DE2057638C3 - Device for determining the breath value as well as for measuring ventilation variables - Google Patents
Device for determining the breath value as well as for measuring ventilation variablesInfo
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- DE2057638C3 DE2057638C3 DE19702057638 DE2057638A DE2057638C3 DE 2057638 C3 DE2057638 C3 DE 2057638C3 DE 19702057638 DE19702057638 DE 19702057638 DE 2057638 A DE2057638 A DE 2057638A DE 2057638 C3 DE2057638 C3 DE 2057638C3
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
- A61B5/087—Measuring breath flow
Description
Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Ermittlung des Atemstoßwertes sowie zur Messung von Ventilationsgrößen wie momentaner Atemströme bzw. Atemzugvolumina, das mit einem Strömungswiderstand versehen ist der den momentanen Atemstrom in einen proportionalen, zur Vermeidung nachteiliger Rückwirkungen auf das Meßobjekt nur wenige mm WS hohen Druckabfall umwandeltThe invention relates to a device for determining the breath value and for measuring ventilation variables such as momentary breath flows or tidal volumes, which is provided with a flow resistance that converts the momentary breath flow into a proportional, to avoid negative repercussions on the measured object, only a few mm WS high pressure drop converts
Bekanntlich erfolgt die Untersuchung des Atemsto-Bes mittels einer aufgezeichneten Exspirationskurve, die als das signifikante Maß des »nutzbaren Anteils des maximalen Atemvolumens« charakterisiert ist Man versteht darunter jenen Teil des maximalen Atemvolumens, den der Mensch nach tiefer Inspiration in der ersten Sekunde so schnell wie möglich ausatmen kann. Das durch den Atmungstest dem sogenannten »Tiffeneau-Test« ermittelte maximale Atemsekundenvolumen entspricht dem Atemstoßwert und wird absolut in ml oder relativ als Prozentteil des maximalen Atemvolumens angegeben. Die Absolutwerte des Atemstoßwer* tes sind jedoch nicht nur von Faktoren, wie z. B. der expiratorischen Kraft, abhängig, welche das maximale Atemvolumen verändern, sondern ihre Größe wird wesentlich von der Güte der verwendeten ApparaturAs is well known, the examination of the respiratory tract is carried out by means of a recorded expiration curve, which is used as the significant measure of the »usable portion of the maximum tidal volume «is characterized by that part of the maximum tidal volume, which after deep inspiration the person can exhale as quickly as possible in the first second. The so-called "Tiffeneau test" through the breathing test The determined maximum breath-second volume corresponds to the breath value and is absolute in ml or relative as a percentage of the maximum tidal volume. The absolute values of the breath pressure * However, tes are not only dependent on factors such as B. the expiratory force, depending on which the maximum Tidal volumes change, but their size depends largely on the quality of the equipment used
beeinflußtinfluenced
Die zur Ermittlung des Atemstoßwertes bzw. zur Messung von Ventilationsgrößen bekannten Geräte bestehen neben dem Strömungswiderstand als Meßwertgeber aus elektrischen Bausteinen oder aus mechanischen Einrichtungen mit der Funktion von Verstärkern und Integratoren zur Gewinnung der Ausgangsgrößen. Ihre pneumatische Eingangsgröße wird also mittels notwendiger Einrichtung tn ßine elektrische oder andere physikalische Größe wie Weg, Winkel und ähnliches umgewandelt (DD-WP 52 530). Damit wird aber gleichzeitig verhindert, ein der gemessenen Ventilationsgröße entsprechendes, pneumatisches Ausgangssignal zu liefern, das beispielsweise zur Beeinflussung eines Beatmungsgerätes erforderlich wärt. Hinzu kommt noch, daß die Auswertung der Meßergebnisse, speziell bei der Ermittlung des Atemstoßwertes, eine aufgezeichnete Exspirationskurve voraussetzt und folglich die bekannten Geräte teilweise mit einem Schreibgerät gekoppelt sein müssen. Diese technisch und ökonomisch aufwendigen Einrichtungen sowie den großen Zeitaufwand bei der Auswertung der geschriebenen Kurve — der interessierende Meßwert bei der Ermittlung des Atemstoßwertes kanin nicht direkt abgelesen werden — will ein andere·! Gerät dadurch vermeiden, indem zwischen dem Strömungswiderstand und dem Ausgang ein pneumatischer Verstärker und wahlweise dazwischen ein pneumatisches ÄC-GIied oder ein pneumatischer integrator oder auch beides zusammen angeordnet sind. In Wkkungsrichtung vor dem Verstärker ist im Nebenschluß ein bei geringem Differenzdruck am Strömungswiderstand übersteuerbarer zweiter Verstärker angeordnet der mit einem die Strömungsleitung bei Übersteuerung verschließenden Schalter in Verbindung stehtThe for determining the breath value or for Devices known to measure ventilation variables exist as a transducer in addition to the flow resistance from electrical components or from mechanical devices with the function of Amplifiers and integrators to obtain the output variables. Your pneumatic input variable an electrical or other physical quantity such as path, Converted angles and the like (DD-WP 52 530). But at the same time this prevents one of the to deliver a pneumatic output signal corresponding to the measured ventilation variable, for example would be necessary to influence a ventilator. In addition, the evaluation of the Measurement results, especially when determining the breath value, a recorded expiration curve presupposes and consequently the known devices must be partially coupled with a writing instrument. These technically and economically complex facilities as well as the large amount of time required to evaluate the written curve - the measured value of interest when determining the breath value kanin is not can be read directly - wants another ·! device avoid by placing a pneumatic between the flow resistance and the outlet Amplifier and optionally in between a pneumatic element or a pneumatic integrator or also both are arranged together. In the direction of flow in front of the amplifier there is a shunt at low differential pressure at the flow resistance overridable second amplifier arranged with a switch that closes the flow line in the event of override
Verfolgt man die Funktion dieses Gerätes, so stellt man fest daß immer dann am Ausgang ein dem jeweiligen Atemvolumen proportionaler Druck vorhanden ist wenn die Signalgabe in Richtung Ausgang überIf you follow the function of this device, you will see that there is always a dem at the output respective tidal volume proportional pressure is present when the signal is given in the direction of the exit
den pneumatischen Integrator verläuft Ändert sich die Strömungsrichtung der Luft was dem Übergang von der Aus- zur Einatmung entspricht so wird der Differenzdruck an dem Strömungswiderstand negativ. Dies hat auch ein negatives Ausgangssignal des leicht übersteuerbaren zweiten Verstärkers zur Folge, wodurch der mit ihm verbundene Skihalter getätigt und der vorerwähnte Integrator entlüftet wird. Bei diesem Vorgang wird das Ausgangssignal an dem Ausgang wieder Null (DD-WP 80 799).The pneumatic integrator runs changes the direction of flow of the air resulting in the transition from the exhalation corresponds to the inhalation so the differential pressure at the flow resistance becomes negative. This also results in a negative output signal from the easily overdriven second amplifier, as a result of which the ski holder connected to it is made and the aforementioned integrator is vented. With this one Process, the output signal at the output becomes zero again (DD-WP 80 799).
Abgesehen von dem speziell für die Entlüftung vorgesehenen Verstärker wird bei einer vor dem Integrator durchgeführten Entlüftung auf Grund der ihm eigenen Zeitkonstante der mögliche Meßbereich stark eingeschränktApart from the amplifier specially designed for venting, a before Integrator performed venting due to its own time constant the possible measuring range highly limited
Die Erfindung bezweckt die Nachteile der bekannten Ausführungsarten zu beseitigen und ein Gerät zu schaffen, das bei niedrigstem technischen und ökonomischen Aufwand einen umfassenden Einsatz gewährleistet The invention aims to eliminate the disadvantages of the known embodiments and to provide a device create that guarantees comprehensive use with the lowest possible technical and economic effort
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zur Ermittlung des Atemstoßwertes sowie zur Messung von Ventilationsgrößen zu entwickeln, welches ohne Anwendung elektrischer oder mechanischer Zwischenglieder eine der zu messenden Größe analoge Ausgangsgröße liefert und diese direkt anzeigtThe invention is based on the object of a device for determining the breath value and for measurement of ventilation sizes without the use of electrical or mechanical links one of the quantities to be measured supplies an output quantity analogous to the quantity to be measured and displays it directly
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß parallel zu dem Integrator ein pneumatisches Schalttor mit daran anschließendem pneumatischenAccording to the invention the object is achieved in that a pneumatic one parallel to the integrator Switching gate with an attached pneumatic
Divisionsglied angeordnet ist, welches im Nebenschluß mit einer Zeitbasisschaltung in Verbindung steht, die ihrerseits das vom Integrator kommende Signal in analoger Weise dem Divisionsglied zuführt.Division link is arranged, which in the shunt is connected to a time base circuit, which in turn receives the signal coming from the integrator in supplies the division member in an analogous manner.
Diese erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß einmal das Ausgangssignal des dem Strömungswiderstand nachgeschalteten Verstärker direkt zur Steuerung des Schalttores benutzt und zum anderen am Integratorausgang entlüftet wird, wobei ausgehend vom Funktionsprinzip Hcs Integrators eine sichere Entlüftung bei relativ großem Meßbereich garantiert ist.This solution according to the invention has the advantage that once the output signal of the flow resistance downstream amplifier is used directly to control the switching gate and, on the other hand, at the integrator output is vented, based on the functional principle of the Hcs Integrator, a safe venting is guaranteed with a relatively large measuring range.
Es ist vorteilhaft, die Zeitbasisschaltung mit einem zweiten Schalttor zu versehen, welches über einen pneumatischen Verstärker mit sehr großem Verstärkungsfaktor und einem pneumatischen ÄC-GIied in Reihenschaltung gesteuert wird.It is advantageous to use the time base circuit with a to provide a second switching gate, which has a pneumatic amplifier with a very large gain factor and a pneumatic AC member in Series connection is controlled.
Damit ist es möglich, den tatsächlich anliegenden Meßwert direkt abzulesen, was besonders bei der Ermittlung des Atemstoßwertes eine große Zeiteinsparung bedeutet, und darüber hinaus werden die bisher durch die komplizierte Auswertearbeit entstehendenThis makes it possible to read off the actual measured value directly, which is particularly important with the Determination of the breath value saves a great deal of time, and in addition, the previously arising from the complicated evaluation work
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ji der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.The invention is hereinafter based on a Ji the Drawing illustrated embodiment will be explained in more detail.
Wie die schematische Darstellung zeigt, wird ein dem Volumenstrom proportionales Drucksignal an einen Strömungswiderstand 1 abgegriffen und von einem nachgeschalteten pneumatischen Verstärker 2 mit in Grenzen einstellbarem Verstärkungsfaktor verstärkt Dieses verstärkte Drucksignal x\ entspricht dem momentanen Atemstrom V und kann an einem geeigneten Instrument 11 zur Anzeige gebracht werden. Gleichzeitig wird das Drucksignal x\ in einem pneumatischen Integrator 3 weiterverarbeitet, so daß am Integratorausgang ein dem Atemzugvolumen VT proportionales Drucksignal Χϊ anliegt, welches ebenfalls an einem geeigneten Instrument 10 angezeigt werden kann. Die nach jedem beendeten Atemzug vorzunehmende Entlüftung des Integrators 3 erfolgt über ein parallel zu ihm ugeordnetes pneumatisches Schalttor 4. Dieses wird durch das dem Atemstrom proportionale Drucksignal X\ so gesteuert, daß bei Nulldurchgang, also nach jedem beendeten Atemzug, das Drucksignal X2 gegen Atmosphäre geschaltet ist Bei maximalem Atemstrom Vm„ resultiert am Ausgang des Integrators 3 ein maximales Atemzugvolumen Vrna» das zur Bestimmung des Atemstoßwertes in zwei parallel geschaltete Zweige, und zwar direkt zum DivisionsgliedAs the schematic illustration shows, a pressure signal proportional to the volume flow is picked up at a flow resistance 1 and amplified by a downstream pneumatic amplifier 2 with an adjustable gain factor.This amplified pressure signal x \ corresponds to the instantaneous respiratory flow V and can be displayed on a suitable instrument 11 will. At the same time, the pressure signal x \ is further processed in a pneumatic integrator 3, so that a pressure signal Χϊ proportional to the tidal volume V T is present at the integrator output, which pressure signal can also be displayed on a suitable instrument 10. The establishment, after each finished breath vent of the integrator 3 is via a ugeordnetes parallel to it pneumatic switching gate 4. This is achieved by the voltage proportional to the flow of breath pressure signal X \ controlled so that switched at the zero crossing, that is, after each completed breath, the pressure signal X2 against atmosphere At the maximum respiratory flow V m "a maximum tidal volume Vrna " results at the output of the integrator 3, which is used to determine the breath value in two branches connected in parallel, specifically directly to the division term
8 und zum anderen über eine Zeitbasisschaltung zum Divisionsglied 8, geführt wird. Die Zeitbasisschaltung besteht aus einem pneumatischen Schalttor 5, welches über einen pneumatischen Verstärker 6 mit einem Verstärkungsfaktor K, der ein pneumatisches ÄC-G!ied 7 auflädt, angesteuert wird. Die Zeitkonstante des RC-Gliedts 7 ist so gewählt, daß das Schalttor 5 nach genau einer Sekunde umschaltet Das in diesem Augenblick hinter dem Schalttor 5 anstehende Drucksignal X3 entspricht dem Atemzugvolumen nach einet Sekunde und ist mit Wis bezeichnet Es wird so lange gespeichert, bis im Parallelzweig das dem Vrmaz entsprechende Drucksignal anliegt und der Integrator 3 entlüftet ist Beide Drucksignale xi und X3 werden im Divisionsglied 8 verarbeitet, so daß an dessen Ausgang ein Drucksignal x* anliegt, welches dem Quotienten8 and on the other hand via a time base circuit to the divider 8. The time base circuit consists of a pneumatic switching gate 5, which is controlled via a pneumatic amplifier 6 with a gain factor K, which charges a pneumatic component 7. The time constant of the RC element 7 is chosen so that the switching gate 5 switches over after exactly one second The pressure signal corresponding to the Vrmaz is applied in parallel and the integrator 3 is vented. Both pressure signals xi and X3 are processed in the division element 8, so that at its output a pressure signal x * is applied which corresponds to the quotient
entspricht und den Atemstoßwert darstellt Das corresponds to and represents the breath value Das
^T max^ T max
Drucksignal x+ kann entweder über einpr-: p-£/-WandIer 12 ^eiterverarbeitet und/oder an einem geeigneten auf Absolut- und/oder Prozentwerte geeichten InstrumentPressure signal x + can either be processed via a p r -: p- £ / -Wander 12 ^ and / or on a suitable instrument calibrated to absolute and / or percentage values
9 angezeigt werden.9 are displayed.
Bezugszeichen:Reference number:
t Strömungswiderstandt flow resistance
2 Verstärker2 amplifiers
3 Integrator3 integrator
4 Schalttor4 switching gate
5 Schalttor5 switching gate
6 Verstärker6 amplifiers
7 ÄC-Glied7 ÄC member
8 Divisionsglied8 division member
9 Instrument9 instrument
10 Instrument10 instrument
11 Instrument11 instrument
12 p-i/-Wandler12 p-i / converters
Formelzeichen:Formula symbols:
V. j V. j
VrVr
Atemstrom
maximaler Atemstrom
Atemzugvolumen
maximales Atemzugvolumen
Atemzugvolumen pro Sekunde
AtemstoßwertBreath flow
maximum breath flow
Tidal volume
maximum tidal volume
Tidal volume per second
Breath value
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (6)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD15041770 | 1970-10-01 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2057638A1 DE2057638A1 (en) | 1972-04-06 |
DE2057638B2 DE2057638B2 (en) | 1978-10-19 |
DE2057638C3 true DE2057638C3 (en) | 1979-06-21 |
Family
ID=5483009
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19702057638 Expired DE2057638C3 (en) | 1970-10-01 | 1970-11-24 | Device for determining the breath value as well as for measuring ventilation variables |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2057638C3 (en) |
-
1970
- 1970-11-24 DE DE19702057638 patent/DE2057638C3/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2057638B2 (en) | 1978-10-19 |
DE2057638A1 (en) | 1972-04-06 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |