DE1123081B

DE1123081B - Spirometer

Info

Publication number: DE1123081B
Application number: DEI16098A
Authority: DE
Inventors: Erich Jaeger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1959-03-03
Filing date: 1959-03-03
Publication date: 1962-02-01

Description

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.Spirometer The invention relates to a spirometer with a spirometer bell, registers their movements depending on the breathing activity of a patient , especially with continuous, automatic refilling with volume stabilization of oxygen, and with air circulation.

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. In particular in the case of devices that work with volume stabilization As is well known, the oxygen consumed by the patient during breathing is constantly being replaced, so that the patient works against a constant volume and the zero line the registered breathing curve runs horizontally. With the ongoing replacement of the consumed oxygen should be achieved above all that the composition the gas mixture inhaled by the patient, in particular its oxygen content, does not change what is very important for perfect test results.

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. However, the known devices only work properly if that used oxygen volume is replaced by pure oxygen. The commercial However, as is known, oxygen available in oxygen cylinders has only one degree of purity between about 92 and 960/0. The remaining 8 to 40/0 are ballast gases, among others Hydrogen, nitrogen, noble gases, which the patient blows back and forth, however cannot consume. Due to the ballast gases contained in the refilled oxygen So, as is known, the gas mixture present in the spirometer circuit is depleted prolonged ventilation by the patient in an undesirable manner of oxygen.

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. The smaller the so-called, the faster the impoverishment occurs There is dead space in the spirometer. The usual spirometers with a small dead space are particularly advantageous when determining residual air, but they fail at long-term stress examinations. So you have two devices so far, one one with a small dead space and one with a large dead space are required when the two above mentioned Investigations had to be carried out. The purchase of two devices is prohibited however, often arise from questions of cost and space. Apart from that, the usage is two devices awkward.

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. The invention has the task of also devices with a small dead space to make it useful for stress tests. This object is achieved according to the invention achieved that an additional container in the air circuit to enlarge the dead space can be switched on.

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. The additional container can be partially filled with water and with a Water level indicator provided be. This ensures that the breathable air also with continuous refilling of large amounts of dry oxygen continuously in a known manner Way is saturated with water vapor. The additional container is preferably equipped with cooling devices provided so that the temperature of the inhaled air even during exercise tests is kept constant in a manner known per se.

Es ist vorteilhaft, den Zusatzbehälter zwischen die Luftauslaßseite der Lutfumwälzpumpe und einen vorzugsweise einstellbaren Strömungswiderstand einzuschalten. It is advantageous to place the additional container between the air outlet side switch on the air circulation pump and a preferably adjustable flow resistance.

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. The invention will now be explained in more detail with reference to the drawings. It shows Fig. 1 a vertical section through an embodiment of the additional container, Fig. 2 is a section along the line A-A in Fig. 1 and Figs. 3 and 4 are schematic Drawings of refill spirometers with additional containers according to FIGS. 1 and 2.

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. There is an additional container to increase the amount of gas in the spirometer from a sheet metal box 1, for example the shape of an enlarged cigar box may have. Of course he can Container also another Have shape, for example the shape of a barrel, with a cylindrical kettle flat or spherical cap-shaped end surfaces, etc. The container is with two Connection piece 2 is provided for the inlet and outlet of the breathing air. The container 1 can be filled with water 3, for example through one of the nozzle 2 or a closable filler opening, not shown. The height of the water level is to be read on a water level glass 4. To maintain the calibration of the device the water level always have the same value as indicated by a marking can be. On the other hand, you can calibrate the device by changing the water level change as desired.

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. Inside the container 1 are cooling coils on the floor or in its vicinity 5, preferably made of copper, which end in outer connecting pieces 6. The connecting pieces 6 can be connected to a water pipe by means of a flexible hose connected and vigorously flowed through by cooling water.

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. The sheet metal box forming the additional container 1 is supported by supports7, for example from angle iron, as well as cross struts 8 and side struts 9 stiffened so that it can be relieved by the overpressure or underpressure that occurs when breathing can not inflate or contract, as of course by such Volume changes would falsify the measurement results.

Die Stützen 7 können gleichzeitig zur Halterung der Kühlschlange 8 dienen, die an ihnen angeschweißt, angelötet oder anderweitig befestigt sein kann. The supports 7 can simultaneously hold the cooling coil 8, which can be welded, soldered or otherwise attached to them.

Unten am Behälter 1 ist ein Wasserablaßhahn 10 angebracht, durch den das eingefüllte Wasser abgelassen werden kann. At the bottom of the container 1, a water drain cock 10 is attached through that the filled water can be drained off.

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. In Fig. 3 is a known refill spirometer schematically shown. It consists essentially of a spirometer bell 11, the movements of which be registered depending on the breathing activity of the patient and the over a likewise known arrangement, designated as a whole by 12, controls a valve 13, the replenishment of oxygen from a bomb 14 via a refill spirometer 15 to spirometer 11 controls. The spirometer circuit with the spirometer bell 11 contains a C O2 absorber 16 and a circulation pump 17; the patient mouthpiece or a bronchial catheter are connected via a three-way valve 18. In the cycle According to the invention, the container 1 can now be switched on to enlarge the dead space.

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. The dynamic behavior changes as the dead space increases of the spirograph to the effect that the amplitudes of the spirometer bell correspond can be reduced in size. In order to still obtain a sufficient display accuracy, in a manner known per se on a role over which the spirometer bell is carried Cable 19 is guided, a multi-turn potentiometer 20 can be connected.

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. Another possibility, the volume of the additional container 1 dynamically to render ineffective is shown in FIG. In the direction of air flow, im As seen from the circulation circuit, the spirometer bell 11 is followed first by the connection 21 to the refill spirometer, then the circulation pump 17, which in the direction of the arrow promotes, then the sets container, the C O2 absorber 16 and an adjustable Throttle point, for example a cock 22.

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.As a result, with a correspondingly dimensioned delivery rate of the pump 17 the part of the circuit between the pump 17 and the throttle point 22 which passes through the fluctuations caused by the breathing activity of the patient, so that the Volume of the dead space 1 is not dynamically effective. The parameters are to be dimensioned in such a way that that the amount of gas delivered per unit of time by the pump is practically independent of the pressure on the suction side and the pressure behind the throttle point.

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.In the additional container 1 there is then a constant overpressure, which of the breathing fluctuations is practically not influenced. With a corresponding flow resistance of the absorber 16, a special throttle point 22 can be omitted. As the flow resistance of the absorber changes with increasing saturation with carbonic acid, however an adjustable throttle point 22 is preferable.

Um die Umwälzgeschwindigkeit mittels des Hahnes 24 reproduzierbar einstellen zu können, kann ein Strömungsmesser 24 vorgesehen werden.To the circulation speed by means of the cock 24 reproducible To be able to adjust, a flow meter 24 can be provided.

Der Behälter 1 kann einen Teil eines Spirometers bilden oder auch ein Zusatzgerät ausgebildet sein, so daß vorhandene Geräte damit ergänzt werden können. The container 1 may or may also form part of a spirometer an additional device can be designed so that existing devices can be supplemented with it can.

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.It is also suitable for spirometers without automatic refill and for the well-known spirograph with two spirometers, which can be used as refill spirometers as well as a double spirometer.

Das Volumen des Zusatzbehälters beträgt vorzugsweise etwa das Zehnfache des Volumens des Spirometerkeislaufes; als brauchbare Größe hat sich bei normalen Spirometern etwa 1001 ergeben. The volume of the additional container is preferably about ten times the volume of the spirometer ice course; has proven to be a usable size at normal Spirometers give about 1001.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Spirometer with a spirometer bell, whose Movements are registered depending on the breathing activity of a patient. especially with volume stabilization through continuous automatic refilling of oxygen and with air circulation, characterized in that in the air circuit an additional container (1) can be switched on to enlarge the dead space.

2. Spirometer according to claim 1, characterized in that the additional container (1) can be partially filled with water (3).

3. Spirometer according to claim 2, characterized by a device (4) to display the water level.

4. Spirometer according to claim 1, 2 or 3, characterized by cooling devices (5) inside the container (1).

5. Spirometer according to one of the preceding claims, characterized in that that the additional container (1) between the air outlet side of the air circulation pump (17) and a flow resistor (22) is connected.

6. Spirometer according to claim 5, characterized in that the flow resistance (22) is adjustable.

7. Spirometer according to one of the preceding claims, characterized in that that in a known manner the rope carrying the spirometer bell around a pulley is performed with whose axis is a multi-turn potentiometer Decrease in the measured values is connected.

Documents considered: German Auslegeschrift No. 1,039,702; German utility model No. 1 773 478; U.S. Patent No. 2,792 828; Helvetica physiologica Acta, Vol. 6, 1948, pp. C 45 to 46; The German health system, 11th year, no. 21, pp. 686 to 692; Zeitsohrift for the total. experimental medicine, Vol. 115, pp. 722 to 732; Brochure »Medical apparatusGodart« about »Pulmotest-Pulmo-Analyzer« (1956); Book »Introduction to the biolog. Registration technology «by H. K 1 e n s c h, Verl. Georg Thieme, Stuttgart (1956), pp. 47 to 49.