DE1466842A1

DE1466842A1 - Plethysmograph

Info

Publication number: DE1466842A1
Application number: DE19651466842
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-12-11
Filing date: 1965-04-24
Publication date: 1969-06-04
Also published as: NL7510792A; FR1524043A; DE1466842B2; DE1466840A1; DE1466843A1; DE1466840C3; NL7510793A; CH430038A; DE1466843C3; NL6516124A; NL158697B; DE1466843B2; US3511237A; NL159576B; NL146704B; DE1466840B2

Description

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Erich Jaeger Würaburg, Röntgenring 5

Plethysmo graph

Unter "Plethysmograph" verstehifaian ein medizinisches Gerät zur Untersuchung der Lungenfunktion, insbesondere zur Bestimmung des Strömungswiderstandes der inneren Atmungewege. Ein Plethysmograph besteht im wesentlichen aus einer luftdicht vers-chließbaren Kabine,in die die zu untersuchende Person gesetzt wird, ."'ährend der Untersuchung werden die Druckschwankungen im Inneren der Kabine gemessen, die dadurch Zustandekommen, daß sich das von der zu untersuchenden Person verdrängte Luftvolumeryetwas ändert, wenn die zu un^eiv Quchisnde Person die in ihren Atmungswegen enthaltene Luft beim Einatmen etwas unter Unterdruck und beim Aufatmen etwas unter überdruck netzt.

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Da die zu messenden Druckschwankungen abeolut genommen/ relativ klein sind, iat die Gefahr, dafl di· Messungen durch Störungen beeinträchtigt werden, relativ groB. Die hauptsächlichen Störungsquellen sind temperaturbedingte Druckänderungen und, wie neuerdings festgestellt worden ist, äußere Druckschwankungen, die beispielsweise durch das öffnen und Schliea-3en von Türen des Untersuchungsraumes und dergl. auftreten können.

Es ist bereits vorgeschlagen worden (deutsche Patentanmeldung J 27 102 IXc/30a), den Patienten in einen Atembeutel atmen zu lassen, der gegenüber dem Innenraum der Untersuchungskabine abgeschlossen iat und eine Luftumwälz- und Heizvorrichtung enthält, die die Atemluft des Patienten auf etwa der Körpertemperatur hält. Ferner ist vorgeschlagen worden, das Innere der Kabine durch einen Wärmeaustauscher, Heizlüfter oder dergl. zu thermostat!sieren.

Durch die vorgeschlagenen !Maßnahmen könntenjzwar wesentliche Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik erreicht werden, die vorliegende Erfindung setzt sich jedoch zur Aufgabe, die oben erwähnten Störungen noch weiter herabzusetzen.

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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. St «eigen t

figur 1 eine Atemrohr- und Atembeutelanordnung gem. der Erfindung!

figur 2 eine echematische Vertikalsehnittaneicht der Kabine eines Plethysmographen gemäfl der Erfindung in einer Ebene 2 - 2 der figur 3 und

figur 3 einen Horizontalschnitt in einer Ebene 3-3 der figur 2.

Zur Vereinfachung der Beschreibung und Zeichnung sind alle für.das Verständnis der Erfindung nicht unbedingt erforderlichen T.eile weggelassen, worden. In allen Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen w><eehen.

Die in figur 1 dargestellte Anordnung 10 ist wie in Figur 2 und 3 gestrichelt dargestellt ist, im Inneren der Kabine an einer Stange schwenkbar und in der Höhe verstellbar angeordnet. Die Anordnung 10 enthält ein Atemrohr 12 mit einem Mundstück 14, in dae der Patient bei der Untersuchung atmet. ITit dem Atemrohr 12 ist eint Reihe von Ventilen, Schlauchan und Btrömungewidtrßtänden verbunden, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bilden und en anderer Stelle näher beschrieben eied.

Für die plethysmograpMschen Untersuchungen atmet der Patient Luft aus einem Atembeutel 16, der durch. Haltebügel 18 gehalten wird. Unten ist der Atembeutel in einer Ringnut 20 einer Bodenplatte festgelegt, beispielsweise durch einen Gummiring oder einen in den unteren Rand des Beutels eingearbeiteten Gummizug. Oben ist eine entsprechende Befestigungsanordnung 22 vorgesehen, die das obere Ende des schlauchartigen Atembeutels dicht haltert.

Im Inneren des Atembeutels ist, wie vorgeschlagen, eine Luftumwälz- und Heizvorrichtung 24 vorgesehen, die durch einen nicht dargestellten Thermostaten gesteuert wird und die vom Patienten geatmete Luft auf einer solchen Temperatur hält, daß beim Ein- und Ausatmen keine störenden Volumenänderungen durch Erwärmung bzw. Abkühlung der ein- und ausgeatmeten Luft eintreten.

Ss hat sich nun gezeigt, daß sich die Temperaturstabilität dadurch zusätzlich verbessern läßt, daß man auch das Atemrohr 12 heizt. Hierzu kann an einer oder mehreren Stellen eine vorzugsweise elektrische Heizvorrichtung 26 vorgesehen sein. Wie groß die beheizte Fläche in der Praxis sein soll, hängt von der V.^rär-

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meleitfähigkeit der AtemrohranOrdnung ab.

In der Praxis hat es sich gezeigt, daß man in den meisten Fällen auf eine dauernde Heizung des Atemrohres verzichten kann, daß jedoch das Atemrohr zu Beginn der Untersuchungen erwärmt werden muß. Man kann daher gegebenenfalls auf eine fest eingebaute Heizvorrichtung 26 verzichten und das Atemrohr zu Beginn der Untersuchung mittels eines Heizgebläses 28 nach Art eines Haartrockners erwärmen. Die Verwendung eines solchen Heizgebläses hat den weiteren Vorteil, daß eine rasche Erneuerung der im Atemrohr und Atembeutel enthaltenen Luft bewirkt werden kann. Um dies möglichst einfach durchführen zu können, wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung oben an der Atembeutelanordnung ein lösbarer Verschluß vorgesehen, beispielsweise einfach ein Stopfen 30, der die ringartig ausgebildete Halterungsanordnung 22, an der auch die Haltebügel 18 enden, verschließt. Der Stopfen wird vorzugsweise durch eine Schnur oder Kette an der Anordnung 10 unverlierbar befestigt.

Sine weitere Störungsquelle besteht darin, daß sich das Temperaturgleichgewicht in der Kabine nur langsam einstellt. Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung wird daher die Kabine, wie in Figur 2 und

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dargestellt ist, mindestens zum Teil doppelwandig ausgebildet und in dem durch, die beiden Wände gebildeten Raum 32 wird ein Wärmeaustauschmedium im Umlauf gehalten, hierzu kann beispielsweise ein Kreislauf mit einer Umwälzpumpe 34 und einer Heizvorrichtung 36 vorgesehen sein, die durch einen nicht dargestellten, im Inneren der Kabine angeordneten Thermostaten steuerbar ist. Das Wärmeaustauschmedium kann Wasser oder Luft sein. Die Innenwand 38 wird vorzugsweise aus einem gut wärmeleitenden Material, wie z.B. Kupferblech ausgeführt, so daß ein guter Wärmeaustausch mit der im Inneren der Kabine befindlichen Luft gewährleistet ist.

Eine andere Möglichkeit, die Einstellung des Wärmegleichgewichtes in der Kabine möglichst zu beschleunigen, besteht darin, die Innenwand der Kabine aus einem Material sehr kleiner Wärmekapazität zu machen und sie gegen das Äußere sehr gut zu isolieren. Die Innenwand nimmt dann sehr rasch die Temperatur der Luft im Innern der Kabine an und da sie wegen der guten Wärmeisolierung kaum Wärme nach außen abgibt, wird das Temperaturgleichgewicht bald erreicht.

Zur Messung der Druckschwankungen im Inneren der Kabine verwendet man im allgemeinen sehr empfindliche Diffe-

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renzdruckmanometer, deren eine Seite mit dem Inneren der Kabine und deren andere Seite mit der Umgebungsluft verbunden sind. Es ist einleuchtend, daß bei einer solchen Anordnung auch alle plötzlichen Druckschwankungen der Umgebungsluft gemessen werden, wie sie z.B.
auftreten, wenn Türen, Schranke und dergl. im Untersuchungsraum geöffnet oder geschlossen werden. Diese Störungen werden gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß das Differenzdruckmanometer nicht zwischen die Kabine und die Außenluft sondern zwischen die Kabine und einen gegenüber der Außenluft praktisch abgeschlossenen, starren Pufferbehälter geschaltet wird» Die Wände des (wUTferbehälters sind vorzugsweise versteift, so daß 4er durch Druckschwankungen der Umgebungsluft möglichst wenig deformiert wird. Eine besonders gute Kompensation erhält man, wenn manjdas
Produkt aus Volumenelastizität und Volumen der Kabine gleich dem Produkt aus Volumenelastizität und Volumen des Behälters iaaclit. In diesem Falle verursachen dann äußere Druckänderungen im Inneren der Kabine und des Pufferbehälters Druckänderungen gleicher Größe, die
vom Differenzmanometer nicht angezeigt werden.

Der Pufferbehälter kann auf die verschiedenste Weise ausgestaltet und angeordnet sein. In Figur 2 wird der Pufferbehälter durch den Raum 40 gebildet, der sich

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unter dem Sitz 42 für den Patienten befindet. Vorzugsweise reicht der Behälter 40 über die ganze Breitseite der Kabine, wie in Figur 3 zu sehen ist. Das Differenzmanometer 44 ist nur schematise!! in ^igur 2 angedeutet.

In Figur 3 ist als Alternative noch ein außerhalb der Kabine angeordneter Pufferbehälter 40^ dargestellt. Yfenn ein Thermostatenmantel vorgesehen ist, kann dieser gewünschtenfalls auch den Pufferbehälter umechliessen, fe wie bei 32#- in Figur 3 gezeigt ist.

Der Pufferbehälter steht vorzugsweise über einen kanal# hohen Strcmungswiderstandes mit der Umgebungsluft und/oder dem Inneren der Kabine in Verbindung. Hierdurch ist ein allmählicher Druckausgleich gewährleistet, der Strömungswiderstand soll jedoch so hoch sein, daß die LI es sun gen nicht beeinträchtigt werden. Die Zeitkonstante, die sich durch das Bchältervolumen und den Strömungswiderstand ergibt, kann etwa in der Grös-

senordnung von einigen zehntel Sekunden, vorzugsweise jedoch etwa einer Sekunde und darüber liegen. Der Strömungswiderstand kann einstellbar sein, beispielsweise indem eine drehbare Blende mit Öffnungen verschieden ei" Größe vorgesehen ist, durch die der Kanalquerschnitt verstellt werden kann.

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In Figur 2 ist eine Ausgleichsöffnung 46 dargestellt, die den Ausgleichsbehälter 40 mit dem Innenraum der Kabine verbindet; Pigur 3 zeigt eine entsprechende Ausgleichsöffnung 46# sowie zusätzlich eine Ausgleichs öffnung 48, die den Ausgleichsbehälter 40$ mit der Umgebungsluft verbindet«,

Selbstverständlich lassen sich die beschriebenen Ausführungsbeispiele in der verschiedensten Weise abwandeln, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. Der Pufferbehälter kann auch getrennt von der Kabine angeordnet sein und dann über eine Rohrleitung mit dem einen Eingang des Differenzmanometers in Verbindung stehen.

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Claims

Patentansprüche

Plethysmograph mit einer Kabine, in der sich eine Atemrohranordnung befindet, die mit einem Atembeutel verbunden ist, und mit einem Differenzdruckmanometer zum Messen von Druckschwankungen in der Kabine, dadurch gekennzeichnet, daß die Atemrohranordnung (12) heizbar ist.

2. Plethysmograph, nach Anspruch 1, da d u r c h ge kenn zei chn et, daß zur Heizung des Atemrohrea ein Heizgebläse (2?>) vorgesehen ist.

3. Plethysmograph nach Anspruch 1, dad urch gekenn ζ ei chn et, daß das Atemrohr (12) mit einer elektrischen Widerstandsheizung (26) versehen ist.

4· Pletyhsmograph nach Anspruch 3, dadurch

geken-.i ζ ei chn et, daß die Widerstandsheizung durch einen Thermostaten steuerbar ist, der auf die Temperatur iia Innarao des Atemrohres anspricht,

5· Plethysmograph nach Ansprach 1, dadurch

gekenn zei chn et, daß die Wand der Kabine mindestens teilweise doppelwandig ausgebildet und mit

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Anschlüssen zum Durchleiten eine3 Wärmeaustauschmedizms versehen ist.

6. Plethysmograph nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichn et, daß die Innenwand (3S) der Kabine aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff besteht.

7-« Plethysmograph nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand (33) eine geringe "/ärraekapazität hat und gegen das ilußere der Kabine gut wärmeisoliert ist.

2c Plethysmograph nach einem der vorhergehenden Ansprüche ,dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzdruckmanoraeter (44) an einen abgeschlossenen Pafferbehälter (40) angeschlossen ist.

9« Plethysmograph nac"¹. Anspruch 3, dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t, daß die Wände des Pafferbehälters mit Versteifungen(41) versehen sind.

10. Plethysmograph nach Anspruch 5 oder 9, d a— durch gekennzeichnet, daß das Produkt aus '⁷OlVd" en elastizität and Volumen der Kabine

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gleich dem Produkt aus Volumenelastizität und Volumen des Pufferbehälters ist.

11. Plethysmograph nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferbehälter den Raum unterhalb eines in der Kabine angeordneten Sitzes (4-2) umfaßt.

12. Plethysmograph nach einem der Ansprüche 8 bis ' 11,dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferbehälter einen an der Außenwand der Kabine angebrachten Raum (40-) umfaßt.

13· Plethymograph nach einem der Ansprüche 8 bis dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferbehälter einen von der Kabine getrennten Raum umfaßt ο

ι 14. Plethysmograph nach einem der Ansprüche 8 bis

13., dadurch gekenn zei chn et, daß der Pufferbehälter über einen Kanal (46) hohen Strömungswiderstandes mit dem Inneren der Kabine in Verbindung steht.

15. Plethysmograph nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferbehälter über einen Kanal (48) hohen S+römungs-

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Widerstandes mit der Umgebungsluft in Verbindung steht.

16«. Plethysmograph, nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungswiderstand einstellbar ist.

17. Plethysmograph nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungswiderstand bezüglich des Volumens des Pufferbehälters so bemessen ist, daß sich eine Zeitkonstante von mindestens einigen zehntel Sekunden, vorzugsweise über einer Sekunde ergibt.

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