Опис конструкції і роботи.

Прилад складається з двох самостійних дихальних систем. У кожній з них є спірометр, поглинач вуглекислого газу і повітродувка, що забезпечує циркуляцію повітря в систе­мі в одному напрямку незалежно від фази дихання пацієнта — вдиху або видиху (мал. 4.4).

Пацієнта герметично підключають до дихальної системи приладу за допомогою загубника, маски або трубки для роздільної ін­тубації бронхів. При користуванні за­губником для вимикання носового дихання на ніс пацієнта накладається пружинний затискач. Ретельно урівноважений спі­ро­­метр з достатньою точністю реагує на змінювання об'ємів у сис­те­мі приладу під час переходу дихального повітря з системи до легень (при вдиху) і зворотньо (при видиху). Переміщення дзвонів спірометрів, відповідні об'ємам дихання, реєструються на паперовій стрічці чорнилом.

Повітря, видихуване пацієнтом, завдяки циркуляції в си­стемі приладу спрямовується у поглинач вуглекислоти, в якому цілком звільняється від вуглекислого газу, і потім надходить під дзвін спірометра, де змішується з чистим повітрям або киснем.

В процесі дослідження об'єм дихальної системи приладу зменшується на об'єм поглиненого пацієнтом кисню. Це зменшення обумовлюється зміною висоти розташування дзвону.

Наявність у приладі двох рівноцінних дихальних систем дає можливість здійснювати загальну спірографію при диханні чистим киснем на будь-якій з них, а під час роздільної бронхоспірографії — реєструвати об'єм дихання кожної легені окремо. Причому, криві записи ди­ха­ння звичайно розташовані одна під іншою і записуються на одній паперовій стрічці.

Прилад може бути також використаний для загальної спірографії при диханні повітрям або газовою сумішшю з будь-якою наперед заданою кон­цен­тра­цією кисню, незмінно підтримуваною під час усього дослідження.

Для виконання загальної спірографії при диханні повітрям або киснево-повітряною сумішшю, а також для визначення залишкового об'єму легень права система використовується як робоча, а ліва – як ре­зер­вуар з запасом кисню.

Перепуск кисню з лівої системи до правої робиться автоматичною системою кисневої стабілізації, яка забезпечує сталість об'єму системи «легені-спірограф» і підтримує початкову концентрацію кисню.

Щоб замірити об'єми спірометрів і підготувати газову суміш із заданою концентрацією кисню або гелію, на стійках для переміщення повзунів-противаг з пір′ям установлюють лінійки з поділами, які повідомляють про об'ємні переміщення спірометрів.

Мал. 1.13. Принципова схема спірографа.

СП₁ і СП₂ - спірометри; П₁ і П₂ - поглиначі СО₂; В₁ і В₂ - повітродувки; РВ – регулювальний вентиль; МК - магнітний клапан; К - кімограф; ОВ - відмітчик часу; ЭЛР - електронне реле; КС - контактний стержень; КП - кран перекриття; К₁ - кран випуску кисню до лівої системи; К₂ - кран випуску кисню до правої системи; ПЛ - писальник лівого дзвона; ПП - писальник правого дзвона; ПН - перо нульової лінії; КЛЛ - кран лицьовий лівий; КЛП - кран лицьовий правий.

Системи заповнюються киснем з балона або з кисневої подушки через крани, які можуть бути використані також для того щоб взяти проби з повітряних систем для аналізу.

Прилад представляє собою прямокутну шафку, яку установлюють на трубчасті ніжки з поворотними колесами на гумових шинах. На бічних стінках є ручки, за допомогою яких прилад переміщається усередині приміщення. Передня і задня стінки – знімні, це зручно для монтажу внутрішніх частин приладу. На передній частині корпуса є чотири патрубка для приєднання гумових шлангів, що йдуть до лицьових кранів КЛЛ і КЛП, і ручка установки положення контактного стержня.

На лівій стінці приладу розташовані перемикач напруги на 127 і 220В, з запобіжником, що перебуває у ньому, шнур вмикання до електричної мережі і клема для заземлення приладу.

На правій стінці є два штуцера для приєднання блоку «газоаналізатор» для визначення залишкового повітря, які закриваються заглушками під час інших досліджень. Поруч знаходиться гумова втулка для впуску гелію з балона у спірограф.

На верхній панелі приладу розміщені такі вузли:

• два водяних спірометри СП₁ і СП₂, де кожний складається з зовнішнього циліндра з двома повітряними трубами і водомірним склом і рухливого дзвона діаметром 160 мм, ємністю 7 л;

• дві стійки з блоками; по їх напрямним переміщаються повзушки противаги ПЛ і ПП, зв'язані тросиками з дзвонами. На по­взуш­ках закріплено воронкоподібне пір'я, яке має важілець для відведення його від паперу, і противагу для притискання пір'я до паперу під час роботи. На лінійці нанесені поділи для відліку об'ємних пересувань спірометрів. Ціна поділки шкал – 20 мл, оцифровка шкал на­носиться через кожні 200 мл, об'єми дзвонів визначені у літрах і наносять на шкалу більш великою цифрою. На повзушці правого дзвона ПП є укріплений контакт, який при русі дзвона сковзає по контактному стержню КС і вмикає чи вимикає магнітний кла­пан;

• два поглинача вуглекислоти П₁ і П₂, де кожний складається з зовнішнього корпуса, відерця з сіткою для поглинача ХП-І або натронного вапна ємністю 1 кг і кришки у вигляді кільця з вікном із прозорого органічного скла для спостереження за зміною кольору хімічного поглинача (при застосуванні поглинача, що міняє своє забарвлення в міру виснажування). Кришки кріпляться до корпусів за допомогою чотирьох гвинтів, що не випадають, з фасонними голівками;

• кімограф К для протягання паперу шириною 306 мм складається з катушки, що подає рулон з папером, який на ній установлюється, і тягнучого механізму, що приводиться до руху електродвигуном. На тягнучому механізмі є рамка з зубчастою рейкою, за допомогою якої папір відривається після запису. Швидкість переміщення паперу – 50 і 600 мм/хв.;

• відмітчик часу ОВ з пером, що наносить на нижньому краю паперу позначку кожні 5 сек;

• гніздо для балона з киснем ємністю 2 л. Балон кріпиться у гнізді за допомогою гвинта, який переміщає притискувальний кулачок. На штуцер балона нагвинчується сполучна гайка з вихідним отвором 0.2 мм, що редукує тиск кисню під час подачі його у дзвін;

• два пробкових крани К1 і К2, крізь які дзвони наповнюються ки­с­нем або беруться проби повітря з систем для аналізу, зі штуцерами для приєднання гумових трубок;

• рукоятки (між кранами К1 і К2) регулювального вентиля подачі кисню РВ і крана перекриття КП, що від'єднує ліву систему від правої;

• панель керування (у лівому передньому куті), на якій розташовано шість вимикачів з чотирма контрольними лампочками і кнопка негайного відкриття магнітного клапана для перепуску кисню від лівої системи до правої.

Трохи вправо від панелі знаходиться гніздо з цанговим затискачем.

Усередині корпуса є дві відцентрові повітродувки з електродвигунами. Швидкість обертання електродвигуна – 2600 об/хв., потужність– 40 Вт.

Передача обертального моменту від електродвигуна на крильчатку повітродувки здійснюється за допомогою магнітної муфти, завдяки чому виключається витік повітря. Продуктивність повітродувки — 200 л/хв. без навантаження, максимальний напір — 13 мм вод. ст.

Усередині корпуса знаходиться електрична частина приладу, що складається з автотрансформатора, конденсаторів, електродвигунів і електронного реле магнітного клапана.

Для збору і спуска конденсату, що накопичується в системах, позад, у нижній частині корпуса є спускний кран, приєднаний до систем гумовими трубками. В нижній частині корпу­сів спірометрів установлюють спускні крани для зливу води. Під час загальної спірографії пацієнт користується загубником або гумовою маскою з надувним обтюратором і лямкою, що забезпечують герметичне прилягання маски до обличчя. Загубник чи мас­ка приєднуються до крана правої системи. Кран лівої системи під час загальної спірографії закритий.

Для роздільної бронхоспірографії застосовується спеціальна двоходова інтубаційна гумова трубка з надувними обтюраторами. Після ін­тубації бронхів вихідні кінці трубки приєднуються відповідно до перехідного наконечника лівого і правого кранів. Обидва крани при бронхоспіро­графії перемикаються одночасно.

Система кисневої стабілізації забезпечує автоматичну підтримку сталості об'єму робочої системи і концентрації кисню в ній. Основними частинами системи (мал. 4.5) є контактний стержень КС з нульовим пером, механізм установки положення контактного стержня, ковзний контакт СК, електронне реле ЭЛР, магнітний клапан МК, редукційний вентиль РВ, кран перекриття КП і кнопка екстреної подачі кисню. Контактний стержень складається з двох частин — ізольованої і струмопровідної — і переміщається догори і униз за допомогою рукоятки. Нульове пе­ро жорстко сполучають з контактним стержнем. Воно креслить на папері горизонтальну лінію на рівні з'єднання струмопровідної і ізольованої частин контактно­го стержня.

Мал.4.5. Схема системи кисневої стабілізації.

КС — контактний стержень; СК — ковзний контакт; ЭЛР — електронне реле; РВ — регулювальний вентиль; КП — кран перекриття; СП₂ — спі­рометр; КЛП — кран лицьовий правий; МК — магнітний клапан.

Коли перо правого дзвона перетинає нульову лінію знизу догори, контакт з'єднується з струмопровідною частиною стержня, і магнітний клапан відкривається. При русі пера зверху униз контакт на рівні нульової лінії розмикається, і магнітний клапан перекриває потік кисню з левої системи до правої.

Електронне реле забезпечує вмикання і роботу магнітно­го клапана при замиканні ковзного контакту з струмопровідною частиною кон­так­т­но­­го стержня. В цей момент замикаюча напруга з сітки лампи знімається, і вона починає працювати у режимі одне-півперіодного випрямляча, подаючи випрямлений струм на котушку магнітного клапана. Останній має герметичний латунний корпус, усередині якого переміщається сталевий сердечник, що перекриває під дією своєї ваги поток кисню. Котуш­ка, що втягує сердечник, знаходиться з зовнішньої сторони корпуса. Регулювальний вентиль РВ включається тільки у процесі досліджень під навантаженням, коли споживання кисню перевищує один літр за хвилину, і забезпечує подачу кисню з постійною швидкістю. Вентиль відкривають, повертаючи рукоятку проти годинникової стрілки.

Магнітний клапан, який в цьому випадку також не вимикається, автоматично підтримує сталість об'єму.

Кран перекриття КП призначають для відключення правої си­стеми від лівої, що необхідно при роздільній бронхоспірографії.

При диханні пацієнта в праву систему дзвін піднімається і опускається, переміщаючи ковзний контакт по контактному стержню. Коли контакт знаходиться на неізольованій частині стержня, магнітний клапан відкрито, і кисень перетікає із лівої системи в праву, кількість подаваного кисню залежить від положення правого дзвона.

Якщо кількість кисню, що подається пацієнту з лівої си­стеми, перевищує споживання, то об'єм правої системи зросте, піднімається дзвін, і писальник з контактом, який ковзає, опускається, перебуваючи більше часу на ізольованій частині стержня; періоди відкритого стану клапана зменшуються і відповідно кількість кисню, що подається, з кож­ним циклом дихання буде зменшуватися, поки подача кисню не стане дорівнювати споживанню. Тепер дзвін буде робити невеликі коливання навколо положення рівноваги, і об'єм системи стане постійним.

Якщо при заданій установці контактного стержня подача кисню виявиться менше споживання, то об'єм системи зменшиться, дзвін опуститься униз, писальник з контактом, що ковзає, підніметься, і періоди відкритого стану клапана і, відповідно, кількість кисню, що подається за один цикл дихання, буде збільшуватися, поки не наступить рівновага між подачею і споживанням кисню.

В обох випадках стержень свідомо установлювався занадто високо або низько, для того щоб відтінити автоматичну роботу приладу.

Автоматизм системи кисневої стабілизації полягає у тому, що при збільшенні споживання ця подача стає меншою. Тому відпадає необхідність ручного регулювання швидкості подачі кисню.