DE1766801C3 - Einrichtung zur Atmungsüberwachung und -anzeige - Google Patents

Description

Es ist bereits ein elektrisches Überwachungsgerät gegangenen Atmung im Verhältnis zur normalen bekannt, das aus einer vor der Nasenöffnung anzu- Atemstärke und die individuelle Festlegung der bringenden Sonde mit einem Thermistor, d. h. einem als Bezugsgröße dienenden normalen Aiemsiärke stark temperaturabhängigen Widerstand, und einem 55 möglich.

Widerstandsmeßgerät besteht. Der Thermistor wird Die Schwellenwertschaltung läßt sich zweckmäßig

beim Einatmen durch die Luftströmung abgekühlt in bekannter Weise als Schmitt-Trigger o. ä. ausbil- und beim Ausatmen durch die erwärmte Atemluft den, der bei Unterschreiten einer Potentialschwelle erwärmt. Das Meßgerät zeigt die im Atemrhythmus ein elektrisches Dauersignal abgibt, das den Tonerfolgenden Widerstandsschwankungen durch seine 60 generator einschaltet, und bei Überschreiten dieser Zeigerbewegung an (deutsches Gebrauchsmuster Potentialschwelle kein Signal mehr liefert, so daß der 1885 261). Nachteilig daran ist, daß das Meßgerät Tongenerator wieder ausgeschaltet wird. Da zum Anständig beobachtet werden muß, um einen Atem- steuern einer solchen Schwellenwertschaltung Signale stillstand zu bemerken. Des weiteren ist eine Ein- von nur einer Polarität notwendig sind, ist in einer richtung zur Atemverlaufkontrolle bekannt, die aus 65 Ausführung der Erfindung vorgesehen, daß zwischen einem die Bewegungen der Brustmuskulatur oder der dem Verstärker und der Schwellenwertschaltung eine Bauchdecke aufnehmenden und in ein elektrisches Gleichrichterschaltung angeordnet ist. Sienal umwandelnden Dehnungsmeßstreifen be- Damit die Einstellungen von Verstärkungsgrad und

Verzögerungszeit jeweils nach objektiven Richtwerten z. B. 70% einzustellen. Auf diese Weise ist eine indi-

erfolgen können, ist in einer Weiterbildung der Erfin- viduelle Anpassung der Überwachungseinrichtung an

dung ferner vorgesehen, daß am Ausgang des Ver- die bei jedem Kind vorliegenden Gegebenheiten mög-

stärkcrs ein Frequenzmesser zur Anzeige der Atem- Hch. Am Instrument 9 läßt sich ferner später jeder-

frequenz und am Ausgang der Gleichlichterschaltung 5 zeit ablesen, ob die Atemsiärke zu- oder abgenom-

ein Spannungsmesser zur Anzeige der Atemstärke inen hat. Um auch die Atemfrequenz kontrollieren zu

angeordnet sind. können, ist an den Ausgang des Verstärkers 6 ein

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen Frequenzmesser 7 bekannter Bauart angeschlossen, insbesondere darin, daß die für die Alarmgabe maß- Er zeigt die Anzahl der Atemzüge pro Sekunde an. gebliche, individuell eingestellte Verzögerungszeit sich io Außerdem läßt sich an den Verstärkerausgang ein selbsttätig in Abhängigkeit von der Atemstärke Schreiber anschließen, der den Verlauf der vom Veranden und dadurch bei schwächer werdender At- stärker 6 gelieferten Wechselspannungen registriert mung bereits nach sehr kurzer Pause Alarm aus- und somit Aufschluß über die Atemfrequenz und gelösi wird, während nach einem kräftigen Atemzug -amplitude während der gesamten Überwachungszeit die P?use bis zur Alarmgabe bedeutend langer sein 15 gibt.

darf, .-ils es dem eingestellten Wert entspricht. Da- Am Ausgang der Gleichrichterschaltung 8 ist ein

durch ist ein Höchstmaß an Sicherheit für den KC-Glied, bestehend aus einem Widerstand 10 und

Patitüten und die geringste Belastung für das einem Kondensator 11, angeschlossen. Seine Zeit-

PfIe?:;-personal gegeben. konstante ist mittels des einstellbaren Widerstandes

In folgenden wird die Erfindung an Hand eines in »° 10 in einem weiten Bereich veränderbar. Am Kon-

der Hgur dargestellten Ausführungsbeispiels näher densator 11 liegt über einen Vorwiderstand 12 die

bes neben und in ihrer Wirkungsweise erläutert. Schwellenwertschaltung 13, z. B. ein Schmitt-Trigger

iac Figur zeigt eine am einen Ende hakenförmig bekannter Bauart. Er vergleicht die Spannung am

gebotene Sonde 1, die aus einem Kunststoffschlauch Kondensator 11 mit einem fest eingestellten Schwel-

von etwa 1,5 mm Durchmesser geformt ist. Drs *5 lenwert und geht, wenn die Spannung am Konden-

geb.i_;:ene Ende dieser Sonde wird in ein Nasenloch sator diesen Schwellenwert unterschreitet, in seine

des u überwachenden Kindes eingeführt und mit Arbeitslage über, in der er den Tongenerator 14 ein-

einiiT. Klebestreifen od.ä. am Nasenrückt-n befestigt. schaltet und das Relais 16 erregt. Der Tongenerator

Das andere Ende der Sonde 1 führt zu einer Meß- 14 gibt in diesem Fall über den Lautsprecher 15 ein

kandier 2, in der zwei NTC-Widerstände (Wider- 3» Alarmsignal ab, und das Relais 16 schließt seinen

stände mit negativem Temperaturkoeffizienten) hin- Kontakt 17, der zur Fernübertragung des Alarm-

tereinander angeordnet sind. Diese Widerstände zustands oder zur Auslösung weiterer Alarmmaß-

ändcrn sich bei Temperaturänderungen, und zwar nahmen dient,

werden sie bei Abkühlung hochohmiger. Solange das Kind atmet, wird bei jedem Atemzug

Wenn das Kind atmet, geht beim tinatmen jeweils 35 über den Widerstand 10 der Kondensator 11 aufgeein Teil des Atemluftstroms in Pfeilrichtung durch die laden und entlädt sich während der Atempause über MeBkammer 2 hindurch und kühlt den Widerstand 5 den Widerstand 10 und die im Verhältnis dazu sehr stärker ab als den von diesem Luftstrom später hochohmige und daher weitgehend vernachlässigbare erreichten Widerstand 4. Beim Ausatmen gelten die Serienschaltung aus Widerstand 12 und Eingangsentgegengesetzten Verhältnisse. Die Widerstände 4 40 widerstand des Schmitt-Triggers 13. Da der Wider- und 5 bilden einen Spannungsteiler parallel zur Span- stand 10 einstellbar ist, kann damit bestimmt wernungsquelle 3. Infolge der unterschiedlichen Abküh- den, ob die Entladung schnell (über einen kleinen lung ändert sich ihr Spannungsteilverhältnis im Atem- Widerstand 10) oder langsam (über einen großen rhythmus, und am Mittelabgriff des Spannungsteilers Widerstand 10) vor sich gehen soll. Bei langsamer entsteht eine etwa sinusförmige Wechselspannung, 45 Entladung dauert es nach Aussetzen der Atmung eine deren Amplitude von der Atemstärke (d. h. dem pro längere Zeit, bis die Spannung am Kondensator unter Zeiteinheit durch die Kammer 2 beförderten Luft- den Schwellenwert des Schmitt-Triggers 13 abgesunvolumen) abhängt. Diese Wechselspannung wird ken ist und wie oben beschrieben das Alarmsignal durch einen Verstärker 6 verstärkt und anschließend ausgelöst wird als bei schneller Entladung. Folglich durch eine Gleichrichterschaltung 8 in eine pulsie- 50 ist mittels des Widerstandes 10 jeweils die Zeit einrende Gleichspannung umgewandelt. stellbar, die nach dem Atemstillstand verstreichen

Am Ausgang der Gleichrichterschaltung 8 ist ein darf, bis das Alarmsignal ertönt. Bei einem kräftigen

Spannungsmesser 9 angeordnet, der mechanisch oder Kind wird man beispielsweise eine Atempause von

elektrisch so bedämpft ist, daß er eine stehende An- 15 bis 30 Sekunden zulassen, während bei einem

zeige von etwa dem Mittelwert der Amplitude der 55 schwachen Kind schon nach 5 Sekunden gewarnt wer-

pulsierenden Gleichspannung liefert. Die Skala des den muß. Der von außen zugängliche Einstellknopf

Instruments 9 ist zweckmäßig in Prozentwerten, des Widerstandes 10 kann entsprechend mit einer

etwa von 0 bis 300«/», geeicht. Der Arzt oder das Skala versehen werden, die in Zeiteinheiten unter-

Pflegepersonal haben nun beim Anschalten der teilt ist.

Überwachungseinrichtung zu entscheiden, ob das 60 Da die Entladezeit bis zu einem definierten Schwel-

Kind normal, stärker als normal oder flacher als nor- lenwert außer von den Zeitkonstanten des ÄC-Glieds

mal atmet. Entsprechend ist dann die vom Instru- 10, 11 auch von der Spannung, auf die der Kpnden-

ment 9 angezeigte Spannung am Ausgang der Gleich- sator 11 aufgeladen worden ist, und somit unmittelbar

richterschaltung 8 durch Ändern des Verstärkungs- von der Ausgangsspannung der Gleichnchterschal-

grades des einstellbaren Verstärkers 6 bei normaler 65 tung8 abhängt, gilt die mit dem Widerstand!« ein-

Atmung auf einen Anzeigewert von 100%, bei star- gestellte Verzögerungszeit nur für einen definierten

kerer Atmung auf einen Anzeigewert von z. B. 150⁰A. Spannungswert, der zweckmäßig dem auf der !Skala

oder bei' schwächerer Atmung auf einen Wert von des Instruments 9 ablesbaren Anze.gewert »100 /0«

zugeordnet wird. Bei einer höheren Ausgangsspannung der Gleichrichterschaltung 8 verlängert sich dagegen die Verzögerungszeit, und bei einer kleineren Ausgangsspannung der Gleichrichterschaltung 8 wird sie kürzer. Diese Abhängigkeit der Verzögerungszeit von der Spannung ist durchaus vorteilhaft. Da die Höhe der Spannung direkt ein Maß für die Atemstärke ist, wird erreicht, daß Schwankungen der Atemstärke selbsttätig regelnd auf die Verzögerungszeit bis zum Auftreten des Warnsignals einwirke«. War beispielsweise die Verzögerungszeit bei normaler Atemstärke (Anzeige 100⁰/o) auf 10 see eingestellt worden, so ertönt das Warnsignal trotzdem schon nach z. B. 5 see, wenn die Atmung unmittelbar vor dem Stillstand bereits auf 5O°/o der normalen Stärke abgefallen war. Ging dem Stillstand dagegen ein sehr kräftiger Atemzug vom Dreifachen (300 "Vo) der normalen Atemstärke voraus, wird der Alarm bei gleicher Einstellung wie oben erst nach beispielsweise 30 see ausgelöst. Diese Eigenschaft der beschriebenen Einrichtung entspricht den klinischen Erfordernissen, wonach bei schwacher Atmung ein Stillstand möglichst schnell zu ärztlichen Maßnahmen führen muß, während kräftige Atemzüge eine längere Pause zulassen, S ehe diese Pause kritisch wird.

Es kann nun vorkommen, daß ein Kind nach längerer Atempause, in der Kondensator 11 bis unter den Schwellenwert entladen und demzufolge ein Warnsignal aufgelöst wurde, wieder von selbst zu

to atmen beginnt. In diesem Fall geht mit der neuerlichen Aufladung des Kondensator 11 über den Schwellenwert hinaus auch der Schmitt-Trigger 13 wieder in die Ruhelage zurück und schaltet den Tongenerator 14 selbsttätig aus; desgleichen fällt auch das 5 Relais 16 wieder ab. Auf diese Weise wird das Pflegepersonal nicht unnötig durch Fehlalarm strapaziert, der vor allem anfänglich, wenn die richtige Einschätzung von Atemstärke und zugelassener Verzögerungszeit noch Schwierigkeiten bereitet, öfters auf-

ao treten kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

steht, dessen Ausgangssignal verstärkt und einem Patentansprüche: mit Verzögerung arbeitenden Relais zugeführt wird, das dann erregt wird, wenn das Signal vom Deh-

1. Einrichtung zur Atmungsüberwachung und nungsmeßstreifen über eine bestimmte Zeit Konstant -anzeige mit einer in die Nase einzuführenden 5 geblieben ist. Das Relais betätigt eine optische oder Sonde, die an eine Meßkammer mit einem oder akustische Anzeigevorrichtung (Patentschritt Nr. mehreren Meßwertaufnehmern zur Umwandlung 41 320 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen der beim Atmen entstehenden Luftströmungs- in Ost-Berlin). Hierbei können durch Krämpfe, die Schwankungen in elektrische Signale (Strom- oder häufig bei einem Atemstillstand auftreten, Atem-Spannungsschwankungen) angeschlossen ist, da- i« bewegungen vorgetäuscht werden, so daß die in diedurch gekennzeichnet, daß die elek- sem Falle sofort erforderlichen Maßnahmen zu spat taschen Signale über einen Verstärker (6) mit kommen. Außerdem ist die Alarmgabe von einem einstellbarem Verstärkungsgrad und ein Verzöge- längeren Konstantbleiben des vom Dehnungsmelirungsglied (10, 11) mit einstellbarer Verzöge- streifen gelieferten Signals abhängig, so daß ein stanrungszeit einer Schwellenwertschaltung (13) zu- is diges Abnehmen der Atemstärke noch als normale geführt werden, die bei Unterschreiten ihres Atmung gewertet und der Alarm erst einige Sekunden Schwellenwerts einen Tongenerator (14) einschal- nach dem totalen Ausbleiben der Atmung ausgelost tet, der über einen Lautsprecher (IS) ein akusti- wird. Bei Frequenzmessungen in der Medizin ist es sches Signal abgibt. bekannt, zur Umwandlung der Atmung in eine elek

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gc so frisch auswertbare Größe einen Thermistor (Patentkennzeichnet, daß zwischen dem Verstärker (6) schrift Nr. 55 752 des Amtes für Erfindungs- und und der Schwellenwertschaltung (13) eine Gleich- Patentwesen in Ost-Berlin) oder einen erhitzten Me richterschaltung (8) angeordnet ist. talldraht (radio mentor, 1966, Heft 10), jeweils in

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- einem Gehäuse vor Mund oder Nase angebracht, zu kennzeichnet, daß am Ausgang des Verstärkers (6) as verwenden. Als Frequenzmesser wird ein im Atem ein Frequenzmesser (7) zur Anzeige der Atem- rhythmus abwechselnd an eine Spannungsquelle und frequenz und am Ausgang der Gleichrichterschal- an ein Spannungsmeßinstrument angeschlossener tung (8) ein Spannungsmesser (9) zur Anzeige der Kondensator eingesetzt. Um eine ablesbare Anzeige Atemstärke angeordnet sind. zu erhalten, ist das Instrument gedämpft, so daß es

30 einen über die Zeit von 5 bis 20 Sekunden gebildeten Mittelwert anzeigt. Diese Einrichtung ist zwar zur

Messung, aber nicht zur Überwachung der Atmung

in kritischen Fällen geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur At 35 Einrichtung zur Atmungsüberwachung der eingangs mungsüberwachung und -anzeige mit einer in die genannten Art so auszubilden, daß einerseits bei Nase einzuführenden Sonde, die an eine Meßkammer Atemstillstand unter gefährlichen Bedingungen sofort mit einem oder mehreren VIeßwertaufnehmern zur Alarm erfolgt, andererseits aber nicht unnötig Alarm Umwandlung der beim Atmen entstehenden Luftströ- gegeben wird, wenn nach einem kräftigen Atemzug mungsschwankungen in elektrische Signale (Strom- 4° eine längere Pause folgt.

oder Spannungsschwankungen) angeschlossen ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

Die betreffende Einrichtung ist insbesondere zur Er- löst, daß die elektrischen Signale über einen Verfassung von Atemstillständen bei Frühgeborenen be- stärker mit einstellbarem Verstärkungsgrad und ein stimmt. Verzögerungsglied mit einstellbarer Verzögerungszeit

Frühgeborene sind häufig der Gefahr eines Atem- 45 einer Schwellenwertschaltung zugeführt werden, die Stillstands ausgesetzt, der bei längerer Dauei zu Hirn- bei Unterschreiten ihres Schwellenwerts einen Tonschäderi und weiter zum Tode führen kann. Es ist generator einschaltet, der über einen Lautsprecher deshalb nötig, ihre Atemtätigkeit fortwährend zu ein akustisches Signal abgibt. Durch die Einstellung überwachen. Um das Pflegepersonal von dieser Auf- des Verstärkungsgrads im Verein mit der Einstellung gäbe zu entlasten, müßte sie von einer selbsttätigen 50 der Verzögerungszeit ist eine Anpassung der zuläs-Einrichtung übernommen werden. sigen Atempause an die Stärke der jeweils voran-