DE1566160C3 - Kabine für die Ganzkörperplethysmographie - Google Patents

Description

■. ■■'■ 3 ■ . 4 ■'

Nachteil des Atembeutels besteht aber darin, daß über die Leitungen?, 8 die der Atemstromstärke (V)

eine gründliche Desinfektion kaum möglich ist und proportionale elektrische Spannung abgenommen,

daher die hygienischen Verhältnisse sehr zu wün- Bei einer derartigen Meßanordnung ergibt sich we-

schen übrig lassen. ' gen der Temperatur- und Feuchtedifferenz zwischen

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die 5 ein- und ausgeatmeter Luft eine bauchig aufgeblähte

aufgezeigten Nachteile des Atembeutels bei plethys- Kurve (F i g. 2). . ,

mographischen Untersuchungen zu vermeiden und In den Fig. 3 bis 5 werden die abgenommenen

trotzdem die mit dem Atembeutel erzielbare Verbes- Größen P_K und V der erfindungsgemäßen Einrich-

serung der Messung (Vermeidung des Aufblähens tung zugeführt. In diesen drei Figuren sind mit 9 ein

der genannten Kurve) zu erreichen. io integrierender Rechner bezeichnet, der durch Inte-

Gemäß der Erfindung ist dies dadurch erreicht, gration der Größe V (Atemstromstärke) eine dem

daß bei einer Kabine der eingangs genannten Art Atemvolumen (V) entsprechende Größe erzeugt;

unter Vermeidung eines Atembeutels Mittel vorgese- diese Größe ist in erster Näherung proportional dem

hen sind, die den auf Grund der Temperatur- und Temperatur- und Feuchtefehler (Gasgleichung). '

Feuchtigkeitsunterschiede auftretenden Meßfehler 15 Mit 10 ist ein Differenzverstärker bezeichnet, der

vermeiden, wobei diese Mittel umfassen vom Kammerdruck P_K die vom integrierenden Rech-

a) einen Integrator für die der Atemstromstärke ⁿ.^er ermittelte Größe, subtrahiert. Mit 11 ist jeweils proportionale elektrische Größe zur Gewinnung *ⁱⁿ Koordinatenschreiber bezeichnet, welcher die einer dem Atemvolumen proportionalen elektri- korrigierten Kurven (Fig.6) aufzeichnet. Als Koorschen Größe . 20 dinatenschreiber kann auch ein Oszillograph Ver-

' wendung finden. .

b) Mittel zur Veränderung dieser unter a) gewon- In F i g. 3 wird am Potentiometer 12 der von Panenen Größe um einen einstellbaren Faktor, tient zu. Patient verschiedene (Proportionalitäts-)

c) einen Differenzverstärker für die Bildung einer Faktor eingestellt, mit welchem die vom integrierenelektrischen Größe, die der Differenz zwischen ²5 den Rechner ermittelte Größe zu multiplizieren (dider dem Kammerdruck entsprechenden elektri- vidieren) ist, um die Temperatur- und Feuchtefehler sehen Größe und der unter a) gewonnenen, ^zu berücksichtigen. Es ist davon ausgegangen, daß durch die unter b) angegebenen Mittel veränder- die übrigen, die Fehlergröße beeinflussenden Gröten elektrischen Größe entspricht, ßen, wie Kammergröße und die Übertragungsgrößen·

j\ »*·♦* IJi-J- ui j- χ ν 3° des Tachographen, der Manometer und des Rechners

d) Mittel, durch die sowohl die unter c) gewonnene _a,_{s eine} Konstante der Meßapparatur bereits durch eektnsche Große als auch_die der Aternstrom- _{eine einmalige E}i_nsteilung am Rechner selbst oder starke proportionale elektrische Große dem als _{durch einen} ^B _nachgeschalt_eten Spannungsteiler be-Koordmatenschreiber ausgebildeten Schreibge- rücksichtigt sind

rät zugeführt werden. - 35 In F ig. 4 sind als Mittel· für die Einstellung des

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Er- Proportionalitätsfaktors zwei Potentiometer 13 und

findung an Hand von sechs Figuren erläutert. Es 14 vorgesehen, wobei am Potentiometer 13 der durch

zeigt . die Feuchtedifferenz und am Potentiometer 14 der

F i g. 1 die Kabine schematisch im Schnitt, durch die Temperaturdifferenz zwischen ein- und

F i g. 2 ein Diagramm ohne Temperatur- und 40 ausgeatmeter Luft gegebene Faktor jeweils getrennt

Feuchtekompensation, einstellbar ist. _s ....'.

Fig.3, 4, 5 Blockschaltbilder für die elektrische In Fig. 5 ist außerdem vor den integrierenden

Kompensation des Temperatur- und Feuchtefehlers, Rechner ein Gleichrichter 15 geschaltet. Dieser

F i g. 6 ein Diagramm nach der erfindungsgemäßen Gleichrichter verhindert, daß während der Exspira-

Kompensation dieser Fehler. 45 tionsphase, in der die vom Pneumotachographen ge-

In der F i g. 1 sind mit 1 die Kabine, mit 2 der in lieferte elektrische Spannung eine andere Polarität

ihr sitzende und in den Pneumotachographen 3 at- als bei der Inspirationsphase besitzt, die bei der Ex-

mende Patient und mit 4 das in der Kabine befind- spiration entstehende Spannung an den integrieren-

liche Druckvergleichsgefäß bezeichnet. Mittels be- den Rechner gelangt. Dadurch wird berücksichtigt,

kannter und daher nicht beschriebener Druckmeß- 50 daß die Erwärmung der eingeatmeten Luft und damit

fühler wird über die Leitungen 5, 6 die den Kammer- die Entstehung des Fehlers mit der Inspirationsphase

druckschwankungen entsprechende elektrische Span- zusammenfällt. Die so gewonnene Diagrammkurve

nung gemessen (P_K); am Pneumotachographen wird zeigt die F i g. 6.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Patentansprüche: . Pneumotachographen erzeugte elektrische Größe eine elektrische Spannung (bzw. elektrischer

1. Kabine für die Ganzkörperplethysmographie .Strom) ist, die bei der Inspiration und der Exspimit einem in der Kabine angeordneten Pneumo- 5 ration voneinander verschiedene Polarität besitzt tachographen zur Messung der Atemstromstärke und daß dem Integrator ein Gleichrichter derart- und zur Erzeugung einer dieser Atemstromstärke vorgeschaltet ist, daß lediglich die bei der Inspiproportionalen elektrischen Größe und mit einem ration gewonnene elektrische Größe an den Inte-Manometer zur Messung des Druckes in der grator gelangt. ί , ■ ■ ., ■ Kammer bzw. zur Erzeugung einer diesem Druck io . proportionalen elektrischen Größe sowie mit

einem Schreibgerät zur Aufzeichnung einer ' · ·■-' '■■--· . ■ · ._.· . . : . Kurve, die die Atemstromstärke in Abhängigkeit .' vom Kammerdruck während einer Atemperiode Die vorliegende. Erfindung bezieht sich auf eine darstellt, sowie mit Mitteln zum'Verhindern des 15 Kabine für die Ganzkörperplethysmographie mit sich durch Temperatur- und Feuchtigkeitsunter-; einem in der Kabine angeordneten Pneumotächograschiede zwischen der ein- und ausgeatmeten Luft phen zur Messung der Atemstromstärke und zur Erergebenden Meßfehlers, dadurch gekenn- zeugung einer dieser Atemstromstärke proportiona- . zeichnet, daß diese.Mittel — unter Vermei- . len elektrischen Größe und mit einem Manometer dung eines sogenannten Atembeutels — umfassen 20 zur Messung des Druckes in der Kammer bzw. zur

a) einen Integrator für die der Atemstrom- Erzeugung einer diesem Drude proportionalen elekstärke proportionale elektrische Größe zur tnschen Große sowie mit einem Schreibgerat zur Gewinnung einer dem Atemvolumen pro- Aufzeichnung einer Kurve, die die Atemstrornstarke portionalen elektrischen Größe, · m Abhängigkeit vom Kammerdruck wahrend einer

25 Atemperiode darstellt, sowie mit Mitteln zum Ver-

b) Mittel zur Veränderung dieser unter a) ge- hindern des sich durch Temperatur- und Feuchtigwonnenen Größe um einen einstellbaren keitsunterschiede zwischen der ein- und äusgeatme-Faktor, ten Luft ergebenden Meßfehlers.

c) einen Differenzverstärker für die Bildung Bei plethysmographischen Messungen zur Ermitteiner elektrischen Größe, die der Differenz 3<> lung von .Lungenfunktionsgrößen wird bekanntlich zwischen der dem Kammerdruck entspre- der in einer Druckkabine sitzende Patient veranlaßt, chenden elektrischen Größe und der unter a) ⁱⁿ einen Pneumotachographen zu atmen. Mittels des gewonnenen, durch die unter b) angegebe- Pneumotachographen wird dabei die Atemstromnen Mittel veränderten elektrischen Größe stärke gemessen und daraus in Verbindung mit den entspricht, 35 ^Dei der Untersuchung gemessenen Kammerdruck ,v ... ,,',,. ,, ,. ..„ \ , ·, Schwankungen die interessierende Körperfunktionsd) Mittel, durch die sowohl die gemäß c) gebil- _öß im vorliegenden Fall der bronchiale Strödete elektrische Große als auch die der' _mung_SWiderstand, abgeleitet, wobei die Atemstrom-Atemstromstarke proportionale elektrische _stärk* _{als Kurve über dem} - Kammerdruck aufgetra-Größe dem als Koordinatenschreiber ausge- _{40 wird Dje so ermittelten} Ergebnisse sind unbebildeten Schreibgerat zugeführt werden. friedigend, weilbei dieser Art der Messung nicht be-

2. Kabine nach Anspruch 1, dadurch gekenn- rücksichtigt wird, daß die eingeatmete Luft kalter zeichnet, daß die unter b) genannten Mittel aus und weniger feucht ist als die ausgeatmete Luft, was einem Potentiometer bestehen, welches in Ab- sich bei der Aufzeichnung der.Kuryen durch eine hängigkeit sowohl von der Temperaturdifferenz 45 bauchige Aufblähung der Kurvenform bemerkbar zwischen der eingeatmeten und ausgeatmeten macht. ' ; Luft als auch in Abhängigkeit von der Feuchte- Dieser Nachteil ist bekannt. Man hat zu dessen differenz zwischen eingeatmeter und ausgeatme- Vermeidung vorgeschlagen (deutsches Gebrauchsmuter Luft einstellbar ist. ster 1 962 135), einen sogenannten Atembeutel in der

3. Kabine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 5° Plethysmographenkammer anzuordnen, in diesem gekennzeichnet, daß die unter b) genannten Mit- Beutel Luft auf Körpertemperatur zu erwärmen, auf tel doppelt vorhanden sind, von denen die einen 100%ige Luftfeuchtigkeit zu befeuchten und den zu in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz untersuchenden Patienten aus dem Beutel bzw. in zwischen ein- und ausgeatmeter Luft und die an- diesen Beutel atmen zu. lassen. Dabei ist es jedoch deren Mittel in Abhängigkeit von der Feuchtedif- 55 wiederum sehr nachteilig, daß die im Beutel' enthalt ferenz zwischen der eingeatmeten und ausgeatme- tene Luft sich während der Untersuchung mit Konten Luft einstellbar sind. lendioxyd anreichert und an Säuerstoff verarmt. Dies

4. Kabine nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch bedeutet eine erhebliche Belästigung der Versuchsgekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Tempe- person und beschränkt die Untersuchungsdauer, ratur- und Feuchtedifferenz zwischen ein- und 60 Außerdem ergibt sich — auch bei Verwendung hochausgeatmeter Luft Meßwertfühler in der Kabine elastischer Materialien für den Beutel — ein Druckbzw, am Pneumotachographen vorgesehen sind, gradient (Druckunterschied) zwischen dem Innern an welche Differenzverstärker angeschlossen des Beutels und der umgebenden Luft. Auch kann sind, deren Ausgangsgrößen mit einem Anzeige- - die Temperatur im Beutel wegen der Trägheit der bzw. Steuergerät für die entsprechende, Vorzugs- $5 Heizelemente und der Meßfühler, welche die Heiweise automatische Verstellung der unter b) ge- zung im Atembeutel steuern, mit vertretbarem Aufnannten Mittel verbunden sind. wand nur innerhalb eines bestimmten Temperaturbe-

5. Kabine nach einem der vorhergehenden An- reiches konstantgehalten werden. Der entscheidende