DE3437461C1

DE3437461C1 - Vorrichtung fuer medizinische Behandlungen

Info

Publication number: DE3437461C1
Application number: DE3437461A
Authority: DE
Inventors: Friedhelm 5206 Neunkirchen Baisch; Josef 5204 Lohmar Birk; Heinz-Josef 5200 Siegburg Borger
Original assignee: Deutsche Forschungs und Versuchsanstalt Fuer Luft und Raumfahrt EV 5000 Koeln; Deutsche Forschungs und Versuchsanstalt fuer Luft und Raumfahrt eV DFVLR
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 1984-10-12
Filing date: 1984-10-12
Publication date: 1986-02-13
Also published as: US4691695A; SE8504697L; SE463697B; DK159476B; FR2571612A1; JPH0349260B2; DK465885D0; JPS61106153A; DK465885A; SE8504697D0; DK159476C; FR2571612B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für medizinische Behandlungen, Untersuchungen oder Tests, mit einer an einer Unterdruckquelle anschließbaren Kammer, die an einer Stirnseite eine Durchtrittsöffnung mit einer elastischen Dichtmanschette aufweist.

Für medizinische Behandlungen sind derartige Unterdruckbehälter bekannt (DE-PS 28 39 283), die den Unterkörper des Patienten bzw. Probanden aufnehmen.

Nachdem der Patient in den Behälter bzw. in die Kammer eingestiegen ist, wird diese luftdicht verschlossen und in ihr ein Unterdruck erzeugt. Dabei können aufgrund des erniedrigten Luft- und Sauerstoffpartialdrukkes Aussagen über das psychomotorische- und Kreislaufverhalten des menschlichen Körpers gemacht werden. Derartige Vorrichtungen sind aufgrund ihrer Größe und Schwere praktisch ortsgebunden und ermöglichen keinen Einsatz außerhalb eines Kreislaufuntersuchungslabors.

Es ist ferner eine Druckkammer für die Behandlung eines drucklufterkrankten Tauchers bekannt (DE-PS 8 47 474), die aus teleskopförmig ineinanderschiebbaren Ringelementen besteht. In derartigen Kammern wird der Patient vollständig eingeschlossen. Eine Unterdruckbehandlung ist in solchen Kammern daher nicht möglich. Für den Unterdruckbetrieb weist eine derartige Teleskopkammer im übrigen zuviele Übergangsstellen zwischen den einzelnen Teleskopgliedern auf, an denen Undichtigkeiten auftreten können. Schließlich ist eine derartige Teleskopkammer auch in der zusammengeschobenen Stellung noch sperrig, da die Anzahl der Teleskopglieder im Interesse der Abdichtung der Kammer zweckmäßigerweise auf eine geringe Anzahl beschränkt ist, so daß die einzelnen Teleskopglieder mögliehst lang sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die transportabel ist, wenig Platz benötigt und ein geringes Gewicht aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Kammer aus einem mit einem demontierbaren Stützgestell versehenen zusammenfaltbaren Balgen gebildet ist.
Eine derartig zusammenfaltbare Vorrichtung braucht nicht ortsfest installiert zu sein und kann mobil außerhalb von Laboratorien für spezielle Untersuchungen eingesetzt werden. Beispielsweise ist auch eine Verwendung im Weltraum möglich, um medizinische Belastungsuntersuchungen unter Schwerelosigkeit und unter Unterdruck, z. B. zur Untersuchung von Gleichgewichtsstörungen, durchführen zu können. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine Leichtgewichtskonstruktion der Kammer, die eine ausreichende

Festigkeit für die mechanischen Belastungen aufweist, und die platzsparend untergebracht werden kann.

Das Stützgestell weist vorzugsweise in axialer Richtung des Balgens mehrere im wesentlichen parallel zueinander angeordnete, den Balgen umfangsmäßig abstützende und relativ zueinander bewegliche Umfangselemente sowie bewegliche Längsversteifungselemente auf. Diese Umfangselemente spannen einerseits die Balgenhaut, um den Hohlraum der Unterdruckkammer zu bilden und stützen die Balgenhaut gegen den von außen wirkenden Druck ab.

Durch die Beweglichkeit der Längsversteifungselemente ist es möglich, den Balgen ohne Demontage von Stützgestellteilen zusammenzufalten.

Bei einem Ausbildungsbeispiel ist jede Stange der Längsversteifungselemente an einem Spannelement eines Umfangselementes gelenkig befestigt, während mindestens ein Ende an dem benachbarten Spannelement lösbar verriegelt ist. Auf diese Weise wird in axialer Richtung des Balgens eine starre Verbindung zwischen den Umfangselementen geschaffen.

Die Stangen bestehen vorzugsweise aus zwei axial zueinander versetzten, miteinander verbundenen Stangenarmen, die im Mittenbereich der Versatzebene drehbar an jedem zweiten Spannelement gelagert sind und deren jeweilige Enden mit beiden benachbarten Spannelementen verriegelbar sind. Dabei sind neben dem Anlenkpunkt auf den Spannelementen zwei den Schwenkwinkel der Stangenarme begrenzende Anschläge befestigt und mindestens zwei umfangsmäßig symmetrisch angeordnete Längsversteifungselemente weisen eine unterschiedliche Orientierung des Versatzes der Stangenarme auf. Auf diese Weise wird eine hohe Verwindungssteife des Balgens erreicht, die die Stabilität der Vorrichtung insgesamt erhöht, ohne das Gewicht oder den Platzbedarf zu vergrößern.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Querschnitt der Durchtrittsöffnung mit einem Lamellenschieber veränderbar ist. Dadurch ist es möglich, die Durchtrittsöffnung an die Rumpfform eines Probandenkörpers anzupassen, wobei sich die elastische Dichtung an der Durchtrittsöffnung beim Anlegen eines Unterdrucks an dem Lamellenschieber abstützen kann.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer aus einem Balgen bestehenden Unterdruckkammer im ausgestreckten Zustand,

F i g. 2 eine Frontansicht dieser Kammer mit einem an einem Ringflansch befestigten Lamellenschieber und einer Dichtmanschette,

F i g. 3 eine Draufsicht auf den Lamellenschieber,

F i g. 4 eine Seitenansicht des zusammengefalteten Balgens,

F i g. 5 einen Querschnitt durch ein Umfangselement und

F i g. 6 eine perspektivische Ansicht der Dichtmanschette.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung wird die Unterdruckkammer durch Auszug eines zusammenfaltbaren, im ausgestreckten Zustand im wesentlichen kegelstumpfförmigen Balgen 1 gebildet, dessen eine Stirnsehe 2 geschlossen ist und an dessen anderer Stirnseite sich ein umlaufender Ringflansch 3 befindet. Im unteren Teil der Unterdruckkammer ist eine flexible Liegefläche 4, z. B. ein Segeltuch angebracht, der als Unterlage für einen Körper dient. Ein Haltegurt 5 gibt dem Körper während einer Untersuchung, indem der Haltegurt 5 in den Schritt des Probanden eingreift, den nötigen Halt gegen zu tiefes Hineinrutschen in die Unterdruckkammer.

Der Balgen 1 besteht aus einem Stützgestell aus starren Umfangselementen 6 und beweglichen Längsversteifungselementen 7, sowie aus einer Balgenhaut aus einer durchsichtigen Kunststoffolie hoher Festigkeit.

Der Balgen 1 kann mit seinem Stützgestell auf einem nicht dargestellten Untergestell zur vertikalen Abstützung aufliegen.

Die Umfangselemente 6 bestehen jeweils aus einem ringförmigen Stützrohr 9, das das Folienmaterial 8 von innen radial abstützt und einem das Stützrohr 9 umfangsmäßig umschließenden Spannring 10. Der Spannring 10 besteht aus einem geradzylindrischen Ringteil 11, von dessen beiden Stirnseiten jeweils ein Ringflanschteil 12,13 radial nach innen und axial nach außen absteht. Der Spannring 10 umfaßt mit seiner aus dem Ringteil 11 und den Ringflanschteilen 12,13 gebildeten Ringkehle das Stützrohr 9, wobei zwischen Spannring 10 und Stützrohr 9 die Kunststoffolie 8 des Balgens 1 radial eingeklemmt wird. Das Folienmaterial 8 weist an der radial umlaufenden Klemmstelle eine Materialverstärkung auf, die aus einer zusätzlich, z. B. aufgeschweißten zweiten Folie bestehen kann.

Auf der gesamten Länge des Balgens 1 sind insgesamt fünf zueinander parallele Umfangselemente 6 vorgesehen, die im ausgestreckten Zustand des Balgens 1 einen gleichen gegenseitigen axialen Abstand voneinander haben. Die Umfangselemente 6 nehmen in Richtung auf die geschlossene Stirnplatte 2 im Durchmesser ab, um auf diese Weise einerseits Gewicht zu sparen und andererseits sich der Körperform anzupassen.

Die bereits erwähnten beweglichen Längsversteifungselemente 7 sind an den Spannringen 10 der Umfangselemente 6 befestigt und ermöglichen in ihrer einen Endposition das Spannen des Balgens 1 und in ihrer anderen Endposition ein Zusammenfalten des Balgens 1. Die Längsversteifungselemente 7 bestehen jeweils aus einer an einem Spannring 10 schwenkbar gelagerten Stange 14 aus zwei axial zueinander versetzten, miteinander verbundenen Stangenarmen 15,16. Die Stangenarme 15,16 sind miteinander über ein unter einem Winkel von 45° verlaufendes Stangenelement 17 verbunden, das in der senkrecht durch die Versatzebene verlaufende Symmetrieachse gelagert ist. Die Länge der Stangenarme 15,16 ist auf den Sollabstand zwischen zwei Umfangselementen 6 abgestimmt. Die Enden der Stangenarme 15,16 werden mit dem jeweiligen Spannring 10 in einem Schloß 19 verriegelt. Die Lagerung der Stangen 14 erfolgt außen auf jedem zweiten Spannring 10, so daß mit zwei Stangen 14 eine Längsversteifung 7, die fünf Umfangselemente 6 auseinanderhält, gebildet werden kann. Umfangsmäßig sind drei jeweils aus zwei Stangen 14 gebildete Längsversteifungselemente 7 vorzugsweise in vertikalsymmetrischer Anordnung auf dem Umfang verteilt. Die Spannringe 10, an denen die Stangen 14 gelagert sind, weisen vertikal über und unter dem Drehpunkt der Stangen 14 jeweils zwei Anschläge 18 auf, die den Schwenkbereich der jeweiligen Stange 14 auf 90° beschränken, so daß in einer Anschlagposition die Stangenarme 15,16 in axialer Richtung des Balgens horizontal und in der anderen Anschlagsposition parallel zu den Umfangselementen 6 verlaufen.
Der Versatz der Stangenarme 15, 16 in Verbindung

mit den an den Anschlägen 18 anliegenden Stangenelementen 17 bewirkt eine erhöhte Verwindungssteife des Balgens, indem eine torsionsbedingte Drehung der Stangen 14 über die Steckposition hinaus durch die Anschläge 18 verhindert wird. Ein Längsversteifungselement 7 verläuft im wesentlichen mittig des Balgens an seiner höchsten Stelle während zwei vertikalsymmetrisch zueinander angeordnete Längsversteifungselemente 7 im unteren Teil des Balgens 1 an jeweils gegenüberliegenden Umfangsstellen verlaufen. Da die Orientierung der jeweiligen Stangenteile 17 auf beiden Seiten des Balgens in Axialrichtung gleich ist, werden Verwindungskräfte in beiden Drehrichtungen aufgefangen.

Die Anordnung der Stangenarme 15, 16 kann auch umfangsmäßig anders verteilt sein als in F i g. 1 und 2 dargestellt. Insbesondere ist eine umfangsmäßig unterschiedliche Anordnung der Stangen 14 eines Längsversteifungselementes 7 möglich. Das bedeutet, daß jede Stange 14 unabhängig von der benachbarten Stange 14 wirkt.

An der Stirnseite 2 des Balgens 1 befinden sich Anschlußstutzen 20, 21, die beispielsweise mit einer Saugquelle verbunden werden können, um in dem Balgen 1 den Unterdruck zu erzeugen.

Der Ringflansch 3 an dem einen stirnseitigen Ende des Balgens 1 nimmt eine Dichtmanschette 26 auf, die den Ringflansch 3 U-förmig an den beiden Stirnseiten und an der Außenkante umschließt. Die Dichtmanschette 26 geht einstückig in einen konischen Teil 29 über, der sich nach außen hin verjüngt und in einem etwa zylindrisehen Ring 30 endet, der mit einem wulstförmigen Bund 31 abgeschlossen ist. Im Bereich des konischen Abschnitts 29 und des Ringes 30 ist ein längslaufender vakuumdichter Reißverschluß 32 angebracht, der es ermöglicht, die Durchstiegsöffnung der Dichtmanschette 26 zu vergrößern, so daß ein Einsteigen in die Manschette bzw. das Anlegen der Manschette auch bei unterschiedlichen Körperweiten ohne Mühe möglich ist. Die Dichtmanschette 26 bildet einen luftdichten Abschluß der Kammer und ihr äußerer Teil wirkt gleichzeitig als Dichtung zwischen dem Ringflansch 3 und dem angrenzenden Umfangselement 6. Dabei ist zwischen dem Spannring 10 des betreffenden Umfangselementes 6 und dem Ringflansch 3 eine zusätzliche nicht dargestellte Moltoprendichtung angeordnet.

Der aus der Dichtmanschette 26 herausragende Oberkörper eines Probanden ruht auf einem nicht dargestellten fahrbaren Tisch.

Der Ringflansch 3 kann zur Gewichtsersparnis aus einer Aluminium-Waben-Konstruktion bestehen. Der Ringflansch 3 nimmt, wie aus F i g. 2 ersichtlich, einen Lamellenschieber 22 mit mehreren, beispielsweise drei Lamellenplatten 23 auf. Mit Hilfe der vertikal verschiebbaren Lamellenplatten 23 läßt sich die Durchtrittsöffnung des Ringflansches 3 für den Oberkörper eines Probanden entsprechend der Körperform anpassen. Beim Anlegen eines Unterdruckes kann sich dann die flexible Dichtmanschette 26 über dem Rumpf des Probanden gegen die Lamellenplatten 23 anlegen. Dadurch wird verhindert, daß sich die flexible Dichtmanschette 26 bei Unterdruck in das Innere des Balgens einzieht, was unter Umständen für den Probanden schmerzhaft ist. Die Lamellenplatten 23 aus Aluminium sind in vertikal verlaufenden profilierten Aluminiumschienen 24, die an dem Ringflansch 3 befestigt sind, geführt.

Im folgenden wird nun die Funktion der Vorrichtung bei einem Kreislauftest erläutert: Zunächst wird der Balgen durch Schwenken der Stangen 14 in die horizontale Anschlagposition in seinen ausgestreckten Zustand gebracht. Dabei ist die Dichtmanschette 26 an dem Ringflansch 3 an dem einen Ende des Balgens montiert. Zum Einsteigen der Person wird der Reißverschluß 32 der Dichtmanschette geöffnet. Durch die Dichtmanschette hindurch kann die Person auf der Liegefläche 4 in dem Balgen 1 in die richtige Position hineingleiten. Der Ring 30 der Dichtmanschette 26 umschließt in der richtigen Stellung den Leib etwa in Bundhöhe. Dann werden die Lamellenplatten 23 des Lamellenschiebers 22 bis auf den Rumpf der Person herabgelassen.

Abschließend wird der vakuumdichte Reißverschluß 32 geschlossen. Wenn dies geschehen ist, kann der Unterdruck in dem Balgen 1 erzeugt werden. Dies kann mit einem geeigneten Meßinstrument überwacht werden. In der Regel wird ein Unterdruck von 0,133 bar erzeugt. Da der Oberkörper des Probanden sich außerhalb der Vakuumkammer befindet, können die vorzunehmenden Messungen im wesentlichen außerhalb der Vakuumkammer durchgeführt werden. Das durchsichtige Balgenmaterial erlaubt die Beobachtung der Auswirkung des Unterdruckes (Ausdehnung).

Der Balgen ist insbesondere für den Einsatz im Weltraum geeignet, wo es auf eine platzsparende und leichtgewichtige Konstruktion einer Unterdruckkammer ankommt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung für medizinische Behandlungen, Untersuchungen oder Tests, mit einer an einer Unterdruckquelle anschließbaren Kammer, die an einer Stirnseite eine Durchtrittsöffnung mit einer elastischen Dichtmanschette aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer aus einem mit •einem demontierbaren Stützgestell versehenen zusammenfaltbaren Balgen (1) gebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützgestell in axialer Richtung des Balgens (1) mehrere, im wesentlichen parallel zueinander angeordnete, den Balgen (1) umfangsmäßig abstützende und relativ zueinander bewegliche Umfangselemente (6) sowie bewegliche, an den Umfangselementen (6) befestigte Längsversteifungselemente (7) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Längsversteifungselemente (7) den Balgen (1) in einer ausgestreckten Endposition axial spannen und in einer zweiten Endposition ein Zusammenschieben des Balgens (1) zulassen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsversteifungselemente (7) aus Stangen (14) bestehen, die zumindest im ausgestreckten Zustand des Balgens (1) mindestens zwei Umfangselemente (6) starr miteinander verbinden.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umfangselement (6) aus einem innen an dem Balgen (1) anliegenden Rahmenelement (9) und einem den Balgen von außen umschließenden Spannelement (10) besteht, das umfangsmäßig das Balgenmaterial (8) auf das Rahmenelement (9) festklemmt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stange (14) an einem Spannelement (10) gelenkig befestigt ist, und daß mindestens ein Ende an dem benachbarten Spannelement (10) lösbar verriegelt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen (14) aus zwei axial zueinander versetzten, miteinander verbundenen Stangenarmen (15, 16) bestehen, die im Mittenbereich der Versatzebene drehbar an jedem zweiten Spannelement (10) gelagert sind, und deren jeweilige Enden mit beiden benachbarten Spannelementen (10) verriegelbar sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Anlenkpunkt auf dem Spannelement (10) zwei den Schwenkwinkel der Stangenarme (15, 16) begrenzende Anschläge (18) befestigt sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei umfangsmäßig symmetrisch angeordnete Längsversteifungselemente (7) eine unterschiedliche Orientierung des Versatzes der Stangenarme (15,16) aufweisen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangselemente (6) ringförmig sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Balgenhaut aus einer transparenten Kunststoffolie (8) besteht.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

11, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Durchtrittsöffnung mit einem Lamellenschieber (22) veränderbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

12, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Balgen (1) von der Stirnseite mit der Durchtrittsöffnung zur anderen Stirnseite (2) hin verjüngt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

13, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Balgens (1) eine flexible Liegefläche (4) sowie an der Stirnseite mit der Durchtrittsöffnung Haltegurte (5) befestigt sind.