184419. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés forszírzott kilégzési görbe felvételére és tárolására
1 184419 2 A találmány tárgya eljárás és berendezés forszírozott kilégzési görbe felvételére és tárolására, főleg tömeges szűrővizsgálatokhoz. A spirográfiában elsősorban az egészséges-beteg csoport szétválasztására, de egyéb diagnosztikai célokra is elterjedten használják az erőltetett (forszírozott) légzés vizsgálatát. Ekkor a páciens teljes (a lehető legnagyobb térfogatú) belégzés után erőltetett (a lehető legnagyobb erővel és sebességgel történő) kilégzést végez. Az orvos számára fontos információkat a teljes térfogat (változás) — idő görbe hordozza. Az erőltetett kilégzési (forszírozott vitái kapacitás) görbe jellemzésére általában annak végértéke és megállapodás szerint választott nevezetes pontjaihoz, illetve pontjain át hozott érintők és szelők meredeksége szolgál. A görbe jellemzésére használt paramétereket többnyire a diagrampapíron rögzített exspirogramból grafikus úton határozták meg. Az expirogram felvételére alkalmas (zárt rendszerű) spirométert több cég gyártott, így a Medicor Művek is (Eutest). A grafikus kiértékelés rendkívül munka- és időigényes, ezért a spirométerbe újabban célszámító egységet is beépítenek. Az első ilyen készüléket a holland Mijnhardt cég hozta forgalomba Vicatest—2 márkanévvel. Ebben mikroprocesszoros adatfeldolgozó egység számítja ki a szükséges paramétereket. A zárt rendszerű spirográfokban a térfogat (változás) mérő rendszer (harang) elmozdulása viszonylag nagy (kb. 300 mm) és erősen változó sebességű. Az előzőekből következően a számítóegység memóriájában a teljes (erőltetett) kilégzési görbét alakhűen tárolni kell. E feladat szokványos (a Mijnhardt cég Vicatest—2 készülékében is alkalmazott) megoldása a harang elmozdulásának analóg villamos jellé alakításából, a jel A/D konverterrel történő digitalizálásából és a digitális jelsorozat bevételezéséből áll. A mintavételezés gyakoriságának olyannak kell lennie, hogy információ ne vesszen el. (A tárolt adatokból az eredeti görbe alakhűen visszaállítható legyen.) Ez a spirográfiában 16/s-nál nagyobb gyakoriságú mintavételt jelent. Ezeknél a megoldásoknál sebesség-idő függvény megadására általában azt a módszert választják, hogy adott (általában egyenlőközű) időpontokban megadják a függvény értékét. Ekkor független változónak az időt függő változónak a sebességet tekintik. Ez a klasszikus megoldás méréstechnikai szempontból nem a legjobb. Ugyanis adott mintavételi frekvencia (időosztás) mellett a görbe meredek (erősen változó) szakaszára viszonylag kevés pont esik, itt információ veszteség is felléphet, amit esetleg a mintavételi frekvencia növelésével kell ellensúlyozni, ennek következtében viszont a görbe laposább (kevésbé változó) szakaszára feleslegesen sok (információt nem tartalmazó) pont jut, olyannyira, hogy az átalakító sokszor csak a rendszer zaját méri. E sok felesleges pont szükségtelenül terheli mind a memóriát mind a feldolgozó kapacitást. Célunk a találmánnyal olyan eljárás, illetve berendezés létrehozása kilégzési spirográfokban (exspirográf) történő alkalmazásra, amely jelentős mértékben egyszerűbb és áramköri szempontból olcsóbb, mint az ismert megoldások. A találmány alapja az a felismerés, hogy méréstechnikai szempontból sokkal jobb megoldás, ha a függő és független változó szerepét megcseréljük, s esetünkben adott (például 50 ml) térfogatnövekedéshez szükséges idő hosszát mérjük meg. Ekkor a meredek görbeszakaszokra az előzőnél jóval több, a lapos szakaszokra kevesebb pont esik, felesleges (információt nem tartalmazó) értékek (pontok) nem kerülnek a memóriába, a tárolt pontok mindegyike értékes. Az állandó növekményű mintavétel jobban „alkalmazkodik” a görbe alakjához; nagy növekedési sebességeknél az ekvivalens mintavételi frekvencia növekszik, kis növekedési sebességeknél csökken. így információ az erősen változó szakaszokon sem vész el, s lassú változások esetén sem kapunk felesleges pontokat. Az állandó növekményű mintavétel megvalósításának feltétele olyan periodikus (egyenlő osztású) elrendezés, amely a mérni kívánt változó adott (azonos nagyságú) megváltozása esetén (villamos) jelet ad, továbbá olyan elrendezés (áramkör), amely a fenti jelek időbeli távolságát (a köztük levő időintervallumok hosszát) mérni tudja. A fenti lehetséges megvalósításból származó jelek közötti időintervallumok hosszát mikroprocesszort is tartalmazó áramköri elrendezés esetén úgy mérhetjük, hogy a jeleket megfelelő formálás után a mikroprocesszor „interrupt” bemenetére vezetjük. A mikroprocesszor (belső programmal) méri és írható memóriájában sorban tárolja az egyes interruptok között eltelt időt. A processzoron belül az időmérés egy „időmérő ciklus” végrehajtásával történik. Az ebben előforduló utasítások (mint a mikroprocesszor utasítások általában) hossza (időben) meghatározott; a pontos időmérést éppen ez teszi lehetővé. Ez idő elteltével egy dupla byte hosszúságú regiszter inkrementálódik (tartalma egy egységgel nő). Interrupt érkezése a processzort az adattároló programrészre irányítja, amely gondoskodik az időmérő regiszter tartalmának korrigálásáról és annak tárolásáról, az interrupt-számláló regiszter tartalmának eggyel való növeléséről. Ezután a processzor ismét ráfut az időmérő rutinra. A fenti lépések ismétlődnek amíg csak jel kerül az interrupt bemenetre, illetve valamely előre adott végfeltétel bekövetkezik. (Kiíégzési spirográf esetén a végfeltétel: ha két egymásutáni interrupt között több mint 3 sec idő telik el.) A találmány szerinti eljárás során előre meghatározunk egy állandó térfogatnövekményt és a kilégzés során egymás után mérjük és tároljuk azokat az időtartamokat, amelyek a kilégzett levegőtérfogatának az adott növekménnyel való változásához szükségesek, és egyidejűleg számláljuk, hogy a kilégzés során hányszor változik a kilégzett levegő térfogata az adott növekménnyel, továbbá az előre meghatározott térfogatnővekmény eléréshez szükséges időtartamokat rendre összehasonlítjuk egy előre adott időtartammal, és amikor a térfogatnövekmény eléréséhez szükséges időtartam hosszabbá válik, mint az adott időtartam, befejezzük a kilégzési görbe felvételét. A javasolt berendezésben spirométer mérőátalakítón át számítógépegységgel van összekötve, amely kijelzővel és tápegységgel van ellátva. A mérőátalakító mechanikusan rögzített, periodikusan ismétlődő elemeket tartalmaz, amelyek egy adott térfogatnövekménynek megfelelő egyenlőközű osztásban vannak elhelyezve, továbbá a számítóegység memóriával ellá5 10 15 2C 25 30 35 40 45 50 55 00 65 2
