автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.17, диссертация на тему:Разработка и исследование ультразвукового абсорбционного капнометра

Введение.

1. Измерение концентрации С02 в современной медицинской практике.

1.1. Методика и аппаратура капнометрии.

1.2. Практические аспекты использования капнометрии.

1.2.1. Использование капнометрии в терапии дыхательной патологии.

1.2.2. К вопросу оснащения капнометрами отечественных медицинских учреждений.

1.3. Обзор методов измерения концентрации С02 в выдыхаемом воздухе

1.3.1. Масс-спектроскопия.

1.3.2. Оптико-акустический метод.

1.3.3. ИК - абсорбционный метод.

1.3.4. Ультразвуковые методы.

1.4. Постановка целей и задач работы.

1.5. Выводы.

2. Исследование процессов распространения ультразвука в выдыхаемом воздухе.

2.1. Состав и термодинамические параметры выдыхаемого воздуха.

2.2. Определение коэффициента поглощения ультразвука.

2.2.1. Расчёт классического поглощения.

2.2.2. Разработка модели релаксационного поглощения ультразвука выдыхаемым воздухом.

2.2.3. Расчёт изменения коэффициента поглощения.

2.3. Расчёт изменения скорости ультразвука.

2.4. Обоснование выбора УЗ - абсорбционного метода.

2.5. Обоснование выбора рабочей частоты УЗ - датчика.

2.6. Оценка дополнительной погрешности УЗ - абсорбционного капнометра.

2.7. Выводы.

3. Экспериментальное определение коэффициента поглощения ультразвука выдыхаемым воздухом.

3.1. Разработка конструкции ультразвукового датчика.

3.2. Экспериментальное определение параметров пьезодатчиков.

3.3. Разработка методики измерения коэффициента поглощения.

3.4. Структура экспериментального стенда.

3.5. Проведение эксперимента.

3.6. Обсуждение результатов экспериментов.

3.7. Выводы.

4. Разработка УЗ - абсорбционного капнометра и результаты его практического применения.

4.1. Разработка схемы УЗ - абсорбционного капнометра.

4.2. Исследование составляющих погрешности измерения.

4.2.1. Организация процедуры измерения концентрации С02.

4.2.2. Расчёт инструментальной погрешности.

4.2.3. Оценка полной погрешности измерения.

4.3. Разработка измерительной камеры.

4.4. Экспериментальное исследование макета УЗ - абсорбционного капнометра.

4.5. Результаты практического применения УЗ - абсорбционного метода измерения концентрации С02.

4.6. Выводы.

В последнее время в связи со значительным ухудшением экологической ситуации и, в частности, качества атмосферного воздуха, значительно возросла распространённость дыхательных заболеваний. Согласно данным Госкомстата России, доля заболеваний, связанных с патологией системы дыхания, на сентябрь 1998 года составляла 73,1 % от всего числа неинфекционных заболеваний. В этой связи задача обеспечения лечебных учреждений средствами для диагностики дыхательной патологии в настоящее время является очень важной.

Одним из наиболее информативных методов диагностики дыхательной системы является капнометрия, заключающаяся в измерении концентрации углекислого газа в выдыхаемой газовой смеси. Анализ изменения концентрации СО2 во времени (капнограммы) позволяет выявить ряд нарушений в работе дыхательного центра и заболеваний, таких как астма, различные формы дыхательной недостаточности, состояния, сопровождаемые гипервентиляционным синдромом (ГВС) и т. д. Приборы для анализа концентрации С02 (капнометры) применяются не только в функциональной диагностике, но и в реанимации и анестезиологии для оценки адекватности искусственной вентиляции лёгких.

Действие современных капнометров зарубежного производства и немногих отечественных разработок основано на избирательном поглощении молекулами С02 инфракрасного излучения (ИК - абсорбционный метод). Проблемы инфракрасного газоанализа в работах российских учёных представлены трудами В.М. Чулановского, Б.И. Степанова, Д.К. Коллерова и др. Аппаратная реализация ИК - абсорбционного метода сопряжена с рядом технологических трудностей (наличие сложной оптической схемы, необходимость компенсации влияния на датчик температуры, влажности и др.).

Методика капнометрии, получившая самое широкое распространение в мировой медицинской практике, практически не применяется в отечественных лечебно-профилактических учреждениях. Одной из основных причин является сравнительно высокая стоимость капнометра (на уровне 2.5 тыс. долл. США). Последствия сложившейся ситуации весьма серьезны, например, по оценке ряда анестезиологов, в 3/4 случаев причину смерти во время наркоза можно было бы своевременно диагностировать и ликвидировать именно с помощью капно-метра.

В этой связи работа, направленная на снижение стоимости медицинского капнометра при сохранении требуемых в медицине метрологических и эксплуатационных характеристик, является чрезвычайно актуальной.

Цель и задачи работы. Цель работы заключается в повышении доступности капнометрического обследования за счёт применения в капнометре ультразвукового абсорбционного метода измерения концентрации С02, позволяющего значительно сократить сложность и стоимость прибора при сохранении его метрологических и эксплуатационных характеристик. Поставленная цель требовала последовательного решения следующих задач:

1. Анализ функциональных и конструктивных особенностей современных капнометров. Обзор методов газового анализа, позволяющих реализацию капнометра. Обоснование целесообразности применения ультразвука для построения медицинского капнометра.

2. Разработка модели распространения ультразвука в выдыхаемом воздухе. Проведение исследований по определению влияния на скорость и коэффициент поглощения ультразвука состава выдыхаемого воздуха.

3. Выбор метода измерения (УЗ - абсорбционного или основанного на измерении скорости ультразвука), позволяющего достичь максимальной точности измерения концентрации С02.

4. Определение параметров ультразвукового датчика, позволяющих добиться максимальной точности.

5. Исследование воздействия на точность измерения изменяющихся внешних условий (атмосферного давления и температуры) с целью их последующей компенсации.

6. Разработка конструкции датчика и измерительной камеры, обеспечивающих достижение необходимой точности измерения.

7. Разработка функциональной схемы ультразвукового капнометра, реализация макета прибора и исследование его метрологических характеристик.

Научная новизна проведенной работы состоит в следующем:

1. Предложен ранее не применявшийся метод измерения концентрации СО2 в выдыхаемом воздухе, заключающийся в измерении доли ультразвуковой энергии, поглощённой пробой газа (УЗ - абсорбционный метод).

2. Получены соотношения, позволяющие производить численный расчёт коэффициента поглощения ультразвука в выдыхаемом воздухе, т. е. в многокомпонентной смеси с несколькими релаксационными процессами.

3. Разработана методика расчёта рабочей частоты ультразвукового датчика в составе УЗ - абсорбционного капнометра, при которой инструментальная погрешность измерения концентрации минимальна.

4. Произведено исследование дополнительной погрешности измерения концентрации С02 УЗ - абсорбционным капнометром, обусловленной колебанием атмосферного давления и температуры.

Достоверность полученных результатов. Соотношения, описывающие распространение ультразвука в многокомпонентных газовых смесях, разработаны на основе общепризнанной теории релаксации в газах. Эксперименты по определению коэффициента поглощения ультразвука модельными газовыми смесями, имитирующими состав выдыхаемого воздуха с различной концентрацией СО2, показали адекватность выведенных расчётных соотношений. Метрологические характеристики разработанного УЗ - абсорбционного капнометра также подтверждены экспериментально.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Разработана методика выбора частоты ультразвукового датчика, позволяющая проектировать УЗ - абсорбционный капнометр с заданными метрологическими характеристиками.

2. Предложен вариант аппаратной реализации УЗ - абсорбционного капнометра с максимальной относительной погрешностью измерения концентрации не хуже 5 % в диапазоне 0. 10 об. % С02.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Доказательство возможности применения УЗ - абсорбционного метода для измерения концентрации углекислого газа в выдыхаемом воздухе с точностью, достаточной для целей медицинской диагностики.

2. Методика выбора частоты ультразвукового датчика, минимизирующая требования к усилительному тракту УЗ - абсорбционного капнометра. В качестве критерия выбора частоты используется минимум отношения сигнал/шум, которым должен обладать усилительный тракт капнометра для достижения относительной инструментальной погрешности не хуже ± 1 % от диапазона измерения.

3. Структура УЗ - абсорбционного капнометра, обеспечивающая измерение концентрации в выдыхаемом воздухе в диапазоне от 0 до 10 об. % с максимальной относительной погрешностью не более 5 % от измеренной величины.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 4-ой, 5-ой и 6-ой Всероссийских научно-технический конференциях (НТК) студентов, молодых ученых и специалистов «Биотехнические, медицинские и экологические системы и комплексы» (г. Рязань, 1999, 2000 и 2001 гг.), Международной НТК «Измерительные информационные технологии и приборы в охране здоровья МЕТРОМЕД 99» (г. Санкт -Петербург, 1999 г.), 3-ей Международной конференции «Радиоэлектроника в медицинской диагностике» (г. Москва, 1999 г.), 3-ей научно-практической конференции «Человек. Экология. Здоровье» (г. Рязань, 1999 г.).

УЗ - абсорбционный капнометр включен в состав устройства для регуляции параметров внешнего дыхания (УРПВД), предназначенного для коррекции структуры дыхательного цикла по величине содержания углекислого газа в выдыхаемом воздухе. УРПВД и УЗ - абсорбционный капнометр награждены серебряными медалями на II Международном салоне инноваций и инвестиций, проходившем 6-9 февраля 2002 года в г. Москве.

Медицинская апробация макета УЗ - абсорбционного капнометра была проведена на базе отделений функциональной диагностики Областной клинической больницы г. Рязани. Медицинская апробация УРПВД осуществлялась на базе отделений пульмонологии Областной клинической больницы г. Рязани, Областной клинической больницы г. Тулы, отделения функциональной диагностики Центральной клинической больницы МО РАН «Узкое» г. Москвы, а также на базе клиники нервных болезней Московской медицинской академии им. И.М. Сеченова.

Внедрение результатов работы. В настоящее время получено разрешение Комитета по новой медицинской технике Министерства Здравоохранения России на серийный выпуск УРПВД. УЗ - абсорбционный капнометр и УРПВД включены в план освоения новой медицинской техники ОАО «Елатомский Приборный завод» в 2002 - 2003 годах.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ. Из них 2 статьи в центральной печати, 2 статьи в межвузовских сборниках, 1 патент, 1 отчёт по НИР, 6 тезисов докладов на конференциях.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы из 96 наименований и 8 приложений. Диссертация выполнена на 162 страницах, содержит 53 рисунка и 16 таблиц.

Основные результаты работы заключаются в следующем:

1. Проведен обзор современного состояния капнометрического оборудования. Установлено, что практически все современные капнометры основаны на ИК - абсорбционном методе измерения концентрации СО2. В результате анализа особенностей устройства современных кап-нометров выявлены основные сложности, возникающие при их изготовлении. Наибольший вклад в себестоимость прибора вносят оптическая схема и сложный измерительный тракт, обеспечивающий компенсацию паразитного влияния на датчик окружающей температуры.

2. Проведен обзор методов, позволяющих производить измерение концентрации СО2 выдыхаемого воздуха в реальном времени. Установлено, что наиболее перспективна организация медицинского капнометра, основанная на применении ультразвука. Достоинством таких приборов может стать их низкая стоимость, за счёт отказа от оптической схемы и применения более дешевых датчиков, параметры которых практически не зависят от температуры.

3. Предложена физическая модель, при помощи которой выведены формулы (2.23) и (2.24) для расчёта коэффициента поглощения ультразвука заданной частоты выдыхаемым воздухом.

4. Произведено исследование зависимости коэффициента поглощения и скорости распространения ультразвука широкого частотного диапазона в выдыхаемом воздухе от содержания С02. Показано, что суммарный коэффициент поглощения выдыхаемого воздуха при максимальном содержании С02 (10 об. %) в частотном диапазоне от 4 кГц до 1,5 МГц значительно (до 4,5 раз) превосходит коэффициент поглощения атмосферного воздуха. Скорость распространения ультразвука в меньшей степени зависит от содержания С02 (при максимальной концентрации С02 скорость распространения ультразвука уменьшается всего на 2,5 %).

5. В связи с этим сделан вывод, что для построения медицинского кап-нометра больше подходит УЗ - абсорбционный метод, поскольку диапазон изменения коэффициента поглощения при максимально возможном изменении содержания С02 значительно шире, что позволяет достичь наибольшей точности измерения концентрации.

6. Обоснован выбор оптимальной рабочей частоты датчика УЗ - абсорбционного капнометра. В качестве критерия предложено использовать отношение сигнал/шум усилительного тракта прибора, необходимое для достижения инструментальной погрешности в пределах ±0,1 об. %. Данное отношение минимально (Кс/ш « 270 или 48 дБ) при частоте ультразвука около 1,5 МГц.

7. Проведены эксперименты по определению коэффициента поглощения ультразвука частотой 1,5 МГц в газовых смесях, имитирующих состав выдыхаемого воздуха с концентрацией С02, равной 2 ± 0,03; 5,2 ± 0,03 и 7,5 ± 0,03 об. %. В ходе экспериментов подтверждена возможность реализации УЗ - абсорбционного капнометра.

8. Предложена структура УЗ - абсорбционного капнометра, произведено исследование составляющих погрешности измерения концентрации СО2 прибором. Произведены эксперименты по определению метрологических характеристик макета проточного УЗ - абсорбционного капнометра.

9. Доказано, что максимальная относительная погрешность измерения концентрации С02 проточного УЗ - абсорбционного капнометра (5 %) не превышает погрешности проточных ИК - абсорбционных капно-метров. При этом стоимость разработанного устройства (150 долл. США при опытном производстве) существенно меньшей стоимости наиболее близкого аналога (2495 долл. США).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Калакутский Л. И., Манелис Э. С. Аппаратура и методы клинического мониторинга. Самара: Самарский Государственный аэрокосмический университет, 1999, С. 138- 146.

2. Уэст Дж. Физиология дыхания: Пер. с англ. М.: Мир, 1988, С. 188 190.

3. Левитэ Е. М. Значение информации о дыхании и газообмене во время общей анестезии, http://rhl.mega.ru/doc00l.htm. (20.03.1999).

4. Generra Medical, Incorporated, http://www.generramedical.com. (5.04.2000).

5. Medlab Home Page, http://medlab.de. (13.05.1999).

6. SIMS BCI Inc.: Products description. http://www.sims-bci.com/html/Products/ capnometers.htm. (11.02.2001).

7. Novametrix Home Page, http://www.novametrix.com/products/1265/1265.html. (8.02.2000).

8. Microstream Capnography Technology Overview, http://www.oridion.com/ english/clinicalsolutions/capnography/microstreamtechnology/. (4.06.2001).

9. The LIFECAP handheld capnograph. http://www.physiocontrol.com/datasheets/ lifecap.html. (10.02.2001).

10. Novametrix Home Page, http://www.novametrix.com/products/610/610.htm. (8.02.2000).

11. The dead space to tidal volume ratio in the diagnosis of pulmonary embolism / Burki NK // Am. Rev. Respir. Dis. 1986. №133. P. 679 685.

12. Reliability of end-tidal C02 monitoring after cardiac surgery abstract. / Sladen RN, Renaghan D, Ashton JP; Wyner J // Anesthesiology. 1995. №63(ЗА). P. A142.

13. Single breath C02 analysis: description and validation of a method / Arnold Ш, Thompson JE, Arnold LW // Crit. Care Med. 1996. №24. P. 96 102.

14. Noninvasive determination of cardiac output using single breath C02 analysis / Arnold JH, Stenz RI, Thompson JE, Arnold LW // Crit. Care Med. 1996. №24. P. 1701 1705.

15. Interpretation of capnography / Rozycki Ш, Sysyn GD, Marshall MK, Benumof Л, // AANA J. 1998. №66. P. 169 176.

16. End-tidal carbon dioxide monitoring in cardiac arrest letter; comment. / Koetter KP, Maleck WH // Acad. Emerg. Med. 1999. №6. P. 88.

17. Measuring End-tidal Carbon Dioxide: Clinical Applications and Usefulness / Frakes M.A. // Critical Care Nurse. 2001. Vol. 21. № 5. P. 23 35.

18. Метод биологической обратной связи в комплексном лечении больных бронхиальной астмой / Дробышев В.А, Иванилов Е.А., Никитина Э.В., Андреев В.М., Мичурин А.И., Мицкая Н.О. // Биологическая обратная связь. 1999. №1. С. 52, 53.

19. Коррекция дыхания при лечении бронхиальной астмы методом биологической обратной связи / Анохин М.И., Сергеев В.Н., Доманский B.JI. // Медицинская техника. 1996, №5. С. 26 29.

20. Вегетососудистая дистония и дыхательные расстройства / Шутов Д., Дмитриева Н., Абросимов В. // Пульмонология. Теория и Практика. 1999. №20. С. 21-23.

21. Индивидуальные особенности реакции дыхания при произвольной гипервентиляции / Газенко О. Г. // Физиология человека. 1981. №7. С. 98 106.

22. Амбросимов В. Н. Гипервентиляционный синдром в клинике внутренних болезней: дис. докт. мед. наук. Рязань: РГМУ, 1991. 11 48 с.

23. Биоуправление-2: Теория и практика. / Под ред. Штарк М.Б. Новосибирск: НГУ, 1993. С. 1-11, 13-19.

24. Заявка 1509279 Великобритания, МКИЗ А 61 Н 31/00. Устройство для регулирования дыхания пациента // Изобретения в СССР и за рубежом (реферативная информация). 1978. Вып. 13. №19.

25. Устранение гипокапнии у человека гипоксических условиях с помощью биоуправления альвеолярным напряжением двуокиси углерода / Бреслав И.С., Шмелева A.M., Норматов А.Т. // Космическая биология и авиакосмическая медицина. 1987. №3. С. 74 77.

26. Клиническое применение капнографии в биоуправлении для диагностики и лечения гипервентиляционного синдрома / Гришин О.В., Зубков А.А., Гришин В.Г. // Биоуправление 3. Теория и практика: Сб. трудов. Новосибирск. 1998. С. 122- 129.

27. Гришин В. Г. Капнографический контроль дыхания по методу биологической обратной связи под управлением программного пакета "Капнография". http://www.kti.nsc.ru/otl0/gr2.htm. (17.02.2000).

28. А. с. 1482707 СССР, МКИ4 А 61 Н 31/00. Устройство для регулирования дыхания пациента, 1987.

29. Пат. 2161475 РФ, А 61 Н 31/00. Устройство для регулирования дыхания пациента, 2000.

30. VI Национальный конгресс по болезням органов дыхания. http://wildcat.iki.rssi.ru/Pulmo/Tezis-96/part-34.htm. (1.03.1999).

31. Проблемы оснащения больниц мониторной техникой. http://www.okontur.narod.ru/art/monitor/monitor.html. (12.08.2001).

32. Капнометр "КапноР-300". Технические характеристики, http://rhl.mega.ru /rhlcap.htm. (23.10.1999).

33. Предприятие «Тритон Электронике»: Продукция, http://www.triton.ru /tritonmake/pribors/mpr603.htm. (20.05.2001).

34. Курышев В.В. Сравнительный анализ методов измерения концентрации С02 в выдыхаемом воздухе // Тез. докл. всероссийской НТК "Биотехнические, медицинские и экологические системы и комплексы БИОМЕДСИСТЕМЫ 2000". Рязань: РГРТА, 2000. С. 39-40.

35. Что такое масс-спектрометрия и зачем она нужна. http://www.textronica. com/basic/ms.htm. (1.02.2001).

36. Multi-operating room monitoring with one mass spectrometer / Severinghaus D. et al. // Acta Anaesthesiol. Scan. 1987. №70, P. 186 187.

37. Приборы и средства автоматизации. Устройства контроля и регулирования технологических параметров: Отраслевой каталог. М.: Информприбор, 1991. С. 21 -22.

38. Pat. 5841017 USA, G01L 027/00. Photo-acoustic gas sensor, 1998.

39. An Evaluation of the Bruel and Kjaer monitor 1304 / McPeak S. et al. // Anaesthesia. 1992. Vol. 47. P. 41 47.

40. Анализаторы углекислого газа быстродействующие с линейным выходом БАУГ-ЛВ // Средства измерения, допущенные к выпуску в СССР. 1988. Вып. 81. С. 177- 178.

41. Немец В. Методы анализа неорганических газов. С-Пб.: Химия, 1993. С. 49 -53.

42. Немец В. Спектральный анализ неорганических газов. Л.: Химия, 1988. С. 34-51.

43. Бенуэлл К. Основы молекулярной спектроскопии. М.: Мир, 1985, 384 с.

44. Pat. 5650624 USA, G 01 N 021/61. Passive infrared analysis gas sensor, 1997.

45. Pat. 5445160 USA, A 61 В 005/08. Portable carbon dioxide monitor, 1995.

46. Pat. 5464982 USA, G 01 N 021/61. Respiratory gas analyzer,1995.

47. Pat. 5949082 USA, G 01 N 021/35. Ceramic radiation source assembly with metalized seal for gas spectrometer, 1999.

48. Pat. 6097034 USA, G 01 N 021/35. Radiation source assembly and transducer for analyzing gases or other substances, 2000.

49. Pat. 5668376 USA, G 01 N 021/61. Double radiation source assembly and transducer, 1997.

50. Pat. 6121617 USA, G 01 N 021/35. Infrared gas analyzer, 2000.

51. Pat. 5475221 USA, G 01 N 029/02. Optical spectrometer using light emitting diode array, 1995.

52. Pat. 5261415 USA, A 61 В 005/08. C02 mainstream capnography sensor, 1993.

53. Pat. 5095913 USA, A 61 В 005/00. Shutterless optically stabilized capnograph, 1992.

54. Pat. 5932877 USA, A 61 В 005/097. High performance side stream infrared gas analyzer, 1999.

55. Pat. 5616923 USA, G 01 N 021/61. Gas analyzer cuvettes, 1997.

56. Pat. 5401966 USA, G 01 N 021/61. Spectrophotometric sensor assembly including a microlamp, 1995.

57. Pat. 4950900 USA, G 01 N 21/17. Heated infrared gas analyzer using a pyroelectric infrared sensor, 1990.

58. Pat. 5920069 USA, G 01 N 21/35. Apparatus for automatic identification of gas samples, 1999.

59. Pat. 5965887 USA, G 01 N 21/35. Method and apparatus for monitoring maintenance of calibration condition in respiratory gas spectrometer, 1999.

60. Pat. 6002990 USA, G 01 N 21/25. Dynamic wavelength calibration for spectrograph^ analyzer, 1999.

61. Pat. 6138674 USA, A 61 M 16/00. Active temperature and humidity compensator for anesthesia monitoring systems, 2000.

62. Pat. 6095986 USA, A 61 В 005/08. Disposable anti-fog airway adapter, 2000.

63. Красильников B.A., Крылов B.B. Введение в физическую акустику. М.: Наука, 1984. С. 36-55.

64. Михайлов И. Г., Соловьев В. А., Сырников Ю. П. Основы молекулярной акустики. М.: Наука, 1964. С. 163 199.

65. Pat. 4380167 USA, G 01 N 029/02. Apparatus and method for detecting a fraction of a gas, 1983.

66. Pat. 3981176 USA, G 01 N 29/02. Dual frequency acoustic gas composition analyzer, 1976.

67. Пат. 216329 А1 ГДР, МКИЗ G 01 N 29/02. Устройство для измерения концентрации газа с помощью ультразвука.

68. Pat. 4616501 USA, G01N29/02. System for determining gas concentration, 1985.

69. Курышев В.В. К вопросу применения ультразвука для измерения концентрации С02 в выдыхаемом воздухе // Тез. докл. всероссийской НТК "Биотехнические, медицинские и экологические системы и комплексы БИОМЕДСИСТЕМЫ 2001". Рязань: РГРТА, 2001. С. 18.

70. Ультразвук. Маленькая энциклопедия. / Под ред. И. П. Голяминой. М.: Советская энциклопедия, 1979. С. 257 259.

71. Equation For Determination of Density of Moist Air / Giacomo P. // Metrologia. №18. 1982. P. 33-40.

72. Таблицы физических величин: Справочник. / Под ред. И. К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. С. 57, 155 161, 199, 261, 273.

73. ChemicalLogic SteamTab Companion. Thermodynamic and Transport Properties of Water and Steam. Version 1.0 (Based on the IAPWS-95 Formulation). http://www.chemicalogic.com/steamtab/.

74. Курышев В.В. Принципы построения анализатора концентрации углекислого газа в выдыхаемом воздухе // Тез. докл. всероссийской НТК "Биотехнические, медицинские и экологические системы и комплексы БИОМЕДСИСТЕМЫ 99". Рязань: РГРТА, 1999. С. 35 36.

75. Исследование принципов построения анализатора углекислого газа в выдыхаемом воздухе. Отчет по НИР. Гос. per. № 02200102082 / Отв. исполн. Ку-рышев В.В. Рязань: ООО «Медэл», 2000. С. 2 59.

76. IK-CAPE Thermodynamics-Module. http://www.dechema.de/homepage/ welcome-e.html. (09.07.2001).

77. ISO 9613-1. Acoustics Attenuation of sound during propagation outdoors - Part 1: Calculation of the absorption of sound by the atmosphere.

78. Никитин Е.Е. Теория элементарных атомно-молекулярных процессов в газах. М: Химия, 1970. С. 48 98.

79. General Program for the Computation of Two-Dimensional or Axially-Symmetric Flows by the Direct Simulation Monte Carlo (DSMC) Method. http://ourworld.compuserve.com/homepages/gabird. (11.09.1999).

80. Физическая акустика./ Под ред. У. Мезона. Т. 2, ч. А. М.: Мир, 1968. С. 157 -199.

81. Телеснин Р. В. Молекулярная физика. М: Высшая школа, 1973. С. 87 92.

82. Approximate equations for some acoustical and thermodynamic properties of standard air / G.S.K. Wong // J. Acoust. Soc. Jpn. (E). 1990. №11. P. 145 155.

83. Speed of sound in air as a function of frequency and humidity / Morfey C.L., Howell G.P. // J. Acoust. Soc. Am. 1980. №68. P. 1525 1527.

84. Курышев В. В. Экспериментальное определение коэффициента поглощения ультразвука в выдыхаемом воздухе // Вестник РГРТА, 2001. № 8. С. 98-101.

85. Домаркас В. Й., Пилецкас Э. JI. Ультразвуковая эхоскопия. Л.: Машиностроение, 1988. 288 с.

86. Донской А. В., Келлер О. К., Кратыш Г. С. Ультразвуковые электротехнологические установки. Л.: Энергоиздат, 1982. 208 с.

87. Колесников А. Е. Ультразвуковые измерения. М.: Изд-во стандартов, 1970. С. 102-119.

88. Курышев В.В. Прибор для анализа концентрации С02 в выдыхаемом воздухе // Тез. докл. 3-ей научно-практической конференции "Человек Экология Здоровье". Рязань: РГРТА, 1999. С. 27 28.

89. Пат. 2172953 РФ, МКИ7 G 01 N 29/02. Устройство для измерения концентрации углекислого газа в выдыхаемом воздухе / Корнев Н.П., Курышев В.В., Соломаха В.Н.

90. Ультразвуковой анализатор концентрации углекислого газа в выдыхаемом воздухе / Вихров С.П., Курышев В.В., Михеев А.А. // Электроника НТБ, 2001. №6. С. 46-47.

91. Курышев В.В., Корнев Н.П. Анализатор углекислого газа в выдыхаемом воздухе: Информационный листок №61-006-01. Рязань: Рязанский ЦНТИ, 2001. С. 1 -4.

92. Устройство для регуляции параметров внешнего дыхания пациента / Корнев Н.П., Курышев В.В., Ракита Д.Р., Соломаха В.Н. // Электроника НТБ, 2001. №6. С. 42 44.f -f 2001 г.

93. УТВЕРЖДАЮ ый1фач Рязанской ОКБ1. Воронков Д.В.1. РЕЗУЛЬТАТЫ АПРОБАЦИИмакета анализатора концентрации С02 в выдыхаемом воздухе

94. Медицинская апробация макета анализатора углекислого газа в выдыхаемом воздухе проводилась в отделении функциональной и ультразвуковой диагностики Областной клинической больницы г. Рязани в период с 4.09.2000 г. по 29.10.2000 г.

95. Краткая характеристика устройства

96. Макет анализатора концентрации углекислого газа в выдыхаемом воздухе (далее прибор) представляет собой малогабаритное устройство, включающее блок управления и индикации, вынесенную измерительную камеру и блок питания.

97. Прибор имеет возможность подключения к ЭВМ по последовательному порту для визуализации формы капнограммы, что дополнительно позволяет оценивать временные параметры капнограммы.1. Цели испытания

98. Целью проведённой работы являлось клиническое исследование прибора, направленное на выяснение точности определения им уровня концентрации С02 в выдыхаемом воздухе и удобства работы.1. Характеристика пациентов

99. За период испытаний всего было обследовано 42 пациента с различной патологией дыхательной системы (хронический обструктивный бронхит, бронхиальная астма, нейроциркуляторная дистония, гипервентиляционный синдром).1. Программа испытаний

100. Для всех пациентов капнографическое исследование проводилось с помощью стационарного капнографа "Нормокап" фирмы "Datex" (Финляндия) и испытуемого прибора.

101. У 34 пациентов капнографические показатели оценивались сначала при помощи капнографа «Нормокап», а через определённый промежуток времени (достаточный для восстановления параметров дыхания пациента) при помощи испытуемого прибора.

102. Регистрировалась величина парциального давления углекислого газа в выдыхаемом воздухе (РаС02). Диапазон изменения этой величины представлен в табл. 1.