Registriergerät zur graphischen Darstellung und Messung des Atmungsvolumens
Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Re gistriergerät für jdic graphische Darstellung und Mes- sung des Atmungsvolumens, d. h. der vitalen Lungen- kapazität, durch ! der Untersuchung auch in der Entwicklung begriffene und leicht einer rechtzeiligen Diagnose entgehende Erkrankungen, wie chronisoher Luftröhrenkatarrh, Lungenemphysem, Bronchialasthma, Silikose und andere die mechanische Ventilationsfähigkeit der Lunge beschränkende Krankheiten mit hinreichender Verlässlichkeit festgestellt werden können.
Dasselbe Gerät dient auch zur glo balen Spirographie und zur Diagnostik des basalen Metabolismus bei verschiedenen Erkrankungen des endokrinen Systems, insbesondere bei Ffunktionsstö- liungen der Schilddrüse.
Bekannt sind derartige von Barness, Krogh, Fleisch und Sarbon gebaute Geräte und ferner der tschechaslowakische Expirator PREMA. Diese be- kannten Geräte wenden entweder nur für Messungen des Metabolismus - als Metabolimeter - oder als Ausatmungsregistriengeräte oder schliesslich, als kombinieirte Apparate gebaut.
Allen diesen bekannten Geräten liegt im wesentlichen dasselbe Prinzip zugrunde, laut welchem in eme Glocke oder in einen Zylinder von be stimmtem Volumen, welche sich in ider Regel in einem Wasserverschluss auf- und abwärts bewegen, Sauerstoff eingelassen wind. In den Raum unterhalb der Glocke miünden Ein-und Ausatmungs,- schläche, Idie an den Mund jdes Patienten angeschlossen sind (wobei seine Nase abgeschlossen ist).
Der, Patient atmet Sauerstoff ein und atmet Kohlen dioxyd aus, welches durch ein Gefäss mit Natron- kalk hindurchgefiihrt wird. Der Atzkalk absorbiert das Kohlendioxyd, und der durch die Atmung ver ursachte Sauerstoffverbrauch kommt in einem Herab- sinken der Glocke zum Ausdruck. Die Glocke ist über eine Rolle mit einem Schreibstift verbunden, welcher auf einer Registrierwalze die Atmungsamplituden aufzeichnet, aus denen sohliesslidh mit Hilfe von Tabellen der Metabolismus abgeleitet werden kann. Die Ausatmungsregistriergeräte beruhen auf demselben Prinzip, doch sind sie mit keinem Natronkalkgefäss versehen, und die Glocke wird nicht mit Sauerstoff gefüllt.
Nach tiefsber 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 Glocke bewegt sich, aufwärts, und ihre Bewegung wind über eine Rolle auf emen Schreibstift übeirführt, der auf einer anderen Registrierwalze eine Kurve aufzeichnet, aus welcher wiederum die Diagnose abgelei- tet werden. kann.
Alle bisher bekannten Geräte weisen eine Reihe von Nachteilen auf. Sie besitzen zwei Zylinder, d. h. einen Saiuerstoffzylmder und einen separaten Re 'gistrieEzylmder.DerSauerstoffzylinderbesteht ge wöhnlich aus Metall'und weist daher eine beträcht- liche Masse auf, weshalb er durch ein Gegenge wicht über eine Rolle ausgewuchtet werden muss.
Die. grosse Masse verursacht unerwünschte Träg- heitsmomente und verzerrt dadurch die Aufzeich- nung. Die Geräte sind gewöhnlich nur m einem für Erwachsene bestimmten Bereich gebaut. Die registrierte Ausatmung kann bei Kindern oder Personen mit geringer Lungenkapazität nur schwer und mangelhaft ausgewertet werden. Manche Apparate sind übermässig gross, schwer, kompliziert und teuer.
Die erwähnten Nachteile der bisher bekannten Geräte sollen durch idie vorliegende Erfindung be- seitigt werden. Das Wesen des erfindungsgemässen Gerätes beruht darin, dass die drehbaren Luftzylinder, der wassergefüllte ortsfeste Zylinder, der Re gistrierzylinder und die Welle koaxial angeordnet und mittels eines zentralen Lagers an der Grundplatte befestigt sind. Die Luftzylinder können durch Rohre umgeschaltet bzw. verunden werdne, so dass verschiedene Volumen für Personen mit verschie- den grosser VibaRapazität zur Verfügung stehen.
Der Luftzylinder und der Registrierzylinder, die miteinander eine einzige Trommel bilden, führen zugleich zwei Bewegungen, nämlich eine Dreh- und eine Translationsbewegung, aus. Der Luft- und Registrierzylinder bestehen vorzugsweise aus Kunst- stoffen oder anderen leichten Werkstoffen (z. B.
Silon, Novodur, Polyäthylen und dergleichen). Der Motor mit dem Üibersetzungsgehäuse ist zweckmässig in einem Lager auf der Grundplatte drehbar gelagert, und durch Andrücken'der einen oder der anderen von zwei drehbaren Raibungssoheiben an einen auf der Welle aufgekeilten Teller wird die niedrige oder hohe Djoehgeschwindigkeit der Zylinder geschaltet. Der Registrierstift ist vorteilhaft in einer schwingbaren Hülse auf einem Stab gelagert, wobei die Hülse des Stiftes einen Hebel bildet, dessen längerer Arm durch sein Gewicht den Schreibstift an den Registrierstreifen auf der Registrierwalze an- drückt. In'den Mittelteil des. festen Zylinders kann ein Gefäss mit Natronkalk eingeschoben weaden.
Ein Ausfühmmgsbeispiel des erssndungsgemässen Gerätes ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt das Gerät im Aufriss und
Fig. 2 im Grundriss.
Das Gerät enthalt eine Grundplatte l, auf der eine zylindrische Haube 2, beispielsweise mit Schrauben, befestigt ist. Jh der Matte der Haube 2 befindet sich in der Platte 1 ein zentrales Lager 3, in welchem ein Teller 4 drehbar gelagert ist. Mit dem inneren gebogenen Rand des Tellers 4 arbeiten zwei Antriebsreibscheiben 5 zusammen, und zwar wahlweise'die. eine oder die. andere. Diese Scheiben 5 wenden durch einen Motor 6 mittels eines tuber- setzungsgetriebes bekannter Ausführung ! angetrieben.
Der Motor 6 samt dem Übersetzungsgehäuse ist in n einem Lager 7 drehbar gelagert, in welchem er durch einen. Habel gedreht werden kann, wodurch die eine oder'die andere Drehgeschwmdigkeit ein- geschaltet wird. Diesen zwei Drehgeschwiindigkeiten entsprechen. am Umfang dos Registrierzylinders 20 bzw. auf idem Registrierstreifen Umfangsgeschwindig keiten von l mm/Sek. und d 50 mm/Sek. Der dreh- bare Teller ist mittels einer Feder oder mittels eines Stiftes und einer Nut mit einer Welle 8 verbunden, die entlang ihrer ganizen Länge diese Nut ausweist.
In diese Nut greift ein Zapfen des mit dem zylindri- schen Mantel 9 bzw. mit dem Luftzylinder 19 fest verbundenen Deckels ein. Der durch zwei kon- zentrische. zylindrische Mäntel gebildete Luftzylinder 19 ist in einen wassengefüllten, feststehenden Zylinder 10 eingeschoben. Der Luftzylinder 19 sowie auch der Luftzytinder 18 besteht aus einer ver hältnismässig leichten Kunstmasse (z. B. Novodur,
Silon, Polyäthylen und dergleichen) und ist in seinem Mittelteil durch Luftschwimmer 11 ausgewuchtet.
In den mittleren Te31, des feststehenden Zylinders 10 ist ein Gefäss 12 mit Natronkalk eingeschoben, in dessen Raum das Einatmungsrohr mündet. Das Aus- atmungsrohr 13 mündet unmittelbar in das Natronkalk enthaltende Gefäss 12 und ist jdurch eine Giummi- mansohette abgedichtet. Diese beiden Rohrleitungen sind ausserhalb des Gerätes mit Ealtenschläuchen fortgesetzt, die in ein Zweiwegventil 14 mit einem Mundstück enden. Die beiden Schlauchleitungen sind in einem Halter 15 aufgehängt. An der rechten Seite der Haube 2 ist in einem Lager ein Stab 16 befestigt, der oben eine Hülse für einen Schreib- ; stift 17 trägt.
Die Hülse bildet einen Hebel, dessen längerer Arm durch sein Gewicht den Stift 17 gegen einen Registrierzylinder 20 andrückt.
Das ganze Gerät besitzt daher an einer gemein- samen Achse eine Reihe von koaxialen, zylindrischen Mänteln, die mehrere ineinander geschobene Hohl zylinder bilden. Der Jdsime Luftzylinder 18, näher der Welle 8, ist für Kinder und Personen mit geringer Vitalkapazität bzw. mit kleinem Atmungsvolumen bestimmt. Der von der Welle 8 weiter entfernte, grosse Luftzylinder 19 ist für Erwachsene bestimmt. Durch Verbindung der beiden Luftzy- linder 18 und 19 mit Hilfe von Rohren 21 kann ein Volumen erzielt werden, welches der grössten Vitalkapazität entspricht. An der Aussenseite ist dann der Registrierzylinder 20 angeordnet, an den der Registrierstreifen befestigt wird.
Die beiden Luft zylinder 18'und 19 sind mit dem Registrierzylinder 20 zu einer Trommel verbunden, die durch die Schwimmer 11 ausgewuchtet wird.
Das beschriebene Gerät ist universal verwend- bar und dient zur Bestimmung des basalen Meta bolismus sowie des Atmungsvolumens, und zwar sowohl bei Kindern als auch bei Erwachsenen.
Wenn mit Hilfe des Geräts der Metabolismus ermittelt werden soll, wird folgendermassen vorge gangen : An den Registrierzylinder 20 wird der Registrierstreifen befestigt. Der von der Sauerstoffbombe führende 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 Be wegung. Nachdem sie durch das Atmen des Patienten steigt und sinkt, gleitet sie entlang der mit einer Nut versehenem Welle 8. auf- und abwärts.
Gleichzeitig wird sie jedoch durch diese Welle in veiner Richtung gedreht, und zwar mit einer Um- fangsgeschwindigkeit von 1 Millimeter pro Sekunde.
Der Schreibstift 17 liegt auf idem Registrierstreifen der Walze 20 und zeichnet das Spirogramm auf.
Zur Messung der Atmungsvolumen wird folgen- des Verfahren angewendet : Der Registrierstreifen wird auf die Trommel 20 aufgelegt, die sich jetzt in fluer gesenkten Stellung befindet und mit einer Umfangsgeschwindigkeit von. 50 mm/Sek. umläuft.
Der Patient atmet ein und atmet dann fest in das Mundsbück iaus. Die ganze Trommel samt dem Registrierstreifen dreht sich und steigt dabei in die Höhe. Der Schreibstift 17 verzeiohnet die Kurve der vitalen Kapazität.