DE1290294B

DE1290294B - Registration device for measuring and graphically displaying the vital lung capacity and gas metabolism

Info

Publication number: DE1290294B
Application number: DE1962P0030329
Authority: DE
Inventors: Jecmine Jaroslav; Caha Oldrich; Nemec Jaroslav Bilovi Svitavou
Original assignee: PRESNA MECHANIKA NARODNI PODNI
Current assignee: PRESNA MECHANIKA NARODNI PODNI
Priority date: 1962-10-10
Filing date: 1962-10-10
Publication date: 1969-03-06

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Registriergerät zur Messung und graphischen Darstellung der vitalen Lungenkap azität und des Gasstoffwechsels, welches eine zur Aufnahme der ausgeatmeten Luft bzw. zur Aufnahme von Sauerstoff dienende, in ein mit Wasser gefülltes Gefäß tauchende Glocke sowie eine Vorrichtung zum Aufzeichnen der Heb- und Senkbewegung der Glocke auf einer sich drehenden Trommel besitzt. The present invention relates to a recording device for measurement and graphical representation of the vital lung capacity and gas metabolism, which one to absorb the exhaled air or to absorb oxygen Serving bell immersed in a vessel filled with water and a device for recording the lifting and lowering movement of the bell on a rotating drum owns.

Diesen bekannten Geräten liegt das Prinzip zugrunde, daß in eine Glocke oder einen Zylinder von bestimmtem Volumen, welche sich in der Regel in einem Wasserverschluß auf- und abwärts bewegen, Sauerstoff eingelassen wird. In den Raum unterhalb der Glocke münden eine und Ausatmungsschläuche, die an den Mund des Patienten angeschlossen sind, wobei seine Nase abge$chlossen ist. Der Patient atmet Sauerstoff ein und atmet Kohlendioxyd aus, welches durch ein Gefäß mit Natronkalk hindurchgeführt wird. Der ätzkali absorbiert das Kohlendioxyd, und der durch die Atmung verursachte Sauerstoffverbrauch kommt in einem Herabsinken der Glocke zum Ausdruck. Die Glocke ist über eine Rolle mit einem Schreibstift verbunden, welcher auf einer Registrierwalze die Atmungsamplituden aufzeichnet, aus denen schließlich mit Hilfe von Tabellen der Metabolismus bestimmt werden kann. - Die Atmungsregistriergeräte beruhen auf demselben Prinzip, doch sind sie mit keinem Natronkalkgefäß versehen, und die Glocke wird nicht mit Sauerstoff gefüllt. Nach tiefster Einatmung durch einen mit einem Mundstück versehenen Schlauch wird das ganze Volumen der vitalen Lungenkapazität, d. h. sämtliche Luft aus der Lunge gewaltsam unter die Glocke ausgeblasen, die sich aufwärts bewegt. Ihre Bewegung wird über eine Rolle auf einen Schreibstift übergeführt, der auf einer anderen Registrierwalze eine Kurve aufzeichnet, aus welcher wiederum die Diagnose gestellt werden kann. These known devices are based on the principle that in a Bell or cylinder of a certain volume, which is usually in a Move the water seal up and down, oxygen is admitted. In the room Exhalation tubes open to the patient's mouth below the bell connected with its nose closed. The patient breathes oxygen inhales and exhales carbon dioxide, which is passed through a vessel with soda lime will. The caustic potash absorbs the carbon dioxide, and that caused by breathing Oxygen consumption is expressed in a sinking bell. The bell is connected via a roller to a pen, which is on a registration roller the respiratory amplitudes are recorded, from which finally with the help of tables the metabolism can be determined. - The breathing recorders are based on same principle, but they are not provided with a soda lime vessel, and the bell is not filled with oxygen. After deep inhalation through one with one The hose provided with the mouthpiece takes up the entire volume of the vital lung capacity, d. H. all air from the lungs forcibly blown out under the bell, which is itself moved upwards. Your movement is transferred to a pen via a roller, which records a curve on another registration roller, from which in turn the diagnosis can be made.

Bisher bekannte Geräte weisen verschiedene Nachteile auf. Sie besitzen zwei Zylinder, d. h. einen Sauerstoffzylinder und einen separaten Registrierzylinder. t Der Sauerstoffzylinder besteht gewöhnlich aus Metall und weist daher eine beträchtliche Masse auf, weshalb er durch ein Gegengewicht über eine Rolle ausbalanciert werden muß; Dieses Gegengewicht kompensiert das Gewicht einer völlig eingetauchten Glocke nahezu, aber nicht vollständig. Denn das Gewicht hat die Aufgabe, ein Absinken der Glocke unter den Wasserspiegel zu verhindern. In derjenigen Einstellung, in der die Glocke am tiefsten eingetaucht ist, wird auf diese Weise das Gewicht der Glocke durch das Gegengewicht kompensiert. Sobald sich die Glocke aus dieser Stellung heraushebt, indem Luft unter die Glocke strömt, ist das Gewicht der Glocke nicht mehr durch das Gegengewicht kompensiert. Die große Masse verursacht unerwünschte Trägheitsmomente und verzerrt dadurch die Aufzeichnung. Previously known devices have various disadvantages. You own two cylinders, d. H. an oxygen cylinder and a separate registration cylinder. The oxygen cylinder is usually made of metal and therefore has a considerable Mass on, which is why he is balanced by a counterweight on a role got to; This counterweight compensates for the weight of a completely submerged bell almost, but not completely. Because the weight has the task of lowering the To prevent bell under the water level. In the setting where The bell is immersed deepest, this way the weight of the bell becomes compensated by the counterweight. As soon as the bell rises from this position, by flowing air under the bell, the weight of the bell is no longer through the counterweight compensates. The large mass causes undesirable moments of inertia and thereby distorts the recording.

Die Geräte sind gewöhnlich nur in einem für Erwachsene bestimmten Meßbereich gebaut. Die registrierte Ausatmung kann bei Kindern oder Personen mit geringer Lungenkapazität nur schwer und mangelhaft ausgewertet werden. Manche Apparate sind übermäßig groß und schwer, manche kompliziert und teuer. The devices are usually only in an adult-only one Measuring range built. The registered exhalation can occur in children or people with low lung capacity can only be evaluated with difficulty and inadequately. Some devices are excessively large and heavy, some complicated and expensive.

Die Genauigkeit des Arbeitens mit diesen Meßgeräten hängt weitgehend von der Ausschaltung von Haftreibungen ab. Bei allen bekannten Geräten treten derartige Reibungen am Zeiger bzw. am Schreibstift auf. Bei einem bekannten Gerät ist ein Schreibstift -vorgesehen, welcher in einer Halterung gelagert ist, die in einer Führung beweglich ist. Beim Verschieben des Halters in der Führung treten Haftreibungskräfte auf. Diese wirken sich auf das Meßergebnis aus, da sie über ein Seil direkt an die Glocke gekoppelt sind. The accuracy of working with these gauges largely depends from the elimination of static friction. Such occur in all known devices Frictions on the pointer or the pen on. One known device is a pen -provided, which is mounted in a holder that is movable in a guide is. When moving the holder in the guide, static friction forces occur. These have an effect on the measurement result because they are attached directly to the bell via a rope are coupled.

Bei einem anderen Gerät reibt das Gegengewicht an einer Stange, wodurch der auf dem Gegengewicht befestigte Zeiger den Einflüssen der Haftreibung unterliegt. Da hier das Gegengewicht nicht zentrisch aufgehängt ist und die Schreiberkräfte über einen langen Hebelarm an dem Gegengewicht angreifen, ist hier der unerwünschte Einfluß durch die Haftreibung relativ groß. Derartige Einflüsse treten auch dort auf, wo ein Schiebewiderstand für die elektrische Anzeige benutzt wird.In another device, the counterweight rubs against a rod, causing the pointer attached to the counterweight is subject to the influences of static friction. Since the counterweight is not suspended centrally here and the typists Attacking the counterweight via a long lever arm is the undesirable one here The influence of the static friction is relatively large. Such influences also occur there where a slide resistor is used for the electrical display.

Diese Nachteile vermeidet die vorliegende Erfindung. Die vorliegende Erfindung schafft ein sehr einfach aufgebautes und dabei sehr genau anzeigendes Gerät. The present invention avoids these disadvantages. The present Invention creates a very simply structured and very accurate display Device.

Die Erfindung besteht darin, daß die aus spezifisch leichtem Material, insbesondere einem Kunststoff, angefertigte Glocke in zwei konzentrische, durch je ein Ventil enthaltende Rohrleitungen miteinander verbindbare Kammern unterteilt ist, daß ihr Mantel als die Wandung des Wassergefäßes zwischen sich aufnehmende Doppelwand ausgebildet ist, daß sie axial verschiebbar, aber gegen Verdrehung gesichert auf einer von einem Motor angetriebenen, auch zum Wassergefäß konzentrischen Welle sitzt und daß außerhalb des Gerätes ein federnd gegen den äußeren Umfang des als Registrierzylinder dienenden doppelwandigen Mantels der Glocke anliegender Schreibstift ortsfest angebracht ist. The invention consists in that the specifically light material, in particular a plastic, bell made in two concentric, by each subdivided pipelines containing a valve which can be connected to one another is that their coat as the wall of the water vessel between them receiving Double wall is designed so that it is axially displaceable, but secured against rotation on a shaft driven by a motor, also concentric to the water container sits and that outside of the device a resilient against the outer periphery of the than Register cylinder serving double-walled jacket of the bell adjacent pen is fixedly attached.

- Die beiden Kammern zur Aufnahme der Luft und der Registrierzylinder, die miteinander die Glocke bilden, führen zugleich zwei Bewegungen, nämlich eine Dreh- und eine Translationsbewegung aus. Weil die Glocke gleichzeitig eine beständige Dreh- und eine Translationsbewegung ausführt, also ständig in Bewegung ist, wird schon eine Herabsetzung der Haftreibung erzielt. Das Gewicht der ganzen, aus den konzentrischen Kammern und dem Registrierzylinder gebildeten Glocke wird in ihrer Ausgangshöhenlage durch die Zusatzauftriebskraft an ihr befestigter Schwimmer kompensiert. Die Glocke besteht aus Kunststoffen oder anderen leichten Werkstoffen. Der Motor mit der Drehzahluntersetzungseinrichtung ist in einem Lager auf der Grundplatte drehbar gelagert, durch Andrücken der einen oder der anderen von zwei mit verschiedener Geschwindigkeit angetriebenen Reibungsscheiben an einen auf der Welle aufgekeilten Teller wird eine niedrige oder hohe Drehgeschwindigkeit der Registriertrommel erhalten. Der Registrierstift ist federnd auf einem Stab gelagert, wobei der Halter des Stiftes einen Hebel bildet, dessen längerer Arm durch sein Gewicht den Schreib stift an den Registrierstreifen auf der Registrierwalze andrückt. - The two chambers for receiving the air and the registration cylinder, which together form the bell, perform two movements at the same time, namely one Rotary and translational motion. Because the bell is also a permanent one Performs rotary and translational motion, i.e. is constantly in motion already achieved a reduction in static friction. The weight of the whole, from the concentric chambers and the registration cylinder is formed in their bell Starting altitude compensated for by the additional buoyancy force attached to it by floats. The bell is made of plastics or other light materials. The motor with the speed reduction device is in a bearing on the base plate rotatably mounted by pressing one or the other of two with different Speed driven friction disks to one splined on the shaft Plate, a low or high speed of rotation of the recording drum is obtained. The registration pen is resiliently mounted on a rod, the holder of the pen forms a lever, the longer arm of which pens the pen due to its weight presses the registration strip on the registration roller.

In den Mittelteil des festen Zylinders ist ein Gefäß mit Natronkalk eingeschoben.In the middle part of the solid cylinder is a vessel with soda lime inserted.

Das erfindungsgemäße Gerät ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen senkrechten Schnitt, F i g. 2 eine Draufsicht. The device according to the invention is shown schematically in the drawing. It shows F i g. 1 shows a vertical section, FIG. 2 is a plan view.

Das Gerät enthält eine Grundplatte 1, auf der eine zylindrische Haube 2 beispielsweise mit Schrauben befestigt ist. In der Mitte der Haube 2 befindet sich auf der Platte 1 ein zentrales Lager 3, in welchem das untere Ende einer senkrechten Welle 8 drehbar gelagert ist. Diese trägt einen Teller 4, dessen Rand rechtwinklig abgebogen ist. Mit dessen Innenseite arbeiten zwei Antriebsscheiben S zusammen, und zwar wahlweise die eine oder die andere. Diese Antriebsscheiben 5 werden durch einen Motor 6 mittels eines Untersetzungsgetriebes bekannter Ausführung mit verschiedener Geschwindigkeit angetrieben. Der Motor 6 samt dem Untersetzungsgetriebe ist in einem Lager 7 schwenkbar gelagert. Die Antriebsscheiben 5 sind so zueinander angeordnet, daß durch entsprechende Verdrehung bzw. Verschwenkung des Motors die eine oder die andere Reibscheibe mit dem Tellerrand in Berührung gebracht wird (in der Zeichnung nicht dargestellt). The device contains a base plate 1 on which a cylindrical hood 2 is fastened with screws, for example. In the middle of the hood 2 is located on the plate 1 a central bearing 3, in which the lower The end of a vertical shaft 8 is rotatably mounted. This carries a plate 4, whose edge is bent at right angles. Two drive pulleys work with its inside S together, either one or the other. These drive pulleys 5 are driven by a motor 6 by means of a reduction gear of known design driven at different speeds. The motor 6 including the reduction gear is pivotably mounted in a bearing 7. The drive pulleys 5 are so to each other arranged that by corresponding rotation or pivoting of the motor one or the other friction disc is brought into contact with the rim of the cup (in not shown in the drawing).

Die Haube 2 bildet den Sockel für ein mit Wasser zu füllendes Gefäß 10, das durch eine konzentrische Zwischenwand 9 in zwei Kammern 18, 19 unterteilt ist. Der Boden des Gefäßes 10 wird von der Welle 8 durchdrungen, die noch ein beträchtliches Stück über das Wassergefäß 10 hinausragt. Auf der Welle 8 ist axial verschiebbar, aber gegen Drehung gesichert, eine Glocke angebracht, die in das Wassergefäß 10 eintaucht. Die Glocke besitzt in der Achse eine außen verschlossene Führungshülse für die Welle 8 und weist außerdem mehrere konzentrische Zwischenwände auf, durch die eine Aufteilung in die zwei Kammern 18, 19 erreicht wird. Die Kammer 18 ist von der Zwischenwand 9 des Wassergefäßes 10 umgrenzt und bildet die innere Kammer, während die Kammer 19 von der Wandung des Wassergefäßes 10 umgrenzt ist und die äußere Kammer bildet. Die beiden Kammernl8, 19 sind durch ein Abschlußorgan enthaltende Leitungen 21 miteinander verbindbar. Die Glocke mit den Kammern 18, 19 besteht aus einer verhältnismäßig leichten Kunststoffmasse. Das Gewicht der Glocke ist in ihrer Ausgangshöhenlage durch die Zusatzauftriebskraft und an ihr befestigter Schwimmer 11 kompensiert. In den mittleren Teil des feststehenden Wassergefäßes 10, in den das Einatmungsrohr mündet, ist ein Gefäß 12 mit Natronkalk eingeschoben. Das Ausatmungsrohr 13 mündet unmittelbar in das Natronkalk enthaltende Gefäß 12 und ist durch eine Gummimanschette abgedichtet. An diese beiden Rohrleitungen sind außerhalb des Gerätes Faltenschläuche angesetzt, die in einem Zweiwegventil 14 mit einem Mundstück enden. Die beiden Schlauchleitungen sind in einem Halter 15 aufgehängt. The hood 2 forms the base for a vessel to be filled with water 10, which is divided into two chambers 18, 19 by a concentric partition 9 is. The bottom of the vessel 10 is penetrated by the shaft 8, which is still a considerable Piece protrudes beyond the water vessel 10. On the shaft 8 is axially displaceable, but secured against rotation, a bell is attached which goes into the water vessel 10 immersed. The bell has an externally closed guide sleeve in the axis for the shaft 8 and also has several concentric partitions by a division into the two chambers 18, 19 is achieved. The chamber 18 is bounded by the partition 9 of the water vessel 10 and forms the inner chamber, while the chamber 19 is bounded by the wall of the water vessel 10 and the outer chamber forms. The two chambers 8, 19 are contained by a closure member Lines 21 can be connected to one another. The bell with the chambers 18, 19 consists of a relatively light plastic mass. The weight of the bell is in hers Starting altitude due to the additional buoyancy and swimmers attached to it 11 compensated. In the middle part of the fixed water vessel 10, in the the inhalation tube opens, a vessel 12 with soda lime is inserted. The exhalation tube 13 opens directly into the soda lime containing vessel 12 and is through a Sealed rubber sleeve. Both of these pipes are outside the device Corrugated tubes attached, which end in a two-way valve 14 with a mouthpiece. The two hose lines are suspended in a holder 15.

An der rechten Seite der Haube 2 ist in einem Lager ein parallel zur Welle 8 verlaufender Stab 16 befestigt, dessen in Höhe des oberen Randes des Wassergefäßes 10 stehendes Ende einen Halter für einen Schreibstift 17 trägt. Der einseitig nach der Glocke zu vorstehende Halter biegt den leicht federnden Stab 16 nach der Glocke hin so durch, daß der Stift 17 gegen den von der Glockenaußenwandung gebildeten Registrierzylinder 20 gedrückt wird. On the right side of the hood 2 is a parallel in a camp to the shaft 8 extending rod 16 attached, whose level with the upper edge of the Water vessel 10 standing end carries a holder for a pen 17. Of the The holder protruding on one side after the bell bends the slightly resilient rod 16 after the bell so that the pin 17 against that of the bell outer wall formed registration cylinder 20 is pressed.

Das ganze Gerät besitzt also eine Reihe von zu einer gemeinsamen Achse konzentrischen, zylindrischen Mänteln, die mehrere ineinandergeschobene Hohlzylinder bilden. Die kleine, der Welle 8 benachbart gelegene Kammer 18 ist für Kinder und Personen mit geringer Vitalkapazität bzw. mit kleinem Atmungsvolumen bestimmt. Die von der Welle 8 entfernter gelegene, große Kammer 19 ist für Erwachsene bestimmt. Durch Verbindung der beiden Kammern 18 und 19 mit Hilfe der Rohre 21 kann ein Volumen erzielt werden, welches der größten Vitalkapazität entspricht. An dem die Glockenaußenseite bildenden Registrierzylinder 20 wird der Registrierstreifen befestigt. Die beiden Kammern 18 und 19 sind demnach mit dem Registrierzylinder 20 zu einem die Glocke bildenden Bauteil verbunden, dessen Gewicht in seiner Ausgangshöhenlage durch die Zusatzauftriebskraft an ihr befestigter Schwimmer 11 kompensiert ist. The whole device has a number of to one common Axis concentric, cylindrical shells containing several hollow cylinders pushed into one another form. The small, the shaft 8 adjacent chamber 18 is for children and Persons with a low vital capacity or with a small respiratory volume are determined. the The large chamber 19 located further away from the shaft 8 is intended for adults. By connecting the two chambers 18 and 19 with the help of the tubes 21, a volume achieved which corresponds to the greatest vital capacity. On which the outside of the bell forming registration cylinder 20, the registration strip is attached. The two Chambers 18 and 19 are therefore with the registration cylinder 20 to one the bell forming component connected, its weight in its initial height position by the Additional buoyancy force attached to it float 11 is compensated.

Das erfindungsgemäße Gerät ist sowohl zur Bestimmung des Gasstoffwechsels als auch der vitalen Lungenkapazität verwendbar, und zwar sowohl bei Kindern als auch bei Erwachsenen. The device according to the invention is both for determining the gas metabolism and the vital lung capacity, both in children and even in adults.

Wenn mit Hilfe des Gerätes der Gasstoffwechsel ermittelt werden soll, wird folgendermaßen vorgegangen: An dem Registrierzylinder 20 wird der Registrierstreifen befestigt. Der von der Sauerstoffbombe kommende Schlauch wird auf die Mündung des Ventils 14 aufgesetzt, und die Trommel wird mit Sauerstoff gefüllt, so daß sie ihre höchste Lage einnimmt. Der Patient atmet in das Mundstück, und die Trommel vollführt nun eine zweifache Bewegung. Da sie durch das Ein- und Ausatmen des Patienten steigt und sinkt, gleitet sie entlang der mit einer Nut versehenen Welle 8 auf- und abwärts. Gleichzeitig wird sie jedoch durch diese Welle in einer Richtung gedreht, und zwar mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 1 mm pro Sekunde. Der Schreibstift 17 liegt auf dem Registrierstreifen und zeichnet das Spirogramm auf. If the gas metabolism is to be determined with the aid of the device, the procedure is as follows: The registration strip is attached to the registration cylinder 20 attached. The hose coming from the oxygen bomb is placed on the mouth of the Valve 14 is put on, and the drum is filled with oxygen so that they are theirs occupies the highest position. The patient breathes into the mouthpiece, and the drum performs now a twofold movement. As it increases as the patient inhales and exhales and descends, it slides up and down along the grooved shaft 8. At the same time, however, it is rotated in one direction by this shaft, namely with a peripheral speed of 1 mm per second. The pen 17 lies on the registration strip and records the spirogram.

Bei Untersuchung der vitalen Lungenkapazität wird folgendes Verfahren angewendet: Der Registrierstreifen wird auf die Trommel 20 aufgelegt, die sich jetzt in ihrer unteren Lage befindet und mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 50mm pro Sekunde umläuft. Der Patient atmet frei ein und atmet dann fest in das Mundstück aus. Die ganze Trommel samt dem Registrierstreifen dreht sich und steigt dabei in die Höhe. Der Schreibstift 17 zeichnet dabei eine Kurve auf, die eine Bestimmung der vitalen Lungenkapazität ermöglicht. When examining the vital lung capacity, the following procedure is used applied: The recording strip is placed on the drum 20, which is now is in its lower position and with a peripheral speed of 50mm per Second passes. The patient breathes in freely and then breathes firmly into the mouthpiece the end. The whole drum, including the registration strip, turns and rises in the process the height. The pen 17 records a curve that is a determination the vital lung capacity.

Claims

Claims: 1. Recording device for measurement and graphical representation the vital lung capacity and the gas metabolism, which one to take up the exhaled air or the air used to absorb oxygen into a with water filled vessel diving bell as well as a device for recording the lifting and lowering movement of the bell on a rotating drum, characterized in that that the specifically light material, especially a plastic, made Bell in two concentric pipes, each containing a valve (21) interconnectable chambers (18, 19) is divided that their jacket than the Wall of the water vessel (10) formed between receiving double wall is that it is axially displaceable but secured against rotation on one of one Motor (6) driven shaft (8) which is also concentric to the water container (10) is seated and that outside of the device a resilient against the outer circumference of the register cylinder (20) serving double-walled jacket of the bell adjacent pen (17) is fixedly attached.

2. Registration device according to claim, characterized in that the Water vessel (10) on a high base (2) covered by a base plate (1) stands and the bottom of the water vessel penetrating shaft (8) with its lower The end is held in a thrust bearing (3) attached to the base plate (1).

3. Registration device according to claim 1 and 2, characterized in that that the shaft (8) carries a plate (4) with a bent edge and one on the Inside of this edge engaging friction disc (5) of the on the base plate (1) inside the base mounted motor (6) is driven.

4. Registration device according to claim3, characterized in that two vora motor (6) with different speed driven friction discs (5) provided and so arranged in relation to one another and to the axis of the motor (6) are that by pivoting the motor either one or the other friction disc can be brought into contact with the edge of the plate (4).

5. Registration device according to claim 1, characterized in that the Weight of the bell in its initial height position due to the additional buoyancy your fixed float (1 t) is compensated.