Панін М
Панін М.В., магістр ОмДТУ
Теоретичні аспекти способів вимірювання частоти дихання
Дихання є складним процесом газообміну між зовнішнім середовищем і організмом. В організм із зовнішнього середовища надходить кисень, а назовні виділяється вуглекислий газ. Кисень – необхідний елемент обміну речовин. Дихання є періодичним, коливальним і за своєю природою має певну подібність з механічними коливальними процесами, зокрема, маючи таку характеристику, як частота дихання.
Таким чином, прилад для вимірювання частоти дихання – один із найважливіших та затребуваних пристроїв у медичній області. Хоча й зазначено, що він вимірює лише частоту – насправді спектр можливостей даного пристрою набагато ширший.
Частота дихання (ЧД) – це динамічний показник вентиляції легких. Цей показник виражається як число циклів дихальних рухів за одиницю времени[1].
Області застосування вимірювання частоти дихання є такі: 1) застосування у діагностиці: . об'єктивний вплив захворювань на функціональний стан легень; об'єктивні зміни функціонального стану легень; при первинному обстеженні та наявності певних клінічних (задишка, кашель, свистяче дихання, зміна перкуторного тону та характеру дихання, виявлення хрипів та ін.); . визначення ризику розвитку захворювання легень (у курців, працівників шкідливих виробництв, під час роботи з певним типом напруг); визначення операційного ризику; оцінка прогнозу захворювання; оцінка стану здоров'я; 2) застосування у динамічному спостереженні (моніторинг): оцінка ефективності терапевтичних заходів; оцінка динаміки розвитку захворювань (легеневих, серцево-судинних, нервово-м'язової системи); оцінка впливівперебування у шкідливих умовах або контактів із шкідливими речовинами; оцінка ефективності реабілітаційних програм; 3) застосування під час експертної оцінки: тимчасової втрати працездатності; придатності до роботи у певних умовах; працездатності; 4) застосування в оцінці здоров'я населення: епідеміологічні дослідження; порівняння здоров'я населення у різних географічних, кліматичних та інших умовах; масові обстеження.
Більшість патологічних станів, пов'язаних із диханням, характеризується певними клінічними проявами. Постановка діагнозу вимагає як оцінки симптомів, а й об'єктивного підтвердження їх наявності. Точність діагнозу залежить як від ясності клінічної картини та кваліфікації лікаря, так і від використовуваних для підтвердження діагностичних технологій.
Актуальність даного дослідження ґрунтується на тому, що нині серед лікарів зростає усвідомлення цінності правильної диганостики ЧД. Однак проведені опитування показали, що багато медпрацівників, які виконують подібну діагностику, не впевнені в правильності виконання та інтерпретації результатів тестів. Все більшої актуальності набуває використання спеціальних приладів для реєстрації параметрів дихання. Хоча, клас подібних пристроїв досить великий і різноманітний, функціональність, економічність і надійність багатьох з них під великим питанням. І останнім часом, на вітчизняному ринку медицини спостерігається збільшення попиту на пристрої даного класу.
Перш ніж приступити до розробки пристрою вимірювання частоти дихання, необхідно досліджувати основні методи діагностики ЧД, визначити їх основні принципи, переваги, недоліки і зробити вибір на користь одного з них [2]. На підставі зробленоговибору буде проведено подальшу розробку пристрою.
Існує два основних методи діагностики для вимірювання параметрів дихання: пневмографія (пневмометрія) та спірометрія.
Пневмографія __ – __ метод дослідження зовнішнього дихання, що полягає у графічній чи цифровій реєстрації дихальних рухів. Принцип пневмографії полягає в тому, що механічна енергія дихальних рухів грудної клітини переводиться в електричний струм датчика-провідника з подальшою преформацією його в роботу пристрою, що реєструє. У приладах-пневмографах як перетворювач (датчик) використовуються заповнені струмопровідним порошком або розчином гумові трубки (одна або кілька), закріплені на поверхні грудної клітини пацієнта за допомогою еластичного бинта або жилета. Існують також інші типи пневмографів, де замість гумових трубок використовуються електроди, що закріплюються на грудях.
Спірометрія __ – __ метод дослідження функції зовнішнього дихання, що включає в себе вимірювання об'ємних та швидкісних показників дихання [3]. Принцип спірометрії полягає в тому, що потік повітря, що фіксується датчиком, реєструється та аналізується в електронному пристрої. Інакше кажучи, прилади-спірометри – це цифрові пристрої, які складаються з датчика потоку повітря та електронного пристрою, що перетворює показання датчика на цифрову форму та здійснює необхідні обчислення.
Проведемо порівняння цих двох методів, щоб з'ясувати – на основі якого з них функціонуватиме пристрій, що розробляється.
Переваги пневмографії: простий принцип реєстрації вимірювань; розповсюдженість на ринку пристроїв-пневмографів.
Недоліки пневмографії: громіздкість обладнання – починаючи від 500 х 100 х 500 мм, без урахування нагрудного поясу,жилета чи електродів; мала кількість порівняно вимірюваних параметрів, проти методом спірометрії; великий час на підготовку та проведення процедури; відносно висока похибка вимірів – до 10%; наявність протипоказань до проведення процедури – діти віком до 5 років і люди з деякими серцевими захворюваннями не можуть проходити пневмографію.
Переваги спірометрії: малі розміри устаткування; багатофункціональність та багатозадачність; малий час реєстрації сигналу та обробки інформації; можливість проведення діагностичних процедур у тварин Недолік спірометрії: висока вартість спірометрів (від 6000 р.).
На підставі проведеного порівняння ми можемо зробити висновок, що є гостра необхідність у розробці пристрою, принцип вимірювання частоти дихань якого ґрунтується на методі спірометрії.
1. ГОСТ 23751-86. Плати друковані. Основні характеристики конструкції.
2. Антропов А. Н. Інтерактивне проектування РЕМ: Навч. допомога. Омськ: Вид-во ОмДТУ, 2003. 56с.
3. Мінаєв А. В. Вимірювання дихання. Нижній Новгород, НДТУ, 2002. 120с.