Die Erfindung betrifft ein Atmungsübungsgerät, insbesondere ein Atmungsanregungsmeßgerät für den Gebrauch durch operierte
Patienten, um sie zu ermutigen, normales Tiefatmen wieder aufzunehmen. Der Zweck des Gerätes besteht in der Motivation des
Patienten, um eine maximale Einatmungsanstrengung zu machen, um eine visuelle und/oder Höreinstellung zu liefern, um dem
Patienten zu zeigen, wie gut er die für ihn gesteckten Ziele erreicht .
Die medizinische Literatur zeigt an, daß bei 2o bis 4o $ der
Patienten, die sich einer Abdominal- oder Thoraxoperation unterzogen haben, ernste Lungenkomplikationen auftreten. Im Hinblick
hierauf scheint die Annahme richtig zu sein, daß die Ursache in einem abnormalen Atmungsverhalten liegt. Ein Patient macht normalerweise
jede 5 bis 1o Minuten spontane tiefe Atemzüge. Dies fördert ein maximales Aufblähen der Lungenbläschen. Wenn sich
dieses Verhalten zu einem flachen monotonen Wechselatmen ändert, kann ein stufenweiser Alveolar-Kollaps innerhalb einer Stunde
eintreten. Ohne ein derartiges Tiefatmen wird nach mehreren Stunden eine starke Atelektase stattfinden. Viele derartige
Patienten haben dieses flache Atmungsverhalten aufgrund ihres allgemein geschwächten Gesundheitszustandes, der von den durch
den Schnitteingriff und den Nähten herrührenden Schmerzen begleitet ist.
Um die Atelektase zu verhindern bzw. zu korrigieren, müssen Atmungsübungen eingeleitet werden, die eine maximale Anfüllung
der Lungenbläschen (Alveolar-Inflation) als auch die Aufrechterhaltung
einer normalen funktioneilen Residual-Kapazität zur Folge haben. Drei Grundmethoden werden heute angewandt, um dieses
Atmen und ein maximales Aufblähen der Lungenbläschen zu erreichen.
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Das diskontinuierliche, unter positivem Druck stehende Beatmungsverfahren,
allgemein bekannt als IPPB, ist in intensiven Behandlungsanlagen von Kranke nhäusern in umfangreichem Maße benutzt
worden, um Atelektase durch Erweitern der zusammengefallenen Bronchen und der nicht beatmeten Lungenbläschen durch
Ausübung eines positiven Druckes durch den Luftweg zu behandeln und zu heilen. Der Routinegebrauch des diskontinuierlichen, unter
positivem Druck arbeitendem Beatmungsgerätes ist vor kurzem unteischwere
Kritik gekommen und viele Krankenhäuser suchen daher nach anderen Behandlungsmethoden. Zu den Nachteilen de3 IPPB-Verfahrens
zählen die hohen Behandlungskosten für den Patienten.
Ein jetzt mit zunehmender Häufigkeit benutztes Verfahren basiert auf spontanen Atemübungen, von dem viele glauben, daß es die beste
Methode sei, weil sie der normalen am nächsten kommt. Der Nachteil
liegt jedoch darin, daß das Verfahren einen beträchtlichen Zeitaufwand seitens des Jjungenspezialisten erfordert.
Die atmungsanregenden Atmungsmesser (Incentiv-Spirometer) sind entwickelt worden,und diese Geräte werden für die Korrektur
und die Vermeidung einer unzureichenden Beatmung der Lungenbläschen, die in erster Linie durch ein flaches Atmungsverhalteti
nach einer Operation wie angegeben bedingt ist, benutzt. Diese Geräte sind entwickelt worden, um den Patienten zum Atmen dann
anzuregen, wenn er sein normales Atmen wegen der aus den Schnitteingriffen herkommenden Schmerzen unterdrücken würde. Dio atmungsanregendaiAtraungsmesser
erfreuen sich jetzt als eine Alternative zum I PPB-Ve r fahr en einer zunelimenden Beliebtheit. Die Benutzung
solcher Geräte ist für den Patienten billiger und es treten weniger Kontraindikationen auf. Wenn das Verfahren von dem
Therapeuten erklärt und dem Patienten richtig gelehrt wird, beanspruchen
die anregenden Atmungsmesser weniger die Zeit, des Therapeuten, da der Patient die Atemübungen selbst durchführen
kann. ,
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Der Grundgedanke beruht darauf, den Patienten anzuregen, daß er
längere Einatmungsübungen unternimmt, die er sonst unterdrücken
könnte.
Zwei verschiedene Arten von Spirometer-Geräten sind heute im
Handel erhältlich. Die erste Art, ein einfaches Wegwerf-Gerät,
ist verhältnismäßig billig und als "Blasflasche" bekannt. Der
Schwerpunkt liegt hierbei auf der Ausatmung, die genau das Gegenteil, von dem ist, was gewünscht wird. Was auch immer mit diesen
Geräten durch das für den Patienten notwendige Einatmen mit nachfolgendem Ausatmen erreicht wird, liegt der Kachteil darin, daß
nur ein minimales Ausatmen erforderlich 1st und damit ein maximales Einatmen unnötig macht. Blasflaschen entsprechen demgemäß
nicht den Anforderungen,die an ein gutes, die Atmung anregendes Atmungsmeßgerät für die Vermeidung bzw. Behandlung der Atelektase
gestellt werden, und mit ihrem Einsatz kann in der Tat das Entgegengesetzte von dem Gewünschten erreicht werden.
Das andere, gegenwärtig im Handel erhältliche Atmungsanregungsgerät ist beträchtlich komplizierter und teurer. Diese Geräte
besitzen gegenüber den Blasflaschen bestimmte Vorteile und zwar
dahingehend, daß die Zahl der Übungen und das damit erreichte Volumen meßbar ist. Es gibt jedoch eine Reihe von Nachteilen,
die hauptsächlich im hohen Anfangspreis und in der sperrigen Größe des Gerätes liegen. Viele Lungentherapeuten betrachten diese
Atmungsmesser als unnötig kompliziert und teuer.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein die Atmung anregendes Atmungsmeßgerät vorzuschlagen, mit dem der Durchfluß der
Atemluft einstellbar ist und mit dem der Patient in die Lage versetzt wird, richtiges tiefes Atmen zu praktizieren.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, ein Atmungsmeßgerät
vorzuschlagen, daß eine einstellbare Luftlocheinrichtung hat, so daß Änderungen im Durchfluß der vom Patienten
benötigten Einatmungsluft regulierbar sind.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der die Atmung anregende Atmungsmesser billig in der Herstellung ist,
nach Gebrauch weggeworfen werden kann, anhand einer einfachen Erläuterung leicht zu benutzen ist und kompakt, klein und leicht
hantierbar ist.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Gerät einen großen Durchflußbereich der Atmungsluft aufweist und für
fast alle Konditionen des Patienten eingesetzt werden kann.
Nach noch einer weiteren Ausführungsform kann das Anregungs-Spirometer
mit variierbarem Luftdurchfluß mit Zusatzgeräten benutzt werden, einschließlich eines Zählers für die Bestimmung der vom
Patienten durchgeführten Übungen und der Dauer solcher Übungen sowie das damit erreichte Volumen.
Es ist weiter eine Einrichtung vorgesehen, die das Inhalieren medizinischer Mittel während des Gebrauchs des Gerätes gestattet.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Anregungs-Spirometer
mit einem Sicht-Signal ausgestattet, um dem Patienten zu zeigen, wann er sein Zielvolumen erreicht hat.
Das erfindungsgemäßeuGerät umfaßt einen Grundteil mit einer Mehrfachkammer,
die durch einen flexiblen Atmungsechlauch mit einem Mundstück verbunden ist, mit dem der Patient einatmen kann. Die
Mehrfachkammer ist direkt mit einem Paar von vertikalen Rohren verbunden, deren obere Enden geschlossen sind, die aber durch
Seitenöffnungen mit einem zentralen Zylinderrohr verbunden sind,
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in der eine Kalibrierkugel oder ein anderes geformtes Gewicht vertikal beweglich ist. Kalibrierte Luftlocheinrichtungen sind
im Zentralrohr unter dem Kugelzentrum vorgesehen, so daß Luft unter atmosphärischem Druck in Berührung mit der unteren Fläche
der Kugel kommt.
Wenn der Patient mit dem Mundstück einatmet, tritt atmosphärische
Luft ein und hebt die Kugel bzw. das geformte Gewicht wegen des reduzierten Druckes, der durch die Einatmung über der Kugel entsteht, an. Die Luft über der Kugel fließt dann durch die öffnungen in die Seitenkammern. Eine einstellbare Luftöffnung ist vorgesehen, damit die eingezogene atmosphärische Luft an der Kugel
vorbei in die Mehrfachkammer eintreten kann, um so die verlangte Anstrengung des Patienten zu erhöhen und um die den Durchfluß
anzeigende Kugel bis zum oberen Ende des Rohres zu bringen und dort zu halten.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll anhand der Zeichnungen
erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen,
die Durchflußmenge variierbaren Anregungs-Spirometers mit einem abgeschnittenen Teil des Einatmungsrohres,
Fig. 2 eine etwas vergrößerte Ansicht des Grundteils der Fig. von unten betrachtet,
Fig. 3 eine senkrechte, teilweise geschnittene Ansicht längs der Linie 3-3 der Pig. 1, und
Fig. 4 eine graphische Darstellung, In der die Durchflußgeschwindigkeit in cc-Sekunden gegen die Markierungseinstellungen der regelbaren Luftlochöffnung aufgetragen ist,
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1o
Das erfindungsgemäße Anregungs-Spirometer wird bei 1o gezeigt
und umfaßt einen Grundteil oder ein Gehäuse 11, das einen Oberteil 12 und eine flache Grundseite 13 hat. Die Bauform des Grundteils
ist beliebig und hat ,wie gezeigt ,schräge Seitenwände, um
ein ansprechendes Gerät zu ergeben. Das Grundteil kann aus irgendeinem Material hergestellt werden, vorgesehen ist jedoch, daß es
ein Spritzgußteil aus Acrylkunststoff ist.
Eine Mehrfachkammer 14 ist im Grundteil oder Gehäuse 11 gebildet.
Wie die Pig. 2 zeigt, hat die Mehrfachkammer im allgemeinen eine T-Form. Die Kammer ist vollkommen umschlossen und hat eine Saugauslaßöffnung
15, die sich bis in den hinteren Teil des Gehäuses erstreckt, wobei die Saugauslaßöffnung in einen Verbindungsnippel
16 von allgemein zylindrischer Form ausläuft. Ein flexibler, plastischer Atmungsschlauch 17 kann teleskopisch über den Nippel
16 geschoben werden und dient als Zuführungsleitung zum Patienten, die an ihrem freien Ende ein plastisches Mundstück 18 von solcher
Form und Bauart aufweist, daß die Aufnahme in den Mund des Patienten erleichtert wird.
In der gezeigten Ausführungsform ist ein Paar verlängerter starrer
Saugrohre 19 und 2o am Oberteil des Grundteils angebracht, wobei die Enden, wie in Fig. 2 gezeigt, in direkter offener Verbindung
mit der Mehrfachkammer stehen. Zwischen den Saugrohren befindet sich ein zentrales kalibriertes Meßrohr 21, daß sich senkrecht bis
an den Oberteil 12 erstreckt, obwohl in diesem Fall die Grundfläche des Meßrohres abgeschlossen ist und nicht in Verbindung mit der
Mehrfachkammer 14 steht. Das in der Ausführungsform gezeigte Meßrohr ist am Boden durch einen zentralen Rohrstopfen 22 abgeschlossen.
Bevorzugt ist das Meßrohr zumindest aus einem durchsichtigen Kunststoff gefertigt, so daß der Patient die Bewegung des Gewichtes
bzw. der Kugel 23 beobachten kann.
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Das Gewichtsteil kann aus einem Gewicht von sphärischer Form
oder einer Kugel 23 bestehen, die dem Innendurchmesser des Meßrohres 21 sehr nahe kommt, so daß im wesentlichen ein Gleitsitζ
zwischen ihnen besteht. Das Gewicht 23 kann auch die Form eines
zylindrischen Gleitstopfens haben.
Für das zentrale Meßrohr ist,wie bei 24 in der bevorzugten Ausführungsform
gezeigt, ein kalibrierter atmosphärischer Lufteinlaß vorgesehen, der mehrere senkrechte Schlitze aufweist. Es ist
wesentlich, daß diese Lufteinlaßöffnungen am bzw. unter dem
Zentrum des Gewichtes bzw. der Kugel liegen, so daß die eintretende
atmosphärische Luft nur an der unteren Fläche des Gewichtes bzw. der Kugel wirkt.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, sind die jeweiligen.Enden der Saugrohre
19 und 2o sowie des zentralen Meßrohres 21 durch eine gemeinsame obere Verschlußkappe 3o abgeschlossen. Sie Saugrohre
und das Meßrohr sind durch ein Paar öffnungen 31 und 32 miteinander
verbunden. Diese öffnungen sind bevorzugt fast über der
Zentrallinie des Gewichtes bzw. der Kugel 23 angeordnet, wenn es sich oben am Meßrohr befindet. Die öffnungen könnten fast am
bzw. unter dem Gewicht sein, aber wenn sie über diesem sind, wird ein sehr geringer Abfall im Durchfluß dazu führen, daß die
Kugel fällt, wobei die Fläche der den Luftdurchfluß ausgesetzten öffnungen zunimmt, so daß die Kugel noch schneller fällt, wobei
ein Sichtsignal dem Patienten angibt, daß der Durchfluß bzw.
seine Anstrengung geringer geworden 1st. Die öffnungen an beiden Seiten der Kammer hindern außerdem die Kugel daran, daß sie den
Durchfluß versperrt und dabei ein Vakuum erzeugt, daß dazu führen könnte, daß die Kugel oben im Meßrohr bleibt. Falls die Kugel
durch ein Vakuum anstelle durch den tatsächlichen Einatmungedurchfluß gehalten würde, würde sich eine falsche Ablesung ergeben.
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Um einen weiten Bereich von Betriebsbedingungen wie variierende Durchflußgeschwindigkeiten für verschiedene Patienten zu schaffen
und auch den Grad der vom Patienten verlangten Anstrengung stufenweise zu erhöhen, umfaßt das Spirometer, wie bei 33 gezeigt,
das im Grundteil 11 gebildete einstellbare Luftloch. Das Luftloch hat eine Luftlochöffnung 34, die sich vom Oberteil
direkt in die Mehrfachkammerspitze erstreckt. Wie in Fig. 2 deutlich gezeigt, ist in der bevorzugten Ausführungsform die
Luftlochöffnung nierenförmig ausgebildet.
Eine rotierbare Luftöffnungsverschlußscheibe 35 ist am Oberteil des Grundteils 11 mit Hilfe eines Schraubenbolzens befestigt,
und zwar so, daß das Gewinde auch das stehende Fingerstück 36 der Verschlußscheibe erfaßt. Eine Seite des Fingerstückes kann
als Markierungszeiger dienen, der mit dem auf dem Oberteil des
Grundteiles aufgedruckten oder eingravierten Markierungsschaltstückes zusammenwirkt. Es ist ersichtlich, daß die Rotation der
Verschlußecheibe 35 durch das Fingerstück 36 durch die Größe der
öffnung 34 selektiv vergrößert oder verkleinert wird, so daß entsprechend
atmosphärische Luft in die Mehrfachkammer eintritt. Die Kalibrierung des Markierungsschaltstückes ist so vorgenommen,
daß daa eingeatmete Luftvolumen angezeigt wird, wobei dieses vorzugsweise zwischen 25o bis 3ooo cc liegen sollte.
Beim Gebrauch steckt der Patient das Mundstück 18 in seinen Mund und atmet tief ein, so daß Luft durch das Mundstück und den
damit verbundenen Atmungsschlauch 17 eingezogen wird. Die atmosphärische Luft tritt durch den kalibrierten Lufteinlaß 24
unter der Kugel ein, damit diese aufgrund des verminderten Druckes in dem Meßrohr 21 über der Kugel angehoben wird. Die
Luft über der Kugel fließt dann von jedem der Saugrohre 19 und 2o in die Mehrfachkammer 14. Das einstellbare Luftloch 33 ermöglicht
es, daß Luft unter atmosphärischem Druck direkt in die Mehrfachkammer an der Kugel vorbei eingezogen wird, um die vom
Patienten verlangte Anstrengung zu erhöhen und die den Durchfluß
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anzeigende Kugel in dem Rohr nach oben zu bringen und dort zu halten. Wie bereits angegeben, ermöglicht die Markierung
die Einstellung eines weiten Durchflußbereiches, so daß Patienten
mit weit variierendem Leistungsvermögen in der Lage sind, das Gerät zu benutzen. In der Fig. 4 wird eine graphische Darstellung
gezeigt, in der die Markierungseinstellung gegen den Durchfluß in Kubikzentimetern pro Sekunde aufgetragen ist.
Die eine der beiden geraden Linien stellt den benötigten Durchfluß zur Anhebung der Kugel dar, während die andere den Durchfluß
anhebt, um die Kugel oben in dem Meßrohr zu halten. Die benötigte Durchflußmenge, um die Kugel anzuheben bzw. in der
Kugel zu halten, liegt im Durchschnitt jeweils bei 1o #, was
erstrebenswert ist, so daß der Therapeut den Fortschritt des Patienten verfolgen kann.
Die spezifische nierenförmige Form der Luftlochöffnung mit Sezug auf die halbkreisförmige Verschlußscheibe 35 und die Markierungen
auf dem Schaltstück 38 liefern im wesentlichen eine lineare Änderung, sobald die Fläche der Luftlochöffnung 34
von einer Markierungslinie zur anderen erhöht wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das Spirometer mit einer Zählvorrichtung versehen werden, die die Zahl der vom
Patienten gemachten Einatmungen registriert. Ein automatischer Zeitmesser ist vorgesehen, so daß die Übungen für einen vorbestimmten
Zeitabschnitt durchgeführt werden können.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht eine Volumenmeß
einrichtung vor, so daß das Ausmaß der vom Patienten vorgenommenen
Anstrengung festgestellt werden kann. Solch ein Durchflußaießgerät
kann vom Turbinentyp oder in einer anderen herkömmlichen Bauart ausgeführt sein. Falls gewünscht, können verschiedene
Formen mechanischer Zähler in dem Gerät eingebaut sein, um die Zahl der unternommenen Versuche und die Zahl der erfolgreichen
Versuche aufzuzeigen. In Abänderung der Schaltungsein-
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richtung können auch solche Zähler benutzt werden, die den Patienten an der Verfälschung der Ergebnisse während der Übung
hindern.
Es ist ferner vorgesehen, daß mit Hilfe einer Einrichtung die Aufnahme medizinischer Mittel während des Einatmens möglich ist.
Ein die Atmung anregendes Atmungsmeßgerät wurde für die Kontrolle der Atmungsübungen von operierten Patienten mit variierender
Durchflußkapazität vorgeschlagen. Mit einem Atmungsschlauch
wird eine Verbindung über eine Kammer in einem Grundteil und über die Saugrohre bis zum oberen Ende des Meßrohres hergestellt, in
dem eine kalibrierte Kugel, die im wesentlichen eine mit dem Meßrohr übereinstimmenden Durchmesser hat, beweglich i3t. Eine
Luftlocheinrichtung in dem Meßrohr unter der Kugel gestattet den Eintritt atmosphärischer Luft, um an der unteren Fläche der
Kugel zu wirken, so daß das Einatmen des Patienten ein Steigen der Kugel in dem Meßrohr verursacht.
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