DE19928441A1 - Meßelement und Meßwertaufnahmevorrichtung zur Erfassung respiratorischer Daten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Meßelement zur Erfassung der respiratorischen Aktivität eines Patienten, welchem ein Atemgas über eine Atemmaske und eine mit dieser strömungsverbundenen Atemgasleitung zugeführt wird. Das erfindungsgemäße Meßelement umfaßt einen Verengungsabschnitt sowie erste und zweite Druckabgriffseinrichtungen, wobei der Verengungsabschnitt derart ausgebildet ist, daß dessen in Atemgasströmungsrichtung gemessene Länge wenigstens der Differenz zwischen dem großen Radius des Atemgasdurchgangskanals außerhalb des Verengungsabschnittes und dem kleinen Radius im engsten Querschnitt des Verengungsabschnittes entspricht und darüber hinaus der kleine Radius im engsten Querschnitt wenigstens das 0,6-fache des großen Radius R beträgt. Danach wird es möglich, ein Meßelement zu schaffen, das einen vergleichsweise geringen respiratorischen Widerstand aufweist und ein vergleichsweise scharfes Meßsignal liefert.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein ein System zur Erfassung respiratorischer Daten wie sie insbesondere im Bereich der Schlafmedizin zur Diagnose und Therapie schlafbe­ zogener Atmungsstörungen benötigt werden.

Derartige Daten sind beispielsweise inspirations- oder expirationsindikative Daten oder auch Daten aus welchen der zeitliche Verlauf des Atemgasstromes in den Atemwegen hervorgeht. Die lediglich qualitativ inspirations- oder expirations­ indikativen Daten werden üblicherweise durch Thermoelemente oder Thermistoren erfaßt, die unmittelbar im Bereich der Nasenöffnungen eines Patienten angeordnet werden. Durch diese Thermoelemente oder Thermistoren wird die Temperatur des daran vorbeiströmenden Atemgases ermittelt. Höhere Temperaturen kennzeichnen einen Expirationsvorgang. Niedrigere Temperaturen bzw. Umgebungstemperatur­ werte kennzeichnen einen Inspirationsvorgang. Die Anbringung der Thermoelemente oder Thermistoren erfordert besondere Sorgfalt, da ggf. durch einen direkten Hautkontakt und die damit verbundenen Wärmeübertragung die Meßwertaufnahme beeinträchtigt wird.

Der zeitliche Verlauf des Atemgasstromes läßt sich mit den beschriebenen Thermo­ elementen oder Thermistoren nur ansatzweise ermitteln. Eine wesentlich genauere Erfassung des Atemgasstromes ist über eine O₂-Brille möglich welche zwei in die Nasenöffnungen eines Patienten eingeführte kurze Röhrchen aufweist über welche der Staudruck im Bereich der nasenseitigen Endabschnitte der Röhrchen erfaßt wird. Diese Art der Meßwerterfassung bereitet dem jeweiligen Patienten kaum Unannehmlichkeiten und beeinträchtigt das natürliche Schlafverhalten des Patienten in vergleichsweise geringem Maße. Diese Meßwerterfassung hat sich insbesondere aus diesem Grunde im Bereich Diagnostik bewährt. Gegenüber den Expirationsvorgängen werden Inspirationsvorgänge durch dieses Meßsystem jedoch mit einer geringeren Genauigkeit erfaßt.

Weitere Möglichkeiten zur Erfassung der Atmungstätigkeit eines Patienten im Rah­ men der Diagnose sind beispielsweise die Überwachung der Bewegung von Brust­ korb und Zwerchfell.

Mittels der beschriebenen Maßnahmen diagnostizierte schlafbezogene Atmungs­ störungen können zum Teil im Rahmen einer nCPAP-Therapie behandelt werden. Hierbei wird auf den Nasenbereich eines Patienten kontinuierlich ein geringer Atem­ gasüberdruck über eine Atemgasmaske aufgebracht.

Die physiologische Verträglichkeit einer nCPAP-Therapie wird wesentlich von der Höhe des Atemgasdruckes bestimmt. Es wird daher grundsätzlich angestrebt den aufgebrachten Atemgasüberdruck auf einem Druckpegel zu halten bei welchem etwaige Atemwegsobstruktionen noch hinreichend zuverlässig verhindert werden. Dieser Druckpegel wird in der Praxis durch Überwachung der Atemgasströmung in einem an eine Beatmungsmaske angeschlossenen Beatmungsschlauch oder beispielsweise durch Erfassung des Leistungsbezugs des Gebläses, ermittelt. Hierzu wird üblicherweise zwischen den Beatmungsschlauch und die Nasenmaske vor­ übergehend eine Drosselblende eingefügt. Die aufgrund der Strömung des Atem­ gases durch die Drosselblende erzeugte Druckdifferenz kann über ein Druck­ meßgerät erfaßt und aufgezeichnet werden. Der im Rahmen einer derartigen Unter­ suchung ermittelte Therapiedruck erscheint häufig als vergleichsweise hoch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein robustes und im Praxis- bzw. Labor­ alltag einfach handhabbares System zur Ermittlung respiratorischer Parameter zu schaffen durch welches die Atemtätigkeit eines Patienten sowie ein ggf. erforder­ licher Therapiedruck zuverlässig in einem noch engeren Toleranzbereich ermittelt werden können.

Hinsichtlich eines Meßelementes wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Meßelement zur Erfassung der respiratorischen Aktivität eines Patienten wel­ chem ein Atemgas über eine Atemmaske und eine mit dieser strömungsverbundene Atemgasleitung zugeführt wird, mit einer ersten Öffnung, einer von der ersten Öff­ nung beabstandeten zweiten Öffnung, einem Atemgasdurchgangskanal der sich zwi­ schen der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung erstreckt, und mit der Atem­ gasleitung strömungsverbunden ist, einem in dem Atemgasdurchgangskanal ausge­ bildeten Verengungsabschnitt, einer zwischen dem Verengungsabschnitt und der ersten Öffnung vorgesehenen ersten Druckabgriffseinrichtung, und einer in dem Verengungsabschnitt oder zwischen dem Verengungsabschnitt und der zweiten Öff­ nung vorgesehenen zweiten Druckabgriffseinrichtung, wobei der Verengungs­ abschnitt derart ausgebildet ist, daß dessen in Atemgas-Strömungsrichtung gemessene Länge wenigstens der Differenz zwischen dem großen Radius (R) des Atemgasdurchgangskanales außerhalb des Verengungsabschnittes und dem kleinen Radius (r) im engsten Querschnitt des Verengungsabschnittes entspricht und der kleine Radius (r) im engsten Querschnitt wenigstens das 0,6-fache des großen Radius (R) beträgt.

Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich die Atmung eines Patienten präzise zu überwachen ohne daß das Atmungsverhalten oder das Befinden des Patienten durch die Meßanordnung erheblich beeinflußt werden. Hierdurch wird eine beson­ ders präzise Ermittlung des für den Patienten günstigsten Beatmungsdruckes mög­ lich. Aufgrund der vernachlässigbaren Veränderung des Atmungswiderstandes durch die Meßanordnung kann diese bedarfsweise über einen längeren Zeitraum in das Therapiesystem integriert bleiben. Das erfindungsgemäße Meßelement zeichnet sich demgemäß durch einen verglichen mit herkömmlichen Systemen extrem geringen Strömungswiderstand aus und ermöglicht eine präzise Messung bei nur geringem Druckabfall. Hierdurch wird insbesondere eine günstige Inspirationscharakteristik erreicht.

Eine sowohl unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten sowie im Hinblick auf einen geringen Strömungswiderstand vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gegeben, daß der Atemgasdurchgangskanal einen kreisförmigen Quer­ schnitt aufweist.

Die Druckabgriffseinrichtungen sind vorzugsweise durch radiale Bohrungen gebildet. In diese Bohrungen sind vorzugsweise Schlauchanschlußzapfen mit einer kali­ brierten Innenbohrung eingesetzt an welchen ein Druckabgriffsschlauch anbringbar ist. Die radialen Bohrungen münden vorzugsweise senkrecht über eine vergleichsweise scharfkantige Mündungskante in den Atemgasdurchgangskanal. Die Schlauchanschlußzapfen ragen nicht über die Innenwandung des Atemgasdurchgangskanals hervor.

Zur Vermeidung etwaiger Wechselwirkungen zwischen den beiden Druckabgriffs­ einrichtungen sind die radialen Bohrungen vorzugsweise in Umfangsrichtung versetzt angeordnet. Der Winkelabstand liegt vorzugsweise im Bereich von 30° bis 90° insbesondere bei 60°.

Eine im Hinblick auf eine besonders präzise Messung vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gegeben, daß der Atemgasdurchgangskanal, in einer Axialschnittansicht betrachtet, sich rampenartig zu dem Verengungsabschnitt ver­ jüngt.

Der zwischen der allmählich ansteigenden Rampe oder Schulter und einer Zylinder­ fläche eingeschlossene Rampenwinkel α liegt vorzugsweise im Bereich von 20° bis 52°. Der Übergang zu dem Verengungsabschnitt kann auch durch eine leicht gerun­ dete Ringschulter erreicht werden.

Der kleine Durchmesser (d) liegt vorzugsweise im Bereich von 10 bis 18 mm. Die größeren Durchmesser eignen sich bei Patienten mit einem großen Lungenvolumen, kleinere Durchmesser ergeben bei Patienten mit kleinem Lungenvolumen schärfere Meßsignale.

Der große Durchmesser des Atemgasdurchgangskanales liegt vorzugsweise im Bereich von 16 bis 30 mm. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Durch­ messerkombination (d/D) von 15 mm/18 mm erwiesen.

Insbesondere bei dieser Durchmesserkombination beträgt die axiale Länge des Verengungsabschnitts (die Flankenzonen nicht einbezogen) wenigstens 6 mm vor­ zugsweise 7,2 mm.

Der Verengungsabschnitt ist in vorteilhafter Weise zu einer Radialebene des Atem­ gasdurchgangskanales symmetrisch ausgebildet. Dadurch wird es möglich, die Ein­ baurichtung des Meßelementes den vorhandenen Anschlüssen entsprechend frei zu wählen.

Das Meßelement ist vorzugsweise unmittelbar zwischen Maske und Atemschlauch oder zwischen Maske und einer Luftauslaßöffnung bzw. Luftauslaßeinrichtung beispielsweise einem Schalldämpfer angeordnet. Alternativ dazu oder auch in Kom­ bination hiermit ist es auch möglich, das Meßelement zwischen Druckquelle und Atemschlauch anzuordnen.

Im Hinblick auf eine beliebige Einbaurichtung des Meßelementes erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß die radialen Druckabgriffsbohrungen von der genannten Radialebene jeweils um die gleiche Strecke beabstandet sind.

In vorteilhafter Weise ist das Meßelement buchsenartig aus einem transparenten Kunststoffmaterial insbesondere Polycarbonat gebildet. Eine einfache Verbindungs­ möglichkeit mit Maske, und Luftauslaßeinrichtung bzw. Schalldämpfer und Atemschlauch wird auf vorteilhafte Weise dadurch erreicht, daß das Meßelement einen Einsteckabschnitt aufweist zum Aufstecken auf einen Rohrabschnitt der Atemmaske. Auch die Außenumfangsfläche des Meßelementes kann als Aufsteckfläche Verwendung finden. Insgesamt können sowohl die Außenflächen als auch die jeweils mündungsnahen Innenflächen des Meßelementes derart ausgebildet sein, daß sich eine weitgehende Kombinationsmöglichkeit mit den vorhandenen Systemkomponenten ergibt.

Eine besonders zuverlässige Abdichtung sowie ein vergleichsweise fester Sitz können hierbei dadurch erreicht werden, daß der Einsteckabschnitt sich schwach ko­ nisch, beispielsweise norm-kegelförmig, erweitert.

Der Atemgasdurchgangskanal ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungs­ form der Erfindung derart dimensioniert, daß der an den beiden Druckabgriffs­ einrichtungen abgegriffene Differenzdruck im Bereich des in den Nasenöffnungen messbaren Staudruckes insbesondere bei ca. 0,15 mbar liegt.

Hinsichtlich einer Meßwertaufnahmevorrichtung wird die eingangs angegebene, der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe auch gelöst durch eine Meßwertaufnahme­ vorrichtung zur Erfassung der respiratorischen Aktivität eines Patienten mit einer Meßschlauchanschlußeinrichtung zum Anschluß eines Druckmeßschlauches, einem Druckaufnehmer zur Erzeugung eines Druck-Meßsignales in Abhängigkeit von einem an dem Druckmeßschlauch angelegten Druck, und einer Referenzdruckaufnahme­ einrichtung zur Aufnahme eines Referenzdruckpegels die sich durch eine zweite Meßschlauchanschlußeinrichtung zum Anschluß eines zweiten Druckmeßschlauches zur Änderung des Referenzdruckpegels entsprechend dem an dem zweiten Druck­ meßschlauch anliegenden Druck, auszeichnet.

Eine im Hinblick auf eine besonders präzise Meßwerterfassung vorteilhafte Aus­ führungsform ist hierbei dadurch gegeben, daß der Druckaufnehmer und die Referenzdruckaufnahmeeinrichtung zu einem Differenzdruckaufnehmer integriert sind.

Vorzugsweise ist eine Kalibriervorrichtung vorgesehen, zur Einstellung der Verstär­ kung der erfaßten Druckdifferenz. Dadurch wird es möglich, die ausgegebenen Meß­ daten auf den seitens des Datenaufzeichnungssystems zulässigen Wertebereich abzustimmen.

Eine besonders hohe Bedienungsfreundlichkeit wird hierbei vorzugsweise dadurch erreicht, daß die Kalibriervorrichtung Einrichtungen zur Selbstkalibrierung aufweist zur Einstellung einer maximalen Signalverstärkung in Abhängigkeit von innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne erfaßten Druckmaximas.

Die manuell oder vorzugsweise selbsttätig aktive Kalibriervorrichtung ermöglicht vor­ zugsweise eine Ausgangssignalanpassung innerhalb eines Druckbereiches von 0,01 bis 0,9 mbar. Insbesondere hierdurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich die Meßwertaufnahmevorrichtung sowohl für Strömungsmessungen in Verbindung mit dem vorangehend beschriebenen Meßelement oder auch bei Messungen mit einer O₂-Brille zu verwenden.

Die Meßwertaufnahmevorrichtung ist gemäß einer besonders bevorzugten Aus­ führungsform der Erfindung mit einem Positionssensor versehen, zur Erfassung der momentanen Schlafposition eines Patienten. Hierdurch wird es möglich mittels eines einzigen, vergleichsweise kompakten Gerätes die respiratorischen Daten unter Zu­ ordnung zur momentanen Schlafposition eines Patienten zu ermitteln. Vorzugsweise ist die Meßwertaufnahmevorrichtung auch zur Aufnahme weiterer Meßsignale beispielsweise Atemgeräuschen Durchblutungsdaten oder gemäß einem besonderen Aspekt hirnelektrischer Potentiale geeignet ausgebildet.

Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Meßwert­ aufnahmevorrichtung mit einer Sendeeinrichtung versehen, zur drahtlosen Über­ tragung der erfaßten Meßwerte zu einem Datenaufzeichnungssystem. Hierdurch wird eine noch geringere Beeinträchtigung des gewohnten Schlafverhaltens eines Patien­ ten erreicht.

Auf einen permanenten Datenaustausch kann auf vorteilhafte Weise verzichtet wer­ den indem die Meßwertaufnahmevorrichtung eine Speichereinrichtung umfaßt zur Speicherung der erfaßten Meßwerte in digitaler Form wobei die gespeicherten Meß­ werte seitens des Datenaufzeichnungssystems vorzugsweise auf Abruf lesbar sind.

Vorzugsweise ist wenigstens im Anfangsbereich des Atemgasdurchgangskanales ein erweiterter Aufnahmeabschnitt ausgebildet in welchen beispielsweise ein Anschlußzapfen einer Atemmaske einsteckbar ist. Dieser Aufnahmeabschnitt ist vorzugsweise schwach konisch ausgebildet, so daß sich auf vorteilhafte Weise eine zuverlässige Abdichtung und ein sicherer Sitz des eingefügten Elementes ergibt. Vorzugsweise weisen der jeweils eingesteckte Anschlußzapfen und der mit dem Atemgas in Kontakt tretende Abschnitt des des Meßelementes in ihren unmittelbar angrenzenden Bereichen jeweils gleiche Innenradien auf. Hierdurch wird eine ggf. ungünstige Wirbelbildung vermieden.

Alternativ zu den vorangehend beschriebenen Maßnahmen ist es gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung auch möglich, den Verengungsabschnitt durch einen in den Atemgasdurchgangskanal koaxial eingesetzten langgestreckten Körper zu schaffen, wobei die in Strömungsrichtung gemessene Länge dieses Körpers wenigstens der halben Differenz zwischen dem Innendurchmesser des Atemgasdurchgangskanales und dem Außendurchmesser des eingesetzten Körpers entspricht und zugleich die senkrecht zur Strömungsrichtung gemessene Querschnittsfläche des Körpers kleiner ist als 36% der Querschnittsfläche des Atemgasdurchgangskanales im Bereich außerhalb des Atemgasdurchgangskanales.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unter­ ansprüche.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Axialschnittansicht durch ein Meßelement gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie ein Detail der zur Meßwertgewinnung vorgesehenen Meßstrecke;

Fig. 2 eine vereinfachte Ansicht eines Atemtherapie- und Diagnosesystem mit einem Meßelement gemäß Fig. 1 und einer optional auch für eine O₂- Brillenmessung geeigneten Meßwertaufnahmevorrichtung.

In Fig. 1 ist ein Meßelement 1 dargestellt das einen allgemein rohrförmigen Grund­ körper mit einem darin ausgebildeten Atemgasdurchgangskanal 2 aufweist. Der Atemgasdurchgangskanal 2 erstreckt sich durchgängig zwischen einer ersten Öffnung 3 und einer zweiten Öffnung 4.

In einem zwischen den Öffnungen 3, 4 liegenden Bereich ist der Atemgas­ durchgangskanal 2 mit einem vergleichsweise langgestreckten Verengungsabschnitt 5 versehen.

Die axiale, d. h. in Strömungsrichtung gemessene Länge l1 des Verengungs­ abschnittes 5 ist bei der hier dargestellten Ausführungsform größer als die zweifache Differenz zwischen den Durchmessern D und d. Der kleine Durchmesser d beträgt hier ca. 15 mm. Der große Durchmesser beträgt 18 mm. Der Verengungsabschnitt 5 ist bei der hier gezeigten Ausführungsform über die gesamte Länge l1 zylindrisch ausgebildet. Zu beiden Enden des Verengungsabschnittes sind konisch zulaufende Rampenabschnitte 6, 7 ausgebildet. Diese Rampenabschnitte 6, 7 verbinden den Verengungsabschnitt 5 mit der übrigen, erweiterten Wandung des Atemgasdurch­ gangskanales 2.

Der Verengungsabschnitt 5 und die sich daran anschließenden Rampenabschnitte 6, 7 sind zu einer hier durch Strichlinien angedeuteten Radialebene ε symmetrisch aus­ gebildet. Hierdurch wird es möglich, das Meßelement je nach vorhandenen Ein­ baubedingungen in beliebiger Einbaurichtung anzuordnen.

In unmittelbarer Nähe des Rampenabschnittes 6 ist eine Druckabgriffsbohrung 8 vorgesehen durch welche der Druck im Bereich des Rampenabschnittes 6 erfaßt werden kann. Im gleichen axialen Abstand ist auch nahe des zweiten Rampen­ abschnittes 7 eine zweite Druckabgriffsbohrung 9 vorgesehen.

Die beiden Druckabgriffsbohrungen 8, 9 verlaufen im wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse X des Meßelementes 1. In den beiden Druckabgriffsbohrungen 8, 9 sind Schlauchstutzen (nicht dargestellt) über ein Innengewinde beispielsweise M3, befestigt. Die Druckabgriffsbohrungen 8, 9 münden scharfkantig in die jeweiligen weiten Abschnitte des Atemgasdurchgangskanales 2. Zur Vermeidung etwaiger Wechselwirkungen zwischen den beiden Druckabgriffsbohrungen 8, 9 sind diese in Umfangsrichtung versetzt angeordnet. Der Versatzwinkel beträgt bei der darge­ stellten Ausführungsform 60°.

In der gezeigten Detail-Ansicht ist die eigentliche in dem Meßelement gebildete Meßstrecke nochmals in ihren Einzelheiten dargestellt. Die Meßwertabgriffsorte 8 und 9 sind hier um gleiche Strecken a von einer Symmetrieebene ε angeordnet.

Das Meßelement 1 kann auch im Bereich seiner Außenumfangsfläche mit einem schwach konischen Abschnitt zur Koppelung mit entsprechenden Anschlußelementen versehen sein. Es ist auch möglich, das Meßelement 1 mit einem Gewindeabschnitt zu versehen.

Mit der gezeigten Ausführungsform kann ein hinsichtlich des Atemgasstromes ver­ gleichsweise aussagefähiges Meßsignal gewonnen werden ohne daß hierbei ein für den Patienten erkennbarer erhöhter Atemwiderstand erzeugt wird. Der über die bei­ den Druckabgriffsbohrungen 8, 9 abgegriffene Differenzdruck liegt in etwa in der gleichen Größenordnung wie der über eine O₂-Brille erfaßbare Staudruck bei maxi­ malem Atemgasstrom.

Gemäß dem in Fig. 2 dargestellten System ist das Meßelement 1 unmittelbar auf einen Anschlußabschnitt einer Atemmaske 10 aufgesetzt. Auf einer der Atemmaske abgewandten Seite des Meßelementes 1 ist ein Dämpferelement 11 vorgesehen über welches permanent ein vorbestimmter Gasstrom aus dem Atemschlauch 12 ab­ strömt.

Das Meßelement 1 ist über einen ersten Druckabgriffsschlauch 14 und einen zweiten Druckabgriffsschlauch 15 mit einer Meßwertaufnahmevorrichtung 16 gekoppelt. Die Meßwertaufnahmevorichtung 16 umfaßt zwei aus einem Außengehäuse 17 heraus­ geführte Druckmeßanschlüsse 18, 19 über welche der Differenzdruck zwischen den beiden Druckabgriffsbohrungen 8, 9 erfaßt werden kann.

Die Meßwertaufnahmevorrichtung ist derart ausgebildet, daß diese auch eine Stau­ druckmessung einer optional anschließbaren O₂-Brille 22 ermöglicht. Der hierbei freibleibende Druckmeßanschluß 19 ermöglicht in vorteilhafter Weise den Abgriff des Umgebungsdruckes als Bezugsdruck. Die Meßwertaufnahmevorrichtung 16 ist weiterhin mit einer Kalibriereinrichtung 20 versehen über welche eine Abstimmung der ermittelten Meßwerte auf ein zur Aufzeichnung der Meßwerte vorgesehenes (hier externes) Datenaufzeichnungssystem 21 möglich ist. Durch diese Kalibrier­ vorrichtung 20 kann auf vorteilhafte Weise vermieden werden, daß die zur Weiter­ gabe vorgesehenen Daten unzulässige Werte beschreiben.

Der Datenaustausch zwischen der Meßwertaufnahmevorrichtung 16 und dem Daten­ aufzeichnungs- oder -auswertungssystem erfolgt hier drahtlos über eine Funk- oder optische Koppelung. Die Meßwertaufnahmevorrichtung 16 selbst umfaßt ebenfalls eine Speichereinrichtung aus welcher bei entsprechender Anforderung seitens des Datenaufzeichnungssystems 21 die ermittelten Daten ausgelesen werden können.

In die Meßwertaufnahmevorrichtung 16 ist neben einem Positionssensor zur Erken­ nung der momentanen Schlafposition eines Patienten auch ein Verstärker- und Auf­ zeichnungsschaltkreis zur Erfassung von EEG Signalen, insbesondere mittels im Stirnbereich des Patienten angebrachter Elektroden, vorgesehen.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird es zum einen möglich mit einer einzigen Meßwertaufnahmevorrichtung sowohl Untersuchungen im Rahmen der Diagnostik als auch Optimierungen des Beatmungsdruckes im Rahmen der Therapie durchzu­ führen. Aufgrund des hiermit verringerten Gerätebedarfes wird auch die Gefahr einer irrtümlichen Verwendung eines unpassenden Gerätes auf vorteilhafte Weise ver­ ringert.

Claims (23)

1. Meßelement (1) zur Erfassung der respiratorischen Aktivität eines Patienten welchem ein Atemgas über eine Atemmaske (10) und eine mit dieser strömungs­ verbundene Atemgasleitung (12) zugeführt wird, mit:

• - einer ersten Öffnung (3),
• - einer von der ersten Öffnung (3) beabstandeten zweiten Öffnung (4),
• - einem Atemgasdurchgangskanal (2) der sich zwischen der ersten Öffnung (3) und der zweiten Öffnung (4) erstreckt, und mit der Atemgasleitung (2) strömungs­ verbunden ist,
• - einem in dem Atemgasdurchgangskanal (2) ausgebildeten Verengungsabschnitt (5),
• - einer zwischen dem Verengungsabschnitt (5) und der ersten Öffnung (3) vorge­ sehenen ersten Druckabgriffseinrichtung (8), und
• - einer in dem Verengungsabschnitt (5) oder zwischen dem Verengungsabschnitt (5) und der zweiten Öffnung (4) vorgesehenen zweiten Druckabgriffseinrichtung (9),
• - wobei der Verengungsabschnitt (5) derart ausgebildet ist, daß dessen in Atem­ gas-Strömungsrichtung (x) gemessene Länge (L1) wenigstens der Differenz zwischen dem großen Radius (R) des Atemgasdurchgangskanales (2) außerhalb des Verengungsabschnittes (5) und dem kleinen Radius (r) im engsten Querschnitt des Verengungsabschnittes entspricht und der kleine Radius (r) im engsten Querschnitt wenigstens das 0,6-fache des großen Radius (R) beträgt.

2. Meßelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Atem­ gasdurchgangskanal (2) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

3. Meßelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckab­ griffseinrichtungen (8, 9) durch radiale Bohrungen gebildet sind.

4. Meßelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Bohrun­ gen (8, 9) in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind.

5. Meßelement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Atemgasdurchgangskanal (2) sich rampenartig zu dem Veren­ gungsabschnitt (5) verjüngt.

6. Meßelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rampenwinkel (α) im Bereich von 20° bis 52° liegt.

7. Meßelement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der kleine Durchmesser (d) im Bereich von 10 bis 18 mm liegt.

8. Meßelement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der große Durchmesser (D) im Bereich von 16 bis 30 mm liegt.

9. Meßelement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die axiale Länge (l1) des Verengungsabschnitts wenigstens 6 mm beträgt.

10. Meßelement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Verengungsabschnitt (5) zu einer Radialebene des Atemgas­ durchgangskanales (2) symmetrisch ausgebildet ist.

11. Meßelement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die radialen Druckabgriffsbohrungen von der genannten Radialebene (ε) jeweils um die gleiche Strecke beabstandet sind.

12. Meßelement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Meßelement buchsenartig aus einem transparenten Kunststoff­ material insbesondere Polycarbonat gebildet ist.

13. Meßelement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Meßelement einen Einsteckabschnitt aufweist zum Aufstecken auf einen Rohrabschnitt der Atemmaske (10).

14. Meßelement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens einer der Einsteckabschnitte sich schwach konisch erweitert.

15. Meßelement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Atemgasdurchgangskanal (2) derart dimensioniert ist, daß der an den beiden Druckabgriffseinrichtungen (8, 9) abgegriffene Differenzdruck im Bereich des in den Nasenöffnungen eines Patienten meßbaren Staudruckes insbesondere bei ca. 0,15 mbar liegt.

16. Meßwertaufnahmevorrichtung zur Erfassung der respiratorischen Aktivität eines Patienten mit:

• - einer Meßschlauchanschlußeinrichtung (18) zum Anschluß eines Druck­ meßschlauches (14),
• - einem Druckaufnehmer zur Erzeugung eines Druck-Meßsignales in Abhängigkeit von einem an den Druckmeßschlauch (14) angelegten Druck, und
• - einer Referenzdruckaufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines Referenzdruck­ pegels, gekennzeichnet durch eine zweite Meßschlauchanschlußeinrichtung (19) zum Anschluß eines zweiten Druckmeßschlauches (15) zur Änderung des Referenzdruckpegels entsprechend dem an dem zweiten Druckmeßschlauch (15) anliegenden Druck.

17. Meßwertaufnahmevorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckaufnehmer und die Referenzdruckaufnahmeeinrichtung zu einem Diffe­ renzdruckaufnehmer integriert sind.

18. Meßwertaufnahmevorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Kalibriervorrichtung (20) vorgesehen ist, zur Einstellung der Ver­ stärkung der erfaßten Druckdifferenz.

19. Meßwertaufnahmevorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibriervorrichtung (20) eine Selbstkali­ brierungseinrichtung aufweist zur Einstellung einer maximalen Signalverstärkung in Abhängigkeit von innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne erfaßten Druckmaximas.

20. Meßwertaufnahmevorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibriervorrichtung (20) eine Ausgangssignal­ anpassung innerhalb eines Druckbereiches von 0,01 bis 0,9 mbar ermöglicht.

21. Meßwertaufnahmevorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwertaufnahmevorrichtung mit einem Positions­ sensor versehen ist, zur Erfassung der momentanen Schlafposition eines Patienten.

22. Meßwertaufnahmevorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwertaufnahmevorrichtung mit einer Sendeein­ richtung versehen ist, zur drahtlosen Übertragung der erfaßten Meßwerte zu einem Datenaufzeichnungssystem (21).

23. Meßwertaufnahmevorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwertaufnahmevorrichtung eine Speicherein­ richtung umfaßt zur Speicherung der erfaßten Meßwerte in digitaler Form und daß die gespeicherten Meßwerte seitens des Datenaufzeichnungssystems (21) lesbar und/oder abrufbar, sind.