DE1176312B

DE1176312B - Spirographic device

Info

Publication number: DE1176312B
Application number: DEK41686A
Authority: DE
Inventors: Dr Wilhelm Knipping
Original assignee: WILHELM KNIPPING DR
Current assignee: WILHELM KNIPPING DR
Priority date: 1960-09-15
Filing date: 1960-09-15
Publication date: 1964-08-20

Description

Spirographisches Gerät Die Erfindung betrifft ein spirographisches Gerät, das eine Maske, ein Spirometer, eine Sorptionsvorrichtung, eine Motorpumpe und eine diese Geräte verbindende Kreis leitung aufweist, und zur fakultativen, gleichzeitigen bzw. wahlweisen Zusammenschaltung mit dem Massenspektrographen, mit Meßkammern, mit dem Isotopenthorakographen und anderen Zusatzgeräten für Untersuchungen im speziellen Bereich der vita maxima dient.Spirographic Apparatus The invention relates to a spirographic apparatus Device that includes a mask, a spirometer, a sorption device, a motor pump and has a circuit line connecting these devices, and for the optional, simultaneous or optional interconnection with the mass spectrograph, with Measuring chambers, with the isotope thoracograph and other additional devices for examinations serves in the special area of vita maxima.

In den letzten beiden Jahrzehnten hat die gasanalytische Technik für medizinische Zwecke wesentliche Fortschritte erfahren. Es ist gelungen, Spirographen zu bauen, welche die Registrierung einer Reihe von Meßgrößen selbst unter den Bedingungen der vita maxima, also bis in höchste Arbeitsstufen hinein, gestatten. Auf der anderen Seite ist die Gas analyse der Gasfraktion auf verschiedenen Wegen verfeinert worden. Die Anzeigevergrößerung wurde verkleinert, und mehrere Gasproben können gleichzeitig registriert werden. Vor allem die Massenspektrographie hat einen erheblichen Gewinn gebracht. Die Anwendung von radioaktiven Isotopen, insbesondere abgemessene Volumina von Gasen, steigert die Empfindlichkeit bei der Residualluftbestimmung und benachbarten Verfahren. Schließlich gelang es. zu einer echten regionalen Funktionsanalyse in den Atmungsorganen zu kommen, zunächst durch die Bronchospirographie, neuerdings durch die Verwendung radioaktiver Isotopen der die Spirographie (Xenonthorakographie), welche die Untersuchten weniger strapaziert. Bei der letzteren, seit kurzem bekannten Methode wird in äußerst kleinen Mengen radioaktives Xenon eingeatmet und die Gammaaktivität über viele Lungenfelder von außen registriert. Das Ergebnis ist für die präoperative Thoraxdiagnostik wichtig. Das ist nur eine kleine Auslese einer fast verwirrenden Vielfalt notwendiger, aber anspruchsvoller und komplizierter neuer Analysenrichtungen und Formen. Die vorliegende konstruktive Bemühung soll helfen, diese neuen wertvollen Hilfsgeräte zum speziellen gleichzeitigen Einsatz in einer übersichtlichen Vorrichtung unter ausdrücklicher Beschränkung auf die Anwendung im Bereich der vita maxima zu bringen, und zwar in einer Form in der die alte Spirographieapparatur zugleich eine Weiterentwicklung erfährt. In the last two decades, gas analysis technology experience significant advances for medical purposes. Succeeded Spirograph to build which is the registration of a number of measured quantities itself under the conditions the vita maxima, i.e. right up to the highest levels of work. On the other On the other hand, the gas analysis of the gas fraction has been refined in various ways. The display zoom has been reduced and multiple gas samples can be sampled at the same time be registered. Mass spectrography, in particular, has a significant gain brought. The use of radioactive isotopes, especially measured volumes of gases, increases the sensitivity in the determination of residual air and neighboring Procedure. Finally it worked. to a real regional functional analysis in the respiratory organs, initially through bronchospirography, more recently through the use of radioactive isotopes from spirography (xenon horacography), which stresses the examined less. The latter, recently known Method is inhaled in extremely small amounts radioactive xenon and the gamma activity registered from outside over many lung fields. The result is for preoperative Thoracic diagnosis is important. This is just a small selection of an almost confusing one Diversity of necessary, but demanding and complicated new directions of analysis and shapes. The present constructive endeavor is intended to help identify these new valuable ones Auxiliary devices for special simultaneous use in a clearly arranged device with express restriction to the application in the area of vita maxima bring, in a form in which the old spirography apparatus at the same time one Undergoes further development.

Die historische aber auch praktisch zentrale Position für die meisten von jenen Verfahren zur Analyse des Lungengaswechsels ist die sogenannte Spirographie. Der Spirograph besteht im allgemeinen aus Anschlußorganen, einem Gasometer (Spirometer), einer Umwälzpumpe und Bindungsvorrichtungen für die ausgeatmete Kohlensäure. Die genannten Teile sind zu einem geschlossenen Kreislaufsystem verbunden, welches alle Feinheiten der Atmung und gleichzeitig, als Volumendifferenz, den Sauerstoffverbrauch aufzeichnet. Für einige Zwecke ist es notwendig, dem Untersuchten genau den Sauerstoffdruck anzubieten, welcher in der Außenluft zu finden ist. Das setzt indes schwierige Hilfsgeräte voraus, die Fehlerquellen in sich schließen. Durch ein hohes Zirkulationsvolumen kann man den Untersuchten mit großen Masken anschließen, ohne daß er Teile der Ausatmungsluft wieder zurückatmet, was bei Masken ohne eine solche Systemluftzirkulation oft der Fall ist, es sei denn, man verwendet Ventile, welche aber bei schwerer Arbeit die Atmung behindern. The historical but also practically central position for most of them One of those methods for analyzing the lung gas exchange is the so-called spirography. The spirograph generally consists of connecting elements, a gasometer (spirometer), a circulation pump and binding devices for the exhaled carbonic acid. the named parts are connected to a closed circulatory system, which all The subtleties of breathing and at the same time, as a volume difference, the oxygen consumption records. For some purposes it is necessary to accurately determine the oxygen pressure of the person being examined which can be found in the outside air. This, however, sets difficult auxiliary devices advance, include the sources of error. Due to a high circulation volume one can connect the examined person with large masks without losing part of the exhaled air breathes back again, which is often the case with masks without such a system air circulation This is the case, unless valves are used, which, however, in heavy work the Impede breathing.

Man kann auch, wie lange bekannt, am offenen System arbeiten, z. B. atmet der Patient Außenluft durch ein Ventil ein, und durch ein Ausatmungsventil wird die Ausatmungsluft gezwungen, durch eine Gasuhr zu wandern oder sich in großen Meßbeuteln oder Gasometern anzusammeln. Wenn man dann eine Gasanalyse in der Ausatmungsluft macht und die Ausatmungsluft mißt, hat man genügend Meßgrößen, um den Stoffwechsel zu berechnen und den Atemumfang zu beurteilen. Nachteil ist dabei, daß die Atemventile bei schwerster Arbeit Fehler in die Analyse hineintragen und daß die einzelnen Gasanalysen bisher zeitraubend waren. Der letztere Umstand hat sich nun geändert, vor allem die Massenspektrographie macht die offene Anordnung sehr attraktativ, um so mehr, als man bei der offenen Anordnung in idealer Weise die Bedingungen der Außenluft unter bestimmten Bedingungen realisieren kann. Bei geschlossenem System ist selbst unter Heranziehung der Massenspektographie die Stabilisierung des Systemsauerstofidruckes auf den Außen luftsauerstoffdruck nur unter Inkaufnahme gewisser Verzögerungen möglich, obgleich die Massenspektrographie selbst fast trägheitslos arbeitet. Diesen Vorteilen des offenen Systems stehen folgende Nachteile gegenüber: 1. Man bekommt kein absolutes Bild der Atmung mit ihren Feinheiten und der statt des Spirographen seit langem benutzte Pneumotachograph (im Teilstrom werden Relativwerte unter Benutzung des Venturieffektes geschrieben) muß laufend geeicht werden; 2. die Residualluftbestimmung ist schwieriger als beim geschlossenen System. Der Gasbedarf kostbarer titrierter Gase ist größer; 3. ein offenes System kann nicht die spirographische Basis für die Thorakographie mittels radioaktiven Isotopen sein. (Beim offenen System wird eingesetzte Menge an Aktivität zu hoch.) Bei der Thorakographie mittels radioaktiver Isotope muß jede Atempause bekannt sein; 4. Atemventile stören. As has long been known, one can also work on the open system, e.g. B. the patient inhales outside air through a valve and through an exhalation valve the exhaled air is forced to travel through a gas meter or in large ones To collect measuring bags or gasometers. If you then do a gas analysis in the exhaled air makes and measures the exhaled air, one has enough measurable variables to monitor the metabolism to calculate and assess the breathing volume. The disadvantage is that the breathing valves carry errors into the analysis during the heaviest work and that the individual gas analyzes were previously time consuming. The latter circumstance has now changed, mainly the mass spectrography makes the open arrangement very attractive, all the more so, than the conditions of the outside air in an ideal way with the open arrangement can realize under certain conditions. When the system is closed, it is self using mass spectography to stabilize the system oxygen pressure on the outside air oxygen pressure only possible after accepting certain delays, although the mass spectrograph works almost inertially himself. These advantages of the open system are offset by the following disadvantages: 1. Man does not get an absolute picture of breathing with its subtleties and that instead of the spirograph Pneumotachograph in use for a long time (relative values are used in the partial flow of the Venturi effect) must be continuously calibrated; 2. the determination of the residual air is more difficult than with the closed system. The gas needs more precious titrated Gases is bigger; 3. An open system cannot be the spirographic basis for be the thoracography using radioactive isotopes. (With the open system, used amount of activity too high.) In the thoracography by means of radioactive Isotopes must be known every breathing space; 4. Interfere with breathing valves.

Den letzteren Nachteil kann man bekanntlich dadurch vermeiden, daß man durch das offene System eine sehr große Luftmenge zum Durchspülen jagt. As is known, the latter disadvantage can be avoided in that a very large amount of air is chased through the open system to flush through.

Dann können Ventile fortfallen. Es ist aber notwendig, die Frischluftmenge sehr genau zu kennen. Sie muß auch sehr genau regulierbar und dem Arbeitsatemminutenvolumen anpaßbar sein, um optimale Bedingungen für die Anwendung des Massespektrographen in der vita maxima zu haben.Then valves can be omitted. But it is necessary to adjust the amount of fresh air to know very well. It must also be very precisely adjustable and the working minute ventilation be adaptable to optimal conditions for the application of the mass spectrograph to have in the vita maxima.

Es wurde gefunden, daß, wenn man das offene und geschlossene System kombiniert, dadurch nicht nur die Nachteile überwunden werden, die jedes System für sich hat, sondern, daß darüber hinaus beachtliche Vorteile erreicht werden können. It has been found that when considering the open and closed system combined, this not only overcomes the disadvantages that each system has has for itself, but that, in addition, considerable advantages can be achieved.

Die Zirkulationsintensität des geschlossenen Systems ist hierbei so hoch zu steigern, daß sie auch in den höchsten Arbeitsstufen für das offizielle System ausreicht. In der Kombination ist die Pneumatographie jederzeit durch den Spirographen zu ergänzen bzw. zu eichen. The circulation intensity of the closed system is here so high that they can even be used in the highest stages of work for the official System is sufficient. In the combination, the pneumatography is always through the To supplement or calibrate spirographs.

Fakultative Zusatzgeräte wie Massenspektrograph, Magnetkammern usw. können sowohl im offenen als auch im geschlossenen System (wahlweise) die Gaskonzentration anzeigen und schreiben; sie können im geschlossenen System gleichzeitig auch durch ein lichtempfindliches elektrisches Zusatzgerät oder in anderer Weise dazu dienen, den Sauerstoffdruck in mehreren gewünschten Stufen zu stabilisieren. Wenn man dann den für die Stabilisierung erforderlichen Sauerstoff durch ein kleines registrierendes Spirometer im Nebenschluß registriert, hat man alle Meßgrößen in der Hand. Optional additional devices such as mass spectrograph, magnetic chambers, etc. can control the gas concentration both in the open and in the closed system (optional) view and write; they can also get through in the closed system at the same time an additional light-sensitive electrical device or in some other way is used to to stabilize the oxygen pressure in several desired stages. If you can then the oxygen required for stabilization through a small register Spirometer registered in the shunt, you have all measured quantities in hand.

So können fast alle Bauelemente, gleichfalls der Pneumotachograph bzw. Kondensatormanometer statt des Pneumotachographen für beide Kreisläufe gemeinsam benutzt werden, und man kann die eingangs angeführten Aufgaben im Bereich der vita maxima mit einem Gerät lösen, sofern die genannten und bekannten Zusatzgeräte, wie Massenspektograph usw., welche ja sehr typisiert sind, zur Verfügung stehen. Alle Schreibungen vereinigt man zweckmäßig auf dem großen Kymographion des Hauptspirometers. Almost all components, including the pneumotachograph, can do this or condenser manometer instead of the pneumotachograph for both circuits together can be used, and you can perform the tasks listed at the beginning in the area of vita Solve maxima with one device, provided that the mentioned and known additional devices, such as Mass spectrometers etc., which are very typified, are available. All It is useful to combine writings on the large kymograph of the main spirometer.

Wenn es auf die Kontrolle der Arterialisierung ankommt, ergibt sich schließlich durch die Kombination noch folgender Vorzug: Für die photoelektrische Blutkontrolle hinsichtlich der Arterialisierung ist es wichtig, daß der Untersuchte sehr genau den Sauerstoffdruck der Außenluft angeboten bekommt. Das ist im offenen System realisiert. Für das Studium der Arterialisierung ist ferner wünschenswert, daß man in der jeweiligen Wattstufe auch die genauen Werte des Energieumsatzes kennenlernt. In sehr hohen Arbeitsstufen macht die photoelektrische Blutkontrolle Schwierigkeiten, und dann ist es wichtig, daß man im geschlossenen System durch die spirographische Defizitbestimmung einen sogenannten summarischen Wert für etwaige Sättigungsdefizite bis in die höchsten Belastungsstufen bekommen kann. When it comes to controlling arterialization, it surrenders Finally, through the combination, the following advantage: For the photoelectric Blood control with regard to arterialization, it is important that the person examined is very precise the oxygen pressure of the outside air is offered. This is implemented in the open system. For the study of arterialization it is also desirable to be in the respective Watt level also gets to know the exact values of the energy expenditure. In very high Working stages makes the photoelectric blood control difficult, and then It is important that one in the closed system through the spirographic deficit determination a so-called summary value for any saturation deficits up to the highest Can get load levels.

Die Ermittlung des Defizitsummenwertes in hohen Wattstufen würde im offenen System sehr große Sauerstoffmengen verschlingen. Für hohe Arbeitsstufen ist also das geschlossene System nicht zu entbehren. Im offenen System, wie oben, sind die Sauerstoffwerte nicht so genau wie im geschlossenen, aber im offenen System kann der Pneumotachograph sehr empfindlich anzeigen, in welcher Wattstufe ein Wechsel der Sauerstoffspannung schon grundsätzlich Atemveränderungen macht.The determination of the deficit sum value in high watt levels would be done in open system swallow very large amounts of oxygen. For high levels of work the closed system cannot be dispensed with. In the open system, as above, the oxygen values are not as accurate as in the closed, but in the open system the pneumotachograph can show very sensitively in which watt level a change is made the oxygen tension already makes fundamental changes in breathing.

Resumierend kann also gesagt werden, daß offenes System und geschlossenes System bei Untersuchungen in der vita maxima je gewisse Schwächen haben, selbst wenn alle modernen elektrischen Hilfsmittel zur Verfügung stehen, und daß beide auch gewisse Optima haben. Die Kombination beider Systeme erweist sich daher für verschiedene Aufgaben als nützlich. In summary, it can be said that the system is open and the system is closed System with examinations in the vita maxima each have certain weaknesses, themselves when all modern electrical aids are available, and that both also have certain optima. The combination of both systems therefore turns out to be for various tasks as useful.

Ein besonders wichtiges Beispiel für die Zusammenschaltung von geschlossenem mit offenem System ist das Anbieten von 'SCH,-'3CHOH-'3CH, bzw. von i3CH.3 CO 1:3CH3 im geschlossenen System und die quantitative Kontrolle der Umlagerungsprodukte im offenen System. Der Zeitgewinn bei der Prüfung der reversiblen Gleichgewichte ist erheblich. A particularly important example of the interconnection of closed with an open system is the offering of 'SCH, -' 3CHOH-'3CH, or of i3CH.3 CO 1: 3CH3 in a closed system and the quantitative control of the rearrangement products in open system. The time gained in testing reversible equilibria is considerable.

Arbeitet der geschlossene Kreislauf nur für Absoluteichungen des Pneumotachographen, wozu die Anschaltung des Untersuchten für Bruchteile von Minuten genügt, so kann das geschlossene System ohne die Registrierung der Gaskonzentration bleiben, und es ist möglich, durch ein kleines Pumpensystem mit zwei Pumpen auf der gleichen Welle das geschlossene System in genügendem Umfang durch Außenluft auszuwaschen oder aufzufüllen (mit von der Atemschreibung gesteuerten Umschaltern). Does the closed circuit only work for absolute calibrations of the Pneumotachographs, including the connection of the examined person for fractions of minutes is sufficient, the closed system can be used without registering the gas concentration stay, and it is possible through a small pumping system with two pumps on the same wave the closed system to a sufficient extent by outside air Wash out or replenish (with toggles controlled by the respiratory tract).

Noch einfacher geschieht der Auswasch- oder Auffüllvorgang durch Betätigung eines Ein- und eines Auslaßventils, welche von der Atemschreibung gesteuert werden, wobei beide Extremstellungen der Atemschreibung jeweils steuern. The washing out or topping up process is even easier Actuation of an inlet and an outlet valve, which is controlled by the respiratory tract where both extreme positions control respiratory writing.

Notwendig für die Kombination von offenen und geschlossenen Systemen ist es, die Pumpe so exakt zu bauen, daß die Tourenzahl die Leistung exakt genug anzeigt. Die Tourenzahl wird registriert. Ferner sind mehrere Leistungsstufen für die Pumpe erforderlich, die, wie gesagt, entsprechend dem Atemminutenvolumen eingestellt werden. Ist die Durchlüftungsgröße zu klein im Hinblick auf das Atemminutenvolumen, dann ergibt sich im System Totraumatmung mit beträchtlichen Fehlern und auch Gefahren. Ist die Durchlüftung zu groß, dann werden die zu messenden Konzentrationsgefälle sehr klein. Die Umwälzpumpe muß in elektrischen Thermostaten genau auf Temperaturkonstanz gestellt werden, wobei Kühlrippen und andere Bauelemente helfen. Necessary for the combination of open and closed systems it is to build the pump so precisely that the number of revolutions the power exactly enough indicates. The number of tours is registered. There are also several power levels for the pump is required, which, as I said, is set according to the minute ventilation will. If the ventilation size is too small with regard to the minute ventilation, then there is dead space breathing in the system with considerable errors and also dangers. If the ventilation is too great, the concentration gradient to be measured will be tiny. In electrical thermostats, the circulation pump must be precisely temperature-constant are provided, with cooling fins and other components helping.

Die laufende Kontrolle der Kohlensäurekonzentration im geschlossenen System erleichtert die rechtzeitige Kalkerneuerung und zwingt zu einer zweckmäßigen Vergrößerung der eingesetzten Kalkmenge. The ongoing control of the carbon dioxide concentration in the closed System facilitates the timely renewal of lime and forces a functional one Increase in the amount of lime used.

Schließlich ist noch zu erwähnen, daß dieses Kombinationssystem ebenfalls erlaubt, im ganz alten Sinne zu spirographieren, unter Wegfall aller elektrischen Zusatzgeräte wie Massenspektrographen usw. Man kann dann mit der Hand stabilisieren und in dem geschlossenen System die gebundene Kohlensäure laufend, wie bekannt, titrieren bzw. volumetrisch bzw. nach Voller bestimmen. Dieses von Arthur Voller entwickelte Bestimmungsverfahren ist in der »Zeitschrift für die gesamte experimentelle Medizin«, Band78, 1931, S. 93 bis 133, beschrieben. Das Bestimmungsverfahren nach Voller ist eine Weiterentwicklung des Verfahrens nach Haldane, das in dem Buch »Praktikum der physiologischen Chemie«, 3. Teil, Verlag Springer, 1928, S. 133 bis 137, beschrieben ist. Bei dem Verfahren nach H al d an e werden die zu untersuchenden Gasproben in Sorptionslösungen gedrückt. Eine bestimmte Menge wird mit einer Meßpipette aufgenommen, und man stellt manometrisch fest, wieviel Sauerstoff bzw. Kohlensäure in der Sorptionslösung enthalten ist. Durch die bei den Sorptionslösungen auftretenden Kapillardepressionen besteht die Neigung, daß bei der Kapillarablesung Meßfehler auftreten. Mit der Weiterentwicklung dieses Verfahrens nach Voller werden diese Meßfehler unter Erzielung großer Meßsicherheit und -genauigkeit ausgeschaltet. Das geschlossene System registriert den Sauerstoffwert und die Atmung bequem und absolut. Finally, it should be mentioned that this combination system also Allows to spirograph in the very old sense, with the elimination of all electrical ones Additional devices such as mass spectrographs etc. You can then stabilize with your hand and in the closed system the bound carbon dioxide continuously, as is known, titrate or determine volumetrically or according to Voller. This one from Arthur Voller The method of determination developed is in the »Journal for the Entire Experimental Medicine ", Volume 78, 1931, pp. 93 to 133. The determination method according to Voller is a further development of the Haldane method, which is described in the book »Internship der Physiologische Chemie ”, Part 3, Verlag Springer, 1928, pp. 133 to 137, described is. In the method according to Hal d an e, the gas samples to be examined are in Sorption solutions pressed. A certain amount is taken up with a graduated pipette, and one determines manometrically how much oxygen or carbonic acid in the sorption solution is included. Due to the capillary depressions occurring with the sorption solutions there is a tendency for measurement errors to occur in the capillary reading. With further development this method according to Voller, these measurement errors are achieved with a high degree of measurement certainty and accuracy switched off. The closed system registers the oxygen value and breathing comfortably and absolutely.

Durch eine einfache Gasanalyse kann man alle gewünschten Korrekturen erledigen. Die Kombination ermöglicht eine neue Form der automatischen Gasschreibung, d. h., man arbeitet im offenen System.With a simple gas analysis you can make all the corrections you want complete. The combination enables a new form of automatic gas writing, d. That is, you work in an open system.

Die Abluft sammelt sich in einem Ballon. Aus dem Ballon nimmt man in gewünschten Phasen Gasproben in den geschlossenen und abgeriegelten Teil des Systems. Die oben beschriebene Auswaschvorrichtung besorgt dann die Einwaschung. Je nach Einschaltung von Absorbern für O2 oder CO zeigt der Spirograph den °2- bzw. CO2-Wert an. Dieser Vorgang kann gewisse elektrische Zusatzgeräte eichen, sofern man sorgfältig thermisch stabilisiert und die Wasserdampfspannung durch verschiedene Salzlösungen beherrscht.The exhaust air collects in a balloon. You take it out of the balloon in the desired phases gas samples in the closed and sealed off part of the Systems. The washing-out device described above then takes care of washing-in. Depending on whether absorbers for O2 or CO are switched on, the spirograph shows the ° 2 or CO2 value. This process can calibrate certain additional electrical devices, provided that one carefully stabilized thermally and the water vapor tension by different Mastered salt solutions.

Die sogenannte Alveolarsonde kann durch die Maske in Nase oder Mund eingeführt werden, muß aber bei vita-maxima-Untersuchungen möglichst zurückgezogen sein. So kann man, um ein wichtiges Beispiel herauszugreifen, durch die Alveolarsonde in der vita maxima Alveolarluftproben für die Kontrolle von 13Co2 und 14CO2 alveolar gewinnen und durch Umschaltung auf das geschlossene System die Energetik usw. in der gleichen Wattstufe der vita maxima ermitteln. Das gleiche gilt für die alveolaren Gasdruckwerte in der klassischen Analyseform und die vergleichsweisen Energiewerte in derselben Wattstufe. Die Zusatzgeräte wie Massenspektrograph, Meßkammer, Isotopendosimeter, Isotopenthorakograph, Stabilisator usw. bleiben grundsätzlich außerhalb des spirographischen Basisgerätes und werden unter anderem nur wahlweise angeschaltet. The so-called alveolar probe can pass through the mask into the nose or mouth should be introduced, but must be withdrawn as far as possible during vita-maxima examinations be. To single out an important example, one can use the alveolar probe in the vita maxima alveolar air samples for the control of 13Co2 and 14CO2 alveolar gain and by switching to the closed system the energetics etc. in the same wattage level of the vita maxima. The same goes for the alveolar Gas pressure values in the classic form of analysis and the comparative energy values in the same wattage. The additional devices such as mass spectrograph, measuring chamber, isotope dosimeter, Isotopenthoracograph, stabilizer, etc., basically remain outside the spirographic Basic device and are only switched on optionally, among other things.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß man durch ein Kombinationsgerät, welches während des Untersuchungsganges von einem offenen auf ein geschlos- senes System und umgekehrt umschalten kann, viele analytische Aufgaben aus der Welt der vita maxima in den verschiedensten Wattstufen optimal zu lösen vermag und die modernen Analysenhelfer, wie Massenspektrographen und Meßkammern, Isotopenthorakograph usw., zu einem günstigen fakultativen Einsatz in der vita maxima bringt. From the above it follows that one can use a combination device, which during the examination from an open to a closed senes System and vice versa can switch many analytical tasks from the world of vita maxima is able to optimally solve the various watt levels and the modern Analysis aids such as mass spectrographs and measuring chambers, isotope horacograph, etc., leads to a favorable, optional assignment in the vita maxima.

In der Zeichnung ist ein Gerät dargestellt, das gemäß der Erfindung auf der Kombination eines geschlossenen mit einem offenen System der Spirographie beruht. Dieses Gerät besteht zunächst, wie an sich bekannt, aus einer Maske VP, einem Spirometer Sp, das alle Volumenschwankungen des ganzen Systems anzeigt und damit auch die in der Zeitschrift aus dem System entnommene Sauerstoffmenge, einer Sorptionsvorrichtung So zur Bindung der ausgeatmeten Kohlensäure, einer Motorpumpe Pp und einer diese Geräte verbindenden Kreisleitung, die gemäß der Zeichnung aus dem Teila besteht, der von dem Spirometer zur Maske führt, und dem Teil b, der von der Maske bzw. dem Teila der Kreisleitung wiederum zum Spirometer geht; in diesem Teil der Kreisleitung ist die Pumpe Pp und die Sorptionsvorrichtung So angeordnet; durch die Pumpe Pp wird, wie ebenfalls bekannt, die Innenluft des kreisförmigen Systems, wie mit Pfeilen angegeben, zirkuliert. In the drawing, a device is shown, which according to the invention on the combination of a closed and an open system of spirography is based. As is known per se, this device initially consists of a mask VP, a spirometer Sp, which shows all volume fluctuations of the whole system and thus also the amount of oxygen taken from the system in the journal, one Sorption device So for binding the exhaled carbon dioxide, a motor pump Pp and a circuit line connecting these devices, which according to the drawing from the part a that leads from the spirometer to the mask and the part b that leads from the mask or part of the circuit line goes back to the spirometer; in this The pump Pp and the sorption device So are arranged as part of the circuit line; by the pump Pp, as is also known, the internal air of the circular System, as indicated by arrows, circulates.

Gemäß der Erfindung ist in der Kreisleitung ein Vielwegehahn H vorgesehen, durch den in einer Stellung die Verbindung des Spirometers Sp zur Maske VP und die Verbindung der Maske und der Pumpe Pp zur Sorptionsvorrichtung So unterbrochen und gleichzeitig sowohl der Teil a wie der Teil b mit der Außenluft verbunden wird, derart, daß, wie in der Zeichnung mit Pfeilen angegeben, in den Teil a der Kreisleitung Außenluft eintreten und durch den Teil b wieder austreten kann. Dabei ist in dem Teil a zwischen dem Vielwegehahn H und der Maske der Pneumotachograph Pn angeordnet, der alle Atemdruckschwankungen in der Nähe des Untersuchten aufzeichnet. In der zweiten Stellung des Vielwegehahnes H ist das System wieder von der Außenluft abgeschlossen und der oben geschilderte Kreislauf hergestellt, in dem das Spirometer, die Maske, die Pumpe und die Sorptionsvorrichtung liegen. In beiden Fällen dient die Pumpe Pp dem Transport der Luft. Es ist dabei vorteilhaft, eine in an sich bekannter Weise bezüglich ihrer Förderleistung einstellbare Pumpe zu verwenden und eine Vorrichtung zur Registrierung der Pumpendrehzahl vorzusehen. According to the invention, a multi-way valve H is provided in the circuit line, through which in one position the connection of the spirometer Sp to the mask VP and the Connection of the mask and the pump Pp to the sorption device So interrupted and at the same time both part a and part b are connected to the outside air, such that, as indicated in the drawing with arrows, in part a of the circuit line Outside air can enter and exit again through part b. It is in that Part a is arranged between the multi-way valve H and the mask of the pneumotachograph Pn, which records all breath pressure fluctuations in the vicinity of the person being examined. In the In the second position of the multi-way valve H, the system is again closed off from the outside air and the circuit described above is established in which the spirometer, mask, the pump and the sorption device are located. The pump is used in both cases Pp transporting the air. It is advantageous to use one in a manner known per se to use adjustable pump with regard to their delivery rate and a device to be provided for registering the pump speed.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist in dem Teil b der Kreisleitung zwischen der Maske und der Pumpe Pp ferner ein Integrator Int angeordnet. As can be seen from the drawing, the circuit line is in part b Furthermore, an integrator Int is arranged between the mask and the pump Pp.

Zwischen der Sorptionsvorrichtung und dem Hauptspirometer befindet sich ein Anfeuchter; im Nebenschluß befindet sich ein kleines Nachfüllspirometer Nsp mit Sauerstoffbombe, das in bekannter Weise Steuerimpulse von einer Meßkammer M oder einem Massespektrographen empfängt oder mit der Hand gesteuert wird, entsprechend den vom Hauptspirometer angezeigten Sauerstoffmengen, welche der zu Untersuchende verbraucht hat. Nachfüllspirometer und Meßkammer usw. sind durch elektrische Leitungen verbunden.Located between the sorption device and the main spirometer get a humidifier; in the shunt there is a small refill spirometer Nsp with oxygen bomb, which in a known manner control pulses from a measuring chamber M or a mass spectrograph or is controlled by hand, accordingly the oxygen quantities displayed by the main spirometer, which the person to be examined has consumed. Refill spirometer and measuring chamber etc. are through electrical lines tied together.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht schließlich darin, daß zwischen dem Vielwegehahn H einerseits und dem Spirometer Sp und der Sorptionsvorrichtung So andererseits die beiden Teile a und b der Kreisleitung durch eine Hilfspumpe S verbunden sind, die durch den Vielwegehahn H betätigt wird, derart, daß die Hilfspumpe S in Betrieb gesetzt wird, wenn der Vielwegehahn H Luft aus der Kreisleitung a, b ein- und austreten läßt, während in der anderen Stellung des Vielwegehahnes H die Hilfspumpe außer Betrieb gesetzt wird. Finally, an essential feature of the invention is that between the multi-way valve H on the one hand and the spirometer Sp and the sorption device So on the other hand the two parts a and b the district management an auxiliary pump S are connected, which is actuated by the multi-way valve H, in such a way, that the auxiliary pump S is put into operation when the multi-way valve H air from the Circular line a, b can enter and exit, while in the other position of the multi-way valve H the auxiliary pump is put out of operation.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Gerätes seien folgende Ausführungen gemacht. To explain the mode of operation of the device according to the invention, made the following statements.

Bei der einen Einstellung des Hahnes H sind das Spirometer Sp, die Maske VP, die Pumpe Pp und die Sorptionsvorrichtung So zu einem Kreislauf verbunden. Bei der zweiten Stellung des Hahnes H sind Hauptspirometer, Sorptionsbehälter und HilfspumpeS abgeriegelt. Diese drei Teile bilden einen geschlossenen kleinen Kreislauf, wobei die Hilfspumpe für die Zirkulation sorgt. Bei dieser zweiten Stellung des Hahnes H ist der zu Untersuchende mit der Außenluft verbunden. Die Außenluft tritt durch die obere Bohrung des Hahnes H ein, wird am zu Untersuchenden vorbeigesaugt und schließlich von der Hauptpumpe Pp durch die untere Bohrung des Hahnes H wieder nach außen gedrückt. Schaltet man den Hahn H wieder zurück auf großen Kreislauf, so muß die Hilfspumpe stillgelegt werden, was durch den Hahn H erfolgt. Die kleinen Hähne Val, VaZ und V1 und V2 auf der Druck- bzw. der Saugseite der beiden Pumpen erlauben Innenluft herauszudrücken bzw. Außenluft bzw. Gasproben in das System zu drücken. Die Hähne V1 und V2 werden nicht allein, wie bekannt, auf eine Abweichung des Spirometers hin gesteuert, sondern alternierend und fortlaufend jeweils von den Extremstellungen des Spirometers oben und unten umgesteuert; die Steuerung erfolgt im einzelnen, wie seit Jahrzehnten bekannt, kontaktelektrisch. With one setting of the tap H, the spirometer Sp, the Mask VP, pump Pp and sorption device So connected to form a circuit. In the second position of the tap H are the main spirometer, sorption container and Auxiliary pump S sealed off. These three parts form a closed small circuit, the auxiliary pump taking care of the circulation. In this second position of the Hahnes H, the person to be examined is connected to the outside air. The outside air comes in through the upper hole of the tap H, the person to be examined is sucked past and finally from the main pump Pp through the lower bore of the tap H again pushed outwards. If you switch the tap H back to the large circuit, so the auxiliary pump must be shut down, which is done by the H tap. The small Val, VaZ and V1 and V2 taps on the pressure or suction side of the two pumps allow inside air to be forced out or outside air or gas samples to enter the system to press. The taps V1 and V2 are not alone, as is known, for a deviation of the spirometer, but alternately and continuously each time reversed the extreme positions of the spirometer up and down; the control takes place in detail, as has been known for decades, contact electrical.

Die Hauptpumpe Pp wird durch einen Thermostaten auf gleicher Temperatur gehalten. Die Tourenzahl der Pumpe registriert sich auf dem Kymographion des Hauptspirometers. Die Alveolarsonde Al erlaubt die Entnahme von Alveolarluftproben durch die Wand der Maske. Der Bleischutz Pb ist schematisch angedeutet. Es kommt darauf an, die größere Aktivität im System beim Mischvorgang vom zu Untersuchenden fernzuhalten. The main pump Pp is kept at the same temperature by a thermostat held. The number of revolutions of the pump is registered on the kymograph of the main spirometer. The Alveolar Probe Al allows alveolar air samples to be taken through the wall the mask. The lead protection Pb is indicated schematically. It depends on who to keep greater activity in the system away from the person to be examined during the mixing process.

Sind bei der ersten Hahnstellung der zu Untersuchende, Pumpe, Hauptspirometer und Maske zu einem großen geschlossenen System zusammengeschaltet, so registriert das Hauptspirometer alle Details der Atmung. Ist der zu Untersuchende aber auf Außenluft geschaltet, so entfiele die Atmungskontrolle. Deshalb ist in der offenen Anordnung ein Pneumotachograph vorgesehen. Da der Pneumotachograph lediglich Druckschwankungen registriert, wird, wenn mit dem offenen System gearbeitet wird, für kurze Zeit auf das geschlossene System umgeschaltet, so daß dann der Pneumotachograph auf Absolutwerte durch das Spirometer geeicht werden kann. When the cock is first turned, the person to be examined, the pump, is the main spirometer and mask interconnected to form a large closed system, so registered the main spirometer all details of breathing. But if the person to be examined is on outside air switched, so the breathing control would be omitted. That is why it is in the open arrangement a pneumotachograph is provided. Since the pneumotachograph only fluctuates in pressure is registered for a short time if the open system is used the closed system is switched over, so that the pneumotachograph is then set to absolute values can be calibrated by the spirometer.

Bei der offenen Anordnung können Atemventile entbehrt werden, da Außenluft mit größerer Geschwindigkeit als die Atemgeschwindigkeit am zu Untersuchenden vorbeigesaugt wird. Allerdings darf die Durchlüftungsgeschwindigkeit nicht wesentlich über die Atemgeschwindigkeit gesteigert werden, weil sonst die Meßgenauigkeit beeinträchtigt wird. With the open arrangement, breathing valves can be dispensed with, since Outside air at a higher speed than the breathing speed at the person to be examined is sucked past. However, the ventilation speed must not be significant be increased via the breathing speed, because otherwise the measurement accuracy is impaired will.

Daher ist eine in an sich bekannter Weise bezüglich ihrer Förderleistung einstellbare Hauptpumpe vorgesehen.Therefore, one is related in a manner known per se their delivery rate adjustable main pump provided.

Gemäß der Zeichnung ist noch ein fakultativer Stabilisierungspunkt St vorgesehen, womit es folgende Bewandtnis hat: Durch die Zusammenschaltung des Apparates mit einem Kranken zu einer Einheit ändert sich dauernd die Zusammensetzung des Gases im System, so daß für bestimmte analytische Zwecke die Änderung der Gaszusammensetzung kompensiert werden muß, um gleichbleibende Untersuchungsbedingungen zu erhalten. According to the drawing, there is also an optional stabilization point St, which means the following: Through the interconnection of the Apparatus with a patient to form a unit, the composition is constantly changing of the gas in the system, so that for certain analytical purposes the change in gas composition must be compensated in order to obtain constant examination conditions.

Schließlich ist gemäß der Zeichnung auch eine Stelle PR Probeentnahme vorgesehen, die insbesondere ermöglicht, daß man bei der Anwendung des Systems für die Isotopenthorakographie unter anderem aus Gründen der Strahlenkontrolle zu jeder Zeit Gas entnehmen können muß. Finally, according to the drawing, there is also a PR sampling point provided, which in particular allows you to use the system for the isotopic horacography, among other things, for reasons of radiation control to everyone Time must be able to withdraw gas.

Welche vielseitige Anwendung das erfindungsgemäße Gerät finden kann, ergibt sich aus den folgenden Ausführungen: 1. Wirkungsweise bei der Kontrolle der Sättigung während der Arbeitsbelastung in verschiedenen Wattstufen In kleinen Wattstufen wird zunächst in offener Schaltung untersucht. Man hat dann den Vorzug der idealen Außenluftatmung. Die Kontrolle der Sättigung erfolgt dann oxymetrisch am Ohrläppchen des zu Untersuchenden. Geht man nun auf hohe Wattstufen, dann macht die Oxymetrie am Ohrläppchen bestimmte Schwierigkeiten, und der den zu Untersuchenden am wenigsten belästigende Weg ist die spirographische Sättigungskontrolle. Für den Zweck wird das Gerät durch Drehen des Hahnes H in den großen geschlossenen Kreislauf geschaltet. Wenn man dann durch die Hähne V1 und V2 einen Sauerstoffspannungswechsel macht, kann man die Wattstufe ermitteln, in der nicht mehr voll gesättigt wird. Which versatile application the device according to the invention can find, results from the following statements: 1. Mode of operation in the control of the Saturation during workload in different watt levels In small watt levels is initially examined in an open circuit. One then has the advantage of the ideal Outside air breathing. The saturation is then checked oxymetrically on the earlobe of the subject to be examined. If you now go to high watt levels, then the oximetry does certain difficulties on the earlobe, and least of all those to be examined The annoying way is the spirographic saturation control. For the purpose will the device is switched to the large closed circuit by turning the tap H. If you then change the oxygen voltage through the taps V1 and V2, you can determine the watt level in which it is no longer fully saturated.

Die Sauerstoffspannung wird laufend mit der Hand korrigiert, oder man schaltet die automatische Stabilisierung ein, d. h., durch Steuerimpulse von der Meßkammer wird immer so viel Sauerstoff nachgefüllt, wie in der gleichen Zeiteinheit verbraucht wurde. Man erreicht so keine ganz ideale Konstanz der Sauerstoffspannung, kann aber die Sättigung kontrollieren.The oxygen tension is continuously corrected by hand, or the automatic stabilization is switched on, d. i.e., by control pulses from the measuring chamber is always refilled with as much oxygen as in the same time unit was consumed. One does not achieve a completely ideal constancy of the oxygen tension in this way, but can control saturation.

2. Wirkungsweise bei der Messung Sauerstoffaufnahme bzw. der Kohlensäureabgabe Man untersucht in hohen Wattstufen in offener Anordnung. Die gewünschten Meßgrößen lassen sich errechnen aus der Förderleistung der Hauptpumpe und den Werten der Meßkammer bzw. des Massenspektrographen. Der Pneumotachograph, welcher nur Relativwerte registriert, wird durch Umschaltperioden auf großes geschlossenes System geeicht, weil dann die Atmung vom großen Hauptspirometer absolut geschrieben wird. 2. Mode of action when measuring oxygen uptake or carbon dioxide release One examines in high watt levels in an open arrangement. The desired measurands can be calculated from the delivery rate of the main pump and the values of the measuring chamber or the mass spectrograph. The pneumotachograph, which only registers relative values, is calibrated to a large closed system by switching periods, because then the Breathing from the great head spirometer is written absolutely.

3. Wirkungsweise des Gerätes bei der Isotopenthorakographie Es wird zunächst in offener Schaltung geatmet, während im abgeriegelten rechten Teil des großen Kreislaufsystems die Dosimetrie der radioaktiven Gasisotope erfolgt. Die Untersuchung mit radioaktiven Gasisotopen erfolgt möglichst kurz durch Umschalten des Hahnes H. Nach Rückschalten des Hahnes H auf offenes System wird das aktive Gas in optimaler Form ausgewaschen, unter Auffangen in einem Beutel, worin es bis zum Abklingen der Aktivität verbleibt. Während beider Versuchsperioden werden alle Meßgrößen wie oben registriert, so daß die von den aktiven Gasen registrierten Werte eine Bezugsbasis bekommen. 3. Mode of action of the device in isotopic thoracography It will initially breathed in the open circuit, while in the sealed off right part of the large circulatory system the dosimetry of the radioactive gas isotopes is carried out. the Investigation with radioactive gas isotopes is carried out as briefly as possible by switching of the valve H. After switching the valve H back to the open system, the system becomes the active one Gas in optimal shape washed out, collected in a bag, in which it remains until the activity subsides. During both trial periods all measured quantities are registered as above, so that those registered by the active gases Values get a reference base.

4. Wirkungsweise des Gerätes bei der Residualluftbestimmung unter Arbeit bis in hohe Wattstufen hinein Registrierung aller Arbeitswerte wie oben in offener Anordnung. Helium wird im abgeriegelten geschlossenen Teil rechts dosiert. Unter Umschaltung auf großes geschlossenes System bzw. Rückschaltung kann der Einmischvorgang bzw. die Auswaschung in den einzelnen Wattstufen einzeln verfolgt werden. 4. How the device works when determining the residual air under Work up to high watt levels.Register all work values as in above open arrangement. Helium is dosed on the right in the sealed off closed area. By switching to a large closed system or switching back, the mixing-in process or the leaching in the individual watt levels can be tracked individually.

5. Will man wechselweise bei Luft und bei Sauerstoff oxymetrieren, dann kann man als Luftphase das offene System nehmen und als Sauerstoffphase das große geschlossene System. Der Vorteil ist dann eine erhebliche Sauerstoffersparnis, sofern eine längere Versuchsphase kontrolliert werden soll. 5. If you want to oximetry alternately with air and with oxygen, then you can take the open system as the air phase and that as the oxygen phase large closed system. The advantage then is a considerable saving in oxygen, if a longer test phase is to be checked.

6. Für die Kontrolle des reversiblen Oxydationsstufenaustausches von Oxy- und Oxokörpern ist das System bequem anwendbar, und man hat den Vorteil, daß zugleich alle Stoffwechselgrößen registriert werden. 6. For the control of the reversible oxidation level exchange of oxy and oxo bodies, the system is convenient to use, and one has the advantage of that all metabolic variables are registered at the same time.

7. Wenn auf verschiedenen Sauerstoffspannungsstufen untersucht werden soll, dann nimmt man das große geschlossene System. Bei offenem System wäre der Sauerstoffverbrauch zu groß. Notwendig ist lediglich eine Umstellung des Nullpunktes des Stabilisierungsautomaten. 7. When examined at different oxygen tension levels then you take the large closed system. With an open system that would be Oxygen consumption too great. All that is necessary is to change the zero point of the stabilizer.

Claims

Claims: 1. Spirographic device comprising a mask, a spirometer, a sorption device, a motor pump and a circuit line connecting these devices has, characterized in that there is a multi-way valve in the circuit line (a, b) (H) is provided through which the connection of the spirometer (Sp) to the mask (VP) and the connection of the mask and the pump (Pp) to the sorption device tion (So) interrupted and at the same time both part (a) and part (b) of the circuit line is connected to the outside air, such that outside air in the leading to the mask Enter part (a) of the circuit line and from that of the pump (Pp) to the sorption device (So) outgoing part (b) of the circuit line can exit again, and that between the multi-way valve (H) and the mask (VP) in part (a) of the circuit line is a pneumotachograph (Pn) is provided.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the pump (Pp) is adjustable in a known manner with respect to their delivery rate and that a device for registering the pump speed is provided.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that between the multi-way valve (H) on the one hand and the spirometer (Sp) and the sorption device (So) on the other hand, the two parts (a) and (b) of the circuit line by an auxiliary pump (S) are connected, which is operated by the multi-way valve (H), such that the Auxiliary pump (S) is put into operation when the multi-way valve (H) is air out of the circuit line (a, b) can enter and exit, while in the other position of the multi-way valve (H) the auxiliary pump (S) is put out of operation.

4. Apparatus according to claims 1 to 3, characterized in that the pump (Pp) and the auxiliary pump (S) on the pressure and suction side with taps (Val) and (Va2) or (V1) and (V2) are provided to remove air or the like from the device to push out or to push outside air or the like into the device.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the taps (V1) and (V2) of the auxiliary pump (S) alternately and continuously from the extreme positions of the spirometer can be reversed at the top and bottom.

Documents considered: German Auslegeschrift No. 1,074,210; Swiss Patent No. 257 574; Company publication: Godart "Medicial Apparatus - The Pulmotest", published in 1956.