DE3827636A1 - Atemtherapiegeraet - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Atemtherapiegerät für an Asthma
oder spastischer Bronchitis leidende Personen mit einem Gehäu
se, zu dem eine Kammer mit einem Anschluß für einen Inhala
tionsmittelapplikator und ein Mundstück gehören, und mit einer
Ventilanordnung, die beim Einatmen einen Strömungsweg zwischen
Mundstück und Kammer freigibt und beim Ausatmen sperrt.
Für an Asthma und an spastischer Bronchitis leidende Personen
stehen zahlreiche lnhalationsgeräte und Inhalationshilfsmittel
zur Verfügung. Ebenso zahlreich sind Anweisungen zur richtigen
Atemtechnik. Die medikamentöse Behandlung ist vielfältig und
stellt eine besondere Anforderung an die Zusammenarbeit zwi
schen Patient und Arzt. Ein wesentlicher Teil der medikamen
tösen Behandlung ist die inhalative Verabreichung von Medika
menten, insbesondere Bronchodilatoren, Sekretolytika, Anti
allergica, Cortisonderivate u. a. Die Applikation erfolgt in
Form von Gasen, Dämpfen und zerstäubten Flüssigkeiten durch
Inhalationsgeräte wie z. B. Mikrovernebler, Zerstäuber, Dampf
inhalatoren und Dosieraerosolapplikatoren.
Bei der kontinuierlichen Inhalation von Medikamenten über einen
Vernebler treten nur wenig Probleme auf, da der Patient stän
dig eine Atemmaske vor dem Gesicht behält und beim Einatmen
ausrechende Mengen des Aerosols tief inhalieren kann. Anders
dagegen ist es bei der Anwendung von Dosieraerosolapplikatoren,
mittels derer sich ein Patient ein Fertigaerosol mit einem
oder mehreren Sprühstößen in den Rachenraum sprühen kann. Wie
sich aus Beobachtungen des Erfinders an einem großen Patienten
gut ergibt, haben viele Patienten Schwierigkeiten, die Hand
habung des Dosieraerosolapplikators mit der Atmung zu koordi
nieren und den Sprühstoß zur richtigen Zeit, d. h. unmittelbar
am Ende der Ausatmung und zum Beginn der Einatmung, auszulö
sen.
Als Hilfsmittel bei der Inhalation von Dosieraerosolen ist unter
vielen anderen ein als "Volumatic" bezeichnetes Inhalationsgerät
der Glaxo GmbH, 2060 Bad Oldesloe bekannt, das aus einer Kammer
mit einem Mundstück und einem Anschluß für einen handelsüblichen
Dosieraerosolapplikator besteht. Am Mundstück befindet sich ein
Einwegventil, das ein Ausatmen in die Kammer verhindert. Der Pa
tient setzt den Dosieraerosolapplikator an die Kammer an, löst
die verordnete Anzahl von Sprühstößen aus, und atmet das in der
Kammer befindliche Aerosol mit einem oder mehreren Atemzügen ein.
Da der Patient keine direkte Kontrolle über die vollständige
Ausatmung hat, ist bei einem Inhalationsgerät dieser Art nicht
sichergestellt, daß der Patient am Ende der Ausatmung mit der
Einatmung des Aerosols beginnt, auch wenn die Auslösung des
Dosieraerosolaplikators unabhängig von der zeitlichen Koordina
tion mit der Atmung erfolgen kann. Ein weiterer Gesichtspunkt
für die Entwicklung des erfindungsgemäßen Atemtherapiegeräts
ist nun die Tatsache, daß die Asthmapatienten insbesondere
im Asthmaanfall versuchen, wegen der Atemnot ihre in der Lunge
befindliche Atemluft stoßweise auszuatmen. Die Ausatemzeit
ist dabei extrem kurz, und es erfolgt eine Verschiebung zur
extremen Inspiration bis zur Lungenüberblähung. Der Patient
setzt hierbei die Atemhilfsmuskulatur durch Aufstützen der
Arme ein. Die Dyspnoe und die Erstickungsangst wird zusätzlich
durch die rückinhalierte Totraumluft verstärkt, der Kohlendi
oxidgehalt des Blutes steigt an, und der Sauerstoffgehalt sinkt
ab. Die subjektive Zunahme der Luftnot führt, wie schon darge
legt, zur stoßweisen Ausatmung, bei der die Bronchialwände
zusätzlich, ähnlich wie beim Hustenstoß, zusammenklappen und
damit die Ausatmung weiter erschweren.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein im Aufbau unaufwendiges,
bedienungsfreundliches Atemtherapiegerät zu schaffen, mit dem
der Patient seine Ausatmung kontrollieren kann, um insbesondere
eine forcierte Ausatmung zu vermeiden und ein Ausatmen bis
zum Endpunkt zu erreichen, und zugleich ohne das Gerät abzu
setzen mit minimaler Rückatmung von Totraumluft inhalieren
kann, wobei die Inhalation ohne besonderen Bedienungseingriff
mit dem Beginn des Einatmens einsetzen soll.
Diese Aufgabe wird mit einem Atemtherapiegerät der eingangs
genannten Art dadurch gelöst, daß zu dem Gehäuse ein Luftaus
stoßkanal gehört, der von der Ventilanordnung beim Einatmen
durch das Mundstück gesperrt und beim Ausatmen durch das Mund
stück freigegeben wird, und der über eine Meß- und Anzeigevor
richtung für den Volumenstrom der ausgeatmeten Luft zur Atmos
phäre führt.
Das erfindungsgemäße Atemtherapiegerät erlaubt es, bei normalem
Einatmen von Luft anhand der Meß- und Anzeigevorrichtung das
ordnungsgemäße Ausatmen zu kontrollieren und so ein forciertes,
stoßweises Ausatmen zu vermeiden. Dieselbe Möglichkeit der
Atemkontrolle besteht bei der Inhalation von Medikamenten in
Form von Gasen, Dämpfen oder zerstäubten Flüssigkeiten, mit
deren Applikation der Patient während des Atemtrainings jeder
zeit einsetzen kann, ohne der zeitlichen Koordination mit der
Atmung Aufmerksamkeit widmen zu müssen. Es ist so möglich,
den Erfolg des Atemtrainings medikamentös zu fördern. Darüber
hinaus kann das Atemtherapiegerät in der Hand des Arztes auch
dazu eingesetzt werden, Negativeinflüsse auf die Atmung wie
beispielsweise allergische Reaktionen zu testen.
Das Atemtherapiegerät ist für die Einatmung von Aerosolen aus
Dosieraerosolapplikatoren von besonderem Vorteil. Es können
aber auch andere Inhalate verabreicht werden, beispielsweise
Aerosole aus Inhalationsgeräten, wobei sich in den bisherigen
Untersuchungen Mikrovernebler als besonders geeignet, Kompres
sorvernebler als geeignet und Dampfinhalatoren als bedingt
geeignet erwiesen haben.
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Meß- und An
zeigevorrichtung aus einem Steigrohr und einem darin passend
aufgenommenen Schwebekörper. Letzterer liefert beim Ausatmen
eine prompte, anschauliche Anzeige des ausgeatmeten Luftvolu
menstroms.
Das Steigrohr ermöglicht vorzugsweise einen Luftdurchtritt
mit einem Strömungswiderstand, der mit zunehmender Höhe des
Schwebekörpers abfällt. Dabei sollte über wenigstens einen
Teil der Steigrohrlänge eine lineare Beziehung zwischen der
Höhe des Schwebekörpers und dem Volumenstrom der austretenden
Luft bestehen.
Der Schwebekörper wird vorzugsweise von einem Freikolben gebil
det, z. B. in Form eines "Diaboloids". Er kann als Ventilglied
fungieren und in seiner tiefsten Position das Steigrohr dicht
verschließen. Damit ist auf einfache Weise sichergestellt,
daß kein fehlerhaftes Einatmen durch das Steigrohr möglich
ist.
Die Wand des Steigrohrs kann eine Undichtigkeit insbesondere
in Gestalt einer Reihe höhenversetzter Löcher aufweisen. Von
diesen Löchern werden um so mehr freigegeben, je höher der
Schwebekörper in dem Steigrohr steht. Man kann die Anzahl und
Größe der Löcher leicht so wählen, daß der Schwebekörper eine
genaue Anzeige des ausgeatmeten Volumenstroms liefert und die
gewünschte lineare Anzeigebeziehung zwischen Volumenstrom und
der Höhe des Schwebekörpers besteht. Ähnliches gilt für eine
Undichtigkeit in Gestalt eines Schlitzes, der sich in Steigrohr
längsrichtung erstreckt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Atemtherapiegeräts
ist eine verstellbare Abdeckung vorgesehen, mit der sich die
Undichtigkeit zum Teil verschließen läßt. Die Abdeckung er
laubt es, eine Anpassung der Anzeige an das Lungenvolumen des
Patienten vorzunehmen, das ebenso wie die eingentlich inter
essierende Strömungsgeschwindigkeit der Ausatmung in den gemes
senen Volumenstrom eingeht. In einer bevorzugten Bauform wird
die Abdeckung von einer drehbar auf das Steigrohr aufgezogenen
Überwurfhülse gebildet. Die Überwurfhülse kann einen Ausschnitt
haben, dank dessen sie je nach Winkelstellung eine mehr oder
weniger große Anzahl von Löchern bzw. eine mehr oder weniger
lange Partie des Schlitzes abdeckt. Alternativ ist die Über
wurfhülse mit mehreren Reihen untereinander vorzugsweise gleich
großer, von Reihe zu Reihe verschieden großer Drosselbohrungen
versehen, die je nach Winkelstellung der Überwurfhülse mit
der Lochreihe des Steigrohrs fluchten.
Das Steigrohr kann unter einem Winkel zwischen 0° und 20°,
vorzugsweise ca. 10°, gegen die Vertikale angestellt sein.
Bei dieser Anordnung liegt der Schwebekörper gut im Blickfeld
des Patienten, und es ist eine parallaxenfreie Ablesung mög
lich.
Das Steigrohr kann lösbar mit dem Gehäuse verbunden und gegen
ein zur Peak-Flow-Messung dienendes Aufsatzrohr austauschbar
sein. Dieses enthält vorzugsweise einen Kolben und ein reib
schlüssig in dem Aufsatzrohr geführtes, selbsthemmend daran
festliegendes, von dem Kolben mitgenommenes Anzeigeelement.
Mit diesem wird der erreichte Spitzenwert des Volumenstroms
auf Dauer angezeigt. In einer bevorzugten Bauform ist der Kol
ben des Aufsatzrohrs auf eine Führungsstange aufgezogen und
durch eine Feder niedergespannt. Als Anzeigeelement kann eine
längsgeschlitzte elastische Hülse dienen. Bei einer Undichtig
keit des Aufsatzrohrs in Gestalt eines Längsschlitzes besteht
die Möglichkeit, das Anzeigeelement mit einem durch den Schlitz
hindurchragenden Griffansatz zu versehen, mit dem es von Hand
bewegt und insbesondere an den Fuß des Aufsatzrohrs zurückge
stellt werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform verzweigt sich das Gehäu
se hinter dem Mundstück in den Luftausstoßkanal und einen Luft
ansaugkanal, vor dem ein Ventil vorzugsweise in Gestalt eines
Kugelventils oder Klappenventils liegt. Bei der Atemtherapie
wird durch eine Öffnung des Luftansaugkanals zur Atmosphäre
eingeatmet, an die sich bei Bedarf ein Inhalationsmittelappli
kator anschließen läßt. Wichtig ist die möglichst nahe Position
des Ventils zum Mundstück zur Verminderung der Totraumluft
(Rückinhalation verbrauchter Luft).
Statt eines Luftansaugkanals kann auch eine große Aerosolver
wirbelungskammer vorzugsweise mit einem Verwirbelungskegel
vorgesehen sein.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 die Seitenansicht einer ersten Variante des erfin
dungsgemäßen Atemtherapiegeräts;
Fig. 2 eine Vorderansicht des Atemtherapiegeräts in Blick
richtung 11 eines Benutzers;
Fig. 3 die alternative Bauform einer auf dem Steigrohr des
Atemtherapiegeräts sitzenden Überwurfhülse;
Fig. 4 eine Mantelabwicklung der Überwurfhülse gemäß Fig. 3;
Fig. 5 die Fig. 1 entsprechende Seitenansicht einer zweiten
Variante des Atemtherapiegeräts mit einem Aufsatzrohr
zur Peak-Flow-Messung, das wahlweise mit dem zur Atem
therapie dienenden Steigrohr auswechselbar ist;
Fig. 6 einen Querschnitt durch das Aufsatzrohr nach VI-VI
von Fig. 5;
Fig. 7 als Einzelheit einen in dem Steigrohr aufgenommenen,
diaboloidförmigen Schwebekörper;
Fig. 8 in Seitenansicht ein Ventil des Atemtherapiegeräts;
Fig. 9 eine Draufsicht auf das Ventil mit Blick in Richtung
IX von Fig. 8;
Fig. 10 eine Draufsicht auf das zugehörige Ventilglied mit
Blick in Richtung X von Fig. 8; und
Fig. 11 die schematische Seitenansicht einer dritten Variante
des erfindungsgemäßen Atemtherapiegeräts.
Das Atemtherapiegerät gemäß Fig. 1 und 2 hat ein Gehäuse, das
sich hinter einem Mundstück 10 in einen Luftansaugkanal 12
und einen Luftausstoßkanal 14 verzweigt. Der Luftausstoßkanal
14 bildet eine geradlinige Verlängerung des Mundstücks 10,
während der Luftansaugkanal 12 nach unten davon abgeht und
sich unmittelbar an den Luftausstoßkanal 14 angrenzend ab
schnittsweise parallel dazu erstreckt. Die Öffnung des Luftan
saugkanals 12 am Abzeig ist durch ein Klappenventil verschlos
sen, dessen Ventilklappe 16 beim Einatmen durch das Mundstück
10 öffnet und beim Ausatmen schließt.
Der Luftausstoßkanal 14 geht in ein ebenfalls gerades Steigrohr
18 über, das unter einem Winkel von ca. 100° nach oben davon
abgewinkelt ist. Das Steigrohr 18 enthält einen Schwebekörper
20 beispielsweise in Gestalt eines kugel- oder ballonförmigen
oder als Diaboloid (vgl. Fig. 5 und 7) gestalteten Hohl- oder
Massivkörpers von geringem Gewicht.
In der Wand des Steigrohrs 18 sind eine Anzahl Luftlöcher 22
vorgesehen, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in
einer Reihe und unter gleichem Abstand angeordnet sind. Die
Löcher 22 haben im wesentlichen gleiche Größe. Es versteht
sich aber, daß die Wand des Steigrohrs 18 auch in anderer Weise
mit einer Undichtigkeit versehen sein kann, derer Luftdurch
trittsquerschnitt umso größer ist, je höher der Schwebekörper
20 in dem Steigrohr 18 steht. Der Schwebekörper 20 gleitet
als Freikolben mit Spiel und unter geringer Reibung in dem
Steigrohr 18, wobei um ihn herum nur in einem geringen, wohl
definierten Maß Fehlluft auftritt. Je höher der Schwebekörper
20 beim Ausatmen geblasen wird, desto mehr Löcher 22 werden
für den Luftdurchtritt freigegeben. Die Höhenposition des
Schwebekörpers 20 bildet damit ein Maß für den Volumenstrom
der ausgeatmeten Luft und ist diesem über wenigstens einen
Teil der Steigrohrlänge linear proportional.
Das Gewicht des Schwebekörpers 20 darf nicht zu gering sein.
Das Gewicht ergibt den "primären Atemwiderstand", d. h. daß
beim Hochsteigen des Diaboloids die Ausatemluft durch die frei
werdenden Löcher auch mit einem gewissen Druck abgeblasen wird.
Das Steigrohr 18 kann an seinem Ende offen sein, sollte dort
aber einen Anschlag 36 für den Schwebekörper 20 bilden, so
daß dieser darin gefangen ist. Vorzugsweise ist das Steigrohr
18 aber am Ende verschlossen, damit beim raschen Hochblasen
des Diaboloids sich ein federndes Luftpolster zwischen dem
letzten Loch und dem Deckel des Steigrohrs 18 bildet.
Das Steigrohr 18 besteht aus durchsichtigem Kunststoff, so
daß der Benutzer den Schwebekörper 20 beobachten kann, während
er durch das Mundstück 10 atmet. Die leichte Neigung des Steig
rohrs 18 vom Benutzer weg ist im Hinblick auf gute Sichtver
hältnisse günstig. Eine vorzugsweise farbige Skala 24 auf dem
Steigrohr 18 ermöglicht es dem Benutzer, sein Ausatmen zu be
werten. Bei günstigen Strömungsverhältnissen bleibt der Schwe
bekörper 20 in einem niedrigen oder mittleren Bereich des
Steigrohrs 18, während er bei forciertem, stoßartigem Ausatmen
bis in den oberen Bereich des Steigrohrs 18 gelangt.
Am unteren Ende des Steigrohrs 18 ist ein Ventilsitz 26 ausge
bildet, mit dem der Schwebekörper 20 in seiner niedrigsten
Stellung als Ventilglied zusammenarbeitet. Das Steigrohr 18
ist dadurch abgesperrt, so daß kein Einatmen dadurch möglich
ist.
Der Luftansaugkanal 12 folgt abschnittsweise der Krümmung des
Knies, das von dem Luftausstoßkanal 14 und dem Steigrohr 18
gebildet wird, und läuft dann im wesentlichen in axialer Ver
längerung von Mundstück 10 und Luftausstoßkanal 14 aus. Die
Mündung 28 des Luftansaugkanals 12 bildet eine Öffnung zur
Atmosphäre, die einerseits ein unmittelbares Einatmen von Luft,
und andererseits den Anschluß eines Inhalationsmittelapplika
tors ermöglicht. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist insofern ein Dosieraerosolapplikator 30 vorgesehen, der
in die Mündung 28 des Luftansaugkanals 12 eingesteckt wird.
Es versteht sich aber, daß auch ein Anschluß anderer Inhala
tionsgeräte möglich ist und ganz allgemein Gase, Dämpfe und
versprühte Flüssigkeiten zu therapeutischen Zwecken oder Test
zwecken inhaliert werden können. Der Luftansaugkanal 12 bildet
dabei eine Pufferkammer, aus der über das druckabhängig schal
tende Klappenventil eingeatmet wird, sobald im Mundstück 10
ein Unterdruck herrscht. Der Benutzer braucht daher die Zudo
sierung des Inhalats, die beispielsweise durch Auslösen eines
Sprühstoßes an dem Dosieraerosolapplikator 30 erfolgt, nicht
mit dem Gang seiner Atmung zeitlich exakt zu koordinieren.
Der an dem Steigrohr 18 angezeigte Volumenstrom der ausgeatme
ten Luft hängt von dem Lungenvolumen des Patienten und der
eigentlich interessierenden Strömungsgeschwindigkeit der Aus
atmung gleichermaßen ab. Um die unterschiedlichen Lungenvolu
mina verschiedener Patienten zu kompensieren und eine ver
gleichbare Anzeige zu erhalten, ist auf dem unteren Teil des
Steigrohrs 18 eine Überwurfhülse 32 aufgesetzt, deren Mantel
einen Ausschnitt 34 aufweist. Die Überwurfhülse 32 läßt sich
auf dem Steigrohr 18 drehen, wobei sie je nach Winkelstellung
eine mehr oder weniger große Anzahl von Löchern 22 abdeckt.
Die mit dem Schwebekörper 20 erfolgende Anzeige wird so in
einstellbarer Weise verschoben, und zwar durch Abdecken von
Löchern 22 nach oben und durch Freigeben von Löchern 22 nach
unten. Die Überwurfhülse 32 ist vorzugsweise durchsichtig.
Der Rand ihres Ausschnitts 34 kann eine Schraubenlinie bilden;
die Basis kann ein Rändelring sein.
Fig. 3 und 4 zeigen eine alternative Überwurfhülse, die sich
über die volle Länge des Steigrohrs 18 erstreckt und mit mehre
ren, in Längsrichtung verlaufenden Reihen 40 von Drosselboh
rungen 42 versehen ist. Der Abstand der Drosselbohrungen einer
Reihe 40 entspricht dem der Löcher 22 im Steigrohr 18, so daß
je nach Winkelstellung der Überwurfhülse 38 die eine oder
andere Reihe 40 von Drosselbohrungen 42 mit den Löchern 22
fluchtet. Der Querschnitt der Drosselbohrungen 42 in einer
jeden Reihe 40 ist derselbe, von Reihe 40 zu Reihe 40 aber
verschieden, wobei sich der Querschnitt in Umfangsrichtung
der Überwurfhülse 38 stetig verändert. Je nach Einstellung
der Überwurfhülse 38 wird der Luftaustritt aus dem Steigrohr
18 wohldefiniert gedrosselt, womit eine Anpassung der Anzeige
an die unterschiedlichen Lungenvolumina verschiedener Patienten
vorgenommen werden kann.
Bei einem Demonstrationsmodell hat der waagrechte Teil des
Luftausstoßkanals 12 eine Länge von ca. 15 cm und das Steig
rohr eine Länge von ca. 30 cm. Der Rohrdurchmesser beträgt
durchweg ca. 2 cm bis 2,5 cm. Die Löcher 22 in der Wand des
Steigrohrs 18 haben einen Durchmesser von 2,0 mm bis 2,5 mm,
was auch der Durchmesser der größten Drosselbohrungen 42 in
der Überwurfhülse 38 ist. Der Abstand der Löcher beträgt ca.
15 mm. Die Löcher 22 des Steigrohrs und/oder der Überwurfhülse
38 können aber in verschiedenen Höhenabschnitten auch einen
unterschiedlichen Abstand und/oder unterschiedlichen Durchmes
ser besitzen, um zum Beispiel im oberen Teil des Steigrohrs
18 eine Nichtlinearisierung der Skala zu erreichen und diese
insbesondere disproportional zu verkürzen. Im unteren und mit
leren Bereich des Steigrohrs 18 sollte hingegen eine möglichst
lineare Beziehung zwischen der Steighöhe des Schwebekörpers
20 und der Ausatmungsströmungsgeschwindigkeit bestehen.
Das in Fig. 5 und 6 dargestellte Atemtherapiegerät hat grund
sätzlich denselben Aufbau, wie das zuvor behandelte Ausfüh
rungsbeispiel. Gleiche Teile sind mit übereinstimmenden Bezugs
zeichen versehen. Luftansaugkanal 12 und Luftausstoßkanal 14
sind bei dem Atemtherapiegerät in einigem Abstand parallel
zueinander angeordnet und über zwei Stutzen 44, 54 miteinan
der verbunden, wobei der dem Mundstück 10 benachbarte Stutzen
44 einen Durchtrittskanal aufweist, der von einem Kugelventil
beherrscht wird. Eine Ventilkugel 46 sitzt passend in einem
konischen Ventilsitz 48, der in einem sich über den Querschnitt
des Durchtrittskanals erstreckenden Boden 50 ausgebildet ist.
Beim Einatmen durch den Luftansaugkanal 12 hebt die Ventil
kugel 46 von dem Ventilsitz 48 ab, während sie beim Ausatmen
abdichtend damit zur Anlage kommt. Die Abhebebewegung der Ven
tilkugel 46 ist durch eine als Anschlag wirkende, in die Durch
trittsöffnung hineinragende Lippe 52 begrenzt. Der andere Stut
zen 54 ist durch eine Platte 56 blindgeflanscht, die einen
Luftdurchtritt durch den Stutzen 54 verhindert. Die aufgelöste
Bauweise mit den voneinander beabstandeten Luftansaug- und
-ausstoßkanälen 12, 14 erleichtert ein Greifen und Halten des
Atemtherapiegeräts.
Das hier senkrecht zu dem Luftansaug- und -ausstoßkanal orien
tierte Steigrohr 18 ist lösbar an dem Luftausstoßkanal 14 ange
bracht und in Fig. 5 davon abgenommen gezeichnet. Das Steigrohr
18 enthält einen diaboloidförmigen Schwebekörper 20, der in
Fig. 7 genauer dargestellt ist. Der Schwebekörper 20 hat einen
symmetrischen Aufbau, damit beim Zusammenbau des Atemtherapie
geräts keine Verwechslungen auftreten. Als Ventilglied dient
eine Halbkugel 80, die mit dem Ventilsitz 82 zusammenarbeitet.
Der Freikolben 20 hat zwei umlaufende Dichtnasen bzw. Dicht
ringe 84, zwischen denen und der Innenwand des Steigrohrs 18
ein Undichtigkeitsspalt 86 besteht. Der diaboloidförmige Schwe
bekörper 20 zeichnet sich durch geringe Reibung aus. Er ver
kantet nicht und er ermöglicht minimale Toleranzen zur Abdich
tung an der Rohrwand. Weiterhin ist der Aufbau eines beidsei
tigen Halbkugelventils (Diaboloidventils) möglich.
Alternativ zum normalen, oben beschriebenen Atemtherapie-Steig
rohr, das eine Beobachtung der kontinuierlichen normalen Atem
strömung erlaubt, ist gemäß Fig. 5 an der Stelle des Steigrohrs
18 ein zur Peak-Flow-Messung dienendes Aufsatzrohr 88 an den
Luftausstoßkanal 14 angebaut. Dieses dient zum Messen der maxi
malen Ausatmungsströmung und damit zum Überprüfen der Wirkung
von Bronchialdilatoren. Das Peak-Flow-Aufsatzrohr 88 ist nicht
geeignet für die Atemtherapiedurchführung und nur bedingt ge
eignet zum gleichzeitigen Inhalieren aus der Aerosolkammer.
An der Basis des senkrecht zu dem Luftansaug- und -ausstoßkanal
orientierten Aufsatzrohrs 88 ist eine Lochplatte 58 eingesetzt,
durch deren Öffnungen 60 die Luft in das Aufsatzrohr 88 ein
tritt. Die Lochplatte 58 dient als Halterung für das Ende einer
mittig und axial in dem Aufsatzrohr 88 angebrachten Führungs
stange 62, deren anderes Ende in einen das Aufsatzrohr 88 ver
schließenden Deckel 64 eingelassen ist. Auf die Führungsstange
62 ist mit einem zentralen Schaft 66 ein Kolben aufgezogen,
der an seinem unteren Ende einen von dem Schaft 66 radial nach
außen abstehenden Teller 68 aufweist. Um den Schaft 66 des
Kolbens herum liegt eine weiche Schraubendruckfeder 70, die
sich einends an dem Teller 68, und andernends an dem Deckel
64 abstützt. Die Feder 70 spannt den Kolben in eine Stellung
vor, in der der Teller 68 an der Lochplatte 58 anliegt und
deren Löcher verschließt. Beim Ausatmen durch den Luftausstoß
kanal 14 wird der Kolben gegen die Kraft der Feder 70 nach
oben geblasen.
Das Aufsatzrohr 88 hat eine Undichtigkeit in Gestalt eines
sich in Längsrichtung des Aufsatzrohrs 88 erstreckenden Schlit
zes 72. Ersichtlich steht ein um so größerer Querschnitt für
den Luftdurchtritt durch den Schlitz 72 zur Verfügung, je höher
der Kolben 66, 68 in dem Aufsatzrohr 88 steht. An der Oberseite
des Kolbentellers 68 liegt lose eine längsgeschlitzte elasti
sche Hülse 74 an, die reibschlüssig in dem Aufsatzrohr 88 ge
führt ist und durch ihre Eigenelastizität mit soviel Spannung
an dem Innenmantel des Aufsatzrohrs 88 anliegt, daß ein Herab
rutschen der Hülse 74 allein aufgrund ihres Eigengewichts nicht
möglich ist. Beim Hochblasen des Kolbens 66, 68 nimmt dieser
die Hülse 74 mit. Letztere bleibt in der höchsten erreichten
Stellung des Kolbens 66, 68 hängen, und bildet so eine Anzeige
für den maximal gemessenen Volumenstrom der ausgeatmeten Luft.
Der Kolben (die Kolbenscheibe) wird durch maximale-stoßweise
Ausatmung gegen die Kraft der Feder 70 beschleunigt; je nach
Beschleunigung wird das Anzeigeelement auf der Skala nach oben
verschoben und zeigt somit den nahezu proportionalen Wert für
den maximalen Atemstrom an.
Zum Zurückstellen ist die Hülse 74 mit einem radial davon ab
stehenden, durch den Schlitz 72 des Aufsatzrohrs 88 nach außen
ragenden Griffansatz 76 versehen. Letzterer liegt dem Längs
schlitz 78 der Hülse 74 diametral gegenüber. Der Schlitz 72
in dem Aufsatzrohr 88 dient als Führung für den Griffansatz
76, an dem sich die Hülse 74 in Längsrichtung des Aufsatzrohrs
88 verstellen läßt. Der Griffansatz 76 bildet überdies den
Zeiger für eine Skala an dem Aufsatzrohr 88.
Als Ventil zwischen Luftansaugkanal 12 und Luftausstoßkanal
14 kommt neben den schon beschreibenen Klappenventil und Kugel
ventil, das leicht flattert, ein Halbkugelventil mit zylindri
scher Führung in Betracht, das in Fig. 8 bis 10 dargestellt
ist. Das Ventilglied 90 ist ein zur Erleichterung des Einbaus
symmetrisch aufgebauter, ähnlich wie der Schwebekörper 20 in
dem Steigrohr 18 gestalteter Diaboloid. Das Ventilglied 90
arbeitet einends mit einem Ventilsitz 92 zusammen und ist an
dernends durch eine Anschlagnase bzw. einen gelochten Ringsitz
94 gehalten. In den Diaboloidringen 96 befinden sich Aussparun
gen 98 für den Übertritt des einzuatmenden Aerosolgemischs.
Fig. 11 zeigt eine dritte Variante des erfindungsgemäßen Atem
therapiegeräts, bei der eine große Luftansaugkammer 12 (vgl. auch
Fig. 5) als Aerosolverwirbelungskammer mit einer strömungstech
nischen Besonderheit ausgebildet ist. An der dem Anschluß für den
Dosieraerosolapplikator 30 gegenüberliegenden Seite der Aerosol
verwirbelungskammer 100 befindet sich ein Kegel 102 mit einer
gerundeten Basis zur Verwirbelung des aus dem Dosieraerosolap
plikator 30 austretenden Jet-Strahls. Dem Anschluß des Dosier
aerosolapplikators 30 benachbart sind Schlitze bzw. Bohrungen
104 für den Luftrückstrom in der Aerosolverwirbelungskammer
100 ausgebildet. Bei der Füllung der Aerosolkammer 100 mit
ein bis zwei Sprühstößen aus dem Dosieraerosolapplikator 30
muß Luft entweichen ohne Verlust von Aerosol. Dies wird er
reicht, indem der zentral nach vorne gerichtete "Jetstrahl"
des Dosieraerosols auf eine Kegelspitze mit gerundeter Basis
kegelfläche trifft und so umgelenkt wird, daß eine Verwirbelung
eintritt. Während dieses Vorgangs entweicht die unter Überdruck
stehende Luft der Kammer nach hinten durch die mehreren radial
angeordneten Bohrungen 104 um den Ansatz des Dosieraerosolap
plikators 30 herum. Ein Verlust über das Kugelventil zum Mund
stück hin kann vernachlässigt werden (Proportion Bohrung zur
übrigen Ringfläche im Bereich der Bohrung = 1/20 bei einem
Rohrdurchmesser von 60 mm und einer Bohrung des Ventil von
ca. 10 mm Durchmesser).
Das erfindungsgemäße Atemtherapiegerät zeichnet sich durch
einen sehr geringen Totraum im Mundstückbereich 10 aus, der
bei der normalen Ausatmung unter Einatumung von Frischluft
zu vernachlässigen ist. Beim Einatmen gelangt daher fast keine
verbrauchte Luft in die Lunge. Durch die Ausatmung gegen den
Widerstand, den das Steigrohr mit dem darin geführten Schwebe
körper bietet, wird ein gleichmäßiges Ausatmen gefördert. Dank
der sehr nahen Position des Ventils zum Mundstück erfolgt die
Inhalation ohne wesentliche Rückatmung von Totraumluft. Bei
der Therapie mit einem Dosieraerosol bildet der Luftansaugkanal
eine Aerosolkammer, in die das Dosieraerosol eingeleitet werden
kann, ohne daß der am Steigrohr 18 beobachtete Ausatemvorgang
unterbrochen oder in seinem Ablauf beeinflußt werden müßte.
Es versteht sich, daß das Volumen der Aerosolkammer bei Bedarf
auch größer gewählt, und ein Anschluß von verschiedenen Inhala
tionsgeräten über geeignete Adapter erfolgen kann. Die Einat
mung des Aerosols erfolgt über ein unterdruckgesteuertes Ven
til, das dank der Baugeometrie des Atemtherapiegeräts durch
den Sprühstoß des Aerosols nicht geöffnet werden kann. Durch
den Aerosolverwirbelungskegel wird eine Verlangsamung der Aero
solströmung und eine vorteilhafte Verwirbelung und Vermischung
des Aerosols erreicht. Die Kondensatablagerung ist proportional
zur Kammerinnenfläche, weshalb sich eine kleinvolumige Ausle
gung der Inhalationskammer empfiehlt, die noch eine Füllung
mit ein bis zwei Dosieraerosolsprühstößen zuläßt (ohne Verlust
durch Rückströmung).
Liste der Bezugszeichen
10 Mundstück
12 Luftansaugkanal
14 Luftausstoßkanal
16 Ventilklappe
18 Steigrohr
20 Freikolben
22 Loch
24 Skala
26 Ventilsitz
28 Mündung
30 Dosieraerosolapplikator
32 Überwurfhülse
34 Ausschnitt
36 Anschlag
38 Überwurfhülse
40 Reihe
42 Drosselbohrung
44 Stutzen
46 Ventilkugel
48 Ventilsitz
50 Boden
52 Lippe
54 Stutzen
56 Platte
58 Lochplatte
60 Öffnung
62 Führungsstange
64 Deckel
66 Kolbenschaft
68 Kolbenteller
70 Schraubendruckfeder
72 Schlitz
74 Hülse
76 Griffansatz
78 Längsschlitz
80 Halbkugel
82 Ventilsitz
84 Dichtring
86 Undichtigkeitsspalt
88 Aufsatzrohr
90 Ventilglied
92 Ventilsitz
94 Ringsitz
96 Diaboloidring
98 Aussparung
100 Aerosolverwirbelungskammer
102 Kegel
104 Bohrung
12 Luftansaugkanal
14 Luftausstoßkanal
16 Ventilklappe
18 Steigrohr
20 Freikolben
22 Loch
24 Skala
26 Ventilsitz
28 Mündung
30 Dosieraerosolapplikator
32 Überwurfhülse
34 Ausschnitt
36 Anschlag
38 Überwurfhülse
40 Reihe
42 Drosselbohrung
44 Stutzen
46 Ventilkugel
48 Ventilsitz
50 Boden
52 Lippe
54 Stutzen
56 Platte
58 Lochplatte
60 Öffnung
62 Führungsstange
64 Deckel
66 Kolbenschaft
68 Kolbenteller
70 Schraubendruckfeder
72 Schlitz
74 Hülse
76 Griffansatz
78 Längsschlitz
80 Halbkugel
82 Ventilsitz
84 Dichtring
86 Undichtigkeitsspalt
88 Aufsatzrohr
90 Ventilglied
92 Ventilsitz
94 Ringsitz
96 Diaboloidring
98 Aussparung
100 Aerosolverwirbelungskammer
102 Kegel
104 Bohrung
Claims (22)
1. Atemtherapiegerät für an Asthma oder spastischer Bronchitis
leidende Personen mit einem Gehäuse, zu dem eine Kammer
mit einem Anschluß für einen Inhalationsmittelapplikator
und ein Mundstück gehören, und mit einer Ventilanordnung,
die beim Einatmen einen Strömungsweg zwischen Mundstück
und Kammer freigibt und beim Ausatmen sperrt, dadurch ge
kennzeichnet, daß zu dem Gehäuse ein Luftausstoßkanal (14)
gehört, der von der Ventilanordnung beim Einatmen über
das Mundstück (10) gesperrt und beim Ausatmen über das
Mundstück (10) freigegeben wird, und der über eine Meß
und Anzeigevorrichtung für den Volumenstrom der ausgeatme
ten Luft zur Atmosphäre führt.
2. Atemtherapiegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meß- und Anzeigevorrichtung ein Steigrohr (18)
und einen darin passend aufgenommenen Schwebekörper (20)
enthält.
3. Atemtherapiegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Steigrohr (18) einen Luftdurchtritt mit
einem Strömungswiderstand ermöglicht, der mit zunehmender
Höhe des Schwebekörpers (20) abfällt.
4. Atemtherapiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß über wenigstens einen Teil der Steig
rohrlänge eine lineare Beziehung zwischen der Höhe des
Schwebekörpers (20) und dem Volumenstrom der austretenden
Luft besteht.
5. Atemtherapiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schwebekörper als Freikolben (20)
gestaltet ist, z. B. als "Diaboloid".
6. Atemtherapiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schwebekörper (20) als Ventilglied
fungiert und in seiner tiefsten Position das Steigrohr
(18) an einem Ventilsitz (82) dicht verschließt.
7. Atemtherapiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wand des Steigrohrs (18) eine Un
dichtigkeit aufweist.
8. Atemtherapiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wand des Steigrohrs (18) mit einer
Anzahl vorzugsweise in einer Reihe höhenversetzt angeordne
ter Löcher (22) versehen ist.
9. Atemtherapiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wand des Steigrohrs (18) mit einem
vorzugsweise in Längsrichtung sich erstreckenden Schlitz
versehen ist.
10. Atemtherapiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß eine verstellbare Abdeckung vorgesehen
ist, mit der sich die Undichtigkeit zum Teil verschließen
läßt.
11. Atemtherapiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da
durch gekennzeichnet, daß die Abdeckung von einer drehbar
auf das Steigrohr (18) aufgezogenen Überwurfhülse (32,
38) gebildet ist.
12. Atemtherapiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da
durch gekennzeichnet, daß die Überwurfhülse (32) einen
Ausschnitt (34) hat, dank dessen sie je nach Winkelstel
lung eine mehr oder weniger große Anzahl von Löchern (22)
abdeckt.
13. Atemtherapiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da
durch gekennzeichnet, daß die Überwurfhülse (38) mehrere
Reihen (40) reihenweise vorzugsweise gleich großer, von
Reihe zu Reihe verschieden großer Drosselbohrungen (42)
hat, die je nach Winkelstellung der Überwurfhülse (38)
mit der Lochreihe (22) des Steigrohrs (18) fluchten.
14. Atemtherapiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da
durch gekennzeichnet, daß das Steigrohr (18) unter einem
Winkel zwischen 0° und 20°, vorzugsweise ca. 10°, gegen
die Vertikale angestellt ist.
15. Atemtherapiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da
durch gekennzeichnet, daß das Steigrohr (18) lösbar mit
dem Gehäuse verbunden und gegen ein zur Peak-Flow-Messung
dienendes Aufsatzrohr (88) austauschbar ist.
16. Atemtherapiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15, da
durch gekennzeichnet, daß das Aufsatzrohr (88) einen Kolben
(66, 68) enthält, und daß in dem Aufsatzrohr (88) ein
selbsthemmend daran festliegendes, von dem Kolben mitgenom
menes Anzeigeelement reibschlüssig geführt ist.
17. Atemtherapiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, da
durch gekennzeichnet, daß der Kolben (66, 68) auf eine
Führungsstange (62) aufgezogen ist.
18. Atemtherapiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 17, da
durch gekennzeichnet, daß der Kolben (66, 68) durch eine
Feder (70) niedergespannt ist.
19. Atemtherapiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 18, da
durch gekennzeichnet, daß das Anzeigeelement eine längsge
schlitzte (78) elastische Hülse (74) ist.
20. Atemtherapiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 19, da
durch gekennzeichnet, daß das Anzeigeelement mit einem
durch einen Schlitz (72) in der Wand des Aufsatzrohres
(88) hindurchragenden Griffansatz (76) versehen ist.
21. Atemtherapiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 20, da
durch gekennzeichnet, daß sich das Gehäuse hinter dem Mund
stück (10) in den Luftausstoßkanal (14) und einem Luftan
saugkanal (12) verzweigt, vor dem ein Ventil vorzugsweise
in Gestalt eines Kugel-, Diaboloid- oder Klappenventils
liegt, und der eine Öffnung (28) zur Atmosphäre hat, an
die der Inhalationsmittelapplikator (30) anschließbar ist.
22. Atemtherapiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 21, da
durch gekennzeichnet, daß der Luftansaugkanal als große
Aerosolverwirbelungskammer (100) vorzugsweise mit einem
Verwirbelungskegel (102) ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883827636 DE3827636A1 (de) | 1987-08-14 | 1988-08-16 | Atemtherapiegeraet |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3727134 | 1987-08-14 | ||
DE19883827636 DE3827636A1 (de) | 1987-08-14 | 1988-08-16 | Atemtherapiegeraet |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3827636A1 true DE3827636A1 (de) | 1989-02-23 |
Family
ID=25858644
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883827636 Withdrawn DE3827636A1 (de) | 1987-08-14 | 1988-08-16 | Atemtherapiegeraet |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3827636A1 (de) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114367095A (zh) * | 2022-01-20 | 2022-04-19 | 王漫丽 | 一种具有自动消毒功能的呼吸内科肺活量训练装置 |
CN115445156A (zh) * | 2022-09-13 | 2022-12-09 | 永康市第一人民医院 | 一种肺活量训练装置 |
US11759677B2 (en) | 2018-02-16 | 2023-09-19 | University Of Louisville Research Foundation, Inc. | Respiratory training and airway pressure monitoring device |
-
1988
- 1988-08-16 DE DE19883827636 patent/DE3827636A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
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