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Spirometer Die Erfindung betrifft ein Spirometer mit einer Spirometerglocke,
deren Bewegungen in Abhängigkeit von der Atemtätigkeit eines Patienten rgistriert
werden, insbesondere mit Volumenstabilisation durchlaufendes, selbsttätiges Nachfüllen
von Sauerstoff, und mit Luftumwälzung.
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Insbesondere bei mit Volumenstabilisierung arbeitenden Geräten wird
bekanntlich der vom Patienten bei der Atmung verbrauchte Sauerstoff laufend ersetzt,
so daß der Patient gegen ein gleichbleibendes Volumen arbeitet und die Nullinie
der registrierten Atemkurve waagerecht verläuft. Durch den laufenden Ersatz des
verbrauchten Sauerstoffes soll vor allem ereicht werden, daß sich die Zusammensetzung
des vom Patienten eingeatmeten Gasgemisches, insbesondere sein Sauerstoffgehalt,
nicht ändert, was für cinwandfreie Untersuchungsergebnisse sehr wichtig ist.
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Die bekannten Geräte arbeiten jedoch nur dann einwandfrei, wenn das
verbrauchte Sauerstoffvolumen durch reinen Sauerstoff ersetzt wird. Der kommerziell
in Sauerstoffflaschen verfügbare Sauerstoff hat bekanntlich jedoch nur einen Reinheitsgrad
zwischen etwa 92 und 960/0. Die restlichen 8 bis 40/0 sind Ballastgase, unter anderem
Wasserstoff, Stickstoff, Edelgase, die der Patient zwar hin- und herventiliert jedoch
nicht verbrauchen kann. Durch die im nachgefüllten Sauerstoff enthaltenen Ballastgase
verarmt also, wie bekannt, das im Spirometerkreislauf vorhandene Gasgemisch nach
längerer Beatmung durch den Patienten in unerwünschter Weise an Sauerstoff.
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Die Verarmung tritt um so schneller ein, je kleiner der sogenannte
Totraum des Spirometers ist. Die üblichen Spirometer mit kleinem Totraum sind zwar
insbesondere bei der Residualluftbestimmung von Vorteil, sie versagen jedoch bei
länger dauernden Belastunguntersuchungen. Man hat deshalb bisher zwei Geräte, eines
mit kleinem und eines mit großem Totraum, benötigt, wenn die beiden obenerwähnten
Untersuchungen durchgeführt werden mußten. Die Anschaffung von zwei Geräten verbietet
sich jedoch häufig aus Kosten- und Platzfragen. Abgesehen davon ist die Verwendung
zweier Geräte umständlich.
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Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, auch Geräte mit kleinem Totraum
für Belastungsversuche brauchbar zu machen. Dies Ziel wird gemäß der Erfindung dadurch
erreicht, daß in den Luftkreislauf zur Vergrößerung des Totraumes ein Zusatzbehälter
einschaltbar ist.
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Der Zusatzbehälter kann teilweise mit Wasser gefüllt und mit einer
Wasserstandsanzeige versehen
sein. Dadurch wird erreicht, daß die Atemluft auch bei
laufendem Nachfüllen großer Mengen von trockenem Sauerstoff laufend in an sich bekannter
Weise mit Wasserdampf gesättigt ist. Der Zusatzbehälter wird vorzugsweise mit Kühleinrichtungen
versehen, so daß die Temperatur der eingeatmeten Luft auch bei Belastungsuntersuchungen
in an sich bekannter Weise konstant gehalten wird.
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Es ist vorteilhaft, den Zusatzbehälter zwischen die Luftauslaßseite
der Lutfumwälzpumpe und einen vorzugsweise einstellbaren Strömungswiderstand einzuschalten.
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Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden.
Es zeigt Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Ausführungsform des Zusatzbehälters,
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 1 und Fig. 3 und 4 schematische
Zeichnungen von Nachfüllspirometern mit Zusatzbehältern nach Fig. 1 und 2.
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Der Zusatzbehälter zur Vergrößerung der Gasmenge im Spirometer besteht
aus einem Blechkasten 1, der beispielsweise die Form einer vergrößerten Zigarrenkiste
haben kann. Selbstverständlich kann der
Behälter auch eine andere
Form haben, beispielsweise die Form einer Tonne, eines zylindrischen Kessels mit
ebenen oder kugelkalottenförmigen Abschlußflächen usw. Der Behälter ist mit zwei
Anschlußstutzen 2 zum Ein- und Auslaß der Atemluft versehen. Der Behälter 1 kann
mit Wasser 3 gefüllt werden, beispielsweise durch einen der Stutzen 2 oder eine
nicht dargestellte, verschließbare Einfüllöffnung. Die Höhe des Wasserstandes ist
an einem Wasserstandsglas 4 abzulesen. Zur Erhaltung der Eichung des Gerätes muß
die Wasserstandshöhe immer denselben Wert besitzen, der durch eine Markierung bezeichnet
sein kann. Andererseits kann man die Eichung des Gerätes durch Ändern der Wasserstandshöhe
nach Wunsch ändern.
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Im Inneren des Behälters 1 sind am Boden oder in dessen Nähe Kühlschlangen
5, vorzugsweise aus Kupfer, vorgesehen, die in äußeren Anschlußstutzen 6 enden.
Die Anschlußstutzen 6 können mittels eines flexiblen Schlauches an eine Wasserleitung
angeschlossen und kräftig von Kühlwasser durchströmt werden.
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Der den Zusatzbehälter 1 bildende Blechkasten ist durch Stützen7,
beispielsweise aus Winkeleisen, sowie durch Querstreben 8 und seitliche Streben
9 versteift, damit er sich durch den beim Atmen auftretenden Über- bzw. Unterdruck
nicht aufblähen bzw. zusammenziehen kann, da selbstverständlich durch derartige
Volumenänderungen die Meßergebnisse verfalsch würden.
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Die Stützen 7 können gleichzeitig zur Halterung der Kühlschlange
8 dienen, die an ihnen angeschweißt, angelötet oder anderweitig befestigt sein kann.
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Unten am Behälter 1 ist ein Wasserablaßhahn 10 angebracht, durch
den das eingefüllte Wasser abgelassen werden kann.
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In Fig. 3 ist schematisch ein an sich bekanntes Nachfüllspirometer
dargestellt. Es besteht im wesentlichen aus einer Spirometerglocke 11, deren Bewegungen
in Abhängigkeit von der Atemtätigkeit des Patienten registriert werden und die über
eine ebenfalls bekannte, im ganzen mit 12 bezeichnete Anordnung ein Ventil 13 steuert,
das die Nachlieferung von Sauerstoff aus einer Bombe 14 über ein Nachfüllspirometer
15 zum Spirometer 11 steuert. Der Spirometerkreislauf mit der Spirometerglocke 11
enthält einen C O2-Absorber 16 und eine Umwälzpumpe 17; das Patientenmundstück oder
ein Bronchienkatheder werden über einen Dreiwegehahn 18 angeschlossen. In den Kreislauf
ist nun gemäß der Erfindung der Behälter 1 zur Vergrößerung des Totraumes einschaltbar.
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Durch die Vergrößerung des Totraumes ändert sich das dynamische Verhalten
des Spirographen dahingehend, daß die Amplituden der Spirometerglocke entsprechend
verkleinert werden. Um trotzdem eine genügende Anzeigegenauigkeit zu erhalten, kann
in an sich bekannter Weise an einer Rolle, über die das die Spirometerglocke tragende
Seil 19 geführt ist, ein mehrgängiges Potentiometer 20 angeschlossen sein.
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Eine andere Möglichkeit, das Volumen des Zusatzbehälters 1 dynamisch
unwirksam zu machen, ist in Fig. 4 dargestellt. In Strömungsrichtung der Luft, im
Umwälzkreislauf gesehen, folgen auf die Spirometerglocke 11 zuerst der Anschluß
21 an das Nachfüllspirometer, dann die Umwälzpumpe 17, die in der Richtung des Pfeiles
fördert, anschließend der Zu-
satzbehälterl, der C O2-Absorber 16 und eine einstellbare
Drosselstelle, beispielsweise ein Hahn 22.
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Dadurch macht bei entsprechend bemessener Förderleistung der Pumpe
17 der Teil des Kreislaufs zwischen der Pumpe 17 und der Drosselstelle 22 die durch
die Atemtätigkeit des Patienten hervorgerufenen Schwankungen nicht mit, so daß das
Volumen des Totraumes 1 dynamisch nicht wirksam wird. Die Parameter sind so zu bemessen,
daß die pro Zeiteinheit von der Pumpe geförderte Gasmenge praktisch unabhängig von
dem an der Ansaugseite und dem hinter der Drosselstelle herrschenden Druck ist.
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Im Zusatzbehälter 1 herrscht dann ein konstanter Überdruck, der von
den Atemschwankungen praktisch nicht beeinflußt wird. Bei entsprechendem Strömungswiderstand
des Absorbers 16 kann eine besondere Drosselstelle 22 entfallen. Da sich der Strömungswiderstand
des Absorbers jedoch bei zunehmender Sättigung mit Kohlensäure ändert, ist jedoch
eine einstellbare Drosselstelle 22 vorzuziehen.
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Um die Umwälzgeschwindigkeit mittels des Hahnes 24 reproduzierbar
einstellen zu können, kann ein Strömungsmesser 24 vorgesehen werden.
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Der Behälter 1 kann einen Teil eines Spirometers bilden oder auch
ein Zusatzgerät ausgebildet sein, so daß vorhandene Geräte damit ergänzt werden
können.
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Er eignet sich auch für Spirometer ohne automatische Nachfüllung und
für die bekannten Spirographen mit zwei Spirometern, die sowohl als Nachfüllspirometer
als auch als Doppelspirometer betrieben werden können.
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Das Volumen des Zusatzbehälters beträgt vorzugsweise etwa das Zehnfache
des Volumens des Spirometerkeislaufes; als brauchbare Größe hat sich bei normalen
Spirometern etwa 1001 ergeben.