DE102008060799B3 - Controller for ventilators to control a variable pressure assist ventilation - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kontroller (1) für Beatmungsgeräte (8) zur Regelung der variablen Druckunterstützungsbeatmung, die auf der Variabilität eines respiratorischen Systems (2) beruht, wobei dabei das respiratorische System (2) in Form eines Subjekts (Pi) mit der intrinsischen Variabilität des Atemhubvolumens (VT) und einer Atemfrequenz versehen ist, enthaltend Eigenschaften des respiratorischen Systems (2) und die Beatmungsarbeit. Die Lösung besteht darin, dass der Kontroller (1) in der Lage ist, die Variabilität in Form von Schwankungen (DeltaVT) des Atemhubvolumens (VT) bezogen auf einen Mittelwert (VTM) und den zugehörigen Mittelwert (VTM) zu vorgegebenen Atemhubvolumenwerten in einem vorgegebenen Atemhubvolumen-Zielbereich (VTO-VTU) zu führen, während ein Druckunterstützungswert (PASB) anliegt, um den vorgegebenen Atemhubvolumen-Zielbereich (VTO-VTU) gemäß den mechanischen Eigenschaften des respiratorischen Systems (2) und der Variabilität des Atemmusters (111, 113, 114, 115, 116) zu erreichen, wobei der Kontroller (1) aus folgenden Bestandteilen besteht: - einer Auswertungseinheit (4) zur Erhebung der Eigenschaften des Atemmusters (111, 113, 114, 115, 116), - einer Vergleichseinheit (5) zur Testung der Einhaltung von vorgegebenen Grenzen (VTO, VTU) innerhalb eines Atemhubvolumen-Zielbereiches (VTO-VTU) in Bezug auf einen Mittelwert (VTM) oder einer mittleren Standardabweichung (RF) des Atemhubvolumens (VT), - einer ...The invention relates to a controller (1) for ventilators (8) for regulating variable pressure assist ventilation based on the variability of a respiratory system (2), wherein the respiratory system (2) is in the form of a subject (Pi) with intrinsic variability the breath volume (VT) and a respiratory rate is provided, containing properties of the respiratory system (2) and the ventilation work. The solution is that the controller (1) is able to calculate the variability in terms of fluctuations (DeltaVT) of the breath volume (VT) relative to a mean (VTM) and associated mean (VTM) to given breath lift volume values in a given one Breath lift volume target range (VTO-VTU) while a pressure assist value (PASB) is applied to the predetermined breath volume target area (VTO-VTU) according to the mechanical properties of the respiratory system (2) and the variability of the breathing pattern (111, 113, 114, 115, 116), wherein the controller (1) consists of the following components: - an evaluation unit (4) for collecting the properties of the breathing pattern (111, 113, 114, 115, 116), - a comparison unit (5) for testing compliance with predetermined limits (VTO, VTU) within a breath volume target range (VTO-VTU) with respect to a mean (VTM) or a mean standard deviation (RF) of the breath volume ens (VT), - a ...

Description

Die Erfindung betrifft einen Kontroller für Beatmungsgeräte zur Regelung einer variablen Druckunterstützungsbeatmung.The The invention relates to a controller for ventilators for regulation a variable pressure assist ventilation.

Ein Atemmuster von Patienten, deren Atmung durch ein Beatmungsgerät unterstützt wird, zeichnet sich durch eine Regelmäßigkeit oder eine niedrige Veränderung – Variabilität – von Atemhubvolumina und Atemfrequenz aus. Dies ist auf verschiedene Faktoren zurückzuführen, wobei als Variabilität die Schwankungsbreite des Atemhubvolumens und der Atemfrequenz um einen Mittelwert defi niert wird. Zum Einen wird die unterstützte Spontanatmung unter Analgosedierung durchgeführt, was zu einer Senkung der Atemvariabilität führt. Zum Zweiten kann die zugrunde liegende Erkrankung des Patienten zu einer Reduktion der Variabilität des Atemmusters führen. Zum Dritten basieren die meisten herkömmlichen Beatmungsformen auf einer starren Unterstützung der Atmung ohne Beachtung der eigenen intrinsischen Variabilität des Patienten.One Breathing patterns of patients whose breathing is supported by a ventilator draws through a regularity or a low change - variability - of breath volumes and respiratory rate off. This is due to several factors, being as variability the Fluctuation of breath volume and respiratory rate by one Mean value is defined. On the one hand, the supported spontaneous breathing performed under analgesic sedation, which leads to a reduction in respiratory variability. Second, the underlying underlying disease of the patient to a reduction in the variability of the breathing pattern to lead. Third, most conventional forms of ventilation are based on a rigid support Respiration without regard to the patient's own intrinsic variability.

Eine Anpassung der Beatmung oder der adaptiven assistierten Spontanatmung – ASB – anhand respiratorischer Parameter ist bereits mehrfach in Druckschriften beschrieben. Die adaptiven assistierten Spontanatmung ASB als Beatmungsform ist in der Druckschrift Laubscher et al.: An adaptive lung ventilation controller, IEEE Trans. Biomed. Eng., 41: 51–59, 1994, beschrieben und zielt darauf ab, dass bei beatmeten Patienten die Beatmungsarbeit des Beatmungsgerätes an die Atmung des Patienten angepasst wird. Dabei werden die Parameter Atemfrequenz und Atemhubvolumina durch einen im Beatmungsgerät befindlichen Kontroller justiert, so dass ein vom Bediener angegebenes Luftvolumen pro Minute (Minutenvolumen) gewährleistet wird, wobei die Kombination der Parameter zu einer Minimierung der Beatmungsarbeit führen kann. Der Kontroller besteht aus einer zum Beatmungsgerät internen bzw. externen Recheneinheit, welche die Atemfrequenz und das mittlere Atemhubvolumen über eine Überwachungszeit erfasst. Durch einen Algorithmus zur Minimierung der Beatmungsarbeit wird die Atemfrequenz festgelegt und der adaptiv angepasste Unterstützungsdruckwert PASB berechnet, der das resultierende Atemhubvolumen ermöglicht. Wenn die Atemfrequenz des Patienten zu niedrig ist, werden vom Beatmungsgerät in kontrollierter Weise Atemzüge generiert, d. h. es werden Beatmungszyklen initiiert, um die angepasste Atemfrequenz zu erreichen. Ein Problem des Verfahrens ist es, dass die spontane Variabilität des Atemmusters nicht nachgebildet wird und das Beatmungsgerät sich nicht an die Variabilität – den Schwankungen des Atemhubvolumens um einen vorgesehenen Mittelwert VTM – anpassen kann. Ein anderes Problem ist die Störung der Synchronie zwischen Beatmungsgerät und Patienten, wenn das Beatmungsgerät unabhängig von der inspiratorischen Anstrengung des Patienten einen Beatmungszyklus erzeugt.An adaptation of respiratory or adaptive assisted spontaneous breathing - ASB - based on respiratory parameters has already been described several times in pamphlets. The adaptive assisted spontaneous breathing ASB as a ventilation form is described in the document Laubscher et al .: An adaptive ventilation controller, IEEE Trans. Biomed. Eng., 41: 51-59, 1994, and aims to adapt ventilator ventilation to respiratory conditions in ventilated patients. The respiratory rate and respiratory stroke volume parameters are adjusted by a ventilator controller to provide an operator-specified volume of air per minute (minute volume), and the combination of parameters may minimize ventilator work. The controller consists of an internal or external to the ventilator computing unit, which detects the respiratory rate and the average Atemhubvolumen over a monitoring time. A respiratory effort minimization algorithm sets the respiratory rate and calculates the adaptively adjusted assist pressure value P ASB , which enables the resulting breath lift volume. If the patient's respiratory rate is too low, breaths are generated in a controlled manner by the ventilator, ie ventilation cycles are initiated to reach the adjusted respiratory rate. A problem of the method is that the spontaneous variability of the breathing pattern is not replicated and the ventilator can not adapt to the variability - the fluctuations of the breath volume around an intended mean value V TM . Another problem is the disruption of synchrony between the ventilator and the patient when the ventilator generates a ventilation cycle independent of the inspiratory effort of the patient.

Eine proportional unterstützte Beatmung (engl. Proportional Assist Ventilation – PAV) als Beatmungsform ist in der Druckschrift: Proportional assist ventilation, a new approach to ventilatory support, Theory, Am. Rev. Respir. Dis., 145, S. 114–120, 1992, beschrieben, bei der der Unterstützungsdruck proportional zu Atemgasfluss und Atemhubvolumen variiert. Das Ziel besteht hierbei darin, dass die durch Widerstand und Elastizität des Beatmungsgerätes erhöhte Beatmungsarbeit kompensiert und die Beatmung an den Bedarf des Patienten angepasst wird.A proportionally supported Ventilation (English: Proportional Assist Ventilation - PAV) as a respiratory form is in the publication: Proportional assist ventilation, a new approach to ventilatory support, Theory, Am. Rev. Respir. Dis., 145, pp. 114-120, 1992, described in which the support pressure proportional to respiratory gas flow and breath volume varies. The goal is here in that the respiratory effort increased by resistance and elasticity of the ventilator compensated and adapted the ventilation to the needs of the patient becomes.

In 1a ist der Verlauf VT(t) eines Atemhubvolumens 11 über die Zeit t – über eine festgelegte Überwachungszeit tÜZ von etwa zwanzig Minuten – unter PAV-Bedingungen gemäß dem Stand der Technik abgebildet. Der Mittelwert VTM(t) befindet sich zunächst in dem Atemhubvolumen-Zielbereich VTO–VTU, vergrößert sich aber bei Zunahme der Überwachungszeit t über die Obergrenze VTO des Arbeitshubvolumen-Zielbereiches VTO–VTU hinaus, ohne dass das Beatmungsgerät dieser Entwicklung gegensteuert, wobei VTU die Untergrenze des mittleren Atemhubvolumens ist. Die Variabilität der Werte des Atemhubvolumens VT resultiert allein aus der Variabilität der inspiratorischen Anstrengung und ist in diesem Fall niedriger als die Variabilität, welche zu einer Anpassung des Gasaustausches und der lungenmechanischen Eigenschaften führen kann.In 1a is the course V T (t) of a Atemhubvolumens 11 over the time t - over a fixed monitoring time t ÜZ of about twenty minutes - under PAV conditions according to the prior art. The mean value V TM (t) is initially in the breath volume target area V TO -V TU , but increases as the monitoring time t over the upper limit V TO of Arbeitsshubvolumen target area V TO -V TU , without the ventilator this Development, where V TU is the lower limit of the mean breath volume. The variability of the values of the breath volume V T results solely from the variability of the inspiratory effort and in this case is lower than the variability, which can lead to an adaptation of the gas exchange and the lung mechanical properties.

Das Hauptproblem der proportional unterstützten Beatmung – PAV – besteht darin, dass die Steuerung der Druckunterstützung von der Genauigkeit der Messung von Widerstand und Elastizität der Atmung des Patienten abhängig ist. Demnach kann bei einer Fehlschätzung der Parameter eine Über- bzw. Unterkompensation der Beatmungsarbeit erzeugt werden und somit zu niedrigen oder zu hohen Atemhubvolumina führen, ohne dass das Beatmungsgerät gegen eine solche Entwicklung steuert. Ein anderes Problem dieser Beatmungsform besteht dann, dass bei wenig variabler Anstrengung des Patienten, was häufig zu beobachten ist, ein Atemmuster mit im Vergleich zur Spontanatmung reduzierter Variabilität – d. h. geringer Schwankungen des Atemhubvolumens – resultiert.The Main problem of proportionally assisted ventilation - PAV - exists in that the control of the pressure support of the accuracy of the Measurement of resistance and elasticity of the patient's breathing dependent is. Accordingly, if the parameters are miscalculated, an over- or Undercompensation of ventilation work can be generated and thus too low or high breath volumes without the ventilator against controls such a development. Another problem with this form of ventilation then, if the patient's effort is less variable, what often To observe a breathing pattern with compared to spontaneous breathing reduced variability - d. H. slight fluctuations in breath volume - results.

Ein Protokoll zur automatischen Entwöhnung von Patienten vom Beatmungsgerät – SCPS – ist in der Druckschrift: A knowledge-based system for assisted ventilation of patients in intensive care units, Int. J. Clin. Monit. Comput., 9, S. 239–250, 1992, beschrieben, bei der der mittlere Unterstützungsdruckwert PASB der adaptiven Spontanatmung anhand des gemessenen mittleren Atemhubvolumens justiert wird. Das Ziel besteht hierbei darin, dass Änderungen der mechanischen Eigenschaften des Beatmungsgerätes kompensiert werden, wobei der Zielbereich des mittleren Atemhubvolumens vom grundlegenden Krankheitsbild des Patienten abhängig ist.A protocol for the automatic weaning of patients from the ventilator - SCPS - is in the document: A knowledge-based system for assisted ventilation of patients in intensive care units, Int. J. Clin. Monit. Comput., 9, pp. 239-250, 1992, in which the mean assist pressure value P ASB of adaptive spontaneous breathing is adjusted based on the measured average breath volume. The goal here is to change be compensated for the mechanical properties of the ventilator, wherein the target area of the average breath volume depends on the basic clinical picture of the patient.

In 1b ist der Verlauf VT(t) des Atemhubvolumens 111 über die Zeit t unter der Anwendung des Protokolls zur automatischen Entwöhnung nach Entfernung des Beatmungsgerätes für fünf Zustände X1, X2, X3, X4, X5 gemäß dem Stand der Technik gezeigt. Der Mittelwert VTM1 des Atemhubvolumens 111 während der ersten Überwachungszeit tÜZ1 von zwei Minuten in Phase X1 befindet sich zunächst oberhalb der Obergrenze VTO des Atemhubvolumen-Zielbereiches VTO–VTU. Nach Reduktion des mittleren Unterstützungsdruckwertes PASB durch den Protokoll-Kontroller wird ein Mittelwert VTM2 des Atemhubvolumens 111 erreicht, welches während der zweiten Überwachungszeit tÜZ2 in Phase X2 im Atemhubvolumen-Zielbereich VTO–VTU liegt. In der dritten Überwachungszeit tÜZ3 in der Phase X3 bleibt der Mittelwert VTM3 des Atemhubvolumens 111 innerhalb des Atemhubvolumen-Zielbereiches VTO–VTU, so dass keine Intervention durch den Protokoll-Kontroller notwendig ist. In der vierten Überwachungszeit tÜZ4 der Phase X4 vergrößern sich die Atemhubvolumenwerte und somit der in dieser Zeit errechnete Mittelwert VTM4, so dass der Protokoll-Kontroller erneut den mittleren Unterstützungsdruckwert PASB anpassen muss. In der fünften und letzten abgebildeten Überwachungszeit tÜZ5 in der Phase X5 wird der Atemhubvolumen-Zielbereich VTO–VTU für den Mittelwert VTM5 des Atemhubvolumens 111 erreicht. Die Variabilität der Werte des Atemhubvolumens wird durch die fast gleich bleibend geringen Schwankungen kaum durch die Variabilität der inspiratorischen Anstrengung beeinflusst, da ein fest vorgegebener Unterstützungsdruckwert PASB, d. h. ohne extrinsische Variabilität, erzeugt wird. Obwohl der Protokoll-Kontroller in der Lage ist, den Mittelwert VTM(t) des Atemhubvolumens 111 zu justieren, wird die Variabilität des Atemmusters durch den Protokoll-Kontroller nicht beeinflusst. Somit kann eine Anpassung des Gasaustausches und der lungenmechanischen Eigenschaften durch den Protokoll-Kontroller auch nicht erreicht werden.In 1b is the course V T (t) of the breath volume 111 over time t, using the auto-weaning protocol after removal of the ventilator for five states X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 according to the prior art. The mean value V TM1 of the breath volume 111 during the first monitoring time t ÜZ1 of two minutes in phase X 1 is initially above the upper limit V TO of Atemhubvolumen target range V TO -V TU . After reduction of the mean assist pressure value P ASB by the protocol controller, an average value V TM2 of the breath lift volume becomes 111 achieved, which is during the second monitoring time t ÜZ2 in phase X 2 in Atemhubvolumen target range V TO -V TU . In the third monitoring time t ÜZ3 in phase X 3 , the mean value V TM3 of the breath volume remains 111 within the breath volume target range V TO -V TU , so that no intervention by the protocol controller is necessary. In the fourth monitoring time t ÜZ4 of phase X 4 , the breath lift volume values and thus the mean value V TM4 calculated in this time increase , so that the protocol controller again has to adjust the mean assist pressure value P ASB . In the fifth and last mapped monitoring time t ÜZ5 in the phase X 5 , the breath lift volume target range V TO -V TU for the mean value V TM5 of Atemhubvolumens 111 reached. The variability of the values of the breath volume is hardly influenced by the variability of the inspiratory effort due to the almost constant fluctuations, since a fixed preset assist pressure value P ASB is generated, ie without extrinsic variability. Although the protocol controller is capable of calculating the mean V TM (t) of breath volume 111 to adjust, the variability of the breathing pattern is unaffected by the protocol controller. Thus, an adaptation of the gas exchange and the lung mechanical properties by the protocol controller can not be achieved.

Ein besonderes Problem des Protokoll-Kontrollers besteht darin, dass der Unterstützungsdruck nach dem mittleren Atemhubvolumen gesteuert und die Variabilität des Atemmusters nicht berücksichtigt wird. Daher kann bei konstanter respiratorischer Anstrengung des Patienten ein Atemmuster mit reduzierter Variabilität resultieren. Als Folge dessen ist der Protokoll-Kontroller nicht in der Lage, zu einer Anpassung des Gasaustausches und der Lungenmechanik beizutragen.One special problem of the protocol controller is that the support pressure after controlled by the mean breath volume and the variability of the breathing pattern is not considered. Therefore, with constant respiratory effort of the patient a breathing pattern with reduced variability result. As result of the protocol controller is unable to adapt gas exchange and lung mechanics.

Im Rahmen einer variablen Druckunterstützungsbeatmung (engl. Noisy Pressure Support Ventilation – NPSV), welche in der Druckschrift DE 10 2006 052 572 B3 beschrieben ist, wird die Atmung mit zufalls- bzw. fraktalgenerierten Druckwerten mittels eines adaptiv angepassten Unterstützungsdrucks – PASB – unterstützt und somit die Variabilität des Atemmusters unabhängig von der intrinsischen Variabilität des Patienten erzeugt.As part of a variable pressure support ventilation (NPSV), which in the publication DE 10 2006 052 572 B3 Respiration is supported with randomly generated pressure values by adaptively adjusted assist pressure - PASB - thus producing the variability of the breathing pattern independent of the intrinsic variability of the patient.

In 1c ist der Verlauf VT(t) des Atemhubvolumens 112 über die Zeit t bei variabler Druckunterstützung – NPSV – gemäß dem Stand der Technik abgebildet. Obwohl die Variabilität des Atemhubvolumens hoch genug ist, um die Anpassung des Gasaustausches und der lungenmechanischen Eigenschaften zu ermöglichen, befindet sich der Mittelwert VTM(t) des Atemhubvolumens zunächst oberhalb des Atemhubvolumen-Zielbereiches VTO–VTU und entwickelt sich instabil über die Zeit t, da ein Rückkopplungssystem nicht vorhanden ist. Die relativ hohen und niedrigen Mittelwerte VTM(t) können zum einen zur Beeinträchtigung der Lungenfunktion führen, zum anderen kann durch die Summation der Variabilität der inspiratorischen Anstrengung des Patienten und der Variabilität des Unterstützungsdruckwertes PASB, welcher vom Beatmungsgerät erzeugt wird, zu einer für die Anpassung des Gasaustausches und der lungenmechanischen Eigenschaften zu hohen Variabilität des Atemhubvolumens führen.In 1c is the course V T (t) of the breath volume 112 over the time t with variable pressure support - NPSV - shown in the prior art. Although the variability of the breath lift volume is high enough to allow the adjustment of gas exchange and lung mechanical properties, the mean V TM (t) of the breath lift volume is initially above the breath lift volume target range V TO -V TU and develops instably over time t, because there is no feedback system. The relatively high and low mean values V TM (t) can lead to impaired lung function, and secondly, the summation of the variability of the patient's inspiratory effort and the variability of the assist pressure value P ASB generated by the ventilator can result in a the adaptation of the gas exchange and the lung mechanical properties lead to high variability of the breath volume.

Ein Problem besteht dabei jedoch darin, dass es während der Entwöhnung des Patienten vom Beatmungsgerät dazu kommen kann, dass die intrinsische Variabilität des Atemmusters aufgrund der Reduktion der Analgosedierung oder der Verbesserung des Gesundheitszustandes steigt. In dieser Phase kann es zu einer Summation von erzeugter, extrinsischer Variabilität und intrinsischer Variabilität des Atemmusters kommen. Somit besteht die Chance, dass die unphysiologisch gesteigerte totale, d. h. die intrinsische Variabilität plus die extrinsische Variabilität die respiratorische Funktion und/oder den Atemkomfort beeinträchtigen kann. Ein anderes Problem besteht darin, dass die durch das Beatmungsgerät erhöhte Variabilität des Atemmusters zu einer Veränderung der lungenmechanischen Eigenschaften des angeschlossenen Patienten führen kann. Bei einem festen Mittelwert des adaptiven Unterstützungsdrucks PASB kann dies in einer Erhöhung oder einer Senkung des Atemhubvolumen-Zielbereiches VTO–VTU resultieren, welches dem Patientenbedarf nicht entspricht. Der Atemhubvolumen-Zielbereich VTO–VTU stellt einen Bereich des Atemhubvolumens VT zwischen der Obergrenze VTO und der Untergrenze VTU dar.One problem, however, is that while the patient is being weaned from the ventilator, the intrinsic variability of the breathing pattern may increase due to the reduction in analgesic sedation or the improvement in health status. At this stage there may be a summation of generated extrinsic variability and intrinsic variability of the respiratory pattern. Thus, there is a chance that the unphysiologically increased total, ie intrinsic variability plus extrinsic variability, may affect respiratory function and / or respiratory comfort. Another problem is that the ventilator's increased variability of the breathing pattern can lead to a change in the lung mechanical properties of the connected patient. At a fixed average of the adaptive assist pressure P ASB , this may result in an increase or decrease in the breath lift volume target range V TO -V TU , which does not correspond to patient demand. The breath lift volume target range V TO -V TU represents a range of the breath volume V T between the upper limit V TO and the lower limit V TU .

Eine neuronal justierte Beatmungsunterstützung (engl. neurally adjusted ventilation assist – NAVA) ist in der Druckschrift Sinderby et al: Neural control of mechanical ventilation in respiratory failure, Nat. Med., 5, S. 1433–1436, 1999, beschrieben, bei der die elektromyographische Aktivität des Zwerchfells durch im Ösophagus platzierten Elektroden erfasst und die Druckunterstützung des Beatmungsgerätes proportional zur elektromyographischen Aktivität gesteuert wird. Ein potentielles Problem der NAVA ist die Notwendigkeit der Anlage einer speziellen Ösophagussonde, welche zu Verletzungen der Ösophagusschleimhaut führen kann. Ein anderes Problem besteht darin, dass die Variabilität des Atemmusters unter der NAVA von der intrinsischen Variabilität des respiratorischen Zentrums des Patienten abhängig ist, daher kann die Variabilität bei bestimmten Krankheitsbildern oder tiefer Sedierung der Patienten reduziert sein und ein relativ wenig variables Atemmuster ergeben.Neurally adjusted ventilation assist (NAVA) is described in Sinderby et al: Neural control of mechanical ventilation in respiratory failure, Nat. Med., 5, pp. 1433-1436, 1999, in which the electromyographic activity of the Zwerch Fells detected by placed in the esophagus electrodes and the pressure support of the ventilator is controlled in proportion to the electromyographic activity. A potential problem with NAVA is the need to attach a special esophageal probe, which can lead to esophageal mucosal injury. Another problem is that the variability of the breathing pattern under the NAVA is dependent on the intrinsic variability of the respiratory center of the patient, therefore the variability in certain conditions or deep sedation of the patients may be reduced and result in a relatively less variable breathing pattern.

Das Hauptproblem der vorgenannten Verfahren und Einrichtungen zur assistierten Spontanatmung besteht darin, dass eine Orientierung an den Surrogatpa rametern der respiratorischen Funktion erfolgt, ohne die Variabilität des Beatmungsgerätes zu berücksichtigen. Das Problem besteht insbesondere darin, dass bei konstanter Atemanstrengung des Patienten oder bei gleich bleibenden mechanischen Eigenschaften des Beatmungsgerätes ein Atemmuster mit unphysiologisch niedriger Variabilität resultiert.The Main problem of the aforementioned methods and devices for assisted Spontaneous breathing is that orientation to the surrogate parameters the respiratory function occurs without taking into account the variability of the ventilator. The problem is, in particular, that with constant breathing effort of the Patients or with the same mechanical properties of the ventilator a breathing pattern with unphysiologically low variability results.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kontroller für Beatmungsgeräte zur Regelung einer variablen Druckunterstützungsbeatmung anzugeben, der derart geeignet ausgebildet ist, dass die respiratorische Funktion, der Atemkomfort erhöht werden können. Dabei soll anhand der intrinsischen Variabilität des Atemhubvolumens und der Atemfrequenz des Patienten die durch das Beatmungsgerät erzeugte extrinsische Variabilität moduliert werden. Es soll des Weiteren ermöglicht werden, dass die totale Variabilität innerhalb eines vordefinierten Bereiches festgelegt wird. Gleichzeitig soll der mittlere Atemwegsunterstützungsdruck angepasst werden, um ein adäquates mittleres Atemhubvolumen zu gewährleisten und so eine ausreichende Beatmung des Patienten sicherzustellen.Of the Invention is based on the object, a controller for ventilators for control a variable pressure assist ventilation indicate that is designed so that the respiratory Function, the breathing comfort can be increased can. It should be based on the intrinsic variability of Atemhubvolumens and the Respiratory rate of the patient generated by the ventilator extrinsic variability be modulated. It should also be possible that the total variability within a predefined range. simultaneously the mean airway support pressure should be adjusted to an adequate one to ensure a medium breath volume and to ensure adequate ventilation of the patient.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 5 gelöst. Der Kontroller für Beatmungsgeräte zur Regelung einer variablen Druckunterstützungsbeatmung, der auf der Variabilität eines respiratorischen Systems beruht, wobei dabei das respiratorische System in Form eines Subjekts Pi mit der intrinsischen Variabilität des Atemhubvolumens VT und einer Atemfrequenz versehen ist, enthaltend Eigenschaften des respiratorischen Systems und die Beatmungsarbeit,
ist gemäß dem Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1
in der Lage, die Variabilität in Form von Schwankungen ΔVT des Atemhubvolumens VT bezogen auf einen Mittelwert VTM und den zugehörigen Mittelwert VTM zu vorgegebenen Atemhubvolumenwerten in einem vorgegebenen Atemhubvolumen-Zielbereich VTO–VTU zu führen, während ein Druckunterstützungswert PASB anliegt, um den vorgegebenen Atemhubvolumen-Zielbereich VTO–VTU gemäß den mechanischen Eigenschaften des respiratorischen Systems und der Variabilität des Atemmusters zu erreichen, wobei der Kontroller aus folgenden Bestandteilen besteht:

  • – einer Auswertungseinheit zur Erhebung der Eigenschaften des Atemmusters,
  • – einer Vergleichseinheit zur Testung der Einhaltung von vorgegebenen Grenzen VTO, VTU innerhalb eines Atemhubvolumen-Zielbereiches VTO–VTU in Bezug auf den Mittelwert VTM und einer mittleren Standardabweichung RF des Atemhubvolumens VT,
  • – einer Entscheidungseinheit mit vorgegebenen Entscheidungsalgorithmen, welche zu einer Anpassung des Mittelwertes VTM oder der mittleren Standardabweichung RF des Unterstützungsdruckwertes PASB führen, und
  • – einer Sendeeinheit mit vorgegebenen komplexen Verteilungen von Unterstützungsdruckwerten PASB, welche einzeln oder als paketartige Serie zum Beatmungsgerät gesendet werden, wobei die Komplexität irreguläre Schwankungen des Drucks um einen Mittelwert darstellt.
The object is solved by the features of claims 1 and 5. The controller for ventilators for controlling a variable pressure assist ventilation, which is based on the variability of a respiratory system, wherein the respiratory system in the form of a subject P i is provided with the intrinsic variability of the breath volume V T and a respiratory rate, containing properties of the respiratory system and the ventilation work,
is according to the characterizing part of patent claim 1
able to guide the variability in terms of fluctuations ΔV T of the breath volume V T relative to a mean value V TM and the associated mean value V TM to predetermined breath volume values in a predetermined breath volume target range V TO -V TU , while a pressure assist value P ASB In order to achieve the predetermined breath volume target area V TO -V TU according to the mechanical properties of the respiratory system and the variability of the respiratory pattern, the controller consists of the following components:
  • An evaluation unit for ascertaining the properties of the breathing pattern,
  • A comparison unit for testing compliance with predetermined limits V TO , V TU within a breath volume target range V TO -V TU with respect to the mean value V TM and a mean standard deviation RF of the breath volume V T ,
  • - A decision unit with predetermined decision algorithms, which lead to an adjustment of the mean value V TM or the mean standard deviation RF of the support pressure value P ASB , and
  • A transmission unit with predetermined complex distributions of assist pressure values P ASB , which are sent individually or as a packet-like series to the ventilator, the complexity representing irregular fluctuations of the pressure around an average value.

Das zugehörige Beatmungsgerät kann im Wesentlichen aus einer Beatmungseinrichtung und einem an die Beatmungseinrichtung angeschlossenen Beatmungsanschluss bestehen, wobei der Kontroller in dem Beatmungsgerät extern oder intern zugeordnet sein kann.The associated ventilator can essentially consist of a ventilation device and an consist of the ventilation device connected to the respiratory connection, the controller in the ventilator being assigned externally or internally can be.

Der Kontroller kann dabei in eine Regelstrecke eingebunden sein, wobei die Informationen zu Eigenschaften des Atemmusters abgefragt und die Änderung der Einstellungen des NPSV-Modus in Form von Unterstützungsdruck-PASB-Sequenzen mit vordefinierten Verteilungen, wie z. B. einer Normalverteilung mit festgelegtem Mittelwert und festgelegter mittlerer Standardabweichung, anhand des Entscheidungsalgorithmus in der Entscheidungseinheit vom Kontroller am Beatmungsgerät vorgenommen werden.The controller can be involved in a controlled system, the information requested on properties of the breathing pattern and the change of the settings of the NPSV mode in the form of support pressure-P ASB sequences with predefined distributions, such. B. a normal distribution with a fixed average and a fixed mean standard deviation, are made on the basis of the decision algorithm in the decision unit of the controller on the ventilator.

Das Subjekt kann über den Beatmungsanschluss an das Beatmungsgerät angeschlossen sein und eine intrinsische Variabilität CVi aufweisen, wobei aus der SOLL-Variabilität sCV der Parameter des Atemmusters und der am Subjekt erhobenen IST-Variabilität iCV des Atemmusters im Kontroller anhand von Ent scheidungsregeln die externe Variabilität CVPASB des Unterstützungsdruckes PASB berechnet wird. Die Werte der Variabilitäten V werden im Kontroller durch Koeffizienten C angegeben und verarbeitet.The subject can be connected to the ventilator via the respiratory connection and have an intrinsic variability CVi, whereby the variability of the parameter and the subject variability of the respiratory pattern in the controller are determined by decision rules, the external variability CVP ASB of the support pressure P ASB is calculated. The values of the variabilities V are indicated in the controller by coefficients C and processed.

In dem Verfahren zur Regelung einer variablen Druckunterstützungsbeatmung mittels des vorgenannten, einem Beatmungsgerät zugeordneten Kontrollers, wird gemäß dem Kennzeichenteil des Patentanspruchs 5 eine Anpassung der extrinsischen Variabilität des Unterstützungsdruckes PASB an die intrinsische Variabilität des an das Beatmungsgerät angeschlossenen Subjektes durchgeführt, wobei die Variabilität des Atemmusters für die Regelung der assistierten Spontanatmung vorgesehen wird.In the method for controlling a variable pressure assist ventilation by means of As mentioned in the characterizing part of patent claim 5, the controller assigned to a respirator is adapted to adapt the extrinsic variability of the assisting pressure P ASB to the intrinsic variability of the subject connected to the respirator, the variability of the breathing pattern being provided for assisted spontaneous breathing control.

Dabei wird in mehreren folgenden vorgegebenen Überwachungszeiten tÜZ1, tÜZ2, tÜZ3, tÜZ4, tÜZ5 anhand von auftretenden und vom Kontroller registrierten Zuständen X1, X2, X3, X4, X5 das Beatmungsgerät mit dem Kontroller nach einer Regelstrecke betrieben.In this case, the ventilator with the controller for a plurality of following predetermined monitoring times t ÜZ1 , t ÜZ2 , t ÜZ3 , t ÜZ4 , t ÜZ5 on the basis of occurring and registered by the controller states X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 Operated controlled system.

Bei einem auftretenden Zustand X1 befindet sich der Mittelwert VTM1 des Atemhubvolumens VT während der ersten Überwachungszeit tÜZ1 im vorgegebenen Minutenbereich zunächst oberhalb der Obergrenze VTO des Atemhubvolumen-Zielbereiches VTO–VTU, wobei dadurch, dass der Mittelwert VTM1 außerhalb der Obergrenze VTO des Atemhubvolumens VT liegt, durch den Kontroller eine Senkung des Unterstützungsdruckwertes PASB erfolgt.In an occurring condition X 1 , the mean value V TM1 of the breath volume V T during the first monitoring time t ÜZ1 in the predetermined minute range is initially above the upper limit V TO Atemhubvolumen target range V TO -V TU , characterized in that the mean value V TM1 outside the upper limit V TO of Atemhubvolumens V T is carried out by the controller, a reduction in the assist pressure value P ASB .

Bei einem auftretenden Zustand X2 nach Senkung des Unterstützungsdruckwertes PASB durch den Kontroller wird ein Mittelwert VTM2 des Atemhubvolumens VT erreicht, welcher während der zweiten Überwachungszeit tÜZ2 im vorgegebenen Minutenbereich innerhalb des Atemhubvolumen-Zielbereiches VTO–VTU liegt.In an occurring state X 2 after lowering of the assist pressure value P ASB by the controller, an average value V TM2 of Atemhubvolumens V T is reached, which is during the second monitoring time t ÜZ2 in the predetermined minute range within the Atemhubvolumen target range V TO -V TU .

Bei einem auftretenden Zustand X3 in einer nachfolgenden dritten Überwachungszeit tÜZ3 bleibt der Mittelwert VTM3 des Atemhubvolumens VT zwar innerhalb des Atemhubvolumen-Zielbereiches VTO–VTU, aber durch eine vom Kontroller initiierte Erhöhung der externen Variabilität CVPASB des Unterstützungsdru ckes PASB vergrößern sich die absoluten Werte der Maxima und der Minima des Atemhubvolumens VT, wobei die Spitzen der Maxima des Atemhubvolumens VT die Obergrenze VTO überschreiten.In an occurring state X 3 in a subsequent third monitoring time t ÜZ3 , the mean value V TM3 of the breath volume V T remains within the Atemhubvolumen target area V TO -V TU , but by a controller initiated increase of the external variability CVP ASB of the support pressure P ASB increase the absolute values of the maxima and the minima of the breath volume V T , wherein the peaks of the maxima of the Atemhubvolumens V T exceed the upper limit V TO .

Bei einem auftretenden Zustand X4 während einer vierten Überwachungszeit tÜZ4 werden die vergrößerten Atemhubvolumen-Amplitudenwerte bei Senkung des Unterstützungsdruckes PASB nahezu beibehalten, aber der Mittelwert VTM4 wird über die Obergrenze VTO angehoben.In an occurring state X 4 during a fourth monitoring time t ÜZ4 , the increased breath-stroke volume amplitude values are almost maintained when the assist pressure P ASB is lowered , but the average value V TM4 is raised above the upper limit V TO .

Bei einem auftretenden Zustand X5 in einer fünften Überwachungszeit tÜZ5 wird der Atemhubvolumen-Zielbereich VTO–VTU für den Mittelwert VTM5 des Atemhubvolumens bei den etwa gleichen Atemhubvolumen-Amplitudenwerten nicht überschritten, wobei die Variabilität des Atemhubvolumens VT deshalb durch die Variabilität der inspiratorischen Anstrengung beeinflusst wird, da ein variabler Unterstützungsdruckwert PASB erzeugt wird und nunmehr der Kontroller derart in der Lage ist, den Mittelwert VTM(t) des Atemhubvolumens VT zu justieren und die Variabilität des Atemmusters durch den Kontroller zu beeinflussen, wodurch eine Anpassung des Gasaustausches und der lungenmechanischen Eigenschaften in dem Beatmungsgerät durch den Kontroller erreicht wird.In a occurring state X 5 in a fifth monitoring time t ÜZ5 the Atemhubvolumen target range V TO -V TU for the average value V TM5 of Atemhubvolumens is not exceeded at the approximately same Atemhubvolumen amplitude values, wherein the variability of the Atemhubvolumens V T therefore by the variability the inspiratory effort is influenced, since a variable assist pressure value P ASB is generated and now the controller is able to adjust the mean value V TM (t) of the breath volume V T and to influence the variability of the breathing pattern by the controller Adjustment of the gas exchange and the lung mechanical properties in the ventilator by the controller is achieved.

Aus den absolvierten Anpassungen wird der stabile fünfte Zustand X5 im Rechteck zwischen dem Atemhubvolumen-Zielbereich VTO–VTU und den beiden prozentual festgelegten Grenzen CVUVT (Untergrenze) und CVOVT (Obergrenze) des Variationskoeffizienten des Atemhubvolumens VT erreicht.From the completed adjustments, the stable fifth state X 5 in the rectangle between the Atemhubvolumen target range V TO -V TU and the two percentage fixed limits CV U V T (lower limit) and CV O V T (upper limit) of the coefficient of variation of the Atemhubvolumens V T reached.

Das Verfahren wird mittels installierter programmtechnischer Mittel im Kontroller bezogen auf die Zustandsphasen X1, X2, X3, X4, X5 in den Funktionseinheiten des Kontrollers in mehreren folgenden Schritten durchgeführt:

  • – Schritt 4.0: Die Auswertung der Eigenschaften des jeweiligen Atemmusters im Sinne ihrer statistischen Beschreibung mit dem Mittelwert VTM und der mittleren Standardabweichung RF, der exspiratorischen Zeit Te, der inspiratorischen Zeit Ti, der Atemzyklusdauer Ttot, dem Atemwegsspitzendruck Ppeak und dem mittleren Atemwegsdruck über die Überwachungszeit tÜZ in der Auswertungseinheit erfolgt, wobei diese Informationen vom Beatmungsgerät abgefragt bzw. anhand des Atemfluss- und Atemwegsignals berechnet werden, wobei der IST-Zustand festgestellt wird und wobei iCV für die gemessene IST-Variabilität eines Parameters steht,
  • – Schritt 5.1: Der Vergleich der gemessenen Mittelwerte VTM1, VTM2, VTM3, VTM4, VTM5 des Atemhubvolumens mit der vom Bediener angegebenen Untergrenze VTU erfolgt in der Vergleichseinheit, wobei bei Erfüllung dieser Bedingung der Kontroller zum Schritt 6.0 übergeht, der in der Entscheidungseinheit stattfindet,
  • – Schritt 6.0: Der adaptive Unterstützungsdruck PASB wird um eine Unterstützungsdruckdifferenz ΔPASB erhöht und der Kontroller geht zum Schritt 7.0, der in der Sendeeinheit stattfindet, wobei das dort erhaltene Signal an das Beatmungsgerät übermittelt wird, wobei, falls das Signal des Schrittes 5.1 negativ ist, zum Schritt 5.2 in der Vergleichseinheit übergegangen wird,
  • – Schritt 5.2: Der Vergleich des jeweils gemessenen Mittelwertes VTM des Atemhubvolumens mit der vom Bediener angegebenen Obergrenze VTO findet in der Vergleichseinheit statt, wobei bei Erfüllung dieser Bedingung der Kontroller zum Schritt 6.1 übergeht, der in der Entscheidungseinheit stattfindet,
  • – Schritt 6.1: Der Unterstützungsdruck PASB wird um eine Unterstützungsdruckdifferenz ΔPASB reduziert und der Kontroller geht über zum Schritt 7.0, der in der Sendeeinheit stattfindet,
  • – Schritt 5.3: Es erfolgt ein Vergleich des gemessenen Variationskoeffizienten CVVT des Atemhubvolumens VT mit der vom Bediener angegebenen Untergrenze CVUVT des Variationskoeffizienten des Atemhubvolumens, wobei bei Erfüllung dieser Bedingung der Kontroller zum Schritt 6.21 übergeht,
  • – Schritt 6.21: Der Kontroller berechnet koeffizientenbezogen die zusätzlich zu erzeugende, externe Variabilität CVePASB bezüglich des Unterstützungsdrucks PASB anhand von Entscheidungsregeln, wobei die zusätzlich zu erzeugende, externe Variabilität CVe eine Funktion von CVVT, CVRF, CVTi/Ttot, CVTi, CVTe, VTM, mittlere RF mit CVe= f(CVVT, CVRF, CVTi/Ttot, CVTi, CVTe, mittlerer VTM, mittlere RF) ist, wobei eine einfache Funktion der extrinsischen Variabilität CVe = sCVVT – iCVVT als Differenz der SOLL-Variabilität sCVVT und der IST-Variabilität iCVVT verwendbar ist und der Kontroller zum Schritt 6.22 übergeht,
  • – Schritt 6.22: Die neue, zu erzeugende, externe Variabilität CVPASB mit CVPASBneu wird als die letzte CVPASB gegenüber CVPASBalt plus CVe mit Gleichung CVPASBneu = CVPASBalt + CVe berechnet und die neue Sequenz von Unterstützungsdruck-PASB-Werten an die Beatmungseinrichtung geschickt, welches diese unter Überwachung des Kontrollers durchführt und der Kontroller zum Schritt 7.0 übergeht,
  • – Schritt 5.4: Der Vergleich der gemessenen Variabilität des Atemhubvolumens VT mit der vom Bediener angegebenen Obergrenze CVOVT des Variationskoeffizienten des Atemhubvolumens VT erfolgt in der Vergleichseinheit, wobei bei Erfüllung dieser Bedingung der Kontroller zum Schritt 6.31 übergeht,
  • – Schritt 6.31: Der Kontroller berechnet koeffizientenbezogen die abzuziehende Variabilität in PASB (CVe) anhand von Entscheidungsregeln, wobei CVe = f(CVVT, CVRF, CVTi/Ttot, CVTi, CVTe, VTM, mittlere RF), wobei als die einfache Funktion CVe = |sCVVT – iCVVT| verwendbar ist und der Kontroller geht über zum Schritt 6.32, der in der Entscheidungseinheit 6 durchgeführt wird,
  • – Schritt 6.32: Die neue zu erzeugende, externe Variabilität CVPASB mit CV PASBneu wird als die letzte CVPASB gegenüber CVPASBalt minus CVe berechnet nach Gleichung CVPASBneu = CVPASBalt – CVe, wobei Minima für CVe und CVPASB festgelegt werden, und wobei die neue Sequenz von Unterstützungsdruck-PASB-Werten an das Beatmungsgerät geschickt wird, welches diese unter Überwachung des Kontrollers durchführt und der Kontroller geht über zum Schritt 7.0,
  • – Schritt 7.0: Der Kontroller sendet die neu berechneten Mittelwerte VTM5 des Atemhubvolumens und mittleren Standardabweichungen des Unterstützungsdrucks PASB zum Beatmungsgerät.
The method is carried out by means of installed program engineering means in the controller in relation to the state phases X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 in the functional units of the controller in several steps:
  • - Step 4.0: The evaluation of the characteristics of each respiratory pattern in terms of their statistical description with the mean value V TM and the mean standard deviation RF, the expiratory time Te, the inspiratory time Ti, the respiratory cycle duration Ttot, the peak airway pressure Ppeak and the mean airway pressure over the monitoring time t TS takes place in the evaluation unit, this information is requested from the respirator or on the basis of respiratory flow and calculated Atemwegsignals, wherein the actual state is detected and wherein iCV stands for the measured actual variability of a parameter,
  • Step 5.1: The comparison of the measured mean values V TM1 , V TM2 , V TM3 , V TM4 , V TM5 of the breath volume with the operator-specified lower limit V TU is performed in the comparison unit, upon fulfillment of this condition, the controller goes to step 6.0, which takes place in the decision-making unit,
  • Step 6.0: The adaptive assist pressure P ASB is increased by an assist pressure difference ΔP ASB and the controller proceeds to step 7.0 which takes place in the transmitter unit, where the signal received therefrom is transmitted to the ventilator, if the signal of step 5.1 is negative is transferred to step 5.2 in the comparison unit,
  • Step 5.2: The comparison of the respectively measured mean value V TM of the breath lift volume with the operator-specified upper limit V TO takes place in the comparison unit, whereby, when this condition is fulfilled, the controller moves to step 6.1, which takes place in the decision unit,
  • Step 6.1: The assist pressure P ASB is reduced by a assist pressure difference ΔP ASB and the controller proceeds to the step 7.0, which takes place in the transmitting unit,
  • Step 5.3: The measured coefficient of variation CVV T of the breath volume V T is compared with the operator-specified lower limit CV U V T of the coefficient of variation of the breath volume. If this condition is fulfilled, the controller transfers to step 6.21.
  • Step 6.21: The controller calculates coefficient-related the external variability CVeP ASB to be generated with respect to the assist pressure P ASB using decision rules, the additional external variability CVe being a function of CVV T , CVRF, CVTi / Ttot, CVTi, CVTe , V TM , mean RF with CVe = f (CVV T , CVRF, CVTi / Ttot, CVTi, CVTe, mean V TM , mean RF), with a simple function of extrinsic variability CVe = sCVV T - iCVV T as the difference of Target variability sCVV T and the actual variability iCVV T is usable and the controller goes to step 6.22,
  • Step 6.22: The new external variability CVP ASB to be generated with CVP ASBnew is calculated as the last CVP ASB against CVP ASBold plus CVe with equation CVP ASBnew = CVP ASBalt + CVe and the new sequence of support pressure P ASB values sent the ventilator, which performs this under supervision of the controller and the controller goes to step 7.0,
  • Step 5.4: The comparison of the measured variability of the breath volume V T with the operator-specified upper limit CV O V T of the coefficient of variation of the breath volume V T is performed in the comparison unit, upon fulfillment of this condition, the controller goes to step 6.31,
  • Step 6.31: The controller calculates the coefficient to be deducted variability in P ASB (CVe) using decision rules, where CVe = f (CVV T , CVRF, CVTi / Ttot, CVTi, CVTe, V TM , medium RF), where as the simple Function CVe = | sCVV T - iCVV T | is usable and the controller goes over to step 6.32, which is in the decision unit 6 is carried out,
  • Step 6.32: The new external variability CVP ASB to be generated with CV P ASBnew is calculated as the last CVP ASB against CVP ASBalt minus CVe according to equation CVP ASBnew = CVP ASBalt - CVe, where minima are set for CVe and CVP ASB , and the new sequence of assist pressure P ASB values being sent to the ventilator, which is performed under supervision of the controller, and the controller proceeds to step 7.0,
  • Step 7.0: The controller sends the recalculated averages V TM5 of the breath volume and mean standard deviations of the assist pressure P ASB to the ventilator.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass die technische Umsetzung eines auf der Variabilität des Atemmusters basierenden Kontrollers praktikabler ist als die bisher angewendeten Verfahren, da weder zusätzliche Sensoren noch die Anlage von Messsonden am Patienten notwendig sind. Außerdem ist es mit der Erfindung möglich, die Entwöhnungsphase des Patienten nach Entfernung des Beatmungsgerätes zu verkürzen, da die Variabilität des Atemmusters mit dem Erfolg der Beatmungsentwöhnung assoziiert ist.The Advantages of the invention are that the technical implementation one on the variability of the breathing pattern based controller is more practicable than the previously used method, since neither additional sensors nor the plant of Measuring probes on the patient are necessary. Moreover, it is with the invention possible, the weaning phase of the patient after removal of the ventilator because of the variability of the breathing pattern with the success of ventilator cessation is associated.

Weiterbildungen und weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden in weiteren Unteransprüchen angegeben.further developments and further embodiments of the invention are specified in further subclaims.

Die Erfindung wird mittels eines Ausführungsbeispiels anhand mehrerer Zeichnungen näher beschrieben.The Invention is by means of an embodiment with reference to several Drawings described in more detail.

Es zeigt:It shows:

1 mehrere Atemhubvolumen(VT)-Zeit(t)-Kurven, wobei 1 several breath lift volume (V T ) time (t) curves, where

1a eine Atemhubvolumen(VT)-Zeit(t)-Kurve mit variablen Werten, jedoch ohne Anpassung des mittleren Niveaus oder seiner Variabilität während einer proportional unterstützten Beatmung – PAV – nach dem Stand der Technik, 1a a breath-lift volume (V T ) time (t) curve with variable values, but without adjustment of the mean level or its variability during a proportionally assisted ventilation - PAV - according to the prior art,

1b eine Atemhubvolumen(VT)-Zeit(t)-Kurve mit Anpassung des mittleren Atemwegsdruckniveaus, um einen Atemhubvolumen-Zielbereich des Mittelwerts des Atemhubvolumens zu erreichen, jedoch ohne Einfluss auf die Variabilität des Atemwegsdruckniveaus, während des Protokolls zur automatischen Entwöhnung von Patienten nach Entfernung des Beatmungsgerätes – SCPS – nach dem Stand der Technik, und 1b a breath lift volume (V T ) time (t) curve with adjustment of the mean airway pressure level to achieve a breath lift volume target area of the mean breath lift volume but without affecting the variability of the airway pressure level during the protocol for automatic weaning of patients after removal of the ventilator - SCPS - according to the prior art, and

1c Atemhubvolumen(VT)-Zeit(t)-Kurven mit variabler Druckunterstützung – NPSV – jedoch ohne Anpassung der Variabilität und des Mittelwerts des Atemwegsdruckniveaus nach dem Stand der Technik,
zeigen,
1c Breath lift volume (V T ) time (t) curves with variable pressure assistance - NPSV - but without adjusting the variability and mean airway pressure level of the prior art,
demonstrate,

2 einen schematischen Aufbau eines Beatmungsgerätes mit einem Kontroller mit zugehörigen Funktionseinheiten, 2 a schematic structure of a ventilator with a controller with associated functional units,

3 eine allgemeine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kontrollers für Beatmungsgeräte zur Regelung einer variablen Druckunterstützungsbeatmung, basierend auf der Variabilität eines Atemmusters, innerhalb einer Regelstrecke, 3 a general schematic representation of a controller according to the invention for ventilators for controlling a variable pressure assist ventilation, based on the variability of a breathing pattern, within a controlled system,

4 Funktionsweise-Darstellungen des erfindungsgemäßen Kontrollers nach 2 und 3, wobei 4 Functional representations of he according to the invention 2 and 3 , in which

4a Atemhubvolumen(VT)-Zeit(t)-Kurven zur Regelung durch den erfindungsgemäßen Kontroller mit Anpassung des Mittelwertes und der extern generierten Variabilität des Atemwegsdruckniveaus, um einen Atemhubvolumen-Zielbereich eines Variationskoeffizienten oder eines Mittelwerts des Atemhubvolumens zu erreichen, 4a Breath lift volume (V T ) time (t) curves for control by the controller of the invention with adjustment of the mean and externally generated variability of the airway pressure level to achieve a breath lift volume target range of a coefficient of variation or a mean value of the breath lift volume;

4b eine Mittelwert(VTM)-Variationskoeffizient(CV)-Darstellung der Aktion zur variabilitätsgesteuerten Anpassung des Unterstützungsdruckes nach 4a und 4b a mean value (V TM ) variation coefficient (CV) representation of the action for variability-controlled adjustment of the assist pressure after 4a and

4c einen schaltungstechnischen Aufbau des Kontrollers nach 2 in Verbindung mit der Darstellung der Funktionsschritte – Flussdiagramm – zur Regelung der variablen Druckunterstützungsbeatmung im Beatmungsgerät
zeigen.
4c a circuit design of the controller after 2 in conjunction with the representation of the functional steps - flow diagram - for the regulation of the variable pressure support ventilation in the ventilator
demonstrate.

In 2 ist in einer allgemeinen schematischen Darstellung der erfindungsgemäße Kontroller 1 für Beatmungsgeräte zur Regelung einer variablen Druckunterstützungsbeatmung gezeigt, der auf der Variabilität eines respiratorischen Systems 2 beruht, wobei dabei das respiratorische System 2 in Form eines Subjekts Pi mit der intrinsischen Variabilität des Atemhubvolumens VT und einer Atemfrequenz versehen ist, und im Kontroller 1 Eigenschaften des respiratorischen Systems 2 und die Beatmungsarbeit enthalten sind.In 2 is a general schematic representation of the controller according to the invention 1 for ventilators to control variable pressure assist ventilation, based on the variability of a respiratory system 2 based, while the respiratory system 2 in the form of a subject P i with the intrinsic variability of the breath volume V T and a respiratory rate, and in the controller 1 Properties of the respiratory system 2 and the ventilation work are included.

Erfindungsgemäß ist der Kontroller 1 in der Lage, die Variabilität in Form von Schwankungen ΔVT des Atemhubvolumens VT bezogen auf den Mittelwert VTM und den zugehörigen Mittelwert VTM zu vorgegebenen Atemhubvolumenwerten in einem vorgegebenen Atemhubvolumen-Zielbereich VTO–VTU zu führen, während ein Druckunterstützungswert PASB anliegt, um den vorgegebenen Atemhubvolumen-Zielbereich VTO–VTU gemäß den mechanischen Eigenschaften des respiratorischen Systems 2 und der Variabilität des Atemmusters 111, 113, 114, 115, 116 zu erreichen, wobei der Kontroller 1 aus folgenden Bestandteilen besteht:

  • – einer Auswertungseinheit 4 zur Erhebung der Eigenschaften des Atemmusters 111, 113, 114, 115, 116,
  • – einer Vergleichseinheit 5 zur Testung der Einhaltung von vorgegebenen Grenzen VTO, VTU innerhalb eines Atemhubvolumen-Zielbereiches VTO–VTU in Bezug auf einen Mittelwert VTM und einer mittleren Standardabweichung RF des Atemhubvolumens VT,
  • – einer Entscheidungseinheit 6 mit vorgegebenen Entscheidungsalgorithmen, welche zu einer Anpassung des Mittelwertes VTM oder der mittleren Standardabweichung RF des Unterstützungsdruckwertes PASB führen, und
  • – einer Sendeeinheit 7 mit vorgegebenen komplexen Verteilungen von Unterstützungsdruckwerten PASB, welche einzeln oder als paketartige Serie zum Beatmungsgerät 8 gesendet werden, wobei die Komplexität irreguläre Schwankungen des Drucks um einen Mittelwert darstellt.
According to the invention, the controller 1 being able to guide the variability in the form of variations ΔV T of the breath volume V T relative to the mean value V TM and the associated mean value V TM to predetermined breath lift volume values in a predetermined target breath volume target range V TO -V TU , while a pressure assist value P ASB is applied to the predetermined Atemhubvolumen target area V TO -V TU according to the mechanical properties of the respiratory system 2 and the variability of the breathing pattern 111 . 113 . 114 . 115 . 116 to reach, with the controller 1 consists of the following components:
  • - An evaluation unit 4 to survey the properties of the breathing pattern 111 . 113 . 114 . 115 . 116 .
  • - a comparison unit 5 for testing compliance with predetermined limits V TO , V TU within a breath volume target range V TO -V TU with respect to a mean value V TM and a mean standard deviation RF of the breath volume V T ,
  • - a decision-making unit 6 with predetermined decision algorithms which lead to an adaptation of the mean value V TM or the mean standard deviation RF of the support pressure value P ASB , and
  • - a transmission unit 7 with predetermined complex distributions of support pressure values P ASB , which individually or as a packet-like series to the respirator 8th the complexity being irregular fluctuations in pressure around an average.

Das Beatmungsgerät 8 in 2 kann aus einer Beatmungseinrichtung 9 und einem an die Beatmungseinrichtung 9 angeschlossenen Beatmungsanschluss 10 bestehen, wobei der Kontroller 1 in dem Beatmungsgerät 8 extern oder intern zugeordnet sein kann. Zur Beatmungseinrichtung 9 kann neben einem Druck./Strömungs-Generator und einem Druck-/Strömungs-Sensor ein interner Computer mit einem internen Speicher gehören. Der in 2 dargestellte Kontroller 1 kann extern an die Beatmungseinrichtung 9 angeschlossen sein, Dabei ist gemäß 3 der Kontroller 1 in folgende Regelstrecke 3 eingebunden:
Der Kontroller 1 kann intern in oder extern an dem Beatmungsgerät 8 angebracht sein. Vom Beatmungsgerät 8, das in dem NPSV-Modus – der variablen Druckunterstützungsbeatmung – mit dem Unterstützungsdruck PASB arbeitet, werden die Informationen zu Eigenschaften des Atemmusters 111, 113, 114, 115, 116 abgefragt und die Änderung der Einstellungen des NPSV-Modus in Form von Unterstützungsdruck-PASB-Sequenzen mit vordefinierten Verteilungen, wie z. B. einer Normalverteilung mit festgelegtem Mittelwert und festgelegter mittlerer Standardabweichung, werden anhand des Entscheidungsalgorithmus in der Entscheidungseinheit 6 vom Kontroller 1 am Beatmungsgerät 8 vorgenommen. Das Subjekt 2 (Patient) ist über den Beatmungsanschluss 10 an das Beatmungsgerät 8 angeschlossen und weist eine intrinsische Variabilität CVi aus. Aus der SOLL-Variabilität sCV der Parameter des Atemmusters und der am Subjekt 2 (Patient) erhobenen IST-Variabilität iCV des Atemmusters wird im Kontroller 1 anhand von Entscheidungsregeln die externe Variabilität CVPASB des Unterstützungsdruckes PASB berechnet.
The ventilator 8th in 2 can be from a ventilator 9 and one to the ventilator 9 connected ventilation port 10 exist, with the controller 1 in the ventilator 8th can be assigned externally or internally. To the ventilation device 9 In addition to a pressure / flow generator and a pressure / flow sensor, it may include an internal computer with internal memory. The in 2 shown controllers 1 can be external to the ventilator 9 Being connected, according to 3 the controller 1 in the following controlled system 3 included:
The controller 1 can be internal or external to the ventilator 8th to be appropriate. From the ventilator 8th which operates in the NPSV mode - the variable pressure assist ventilation - with the assist pressure P ASB become the information on characteristics of the breath pattern 111 . 113 . 114 . 115 . 116 and changing the settings of the NPSV mode in the form of support pressure P ASB sequences with predefined distributions, such as A normal distribution with a fixed average and a fixed mean standard deviation, are determined by the decision algorithm in the decision unit 6 from the controller 1 on the ventilator 8th performed. The subject 2 (Patient) is above the ventilation port 10 to the ventilator 8th connected and has an intrinsic variability CVi. From the nominal variability sCV the parameters of the respiratory pattern and the subject 2 (Patient) measured actual variability iCV of the breathing pattern is in the controller 1 calculated by decision rules the external variability CVP ASB of the support pressure P ASB .

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Kontrollers 1 zur Regelung der variablen Druckunterstützungsbeatmung wird gemäß der 4 mit den 4a, 4b und 4c näher erläutert.The operation of the controller according to the invention 1 to control the variable pressure assist ventilation is in accordance with the 4 with the 4a . 4b and 4c explained in more detail.

In 4a ist der Verlauf VT(t) des Atemhubvolumens 111, 113, 114, 115, 116 über die Zeit t von je zwei Minuten für fünf Zustände X1, X2, X3, X4, X5 gezeigt. Der Mittelwert VTM1 des Atemhubvolumens 111 befindet sich während der ersten Überwachungszeit tÜZ1 von zwei Minuten in Phase X1 zunächst oberhalb der Obergrenze VTO des Atemhubvolumen-Zielbereiches VTO–VTU. Dadurch, dass der Mittelwert VTM1 außerhalb der Obergrenze VTO des Atemhubvolumens 111 liegt, erfolgt durch den Kontroller 1 eine Senkung des Unterstützungsdruckwertes PASB. Nach Senkung des Unterstützungsdruckwertes PASB in Phase X2 durch den Kontroller 1 wird ein Mittelwert VTM2 des Atemhubvolumens 113 erreicht, welcher während der zweiten Überwachungszeit tÜZ2 von zwei Minuten innerhalb des Atemhubvolumen-Zielbereiches VTO–VTU liegt. In der dritten Überwachungszeit tÜZ3 in Phase X3 bleibt der Mittelwert VTM3 des Atemhubvolumens 114 zwar innerhalb des Atemhubvolumen-Zielbereiches VTO–VTU, aber durch eine vom Kontroller 1 initiierte Erhöhung der externen Variabilität CVPASB des Unterstützungsdruckes PASB vergrößern sich die absoluten Werte der Maxima und der Minima des Atemhubvolumens 114, wobei die Spitzen der Maxima des Atemhubvolumens 114 die Obergrenze VTO überschreiten. Während der vierten Ü berwachungszeit tÜZ4 in der Phase X4 werden die vergrößerten Atemhubvolumen-Amplitudenwerte bei Senkung des Unterstützungsdruckes PASB nahezu beibehalten, aber der Mittelwert VTM4 wird über die Obergrenze VTO angehoben. In der fünften und letzten abgebildeten Überwachungszeit tÜZ5 in Phase X5 wird der Atemhubvolumen-Zielbereich VTO–VTU für den Mittelwert VTM5 des Atemhubvolumens 116 bei den etwa gleichen Atemhubvolumen-Amplitudenwerten nicht überschritten. Die Variabilität des Atemhubvolumens VT wird deshalb durch die Variabilität der inspiratorischen Anstrengung beeinflusst, da ein variabler Unterstützungsdruckwert PASB erzeugt wird. Da nunmehr der Kontroller 1 in der Lage ist, den Mittelwert VTM(t) des Atemhubvolumens VT zu justieren, wird die Variabilität des Atemmusters 111, 113, 114, 115, 116 durch den Kontroller 1 beeinflusst. Somit kann eine Anpassung des Gasaustausches und der lungenmechanischen Eigenschaften in dem Beatmungsgerät 8 durch den Kontroller 1 erreicht werden.In 4a is the course V T (t) of the breath volume 111 . 113 . 114 . 115 . 116 are shown over the time t of two minutes each for five states X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 . The mean value V TM1 of the breath volume 111 is during the first monitoring time t ÜZ1 of two minutes in phase X 1 initially above the upper limit V TO of Atemhubvolumen target range V TO -V TU . Characterized in that the mean value V TM1 outside the upper limit V TO of Atemhubvolumens 111 is done by the controller 1 a decrease in the assist pressure value P ASB . After lowering of the assist pressure value P ASB in phase X 2 by the controller 1 becomes an average value V TM2 of the breath volume 113 which is within the Atemhubvolumen target range V TO -V TU during the second monitoring time t ÜZ2 of two minutes. In the third monitoring time t ÜZ3 in phase X 3 , the mean value V TM3 of the breath capacity remains 114 although within the Atemhubvolumen target area V TO -V TU , but by one of the controller 1 initiated increase of the external variability CVP ASB of the support pressure P ASB increase the absolute values of the maxima and the minima of the breath volume 114 , where the peaks of the maxima of Atemhubvolumens 114 exceed the upper limit V TO . During the fourth monitor time t ÜZ4 in the phase X 4 , the increased breath lift volume amplitude values are almost maintained as the assist pressure P ASB is lowered , but the average value V TM4 is raised above the upper limit V TO . In the fifth and last monitored monitoring time t ÜZ5 in phase X 5 , the breath- lift volume target range V TO -V TU for the mean value V TM5 of Atemhubvolumens 116 not exceeded in the approximately same Atemhubvolumen amplitude values. The variability of the breath volume V T is therefore influenced by the variability of the inspiratory effort, since a variable assist pressure value P ASB is generated. Now the controller 1 is able to adjust the mean value V TM (t) of the breath volume V T becomes the variability of the breathing pattern 111 . 113 . 114 . 115 . 116 through the controller 1 affected. Thus, an adaptation of the gas exchange and the lung mechanical properties in the ventilator 8th through the controller 1 be achieved.

4b werden in einer VTM(t)-Darstellung die Zustände X1, X2, X3, X4, X5 und die Anpassung des Unterstützungsdruckes PASB und des Variationskoeffizienten CVPASB gezeigt. Aus den absolvierten Anpassungen wird der stabile fünfte Zustand X5 im Rechteck zwischen dem Atemhubvolumen-Zielbereich VTO–VTU und den beiden Grenzen CVUVT (untere Grenze) und CVOVT (obere Grenze) des Variationskoeffizienten des Atemhubvolumens VT erreicht. 4b In a V TM (t) representation, the states X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 and the adjustment of the assist pressure P ASB and the coefficient of variation CVP ASB are shown. From the completed adjustments, the stable fifth state X 5 in the rectangle between the Atemhubvolumen target range V TO -V TU and the two limits CV U V T (lower limit) and CV O V T (upper limit) of the coefficient of variation of the Atemhubvolumens V T reached.

Der erfindungsgemäße Kontroller 1 zur Regelung der variablen Druckunterstützungsbeatmung – NPSV – arbeitet mittels seiner installierten programmtechnischen Mittel gemäß 4c bezogen auf die in Reihenfolge absolvierten Zustandsphasen X1, X2, X3, X4, X5 mit folgenden Schritten, wobei die Bezugszeichen der Schritte den Funktionseinheiten 4, 5, 6, 7 des Kontrollers 1 zugeordnet sind.The controller according to the invention 1 for variable pressure assist ventilation - NPSV - operates according to its installed program resources 4c with reference to the state phases X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 completed in sequence, with the following steps, wherein the reference numerals of the steps correspond to the functional units 4 . 5 . 6 . 7 the controller 1 assigned.

Schritt 4.0 : Die Auswertung der Eigenschaften des jeweiligen Atemmusters 111, 113, 114, 115, 116 im Sinne ihrer statistischen Beschreibung, z. B. dem Mittelwert VTM und der mittleren Standardabweichung RF, der exspiratorischen Zeit (Te), der inspiratorischen Zeit (Ti), der Atemzyklusdauer (Ttot), dem Atemwegsspitzendruck (Ppeak) und dem mittleren Atemwegsdruck über die Überwa chungszeit tÜZ, die beispielsweise zwei Minuten beträgt, erfolgt in der Auswertungseinheit 4. Diese Informationen werden vom Beatmungsgerät 8 abgefragt bzw. anhand des Atemfluss- und Atemwegsignals berechnet. Dabei wird der IST-Zustand festgestellt, wobei iCV für die gemessene IST-Variabilität eines Parameters steht.Step 4.0: The evaluation of the properties of the respiratory pattern 111 . 113 . 114 . 115 . 116 in the sense of their statistical description, eg. B. the mean value V TM and the mean standard deviation RF, the expiratory time (Te), the inspiratory time (Ti), the respiratory cycle duration (Ttot), the peak airway pressure (Ppeak) and the mean airway pressure over the monitoring time t ÜZ , for example two minutes, takes place in the evaluation unit 4 , This information is provided by the ventilator 8th queried or calculated on the basis of the respiratory flow and airway signal. The actual state is determined, where iCV stands for the measured actual variability of a parameter.

Der Kontroller 1 geht dann über zum Schritt 5.1.The controller 1 then go to step 5.1.

Schritt 5.1: Der Vergleich des gemessenen Mittelwertes VTM1, VTM2, VTM3, VTM4, VTM5 des Atemhubvolumens mit der vom Bediener angegebenen Untergrenze VTU, die für einen Erwachsenen mit 1,70 m Körpergröße beispielsweise 420 ml betragen kann, erfolgt in der Vergleichseinheit 5. Wird diese Bedingung erfüllt, geht der Kontroller 1 über zum Schritt 6.0, der in der Entscheidungseinheit 6 stattfindet.Step 5.1: The comparison of the measured mean value V TM1 , V TM2 , V TM3 , V TM4 , V TM5 of the breath volume with the operator-specified lower limit V TU , which may be 420 ml for an adult of 1.70 m height, for example in the comparison unit 5 , If this condition is met, the controller goes 1 about to step 6.0, in the decision-making unit 6 takes place.

Schritt 6.0: Der adaptive Unterstützungsdruck PASB wird um eine Unterstützungsdruckdifferenz ΔPASB, die beispielsweise zwei cmH2O betragen kann, erhöht und der Kontroller 1 geht zum Schritt 7.0, der in der Sendeeinheit 7 stattfindet, wobei das dort erhaltene Signal an das Beatmungsgerät 8 übermittelt wird.Step 6.0: The adaptive assist pressure P ASB is increased by a assist pressure difference ΔP ASB , which may be, for example, two cmH 2 O, and the controller 1 go to step 7.0, which is in the sender unit 7 takes place, with the signal received there to the ventilator 8th is transmitted.

Ist das Signal des Schrittes 5.1 negativ, so wird zum Schritt 5.2 in der Vergleichseinheit 5 übergegangen:If the signal of step 5.1 is negative, then the step 5.2 in the comparison unit 5 passed:

Schritt 5.2: Der Vergleich des gemessenen Mittelwertes VT, des Atemhubvolumens mit der vom Bediener angegebenen Obergrenze VTO, die für einen Erwachsenen mit 1,70 m Körpergröße beispielsweise 560 ml betragen kann, findet in der Vergleichseinheit 5 statt. Wird diese Bedingung erfüllt, geht der Kontroller 1 über zum Schritt 6.1, der in der Entscheidungseinheit 6 stattfindet.Step 5.2: The comparison of the measured mean value V T , the breath lift volume with the operator-specified upper limit V TO , which may for example be 560 ml for an adult with a height of 1.70 m, is found in the comparison unit 5 instead of. If this condition is met, the controller goes 1 about to step 6.1, in the decision-making unit 6 takes place.

Schritt 6.1: Der Unterstützungsdruck PASB wird um eine Unterstützungsdruckdifferenz ΔPASB, die beispielsweise zwei cmH2O beträgt, reduziert und der Kontroller 1 geht über zum Schritt 7.0, der in der Sendeeinheit 7 stattfindet.Step 6.1: The assist pressure P ASB is reduced by a assist pressure difference ΔP ASB , which is, for example, two cmH 2 O, and the controller 1 goes to step 7.0, which is in the sender unit 7 takes place.

Schritt 5.3: Der Vergleich des gemessenen Variationskoeffizienten CVVT des Atemhubvolumens VT mit der vom Bediener angegebenen Untergrenze CVUVTM des Variationskoeffizienten des Atemhubvolumens, die für einen Erwachsenen beispielsweise 20% betragen kann. Wird diese Bedingung erfüllt, geht der Kontroller 1 zum Schritt 6.21.Step 5.3: The comparison of the measured coefficient of variation CVV T of Atemhubvolumens V T with the operator specified lower limit CV U V TM of the coefficient of variation of the breath capacity, which may be, for example, 20% for an adult. If this condition is met, the controller goes 1 to step 6.21.

Schritt 6.21: Der Kontroller 1 berechnet koeffizientenbezogen die zusätzlich zu erzeugende, externe Variabilität CVePASB bezüglich des Unterstützungsdrucks PASB anhand von Entscheidungsregeln, wobei die zusätzlich zu erzeugende, externe Variabilität CVe eine Funktion von CVVT, CVRF, CVTi/Ttot, CVTi, CVTe, VTM, mittlere RF mit CVe = f(CVVT, CVRF, CVTi/Ttot, CVTi, CVTe, mittlerer VTM, mittlere RF) ist. Beispielsweise kann die einfache Funktion der extrinsischen Variabilität CVe = sCVVT – iCVVT als Differenz der SOLL-Variabilität sCVVT und der IST-Variabilität iCVVT verwendet werden. Der Kontroller 1 geht zum Schritt 6.22.Step 6.21: The controller 1 charged koef In terms of efficiency, the external variability CVeP ASB to be generated with respect to the assist pressure P ASB is determined by decision rules, with the additional external variability CVe to be a function of CVV T , CVRF, CVTi / Ttot, CVTi, CVTe, V TM , mean RF CVe = f (CVV T , CVRF, CVTi / Ttot, CVTi, CVTe, mean V TM , mean RF). For example, the simple function of the extrinsic variability CVe = sCVV T - iCVV T can be used as the difference between the nominal variability sCVV T and the actual variability iCVV T. The controller 1 go to step 6.22.

Schritt 6.22: Die neue, zu erzeugende, externe Variabilität CVPASB mit CVPASB neu wird als die letzte CVPASB gegenüber CVPASBalt plus CVe berechnet mit Gleichung CVPASBneu = CVPASBalt + CVe und die neue Sequenz von Unterstützungsdruck-PASB-Werten an die Beatmungseinrichtung 9 geschickt, welches diese unter Überwachung des Kontrollers 1 durchführt. Der Kontroller 1 geht zum Schritt 7.0.Step 6.22: The new external variability CVP ASB to be generated with CVP ASB new is calculated as the last CVP ASB against CVP ASBalt plus CVe calculated using equation CVP ASBnew = CVP ASBalt + CVe and the new sequence of support pressure P ASB values the ventilation device 9 sent this under supervision of the controller 1 performs. The controller 1 go to step 7.0.

Schritt 5.4: Der Vergleich der gemessenen Variabilität des Atemhubvolumens VT mit der vom Bediener angegebenen Obergrenze CVOVTM des Variationskoeffizienten des Atemhubvolumens VT, die für einen Erwachsenen beispielsweise 30% betragen kann, erfolgt in der Vergleichseinheit 5. Wird diese Bedingung erfüllt, geht der Kontroller 1 über zum Schritt 6.31.Step 5.4: The comparison of the measured variability of the breath volume V T with the operator-specified upper limit CV O V TM of the coefficient of variation of the breath volume V T , which may for example be 30% for an adult, is performed in the comparison unit 5 , If this condition is met, the controller goes 1 via to step 6.31.

Schritt 6.31: Der Kontroller 1 berechnet koeffizientenbezogen die abzuziehende Variabilität in PASB (CVe) anhand von Entscheidungsregeln, wobei CVe = f(CVVT, CVRF, CVTi/Ttot, CVTi, CVTe, VTM, mittlere RF). Beispielsweise kann die einfache Funktion CVe = |sCVVT – iCVVT| verwendet werden. Der Kontroller 1 geht über zum Schritt 6.32, der in der Entscheidungseinheit 6 durchgeführt wird.Step 6.31: The controller 1 calculates coefficient-deductible variability in P ASB (CVe) using decision rules, where CVe = f (CVV T , CVRF, CVTi / Ttot, CVTi, CVTe, V TM , mean RF). For example, the simple function CVe = | sCVV T - iCVV T | be used. The controller 1 goes to step 6.32, which is in the decision-making unit 6 is carried out.

Schritt 6.32: Die neue zu erzeugende, externe Variabilität CVPASB mit CVPASBneu wird als die letzte CVPASB gegenüber CVPASBalt minus CVe berechnet nach Gleichung CVPASBneu = CVPASBalt – CVe, wobei Minima für CVe und CVPASB festgelegt werden, beispielsweise 0% oder 5% und die neue Sequenz von Unterstützungsdruck-PASB-Werten an das Beatmungsgerät 8 geschickt, welches diese unter Überwachung des Kontrollers 1 durchführt. Der Kontroller 1 geht über zum Schritt 7.0.Step 6.32: The new external variability CVP ASB to be generated with CVP ASBnew is calculated as the last CVP ASB against CVP ASBalt minus CVe according to equation CVP ASBnew = CVP ASBalt - CVe, where minima are set for CVe and CVP ASB , for example 0% or 5% and the new sequence of support pressure-P ASB values to the ventilator 8th sent this under supervision of the controller 1 performs. The controller 1 go to step 7.0.

Schritt 7.0: Der Kontroller 1 sendet die neu berechneten Mittelwerte VTM5 des Atemhubvolumens und mittleren Standardabweichungen des Unterstützungsdrucks PASB zum Beatmungsgerät 8.Step 7.0: The controller 1 sends the recalculated mean values V TM5 of the breath volume and mean standard deviations of the assist pressure P ASB to the ventilator 8th ,

Zusammenfassend erfolgt in dem Kontroller 1 eine Anpassung der extrinsischen Variabilität des Unterstützungsdruckes PASB an die intrinsische Variabilität des Patienten mit gespeicherten programmtechnischen Mitteln, wobei die Variabilität des Atemmusters für die Regelung der assistierten Spontanatmung vorgesehen ist.In summary, in the controller 1 an adaptation of the extrinsic variability of the support pressure P ASB to the intrinsic variability of the patient with stored program resources, wherein the variability of the breathing pattern is provided for the regulation of the assisted spontaneous breathing.

11
Kontrollercontroller
22
respiratorisches Systemrespiratory system
33
Regelstreckecontrolled system
44
Auswerteeinheitevaluation
55
Vergleichseinheitcomparing unit
66
Entscheidungseinheitdecision unit
77
Sendeeinheittransmission unit
88th
Beatmungsgerätventilator
99
Beatmungseinrichtungventilator
1010
Beatmungsanschlussrespiration connection
1111
Atemmusterbreathing pattern
111111
Atemmusterbreathing pattern
112112
Atemmusterbreathing pattern
113113
Atemmusterbreathing pattern
114114
Atemmusterbreathing pattern
115115
Atemmusterbreathing pattern
116116
Atemmusterbreathing pattern
VT V T
AtemhubvolumenTidal volume
VTM V TM
Mittelwert des AtemhubvolumensAverage of breath volume
VTU V TU
Untergrenze des mittleren Atemhubvolumenlower limit the mean breath volume
VTO V TO
Obergrenze des mittleren AtemhubvolumenUpper limit the mean breath volume
VTO–VTU V TO -V TU
Atemhubvolumen-ZielbereichTidal volume target range
X1 X 1
erster Zustandfirst Status
X2 X 2
zweiter Zustandsecond Status
X3 X 3
dritter Zustandthird Status
X4 X 4
vierter Zustandfourth Status
X5 X 5
fünfter Zustandfifth condition
tt
ZeitTime
tÜZ t ÜZ
Überwachungszeitmonitoring time
PASB P ASB
Unterstützungsdrucksupport print
CVCV
Variationskoeffizientthe coefficient of variation
CViCV i
intrinsische Variabilitätintrinsic variability
CVeCVe
extrinsische Variabilitätextrinsic variability
sCVSCV
SOLL-VariabilitätDESIRED variability
iCViCV
IST-VariabilitätIS variability
CVPASB CVP ASB
externe Variabilität des Unterstützungsdruckesexternal variability of support pressure
RFRF
mittlere Standardabweichungmiddle standard deviation
TeTe
exspiratorische Zeitexpiratory Time
TiTi
inspiratorische Zeitinspiratory Time
TtotTdead
AtemzyklusdauerRespiratory cycle duration
Ppeakppeak
AtemwegsspitzendruckAirway peak pressure
ΔPASB ΔP ASB
UnterstützungsdruckdifferenzSupport pressure difference
CVUVT CV U V T
Untergrenze des Variationskoeffizienten des Atemhubvolumenslower limit the coefficient of variation of Atemhubvolumens
CVOVT CV O V T
Obergrenze des Variationskoeffizienten des AtemhubvolumensUpper limit the coefficient of variation of Atemhubvolumens

Claims (13)

Kontroller (1) für Beatmungsgeräte (8) zur Regelung einer variablen Druckunterstützungsbeatmung, die auf der Variabilität eines respiratorischen Systems (2) beruht, wobei dabei das respiratorische System (2) in Form eines Subjekts (Pi) mit der intrinsischen Variabilität des Atemhubvolumens (VT) und einer Atemfrequenz versehen ist, enthaltend Eigenschaften des respiratorischen Systems (2) und die Beatmungsarbeit, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontroller (1) in der Lage ist, die Variabilität in Form von Schwankungen (ΔVT) des Atemhubvolumens (VT) bezogen auf einen Mittelwert (VTM) und den zugehörigen Mittelwert (VTM) zu vorgegebenen Atemhubvolumenwerten in einem vorgegebenen Atemhubvolumen-Zielbereich (VTO–VTU) zu führen, während ein Druckunterstützungswert (PASB) anliegt, um den vorgegebenen Atemhubvolumen-Zielbereich (VTO–VTU) gemäß den mechanischen Eigenschaften des respiratorischen Systems (2) und der Variabilität des Atemmusters (111, 113, 114, 115, 116) zu erreichen, wobei der Kontroller (1) aus folgenden Bestandteilen besteht: – einer Auswertungseinheit (4) zur Erhebung der Eigenschaften des Atemmusters (111, 113, 114, 115, 116), – einer Vergleichseinheit (5) zur Testung der Einhaltung von vorgegebenen Grenzen (VTO, VTU) innerhalb eines Atemhubvolumen-Zielbereiches VTO–(VTU) in Bezug auf einen Mittelwert (VTM) oder einer mittleren Standardabweichung (RF) des Atemhubvolumens (VT); – einer Entscheidungseinheit (6) mit vorgegebenen Entscheidungsalgorithmen, welche zu einer Anpassung des Mittelwertes (VTM) oder der mittleren Standardabweichung (RF) des Unterstützungsdruckwertes (PASB) führen, und – einer Sendeeinheit (7) mit vorgegebenen komplexen Verteilungen von Unterstützungsdruckwerten (PASB), welche einzeln oder als paketartige Serie zum Beatmungsgerät (8) gesendet werden, wobei die Komplexität irreguläre Schwankungen des Drucks um einen Mittelwert darstellt.Controller ( 1 ) for ventilators ( 8th ) to the Re a variable pressure assist ventilation based on the variability of a respiratory system ( 2 ), whereby the respiratory system ( 2 ) in the form of a subject (P i ) with the intrinsic variability of the breath volume (V T ) and a respiratory rate containing properties of the respiratory system ( 2 ) and the ventilation work, characterized in that the controller ( 1 ) is capable of determining the variability in terms of fluctuations (ΔV T ) of the breath volume (V T ) relative to a mean (V TM ) and associated mean (V TM ) to predetermined breath lift volume values in a predetermined breath lift volume target range (V TO -V TU ), while a pressure assist value (P ASB ) is applied to the predetermined breath-stroke volume target area (V TO -V TU ) according to the mechanical properties of the respiratory system (FIG. 2 ) and the variability of the breathing pattern ( 111 . 113 . 114 . 115 . 116 ), whereby the controller ( 1 ) consists of the following components: - an evaluation unit ( 4 ) for collecting the properties of the breathing pattern ( 111 . 113 . 114 . 115 . 116 ), - a comparison unit ( 5 ) for testing compliance with predetermined limits (V TO , V TU ) within a breath volume target range V TO - (V TU ) with respect to a mean value (V TM ) or a mean standard deviation (RF) of the breath volume (V T ); - a decision-making unit ( 6 ) with predetermined decision algorithms which lead to an adaptation of the mean value (V TM ) or the mean standard deviation (RF) of the assist pressure value (P ASB ), and - a transmission unit ( 7 ) with predetermined complex distributions of assist pressure values (P ASB ), which can be used individually or as a packet-like series to the ventilator ( 8th ), the complexity being irregular fluctuations in pressure around an average. Kontroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zugehörige Beatmungsgerät (8) aus einer Beatmungseinrichtung (9) und einem an die Beatmungseinrichtung (9) angeschlossenen Beatmungsanschluss (10) besteht, wobei der Kontroller (1) in dem Beatmungsgerät (8) extern oder intern zugeordnet ist.Controller according to claim 1, characterized in that the associated ventilator ( 8th ) from a ventilation device ( 9 ) and one to the ventilation device ( 9 ) connected ventilation port ( 10 ), whereby the controller ( 1 ) in the ventilator ( 8th ) is assigned externally or internally. Kontroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontroller (1) in eine Regelstrecke (3) eingebunden ist, wobei die Informationen zu Eigenschaften des Atemmusters (111, 113, 114, 115, 116) abgefragt und die Änderung der Einstellungen des Modus der variablen Druckunterstützungsbeatmung – des NPSV-Modus – in Form von Unterstützungsdruck-PASB-Sequenzen mit vordefinierten Verteilungen, wie z. B. einer Normalverteilung mit festgelegtem Mittelwert und festgelegter mittlerer Standardabweichung, anhand des Entscheidungsalgorithmus in der Entscheidungseinheit (6) vom Kontroller (1) am Beatmungsgerät (8) vorgenommen werden.Controller according to claim 1, characterized in that the controller ( 1 ) in a controlled system ( 3 ), the information on characteristics of the breathing pattern ( 111 . 113 . 114 . 115 . 116 ) and changing the settings of the variable pressure assist ventilation mode - the NPSV mode - in the form of assist pressure P ASB sequences with predefined distributions, such as. A normal distribution with a fixed average and a defined mean standard deviation, based on the decision algorithm in the decision unit ( 6 ) from the controller ( 1 ) on the ventilator ( 8th ). Kontroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Subjekt (2) über den Beatmungsanschluss (10) an das Beatmungsgerät (8) angeschlossen ist und eine intrinsische Variabilität (CVi) aufweist, wobei aus der SOLL-Variabilität (sCV) der Parameter des Atemmusters und der am Subjekt (2) erhobenen IST-Variabilität (iCV) des Atemmusters im Kontroller (1) anhand von Entscheidungsregeln die externe Variabilität (CVPASB) des Unterstützungsdruckes (PASB) berechnet wird.Controller according to claim 1, characterized in that the subject ( 2 ) via the ventilation port ( 10 ) to the ventilator ( 8th ) and an intrinsic variability (CVi), whereby the parameters of the respiratory pattern and of the subject (sCV) 2 ) actual variability (iCV) of the respiratory pattern in the controller ( 1 ) is calculated on the basis of decision rules, the external variability (CVP ASB ) of the support pressure (P ASB ). Verfahren zur Regelung der variablen Druckunterstützungsbeatmung mittels eines einem Beatmungsgerät (8) zugeordneten Kontrollers (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anpassung der extrinsischen Variabilität des Unterstützungsdruckes (PASB) an die intrinsische Variabilität des an das Beatmungsgerät (8) angeschlossenen Subjektes (2) durchgeführt wird, wobei die Variabilität des Atemmusters (111, 113, 114, 115, 116) für die Regelung der assistierten Spontanatmung vorgesehen wird.Method for regulating variable pressure assist ventilation by means of a ventilator ( 8th ) assigned controller ( 1 ) according to claim 1, characterized in that an adaptation of the extrinsic variability of the support pressure (P ASB ) to the intrinsic variability of the ventilator ( 8th ) connected subject ( 2 ), whereby the variability of the breathing pattern ( 111 . 113 . 114 . 115 . 116 ) is provided for the regulation of assisted spontaneous breathing. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in mehreren folgenden vorgegebenen Überwachungszeiten (tÜZ1, tÜZ2, tÜZ3, tÜZ4, tÜZ5) anhand von auftretenden und vom Kontroller (1) registrierten Zuständen (X1, X2, X3, X4, X5) das Beatmungsgerät (8) mit dem Kontroller (1) nach einer Regelstrecke (3) betrieben wird.A method according to claim 5, characterized in that in several following predetermined monitoring times (t ÜZ1 , t ÜZ2 , t ÜZ3 , t ÜZ4 , t ÜZ5 ) based on occurring and by the controller ( 1 ) registered conditions (X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 ) the ventilator ( 8th ) with the controller ( 1 ) after a controlled system ( 3 ) is operated. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem auftretenden Zustand (X1) der Mittelwert (VTM1) des Atemhubvolumens (111) sich während der ersten Überwachungszeit (tÜZ1) im vorgegebenen Minutenbereich zunächst oberhalb der Obergrenze (VTO) des Atemhubvolumen-Zielbereiches (VTO–VTU) befindet, wobei dadurch, dass der Mittelwert (VTM1) außerhalb der Obergrenze (VTO) des Atemhubvolumens (111) liegt, durch den Kontroller (1) eine Senkung des Unterstützungsdruckwertes (PASB) erfolgt.A method according to claim 6, characterized in that in an occurring state (X 1 ) of the mean value (V TM1 ) of Atemhubvolumens ( 111 ) is in the predetermined minute range during the first monitoring time (t ÜZ1 ) initially above the upper limit (V TO ) of Atemhubvolumen target area (V TO -V TU ), wherein in that the mean value (V TM1 ) outside the upper limit (V TO ) of the breath volume ( 111 ) by the controller ( 1 ) a reduction in the assist pressure value (P ASB ) takes place. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem auftretenden Zustand (X2) nach Senkung des Unterstützungsdruckwertes (PASB) durch den Kontroller (1) ein Mittelwert (VTM2) des Atemhubvolumens (113) erreicht wird, welcher während der zweiten Überwachungszeit (tÜZ2) im vorgegebenen Minutenbereich innerhalb des Atemhubvolumen-Zielbereiches (VTO–VTU) liegt.A method according to claim 6, characterized in that in an occurring state (X 2 ) after lowering of the assist pressure value (P ASB ) by the controller ( 1 ) an average value (V TM2 ) of the breath volume ( 113 ) is reached, which during the second monitoring time (t ÜZ2 ) within the predetermined minute range within the Atemhubvolumen target range (V TO -V TU ). Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem auftretenden Zustand (X3) in einer dritten Überwachungszeit (tÜZ3) der Mittelwert (VTM3) des Atemhubvolumens (114) zwar innerhalb des Atemhubvolumen-Zielbereiches (VTO–VTU) bleibt, aber durch eine vom Kontroller (1) initiierte Erhöhung der externen Variabilität (CVPASB) des Unterstützungsdruckes (PASB) vergrößern sich die absoluten Werte der Maxima und Minima des Atemhubvolumens (114), wobei die Spitzen der Maxima des Atemhubvolumens (114) die Obergrenze (VTO) überschreiten.A method according to claim 6, characterized in that in an occurring state (X 3 ) in a third monitoring time (t ÜZ3 ), the average value (V TM3 ) of the breath volume ( 114 ) remains within the breath-lift volume target range (V TO -V TU ), but by one from the controller ( 1 ) increase the external variability (CVP ASB ) of the support pressure (P ASB ) increase the absolute values of the maxima and minima of the breath volume ( 114 ), wherein the peaks of the maxima of the breath volume ( 114 ) exceed the upper limit (V TO ). Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem auftretenden Zustand (X4) während einer vierten Überwachungszeit (tÜZ4) die vergrößerten Atemhubvolumen-Amplitudenwerte bei Senkung des Unterstützungsdruckes (PASB) nahezu beibehalten werden, aber der Mittelwert (VTM4) über die Obergrenze (VTO) angehoben wird.A method according to claim 6, characterized in that in an occurring state (X 4 ) during a fourth monitoring time (t ÜZ4 ) the increased Atemhubvolumen amplitude values are almost maintained when lowering the support pressure (P ASB ), but the average (V TM4 ) over the upper limit (V TO ) is raised. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem auftretenden Zustand (X5) in einer fünften Überwachungszeit tÜZ5 der Atemhubvolumen-Zielbereich (VTO–VTU) für den Mittelwert (VTM5) des Atemhubvolumens (116) bei den etwa gleichen Atemhubvolumen-Amplitudenwerten nicht überschritten wird, wobei die Variabilität des Atemhubvolumens (VT) deshalb durch die Variabilität der inspiratorischen Anstrengung beeinflusst wird, da ein variabler Unterstützungsdruckwert (PASB) erzeugt wird und nunmehr der Kontroller (1) derart in der Lage ist, den Mittelwert (VTM(t)) des Atemhubvolumens (VT) zu justieren und die Variabilität des Atemmusters (111, 113, 114, 115, 116) durch den Kontroller (1) zu beeinflussen, wodurch eine Anpassung des Gasaustausches und der lungenmechanischen Eigenschaften in dem Beatmungsgerät (8) durch den Kontroller (1) erreicht wird.A method according to claim 6, characterized in that in an occurring state (X 5 ) in a fifth monitoring time t ÜZ5 the Atemhubvolumen target area (V TO -V TU ) for the mean value (V TM5 ) of Atemhubvolumens ( 116 The variability of the breath volume (V T ) is therefore influenced by the variability of the inspiratory effort, since a variable assist pressure value (P ASB ) is generated and now the controller ( 1 ) is capable of adjusting the mean value (V TM (t)) of the breath volume (V T ) and the variability of the breathing pattern ( 111 . 113 . 114 . 115 . 116 ) by the controller ( 1 ), whereby an adaptation of the gas exchange and the lung mechanical properties in the ventilator ( 8th ) by the controller ( 1 ) is achieved. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass aus den absolvierten Anpassungen der stabile fünfte Zustand (X5) im Rechteck zwischen dem Atemhubvolumen-Zielbereich (VTO–VTU) und den beiden prozentual festgelegten Grenzen (CVUVT, CVOVT) des Variationskoeffizienten des Atemhubvolumens (VT) erreicht wird.A method according to claim 11, characterized in that from the completed adjustments of the stable fifth state (X 5 ) in the rectangle between the Atemhubvolumen target area (V TO -V TU ) and the two percentage limits (CV U V T , CV O V T ) of the coefficient of variation of the Atemhubvolumens (V T ) is achieved. Verfahren nach Anspruch 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es mittels installierter programmtechnischer Mittel im Kontroller (1) bezogen auf die in Reihenfolge absolvierten Zustandsphasen (X1, X2, X3, X4, X5) in den Funktionseinheiten (4, 5, 6, 7) des Kontrollers (1) in mehreren Schritten durchführt: – Schritt 4.0: Die Auswertung der Eigenschaften des jeweiligen Atemmusters (111, 113, 114, 115, 116) im Sinne ihrer statistischen Beschreibung mit dem Mittelwert (VTM) und der mittleren Standardabweichung (RF), der exspiratorischen Zeit (Te), der inspiratorischen Zeit (Ti), der Atemzyklusdauer (Ttot), dem Atemwegsspitzendruck (Ppeak) und dem mittleren Atemwegsdruck über die Überwachungszeit (tÜZ) erfolgt in der Auswertungseinheit (4), wobei die Informationen vom Beatmungsgerät (8) abgefragt bzw. anhand des Atemfluss- und Atemwegsignals berechnet werden, wobei der IST-Zustand festgestellt wird und wobei (iCV) für die gemessene IST-Variabilität eines Parameters steht, – Schritt 5.1: Der Vergleich der gemessenen Mittelwerte (VTM1, VTM2, VTM3, VTM4, VTM5) des Atemhubvolumens mit der vom Bediener angegebenen Untergrenze (VTU) erfolgt in der Vergleichseinheit (5), wobei bei Erfüllung dieser Bedingung der Kontroller (1) zum Schritt 6.0 übergeht, der in der Entscheidungseinheit (6) stattfindet, – Schritt 6.0: Der adaptive Unterstützungsdruck (PASB) wird um eine Unterstützungsdruckdifferenz (ΔPASB) erhöht und der Kontroller (1) geht zum Schritt 7.0, der in der Sendeeinheit (7) stattfindet, wobei das dort erhaltene Signal an das Beatmungsgerät (8) übermittelt wird, wobei, falls das Signal des Schrittes 5.1 negativ ist, zum Schritt 5.2 in der Vergleichseinheit (5) übergegangen wird, – Schritt 5.2: Der Vergleich des jeweils gemessenen Mittelwertes (VTM) des Atemhubvolumens mit der vom Bediener angegebenen Obergrenze (VTO) findet in der Vergleichseinheit (5) statt, wobei bei Erfüllung dieser Bedingung der Kontroller (1) zum Schritt 6.1 übergeht, der in der Entscheidungseinheit (6) stattfindet, – Schritt 6.1: Der Unterstützungsdruck (PASB) wird um eine Unterstützungsdruckdifferenz (ΔPASB) reduziert und der Kontroller (1) geht über zum Schritt 7.0, der in der Sendeeinheit (7) stattfindet, – Schritt 5.3: Es erfolgt ein Vergleich des gemessenen Variationskoeffizienten (CVVT) des Atemhubvolumens (VT) mit der vom Bediener angegebenen Untergrenze (CVUVT) des Variationskoeffizienten des Atemhubvolumens, wobei bei Erfüllung dieser Bedingung der Kontroller (1) zum Schritt 6.21 übergeht, – Schritt 6.21: Der Kontroller (1) berechnet koeffizientenbezogen die zusätzlich zu erzeugende, externe Variabilität (CVePASB) bezüglich des Unterstützungsdrucks (PASB) anhand von Entscheidungsregeln, wobei die zusätzlich zu erzeugende, externe Variabilität (CVe) eine Funktion von (CVVT, CVRF, CVTi/Ttot, CVTi, CVTe, VTM, mittlere RF) mit CVe = f(CVVT, CVRF, CVTi/Ttot, CVTi, CVTe, mittlerer VTM, mittlere RF) ist, wobei eine einfache Funktion der extrinsischen Variabilität CVe = sCVVT – iCVVT als Differenz der SOLL-Variabilität (sCVVT) und der IST-Variabilität (iCVVT) verwendbar ist und der Kontroller (1) zum Schritt 6.22 übergeht, – Schritt 6.22: Die koeffizientenbezogene neue, zu erzeugende, externe Variabilität (CVPASB) mit (CVPASBneu) wird als die letzte (CVPASB) gegenüber CVPASBalt plus CVe mit Gleichung CVPASBneu = CVPASBalt + CVe berechnet und die neue Sequenz von Unterstützungsdruck-PASB-Werten an die Beatmungseinrichtung (9) geschickt, welches diese unter Überwachung des Kontrollers (1) durchführt und der Kontroller (1) zum Schritt 7.0 übergeht, – Schritt 5.4: Der Vergleich der gemessenen Variabilität des Atemhubvolumens (VT) mit der vom Bediener angegebenen Obergrenze (CVOVT) des Variationskoeffizienten des Atemhubvolumens (VT) erfolgt in der Vergleichseinheit (5), wobei bei Erfüllung dieser Bedingung der Kontroller (1) zum Schritt 6.31 übergeht, – Schritt 6.31: Der Kontroller (1) berechnet koeffizientenbezogen die abzuziehende Variabilität in PASB (CVe) anhand von Entscheidungsregeln, wobei CVe = f(CVVT, CVRF, CVTi/Ttot, CVTi, CVTe, VTM, mittlere RF), wobei als die einfache Funktion CVe = |sCVVT – iCVVT| verwendbar ist und der Kontroller (1) geht über zum Schritt 6.32, der in der Entscheidungseinheit 6 durchgeführt wird, – Schritt 6.32: Die koeffizientenbezogene, neue, zu erzeugende, externe Variabilität (CVPASB) mit CV PASBneu wird als die letzte (CVPASB) gegenüber CVPASBalt minus CVe berechnet nach Gleichung CVPASBneu = CVPASBalt – CVe, wobei Minima für (CVe) und (CVPASB) festgelegt werden, und wobei die neue Sequenz von Unterstützungsdruck-PASB-Werten an das Beatmungsgerät (8) geschickt wird, welches diese unter Überwachung des Kontrollers (1) durchführt und der Kontroller (1) geht über zum Schritt 7.0, – Schritt 7.0: Der Kontroller (1) sendet die neu berechneten Mittelwerte (VTM5) des Atemhubvolumens und mittleren Standardabweichungen des Unterstützungsdrucks (PASB) zum Beatmungsgerät (8).Method according to claims 5 to 12, characterized in that it is realized by means of installed program engineering means in the controller ( 1 ) relative to the state phases (X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 ) completed in the functional units ( 4 . 5 . 6 . 7 ) of the controller ( 1 ) in several steps: - Step 4.0: the evaluation of the properties of the respective breathing pattern ( 111 . 113 . 114 . 115 . 116 ) in terms of their statistical description with mean (V TM ) and mean standard deviation (RF), expiratory time (Te), inspiratory time (Ti), respiratory cycle duration (Ttot), peak airway pressure (Ppeak), and mean airway pressure over the monitoring time (t ÜZ ) takes place in the evaluation unit ( 4 ), the information from the ventilator ( 8th ) and are calculated on the basis of the respiratory flow and airway signal, whereby the actual state is determined and where (iCV) represents the measured actual variability of a parameter, step 5.1: the comparison of the measured average values (V TM1 , V TM2 , V TM3 , V TM4 , V TM5 ) of the breath volume with the lower limit (V TU ) specified by the operator takes place in the comparison unit ( 5 ), whereby upon fulfillment of this condition the controller ( 1 ) moves to step 6.0, which in the decision-making unit ( 6 ) takes place, - Step 6.0: The adaptive assist pressure (P ASB ) is increased by an assist pressure difference (ΔP ASB ) and the controller ( 1 ) goes to step 7.0, which in the transmitting unit ( 7 ) takes place, wherein the signal received there to the ventilator ( 8th ), wherein, if the signal of step 5.1 is negative, to step 5.2 in the comparison unit ( 5 ), - Step 5.2: The comparison of the respectively measured mean value (V TM ) of the breath lift volume with the upper limit (V TO ) specified by the operator takes place in the comparison unit ( 5 ), whereby upon fulfillment of this condition, the controller ( 1 ) goes to step 6.1, which in the decision-making unit ( 6 ) takes place, - Step 6.1: The assist pressure (P ASB ) is reduced by a support pressure difference (ΔP ASB ) and the controller ( 1 ) goes to step 7.0, which in the transmitting unit ( 7 ) takes place, - Step 5.3: A comparison is made of the measured coefficient of variation (CVV T ) of the breath volume (V T ) with the operator-specified lower limit (CV U V T ) of the coefficient of variation of the breath volume, in which case the controller ( 1 ) goes to step 6.21, - step 6.21: the controller ( 1 ) calculates the additional external variability (CVeP ASB ) to be generated with respect to the assist pressure (P ASB ) by decision rules, wherein the additional external variability (CVe) to be generated is a function of (CVV T , CVRF, CVTi / Ttot, CVTi , CVTe, V TM , mean RF) with CVe = f (CVV T , CVRF, CVTi / Ttot, CVTi, CVTe, mean V TM , mean RF), with a simple function of extrinsic variability CVe = sCVV T - iCVV T is used as the difference of the nominal variability (sCVV T ) and the actual variability (iCVV T ) and the controller ( 1 ), step 6.22: The coefficient-related new external variability (CVP ASB ) to be generated with (CVP ASBnew ) is considered last (CVP ASB ) vs CVP ASBalt plus CVe with equation CVP ASBnew = CVP ASBalt + CVe calculates the new sequence of assist pressure P ASB values to the ventilator ( 9 ), which this under supervision of the controller ( 1 ) and the controller ( 1 ) goes to step 7.0, Step 5.4: The comparison of the measured variability of the breath volume (V T ) with the operator-specified upper limit (CV O V T ) of the coefficient of variation of the breath volume (V T ) is carried out in the comparison unit ( 5 ), whereby upon fulfillment of this condition the controller ( 1 ) goes to step 6.31, - step 6.31: the controller ( 1 ) calculates coefficient-deductible variability in P ASB (CVe) according to decision rules, where CVe = f (CVV T , CVRF, CVTi / Ttot, CVTi, CVTe, V TM , mean RF), where as the simple function CVe = | sCVV T - iCVV T | is usable and the controller ( 1 ) goes to step 6.32, which is in the decision-making unit 6 The coefficient-related new external variability to be generated (CVP ASB ) with CV P ASBnew is calculated as the last one (CVP ASB ) versus CVP ASBalt minus CVe according to the equation CVP ASBnew = CVP ASBalt -CVe, where Minima for (CVe) and (CVP ASB ), and where the new sequence of assist pressure P ASB values to the ventilator ( 8th ), which this under supervision of the controller ( 1 ) and the controller ( 1 ) goes to step 7.0, - Step 7.0: The controller ( 1 ) sends the newly calculated mean values (V TM5 ) of the breath volume and mean standard deviation of the support pressure (P ASB ) to the ventilator ( 8th ).
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