DE2719900A1 - RESPIRATION ANALYZER - Google Patents
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- 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
Abstract
Description
Respirations-AnalysegerätRespiratory analyzer
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Respirations-Analysegerät, mit einem Atemgas-Durchfluss-Messkopf, welcher an eine Messanordnung anschliessbar ist.The present invention relates to a respiratory analyzer, with a breathing gas flow measuring head, which can be connected to a measuring arrangement is.
Es sind bereits solche Atemgas-Durchflussmessgeräte bekannt geworden, welche unter der Bezeichnung Pneumotachometer angeboten werden und welche auf Differentialdruckmessungen basieren.Breathing gas flowmeters of this type have already become known, which are offered under the name pneumotachometer and which are based on differential pressure measurements based.
Der hierbei verwendete Messkopf besteht aus einer Mehrzahl Kapillaren, welche sich gemeinsam und zueinander parallel in einem Rohr erstrecken. Diese Kapillare müssen dabei einen sehr kleinen Durchmesser aufweisen, um einen genügend grossen Druckabfall für die nachgeschaltete, relativ unempfindliche Messanordnung zu gewinnen.The measuring head used here consists of a plurality of capillaries, which extend together and parallel to each other in a pipe. This capillary must have a very small diameter in order to be sufficiently large To win pressure drop for the downstream, relatively insensitive measuring arrangement.
Nachteilig bei diesen Anordnungen ist aber, dass der erforderliche grosse Druckabfall einen Atemwiderstand für kontinuierliche Messungen erfordert, der nur für erwachsene Personen, nicht aber für Neugeborene oder Kinder bzw. Kleinkinder zulässig ist. Ebenso gestatten die relativ hohen Messbereiche ebenfalls nur eine Anwendung bei Erwachsenen. Die durch die Bauart der Messköpfe bedingten grossen Totraumvolumina bedeuten zudem eine,insbesondere für Neugeborene erhöhte Gefahr eines C02-Anstieges. Zudem besteht eine Gefahr der Verstopfung der Kapillaren durch die Atem-Sekrete.The disadvantage of these arrangements is that the required large pressure drop requires breathing resistance for continuous measurements, which is only for adults, but not for newborns, children or toddlers is permissible. Likewise, the relatively high measuring ranges also only allow one Use in adults. The large ones caused by the design of the measuring heads Dead space volumes also mean an increased risk, especially for newborns of a C02 increase. In addition, there is a risk of the capillaries becoming blocked the breath secretions.
Andere Anordnungen, welche die Atemgas-Durchflussmenge auf thermoelektrischem Wege bestimmen, erscheinen ebenfalls nur beschränkt anwendbar, da hier Falschmessungen wegen der Benetzung der Thermistor-Fühlerelemente durch Kondensate und Sekrete unvermeidbar sind.Other arrangements that control the breathing gas flow rate on thermoelectric Determining paths also appear to be of limited use, as incorrect measurements are here unavoidable due to the wetting of the thermistor sensor elements by condensates and secretions are.
Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Respirations-Analysegerät der erstgenannten Art zu schaffen, welches gestattet die Nachteile der bekannten Anordnungen zu vermeiden und welches insbesondere seine absolut sichere Anwendung bei Neugeborenen und Kleinkindern ermöglicht.It is now the object of the present invention to provide a respiration analyzer to create the former type, which allows the disadvantages of the known Arrangements to avoid and which in particular is absolutely safe to use in newborns and toddlers.
Dies wird nun erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Atelngas-Durchflussmesskopf ein, einen einzigen Durchflusskanal begrenzendes Durchfluss-Rohr umfasst, dessen eine Ende an eine Nasenöffnung anschliessbar ist und dessen andere Ende in die Umgebung ausmündet, zwischen welchen beiden Rohr-Enden, ein Rohr-Stück eine Druckabfall-Messstrecke bildet, welche Strecke beidseitig je durch einen in das Rohr einmündenden Rohr-Anschluss stutzen begrenzt ist, welche Stutzen mit einer Auswerteinrichtullg verbindbar sind, die eine, ein elektrisches Ausgangssignal liefernde Differenzdruck-Messstufe umfasst, wobei der Differenzdruck zwischen den beiden Stutzen ein Mass für die Atemgas-Durchflussmenge und das elektrische Ausgangssignal dieser Durchflussmenge analog ist.This is now achieved according to the invention in that the gas flow measuring head comprises a, a single flow channel limiting flow tube, the one end can be connected to a nostril and the other end into the environment opens out, between which two pipe ends, a pipe piece a pressure drop measuring section forms which section on both sides through a pipe connection opening into the pipe nozzle is limited, which nozzle can be connected to an evaluation device, which comprises a differential pressure measuring stage providing an electrical output signal, wherein the differential pressure between the two nozzles is a measure of the respiratory gas flow rate and the electrical output signal of this flow rate is analogous.
Insbesondere durch die Massnahme, anstelle einer Vielzahl Kapillaren nunmehr einen Messkopf mit nur einem Durchflusskanal zu verwenden, dessen Durchflussquerschnitt natürlich zweckmässig viel grösser ist als jener einer Kapillare, gesamthaft aber kleiner gehalten werden kann als die Summe der Durchflussquerschnitte aller Kapillare eines bisherigen Messkopfes, kann nun jede Verstopfungsgefahr eliminiert und der Druckabfall auf nur einige mm/Ws reduziert werden. Ebenso wird durch diese Anordnung das Totraumvolumen auf einen Bruchteil dieses Volumens bei den bisherigen Messköpfen beschränkt. Somit sind alle Voraussetzungen für eine gefahrlose und wirksame Messung des Atemgases bei Neugeborenen und Kleinkindern gewährleistet, wobei natürlich durch entsprechende Dimensionierung des Messkopfes der Anwendungsbereich des Gerätes beliebig auch auf Erwachsene ausgedehnt werden kann.In particular by the measure, instead of a large number of capillaries now to use a measuring head with only one flow channel, the flow cross section of which of course expedient is much larger than that of a capillary, overall, however, can be kept smaller than the sum of the flow cross-sections of all capillaries of a previous measuring head, any risk of clogging can now be eliminated and the pressure drop can be reduced to just a few mm / Ws. Likewise through this Arrangement of the dead space volume to a fraction of this volume with the previous ones Limited measuring heads. Thus, all the conditions for a safe and effective Measurement of breathing gas in newborns and young children is guaranteed, of course the area of application of the device through appropriate dimensioning of the measuring head can also be extended to adults at will.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird zweckmässig mindestens das mit einer Nasenöffnung verbindbare Rohr-Ende durch eine Abbiegung von vorzugsweise über 900 gebildet, was ein leichtes Befestigen des Messkopfes am Kopf des Patienten im Bereich der Nase mittels Klebband oder dgl. erlaubt.In a preferred embodiment, at least the pipe end that can be connected to a nasal opening by a bend of preferably formed over 900, which makes it easy to attach the measuring head to the patient's head Allowed in the area of the nose by means of adhesive tape or the like.
Es ist dabei von Vorteil, wenn im Bereich des mit einer Nasenöffnung verbindbare Rohr-Ende in diesem eine Durchtrittsöffnung zum Einführen eines Katheters vorgesehen wird. Dadurch besteht dann die Möglichkeit, etwa einen dünnen Plastik-Katheter über den Mesekopf bis in die Hauptbronchien einzuführen, um damit auch den absoluten Tracheal- bzw. Bronchialdruck zu messen, ohne dass dabei die Atemgas-Durchfluss-Messung unterbrochen werden müssten.It is advantageous if in the area of the with a nostril connectable tube end in this a passage opening for inserting a catheter is provided. This then gives the option of using a thin plastic catheter, for example above insert the measuring head into the main bronchi in order to use it also measure the absolute tracheal or bronchial pressure without the Breathing gas flow measurement would have to be interrupted.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betrieb des vorerläuterten Respirations-Analysegerätes, welches sich dadurch auszeichnet, dass aus dem Differenzdrucksignal der Atemgas-Durchfluss durch Zeitintegration in Form eines Minutendurchflusses oder durch Integration über einen Atemzug als Volumendurchfluss pro Atenzug ermittelt wird.The present invention also relates to a method of operation of the aforementioned respiratory analyzer, which is characterized by that from the differential pressure signal the respiratory gas flow through time integration in Form of a minute flow or by integration over a breath as a volume flow is determined per move.
Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes wird nun nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.An example embodiment of the subject matter of the invention is now explained in more detail below with reference to the drawing.
Dabei zeigen: Fig. 1 in schematischer Darstellung ein Respirations-Analysegerät mit einem Atemgas-Durchflussmesskopf, welcher an einer Auswerteinrichtung angeschlossen ist und Fig. 2 ein Kurvenschaubild, welches den zeitlichen Verlauf von Ausgangssignalen an der Auswerteinrichtung in Funktion der Zeit darstellt.They show: FIG. 1 a schematic representation of a respiration analyzer with a breathing gas flow measuring head, which is connected to an evaluation device and FIG. 2 is a graph showing the time profile of output signals on the evaluation device as a function of time.
Das in Fig. 1 gezeigte Respirations-Analysegerät umfasst einen Atemgas-Durchfiuss-Messkopf 1, dessen Durchflusskanal 2 durch ein Durchfluss-Rohr 3 begrenzt ist. Bei diesem Durchfluss-Rohr 3 bildet dessen eine Ende 4 einen an eine Nasenöffnung anschliessbaren Krümmer, welcher vorzugsweise über 900 von einem Gradstück 3a abgebogen ist. In ähnlicher Weise kann das andere Rohrende 5 abgebogen sein, welches in die Umgebung ausmündet. Zwischen diesen beiden Rohr-Enden bildet das hier gerade Rohr-Stück 3a eine Druckabfall-Messstrecke, wie das nachfolgend noch näher erläutert wird. Hierbei ist diese Messstrecke 3a beidseitig durch je einen in das Rohr 3 einmündenden Rohr-Ausschlussstutzen 6 bzw. 7 begrenzt, welche Stutzen über geeignete Verbindungsmittel 8 bzw. 9 mit einer im wesentlichen elektronischen Auswerteinrichtung 10 verbunden sind.The respiration analyzer shown in FIG. 1 comprises a respiratory gas flow measuring head 1, the flow channel 2 of which is delimited by a flow tube 3. With this one Flow tube 3 forms one end 4 of which can be connected to a nasal opening Elbow, which is preferably bent over 900 from a degree piece 3a. In Similarly, the other pipe end 5 can be bent, which into the environment empties. The straight pipe piece 3a forms between these two pipe ends a pressure drop measuring section, as will be explained in more detail below. Here is this measuring section 3a on both sides through a pipe exclusion nozzle opening into the pipe 3 6 or 7 limits which nozzle via suitable connecting means 8 and 9 with an essentially electronic evaluation device 10 are connected.
Weiter ist der Messkopf 1 an seinem nasenseitigen Krümmer 4 mit einem Anschiussstutzen 11 versehen, welcher eine Durchtrittsöffnung umgibt, die der Einführung eines zweckmässig aus Plastik bestehenden Katheters 12 dient. Geeignete Verbindungsmittel 13 sorgen hierbei wieder für eine Verbindung zwischen Katheter und Auswerteinrichtung.The measuring head 1 is also provided with a nasal bend 4 Connection piece 11 is provided, which surrounds a passage opening that of the introduction an expediently made of plastic catheter 12 is used. Suitable lanyards 13 again ensure a connection between the catheter and the evaluation device.
Während im Gebrauch der Messkopf 1 vorzugsweise mittels einem Klebeband am Kopf eines Patienten so befestigt wird, dass der Krümmer 4 in den unmittelbaren Bereich einer Nasenöffnung gelangt, kann der Katheter 12 ohne Unterbrechung der Atemgas-Durchflussmessung durch den Stutzen 11 hindurch direkt bis in die Mauptbronchien eingeführt werden.While in use the measuring head 1 preferably by means of a duct tape is attached to the head of a patient so that the bend 4 in the immediate If it reaches the area of a nasal opening, the catheter 12 can be used without interrupting the Breathing gas flow measurement through the nozzle 11 directly into the main bronchi to be introduced.
Wie aus der Darstellung ersichtlich, umfasst nun die Auswerteinrichtung 10 eine Differenzdruck-Messstufe 20 sowie eine Druckmessstufe 30, welche je Membran-Feindruckmesser mit kapazitiver oder induktiver Abtastung sein können.As can be seen from the illustration, the evaluation device now comprises 10 a differential pressure measuring stage 20 and a pressure measuring stage 30, which each membrane fine pressure meter with capacitive or inductive scanning.
Auf üblichem elektronischem Wege erzeugt nun die Differenzdruck-Messstufe 20 ein Ausgangssignal # P, welches der Durchflussmenge analog ist, für welche der Differenzdruck A P in mm/Ws zwischen den beiden Stutzen 6 und 7 des Messkopfes 1 ein Mass darstellt.The differential pressure measuring stage is now generated electronically in the usual way 20 an output signal # P, which is analogous to the flow rate for which the Differential pressure A P in mm / Ws between the two nozzles 6 and 7 of the measuring head 1 represents a measure.
Der Verlauf dieses Durchflusses in Abhängigkeit der Zeit ist durch die Kurve 201 in Fig. 2 veranschaulicht.The course of this flow as a function of time is through curve 201 in FIG. 2 illustrates.
Andrerseits erzeugt die Messstufe 30 ein Ausgangssignal P, welches dem Bronchialdruck analog ist.On the other hand, the measuring stage 30 generates an output signal P, which is analogous to bronchial pressure.
Der Verlauf dieses absoluten Druckes in Abhängigkeit der Zeit ist durch die Kurve 301 in Fig. 2 veranschaulicht.The course of this absolute pressure as a function of time is illustrated by curve 301 in FIG.
Die genannten Ausgangssignale P und A P können nun beliebig ausgewertet werden und beispielsweise direkt an Schreibgeräte angeschlossen sein. Ferner besteht etwa die Möglichkeit, aus den beiden Signalen A P und P die dynamischen Compliance- und Resistance-Werte zu ermitteln.The named output signals P and A P can now be evaluated as required and be connected directly to writing implements, for example. Furthermore, there is for example, the possibility of using the two signals A P and P to determine the dynamic compliance and to determine resistance values.
Wie Fig. 1 weiter erkennen lässt, kann der Ausgang a#P der Messstufe 20 zusätzlich auch über einen Wandler 21 einem ersten Integrator 22 und einem zweiten Integrator 23 zugeführt werden, um aus dem Differenzdrucksignal A P durch Zeitintegration den Minutendurchfluss bzw. durch Integration über einen Atemzug den Volumendurchfluss pro Atemzug zu ermitteln. In letzterem Fall besteht dann natürlich die Möglichkeit, den Volumendurchfluss um ein ermitteltes dynamisches Totraumvolumen vermindert anzuzeigen.As FIG. 1 also shows, the output a # P of the measuring stage 20 also via a converter 21 to a first integrator 22 and a second Integrator 23 are supplied to from the differential pressure signal A P by time integration the minute flow or, by integrating it over one breath, the volume flow to be determined per breath. In the latter case there is of course the possibility to display the volume flow reduced by a determined dynamic dead space volume.
In ähnlicher Weise kann auch der Ausgang P der Messstufe 30 über einen Wandler 31 geführt werden, um mittels einer, dem Wandler 31 nachgeschalteten digitalen Anzeigestufe 32 nur den zum Fluss ~ in der Lunge synchronen Druck jedes Atemzuges anzuzei-0 gen.In a similar way, the output P of the measuring stage 30 can also have a Converter 31 are performed by means of a, the converter 31 downstream digital Level 32 only shows the pressure of each breath, which is synchronized with the flow in the lungs to be displayed.
Es ist klar, dass neben dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel noch weitere Ausführungsvarianten möglich sind. So kann in erster Linie die Form des Messkopfes sicher einige Abweichungen erfahren; etwa kann der Krümmer eine Anpassung an ein Gesicht aufweisen, und/oder die Druckabfall-Messstrecke 3a einen gekrümmten Verlauf haben. Ferner kann die Auswerteinrichtung eine Reihe von weiteren Verstärkerstufen, Wandlerstufen, Zählstufen, Integrierstufen u.a. aufweisen, wobei in jedem Fall die notwendig hohe Empfindlichkeit, die geringe Trägheit u t eine grosse Nullpunktkonstanz gewahrt werden müssen, um trotz geringstem Druckabfall am Messkopf zu präzisieren und konstanten Messergebnissen zu gelangen.It is clear that in addition to the embodiment described above other design variants are possible. In the first place, the shape of the Measuring head will certainly experience some deviations; for example, the manifold can be adjusted have on a face, and / or the pressure drop measuring section 3a has a curved one Have course. Furthermore, the evaluation device can have a number of further amplifier stages, Have converter stages, counting stages, integrating stages, etc., whereby in each case the necessary high sensitivity, the low inertia and a high zero point constancy must be maintained in order to be precise in spite of the slightest pressure drop on the measuring head and to achieve constant measurement results.
Claims (8)
Applications Claiming Priority (1)
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CH377677A CH611505A5 (en) | 1977-03-24 | 1977-03-24 | Respiration analysis instrument |
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DE2719900A1 true DE2719900A1 (en) | 1978-10-05 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000006020A1 (en) * | 1998-07-29 | 2000-02-10 | Rhinometrics A/S | Apparatus and methods for rhinomanometry |
-
1977
- 1977-03-24 CH CH377677A patent/CH611505A5/en not_active IP Right Cessation
- 1977-05-04 DE DE19772719900 patent/DE2719900A1/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2000006020A1 (en) * | 1998-07-29 | 2000-02-10 | Rhinometrics A/S | Apparatus and methods for rhinomanometry |
AU756994B2 (en) * | 1998-07-29 | 2003-01-30 | Rhinometrics A/S | Apparatus and methods for rhinomanometry |
US6565517B1 (en) | 1998-07-29 | 2003-05-20 | Rhinometrics A/S | Apparatus and methods for rhinomanometry |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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