DE1466843A1 - Plethysmograph - Google Patents
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- DE1466843A1 DE1466843A1 DE19651466843 DE1466843A DE1466843A1 DE 1466843 A1 DE1466843 A1 DE 1466843A1 DE 19651466843 DE19651466843 DE 19651466843 DE 1466843 A DE1466843 A DE 1466843A DE 1466843 A1 DE1466843 A1 DE 1466843A1
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Description
Pi-l-oritätt "Leistungsschau der phartna- 25.Oktober I965 zcutischen und medizinisch-technischen 55^6-65/Dr.v.B/E Industrie anläßlich des 71· Kongresses der Deutschen Gesellschart füp(Medizin" vorn 25.^.65 ^ Pi-l-oritätt "performance show of the phartna 25 October 1965 zcutischen and medical-technical 55 ^ 6-65 / Dr.vB / E Industry on the occasion of the 71 · Congress of the German Society füp (Mediz in" front 25 ^. 65 ^
U66843U66843
Erich Jaeger, Würzburg
Rb'ntgenring 5·Erich Jaeger, Würzburg
X-ray ring 5
Plethysmograph.
Zusatz su Patent...(Patentanmeldung J 27 1C2 IXd/^Oa) Plethysmograph .
Addition see patent ... (patent application J 27 1C2 IXd / ^ Oa)
Das Hauptpatent betrifft einen Plethysinographen für medizinische- Lungenuntersuchungen mit einer weitestgehend luftdicht verschließbaren Kabine zur Aufnahme einer zu untersuchenden Person, einer Vorrichtung, die auf Druckänderungen der im Inneren der Kabine enthaltenen Luft anspricht, und einem im Inneren der Kabine angeordneten, gegen diese abgedichteten Raum mit einer leicht beweglichen Wand, dessen Inneres über ein Atemrohr mit einem Mundstück oder einer Atemmaske verbunden ist, in die die zu untersuchende Person atmet.The main patent relates to a plethysinograph for medical pulmonary examinations with a largely airtight closable cabin for receiving a person to be examined, a device that responds to pressure changes in the air contained inside the cabin, and a space which is arranged inside the cabin and is sealed against it an easily movable wall, the interior of which is connected via a breathing tube to a mouthpiece or a breathing mask into which the person to be examined breathes.
In medizinischer Hinsicht interessieren in erster Linie die Schwankungen des Innendruckes der Kabine, die durch die während des Atmens auftretenden VolumenschwankungenFrom a medical point of view, the fluctuations in the internal pressure of the cabin are of primary interest due to the fluctuations in volume that occur during breathing
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der zu untersuchenden. Person verursacht werden. Diesen interessierenden Druckänderungen sind jedoch relativ starke Störungen überlagert, deren eine Hauptursache in der Erwärmung der Kabinenluft durch die :m untersuchende Person und andere v/ärmequellen, wie z.B. Beleuchtungskörper oder wärmeajgeberide Geräte besteht.of those to be examined. Person caused. However, these pressure changes of interest are superimposed on relatively strong disturbances, the main cause of which is the heating of the cabin air by the examining person and other sources of heat, such as lighting fixtures or heat emitting devices.
Zur Lösung dieser Schwierigkeiten ist im daupöpatent einerseits vorgeschlagen worden, den Patenten in eine.'i vom Inneren der Kabine durch eine leicht bewegliche V.'and getrennten Raum atmen zu lasten, in dessen Innerern sicn eine thermostatisch gesteuerte Heizvorrichtung und eine Lu ft ^m.1-;'1" Il:- vorrichtung befindet, und andererseits das Innere eier Ks.vLno durch eine Ausglaichoöffnung vorzugsweise veränderlichen .-,uerschnittes mit 'Ie? Umgeoungsluft r:u verbinden.In order to solve these difficulties, it has been proposed in the daupo patent on the one hand that the patent should be allowed to breathe in a space separated from the interior of the cabin by an easily movable compartment, inside of which there is a thermostatically controlled heating device and a ventilator . 1 -; ' 1 "Il: - device is located, and on the other hand, the inside of the egg Ks.vLno through a compensation opening, preferably variable .-, connect the cross-section with 'Ie? Umgeoungsluft r: u.
Gor".^;; einen; anderen eigenen '/erschlag (Pae^ntoiinieldung J 27 991 I.Cd/JCa) wird der Innendruck cer L··' Lne .-licht auf Jen "J:r^εcungsdrucl-: oezoron, sonde/.'n auf d-^r;. Di-uc!: irn Inneren eines abgeschlossenen Pufferbehälters, um Störungen durch Druc'cschv.'ankungen in der Au^enluft ausauschalton, die beispielsweise duror. :3as offnen und Schlioß^n von Türer: auftreten iccnnea.Gor ". ^ ;; one; other own '/ slain (Pae ^ ntoiinieldung J 27 991 I.Cd/JCa) the internal pressure cer L · ·' Lne. -Light on Jen" J: r ^ εcungsdrucl-: oezoron, probe /. 'n on d- ^ r ;. Di-uc !: inside a closed buffer tank in order to avoid disturbances caused by pressure fluctuations in the outside air, which for example duror. : 3as opening and closing of doors: occur iccnnea.
lX:^'i^\ die vorliegende ^.'rfindunj sollen die eoer: erwähnten at:uv:vcc\en ueiter verringert werden. Dies wi_-:i durch folgende Ma3nahnier. erreicht: lX: ^ 'i ^ \ the present ^.' rfindunj the eoer: mentioned at : uv: vcc \ en should be further reduced. This is done by the following warning men. achieved:
Die leicht bewegliche V/and des abgedichtetenThe easily movable V / and of the sealed
Raumes ;■;.!. rd als -.Tr me sperre ausgebildet, indem beispie^s;.eise zv/ei dünne Kunststoffschläuche ineinander angeordnet werden,Space; ■;.!. rd formed as -.Tr me lock, by example; .eise zv / ei thin plastic hoses are arranged one inside the other,
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„3_ H66843"3_ H66843
εο daß eine doppelte, wärmeisolierende V.and gebildet wird.εο that a double, heat-insulating V.and is formed.
otatt der Ausgleichsöffnung oder zusätzlich zu dieser wird die Kabine mit einer Pumpe versehen, die Luft aus der Kabine mit einer solchen Rate absaugt, da(3 die durch die Erwärmung öo:? Innenluft verursachte Druckerhöhung wenigstens annähernd kompensiert wjrd. Der Durchsatz der lumpe wird anbei vorzugsweise so gesteuert, daß er gemäß einer oder der Summe mehrerer e-Funktionen abnimmt.Instead of or in addition to the equalization opening, the cabin is provided with a pump that sucks air out of the cabin at such a rate that (3 the pressure increase caused by the heating öo :? indoor air is at least approximately compensated. The throughput of the pump is attached preferably controlled so that it decreases according to one or the sum of several exponential functions.
Der Druckanstieg im Inneren der Kabine wird vorzugsweise zuerst bei stillstehender Pumpe gemessen, um ein Maß für die .'"nderung der Pumprate zu erhalten. Kenn man den Einfluß der von der zu untersuchenden Person verschiedenen •Wärmequellen kennt, was empirisch leicht feststellbar ist, ergibt der auf diese V/eise bestimmte Wert gleichzeitig ein Maß für den Grundumsatz des Patienten.The increase in pressure inside the cabin is preferably first measured with the pump stopped to a measure of the. "Change" of the pumping rate to obtain. Characteristic is known the influence of various of the examined person • heat sources, which is empirically readily ascertainable results the value determined in this way is also a measure of the patient's basal metabolic rate.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchcn unter Schutz gestellt.Further features of the invention are protected in the subclaims.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert; es zeigen:The invention is illustrated below with the aid of exemplary embodiments explained in more detail in connection with the drawing; show it:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Plethysmographen mit entlang einer Linie 1-1 in Fig. 2 geschnittenen Kabine;FIG. 1 is a side view of a plethysmograph with the cabin cut along a line 1-1 in FIG. 2;
Fig. 2 eine Draufsicht der Kabine in einer Schnittebene 2-2 der Fig. 1 und eine Schaltungsanordnung zur Bestimmung dos Grundumsatzes bzw. zur Ausschaltung von störenden Wärmer: inflüssen;2 shows a plan view of the cabin in a sectional plane 2-2 of FIG. 1 and a circuit arrangement for determining dos basal metabolic rate or for eliminating disruptive Warmer: Influences;
Fig. J eine teilweise geschnittene, teilweise r::ehornat ifjch dargestellte Seitenansicht einer bevorzugten Aus-Fig. J is a partially sectioned, partially r :: ehornat ifjch shown side view of a preferred embodiment
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BAOBAO
führungsform eines Atemkopfes für den in Fig. 1 und 2 dargestellten Plethysmographen;management form of a breathing head for the one shown in Figs Plethysmograph;
Fig. 4 eine Draufsicht auf den in Fig. 3 dargestellten Atemkopf, undFIG. 4 is a plan view of that shown in FIG. 3 Breathing head, and
Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 2 dargestellten Schaltung.Fig. 5 is a diagram for explaining the operation the circuit shown in FIG.
Der als bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung in den Zeichnungen dargestellte Plethysmograph umfaßt eine Kabine 10 zur Aufnahme der zu untersuchenden Person und ein Meß- und Steuergestell 12.The plethysmograph shown in the drawings as a preferred embodiment of the invention includes a cabin 10 for accommodating the person to be examined and a measuring and control frame 12.
'Die Kabine 10 hat eine dicht schließende Türe 14 mit einem Fenster 16, ihr Inneres ist durch ein weiteres Fenster 18 und eine außerhalb der Kabine angeordnete Lichtquelle 20,vorzugsweise eine wenig wärmeentwickelte Leuchtstofflampe beleuchtet. In der Decke der Kabine befindet sich außerdem eine relativ große öffnung 22 mit einem Verschluß 24, der im Notfall von innen geöffnet werden kann.The cabin 10 has a tightly closing door 14 with a window 16, its interior is through another Window 18 and a light source 20 arranged outside the cabin, preferably a fluorescent lamp that does not generate much heat illuminated. In the ceiling of the cabin there is also a relatively large opening 22 with a closure 24, the can be opened from the inside in an emergency.
Im Inneren der Kabine befindet sich ein in Fig. 3 genauer dargestellter Atemkopf 28, der an einer vertikalen ' Stange 30 höhenverstellbar und schwenkbar gelagert ist.In the interior of the cabin there is one shown in FIG. 3 breathing head 28 shown in more detail, which is mounted on a vertical rod 30 so that it can be adjusted in height and pivoted.
Bei der Untersuchung sitzt der Patient auf einer Art Stuhl 32, dessen Sitzfläche und Rückenlehne durchbrochen sind. Die Unterseite der Sitzfläche und die Rückseite der Rückenlehne stehen mit dem Inneren der Kabine 10 in Verbindung. Durch diese Maßnahme werden Störungen vermieden, die sonst durch Lufteinschlüsse zwischen dem Körper des Patienten und dem Stuhl auftreten könnten.During the examination, the patient sits on a type of chair 32, the seat and back of which are perforated are. The underside of the seat surface and the rear of the backrest are in communication with the interior of the cabin 10. This measure avoids disturbances that would otherwise be caused by air pockets between the patient's body and the stool.
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Um das Innenvolumen der Kabine 10 möglichstTo the internal volume of the cabin 10 as possible
klein zu halten, hat die Rückwand 3^ der Kabine die Form eines Halbzylinders« Außerdem ist unter dem Stuhl 32 ein gegen das Innere der Kabine abgedichteter Kasten 36" angeordnet. Das Innere 38 dieses Kastens kann als Puffervolumen verwendet werden, wie noch näher erläutert wird.To keep it small, the rear wall 3 ^ of the cabin has the shape of a Half-cylinder 'In addition, under the chair 32 there is one against the Located inside the cabin sealed box 36 ". The interior 38 of this box can be used as a buffer volume as will be explained in more detail below.
Die Druckänderungen in der Kabine 10 können auf verschiedene Weise gemessen werden:The pressure changes in the cabin 10 can be measured in several ways:
1. Mittels einer Meßvorrichtung 40, die zwischen das Innere der Kabine und die Umgebungsluft geschaltet ist.1. By means of a measuring device 40 which is connected between the interior of the cabin and the ambient air.
2. Mittels einer Meßvorrichtung, die zwischen das Innere der Kabine und ein gegenüber der Umgebungsluft weitestgehend abgeschlossenes Puffervolumen geschaltet ist. Als Puffervolumen kann beispielsweise der Innenraum 38 des Kastens 36 dienen. In diesem Falle ist dann eine Meßvorrichtung 42 zwischen das Innere der Kabine und das Innere 38 des Kastens 36 geschaltet. Das Puffervolumen kann sich auch außerhalb der Kabine befinden und ist dann mit dem der Kabine abgewandten Anschluß 44 der Meßvorrichtung 40 verbunden. Das äußere PUffervolumen kann eine Wand mit der Kabine 10 gemeinsam haben oder ganz von dieser getrennt sein.2. By means of a measuring device between the interior of the cabin and an opposite of the ambient air largely closed buffer volume is switched. As a buffer volume, for example, the interior 38 of the Box 36 serve. In this case there is then a measuring device 42 connected between the interior of the cabin and the interior 38 of the box 36. The buffer volume can also be outside the Cabin are located and is then connected to the terminal 44 of the measuring device 40 facing away from the cabin. The outer buffer volume may have a wall in common with the cabin 10 or be entirely separate from it.
Die Meßvorrichtungen 40, 42 können empfindliche Differenzdruckmanometer oder empfindliche, richtungsabhängige Strömungsmeßgeräte mit nachgeschalteter Integriereinrichtung ' sein. ■The measuring devices 40, 42 can be sensitive differential pressure manometers or sensitive, direction-dependent ones Flow measuring devices with downstream integrating device 'be. ■
Das Innere der Kabine ist mit der AußenluftThe inside of the cabin is with the outside air
außerdem über eine Ausgleichsöffnung, deren Querschnitt vorzugsweise einstellbar ist, verbunden, die in Fig. 2 als Ventilalso via a compensation opening, the cross-section of which is preferably is adjustable, connected, which in Fig. 2 as a valve
9 0 98 2 6/0Q2? ; ~ ; ' '9 0 98 2 6 / 0Q2? ; ~ ; ''
-β--β-
46 dargestellt ist. Hierfür kann einfach eine drehbare Scheibe verwendet werden, die Öffnungen unterschiedlichen Durchmessers hat, die wahlweise in einen das Innere der Kabine mit der Außenluft verbindenden Kanal eingeschaltet werden können und dann dessen engsten Querschnitt bestimmen.46 is shown. A rotatable disc can be used for this can be used, which has openings of different diameters, optionally in one of the interior of the cabin with the duct connecting the outside air can be switched on and then determine its narrowest cross-section.
Eine ähnliche Ausgleichsöffnung, die einen einstellbaren Strömungswiderstand darstellt, kann auch nach Wunsch zwischen dem Pufferbehälter und der Außenluft und/oder zwischen dem Pufferbehälter und dem Inneren der Kabine vorgesehen sein.A similar compensation opening, which represents an adjustable flow resistance, can also be used according to Desired provided between the buffer tank and the outside air and / or between the buffer tank and the interior of the cabin be.
Das Produkt aus Volumenelastizität und Volumen der Kabine 10 ist vorzugsweise gleich dem Produkt aus Volumenelastizität und Volumen des Pufferbehälters, so daß Druckschwahkungen der Umgebungsluft ohne Einfluß auf die zwischen dem Inneren des Pufferbehälters und dem Inneren der Kabine herrschenden Druckunterschied sind.The product of the volume elasticity and the volume of the cabin 10 is preferably equal to the product of the volume elasticity and volume of the buffer tank, so that pressure fluctuations of the ambient air without influence on the between the interior of the buffer tank and the interior of the cabin are the prevailing pressure difference.
Wenn der Kasten 36 unter dem Stuhl y2. als Pufferbehälter verwendet wird, ist der Stuhl ys. vorzugsweise an der Kabinenwand bzw. dem Kabinenboden abgestützt, nicht jedoch auf dem Kasten 36, so daß Störungen durch Verformungen des Kastens yS bei Bewegungen der zu untersuchenden Person verhindert 'werden. ~When the box 36 under the chair y2. is used as a buffer container, the chair is ys. preferably supported on the cabin wall or the cabin floor, but not on the box 36, so that disturbances caused by deformations of the box yS when the person to be examined moves are prevented. ~
Der in Fig. 3 und 4 genauer dargestellte Atemkopf 28 umfaßt ein Atemrohr 48 mit einem Mundstück ^O (oder einer nichtdargesteilten Atemmaske), in das der Patient atmet. Das Atemrohr 43 enthält ein Magnetventil 52, das in an sich bekannter Weise zur Aufnahme von Verschlußdruckkurven dient,The breath head 28 shown in more detail in FIGS. 3 and 4 comprises a breathing tube having a mouthpiece 48 ^ O (or a breathing mask nichtdargesteilten) into which the patient breathes. The breathing tube 43 contains a solenoid valve 52, which is used in a manner known per se to record closure pressure curves,
909826/00 27 -:■... BAD oronal909826/00 27 -: ■ ... BAD oronal
ein entsprechend ausgebildetes, nur schematisch dargestelltes Magnetventil 54, das im geöffneten Zustand der zu untersuchenden Person erlaubt, Luft aus dem Inneren der Kabine 10 zu atmen; ein Strömungsmeßgerät 56, das vorzugsweise einen Strömungswiderstand 58 in Form eines heizbaren Metallnetzes und ein Differenzdruckmanometer 60 enthält, das an Rohrstutzen 62 beidseits des Strömungswiderstandes 58 angeschlossen ist und einen Rohrstutzen 64, der vor dem Ventil 52 angeordnet ist und zu einem Druckmeßgerät 66 führt, das bei geschlossenem Ventil den Verschlußdruck (Alveolardruck Palv) mißt. Das Schließen des Ventils 52 wird vorzugsweise durch das Differenzdruckmanometer 60 gesteuert und schließt vorzugsweise am Ende der Ausatmung, da die dann mittels des Druckmeßgerätes 66 und der Meßeinrichtung 12 des Plethysmographen aufgenommene Verschlußdruckkurve die funktionelle Residualluft (functional residual capacity) zu bestimmen gestattet. Zu diesem Zweck ist das Differenzdruckmanometer 60 mit einem Steuergerät 68 verbunden, c3as, wie sehematiseh in dem mit 68 bezeichneten Rechteck angedeutet ist, ein Relais mit zwei festen Kontakten x, y und einer beweglichen Kontaktzunge ζ enthält, deren Ruhelage in der Mitte liegt. Bei Änderungen des Differenzdruckes &P. gemäß dem in Fig. j5 dargestellten Diagramm legt sich die Kontaktzunge ζ dann gemäß dem darunter dargestellten Diagramm abwechselnd an die Kontakte x, y an und nimmt dazwischen eine kurze Zeitspanne ihre Ruhelage ein, bei der sie mit keinem der Kontakte Berührung macht. Das Steuergerät 68 weist also ein Schwellv/ertveruaiten auf. Beim übergang von der Ausatmung zur Ein-a correspondingly designed, only schematically illustrated solenoid valve 54 which, when open, allows the person to be examined to breathe air from inside the cabin 10; a flow meter 56, which preferably contains a flow resistor 58 in the form of a heatable metal network and a differential pressure manometer 60 which is connected to pipe socket 62 on both sides of the flow resistor 58 and a pipe socket 64 which is arranged in front of the valve 52 and leads to a pressure gauge 66 which with the valve closed, measure the occlusion pressure (alveolar pressure P alv). The closing of the valve 52 is preferably controlled by the differential pressure manometer 60 and preferably closes at the end of exhalation, since the occlusion pressure curve then recorded by the pressure measuring device 66 and the measuring device 12 of the plethysmograph allows the functional residual air to be determined. For this purpose, the differential pressure manometer 60 is connected to a control unit 68, c3as, as indicated sehematically in the rectangle marked 68, contains a relay with two fixed contacts x, y and a movable contact tongue ζ, the rest position of which is in the middle. If the differential pressure & P. According to the diagram shown in Fig. J5, the contact tongue ζ then alternately rests against the contacts x, y in accordance with the diagram below, and takes a short period of time in its rest position in which it does not make contact with any of the contacts. The control unit 68 thus has a threshold value. During the transition from exhalation to inhalation
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atraung schließt das' Steuergerät 68 das Magnetventil 52 für. eine ausreichende Zeit, um eine Verschlußdruckkurve aufnehmen zu können, die im Meß- und Steuergestell 12 zusammen mit den gleichzeitig ablaufenden Druckänderungen in der Kabine 10 anoder aufgezeichnet werden.Atraung the 'control unit 68 closes the solenoid valve 52 for. a sufficient time to record a locking pressure curve, which in the measuring and control frame 12 together with the simultaneous pressure changes occurring in the cabin 10 can be indicated or recorded.
Das obere Ende des Atemrohres 48 mündet in einen gegen das Innere der Kabine abgedichteten Raum 70, der unten durch eine Grundplatte 72 begrenzt wird. Von der Grundplatte "j'd springen nach oben und unten je ein zylindrischer Plansch 74, γβ vor, die mit je einer Ringnut 78, 80 versehen sind. Am oberen Flansch J6 sind Drahtbügel 82 angebracht, die oben ein Rohrstück 84 tragen, das mittels eines abnehmbaren Stopfens dicht verschlossen werden kann. An der Grundplatte 72 sind außerdem v/eitere Drahtbügel 88 angebracht, die oben an einem Ring 90 befestigt sind. Die Drahtbügel 82, 88 dienen zur Unterstützung von Schläuchen 92 bzw. 94 aus dünner Kunststofffolie, deren obere und untere Enden mit Gummizügen ^6 versehen sind, die die Enden der Schäuche in den Nuten 78 bzw. 80 bzw. entsprechenden Nuten an der Außenseite des Rohrstückes 84 abdichten. Der Raum 70 ist also gegen das Innere der Kabine 10, in der er angeordnet ist, luftdicht abgeschlossen; wegen der Nachgiebigkeit der dünnen Kunststoffolien, aus denen die Schläuche 92, 94 bestehen, kann jedoch kein störender Druckunterschied zwischen dem Raum 70 und dem Innenraum der Kabine 10 auftreten.The upper end of the breathing tube 48 opens into a space 70 which is sealed off from the interior of the cabin and which is delimited at the bottom by a base plate 72. From the base plate "J'D jump up and down depending on a cylindrical Plansch 74, γβ before, which are each provided with an annular groove 78, the 80th to the upper flange J6 wire brackets 82 are attached, which carry above a tubular piece 84, which means can be sealed of a removable plug. on the base plate 72 are also v / urther wire bracket 88 attached, which are fastened at the top of a ring 90. the wire brackets 82, 88 are used to support hoses 92 and 94, made of thin plastic film, whose upper and lower ends are provided with elastic bands ^ 6 , which seal the ends of the hoses in the grooves 78 or 80 or corresponding grooves on the outside of the pipe section 84. The space 70 is therefore against the interior of the cabin 10 in which it is arranged is, hermetically sealed; however, because of the flexibility of the thin plastic films from which the hoses 92, 94 are made, no disruptive pressure difference can occur between the space 70 and the interior of the cabin 10 eten.
Im Raum 70 befindet sich eine Luftumwälz- und Temperatiurregeleinrichtung 98. Durch diese Einrichtung 98In the room 70 there is an air circulation and temperature control device 98. Through this device 98
9098 26/00 27 ^9098 26/00 27 ^
wird die Luft im Raum 70 auf einer Temperatur gehalten, deren Wert in der Praxis knapp unterhalb der Korpertemperatur liegt und so gewählt ist, daß sich weder die von der untersuchten Person in den Raum 70 ausgeatmete Luft abkühlt, noch die aus dem Raum 70 eingeatmete Luft erwärmt. Sine solche Abkühlung oder Erwärmung würde die Messungen sehr stören. Der durch, die Drahtbügel 82, 88 gewährleistete Zwischenraum zwischen den Kunststoffolienschläuchen 92, 94 stellt eine ausgezeichnete Wärmeisolierung dar, so daß auch keine Störungen durch Wärmeabgabe aus dem Raum 70 in das Innere der Kabine eintreten können» Eine, solche Wärmeisolierung hat sich in der Praxis als außerordentlich wichtig erwiesen.the air in the room 70 is kept at a temperature whose In practice, the value is just below the body temperature and is chosen so that neither of the examined Person in the room 70 cools exhaled air, nor the out the space 70 heated air inhaled. Sine such cooling or warming would interfere with the measurements. The through that Wire bracket 82, 88 ensured space between the Plastic film tubing 92, 94 provides excellent Thermal insulation is so that no interference by heat emission from the space 70 into the interior of the cabin can »One, such thermal insulation has proven itself in practice proved extremely important.
Die Einrichtung 98 enthält ein rohrförmiges Gehäuse 100, in dem oben ein elektrisches Gebläse 102 angeordnet ist. Das Gebläse fördert vorzugsweise von oben nach unten,: der Motor ist vorzugsweise oben, der Lüfterflügel unten angeordnet. Unter dem Gebläse befindet sich eine thermostatengesteuerte Heizeinrichtung, die Wärmetauscherbleche 104, z.B. aus Kupfer und eine mit diesen in gutem Wärmekontakt stehende Wärmequelle umfaßt. Als Wärmequelle wird vorzugsweise mindestens ein Leistungstransistor ΙΟβ verwendet, der mit den Blechen 104 in gut wärmeleitender Verbindung steht. Der Transistor 6 bildet einen Teil einer bekannten Temperaturregeleinrichtung, die außerdem noch einen dicht beim Transistor angeordneten Wärmefühler IO8, der eine Überti itzung des Tran-, sistors verhindert, und einen in etwas größerer Entfernung vom Transistor angeordneten Wärmefühler UO (Flg. 4) enthält,;The device 98 contains a tubular housing 100 in which an electric fan 102 is arranged at the top is. The fan preferably conveys from top to bottom: the motor is preferably arranged at the top, the fan blade at the bottom. There is a thermostat-controlled one under the fan Heating device, the heat exchanger plates 104, e.g. made of copper, and one that is in good thermal contact with them Includes heat source. As a heat source, at least one power transistor ΙΟβ is preferably used, which is connected to the Sheet metal 104 is in a good thermally conductive connection. The transistor 6 forms part of a known temperature control device that is also close to the transistor arranged heat sensor IO8, which transmits the transmission, sistors prevented, and one a little further away from the transistor arranged heat sensor UO (Flg. 4) contains;
der auf die Temperatur der an den Blechen 104· vorbeistreichenden Luft anspricht. Die ganze Regelhaltung ist vorzugsweise auf den Blechen 104 montiert und zum Schutz gegen Feuchtigkeit ■mit einem Siliconharz vergossen.which is responsive to the temperature of the air flowing past the metal sheets 104. All rule keeping is preferable mounted on the metal sheets 104 and encapsulated with a silicone resin to protect against moisture.
Das Atemrohr 48 kann ebenfalls mit einer Heizanordnung 112., die nur schematisch dargestellt ist und eine elektrische Widerstandsheizung sein kann, versehen sein.The breathing tube 48 can also be provided with a heating arrangement 112., which is only shown schematically, and a electrical resistance heating can be provided.
Zur Vorwärmung des Atemkopfes 28 und zum: Entfernen verbrauchter Luft kann man sich eines Heizgebläses Il4 nach Art eines Haartrockners bedienen, dabei werden dann der Stopfen 86 entfernt und die Anordnung bei geöffnetem Ventil 52 mit frischer, gegebenenfalls warmer Luft durchgespült.To preheat the breathing head 28 and to: remove stale air, a heater fan Il4 operate like a hair dryer, then the Plug 86 removed and the assembly with the valve open 52 flushed with fresh, possibly warm air.
Wenn im Verlaufe einer Untersuchung eine Person in die Kabine 10 gesetzt und die Tür 14 der Kabine geschlossen wird, beginnen Temperatur und Druck in der Kabine zu steigen. Dies ist für die Messungen außerordentlich störend. Eine gewisse Abhilfe schafft die Ausgleichsöffnung 46 (Fig. 2), man ist hier jedoch auf einen Kompromiß angewiesen: Die Zeitkonstante des Ausgleiches darf einerseits nicht zu kurz sein, da sonst auch die zu messenden Druckschwankungen verfälscht v/erden, andererseits soll die Zeitkonstante nicht zu groß sein, da sonst der temperaturbedingte Druckanstieg nicht ausreichend abgeschwächt wird. Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung eine Pumpe Il6 (Fig. 2), z.B. ein Gebläse, vorgesehen, die mit einer nach einem bestimmten Programm gesteuerten, abnehmenden Rate Luft aus dem Inneren der Kabine 10 abpumpt. Die Verhältnisse seien anhand des inIf in the course of an investigation a person placed in the cabin 10 and the door 14 of the cabin closed temperature and pressure in the cabin begin to rise. This is extremely disruptive for the measurements. The compensation opening 46 (FIG. 2) provides a certain remedy here, however, depends on a compromise: the time constant of the compensation must not be too short on the one hand, otherwise the pressure fluctuations to be measured will also be falsified v / earth, on the other hand the time constant should not be too large otherwise the temperature-related increase in pressure will not be sufficient is weakened. In order to avoid these difficulties, according to the invention a pump II6 (Fig. 2), e.g. a blower is provided which draws air from the interior at a controlled, decreasing rate the cabin 10 pumps out. The relationships are based on the in
-u--u-
Fig. 5 dargestellten Diagramms erläutert, bei dem längs der Abszisse die Zeit t und längs der Ordinate die Temperatur T der in der Kabine enthaltenen Luft bzw, der dieser praktisch proportionale Druck P aufgetragen sind.Fig. 5 illustrated diagram explains in which along the The abscissa is the time t and along the ordinate the temperature T of the air contained in the cabin or of that practically proportional pressure P are plotted.
Schließt man die Kabine, in der sich ein Patient und eingeschaltete Geräte befinden, so steigen Druck P und Temperatur T"entsprechend einer Kurve 118 an, die im wesentlichen aus der Summe zweier e-Funktionen 120, 122 besteht. Die Kurve 120 entspricht der Wärmeabgabe der zu untersuchenden Person, die Kurve 122 der Wärmeabgabe der eingeschalteten Geräte. Gemäß der Erfindung wird die Pumpe 116 nun so gesteuert, daß ihre Förderrate etvra entsprechend einer Kurve 124 so abnimmt, daß der Innendruck der Kabine weitestgehend konstant bleibt. Die Kurve 124 ist ebenfalls die Summe zweier e-Funktionen 126, i'd8, die das Reziproke der e-Funktionen 1'dO, 122 sind.If one closes the cabin in which there is a patient and switched-on devices, the pressure P and rise Temperature T "according to a curve 118, which is essentially consists of the sum of two exponential functions 120, 122. The curve 120 corresponds to the heat output of the one to be examined Person showing curve 122 of heat dissipation from devices switched on. According to the invention, the pump 116 is now controlled in such a way that that their delivery rate etvra decreases according to a curve 124 so, that the internal pressure of the cabin remains largely constant. The curve 124 is also the sum of two exponential functions 126, i'd8, which is the reciprocal of the e-functions 1'dO, 122 are.
Eine solche Pumpensteuerung laßt sich relativ einfach erreichen. Der Antrieb der Pumpe Il6 wird durch einen Regler 130 geregelt, in den der Sollwert in Form einer Spannung E eingegeben wird. Dabei sei angenommen, daß eine hohe Spannung E einer niedrigen Förderleistung der Pumpe und umgekehrt entsprechen. Die Spannung E wird durch Aufladung eines Kondensators I32 über zwei getrennte Ladekreise erzeugt. Jeder Ladekreis enthält einen verstellbaren Reihenwiderstand Ij54 bzw. 156 und eine einstellbare Spannungsquelle I38, l40. Die Spannungsquelle können beispielsweise wie dargestellt Potentiometer sein, die an eine Gleichspannung LL angeschlossenSuch a pump control can be achieved relatively easily. The drive of the pump Il6 is through a Regulator 130 regulated, in which the setpoint in the form of a voltage E is entered. It is assumed that a high voltage E results in a low delivery rate of the pump and vice versa correspond. The voltage E is generated by charging a capacitor I32 via two separate charging circuits. Everyone The charging circuit contains an adjustable series resistor Ij54 or 156 and an adjustable voltage source I38, I40. the The voltage source can be, for example, potentiometers, as shown, which are connected to a direct voltage LL
90 98 26/002190 98 26/0021
.n.n
H66843H66843
sind. Der eine Ladekreis mit dem Widerstand 1J54 und dem Potentiometer 138 dient zur Kompensation der Erwärmung, die durch eingeschaltete Geräte verursacht wird und kann daher bei der Herstellung des Gerätes einmalig eingestellt werden. Der andere Ladekreis 1J6, l40 muß je nach der Wärmeleistung der zu untersuchenden Person verschieden eingestellt werden.are. The one charging circuit with the resistor 1J54 and the potentiometer 138 is used to compensate for the heating that is caused by switched-on devices and can therefore be set once when the device is manufactured. The other charging circuit 1J6, l40 must depend on the heat output set differently for the person to be examined.
Die Einstellung des Ladekreises 136, l40 kannThe setting of the charging circuit 136, l40 can
aufgrund folgender Messung erfolgen: Die Kabine wird geschlossen und der Druckanstieg in der Kabine wird beispielsweise mittels der Meßvorrichtung 42 gemessen. Der Ladekreis 136, wird unterbrochen, beispielsweise durch einen Schalter 142, so daß nur die durch Geräte verursachte Erwärmung kompensiert wird. Der in demDiagramm links in Fig. 2 dargestellte Druckanstieg /^P0 ist dann also ausschließlich auf die von der untersuchten Person abgegebene Wärme zurückzuführen. Das entsprechend der Kurve 120 (Fig. 5) ansteigende Drucksignal von der Meßvorrichtung 42 wird durch eine die Umkehrfunktion erzeugende Stufe 144 in ein linear ansteigendes Signal U verwandeltj dessen Anstiegsgeschwindigkeit dann ein Maß für die Wärmeleistung der zu untersuchenden Person darstellt. Die Anstiegsgeschwindigkeit kann durch eine Stufe 146 aufgezeichnet oder in bekannter V/eise digital angezeigt werden, diese Anzeige stellt erstens ein Maß für den Grundumsatz der untersuchten Person dar und liefert gleichzeitig.eine Grundlage für die Einstellung des Ladekreises Ij56, l40. Anstatt den durch die Geräte verursachten Druckanstieg in der erwähnten Weise durch die Pumpe II6 su kompensieren, kann man bei dertake place on the basis of the following measurement: The cabin is closed and the increase in pressure in the cabin is measured, for example, by means of the measuring device 42. The charging circuit 136 is interrupted, for example by a switch 142, so that only the heating caused by the devices is compensated. The pressure increase / ^ P 0 shown in the diagram on the left in FIG. 2 is then exclusively due to the heat given off by the person examined. The pressure signal from the measuring device 42, which increases in accordance with curve 120 (FIG. 5), is converted into a linearly increasing signal U by a step 144 which generates the inverse function, the speed of which then represents a measure of the heat output of the person to be examined. The rate of rise can be recorded by a stage 146 or digitally displayed in a known manner; this display firstly represents a measure of the basal metabolic rate of the person examined and at the same time provides a basis for setting the charging circuit Ij56, l40. Instead of using the pump II6 su to compensate for the pressure increase caused by the devices in the manner mentioned, you can use the
9 0 9 8 2 6/00279 0 9 8 2 6/0027
U66843U66843
Grundumsatzmessung auch die Pumpe ruhen lassen und von der Spannung U eine linear ansteigende Spannung U in einer Stufe 148 abziehen. Die Spannung U wird dann entsprechend der Leistungsabgabe der Geräte bemessen. Unter Umständen kann die Leistungsabgabe der Geräte überhaupt vernachlässigt und die In Fig. 2 dargestellte Anordnung dann entsprechend vereinfacht werden»Let the pump rest also measure the basal metabolic rate and apply a linearly increasing voltage U from the voltage U in one Subtract level 148. The voltage U then becomes accordingly based on the power output of the devices. May be the power output of the devices is neglected at all and the arrangement shown in FIG. 2 is then simplified accordingly will"
Besonders zweckmässig ist es, die Förderleistung der Pumpe proportional der Anstiegsgeschwindigkeit der Temperatur der Luft in der Kabine 10 zu steuern. Diese Steuerung ist unabhängig von den das Nutzsignal darstellenden Druckschwankungen in der Kabine. Ein die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit dT/dt darstellendes Signal kann entsprechend den obigen Ausführungen auch zur Grundumsatzbestimmung verwendet werden. Bei der Steuerung der Pumpe ist keine besondere Korrektur nötig, das dT/dt-Signal kann direkt zur Drehzahlsteuerung des Pumpenantriebes dienen. Die Luft in der Kabine wird vorzugsweise umgewälzt. It is particularly useful to control the delivery rate of the pump proportionally to the rate of increase in the temperature of the air in the cabin 10. This control is independent of the pressure fluctuations in the cabin that represent the useful signal. A signal representing the rate of temperature rise dT / dt can also be used to determine the basal metabolic rate in accordance with the above explanations. When controlling the pump, no special correction is necessary, the dT / dt signal can be used directly to control the speed of the pump drive. The air in the cabin is preferably circulated.
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