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Vorrichtung zur Entnahme von Alveolarluft aus der Aus atemluft Bei
der Untersuchung der Ausatemluft kommt es in den meisten Fällen darauf an, die aus
dem Innern der Lunge stammende Alveolarluft zu untersuchen. Bei der Probenahme ist
dann darauf zu achten, daß tatsächlich die aus den Alveolen stammende Luft und nicht
die Luft entnommen wird, die als Pendelluft lediglich bis in den Mund, den Rachen
und in die Bronchien gelangt und die in ihrer Zusammensetzung nicht diejenigen Veränderungen
erfährt, die in den Alveolen infolge des Gasaustausches vor sich geht. Es bereitet
nun insbesondere für nicht vorgebildete Personen Schwierigkeiten, bei der Probeentnahme
zu erreichen, daß ausschließlich Alveolarluft entnommen und untersucht wird. Man
kann so verfahren, daß die zu untersuchende Person zunächst weitgehend ausatmet
und daß dann schließlich erst am Ende der Ausatmung die Probe entnommen wird. Es
ist auf diese Art und Weise aber nicht mit Sicherheit zu bestimmen, daM nicht doch
Pendelluft in den Untersuchungsrezipienten gelangt.
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Die Untersuchung der Alveolarluft ist z. B. notwendig, wenn die Wirkungsweise
von Zwangsbeatmungsgeräten auf eine richtige Ventilationsgröße der Atmung untersucht
werden soll. Bei Zwangsbeatmungen muß sowohl eine Unter- als auch eine tSberventilation
der Lunge vermieden werden. Zur Bestimmung rhythmisch bewegten Körperteile ein Kontaktlensäure
der Alveolarluft.
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Es ist eine Einrichtung zur selbständigen Untersuchung der Alveolarluft
bekannt, bei der durch die Strömung der Atemluft oder durch die bei der Atmung phythmisch
bewegten Körperteile ein Kontaktwerk in Gang gesetzt wird, das die Öffnung und S;chließung
der Absaugeleitung am Ende der Ausatmung so oft bewirkt, bis die Meßbürette mit
der zu untersuchenden Alveolarluft gefüllt ist. Darauf wird die an sich bekannte
Analysier- und Registriereinrichtung eingeschaltet. Nach Beendigung der Analyse
und Wiederauffüllung der Meßbürette mit Sperrfiüssigkeit wird der gleiche Vorgang
wiederholt. Bei der bekannten Vorrichtung dient zur periodischen Öffnung und Schließung
der Absaugeleitung ein Elektromagnet in Verbindung mit einem veränderlichen Zeitkontakt.
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Weiterhin dient die Sperrflüssigkeit in der Meßbürette als Leiter
zum Öffnen und Schließen der Kontakte. Die bekannte Vorrichtung hat den Nachteil
eines sehr komplizierten Aufbaues. Die Schaltung benötigt drei Stromkreise.
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Es ist weiterhin eine Vorrichtung zur Entnahme von Alveolarluft aus
der Ausatemluft bekannt, die aus einem an das Ausatemventil eines Atemmundstückes
angeschlossenen verhältnismäßig langen Rohr besteht. Dabei wird dicht hinter dem
Ventil aus einem kleinen seitlichen Stutzen das Gas für die Analyse ab-
gesaugt.
Dabei ist zwischen einer Pumpe, die das Gas zur Analyse fördert, und deren Antriebsmotor
eine atemgesteuerte Kupplung eingeschaltet. Diese besteht aus einem kräftigen Topfmagneten
auf der Antriebsachse und aus einem Anker auf der Pumpenachse.
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Solange der Topfmagnet stromlos ist, ist die magnetische Kupplung
gelöst, so daß die Pumpe steht, Zur Steuerung des Topfmagneten dient ein Röhrenrelais,
wobei der Topfmagnet im Anodenstromkreis einer Elektronenröhre liegt, in deren Gitterkreis
ein Schalter eingeschaltet ist, der aus einem Kontakt auf der Membran eines Kapselmanometers
gebildet ist, das unmittelbar am Mundstück des Geräts angeschlossen ist. Bei der
Ausatmung wird durch den geringen Überdruck eine negative Gittervorspannung eingeschaltet.
so daß schlagartig der Stromkreis des Kupplungsmagneten unterbrochen ist und die
Pumpe steht.
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Diese Vorrichtung ist wie die oben bereits geschilderte Vorrichtung
äußerst umständlich im Aufbau.
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Die Erfindung erstrebt eine einfache Vorrichtung, die die aufgezeigten
Schwierigkeiten bei der Entnahme von Alveolarluft vermeidet. Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zur Entnahme von Alveolarluft aus der Ausatemluft, bei der die
ausgeatmete Luft über ein Rückschlagventil in einen Raum gedrückt wird und aus diesem
zur Probe mittels einer Pumpe abgesaugt wird, die von dem in der Apparatur als Folge
der Atmung auftretenden Unter- bzw. Überdruck gesteuert wird. Die Erfindung besteht
darin, daß die Pumpe durch den von einem Zwangsbeatmungsgerät erzeugten oder durch
den in der Apparatur als Folge des Atemvorgangs auftretenden Über- bzw. Unterdruck
angetrieben wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den VorteiI eines sehr einfachen
Aufbaues. Irgendwelche Hilfsmittel, insbesondere elektrische
Stromquellen,
sind nicht notwendig. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird die Probeluft
mit Sicherheit im richtigen Zeitpunkt entnommen.
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Eine einfache Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht
darin, daß dem mit dem Rückschlagventil versehenen Raum ein Mundstück mit daran
angebrachtem, zur Einatmung dienenden Rückschlagventil vorgeschaltet ist und daß
andererseits der Raum über ein Rückschlagventil mit der Pumpe in Verbindung steht,
während zur Abführung der Luft aus dem Raum vorzugsweise ein Rohrstutzen vorgesehen
ist.
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Bei dieser Vorrichtung tritt durch das Mundstück bei der Ausatmung
ausgeblasene Luft über das Rückschlagventil in den Raum ein, spült den Raum aus
und verläßt den Raum durch die Abströmöffnung. Am Ende der Ausatmung gelangt in
den Raum die zuletzt aus der Lunge austretende Luft, die aus den Alveolen kommt
Bei der Pobenahme aus dem Raum wird über die Öffnung Luft von außen angesaugt. Die
in dem Rohransatz befindliche Luftschicht, die ebenfalls aus den Alveolen kommt,
strömt dabei in den Raum zurück und bildet gleichsam einen Puffer gegenüber der
nachströmenden Außenluft. Selbstverständlich kann aus dem Raum nur soviel Luft zur
Probenahme abgesaugt werden, daß mit Sicherheit ein Vermischen mit der nachströmenden
Außenluft vermieden wird.
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Bei dieser Vorrichtung kann das Mundstück beim Ein-und Ausatmen am
Mund behalten werden. Die Pumpe kann als Balgpumpe ausgebildet sein, wobei die dem
Pumpenraum abgekehrte Seite dem vom Zwangsbeatmungsgerät erzeugten oder dem im Mundstück
als Folge des Atmungsvorganges auftretenden Über- oder ITnterdruck unterliegt. Dabei
kann weiterhin die dem Pumpenraum abgekehrte Seite des Pumpenbalges über entsprechende
Übertragungsglieder mit einer Memhran verbunden sein, deren dem Pumpenbalg abgekehrte
Seite nunmehr dem vom Zwangsbeatmungsgerät erzeugten oder dem im Mundstück als Folge
des Atemvorganges auftretenden Über- oder Unterdruck unterliegt. Bei dieser Ausführungsform
ist die Pumpe somit als Membranpumpe ausgebildet. In manchen Fällen ist es zweckmäßig,
den Pumpenraum mit einem als Rückschlagventil ausgebildeten Auslaßventil zu versehen,
das seinerseits mit Mitteln zum Anschluß eines aus flexiblem Material bestehenden
gasdichten Beutels zur Probeentnahme ausgestattet ist. Diese Bauform ist sehr einfach
in der Handhabung. Das Gerät kann durch das Mundstück beatmet werden, wobei bei
jeder Ein- und Ausatmung eine beliebig klein gewählt Menge der Alveolarluft durch
die Pumpe angesaugt und der Probebeutel damit gefüllt.
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Eine besonders handliche Bauform ist gegeben, wenn das Einlaßventil
am Mundstück und das Ein-und Auslaßventil des Raumes und die Pumpe koaxial in einem
vorzugsweise rohrförmigen Behälter hintereinanderliegend angeordnet sind.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der Erfindung schematisch
dargestellt, und zwar zeigt Abb. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wie sie an
einem Zwangsbeatmungsgerät angeschlossen wird, und Abb. 2 eine Vorrichtung, bei
der das Absaugen der Alveolarluft durch die Atmung des Gerätträgers selbst erreicht
wird.
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Die Vorrichtung nach Abb. 1 wird mit dem Mundstück 1 an dem zu untersuchenden
Patienten angeschlossen. Bei der Einatmung öffnet sich das als Rückschlagventil
ausgebildete Einlaßventil 2. Die Luft strömt in Pfeilrichtung zurLunge. Bei derAusatmung
schließt
sich das Einlaßventil 2, während das ebenfalls als Rückschlagventil ausgebildete
Ventil 3 öffnet, so daß die Luft in den Raum 4 und von da über den Rohrstutzen 5
ins Freie entweichen kann. Wenn die Einatmung wieder beginnt, schließt sich das
Ventil 3, während Einatemluft durch das Ventil 2 angesaugt wird.
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Das Gerät ist über den Schlauch 6 mit der Druckkammer des Zwangsbeatmungsgerätes
verbunden, in dem der Patient liegt. Uber das Ende des Schlauches ist der kleine
Blasebalg 7 angeordnet. Bei der Einatmung wird in dem Zwangsbeatmungsgerät ein Unterdruck
erzeugt, so daß der Faltenbalg zusammenfällt und dabei infolge der Druckminderung
im Raum 8 über das ebenfalls als Rückschlagventil ausgebildete Ventil 9 eine bestimmte
kleine Luftmenge aus dem Raum 4 angesaugt wird. Bei der folgenden Ausatmung des
Patienten wird in der Kammer des Zwangsbeatmungsgerätes ein Überdruck erzeugt, der
Blasebalg bläht sich in die dargestellte Lage auf.
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Während sich das Ventil 9 schließt, wird die in dem Raum 8 enthaltene
Luft über das Rückschlagventil 10 in den Auffangbeutel 11 verdrängt. Die Luft kann
in diesem Auffangbeutel aus mehreren Atemzügen des Patienten gesammelt werden.
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Wie sich aus der Darstellung ohne weiteres ergibt, sammelt sich im
Auffangbeutel stets nur der letzte Rest der Ausatemluft, d. h. also die Alveolarluft,
die als Rest in der Kammer 4 enthalten war. In dem Rohrstutzen 5 befindet sich am
Ende der Ausatmung ebenfalls Alveolarluft, die beim Absaugen aus der Luft aus dem
Raum 4 in diesen zurückströmt und gleichsam als Puffer für die nachfolgende Außenluft
dient und eine Vermischung mit dieser verhindert.
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Die Ausführungform nach Abb. 2 unterscheidet sich von der nach Abb.
1 im wesentlichen nur dadurch, daß zum Betätigen der Pumpe für das Absaugen der
Alveolarluft und zum Füllen des Auffangbeutels li die Druckunterschiede zwischen
der Ein- und Ausatmung der zu untersuchenden Personen selbst herangezogen werden.
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Die Pumpe wird hierbei ebenfalls aus einem Blasebalgboden 12 gebildet,
der durch einen Verbindungssteg 13 mit einer Membran 14 verbunden ist. Der rechts
der Membran befindliche Raum 15 ist über die Leitung 16 mit dem Raum 17 des Mundstücks
verbunden. Bei der Ein- bzw. Ausatmung entsteht im Raum 17 und damit auch im Raum
15 abwechselnd ein Unter- bzw. Überdruck, durch den die Membran 14 hin- und herbewegt
wird. Dadurch wird der als Pumpe wirkende Blasebalg 12 betätigt. Nach beendeter
Ausatmung bzw. bei Beginn der Einatmung wird im Raum 17 und damit im Raum 15 ein
Unterdruck erzeugt, so daß sich die Membran 14 nach rechts durchb'iegt und der Blasebalg
12 einen Ansaughub durchführt. Die am Ende der Ausatmung in den Raum 4 gelangte
Luft wird dabei über das Ventil 9 in den Raum 8 angesaugt. Beim Ende der Einatmung
bzw. beim Beginn der Ausatmung steigt der Druck im Raum 17 und damit auch der Druck
im Raum 15.
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Die Pumpe drückt die im Raum befindliche Luft über das Ventil 10 in
den Atemauffangbeutel 11. Gleichzeitig schließt sich das Ventil 9.
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Die Dimensionen des Gerätes sind so abgestimmt, daß mit Sicherheit
beim Arbeiten mit der Pumpe 12 bzw. 7 stes nur eine geringe Menge aus dem Raum 4
abgesaugt wird, so daß ein Vermischen mit Außenluft ausgeschaltet ist.
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Wie die Abb. 1 und 2 zeigen, liegen die Ventile und die Pumpen koaxial
in einem rohrförmigen Gehäuse.
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Dadurch ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau des Gerätes.
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PATENTANSPROCHE: 1. Vorrichtung zur Entnahme von Alveolarluft aus
der Ausatemluft, bei der die ausgeatmete Luft über ein Rückschlagventil in einen
Raum gedrückt wird und aus diesem zur Probe mittels einer Pumpe abgesaugt wird,
die von dem in der Apparatur als Folge der Atmung auftretenden Unter-bzw. Überdruck
gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe durch den von einem Zwangsbeatmungsgerät
erzeugten oder durch den in der Apparatur als Folge des Atemvorgangs auftretenden
Über- bzw. Unterdruck angetrieben wird.