DE2541691A1

DE2541691A1 - Geraet zur messung von funktionellen atemvolumina

Info

Publication number: DE2541691A1
Application number: DE19752541691
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Phys Franetzki
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-09-18
Filing date: 1975-09-18
Publication date: 1977-03-31
Also published as: DE2541691B2; DE2541691C3

Description

Gerät zur Messung von funktionellen Atemvolumina
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Messung von Sunktio n#llen Atemvolumina, bestehend aus einen Mundstück, das über ein automatisches Beatmungsventil an einen Gasvorratsbehälter und über ein Exspirationsventil on einen Exspirationsbehälter angeschlossen werden kann, und einem Gasanalysegerät.
Fig die Bestimmung von funkti#nellen Atemvolumina sind Stickstoff-Auswaschungen der Lunge notwendig. nach dem Buch von J. Comroe et al. "Die Lunge" (F.K.Schattauer Verlag, Stuttgart, t#ff 4), Seiten 13 bis 15,ist dafür folgendes Verfahren bekannt: Der Proband atmet zunächst normale Raumluft oder ein Testgas.
Zum Zeitpunkt t wird das Inspirationsgas auf reinen Sauerstoff umgeschaltet. Das Exspirationsgasgemisch wird dann in einem mit Sauerstoff gespülten Spirometer gesammelt. Die Sauerstoffbeatmung erfolgt so lange, bis der gesarte Stickstoff aus der Lange ausgewaschen ft (etwa 2 bis 15 min). Das Volumen des ausgeatmeten Gasgemisches V5 kann an dem Spirometer abgelesen werden.
Durch Bestimmung der zugehörigen Stickstoffkonzentration k2 des jeweiligen Spirometervolumens V5 und der Stickstoffkonzentration k1 der Raumluft bzw. des Inspirationsgases vor dem Auswaschprozeß kann das funktionelle Lungenvolumen VL nach der Beziehung bestimmt werden. Die Konzentrationen k1 und k2 können dabei neben dem dominierenden Stickstoffanteil auch alle weiteren beim Gasaustausch in der Lunge nicht beteiligten Anteile (z.B. Edelgase) enthalten.
Die Verwendung von Spirometern ist recht umständlich und auf wendig. Sie ermöglicht zwar eine kontinuierliche Messung des ausgeatmeten Volumens, die aber zur Bestimmung des funktionellen Atemvolumina gar nicht erforderlich ist. Es genügt vielmehr die Kenntnis eines hinreichend lange aufsummierten Exspirationsvolumens und der zugehörigen Stickstoffkonzentration im Gesamtvolumen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfach aufgebautes Gerät anzugeben, mit dem durch eine einmalige Messung eines hinreichenden Volumens des Exspirationsgasgemisches mit zugehö-ciger Stickstoffbestimmung das funktionelle Atemvolumen bestimmt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Exspirationsbehälter derart ausgebildet ist, daß er bei vollständiger Füllung ein definiertes Volumen aufweist und Anzeigewsi/oder Signalmittel vorhanden sind, die die vollsiandige Füllung des Behälters mit Exspirationsluft melden, daß weiterk#in Mittel zur Entnahme eines definierten Teilvolumens fUr die Gasanalyse vorhanden sind und daß das Analysengerät derart gee,cht un gebenenfalls mit einer entsprecnenden Skala versehen ist, so daß das funktionelle Atenvolumen direkt ablesbar ist. In Ausgestaltung dew Erfindung wird der Behälter durch einen dehnungsstabilen, biegeschlaffen Sack mit einem Volumen von vorzugsweise 50 Litern gebildet, der über eine Pumpe vollständig evakuiert werden kann und dem bei vollständiger Füllung mit einer geeichten Spritze Teilproben entnommen werden können. Die Gasanalyse erfolgt vorzugsweise volumetrisch, wobei nach Absorption von CO2 und 02-Bestandteilen das Restvolumen ein quantitatives Maß für die Stickstoffkonzentration ist und als funktionelles Atemvolumen angezeigt wird.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dsr nachfolgenden Figurenbeschreibung eines Ausführungsbeispieles.
Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Gerätes, Fig. 2 eine schematische Darstellung der zugehörigen Analyse-und Anzeigeeinrichtung.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Probandenmundstück, das über ein automatisches Beatmungsventil 2 mit einem Gasvorratsbehälter 3 und über das Exspirationsventil 4 mit dem Exspirationsbehälter 5 verbunden ist, bezeichnet. Dieser ist als dehnungsstabiler, biegeschlaffer Sack oder auch als elastischer Behälter in einem Draht-.
käfig ("bag in a box") ausgebildet und hat bei vollständiger Füllung ein definiertes Volumen von ca. 50 Liter. Dieser Wert hat sich bei Untersuchungen als ausreichend und vorteilhaft ergeben. über den Hahn 6 mit der lösbaren Verbindung 7 kann der Exspirationsbehälter 5 mit einer Vakuumpumpe zur Evakuierung und über die lösbare Verbindung 8 mit einer auf Teilvolumina geeichten Spritze 9 mit Absperrhahn 10 verbunden werden. Statt der ld,baren Verbindungen und Absperrhähne kaiin auch ein geeignetes Ventilsystem verwendet werden.
In Fig. 2 ist die von dem Exspirationsbehälter 5 getrennte Spritze 9 mit Absperrhahn 10 auf das Gasanalysegerät aufgesetzt dargestellt. Das Gasanalysegerät besteht aus dem C02-Absorber 11 und dem 02-Absorber 12, durch die die Gasprobe durchgeleitet wird. Dabei werden die C02- und 02-Anteile vollständig absorbiert. Ein Rückschlagventil 13 verhindert, daß das verbleibende Gasvolumen, das im wesentlichen der Stickstoffkonzentration proportional ist, in die Absorber zurückströmen kann. In dem durch den Hahn 14 abschliebaren U-Rohr 15 mit der Sperrflüssigkeit 16 wird das verbleibende Gasvolumen gemessen und an der Skala 17 durch die Höhe des Flüssigkeitsstandes abgelesen. Die Skala 17 wird in funktionellen Lungenvolumina geeicht, indem das mit der Spritze entnommene Teilvolumen des Exspirationsbehälters gemaß der Beziehung verrechnet wird.
Da bei der volumetrischen Meßmethode das verbleibende Gasvolumen noch die Edelgase enthält, müssen diese auch bei der Bestimmung von k1 berücksichtigt werden. Statt der volumetrischen Messung, können auch gaschromatographische Verfahren zur direkten Bestimmung der Stickstoffkonzentration verwendet werden. Die Verrechnung nach der angegebenen Beziehung ändert sich dadurch nicht.
Das Verfahren zur Bestimmung der Atemvolumina mit dem erfindungsgemäßen Gerät verläuft folgendermaßen: Zunächst wird der Exspiratic1:sbehälter 5 bei geöffnetem Hahn 6 und 10 durch die lösbare Verbindung 7 vom Mundstück 1 getrennt und vollständig evakuiert.
Das übrige System mit Mundstück 1, Atemventil 2 und Exspirationsventil 4 wird mit Sauerstoff gespült. Dann werden Exspirationsbehälter 5 und Mundstück 1 mit der lösbaren Verbindung 7 bei ge-E~chlossenem Hahn 6 verbunden. Der Proband, der Zimmerluft geatmet hat, geht in der gewünschten Atemphase an das Mundstück 1 und atmet über das automatische Beatmungsventil 2 Testgas aus dem Vorratsbehälter 3. Der Hahn 6 wird geöffnet, so daß das Exspirationsgasgemisch in den Behälter 5 ausgealmet wird. Wenn der Behälter prall gefüllt ist, d.h. das vorgegebene Volumen ausgeatmet wurde, wird der Hahn 6 geschlossen, die Teilprobe mit der Spritze 9 entnommen und dem Gasanolysegerät zugeführt.
Zweckmäßigerweise wird das Gasanalysegerät zunächst mit einer ersten Probe des Exspirationsgasgemisches gespült, um den störenden Einfluß eines vorhandenen Totvolumens zu beseitigen, während mit einer zweiten Probe die eigentliche Messung durchgeführt wird. An der Skala des geeichten Volumeters kann das funkbionelle Atemvolumen abgelesen werden.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche Gerät zur Messung von funktionellen Atemvolumina, bestehend aus einem Mundstück, das über ein automatisches Beatmungsventil an einen Gasvorratsbehälter und über ein Exspirationsventil an einen Exspirationsbehälter angeschlossen werden kann, und einem Gasanalysegerät, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Exspirationsbehälter (5) derart ausgebildet ist, daß er bei vollständiger Füllung ein definiertes Volumen aufweist und Anzeige- und/oder Signalmittel vorhanden sind, die die vollständige Füllung des Behälters mit Exspifl:ttionsluft melden, daß weiterhin Mittel (9, 10) zur Entnahme eines definierten Teilvolumens für die Gasanalyse vorhanden sind und daß das Analysegerät derart geeicht und gegebenenfalls mit einer entsprechenden Skala versehen ist, daß das funktionelle Atemvolumen direkt ablesbar ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Exspirationsbehälter (5) als dehnungsstabiler, biegeschlaffer Sack mit einem Volumen von vorzugsweise 50 Liter ausgebildet ist.
3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Exsp..ationsbehälter (5) durch einen elastischen Behälter In einem Drahtkäfig gebilde; wird ("bag in a box"), der ein Vclunon von vorzugsweise 50 Liter umschließt.
4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über eine Pumpe und ein Jentilsystem (4, 6, 7, 10) der Exspirationsbehälter (5) vollständig evakuiert werden kann.
5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine zur Entnahme des zMr die Gasanalyse bestimmten Teilvolumens geeichte Spritze (9, 10) aufweist.
6. Gerät nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stickstoffgehalt volumetrisch durch vollständige Absorp tion der CO2- und 02-Gasanteile bestimmt wird.
7. Gerät nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das funktionelle Lungenvolumen nach der Beziehung verrechnet wird.
8. Gerät nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Skala (17) des Volumeters (14 bis 16) in Einheiten des funktionellen Lungenvolumens geeicht ist.
9. Gerät nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stickstoffgehalt der entnommenen Gasprobe mittels gaschromatographischer Methoden bestimmt wird.