CN104916069B - 用于在机械的患者通气期间生成警报的方法和设备 - Google Patents

用于在机械的患者通气期间生成警报的方法和设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于在机械的患者通气期间生成警报的方法和设备，其中测量分钟通气量并且测定分钟通气量的中值，以及在控制器中存储分钟通气量的下临界阈值和时间延迟，借助时间延迟在低于下临界阈值之后生成警报的输出。所描述的技术方案的特征在于，在考虑分钟通气量的下临界阈值和时间延迟的情况下从分钟通气量的中值出发测定参考信号，从参考信号中推导出位于下临界阈值之下的负责警报的阈值以及患者的最大容忍的窒息持续时间的值。另外必不可少的是，不仅既在长于确定的时间延迟的时间间隔中低于下临界阈值的情况下，也直接地在低于负责警报的临界值的情况下生成警报信号。

Description

用于在机械的患者通气期间生成警报的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于在机械的患者通气期间生成警报的方法以及设备。此外，本发明涉及一种控制器以及一种用于实施方法的在控制器中执行的软件。
背景技术
在多种情况下，在治疗患者时例如在重症监护的领域中、在手术时或在紧急情况下需要人工通气。根据应用情况，在此，外部的装置完全地承担患者的通气或者进行支持。因此，例如没有再呼吸器的通气装置用于医院中的重症监护室的患者的人工通气，而在具有闭合系统的麻醉装置中将由患者呼出的呼气气体继续用作为吸气气体。下面详细阐述的用于生成警报的解决方案既能够用于相应实施的通气装置也能够用于麻醉装置。
在如今的医疗装置中，避免与临床无关的警报具有重要意义。在长期研发能报警的监控装置中的核心在于：在监控患者时明确地且及早地识别危险情况并且报警，如今将警报的数量减小到临床所需要的最小值越来越多地受到关注。这主要归因于：在患者的区域中布置了越来越多的能警报的装置、例如注射泵、监视器和通气装置。因此，护理人员以及患者经受高的声音负荷并且因此导致的风险属于最大的那类，这些风险如今与医疗装置关联。从所描述的问题出发，如今在研发负责警报的医疗装置时的主要观点在于：如下优化警报频率，即一方面总是明确地识别危险情况并且另一方面尽可能抑制无关的警报。以该方式尽管保持了高的安全标注，却应防止由于多个警报引起的护理人员渐渐变得迟钝。
从EP 2 302 606 B1中已知了一种用于在能警报的医疗装置中生成警报的方法。所描述的方法基本上基于：除了确定相关的阈值之外存储所谓的验证区间，其中仅当在验证区间的总持续时间中超过或低于预设的阈值时才触发警报。所存储的验证区间分别具有实现上首先的验证区间长度，其通常随着患者的危险程度上升而下降。最低的危险程度的限定的延迟区间长度因此对应于稍微超过或低于相应的阈值的最大可行的警报延迟，而在所检测的测量值与阈值有剧烈偏差的情况下极其快速地报警。因此，所描述的技术解决方案的重点是确定潜在危险。
为了在患者的人工通气时能够最佳地评估可能的危险情况而需要：考虑附加的特征，例如在监控患者参数时的现有的呼吸干扰。在过密检测的监控极限中这通常引起警报，而与是否存在患者危险无关。然而，警报极限的通常的衰弱在此也不是用于最小化警报频繁性的适当的手段，因为这会引起监控的灵敏度更小。只要不存在禁忌症候并且在监控呼吸活动时其余的监控的参数、例如氧饱和或者CO2-部分压强位于可接受的范围内，在至少仅短暂地超过或低于阈值时能够放弃警报。由此实现的是，只要整体上没有识别出患者状态变差，关于患者风险的可接受评估的病理上的的呼吸模式的无警报的容忍是允许的。
在监控患者的人工通气时的重要参数是分钟通气量。在一分钟之内提供给肺的空气体积的在医疗中标准应用的值提供了用于患者的换气和充氧的重要的要点，并且因此是用于监控在重症医疗中的患者的强制性的测量参量。在患者的仅强制的通气中，分钟通气量对应于所施用的潮气量和呼吸频率的乘积。
然而，从现有技术中如今没有已知评估关于具体存在的呼吸干扰的信息的装置。因此不能够在假设的和实际的患者危险之间进行区分。此外，限制呼吸极限的输入可行性并且定向在技术上监控测量值，以代替患者自主的监控。
发明内容
从现有技术和之前描述的问题出发，本发明基于下述目的：提出一种方法和设备，该设备在患者人工通气时将输出警报的数量限制在所需的最小值上，而没有提高患者潜在危险。因此，本发明特别应能够实现确定阈值和延迟时间，其中，考虑具体呼吸模式的特性，以及给出呼吸功能不全或者窒息对于要与其的警报频繁性方面的阐述。首先在专门的病理上的呼吸模式中、例如毕奥呼吸中还应当确保：抑制仅由于专门的病理上的呼吸形式而出现但是不是患者的危险的警报。完全专门的目的在本文中在于：在监控具有专门病理上的呼吸形式、特别具有毕奥呼吸的患者中的呼气的分钟通气量时降低临床无关的警报的数量。
根据描述的目的根据本发明的方法以及设备实现。此外，借助根据本发明的控制器以及借助根据本发明的在控制器中执行的软件可以在通气和麻醉装置中优选地进行根据本发明的方法。
本发明首先涉及一种用于在机械的患者通气期间生成警报的方法，其中，测量分钟通气量并且确定分钟通气量的中值，以及在控制器中存储分钟通气量的下临界阈值和时间延迟，借助所述时间延迟在低于下临界阈值之后生成警报的输出。根据本发明，进一步构成该方法，使得在考虑时间延迟和分钟通气量的下临界阈值的情况下，从分钟通气量的中值出发确定参考信号，从所述参考信号中推导出位于下临界阈值之下的负责警报的阈值以及患者的最大容忍的窒息持续时间的值。
还重要的是，既在长于确定的时间延迟的时间间隔中在低于下临界阈值的情况下，又直接在低于负责警报的临界值的情况下生成警报信号。
因此，根据本发明的技术方案的特征首先在于：除了分钟通气量的负责警报的下阈值之外，确定临界的区间，其中取决于患者状态地对于一定时间容忍分钟通气量，所述分钟通气量的值位于临界的分钟通气量之下但是位于负责警报的分钟通气量之上。
因此，利用分钟通气量的位于下临界值和负责警报的阈值之间的范围，确定分钟通气量的临界的范围，在所述范围中尽管还不进行立即的警报示出，然而在所述警报示出中进行分钟通气量的进一步发展的特别的监控和评估。在此，分钟通气量是用于患者的换气和加氧的重要的依据，所述分钟通气量因此是为了监控中重症医疗中的患者强制性的测量参量。
总是要考虑的是，在仅强制性的通气中首先将从中导出的分钟通气量至少几乎恒定地且在通气开始之后经过一分钟之后在任意时间提供，而在自主呼吸时能够仅借助一分钟的时间区间的末端处的所经过的时间段的积分确定精确的结果。因为在结果中不仅表现患者之前直接经受的呼吸劳累而且也表现了已经在过去的一分钟中的这种呼吸劳累，所以能够经由这样计算的分钟通气量仅有条件地能够得出当前呼吸行为和可能的危险的结论，例如窒息。尽管为了分钟通气量的该测量值方面的特点而也在具有病理上的呼吸模式的患者中能够有意义地使用所述参数，根据本发明确定临界的范围，其中，当分钟通气量的值向下离开临界范围又或者分钟通气量的变化具有特定的特性上时，特别只要也在输入的可容忍的时间延迟结束之后分钟通气量的值不再次位于下临界阈值之上的话，就进行输出警报信号。
分钟通气量的值的附加的临界的范围的设置首先在监控通气的具有例如毕奥呼吸的特殊的病理上的呼吸形式的患者时是有意义的，因为在此实际上通常出现下述情况：尽管患者已经再次正常呼吸，但是医疗装置还生成警报信号。这种错误警报在使用根据本发明的方法的情况下被可靠地避免。
因此，根据本发明的方法以优选的方式确保：在对于患者不危险的不均匀的呼吸期间，所监控的分钟通气量能够短暂地低于设定的临界的下阈值，而不造成输出警报信号。警报信号仅仅直接地在低于负责警报的阈值之后或者在比预设的时间延迟更长地低于分钟通气量的下临界值之后生成。
在应用根据本发明的方法时，首先，测量患者的分钟通气量并且从中确定分钟通气量的经由中值形成的平均值。有利地，在考虑自主呼吸频率fspon以及自主潮气量VTspon的情况下在预设的时间上确定分钟通气量的中值。中值的计算在此优选地经由对全部要取平均的值的分类来进行，其中结果是下述值，所述值在分类的类表中处于中间。将中值用作为专门的平均值对于该应用是有利的，因为其相对于离群值是稳固的。如果特别由于窒息引起的离群值与自发呼吸相比是显著的，那么根据本发明的一个优选的改进方案不考虑呼吸区间的显著大于生理上的呼吸暂停的相应的值。
在本发明的一个具体的实施方式中，基于参考信号测定的最大容忍的窒息持续光学地和/或声学地输出，所述窒息持续时间为了在低于下临界阈值之后输出警报从分钟通气量的所计算的中值、分钟通气量的输入的下临界阈值以及同样输入的可容忍的时间上的延迟中得出。因此，操作者被通知下述内容：在输出警报之前由于监控系统的实现的输入而容忍多久的窒息持续时间。以该方式，对于操作者可行的是，在考虑患者状态的情况下检查所确定的和例如在显示器上显示的和监控系统所容忍的窒息持续时间，并且在需要时改变用于分钟通气量的下临界阈值的由其设定的值和/或设定的可容忍的延迟时间。
根据本发明，应用参考信号以确定最大容忍的窒息持续时间以及负责警报的阈值，所述参考信号在输入端出信号变化时显示阶跃响应，即传输环节的、特别所应用的滤波器的输出信号的时间特性。在该情况下，阶跃响应为在滤波器的输出端处的专用信号，所述信号紧随滤波器的输入端处的相应的信号或分钟通气量的变化。优选地，将低通滤波器用作为滤波器。为了生成参考信号，一方面考虑下临界阈值以及容忍的延迟时间、即在其之内尽管低于下临界阈值而不输出警报的时间间隔的由操作者设定的值，并且另一方面考虑测量的分钟通气量的由操作者设定的值。有利地，在评估单元中生成参考信号，其中，从分钟通气量的中位出发，并且基于下临界阈值的所设定的值以及最大的延迟时间地记录输出信号。参考信号在此为滤波器的专用的输出信号，即紧随患者的特定的窒息持续时间的信号，所述患者以分钟通气量的与中值相对应的值呼吸或通气。对于分别确定的参考信号、即对于紧随所记录的窒息的阶跃响应来说典型的是：函数曲线首先降到设定的下临界阈值之下并且在设定的时间延迟结束之后又超过该阈值。从既考虑下临界阈值以及最大延迟时间的所设定值，又考虑所测量的分钟通气量的中位的情况下所确定的参考信号出发，一方面能够确定分钟通气量的由此导致的负责警报的下阈值并且另一方面确定在该情况下由监控系统容忍的窒息持续时间，在所述窒息持续时间之内不进行警报输出。有利地，在此，从参考信号的下方的转向点中确定负责警报的下阈值，所述转向点对应于临界的区间之内的分钟通气量的局部最小值。
根据本发明的一个具体的改进方案，借助于哈希表确定参考信号，在所述哈希表中一方面存储用于分钟通气量的下临界阈值的值以及另一方面存储用于在低于下临界分钟通气量值之后输出警报时的时间延迟的值。根据本发明的一个具体的设计方案，在此，在第一哈希表中存储用于分钟通气量的下临界阈值的值，并且在第二哈希表中存储用于在低于下临界分钟通气量值之后输出警报时的时间延迟的值、容忍的窒息持续时间和用于负责警报的阈值的值。借助这种解决方案能够有效地找到且确定会引起相应的基准信号的容忍的窒息持续时间和负责警报的阈值。所述数据能够既存储在评估单元的数据存储器中又存储在外部的数据存储器中，所述外部的数据存储器经由数据连接联接到评估单元上。
优选地，为了确定通气相关的参数设有两个哈希表。在此，第一哈希表优选地对于可由操作者设定的分钟通气量的临界的下阈值来说包含各个明确的目录和对于后置的第二哈希表的参考。在第二哈希表中存储用于在低于下临界分钟通气量值之后输出警报时的时间延迟的参数、可容忍的窒息持续时间的参数和用于负责警报的阈值的参数。在执行相应的设定时，原则上为操作者自由设置：除了临界的分钟通气量的值之外要么输入警报输出时的期望的延迟要么输入可容忍的窒息持续时间。现在，从输入的参数出发，借助于第二哈希表确定分钟通气量的负责警报的下阈值以及根据所执行的输入要么确定直至输出警报的延迟要么确定可容忍的窒息持续时间。
分钟通气量的根据本发明设置的附加的容忍区间再次位于作为上区间极限的下临界阈值和作为下区间极限的负责警报的下阈值之间。
根据一个具体的改进方案，与分钟通气量的中值成比例第给出用于下临界阈值和/或负责警报的阈值的值。对此有利地，在哈希表中存储百分比值。在本文中，同样能够考虑：用户经由操作界面、特别是利用输入可行性(所谓的触摸屏)的监视器输入或输出的屏幕同样以百分比形式获得分钟通气量的下临界阈值和负责警报的阈值。
在本发明的另一个特别的实施方式中能够考虑：在下临界阈值和负责警报的阈值之间的范围中、即在分钟通气量的临界范围的区间之内关于具体的特性评估分钟通气量的变化曲线。如果执行这种评估，有利地可行的是，要么尽管还未达到确定的时间延迟，执行生成警报信号，要么尽管已经达到所确定的时间延迟，延迟警报信号的生成。
根据之前描述的实施方式的一个特别的改进方案，监控临界范围之内、即下临界阈值和负责警报的阈值之间的分钟通气量的变化曲线，其中，首先评估所述范围中的用于分钟通气量的函数曲线的一阶求导和/或二阶求导的值。以该方式，尽管已经不低于负责警报的阈值，也已经不超过用于在低于下临界的分钟通气量值之后输出警报的时间延迟的时间区间，但是例如分钟通气量的特别强的下降能够引起警报。同样地能够考虑：尽管已经超过容忍的时间延迟，但是在在该临界的范围之内存在分钟通气量的函数曲线的仅很小的负的斜率情况下和/或在仅很小地低于下临界阈值的情况下首先放弃输出警报信号。
另外，关于所述的发明有利的是，存储关于分钟通气量的所经历的变化曲线的信息和/或关于分钟通气量的值的信息，所述分钟通气量的值位于下临界阈值之下但是在负责警报的阈值之上。在本文中，同样能够考虑的是，显示相应的值或转发给外部的装置、例如监控室中的监视器。外此能够考虑的是，以图形的方式强调突出在过去被抑制的警报，例如因为分钟通气量尽管存在于临界范围之内，但是在预设的容忍的时间延迟之内已经离开该临界的区域，而不事先生成声学的警报信号。
本发明还涉及一种控制器，其具有用于进行根据本发明的具有至少一个前述的方法步骤的方法的元件。同样，本发明涉及一种控制器，其具有用于执行根据本发明的方法或者基于所述方法的具体的实施方式的在所述控制器中执行的软件。
此外，本发明也涉及一种用于监控机械通气的患者的设备，其具有输入单元和输出单元，具有评估单元以及具有至少一个数据连接以用于评估单元和通气装置之间的数据传送。在此经由数据连接能够将所测量的分钟通气量的值传送给评估单元，其中评估单元实施为，基于所测量的分钟通气量能确定分钟通气量的中值。此外，经由输入单元的菜单引导能够输入分钟通气量的下临界阈值和时间延迟，借助所述时间延迟在低于下临界阈值之后生成警报的输出，并且还将所述值经由数据连接传送给评估单元。评估单元实施为，一旦分钟通气量低于下临界阈值就生成警报信息。警报信息的生成在本文中能够理解为：在监控系统中生成关于低于阈值的相应的信息并且在数据方面进行存储或者提供另一数据处理器。通过该措施，将监控系统切换到更高注意力的状态下，使得分钟通气量的直至超过下临界阈值的进一步的变化曲线经受更强的监控，而不是立即输出特别是声学的警报信号。因此，基于前述的警报信息不是在任何情况下也都直接地进行警报信号的输出。
根据本发明实施的设备的特征在于，在评估单元中存储或确定至少一个考虑了滤波器的时间特性的用于分钟通气量的参考信号。在以基于用于分钟通气量的下临界阈值和用于时间延迟的所输入的值的参考信号为基础的情况下，能够既确定位于下临界阈值之下的负责警报的阈值又确定患者的最大容忍的窒息持续时间，其中，利用时间延迟在低于下临界值之后生成警报信号的输出。既在长于确定的时间延迟的时间间隔中低于下临界阈值的情况下，又在低于负责警报的临界值的情况下经由输出单元输出能光学和/或声学察觉的警报信号。
优选地，在评估单元中和/或在连接到评估单元上的数据存储器中，将用于下临界阈值的、负责警报的阈值的、时间延迟的值和由操作者分别在考虑患者状态的情况下容忍的窒息持续时间存储在哈希表中，其中，利用时间延迟在低于下临界值之后生成警报信号的输出。此外能够考虑：在评估单元中和/或在连接到评估单元上的数据存储器中，能够存储关于分钟通气量的所经历的变化曲线的历史信息和/或关于分钟通气量的值的历史信息，所述分钟通气量的值位于下临界阈值之下但是在负责警报的阈值之上、即在临界的区间之内，所述区间优选的处于特别的观察中。这种关于分钟通气量的变化曲线和特殊事件的信息优选地能再次经由输出单元显示或者转发给数据连接单元。
附图说明
下面，在不限制通常的发明思想的情况下根据实施例在参考附图的情况下详细阐述本发明。在此示出：
图1示出与不同的病理上的呼吸形式相比较的标准呼吸的图表；
图2示出具有T90＝33s的低通滤波器的阶的阶跃响应的图表；
图3示出人工通气的患者的分钟通气量的变化曲线(基线计算)；
图4示出所容忍的窒息为7s的情况下的所计算的分钟通气量的变化曲线图(警报持续时间：18s)；
图5示出2s、5s、9s、16s、26s以及41s的窒息时间对于所确定的分钟通气量MV的示例性的实例；
图6示出分钟通气量与所属的参考信号的比较；
图7示出其中仍不进行警报的临界范围的示例性的确定；
图8示出用于从所给出的MV临界和MV延迟中有效地确定所得出的窒息持续时间以及MV强制值的哈希表；
图9示出用于确定分钟通气量的负责警报的下阈值以及可容忍的窒息持续时间的流程图以及
图10示出呼吸暂停的确定和图表。
具体实施方式
在图1中，对照三个不同的病理上的呼吸形式的变化图形地示出标准呼吸的时间变化曲线。当在图1a中相对于呼入和呼出的体积示出标准呼吸的变化曲线时，图1b-1d包含毕奥呼吸、潮式呼吸以及运动失调呼吸的视图。
潮式呼吸(图1c)的特征在于，单次呼吸为波形。这表示：潮气量首先变大并且衰弱，并且在单次呼吸之间存在窒息。在此，呼吸频率同样能够变化。
与此相比，图1d中示出的运动失调的呼吸的呼吸体积和频率是不同，其中在此也能够由于更长的暂停、即窒息而中断呼吸动作。
在图1b中示出的毕奥呼吸中重要的是，由于突然的窒息中断连续的均匀的且足够深的呼吸。偶尔在早产儿和新生儿中由于呼吸中枢未成熟而出现毕奥呼吸。在此，呼吸中枢的受损、升高的脑压、脑膜炎、脑膜脑炎或者外伤性脑损伤作为病理上的原因。根据本发明的在下面详细阐述的技术解决方案首先适合于之前描述的病理上的呼吸形式的监控并且在此特别适合于监控具有毕奥呼吸的患者的通气。
在监控患者的通气时，通常监控所谓的分钟通气量MV。在此，为操作者能够设定不同的阈值，所述阈值通过监控系统引起警报。对于有效地监控通气的患者来说重要的是，最小化输出的临床重要的警报的数量。
然后，当一方面已知患者状态且自确定该状态起不出现恶化时，将警报分级为临床无关的。因此，在不均匀的呼吸期间，监控的分钟通气量能够短暂地低于或高于所设定阈值，而这不导致患者危险。在这种情况下，警报是不期望的。如果相反在更长的时间之上违反阈值，那么需要强制警报。
如果患者具有在单个呼吸循环之间窒息的病理上的呼吸形式，那么通常引起之前提及的、临床无关的警报。这能够归因于：由于分钟通气量的过滤，窒息仅延迟地显示到所计算的值中。由此，能够造成患者的呼吸不对应于当前计算的分钟通气量的情况，从而在不均匀的呼吸的情况下与患者呼吸动作不同步地进行分钟通气量的警报。因此，当患者再次呼吸时进行警报，然而当前等候处理的窒息不是由于分钟通气量的监控而进行报警。
在图2中示出具有时间值T90的低通滤波器的阶跃响应。该滤波器的优选在监控通气的患者的分钟通气量时使用的阶跃响应为在输入端信号变化时、在此在分钟通气量变化时滤波器输出信号时间特性。通过在图2中示出的阶跃响应，明确地表征所应用的滤波器的特征。在此，T90时间是延迟的度量，输入信号借助所述时间作用于输出信号。下面详细阐述的、最后在确定负责警报的下阈值以及由监控系统直至输出警报所容忍的窒息持续时间时作为基础的参考信号是与输入信号、即分钟通气量的变化相关的滤波器处的输出信号。即使下面总是以低通滤波器的应用为基础，根据本发明的方法原则上能够与所使用的滤波器类型、其阶和T90时间无关地使用。
在图3中示出呼吸的分钟通气量的时间变化曲线，所述变化曲线由此显示出在测量单元的滤波器处生成的输出信号以及分钟通气量的中值。分钟通气量的中值的计算不是基于实际的空气流的滤波和积分，而是基于在标准呼吸期间的平均频率f自主和平均潮气量VT自主的乘积。
其中是在预设的时间t中所测量的潮气量的中值并且在此，对应于在相同的时间段t中在全部所确定的呼吸循环时间中的中值。
中值的计算经由全部要取平均值的值的分类来进行，其中结果是在分类的列表中处于中间的值。与其他的平均值计算相比，中值具有决定性的优点，即其相对于离群值是稳固的。如果在此在患者中出现窒息时的离群值比自主呼吸明显更大，那么不允许考虑比生理上的呼吸暂停明显更大的相应的周期持续时间。
图4示出在出现窒息之后分钟通气量的时间变化曲线。就像能够明确识别的那样，分钟通气量的变化曲线以明确的时间延迟对之前出现的窒息做出反应。在所示出的示例中，窒息具有7s的持续时间。仅在大约5s之后，分钟通气量的值稍微下降并且最后在开始之后大约24s或者在窒息结束之后17s下降到最小值，所述最小值为原始的分钟通气量的大约70％。根据通常针对分钟通气量确定的阈值，在已知的系统中明显在窒息过去之后进行警报。出于该原因，根据本发明的监控方法除了负责警报的下阈值之外设置有分钟通气量的另外的下临界阈值，其中在低于所述负责警报的阈值的情况下强制地生成警报信号，其中所述另外的下临界阈值由操作者根据患者状态设定在负责警报的阈值之上。操作者根据患者状态确定分钟通气量的该下临界阈值，在低于所述下临界阈值的情况下还不直接地生成警报信号。此外，操作者确定时间延迟的值或者可容忍的窒息持续时间，在所述时间延迟的进程中在低于下临界阈值之后输出警报信号。如果分钟通气量在该情况下下降到下临界阈值之下，然而再次在为时间延迟所输入的时间间隔之内超过其，那么监控装置就不输出警报信号。相应的状态仅在数据存储器中记录。
从为分钟通气量的下临界阈值的输如的值以及在警报时所容忍的时间延迟出发，在监控系统中在考虑分钟通气量的情况下生成与滤波器相关的参考信号。根据该参考信号，系统从现在开始一方面确定所容忍的窒息持续时间，在出现窒息持续时间的情况下会生成相应的信号，并且另一方面确定分钟通气量的负责警报的下阈值，该负责警报的下阈值从参考信号的位置最小值中得出。
通过监控系统的评估单元确定参考信号从分钟通气量的中值的值出发来进行。提供将分钟通气量的中值用作为参考信号的起点，因为在自主标准呼吸期间用于计算参考信号的起点应当对应于平均的分钟通气量。标准呼吸在本文中应理解为除呼气和吸气之间的呼吸暂停之外不具有另外的窒息的呼吸。
在图5中示例性地示出临界范围、即下临界阈值和负责警报的阈值之间的区间的确定。在本文中，图5示出不同的参考信号，所述参考信号从分钟通气量的值出发分别针对持续时间为2、5、9、16、26以及41s的所容忍的窒息来设计。因为参考信号最后是经由测量设备的滤波器生成的、对用作为输入信号的分钟通气量的响应，所以测量器的评估单元在相同长的窒息的情况下也生成相同的参考信号。因此，根据本发明应用的参考信号为系统响应，所述系统响应用于与分钟通气量的时间变化曲线进行比较。
本发明的基本思想、即确定分钟通气量的不直接引起输出警报信号的附加的下临界阈值在于：使用者首先根据患者状态能够预设下临界阈值的值以及用于在低于下临界阈值之后输出警报的可容忍的时间延迟。从分钟通气量的中值出发，评估单元于是生成参考信号并且确定负责警报的阈值和由监控系统根据所执行的设定而容忍的窒息持续时间。
下临界阈值和仍位于其下的对应于参考信号的下方的转向点中的分钟通气量的负责警报的阈值之间的所给出的间距为分钟通气量的临界的范围。只要通气的患者的分钟通气量仅短暂地位于该临界的范围中，分钟通气量因此更确切地下降到下临界阈值和负责警报的阈值之间的值上，但是在警报的预设的延迟之内再次超过下临界阈值，那么就不发生警报信号的输出。如果相反在更长的时间段之上、例如由于呼吸不足所引起的更长的时间段之上分钟通气量下降到下临界阈值，那么当分钟通气量的值不下降到负责警报的阈值之下时，才输出警报信号。
在本文中，在图6中以与参考信号(图6c)相对照的方式示出两个不同的分钟通气量变化(图6a和图6b)。根据图6c的参考信号从7.5l/min的下临界阈值以及35s的延迟时间的设定中得出。1.8l/min的负责警报的阈值以及由监控系统在没有警报的情况下容忍的21s的窒息持续时间紧随该预设。与分钟通气量在临界范围之内的最大容忍的停留持续时间相对应的输入的延迟时间在图6a至6c中分别作为箭头示出。经由下临界阈值以及直至示出警报的延迟时间的相应的设定，操作者能够在考虑患者状态的情况下确定容忍何种呼吸暂停(窒息)并且哪些引起警报。
当分钟通气量的在图6a中示出的跟随窒息的变化不引起警报时，尽管分钟通气量的值没有下降到负责警报的阈值之下，在根据图6b的变化曲线中进行警报。然而在图6a中，分钟通气量下降到负责警报的阈值之下，在达到用于在低于下临界阈值时输出警报的35s的输入的延迟时间之前，再次超过所述下临界阈值。与此相应地，在图6b中示出的情况中，分钟通气量虽然下降到如图6a中的相同的值上，但是分钟通气量的值更缓慢地上升，从而最后超过设定的延迟时间并且引起输出警报。
此外，图7示出在测量单元的滤波器的输出端处输出的值的变化曲线的图表。在此，水平的实线分别代表负责警报的阈值，其中根据图7a其为如从现有技术中已知的阈值设定，而根据图7b除了负责警报的阈值之外确定分钟通气量的临界范围。
在图7a中示出的设定中，在每次低于负责警报的阈值的情况下引起输出声学信号，这一方面引起患者的显著的负担并且另一方面提高下述风险，即临床人员由于多个警报而未发觉重要的警报。同时，警报时间相对较长。
在根据图7b调节阈值时，除了负责警报的阈值之外，设有下临界阈值。在所述阈值之间存在分钟通气量的临界范围。如果分钟通气量下降到该范围中的值上，那么当值进一步下降到负责警报的阈值之下时或者当值不在设定的延迟时间之内再次超过下临界阈值时，才进行警报。声学警报的数量明确地降低，而不对具有病理上的呼吸形式的患者造成风险，并且缩短相应的警报持续时间。
将不同的、如能够从图8中得出的哈希表用于确定参考信号。在该表格中，还存储用于窒息持续时间和负责警报的阈值的值。哈西表T1对于分钟通气量的下临界值的可设定的值而言包含相应的明确的目录和具有用于可调节的延迟时间的参数的后面的哈希表T2的参考和所容忍的窒息持续时间的对此所属的值和负责警报的下阈值。如能够从图8中得出的那样，T1在左侧的列中包含分钟通气量的可调节的下临界阈值的值，其中所述值部分地以分钟通气量的中值的百分比的形式给出。T2在左侧的列中包含抑制警报的可调节的延迟时间并且在列2和3中分别以升序分类的方式包含分钟通气量的负责警报的阈值或窒息持续时间的值。如果由操作者为下临界阈值选择80％的值，那么经由哈希表T1访问哈希表T2中的相应的值。只要操作者还为了抑制警报而选择例如23s的允许的延迟时间，那么对于容忍的窒息持续时间而言得到了9s的持续时间，并且对于负责警报的阈值而言得到了对应于中值的60％的分钟通气量。
由操作者输入的延迟时间在哈希表T2中用作为表格内部的查询关键字。容忍的窒息持续时间的和负责警报的临界值的所寻找的值处于表格的相同的行中。为了最小化哈希表的存储需求，不存储延迟时间和下临界分钟通气量值的全部可调节的值，而是仅存储对于精度来说足够数量的网格点，经由所述网格点借助于内插能够确定所寻找的值，因此，能够例如为哈希表T1确定缺少的条目，其中，既为包含在表格T1中的次高的、又为包含在表格T1中的次低的下临界值参数确定容忍的窒息持续时间和负责警报的阈值，并且随后将其内插。
图9示出用于执行根据本发明的方法的流程图。首先，操作者能够经由输入单元将下临界阈值的值和延迟时间输入到监控系统中。基于通气的患者的所检测的分钟通气量，计算分钟通气量的中值，并且为了与参考信号比较而以100％的值归一化。从所确定的中值和由操作者输入的值出发，评估单元生成参考信号。
只要在存储在评估单元中的哈希表T1中发现下临界阈值的值，就借助于哈希表T2直接地确定负责警报的阈值的相对应的值和由监控系统在所选择的设定中容忍的窒息持续时间。为操作者输出所述值，因此能够检查相应的值和设定对于要通气的患者是否是合理的。
如果在哈希表T1中不能够直接地发现下临界阈值的值，那么既为为包含在表格T1中的次高的、又为包含在表格T1中的次低的下临界值参数确定容忍的窒息持续时间和负责警报的阈值，并且随后进行内插。将由于内插获得的负责警报的阈值的值和由监控系统在所选择的设定中容忍的窒息持续时间再次输出给操作者。
在图10中在显示器上示出呼吸暂停或者窒息，其中，所示出的视图形式根据该实施例与用于延迟警报输出的根据本发明的方法组合。在右侧的图表中，在15分钟的时间间隔中再次绘制分钟通气量的变化曲线。借助水平的虚线再次标识下临界阈值，而借助于实线示出负责警报的阈值。从具有病理上的呼吸模式的患者的呼吸中得出分钟通气量的曲线变化。在该情况下，患者以所谓的毕奥呼吸来呼吸，所述毕奥呼吸的特征在于跟随着更长的呼吸暂停的多次均匀的呼吸。
为了最小化由于对于毕奥呼吸来说典型的呼吸暂停所引起的警报数量，在控制器中再次存储最小通气量的临界范围，所述临界范围位于下临界阈值和负责警报的阈值之间。仅当分钟通气量的值下降到负责警报的阈值之下或者在延迟时间之内没有再次超过下临界阈值时才进行声学警报的输出。如果由于低于负责警报的阈值而造成警报，那么当分钟通气量的值超过下临界阈值时，才再次取消警报。相应的警报时间在右侧图表之下作为水平柱示出。条纹的柱在此代表时间间隔，在所述时间间隔中分钟通气量位于临界范围之内。相反，通过完全填充柱来示出下述时间间隔，在所述时间间隔中输出声学警报。
作为分钟通气量的变化曲线的补充，根据图10的视图在左侧包含直方图，所述直方图示出呼吸暂停或窒息发生的频率。在该直方图中，x轴描述了呼吸暂停或窒息的持续时间。相反，y轴包含了关于相应的呼吸暂停或窒息的发生的频率的信息，其中通常以对数的方式来示出。x轴的范围能够划分成三个范围，即其中示出自然的呼吸暂停、即以几秒的持续时间示出的左侧的范围，检测引起位于临界范围之内的分钟通气量的可容忍的窒息的中间范围，和在观察时间段中出现引起位于负责报警警报的范围之下的分钟通气量的窒息的右侧的范围。因此，在图10中示出的视图包含在观察时间段、在此为15分钟之中的分钟通气量的变化的对比以及直方图，其中检测和视觉化在该时间段中出现的呼吸暂停和窒息的频率、更确切地说是划分成自然的、可容忍的和不可容忍的呼吸暂停。对于应用者而言由于该显示而相对简单地能够实现是：识别通气的患者的呼吸模式和状态，并且如果需要就开始相应的措施。同样地，将声学报警警报的输出再次限制在由应用者作为充分分级的最小量上。

Claims (40)

1.一种用于在机械的患者通气期间生成警报的方法，其中，测量分钟通气量并且测定所述分钟通气量的中值，以及在控制器中存储所述分钟通气量的下临界阈值和时间延迟，借助所述时间延迟在低于所述下临界阈值之后生成警报的输出，其特征在于，在考虑所述分钟通气量的所述下临界阈值和所述时间延迟的情况下，从所述分钟通气量的所述中值出发测定参考信号，从所述参考信号中推导出位于所述下临界阈值之下的负责警报的阈值以及所述患者的最大容忍的窒息持续时间，并且不仅在长于确定的所述时间延迟的时间间隔的、低于所述下临界阈值的情况下，还在低于所述负责警报的阈值的情况下生成警报信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，光学地和/或声学地输出所测定的最大所述容忍的窒息持续时间。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在以在测量所述分钟通气量时所使用的滤波器的时间特性为基础的情况下测定所述参考信号。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在以在通气期间测量的患者的通气和/或呼吸的参数为基础的情况下确定所述参考信号。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在以在通气期间测量的患者的通气和/或呼吸的参数为基础的情况下确定所述参考信号。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助于哈希表测定所述参考信号，在所述哈希表中存储用于所述分钟通气量的所述下临界阈值的值以及用于最大所述容忍的窒息持续时间的值。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，借助于哈希表测定所述参考信号，在所述哈希表中存储用于所述分钟通气量的所述下临界阈值的值以及用于最大所述容忍的窒息持续时间的值。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，测定所述患者的呼吸暂停并且在数据存储器中存储关于呼吸暂停的信息和/或在输出单元上图形地显示。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，测定所述患者的呼吸暂停并且在数据存储器中存储关于呼吸暂停的信息和/或在输出单元上图形地显示。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，与所述分钟通气量的所述中值成比例地给出和/或输入用于所述下临界阈值和/或所述负责警报的阈值的值。
11.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，与所述分钟通气量的所述中值成比例地给出和/或输入用于所述下临界阈值和/或所述负责警报的阈值的值。
12.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述下临界阈值和所述负责警报的阈值之间的范围中评估所述分钟通气量的变化曲线，并且尽管还未达到确定的所述时间延迟，在考虑所述评估的情况下进行所述警报信号的生成，或者尽管已经达到所确定的所述时间延迟，延迟所述警报信号的生成。
13.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述下临界阈值和所述负责警报的阈值之间的范围中评估所述分钟通气量的变化曲线，并且尽管还未达到确定的所述时间延迟，在考虑所述评估的情况下进行所述警报信号的生成，或者尽管已经达到所确定的所述时间延迟，延迟所述警报信号的生成。
14.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，存储关于所述分钟通气量的所经历的变化曲线的信息和/或关于所述分钟通气量的值的信息，所述分钟通气量的值位于所述下临界阈值之下但是在所述负责警报的阈值之上。
15.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，存储关于所述分钟通气量的所经历的变化曲线的信息和/或关于所述分钟通气量的值的信息，所述分钟通气量的值位于所述下临界阈值之下但是在所述负责警报的阈值之上。
16.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，显示关于所述分钟通气量的所经历的变化曲线的信息和/或关于所述分钟通气量的值的信息和/或传输给外部的装置，所述分钟通气量的值位于所述下临界阈值之下但是在所述负责警报的阈值之上。
17.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，显示关于所述分钟通气量的所经历的变化曲线的信息和/或关于所述分钟通气量的值的信息和/或传输给外部的装置，所述分钟通气量的值位于所述下临界阈值之下但是在所述负责警报的阈值之上。
18.一种用于在机械的患者通气期间生成警报的方法，其中，测量分钟通气量并且测定所述分钟通气量的中值，以及在控制器中存储所述分钟通气量的下临界阈值和所述患者的最大容忍的窒息持续时间，其特征在于，在考虑所述分钟通气量的所述下临界阈值和最大所述容忍的窒息持续时间的情况下，从所述分钟通气量的所述中值出发测定参考信号，从所述参考信号中推导出位于所述下临界阈值之下的负责警报的阈值以及时间延迟，借助所述时间延迟在低于所述下临界阈值的之后进行警报的输出，并且不仅在长于确定的所述容忍的窒息持续时间的时间间隔的低于所述下临界阈值的情况下，又在低于所述负责警报的阈值的情况下生成警报信号。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，光学地和/或声学地输出所测定的所述时间延迟，借助所确定的所述时间延迟在低于所述下临界阈值之后进行警报的输出。
20.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，在以在测量所述分钟通气量时所使用的滤波器的时间特性为基础的情况下测定所述参考信号。
21.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，在以在通气期间测量的患者的通气和/或呼吸的参数为基础的情况下确定所述参考信号。
22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，在以在通气期间测量的患者的通气和/或呼吸的参数为基础的情况下确定所述参考信号。
23.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，借助于哈希表测定所述参考信号，在所述哈希表中存储用于所述分钟通气量的所述下临界阈值的值以及用于最大所述容忍的窒息持续时间的值。
24.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，借助于哈希表测定所述参考信号，在所述哈希表中存储用于所述分钟通气量的所述下临界阈值的值以及用于最大所述容忍的窒息持续时间的值。
25.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，测定所述患者的呼吸暂停并且在数据存储器中存储关于呼吸暂停的信息和/或在输出单元上图形地显示。
26.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，测定所述患者的呼吸暂停并且在数据存储器中存储关于呼吸暂停的信息和/或在输出单元上图形地显示。
27.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，在第一哈希表中存储用于所述分钟通气量的所述下临界阈值的值，并且在第二哈希表中存储用于所述时间延迟、最大所述容忍的窒息持续时间和用于所述负责警报的阈值的值。
28.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，与所述分钟通气量的所述中值成比例地给出和/或输入用于所述下临界阈值和/或所述负责警报的阈值的值。
29.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，与所述分钟通气量的所述中值成比例地给出和/或输入用于所述下临界阈值和/或所述负责警报的阈值的值。
30.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，在所述下临界阈值和所述负责警报的阈值之间的范围中评估所述分钟通气量的变化曲线，并且尽管还未达到确定的所述时间延迟，在考虑所述评估的情况下进行所述警报信号的生成，或者尽管已经达到所确定的所述时间延迟，延迟所述警报信号的生成。
31.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，在所述下临界阈值和所述负责警报的阈值之间的范围中评估所述分钟通气量的变化曲线，并且尽管还未达到确定的所述时间延迟，在考虑所述评估的情况下进行所述警报信号的生成，或者尽管已经达到所确定的所述时间延迟，延迟所述警报信号的生成。
32.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，存储关于所述分钟通气量的所经历的变化曲线的信息和/或关于所述分钟通气量的值的信息，所述分钟通气量的值位于所述下临界阈值之下但是在所述负责警报的阈值之上。
33.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，存储关于所述分钟通气量的所经历的变化曲线的信息和/或关于所述分钟通气量的值的信息，所述分钟通气量的值位于所述下临界阈值之下但是在所述负责警报的阈值之上。
34.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，显示关于所述分钟通气量的所经历的变化曲线的信息和/或关于所述分钟通气量的值的信息和/或传输给外部的装置，所述分钟通气量的值位于所述下临界阈值之下但是在所述负责警报的阈值之上。
35.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，显示关于所述分钟通气量的所经历的变化曲线的信息和/或关于所述分钟通气量的值的信息和/或传输给外部的装置，所述分钟通气量的值位于所述下临界阈值之下但是在所述负责警报的阈值之上。
36.一种控制器，所述控制器具有用于实施根据前述权利要求中的任一项所述的方法的元件。
37.一种控制器，具有在所述控制器中执行的用于实施根据权利要求1至35中的任一项所述的方法的软件。
38.一种用于监控机械地使患者通气的设备，具有输入单元和输出单元，具有评估单元以及具有至少一个用于评估单元和通气装置之间的数据传送的数据连接，其中
-能够将所测量的分钟通气量的值经由所述数据连接传送给所述评估单元，并且实施所述评估单元，使得以测量的所述分钟通气量为基础测定所述分钟通气量的中值，
-能够经由所述输入单元的菜单引导输入所述分钟通气量的下临界阈值和时间延迟，利用所述时间延迟在低于所述下临界阈值之后生成警报的输出，并且能够将这个值经由所述数据连接传送给所述评估单元，并且其中
-一旦所述分钟通气量低于所述下临界阈值，在所述评估单元中生成警报信息，
其特征在于，在所述评估单元中存储或测定至少一个考虑了滤波器的时间特性的、用于所述分钟通气量的参考信号，并且在以所述参考信号以及用于所述分钟通气量的所述下临界阈值的所存储的所述值和所述时间延迟为基础的情况下，能够测定位于所述下临界阈值之下的负责警报的阈值以及在患者的没有警报的情况下最大容忍的窒息持续时间，并且不仅在长于确定的所述时间延迟的时间间隔的低于所述下临界阈值的情况下，还在低于所述负责警报的临界值的情况下能够经由所述输出单元输出能光学和/或声学察觉的警报信号。
39.根据权利要求38所述的设备，其特征在于，在所述评估单元中和/或在连接到所述评估单元上的数据存储器中，将用于所述下临界阈值、所述负责警报的阈值、所述时间延迟和最大所述容忍的窒息持续时间的值存储在哈希表中。
40.根据权利要求38或39所述的设备，其特征在于，在所述评估单元中和/或在连接到所述评估单元上的数据存储器中，能够存储关于所述分钟通气量的所经历的变化曲线的历史信息和/或关于所述分钟通气量的值的历史信息，并且能够经由所述输出单元显示，所述分钟通气量的值位于所述下临界阈值之下但是在所述负责警报的阈值之上。
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