DE1491631A1

DE1491631A1 - Apparat mit lindernder Wirkung auf die Atmungsbeschwerden von Emphysematikern,Astmatikern u.dgl.

Info

Publication number: DE1491631A1
Application number: DE19661491631
Authority: DE
Inventors: Lundgren Claes Erik Gunnar; Lichtneckert Dr Is Janos-Antal
Original assignee: Leo AB
Current assignee: Leo AB
Priority date: 1964-06-04
Filing date: 1966-08-29
Publication date: 1969-07-17
Also published as: US3511228A; AU409709B2; FR1499416A; CH447484A; GB1100612A; NL6612433A; BE687005A; AU1049466A

Description

Aktiebolaget Leo_i

Halsingborg, Schweden.

Apparat mit lindernder Wirkung auf die Atmungsbeschwerden von Emphysematikern, Asthmatikern u.dgl.

Bei gewissen Lungenkrankheiten, wie z.B. Asthma und Emphysem, wird das Atmen bekanntlich besonders durch den Ausatmung swider st and erschwert. Es wurde klargelegt, dass die dahintersteckenden pathophysiologisehen MechanismBn zum Teil durch einfache physikalische Erscheinungen bedingt sind. So entsteht ein Sperrmechanismus, wenn der Patient beim Ausatmen den luftströmungswiderstand überwinden soll, der sich infolge krankhafter Veränderungen in den Luftröhren befindet. Dieser Sperrmechanismus erschwert das Ausatmen noch mehr.

Bei Patienten mit diesen Krankheiten wurde jedoch festgestellt, dass die Atembeschwerden wesentlich gemildert werden können, wenn der Patient beim Ausatmen durch den Mund durch Zu

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sammenpressen der Lippen dem Luftstrom einen paasenden Widerstand entgegensetzt. "' -

Die Erfindung betrifft einen Apparat, der die technische Durchführung der Widerstandsatmung bei den erwähnten Krankheiten erleichtert. Er ermöglicht einen genau einstellbaren, ah individuelle- Bedürfnisse anpassbaren Ausatmungswiderstand ohne Gefahr einer ungünstigen Erhöhung des Lungenvolumens (der funktioneilen Residualkapazität) bei passivem Ausatmen und belastet den Patienten, nicht mit einem zusätzlichen Einatmungswiderstand. Der Apparat ermöglicht eine besonders günstige Verteilung von Medikamenten in den Lungen, wenn solche Medikamente der Einatmungsluft beigegeben werden. Der Apparat lässt sich leicht durch den Patienten selbst bedienen. Er tritt beim Atmen automatisch in Tätigkeit. Er kann in so kleiner Grosse hergestellt werden, dass er bequem in der Tasche getragen werden kann und zur Verfugung steht, beispielsweise bei einem Asthmaanfall oder wenn ein Emphysematiker bei einer Muskelanstrengung einen erhöhten Bungenluftwechsel braucht. Der Apparat kann entweder mit einem Mundstück zum Atmen durch den Mund oder mit einer Atemmaske zum Atmen durch Mund und/oder Nase oder Tracheostoma versehen werden.

Der Apparat nach der Erfindung kennzeichnet sich durch ein Gehäuse mit einer Öffnung zum Anschluss an die Atmungswege des Patienten, mit einer Einlassvorrichtung für Einatmungsluft und mit Auslassvorrichtungen für Ausatmungsluft, wobei diese Auslas svorrichtungen ein federbelastetes oder elastisches Ventil und ein Ventil mit regelbarem Durchströmquerschnitt enthalten. Das federbelastete oder elastisohe Ventil der Auslassvorrichtung hat einen statischen Charakter mit grc sser Strömungskapazität und hält den erwünschten Ausatmung swider st and konstant, so lange'

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der Druck der Lungenluft aufrechthalten wird. Es wirkt dabei unabhängig von der Grosse der Gasströmung. Das Ventil mit dem re-. gelbaren Durchströmquerschnitt wirkt als dynamischer Widerstand und hat unter dem grössten Teil des Ausatmungsvorganges eine verhältnismässig geringere Strömungskapazität als der statische Wider Standsmechanismus. Durch die Kombination der beiden Widerstandsarten wird erreicht, dass der Verengung von Luftröhren in den Lungen entgegengewirkt wird und dass eine Erhöhung der funktioneilen Residualkapazität vermieden werden kann. Die letztgenannte Wirkung wird dadurch erreicht,dass der letzte Teil der Ausatmung, bei dem die Gasströmung abzunehmen beginnt und das statische Widerstandsventil schliesst, über den dynamischen Widerstand erfolgt, der mit abnehmender Strömung geringer wird. (Es sei bemerkt, dass ein dynamischer Widerstand allein nicht gentigen würde, da seine Grosse sich sehr stark mit der Grosse der Gasströmung ändert, sodass ein beispielsweise an das Atmen im Ruhezustand angepasster dynamischer Widerstand bei erhöhter Atmung stätigkeit .den Patienten mit einem schädlich grossen Atmungswider stand belasten würde.) Der Apparat kann mit einem leichtbeweglichen Einatmungsventil· mit grosser Strömungskapazität versehen sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Fig. 1' zeigt schematisch eine Lunge und eine Widerstandsvorrichtung im Schnitt, Fig. 2 einen Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels des Apparates nach der Erfindung und Fig. 3 den etwas abgeänderten und„ergänzten Apparat in Aussenansicht.

Die Wirkungsweise des erwähnten Sperrmechanismus ist in »Fig. 1 erleutert. a bezeichnet eine Blase, die den lufthaitigen

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Lungenteilen entspricht, b eine Luftröhre, an deren in die Blase a mündenden Ende sich eine der krankhaften Veränderung entsprechende Verengung £ befindet und deren freies Ende d durch die ; Wand der Blase nach aussen führt. Die Bohre b besteht aus einem elastischen Material, dessen Eigenschaften den Eigenschaften der Luftwege der Lungen entsprechen.

Zum Entleeren der Blase a (Ausatmen) wird über ihre Wand ein Druck auf das darin befindliche Gas ausgeübt (entsprechend der Wirkung der Ausatmungsmuskeln oder der elastischen Kraft der Blase). Dabei kann es vorkommen, dass der ausgeübte Druck die

" Bohre b eindrückt, wie dies durch die gestrichelten Linien je angedeutet ist, sodass die Entleerung erschwert oder unmöglichgemacht wird.

Die Sperrwirkung bei e_ in Fig. 1 kann vermindert werden, wenn am Ende d der Bohre b ein geeignet ausgebildeter Widerstand f angebracht wird. Dadurch wird erreicht, dass der Widerstand gegen die Gasströmung bei f, falls er genügend gross im Verhältnis zu dem durch die Krankheit hervorgerufenen Widerstand bei £ ist, eine weitere Verengung der Bohre b verhindert. Ein Verfahren, das voraussetzt, dass der Patient selbst die beschriebene Wirkung aktiv hervorruft, bedingt jedoch, dass er die erforderliche Atmungstechnik gelernt und geübt hat. Er kann dies jedoch nicht mit erforderlicher Genauigkeit ausüben, wenn er an Atemnot leidet.

Aus noch anzuführenden Gründen soll der Widerstand bei f in Fig. 1 einen konstanten Charakter haben, also statisch sein. Mit dieser Art des Widerstandes: ist jedoch in einer Hinsicht • eine ungünstige Wirkung verknüpft. Die Atmungsorgane können;mit einem elastischen Sack verglichen werden, der beim Einatmen durch auf seine Wandung wirkende, nach aussen gerichtete Kräfte (von

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der Einatmungsmuskulatur) erweitert wird. Wenn beim Ausatmen keine Muskulatur aktiviert wird, so erfolgt die Ausatmung dadurch, dass die Aktivität der Einatmungsmuskulatur aufhört und der Sack sich infolge seiner Elastizität zusammenzieht. Wenn ein von der Strömung unabhängiger (statischer) Widerstand dem Ausatmen entgegenwirkt, so hört die Ausatmung auf, wenn der Inhalt des Sackes so weit vermindert wurde, dass zwischen seiner elastischen Kraft und dem Widerstand Gleichgewicht herrscht. Bei ' einem äusseren statischen Atmungswiderstand ist somit ein Mecha- >■■<■. nismus wirksam, d'er an sich eine volle Entleerung der Lunge .verhindert. Die sogenannte funktionelle Residualkapazität der Lunge erhöht sich somit, was für einen wirksamen Lungenluftwechsel ungünstig sein kann.

Bei gewissen krankhaften Zuständen der Lungen ist es üb-^ · lieh, der Eintamungsluft Medikamente z.B. in zerstäubter Form oder Gasform beizugeben. So werden beispielsweise bei Asthma Bronchiale bronchodilatierende Mittel zugeführt, z.B. Adrenalin. Bei dieser Behandlung werden die zusammengezogenen Luftröhren direkt und lokal durch das Mittel beeinflusst. Eine Schwierigkeit dabei liegt jedoch in dem erwähnten Umstand, dass die Lungenteile, die über die krankhaft verengten Luftröhren versorgt werden, in;;£blge des Sperrmechanismus eine erschwerte Entleerung haben, sodass sie entsprechen! weniger Einatmungsluft und damit die wirksamen Mittel aufnehmen, die mit der Einatmungsluft verteilt werden und welche diese Lungenteile am meisten benötigen.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel nach 'der Erfindung. Ein rohrförmiges Gehäuse 1 hat an einem Ende ein Mundstück 2 und am anderen Ende ein Einatmungsventil in Form eines Klappenventils 3, dessen beispielsweise aus Gummi bestehende Klappe in der Mitte

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auf einem beispielsweise kreuzförmigen Ventilsitz k angebracht und so angeordnet ist, dass Luft vom Ende 5 zum Mundstück 2 hin strömen kann. Das Gehäuse 1 hat ferner ein Ausatmungsventil 13 in Form einer seitlichen öffnung 6 mit einem Ventilsitz 7, der von einem Ventilgehäuse 8 umgeben ist, das auf den Seiten Gasöffnungen 9 hat. Auf dem Ventilsitz ruht eine steife Ventilplatte 10, auf deren Aussenseite eine Druckfeder 11 wirkt. Das aussere Ende der Feder stützt sich auf eine Stellschraube 12 ab, die in den oberen Teil des Ventilgehäuses 8 eingeschraubt ist und zur Änderung der Spannung der Feder 11 dient. Der öffnungsdruck des Ausatmungsventils 13 ist dadurch von 0 bis beispielsweise etwa ^O cm Wassersäule regelbar.

In der Wand des Gehäuses 1 befindet sich ein dynamisches

Widerstandventil mit einer Öffnung 1¹+, deren Kante einen Ventil^ sitz für eine Stellschraube 15 bildet. Diese Stellschraube ist von aussen in ein rohrförmiges Ventilgehäuse 16 eingeschraubt und dient zur Regelung des Durchströmungsquerschnitt der öffnung 1¹+. Das Ventilgehäuse 16 hat einen seitlichen Auslass 17 für das durch die öffnung 1¹+ strömende Gas.

Das Mundstück 2 kann durch eine um Mund und/oder Nase dicht schliessende Atemmaske üblicher Art ersetzt werden, beispielsweise wie in Fig. 3 bei 18 gezeigt.

ZiP Gebrauch des Apparates erfasst der Patient mit den Lippen das Mundstück 2 (oder setzt die Maske 18 auf), worauf er das dynamische Widerstandsventil bei 1*+ durch Einschrauben der Stellschraube 15 schliefst. Der Patient atmet nun durch den Apparat ein und aus und regelt versuchsweise den Federdruck auf die Ventilplatte 10 durch Einwärts- ο er Auswärtsschrauben der ■ Stellschraube 12, bis das Ausatmen mit grösstmöglicher Leichtig-.

keit erfolgt. Dann öffnet er das Ventil bei 1*f so weit, wie es

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mit beibehaltenem Gefühl der Atmungsleichtigkeit möglich ist. Das Einatmungsventil 3 übt keinen nennenswerten Widerstand auf > die Einatmung aus.

In Fig. 3 ist der beschriebene pneumatische Bronchodilata tor mit einem Anschluss 19 ausserhalb des Einatmungsventils und/oder einem ähnlichen Anschluss 20 innerhalb des Einatmungsventils versehen, die an das Einatmungsrohr eines Zerstäubers o.dgl. anschliessbar sind, der zur Zufuhr von medizinischen Substanzen in die Einatmungsluft dienen kann.

Vor oder während der Zufuhr des wirksamen Mittels soll der Patient durch den Bronchodilatator atmen, wodurch erreicht wird, dass die Lungenteile, die in beschriebener Weise durch den Sperrmechanismus gespannt sind, sich beim Ausatmen entleeren und einen grösseren Teil der aktiven Substanz erhalten als sonst. Wenn der Zerstäuber o.dgl. einen eigenen Ausatmungswiderstand (Rückslagventilwirkung o.dgl.) hat, so wird er zweckmässig bei 20 angeschlossen, sonst aber bei 19·

Wenn der Zerstäuber o.dgl·, bei 20 anschliessbar ist und der Bronchodilatator ohne Zerstäuber gebraucht werden soll, wird der Anschluss 20 mit einem Gummip^?opfen o.dgl. verschlossen.

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Claims

U91631 Patentansprüche

1. Apparat zur Verminderung der Ausatmungsbeschwerden bei gewissen Lungenfcrankheiten, bei denen der Krankheitsmechanismus durch einen äusseren Ausatmungswiderstand günstig beeinflusst wird, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (1) mit einer Öffnung (2) zum Anschluss an die Atmungswege des Patienten, mit einer Einlassvorrichtung (3,^·) für Einatmungsluft und mit Auslassvorrichtungen für Ausatmungsluft, wobei diese Auslassvorrichtungen ein federbelastetes oder elastisches Ventil (10) und ein Ventil (15) mit regelbarem Durchströmquerschnitt enthalten.

2. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federbelastung (11) oder die Elastizität des erstgenannten Ventils (10) regelbar ist.

3· Apparat nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) einen Anschluss (19 oder 20) zur Zufuhr von Medikamenten zur Einatmungsluft hat.

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