DE2749160C2 - Einstellbares Gerät für Atemübungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein einstellbares Gerät für Atemübungen, bestehend aus einem Gehäuse, einem vom Gehäuse sich erstreckenden Atmungsschlauch, einem länglichen senkrechten zylindrischen Meßrohr, das am Gehäuse angebracht ist, einem beweglichen Gewicht, das einen kreisförmigen Querschnitt im Meßrohr hat, das in der inneren Länge des Meßrohrs beweglich ist, und wenigstens einem Luftloch im Meßrohr unterhalb der untersten Position des Zentrums des beweglichen Gewichts. Es dient dazu, operierte Patienten zu ermutigen, normales Tiefatmen wieder aufzunehmen. Das Gerät Hefen dem Patienten eine visuelle und/oder Höreinstellung, um ihm zu zeigen, wie gut er die ihm gesteckten Ziele erreicht hat.

Die medizinische Literatur referiert, daß bei 20 bis 40% der Patienten, die sich einer Abdominal- oder Thoraxoperation unterzogen haben, ernste Lungenkomplikationen auftreten. Die Ursache scheint in einem abnormalen Atmungsverhalten zu liegen. Ein Patient macht normalerweise jede 5 bis 10 Minuten spontane tiefe Atemzüge. Dies fördert ein maximales Aufblähen der Lungenbläschen. Wenn sich dieses Atmungsverhalten zu einem flachen monotonen Wechselatmen ändert kann innerhalb einer Stunde ein stufenweiser Alveolar-K.ollaps eintreten. Ohne ein derartiges Tiefatmen wird nach mehreren Stunden eine starke Atelektase stattfinden. Viele Patienten zeigen aufgrund ihres allgemein geschwächten Gesundheitszustandes und auch aufgrund des Schnitteingriffs und der von den Nähten herrührenden Schmerzen dieses flache Atmungsverhalten.

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 funktionellen Residual-Kapazität zur Folge haben. Drei Grundmethoden werden heute angewandt, um dieses Atmen und ein maximales Aufblähen der Lungenbläschen zu erreichen. Das diskontinuierliche, unter positivem Druck stehende Beatmungsverfahren, allgemein bekannt als IPPB, ist in intensiven Behandlungsanlagen von Krankenhäusern in umfangreichem Maße benutzt worden, um Atelektase durch Erweitern der zusammengefallenen Bronchien und der nicht beatmeten Lungenbläschen durch Ausübung eines positiven Druckes auf die Luftwege zu behandeln und zu heilen. Der Routine-

gebrauch des diskontinuierlichen, unter Überdruck arbeitenden Beatmungsgerätes erscheint gefährlich, da es ein Atmen nicht immer dann erlaubt, wenn der Patient zu atmen wünscht, so daß viele Krankenhäuser daher nach anderen Behandlungsmethoden suchen. Zu den-Nachteilen des IPPB-Verfahrens zählen die hohen Behandlungskosten für den Patienten.

Ein jetzt zunehmend häufiger 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 Lungenspezialisten erfordert.

Atmungsanregende Atmungsmesser werden für die Korrektur und die Vermeidung einer unzureichenden Beatmung der Lungenbläschen, die in erster Linie durch ein flaches Atmungsverhalten nach einer Operation wie angegeben bedingt ist, benutzt. Diese Geräte sind entwickelt worden, um den Patienten dann zum Atmen anzuregen, wenn er sein normales Atmen wegen der aus den Schnitteingriffen herkommenden Schmerzen unterdrücken würde. Die atmungsanregenden Atmungsmesser erfreuen sich jetzt als eine Alternative zum IPPB-Verfahren einer zunehmenden 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 die Zeit des Therapeuten weniger, da der Patient die Atemübungen selbst durchführen kann.

Der Grundgedanke beruht darauf, den Patienten anzuregen, daß er längere Einatmungsübungen unternimmt, die er sonst unterdrücken könnte.

Bisher waren zwei verschiedene Typen von Spirometern in der klinischen Anwendung. Das erste dieser Typen war als sogenannte »Blasflasche« bekannt. Solche Spirometer sind beispielsweise in den US-PS 51 002, 38 11 671 und 36 35 214 beschrieben. Auch das DE-GM 73 02 515 beschreibt ein Gerät vom Blasflaschentyp, d. h. ein Gerät zum Prüfen und Messen der Stärke eines ausgestoßenen Luftstromes als Ertüchtigungsgerät für Lungen und Bauchmuskulatur. In der US-PS 38 22 699 ist eine Blasflasche gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs beschrieben.

Die Blasapparate dieses Typs werden durch die Ausatmung des Patienten betätigt Das heißt daß die Luft aus den Lungen in die Blasflaschen gedrückt wird, was genau das Gegenteil von dem ist was gewünscht wird. Hierdurch kann der Patient nicht veranlaßt werden, im erforderlichen Maße tief einzuatmen, da sein Augenmerk lediglich auf die Anstrengung beim Ausatmen gerichtet ist. Daher können diese Vorrichtungen dem Patienten keinen Anreiz geben, tief einzuatmen, und sie sind daher auch nicht zur Verhinderung oder Behändlung der Atelektase geeignet, so daß sie vom modernen Kliniker als unzureichend empfunden werden.

Der andere Typ der atmungsanregenden Vorrichtungen, die am Markt erhältlich sind, ist wesentlich komplizierter und kostspieliger. Dieser Typ mißt die Tiefe der Atmung und das dabei erreichte Atmungsvolumen. Solche Vorrichtungen sind beispielsweise in den US-PS 36 53 374 und 38 02 417 beschrieben. Hierbei handelt es sich um sehr komplizierte Vorrichtungen, dh die Atmung automatisch stimulieren und direkt die respiratorische Aktivität aufzeichnen, wobei verschiedene Schaltkreise und Aufzeichnungsvorrichtungen verwendet werden. Solche Geräte sind wegen ihrer schwierigen Bedienung und auch wegen ihres hohen Preises nur für die Handhabung durch die Mediziner gedacht nicht jedoch für die einfache Anwendung durch den Patienten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein die Atmung anregendes Atmungsmeßgerät vorzuschlagen, das mechanisch einfach ist und vom Patienten leicht bedient werden kann, und mit dem der Patient in die Lage versetzt wird, richtiges tiefes Einatmen zu praktizieren.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein einstellbares Gerät für Atemübungen, das gekennzeichnet ist durch eine Mehrfachkammer im Gehäuse, wobei der Atmungsschlauch in Verbindung mit der Mehrfachkammer steht ein Paar länglicher, starrer Saugrohre, zwischen denen sich dao am Boden geschlossene Meßrohr mit kalibriertem Lufteinlaß vom Gehäuse nach oben erhebt und wobei die Saugrohre die Verbindung zwischen der Mehrfachkammer und dem Teil des Meßrohres oberhalb der höchsten Position des Zentrums des bewegten Gewichtes herstellen, die Saugrohre und das Meßrohr durch ein Paar Öffnungen miteinander verbunden sind, sowie eine Luftzutrittseinrichtung in Verbindung mit der Mehrfachkammer, um die Größe der KontroUuftlochöffnung regulierbar zu ändern.

Das erfindungsgemäße Gerät weist einen großen Durchflußbereich der Atmungsluft auf und kann für fast alle Konditionen des Patienten eingesetzt werden.

Das Gerät für Atemübungen mit einstellbarem Luftdurchfluß kann mit Zusatzgeräten benutzt werden, einschließlich eines Zählers für die Bestimmung der vom Patienten durchgeführten Übungen und der Dauer soleher Übungen sowie das damit erreichte Volumen.

Desweiteren können Einrichtungen vorgesehen sein, die das Inhalieren medizinischer Mittel während des Gebrauchs des Gerätes gestatten. So kann beispielsweise eine in Verbindung mit dem Atmungsschlauch ste-Wenn der Patient mit dem Mundstück einatmet tritt atmosphärische Luft durch wenigstens ein Luftloch im Meßrohr ein und hebt die Kugel bzw. das geformte Gewicht wegen des reduzierten Druckes, der durch die Einatmung der Luft oberhalb der Kugel über die durch die über öffnungen mit dem Meßrohr in Verbindung stehenden Saugrohre entsteht an. Eine einstellbare Luftöffnung ist vorgesehen, damit die atmosphärische Luft in einer Art Bypass in die Mehrfachkammer eingezogen werden 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 zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht des einstellbaren Gerätes für Atemübungen mit einem abgeschnittenen Teil des Einatmungsschlauches,

F i g. 2 eine etwas vergrößerte Ansicht des Gehäuses der F i g. 1 von unten betrachtet

F i g. 3 eine senkrechte, teilweise geschnittene Ansicht längs der Linie 3-3 der F i g. 1, und

F i g. 4 eine graphische Darstellung, in der der Durchfluß in ccm/sec gegen die Markierungseinstellungen der regelbaren Luftlochöffnung aufgetragen ist.

Das Gerät für Atemübungen wird bei 10 gezeigt und umfaßt ein Gehäuse 11, das ein Oberteil 12 und eine flache Unterseite 13 hat. Die Bauform des Gehäuses ist beliebig und hat, wie gezeigt, schräge Seitenwände, um ein ansprechendes Gerät zu ergeben. Das Gehäuse kann aus irgendeinem Material hergestellt werden, vorgesehen ist jedoch, daß es ein Spritzgußteil aus Acrylkunststoff ist.

Eine Mehrfachkammer 14 ist im Gehäuse 11 gebildet Wie die F i g. 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 länglicher starrer Saugrohre 19 und 20 am Oberteil des Gehäuses angebracht, wobei die Enden, wie in F i g. 2 gezeigt in direkter offener Verbindung mit der Mehrfachkammer stehen. Zwischen den Saugrohren befindet sich ein zentrales kalibriertes Meßrohr 21, das sich senkrecht bis an den Oberteil 12 erstreckt, wobei 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 beob-

iinriCutun

Mitteln vorgesehen sein.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen können den Unferansprüchen 2 bis 4 entnommen werden.

So ist nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung das Gerät für Atemübungen mit einem durchsichtigen Meßrohr ausgestattet, um dem Patienten zu zeigen, wann er sein Zielvolumen erreicht hat.

Das Gewichtsteil kann aus einer Kugel 23 bestehen, die dem Innendurchmesser des Meßrohres 21 sehr nahe kommt, so daß im wesentlichen ein Gleitsitz 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 atmo-

sphärischer Lufteinlaß vorgesehen, der mehrere senkrechte Schlitze aufweist. Es ist wesentlich, daß diese Lufteinlaßöffnungen am bzw. unterhalb 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 F i g. 1 gezeigt ist, sind die jeweiligen Enden der Saugrohre 19 und 20 sowie des zentralen Meßrohres 21 durch eine gemeinsame obere Verschlußkappe 30 abgeschlossen. Die Saugrohre und das Meßrohr sind ι ο durch ein Paar öffnungen 31 und 32 miteinander verbunden. Diese Öffnungen sind bevorzugt nahe oberhalb der Zentrallinie des Gewichtes bzw. der Kugel 23 angeordnet, wenn es sich in der höchsten Stellung im Meßrohr befindet. Ein sehr geringer Abfall im Durchfluß wird dazu führen, daß die Kugel fällt, wobei die Fläche der dem Lichtdurchfluß ausgesetzten öffnungen 31 und 32, die durch die Kugel vor den öffnungen reduziert ist, zunimmt, so daß die Kugel noch schneller fällt, wobei ein Sichtsignal dem Patienten angibt, daß der Durchfluß bzw. seine Anstrengung geringer geworden ist Die öffnungen an beiden Seiten der Kammer hindern außerdem die Kugel daran, daß sie den Durchfluß versperrt und dabei ein Vakuum erzeugt, das dazu führen könnte, daß die Kugel oben im Meßrohr bleibt Falls die Kugel durch ein Vakuum anstelle durch den tatsächlichen Einatmungsdurchfluß gehalten würde, würde sich eine falsche Ablesung ergeben.

Um einen weiten Bereich von Betriebsbedingungen wie variierende Durchflußbereiche für verschiedene Patienten zu schaffen und auch den Grad der vom Patienten verlangten Anstrengung stufenweise zu erhöhen, umfaßt das Gerät, wie bei 33 gezeigt, das im Gehäuse 11 gebildete einstellbare Luftloch. Das Luftloch hat eine Lufteintrittsöffnung 34, die sich vom Oberteil direkt in die Mehrfachkammerspitze erstreckt Wie in F i g. 2 deutlich gezeigt, ist in der bevorzugten Ausführungsform die Lufteintrittsöffnung nierenförmig ausgebildet. Eine drehbare Verschlußscheibe 35 ist am Oberteil des Gehäuses 11 mit Hilfe eines Schraubenbolzens befestigt, und zwar so, daß das Gewinde auch den stehenden Verstellgriff 36 der Verschlußscheibe erfaßt Eine Seite des Fingerstückes kann als Markieningszeiger dienen, der mit dem auf dem Oberteil des Gehäuses aufgedruckten oder eingravierten Markierungsschaitstück zusammenwirkt Es ist ersichtlich, daß durch die Drehung der Verschlußscheibe 35 durch den Verstellgriff 36, die Größe der öffnung 34 vergrößert oder verkleinert wird, so daß entsprechend atmosphärische Luft in die Mehrfachkammer eintritt Die Kalibrierung des Markierungsschaltstückes ist so vorgenommen, daß das eingeatmete Luftvolumen angezeigt wird, wobei dieses vorzugsweise zwischen 250 bis 3000 ecm 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 ω Luft über der Kugel fließt dann von jedem der Saugrohre 19 und 20 in die Mehrfachkammer 14. Das einstellbare Luftloch 33 ermöglicht es, daß zusätzlich Luft unter atmosphärischem Druck direkt in die Mehrfachkammer eingezogen wird, um die vom Patienten verlangte Anstrengung zu erhöhen und die den Durchfluß 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 F i g. 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 angibt, um die Kugel oben in dem Meßrohr zu halten. Der benötigte Durchfluß, um die Kugelanzuheben bzw. die Kugel zu halten, weicht im Durchschnitt um 10% voneinander ab, was erstrebenswert ist, so daß der Therapeut den Fortschritt des Patienten verfolgen kann.

Die spezifische nierenförmige Form der Luftlochöffnung mit Bezug 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 hin vergrößert wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einstellbares Gerät für Atemübungen, bestehend aus einem Gehäuse, einem vom Gehäuse sich erstreckenden Atmungsschlauch, einem länglichen senkrechten zylindrischen Meßrohr, das am Gehäuse angebracht ist, einem beweglichen Gewicht, das einen kreisförmigen Querschnitt im Meßrohr hat, das in der gesamten Länge des Meßrohres beweglich ist, einem Luftloch im Meßrohr unterhalb der untersten Position des Zentrums des beweglichen Gewichts, gekennzeichnet durch eine Mehrfachkammer (14) im Gehäuse (11), wobei der Atmungsschlauch (17) in Verbindung mit der Mehrfachkammer steht, ein Paar länglicher, starrer Saugrohre (19, 20), zwischen denen sich das am Soden geschlossene M'eßrohr (21) mit kalibriertem Lufteinlaß (24) vom Gehäuse (11) nach oben erhebt und wobei die Saugrohre (19, 20) die Verbindung zwischen der Mehrfachkammer (14) und dem Teil des Meßrohres (21) oberhalb der höchsten Position des Zentrums des bewegten Gewichtes (23) herstellen, die Saugrohre (19, 20) und das Meßrohr (21) durch ein Paar öffnungen (31,32) miteinander verbunden sind, sowie eine Luftzutrittseinrichtung in Verbindung mit der Mehrfachkammer (14), um die Größe der Luftzutrittsöffnung (34) regulierbar zu ändern.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzutrittseinrichtung eine länglich sich durch das Gehäuse in die Mehrfachkammer (14) erstreckende Luftzutrittsöffnung (34) und eine am Gehäuse drehbare halbkreisförmige Verschlußscheibe (35) umfaßt, so daß sie je nach Wahl die Luftzutrittsöffnung (34) bedeckt.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich am Gehäuse (11) neben der Luftzutrittsöffnung (34) eine Markierungsskala angebracht und ein Verstellgriff (36) mit einem Anzeiger versehen ist.

4. Gerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßrohr (21) durchsichtig ist.