RU2036607C1

RU2036607C1 - Device for determining lung or bronchus stump leakage degree

Info

Publication number: RU2036607C1
Authority: RU
Inventors: Лев Соломонович Корхов; Георгий Саввич Чепчерук; Александр Николаевич Тулупов; Владимир Иванович Попов; Александр Григорьевич Росин
Original assignee: Лев Соломонович Корхов; Георгий Саввич Чепчерук; Александр Николаевич Тулупов; Владимир Иванович Попов; Александр Григорьевич Росин
Priority date: 1992-08-26
Filing date: 1992-08-26
Publication date: 1995-06-09

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: device has vacuum pump 1, float chamber 2 with float 3 and sensitive member, rarefaction degree controller 5 having, in particular, movable container 6 and scale 7, protecting can 8 with filter 9, collector can 10. Safety device 20, switch 21 kinematically bound to member 4 and currency transducer 22 are introduced into power supply circuit of pump 1. EFFECT: prevented undesirable side effects; excluded traumatic injuries. 2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для определения степени негерметичности поврежденного легкого или культи бронха у больных пневмотораксом, пиопневмотораксом, эмпиемией плевры с бронхоплевральными свищами и легочноплевральными сообщениями. The invention relates to medicine and can be used to determine the degree of leakage of the damaged lung or stump of the bronchus in patients with pneumothorax, pyopneumothorax, empyema of the pleura with bronchopleural fistulas and pulmonary pleural messages.

Известно, что для определения степени негерметичности легкого или культи бронха может использоваться пневмотораксный аппарат, содержащий отсасыватель и манометр. С помощью известного устройства определение негерметичности осуществляется следующим образом. Через пункционную иглу или дренаж с помощью отсасывателя в виде двух сообщающихся сосудов из плевральной полости аспирируется весь воздух. После чего пункционная игла или конец дренажа путем поворота двухходового крана подключается к манометру, по которому следят за изменением давления в полости. По характеру этого изменения судят о степени негерметичности легкого. Недостатком известного устройства является низкая точность определения степени негерметичности легкого из-за невозможности количественной оценки расхода воздуха. It is known that to determine the degree of leakage of the lung or stump of the bronchus, a pneumothorax apparatus containing a suction device and a pressure gauge can be used. Using the known device, the determination of leaks is as follows. All air is aspirated through a puncture needle or drainage using a suction device in the form of two communicating vessels from the pleural cavity. After that, the puncture needle or the end of the drainage is connected to a manometer by turning a two-way valve, by which the pressure in the cavity is monitored. By the nature of this change, a degree of lung leakage is judged. A disadvantage of the known device is the low accuracy of determining the degree of leakage of the lung due to the impossibility of a quantitative assessment of air flow.

Известно также устройство, позволяющее косвенно судить о степени негерметичности легкого или культи бронха и являющееся наиболее близким к предлагаемому. Это устройство содержит вакуумный насос, вход которого через поплавковую камеру, предохранительную банку и банку-сборник соединен с дренажной трубой, задатчик степени разрежения, выполненный в виде подвижного бачка с водой, соединенного с поплавковой камерой с помощью соединительной трубки, и шкалы, выключатель, включенный в цепь питания вакуумного насоса и кинематически связанный с чувствительным элементом поплавковой камеры, выполненной в виде гибкой мембраны. Известное устройство позволяет откачивать воздух и жидкость, скапливающиеся в плевральной полости больного, ориентировочно по времени работы откачивателя судить о степени негерметичности легкого или культи бронха. Недостатком известного устройства является низкая точность определения степени негерметичности легкого или культи бронха. A device is also known that allows you to indirectly judge the degree of leakage of the lung or stump of the bronchus and is the closest to the proposed. This device contains a vacuum pump, the inlet of which is connected through a float chamber, a safety can and a collection can to a drainage pipe, a vacuum regulator made in the form of a movable tank with water, connected to a float chamber by means of a connecting tube, and a scale, a switch that is turned on in the power circuit of the vacuum pump and kinematically connected with the sensitive element of the float chamber, made in the form of a flexible membrane. The known device allows you to pump out air and fluid accumulating in the pleural cavity of the patient, tentatively by the time of the pumping device to judge the degree of leakage of the lung or stump of the bronchus. A disadvantage of the known device is the low accuracy of determining the degree of leakage of the lung or stump of the bronchus.

С целью устранения указанного недостатка в устройство для определения степени негерметичности легкого или культи бронха, содержащее вакуумный насос, вход которого через поплавковую камеру и предохранительную банку соединен с банкой-сборником, задатчик степени разрежения, соединенный с поплавковой камерой, выключатель, соединенный с источником питания вакуумного насоса и кинематически связанный с чувствительным элементом поплавковой камеры, введены датчик тока, ротаметр, соединенный с выходом вакуумного насоса, последовательно соединенные генератор импульсов, первый элемент И, первый счетчик, регистр и индикатор расхода воздуха, последовательно соединенные формирователь временных интервалов, второй счетчик и индикатор времени, а также последовательно соединенные формирователь импульсов, элемент задержки, второй элемент И и элемент ИЛИ, при этом вход формирователя импульсов соединен с выходом формирователя временных интервалов, его выход подключен к входу "Запись" регистра, второй вход элемента ИЛИ, входы "Установка нуля" регистра, формирователя временных интервалов и второго счетчика соединены с первым контактом кнопки "Сброс", второй контакт которой соединен с источником напряжения единичного уровня и через переключатель "Режим" с вторым входом второго элемента И, выход элемента ИЛИ соединен с входом "Установка нуля" первого счетчика, входы датчика тока соединены с источником питания и вакуумным насосом, а выход с вторым входом первого элемента И. Кроме этого, в предлагаемом устройстве генератор импульсов может быть выполнен регулируемым. In order to eliminate this drawback, a device for determining the degree of leakage of the lung or stump of the bronchus, containing a vacuum pump, the inlet of which is connected through a float chamber and a safety can to a collection can, a vacuum regulator connected to the float chamber, a switch connected to a vacuum power source a pump and kinematically connected with a sensitive element of the float chamber, a current sensor, a rotameter connected to the output of the vacuum pump, are connected in series internal pulse generator, first AND element, first counter, register and air flow indicator, serially connected time interval shaper, second counter and time indicator, as well as serially connected pulse shaper, delay element, second AND element and OR element, while shaper input pulses connected to the output of the shaper time intervals, its output is connected to the input "Record" of the register, the second input of the OR element, the inputs "Zero" register, the shaper of time intervals the catch and the second counter are connected to the first contact of the "Reset" button, the second contact of which is connected to a voltage source of a unit level and through the "Mode" switch with the second input of the second AND element, the output of the OR element is connected to the "Zero" input of the first counter, the sensor inputs current are connected to a power source and a vacuum pump, and the output is from the second input of the first element I. In addition, in the proposed device, the pulse generator can be made adjustable.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 пример выполнения схемы датчика тока; на фиг. 3 пример выполнения схемы формирователя временных интервалов; на фиг. 4 схема подключения устройства; на фиг. 5 временные диаграммы. In FIG. 1 shows a functional diagram of a device; in FIG. 2 an example of a current sensor circuit; in FIG. 3 an example of the implementation of the circuit shaper time intervals; in FIG. 4 device connection diagram; in FIG. 5 timing charts.

Предлагаемое устройство содержит вакуумный насос (ВН) 1, поплавковую камеру 2 с поплавком 3 и чувствительным элементом 4 в виде мембраны, задатчик 5 степени разрежения, включающий в частности, подвижной бачок 6 и шкалу 7, предохранительную банку 8 с фильтром 9 и банку-сборник 10, с которой соединена дренажная трубка 11. Банка 8 соединена гибкой соединительной трубкой 13 с поплавковой камерой 2. Камера 2 с помощью гибкой соединительной трубки 14 и запорного клапана 15 соединена с насосом 1, на выходе которого установлен запорный клапан 16 и ротаметр 17. Задатчик 6 соединен гибкой трубкой 18 с камерой 2. Для соединения с сетью питания устройство содержит штепсельную вилку 19 с заземляющим контактом. В цепь питания насоса 1 включены предохранители 20, выключатель 21, кинематически связанный с чувствительным элементом 4, и датчик 22 тока. The proposed device comprises a vacuum pump (HV) 1, a float chamber 2 with a float 3 and a sensing element 4 in the form of a membrane, a vacuum regulator 5 of a rarefaction degree, including, in particular, a movable tank 6 and a scale 7, a safety can 8 with a filter 9 and a collection can 10, to which the drainage tube 11 is connected. The can 8 is connected by a flexible connecting tube 13 to the float chamber 2. The chamber 2 is connected to the pump 1 by means of a flexible connecting tube 14 and a shut-off valve 15, at the outlet of which a shut-off valve 16 and a flowmeter 17 are installed. tchik 6 is connected to a flexible tube 18 with the chamber 2. For the network connection device comprises a power plug with a ground contact 19. The power supply circuit of the pump 1 includes fuses 20, a switch 21 kinematically connected to the sensing element 4, and a current sensor 22.

Устройство содержит также последовательно соединенные генератор 23 импульсов (ГИ), первый элемент 24 И (И₁), первый счетчик (СЧ₁) 25, регистр (РГ) 26 и индикатор 27 расхода воздуха (Инд.рв.), последовательно соединенные формирователь 28 временных интервалов (ФВИ), второй счетчик (СЧ₂) 29 и индикатор 30 времени (Инд.в.), последовательно соединенные формирователь 31 импульсов (ФИ), элемент 32 задержки (ЭЗ), второй элемент 33 и (И₂) и элемент 34 ИЛИ. Кроме того устройство содержит замыкающую кнопку 35 "Сброс" и переключатель 36 "Режим". Датчик 22 тока содержит, в частности трансформатор 37, двухполупериодный детектор на диодах 38, 39, конденсатор 40, балластный резистор 41 и стабилитрон 42 (см. фиг. 2). Формирователь 28 временных интервалов выполнен, в частности, в виде последовательно соединенных задающего генератора (ЗГ) 43 и делителя (Дел.) 44 частоты (см. фиг. 3). Датчик 22 тока и формирователь 28 в общем случае могут быть выполнены и по другим схемам.The device also contains a serially connected pulse generator (GI) 23, a first element 24 And (And ₁ ), a first counter (MF ₁ ) 25, a register (WG) 26 and an air flow indicator 27 (Ind. Rv.), Serially connected shaper 28 time intervals (FVI), a second counter (MF ₂ ) 29 and a time indicator 30 (Ind.v.), serially connected pulse shaper 31 (FI), delay element 32 (EZ), second element 33 and (And ₂ ) and element 34 OR. In addition, the device includes a closing button 35 "Reset" and the switch 36 "Mode". The current sensor 22 includes, in particular, a transformer 37, a half-wave detector with diodes 38, 39, a capacitor 40, a ballast resistor 41, and a zener diode 42 (see Fig. 2). Shaper 28 time intervals is made, in particular, in the form of series-connected master oscillator (ZG) 43 and frequency divider (Div.) 44 (see Fig. 3). The current sensor 22 and the driver 28 in the General case can be performed according to other schemes.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Отсасыватель устанавливают, как правило, непосредственно у постели пациента 45. При этом поплавковую камеру 2 устанавливают преимущественно на высоте 1-2 м, банку-сборник 10 крепят непосредственно на кровати пациента 45, а предохранительную банку 8 устанавливают на более низком уровне (на полу) (см. фиг. 4). The proposed device operates as follows. As a rule, the aspirator is installed directly at the patient’s bed 45. In this case, the float chamber 2 is installed mainly at a height of 1-2 m, the collection jar 10 is mounted directly on the patient’s bed 45, and the safety jar 8 is installed at a lower level (on the floor) (see Fig. 4).

После заливки в бачок 6 жидкости 46 (обычно подкрашенной дистиллированной воды), перемещая подвижной бачок 6, задают необходимый уровень разрежения. Включают питание электронного блока и включают вилку 19 в сеть 220 В, 50 Гц. After pouring into the tank 6 liquid 46 (usually tinted distilled water), moving the movable tank 6, set the desired level of vacuum. They turn on the power of the electronic unit and plug 19 into a 220 V, 50 Hz network.

Вакуумный насос 1 начинает выкачивать воздух из поплавковой камеры 2, предохранительной банки 8 и банки-сборника 10 до тех пор, пока жидкость 46 из подвижного бачка 6 не поднимется в поплавковую камеру 2 и поплавок 3 не нажмет через гибкую мембрану 4 на выключатель 21, который отключит питание насоса 1. По мере поступления воздуха из легкого пациента 45 в банку-сборник 10 разрежение в элементах 10, 12, 8, 13, 2, 14 падает, поплавок 3 опускается и выключатель 21 вновь включает насос 1. Насос 1 отключается, когда поплавок 3 поднимется вверх и опять нажмет на выключатель 21. Таким образом, насос 1 непрерывно включается и выключается. The vacuum pump 1 begins to pump air from the float chamber 2, the safety can 8 and the collection can 10 until the liquid 46 from the movable tank 6 rises into the float chamber 2 and the float 3 presses the switch 21 through the flexible membrane 4, which will turn off the power of the pump 1. As air enters from the patient’s lung 45 into the collection jar 10, the vacuum in the elements 10, 12, 8, 13, 2, 14 drops, the float 3 is lowered, and the switch 21 switches pump 1 on again. Pump 1 turns off when float 3 rises up and presses again off body 21. Thus, the pump 1 is continuously turned on and off.

Для уменьшения утечки воздуха, когда насос 1 выключен, последовательно с его камерами поставлены запорные клапаны 15 и 16. Разрежение, создаваемое устройством, определяется разностью высот уровней жидкости в камере 2 и подвижном бачке 6. To reduce air leakage, when the pump 1 is turned off, shut-off valves 15 and 16 are supplied in series with its chambers. The vacuum created by the device is determined by the difference in the heights of the liquid levels in the chamber 2 and the movable tank 6.

Установка величины автоматически поддерживаемого разрежения производится посредством перемещения бачка 6 и его фиксации на заданной отметке шкалы 7. При этом величина расхода воздуха аспирируемого из легкого, определяется ротаметром 17. The value of the automatically maintained vacuum is set by moving the tank 6 and fixing it at a predetermined scale 7. In this case, the amount of air aspirated from the lung is determined by the rotameter 17.

Определение степени негерметичности легкого или культи бронха производится в двух режимах. В первом режиме устройство определяет объем аспирируемого воздуха за фиксированный небольшой промежуток времени, как правило, за 1 мин. В этом случае переключатель 36 "Режим" устанавливают в положение, при котором его контакты замкнуты (фиг. 1). После нажатия кнопки 35 "Сброс" единичный сигнал (диаграмма 47 на фиг. 5) устанавливает в нулевое состояние счетчики 25, 29 и формирователь 28 временных интервалов. После отпускания кнопки 35 формирователь 28 вырабатывает первый минутный интервал времени (диаграмма 48). Выработка минутного интервала производится путем деления частоты, вырабатываемой задающим генератором 43, на заданное число, определяемое коэффициентом деления делителя 44. Формирователь 31 по переднему фронту импульса, вырабатываемого блоком 28, формирует короткий импульс записи (диаграмма 49), по которому регистр 26 записывает состояние счетчика 25. В данном случае счетчик 25 находится в нулевом состоянии, поэтому все разряды регистра 26 будут находиться в нулевом состоянии, а индикаторы 27 и 30 покажут на своих табло нулевые показания. В течение первого минутного промежутка времени схема 24 И в интервалы времени, когда течет ток через датчик 22, т. е. когда включен насос 1 (диаграмма 51) пропускает на счетчик 25 импульсы, вырабатываемые генератором 23 (диаграмма 53). Количество этих импульсов подсчитывает счетчик 25. При этом нулевые состояния регистра 26 и счетчика 29 не изменяются, а индикаторы 27 и 30 продолжают показывать нули на своих табло. После окончания первого минутного интервала формирователь 28 вырабатывает следующий импульс (диаграмма 48), счетчик 29 изменяет свое состояние, а индикатор 30 показывает время "00 ч 01 мин". Одновременно формирователь 31 вырабатывает импульс записи, по которому содержание счетчика 25 переписывается в регистр 26. При этом индикатор 27, проградуированный в единицах объема, показывает расход воздуха из легкого за одну минуту при данной степени разрежения. После задержки на время, превышающее длительность выходного импульса формирователя 30 (диаграмма 50) и прохождения его через схемы 33 И и 34 ИЛИ, происходит обнуление счетчика 25, который затем подсчитывает количество импульсов за следующий минутный интервал. После окончания второго минутного интервала все процессы повторяются, индикатор 27 показывает расход воздуха из легкого пациента за вторую минуту, а индикатор 29 показывает время "00 ч 02 мин". Далее показания индикаторов 27 и 29 будут изменяться через каждую минуту. Причем индикатор 29 будет показывать время в часах и минутах, прошедшее с начала исследования, а индикатор 27 расход воздуха за минуту, указанную на табло индикатора 29. При необходимости начать исследование сначала, нажимают кнопку 35. При этом счетчики 25, 26, регистр 26 и индикаторы 27, 29 обнуляются и все процессы начинаются сначала. Determining the degree of leakage of the lung or stump of the bronchus is carried out in two modes. In the first mode, the device determines the volume of aspirated air for a fixed short period of time, usually in 1 min. In this case, the switch 36 "Mode" is set to the position at which its contacts are closed (Fig. 1). After pressing the "Reset" button 35, a single signal (diagram 47 in Fig. 5) sets the counters 25, 29 and the shaper 28 of the time intervals to the zero state. After releasing the button 35, the driver 28 generates a first minute time interval (chart 48). The minute interval is produced by dividing the frequency generated by the master oscillator 43 by a predetermined number determined by the division coefficient of the divider 44. The driver 31 generates a short write pulse (front end of the pulse generated by block 28) (chart 49), by which register 26 records the state of the counter 25. In this case, the counter 25 is in the zero state, so all the bits of the register 26 will be in the zero state, and the indicators 27 and 30 will show zero readings on their scoreboards. During the first minute period of time, circuit 24 And at time intervals when current flows through the sensor 22, i.e., when the pump 1 is turned on (diagram 51), passes pulses to the counter 25 generated by the generator 23 (diagram 53). The number of these pulses is counted by counter 25. In this case, the zero states of register 26 and counter 29 are not changed, and indicators 27 and 30 continue to show zeros on their scoreboards. After the end of the first minute interval, the shaper 28 generates the next pulse (chart 48), the counter 29 changes its state, and the indicator 30 shows the time "00 h 01 min". At the same time, the shaper 31 generates a recording pulse, according to which the contents of the counter 25 are written into the register 26. At the same time, the indicator 27, calibrated in units of volume, shows the air flow from the lung in one minute at a given degree of vacuum. After a delay of a time exceeding the duration of the output pulse of the shaper 30 (diagram 50) and passing it through the 33 AND and 34 OR circuits, the counter 25 is reset to zero, which then counts the number of pulses for the next minute interval. After the second minute interval, all processes are repeated, indicator 27 shows the air flow from the patient’s lung for the second minute, and indicator 29 shows the time “00 h 02 min”. Further, the indicators 27 and 29 will change every minute. Moreover, indicator 29 will show the time in hours and minutes elapsed since the start of the study, and indicator 27 is the air flow per minute indicated on the indicator board 29. If necessary, start the study again, press button 35. At the same time, counters 25, 26, register 26 and indicators 27, 29 are reset and all processes begin again.

Во втором режиме определяется расход воздуха из легкого пациента за длительный промежуток времени. Для этого переключатель 36 переводят в разомкнутое состояние. При этом сигнал на второй вход схемы 33 И не поступает. После нажатия кнопки "Сброс" счетчики 25, 29 и регистр 26 переходят в нулевое состояние, а табло индикаторов 27 и 29 показывают нули. Через каждую минуту начиная с первой индикатор 29 будет изменять показания на 1 мин, а индикатор 27 через каждую минуту будет указывать объем аспирированного воздуха за количество целых минут, прошедших после нажатия кнопки 35 "Сброс". Выполнение генератора 23 импульсов регулируемым позволяет производить подстройку устройства под различные показания ротаметра. In the second mode, the air flow from the patient’s lung over a long period of time is determined. For this, the switch 36 is placed in an open state. In this case, the signal at the second input of the circuit 33 And does not arrive. After pressing the "Reset" button, the counters 25, 29 and register 26 go to the zero state, and the indicator board 27 and 29 show zeros. After every minute, starting from the first, indicator 29 will change the readings for 1 minute, and indicator 27 every minute will indicate the volume of aspirated air for the number of whole minutes elapsed after pressing the 35 "Reset" button. The implementation of the adjustable pulse generator 23 allows you to adjust the device for various readings of the rotameter.

Таким образом, в результате использования предлагаемого устройства достигается технический эффект, заключающийся в повышении точности измерения степени негерметичности легкого или культи бронха за счет исключения влияния флуктуаций показаний ротаметра на результаты измерения. Thus, as a result of using the proposed device, a technical effect is achieved consisting in increasing the accuracy of measuring the degree of leakage of the lung or stump of the bronchus by eliminating the influence of fluctuations in the readings of the rotameter on the measurement results.

Был изготовлен и испытан образец предлагаемого устройства на основе отсасывателя послеоперационного ОП-1 5А6.469.011. ТО, ротаметра РМ-А-1 и электронного блока, в котором формирователь 28 временных интервалов выполнен на микросхемах типа К176ИЕ12, счетчик на микросхемах типа К176ИЕ13 с дешифратором на микросхеме типа К176ИД3, генератор импульсов на микросхеме типа 1108ПП1, остальные узлы на микросхемах серий К176, К561 и других широко распространенных элементах. Испытания устройства подтвердили достижение указанного технического эффекта. Предлагаемое устройство может быть изготовлено в производстве, что характеризует объект изобретения как промышленно применимый. A sample of the proposed device based on the postoperative aspirator OP-1 5A6.469.011 was manufactured and tested. THAT, the PM-A-1 rotameter and the electronic unit, in which the shaper 28 time intervals is made on K176IE12 type chips, the counter on K176IE13 type chips with a decoder on a K176ID3 type chip, a pulse generator on a 1108PP1 type chip, the rest of the nodes on K176 series chips, K561 and other common elements. Tests of the device confirmed the achievement of the specified technical effect. The proposed device can be manufactured in production, which characterizes the object of the invention as industrially applicable.

Claims

1. DEVICE FOR DETERMINING THE DEGREE OF LIGHTNESS OF A LIGHT OR CULTURE OF BRONCH, containing a vacuum pump, the inlet of which is connected through a float chamber and a safety jar to a collecting jar, a vacuum regulator connected to a float chamber, a switch connected to a vacuum pump power supply and kinematically connected with a sensitive element of the float chamber, characterized in that a current sensor, a rotameter connected to the output of the vacuum pump, and a series-connected generator are introduced into it a pulse ator, a first element and a first counter, a register and an indicator of air flow, a serially connected shaper of time intervals, a second counter and a time indicator, as well as serially connected a pulse shaper, a delay element, a second AND element and an OR element, while the input of the pulse shaper is connected with the output of the shaper of time intervals, its output is connected to the input "Record" of the register, the second input of the OR element, the inputs "Zero" of the register of the shaper of time intervals and the second the counter are connected to the first contact of the Reset button, the second contact of which is connected to a voltage source of a unit level and through the Mode switch to the second input of the second AND element, the output of the OR element is connected to the Zero input of the first counter, the current sensor inputs are connected to a power source and a vacuum pump, and an output with a second input of the first element I.

2. The device according to claim 1, characterized in that the pulse generator is adjustable.