DE1466834A1 - Geraet zur Lungenfunktionspruefung - Google Patents

Description

• Gerät zur Lungenfunktionsprüfung Bei den gebräuchilchen Verfahren zur Lungenfunktionsprüfung für medi zinisch-diagnostische und für physiologische Untersuchungszwocke werden wi bei keinem anderen biologischen Meßverfahren volumenmäßig und gewichtzmäßig größere mechanische Systeme herengezogen, z. B. zur Volumen-Mgietriwruno sogenannte Spirometer nach dem Gasometerprinzip, mochaniache Drucka bzw. Mans-ter und wchlialich Instrumente zur Gaeanalyse. Deshalb sind diese Untersuchungen ganz besonders mit dom Mangel bwhtftet, daß der Proband bei der Untersuchung an einen festen Standpunkt gobundon ist und die Messungen nicht unter natürlichen Belastungsbedingungen, z. B. bei schnellem Lauf, bei anderen Bewegungsarten oder bei schwerer körperlicher Tätigkeit, ablaufen. Allenfalls wird zur Unttreuchuna hunter Belastungsbedingungen ein Ergometer verwendet, das ortsgebunden ist und durch Dreh- oder Drehkurbelarbeit vom Probanden angetrieben werden muß.
• Diane Art der Belastung entspricht aber ebenfalls nicht don natürlichen Uedingungen. Auch Meeeungen in Unter- bzw. Überdruckkammern sind mit den zur Verfugung stehonden Meßgeräten nicht möglich. Der Patient wurd zudem meist bei Anwendung sowohl geschlossener als auch offaner Spiromoteraystace durch ein MundatUck bzw. durch oine Mask* bei der Atmung behindert. Schließlich saison auch ween der umfangreichen Geräte mit ihren zahlreichen Schlauchverbindungen psychologische Rückwirkungen auf don Patient-n und auf seine Atmung boi solchan Mezzungen befurchtet werden. Gerade für die Lungenfunktionsprüfung wäre es aber besonders erwünscht, ortsunabhängige Messungen mit den freibeweglichen Probanden unter natdrlichen Belastungsbedingungen durchzuführen, um sichere diagnostische oder wissenschaftliche neue Erkenntnisse zu erhalten.
• Di vorliegende Erfindung ging aus der Aufgabenstellung hervor, Lungenfunktiensmessungen mit einem freibeweglichen, ortzungebundenen Probanden tinter natürlichen Belastungsbedingungen durchführbar zu machen, ohne r daß der Proband durch das Mitschloppen schwerer Geräte nennenswert behindert wird.
• < Gemäß der Erfindung wird vergeschlagen, Lungenfunktionsprüfungen durch drahtloso Meßwertäbertragung durchzuführen, indem unter Vermeidung gewichts-und volumenmäßig großer mechanischer Meßwertfühler die wichtigsten für die Lungenfunktionsprüfung erforderlichen Daten durch einen vom Probanden getragenen Sander auf einen unabhängig von dem Probanden aufgestellten Empfänger drahtlos übertragen werden, en den Anseige- und/oder Registrieroeritte angeschlessen sind. Die wesentlichen Nerkmale der Erfindung sind in don Ansprüchen angegeben, auf die hiermit Bezug genommen wird. Sie Joi noch nocher anhand von Figuren erläutert, von welchen Figur 1 den Probcndcn mit dem Sendegerät, Figur 2 die Empfangsseite und die Figuren 3 und 4 Meßwertaufnehmer zeigen, Beispielsweise sei angenommen, daß die Atmungstätlgkeit eines Probanden 1 wthrwad *In** Laufes aufgenommen werden soll. Dazu wird senderseitig ein mechanisch-elektrischer Wandler 2 für die zu messenden Druck- oder Strömungsgeschwindigkeitskriterien der ein- und ausgeatmeten Luft vorge--hen d-r in einem woglichat festen Abstand vor des Munde des Probanden angebracht wird und dessen Signale über elektrische Leitungen 6 auf den tingng @ines Senders 5 gegeben werden. Die durch diese Signals modulierten elektre- magnetischen Hechfrequenzschwingungen des Senders 3 werden son einer Antenne 6 auagestrahlt und van einer empfangeseitigen Antenne 7, die zu eines unabhängig von dem Probanden aufgestellten Empfangsgerät 8 g-bbrt, aufgenommen. Nach Dexodulation und ogwbwMnf4aA* nach Zwischenverstärkung in einem Verstärker 9 werden die Signals einem Anzeige- und/oder Registriergerät 10 zugeführt, we sie unmittelbar sichtbar werden und semit für den Untersuchenden die Beobachtung der Atmungstätigkeit des probandenlung/oder eine bequeme Auw rtung rlb-n.
• B solchen Untersuchungen unter natürlichen Belastungsbedingungen kommt es besonders auf die Ansbildung des Meßfühlers an. Dieser kann ein an sich bekannten segenanntes Atemrohr sein, vorzuzichen ist b die Form gemäß Figur 3. Es wird entweder unmittelbar auf den Mund des probanden 1 aufgesetzt, zweckmäßig aber durch ein geeignetes leichtes, as Kopf des Probanden befentigtez Tragegestell 3 mit einem gewissen festen Abstand ver dem Munde gehalten. Der richtige Abstand kann auch durch einen Ring 2g gewährleistet werden, an dem das Atemrokr 2 über mehrere Abstandsstege 2h befestigt ist, wie Figur 4 soigtg se o der Proband ungehindert durch die L@cken zwischen den Abstandnstegen 2h hindurch atmen kann.
• An das Atmerchr können nun entweder zur Volumenregistrierung der Atemluft stro@uhrähnliche Meßwertaufneh@er angeschlossen sein, deren Meßwerte unmittelbar einen Rückschluß auf die ein- und ausgeatmete Luft zulassen. Verzugeweise wird man aber den Druck und/oder die Strömungsgeschwindigkeit der Atemluft messen, wozu an das Atemrohr Manometer, Tachometer oder Differentialmanometer angeschlossen sein oftoon. Besondere geeignet wird aber das Atemrohr für das hier verfolgte Ziel, wenn es selbst als Mano@ater diest, indem es in Atmungskanal eine Siebes@br@@e 2b besitzt, die durch den ein- und ausgeatneten Luftstrem nehr oder weniger ausgewölbt wird. Diese Auswölbung @innt ein mechanlsch-elektrischer Wandler auf, daemon Ausgangss@gnale *bar die elektrischen leitungsverbindungen 4 zu den Eingend des Sendegerätes 5 gelangen. Als mechanisch-elektrischerWandler kann entweder ein Patentioneter 2c di<n*n, daf durch *in leichtes Gestänge 2d mit der Siebmembrane 2b verbunden Lot und durch disses Gestänge verstellt vire.
• In Vervellkomm@ung des Erfindungsgedankens wird vorgeschlagen, Dehnungsmebatreifen 2d zur Meßwertaufnah@@ anzuwenden, die - auf die Siebmembrane 2b aufgeklebt - ihren Widerstand bei der Durchwölbung der Siebmembrane ändern und als Teil einer in Sandegerät 5 untergobrachten elektrischen Meßbrückenschaltung den benötigten mechanisch-elektrischen H*XswortwanAlar b Grundsätzlich kann die Technik der drahtlesen Fernübertragung von au ale bekannt vorausgesetzt werden. Es ist zweck@äßig, die von mechanisch-elektrischen Moßwertwandler gelieferten elektrisch@n Signale @unächst zur Meddiation einen Zwischenträgers zu verwenden in einem @requen@bereich von einigen T@@@end Mertz. Das Sendegerät enthält die da@u erferderlichen Moßwertwandler, verstärker, @rägarfrequensgenerateren, Medulatoren und Batterien zur Spei@@ng dieser Oro<M wie als bekannt vorausgesetzt werden kann. Die Zwischenfrequenzen sind gut verstärkbar und werden daher nach Verstärkung in einen Verstärkerteil des Sendegerätes 5 zur Modulation des Hauptträgers einer für derartige drahtlese @ernübertragungen gesigneten und freigegebenen Frequens verwenet. Nach Aus@trahlung von der Antenne 6 werden die modulierten Signals von der Antenne 7 das Empfängers 8 aufgenemmen, der unabhängig vom Probanden vorzugsweise ortetzt aufgestelit ist. Auch die tronischen Einrichtungen des Empfängers 8 können als bekant vorausgesstzt werden, Sie be@ stehan im wesentlichen aus einem @emedulator für die Trägerfroquenz und einem Demodulator für die Zwischenfrequenz. Zweckmaßig Lot dem Demodulator fUr eie Zwischenfrequenz ein Verstarker 9 nachgeschaltet ; die an soinem Ausgang auftratenden Signale betätigen ein Anzeige- oder ein Registriergerät 10.
• Der Erfindungsgedanke 4st zelbstverständlich unabhängig davon zu verwirklichen, ob Amplitudenmodulation, Froquonzmodulation, Phasenmodulation oder schließlich die bekannten verschiedenen Pulsmodulationsarten angewandt werden.
• Durch die Anwendung eines Zwischenträgers können gleichzeitig in zwei odor mehr nebeneinanderliegenden Froquenzkanälon der Hauptträgerfrequenz mehrere Meßwerte übert@agen werden. Zweckmisais wird m n index an dam Atemrohr 2 liber einen Ansatzstutzen 2 f ein Gasanalysegorat, das z, So nach dem Hitzdrahtverfahren arbeit. ange@chlossen ist, das ebenfalls über eine Meßbrücke durch tntaprechende Widerstandcgnderungen don Gehalt : an Sauerstoff.
• Kohlandioxyd oder Stickstoff in der Atemluft anzuzeigen befähigt lot. Dieses Heßsystem arbeitet dann mit einem anderen Zwischentrlger, dessen Signale ebenfall zur Modulation des Hauptträgers benutzt werden. Schließlich können in weiteren ZwischentrHgern mander¢ biologische Meßwerte übertragen werden, z.B. Herzaktions-Spannungen. Die zur Verfügung stehendon Möglichkeiten der Elektronik, funktionsfähige Schaltungen mit kleinen Bauelementen in gedrängter, leichter Fauweise zu erßtellen, gewährleisten, daa daa Sendogarit 5 koin grottes Gewicht haben muß und somit ohne Schwierigkeiten odor Belästigung vom Probanden getragen werden kann. Im Empfangsgerät kann aber dagegen der technische Aufwand großer nein, da es für eine Versuchsreihe ortsfest oder in einem Laborwagen aufgoatellt sein kann.
• Somit liegt der entscheidende, mit dieser Erfindung erreichte Fortsebrltt darin daß nun ein Weg eröffnet ist, Lungenfunktionsprüfungen unter natürlichen Belastungsbedingengen durchzuführen.

Claims (8)

1. A n s p r ü c h e 9 Seront sur Lungenfunktionsprüfung unter natürlichen Belastungsbedingungen, mit in vor dam Mund des Probenden getragenen hler für Atemfunktionswerte und mit einem dran angeschlossenen mechanisch elektriechen Messwertwandler, dadurch gekennzeichnet, daß die so ge wonnenen elektrischen Signale durch einen vom Probanden (1) getragonen Sonder (5) drahtlos auf ein unabhängig vom Probanden aufgestelltes Empfangsgerät (8) übertragen werden, an dessen Ausgeng ein Anzeige-und/oder Registriergerät (10) angeschlossen ist
2. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanischelektrische Messwertwandler (2b, 2c,2d oder 2b, 2i) mit dem Signaleingang eines von dem probanden getragenen drahtlosen Sendegerätes (5) verbunden ist, dassen von ihm ausgestrahlten elektromagnetischen Schwingungen im Takte der Messvertschwankungen moduliert werden und daß ein auf die Senderfrequenz eingestelltes, unabhängig von dem Probanden, vorzugsweise ortsfest aufgestelltes Empfangsgerät (8) vogesehen ist, das die vom Sender empfangenen Signale nach Demodulation vorzugsweise unter Zwischenschaltung eines Verstärkers (9) einem Anzeige-und/oder Registriergerät (10) sufuhrt.
3. 3. UerXt nch AMprueh 1 odor a, dadurob gekennzeichnet, daß der Heßwertfuhler aus einem ver dem Munde des Probanden (1) befestigten Atemrohr (2) als offenes spirometrisches System besteht und antweder die Strdmungsgenchvindigkeit der ein- und ausgestmeten Luft oder der von der ein-und ausgeatmeten Luft er@e@gte Staudruck gemessen wird, indes geeignete MMMtetery Tacheter oder Differentialmanometer an das Atomrohr angeschlossen sind.
4. 4. GerGt nach Anspruch 1 *der l dadurch gekennzeichnet, d-ur Velumenreglstrierung oder -messung der Meßwertfühler aus einer an des Atearehr angeschlossenen Strowuhr bsstsht.
5. 3. Gerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Druckueung in das Atemrohr (2) eine Siebmembrane (2b) eingebaut Lots dorez durchwölbung bel der Beatwung ton einem FUhler tufgenommen und einem mechanisch-elektrischen Wandler zugeführt wird.
6. 6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebmembrane (2b des Atemrohres (2) mit Dehnungsmeßstreifen (i) beiegt ist, deren Widerstandsänderung in H fUr don aufgenommenen Druck lot und dio vorzugsweise Teil einer zum Sendegerät (5) gehörenden Meßbrücke bildet.
7. 7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gezennzeichnet, daß an da AtMM'ohr (a) über einen Abszugstutzen (2f) ein Gasanalysegordt angesehlessen ist, das verzugsweise nach der Hitzdrahtmethode arbeitet un dessen so gewemnene elektrischen Signale ebenfalls dem Sendegerät (5) zugeführt werden.
8. 8. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben den Lungenfunktionsmeßsystemen (2) noch andere Meßsysteme für biolegische Größen von dem Probanden (1) getragen werden, die nach Umwandlung in elektrische Signale benachbarten Zwischenträgerfrequenzen aufmodulier@ torOon, di ihrerseits die hauptträgerfrequens des Senders (5) modulieren, während der Empfänger (2) entsprochende Demodulationsgeräte besitzt, us die aufgenommenen verschiedenen Meßgrößen entsprechond vielen Anseige- und/oder Registriergeräten (10) zuleiten zu können.