DE4130542A1 - Einrichtung zur erzeugung von feuchtigkeitsgesaettigter atemluft mit koerpertemperatur und atmosphaerendruck - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Einatmung von Umgebungsluft wird diese in der Lunge erwärmt und angefeuchtet, wobei sie sich ausdehnt. Bei gewissen medizinischen Messungen, wie der Bodyplethysmo­ graphie und Spirometrie erzeugt diese Ausdehnung der Luft ein Störsignal. Es ist bekannt, dieses Störsignal elek­ tronisch oder rechnerisch zu kompensieren oder die Ent­ stehung des Störsignals dadurch zu verhindern, daß man dem Probanden feuchtigkeitsgesättigte Luft mit Körpertemperatur und Atmosphärendruck, die als Luft im BTPS-Zustand (=Body Temperatur, body Pressure, Saturated, d. h. 37°C, 100% relative Feuchte, Umgebungsdruck) für die Einatmung anbietet.

Es ist bekannt, Luft im BTPS-Zustand durch einen mit warmem Wasser gefüllten Beutel zu erzeugen. Aus der US-PS 35 11 237 ist auch schon ein Ganzkörperplethysmograph bekannt, bei dem die Atemwege des Probanden mit einem Atembeutel verbunden werden, in dem sich ein Ventilator zum Umwälzen der Luft befindet. Eine Befeuchtung der Luft ist hier jedoch nicht vorgesehen.

Nachteilig an den bekannten Geräten zur Bereitstellung von Atemluft im BTPS-Zustand ist der typischerweise lange Strö­ mungsweg zwischen dem die angefeuchtete und erwärmte Luft enthaltenden Vorratsgefäß (Atembeutel) und dem Mundstück, durch das die Atemwege des Probanden verbunden sind. Auf diesem Strömungsweg ist eine Abkühlung der Luft im allge­ meinen nicht zu vermeiden, so daß der BTPS-Zustand der Luft am Mund des Probanden nicht mehr gewährleistet ist. Die bekannten Geräte weisen außerdem einen relativ großen appa­ rativen Totraum auf, der sich insbesondere bei Säuglingen und Kleinkindern negativ auf die Meßergebnisse auswirkt.

Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Erzeugung von Atemluft im BTPS-Zustand zu erzeugen, welche die Aufrechterhaltung des BTPS-Zustand der Atemluft am Mund des Probanden gewähr­ leistet und einen kleinen effektiven Totraum aufweist.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die vorliegende Einrichtung gewährleistet, daß Luft im BTPS- Zustand zuverlässig am Mund des Probanden zur Verfügung steht. Sie läßt sich gut an den Probanden adaptieren und wird von diesem nicht als störend empfunden, da sie seinen Gesichtsbereich nicht einschränkt. Die Einrichtung gemäß der Erfindung ist anpassungsfähig und läßt sich mit Vorteil auch für Lungenfunktionsuntersuchungen von Säuglingen und Klein­ kindern verwenden.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, die eine teilweise geschnittene Vorderansicht einer Einrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Die in der Zeichnung dargestellte Einrichtung enthält einen in sich geschlossenen, ringförmigen Strömungskanal, der durch einen länglichen Kasten 10, einen ersten flexiblen Schlauch 12, eine Mundventileinheit 14 und einen zweiten flexiblen Schlauch 16 gebildet wird. Die Schläuche 12 und 16 sind Faltenschläuche und mit Stutzen, die an den Enden einer oberen Wand des Kastens 10 angeordnet sind, sowie mit Stutzen an entgegengesetzten Enden der Mundventileinheit 14 lösbar verbunden. Der Strömungskanal enthält eine leistungs­ starke Heizvorrichtung 18, z. B. Widerstandsheizwendeln, ein Axialgebläse 20, sowie eine Luftbefeuchtungsvorrichtung 22, die im Kasten 10 in der angegebenen Reihenfolge in Strömungs­ richtung der vom Axialgebläse 20 geförderten Luft angeordnet sind.

Der Kasten 10 kann thermisch isoliert sein, d. h. aus einem Wärme schlecht leitenden Material bestehen oder mit einer Wärmeisolation (nicht dargestellt) versehen sein.

Die Heizvorrichtung 18 ist mit einem nicht dargestellten elektronischen Regler verbunden, der in an sich bekannter Weise ausgebildet sein kann. Der zugehörige Wärmefühler (nicht dargestellt) ist vorzugsweise beim Lufteinlaß der Mundventileinheit 14 angeordnet.

Die Luftbefeuchtungsvorrichtung 22 enthält bei dem darge­ stellten Ausführungsbeispiel hohle, im wesentlichen kegel­ förmige Körper 22a aus porösem Ton, die in Löcher im Boden eines im Kasten 10 angeordneten Wasserbehälters 22b ein­ gesetzt sind und nach unten in den Strömungskanal vor­ springen.

Die Mundventileinheit 14 hat einen Anschluß 14a für ein Mundstück oder eine Atemmaske. Der Anschluß 14a enthält einen Strömungswiderstand 14b, zum Beispiel ein Drahtnetz und kann mit einem schnell arbeitenden Verschluß 14c zur Durchführung von Verschlußdruck-Messungen oder ITGV- Messungen versehen sein. Weiterhin kann ein Ventil (nicht dargestellt) vorgesehen sein, durch das der Anschluß 14a zwischen BTPS-Atmung und Umgebungsluft-Atmung umschaltbar ist.

Beidseits des Strömungswiderstandes sind Anschlüsse 26a, 26b bzw. 28 für ein nicht dargestelltes, übliches Differenzdruck­ manometer vorgesehen. Die beiden äußeren, mundstückseitigen Anschlüsse befinden sich auf entgegengesetzten Seiten das Anschlusses 14a und sind durch ein Y-Stück zusammengefaßt und über eine Durchführung 30 mit einer im Inneren des Faltenschlauches 12 verlaufenden Schlauchleitung 32 ver­ bunden. Der innere Anschluß ist mit einer ebenfalls im Faltenschlauch 12 verlaufenden Schlauchleitung 33 verbunden. Das Ventil ist an eine im Faltenschlauch 16 verlaufende Schlauchleitung 34 für ein zur Ventilbetätigung dienendes Druckmittel, insbesondere Druckluft, verbunden. Ein Anschluß 36, der mit dem Inneren des zum Anschluß 14a führenden Teiles der Ventileinheit verbunden ist und zur Abnahme des Munddruckes bei Verschlußdruckmessungen dient, ist mit einer im Inneren des Faltenschlauches verlaufenden Schlauchleitung 38 verbunden. Die Schlauchleitungen sind durch Anschluß­ stutzen 24a bzw. 24b in nicht dargestellter Weise druckdicht aus dem Kreislauf herausgeführt.

Der Kasten 10 kann als Vorratsgefäß ausgebildet sein und sein Volumen kann so groß gewählt werden, daß der CO₂-Gehalt der Luft im Kreislauf auch dann in tragbaren Grenzen bleibt, wenn der Proband in den Kreislauf auch ausatmet.

Die Betätigung der verschiedenen Ventile erfolgt vorzugs­ weise pneumatisch, sie kann jedoch auch elektrisch erfolgen.

Claims (13)

1. Einrichtung zur Erzeugung von im wesentlichen feuchtig­ keitsgesättigter Atemluft mit Körpertemperatur und Atmo­ sphärendruck ("BTPS-Zustand") gekennzeichnet durch einen in sich geschlossenen Strömungskanal (10-12, 14-16), der eine thermostatisch geregelte Heizvorrichtung (18) zum Erwärmen der Luft, ein Gebläse (20) zum Umwälzen der Luft, eine Vorrichtung (22) zum Befeuchten der Luft und einen Mund­ anschluß (14) für einen Probanden enthält.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (18), das Gebläse (20), die Befeuchtungs­ vorrichtung (22) und der Mundanschluß (14) in Strömungs­ richtung der Luft in der angegebenen Reihenfolge hinter­ einander im Strömungskanal angeordnet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (18), das Gebläse (20) und die Befeuchtungsvorrichtung (22) in einem Behälter (10) ange­ ordnet sind, der einen Lufteinlaß sowie einen Luftauslaß aufweist, welche über flexible Schläuche (12, 16) mit dem Mundanschluß (14) verbunden sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (10) thermisch isoliert ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befeuchtungsvorrichtung (22) poröse Körper (22a) ent­ hält, die mit einem Wasservorrat (22b) in Verbindung stehen.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die porösen Körper aus Ton bestehen.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die porösen Körper kegelförmig sind.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mundanschluß (14a) durch eine Einheit (14) gebildet ist, welche einen Strömungsfühler (14b) enthält, der im Weg der vom Probanden inspirierten Luft angeordnet ist.

9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mundanschluß durch eine Ventileinheit (14) gebildet ist, welche ein schnell schließendes Ventil (14c) zur Absperrung des zu den Atemwegen des Probanden führenden Anschlusses (14a) enthält.

10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mundanschluß durch eine Ventileinheit (14) gebildet wird, welche den Mundanschluß wahlweise mit dem Strömungskanal oder der Umgebung zu verbinden gestattet.

11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinheit über eine im Inneren eines der flexiblen Schläuche verlaufende Druckmittelleitung pneumatisch betätigbar ist.

12. Einrichtung nach Ansprüch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an die Mundanschlußseite des Ventils (14c) eine Druckabnahme­ leitung (38) angeschlossen ist, die in einem (16) der flexiblen Schläuche verläuft.

13. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsfühler (14b) mit Druckabnahmeleitungen (32, 33) versehen ist, die im Inneren eines flexiblen Schlauchs verlaufen.