Del' Barospirator,ein neuer Apparat fur knnstliche Atmung.1

Von

T. Thunberg.

(Aus dem Physiologischen Institut der Univeraitat zu Lund.)

(Mlt"S Flgoren 1m Ted.)

In dem Physiologischen Institut der Universitat Lund ist seit einigerZeit ein Apparat im Gebrauch, der es ermoglicht, den Lungen einer PersonLuft zUZllfiihren, ohne daB die fragliche Person, mechanisch gesehen,zu atmen braucht, ohne daB sie also die gewohnlichen Inspirations- undExspirationsbewegungen 'mit ihrem Brustkorb auszufiihren braucht.Derartige Bewegungen werden auch nicht kiinstlich herbeigefiihrt. Wasfemer den Apparat auszeichnet, ist, daB dies erreicht wird, ohne daBman eine Kaniile in die Luftwege der Person einzufuhren oder auf ahn­liche Weise sie zu belastigen braucht. Sie hat nur in einem geschlossenenLuftraum, einer "Respirationskammer", Platz zu nehmen, ffir das iibrigesorgt der Apparat.

Das Prinzip, das dem Apparat zugrunde liegt, ist ziemlich einfach.Ein bekannter Satz der Physik lehrt, daB die Gasmenge in einem

Gasbehalter, also die dort vorhandene Anzahl Gasmolekiile, bei kon­stantem Volumen und Temperatur, von der GroBe des Druckes abhangigist, unter dem das Gas im Behalter steht. Handelt es sich um ein idealesGas, ist die Gasmenge unter diesen Umstanden dem Druck proportional.

Unsere Lungen konnen nun als Gasbehalter angesehen werden, diebei offener Glottis und unter gewohnlichen Verhaltnissen frei mit derAtmosphere kommunizieren. Sie zeigen daher den gleichen Gasdruckwie der in der Atmosphare herrschende. Dies ist besonders der Fall,

1 Der Redaktion am 9. Februar 1926 zugegangen.

DER BAROSPIRATOR USW. 81

wenn man zufallig mit den Respirationsbewegungen aufhort und dievon diesen hervorgerufenen kleinen Druckdifferenzen also nicht mehrmitwirken.

Die Lungenventilation setzt ein rhythmisch verlaufendes Zu- undAbnehmen del' Luftmenge im Gasraum del' Lungen voraus.

Diese Variation del' Gasmenge wird unter allen biologischen Ver­haltnissen durch eine Anderung des Volumens des Gasraumes als Folgedel' Respirationsbewegungen zustande gebracht, wobei Temperatur undDruck fast konstant verbleiben. Die normale Ventilation hat also (wenig­stens primal', siehe unten) den Charakter einer "V 0 Iu m v e ntil a t ion"("Volumatmung").

Theoretisch sollte sie indessen auch bei konstantem Volumen statt­finden konnen, durch eine rhythmische Anderung von Temperatur oderDruck des Gases. Riel' haben wir keinen AnlaJ3 mehr, uns mit den theo­retischen Moglichkeiten fiir die Ventilation del' Lungen zu beschaftigen,die von Temperaturanderungen del' Lungengase ausgehen wiirden. W0

wir hier dagegen verweilen wollen, das ist die bisher nirgends hervor­gehobene Moglichkeit, einen Wechsel del' Lungenluft durch rhythmischeAnderung ihres Druckes bei konstantem Volumen herbeizufiihren. Wiehier gezeigt werden wird, kann diese Art des Gaswechsels, "Druck­ventilation" oder Druckatmung, wie wir sie nennen wollen, soeffektiv gemacht werden, daJ3 sie in diesel' Hinsicht del' biologischenVolumventilation entspricht.

Zur weiteren Beleuchtung des Gedankenganges, del' obiger Dis­kussion zugrunde liegt, sei hier ein Gedankenexperiment vorgetnhrt.

Denken wir uns einen groJ3eren, luftdichten und lufterfiillten .Raum A,in dem sich ein offener, kleinerer Gasbehalter B befindet, z, B. eine Glas­flasche, die durch ihre Offnung mit dem Luftraum A in freier Kom­munikation steht. Wenn nun del' Druck in A rhythmisch erhoht underniedrigt wird, z. B. durch Kolbenbewegungen einer Luftpumpe, muJ3bei [eder Steigerung des Druckes in A mehr Luft in B hineinstromen,Jedesmal wenn del' Druck in A sinkt, stromt dagegen Luft aus B heraus,Wiirden wir die Offnung del' Flasche B mit einer Vorriehtung versehen,die dort die Bewegungen del' Luft sichtbar werden lieBe, z.B. einen Wasser­verschluB, so wiirde man beobachten, wie Gas durch den Wasserverschlul3 .abwechselnd aus- und eintritt.

Nun.ist zu beachten, daB diese Ventilation del' Luft in del'tlasch.e \Bzustandekommt, trotz daB das Volumen del' Flasche wahrend der, ganzenZeit konstant ist. Durch diese Druckventilation wird also das gleiehe

Skandinav. Archlv. XLVIII. . 6

82 T. THUNBERG:

erreicht, was sonst durch eine Anderung des Volumens des Behalterserzielt werden kann, z. B. durch Bewcglichmachen seines Bodens wieder Kolben in einer Spritze, oder durch bewcgbare Seiten, wie dies beieinem Balg der Fall ist.

Der hier hervorgchobene Umstand, daf der Gasinhalt eines Gas­raumes unter sonst gleichen Verhaltnissen dem Drucke proportionalvariiert, muf in bezug auf die Gasmengc in den Lungen herbeifuhren,daB die Lungen bei ein und demsclben Lungenvolumen bei hoheremBarometerstand mehr Luft fassen als bei niedrigem. Ein oben in denAlpen sich befindender Mensch hat also bei gleichem Lungenvolumeneine geringere Luftmenge in seinen Lungen als einer, der sich an der Meeres­kiiste aufhalt. Auf die gleiche Weise miissen die fortwahrenden Ver­anderungen, die der Luftdruck an ein und demselben Ort unterworfenist, Schwankungen in der mittleren Luftmenge der Lungen herbeifiihren.

Da indessen der Atmungesbedarf des Menschen ein derartiger ist,daf er im grolsen ganzen erfordert, daB die Lungenluft bei jedem Atemzugurn etwa 1/6erneuert wird und daf dies ungefahr 16 mal pro Minute statt­findet, ist leicht einzusehen, daB die Ventilation der Lungen, die aufGrund der taglichen Barometerveranderungen oder dadurch zustande­kommt, daf sich eine Person wahrend ihren Ortsanderungen in derLandschaft oder unter ahnlichen Verhaltnissen in der Vertikalebenebewegt, fiir die Befriedigung des Atmungsbedarfes keine biologischcRolle spielen kann. Sollen die Lungen infolge Sinkens des Barometer­standes 1/6ihres Luftinhaltes abgebcn, muf der Druck von 760 auf 533 mmHg sinken. SoIl dieses Sinken durch eine Ortsveranderung vom Meeres­niveau nach oben zustandekommen, so isterforderlich, daB man nichtweniger als 3 Kilometer in die Hohe steigt. Sollte die Atmung in er­forderlichem Grade, bei konstantem Lungenvolumen, durch die mit denNiveauveranderungen des Individuums verbundenen Anderungen derGasmenge in den Lungen vermittelt werden, so miiBten also die Os­zillationen des Individuums in der. Hohenrichtung eine Amplitude vonfast 3 Kilometer und eine Frequenz von 16 pro Minute haben. DaB dieAusfiihrung einer derartigen Bewegung undenkbar ist, wird ohne weitereseingesehen.

Nichts hindert indessen, ein Versuchsindividuum in einen ge­schlossenen Luftraum zu bringen, wo der Luftdruck durch die Wirkungder Kolb~nstOBe einer Luftpumpe erhoht und erniedrigt wird ..

Urn die Priifung hergchoriger Verhiiltnisse zu ermoglichen und be­sonders urn zu untersuchen, ob die durch die Theorie vorausgesetzte

DER BAROSPIRATOR USW. 83

Moglichkeit, den normalen Bedarf an Lungenventilation durch Druck­oszillationen (Druekpulsationen) del' AuBenluft voUkommen zu ersetzen,sich in Wirklichkeit auch durchfuhren HiBt, habe ieh (unter Mitwirkungdel' Holmbergs Mekaniska Verkstad in Lund und del' Mithilfevon Assistent Gr onvall) einen Apparat konstruiert (siehe Fig. 1), denieh den Kamen "Barospirator" gcgeben habe, also mit anderen Worten,einen Druekatmungsapparat (die Vorsilbe in "Barospirator" ist die gleichewie im Worte Barometer).

Die Respirationskammer A ist ein 2 Meter langer und 0,6 Meter hoherLuftraum, del' zur Aufnahme del' liegenden Versuchsperson bestimmt

Fig. 1.

ist. E ist deren hermetisch verschlieBbare Till, durch die die auf einergeeigneten Bahre liegende Versuchsperson eingeffihrt wird. Durch dasRohr K steht die Respirationskammer mit einer Kompressoranordnungin Verbindung, die aus einem Luftraum B besteht, in dem sich ein Kolbenvorwarts und ruckwarts bewegt. Die Triebkraft liefert ein starker Elek­tromotor C, die durch die Ubersetzung D auf den Kolben iibertragenwird. Mit jedem vollen Kolbenhub wird die Luft in A abwechselnd kom­primiert und verdunnt, Ein Manometer gestattet das Messen der Druck­veranderungen, Durch ein Ventil G kann sie auf gewiinschte Intensitateingestellt werden. Der Kompressor ist namlich so bemessen, daB nichtdie gesamte Druckveranderung auf die Versuchsperson einzuwirkenbraucht, urn die berechnete Lungenventilation zu erreichen. Ein Teildes Druckes wird durch das Ventil abgeleitet, dessen Offnung variiertwerden kann. Hierbei wird der Apparat durch die VentilOffnung venti-

6*

84 T. THUNBERG:

liert und man braucht nicht zu befurchten, daf die Luft im Innern ver­braucht, sauerstoffarm oder kohlensaurereich wird. Urn das Gerauschder ein- und ausstromenden Luft zu damplen, ist tiber dem Ventil einSchalldampfer H angebracht. list ein Fenster mit Spiegelglasscheibe,das erlaubt, die Versuehsperson zu beobachten,

Das diesem Apparat zugrunde liegende Prinzip kann auch auffolgende Weise formuliert werden:

Normal erfolgt die Ventilation der Lungen durch Volumveranderungendes Luftraumes der Lungen. Aber diese primaren Volumveranderungenbringen sekundare Druckveranderungen der Lungenluft mit sich.

Die inspiratorische Erweiterung des Brustkorbes bewirkt also eineDruckverminderung der in den Lungen eingeschlossenen Luft, wahrenddie Volumverminderung der Lungen bei der Exspiration den Druckin denselben steigert. Auf diese Weise entstehen Druckunterschiedezwischen der Lungenluft und der AuBenluft, deren Druck ja konstantist. Beim Einatmen ist der Druck der Lungenluft niedriger als der Druckin der AuBenluft. Beim Ausatmen ist das Entgegengesetzte der Fall.Diese Druckunterschiede sind nun die Ursache des abwechselnden Aus­und Einstromens der Luft in die Lungen. Gerade die Druckdifferenzist es, die also bei normaler Atmung schliehlich die Triebkraft bildet undauch die Stromungsrichtung bestimmt.

Unter normalen Verhaltnissen ist es der Brustkorb, der die aktiveRolle fur das Zustandekommen dieser Druckunterschiede spielt. Esist aber klar, daB die fur das Ein- und .Ausstromen notwendige Druck­differenz auch dadurch herbeizufuhren sein wird, daB man den Druckim AuBenraum zum Wechseln bringt. Wenn der Druck im AuBenraumbei passiven Brustkorb und offener Glottis steigt, muf Luft in die Lungeneinstromen. Umgekehrt muf aus ihnen Luft herausgesaugt werden,wenn der Druck im AuBenraume sinkt.

Der Barospirator kann als ein Apparat betrachtet wer­den, der eine auBere Anordnung fiir das Zustandekommenvon rhythmischen Druckdifferenae n zwischen AuBenluftund Lungenluft iibernehmen laJ3t, die stets die Ursaehefur das Ein- und Ausstro men der Luft des Luftraumesder Lungen bildet. Zum Unterschied von anderen Vor­richtungen zu kiinstlicher Respiration b enut.zt er nichtVolumveranderungen des Gasraumes der Lungen zur Er­reichung seines Zweckes. Anstatt die erforderlichen Druck­differenzenzwischen Lungenluft und Aul3enluft durch

DER BAROSPIRATOR USW. 85

pr imar e Dr uckver an der ungen del' Lungenluft h er b ei su­

fiihren, erreicht er sein Ziel durch prirnare Veranderungen

des Druekes del' AuBenluft.

Etwas paradox wiirde man das Verhaltnis so ausdriicken konnen,

daB es normal die Lungen sind, die sieh aktivgegen den AuBenraum

ventilieren, del' sieh passiv verhalt, Im Barospirator ist ell del' AuBen­

raum, del' sieh aktiv gegen den Luitraum del' Lungen ventiliert, welch

letzterer sieh hierbei passiv verhalt.

Es ist eine bekannte Erscheinung, daf del' Druckunterschied zwischen

Lungen- und Aufenluit, del' bei normaler Atmung zur Ventilation del'

Lungen notwendig ist, ganz unbedeutend ist und vieHeicht nur einen

oder wenige Millimeter Quecksilber betragt. Unter solchen Umstanden

kann es eigentiimlieh erscheinen , daB die oben angegebenen grofsen

Druckdifferenzen notwendig sind, damit del' Barospirator seine Venti­

lationsarbeit ausfiihren konnen soH.

Die Erscheinung steht damit im Zusammenhang, daB wenn del'

Brustkorb aktiv sich gegen die AuBenluft ventiliert, also bei normaler

Atmung, geschieht dies gegen einen Luftraum von unbegrenztem Volumen,

einen Luftraum, del' trotz des Zuschusses der Luft von den Lungen bei

del' Exspiration (bzw. trotz der bei del' Inspiration an die Lungen ab­

gegebenen Luftmenge) seinen Druck gar nicht verandert, Wenn dagegen

die Luft aus dem Barospirator in die Lungen einstromt, steigt in deren

begrenztem Luftraum der Druck proportional der zustromenden Luft­

menge.Der Barospirator muf also beim Einblasen von Luft in die Lungen

gegen einen von ihm selbst mehr und mehr gesteigerten Gegendruek

arbeiten. Auf die gleiche Weise muJ3 er beim Aussaugen von ·Luft aus

den Lungen gegen eine von ihm selbst in den Lungen erzeugte, zunehmende

Luftverdunnung arbeiten.

Der sozusagen momentane (der in [edem Augenblick vorhandene)

Druckunterschied zwischen den Barospiratorraum und dem Luftraum

der Lungen diirfte dagegen nicht groBer sein als der entsprechende Druck­

unterschied bei gewohnlicher, normaler Atmung.

Die Arbeit mit dem Apparat, die Assistent Lie. med. Henrik Eng­

hoff leitete, hat sich VOl' aHem auf folgende Aufgaben konzentriert:

1. Es wurde eine sichere Vorrichtung zur graphischen Registrierung

des Bewegungszustandes des Brustkorbes ausgearbeitet, wobei gewisse

Schwierigkeiten zu uberwinden waren, da der variierende Druck in del'

Gaskammer die Beniitzung des Lufttransmissionsverfahrens nicht ohne

86 T. THUNBERG:

woiteres zugelassen hat. Die Empfindlichkeit der Registrierungsvor­richtung wurde genau bestimmt. Schon eine solche Atmungsbewegung,die unter normalen Verhaltnissen einer Ventilationsgrofie von 20 ccmentsprechen wurde, wird durch die von Enghoff ausgearbeitete pneumo­graphische Methode mit Sicherheit verzeichnet. Unter solchen Um­standen kann also keine Atmungsbewegung, die fiir die Befriedigungdes Bedarfes des Kdrpers an Gasaustausch irgendeine Rolle spielenkonnte, der Registrierungsvorrichtung entgehen.

2. Eine groJ3ere Anzahl Versuchspersonen ist im Barospirator inbezug auf die subjektiven Empfindungen, die sie dort erfahren, unter­sucht worden. Es ist festgestellt worden, daf die einzige Uuannehm­lichkeit, die der Aufenthalt im Apparat wahrend Druckveranderungenmit sich bringt, das mittlere Ohr betrifft. Die Versuchspersonen be­kommen in individuell schwankendem Grade Druckempfindungen yomTrommelfell, mitunter auch ein gewisses Gefuhl von Schwindel. DieseEmpfindungen stehen sicherlich im Zusammenhang mit den ver­sehiedenen Drucken inner- und auJ3erhalb des Trommelfelles. Anfangswurde viel Zeit darauf verwendet, um eine Vorrichtung auszuarbeiten,die das Ohr vor diesen Druckschwankungen schiitzt. Da die Unannehm­lichkeit niemals von schwerer Art war und da sie nach einigen Aufent­halten im Apparategewohnlich verschwand, wurde es als unnotig er­achtet, die Untersuchungen mit besonderen Anordnungen in erwahnterAbsicht .zu komplizieren.

3. Die Moglichkeit, die Lungen der Versuchspatienten optimalventiliert zu halten, trotz daJ3 keine Atmungsbewegungen ausgefiihrtwerden, ist allerdings die Hauptaufgabe der bisherigen Studien gewesen.Die Versuchspersonen haben stundenlang im Barospirator verweilenkonnen, ohne eine Atmungsbewegung auszufuhren und schon ihre frischerosa Hautfarbe ist ein Beweis dalur gewesen, daJ3 diese Methode zurkunstliohen Atmung ihre Aufgabe auf die befriedigendste Weise gelost hat.

Die Effektivitat der Methode in dieser Hinsicht ergibt sich nbrigensdaraus, daJ3 viele Versuchspersonen nicht nur freiwillig (bei offenerGlottis) den Atem im Apparate beliebig lange anhalten konnen, sondernspontan in Apnoe geraten, was das Vermogen der Methode beweist, nichtnur die normale Atmung zu ersetzen, sondern auch eine Uberventilationmit Erniedrigung des Kohlensauregehaltes des Elutes unter den normalenherbeizufiihren.

Was die Bedeutung des Barospirators vom physiologischen Stand­punkt betrifft, so liegt sie vor allem darin, daJ3 er es gestattet - wenn

DER BAROSPIRATOR USW. 87

dies bei einem physiologischen Versuch von Vorteil ist - die Atmungs­bewegungen zu eliminieren, eine Lebenserscheinung, die sonst stets denVerlauf anderer Lebensfunktionen als ein modifizierender Faktor be­einfluBt.

Was ich hier indessen vor allem habe hervorheben wollen, ist, daBdieser Apparat hinsichtlich seiner Verwendbarkeit fiir gewisse praktischmedizinische Aufgaben gepriift werden solI.

Wir verfiigen im Barospirator tiber eine Vorrichtung zur kiinstlichenRespiration, die die bisher vorhandenen zu erganzen scheint. Ich gestattemir folgende eventuelle Verwendungsgebiete hervorzuheben:

1. Er soll hinsichtlich seiner Verwendbarkeit zur Wiederbelebungasphyktischer Neugeborenergepriift werden. Die Beniitzung des Apparateszu diesem Zweck konnte vielleicht in der Notwendigkeit, den Schlundund die Luftrohre des Neugeborenen von Schleim zu befreien, auf einHindernis stoBen. Man kann jedoch schon an die Moglichkeit denken,den Barospirator ab und zu zur Ausfiihrung einer solchen Reinigungs­prozedur fiir kurze Zeit zu Mfnen. Es bildet indessen kein Hindernis,eine solche Anordnung zu treffen, daB eine derartige Reinigung ausgefiihrtwerden kann, wahrend der .Apparat in vollem Gang ist. Eine Moglich­keit besteht darin, von auBen in den Apparat ein bewegliches Rohr ein­zufuhren, das z. B. durch AnschluB an eine Wasserstrahlpumpe zur per­manenten Reinigung des Schlundes verwendet werden kann. Eine andereMoglichkeit ist die, daB das Kind durch eine besondere Offnung in derWand des Barospirators der Hand des Arztes zuganglich gemacht wird.Durch eine manschettenahnliche Anordnung, die den Arm des Arztes indieser Offnung umschlieBt, kann der Apparat dessen ungeachtet geniigenddicht gehalten werden.

2. Der Apparat soll in bezug auf solche Unglucksfalle und Ver­giftungen geprobt werden, wo eine lang andauernde kiinstliche Respirationam Platze ist.

Besonders in groBeren Stadten, wo man ein Recht hat, an dasRettungswesen Anspriiche 'zu stellen, sollte man sich einen Barospiratoran irgendeiner zentralen Klinik aufgestellt denken konnen, stets bereitPersonen aufzunehmen, die schwerere Gasvergiftungen, elektrischeUnglucksfalle, Vergiftungen mit solchen Stoffen erlitten haben, die aufdie Atmungstatigkeit in gro.6eren Dosen deletar wirken wie Chloral,Cocain, Opium und Morphin usw, '

Man wiirde sogar an die Moglichkeit eines mit Barospirator aus­geriisteten Ambulanzautomobils denken konnen. In seiner gegenwartigen

88 T. THUNBERG:

Form, mit einem Gewicht von 1600 Kilogramm, ist er hierzu wohl zusehwer. Durch die Verwendung von Leichtmetall Iielle sich das Gewichtjedoch erheblich vermindern,

3. Die ~Iethode durfte eine Erprobung in Fallen drohender Respi­rationslahmung, z, B. bei Kinderlahmung, verdienen, Man kann zu­mindesten an die Moglichkeit denken, daf die bedrohten Nervenzentraim Rtickenmark oder verlangertem ~Iark sich erholen, wenn sie gentigendlange Zeit ruhen konnen,

Ich erinnere in diesem Zusammenhang daran, was Wernstedt inseiner Abhandlung "Barnfiirlamningsepidemien i Sverige" schreibt:

"Die Respirationslahmungen sind auf Grund des oft vollkommenbewahrten Bewufrtseins nicht selten unbeschreiblich schmerzhaft undftir die Umgebung sehr peinlich anzusehen. Wer derartige Falle gesehenhat, wo der Kranke, gerade erst ein kraftiger und starker Mann, nun beiklarstem Bewulltsein tiber seinen eigenen Zustand und alles, was urn ihnherum vorgeht, deutlich verspurt, wie ein immer starkeres Unvermogenzu 'atmen, sich geltend macht, die keuchend hervorgebrachte Bitte aus­spricht "Sto13 das Messer in mein Herz" oder, wie ein Kollege von einemPatienten im gleichen Zustand mitteilt, der au13erte "Ich spure, wie derFaden, der das Herz und -die Atmungstatigkeit noch aufrechterhalt, imBegriffe i~t zu zerrei13en, [a, ich fUhle, wie ich richtig lebend sterbe",beMlt sicherlich einen mehr als traurigen Eindruck vom Krankenbett."

Verftigt man tiber eine effektive Methode bei erschwerten, ja ein­gestellten Atmungsbewegungen die Respiration wahrend unbegrenzterZeit aufrecht zu erhalten, durfte sich eine ausgedehntere Verwendunggewisser Heilmittel erbieten, die jetzt auf Grund ihres Iahmenden Ein­flusses auf die Respiration mit Recht gefiirchtet sind. So hat z. B. derVorschlag, gegen die schmerzhaften und die Krafte verzehrenden Krampf­anfalle bei Starrkrampf curareahnliche Stoffe zu verwenden, bisher derGefahr halber, den Patienten auch durch eine Lahmung der Atmungs­muskulatur zu toten, nicht ausgefUhrt werden konnen. In diesem Zu­sammenhang sei daran erinnert, da13laut vor kurzem erschienenen ameri­kanischen Untersuchungen, das Botulismusgift durch periphere Lahmungder Muskulatur und dadurch verursachter Respirationslahmung zu totenscheint. Daraus ergibt sich die Bedeutung einer prolongierten undschonenden ktmstlichen Respiration in Fallen von Botulismus.

In gewissen Krankheitsfallen diirfte eine vortibergehende oder per­manentere Immobilisierung der Lungen angezeigt sein.

DER BAROSPIRATOR USW. 89

Unter den hier in Frage kommenden Lungenkrankheiten denkt mangerne an die kruppose Pneumonia. Man fragt, sich in welchem Gradedie starken Schmerzen und die schwierige Atmung durcli die kunstlieheRespiration, die del' Barospirator erbietet, gunstig beeinflu13t werdenkonnen.

Die in Rede stehende Methode mit Einschlie13ung des Patienten incine luftdichte Kammer erbietet ubrigens eine bequeme Mtiglichkeit,den Sauerstoffgehalt zu steigern und den Kohlensauregehalt jener Atmo­sphare, mit del' die Lungenluft in Austausch tritt, zu variieren und aufdiese Weise die Atmung zu erleichtern und die Atmungszentra zustimulieren.

Die Forlanini-Behandlung von Schwindsucht und die damitanaloge Behandlung del' gleichen Krankheit mit freiwillig verlangsamterAtmung sind Beispiele hierfur, Man kann wenigstens an die Mtiglichkeitdenken, da13 auch bei derartigen Fallen die hier beschriebene Methodezur Verwendung kommen konnen solIte. .

Erhalt man ubrigens eine bequeme Methode fur langandauerndekiinstliche Respiration ohne Nachteil fur die Patienten, so ladet dies dazuein, die Rolle einer erschwerten Respiration bei verschiedenen Krank­heiten und als mitwirkende Todesursache zu untersuchen, urn dabeiIndikationen fUr die Benntzung del' neuen Mtiglichkeit des Unterlassensdel' Respiration zu erhalten.

Als das Prinzip del' hier angegebenen Methode Kollegen vorgeffthrtworden ist, hat es sich gezeigt, daB es in vielen Fallen miBverstandenworden ist. Es dnrfte unter solchen Umstanden berechtigt erscheinen,einige del' gewtihnlichsten Irrtumer zu beruhren,

Es ist vorgekommen, daB man die Methode als eine pneumatischeMethode mit Zusammenpressung und Erweiterung des Brustkorbes auf­gefaI3t hat und del' Ansicht gewesen ist, daB del' ventilatorische Effektdel' Methode auf einer derartigen mechanischen Beeinflussung des Gas­raumes del' Lungen beruhe. Man hat mit anderen Worten geglaubt, dafauch hier in Grund und Boden Volumatmung vorliegt. Hiergegensei hervorgehoben, daf del' ventilatorische Effekt eines auBerenpul­sierenden Luftdruckes auch zustande kommt, wenn es sich urn einenGasbehalter mit ganz unnachgiebigen Wanden handelt, z. B. eineGlasflasche mit offener Mundung im Raume mit dem pulsierenden Druck.Wenn es BehiiJter mit nachgiebigen Wanden gibt, kann man sich

90 T. THUNBERG:

allerdings eine mechanische Wirkung des pulsierenden Druckes auf denRauminhalt des Behalters denken. Wenn namlich unter solchen Um­standen del' Druck im auBeren Gasraum rasch erhoht wird, kann mansich vorstellen, daf del' Druck auf die Aufienwand des Behalters wahl'endcines Augenblickes erheblich groBer wird als del' Druck auf die Innen­wand desselben. Es ist ja ctwas Zeit erforderlich bis das Gas in den Be­halter eingestromt ist und del' Druck im Innsrn desselben die gleicheGroBe erreicht hat wie aulsen. Ist die Wand hierbei nachgiebig, kannsie vom groBeren AuBendruck eingedriickt werden. Irgendein venti­latorischer Effekt kommt indessen durch diese mechanische Wirkungdes Luftdruckes nicht zustande.

Er diirfte im Gegenteil del' Ventilation des Behalters tatsachlichentgegenarbeiten.

Es ist die Erhohung des Druckes im AuBenraum, die das Einstromendel' Luft ins Innere des Behalters bewirkt. Jeder Umstand, del' die Mengedes einstrbmenden Gases vermindert, setzt den ventilatorischen Effektherab. Wenn nun durch erhohten Druck auf die nachgiebigen Wandedes Behalters eine Verkleinerung des Gasraumes stattfindet und gleich­zeitig Gas in denselben einstromt, so bedeutet-dies auch eineVerminderungder einstromenden Gasmenge. Der ventilatorische Effekt des pulsierenden

.Druekes im AuJ3enraum wird also dadureh herabgesetzt.Auf analoge Weise wird die dureh die Herabsetzung des AuJ3en­

druckes auftretende Erweiterung des Gasraumes eines Behalters mitnaehgiebigen Wanden den ventilatorisehen Effekt del' Druekpulsationenvermindern. Del' exspiratorisehe Effekt der Druekverminderung (also'das Ausstromen von Gas aus dem Innenbehalter) wird ja dadureh, daBdas Volumen des Behalters gleiehzeitig etwas vergrofert wird, verringert.

Als ich hervorgehoben habe, daB diese Methode eine Ventilationder Lungen ohne Bewegungen der Brustkorbwand ermoglicht, hat manmehrfaeh den Schluf gezogen, daB man in solehem FaIle die Methodeaueh zu kunstlicher Respiration bei operativ geOffnetem Brustkorb ver­wenden konnte. Bei einem derartigen Schluf diirfte man indessen imaIlgemeinen den EinfluB ubersehen haben, den das ZusammenfaIlen derLungen bei Pneumothorax auf die Mogliehkeit del' Methode, die Lungenzu ventilieren, ausubt, Dureh Fragen habe ieh gefunden, daB man geglaubthat, daB die zusammengefallenen Lungen sich bei der Druckerhohungim Barospirator rhythmiseh erweitern sollten. Dies kann jedoeh kaumder Fall sein. Was die Druckpulsationen bewirken, ist, daB sie die Gas­menge in dem mit dem Luftraum des Barospirators in Kommunikation

DER BAROSPIRATOR USW. 91

stehenden Teil des Luftraumes der Lungen erhohen, ohne sein Volumenzu verandern. Wenn durch das Zusammenfallen der Lungen der Gas­raum der Alveolen von letzterem abgesperrt wird, wird in demselbenkein ventilatorischer Effekt erzielt. Das durch die Kapillaren der Alveolenstromende Blut bekommt unter solchen Umstanden keine Gelegenheitsich in den Alveolen zu arterialisieren.

Ganz ausgeschlossen ist ein gewisser Grad von Arterialisierungdurch die Barospiratormethode jedoch auch bei Lungenzusammenfallnieht, Sollte die Luft, mit der die Lungenkapillaren im Diffusions­austausch stehen, auch nach dem Zusammenfallen der Lungen in einigem:M:aBe mit dem Luftraum des Barospirators kommunizieren, muf diesin entsprechendem Grade zur Arterialisierung des Blutes in den Lungenbeitragen. Je mehr Kapillaren auf diese Weise am Gasaustausch teil­nehmen konnen und ein je groBerer Teil des Luftraumes der Lungenseine Kommunikation mit dem Luftraum des Barospirators beibehalt,desto vollstandiger muf die Arterialisierung des BIutes in den Lungenwerden. Erst direkte Untersuchungen konnen zeigen, ob die theoretischdenkbare :M:oglichkeit, das Blut auch bei Pneumothorax teilweise zuarterialisieren, praktisch eine Rolle spielt.

Es ist eine bekannte Erscheinung, daB, wenn die oberen Luftwegeerhohtem Druck ausgesetzt werden, dies unter gewissen Verhaltnissenmehrere schadliche Folgen mit sich bringen kann. Umgibt man Mund­und Nasenoffnungsn mit einer Gesichtsmaske, in der der Druck erhohtwird, kann dies dazu fiihren, daB Luft durch den Osophagus in denVentrik~l gepreBt wird, der infolgedessen aufgetrieben wird. Der aufdie BlutgefaBe der Lungen ausgeiibte Druck fiihrt eine Zusammen­pressung derselben herbei, die eine Erschwerung der Lungenzirkulationund erhohte Arbeit der rechten Herzkammer zur Folge hat.

Man hat nun die Frage aufgeworfen: Wie stellen sich die Verhalt­nisse in der entsprechenden Hinsicht beim Barospirator?

Es ist hierbei zu beachten, daf es sich in den oben angefiihrten Fallenurn die Wirkung eines einseitigen Druckes handelt. DeI: im Baro­spirator auf die Atmungswege ausgeiibte Druck ist dagegen kompen­siert, weil die Versuehsperson im Barospirator mit ihrer ganzen Korper­oberflache dem erhohten Druck ausgesetzt wird. Die Verschiebungdes BIutes von den Lungengefalien gegen die Korperoberflaehe,' die eineeinseitige Erhohung des Druckes der Lungenluft herbeifiihren kann,

92 T. THUNBERG:

tritt also im Barospirator nicht auf. Auf die gleiche Weise wirkt derDruck auf den Bauch dem Einpressen der Luft in den l\Iagen durch dieLuftwege und dieBpeiserohre entgegen.

Die Verhaltnisse im Barospirator sind in dieser Hinsicht den Ver­haltnissen bei sonst auf den Korper in seiner Ganze ausgeiibten hohenbzw. niedrigen barometrischen Druck analog. Die alte Auffassung, daBdel' verminderte Luftdruck in hoheren Luftregionen dazu Iuhre, daBder Blutdruck inkompensiert werde und Blutungen auftraten - besondersdurch die Schleimhaute del'Luftwege -, ist seit lange widerlegt. Gleichsicher ist es, daB der er htiht e Druck in den Luftwegen bei in der Ticfearbeitenden Tauchern durch den gleich groBen Druck auf die Hautober­flaehe vollkommen kompensiert wird. Diese Beobachtungen an Tauchern,die vielleicht unter einem Uberdruck von 5-10 Atmospharen gearbeitethaben, zeigen, daB wir beim Barospirator, in dem der Uber- bzw. Unter­druck nur einen unbedeutenden Bruchteil einer Atmosphare betragt,keine inkompensierte Druckdifferenz zu befurchten brauchen.

K

Fig. 2.

Auf mein Verlangen hin hat Assistent P. Petersen einen Versuchmit dem Barospirator angestellt, der insofern intim an die eigent-

..R liehe Aufgabe des Apparates dieLungen zu ventilieren ankniipft,als es sieh auch hier darumhandelt, in einem Gasraum, woSauerstoff verbraucht und Koh-lensaure gebildet wird, einekonstante Gaszusammensetzungaufrecht zu erhalten. Es galtnamlich in einem kleinen Gas­raum von konstantem Volumen,in dem eine kleine Gasflamme

............... -!, die Luft schnell verbrauchte,die Flamme durch "Druckventi­lation" brennend zu erhalten.

Im Iolgenden wird das Versuchsprotokoll von Assistent Petersenwiedergegeben:

Zum Versueh wurde eine etwa 6 I fassende Glasgloeke K verwendet(siehe Fig. 2). Die Gloeke war oben mit einer Offnung versehen, und ihrunterer Rand war eben abgesehliffen, so daB er sieh dieht an eine ebenfallsplattgesehliffene Glasplatte B ansehloB. In der Offnung der Gloeke ging

DER BAROSPIRATOR USW. 93

durch einen dichtschliellenden Kork ein Glasrohr R. Wenn die Glocke,wie Fig. 2 zeigt, auf der Glasplatte stand, befand sich deshalb ihr Inneresmit der umgebenden Luft nur durch das Glasrohr R in Verbindung, daseinen Durchmesser von 1em hatte. Der Versuch wurde in zwei Abteilungenausgefuhrt.

>

Fig. 3.

1. Kontrollversuch.Auf die Platte B wurde eine brennende Kerze gestellt und die Glocke

dariiber gestiilpt. Das schmale Rohr R konnte keine hinreichende Ven­tilation vermitteln, sondern die Flamme verbrauchte den im Innern derGlocke vorhandenen Sauerstoff. Nach 1 Minute hatte der Umfang derFlamme um 2/3 abgenommen. Nach im ganzen 2 Min. 25 Sek. erlosch sie,

2. Versuch, den Gasraum der Flamme mittels des Baro-spira tors zu ventilieren. .

Die Kerze wurde abermals angeziindet und auf der Glasplatte stehendin den Barospirator gebracht (siehe Fig. 3). Die Glocke wurde dariibergestiilpt und der Barospirator genau 1 Minute danach in Gang gesetzt.Die Flamme hatte in diesem Augenblick nur mehr 1/3 ihrer ursprunglichenGroBe. Die Druckvariationen wurden unmittelbar auf ± 50mm Hg hinauf­getrieben. Nach etwa 1 Minute hatte sich die Flamme erholt. Sie zeigteein gewisses Pulsieren. Ohne gleichwohl zu flackern, nahm sie niimlich

94 T. THU;-;'BERG: DER B.\ROSPIRATOR VSW.

an Gro13e und Lichtintensitat bei Kompression zu (Lage in Fig. 3), umbei Dekompression wieder etwas abzunehmen. Erst bei Druckvariationenvon ± 70 mm Hg wurde diese Variation undeutlich. Der Versuch wahrte30 Minuten, ohne da13 die Flamme ein Zeichen von Abmattung aufwies.Es ist offenbar zu einer Gleichgewichtslage zwischen Sauerstoffzufuhrund Sauerstoffverbrauch gekommen. Nach dem Stehenbleiben des Baro­spirators schrumpfte die Flamme schon nach 40 Sek. auf 1/3ihres ursprung­lichen Umfanges zusammen und erlosch nach 1 Min. 45 Sek.

Resume.

Im Physiologischen Institut zu Lund hat Verfasser unter Verwertungeiner bisher unbeaehteten Moglichkeit einen Apparat fur kiinstlicheRespiration gebaut (einen "Barospirator"), der bei stillstehendemBrnstkorb die Ausfiihrung der fiir die Atmung notwendigen Ventilationder Lungen ermoglicht. Der Apparat besteht aus einer geschlossenenRespirationskammer, in der durch eine Luftpumpe ungefahr demRhythmus der Atmung entsprechende Druckvariationen hinreichenderGroBe herbeigefiihrt werden (ungefahr 60 mm Quecksilber unter undiiber dem normalen Barometerstand).. Der Barospirator laBt also eineauBere Anordnung die Arbeit fiir das Zustandekommen von rhythmischenDruekdifferenzen zwischen AuBenluft und Lungenluft ubernehmen, dieimmer die Ursache ffir das Ein- und Ausstromen der Luft aus dem Luft­raum der Lungen bildet. Zum Unterschied von anderen VorrichtungenfUr kiinstliche Respiration vermeidet derselbe Iur diesen Zweck Volum­veranderungen des Gasraumes der Lungen zu benutzen, Anstatt, wiedies bei normaler Atmung geschieht, die erforderlichen Druckdifferenzenzwischen Lungenluft und AuBenluft durch primare Druckveranderungenin derLungenluft hervorzurufen, erreicht er sein Ziel durch primareVeranderungen des Druckes der AuBenluft. Da die ganze Korperober­flache diesen Druckvariationen ausgesetzt wird, sind die bei einseitigemDruck auf die Atmungswege zu befiirchtenden Komplikationen eliminiert.

Die physiologische und klinische Bedeutung des Apparates wirdbesprochen.