SU1123638A1

SU1123638A1 - Apparatus for measuring consumption of oxygen and expiration of carbon dioxide

Info

Publication number: SU1123638A1
Application number: SU833607440A
Authority: SU
Inventors: Леонид Ильич Немеровский; Александр Александрович Стахов; Леонид Александрович Люньков; Михаил Тимофеевич Киселев
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Медицинского Приборостроения; Научно-Производственное Объединение "Медфизприбор"
Priority date: 1983-06-21
Filing date: 1983-06-21
Publication date: 1984-11-15

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕ НИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ КИСЛОРОДА И ВЫ ДЕЛЕНИЯ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА, содержащее два спирометра, два обратных клапана , адсорбер и загубник дл присоединени пациента, отличающеес тем, что, с целью упрощени конструкции и сокращени энергозатрат, оно снабжено двум распределител ми потоков, спирометры выполнены с герметичными корпусами, имеющими пневматические выходы, причем вход одного спирометра соединен с загубником дл присоединени пациента через один обратный клапан и с одним распределителем потока, который также соединен с выходом из корпуса другого спирометра и атмосферой, а вход другого спирометра соединен через дгой распределитель с загубником дл присоединени пациента и с входом адсорбера, выход которого соединен с выходом из корпуса первого спирометра, сообщенного также через другой обратный клапан с атмосферой .1. A DEVICE FOR MEASURING OXYGEN CONSUMPTION AND YOU DIVISION CARBON GAS, containing two spirometers, two check valves, an adsorber and a mouthpiece for connecting a patient, characterized in that, in order to simplify the design and reduce energy costs, it is equipped with two flow distributors, spirometers made with sealed enclosures with pneumatic outlets, with the input of one spirometer connected to the mouthpiece to connect the patient through one non-return valve and to one flow distributor, which also connected to the output of the other spirometer housing and the atmosphere, and another input connected via a spirometer dgoy distributor with patient mouthpiece for attachment to the input of the adsorber and whose output is connected to the output of the first housing of the spirometer, also reported via another check valve with the atmosphere.

Description

2. Устройство по п. 1, отличающеес тем что каждый пневматический распределитель потоков представл ет собой мембранную коробку , содержащую герметичный корпус с трем патрубками и двум седлами различного диаметра, между которыми расположена эластична мембрана, при этом седла соединены с двум патрубками, а третий патрубок - с корпусом.2. The device according to claim 1, characterized in that each pneumatic flow distributor is a membrane box containing a sealed housing with three nozzles and two saddles of different diameters, between which an elastic membrane is located, the saddles being connected to two nozzles, and the third nozzle - with the body.

1one

Изобретение относитс к медицинской технике, а именно к приборам дл определени параметров газообмена и внешнего дыхани .The invention relates to medical technology, namely to devices for determining parameters of gas exchange and external respiration.

Известно устройство дл измерени выделени углекислого газа и потреблени кислорода, содержащее два спирометра с корпусом открытого типа, работающих автономно , адсорбер с поглотителем СО , две воздуходувки, пропускающие через себ равные объемы дыхательного газа с первого и второго спирометра, обратные клапаны , распредел ющие поток и записывающие устройства 1.A device for measuring carbon dioxide emissions and oxygen consumption is known, which contains two spirometers with an open body, operating autonomously, an adsorber with a CO absorber, two blowers passing through equal volumes of respiratory gas from the first and second spirometers, check valves, distributing flow and recording devices 1.

Циркул ционна система, используема в данном патенте, позвол ет записывать одновременно спирограмму, по углу наклона которой можно определить разность между потреблением Оа и выделенным СОг и кривую выделени СО.The circulatory system used in this patent allows you to simultaneously record a spirogram, from the angle of inclination of which you can determine the difference between the consumption of Oa and the CO2 emitted and the CO emission curve.

Однако наличие в известном устройстве воздуходувок со сложной системой регулировки расходов дыхательных газов значительно усложн ет конструкцию устройства , приводит к трудност м при его эксплуатации , вызывает больщие энергозатраты .However, the presence of blowers in a known device with a complex system for adjusting the flow rates of respiratory gases greatly complicates the design of the device, leads to difficulties in its operation, and causes large energy costs.

Цель изобретени - упрощение конструкции и сокращение энергозатрат.The purpose of the invention is to simplify the design and reduce energy consumption.

Цоставленна цель достигаетс тем, что устройство, содержащее два спидометра,The goal is achieved by the fact that a device containing two speedometers,

два обратных клапана, адсорбер и загубникtwo check valves, adsorber and mouthpiece

дл присоединени пациента, снабженоfor patient access, equipped with

двум распределител ми потоков, спирометры выполнены с герметичными корпусами , имеющими пневматические выходы, причем вход одного спирометра соединен с загубником дл присоединени пациента через один обратный клапан и с одним распределителем потока, который также соединен с выходом из корпуса другого спирометра и атмосферой, а вход другого спирометра соединен через другой распределитель с загубником дл присоединени пациента и. с входом адсорбера, выход которого соединен с выходом из корпуса первого спирометра, сообщенного также через другой обратный клапан с атмосферой.two flow distributors, spirometers are made with sealed enclosures with pneumatic outlets, with the inlet of one spirometer connected to the mouthpiece for connecting the patient through one non-return valve and one flow distributor that is also connected to the outlet from the body of the other spirometer and the atmosphere, and the entrance to the other The spirometer is connected through another distributor to the mouthpiece to connect the patient and. with the inlet of the adsorber, the outlet of which is connected to the outlet of the body of the first spirometer, also communicated via another non-return valve with the atmosphere.

Кроме того, каждый пневматический распределитель потоков представл ет собой мембранную коробку, содержащую герметичный корпус с трем патрубками и двум седлами различного диаметра, между которыми расположена эластична мембрана , при этом седла соединены с двум патрубками , а третий патрубок № с корпусом.In addition, each pneumatic flow distributor is a membrane box containing a sealed housing with three nozzles and two saddles of different diameters, between which there is an elastic membrane, with the saddles connected to two nozzles, and the third nozzle with the housing.

На чертеже схематически представлено устройство дл измерени потреблени кислорода и выделени углекислого газа.The drawing shows schematically a device for measuring oxygen consumption and carbon dioxide emission.

Устройство содержит первый спирометрThe device contains the first spirometer

I,второй спирометр 2, первый 3 и второй 4 распределител потока, первый 5 и второй 6 обратные клапаны, адсорбер 7 и загубник 8 дл присоединени пациента (с помощью загубника, маски).I, second spirometer 2, first 3 and second 4 flow distributors, first 5 and second 6 check valves, adsorber 7 and mouthpiece 8 for connecting a patient (using a mouthpiece, a mask).

Спирометры 1 и 2 выполнены идентично и содержат, каждый, колокол 9, установленный на входном патрубке 10 в герметичном корпусе, частично заполненном водой, снабженный самописцем (не показан), полостьSpirometers 1 and 2 are identical and each contain a bell 9 mounted on the inlet 10 in a sealed housing, partially filled with water, equipped with a recorder (not shown), cavity

II,заполненную воздухом (газом), и пневматический выход 12 из полости 11.II, filled with air (gas), and pneumatic outlet 12 from the cavity 11.

Распределитель 3 выполнен в виде мембранной клапанной коробки и содержит гер метичный корпус с трем патрубками 13-15, два из которых (13 и 14) соединены с седлами 16 и 17 различного диаметра, между которыми расположена герметизирующа мембрана 10. Распределитель 4 выполнен идентично и имеет патрубки 19-21, седла 22 и 23.The distributor 3 is made in the form of a membrane valve box and contains a sealed housing with three nozzles 13-15, two of which (13 and 14) are connected to the seats 16 and 17 of different diameters, between which the sealing membrane 10 is located. The distributor 4 is made identical and has nozzles 19-21, saddles 22 and 23.

Вход 10 первого спирометра 1 соединен пневматически с загубником 8 дл подсоединени пациента через обратный клапан 5 и с патрубком 20 малого седла 23 распределител 4.The inlet 10 of the first spirometer 1 is pneumatically connected to the mouthpiece 8 for connecting a patient through a non-return valve 5 and to the port 20 of the small seat 23 of the distributor 4.

Распределитель 4 соединен также через патрубок 21 с выходом 12 спирометра 2, а через большое седло 22 патрубка 19 - с атмосферой. Вход 10 спирометра 2 соединен с патрубком 16 корпуса распределител 3, который через больщое седло 16 патрубка 13 подсоединен к загубнику 8 дл подсоединени пациента, а через малое седло 17 патрубка 14 - к адсорберу 7. Последний соединен пневматически с выходом 12 спирометра 1, сообщающимс также с атмосферой через обратный клапан 6.The distributor 4 is also connected through the pipe 21 with the outlet 12 of the spirometer 2, and through the large saddle 22 of the pipe 19 - with the atmosphere. The inlet 10 of the spirometer 2 is connected to the nozzle 16 of the distributor case 3, which through the large saddle 16 of the nozzle 13 is connected to the mouthpiece 8 for connecting the patient, and through the small saddle 17 of the nozzle 14 to the adsorber 7. The pneumatically connected to the output 12 of the spirometer 1, also communicating with the atmosphere through the check valve 6.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

В исходном положении седла распределителей потока герметизированы мембранами 18 и 24, обратные клапаны закрыты.In the initial position of the seat of the flow distributors are sealed with membranes 18 and 24, the check valves are closed.

колокола спирометров установлены в среднем положении. Пациент присоедин етс к загубнику 8 и дышит в циркул ционной системе прибора.The bells of the spirometers are set in the middle position. The patient is attached to the mouthpiece 8 and breathes in the circulation system of the device.

Пациент производит выдох. Под давлением выдыхаемого воздуха первый обратный клапан 5 герметизируетс , мембрана 18 распределител 3 прогибаетс , герметизиру малое седло 17 и открыва большое 16, через которое воздух поступает в патрубок 16 и затем под колокол 9 спирометра 2. The patient produces exhalation. Under pressure of exhaled air, the first check valve 5 is sealed, the membrane 18 of the distributor 3 bends, seals the small saddle 17 and opens the large 16, through which air enters the nozzle 16 and then under the bell 9 of the spirometer 2.

Измерительный элемент спирометра 2 (колокол 9), наполн сь выдохнутым воздухом , поворачиваетс , вытесн из полости 11 корпуса спирометра 2 объем воздуха, равный объему выдоха, через малое седло 23 и патрубок 20 второго распределител потока 4 под колокол 9 спирометра 1. Колокол этого спирометра, наполн сь, вы-, тесн ет объем газа, равный выдохнутому, из полости 11 корпуса через обратный клапан 6 в атмосферу.The measuring element of the spirometer 2 (bell 9), filled with exhaled air, turns, displacing from the cavity 11 of the casing of the spirometer 2 an air volume equal to the expiratory volume through the small saddle 23 and the nozzle 20 of the second flow distributor 4 under the bell 9 of the spirometer 1. Bell of this spirometer When filling, the volume of gas equal to exhaled from the cavity 11 of the housing through the check valve 6 into the atmosphere is cramped.

При этом оба спирометра регистрируют на ленте самописца значение объема выдохнутого газа.In this case, both spirometers register on the recorder tape the value of the volume of the exhaled gas.

Таким образом, колокол 9 спирометра 1 при выдохе заполн етс атмосферным воздухом (из полости 11 корпуса спирометра 2) а колокол 9 пирометра 2 - выдохнутым газом , содержащим СОг.Thus, the bell 9 of the spirometer 1 during exhalation is filled with atmospheric air (from the cavity 11 of the housing of the spirometer 2) and the bell 9 of the pyrometer 2 is exhaled with a gas containing CO2.

При выдохе закрытой частью контура, в которой осуществл ютс измерени , вл етс цепь: загубник 8 - большое седло 16 и патрубок 15 распределител 3 - колокол 9 спирометра 2 - полость 11 корпуса спирометра 2 - малое седло 23 и патрубок 20 распределител 4 - колокол 9 спирометра 1.When exhaling, the closed part of the circuit in which measurements are made is the following chain: mouthpiece 8 - large seat 16 and pipe 15 of distributor 3 - bell 9 of spirometer 2 - cavity 11 of the body of spirometer 2 - small saddle 23 and pipe 20 of distributor 4 - bell 9 spirometer 1.

При вдохе создаваемое пациентом (в месте его присоединени к устройству) разрежение герметизирует большое седло 16 распределител 3 и открывает первый обратный клапан 5, открыва при этом малое седло 17 распределител 3 и герметизиру малое седло 23 распределител 4. Это позвол ет пациенту сделать вдох из-под колокола 9 спирометра 1 заполн вшим его атмосферным воздухом.When you inhale, the patient creates (in the place of its connection to the device) vacuum seals the large seat 16 of the distributor 3 and opens the first check valve 5, opening the small seat 17 of the distributor 3 and sealing the small seat 23 of the distributor 4. This allows the patient to breathe under the bell 9 of the spirometer 1, fill it with atmospheric air.

Колокол 9 спирометра 1, опорожн сь, поворачиваетс в сторону исходного положени , создава тем самым в полости 11 корпуса этого спирометра разрежение, подThe bell 9 of the spirometer 1, emptying, turns towards the initial position, thereby creating a vacuum in the cavity 11 of the housing of this spirometer, under

действием которого второй обратный клапан 6 закрываетс , а из-под колокола 9 спирометра 2 газ через малое седло 17 распределител 3 и адсорбер 7 поступает в полость 11 корпуса спирометра 1. При этом объем газа, поступившего в полость корпуса спирометра 1, равен объему вдоха пациента , а объем газа, перемещаемого изпод колокола 9 спирометра 2, превышает объем вдоха на объем СО, поглощенного адсорбером 7. Опорожн сь, колокол 9 спирометра 2 поворачиваетс в сторону исходного положени , перемеща при этом в корпус спирометра воздух из атмосферы через большое седло 22 распределител потока 4.by the action of which the second check valve 6 is closed, and from under the bell 9 of the spirometer 2, the gas through the small seat 17 of the distributor 3 and the adsorber 7 enters the cavity 11 of the housing of the spirometer 1. The volume of gas entering the cavity of the housing of the spirometer 1 is equal to the patient’s inspiratory volume and the volume of gas transported from under the bell 9 of the spirometer 2 exceeds the inspiratory volume by the volume of CO absorbed by the adsorber 7. Empty, the bell 9 of the spirometer 2 rotates towards the initial position, while moving air from the atmosphere into the spirometer case It seats 22 of large flow distributor 4.

Таким образом, при вдохе закрытой частью контура вл етс цепь: отвод 8 - обратный клапан 5 - колокол 9 спирометра 1 полость 11 корпуса спирометра 1 - адсорбер 7 - патрубок 15 отвода малого седла 17 распределител 3 - колокол 9 спирометра 2.Thus, when inhaling, the closed part of the circuit is a circuit: outlet 8 - check valve 5 - bell 9 of the spirometer 1 cavity 11 of the spirometer case 1 - adsorber 7 - pipe 15 of the outlet of the small saddle 17 of the distributor 3 - bell 9 of the spirometer 2.

При этом во врем вдоха спирометра регистрируют разные величины, спирометр 1объем вдоха, спирометр 2 - объем вдоха плюс объем выделенного СОгВ процессе многоразового дыхани оба спирометра регистрируют наклонные спирограммы . Угол наклона спирограммы первого спирометра, обусловленный разностью объемов вдоха и выдоха, пропорционален разности скоростей потреблени кислорода и выделени углекислого газа. Угол наклона спирограммы второго спирометра, обусловленный разностью объемов вдоха с выделением СОг и выдоха, попорционален скорости потреблени кислорода. Разница в углах наклона второй и первой спирограмм пропорциональна скорости выделени углекислого газа.At the same time, during the inhalation of the spirometer, different values are recorded, the spirometer is 1, the volume of inhalation, the spirometer 2 is the inhalation volume plus the volume of released CO 2 In the process of repeated breathing, both spirometers register oblique spirograms. The tilt angle of the spirogram of the first spirometer, due to the difference in inspiratory and expiratory volumes, is proportional to the difference in the rates of oxygen consumption and carbon dioxide emission. The angle of inclination of the spirogram of the second spirometer, due to the difference in inspiratory volumes with the release of CO2 and expiration, is proportional to the rate of oxygen consumption. The difference in the angles of inclination of the second and first spirograms is proportional to the rate of release of carbon dioxide.

Таким образом, снабжение устройства двум распределител ми потоков, выполнение спирометров с герметичными корпусами , а также соответствующее соединение элементов устройства позвол ет проводить точные измерени потреблени кислорода и выделени углекислорого газа, значительно упрощает конструкцию, регулировку и эксплуатацию устройства, не требует больших расходов электроэнергии.Thus, supplying the device with two flow distributors, performing spirometers with hermetic housings, as well as the corresponding connection of the elements of the device, allows accurate measurements of oxygen consumption and carbon dioxide emissions, greatly simplifies the design, adjustment and operation of the device, does not require large power consumption.

Claims

1. DEVICE FOR MEASURING OXYGEN CONSUMPTION AND EMISSION OF CARBON GAS, containing two spirometers, two non-return valves, an adsorber and mouthpiece for connecting a patient, characterized in that, in order to simplify the design and reduce energy consumption, it is equipped with two flow distributors, spirometers with hermetic housings having pneumatic outlets, and the input of one spirometer is connected to the mouthpiece for connecting the patient through one check valve and with one flow distributor, which also Inonii 'with the output from another spirometer housing and the atmosphere, and another input connected via a spirometer dgoy distributor with a mouthpiece for a patient and connection to the input of the adsorber, whose output is connected to the outlet of the first housing of the spirometer, also reported via another check valve with the atmosphere.

KO SS about ss

QO

2. The device according to π. 1, characterized in that each pneumatic flow distributor is a membrane box containing a sealed housing with three nozzles and two seats of different diameters, between which an elastic membrane is located, the seats being connected to two nozzles, and the third nozzle to the body.