DE19617432A1 - Anordnung zur Messung des Volumenstromes der Atmung - Google Patents
Anordnung zur Messung des Volumenstromes der AtmungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Messung des Volumenstromes der Atmung bei
maschineller Beatmung oder bei der Lungenfunktionsdiagnostik.
Bei der maschinellen Beatmung besteht der Patientenkreis aus einem Inspirationsschlauch
und einem Exspirationsschlauch. Beide münden in dem sogenannten Y-Stück, von dem
wiederum der Tubuskonnektor mit dem Beatmungstubus abgeht.
Bei der Messung des Volumenstromes der Atmung wird gemäß dem Stand der Technik
zwischen Y-Stück und Tubuskonnektor ein Volumenstromsensor (Pneumotachograph)
angeordnet. Dieses Verfahren hat den Vorteil einer exakten Meßbarkeit des Volumenstromes
vom und zum Patienten. Es hat andererseits den Nachteil, daß durch das Volumen des
Pneumotachographen der ventilatorische Totraum erhöht wird, wodurch die CO2-Abgabe bei
der Exspiration behindert werden kann.
Ein Verfahren, um diesen Nachteil zu vermeiden, besteht darin, daß zwei
Pneumotachographen vorgesehen werden, wobei der eine Pneumotachograph in dem
Inspirationszweig und der zweite Pneumotachograph in dem Exspirationszweig angeordnet
werden. Der Volumenstrom zum Patienten bestimmt sich danach aus der Differenz der
Volumenströme beider Pneumotachographen.
Bei Pneumotachographen, die auf dem Prinzip eines pneumatischen Widerstandes beruhen,
erzeugt der Volumenstrom über dem pneumatischen Widerstandselement einen
Differenzdruck, der ein Maß für den Volumenstrom ist. Zur Messung dieses Differenzdruckes
wird dieser mittels zweier Druckmeßstutzen über dem Widerstandselement abgegriffen und
über zwei Druckmeßschläuche einem Differenzdrucksensor zugeführt.
Bei der Messung des Volumenstromes mittels zweier Pneumotachographen kommen
demzufolge auch zwei Differenzdrucksensoren zur Anwendung.
Diese sind sehr teuer und erhöhen die Kosten einer solchen Meßanordnung erheblich. Hinzu
kommt, daß auch hohe Anforderungen an die Übereinstimmung ihrer Kennlinien gestellt
werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine solche Meßanordnung zu finden, die den Vorteil der
Meßmethode mit zwei Pneumotachographen bezüglich des kleinen Totraumes aufweist, aber
lediglich einen Differenzdrucksensor benötigt.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist Gegenstand des Anspruches 1.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Nach dem Wesen der Erfindung wird die Aufgabe der Messung des Volumenstromes der
Atmung mit nur einem Differenzdrucksensor dadurch erreicht, daß die
Differenzdruckausgänge der Widerstandselemente beider Pneumotachographen auf eine
durch pneumatische Widerstände gebildete Meßbrücke geführt werden, in deren
Diagonalzweig der Differenzdrucksensor angeordnet ist.
Diese pneumatischen Brückenwiderstände können entweder durch separate Widerstände, die
durch kurze Schläuche und T-Stücke miteinander verbunden sind, realisiert werden oder in
Form von Schlitzen, Spalten, Sieben oder Bohrungen, die in einem gesonderten Körper
lokalisiert sind. Es ist ebenfalls möglich, die Druckmeßschläuche selbst als
Brückenwiderstände zu nutzen.
Um, falls erforderlich, Unterschiede zwischen den Brückenwiderständen korrigieren und
damit die Brücke abgleichen zu können, können diese in der Weise justierbar gemacht
werden, daß z. B. der Bohrungsdurchmesser, die Siebfläche oder die Schlitzbreite verändert
oder der Schlauchdurchmesser durch Zusammenpressen variabel gemacht werden kann.
Hierfür können auch alle anderen, dem Fachmann bekannten Mittel der Veränderung eines
pneumatischen Widerstandes angewandt werden.
Zur Vermeidung zusätzlicher Fehler ist prinzipiell auf weitestgehende Symmetrie der
pneumatischen Anordnung zu achten. Es ist sinnvoll, die pneumatischen Brückenwiderstände
in einem Körper zu konzentrieren, der zwischen oder auf beiden Pneumotachographen
lokalisiert wird. Versieht man diesen Körper mit einem zusätzlichen Heizwiderstand, kann
nach der Erfindung ebenfalls eine Beheizung beider Pneumotachographen erfolgen, wodurch
die Kondensation der feuchten Atemluft an den ggf. kalten Pneumotachographenwandungen
vermieden wird.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben werden.
Fig. 1 zeigt das Prinzip.
Der Pneumotachograph 1 ist in dem Inspirationszweig 12 und der Pneumotachograph 2 in
dem Exspirationszweig 13 angeordnet. Beide Zweige werden im Y-Stück 14
zusammengeführt.
Der patientennahe Druckmeßstutzen 4 des Pneumotachographen 1 wird über den
pneumatischen Widerstand 8, das T-Stück 15 und den pneumatischen Widerstand 9 mit dem
patientennahen Druckmeßstutzen 6 des Pneumotachographen 2 verbunden. Ebenso wird der
patientenferne Druckmeßstutzen 5 des Pneumotachographen 1 über den pneumatischen
Widerstand 10, das T-Stück 16 und den pneumatischen Widerstand 11 mit dem
patientenfernen Druckmeßstutzen 7 des Pneumotachographen 2 verbunden. Von dem T-Stück
15 führt ein Druckmeßschlauch 17 zu dem einen Eingang des Differenzdrucksensors 3 und
von dem T-Stück 16 ein Druckmeßschlauch 18 zu dem zweiten Eingang des
Differenzdrucksensors 3.
Fig. 2 zeigt eine spezielle Ausgestaltung der Erfindung, bei der die pneumatische Brücke
direkt durch eine besondere Gestaltung der T-Stücke 15 und 16 gebildet wird (in Fig. 2 sind
die Bezugszeichen 20 und 22 nicht dargestellt). Beide T-Stücke sind in einem Körper 19
lokalisiert und bestehen aus je einer Längsbohrung 20 und 21 sehr geringen Durchmessers
und je einer mittig zu den Längsbohrungen 20 und 21 angeordneten Querbohrungen 22 und
23 größeren Durchmessers. Die Längsbohrung 20 von T-Stück 15 verbindet die
Druckmeßstutzen 4 und 6 und die Längsbohrung 21 von T-Stück 16 die Druckmeßstutzen 5
und 7 miteinander. An die Querbohrung 22 von T-Stück 15 wird über eine Schlauchtülle 24
der Druckmeßschlauch 17 und an die Querbohrung 23 von T-Stück 16 über die Schlauchtülle
25 der Druckmeßschlauch 18 angeschlossen.
Der Körper 19 wird zwischen die Druckmeßstutzen 4 und 5 von Pneumotachograph 1 und die
Druckmeßstutzen 6 und 7 von Pneumotachograph 2 gepreßt, wobei diese Druckmeßstutzen
unterschiedlich gestaltet sein können. In einer Variante schließen sie mit der planen
Außenfläche der Pneumotachographen 1 und 2 bündig ab und werden entweder über eine
dünne Gummiplatte oder Nullringe abgedichtet. In einer anderen Variante ragen die
Druckmeßstutzen 4 bis 7 in den Körper 19 hinein und dichten an der Wandung ab. Da die
Bohrungen innerhalb des Körpers 19 sehr genau ausgeführt werden können, ist
normalerweise kein weiterer Brückenabgleich erforderlich. Sollte dies doch notwendig sein,
kann der Strömungsquerschnitt einer oder beider Längsbohrungen 20 und 21 durch eine oder
mehrere Justierschrauben 26 in gewünschtem Maße verändert werden.
Da die Pneumotachographen vorzugsweise von feuchter Atemluft durchströmt werden, kann
es innerhalb derselben zu einer Kondensation von Wasserdampf kommen. Um dies zu
vermeiden, werden diese beheizt. Erfindungsgemäß wird der hierfür erforderliche
Heizwiderstand 27 nebst dem dazugehörigen Anschlußkabel nicht in den
Pneumotachographen, sondern im Körper 19 angeordnet.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung liegt der Körper 19 auf den
Pneumotachographen 1 und 2 auf.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung übernehmen die Druckmeßschläuche selbst die
Funktion der pneumatischen Widerstände 8 bis 11. Zu diesem Zwecke werden an Stelle der
Widerstände 8 und 9 jeweils zwei Druckmeßschläuche von den patientennahen
Druckmeßstutzen 4 und 6 zum T-Stück 15 und an Stelle der Widerstände 10 und 11 zwei
weitere Druckmeßschläuche von den patientenfernen Druckmeßstutzen 5 und 7 zu dem T-
Stück 16 geführt. Der Differenzdrucksensor ist direkt zwischen den Ausgängen der T-Stücke
15 und 16 angeordnet. Der Brückenabgleich kann hierbei durch geringfügiges
Zusammenpressen eines der Druckmeßschläuche mittels einer Klemme erfolgen.
Bezugszeichenliste
1 Pneumotachograph,
2 Pneumotachograph,
3 Differenzdrucksensor,
4 patientennaher Druckmeßstutzen,
5 patientenferner Druckmeßstutzen,
6 patientennaher Druckmeßstutzen,
7 Patientenferner Druckmeßstutzen,
8 pneumatischer Widerstand,
9 pneumatischer Widerstand,
10 pneumatischer Widerstand,
11 pneumatischer Widerstand,
12 Inspirationszweig,
13 Exspirationszweig,
14 Y-Stück
15 T-Stück,
16 T-Stück,
17 Druckmeßschlauch,
18 Druckmeßschlauch,
19 Körper,
20 Längsbohrung,
21 Längsbohrung,
22 Querbohrung,
23 Querbohrung,
24 Schlauchtülle,
25 Schlauchtülle,
26 Justierschraube,
27 Heizwiderstand.
2 Pneumotachograph,
3 Differenzdrucksensor,
4 patientennaher Druckmeßstutzen,
5 patientenferner Druckmeßstutzen,
6 patientennaher Druckmeßstutzen,
7 Patientenferner Druckmeßstutzen,
8 pneumatischer Widerstand,
9 pneumatischer Widerstand,
10 pneumatischer Widerstand,
11 pneumatischer Widerstand,
12 Inspirationszweig,
13 Exspirationszweig,
14 Y-Stück
15 T-Stück,
16 T-Stück,
17 Druckmeßschlauch,
18 Druckmeßschlauch,
19 Körper,
20 Längsbohrung,
21 Längsbohrung,
22 Querbohrung,
23 Querbohrung,
24 Schlauchtülle,
25 Schlauchtülle,
26 Justierschraube,
27 Heizwiderstand.
Claims (7)
1. Anordnung zur Messung des Volumenstromes der Atmung vorzugsweise bei beatmeten
Patienten, bestehend aus einem Pneumotachographen (1) im Inspirationszweig, einem
Pneumotachographen (2) im Exspirationszweig sowie einem Differenzdrucksensor (3),
wobei der Pneumotachograph (1) einen patientennahen Druckmeßstutzen (4) und einen
patientenfernen Druckmeßstutzen (5) und der Pneumotachograph (2) ebenfalls einen
patientennahen Druckmeßstutzen (6) und einen patientenfernen Druckmeßstutzen (7)
aufweisen, gekennzeichnet dadurch, daß die Druckmeßstutzen (4) bis (7) der
Pneumotachographen (1) und (2) auf die vier Eingänge einer durch pneumatische
Widerstände (8) bis (11) gebildeten pneumatischen Meßbrücke geführt werden, in deren
Diagonalzweig der Differenzdrucksensor (3) angeordnet ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der patientennahe
Druckmeßstutzen (4) mit dem patientennahen Druckmeßstutzen (6) über die
Serienschaltung eines pneumatischen Widerstandes (8), eines T-Stückes (15) und eines
pneumatischen Widerstandes (9) verbunden sind und daß der patientenferne
Druckmeßstutzen (5) mit dem patientenfernen Druckmeßstutzen (7) über die
Serienschaltung eines pneumatischen Widerstandes (10), eines T-Stückes (16) und eines
pneumatischen Widerstandes (11) verbunden sind, wobei der dritte Ausgang des T-Stückes
(15) und der dritte Ausgang des T-Stückes (16) entweder direkt oder über zusätzliche
Druckmeßschläuche (17) und (18) mit dem Differenzdrucksensor (3) verbunden sind.
3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die
Widerstände (8) bis (11) durch Schläuche gebildet wird oder durch Bohrungen, Spalte,
Schlitze oder Siebe, die in einem Körper angeordnet sind.
4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Widerstände
(8) bis (11) durch vier Druckmeßschläuche realisiert werden.
5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 oder 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß die
Widerstände (8) bis (11) und die T-Stücke (15) und (16) in einem Körper (19) konzentriert
sind, wobei die Widerstände (8) und (9) durch eine enge Längsbohrung (20) und die
Widerstände (10) und (11) durch eine enge Längsbohrung (21) realisiert werden, die die
Druckmeßstutzen (4) und (6) einerseits sowie die Druckmeßstutzen (5) und (7)
andererseits miteinander verbinden, die weiterhin in der Mitte der Längsbohrung (20) eine
dazu senkrechte Querbohrung (22) und in der Mitte der Längsbohrung (21) eine dazu
senkrechte Querbohrung (23) aufweisen, die selbst wiederum in Schlauchtüllen (24) bzw.
(25) zur Aufnahme der Druckmeßschläuche (18) bzw. (19) münden.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß der
Widerstandswert der Widerstände (8) bis (11) durch Veränderung von Länge oder Fläche
der Schläuche, Bohrungen, Spalte oder Schlitze bzw. der effektiven Siebfläche verändert
werden kann.
7. Anordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, daß in dem Körper (19) ein
Heizwiderstand (27) angeordnet ist, der über Anschlußleitungen an eine externe
Spannungsquelle angeschlossen wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996117432 DE19617432A1 (de) | 1996-05-01 | 1996-05-01 | Anordnung zur Messung des Volumenstromes der Atmung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996117432 DE19617432A1 (de) | 1996-05-01 | 1996-05-01 | Anordnung zur Messung des Volumenstromes der Atmung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19617432A1 true DE19617432A1 (de) | 1997-11-06 |
Family
ID=7792985
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996117432 Withdrawn DE19617432A1 (de) | 1996-05-01 | 1996-05-01 | Anordnung zur Messung des Volumenstromes der Atmung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19617432A1 (de) |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |