DE9313774U1

DE9313774U1 - Vorrichtung zur Darstellung bzw. Veranschaulichung der Funktion des menschlichen Herzens

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Publication number: DE9313774U1
Application number: DE9313774U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-09-11
Filing date: 1993-09-11
Publication date: 1994-10-20
Anticipated expiration: 2003-09-12

Description

Vorrichtung zur Darstellung bzw. zur Veranschaulichuno der Funktion

des menschlichen Herzens

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Darstellung bzw. zur Veranschaulichung der Funktion des menschlichen Herzens, welche als Modell ausgebildet ist.

Nach dem Stand der Technik sind Vorrichtungen bekannt, die als maßstabsgetreue nachgebildete Herzmodelle insbesondere für den Unterricht in der Schule oder für die Lehre an den Hochschulen zur Erläuterung der Funktionsweise des menschlichen Herzens dienen. Derartige beispielsweise faustgroße Modelle sind dabei zerlegbar ausgestaltet, so daß die einzelnen Herzkammern bzw. die Herzmuskulatur

des Herzens anhand der zerlegbaren Modellteile sichtbar gemacht werden, um auf diese Weise die Pumpfunktion des Herzens bzw. die Erläuterung des Kreislaufs zu verdeutlichen bzw. zu veranschaulichen.

Derartige nach dem Stand der Technik bekannte Vorrichtungen die ausschließlich für den Lehr- oder Unterrichtszweck bestimmte Modelle sind, haben den Nachteil, daß sie zum einen von der Zugänglichkeit her nur Schülern und Studenten vorbehalten sind. Zum anderen ist die Demonstrationswirkung eines deratigen Modellherzens dahingehend eingeschränkt, daß die Fuktionswirkung nur verbal erfolgen kann und eine anschauliche Simulation des Herzens bzw. seiner auftretenden Störungen wie beispielsweise eines Infarktes an einem deratig nach dem Stand der Technik bekannten Modell nicht durchzuführen ist.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Darstellung bzw. zur Veranschaulichung der Funktion des menschlichen Herzens, welche als Modell ausgebildet ist, vor dem aufgezeigten Stand der Technik derart weiterzubilden, welches jedem zugänglich ist, wobei an dem Modell Simulationen der Herzfunktionen sowie deren Störungen durchgeführt werden können.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Modell als begehbares Gebäude ausgebildet ist, und wobei das Gebäude in einzelne transportable Teilsegmente als fliegender Bau zerlegbar ausgestaltet ist. Aufgrund der Ausgestaltung das menschliche Herz als begehbares Gebäude auszubilden, ist es möglich geworden, daß der Betrachter in ein Herzmodell eindringen kann, um so auf anschauliche und beeindruckende Art und Weise die Funktion bzw. die Ausbildung des Herzens zu begreifen und zu erfahren. Die Ausgestaltung des Model Iherzens als fliegender Bau, der aus einzelnen transportablen Teilen besteht, ermöglicht, daß das Modell für die Besucher an unterschiedlichen Plätzen oder auf Ausstellungen zu Präsentationszwecken leicht und schnell montiert bzw. demontiert werden kann, um somit ein Herzmodell einer großen Zahl von Interessenten zugänglich

zu machen, bzw. zur Verfugung zu stellen. Dabei besteht das zerlegbare Gebäude aus einem Stahl- oder Aluminiumgestell, welches mit einer Außenhaut umgeben ist, die den Außenkonturen eines Herzens mit den entsprechenden Herzkranzarterien nachgebildet ist.

In vorteilhafter Ausbildung ist der Innenraum des Gebäudes durch Zwischenwände aufgeteilt, die den Innenraum der rechten und linken Vor- bzw. Hauptkammer mit den Segelklappen entsprechend nachbilden. Dabei ist zur Begehung des Gebäudes bzw. der einzelnen Herzkammern in dem Gebäude ein Begehungspfad angeordnet, dessen Fiihrungsverlauf durch die rechte Vor- und Hauptkammer und weiter durch die linke Haupt- und Vorkammer angelegt ist. Der Besucher wird somit auf einem fest vorgegeben Weg durch die einzelnen Kammern des Herzens geführt.

Besonders zweckmäßig ist es, daß in der rechten Vorkammer eine Eingangsschleuse durch die untere Hohlvene zu dem Begehungspfad angeordnet ist, und wobei eine Ausgangsschleuse am Ende des Begehungspfades durch eine der Lungenvenen in der linken Vorkammer angeordnet ist. Die Eingans- bzw. Ausgangsöffnung in den Venenbereich zu legen, veranschaulicht in Weiterbildung dem Besucher die Blutzirkulationsbewegung im, sowie aus dem Herzmuskel.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Begehungspfad durch den Innenraum des Gebäudes auf unterschiedlichen Niveaus geführt und dabei in dem Gestell in Form einer Raumkurve angeordnet. In vorteilhafter Weise sind entlang des Begehungspfades entsprechende Schleusen angeordnet, die eine Begehung durch die angelenkten Segelklappen der rechten und linken Vorkammer sowie durch die Herzscheidewand ermöglichen. Auf diese Weise wird dem Besucher zum einen die räumliche Kammerausbildung des Herzens, sowie die sich getrennt vollziehenden Pumpmechanismen des Herzens zur Speisung des Kreislaufs in einprägender Weise nahegebracht.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind sowohl in dem Gebäude als auch an der Außenhaut elektrische und mechanische Anord-

nungen angeordnet, die die Pumpfunktionen bzw. Störfunktionen der beiden Herzkammern simulieren. Dabei erfolgt die Simulation der Pumpfunktion bzw. der Störfunktionen des Herzens durch optische und phonotechnische Effekte. Auf diese Weise ist nun möglich geworden den Besuchern beispielsweise unterschiedliche Herzfrequenzen hörbar zu machen und durch die Lichteffekte die Pumptätigkeit sichtbar zu gestalten, sowie die Simulation des Störfalles, eines Herzinfarktes, nachzubilden.

Weiterhin vorteilhaft gestaltet sich, daß die Aufstellung des Gebäudes bzw. dessen Gestell in etwa einer Lagestellung erfolgt, die etwa der Anordnung des Herzens im aufrecht stehenden Körper eines Menschen entspricht, und wobei die rechte und linke Herzkammer für den horizontalen Niveauausgleich von einem Untergestell unterbaut sind. Die Unterbauung des Herzmodells mit einem Untergestell gewährleistet, daß das Herzmodell von seiner äußeren Bauform exakt der natürlichen Herzlage nachempfunden wird. Der Betrachter erhält somit direkt vom Erscheinungsbild her einen Eindruck von einem maßstabsgetreuen nachgebildeten Herzen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Erscheinungsbild des Herzmodells in einer Stellung präsentiert wird, die etwa der Herzlage in einem menschlichen Körper entspricht. Dazu ist es dann besonders zweckmäßig, wenn zur Justierung des Gebäudes bzw. des Gestells hydraulische oder mechanische Vorrichtungen im bzw. am Untergestell angeordnet sind.

Nach einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung weisen die einzelnen transportablen Teilsegmente Trennfugen auf, die senkrecht zur horizontalen Stellfläche des Gebäudes verlaufen. Dabei weist das Gebäude drei Trennfugen auf, die das Gebäude in eine rechte und linke Außenschalen sowie in zwei mittlere Röhrenschalen teilt und wobei der Aortabereich als Dachbereich auf den beiden Röhrenschalen deckend aufliegt. In Weiterbildung sind die Trennfugen als Flansch- Steck- oder Schraubverbindungen ausgebildet. Durch die Ausgestaltung eines deratig zerlegbaren Gebäudes ist es möglich geworden, das Herzmodell schnell und einfach zu montieren bzw. zu demon-

tieren, um das Modell auf Ausstellungen zu präsentieren. Für eine naturgetreue Präsentation, sowie für die einfache Handhabung des Modells beim Transport und hinsichtlich der Wetterbeständigkeit eines deratigen Gebäudes, sind die Außenhaut, die Zwischenwände bzw. die Segelklappen sowie die Venenstümpfe entsprechend ihrer statischen Auslegung entweder aus Kunststoff, Pappmache oder aus Gewebe hergestellt.

Das Wesen der Erfindung wird anhand der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen:

Figur 1: Eine perspektivische Darstellung des Modellherzens mit dem Verlauf des Begehungspfades gemäß der Erfindung;

Figur 2: Eine geschnittene perspektivische Darstellung des Modenherzens gemäß der Schnittlinie II - II entlang der mittleren Trennfuge gemäß der Figur 1.

Die Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zur Darstellung bzw. zur Veranschaulichung der Funktion des menschlichen Herzens. Dabei ist die Vorrichtung als Modell 1 ausgebildet, welches von seinen Ausmaßen her die Größe eines Gebäudes 2 aufweist und welches von innen begehbar ist. Zur besseren Veranschaulichung des Gebäudes 2 bzw. zur Verdeutlichung der Maßstabsrelationen sind in der Figur 1 Menschen abgebildet, die sich in dem Herzmodell 1 aufhalten. Das Gebäude 2 selbst besteht dabei aus einzelnen transportablen Teilsegmenten 3.1, 3.2, 3.3 und 3.4. Das zerlegbare Gebäude 2 kann dabei entweder aus einem Stahl- oder einem Aluminiumgestell bestehen, wobei die Verstrebung des Gerüstkörpers nicht näher dargestellt ist. Der nicht näher dargestellte Gerüstkörper des Gebäudes 2 ist mit einer Außenhaut 4 umgeben, die den Außenkonturen eines natürlichen Herzens mit den entsprechenden auf der Außenhaut 4 liegenden Herzkranzarterien 5 nachgebildet ist.

Der Innenraum des Gebäudes 2, insbesondere dargestellt in der Figur 2, wird durch Zwischenwände 6 aufgeteilt, wobei durch die Aufteilung ebenfalls maßstabsgetreu die rechte Vorkammer 7 und die rechte Hauptkammer 8 gemäß der Figur 2, sowie, nicht näher dargestellt in gleicher Weise, die linke Vorkammer und linke Hauptkammer nachgebildet wird.

Zur Besichtigung der einzelnen Kammern wie beispielsweise die mit den Bezugszeichen 7,8 dargestellten rechten Vorkammer 7 und der rechten Hauptkammer 8 ist in dem Gebäude 2 ein Begehungspfad 9 angeordnet. Der Begehungspfad 9 ist in dem Gebäude 2 derart angelegt, daß der Verlauf des Pfades 9 zunächst durch die rechte Vorkammer 7, die rechte Hauptkammer 8 und danach durch die linke Hauptkammer 8.1 und die linke Vorkammer 7.1 führt, entsprechend dem schematisch angedeuteten Verlauf in der Figur 1. Der Begehungspfad 9 kann dabei in den einzelnen Kammern 7, 8 sowie 7.1, 8.1 schwebend in Form von Brückenelementen angebracht sein, wobei Teilbereiche sich an dem Gestell des Gebäudes 2 abstützen. Zur Höhenüberwindung in den einzelnen Kammern 7, 8 und 7.1, 8.1 sind entlang des Begehungspfad 9 nicht näher dargestellte Treppenabschnitte oder Schrägabschnitte angebracht.

In der rechten Vorkammer 7 ist eine Eingangsschleuse 10 durch die untere Hohlvene zu dem Begehungspfad 9 angeordnet, durch die die Besucher entsprechend der Pfeilrichtung 11 in das Gebäude 2 hineingeführt werden. Zur Höhenüberwindung kann dabei zur Eingangsschleuse entweder eine nicht näher dargestellte Treppe, Schräge oder ein Aufzug angeordnet sein. Am Ende des Begehungspfades 9 befindet sich eine Ausgangsschleuse 12, die in der linken Vorkammer 7.1 und in einer der Lungenvenenausgänge angeordnet ist, durch die die Besucher entsprechend der Pfeilrichtung 13 das Modellherz 1 wieder verlassen. In ähnlicher Weise wie bereits zur Eingangsschleuse 10 beschrieben, befindet sich ebenfalls eine nicht näher dargestelle Treppe, Schräge oder ein Aufzug an der Ausgangsschleuse 12 zur begehbaren Höhenüberwindung. Denkbar wäre auch eine Rutsche als zusätzliche Attraktion

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an der Ausgangsschleuse 12 anzubringen.

Zwischen der Eingangs- und der Ausgangsschleuse 10 und 12 ist der Begehungspfad 9 in dem Innenraum des Gebäudes 2 auf unterschiedlichen Niveaus geführt gelagert, so daß der Begehungspfad 9 in dem Gebäude 2 bzw. in dem Gestell in Form einer Raumkurve 14 verläuft. Dabei sind entlang des Begehungspfades 9 entsprechende Schleusen angeordnet, die eine Begehung durch die angelenkten Segelklappen 15 der rechten und linken Vorkammer 7 und 7.1 sowie durch die nicht näher in den Figuren dargestellte Herzscheidewand ermöglichen.

Zur simulierenden Darstellung eines arbeitenden Herzens sind sowohl in dem Gebäude 2 als auch auf der Außenhaut 4 nicht näher dargestellte elektrische und mechanische Anordnungen vorhanden. Mit diesen Anordnungen ist es möglich die Pumpfunktion bzw. mögliche auftretende Störfälle der beiden Herzkammern nachzustellen, so daß der Besucher bei der Begehung diese Effekte betrachtend erfahren kann. Um diese Effekte von der Eindruckskraft her zu steigern, sind zur Simulation der Pumpfunktion bzw. der Störfunktion des Herzens, wie beispielsweise die Vorführung eines Herzinfarktes, optische und phonetische Effekte im Modell 1 und an der Außenhaut 4 vorgesehen.

Die Aufstellung des Gebäudes 2 bzw. des Gestells erfolgt in einer Lagestellung, die etwa der Anordnung des Herzens im aufrecht stehenden Zustand des Körpers eines Menschen entspricht. Dabei ist das Gebäude 2 insbesondere unterhalb der rechten und der linken Hauptherzkammer 8 und 8.1 für den horizontalen Niveauausgleich von einem Untergestell 16 unterbaut. An dem Untergestell 16 sind zur Justierung des Gebäudes 2 gegenüber dem Untergrund nicht näher dargestellte hyraulische oder mechanische Verstellvorrichtungen angeordnet.

Bei dem aufgestellten Herzmode&Pgr; 1 verlaufen die Trennfugen 17.1, 17.2 und 17.3 der einzelnen Teilsegmente 3.1, 3.2, 3.3 und 3.4 senkrecht zur horizontalen Stellfläche des Gebäudes 2. Die drei

Trennfugen 17.1, 17.2 und 17.3 teilen das Herzmodell 1 in eine rechte und linke Außenschale 3.1 und 3.2 sowie in zwei in der Mitte angebrachten Röhrenschalen 3.2 und 3.3. Auf den beiden Röhrenschalen 3.2 und 3.3 liegt der nachgebildete Aortabereich als Dachbereich 18 deckend auf. Zur Herstellung einer sicheren Verbindung bzw. einer leicht lösbaren Verbindung können die Trennfugen 17.1, 17.2 und 17.3 als Flansch-, Steck- oder Schraubverbindungen ausgebildet sein.

Die Außenhaut 4, die Zwischenwände 6 bzw. die Segelklappen 15 sowie die Venenstümpfe 19 sind entsprechend ihrer zu erfüllenden statischen Last entweder aus Kunststoff, Pappmache oder Gewebe hergestellt.

Denkbar wäre auch insbesondere die Außenhaut 4 des Herzmodells 1 als UberdrucktraglufthaHe auszubilden, mit der dann sogar die Simulation des Herzschlages an der Außenhaut 4 sichtbar gemacht werden könnte.

Claims

PATENTANWÄLTE · · B»3333fi<3ütersle^ V«»nstraße

Dipung. GustavMeldau "" "" 'öatumT 9.09.93*

DipLPhys. Dr. Hans-Jochen Strauß Unser Zeichen: R 704 hF

Schutzansprüche

01. Vorrichtung zur Darstellung bzw. zur Veranschaulichung der Funktion des menschlichen Herzens, welche als Modell ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Modell (1) als begehbares Gebäude (2) ausgebildet ist, und wobei das Gebäude (2) in einzelne transportable Teilsegmente (3.1, 3.2, 3.3 und 3.4) als fliegender Bau zerlegbar ausgestaltet ist.

02. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zerlegbare Gebäude (2) aus einem Stahl- oder Alunriniumgestell besteht, welches mit einer Außenhaut (4) umgeben ist, die den Außenkonturen eines Herzens mit den entsprechenden Herzkranzarterien (5) nachgebildet ist.

03. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Innenraum des Gebäudes (2) durch Zwischenwände (6) aufgeteilt ist, die den Innenraum der rechten und linken Vor- bzw. Hauptkammer (7, 8 und 7.1, 8.1) mit den Segelklappen (15) des Herzens entsprechend nachbilden.

04. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß in dem Gebäude (2) ein Begehungspfad (9) angeordnet ist, dessen Fiihrungsverlauf durch die rechte Vor- und Hauptkammer (7 und 8) und weiter durch die linke Haupt- und Vorkammer (7.1 und 8.1) angelegt ist.

05. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß in der rechten Vorkammer (7) eine Eingangsschleuse (10) durch die untere Hohlvene zu dem Begehungspfad (9) angeordnet ist, und wobei eine Ausgangsschleuse (12) am Ende des Begehungspfades (9) durch eine der Lungenvenen in der linken Vorkammer (7.1) angeordnet ist.

06. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekenn zeichnet, daß der Begehungspfad (9) durch den Innenraum des Gebäudes (2) auf unterschiedlichen Niveaus geführt ist und in dem Gestell in Form einer Raumkurve (14) angeordnet verläuft.

07. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß entlang des Begehungspfades (9) entsprechende Schleusen angeordnet sind, die eine Begehung durch die angelenkten Segelklappen (15) der rechten und linken Vorkammer (7 und 7.1) sowie durch die Herzscheidewand ermöglichen.

08. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß sowohl in dem Gebäude (2) als auch an der Außenhaut (4) elektrische und mechanische Anordnungen angeordnet sind, die die Pumpfunktion bzw. Störfunktionen der beiden Herzkammern (7,8 und 7.1, 8.1) simulieren.

09. Vorrichtung nach dem Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

daß die Simulation der Pumpfunktionen bzw. der Störfunktionen des Herzens durch optische und phonotechnische Effekte erfolgt.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufstellung des Gebäudes (2) bzw. des Gestells in einer Lagestellung erfolgt, die etwa der Anordnung des Herzens im aufrecht stehenden Körperzustand eines Menschen entspricht, und wobei die rechte und linke Herzkammer (8 und 8.1) für den horizontalen Niveauausgleich von einem Untergestell (16) unterbaut sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Justierung des Gebäudes (2) bzw. des Gestells hydraulische oder mechanische Vorrichtungen angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen transportablen Teilsegmente (3.1, 3.2, 3.3 und 3.4) Trennfugen (17.1, 17.2 und 17.3) aufweisen, die senkrecht zur horizontalen Stellfläche des Gebäudes (2) verlaufen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebäude (2) drei Trennfugen (17.1, 17.2 und 17.3) aufweist, die das Gebäude (2) in eine rechte und linke Außenschale (3.1 und 3.4), sowie in zwei mittlere Röhrenschalen (3.2 und 3.3) aufteilt, wobei der Aortabereich als Dachbereich (18) auf den beiden Röhrenschalen (3.2 und 3.3) deckend aufliegt.

14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekenn zeichnet, daß die Trennfugen (17.1, 17.2 und 17.3) als Flansch- Steck- oder Schraubverbindungen ausgebildet sind.

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhaut (4), die Zwischenwände (6) bzw. die Segelklappen (15), sowie
die Venenstümpfe (19) entsprechend ihrer statischen Auslegung entweder aus Kunststoff, Pappmache¹ oder Gewebe hergestellt sind.