Устройство для контроля внешнего дыхания

Устройство для контроля внешнего дыхания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5i)4 А 61 В 5/08 8/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3866996/28-14 (22) 12.03.85 (46) 30.07.86. Бюл. ¹ 28 (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени медицинский институт (72) Л.В. Ващенко, В.А. Дрозд и С.И. Соколовский (53) 615.47(088.8) (56) Патент США ¹ 3510800,.кл.128-2.05, 1978.

Патент США № 4197856, кл. 128-660, 1.980. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ, содержащее антенну, генератор сверхвысоких частот, детектор, первый фильтр низких частот, ин—

„„SU„„3246985 - А1 дикаторы амплитуды и частоты, о т— л и ч а ю щ е е с я тем,что,с целью повышения помехозащищенности устройства при движении объекта в процессе исследования, в него введены второй фильтр низких частот и последователь. но соединенные фазовращатель, первый аттенюатор, двухвходовый резонатор, в котором размещены детектор и третий фильтр низких частот, вентиль и второй аттенюатор, соединенный с генератором сверхвысоких частот, вход фазовращателя соединен с антенной, двухвходовый проходной резонатор через третий и первый фильтры низких частот подключен к индикатору амплитуды и ж с через третий и второй фильтры низких

1 частот — к индикатору частоты.

1246985

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для измерения и регистрации глубины и частоты дыхания человека и живо тньгх. 5

Цель изобретения — повышение помехозащищенности устройства при движении объекта в процессе исследования.

Н» фиг. 1 представлена структурная 10 схема устройства; на фиг ° 2 — конструктивное выполнение двухвходового проходного резонатора.

Устройство содержит последова, тельно соединенные антенну 1„фазовра- 15 щатель 2, первый аттенюатор З,двухвходовый резонатор 4 с установленным в нем детектором 5, выполненном на полупроводниковом диоде, вентиль б, второй аттенюатор 7 и генератор 8 20 сверхвысоких частот; резонатор 4 через третий фильтр 9 низких частот (ФНЧ) и первый фильтр 10 низких частот (ФНЧ), включающий резистор 11 и конденсатор 12, соединен с индикато- 25 ром 13 амплитуды, ФНЧ 9 соединен также через второй фильтр 14 низких частот (ФНЧ 14) с индикатором 15 частоты, детектор 5 через ФНЧ 9 и резистор 11 соединен с источником 16 пос- 30 тоянного напряжения ФНЧ 14 ггредставляет собой широкополосньгй контур. Антенна 1 выполнена в виде пирамидального рупора с соотношением сторон

1:2,3-1:2,5, что обеспечивает минимальное поступление в устройство сигналов, отраженных от объектов, расположенных рядом с исследуемым.

Двухвходовый резонатор 4 (фиг. 2) выполнен коаксиальным и образован внутренней поверхностью втулки 17, неподвижной торцевой стенкой 18, торцом подвижного органа 19 перестройки с закрепленным в нем полупроводниковым анодом детектора 5, соединенного с диодом центрального стержня 20, г роходящего через отверстие 21 связи в торцевой стенке 18, совмещаемой с широкой стенкой волновода 22„ Подвижный орган 19 перестройки выполнен в виде цилиндрического бесконтактного волноводного короткозамыкателя, а неподвижная торцевая стенка 18 имееr толщину не более 1/4 минимальной рабочей длины волн резонатора 4.Цилиндрический бесконтактный волноводный короткозамыкатель соединен с радиато ром 23., Напряжение от источника 1б подается к диоду детектора 5 через.

ФНЧ 9 и стержень 20. 24 — это механизм перестройки резонатора 4.

Устройство работает следующим образом.

В исхоцном состоянии при полностью введенном аттенюаторе 3 резонатор 4 (илн генератор 8) подстраивается по частоте так, что на индикаторе

13 сигнала нет. При открытии аттенюа— тора 3 и при попадании СВЧ-сигнала на грудь пациента отраженный сигнал через антенну 1, фазовращатель 2, аттенюатор. 3 вновь попадает в резонатор 4 и изменяет режим его работы— изменяется частота генерации и ток через полупроводниковый диод детектора 5,. Интенсивность (величина) изгенений б удет зависеть от частоты ! и глубины дыхания и может быть зафиксирована на индикаторах 13, 15.

При высокой добротности коаксиального резонатора 4 (это обеспечивается способом выбора отверстия 21) дна изменения частоты „ и изменения

P проводимости полупроводникового диода

ЛС от перемещения грудной клетки г,о будут связаны соотношениями: и С вЂ” —:=- 2 -(Г„(cos v

GLo

IH sin< (2)

Р (1 2- 1 где V = arg|Г, ) — (Я,+ V(t-l,)1; Г„ — модуль коэффициента отражения магнитной величины от грудной клетки; внешняя добротность резона5 í тора; р — резонансная частота;

С вЂ” скорость распространения волны (С = 3 10 см с " );

E. — расстояние между диодом и первоначальным положением грудной клетки (e = t .), Ir„l= 0 — соответствует случаю, когда аттенюатор 3 полностью введен, отражений от грудной клетки нет.

Измене|ние тока через диод детектора 5 синхронно с изменением положения грудной клетки (или области сердечного толчка), и амплитуда измене1246985 (Qua

ВНИИПИ Заказ 4039

Тираж 660 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ния пропорциональна пути, проходимому подвижной поверхностью 8, = =V(e — с,). д)

Минимальные изменения частоты о3p достигаются в точках, где фаза отражений волны = 0 или < =i7 . Максимальа 1 ные изменения тока и соответстд (р венно напряжение на резисторе 11 достигаются в точках, где фаза отражения 10

1Г ЗГ волны равна — и †„ . Это означает, 2 что пациент может занимать наиболее физиологичное для нормального дыхания положение, а высокую чувствительность. прибора, высокую точность в определении параметров дыхания можно обеспечить регулировкой фазовращателя 2 без изменения взаимного положения пациента и устройства. На полу— проводниковый диод детектора 5 (фиг. 1) поступает сигнал от сверхвысокочастотного генератора 8. Поэтому на диоде детектора 5 производится смещение сигнала, отраженного от 25 грудной клетки, и сигнала от генератора 8 и на ФНЧ 14 производится выделение сигнала, частота которого равна частоте изменения положения грудной клетки. Для того, чтобы изменения частоты резонатора 4 отслеживали изменения положения грудной клет ки, необходимо избежать явления принудительной синхронизации, т.е. надо удовлетворить соотношению: — — аM р, /г, .— — q,„, где P,,P — мощность сигналов от резонатора 4 и генератора

8 соответственно.

Соответствующий этим условиям уровень сигнала регулируется аттенюатором 7, а. вентиль 6 предотвращает попадание сигналов из резонатора 4 в генератор 8 и обеспечивает стабильность его работы.

Такая взаимосвязь и взаимообусловленность признаков обеспечивает многофункциональность устройства, позволяет одновременно регистрировать частоту и глубину дыхания как человека, так и животных, а также частоту сердцебиения и пульса, если использовать резонатор 4 и генератор 8, работающие в коротковолновой части миллиметрового диапазона.