RU2328969C1 - Способ биотелеметрии внешнего дыхания человека - Google Patents
Способ биотелеметрии внешнего дыхания человека Download PDFInfo
- Publication number
- RU2328969C1 RU2328969C1 RU2007105924/14A RU2007105924A RU2328969C1 RU 2328969 C1 RU2328969 C1 RU 2328969C1 RU 2007105924/14 A RU2007105924/14 A RU 2007105924/14A RU 2007105924 A RU2007105924 A RU 2007105924A RU 2328969 C1 RU2328969 C1 RU 2328969C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spirometry
- impedance pneumography
- impedance
- biotelemetry
- external respiration
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
Способ относится к медицинской технике, а именно к биотелеметрическим способам измерения и регистрации внешнего дыхания человека. Осуществляют импедансную пневмографию и спирометрию. Результаты импедансной пневмографии, выраженные в омах или в вольтах, калибруют по результату спирометрии, выраженному в литрах. Спирометрию осуществляют по крайней мере в два этапа, первый - в начале процесса импедансной пневмографии, последний - в конце процесса импедансной пневмографии. Каждый из указанных этапов осуществляют путем 6-12 вдохов и выдохов через спирометр при частоте дыхания, находящейся в пределах 24-32 в 1 мин. Величина дыхательного объема находится в пределах 0,9-1,1 литра. Результат спирометрии получают путем суммирования амплитуд вдохов или выдохов и деления полученного значения на количество соответственно вдохов или выдохов. Способ повышает оперативность и точность биотелеметрии внешнего дыхания в естественных условиях жизнедеятельности. 2 ил.
Description
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к биотелеметрическим способам измерения и регистрации внешнего дыхания человека. Изобретение предназначено для изучения параметров дыхания при физиологических, гигиенических и экологических исследованиях, преимущественно в естественных условиях жизнедеятельности, например на производстве, в спорте, безмасочным методом импедансной пневмографии (реопневмографии).
Известен биорадиотелеметрический способ измерения внешнего дыхания человека в естественных условиях с помощью серийной 4-канальной системы «Спорт», производимой в СССР на НПО РЭМА, г.Львов, посредством резистивного датчика, размещаемого на грудной клетке. Недостатком такого пневмографического способа является пониженная точность определения частоты дыхания и практическая невозможность количественного определения дыхательных объемов в естественных условиях жизнедеятельности.
Известен способ и устройство для импедансной пневмографии в стационарных условиях при относительном физическом покое обследуемого, причем кратковременный фрагментарный контроль осуществляется водяным спирометром Gould - см. пат. США №6015389, А61В 1/00, Jan. 18, 2000. Impedance pneumography, fig.4a, 4b.
Недостатками описанного способа являются, во-первых, лабораторные условия измерения дыхательных объемов, во-вторых, методическая сложность применения указанного спирометра в качестве контрольного измерителя параметров внешнего дыхания в естественных условиях жизнедеятельности человека, что подтверждается отсутствием для этих условий данных импедансной пневмографии, в-третьих, пониженная точность измерения дыхательных объемов из-за отсутствия учета нелинейной (например, в виде полинома 1-й степени или экспоненты) связи спирограмм и импедансных пневмограмм в диапазоне дыхательных объемов от минимума до максимума, т.е. от 0,1...0,2 литра до 3...6 литров (т.е. до жизненной емкости легких) - см. Поводатор А.М., Шестаков И.М. - Метрологическая оценка возможности использования реопневмографии для количественного определения дыхательных объемов. - Физиология человека, 1980, том 6, №3, с.564...567.
Наиболее близким к предложенному техническому решению - способу биотелеметрии внешнего дыхания человека является способ биотелеметрии внешнего дыхания посредством импедансной пневмографии и параллельной спирометрии при спортивных исследованиях - беге на месте рядом со спирографом и тренировочном беге в спортзале с физиологической дыхательной нагрузкой - загубником, трубчатым шлангом и мешком для сбора выдыхаемого воздуха (так называемым мешком Дугласа, названным по имени автора методики его использования) - см. Розенблат В.В. и др. - Искажения респираторных показателей во время мышечной работы при масочных методах исследований. - Бюл. эксперим. биологии и медицины, 1985. XCIX, №1, с.115...118 - прототип.
Особенность описанных в прототипе экспериментов в том, что вышеуказанная дыхательная нагрузка характерна как негативный фактор для общепринятой методики Дугласа при определении минутного объема дыхания - сбора в мешок выдыхаемого воздуха с последующим измерением его количества посредством газосчетчика, например спирометра на основе крыльчатой турбинки - см. Маркосян А.А. - Физиология. - «Медицина», М., 1971, с.169, 170, рис.65а, б. Однако в данном случае измерение количества выдыхаемого воздуха по Дугласу не проводилось в соответствии с задачами экспериментов.
Недостатками этого способа являются, во-первых, деформация структуры внешнего дыхания, обусловленная масочной спирометрией, причем сдвиги параметров дыхания достигают десятков процентов при физических нагрузках вследствие затруднения дыхания при любых разновидностях масочных методов, в том числе использующих загубник и шланг к мешку Дугласа, во-вторых, «привязка» исследований к спирографу, малопригодному для оперативного параллельного применения с биотелеметрией внешнего дыхания посредством импедансной пневмографии в естественных условиях жизнедеятельности человека, причем результаты импедансной пневмографии, выраженные в омах или в вольтах, калибруют по результату спирометрии, выраженному в литрах, в-третьих, использование калибровки импедансной пневмограммы по предыдущим данным спирографии во время бега на месте, а не параллельной спирометрии во время тренировочного бега в спортзале не обеспечивает достоверность и точность биотелеметрического измерения объемных параметров внешнего дыхания, были использованы усредненные, а не текущие данные объемных параметров дыхания.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение оперативности и точности биотелеметрии внешнего дыхания человека посредством импедансной пневмографии, а в конечном итоге - повышение точности длительных непрерывных биотелеметрических измерений параметров внешнего дыхания человека посредством импедансной пневмографии в естественных условиях жизнедеятельности.
Для решения поставленной задачи предлагается способ регистрации внешнего дыхания человека посредством импедансной пневмографии.
В способе биотелеметрии внешнего дыхания человека посредством параллельно осуществляемых импедансной пневмографии и спирометрии, причем результаты импедансной пневмографии, выраженные в омах или в вольтах, калибруют по результату спирометрии, выраженному в литрах, предлагается то, что спирометрию осуществляют, по крайней мере, в два этапа, первый - в начале процесса импедансной пневмографии, последний - в конце процесса импедансной пневмографии, каждый из указанных этапов осуществляют путем 6...12 вдохов и выдохов через спирометр при частоте дыхания, находящейся в пределах 24...32 в 1 мин, величина дыхательного объема находится в пределах 0,9...1,1 литра, результат спирометрии получают путем суммирования амплитуд вдохов или выдохов и деления полученного значения на количество соответственно вдохов или выдохов.
Отличительные признаки предложенного технического решения способа обеспечивают оперативность и точность биотелеметрии внешнего дыхания человека посредством импедансной пневмографии, а в конечном итоге - повышение точности длительных непрерывных биотелеметрических измерений параметров внешнего дыхания человека посредством импедансной пневмографии в естественных условиях жизнедеятельности.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами:
Фиг.1. Погрешность спирометра при пульсирующем воздушном потоке в 1 литр.
Фиг.2. Фрагмент импедансной пневмограммы, телеметрированной по радиоканалу во время рабочей смены лесоруба.
Биотелеметрия внешнего дыхания человека в естественных условиях жизнедеятельности производится при помощи биотелеметрического комплекса, например, см. Поводатор А.М. и др. - Радиотелеметрический комплекс для регистрации респираторных параметров у свободно перемещающегося человека. Информационный листок №671 - 77, Свердловск, ЦНТИ, 1977, c.1...4.
На грудной клетке обследуемого размещены электроды, подключенные к первичному биоимпедансному преобразователю «импеданс - напряжение», соединенному с входом собственно биотелеметрической системы, передающая часть которой вместе с первичным преобразователем составляет так называемый «прибор пациента», который закреплен на обследуемом, например помещен в карман одежды. Приемная часть с регистратором образует «прибор исследователя» и находится на каком-то расстоянии от обследуемого.
Для спирометрии используется малогабаритный портативный сухой спирометр ССП с 6-литровой шкалой объемов стрелочного (часового) типа с ценой больших делений 1 литр, малых - 0,1 литра. Его паспортная погрешность 8%, причем по результатам наших экспериментов в случае непрерывных воздушных потоков более 12 литр/мин его погрешность снижается до 2-3%. Однако возможно и измерение с его помощью пульсирующих воздушных потоков, аналогичных дыханию. Это обусловлено возможностью снижения инерционности спирометра за счет обратного - при вдохе через него - воздушного потока, осуществляющего, например, для крыльчатки аэродинамическое торможение, для термисторного измерителя - ускорение охлаждения термистора (возврат температуры). На фиг.1 показана полученная нами экспериментально погрешность спирометра ССП при различной частоте (аналогичной частоте дыхания обследуемого) продувания через него 1-литрового объема воздуха. Из нее видно, что при обычной для физической нагрузки частоте дыхания 24...32 1/мин погрешность составит около 2%. Такая погрешность соизмерима с лабораторными приборами (спирографами замкнутого типа, водяными спирометрами и проч.) и позволяет использовать портативный спирометр для калибровки при исследованиях внешнего дыхания человека в условиях естественной жизнедеятельности.
Выходной сигнал биотелеметрической системы - импедансная пневмограмма, на которой количество экстремумов (раздельно по вдохам или выдохам) отражает частоту дыхания, разность текущей величины импедансной пневмограммы в точках минимального экстремума и следующего за ним максимального (или наоборот) отражает дыхательный объем, а сумма этих разностей (амплитуд) за минуту является величиной минутного объема дыхания.
Процесс биотелеметрии внешнего дыхания посредством импедансной пневмографии производится с параллельно осуществляемой, по крайней мере в начале и конце процедуры импедансной пневмографии спирометрией, при этом каждый этап спирометрии является процессом калибровки.
Калибровка, определяющая соотношение импеданса и дыхательных объемов в виде коэффициента с размерностью «Ом/литр» заключается в многократном, например 6...12 раз, 2 цикла по 6 литров, равномерном выдохе и вдохе воздуха обследуемым через спирометр с контролем величины 1 литр по его шкале, с частотой равномерного дыхания 24...32 1/мин, а на импедансной пневмограмме отмечают соответствующую группу из 6...12 колебаний амплитуды и определяют усредненную величину соответствия 1 литра дыхательного объема и импеданса. В конце исследований процедура повторяется для корректировки результатов калибровки. Время калибровки составляет всего 1...3 мин, что позволяет практически не отвлекать обследуемого от работы и увеличивает оперативность исследований. Калибровка снижает погрешность из-за нелинейности соотношения импеданса и дыхательных объемов в диапазоне дыхательных объемов от долей литра до нескольких литров, отмеченной выше: в случае калибровки в дыхательном объеме 0,9...1,1 литр (оптимально - 1 литр), обычном для естественной жизнедеятельности (труд, спорт), погрешность калибровки равна 3...5% - см. Поводатор А.М., Шестаков И.М. - Метрологическая оценка возможности использования реопневмографии для количественного определения дыхательных объемов. - Физиология человека, 1980, том 6, №3, с.564...567.
На фиг.2 приведен иллюстративный вариант импедансной пневмограммы, полученной радиотелеметрическим способом во время рабочей смены у одного из рабочих - лесорубов: сначала - фрагмент калибровки (по 1 литру) в начале работы, далее - процесс естественного дыхания во время работы, в конце - фрагмент финальной калибровки.
Полученные результаты подтверждают оперативность и точность предложенного способа биотелеметрии внешнего дыхания человека посредством импедансной пневмографии, а в конечном итоге - повышение точности длительных непрерывных биотелеметрических измерений параметров внешнего дыхания человека посредством импедансной пневмографии в естественных условиях жизнедеятельности.
Claims (1)
- Способ биотелеметрии внешнего дыхания человека посредством параллельно осуществляемых импедансной пневмографии и спирометрии, причем результаты импедансной пневмографии, выраженные в Омах или в Вольтах, калибруют по результату спирометрии, выраженному в литрах, отличающийся тем, что спирометрию осуществляют по крайней мере в два этапа, первый - в начале процесса импедансной пневмографии, последний - в конце процесса импедансной пневмографии, каждый из указанных этапов осуществляют путем 6-12 вдохов и выдохов через спирометр, при частоте дыхания, находящейся в пределах 24-32 в 1 мин, величина дыхательного объема находится в пределах 0,9-1,1 л, результат спирометрии получают путем суммирования амплитуд вдохов или выдохов и деления полученного значения на количество, соответственно, вдохов или выдохов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007105924/14A RU2328969C1 (ru) | 2007-02-16 | 2007-02-16 | Способ биотелеметрии внешнего дыхания человека |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007105924/14A RU2328969C1 (ru) | 2007-02-16 | 2007-02-16 | Способ биотелеметрии внешнего дыхания человека |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2328969C1 true RU2328969C1 (ru) | 2008-07-20 |
Family
ID=39809020
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007105924/14A RU2328969C1 (ru) | 2007-02-16 | 2007-02-16 | Способ биотелеметрии внешнего дыхания человека |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2328969C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2487662C2 (ru) * | 2011-04-14 | 2013-07-20 | Виталий Юрьевич Мишланов | СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ФУНКЦИИ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ С ПОМОЩЬЮ ИМПЕДАНСНОЙ СПИРОГРАФИИ И ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЙ КОМПЛЕКС "БИА-лаб Спиро" ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ |
RU2621393C2 (ru) * | 2011-01-31 | 2017-06-05 | Конинклейке Филипс Н.В. | Автоматизированные анализ и расшифровка спирограмм |
RU2625274C1 (ru) * | 2016-09-19 | 2017-07-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | Способ контроля физиологических параметров дыхательной системы водолазов |
RU193583U1 (ru) * | 2019-07-16 | 2019-11-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Монета" | Спирометр |
RU2817491C1 (ru) * | 2023-11-16 | 2024-04-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук | Акустический метод определения минутного объема дыхания водолаза под водой |
-
2007
- 2007-02-16 RU RU2007105924/14A patent/RU2328969C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
В.В.РОЗЕНБЛАТ и др. Искажения респираторных показателей во время мышечной работы при масочных методах исследований. Бюлл. Эксперимент. Биологии и медицины, 1985, №1 с.115-118. * |
ПОВОДАТОР А.М. Информационный лист 3213-76. Радиотелеметрический комплекс для регистрации респираторных параметров у свободно передвигающегося человека. 1976, с.137. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2621393C2 (ru) * | 2011-01-31 | 2017-06-05 | Конинклейке Филипс Н.В. | Автоматизированные анализ и расшифровка спирограмм |
RU2487662C2 (ru) * | 2011-04-14 | 2013-07-20 | Виталий Юрьевич Мишланов | СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ФУНКЦИИ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ С ПОМОЩЬЮ ИМПЕДАНСНОЙ СПИРОГРАФИИ И ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЙ КОМПЛЕКС "БИА-лаб Спиро" ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ |
RU2625274C1 (ru) * | 2016-09-19 | 2017-07-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | Способ контроля физиологических параметров дыхательной системы водолазов |
RU193583U1 (ru) * | 2019-07-16 | 2019-11-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Монета" | Спирометр |
RU2817491C1 (ru) * | 2023-11-16 | 2024-04-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук | Акустический метод определения минутного объема дыхания водолаза под водой |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20200329977A1 (en) | Devices and methods for respiratory variation monitoring by measurement of respiratory volumes, motion and variability | |
EP2603138B1 (en) | Devices and methods for respiratory variation monitoring by measurement of respiratory volumes, motion and variability | |
US6287264B1 (en) | System for measuring respiratory function | |
AU2017279693B2 (en) | Devices and methods for respiratory variation monitoring by measurement of respiratory volumes, motion and variability | |
US20020138213A1 (en) | System and method of metabolic rate measurement | |
US7094206B2 (en) | System for measuring respiratory function | |
CN107397554B (zh) | 导出受试者的个人胸参数 | |
RU2514329C2 (ru) | Устройство для измерения и способ определения регионарного потребления/перфузии кислорода | |
KR20190071808A (ko) | 호흡 조기 경고 점수 계산 시스템 및 방법 | |
US20020120207A1 (en) | System for measuring respiratory function | |
AU2018280244A1 (en) | Respiratory volume monitor and ventilator | |
US20050178385A1 (en) | System and method for the automatic detection of the expiratory flow limitation | |
US20200383647A1 (en) | Device and method for clinical evaluation | |
US8128575B2 (en) | System and method for the automatic detection of the expiratory flow limitation | |
Gaensler et al. | Bronchospirometry: II. Experimental observations and theoretical considerations of resistance breathing | |
US20110245691A1 (en) | Non-invasive methods and systems for assessing cardiac filing pressure | |
Schlegelmilch et al. | Pulmonary function testing | |
RU2328969C1 (ru) | Способ биотелеметрии внешнего дыхания человека | |
Granath et al. | Compliance and resistance of the lungs in the sitting and supine positions at rest and during work | |
EP1814445A1 (en) | Method of and unit for determining the cardiac output of the human heart | |
CN209018736U (zh) | 一种口鼻气流检测装置 | |
JPH0342899B2 (ru) | ||
RU91765U1 (ru) | Дыхательный тренажер с биологической обратной связью | |
JP3325867B2 (ja) | 代謝機能からみた健康管理装置 | |
RU165885U1 (ru) | Устройство для синхронного определения параметров сердечно-дыхательного синхронизма и внешнего дыхания у человека |