses the quantitative relationships of lung ventilation at the compared lung sites. If there is a phase shift in changes in tidal volumes at the examined lung locations, a loop appears on the coordinate registration device, the wider and more irregular the more the phase shifts are. The obtained loops are evaluated quantitatively according to the slope of the displayed loop and the coordinates at the top of the inhale and exhale. The phase shifts of the breath cycle are evaluated according to the size of the area of the recorded loops. The assessment of the regional distribution of lung ventilation in dependence on the location of the subject being examined is that the subject is rotated transversely and / or longitudinally during the investigation, with the display of the loops on the coordinate recording device repeated.

Zařízení pro hodnocení regionální distribuce plicní ventilace podle vynálezu je schématicky znázorněno na přiloženém výkresu. Uzavřený zářič £ umístěný v kolimátoru £, opatřeném clonícím zařízením £ je společně se soustavou detektorů 5. uložen posuvně podél dlouhé osy vyšetřované osoby £, která je umístěna na vyšetřovacím stole nebo vyšetřovací sedačce 14. která je připevněne na otočném kloubu 13. Soustava detektorů 2 3® připojena k vyhodnocovacím jednotkám £, které jsou připojeny k přiřazeným sektorům paměti £ spojeným se spirometrickým snímačem J_1_, ovládacím blokem 10 a počítačem 12. a jejichž výstupy jsou připojeny k porovnávacímu bloku 8, který je připojen jednak k souřadnicovému registračnímu zařízení 2 ⁸ jednak k ovládacímu bloku 10.The device for evaluating the regional distribution of lung ventilation according to the invention is schematically shown in the attached drawing. The enclosed radiator 4 located in the collimator 6 provided with the screening device 6 is, together with the detector assembly 5, displaceably mounted along the long axis of the person to be examined, which is located on the examination table or examination seat 14 which is mounted on the pivot 13. 3 is connected to evaluation units 8, which are connected to the associated memory sectors 8 connected to the spirometric sensor 11, the control block 10 and the computer 12, and whose outputs are connected to a comparison block 8 which is connected to the coordinate recording device ²⁸ to control block 10.

Kvantitativní rozdíly ve změnách objemu při dýchání se projeví vždy, když dojde k vyřazení určitých oblastí plic z ventilace, což může být způsobeno například zánětlivou nebo nádorovou infiltrací přívodně průdušky, nebo omezením pohyblivosti hrudního koše nebo bránice. Částečný uzávěr přívodně průdušky, který výměnu plynů v postižené oblasti plic zpomaluje, vede k rozšíření zaznamenané smyčky, které může být zcela nepravidelné.Quantitative differences in volume changes in breathing occur whenever certain areas of the lung are excluded from ventilation, which may be due, for example, to inflammatory or tumor infiltration of the bronchial tube, or to a restriction of the mobility of the rib cage or diaphragm. Partial bronchial closure, which slows gas exchange in the affected lung area, leads to a widening of the recorded loop, which may be completely irregular.

Je-li toto částečné uzavření způsobeno například křečí průdušky, dochází po aplikaci vhodných léků k jejímu částečnému až úplnému uvolnění, což se projeví zlepšenou ventilací s úměrným zúžením zaznamenané smyčky. Hožnost hodnocení kvantitativních poruch a fázových posuvů regionální plicní ventilace v závislosti na poloze vyšetřované osoby umožňuje, i mimo jiné, hodnocení funkční zdatnosti bránice.If this partial closure is caused, for example, by the bronchial spasm, it is partially or completely released after application of suitable medicaments, which results in improved ventilation with a proportional narrowing of the recorded loop. The ability to evaluate quantitative disorders and phase shifts of regional lung ventilation depending on the location of the person under investigation allows, inter alia, to evaluate the functional fitness of the diaphragm.

Vyhodnocení kvantitativních změn a fázových posuvů je výhodné z hlediska diagnostiky i účelné farmekoterapie. Získané záznamy představují kvalitativně nový způsob hodnocení poruch regionální distribuce plicní ventilace, jehož praktický význam spočívá především v jednoduchosti provedení e způsobu hodnocení, v mimořádné názornosti a citlivosti při odhadování poruch distribuce plicní ventilace. Zařízení podle vynálezu umožňuje zvýšit kvalitu diagnostického procesu včetně paradoxní ventilace.Evaluation of quantitative changes and phase shifts is advantageous in terms of diagnostics and effective pharmacotherapy. The obtained records represent a qualitatively new way of assessing disturbances of the regional distribution of lung ventilation, whose practical importance lies mainly in the simplicity of e-assessment, in extraordinary clarity and sensitivity in estimating disturbances of the distribution of lung ventilation. The device according to the invention makes it possible to improve the quality of the diagnostic process, including paradoxical ventilation.

Zařízení podle vynálezu bylo využito při vyšetřování 52 nemocných s histologicky potvrzenými plicnlmi fibrózemi. Poměr vitálních kapacit dolních a horních plicních polí byl 1,92 - 0,83 s rozmezím od 0,3 do 4, zatímco u kontrolní skupiny osob bez podstatných chorobných změn v plicích byl poměr 4,2 t 1,0 pro levou plíci a 6,1 i 2,6 pro pravou plíci. Rozdíly jsou vysoce významné (p je menší než 0,001).The device according to the invention was used in the examination of 52 patients with histologically confirmed pulmonary fibrosis. The ratio of vital capacities of the lower and upper lung fields was 1.92 - 0.83 with a range from 0.3 to 4, whereas in the control group of persons with no significant disease in the lungs the ratio was 4.2 t 1.0 for the left lung and 6 , 1 and 2.6 for the right lung. The differences are highly significant (p is less than 0.001).

Vzhledem k mobilnosti, jednoduchosti provedení a ekonomické dostupnosti zařízení, by mohlo být uvažováno i o jeho hromadném využití ve spojitosti se štítovou fotografií.Due to the mobility, simplicity of design and economic availability of the device, its mass use in connection with shield photo could be considered.

Zařízení podle vynálezu lze využít i pro hodnocení distribuce dalších regionálních funkcí plic.The device of the invention can also be used to assess the distribution of other regional lung functions.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Apparatus for assessing regional distribution of ventilation in dependence ns change position vyěetřovaná persons consisting of a sealed source placed in the collimator and detector array which is connected to the electronic block constituted by evaluation units, the memory 8 comparator block, whose output is connected to the coordinate registration device _to indicate in that the sealed radiator (1) located in the collimator (3), together with the detector assembly (5), is displaceable along the long axis of the person to be examined (4), which is located on the examination table or examination seat (14) mounted on the rotatable the joint (13).