Приборы для контроля двигательных функций ЖКТ

    Измерение объема легких проводят путем из­мерения объема газа, проходящего через выходное отверстие. Этот метод называют спирометрией, а соответствующие при­боры - спирометрами. Изменение объема датчиков в процессе дыхания достигаются одним из способов:

· камера из эластичного материала с гофрированным профилем (сильфоны);

· камера из двух частей: внешней — неподвижной и внутренней - подвижной.

    Для фик­сации объема между фазами вдоха и выдоха и разделения фаз ды­хания применяются клапаны. В спирометрах с подвижной частью роль клапана выполняет вода, налитая во внешний корпус (водяные или жидкостные спирометры) Спирометры с эластичной камерой называются сухими. В них управление потоками осуществляется механическими клапанами.

    Подвижная часть водяных спирометров - колокол 1 (пологий тонкостенный цилиндр) перемещается вверх и вниз вдоль внешнего корпуса 2, заполненного водой 4 (рис. 4.30,а). При подаче воздуха через трубку 3 колокол 1 пере­мещается вверх вследствие увеличения давления в верхней его части. Перемещение пропорционально объему воздуха, который выдохнул пациент в трубку 3. Шкала может быть прямо на стенке колокола.

    В сухом спирометре изменяется длина сильфона 1. В исходном со­стоянии он максимально сжат. Поток воздуха открывает клапан 3, подпружиненный пружиной 2, и увеличивает объем сильфо­на на величину, равную объему измеряемого воздуха. При прекра­щении потока воздуха V клапан 3 садится на свое седло, и некоторое время сохраняется положение сильфона, соответствующее объему выдохнутого воздуха. Из-за невысокой гер­метичности клапана, или с помощью дополнительного клапана, сильфон после измерения возвращается в исходное положение.

    Спирометры могут быть самостоятельными изделиями или входить в состав более сложных приборов, осуществляющих графическую регистрацию внешнего дыхания - спирографов. Спирография бывает двух видов: 1. С поступлением в систему прибора наружного воздуха - открытая система дыхания; 2. без поступления наружного воздуха - закрытая система дыхания.

    Открытая система позволяет проводить длительные исследования, так как дыхание не за­трудняется. Открытая система обеспечивается дву­мя резиновыми сильфонами с клапанами. Вдох осуществляется из одного сильфона, а вы­дох - в другой. Пациент дышит атмосферным воздухом или кислородом. Избыточное давление в сильфонах открывает соответ­ствующие клапаны и вызывает движение сильфонов. Крышки обоих сильфонов механически связаны, и переме­щение одного вызывает движение другого, а также перемещение подвижной части преобразователя, создающего пропорциональный ему электрический сигнал (обработка или движение пера). Привести пример спирографа открытого типа (Спиро 2-2,5). Такие спирографы получили меньшее распространение из-за меньшей информативности.

    Спирография при дыхании в замкнутом пространстве основана на уменьшении объема выдыхаемой смеси за счет потребленного организмом кислорода. Углекислый газ, выделенный организмом, поглощается химическим по­глотителем (натронная известь - 1,5 кг-7,5 ч.) внутри спирографа. Поэтому СО₂ не занимает места поглощенного кислорода. (рисунок).

    От маски 1, накладывае­мой на нос и рот пациента, по трубке 4 выдыхаемый воздух подается в спирометр, состоящий из неподвижной 2 и под­вижной 3 частей. Воздух из подвижной части отводится с по­мощью трубки 6 и насоса с мотором 7 и подается в поглотитель с натронной жидкостью 8, откуда воздух, лишенный СО₂, подается в маску 1. Перемещение подвижной части через блок 5 и грузик 9 передается на перо 10 (или на ИП «перемещение - электрический сигнал») и записы­вается на цилиндр 11, вращаемый двигателем 12. Подвижная часть поднимается и опускается при выдохе и вдохе (опускается все время за счет поглощения кислорода в дыхательной системе). Эти движения записыва­ются и представляют собой спирограмму.

Спирограф с дыханием в замкнутом пространстве

    Разработаны спирографы с автомати­ческим пополнением кислорода. Они состоят из основного спирометра, регистрирующего спирограмму, и вспомогательного - в системе пополнения кислорода. Механизм автоматического пополнения состоит из датчика и электромагнитного клапана. Датчик механически соединен с основным спирометром и управляет работой электромагнит­ного клапана, открывающего или закрывающего путь кисло­роду (из кислородной подушки или баллона). Кислород, поступающий в дыхатель­ную систему спирографа, проходит через вспомогательный спирометр, вызывая перемеще­ния его колокола. Связанное с ним перо (или преобразователь) регистрирует кривую потребления кислорода. При подключении датчика перемещений с соответствующим измерительным преобразователем ре­ализуют электронную обработку сигналов (автономные приборы, компьютерные комплексы или составная часть системы ИВЛ).

    С помощью спирографов удается оценить все легочные объемы, кроме остаточного. Последний определяется или исходя из анализа содержания азота в выдыхаемом воздухе при открытой системе дыхания, или методом создания воздушно- гелиевой дыхательной смеси при закрытой системе дыхания.

5.3. Приборы для контроля двигательных функций ЖКТ

    Среди заболеваний желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) существенную роль играют двигательные нарушения. При исследовании моторных функций ЖКТ регистрируют ряд параметров (зальный и пластический тонус, амплитуда, частота, синхронность и интервалы между сокращениями, координация работы различных отделов).

    Одним из основных показателей моторных функций ЖКТ является давление в различных структурах этого тракта. В качестве датчиков давления используют баллоны, открытые катетеры, полупроводниковые датчики давления, радиокапсулы и т. д. Баллоны изготавливают из латексной резины или полиуретана. В качестве баллонных систем используют провода-электроды гастроэнтерологические, баллонные зонды и катетеры.

    Провод-электрод представляет собой трубку 1 из кремнийорганической резины с присоской 4 на одном из концов. Этот же конец армируется нержавеющим контактным электродом 2. С другого конца трубки устанавливается переходник 3. На расстоянии 50 мм от присоски 4 и через каждые 60 мм друг от друга устанавливаются пять полиуретановых баллонов 5 диаметром 30 мм каждый. Между баллонами установлены кольцевые контактные электроды 6, которые соединены с токоведущими жилами 7, проходящими в пяти каналах трубки. Переходник 3 представляет собой распределительный кожух, оканчивающийся пятью одноканальными трубками 8. Один конец переходника выходит в просвет баллонов, а другой снабжается переходниками, предназначенными для соединения с удлиненными трубками. Токоведущие жилы, выходящие в просвет распределительного кожуха, соединены с одного конца с контактными электродами 2 и 6, а с другого - армированы штырями, служащими для подключения к медицинской аппаратуре

Провод-электрод гастроэнтерологический ПЭГ-5

    В открытых катетерах устанавливают датчики давления. Для их изготов­ления используются полиэтиленовые (латексные) трубки диаметром 1,5...2,0 мм, в которые подается жидкость (вода, физраствор) или воздух. Несколько катетеров, соединенные вместе и открывающиеся в просвете ЖКТ на разных уровнях, регистрируют градиент давления в смежных от­делах. Тонкий зонд из нескольких катетеров не стимулиру­ет сокращение исследуемого органа и не влияет на продвиже­ние его содержимого.

Полупроводниковый преобразователя давления ПДВ- 1000м

    Преобразуемое давление Р воспринимается мембраной 2, которая через шток 3 пропорционально давлению передает усилие на консольную балку 4, что приводит к ее изгибу. Закрепленные на балке тензорезисторы 5 вклеены в мостовую схему вместе с резисторами Rl, R2, R3. Питание схемы - от источника постоянно­го напряжения (клеммы А и С). При изгибе балки 4 меняются сопротивления тензорезисторов. В результате этого на выводах мостовой схемы В и D появится электрический сигнал, пропорциональный прогибу балки (давлению). Открытый катетер - ПВХ трубку (1).

    Герметичные радиокапсулы небольшого размера (длина 18-20 мм при диаметре 7-8 мм). Корпус изготавливается из нетоксичной, нейтральной к среде, механически прочной и радиопрозрачной пластмассы (полиметилметакрилат, полиэтилен или полистирол). Главное свойство - неизменяемость в кислой или щелочной среде (рН от 1,0 до 9,0). Корпус радиокапсулы разъемный, источник питания вставляют перед процедурой. В конструкцию входит катушка специальной конструкции, индуктивность которой меняется при изменении давления. Вследствие этого меняется частота автогенератора (С-L-С).

З

Измеритель внутриполостного давления «Вега»

    Прибор работает в барботажном режиме (пропускание пузырьков воздуха через исследуемую среду). Источник дав­ления (ИД) через регулятор расхода (РР) подает рабочий газ в зонд (3). Давление, при котором осуществляется отрыв пу­зырьков газа от края зонда, равно давлению в исследуемой зоне ЖКТ. Это давление преобразуется сильфонным блоком (СБ) в перемещение плунжера (поршень) дифференциального трансфор­матора (ДТ). Электрический сигнал, соответствующий этому переме­щению, усиливается усилителем (У) и регистрируется графи­ческим регистром (ГрРг). В комплект прибора входят измери­тель давления, специальный зонд и регистрирующий прибор. Измеритель давления состоит из трех одинаковых каналов для трех точек измерения. Дальнейшее развитие прибора «Вега» - первичный преобразователь с двумя датчиками, один из которых снабжен механической защитой (измеряет только внутриполостное давление). Поэтому можно определить сократительную способность стенок органа (вычитание из комплексного давления полостного давления)