Новый газоанализатор для непрерывного определения и регистрации процентного содержания СО2 в выдыхаемом воздухе (типа ГУФ-1)

Полный текст

По заданию Министерства здравоохранения СССР коллективом Казанского конструкторского бюро спроектирован и в Институте хирургии АМН СССР испытан новый настольный портативный прибор для непрерывного определения и регистрации процентного содержания СО₂ в выдыхаемом воздухе.

Газоанализатор углекислого газа фотоэлектрический — ГУФ-1 (рис. 1)—позволяет непрерывно определять в процентах содержание углекислого газа в выдыхаемом воздухе у человека, как при естественном, так и при искусственном дыхании в момент операции больного.

 

Рис. 1

 

Прибор помогает анестезиологу регулировать вентиляцию легких при употреблении различных наркотических концентраций.

На показания прибора не оказывают влияния находящиеся в выдыхаемом воздухе азот, кислород и пары эфира.

Специальное регулировочное устройство дает возможность настраивать мембранное реле для отбора выдыхаемого воздуха на разные перепады давления при искусственном дыхании, что позволяет применять газоанализатор при работе в комплексе с различными системами наркозных аппаратов. От наиболее распространенных химических газоанализаторов типа Орса, ГВВ-2, Холдена—Симонсона, ГУФ-1 отличается компактностью и возможностью непрерывно показывать и регистрировать процентное содержание СО₂ в выдыхаемом воздухе пациента при его исследованиях.

Принцип действия прибора иллюстрируется схемой (рис. 2).

В основу работы прибора положен фотоколориметрический метод регистрации изменения оптической плотности (цвета) индикаторного раствора при пропускании через него газовой смеси с углекислым газом.

 

Рис. 2. Принципиальная схема 1. Фотодатчик. 2. Феррорезонансный стабилизатор. 3. Мембранный насос. 4. Увлажнитель. 5. Трехходовой кран. 6. Мембранное реле. 7. Переключатель насоса на искусственное и естественное дыхание. 8. Усилитель. 9. Самопишущий механизм. 10. Переходник к наркозному аппарату

 

Малые количества исследуемой смеси непрерывно или периодически отбираются мембранным насосом (3) и через трехходовой кран (5) и увлажнитель (4) подаются в диффузор (5) с индикаторным раствором. Индикаторный раствор состоит из 0,005% водного раствора индикатора бромтимолового синего, растворенного в 0,05% водном растворе NaHCO₃

Изменению процентного содержания углекислого газа от 0 до 12% соответствует изменение окраски индикаторного раствора в пределах от синего до желтого через зеленый. Световой луч, проходя через светофильтр и нижнюю часть колбы с индикаторным раствором, попадает на фотоэлемент, в котором возникает ток, пропорциональный изменению цвета индикаторного раствора.

Второй фотоэлемент, расположенный перед индикаторным раствором и включенный встречно с первым, служит для гашения неизменяющейся части спектра, а также для компенсации изменения силы света при колебании напряжения питания.

Разность токов фотоэлементов подается на компенсационный мост, где измеряющийся ток фотоэлементов сравнивается с постоянным напряжением. Если ЭДС фотоэлементов равна подаваемому постоянному напряжению, то схема находится в равновесии, то есть никаких сигналов на усилитель не поступает.

При изменении ЭДС фотоэлементов на вход усилителя будет подаваться сигнал в виде некоторого напряжения, который усиливается до величины, достаточной для приведения в движение асинхронного реверсивного двигателя РД-09, вращающегося в ту или другую сторону, пока существует сигнал об отсутствии равновесия схемы. Ось двигателя вращается с рычагом-контактом по реохорду, до наступления равновесия в измерительной схеме.

Перемещение рычага-контакта связано с перемещением привода ролика пера самопишущего механизму.

Таким образом, благодаря компенсационному мосту, электронному усилителю и асинхронному двигателю, установленному на оси с рычагом-контактом, вращающимся по реохорду, осуществляется непрерывное автоматическое измерение содержания СО₂ в газовых смесях. Прибор осуществляет показание процентного содержания углекислого газа на шкале и одновременно производится запись на диаграммной ленте со скоростью 5 мм/мин.

Клинические испытания проводились канд. биол. наук P. С. Виницкой и зав., физиологической лабораторией проф. Л. Л. Шик в лаборатории газового обмена и при хирургических операциях в Институте хирургии АМН СССР им. А. В. Вишневского.

Результаты клинических испытаний показали, что:

1) погрешность прибора не превышает +0,2% СО₂;

2) сопротивление дыханию составляет 1—2 мм водяного столба;

3) система прибора обеспечивает герметичность при давлении внутри прибора, отличающемся от атмосферного на + 100 мм водяного столба; это позволяет использовать газоанализатор в комплексе с аппаратами закрытого типа и т. д.

Для удобства перемещения придается столик-каталка, позволяющий удобно передвигать прибор в пределах клиники.

Для всесторонней проверки и испытания прибора ГУФ-1 в различных клиниках страны в настоящее время СКТБ-МФП изготовляет установочную партию приборов.

Работа специалистов в клиниках и научно-исследовательских институтах на приборе ГУФ-1, их замечания и советы дадут возможность конструкторам и инженерам Казанского СКТБ-МФП и в дальнейшем создавать новые, более совершенные газоанализаторы для непрерывного определения процентного содержания как СО₂ и O₂, так и других необходимых параметров.

Технические данные прибора

1. Пределы измерения процентного содержания СО₂ — от 0 до 12%.

2. Отсчет процентного содержания производится непосредственно по шкале с одновременной регистрацией самопишущим механизмом на диаграммной ленте.

3. Максимальное время отставания показания прибора от изменения процентного содержания СО₂ — в пределах от 0 до 12% не более двух минут.

4. Прибор работает от сети переменного тока напряжением 127 вольт 50 герц.

Об авторах

М. И. Абдрахманов

Казанское самостоятельное конструкторское технологическое бюро по проектированию медицинских и физиологических приборов (СКТБ-МФП)

Автор, ответственный за переписку.
Email: info@eco-vector.com

Инженер

Россия, Казань

М. Р. Трофимовский

Казанское самостоятельное конструкторское технологическое бюро по проектированию медицинских и физиологических приборов (СКТБ-МФП)

Email: info@eco-vector.com

Инженер

Россия, Казань

Список литературы

Дополнительные файлы