Устройство для определения содержания газов в крови

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ГАЗОВ В КРОВИ, включающее экстракционную камеру, установленную в термостате, вибратор, приспособление для введения .крови и калибровочного газа, масс-снектрометр, включающий систему напуска и форвакуумный насос и соединенный с регистратором, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения содержания газов в крови, оно дополнительно снабжено камерой для накопления газов и микрохолодильником, соединенным с последней, при этом камера для Накопления газов соединена каналами с экстракционной, камерой и системой напуска масс-спектрометра, а форвакуумный насос масс-спектрометра соединен каналом с экстракционной камерой, а соотношение объ$ емов экстракционной камеры и камеры для ся накопления газов не менее 50:1. о 00 кэ со со со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1082393 з(5ц А 61 В 5/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3403135 28-13 (22) 25.02.82 (46) 30.03.84. Бюл. № 12 (72) А. И. Левшанков, Л. Н. Озеров, М. А. Пушнина, М. Е..Слуцкий и Б. С. Уваров (71) Специальное конструкторское бюро аналитического приборостроения (53) 616.079 (088.8) (56) 1. Сыркина П. E. Газовый анализ в медицинской практике. М., Медгиз, 1956, с. 10 — 32.

2. ЬэЧ P., Dahners Н., Pichotka J. P., Massenspectrometrischo Bestimmung des

0z — СО . Yoha1tes von Blut Pflugers

Archiv. 1970, V . 315, Fasz. 1, S. 86 — 92 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕ

ЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ГАЗОВ В КРОВИ, включающее экстракционную камеру, установленную в термостате, вибратор, приспособление для введения крови и калибровочного газа, масс-спектрометр, включающий систему напуска и форвакуумный насос и соединенный с регистратором, отличаю eecÿ тем, что, с целью повышения точности определения содержания газов в крови, оно дополнительно снабжено камерой для накопления газов и микро олодильником, соединенным с последней, при этом камера для накопления газов соединена каналами с экстракционной камерой и системой напуска масс-спектрометра, а форвакуумный насос масс-спектрометра соединен каналом с экстракционной камерой, а соотношение объ- Я емов экстракционной камеры и камеры для накопления газов не менее 50:1.

1082393

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам измерения транспорта газов кровью, и может быть использовано для оценки газообменных процессов у человека и экспериментальных животных.

Известно устройство для определения содержания газов в крови, включающее экстракционную камеру, термостат, вибратор, приспособления для ввода крови и реактивов, напорный сосуд со ртутью, ртутный манометр. Для определения содержания газов в крови проба крови и реактивы для гемолиза вводятся в прогреваемую экстракционную камеру, в которой предварительно с помощью напорного сосуда со ртутью создан вакуум. В условиях вакуума газы экстрагируют из крови. Процесс экстрагирования ускоряется вибрацией камеры. Затем при фракционном поглощении реактивами измеряются парциальные давления экстрагированных газов с помощью ртутного манометра. При этом для повышения точности измерений газы сжимаются с помощью напорного сосуда с ртутью. По парциальным давлениям с учетом знания объема рассчитывается содержание газов в крови (1).

Недостатки известного устройства — конструктивная сложность, наличие ртути, громоздкая и длительная методика подготовки и проведения анализа.

Известно устройство для определения содержания газов в крови, включающее экстракционную камеру, установленную в термостате, вибратор, приспособление для введения крови и калибровочного газа, массспектрометр, включающий систему напуска и форвакуумный насос и соединенный с регистратором (2) .

Недостатком указанного устройства является низкая точность определения содержания газов в крови, что связано с измерением крайне малых (менее 2О/о) концентраций (парциальных давлений) экстрагированных газов в среде газа-носителя.

Кроме того, недостатками устройства являются его сложность и большой расход газа-носителя (65 мл/мин) . Велики эксплуатационные расходы, так как к работе допускается персонал, прошедший обучение и сдающий периодические экзамены по правилам работы с газовыми баллонами под давлением.

Цель изобретения — повышение точности определения содержания газов в крови.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, включающее экстракционную камеру, установленную в термостате, вибратор, приспособление для введения пробы крови и калибровочного газа, масс-спектрометр, включающий систему напуска и форвакуумный насос и соединенный с регистратором, дополнительно снабжено камерой для накопления газов и микрохолодильником, соединенным с последней, при этом камера для накопления газов соединена каналами с экстракционной камерой и системой напуска масс-спектрометра, а форвакуумный насос масс-спектрометра соединен каналом с экстракционной камерой, а соотношение объемов экстракционной камеры и камеры для накопления газов не менее 50:1.

На чертеже изображено устройство для определения содержания газов в крЬви, общий вид.

Устройство содержит экстр: кционную камеру 1 с герметичной крышкой, связанную с масс-спектрометром 2, включающим систему запуска и форвакуумный насос (не обозначено) и снабженным регистратором 3 посредством канала 4 с вентилем 5, каналов 6 и 7 с вентилями 8 и 9 и охлаждающей камеры 10 с микрохолодильником

11. Зкстракционная камера находится в термостате 12, соединена с вибратором 13 и снабжена входным каналом с вентилем

14 для введения приспособления 15 (шприца) с пробой крови и калибровочного газа.

Устройство работает следующими образом.

Температура экстракционной камеры, находящейся в водяной бане термостата, доводится до 37 С. При открытых вентилях

5 и 8 и закрытом вентиле 14 в экстракционной и охлаждающей камерах создается вакуум с помогцью форвакуумного насоса масс-спектрометра. Затем вентили 5 и 8 закрываются. Шприц с пробой крови и калибровочного газа герметично прижимается к входному каналу, открывается вентиль

14, содержимое шприца вводится в экстракционную камеру, после чего вентиль 14 закрывается. Включается вибратор. После выдержки в течение нескольких минут, необходимой для полного экстрагирования в вакуум газов из крови, при закрытом вентиле 9 открывается вентиль 8, чем обеспечивается сообщение экстракционной и охлаждаюшей камер. Поток газов и водяных паров движется из экстракционной камеры в охлаждающую камеру. При этом водяные пары сорбируются холодными стенками охлаждающей камеры и в ней вследствие замещения происходит накопление газов. Процесс заканчивается когда суммарные давления водяных паров и газов в обоих камерах уравняются.

Обратная диффузия газов в экстракционную камеру не происходит вследствие высокого сопротивления газовому потоку трубки 6. После уравнивания давлений в обеих камерах (1 — 2 мин) закрывается вентиль 8, открывается вентиль 9, сообщающий охлаждающую камеру с системой напуска масс-спектрометра, и измеряются относительные концентрации газов.

1082393

1и р 1тэз Эл,р+ 2«аз (2) 1н о эгаэ

Составитель Н. Земляк

Техред И. Верес Корректор И. Муска

Тираж 688 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор А. Мотыль

Заказ 1603)3

Процесс уравнивания давлений между камерами описывается выражением (1)

5 где Є— давление водяных паров в экстракционной камере;

Цга — давление газов в экстракционной камере;

P -давление водяных паров в ох2 нар лаждающей камере;

10 — давление газов в охлаждающей а газ камере.

При низком уровне давления газов в экстракционной камере, обеспечивающем полное экстрагирование газов из крови, и низком уровне водяных паров в охлаждающей камере, т. е. когда

p ((p,,p (а р

1гаэ 1на0 2газ н,о выражение (1) приобретает вид 20

Таким образом, обеспечено многократное увеличение давления газов в охлаждающей камере, что повышает точность измерений.

Существенным является выбор отношения объемов экстракционной и охлаждающей камер. В случае, когда это отношение равно отношению давлений в экстракционной камере водяных паров и газов, уравнивание давлений между камерами наступает при переходе всего газа в охлаждающую камеру.

Снижение объема охлаждающей камеры приводит к тому, что для уравнивания давлений между камерами не требуется 35 перехода в охлаждающую камеру всего raза. При этом ускоряется процесс уравнивания давлений и уменьшается поступление в охлаждающую камеру водяных паров. Увеличение объема охлаждающей камеры приводит к тому, что даже при переходе всего газа в охлаждающую камеру давление газа в ней остается ниже давления водяных паров в экстракционной камере. Процесс уравнивания давлений между камерами не наступает и в охлаждающую камеру поступает большое количество водяных паров. что снижает точность измерений.

Давление газов в охлаждающей камере находится на уровне давления водяных газов в ркстракционной камере и практически не зависит от количества экстрагированных из крови газов. Отсюда ясна необходимость применения калибровочного газа, который является критерием для определения содержания других газов. Этот газ вводится в экстракционную камеру вместе с пробой крови. При известном количестве калибровочного газа содержание остальных газов определяется из отношения показаний масс-спектрометра. Относительные измерения с помощью калибровочного газа исключают погрешность, например, вследствие временного дрейфа чувствительности масс-спектрометра, изменения температуры экстракционной камеры и т. д.

Предлагаемое устройство обладает более высокой точностью определения содержания газов в крови благодаря значительному повышению давления исследуемых газов. Это дает возможность работать при крайне низких давлениях газов в экстракционной камере и малых пробах крови. При этом без применения реактивов происходит практически полное экстрагирование газов из пробы крови.