DE2821223A1 - Medizinisches messgeraet - Google Patents

Description

Patentanwalt

MICHAEL KORN

Dipl. Ing.

National Research Develop- 12. Mai 1978

ment Corp. N 11 P 2o

P.O. Box 236

London SW 13 6SL

Medizinisches Meßgerät

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Erfassung und Messung von Körperfunktionen, insbesondere zur Messung des Atemvolumens bei Neugeborenen.

Bekannte Verfahren und Vorrichtungen zur Messung des Atemvolumens von Neugeborenen sind in mehrfacher Hinsicht unbefriedigend, weil sie entweder das Neugeborene stark stören, z.B. bei einer Messung auf dem Wege der Intubation oder bei Verwendung einer Maske, oder aber durch Einschließen des Neugeborenen in einen Raum, dessen Volumen mit der Atmung verändert wird. Andere bekannte Verfahren zu diesem Zweck arbeiten indirekt: Ss ist z.3. bekannt, die Bewegungen des Neugeborenen auf einer aufgeblasenen Art Matratze zu erfassen, was aber aus naheliegenden Gründen zu falschen Signalen führt und damit keine verläßlichen Werte ergibt.

Die Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung des Atemvolumens von Neugeborenen und auch von anderen Körperfunktionen, ohne daß dabei ein großer

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D-4000 Düsseldorf 1 · Bahnstraße 62 · Telefon 0211/356338

apparativer Aufwand getrieben werden müßte, oder das Kind mehr oder minder stark "belästigt" wird, wie z.B. bei der Intubation oder beim Arbeiten mit einer Atemmaske. Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet mit der Erfassung der änderung der 3auchwölbung des Patienten. Wenn es sich um die Ausmessung der Atmung eines Neugeborenen handelt, dann beruht das erfindungsgemäße Verfahren auf der Tatsache, daß Neugeborene einen sehr weichen Brustkorb haben, und infolge dessen im wesentlichen nur mit dem Bauch atmen, wodurch eine vernünftig genaue Beziehung zwischen dem Atemvolumen und der Änderung der Bauchwölbung besteht. Außerdem ist die 3auchdecke beim Neugeborenen außerordentlich dünn, well sich noch keine Muskelschicht ausgebildet hat, sodaß die Bauchwölbung wie ein Ballon wirkt.

Eine weitere Anwendung des erfindungsgemaßen Verfahrens bzw. des Gerätes ergibt sich bei Frauen im Zustand fortgeschrittener Schwangerschaft und insbesondere beim Auftreten von Wehen: Es hat sich gezeigt, daß man in diesen Fällen die Atmung und auch die Uterus-Kontraktionen mit dem zu beschreibenden Gerät gut erfassen kann.

Gegenstand der Erfindung ist im Anspruch 1 beschrieben. Dadurch, daß der Wandler pneumatisch mit dem davon entfernten Meßkopf verbunden ist, werden diejenigen Gerähraungen vermieden, ale immer aann unausweichlich sind, wenn elektrische Meßgeräte in unmittelbare Berührung mit dem Körper kommen. Außerdem kann der Meßkopf einfach gebaut v/erden und so klein, daß er praktisch unauffällig ist.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist

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der Wandler einen Kondensator mit einer festen Elektrode und einer beweglichen Elektrode auf, wobei die bewegliche Elektrode die Gestalt einer flexiblen und metallisierten Membran aufweist, die einen in der Gestalt veränderlichen Wandabschnitt des Hohlraums aufweist.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben:

Im Folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert; die einzige Figur der Zeichnung zeigt das Ausführungsbeispiel in teilweise geschnittener Form.

In der Zeichnung ist der Meßkopf im ganzen mit Io bezeichnet; er weist einen Körper 11 in Form einer flachen Tasse auf, der mittels einer Membran 12 abgeschlossen ist. Zweckmäßig weist der Meßkopf insgesamt die Gestalt einer hohlen Scheibe aur, die ihrerseits im wesentlichen kreisförmig gestalte υ ist. Das Bauteil 11 hat einen Durchmesser von etwa 2o mm über alles und eine Tiefe von etwa J5 mm, wenn man den MeS-kopf für Neugeborene verwenden will. Will man den Meßkopf an Erwachsenen anwenden, ist ein Durchmesser von j5o - 4o mm zweckmäßig. Das Bauteil 11 kann aus Metall oder einem entsprechend starren Kunststoff bestehen. Die Membran 12 besteht aus einem weichen Gummi und ist am Rand des Bauteiles 11 durch einen Klemmring IcJ befestigt, oder dadurch, daß die Membran einstückig an ihrem Umfang einen angegossenen Ring aufweist, der den Rand des Bauteils 11 umgreifen kann. Ein Anschluß 14 führt aus dem Innenraum des Meßkopfes heraus und wird an einem Ende eines flexiblen Schlauches

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15 angeschlossen.

Das andere Ende des Schlauches 15 ist in ähnlicher Weise mit einem Bauteil 16 verbunden, das im wesentlichen ein im Volumen veränderlicher Hohlraum ist. Dieses 3auelemer.t ist im wesentlichen in derselben Form und Gestalt wie der Meßkopf ausgeführt, mit beispielsweise einem Grundkörper 17 aus festem Kunststoff, der elektrisch isoliert. Das Bauteil weist einen Anschluß 18 auf, der das andere Ende des Schlauches 15 aufnimmt. Das feste Bauteil 17 weist an seiner inneren 3odenfläche einen dünnen Film aus elektrisch leitendem Werkstoff auf, der dort festgeklebt ist und eine kreisförmige Elektrode bildet, die von einem elektrodenfreien Raum im Inneren dieses Bauteils umgeben ist. Der Hohlraum ΐβ ist durch eine Membran abgeschlossen, die von einer dünnen Bahn 2o aus elastisch nachgiebigem Kunststoff gebildet wird und einen Überzug 21 aus leitendem Werkstoff auf der Innenseite aufweist, wobei die Membran mit dem Rand des Bauteils 17 mittels eines Klemmringes 22 oder dergl. verbunden ist. Die gleitende Schicht 21 bildet dabei eine bewegliche Elektrode; die Beläge 21 und 19 bilden zusammen einen Kondensator.

Die beiden Elektroden des Kondensators sind durch elektrische Leitungen 23 mit einem Schaltkreis 24 verbunden, der Veränderungen der Kapazität des von den Elektroden gebildeten Kondensators erfaßt. Der Schaltkreis 24 ist mit einer Ausgangseinheit 25 verbunden, die in einer geeigneten Form als Anzeige ausgebildet ist, oder als Aufzeichnungskopf oder als Alarmgeber, jenachdem, welchen Einsatzzweck man mit dem Gerät verfolgt.

Das Teil l6 des gesamten Gerätes hat zweckmäßig größenordnungsmäßig dieselben Dimensionen wie der Meßkopf,

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— Sr —

soda3 ein Kompromiß zwischen folgenden Extremen besteht: Einerseits zu klein, als daß die Elektroden ein gut erfaßbares Ausgangssignal gäben und andererseits zu groIS hinsichtlich des Innenraumes, um relativ kleine Volumenänderungen noch erfassen zu können.

3ei einem praktisch gebauten Ausführungsbeispiel hat das Bauelement 17 etwa einen Durchmesser von 4o mm, wobei die feste Elektrode einen Durchmesser von 25 mm hatte, und sin Abstand von o,o5 mm zur anderen Elektrode bestand, woraus sich eine Kapazität von etwa 5o pF für die parallelen Elektroden ergab. Dieses Ausführungsbeispiel hat sich besonders bewährt bei der Erfassung der Atmungsgrö\3en eines Neugeborenen, wobei der Ausgangskreis 25 an einen Datenschreiber angeschlossen wurde, der durchaus brauchbare Aufzeichnungsergebnisse brachte.

Der soweit beschriebene Wandler mit Kondensator hat sich insbesondere wegen seiner einfachen Bauart bewährt, der trotzdem¹ empfindlich genug ist, um die Atemvorgänge eines Neugeborenen zuverlässig erfassen zu können. Das Wandlerteil 16 weist ein gegossenes Bauelement 17 auf, in welchem die Elektrode 19 in Drucktechnik aufgebracht wurde. Die Membran bestand aus einem metallisierten gummiartigen Werkstoff, der unter der Bezeichnung "Melines" beispielsweise in Großbritannien erhältlich ist. Die Membran ist durch einen Ring 22 im gespannten Zustand gehalten, damit sich der Normalabstand der beiden Elektroden zueinander leicht automatisch einstellen läßt. Ein Vorteil dieser Bauart besteht darin, daß der bei vergleichbaren Geräten meist notwendige Parallelkondensator fehlt. Anstelle des Kondensators mit veränderlicher Kapazität kann man sich selbstverständlich auch einen induktiven Wandler vorstellen, der die Verformung der Membran 2o sicher anzeigt.

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Patentansprüche

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Claims (1)

1. Patentanwalt

   MICHAEL KORN

   Dipl. Ing.

   National Research Development 12. Mai I978 Corp. N 11 P 2o

   P.O. Box 236

   London SWl E 6SL

   Patentansprüche

   1.) Medizinisches Meßgerät zur Erfassung der Wölbung bzw. Wolbungsänderung des Bauches eines Patienten, bestehend aus einem Meßkopf, dessen Wand teilweise von einer nachgiebigen Membran gebildet ist, die an den Bauch angelegt wird, und einem pneumatisch durch einen flexiblen Schlauch oder dergl. damit verbundenen Wandler mit veränderlichem Volumen, dessen Volumen bzw. Volumenänderungen aufgrund von Wölbungsänderungen des Bauches des Patienten erfaßbar ist.

   2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (lo) einen festen, topfförmig gestalteten Körper (11) aufweist, dessen offene Seite mit einer Membran (12) abgeschlossen ist.

   j5. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf die Gestalt einer hohlen Scheibe aufweist, deren eine Fläche von der Membran (12) abgeschlossen ist.

   K. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

   D-4000 Düsseldorf 1 · BahnstraBe62 · Telefon 0211/356338

   die Scheibe kreisförmig gestaltet ist und einen Durchmesser von etwa 2o - 4o mm über alles hat.

   5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, da3 der Durehmesser etwa Jo mm ist.

   6. Gerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe etwa j5 mm dick ist.

   7· Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler einen Kondensator aufweist, der eine feste Elektrode und eine verformbare Elektrode hat, welch letztere die Gestalt einer flexiblen leitenden Membran hat, die den veränderlichen Wandteil des Wandlervolumens bildet.

   8. Gerät nach Anspruch 7 oder einem der Ansprüche 3-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (16) in Gestalt und Größe etwa dem Meßkopf (lo) ähnelt, und daß die feste Elektrode (19) auf dem Boden des topfförmigen Teils (17) des Wandlers gegenüber der Membran angebracht ist.

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