<Desc/Clms Page number 1>
Vorrichtung zur indirekten Bestimmung der mit der Ausatmung ausgeschiedenen Kohlensäure und des respiratorischen Quotienten.
Zur Bestimmung der Kohlensäureausscheidung bei der Atmung und damit des respiratorischen
Quotienten war man bislang immer auf din analytische Untersuchung der Respirationsluft angewieseneine Methode, welche Übung und Mühe erfordert. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, das bekannte graphische Verfahren zur Bestimmung des Sauerstoffverbrauches bei der Atmung so zu gestalten, dass sich auch die Kohlensäureausscheidung - wenn auch auf indirektem Wege-aus dem Verlauf einer Kurve ablesen lässt.
Das Prinzip der Vorrichtung gemäss vorliegender Erfindung beruht darauf, dass unter demselben beweglichen, mit dem Schreiber versehenen Spirometerdeckel das zu verbrauchende Sauerstoffvolum, aus dem die Versuchsperson atmet, und das Volumen der ausgeschiedenen Kohlensäure nebeneinander, aber voneinander getrennt vorhanden sind ; für die beim Inspirium verbrauchte Sauerstoffmenge tritt das im Exspirium ausgeschiedene COs-Quantum unter den Deckel und hebt ihn wieder. Ist der respiratorische Quotient = 1, so hat am Ende des Exspiriums der Deckel die Höhe seiner Ausgangsstellung wieder erreicht ; ist der respiratorische Quotient < 1, d. h. ist die produzierte Kohlensäuremenge kleiner als das verbrauchte Sauerstoffvolumen, dann wird der Deckel am Ende des Exspiriums weniger hoch angestiegen sein, als der Ausgangsstellung entspricht.
Wird eine Reihe von Atemzügen durch mehrere Minuten auf einer rotierenden Trommel verzeichnet, so ergibt sich entweder ein wagrechter oder ein mehr oder minder abfallender Verlauf des Stethogramms. Das oben erwähnte Auseinanderhalten von Reservoirsauerstoff, aus dem inspiriert wird, und der Exspirationsluft geschieht in der Weise, dass das Exspirium in einen luftdichten Sack gelangt, der aus dünnen und leichten Gummiplatten geklebt ist ; der Sack muss einen so grossen Fassungsraum besitzen, dass er auch am Ende des Versuchs nur so weit gefüllt ist, dass seine Wände nicht gedehnt werden müssen, wodurch der Widerstand in allen Phasen des Versuchs gleich gering bleibt und jede Stauung von Kohlensäure im Körper vermieden wird. Wenn der Sack gefüllt ist und den ihm zur Verfügung stehenden Raum des Spirometers ausfüllt, hebt er den Deckel ab.
Die Länge des Versuchs ist somit durch die Grösse des Sackes implicite gegeben. In den Sack gelangt neben der Kohlensäure auch der vom Körper nicht verbrauchte Sauerstoff. Da es sich aber nur um eine blosse Volumenänderung im Gesamtsystem des Apparates handelt, so ist es bedeutungslos, ob der unverbrachte Sauerstoff zum Reservoirsauerstoff zurückkehrt (wie beim Kroghschen Apparat) oder ob er mit der Kohlensäure in den Sack gelangt. Es ergibt weiterhin keinen Fehler, dass im Sacke auch der ausgeatmete Stickstoff sich sammelt, wenn aus dem Spirometer nicht reiner Sauerstoff, sondern atmosphärische Luft geatmet wird ; dadurch gelangt in den Sack ebensoviel Stickstoff, als aus dem Spirometer geschöpft wird.
Der aus den Lungen kommende Wasserdampf wird vor dem Eintritt in den im Spirometer liegenden Sack von Chlorkalzium absorbiert. Die Abkühlung der Expirationsluft, die Körpertemperatur besitzt, auf Zimmertemperatur wird durch einen Kühler bewerkstelligt, der das Expirationsrohr umgibt. Der Auftrieb des Spirometerdeckels ist immer nahezu konstant, da der Abfall der Kurve, bzw. des Deckels bei einer Versuchsdauer von 4-5 Minuten maximal nur wenige Millimeter beträgt. Damit ist gewährleistet, dass de'Atemmechanismus während der ganzen Versuchsdauer der gleiche bleibt, weil der. an sich geringe Widerstand, der dem Exspirium entgegensteht, während der ganzen Dauer des Versuchs sich nicht ändert. Die Inspirationsluft muss vor dem Einlass in das Spirometer getrocknet werden, indem
<Desc/Clms Page number 2>
man sie durch Chlorkalzium leitet.
Da in der Dichtungsrinne des Spirometers zum luftdichten Abschluss des Systems sich Wasser befindet, muss dieses, um die Entwicklung von Wasserdampf zu vermeiden, mit einer dünnen Schichte von Paraffinöl bedeckt sein. Die zwischen den Einzelversuchen notwendige
Entleerung des Sackes wird dadurch erreicht, dass man unter den Spirometerdeckel Luft so lange ein- strömen lässt, bis beim Exspirationsansatz des Spirometers aus dem Sack keine Luft mehr abfliesst.
Die Grösse des Abfalls der Stethogramme sowie die Höhendimensionen der aufgezeichneten Atem- züge sind der Fläche des beweglichen Deckels invers proportional, hängen aber nicht vom Kubikinhalt des Spirometers ab.
Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes schematisch zur Darstellung gebracht.
Der kastenartig ausgebildete Behälter (Spirometer) a ist von einer Rinne b umgeben, welche mit Wasser gefüllt ist, auf der Paraffinöl od. dgl. schwimmt, um eine Verdunstung des Wassers zu vermeiden.
In diese Rinne taucht der nach Art einer Gasglocke ausgebildete Deckel c mit seinen nach abwärts gerichteten Wänden. Dieser Deckel c ist nach der dargestellten Ausführungsform, um eine Achse d drehbar und durch ein Gegengewicht e ausbalanciert. In dem Behälter a mündet einerseits das Rohr l'ein, welches ein Saugventil g aufweist und mit dem Mundstück h in Verbindung steht. Von dem Mundstück h zweigt weiters das Ausatmungsrohr i ab, in welches ein Druckventil k und ein Chlorkalziumbehälter 1 eingeschaltet ist. An Stelle des Chlorkalziumbehälters kann auch eine andere geeignete Einrichtung, wie z. B. eine mit konzentrierter Schwefelsäure gefüllte Waschflasche zum Zurückhalten der Feuchtigkeit in der ausgeatmeten Luft verwendet werden.
Das Chlorkalziumgefäss wird in geeigneter Weise zweckmässig vermittels eines Wasserkühler m auf Zimmertemperatur gekühlt. Die Kühlung kann auch mit Luft selbst erfolgen.
Das Rohr i mündet in den Gummisack n, welcher in dem Behälter a untergebracht ist. An Stelle des Gummisackes, kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine andere luftdicht abschliessende, leicht erweiterungsfähige Einrichtung verwendet werden.
Der Deckel c trägt einen Schreibstift 0, welcher auf einer rotierenden Trommel p die Bewegungen des Deckels aufzeichnet.
Gegebenenfalls ist es zweckmässig, die Einatmungsluft in dem Gummisack aufzuspeichern und aus diesem zu atmen, während die ausgeatmete Luft in dem Spirometerbehälter a gesammelt wird. Diese Abänderung erscheint dann zweckmässig, falls der Gummisack der Ausatmung zu viel Widerstand entgegensetzen sollte. Bei dieser Abänderung sind Saug-und Druckventil gegenseitig auszuwechseln und ist das Chlorkalziumgefäss mit dem Kühler in das in dem Behälter ausmündende Rohr j'einzuschalten.
Unter Umständen ist es zweckmässig, im Rahmen der vorliegenden Erfindung durch Anwendung eines zweiten Spirometers die Mengen der eingeatmeten Luft und der ausgeatmeten kohlensäurehaltigen Luft getrennt zu registrieren.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur indirekten Bestimmung der mit der Ausatmung ausgeschiedenen Kohlensäure und des respiratorischen Quotienten, gekennzeichnet durch zwei getrennte ausdehnsame Behälter, von welchen der eine das zu verbrauchende Sauerstoffvolumen enthält, während der andere die ausgeschiedene kohlensäurehältige Luft aufnimmt, so dass durch eine in bekannter Weise durchgeführte gemeinsame oder getrennte graphische Registrierung beider Gase die Differenz zwischen den Volumina des verbrauchten Sauerstoffes und der ausgeschiedenen Kohlensäure ermittelt werden kann.