3. Опис і робота спірографа.

Спірограф - це портативний настільний прилад, що виконує вимірювання та обчислення 26 показників зовнішнього дихання і формує заключний протокол обстеження. У протоколі обстеження містяться: дані про пацієнта (№, вік, вага, зріст, стать);дата і час обстеження;виміряні та розраховані значення показників, як в абсолютних значеннях, так і у відсотках від "належних" величин; оцінка ступеня відхилення від норми кожного показника;графіки процедури форсованого видиху: "потік-об'єм", "потік-час",або "обсяг-час";висновок за результатами обстеження (для пацієнтів від 18 років);виміряні та розраховані значення показників і графіки тестів хвилинного обсягу дихання, максимальної вентиляції легенів, вимірювання життєвої ємності легень.

Спірограф забезпечує автоматичне приведення об'ємних і швидкісних показників до стандартних газовим умовам (BTPS).

Конструктивно спірограф складається з основного блоку спірометра, датчика спірометра, мундштуків та принтера. Зовнішній вигляд спірометра наведено на рис. 1.

 

Рис.5. Зовнішній вигляд спірографа

 

Структурна схема спірографа, що поясняє його будову наведена на рис.6.

 

 

Рис.6. Структурна схема спірограма

 

Датчик спірометра забезпечує вимірювання повітряного потоку при вдиху або видиху пацієнта, перетворення його в напругу і передачу її в основний блок спірометра. Також в датчику спірометра розташований датчик температури для вимірювання температури повітря в приміщенні (для автоматичного приведення до умов BTPS).

В якості датчика повітряного потоку застосований датчик фірми Vitalograph, виконаний на основі трубки Флейша, який забезпечує високу точність вимірювань і має малий опір диханню пацієнта. Різниця тисків з двох сторін трубки Флейша пропорційна швидкості повітряного потоку через неї.

За допомогою диференціального датчика тиску фірми SenSym з дуже високою чутливістю ця різниця тисків перетворюється в напругу, яка потім підсилюється і передається в основний блок спірометра.

Датчик повітряного потоку кріпиться на ручці за допомогою двох пластмасових засувок. При проведенні очищення та дезінфекції його необхідно від'єднати від ручки. Герметичність з'єднання датчика повітряного потоку з датчиком тиску забезпечується спеціальними гумовими втулками.

Основний блок спірометру забезпечує прийом підсилення і обробку сигналів, що надходять від датчіка спірометру, зберігання результатів обстеження в пам'яті і виведення їх на зовнішній принтер. В основному блоці спірометра розташовані:Плата процесора спірометра;Клавіатура спірометра;РКІ індикатор;Зовнішні роз'єми;Основний блок спірометру конструктивно розміщений в корпусі з ударостійкого пластику АБС, що складається з двох частин: підстави і кришки.

Всі основні вузли спірометра розташовані на друкованій платі процесора спірометра. Сигнал пропорційний швидкості повітряного потоку від датчика спірометру підсилюється, фільтрується і надходить на вхід 12-розрядного АЦП. Перетворені в цифрову форму сигнали зчитує 16-розрядний мікропроцесор Mitsubishi M30624FGAGP, який здійснює обробку цього сигналу і обчислення всіх результатів обстеження. Сигнал від датчика температури також підсилюється і фільтрується і надходить на внутрішній 10-розрядний АЦП мікропроцесора. Крім того, на платі процесора спірометра розташовані: схема сполучення з комп'ютером через стандартний СОМ-порт; схема сполучення з принтером по інтерфейсу типу USB; схема живлення спірометру від мережі 220В, 50Гц.

Клавіатура спірометра являє собою мембранну клавіатуру з 19 кнопками, яка наклеєна на передній панелі основного блоку і з'єднується з платою процесора спірометра гнучким шлейфом.

На клавіатурі спірометра є наступні кнопки:

"О" ... "9" - десять цифрових кнопок для введення цифрових даних;

"^" "►", "Т", "^" - кнопки для пересування по меню і результатах;

"ВВЕДЕННЯ" - кнопка для введення вибраного режиму або введення даних;

"ВИХІД" - кнопка для повернення в основне меню;

"ПОВТОР" - кнопка для повтору вимірювання;

"ЗАПИС" - кнопка для запису результатів обстеження в базу даних;

"ДРУК" - кнопка виводу результатів на принтер.

У спірографі застосований графічний РКІ дисплей з організацією - 240x128 пікселів. Розмір екрану - 110x60 мм. РКІ дисплей використовується для виведення результатів обстеження і вибору режиму роботи спірометру.

РКІ індикатор закріплений гвинтами на кришці корпусу основного блоку спірометра.

Спірограф має чотири зовнішніх роз'єму на задній панелі:"ДАТЧИК" - 4-контактний роз'єм для підключення датчика спірометру;"ІНТЕРФЕЙС" - 9-контактний роз'єм послідовного інтерфейсу длязв'язку з комп'ютером через стандартний СОМ-порт. Цей інтерфейс можебути використаний для передачі записаних в пам'ять результатів обстежень в комп'ютер для зберігання і подальшої обробки;"ПРИНТЕР" - USB роз'єм для підключення принтера;"220В 50Гц 5Вт" - роз'єм для підключення мережного шнура. Поруч з цимроз'ємом знаходиться вимикач живлення спірометру.

Основна екранна форма, індукованих даних на екрані спірометра після включення, наведена на рис.3:

Рис.7. Основна екранна форма.

 

В основній екранній формі індукується наступна інформація:Номер пацієнта;Температура оточуючого повітря;Поточна дата;Поточний час;Основне меню спірографа.

 

Опис режимів роботи спірографа.

Для кращого розуміння режимів роботи спірометру спочатку необхідно ознайомитися з методиками обстеження реалізованими в ньому.

Спірограф розрахований на обстеження пацієнта за певною методикою і дозволяє провести наступні тести:

Тест "хвилинного обсягу дихання" (ХОД):

У цьому тесті пацієнт спокійно дихає в датчик спірометру протягом заданого часу. При цьому на екрані спірометра відображається графік процесу дихання. Тривалість цього тесту може бути обрана 15, 30 або 60 секунд в підпункті "РЕЖИМ РОБОТИ" пункту основного меню - "ВИМІР".

При виконанні тесту ХОД визначається 3 параметри:

ДО Дихальний об'єм - середній об'єм повітря, що проходить через легені за один цикл вдиху-видиху, при виконанні тесту вимірювання хвилинного обсягу дихання.

ЧД Середня частота дихання в тесті ХОД (уд / хв)

ХОД | Хвилинний об'єм дихання: ДО х ЧД

У цьому тесті частота дихання приводиться до хвилини, незалежно від того, яка тривалість тесту була вибрана. Наприклад, якщо була обрана тривалість тесту 30 секунд, і пацієнт зробив 7 дихальних маневрів, то ЧД буде дорівнює 14 дих / хв.

Можливе проведення кількох спроб тесту хвилинного обсягу дихання, перегляд на екрані спірометру результатів усіх спроб і вибір однієї з них для виведення на друк або запису в базу даних спірометру.

Тест "ЖЄЛ":

У цьому тесті проводиться вимірювання життєвої ємності легень пацієнта. Життєва ємність легенів може бути виміряна як на вдиху (ЖЄЛвд), так і на видиху (ЖЄЛвид) залежно від дихальних маневрів пацієнта.

При проведенні тесту ЖЄЛ пацієнт спочатку виконує 2-3 циклу спокійного вдиху-видиху. Потім з рівня спокійного дихання робить повний вдих, потім повний видих і переходить до спокійного дихання - в цьому випадку буде виміряна ЖЄЛвид. Можливий інший варіант: з рівня спокійного дихання пацієнт робить повний видих, потім повний вдих і переходить до спокійного дихання - в цьому випадку буде виміряна ЖЄЛвд.

У будь-якому випадку спірограф вибирає дихальний маневр пацієнта з максимальною амплітудою і по ньому визначає ЖЄЛ і інші параметри, незалежно від того, був це вдих чи видих.

При проведенні тесту ЖЄЛ визначається 5 параметрів:

ЖЄЛ, (л) Життєва ємність легень (різниця між обсягами повітря в легенях при повному вдиху і повному видиху)

РОвд Резервний обсяг вдиху - максимальний обсяг, який можна додатково вдихнути після спокійного вдиху.

РОвид Резервний обсяг видиху - максимальний обсяг, який можна додатково видихнути після спокійного видиху.

ДО Дихальний об'єм - об'єм, який видихається і вдихається при спокійному диханні.

ЕВД Ємність вдиху - сума ДО і РО_ВД

Можливе проведення кількох спроб тесту ЖЄЛ, перегляд на екрані спірометра результатів усіх спроб і вибір однієї з них для виведення на друк або для запису в базу даних спірометра.

Спосіб визначення параметрів при виконанні тесту ЖЕЛ пояснюється на графіку наведеному нижче.

 

Тест «ФЖЄЛ»

У цьому тесті проводиться вимірювання параметрів форсованого видиху пацієнта. При проведенні тесту ФЖЄЛ пацієнт спочатку виконує 2-3 циклу спокійного вдиху-видиху, потім виконується повний вдих і після нього - повний форсований видих (видих з максимальною швидкістю) і повернення до спокійного дихання. При виконанні форсованого видиху, визначається 15 параметрів:

ФЖЄЛ (л) Об'єм форсованого видиху (різниця між обсягами повітря в легенях в точках початку і кінця маневру ФЖЄЛ)

ОФВ1 (л) Об'єм форсованого видиху за першу секунду

РОфвид Резервний обсяг видиху - максимальний обсяг, який можна додатково видихнути після спокійного видиху.

РОфвд Резервний обсяг вдиху - максимальний обсяг, який можна додатково вдихнути після спокійного вдиху.

ОФВ0, 5 (л) Об'єм форсованого видиху за перші 0,5 секунди

ОФВ1 / ЖЕЛ% * Індекс Тіффно, що має діагностичне значення.

ПОШ (л/с) Пікова об'ємна швидкість (максимальна швидкість потоку, що досягається в процесі форсованого видиху)

МОШ25 (л/с) Миттєва об'ємна швидкість в момент видиху 25% ФЖЄЛ

МОШ50 (л/с) Миттєва об'ємна швидкість в момент видиху 50% ФЖЄЛ

МОШ75 (л/с) Миттєва об'ємна швидкість в момент видиху 75% ФЖЄЛ

СОШ 25-75 л / с Середня об'ємна швидкість видиху, що визначається в процесі видиху від 25 до 75% ФЖЄЛ

ОФВ ПОШ (л) Об'єм форсованого видиху до досягнення ПОШ

ОФВПОШ / ФЖЄЛ Відношення ОФВПОШ до ФЖЄЛ

ТПОШ (с) Час досягнення пікової об'ємної швидкості

ТФЖЄЛ (с) Час форсованого видиху

* - Для розрахунку індексу Тіффно використовується значення ЖЄЛ виміряне при виконанні тесту ЖЄЛ, тому проведення тесту ФЖЄЛ без проведення тесту ЖЕЛ неможливо.

Всі виміряні величини по цим 15 параметрах, а також "належні" значення цих параметрів, обчислені по введених даних пацієнта і оцінка ступеня відхилення від норми, виводяться на принтер.

Можливі такі оцінки ступеня відхилення від норми: "більше норми", "норма", "умовна норма", "дуже легке зниження", "легке зниження", "помірне зниження", "значне зниження", "вельми значне зниження", " різке зниження "," вкрай різке зниження ".

Також за результатами форсованого видиху спірограф виводить на принтер два графіка форсованого видиху. Перший графік "потік - об'єм" (залежність швидкості форсованого видиху від обсягу видиху), а в якості другого графіка може бути надрукований один з двох графіків на вибір (задається в пункті меню "НАЛАШТУВАННЯ"):

"Потік - час": залежність швидкості форсованого видиху від часу;

"Обсяг - час": залежність обсягу форсованого видиху від часу.

Крім того для пацієнтів від 18 років, за результатами цього тесту, спірограф

може надрукувати висновок. Ви можете дозволити або заборонити друк висновку в пункті меню "НАЛАШТУВАННЯ".

Можливе проведення кількох спроб тесту ФЖЄЛ, перегляд на екрані спірометру результатів усіх спроб і вибір однієї з них для виведення на друк або для запису в базу даних спірометру.

Тест "МАКСИМАЛЬНА ВЕНТИЛЯЦІЯ ЛЕГЕНІВ" (МВЛ):

У цьому тесті пацієнту пропонується виконати протягом 15 секунд дихальні цикли з максимальною амплітудою вдиху-видиху і максимальною частотою. При цьому на екрані спірометра відображається графік процесу дихання.

При виконанні тесту МВЛ визначається 3 параметри:

ДО _МВЛ (л) Дихальний об'єм - максимальний об'єм повітря, що проходить через легені за один цикл вдиху-видиху при проведенні тесту максимальної вентиляції легенів.

ЧД _МВЛ Максимальна частота дихання в тесті МВЛ

МВЛ Максимальна вентиляція легень (визначається як ДО _МВЛ х ЧД _МВЛ)

Повторення тесту МАКСИМАЛЬНОЇ ВЕНТИЛЯЦІЇ ЛЕГЕНІВ не передбачено.

Режим "ІНГАЛЯЦІЙНІ ПРОБИ":

Режим "ІНГАЛЯЦІЙНІ ПРОБИ" призначений для спостереження за динамікою змін показників форсованого видиху пацієнта після проведення інгаляцій. При включенні цього режиму Ви маєте можливість провести кілька вимірів ЖЄЛ і ФЖЄЛ для одного і того ж пацієнта. При проведенні кожної наступної спроби на екрані спірометру будуть відображатися результати цієї спроби і відсоток зміни показників форсованого видиху в порівнянні з першою спробою. У цьому режимі є можливість в проміжку між двома спробами одного пацієнта проводити обстеження інших пацієнтів.