WO2011015358A1 - Vorrichtung zur entnahme einer gasprobe aus der menschlichen atmung - Google Patents

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WO2011015358A1
WO2011015358A1 PCT/EP2010/004804 EP2010004804W WO2011015358A1 WO 2011015358 A1 WO2011015358 A1 WO 2011015358A1 EP 2010004804 W EP2010004804 W EP 2010004804W WO 2011015358 A1 WO2011015358 A1 WO 2011015358A1
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WO
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Prior art keywords
breathing tube
housing part
recess
suction line
suction
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/004804
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dirk Tuchtenhagen
Original Assignee
Aceos Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aceos Gmbh filed Critical Aceos Gmbh
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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
    • A61B5/097—Devices for facilitating collection of breath or for directing breath into or through measuring devices

Definitions

  • the invention relates to a device for taking a gas sample from human respiration, in particular for use in spiroergometry waving, with a replaceable breathing tube and a housing part, wherein the breathing tube is einschreibbar in the housing part, in order to bring the device in a sampling state, and wherein the breathing tube for coupling with the housing part is laterally inserted into the housing part.
  • the physical endurance capacity of a person is significantly influenced by his metabolism. Determination of endurance performance is particularly important in sports medical and performance diagnostic examinations, since training recommendations can be derived from metabolic parameters that enable effective and individually tailored to the person training.
  • a very accurate and direct method is the analysis of respiratory gases, which determines the concentrations of oxygen and carbon dioxide in the breath as well as the volume flow of the respiration. From the measurements metabolic parameters such as the respiratory quotient, also known as RQ, can be calculated. The RQ is the ratio of the amount of carbon dioxide exhaled to the amount of oxygen taken up. Various parameters are measured to determine these gas quantities. With a sensor, which measures the flow velocity of the respiratory gas, for example by means of ultrasonic transit time measurement, the volume flow of the respiratory gas is determined. By integrating the volume flow over time, different volumes of respiration can be derived.
  • a gas sample is additionally sucked from the main breathing stream and fed to the sensor system contained in the device. This allows the concentrations of oxygen and carbon dioxide during inhalation and exhalation to be determined.
  • the respective values of the gas concentrations differ substantially between inhalation and exhalation.
  • BESTAnauNOSKOPe About the previously determined tidal volume can be calculated from the concentrations of the gas quantities that have been implemented by the body.
  • Conventional spiroergometry devices consist of a user unit and an analysis unit, wherein the analysis unit contains the sensors necessary for the determination of the gas concentrations.
  • the subject interface is usually a user unit with breathing mask, to which a flow sensor is additionally attached, which measures the respiratory flow.
  • a flow sensor is additionally attached, which measures the respiratory flow.
  • a gas sample is continuously aspirated and fed to the analysis unit, in which the corresponding gas concentrations are measured. This procedure is called sidestream or sidestream.
  • Known breathing masks cover both the mouth and the nose of the subject. Thus, the entire respiratory flow is passed through the mask. To avoid leaks, the mask must fit tightly against the subject's face. Secure attachment to the subject's head is achieved by elastic bands. However, the tight-fitting breathing mask can be extremely uncomfortable for the subject. In addition, it has hygienic disadvantages, since it is contaminated by the breath of the subject after each use. If several people are to be tested, then a standard breathing mask must be disinfected after each use, which is expensive. In addition, insufficient disinfection of the breathing mask can lead to infection.
  • a Ultraschallspirometer for pulmonary function diagnostics can be measured with the respiratory currents. From these values, the volume flow of respiration can be determined, from which various lung and respiratory volumes can be derived by integration over time.
  • the disclosed spirometer is a handy device that consists of two major parts. One part is the ultrasonic sensor in a housing, with which the respiratory currents are determined. With appropriate evaluation of the data different lung volumes can be determined. The other important part is a replaceable breathing tube through which the patient can breathe. On the sides of the breathing tube, the ultrasonic transducers for flow measurement.
  • the fact that the breathing tube is designed as a disposable part in the known spirometer, ensures that such a solution can easily meet high hygienic requirements.
  • Such a breathing tube is also suitable for applications in the field of performance diagnostics. However, gas samples must be extracted from the main breathing stream for the application.
  • Respiratory tubes are already known from the prior art, which offer the possibility of connecting a tube system to the breathing tube, so that gas samples can also be taken from the main breathing stream.
  • This is a simple plastic tube, which can be divided into three essential parts.
  • the foremost part of the breathing tube, as seen by the subject, is specially shaped and forms the mouthpiece of the breathing tube, which establishes the connection between the device and the patient.
  • the mouthpiece is slightly V-shaped and has an elliptical cross section, which merges into a circular cross section at the end of the breathing tube. This design allows the user's lips to close tightly on the mouthpiece.
  • the mouthpiece shape following surveys form grooves in which the teeth of the patient find space.
  • the recesses are provided with a membrane of impermeable to bacteria and other contaminants material that allows the sound to pass almost unhindered.
  • plastic struts are introduced, which do not hinder the sound in its propagation.
  • the breathing tube can not be inserted into the corresponding device housing further than this ring.
  • Further v-shaped elevations are provided directly in front of the ring, which ensure that the thermowell can always be inserted into the device in the correct position.
  • elevations are mounted on the top and bottom of the tube, which serve to snap the breathing tube in the device.
  • a nozzle is attached to the top, to which a thin hose can be connected, via which gas samples can be sucked out of the main breathing stream.
  • the breathing tube is characterized in particular by the fact that it is interchangeable. This means that a new breathing tube is used for each new user so that high hygiene requirements can be met.
  • the nozzle on the known breathing tube which is provided for connection to a hose for sucking gas samples from the breathing tube, requires the use of complex injection molds and leads to higher manufacturing costs of the breathing tube.
  • the hose must be separated from the nozzle and connected to the nozzle on the new breathing tube, which is time consuming.
  • leaks may occur which can lead to measurement errors. If there are leaks at the nozzle, in addition to the respiratory gas sample, ambient air is extracted with it so that the results of the gas concentration measurements are falsified by the mixture of the gases.
  • the resulting falsified measured values can have far-reaching consequences for the test subject, up to possibly damage to health due to erroneous treatment of the test subject due to the distorted measured values. Otherwise, the use of gaskets is required so that the tube can be placed gas-tight on the nozzle.
  • plastic seals are subject to an aging process, with plastic seals are increasingly harder and more brittle over time and lose the sealing properties.
  • the seals are subject to increased wear, which necessitates frequent replacement of the seals. If the plastic seals are not replaced in a timely manner, measuring errors may occur which are attributable to a lack of sealing of the hose connection on the connection piece with respect to the ambient air.
  • the object of the present invention is to provide a device for taking a gas sample from human respiration of the type mentioned above, in which there is no or only to a negligible extent during the sampling to a mixing of the respiratory gases with the ambient air and thereby allows a very accurate determination of the A- temgaskonzentrationen.
  • the device according to the invention should allow a simple and quick change of the breathing tube and have a simple structural design.
  • the device according to the invention should be produced inexpensively and cleaned in a simple manner.
  • the breathing tube has a recess as an engagement opening for a suction device connectable to a suction, wherein the suction is provided or fixed to the housing part and an engagement portion with a suction opening for removal of Gas sample from the breathing tube, wherein the engaging portion in radial Towards the inside over the inner circumferential surface of the housing part and engages in the recess in the sampling state and wherein the recess is provided at a front end of the breathing tube.
  • the breathing tube according to the invention allows the removal of a gas sample with a housing provided on the suction line via a recess in the breathing tube, so that unlike in the prior art no suction or the like must be provided for the connection of the suction on the suction tube, which is a simple structure of the Ensures Vorrich- device according to the invention and enables the manufacture of the device at low cost.
  • the breathing tube When inserting the breathing tube in the housing part, it is preferably automatically to form a fluidkommuniplicden connection between see the inside of the breathing tube and the suction, which can be connected via at least one connecting hose or the like with a suction device and a sensor unit for analyzing the breathing gases.
  • the suction line engages in the recess, so that it is possible to extract breathing air from the main breathing stream and to supply it to the sensor unit.
  • the suction device and the sensor unit are preferably designed as separate units and not connected to the housing part. In principle, however, it is also possible for a correspondingly designed suction device and, preferably, a measuring device for analyzing the respiratory gases to be provided on the housing part itself.
  • the nozzle-free design of the breathing tube leads to a reduction in the time required for a change of the breathing tube.
  • it is preferably only necessary to pull out a used breathing tube from the housing part and then insert an unused breathing tube into the housing part until the suction line engages in the recess in the breathing tube and the sampling state is restored.
  • the suction line is preferably arranged fixedly on the housing of the device according to the invention, wherein automatically comes to the insertion of the breathing tube into the housing part to an engagement of the suction in the recess or to a coupling of the suction in the engagement opening in the breathing tube.
  • the suction line is movable and / or spring-loaded relative to the housing in order to be able to ensure or bring about an engagement in the recess.
  • the suction line is manually displaced into the recess. It is also possible that the suction line is spring-loaded and it automatically comes when inserting the breathing tube into the housing part to a locking of the suction in the recess due to spring forces.
  • sealing means can also be provided in order to achieve an even better sealing of the suction line with respect to the outlet pipe and to be able to reliably exclude the mixing of respiratory gases with the ambient air when taking a gas sample out of the breathing tube.
  • a breathing tube can be used in the device according to the invention, which offers the possibility of stirring a flow measurement in the main breathing stream.
  • a suitable breathing tube should be largely rotationally symmetrical. It must be able to be inserted into the housing part and integrated.
  • the breathing tube preferably has a mouthpiece for the subject and a tube-shaped part lying opposite the mouthpiece, in which openings are provided, to which ultrasound transducers can be attached.
  • the engagement portion of the suction line in the sampling state, the recess in the breathing tube passes through and projects in the radial direction over an inner circumferential surface of the breathing tube. This can ensure that there is no mixing with the ambient air during the extraction of the respiratory gases.
  • the Absaugöffhung in the sampling state is less than 20 mm, preferably less than 10 mm, in particular about 5 mm or less, spaced from the inner circumferential surface of the breathing tube.
  • the cross section of the breathing tube is only slightly blocked by the suction line, so that a volume flow measurement in the breathing tube can be effected uninfluenced by the concentration measurement of the breathing gases.
  • the engagement portion does not project beyond the inner circumferential surface of the breathing tube and is aligned with the inner circumferential surface.
  • the suction line with the engagement portion can rest positively against the breathing tube in the region of the recess, wherein the suction line can form a stop for the breathing tube when inserting the breathing tube into the housing part.
  • the breathing tube comes into contact with the suction, so that further insertion is preferably no longer possible.
  • corresponding locking means may be provided, so that the breathing tube is secured against reaching the sampling position against unwanted further displacement or withdrawal relative to the housing part.
  • the recess is provided at a front end of the breathing tube, in particular in the form of an incision in the edge region of the breathing tube.
  • the breathing tube can pass through the housing part in the sampling state, wherein the suction line may be upstream of a front end of the housing part.
  • the openings provided in the respiratory tube to which, for example, ultrasonic transducers can engage.
  • the suction line may have in the region of the engagement portion adapted to the shape of the recess cross-section.
  • the recess may be V-shaped with a tip directed in the axial direction towards the subject, wherein, preferably, the engagement section of the suction line may accordingly have a wedge-shaped or triangular cross-section. In principle, however, the recess may also have a different shape.
  • the engagement section can rest in the region of the recess against the respiratory tube essentially without a gap or flush with the surface.
  • the location of sampling may be spaced more or less far from a front end of the breathing tube.
  • the recess may be formed as a longitudinal slot and thereby form a slotted guide for the engagement portion of the suction, wherein the engagement portion is guided in the manner of a sliding block during advancement of the breathing tube relative to the suction line in the recess.
  • the slot-shaped recess can extend in the axial direction, starting from the front end of the at least at least into the region of the housing part.
  • the recess may be provided laterally on the breathing tube with respect to the orientation of the breathing tube during the sampling or while holding the device according to the invention by a subject.
  • the wiring from the suction pipe to an analysis unit for measuring the gas concentrations is simplified.
  • the handling of the device according to the invention for the subject is simplified.
  • the suction can be made to the housing part of an antibacterial material. But it can also be coated with an antibacterial material.
  • the housing with the suction line is designed so that it can be disinfected.
  • the housing may have a surface with rounded edges and a have low surface roughness.
  • the housing may be coated accordingly with an antibacterial material or be made of an antibacterial material.
  • an antibacterial coating By means of an antibacterial coating, the bacteria and germs die off when they come into contact with the surfaces of the device according to the invention, whereby the proliferation of bacteria and germs is also hindered.
  • the suction line and / or the breathing tube and / or the housing part can be made directly from an antimicrobial plastic.
  • the surfaces can be dirt-repellent and replicate the lotus effect.
  • antibacterial is intended to include both antibacterial and antiviral effects of coatings or surface treatments.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a device according to the invention for taking a gas sample obliquely from above in the sampling state of the device
  • FIG. 2 is a perspective view of a breathing tube of the device shown in Fig. 1 obliquely from above,
  • FIG. 3 is a perspective detail view of the front end of the in Fig.
  • FIG. 4 shows a perspective detail view of the front end of the device shown in FIG.
  • FIG. 1 shows a device 1 for taking a gas sample from human respiration for use in spiroergometric devices, which has an exchangeable breathing tube 2 and a housing part 3, wherein the breathing tube 2 can be inserted into the housing part 3 around the device 1 to pass into a sampling state.
  • the sampling state is shown in FIG. Fig. 2 shows the breathing tube 2.
  • the housing part 3 and the A- temrohr 2 are separate components that can be coupled by telescoping.
  • the breathing tube 2 has a recess 4 at a front end 5 of the breathing tube 2, wherein the recess 4 forms an engagement opening for a suction line 6 of a suction device.
  • the suction device is not shown in detail.
  • the suction line 6 can be connected via a hose connection 7 with a gas line in order to remove a gas sample from the respiratory flow with the suction device, not shown, and to be able to supply it to a sensor unit not shown in detail.
  • the concentrations of gas components of the respiratory gas in particular of oxygen and / or carbon dioxide and / or further components, are measured or determined.
  • the suction line 6 is formed by a bore in an elongate housing section 8 and an engagement section 9 provided in the radial direction on the housing section 8. At the end of the engagement section 9, a suction opening 10 is provided.
  • the elongated housing portion 8 is fixedly connected to the housing part 3 and fixed in its position relative to the housing part 3. In the sampling state shown in FIG.
  • the suction line 6 communicates with the engagement portion 9 in the radial direction inwardly over the inner circumferential surface 11 of the housing part 3, wherein the suction line 6 with the engagement portion 9 passes through the recess 4 and also via an inner Jacket surface 12 of the breathing tube 2 protrudes such that the suction opening 10 of the suction line 6 within the breathing tube 2, that is spaced from the inner circumferential surface 12 of the breathing tube 2, is arranged.
  • the breathing tube 2 can be inserted into the housing part 3 in a simple manner until the engagement section 9 of the suction line 6 comes into positive engagement with the breathing tube 2 in the region of the recess 4.
  • a gas sample from the respiratory gas flow via the suction opening 10 of the suction line 6, wherein a mixing of the respiratory gases with the ambient air during the sampling does not occur or only to a very limited extent.
  • a guide projection 13 is shown on the breathing tube 2, which cooperates with the insertion of the breathing tube 2 in the housing part 3 with a corresponding complementarily mentär trained guide recess on the housing part 3.
  • breathing tube 2 Due to the complementary shape of breathing tube 2 and housing part 3, the breathing tube 2 is always received in the correct position in the housing part 3 when inserted into the housing part 3, so that the engagement portion 9 can engage in the recess 4.
  • elevations may be mounted on the top and bottom of the tube, which serve to snap the breathing tube 2 in the housing part 3.
  • On the sides of the housing part 3 are arranged obliquely to the breathing tube 2 chambers 15, 16, which can accommodate, for example, ultrasonic transducer for flow measurement, as is already known from the prior art.
  • the breathing tube 2 is shown having a shaped mouthpiece 17 at one end. At the top of the mouthpiece 17 elevations 18 are provided, which serve as fixing elements of the breathing tube 2 in the mouth of the subject. At the breathing tube 2, an annular stop 19 for limiting the insertion depth of the breathing tube 2 when inserted into the housing part 3 is provided on the guide projection 13 addition. Finally, the breathing tube 2 on opposite sides openings 20, in the manner known per se from the prior art with in the chambers 15, 16 of the housing part 3 arranged ultrasonic converters for the measurement of the flow rate of the respiratory gases or for the determination of the volume flow can interact. As is further apparent from FIG.
  • the end edge 21 of the breathing tube 2 is cut into a V shape at the front end 5 opposite the mouthpiece 17, so that a substantially V-shaped recess 4 results.
  • the breathing tube 2 is in the region of the recess 4 substantially gap-free against the engaging portion 9 of the suction line 6, wherein the engagement portion 9 has a wedge or triangular cross-section, which is adapted to the shape of the recess 4 , This is evident in particular from FIG. 3.
  • the flow in the breathing tube 2 is influenced only slightly by the sampling, allowing an undisturbed performance of the ultrasonic measurement.
  • the engagement section 9 and thus the suction opening 10 of the suction line 6 in the axial direction is displaced forward in the region of the front end 5 of the A- temrohrs 2.
  • the suction opening 10 is a few centimeters away from a front end 10 a of the housing part 3, so that disturbing effects of sampling on the ultrasonic measurement in the housing part 3 does not occur.

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Abstract

Dargestellt und beschrieben ist eine Vorrichtung (1) zur Entnahme einer Gasprobe aus der menschlichen Atmung, insbesondere für den Einsatz in Spiroergo- metriegeräten, mit einem auswechselbaren Atemrohr (2) und einem Gehäuseteil (3), wobei das Atemrohr (2) in das Gehäuseteil (3) einfuhrbar ist, um die Vorrichtung (1) in einen Probenentnahmezustand zu überfuhren. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Atemrohr (2) eine Aussparung (4) als Eingriffsöffnung für eine an eine Absaugeinrichtung anschließbare Absaugleitung (6) aufweist, wobei die Absaugleitung (6) an dem Gehäuseteil (3) vorgesehen bzw. befestigt ist und einen Eingriffsabschnitt (9) mit einer Absaugöffnung (10) zur Entnahme der Gasprobe aus dem Atemrohr (2) aufweist, wobei der Eingriffsabschnitt (9) in radialer Richtung nach innen über die innere Mantelfläche (11) des Gehäuseteils (3) übersteht und im Probenentnahmezustand in die Aussparung (4) eingreift.

Description

Vorrichtung zur Entnahme einer Gasprobe
aus der menschlichen Atmung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entnahme einer Gasprobe aus der menschlichen Atmung, insbesondere für den Einsatz in Spiroergometriegerä- ten, mit einem auswechselbaren Atemrohr und einem Gehäuseteil, wobei das Atemrohr in das Gehäuseteil einfuhrbar ist, um die Vorrichtung in einen Probenentnahmezustand zu überfuhren, und wobei das Atemrohr zur Kopplung mit dem Gehäuseteil seitlich in das Gehäuseteil einschiebbar ist.
Die körperliche Ausdauerleistungsfähigkeit eines Menschen wird maßgeblich durch seinen Stoffwechsel beeinflußt. Die Bestimmung der Ausdauerleistungsfähigkeit ist insbesondere bei sportmedizinischen und leistungsdiagnostischen Untersuchungen wichtig, da aus Stoffwechselkennwerten Trainings- empfehlungen abgeleitet werden können, die ein effektives und auf den Menschen individuell abgestimmtes Training ermöglichen.
Um die Stoffwechselaktivität zu bestimmen, existieren verschiedene Methoden. Ein sehr genaues und direktes Verfahren ist die Analyse der Atemgase, bei der die Konzentrationen von Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid im Atem sowie der Volumenstrom der Atmung bestimmt werden. Aus den Messungen können Stoffwechselkennwerte wie beispielsweise der respiratorische Quotient, auch als RQ bekannt, errechnet werden. Der RQ ist das Verhältnis der abgeatmeten Kohlenstoffdioxidmenge zur aufgenommenen Sauerstoffmenge. Zur Bestimmung dieser Gasmengen werden verschiedene Parameter gemessen. Mit einem Sensor, der beispielsweise über Ultraschallaufzeitmessung die Strömungsgeschwindigkeit des Atemgases mißt, wird der Volumenstrom des Atemgases bestimmt. Durch Integration des Volumenstroms über die Zeit können verschiedene Atemvolumina abgeleitet werden. In bekannten Spiroer- gometriegeräten wird zudem aus dem Hauptatemstrom eine Gasprobe abgesaugt und der im Gerät enthaltenen Sensorik zugeführt. Dadurch können die Konzentrationen von Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid bei Ein- und Ausatmung bestimmt werden. Die jeweiligen Werte der Gaskonzentrationen unterscheiden sich wesentlich zwischen Ein- und Ausatmung.
BESTAnauNOSKOPe Über das zuvor bestimmte Atemvolumen können aus den Konzentrationen die Gasmengen berechnet werden, die vom Körper umgesetzt wurden.
Herkömmliche Spiroergometriegeräte bestehen aus einer Anwendereinheit und einer Analyseeinheit, wobei die Analyseeinheit die für die Bestimmung der Gaskonzentrationen notwendige Sensorik enthält. Die Probandenschnittstelle ist meistens eine Anwendereinheit mit Atemmaske, an der zusätzlich ein Flowsensor angebracht ist, der die Atemströmung mißt. Mittels eines dünnen Schlauches an der Atemmaske wird kontinuierlich eine Gasprobe abgesaugt und der Analyseeinheit zugeführt, in der die entsprechenden Gaskonzentratio- nen vermessen werden. Diese Vorgehensweise nennt man Seitenstromverfah- ren oder auch sidestream- Verfahren.
Bekannte Atemmasken decken sowohl den Mund als auch die Nase des Pro- banden ab. Damit wird der gesamte Atemstrom durch die Maske geleitet. Um Undichtigkeiten zu vermeiden, muss die Maske eng am Gesicht des Probanden anliegen. Eine sichere Befestigung am Kopf des Probanden wird durch e- lastische Bänder erreicht. Die eng anliegende Atemmaske kann jedoch für den Probanden ausgesprochen unangenehm sein. Zudem hat sie hygienische Nachteile, da sie nach jeder Anwendung durch den Atem der Versuchsperson kontaminiert ist. Sollen mehrere Personen getestet werden, so muß eine übliche Atemmaske nach jeder Benutzung desinfiziert werden, was aufwendig ist. Zudem kann es durch unzureichende Desinfektion der Atemmaske zu einer Infektion kommen.
Aus der DE 42 22 286 ist ein Ultraschallspirometer für die Lungenfunktionsdiagnostik bekannt, mit dem Atemstromstärken gemessen werden können. Aus diesen Werten kann der Volumenstrom der Atmung bestimmt werden, aus dem durch Integration über die Zeit verschiedene Lungen- bzw. Atemvo- lumina ableitbar sind. Das offenbarte Spirometer ist ein handliches Gerät, das aus zwei wichtigen Hauptteilen besteht. Ein Teil ist die Ultraschallsensorik in einem Gehäuse, mit der die Atemstromstärken bestimmt werden. Bei entsprechender Auswertung der Daten können verschiedene Lungenvolumina bestimmt werden. Der andere wichtige Teil ist ein auswechselbares Atemrohr, durch das der Patient atmen kann. An den Seiten des Atemrohres greifen die Ultraschallwandler für die Flußmessung an. Die Tatsache, dass das Atemrohr bei dem bekannten Spirometer als Wegwerfteil konzipiert ist, sorgt dafür, dass mit einer solchen Lösung auf einfache Weise hohen hygienischen Anforderungen entsprochen werden kann. Ein sol- ches Atemrohr ist auch für Anwendungen im Bereich der Leistungsdiagnostik geeignet. Allerdings müssen für die Anwendung Gasproben aus dem Hauptatemstrom abgesaugt werden.
Es sind aus dem Stand der Technik bereits Atemrohre bekannt, die die Mög- lichkeit bieten, ein Schlauchsystem an das Atemrohr anzuschließen, so dass auch Gasproben aus dem Hauptatemstrom entnommen werden können. Hierbei handelt es sich um ein einfaches Kunststoffrohr, das sich in drei wesentliche Teile gliedern läßt. Der vom Probanden aus gesehen vorderste Teil des Atemrohrs ist besonders ausgeformt und bildet das Mundstück des Atemrohres, das die Verbindung zwischen Gerät und Patient herstellt. Das Mundstück ist leicht v-förmig und besitzt einen elliptischen Querschnitt, der am Ende des Atemrohres in einen kreisförmigen Querschnitt übergeht. Diese Gestaltung ermöglicht es, dass die Lippen des Nutzers am Mundstück dicht abschließen. Der Mundstückform folgende Erhebungen bilden Rillen, in denen die Zähne des Patienten Platz finden. Gleichzeitig verhindern sie ein Verrutschen des Atemrohres und sorgen für einen sicheren Sitz im Mund des Patienten. Im mittleren Teil des Rohres befinden sich an den Seiten Durchbrüche im Rohr, an denen ein Sensor zur Bestimmung der Gasströme angreifen kann. Eine sehr genaue Methode für die Bestimmung von Gasströmen ist die Ultraschallaufzeitmessung. Dabei werden schräg zur Strömungsrichtung Ultraschallwandler am Atemrohr, in dem die Strömung verläuft, angebracht. Nun werden Ultraschallsignale mit und gegen die Strömung gesendet und empfangen und deren Laufzeit gemessen. Mittels der Differenz der Laufzeiten ist die Geschwindigkeit der Atemströmung bestimmbar. Mit diesem Wert können weitere Parameter wie Volumenstrom und verschiedene Lungenvolumina berechnet werden. Die Durchbrüche an den Seiten im mittleren Teil des Atem- rohres sind für diese Ultraschallwandler bestimmt. Da der Schall den Kunststoff nicht in dem Maße durchdringen kann, dass genaue Messungen möglich sind, müssen an dieser Stelle Lücken im Kunststoffrohr vorgesehen sein. Diese stellen jedoch eine mögliche Infektionsquelle dar, weil durch die Öffnungen Keime aus der Atemluft der Versuchsperson in das System gelangen könnten. Um dies zu vermeiden, sind die Aussparungen mit einer Membran aus einem für Bakterien und sonstige Verunreinigungen undurchlässigen Material versehen, die den Schall nahezu ungehindert passieren läßt. Um die Membran zu stabilisieren, sind Kunststoffstreben eingebracht, die den Schall nicht in seiner Ausbreitung behindern. Damit für die Laufzeitmessung mittels Ultraschall eine schräge Meßstrecke gewährleistet ist, sind die Öffnungen versetzt angeordnet, wobei von Probandenseite aus gesehen die erste Öffnung auf der rechten Seite liegt und dahinter die zweite Öffnung auf der linken Seite. Noch vor der ersten Ultraschallschnittstelle befindet sich ein erhobener Ring um das Rohr, der als Begrenzer dient. Das bedeutet, weiter als bis zu diesem Ring kann das Atemrohr nicht in die entsprechenden Gerätegehäuse eingeführt werden. Direkt vor dem Ring sind weitere v-förmige Erhebungen vorgesehen, die dafür sorgen, dass das A- temrohr immer lagerichtig in das Gerät eingebracht werden kann. In einem dem Anwender gegenüberliegenden Teil des Rohres sind auf der Ober- und Unterseite des Rohres Erhebungen angebracht, die dazu dienen, das Atemrohr im Gerät einrasten zu lassen.
Im anwenderseitigen Teil des Rohres, kurz hinter dem Mundstück, ist an der Oberseite ein Stutzen angebracht, an dem man einen dünnen Schlauch an- schließen kann, über den Gasproben aus dem Hauptatemstrom abgesaugt werden können. Das Atemrohr zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass es austauschbar ist. Das bedeutet, für jeden neuen Anwender wird ein neues Atemrohr benutzt, so dass hohe Anforderungen an die Hygiene erfüllt werden können.
Der Stutzen an dem bekannten Atemrohr, der zum Anschluß an eine Schlauchleitung zum Absaugen von Gasproben aus dem Atemrohr vorgesehen ist, erfordert den Einsatz aufwendiger Spritzgußformen und führt zu höheren Herstellungskosten des Atemrohres. Bei jedem Wechsel des Atemrohres muß die Schlauchleitung von dem Stutzen getrennt und an den Stutzen an dem neuen Atemrohr angeschlossen werden, was zeitaufwendig ist. Bei einem falsch angeschlossenen Schlauch können Undichtheiten entstehen, die zu Meßfehlern fuhren können. Gibt es undichte Stellen an dem Stutzen, so wird neben der Atemgasprobe Umgebungsluft mit abgesaugt, so dass die Meßergebnisse der Gaskonzentrationsmessungen durch die Mischung der Gase ver- fälscht werden. Die daraus resultierenden verfälschten Meßwerte können weitreichende Folgen für den Probanden haben, bis hin zu unter Umständen gesundheitlichen Schäden aufgrund einer auf die verfälschten Meßwerte zurückgehenden fehlerhaften Therapierung des Probanden. Damit der Schlauch gasdicht auf den Stutzen aufgesetzt werden kann, ist im übrigen der Einsatz von Dichtungen erforderlich. Diese meist aus Kunststoff hergestellten Dichtungen unterliegen einem Alterungsprozeß, wobei Kunststoffdichtungen mit der Zeit zunehmend härter und spröder werden und die Dichtungseigenschaften verlieren. Zudem unterliegen die Dichtungen aufgrund des häufigen Tren- nens und Anschließens des Absaugschlauches einem erhöhten Verschleiß, was einen häufigen Austausch der Dichtungen erforderlich macht. Werden die Kunststoffdichtungen nicht rechtzeitig ausgetauscht, können wiederum Meßfehler auftreten, die auf eine mangelnde Abdichtung des Schlauchanschlusses am Stutzen gegenüber der Umgebungsluft zurückzuführen sind. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Entnahme einer Gasprobe aus der menschlichen Atmung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, bei der es bei der Probenentnahme nicht oder nur in vernachlässigbarem Umfang zu einer Vermischung der Atemgase mit der Umgebungsluft kommt und die dadurch eine sehr genaue Bestimmung der A- temgaskonzentrationen zuläßt. Darüber hinaus soll die erfindungsgemäße Vorrichtung einen einfachen und schnellen Wechsel des Atemrohres ermöglichen und einen einfachen konstruktiven Aufbau aufweisen. Schließlich soll sich die erfindungsgemäße Vorrichtung kostengünstig herstellen und in einfacher Weise reinigen lassen.
Die vorgenannten Aufgaben sind bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Atemrohr eine Aussparung als Eingriffsöffnung für eine an eine Absaugeinrichtung anschließbare Absaugleitung aufweist, wobei die Absaugleitung an dem Gehäuseteil vorgesehen bzw. befestigt ist und einen Eingriffsabschnitt mit einer Absaugöffnung zur Entnahme der Gasprobe aus dem Atemrohr aufweist, wobei der Eingriffsabschnitt in radialer Richtung nach innen über die innere Mantelfläche des Gehäuseteils übersteht und im Probenentnahmezustand in die Aussparung eingreift und wobei die Aussparung an einem stirnseitigen Ende des Atemrohrs vorgesehen ist. Das erfindungsgemäße Atemrohr ermöglicht die Entnahme einer Gasprobe mit einer am Gehäuseteil vorgesehenen Absaugleitung über eine Aussparung im Atemrohr, so dass anders als im Stand der Technik kein Absaugstutzen o- der dergleichen für den Anschluß der Absaugleitung am Absaugrohr vorgesehen sein muß, was einen einfachen Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrich- tung sicherstellt und die Herstellung der Vorrichtung bei geringen Kosten ermöglicht.
Beim Einschieben des Atemrohres in das Gehäuseteil kommt es vorzugsweise automatisch zur Ausbildung einer fluidkommunizierenden Verbindung zwi- sehen dem Inneren des Atemrohres und der Absaugleitung, die über wenigstens einen Anschlußschlauch oder dergleichen mit einer Absaugeinrichtung und einer Sensorikeinheit zur Analyse der Atemgase verbunden sein kann. Im Probenentnahmezustand greift die Absaugleitung in die Aussparung ein, so dass es möglich ist, aus dem Hauptatemstrom Atemluft abzusaugen und der Sensorikeinheit zuzuführen.
Die Absaugeinrichtung und die Sensorikeinheit sind vorzugsweise als separate Baueinheiten ausgebildet und nicht mit dem Gehäuseteil verbunden. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, dass an dem Gehäuseteil selbst eine entspre- chend ausgelegte Absaugeinrichtung und, vorzugsweise, eine Meßeinrichtung zur Analyse der Atemgase vorgesehen sein kann.
Durch den Eingriff der Absaugleitung in die Aussparung wird bei der Probenentnahme eine Vermischung der Atemgase mit der Umgebungsluft weitge- hend verringert oder ganz ausgeschlossen, ohne dass eine Abdichtung der Absaugleitung gegenüber dem Atemrohr erforderlich ist. Die Verwendung von Dichtungen und damit die Verwendung verschleißanfälliger Teile sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung somit nicht notwendigerweise vorgesehen. Meßfehler, die bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Atemrohr mit Absaugstutzen auftreten und die Folge einer Vermischung von Atemluft und Umgebungsluft durch fehlerhafte Dichtungen oder durch Anwenderfehler beim Anschluß der Absaugleitung an das Atemrohr sein können, treten bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht auf. Die erfindungsgemäße Vorrichtung trägt damit zu einer hohen Meßgenauigkeit bei der Atemgasanalyse bei. Im übrigen ist eine einfache Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beim Wechsel des Atemrohres gewährleistet. Die stutzenfreie Ausbildung des Atemrohres führt zu einer Verringerung der Zeitdauer, die für einen Wechsel des Atemrohres erforderlich ist. Zum Wechsel des Atemrohres nach einer erfolgten Probenentnahme ist es vorzugsweise lediglich erforderlich, ein benutz- tes Atemrohr aus dem Gehäuseteil herauszuziehen und anschließend ein unbenutztes Atemrohr in das Gehäuseteil einzuschieben, bis die Absaugleitung in die Aussparung im Atemrohr eingreift und der Probenentnahmezustand wieder hergestellt ist. Die Absaugleitung ist vorzugsweise ortsfest an dem Gehäuse der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnet, wobei es beim Einschieben des Atemrohres in das Gehäuseteil automatisch zu einem Eingriff der Absaugleitung in die Aussparung bzw. zu einem Einkoppeln der Absaugleitung in die Eingriffsöffnung im Atemrohr kommt. Grundsätzlich könnte aber auch vorgesehen sein, dass die Absaugleitung relativ zum Gehäuse bewegbar und/oder federbelastet ist, um einen Eingriff in die Aussparung sicherstellen bzw. bewirken zu können. Beispielsweise könnte vorgesehen sein, dass nach erfolgter Positionierung des Atemrohrs mit der Aussparung unterhalb von einer verschiebbar am Gehäuse gelagerten Absaugleitung die Absaugleitung manuell in die Ausspa- rung verschoben wird. Auch ist es möglich, dass die Absaugleitung federbelastet ist und es beim Einschieben des Atemrohres in das Gehäuseteil automatisch zu einem Einrasten der Absaugleitung in die Aussparung aufgrund von Federkräften kommt. Es versteht sich, dass grundsätzlich auch Dichtmittel vorgesehen sein können, um zu einer noch besseren Abdichtung der Absaugleitung gegenüber dem A- temrohr zu kommen und eine Vermischung von Atemgasen mit der Umgebungsluft bei der Entnahme einer Gasprobe aus dem Atemrohr sicher ausschließen zu können. Grundsätzlich kann ein Atemrohr bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzt werden, das die Möglichkeit bietet, eine Flußmessung im Hauptatemstrom durchzurühren. Ein geeignetes Atemrohr sollte darüber hinaus wei- testgehend rotationssymmetrisch sein. Es muß sich in das Gehäuseteil einfüh- ren und integrieren lassen. Vorzugsweise weist das Atemrohr ein Mundstück für den Probanden auf und ein dem Mundstück gegenüberliegendes rohrför- miges Teil, in dem Öffnungen vorgesehen sind, an denen Ultraschallwandler angebracht werden können. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass der Eingriffsabschnitt der Absaugleitung im Probenentnahmezustand die Aussparung im Atemrohr durchgreift und in radialer Richtung über eine innere Mantelfläche des Atemrohrs übersteht. Dadurch kann sichergestellt werden, dass es bei der Absaugung der Atemgase nicht zu einer Vermischung mit der Umgebungsluft kommt. In diesem Zusammenhang ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Absaugöffhung im Probenentnahmezustand weniger als 20 mm, vorzugsweise weniger als 10 mm, insbesondere ca. 5 mm oder weniger, von der inneren Mantelfläche des Atemrohrs beabstandet ist. Durch eine geringe Eingriffstiefe der Absaugleitung wird der Querschnitt des Atemrohres durch die Absaugleitung nur geringfügig gesperrt, so dass eine Volumenstrommessung im Atemrohr unbeeinflußt durch die Konzentrationsmessung der Atemgase erfolgen kann. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, dass der Eingriffsabschnitt nicht über die innere Mantelfläche des Atemrohrs übersteht und mit der inneren Mantelfläche ausgefluchtet ist.
Im Probenentnahmezustand kann die Absaugleitung mit dem Eingriffsabschnitt formschlüssig gegen das Atemrohr im Bereich der Aussparung anliegen, wobei die Absaugleitung einen Anschlag für das Atemrohr beim Einschieben des Atemrohrs in das Gehäuseteil bilden kann. Beim Einschieben des Atemrohrs in das Gehäuseteil tritt das Atemrohr mit der Absaugleitung in Kontakt, so dass ein weiteres Einschieben vorzugsweise nicht mehr möglich ist. Hier können entsprechende Rastmittel vorgesehen sein, so dass das Atemrohr bei Erreichen der Probenentnahmestellung gegen ein ungewolltes weiteres Verschieben oder Herausziehen gegenüber dem Gehäuseteil gesichert ist. Die Aussparung ist an einem stirnseitigen Ende des Atemrohrs vorgesehen, insbesondere in Form eines Einschnittes im Randbereich des Atemrohres. Dadurch kann beim Einschieben des Atemrohres in das Gehäuseteil automatisch der Eingriff der Absaugleitung in die Aussparung im Atemrohr bewirkt wer- den.
Das Atemrohr kann im Probenentnahmezustand das Gehäuseteil durchgreifen, wobei die Absaugleitung gegenüber einem stirnseitigen Ende des Gehäuseteils vorgelagert sein kann. Vorzugsweise erfolgt die Entnahme der Gasprobe im Bereich des stirnseitigen Endes des Atemrohrs, d. h. ausreichend weit beabstandet von dem Mundstück und gegebenenfalls den im Atemrohr vorgesehenen Öffnungen, an denen beispielsweise Ultraschallwandler angreifen können. Im Zusammenhang mit der Erfindung hat sich gezeigt, dass im Bereich des Austritts des Atemgases aus dem Atemrohr besonders einfach eine Entnahme einer Gasprobe möglich ist, ohne dass hier eine Verfälschung der Meßergebnisse durch Vermischung des Atemgases mit der Umgebungsluft befürchtet werden muß.
Die Absaugleitung kann im Bereich des Eingriffsabschnitts einen an die Form der Aussparung angepaßten Querschnitt aufweisen. Dadurch läßt sich eine Vermischung der Atemgase mit der Umgebungsluft im Bereich der Absaugöffnung der Absaugleitung weitgehend ausschließen. Im übrigen kann es beim Inkontakttreten des Atemrohres mit der Absaugleitung im Bereich der Aussparung bei geeigneter Formgebung zu einem Selbstzentrieren des Atemroh- res in dem Gehäuseteil kommen.
In diesem Zusammenhang kann die Aussparung V-förmig ausgebildet sein mit in axialer Richtung zum Probanden hin gerichteter Spitze, wobei, vorzugsweise, der Eingriffsabschnitt der Absaugleitung dementsprechend einen keilförmigen oder dreieckförmigen Querschnitt aufweisen kann. Grundsätzlich kann die Aussparung jedoch auch eine andere Form aufweisen. Um im Probenentnahmezustand die Vermischung der Atemgase mit der Umgebungsluft möglichst ausschließen zu können, kann der Eingriffsabschnitt im übrigen im Wesentlichen spaltfrei bzw. flächenbündig im Bereich der Aussparung ge- gen das Atemrohr anliegen. Je nach Länge der Aussparung in dem Atemrohr kann der Ort der Probenentnahme mehr oder weniger weit von einem stirnseitigen Ende des Atemrohres beabstandet sein. Durch Verlegung der Probenentnahmestelle weg von dem stirnseitigen Ende des Atemrohres in Richtung zum Probanden bzw. zu einem Mundstück des Atemrohres kann einer Vermischung der Atemgase mit der Umgebungsluft sicher vorgebeugt werden. Beispielsweise kann die Aussparung als Längsschlitz ausgebildet sein und dabei eine Kulissenführung für den Eingriffsabschnitt der Absaugleitung bilden, wobei der Eingriffsabschnitt in der Art eines Nutensteins beim Vorschieben des Atemrohres relativ zur Ab- saugleitung in der Aussparung geführt ist. Die schlitzförmige Aussparung kann sich in axialer Richtung ausgehend von dem stirnseitigen Ende des A- temrohres zumindest bis in den Bereich des Gehäuseteils erstrecken.
Um sicherzustellen, dass es beim Einschieben des Atemrohrs in das Gehäuse- teil automatisch zu einem Einkoppeln der Absaugleitung in die Aussparung kommt, können an dem Atemrohr und an dem Gehäuseteil zueinander komplementäre Führungsvorsprünge und/oder Führungsausnehmungen für eine Zwangsführung beim Einführen des Atemrohrs in das Gehäuseteil vorgesehen sein. Dadurch läßt sich die Absaugleitung beim Einführen des Atemrohrs in das Gehäuseteil in einfacher Weise automatisch zum Eingriff in die Aussparung bringen.
Die Aussparung kann mit Bezug auf die Ausrichtung des Atemrohrs bei der Probenentnahme bzw. beim Halten der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch einen Probanden seitlich an dem Atemrohr vorgesehen sein. Dadurch wird die Leitungsführung von der Absaugleitung zu einer Analyseeinheit zur Messung der Gaskonzentrationen vereinfacht. Im übrigen wird das Handling der erfindungsgemäßen Vorrichtung für den Probanden vereinfacht. Um eine Kontamination der Absaugeinrichtung, der Sensorikeinheit und der Absaugleitung durch im Atem vorhandene Bakterien und andere Krankheitserreger zu vermeiden, kann die Absaugleitung an dem Gehäuseteil aus einem antibakteriellen Material gefertigt sein. Sie kann aber auch mit einem antibakteriell wirkenden Material beschichtet sein. Das Gehäuse mit der Absauglei- tung ist derart ausgelegt, dass es desinfiziert werden kann. In diesem Zusammenhang kann das Gehäuse eine Oberfläche mit gerundeten Kanten und einer geringen Oberflächenrauhigkeit aufweisen. Im übrigen kann auch das Gehäuse entsprechend mit einem antibakteriell wirkenden Material beschichtet sein oder aus einem antibakteriell wirkenden Material hergestellt sein. Gleiches gilt auch für das Atemrohr. Damit kann hohen Anforderungen an die Reinhal- tung und Hygiene entsprochen werden. Durch eine antibakterielle Beschich- tung kommt es zum Absterben von Bakterien und Keimen bei deren Kontakt mit den Oberflächen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei auch die Vermehrung von Bakterien und Keimen behindert wird. Beispielsweise können die Absaugleitung und/oder das Atemrohr und/oder das Gehäuseteil direkt aus einem antimikrobiellen Kunststoff hergestellt sein. Ergänzend können die Oberflächen schmutzabweisend ausgebildet sein und den Lotuseffekt nachbilden.
Es versteht sich, dass "antimikrobiell" sowohl antibakterielle als auch antivira- Ie Wirkungen von Beschichtungen oder Oberflächenbehandlungen umfassen soll.
Die vorgenannten Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung sowie die nachfolgend beschriebenen Aspekte und Merkmale der vorliegenden Er- findung können unabhängig voneinander, aber auch in einer beliebigen Kombination realisiert werden. Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Aus führungs form anhand der Zeichnung. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Entnahme einer Gasprobe schräg von oben im Probenentnahmezustand der Vorrichtung,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Atemrohres der in Fig. 1 dar- gestellten Vorrichtung schräg von oben,
Fig. 3 eine perspektivische Detailansicht des vorderen Endes der in Fig.
1 dargestellten Vorrichtung und Fig. 4 eine perspektivische Detailansicht des vorderen Endes des in Fig.
2 dargestellten Atemrohres. In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 1 zur Entnahme einer Gasprobe aus der menschlichen Atmung für den Einsatz in Spiroergometriegeräten dargestellt, die ein auswechselbares Atemrohr 2 und ein Gehäuseteil 3 aufweist, wobei das Atem- röhr 2 in das Gehäuseteil 3 einführbar ist, um die Vorrichtung 1 in einen Probenentnahmezustand zu überfuhren. Der Probenentnahmezustand ist in Fig. 1 dargestellt. Fig. 2 zeigt das Atemrohr 2. Bei dem Gehäuseteil 3 und dem A- temrohr 2 handelt es sich um separate Bauteile, die durch Ineinanderschieben koppelbar sind.
Das Atemrohr 2 weist eine Aussparung 4 an einem stirnseitigen Ende 5 des Atemrohrs 2 auf, wobei die Aussparung 4 eine Eingriffsöffnung für eine Absaugleitung 6 einer Absaugvorrichtung bildet. Die Absaugvorrichtung ist nicht im einzelnen dargestellt. Die Absaugleitung 6 ist über einen Schlauchanschluß 7 mit einer Gasleitung verbindbar, um mit der nicht dargestellten Absaugvorrichtung aus dem Atemstrom eine Gasprobe entnehmen und einer nicht im einzelnen dargestellten Sensorikeinheit zuführen zu können. In der Sensori- keinheit werden die Konzentrationen von Gaskomponenten des Atemgases, insbesondere von Sauerstoff und/oder Kohlendioxid und/oder weiterer Kom- ponenten, gemessen bzw. bestimmt.
Die Absaugleitung 6 wird gebildet durch eine Bohrung in einem langgestreckten Gehäuseabschnitt 8 und einem an dem Gehäuseabschnitt 8 vorgesehenen in radialer Richtung vorstehenden Eingriffsabschnitt 9. Am Ende des Ein- griffsabschnitts 9 ist eine Absaugöffnung 10 vorgesehen. Der langgestreckte Gehäuseabschnitt 8 ist mit dem Gehäuseteil 3 fest verbunden und in seiner Lage relativ zum Gehäuseteil 3 fixiert. In dem in Fig. 1 dargestellten Probenentnahmezustand steht die Absaugleitung 6 mit dem Eingriffsabschnitt 9 in radialer Richtung nach innen über die innere Mantelfläche 11 des Gehäuse- teils 3 über, wobei die Absaugleitung 6 mit dem Eingriffsabschnitt 9 die Aussparung 4 durchgreift und auch über eine innere Mantelfläche 12 des Atemrohres 2 derart übersteht, dass die Absaugöffnung 10 der Absaugleitung 6 innerhalb von dem Atemrohr 2, d. h. beabstandet von der inneren Mantelfläche 12 des Atemrohres 2, angeordnet ist. Im Ergebnis läßt sich bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung das Atemrohr 2 in einfacher Weise in das Gehäuseteil 3 einschieben, bis der Eingriffsabschnitt 9 der Absaugleitung 6 gegen das Atemrohr 2 im Bereich der Aussparung 4 formschlüssig zur Anlage kommt. Anschließend ist es dann in einfa- eher Weise möglich, eine Gasprobe aus dem Atemgasstrom über die Absaugöffnung 10 der Absaugleitung 6 zu entnehmen, wobei eine Vermischung der Atemgase mit der Umgebungsluft bei der Probenentnahme nicht oder nur sehr begrenzt auftritt. An dem Atemrohr 2 und an dem Gehäuseteil 3 sind zueinander komplementäre Führungsvorsprünge bzw. Führungsausnehmungen für eine Zwangsführung des Atemrohrs 2 beim Einführen in das Gehäuseteil 3 vorgesehen. In Fig. 2 ist ein Führungsvorsprung 13 an dem Atemrohr 2 dargestellt, der beim Einschieben des Atemrohres 2 in das Gehäuseteil 3 mit einer entsprechenden komple- mentär ausgebildeten Führungsausnehmung an dem Gehäuseteil 3 zusammenwirkt. Durch die komplementäre Formgebung von Atemrohr 2 und Gehäuseteil 3 wird das Atemrohr 2 beim Einführen in das Gehäuseteil 3 stets lagerichtig in dem Gehäuseteil 3 aufgenommen, so dass der Eingriffsabschnitt 9 in der Aussparung 4 eingreifen kann. Darüber hinaus können auf der Ober- und Unterseite des Rohres Erhebungen angebracht sein, die dazu dienen, das Atemrohr 2 in dem Gehäuseteil 3 einrasten zu lassen. An den Seiten des Gehäuseteils 3 befinden sich schräg zum Atemrohr 2 angeordnete Kammern 15, 16, die beispielsweise Ultraschallwandler für eine Strömungsmessung aufnehmen können, so wie dies aus dem Stand der Technik bereits bekannt ist.
In Fig. 2 ist das Atemrohr 2 dargestellt, das ein ausgeformtes Mundstück 17 an einem Ende aufweist. An der Oberseite des Mundstücks 17 sind Erhebungen 18 vorgesehen, die als Fixierelemente des Atemrohres 2 im Mund des Probanden dienen. Am Atemrohr 2 ist über den Führungsvorsprung 13 hinaus ein ringförmiger Anschlag 19 zur Begrenzung der Einschubtiefe des Atemrohrs 2 beim Einschieben in das Gehäuseteil 3 vorgesehen. Schließlich weist das Atemrohr 2 auf gegenüberliegenden Seiten Öffnungen 20 auf, die in an sich aus dem Stand der Technik bekannter Weise mit in den Kammern 15, 16 des Gehäuseteils 3 angeordneten Ultraschal lwandlern für die Messung der Strömungsgeschwindigkeit der Atemgase bzw. für die Bestimmung des Volumenstroms zusammenwirken können. Wie sich weiter aus Fig. 2 ergibt, ist die Stirnkante 21 des Atemrohres 2 an dem dem Mundstück 17 gegenüberliegenden stirnseitigen Ende 5 V-förmig eingeschnitten, so dass sich eine im Wesentlichen V-förmige Aussparung 4 ergibt. In dem in Fig. 1 dargestellten Probenentnahmezustand liegt das Atemrohr 2 im Bereich der Aussparung 4 im Wesentlichen spaltfrei gegen den Eingriffsabschnitt 9 der Absaugleitung 6 an, wobei der Eingriffsabschnitt 9 einen keil- oder dreieckförmigen Querschnitt aufweist, der an die Form der Aussparung 4 angepaßt ist. Dies ergibt sich insbesondere aus Fig. 3. Dadurch ist es möglich, dass eine Vermischung der Atemgase mit der Umgebungsluft bei der Probenentnahme weitgehend ausgeschlossen werden kann, was eine hohe Genauigkeit bei der Bestimmung der Atemgaskonzentrationen zuläßt. Durch die Keilform des Eingriffsabschnitts 9 und die geringe Erstreckung des Eingriffsabschnitts 9 in radialer Richtung zur Rohrmitte des Atemrohres 2 hin wird die Strömung im Atemrohr 2 nur wenig durch die Probenentnahme beeinflußt, was eine ungestörte Durchführung der Ultraschallmessung zuläßt.
Durch den langgestreckten Gehäuseabschnitt 8 der Absaugleitung 6 wird der Eingriffsabschnitt 9 und damit die Absaugöffnung 10 der Absaugleitung 6 in axialer Richtung nach vorne in den Bereich des stirnseitigen Endes 5 des A- temrohrs 2 verlagert. Die Absaugöffnung 10 ist dabei einige Zentimeter weit von einem stirnseitigen Ende 10a des Gehäuseteils 3 beabstandet, so dass störende Auswirkungen der Probenentnahme auf die Ultraschallmessung im Gehäuseteil 3 nicht auftreten.
Die Probenentnahme erfolgt somit kurz vor dem Austritt der Atemgase aus dem Atemrohr 2. In Zusammenhang mit der Erfindung konnte gezeigt werden, dass es bei einer Probenentnahme am stirnseitigen Ende 5 des Atemrohres 2 nur zu einer geringen bis vernachlässigbaren Vermischung von Atemga- sen mit der Umgebungsluft im Bereich der Probenentnahmestelle kommt und somit eine hohe Genauigkeit bei der Bestimmung der Atemgaskonzentrationen gewährleistet ist.

Claims

Patentansprüche:
1. Vorrichtung (1) zur Entnahme einer Gasprobe aus der menschlichen Atmung, insbesondere für den Einsatz in Spiroergometriegeräten, mit einem auswechselbaren Atemrohr (2) und einem Gehäuseteil (3), wobei das Atemrohr (2) in das Gehäuseteil (3) einführbar ist, um die Vorrichtung (1) in einen Probenentnahmezustand zu überführen, und wobei das Atemrohr (2) zur Kopplung mit dem Gehäuseteil (3) seitlich in das Gehäuseteil (3) einschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Atemrohr (2) eine Aussparung (4) als Eingriffsöffnung für eine an eine Absaugeinrichtung anschließbare Absaugleitung (6) aufweist, wobei die Absaugleitung (6) an dem Gehäuseteil (3) vorgesehen bzw. befestigt ist und einen Eingriffsabschnitt (9) mit einer Absaugöffnung (10) zur Entnahme der Gasprobe aus dem Atemrohr (2) aufweist, wobei der Eingriffsabschnitt (9) in radialer Richtung nach innen über die innere Mantelfläche (11) des Gehäuseteils (3) übersteht und im Probenentnahmezustand in die Aussparung (4) eingreift und wobei die Aussparung (4) an einem stirnseitigen Ende (5) des Atemrohrs (2) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingriffs- abschnitt (9) im Probenentnahmezustand die Aussparung (4) durchgreift und über eine innere Mantelfläche (12) des Atemrohrs (2) übersteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugöffnung (10) im Probenentnahmezustand weniger als 20 mm, vorzugs- weise weniger als 10 mm, insbesondere ca. 5 mm oder weniger, von der inneren Mantelfläche (12) des Atemrohrs (2) beabstandet ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugleitung (6) im Probenentnahmezustand mit dem Ein- griffsabschnitt (9) formschlüssig gegen das Atemrohr (2) im Bereich der Aussparung (4) anliegt.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (4) in Form eines Einschnittes im Randbereich des Atemrohres (2) vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Atemrohr (2) im Probenentnahmezustand das Gehäuseteil (3) durchgreift und dass die Absaugleitung (6) einem stirnseitigen Ende (10a) des Gehäuseteils (3) vorgelagert ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugleitung (6) im Bereich des Eingriffsabschnittes (9) einen an die Form der Aussparung (4) angepaßten Querschnitt aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (4) V-förmig ausgebildet ist und dass, vorzugsweise, der Eingriffsabschnitt (9) einen keilförmigen oder dreieckförmigen Querschnitt aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingriffsabschnitt (9) im Probenentnahmezustand im Wesentlichen spaltfrei gegen das Atemrohr (2) anliegt.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (4) schlitzförmig ausgebildet ist und, vorzugsweise, sich im Probenentnahmezustand vom Außenrand zumindest bis in den Bereich des Gehäuseteils (3) erstreckt.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Atemrohr (2) und an dem Gehäuseteil (3) zueinander komplementäre Führungsvorsprünge (13) und/oder Führungsausnehmungen für eine Zwangsführung des Atemrohrs (2) beim Einführen in das Gehäuseteil (3) derart vorgesehen sind, dass die Absaugleitung (6) beim Einführen des A- temrohrs (2) automatisch in die Aussparung (4) eingreift.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (4) mit Bezug auf die Ausrichtung des Atemrohrs (2) bei der Probenentnahme seitlich an dem Atemrohr (2) vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Atemrohr (2) und/oder das Gehäuseteil (3) und/oder die Absaugleitung (6) eine antibakterielle Beschichtung aufweist und/oder aus einem antibakteriell wirkenden Material hergestellt ist.
14. Atemrohr (2) für eine nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildete Vorrichtung (1), mit wenigstens einer an einem stirnseitigen Ende (5) vorgesehenen Aussparung (4) für eine Absaugleitung (6).
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