Устройство для моделирования дыхательной системы

 

5с. !

М.3Ф ь *:

Союз Советских

Социалистических

Респубпик

ИЗОБРЕТЕНИЯ (111 577545

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51) М. Кл.

С 06 С 7/48 (22) Заявлено 18.06.76 (21) 2374792/24 с присоединением заявки 34(23) Приоритет (43) Опубликовано 26.10 77 Бюллетень ЖР (45) Дата опубликования описания 10.11.77

ГаеуднрственнМ неинтат

Сееатв Иннктров СССР нн двлни нзобретаннй и 6тнрытнн (5З) УДК681.ЗЭЗ (088.8}

Н. 10 Меликов, Т. М. Дарбинян и М. Г. Натансон (72) Авторы изобретения

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

QblXATEËÚÍOÉ СИСТЕМЫ

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для определения параметров механики внешнего дыхания

Известно устройство для моделирования дыхательной системы, содержащее преобразователь объемной скорости дыхания в напряжение, переключатель, усилители, блок дифференцирования, блок разделения и выпрямитель

{1)

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее преобразователь объемной скорости дыхания в напряжение, группы ключевых элементов, ключевой элемент и делитель напряжения, первый вход которого соединен с выходом первого блока памяти (2}.

Целью изобретения является повышение точности моделирования дыхательной системы.

Достигается это тем, что в устройство введены второй и третий блоки памяти, компараторы, одновибраторы, инверторы, интегратор и преобразователь внутригрудного давления в напряжение, выход которого соединен с первыми входами первой группы ключевых элементов.

Выход преобразователя объемной скорости дыхания в напряжение соединен непосредственно с первыми входами интегратора и второй группы ключевых элементов и через компаратор — с входом первого одновибратора, с первыми sxoдами блоков памяти и с вторым входом интегратора. Выход интегратора подключен к первому входу второго компаратора и к первому входу ключевого элемента, второй вход которого соединен с выходом первого одновибратора, а выход ключевого элемента подключен к второму входу второго блока памяти. Выход блока памяти соединен с вторым входом второго компаратора, выход которого через второй и тре10 тий одновибраторы подключен соответственно к вторым входам двух групп ключевых элементов, каждая из которых состоит из двух ключевых элементов, выход одного из которых непосредственно, а выход другого через инвертор подключены соответственно к вторым входам первого и третьего блоков памяти. Последний соединен с вторым входом делителя напряжения.

На фиг, 1 дана структурная схема устройства; на фиг. 2 — график, отражающий изменение сигналов объемной скорости дыхания Ч, внутригрудного давления P и дыхательного объема V в течение одного дыхательного цикла.

Устройство содержит преобразователь

1 объемной скорости дыхания в напряжение, преобразователь 2 внутригрудного давления в напряжение, интегратор 3, компаратор 4, блоки памяти 5 и 6, делитель напряжения 7, компара577545 тор 8, блок памяти 9, одновибратор 10, ключевые элементы 11 и 12, одновибратор 13, ключевой элемент 14, одновибратор 15, ключевые элементы 16 и 17 и инверторы 18 и 19.

Устройство работает следующим образом.

При дыхании на выходах преобразователей 1 и

2 образуются сигналы объемной скорости дыхания V и внутригрудного давления Р соответственно, а в интеграторе 3 производится непрерывное интегрирование сигнала V для получения дыхательного объема V.

В момент времени t, (см. фиг. 2) перехода

V из области вдоха в область выдоха срабатывает компаратор 4 и происходит. сброс интегратора 3, а также блоков памяти 5 и 6, причем сигналы с этих блоков поступая на вход делителя напряжения 7, дают в результате некотоое значение сопротивления дыхательных путей

После этого, в момент времени t,, происходит сравнение в компараторе 8 текущего значения дыхательного объема Ч с записанным ранее в блоке памяти 9 значением К Ч„(где

К < 1 и обычно равно 0,5, à V — амплитудное значение дыхательного объема V), a сигнал с компаратора 8 запускает одновибратор 10, который в свою очередь открывает ключевые элементы l I и 12 и производит запись значений

V (f>) н Р (t>) в блоках памяти 5 и б.

Далее, в момент времени t3 перехода V из области выхода в область входа вновь срабатывает компаратор 4, стирая запись с блока памяти, и одновибратор 13, причем последний, открывая ключевой элемент 14, производит перезапись К ° V (где V íîâîå значение амплитуды дыхательного объема V) в блоке памяти 9. Затем в момент времени t4 сравнивается новое значение К V„, с текущим значением дыхательного объема V и срабатывает одновнбратор 15, открывая ключевые элементы 16 w 17. тем самым производя запись проинвертировнкных в инверторах 18 и 19 значений V (t,) н

P (tq). Одновременно на выходе делителя напряжения 7 появляется сигнал, соответствующий новому значению сопротивления дыхательных путей R

В момент Г, происходит сброс блоков памяти 5 и 6 и интегратора 3, и весь цикл повторяется вновь.

Описываемое устройство благодаря введению новых элеме1 — в и связей между ними исключает даже частичное перекрытие воздушного потока, что позволяет избежать ошибки в нзм реннях, особенно в случаях выраженного нарушения бронхиальной проходимости и обеспечивает более точное моделирование дыхан тельной системы по сравнению с аналогичными техническими решениямн.

Формула изобретения

М

Устройство для моделирования дыхательной системы, содержащее преобразователь объемной скорости дыхания в напряжение, группы ключевых элементов, ключевой элемент и делитель напряжения, первый вход которого соедиN нен с выходом первого блока памяти, отличаюа1ееся тем, что, с целью повышения точности моделирования, в него введены второй н тре нй блоки памяти, компараторы, одновибраторы, инверторы, интегратор и преобразователь внутрнгрудного давления в напряжение, выход ко39 торого соединен с первыми входами первой группы ключевых элементов, выход преобразователя объемной скорости дыхания в напряжение соединен непосредственно с первыми входами интегратора и второй группы ключевых элементов и через компаратор — с входом первого одновибратора, с первыми входами блоков памяти и с вторым входом интегратора, выход которого подключен к первому входу второго компаратора и к первому входу ключевого элемента, второй вход которого соединен с выхоа дом первого одиовибратора, а выход ключевого элемента подключен к второму входу второго блока памяти, выход которого соединен с вторым входом второго компаратора, выход которого через второй и третий одновибраторы подключен соответственно к вторым входам двух . групп ключевых элементов, каждая из которых состоит из двух ключевых элементов, выход одного из которых непосредственно, а выход другого — через инвертор подключены соответственно к вторым входам первого и третьего блолн ков памяти, выход третьего блока памяти соединен с вторым входом делителя напря>кения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 3857385, Мк 128 — 2.08.

2. Авторское свидетельство СССР № 370634, М,Кл G 06 G 7/48, 1971.

Составитель И. Загорбиннна

Редактор Е. Гончар Тек ред О. Луговая

Корректор Л. Мельннченко

Заказ 4187/37 Тираж 818 Подпнсное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий! 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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