Вопрос 88. Устройство и принцип действия датчиков параметров системы дыхания (контактный датчик, датчик из углеродистой резины, турбинный датчик, датчик оксигемографа).

Существует целая группа датчиков, предназначенных для анализа параметров системы дыхания. Они отличаются как конструктивно, так и по форме преобразования регистрируемого параметра в элек­трический сигнал. Такими измерительными системами оцениваются:

частота дыхания, величина дыхательного объема, минутный объем дыхания (МОД), оксигенация крови и т.д. Контактный датчик. Данный датчик применяется для фиксации моментов периодически повторяющихся движений грудной клетки.

Схема контактного датчика:.

1,2 – электрические контакты, 3 - резиновая лента.

Конструктивно датчик выполнен из резиновой ленты (3) с двумя контактами (1 и 2), которые замыкаются при вдохе и размыкаются при выдохе. Недостатком измерительной системы с таким датчиком является невозможность записи дыхательной кривой.

Датчик из углеродистой резины. Этот датчик относится к параметрическим. Активная часть датчи­ка выполнена из резины на основе углерода (1).

При изменении длины датчика изменяется его сопротивление. При приложении к резине разности потенциалов по ней протекает ток, изменяющийся в такт изменения сопротивления, а, следовательно, с частотой вдоха и выдоха.

Турбинный датчик. Датчик применяется для определения объема вдыхаемого или вы­дыхаемого воздуха. Датчик состоит из дыхательной маски (3), в кото­рой расположена турбина (4) с зеркальными накладками на лопастях. Свет от источника (1) попадает на зеркала и, отражаясь, регистриру­ется фотоприемником (2). Полученные импульсы фототока пропор­циональны частоте вращения турбины. Зная частоту и количество импульсов можно определить объем вдыхаемого и выдыхаемого воз­духа.

Датчик оксигемографа. Датчик позволяет регистрировать насыщенность крови оксигемоглобином.

1 - светофильтр для получе­ния монохроматического света, 2 - ткань, 3 - фотосопротивление, 4 - источник света.

По ткани (2) протекает поток крови и, в зависимости от ее насыщен­ности оксигемоглобином, изменяется ослабление величины светового потока, а это определяет величину сопротивления фоторезистора (3). Чем больше в крови оксигемоглобина, тем меньше поглощение света кровью и больше величина фототока в цепи фоторезистора, т.к. меньше величина сопротивления.

Литература: лекции.

Вопрос 89. Датчики тканевого обмена веществ (катионочувствительный и микроспектрофотометрмческий дат­чики).

Катионочувствительный датчик. Для анализа процессов в тканях его вводят внутриклеточно. Оцен­ка процессов в тканях производится путем анализа концентраций ио­нов Na⁺, К⁺, Mg⁺ и т.д. на клеточном уровне. Микропипетка из стек­ла вводится в ткань. Диаметр ее около 1 мкм. Она обогащена каким-то щелочным металлом. Измеряется величина разности потенциалов между микропипеткой и обычным микроэлектродом. При этом вели­чина регистрируемой разности потенциалов пропорциональна кон­центрации ионов в клетке. При равенстве концентраций ионов в клетке и микропипетке выходное напряжение равно нулю. Путем подбора микропипеток с различной степенью обогащенности ионами, можно определить концентрацию соответствующих ионов внутри клетки.

Спектрофотометрический датчик.

1 - источник света, 2 - волоконнооптический кабель, 3 - микропипетка, 4 - фотоприемник, 5 - поверхность клетки.

При прохождении света через оптическую систему (2) фотоприемииком (4) регистрируется спектр люминесценции (спектр поглоще­ния). Спектр люминесценции (поглощения) определяется химическим составом вещества, на которое падает при этом световой поток. По виду спектра судят о качественном составе клети. По интенсивности спектра судят о количестве вещества, содержащемуся в данном месте клетки. Достоинством метода является анализ биохимических процес­сов в тканях на клеточном уровне, что позволяет получать наиболее достоверную информацию о развитии той или иной патологии.

Литература: лекции.