Зміст
В
Введення
1 Пристрій приладу
2 Програмне забезпечення та обробка сигналів
3 Режими вимірювань і обчислення параметрів механіки дихання
Висновок
Перелік літератури
Введення
Метою даної роботи було створення приладу для дослідження біомеханіки дихання в умовах космічного польоту. Такий прилад повинен бути досить простим у використанні, так як з ним повинен працювати оператор, який не є фахівцем в галузі фізіології дихання або пульмонології. Прилад, виконує дві функції. p> Перша функція - вимір всіх звичайних об'ємно-швидкісних показників функції легень (Дихальний об'єм, частота дихання, хвилинна вентиляція легень, життєва ємність легенів, резервні обсяги вдиху і видиху, пікові швидкості вдиху і видиху, індекс Тіффно і т. д.). Для вимірювання об'ємної швидкості потоку повітря використаний сітчастий датчик типу Ліллі з диференціальним манометром. Виміряні миттєві величини потоку через АЦП надходять до вбудованого ПК, який обчислює всі похідні параметри, що видаються на принтер і екран. Проблеми розробки пневмотахометра такого типу досить докладно висвітлені у літературі, тому тут розглядатися не будуть.
Друга функція приладу - визначення параметрів механіки дихання методом змушених коливань. Даний метод був запропонований давно, але через відносної складності методу і невирішеності багатьох технічних питань він поки не знайшов такого широкого застосування, як пневмо-тахометр. Метрологічне забезпечення методу вимушених коливань - калібрування, оцінка помилки визначення імпедансу - необхідно як для В«космічногоВ», так і для будь-якого клінічного варіанту приладу. Тому в даній статті основну увагу приділено технічним і метрологічним питань розробки приладів, заснованих на методі вимушених коливань.
В основі методу лежить наступна процедура вимірювань. За допомогою зовнішнього пристрою (динаміка або насоса) створюють коливання потоку і тиску повітря в певному діапазоні частот. Коливання тиску реєструються манометром, коливання потоку - пневмотахометрія або фотоелементом, пов'язаним з рухом мембрани насоса.
В
Рисунок 1 - Фотографія осцілляторного блоку.
Для розглянутого приладу розроблений виносної осциляторний блок, в якому об'єднані осциляторний насос і датчик тиску (рис. 1). До осциляторні блоку під'єднані еталонна трубка і мундштук з загубником і сіткою. Обстежуваний пацієнт під час вимірювань тримає за ручку цей блок (масою близько 1 кг) і дихає через нього. Завдяки такому конструктивному рішенню виносний блок з'єднаний з основною частиною приладу тільки електричними проводами без пневматичних з'єднань. Насос створює коливання потоку на п'яти визначених частотах з послідовним перемиканням їх за сигналом від ПК. Положення поршня насоса реєструється фотоелементом, тиск на виході насоса - датчиком тиску. За виміряним сигналам тиску і потоку визначається механічний імпеданс приєднаної системи (дійсна і уявна частини). Далі по дійсної частини імпедансу визначається опір; а по уявної частини імпедансу - розтяжність і інерційність всієї системи дихання, верхніх дихальних шляхів, а також системи дихання без верхніх дихальних шляхів. Всі обчислені параметри роздруковуються за допомогою пристрою термодруку.
1. Пристрій приладу
Прилад складається з двох основних частин - осцілляторного блоку з еталонним опором і електронно-цифрового блоку (рис 1.1).
Основним елементом осцілляторного блоку є осциляторні насос. Використовується поршневий насос з кривошипно-шатунним механізмом, пов'язаний з гумовими хутрами (сільфоном). При малих значеннях протитиску цей насос генерує синусоїдальний потік. Завдяки невеликій величині еталонного опору засунений є малим при будь-якій величині вимірюваного імпедансу. Насос має об'єм близько 1 мл. Приводом насоса служить кроковий двигун (64 кроку на оборот при полушаговом управлінні). Для придушення крокової частоти приводний двигун і кривошипно-шатунний механізм насоса пов'язані пружно. На кривошипно-шатунном механізмі знаходяться мітка, по якій за допомогою фотоелемента реєструється фаза насоса. Мікропроцесорне управління насосом забезпечує синусоїдальний потік з частотами 7, 10, 13, .16, 19 Гц.
В
Малюнок 1.1 - Загальна схема приладу.
Для зручності транспортування еталонне опір складається з двох частин сумарною довжиною 800 мм і внутрішнім діаметром 10 мм. p> електронно-цифровий блок містить: 8-розрядну мікроЕОМ, керуючу всіма функціями приладу. МікроЕОМ працює з 8-розрядним центральним процесором типу Z 80 з тактовою частотою 2,458 мГц. Мається постійна пам'ять 16 Кбайт (для програм) і оперативна пам'ять 16 Кбайт. p> АЦП, виконаний на основі інтегральної схеми; працює з роздільною здатністю 10 біт (10 мВ при діапазоні вхідного напруги 10 В);
стрічкове пристрій термодруку (модифікован...
