Аппарат для пневмоэнцефалографии

О П И С А Н И Е (и)745526ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциалистическихРеспублик(088.8) Опубликовано 07.07.80. Бюллетень25Дата опубликования описания 17.07.80 по делам нзобретен н открытнй 72) Авторы изобретен В. А. Киселев и В. Г. Мовзолевский(71) Заявитель 4) АППАРАТ ДЛЯ ПНЕВМОЭНЦЕФАЛОГРАФИИ медицинской техм для измерения ения газов в поцефалографии. пневмоэнцефалоенные трубопропункции, приемулирующий комносится кстройствия и ввепневмоэат дляий соедиинальноасос и р етение отменно к у аго давлен дела при нтен аппародержащ нлу для сп йиквора, н ег1.о этот аппарат имеет следую пользование аппарата приводит к иквора, что увеличивает опасность ия диагностических исследований; струкция насоса не позволяет длиремя сохранять в замкнутом объеянное давление, так как существувоздуха между стенками поршня, м устройством;раздельной регулировки хода поре стороны (так как невозможно разстана влив ать верхний и нижний давления, создаваемые насосом), одимо при апропорциональном ввездуха;возможноеличину и поте про Целью изо опасности про следований пу вора в первон вания и исклю ликвора о мо ретения является уменьшение ведения диагностических истем исключения потерь ликчальный момент уравновешичения гидравлического удара зг, а также повышения точточно предусмотреть, на зменится давление при Изобр нике, а и ликворно лость чер Извес графии, с водом иг ник для л пенсатор Однак недостатк- ис ри л веден- кон тельное в ме посто ет утечка клапаннь- нет шня в об дельно у пределы что необх дении во- не какую вдвижении поршня к одному из краиних 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 погрешо 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,, - ." а М,."%. -, ": Ф" . 745526 в аппарат введены три контактных датчика, датчик давления, усилитель, схема сигнализации; схема коммутации, схема управле- у соединенной с валом электродвигателя, входы которого подключены к схеме коммута- ф ции, причем выходы первого и третьего датВ ле 2% зе зз 46(3) где Ч Диэлектрические прокладки 18 и 19 штуцера выполнены из полистирола или фторопласта, обладающих гидрофобной поверхностью и, следовательно, имеющих большое поверхностное сопротивление. Объем Чк= Ч - Чь(4) где Ч,3ности измерения и регулирования величиныдавления,Поставленная цель достигается тем, что ния, генератор прямоугольных импульсов,устройство сигнализации и устройство записи и регистрации, а насос выполнен в виде сильфона с реечной подачей механически чиков 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 ъ 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 11 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. 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 которое 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 следующимобразом. При диаметре канала штуцера 2 мм объем Ч ликвора в канале длиной АВ = 20 мм (максимальный объем, при котором мембрана упирается в решетку, фиг. 2) равен Ч =1= 62 мм, (1)Ч/где Ч - объем ликвора;д в диаме канала штуцера, равный2 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-МариоттаРЧ = сонэк при Т = сопз 1,где Р - давление газа; Ч - объем газа; Т - абсолютная температура газа. Ч,= ЬЧР +ьР= 452 ммзаР объем приемника давления плюс объем канала штуцера, длинои 17 ммнормальное 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 мм5Тогда Ч, = 399 мм. Выбирая длину 1 приемника давления равную 4 мм, находим его диаметр:0,9 мм,1 ЧХс 1где Ч -величина, на которую изменяется объем приемника при упоре мембраны в решетку;С -диаметр приемника давления.Максимальный обратный прогиб мембраны 1 необходимый для того, чтобы уровеньликвора в канале штуцера сместился в сторону спинномозгового канала, исходя из того, чтобы ликвор оказался на участке А Б,канала (фиг, 4), определяется следующимобразомЧь= Ч 4где-объем ликвора, который необходимо вытеснить из каналаштуцера на расстояние 25 мм,равный 78,5 мм;ч - изменение объема приемникамидавления, необходимое длявытеснения ликвора в каналена расстояние 25 мм,Отсюда Ч 4 -- 78,5 мм, а обратный прогибмембраны 1 = 1,1 мм.Приемник 6 давления находится в корпусе 23, герметично закрываемом крышкой24 со штуцером с резиновой прокладкой 25.Внутренний объем корпуса 23 сообщается с приемником 2 для ликвора через воздухопровод 26, проходящий через пробку 2.К штуцеру крышки 24 подсоединяется черезтройник сильфон 3 и датчик 28 давления.В датчике 28 давления преобразователемдавления в электрический сигнал являетсятензорезисторный 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 сабильности амплитуды генерируемогонапряжения, так как активные элементы схемы работают в ключевых режимах,Аппарат работает следующим образом.Перед началом работы канал соединительного штуцера соединяется с приемником6 давления трехходовым краном 29, который одновременно отсекает приемник 2 дляликвора. После прокола спинномозгового канала иглой 1 открывается краник 30 и ликвор поступает в канал штуцера. Под дав 745526 лением сжимаемого воздуха в приемнике 6 давления мембрана 20 упирается в ограничительную решетку 22. УровенЬ 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 обра зовавшуюся замкнутую цепь поступает насхему 10 сигнализации и далее на устройство 11 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 канала. В момент, когда ликвор разомкнет цепь датчиков 8 и 9, но останется замкнутой цепь датчиков 7, 8, схема 1 О 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 разбалансадавлений ликвора и воздуха в приемнике 2 Зю возможно смещение уровня ликвора влевоили 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 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 2замыкается цепь между датчиками 8 и 9,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,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 черезсхему 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 уда ра 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 управления, 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 ком 2 о мутации, причем выходы первого и третьегодатчиков 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 СССР133167, кл. А 61 М 1/00, 1960 (прототип).Корректор В. БутяПодписное Составитель Л, СоловьеТехред К. ШуфричТираж 673Государственного ком итетаелам изобретений и открыква, Ж - 35, Раушская наПатент, г, Ужгород, ул. СССР ий д. 4/5 Проектная,