DE1915959A1 - Geraet zur Analyse des von einem Patienten ausgeatmeten Gasgemisches - Google Patents
Geraet zur Analyse des von einem Patienten ausgeatmeten GasgemischesInfo
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Description
- Gerät zur Analyse des von einem Patienten ausgeatmeten Gasgemisches Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Analyse des von einetatienten ausgeatmeten Gasgemisches mit einem Atemrohr mit Strömungsmessgerät (Pneumotachograph). für die Bestimmung der Atemstromstärke und einer über eine Saugleitung am Atemrohr angeschlossenen Absaugpumpe, die während der Exspirationsphase einen Teil der ausgeatmeten Luft absaugt und der Messkammer des Analysegerätes zuführt.
- Bei einem bekannten Gerät dieser Art mündet die Saugleitung in dem Atemrohrteil, der zwischen dem Strömungsmessgerät und dem Mundstück liegt. Damit die Zusammensetzung des abgesaugten Teiles der bei einem Atemzug ausgeatmeten Gasmenge genau der Zusammensetzung der dabei im ganzen ausgeatmeten Gasmenge entspricht, wird die Saugleistung der Absaugpumpe atemstromproportional gesteuert. Man erhält dabei eine Anzeige der mittleren Zusammensetzung des ausgeatmeten Gasgemisches. Bei diesem bekannten Gerät atmet der Patient während der Inspirationsphase zunächst die im Strömungsmessgerät vorhandene Luft ein, die von der vorhergehenden Exspiration stammt. Die Zusammensetzung der eingeatmeten Luft - und demzufolge auch die der dann ausgeatmeten Luft - unterscheidet sich daher von der bei der Atmung ohne Mesegerät gegebenen Zusammensetzung. FUr die Diagnose stellung ist es aber wichtig, die unverfälschte Zusammensetzung der ausgeatmeten Luft kennenzulernen. Die durch das Strömungsmessgerät verursachte Abweichung in der Zusammen-Setzung der ausgeatmeten Luft von den natürlichen Verhältnissen ist abhängig von der Grösse des in Exspirationsrichtung nach der Mündungsstelle der Saugleitung liegenden Totraumes, der durch die Innenabmessungen des Strömungsmessgerätes und des in Exspirationsrichtung davor liegenden Atemrohrteiles bestimmt ist.
- Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gerät der eingangs genannten Art su schaffen, bei dem die Zusammensetzung der abgesaugten Luft möglichst genau der bei der Atmung ohne das Atemrohr mit dem Strömungsmessgerät vorhandenen Zusammensetzung entspricht, bei der also durch -das Atemrohr mit dem Strömungsmessgerät keine Veränderung der Zusammensetzung der ausgeatmeten Luft gegenüber den natürlichen Verhältnissen verursacht wird.
- Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Atemrohr nahe seinem mundsdtigen Ende eine ins Freie führende Öffnung und eine Verschlusseinrichtung besitzt, die abwechselnd beim Einatmen den zur Absaugpumpe führenden Atemrohrteil und beim Ausatmen die Öffnung verschliesst. Bei dem Gerät nach der Erfindung wird also immer Frischluft eingeatmet, weil durch die erfindungsgemässe Lösung der Totraum im Atemrohr vernachlässigbar klein gehalten ist. Anstelle eines Mundstückes kann auch eine Mund und Nase umfassende Atemmaske Verwendung finden.
- Es empfiehlt sich, die Steuerung der Verschlusseinrichtung durch im mundseitigen Atemrohrteil angeordnete druckabhängige, vorzugsweise elektrische Schaltmittel vorzunehmen. Dabei kann im Rahmen der Erfindung als Schaltmittel ein Druckfühler mit nachgeschaltetem Diskriminator benutzt sein, der bei einer Strömungsumkehr im Atemrohr (Nulldurchgang der Atemdruckkurve) der Verschlusseinrichtung über Steuervorrichtung einen Umschaltimpule zuführt. Als Verschlusseinrichtung wird zweckmässigerweise ein elektromagnetisches Ventil benutzt. Ein besonders einfacher Aufbau des Geräten wird erreicht, wenn die Verschlusseinrichtung als Umschaltventil ausgebildet wird. Zum Ausgleich der während einer Exspiration auftretenden Schwankungen in der Zusammensetzung des ausgeatmeten Gasgemisches empfiehlt es sich, in dem in Exspirationsrichtung nach der Absperrvorrichtung liegenden Atemrohrteil ein Mischgefäss anzuordnen, dessen Volumen etwa gleich dem Volumen eines Atemzuges ist und an dem die Saugleitung der Absaugpumpe angeschlossen ist. Zur Konstanthaltung der Verzögerung zwischen einer Änderung und der Anzeige der Zusammensetzung der Exspirationsluft kann gemäss einer Weiterbildung der Erfindung in der Saugleitung ein weiteres Mischgefäss angeordnet und einer Steuervorrichtung für die Absaugpumpe eine vom Strömungsmessgerät gebildete, dem jeweiligen Atemminutenvolumen entsprechende elektrische Grösse zugeführt sein.
- \Jitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung.
- Bei dem Ausführungsbeispiel ist der Patient mittels eines Mundstückes an einem Atemrohr 1 angeschlossen, das die Teile 4 und 8 umfasst. Das Atemrohr 7 ist nahe seinem mundseitigen Ende mit einer ins Freie führenden Öffnung 2 versehen, an der ein Rohrstutzen 16 angeschlossen ist. Im Atemrohr 1 ist ferner ein elektromagnetisch betätigbares Umschaltventil 3 angeordnet, durch das die Öffnung 2 oder der in Exspirationsrichtung danach liegende Atemrohrteil 4 verschliessbar ist. Zur Steuerung des umschaltventiles 3 bzw. dessen Magnetwicklung 3' ist ein Verstärker 5 vorgesehen, an dessen Eingang ein im mundaeitigen Teil des Atemrohres 1 angeordneter elektrischer Druckfühler 6 angeschlossen ist.
- Der Atemrohrteil 4 mündet in einem Mischgefäss 7 mit einem Volumen, das etwa gleich dem Volumen eines Atemzuges ist, durch das Schwankungen in der Zusammensetzung des ausgeatmeten Gasgemisches ausgeglichen werden. Im Mischgefäss 7 mündet ferner eine Luftleitung 8, die zu einem Strömungsmessgerät 9, beispielsweise einem Pneumotachograph nach Fleisch führt, durch das die Stärke des ausgeatmeten Atemetromes gemessen wird. Eine Rechenvorrichtung 15 bildet daraus das Atemminutenvolumen.
- Im Mischgefäss 7 mündet noch eine Saugleitung 10, in der ein weiteres Mischgefäss ii angeordnet ist und die zu einer Absaugpumpe 12 führt. Das durch die Absaugpumpe 12 aus dem Mischgefass 7 abgesaugte Gasgemisch wird einer Messeinrichtung 13 zugeführt, durch die die Zusammensetzung des abgesaugten Gasgemisches gemessen und angezeigt wird. Der Absaugpumpe 12 ist eine Steuervorrichtung 14 zugeordnet, die an der Rechenvor richtung 15 angeschlossen ist und durch die eine Steuerung der Saugleistung der Absaugpumpe 12 in Abhängigkeit vom jeweiligen Atemminutenvolumen erfolgt. Eine besonders hohe Messgenauigkeit bei der Messung der Stärke des Atemstromes durch das Strömungsmessgerät 9 wird erzielt, wenn die durch die Absaugpumpe 12 aus dem Nischgefäss 7 abgesaugte Luft in Exspirationsrichtung vor dem Strömungsmessgerät 9 wieder in das Atemrohr 1, und zwar in dessen Teil 8, zurückgeleitet wird, nachdem ihre Zusammensetzung durch die Messeinrichtung 13 gemessen worden ist.
- Der Druckfühler 6 liefert bei jeder Strömungsumkehr im mundsei tigen Teil des Atemrohrcs 1 einen Umschaltimpuls, der über den Verstärker 5 eine Umschaltung des Ventils 3 bewirkt. Die Steuerung des Umschaltventils 3 erfolgt in der Weise, dass am Ende einer Inspirationsphase die Öffnung 2 verschlossen und der Atemrohrteil 4 geöffnet wird, während umgekehrt am Ende einer Exspirationaphase der Atemrohrteil 4 verschlossen und die Öffnung 2 freigegeben wird. Der Totraum - der zwischen dem Umschaltventil 3 und dem Mundstück liegende mundseitige Teil des Atemrohres 1 - ist dabei vernachlässigbar klein, weil das Umschaltventil 3 sehr nahe beim Mundstück des Atenrohres 1 angeordnet ist.
- Die Länge des Atemrohrteiles 4 ist für die Veränderung der Zusammensetzung der ausgeatmeten Luft gegenüber den natürlichen Verhältnissen unerheblich. Die Glieder 7 bis 14 können daher entfernt vom Patienten angeordnet und durch eine Schlauchleitung an dem nahe dem Patienten angeordneten Umschaltventil 3 angeschlossen sein, so dass die Beweglichkeit des Patienten nicht durch eine grosse Messapparatur beeinträchtigt wird. Das beschriebene Gerät eignet sich daher besonders zur Ergospirometrie.
- Eine Änderung der Zusammensetzung der Exspirationsluft, die bei einer Leistungssteigerung oder -minderung des Patienten auftritt, wird von der Messeinrichtung 13 verzögert angezeigt. Die Verzögerung hängt vom Volumen der vor der Messeinrichtung 13 liegenden Luftführungsteile ab.
- Zur Konstanthaltung dieser Verzögerung wird die Saugleistung der Absaugpumpe 12 der jeweils gemessenen Änderung des Atemminutenvolumens und dem Volumen des >Lschgefässes 11 entsprechend gesteuert. Erhöht sich das Atemminutenvolumen, so wird die Saugleistung der Absaugpumpe 12 reduziert. Bei einer Erniedrigung des Atemminutenvolumens wird sie dagegen erhöht.
- Die Konstanthaltung der Verzögerung ist dabei dadurch erreicht, dass in Jedem Fall die Exspirationsluft neuer Zusammensetzung zunächst durch das Mischgefäss 11 und den zu ihm führenden Leitungszug gesaugt wird, bevor die neue Zusammensetzung angezeigt wird. Dieses Durchsaugen erfolgt im einen Fall langsam und im anderen Fall schnell, so dass die Anzeigeverzögerung konstant bleibt.
- Das Strömungsmessgerät 9 kann an Jeder beliebigen Stelle des Atemrohrcs 1 in Exspirationsrichtung nach dem Umschaltventil 3 angeordnet werden. Falls durch das Strömungsmessgerät 9 der inspirierte Atemstrom gemessen werden soll, so kann es auch mit dem von der Öffnung 2 ins Freie führenden Rohrstutzeni6 verbunden werden. Sollen sowohl der Inspirations- als auch der Exspirationsstrom gemessen werden, so wird sowohl in dem zuletzt genannten Rohrteil als auch in dem in Exspirationsrichtung nach dem Umschaltventil 3 liegenden Atemrohrteil ein Strömungsmes9gerät angeordnet. Wesentlich ist jedoch immer, dass das Volumen des Atemrohrteiles, der sowohl von der Inspirationsluft als auch von der Exspirationsluft durchströmt wird, also bei dem Ausführungsbeispiel des in Exspirationsrichtung vor dem Umschaltventil 3 liegenden Atemrohrteiles so klein wie möglich gemacht wird, dass also die ins Freie führende Öffnung 2 im Atemrohr so mundnah wie möglich angeordnet wird.
- Anstelle der beschriebenen Anordnung zur Entnahme der der Messeinrichtung 13 zugeführten Luft kann nach dem Umschaltventil 3 auch.eine atemstromproportionale Absaugung vorgesehen sein. In diesem Fall kann das Mischgafäss 7 eingespart werden. Anstelle eines Umschaltventiles können auch zwei voneinander getrennte Ventile nach Art von Pumpenventilen vorgesehen sein. Schliesslich können auch statt elektromagnetisch gesteuerter Ventile unmittelbar durch den Druck im Atemrohr 1 betätigbare Ventile Verwendung finden.
Claims (7)
- P a t e n t a n s p r ü c h e(f).Gerät zur Analyse des von.einem Patienten ausgeatmeten Gasgemisches mit einem Atemrohr mit Strömungsmessgerät (Pneumotachograph) für die Bestimmung der Atemstromstärke und einer über eine Saugleitung am Atemrohr angeschlossenen Absaugpumpe, die einen Teil der ausgeatmeten Luft absaugt und der Messkammcr des Analysegerätes zuführt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Atemrohr (1) nahe seinem mundseitigen Ende eine ins Freie führende Öffnung (2) und eine Verschlusseinrichtung (3) besitzt, die abwechselnd beim Einatmen den zur Absaugpumpe (12) führenden Atemrohrteil (4) und beim Ausatmen die Öffnung (2) verschliesst.
- 2. Gerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Steuerung der Verschlusseinrichtung (3) durch druckabhängige Schaltmittel (6) erfolgt.
- 3. Gerät nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als Schaltmittel ein Druckfühler (6) benutzt ist, der bei einer Strömungsumkehr im Atemrohr (1) der Verschlusseinrichtung (3) über eine Steuervorrichtung (5) einen Umschaltimpuls zuführt.
- 4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusseinrichtung (3) als elektromagnetisches Ventil ausgebildet ist
- 5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusseinrichtung (3) als Umschaltventil ausgebildet ist.
- 6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem in Exßpirationsrichtung nach der Absperrvorricktung (3) liegenden Atemrohrteil (4) ein MischgcfäRs (7) angeordnet ist, dessen Volumen etwa gleich dem Volumen eines Atemzuges ist und an dem die Saugleitung (10) der Absaugpumpe (12) angeschlossen ist.
- 7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Saugleitung (10) ein weiteres Nischgefäss (11) angeordnet und einer Steuervorrichtung (14) für die Absaugpumpe (12) eine vom Strömungsmessgerät (9) gebildete, dem jeweiligen Atemminutenvolumen entsprechende elektrische Grösse zur Konstanthaltung der Verzögerung zwischen einer Änderung und der Anzeige der Zusammensetzung der Exspirationsluft zugeführt ist.
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Publications (2)
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ID=5729628
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR2420157A1 (fr) * | 1978-03-16 | 1979-10-12 | Inst Nat Sante Rech Med | Dispositif selecteur d'ecoulement, notamment pour separer des gaz inspires et expires par un sujet |
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US5611348A (en) * | 1993-09-24 | 1997-03-18 | Instrumentarium Corp. | Method of measuring gas exchanges and metabolism |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5755133A (en) * | 1980-09-18 | 1982-04-01 | Fuji Electric Co Ltd | Apparatus for measuring respiratory metabolic amount |
-
1969
- 1969-03-28 DE DE19691915959 patent/DE1915959B2/de not_active Withdrawn
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Also Published As
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