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Einrichtung zur Anregung physiologischer Funktionen bei Lebewesen,
insbesondere bei Menschen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Anregung
physiologischer Funktionen bei Lebewesen, insbesondere bei Menschen. Hauptsächlich
handelt es sich bei der Erfindung um die Herbeiführung einer künstlichen Atmung.
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Die bisherigen Einrichtungen zur Herbeiführung einer künstlichen Atmung
beruhen auf dem Prinzip der mechanischen Übertragung eines periodischen Druckes
auf die Rippenfellräume. Dies erfolgt entweder direkt, indem Luft oder Sauerstoff
durch den Nasen-Rachen-Raum und die Luftröhre in die Lungen gedrückt wird, oder
indirekt, indem man entweder die Brust oder den ganzen Körper mit Ausnahme des Kopfes
und des Halses einschließt und den eingeschlossenen Raum periodisch unter Druck
setzt, so daß die sich ergebende Brustbewegung die natürliche Atmung anregt.
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Obwohl diese Einrichtungen die künstliche Ahnung in erfolgreicher
Weise anregen, ist die erforderliche Apparatur verhältnismäßig groß, kostspielig
und kompliziert, so daß ihre Verwendung im wesentlichen auf Institute und Kliniken
beschränkt ist. Der Patient wird durch den ihn einschließenden Apparat in seinen
Bewegungen behindert, und seine Pflege und die ärztliche Beobachtung sind wesentlich
erschwert. Die Größe vieler Apparate der erwähnten Art schließt einen leichten Transport
derselben und ihre Verwendung in Notfällen und an abgelegenen Plätzen aus. Die hohen
Kosten der Apparate beschränken die Anzahl der bei einer Epidemie verfügbaren. Einheiten.
Eiiiwesentliches
piiysb3ogiselwreesichtspunkt ist'dex, daß alle bekannten Einrichtungen das Atmep
des Patienten durch Druckanwendung bewirken, was der normalen Atmung direkt" ;entgegesges@etzt-
:ist. Die nachfolgend beschriebene 'l inrichtunk `bewirkt da-. gegen die Atmung
durch rhythmische Erzeugung eines Unterdruckes im Pleuraraum, gerade wie dies bei
der natürlichen Atmung der Fall ist.
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Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung; wodurch
die künstliche Atmung in einfacher und natürlicher Weise angeregt wird. Bei der
Einrichtung gemäß der Erfindung wird der Patient in seinen Bewegungen nicht behindert,
und dem Patienten werden auch keine Schmerzen und kein Unbehagen bereitet. Die Einrichtung
gemäß der Erfindung ist klein und leicht zu handhaben, sie ist leicht transportabel
und kann an beliebiger .Stelle Verwendung finden. Dabei ist 'die 'Einrichtung verhältnismäßig
billig herzustellen, und sie'steht eine allgemeine Verbesserung auf dem Gebiete
der Atmungsgeräte dar.
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Im großen gesehen, befaßt sich die Erfindung mit der Anregung physiologischer
Funktionen eines Lebewesens, insbesondere des Menschen; indem einem Nervenstrang
ein periodisch wechselndes Potential übermittelt wird, das wiederkehrend bzw. abwechselnd
über den Schwellenwert des:- Individuums . ansteigt und dann wieder auf oder unter
diesen Wert absinkt. Unter dem Schwellenwert.versteht man denjenigen Wert, bei dem
das Zwerchfell' (oder. ein anderer Teil oder andere Teile der bzw. die angeregt
werden sollen) auf den Reiz anspricht. Zweckmäßig besteht jede Spannungsperiode
aus einer Mehrzahl von Impulsen, die in ihrer Amplitude schrittweise bis zu einem
Höchstwert ansteigen und .sich .dann wieder schrittweise vermindern. Innerhalb jeder
Periode können die Impulse voneinander durch Zwischenräume getrennt werden, oder
es .können zwischen den Perioden Zwischenräume vorhanden sein. Man kann auch gleichzeitig
sowohl zwischen den Impulsen als auch zwischen den Perioden Zwischenräume: vorsehen,
Obwohl das Potential in den Zwischenräumen sehr wohl auf Null abfallen kann, braucht
es nur in den Bereich des Schwellenwertes abzusinken. Die physiologische Wirkung
der Anregung kann auf die Bedürfnisse der verschiedenen Individuen und auf verschiedene
Krankheitszustände eingestellt werden, und zwar durch Änderung der Amplitude der
Impulse, durch Änderung der. Dauer der Impulse, der Länge des etwa vorhandenen Zwischenraumes
zwischeft aufeinanderfolgenden Impulsen, der Amplitude der Perioden, der Länge jeder
Periode oder der Länge des etwa vorhandenen Zwischenraumes zwischen aufeinanderfolgenden
Perioden. Auch eine gleichzeitige Änderung mehrerer dieser veränderlichen Größen
ist möglich.
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Es ist angängig, das Potential magnetisch oder elektromagnetisch,
beispielsweise durch Übertragung von Impulsen, von einer äußeren Quelle auf einen
kleinen magnetischen oder Radioempfänger, der teilweise oder vollständig innerhalb
des Patienten angeordnet ist, hervorzurufen. Zweckmäßig ist es jedoch, das Potential
durch' Leitung finit Hilfe von getrennten, an verschiedenen Stellen auf der Haut
des Individuums angeordneten Kontaktmitteln oder direkt mit Hilfe von' Sonden dem
Nerv< zu; ~uführen.' Ausgeieichnete Ergebnisse sind mit Sonden erzielt worden,
die direkt an dem Zwerchfellnerv angeordnet wurden. Es hat sich jedqch; gezeigt,
daß es auch möglich ist, eine ständige züfriedenstellende Atmung zu erzielen, die
sowohl hinsichtlich der äußeren Erscheinung der At ungsbemühungen als auch hinsichtlich
der physi61 qgischen Wirkung auf Luftwechsel und Zirkulation normaler natürlicher
Atmung nahekommt, indem man die Quelle des periodisch wechselnden Potentials mit-
einem Paar Elektroden verbindet, von denen eine auf'die den Verlauf des Zwerchfellnerven
bedeckende Hautpartie aufgelegt wird, so daß man das Potential dem Nervenstrang
indirekt durch die- Haut zuführt. Die zweite Elektrode wird auf irgendeine andere
Stelle der Körperoberfläche gelegt, wie zum Beispiel auf :die Rückseite des Halses,.
so daß der Weg des Reizstromes einen Teil des'Zwechfellnerven oder eine seiner anatomischen
Wurzeln einschließt. Die dem Nerv zunächst liegende Elektrode steht mit der Haut
zweckmäßig auf einer verhältnismäßig kleinen Fläche in Berührung, während die zweite
Elektrode die Haut auf einer verhältnismäßig großen Fläche berührt. Die Elektrode
mit der kleinen Berührungsfläche wird als Untersuchungs- oder Prüfelektrode verwendet,
um die Stelle aufzufinden, bei der -die zweckmäßigste Anregung oder Reizung des
Zwerchfellnerven hervorgerufen wird.
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In ähnlicher Weise ist es möglich, eine Ventilation der Lungen durch
periodische Reize der zu der Bauchmuskulatur führenden Nerven zu bewirken, die bei
ihrer Zusammenziehung Luft aus den Lungen drückt und bei ihrer Entspannung der Luft
ermöglicht, wieder in die. Lungen einzutreten.
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Die zur Erregung der zu dem Zwerchfell oder anderen Muskeln führenden
Bewegungsnerven erforderliche Spitzenspannung ändert sich mit der zu behandelnden
Person und mit der Anwendungsstelle auf den betreffenden Patienten. Diese zur Reizung
der Bewegungsnerven.erforderliche Spitzenspannung liegt jedoch unterhalb des Schwellenwertes,
der erforderlich ist,. um schmerzleitende Nerven zu erregen. Somit kann eine wirksame
Atmungstätigkeit hervorgerufen werden, ohne bei dem Patienten eine SchMerzempfindung
zu bewirken. Wenn das Potential durch die Haut zur Wirkung gebracht wird, so sind
für gewöhnlich 5 bis 2o Volt erforderlich. Erfolgt die Anlage des Potentials dagegen
unmittelbar mittels einer Sonde auf einen Nerven, so ist ein Bruchteil von i Volt
(etwa''[, Volt) meist ausreichend.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind zum Zwecke der Erläuterung
in der Zeichnung dargestellt. Hierin sind Fig. i ein Schaltschema; einer Ausführungsform
der Erfindung, Fig. 2 eine schaubildliche Ansicht einer Ausführung der Sonde, Fig.
g die Kurve einer charakteristischen Potentialwelle in Abhängigkeit von der Zeit,
wie man sie mit der in Fig. i gezeigten Ausführungsform erhält, Fig. ¢ ein Schaltschema
einer anderen Ausführungs= form, Fig. 5 ein Bild, das die Wellenform des von dem
Oszillator
dem Impulserzeuger auf der Linie 5-5 in Fig. 4 zugeführten Potentials zeigt, Fig.
6 ein Bild der Wellenform des von dem Impulserzeuger auf der Linie 6-6 in Fig. 4
gelieferten Potentials, Fig. 7 ein Bild der Wellenform des dem Potentiometer auf
der Linie 7-7 in Fig.4 gelieferten Potentials und Fig. 8 ein Bild des durch das
Potentiometer auf der Linie 8-8 der Fig. 4 dem Patienten zugeführten Potentials.
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Bei der zum Zwecke der Erläuterung gewählten besonderen Ausführungsform
der Erfindung wird ein periodisch wechselndes elektrisches Potential zur Anregung
oder Reizung des Zwerchfellnerven oder anderer Nerven eines Individuums mit Hilfe
eines Vakuumröhrenoszillators Os und eines Rechteckwellen-Generators G erzeugt.
Diese Vorrichtungen können von der dem Fachmann bekannten Art sein. Die Verbindung
zwischen dem Oszillator Os und dem Generator G ist in der Weise bewerkstelligt,
daß eine Anode p1 der Oszillatorvakuumröhre V1 an eine Generatorspeiseklemme t1
und eine Röhrenkathode k1 an eine Generatorspeiseklemme t., angeschlossen ist, wozu
die Leitungen ii bzw. 12 dienen. Zwischen einem Röhrensteuergitter g1 und der Kathode
k1 liegt ein Schwingungskreis, in welchem eine Drossel L1 mit einer veränderlichen
Kapazität Cl parallel liegt. Zwischen den Generatorklemmen t1 und t2 liegt der von
dem Oszillator gespeiste Kreis, welcher eine Kapazität C2 und parallel damit eine
Drossel L, enthält. Die Kreiselemente des Oszillators Os und der Generator G sind
so bemessen, daß man an den Abgabeklemmen t;, und t4 des Generators ein periodisch
wechselndes Potential von rechteckiger Wellenform mit einer Pulsationsdauer von
o,ooi Sek. erhält. Die Abgabeleistung des Generators G ist durch beliebige bekannte
:Mittel regelbar, so daß man Pulsationen mit einem Spitzenpotential erhält, das
sich zwischen o,o und 6o Volt ändert.
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Die gewünschte Dauer der periodischen Änderungen des Spitzenpotentials
erhält man mittels eines Reglers, wie z. B. mittels eines Potentiometers Rv, das
aus einem umlaufenden Kontakt 13, einem Isoliersegment 14 und einer angezapften
Wicklung 16 besteht. Die Anzapfungen der Wicklung 16 werden abwechselnd durch einen
Drehschalter s über eine Leitung 17 mit der Klemme t3 verbunden. Eine Leitung stellt
eine Verbindung des anderen Endes 15 der Wicklung 16 mit einer Abgabeklemme t4 des
Generators sowie mit einer Kathode k2 einer Vakuumröhre v2 her. Ein Gitter g2 und
eine Anode p2 der Röhre v2 sind durch eine Leitung i9 mit einer der Sonden P des
Sondenträgers S (Fig. 2) verbunden, der nachfolgend im einzelnen beschrieben werden
wird. Die andere Sonde P steht durch eine Leitung 20 mit dem umlaufenden Kontakt
13 des Potentiometers Rv in Verbindung.
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Der umlaufende Kontakt 13 wird durch einen Motor M mit Rädervorgelege
angetrieben, der an die Netzklemmen a und c angeschlossen ist. Zur Geschwindigkeitsregelung
des Motors M ist sein Nebenschlußfeld F in Reihe -reit einem veränderlichen Widerstand
r mit den Klemmen a und c verbunden. Wie aus Fig.2 ersichtlich, besteht
der Sondenhalter S aus einer Mulde 21, die aus nachgiebigem Isolierstoff, wie i.
B. aus halbhartem Gummi, hergestellt ist. Die Mulde 21 hat halbkreisförmige Form,
und an ihrer Innenseite sind zwei metallische Sonden P befestigt, welche mit biegsamen
Leitungen i9 bzw. 20 in Verbindung stehen. Die Sonden P sind in zwei verschiedenen,
die Zylinderachse schneidenden Ebenen angeordnet, zwischen denen sich ein Zwischenraum
von etwa i cm befindet. Die Innenseite der Mulde und die Sonden P sind so ausgeführt,
daß sie eine im wesentlichen glatte Oberfläche bilden, die die Umhüllung des Zwerchfellnerven
N berührt, dem der Reiz zugeführt werden soll.
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Am Hals des Patienten wird ein kleiner Einschnitt gemacht, so daß
der Zwerchfellnerv N frei liegt. Der Sondenträger S wird dann unter den Nerv N geschoben,
so - daß er den Nerv in der in Fig. 2 gezeigten Weise untergreift. Wenn die Sonde
P über die Innenfläche der Trägermulde 21 vorsteht, so wird der Nerv N dem elektrischen
Potential ausgesetzt, das an die Sonden P angelegt wird.
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Um die Atmung anzuregen, wird den Sonden P ein periodisch wechselndes
Potential mit den in Fig. 3 gezeigten Charakteristiken zugeführt. Dieses Potential
besteht aus einer Reihe von rechteckigen Pulsationen oder Impulsen w mit Spitzenwerten,
die sich so ändern, daß die Einhüllungskurve e gebildet wird. Wenn der Impuls w1
angelegt wird, so reizt der niedrige Spitzenwert des Potentials nur wenige Fasern
des Zwerchfellnerven N, und die entsprechenden von diesen Fasern beeinflußten Muskelabschnitte
des Zwerchfells ziehen sich zusammen. Da die Spitzenspannung der darauffolgenden
Impulse w anwächst, werden mehr und mehr Fasern in dem Zwerchfellnerv erregt und
daher mehr und mehr Muskelabschnitte des Zwerchfells zur Kontraktion gebracht, bis
das Zwerchfell als Ganzes einer kräftigen Zusammenziehung unterliegt, wodurch der
Pleuraraum expandiert und Luft in die Lungen eingesaugt wird. Das Aufhören der Reize
bei der Rückkehr der Spannung auf einen konstanten niedrigen oder Nullwert (wie
z. B. auf Null nach dem Impuls wp in Fig. 3) bewirkt eine Entspannung des Zwerchfells
und eine Verminderung der Größe des Pleuraraumes, so daß die Luft aus den Lungen
ausgestoßen wird. Die Folge von niedrigen, schrittweise ansteigenden und plötzlich
absteigenden Spannungsperioden wird dann wiederholt.
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Die Frequenz der Pulsationen w, die maximale Amplitude des Impulses
wp und die relative Dauer der Perioden niedrigen und ansteigenden Potentials sind
unabhängig gemäß den konstitutionellen Erfordernissen des Patienten regelbar, wie
dies nachfolgend beschrieben werden wird, so daß man einen normalen Atmungsverlauf
erhält. Wenn der normale Atmungsverlauf nicht bekannt ist, so kann man Versuche
mit niedrigen Spannungswerten anstellen, die schrittweise erhöht werden, bis das
Aussehen des Patienten, z. B. die Hautfarbe und die Atmungsbewegung anzeigen, daß
von dem Blut genügend Sauerstoff aufgenommen und genügend Kohlendioxyd abgeschieden
wird.
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Zur Erzeugung der in Fig. 3 gezeigten Wellenform
liefert
der Oszillator Os an die' Speiseklemmen t1 und 1,
und damit an den Generator
G eine sinusförmige Welle. An die Generatorklemmen !s und t4
wird darauf-
hin eine Reihe von rechteckigen Impulsen w von einer Dauer von
o,ooi Sek. und von der gleichen Frequenz wie die Sinuswelle abgegeben. Ein Regelmittel,
wie z. B. der Kondensator Cl, wird so eingestellt, daß die Frequenz der von dem
Oszillator Os gelieferten Sinuswellen und damit die Frequenz der rechteckigen Impulse
w im Bereich von 5 bis 6o Hertz liegt. Üblicherweise wird man eine Frequenz von
annähernd 4o Hertz anwenden, wobei der Bestwert, wie oben beschrieben, bestimmt
wird. Die Leistung des Generators G wird so eingeregelt, daß man ein optimales Spitzenpotential
wp in dem Bereich von o,i bis 6o Volt erhält. Die Röhre Va dient zur Strombegrenzung,
so daß der Sondenstrom stets auf einen Sicherheitswert beschränkt ist.
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Die einhüllende Kurve a erhält man, indem der Kontakt 13 des Potentiometers
Rv mittels des Zahnradvorgelegernotors M im Uhrzeigersinn gedreht wird. Wenn der
Kontakt 13 die isolierenden Segmente 14 berührt, so ist keine Verbindung vorhanden,
und das Potential zwischen den Sonden P ist, wie bei 0 in Fig. 3 angegeben, gleich
Null. Wenn der Kontakt 13 die Wicklung 16 zuerst bei 1g berührt, so erhalten die
Sonden P einen Impuls wie den Impuls w1 in Fig. 3. Wenn der Kontakt 13 dann auf
seinem Weg fortschreitet, so nimmt der in Reihe mit dem Sondenstromkreis liegende
Widerstand ab, so daß die aufeinanderfolgenden Impulse w Spitzenwerte von wachsender
Größe haben. Ist der Punkt erreicht, an dem kein Widerstand in dem Sondenstromkreis
verbleibt und der Impuls wp einen Spitzenwert von annähernd der gleichen Größe wie
das Spitzenpotential der an den Generatorklemmen t, und i, auftretenden Pulsationen
hat, so gleitet der Kontakt 13 wieder auf die isolierenden Segmente 14 über, und
das Potential zwischen den Sonden fällt auf Null ab. Bei den folgenden Umdrehungen
des Kontaktes 13 wiederholt sich dieses Spiel.
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Die Frequenz, mit der sich das Spiel wiederholt, hängt von der Geschwindigkeit
des Rädervorgelegemotors M ab, dessen antreibende Welle in ihrer Drehzahl von etwa
6 bis 6o Umdrehungen in der Minute verändert werden kann, damit man die optimale
Dauer der Atmungsperiode in dem Bereich von i bis io Sekunden erhält. Die Einstellung
der absoluten Dauer der Periode ansteigenden Potentials erfolgt mittels des Schalters
s.
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Bei der zweiten in Fig.4 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist
eine Vakuumröhre V,. mit einer in ihrem Anodenkreis angeordneten Wicklung Lm vorgesehen,
die mit einer- Wicklung Lla in dem Gitterkreis der Röhre magnetisch gekoppelt ist,
so daß die Rückkopplung bewirkt, daß die Röhre in Schwingung tritt: Das Potential
für das Röhrengitter wird in üblicher Weise von einem Widerstand r, und einer Kapazität
c, geliefert. Die von dem Oszillator abgegebene, sich gemäß dem Sinusgesetz
nach Fig. 5 ändernde Energie erscheint auf der Linie 5-5 in Fig.4. Die vom Oszillator
abgegebene Energie wird zur Erregung eines Impulsgenerators benutzt, der mit dem
Oszillator über einen Koppelkondensator c4 ver-
bunden ist. Der Generator
hat zwei Vakuumröhren V$ und V4, deren Kathoden k$ und k4 miteinander verbumden
sind, während die Röhrenanoden a, und a, über die Widerstände r3 bzw. r4 mit der
B-Strornquelle in Verbindung stehen.
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Das Gitter g, der Röhre V' wird normal beaufschlagt, so daß die Röhre
bei Abwesenheit eines negativen Steuersignals von dem Oszillator leitet. Die Gitterbeaufschlagung
wird durch Verbindung eines Anzapfwiderstandes r, zur B-Stromquelle bewirkt. Der
Widerstand r, ist mit zwei einstellbaren Kontakten x, und x2 versehen. Der Kontakt
x, ist unmittelbar mit den Kathoden kg und k4 verbunden, während' der Kontakt x$,
der auf ein mehr negatives Potential als der Kontakt x, eingestellt ist, über die
Widerstände r- und r, mit dem Gitter g, in Verbindung steht. Das Gitter ist fernerhin
über den Kondensator, an die Anode a4 der Röhre V4 angeschlossen. Das Gitter g4
steht mit der Verbindungsstelle der Widerstände r, und r" in Verbindung,
die zwischen der Anode a, und der Erde in Reihe liegen, so daß bei leitender Röhre
V, das Gitter g4 genügend negativ ist, so daß die Röhre V4 nicht leitet.
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Die Kopplungskapazität c4 des Oszillators steht mit der Verbindungsstelle
der Widerstände r; und r, in Verbindung, so daß das Gitter g3 während des negativen
Teiles der gelieferten Welle gegenüber der Kathode k$ negativ beaufschlagt wird,
wodurch der Stromfluß durch die. Röhre V$ gesperrt ist. Das Potential des Gitters
g4 wird daraufhin mehr positiv, so daß die Röhre V4 leitet und dabei Strom durch
den Widerstand r4 zieht. Der sich ergebende Spannungsabfall im Widerstand r4 veranlaßt
einen Stromfluß durch die Widerstände r7 und r,, wodurch das dem Gitter g3 aufgedrückte
Potential schrittweise ansteigt, bis nach einer hauptsächlich durch die Zeitkonstante
der Reihenschaltung der Kapazität c, und der Widerstände r., und r, und in
geringerem Ausmaß durch die Ohmsche Charakteristik von r4 und die B-Stromqupllenspannung
bestimmten Zeitspanne, das Gitter g, genügend' positiv wird, so daß die Röhre V=
wieder leitet. Der Spannungsabfall in r, drückt dem Gitter g4 dadurch ein 'relativ
negatives Potential auf, so daß die Röhre V4 gesperrt wird. Dadurch, daß man äen
Ohmschen Wert des Widerstandes r4 gegenüber dem Ohmschen Gesamtwert der Widerstände
r7 und r,
verhältnismäßig klein macht, so daß der die Kapazität c, aufladende
Strom die Größe des Spannungsabfalls in dem Widerstand r4 nicht wesentlich be4influßt,
entsteht in r4 ein rechteckiger Spannungsimpuls, der in der Form der in Fig. 6 gezeigten
Spannungswelle ähnlich ist, jedoch einen geringeren Spitzenwert hat. Die Periode
der Impulse an dem Widerstand r4 kann durch Änderung entweder des Wertes des Widerstandes
r7 oder desjenigen der Kapazität c, eine Änderung erfahren, indem dadurch die Zeitkonstante
des RC-Stromkreises geändert wird.
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Die rechteckige Potentialwelle wird mittels eines Koppelkondensators
c7 und eines Anzapfwiderstandes r", die zwischen der Anode a4 und der Erde in Reihe
liegen, dem Gitter g5 einer Verstärkungsröhre V6 zugeführt. Das Gitter g6 ist mit
dem Anzapfkontakt
verbunden, um die Verstärkerleistung regelbar
zu machen, wodurch die Spitzenamplitude der in Fig. 6 gezeigten Impulse bestimmt
wird. Die Beaufschlagung des Gitters g, erfolgt durch einen Widerstand r1, der zwischen
der Kathode k, und der Erde liegt. Das B-Potential für die Anode a5 wird über einen
Widerstand r1, geliefert.
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Die von dem Verstärker gelieferte Energie wird einem Spitzenwertstromkreis
zugeleitet, der eine Kapazität c. enthält, die zwischen den einen Enden der parallelen
Wicklungen r14 .und r1, eines Potentiometers Rvl angeschaltet ist. Die entgegengesetzten
Enden der Wicklungen r14 und r, sind geerdet. Sowohl der Wert der Kapazität c8 als
auch der Parallelwiderstandswert der Widerstände r14 und r1, sind klein gemacht,
wodurch die Zeitkonstante ihre Reihenschaltung kurz ist, so daß aufeinanderfolgende
Wechsel in der zugeführten rechteckigen Potentialwelle abwechselnd eine Ladung und
Entladung der Kapazität c8 über das Potentiometer Rvl bewirken. Die die Kapazität
über das Potentiometer Rvl ladenden und entladenden Stromflüsse verlaufen in entgegengesetzten
Richtungen, so daß der Spannungsabfall in den Windungen r14 und r" eine Reihe von
abwechselnd positiven und negativen scharfspitzigen Impulsen ergibt, die die in
Fig. 7 gezeigte Form haben.
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Die Elektroden p1 und p, welche die Aufgabe haben, die Spitzenimpulse
dem Körper des Patienten zuzuführen, stehen mit dem drehbaren Arm 131 des Potentiometers
Rvl bzw. mit der Erde in Verbindung.
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Wie oben mit Bezug auf die erste Ausführungsform der Erfindung beschrieben
wurde, erfolgt die Modulation der Spitzenimpulse nach Fig. 7 durch Drehung des Armes
131 des Potentiometers Rvl im Uhrzeigersinn mittels eines Motors Ml. Dadurch erhält
man eine periodische Änderung der Spitzenamplitude der Impulse und eine Einhüllungskurve
ähnlich der in Fig.8 gezeigten.
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Wenn sich der Arm 131 des Potentiometers Rvl in seiner Grundstellung
befindet, so ist das Potential zwischen den Elektroden p1 und p$ Null, wie bei 0'
(Fig. 8). Wenn sich nun der Potentiometerarm 131 aufwärts bewegt, so steigt das
Elektrodenpotential schrittweise bis zu einem Spitzenwert e' an, wenn der Arm 131
die Verbindungsstelle zwischen den Widerständen r14 und r1, erreicht. Wenn dann
der Arm 131 sich längs der Wicklung r1, abwärts bewegt, so wird mehr und mehr Widerstand
in den Stromkreis eingeschaltet, so daß das Elektrodenpotential eine Verminderung
erfährt. Da die Wicklung r1, beträchtlich kürzer ist als die Wicklung r1, so bewirkt
der sich mit gleichförmiger Geschwindigkeit bewegende Arm 131 den Abfall des Elektrodenpotentials
auf den Nullwert (0" in Fig. 8) in einer Zeit, die kürzer ist als die Zeitspanne,
die erforderlich ist, um das Potential auf den Spitzenwert e' ansteigen zu lassen.
Die Periode, während deren das Nullpotential zwischen den Punkten 0' und 0" in Fig.
8 andauert, ergibt sich daraus, daß der Arm 131 während des Kontaktes mit
dem Abschnitt 141 von niedrigem Widerstandswert geerdet ist.
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Die Sondenelektroden p1 und p2 können der in Fig. 2 gezeigten Sonde
ähnlich sein, die unmittelbar an den Nervenstrang angelegt wird. Es kann sich dabei
aber auch um Oberflächenelektroden üblicher Art handeln, die nahe dem Nerven auf
die Haut aufgelegt werden. In diesem Falle muß das Spitzenpotential erhöht werden.
Durch Einregelung der Impulsfrequenz, der Maximalamplitude des Reizpotentials und
der relativen Dauer der Phasen des Atmungskreislaufes mit ansteigender und absteigender
Spannung kann man, wie oben beschrieben, einen Atmungsvorgang erzielen, der den
konstitutionellen Erfordernissen bei dem betreffenden Patienten angepaßt ist. Das
Aussehen des Patienten, z. B. seine Hautfarbe und die Atmungsbewegung, zeigen an,
wenn eine genügende Ventilation stattfindet. Es kann dies auch mehr quantitativ
bestimmt werden, z. B. durch Feststellung des Blut-p$-Wertes oder des Gasgehaltes
oder der Gasspannungen im Blut oder durch Analyse der vom Patienten ausgeatmeten
Luft.
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Bei den oben beschriebenen besonderen Ausführungsformen wird das Ausmaß
der Zwerchfellkontraktion und damit die Tiefe der Atmung durch Amplitudenregelung
am Impulsgenerator eingestellt, während die Atmungsgeschwindigkeit durch die Motordrehzahl
geregelt wird. In manchen Fällen kann es vorteilhaft sein, eine Impulsfrequenz anzuwenden,
die sich mit den Änderungen des Spitzenpotentials ebenfalls ändert. Diese Änderung
kann man durch Kupplung der Impulsfrequenzregelung mit der Motorwelle erzielen.
Obwohl die oben beschriebenen Ausführungsformen einen getrennten Oszillator und
Impulsgenerator zeigen, ist es selbstverständlich möglich, einen selbst erregten
Impulsgenerator zu benutzen oder die rechteckigen Impulse unmittelbar von einer
sinusförnügen Wechselstromquelle durch geeignete, die Wellenform entsprechend verändernde
oder beschneidende Kreise oder von einem mechanisch angetriebenen Kontaktgeber zu
beziehen. Die oben beschriebenen Ausführungsformen zeigen mechanisch angetriebene
Potentiometer zur Modulierung des wirksamen Wertes des Reizpotentials. Es ist jedoch
auch angängig, diese Modulation auf nicht mechanischem Wege, z. B. durch Elektronenröhrenkreise,
zu bewirken.
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Die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränken die Erfindung in
keiner Weise. Sie können Abänderungen erfahren, ohne daß damit der Rahmen der Erfindung
verlassen wird.