Аппарат для пневмоэнцефалографии

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()745526

Союз Советски к

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.02.77 (21) 2448796/28-13 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.е

А 61 М 1/00

ГосударственныМ комитет

СССР по делам нзобретеннй н открытнй (53) УДК 615.475 (088.8) Опубликовано 07.07.80. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 17.07.80 (72) Авторы изобретения

В. А. Киселев и В. Г. Мовзолевский (71) Заявитель (54) АППАРАТ ДЛЯ ПНЕВМОЭНЦЕФАЛОГРАФИИ

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для измерения ликворного давления и введения газов в полость черепа при пневмоэнцефалографии.

Известен аппарат для пневмоэнцефалографии, содержащий соединенные трубопроводом иглу для спинальной пункции, приемник для ликвора, насос и регулирующий компенсатор (1).

Однако этот аппарат имеет следующие недостатки: — использование аппарата приводит к потери ликвора, что увеличивает опасность проведения диагностических исследований; — конструкция насоса не позволяет длительное время сохранять в замкнутом объеме постоянное давление, так как существует утечка воздуха между стенками поршня, клапанным устройством; — нет раздельной регулировки хода пор, шня в обе стороны (так как невозможно раздельно устанавливать верхний и нижний пределы давления, создаваемые насосом), что необходимо при апропорциональном введении воздуха; — невозможно точно предусмотреть, на какую величину изменится давление при

2 движении поршня к одному из крайних положений (так как объем системы не постоянен при различных измерениях); — невозможно производить точную регистрацию колебаний ликворного давления, так как система манометра, связанного с записывающим механизмом несовершенна и имеет низкую разрешающую способность.

Относительная ошибка возрастает при измерении малых давлений, так как трение пишущей стрелки о бумагу вносит погрешto ность в измерение, величина которой не менее 40 мм вод. ст.; — всасывающий и нагнетательный клапаны с течением времени залипают, засоряются и для открывания их необходим относительно значительный перепад давлений, что при срабатывании клапана приводит к ликворному гидравлическому удару в мозг, Целью изобретения является уменьшение о опасности проведения диагностических исследований путем исключения потерь ликвора в первоначальный момент уравновешивания и исключения гидравлического удара ликвора о мозг, а также повышения точ745526 (2) (3) где Ч, дУ

$o

Объем

Vh.-- Vi — ь (4) где Чс

М

» ности измерения и регулирования величины давления.

Поставленная цель достигается тем, что в аппарат введены три контактных датчика, датчик давления, усилитель, схема сигнализации, схема коммутации, схема управления, генератор прямоугольных импульсов, устройство сигнализации и устройство записи и регистрации, а насос выполнен в виде сил ьфона с реечной подачей механически соединенной с валом электродвигателя, входы которого подключены к схеме коммутации, причем выходы первого и третьего датчиков подключены к схеме сигнализации, первый выход которой подключен к схеме коммутации, а второй выход к устройству сигнализации, выход второго датчика подключен к входу генератора прямоугольных импульсов, к второму выходу которого подключен вход усилителя, а к первому выходу — управляющий вход датчика давления, выход которого через усилитель подключен к устройству записи и регистрации и схеме управления, выход которой подключен к схеме коммутации.

На фиг. 1 изображена структурная схема аппарата для пневмоэнцефалографии; на фиг. 2, 3 и 4 — штуцер с приемником давления при работе аппарата.

Аппарат содержит соединенные трубопроводом иглу 1 для спинальной пункции, приемник 2 для ликвора, насос, выполненный в виде сильфона 3 с реечной подачей 4, механически соединенной с валом электрое двигателя 5, и регулирующий компенсатор с приемником 6 давления. Кроме того, аппарат содержит контактные датчики 7, 8 и

9, являющиеся частью соединительного штуцера, схему 10 сигнализации, имеющей выходы на устройство ll сигнализации и схему 12 коммутации, усилитель 13 сигналов датчика, генератор 14 прямоугольных импульсов, схему 15 управления электродвигателем 5 и устройство записи и регистрации с самопишущим вольтметром 16 и цифровым вольтметром 17.

Диэлектрические прокладки 18 и 19 штуцера выполнены из полистирола или фторопласта, обладающих гидрофобной поверхностью и, следовательно, имеющих большое поверхностное сопротивление.

Приемник 6 давления с измерительной стороны закрыт мембраной 20, прижимаемой к приемнику шайбой 21 с ограничительной решеткой 22. Расстояние между мембраной

20 и решеткой 22 выбрано так, чтобы при давлении не более 20 мм вод. ст. мембрана прогнулась и уперлась в решетку, в результате чего объем приемника давления увеличится на величину объема ликвора в канале штуцера на участке, необходимом для замыкания цепи датчиков 7 и 8 и датчиков

8 и 9 (максимальное расстояние, на кото$$ ле

2% зе

$$

46 рое проникает ликвор в канале, 20 мм, а минимальное — 10 мм). Дальнейшее продвижение ликвора по каналу тормозится воздухом в приемнике давления, так как его объем остается постоянным, в результате чего давление ликвора и воздуха уравновешивается.

Ликвор с момента упора мембраны 20 в решетку 22 продвигается на расстояние не более 15 мм при давлении 1200 мм вод. ст.

Это достигается выбором начального объема приемника.

Выбор размеров определяют следующим образом.

При диаметре канала штуцера 2 мм объем

V ликвора в канале длиной АВ = 20 мм (максимальный объем, при котором мембрана упирается в решетку, фиг. 2) равен

V = с(..(= 62 ммз (l)

Ч

/ где V — объем ликвора;

d — диаметр канала штуцера, равный

2 мм; г .— длина заполнения канала ликвором, равная 20 мм.

Максимальное расстояние ВГ, на которое продвинется ликвор по каналу после упора мембраны в решетку, выбираем 15 мм, т. е. объем ликвора на ртом промежутке равен 47 мм (фиг. 3). Исходя из закона

Бойля-Мариотта

PV = const при Т = const, где P — давление газа;

V — объем газа;

Т вЂ” абсолютная температура газа.

Vi= bV

P +ьР

= 452 ммз аР объем приемника давления плюс объем канала штуцера, длиной 17 мм; нормальное атмосферное давление, равное 760 мм рт. ст. (или 10336 мм вод. ст.); максимальное изменение давления, равное 1200 мм вод. ст; — величина, на которую увеличивается объем ликвора при давлении 1200 мм вод. ст. после упора мембраны в решетку, равная 47 ммз (см. выше) . приемника давления Ч равен — объем приемника плюс объем штуцера длиной 17 мм; — объем канала штуцера длиной

17 мм, равный 53 мм

745526

5 1 огда Г = 399 мм . Выбирая длину 1 приемника давления равную 4 мм, находим его диаметр (5) где — объем приемника давления;

E — длина приемника. ус= 3,14.

Определяем из (1) и (5) расстояние 1 между мембраной и ограничительной решеткой

=0,9 мм, 1V 1 где V -величина, на которую изменяется объем приемника при упоре мембраны в решетку;

Ct -диаметр приемника давления.

Максимальный обратный прогиб мембраны 1 необходимый для того, чтобы уровень ликвора в канале штуцера сместился в сторону спинномозгового канала, исходя из того, чтобы ликвор оказался на участке А Б, канала (фиг. 4), определяется следующим образом

V3 V4 где (-объем ликвора, который необходимо вытеснить из канала штуцера на расстояние 25 мм, равный 78,5 мм ; ч — изменение объема приемниками давления, необходимое для вытеснения ликвора в канале на расстояние 25 мм.

Отсюда V4 — — 78,5 мм, а обратный прогиб мембраны fq = 1,1 мм.

Приемник 6 давления находится в корпусе 23, герметично закрываемом крышкой

24 со штуцером с резиновой прокладкой 25.

Внутренний объем корпуса 23 сообщается с приемником 2 для ликвора через воздухопровод 26, проходящий через пробку 27.

К штуцеру крышки 24 подсоединяется через тройник сильфон 3 и датчик 28 давления.

В датчике 28 давления преобразователем давления в электрический сигнал является тензорезисторный мост, в диагональ которого подается переменное напряжение генератора 14. Мост запитывается переменным напряжением импульсной формы для исключения погрешностей усиления за счет дрейфа нуля. Импульсная форма сигнала генератора выбрана из соображений температурной с:абильности амплитуды генерируемого напряжения, так как активные элементы схемы работают в ключевых режимах.

Аппарат работает следующим образом.

Перед началом работы канал соединительного штуцера соединяется с приемником

6 давления трехходовым краном 29, который одновременно отсекает приемник 2 для ликвора. После прокола спинномозгового канала иглой 1 открывается краник 30 и ликвор поступает в канал штуцера. Под давSQ

И схема сигнализации через схему 12 коммутации включает электродвигатель 5, сильфон 3 сжимается, давление воздуха в системе повышается, ликвор движется в сторону спинномозгрвого канала, размыкает цепь между датчиками 8 и 9, электродвигатель 5 выключается, устройство 11 сигнализирует о балансе.

Давление воздуха в системе преобразуется датчиком 28 в электрический сигнал. лением сжимаемого воздуха в приемнике 6 давления мембрана 20 упирается в ограничительную решетку 22. Уровен ликвора останавливается на участке между прокладкой

19 и приемником 6 при уравновешивании его давления с давлением сжатого воздуха в оставшемся объеме канала штуцера и приемника давления. Ликвор, поступивший в канал штуцера, замыкает электрическую цепь между датчиками 7 и 8 и датчиками

8 и 9. Сигнал с генератора 14 через обраtO зовавшуюся замкнутую цепь поступает на схему 10 сигнализации и далее на устройство ll сигнализации и схему 12 коммутации.

Схема коммутации включает электродвигатель 5, который через реечную подачу 4 начинает сжимать сильфон 3. Давление воздуха в замкнутой схеме повышается, мембрана 20 отходит от ограничительной решетки 22, давление воздуха в канале штуцера и приемника 6 давления повышается и ликвор смещается в сторону спинномозгового кайала. В момент, когда ликвор разомкнет цепь датчиков 8 и 9, но останется замкнутой цепь датчиков 7, 8, схема 10 сигнализации через схему 12 коммутации выключает электродвигатель 5, а устройство 11 сигнализации выдает световой и звуковой сигналы о том, что ликвор находится в канале штуцера на участке между датчиком 7 и прокладкой

19. После этого трехходовой кран 29 поворачивается и соединяет канал штуцера с приемником 2 для ликвора, а приемник 6 давления отсекается, так как давление в приемнике 2 равно давлению ликвора, то уровень ликвора в канале штуцера остается в промежутке между датчиками 7 и 9.

В случае . незначительного разбаланса давлений ликвора и воздуха в приемнике 2 и возможно смещение уровня ликвора влево или вправо от установившегося положения.

При смещении ликвора в сторону спинномозгового канала размыкается цепь между датчиками 7 и 8 и схема сигнализации включает устройство сигнализации, выдающее информацию о разбалансе, а через схему 12 коммутации включается электродвигатель 5, который растягивает сильфон 3, давление в сйстеме снижается, лйквор движется ь сторону приемника 2 для ликвора, замыкает

4 цепь между датчиками 7 и 8, электродвигатель 5 выключается, устройство сигнализации информирует об уравновешивании давлений ликвора и воздуха в системе.

В случае смещения ликвора в сторону 2 замыкается цепь между датчиками 8 и 9, 745526 который усиливается усилителем 13 и подается на вольтметр 16, цифровой вольтметр 17 и на схему 15 управления.

При снятии пневмоэнцефалограммы на схеме 15 управления устанавливаются верхний и нижний пределы изменения давлений.

Включается электродвигатель 5, при этом отключается схема 10 сигнализации от схемы 12 коммутации. Электродвигатель 5 с помощью сильфона 3 начинает нагнетать воздух в полость черепа через спинномозговой канал, давление в системе повышается.

По достижении установленного верхнего порога давления схема 15 управления через схему 12 коммутации меняет направление вращения вала электродвигателя на обратное, сильфон 3 растягивается, давление в системе понижается и ликвор поступает в приемник 2. По достижении установленного нижнего порога давления схема 15 управления через схему 12 коммутации снова меняет направление вращения вала электродвигателя, сильфон сжимается, давление увеличивается, воздух поступает в полость черепа.

Устройство 11 сигнализации через схему

10 сигнализации выдает информацию о движении ликвора по каналу штуцера.

Использование предлагаемого аппарата исключает потери ликвора в первоначальный момент уравновешивания давления, повышает точность измерения и регистрации давления, исключает гидравлический удар о мозг, позволяет раздельно регулировать верхний и нижний уровень давления при введении воздуха.

Формула изобретения

Аппарат для пневмоэнцефалографии, содержащий соединенные трубопроводом иглу для спинальной пункции, приемник для ликвора, насос и регулирующий компенсатор, отличающийся тем, что, с целью уменьшения опасности проведения диагностических исследований путем исключения потерь ликвора в первоначальный момент уравновешивания и исключения гидравлического удара ликвора о мозг, а также повышения точности измерения и регулирования величины давления, в него введены три контактных датчика, датчик давления, усилитель, схема сигнализации, схема коммутации, схема уп15 равления, генератор прямоугольных импульсов, устройство сигнализации и устройство записи и регистрации, а насос выполнен в виде сильфона с реечной подачей, механически соединенной с валом электродвигателя, входы которого подключены к схеме ком2о мутации, причем выходы первого и третьего датчиков подключены к схеме сигнализации, первый выход которой подключен к схеме коммутации, а второй выход к устройству сигнализации, выход второго датчика подключен к входу генератора прямоугольных импульсов, к второму выходу которого подключен вход усилителя, а к первому выходу — управляющий вход датчика давления, выход которого через усилитель подключен к устройству записи и регистрации и зр схеме управления, выход которой подключен к схеме коммутации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 133167, кл. А 61 М 1/00, 1960 (прототип).

745526

- 21

b д Г

Б Ю

4. у

Редактор Л. Волкова

Заказ 3844/5

Составитель Л. Соловьев

Техред К. Шуфрич Корректор В. Бутяга

Тираж 673 Подл нсное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб,, д. 4/5

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