DE2016073C3

DE2016073C3 -

Info

Publication number: DE2016073C3
Application number: DE19702016073
Authority: DE
Inventors: Franz 8706 Hoechberg Hampl
Original assignee: JAEGER ERICH 8700 WUERZBURG
Current assignee: JAEGER ERICH 8700 WUERZBURG
Priority date: 1970-04-03
Filing date: 1970-04-03
Publication date: 1978-12-21
Also published as: FR2099063A5; DE2016073B2; DE2016073A1; BE765221A; GB1338501A; NL7104469A; SE358086B; CH512909A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein direktanzeigendes Gerät zur Messung des Atemwiderstandes, mit einem von der Atemluft durchströmten Strömungswiderstand, der durch eine Steuervorrichtung zwischen zwei Widerstandswerten umschaltbar ist, und mit einem Druckaufnehmer, der mit dem Strömungswiderstand verbunden ist und ein dem Druckabfall am Strömungswiderstand entsprechendes elektrisches Ausgangssignal liefert.

Atemwiderstands-Meßgeräte, die nach dem von D i r η a g I angegebenen Teilverschlußdruck-Prinzip arbeiten, sind z. B. aus den DE-PS 10 29 526 und Il 19 459 bekannt und liefern Meßergebnisse, die eine wertvolle Ergänzung zu den mit Ganzkörper-Plethysmographen (siehe ;c B, DE-OS H 66 840) gewonnenen Meßergebnissen darstellen, außerdem erfordern sie einen wesentlich kleineren apparativen Aufwand als Ganzkörper-Plethysmographen. Die Auswertung der Meßergebnisse ist jedoch verhältnismäßig mühsam und erfordert eine erhebliche Sorgfalt Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, ein auf dem Teilverschlußdruck-Prinzip arbeitendes Gerät zur Messung des Atemwiderstandes; anzugeben, welches ein Ausgangssignal liefert, das ein Maß für den Atemwiderstand darstellt und daher keiner weiteren Verarbeitung bedarf.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Gerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Ausgang des Druckaufnehmers über einen Schalter wahlweise mit zwei Signalspeicherschaltungen koppelbar ist, die jeweils ein dem Momentanwert des Ausgangssignals des Druckaufnehmers entsprechendes Signal speichern, solange sie mit dem Ausgang des Druckaufnehmers gekoppelt sind, und den zuletzt gespeicherten Signalwert halten, solange sie durch den Schalter vom Ausgang des Druckaufnehmers abge schalten sind, daß die Umschaltvorrichtung des Strö- mungswiderstandes und der Schalter durch einen Taktgeber derart .synchron gesteuert sind, daß der Ausgang des Druckaufnehmers mit der einen Signalspeicherschaltung gekoppelt ist, wenn der Strömungs- widerstand seinen einen Wert hat und mit der anderen Signalspeichervorvichtung gekoppelt ist, wenn der Strömungswiderstand seinen zweiten Wert hat, und daß die beiden Signalspeicherschaltungen mit einer Divisionsschaltung verbunden sind, die ein dem Quotienten

J5 der von den Signalspeicherschaltungen gespeicherten Signale entsprechendes Quotientensignal bildet, das einer Anzeige- und/oder Registriervorrichtung zugeführt wird. Der Druckaufnehmer liefert bei der Inspiration ein Ausgangssignal entgegengesetzter i'olarität wie bei der Exspiration. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist daher eine Schaltungsanordnung, z. B. eine Gleichrichterschaltung oder ein entsprechend der Polarität des Druckaufnehmer-Ausgangssignals gesteuerter Schalter vorgesehen, die bewirken, daß das Quotientenausgangssignal nur während der Inspiration oder Exspiration erzeugt wird. Vorzugsweise wird das Quotientensignal während der Exspiration erzeugt.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der

Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Ausführungsbeispieles des direktanzeigenden Gerätes gemäß der Erfindung zur Messung des Atemwiderstandes und Fig.2 eine graphische Darstellung des zeitlichen Verlaufes des Druckabfalles an einem von der Atemluft durchströmten Strömungswiderstandes in dem Gerät gemäß l^?ig. I.

Das als Ausführungsbeispiel o'er Erfindung in Fig. 1

bo dargestellte direktanzeigende Atemwiderstands-Meßgerät enthält einen Strömungswiderstand, der zwischen zwei Widerstandswerten umschaltbar ist. Strömungswiderstilnde dieser Art sind z. B. aus den DE-PS 10 29 526 und 11 19 459, auf die hier ausdrücklich Bezug

h'i genommen wird, bekannt, so daß sich eine ins einzelne gehende Beschreibung erübrigt.

An den Strömungswiderstand 10 ist ein Differenzdruckaufnehmer 12 angeschlossen, der ein dem

Druckabfall am Strömungswiderstand entsprechendes Ausgangssignal über einen Verstärker 14 an einen Schalter 16 liefert. Der Schalter 16 hat zwei Stellungen und gestattet, das verstärkte Ausgangssignal des Druckaufnehmers 12 wahlweise mit einer von zwei Signalspeicherschaltungen 18a und 18ώ zu verbinden, die das ihrem Eingang zugeführte Signal speichern. Das gespeicherte Signal folgt also dem Ausgangssignal des Druckaufnehmers 12 solange dieser mit der betreffenden Signalspeicherschaltung 18 verbunden ist, und hält den zuletzt gespeicherten Signalwert, wenn die Verbindung zwischen dem Druckaufnehmer und der betreffenden Signalspeicherschaltung durch den Schalter 16 unterbrochen wird.

Die Signalspeicherschaltung kann z. B, wie es in F i g. 1 unten in dem gestrichelten Rechteck dargestellt ist, einen Differenzverstärker D, einen Kondensator C und einen Widerstand R enthalten, die in der dargestellten Weise geschaltet sind.

Die Ausgänge der Signalspeicherschaltungen 18 sind mit einer Divisionsschaltung 20 verbunden, an deren Ausgang 22 ein dem Quotienten der z'igeführten Signale entsprechendes Ausgangssignal auftritt, das einer Anzeigevorrichtung, z. B. einem Oszillographen oder einer Registriervorrichtung, z. B. einem Blattschreiber 24 zugeführt werden kann. Die Registriervorrichtung kann direkt in Einheiten des Atemwiderstandes geeicht sein.

Die nur durch einen gestrichelten Pfeil 26 angedeutete Umschaltvorrichtung für den Strömungswiderstand 10 und die Betätigungsvorrichtung des Schalters 16 sind mit einem gemeinsamen Taktgeber 28 gekoppelt, der den Strömungswiderstand 10 und den Schalter 16 synchron umschaltet Die Umschaltung erfolgt vorzugsweise periodisch mit einer Frequenz, die wesentlich größer ist als die Atemfrequenz.

Im Betrieb wird eine zu untersuchende Person 30 in üblicher Weise über ein nicht dargestelltes Mundstück oder eine Maske an den Strömungswiderstand 10 angeschlossen, so daß letzterer von der Atemluft durchströmt wird. Wenn der Strömungswiderstand 10 auf seinen größeren Widerstandswert eingestellt ist, verläuft der Druckabfall 4P entsprechend der teilweise ausgezogenen, teilweise gestrichelten abszissenferneren Kurve A in Fi g. 2 und wenn der Strömungswiderstand seinen kleineren Wert hat, verläuft der Druckabfall entsprechend der teilweise punktierten, abszissennäheren Kurve B, Wenn der Atemwiderstand durch den Taktgeber 28 periodisch zwischen seinen zwei Widerstandswerten umgeschaltet hat, verläuft der Druckabfall am Strömungswiderstand 10 entsprechend dem in F i g, 2 ausgezogen gezeichneten, rechteckschwingungsähnlichen Kurvenzug, der Teile der Kurven A und B enthält.

Im Betrieb wird vorzugsweise der Strömungswiderstand und mit ihm synchron der Schalter 16 periodisch

ίο umgeschaltet Die Signalspeicherschaltungen 18s und 18/) speichern dann jeweils die Signalwerte, die der Kurve A bzw. die dieser Kurve B entsprechen. Im Zeitintervall zwischen fi und f2 ist beispielsweise die Signalspeicherschaltung 18/> mit dem Ausgang des Differenzdruckaufnehmers 12 gekoppelt und im Zeitpunkt fe speichert sie ein Signal entsprechend Δ Pi. Gleichzeitig mit dem Umschalten des Widerstandswertes schaltet der Schalter 16 den Ausgang des Verstärkers 14 von der Signalspeicherschaltung 186 ab und verbindet ihn mit der Signalspeicherschaltung 18a, die nun in der Zeitspanne ft-b ein signal entsprechend der herrschenden Druckdifferenz AF., speichert Die Divisionsschaltung 20 bildet laufend ein Quotientensignal entsprechend dem Quotienten der in den Signalspeicherschaltungen 18a bzw. 186 gespeicherten Signa.'i, also z. B. ein Signal entsprechend ΔΡ3/ΔΡ2, das vom Registriergerät 24 (gegebenenfalls nach Glättung durch einen nicht dargestellten Tiefpaß) aufgezeichnet wird. Die Aufzeichnung gibt den zeitlichen Verlauf des

jo Atemwiderstandes während der Atmung wieder und bedarf bei Eichung der Ordinate der Aufzeichnung in Werten von R₁ keinerlei weiterer Auswertung.

Der Signalübertragungsweg zwischen dem Strömungswiderstand und der Aufzeichnungs- oder Anzeigevorrichtung kann ein Schaltglied enthalten, das bewirkt, daß der Atemwiderstand R₃ nur während der einen Atemphase, also z. B. nur während der Ausatmung, aufgezeichnet und/oder angezeigt wird. Hierfür genügt z. B. einfach eine Gleichrichterschaltirfig zwi-

w sehen dem Differenzdruckaufnehmer 12 und dem Verstärker 14 (oder zwischen diesem und dem Schalter 16).

Wenn man den Atemwiderstand sowohl während der Einatmung als auch während der Ausatmung messen will, kann man zwischen den Druckaufnehmer 12 und den Schalter 16 eine Doppelweggleichrichterschaltung schalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Direktanzeigendes Gerät zur Messung des Atemwiderstandes, mit einem von der Atemluft durchströmten Strömungswiderstand, der durch eine Steuervorrichtung zwischen zwei Widerstandswerten umschaltbar ist, und mit einem Druckaufnehmer, der mit dem Strömungswiderstand verbunden ist und ein dem Druckabfall am Strömungswiderstand entsprechendes elektrisches Ausgangssignal liefert, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Druckaufnehmers (12) über einen Schalter (16) wahlweise mit zwei Signalspeicherschaltungen (18a, Wb) koppelbar ist, die jeweils ein dem Momentanwert des Druckaufnehmer-Ausgangssignals entsprechendes Signal speichern, solange sie mit dem Ausgang des Druckaufnehmers gekoppelt sind, und den zuletzt gespeicherten Signalwert halten, wenn der Schalter (16) die Verbindung zwischen dem Ausgang des Druckaufnehmers uso der betreffenden Signalspeicherschaltung unterbricht, daß die Umschaltvorrichtung (26) des Strömungswiderstandes (10) und der Schalter (16) durch einen Taktgeber (28) derart synchron gesteuert sind, daß der Ausgang des Druckaufnehmers mit der einen Signalspeicherschaltung gekoppelt ist, wenn der Strömungswiderstand seinen einen Wert hat, und mit der anderen Signalspeichervorrichtung gekoppelt ist, wenn der Strömungswiderstand seinen anderen Wert hat, und daß die beiden Signalspeicherschaltungen (18a, 18b) mit einer Divisionsschaitung (20) verbunden sind, die ein dem Quotienten der von den Sign-Jspeicherschaltungen gespeicherten Signale entsprechendes Quotientensignal bildet, das einer Anzeige- -nd/oder Registriervorrichtung (24) zugeführt wird.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Signalweg zwischen dem Strömungswiderstand (10) und der Anzeige- und/oder Registriervorrichtung^) eine Schalt- oder Gleichrichteranordnung vorgesehen ist, die bewirkt, daß das Quotientensignal nur während der Einatmung oder der Ausatmung angezeigt und/oder registrier; wird.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Signalweg zwischen dem Druckaufnehmer (12) und der Quotientenschaltung (20) ein Doppelweggleichrichter oder eine Umschaltvorrichtung angeordnet sind, die bewirken, daß das Quotientensignal sowohl während der Einatmung als auch während der Ausatmung das gleiche Vorzeichen hat.