DD217424A1

DD217424A1 - Programmiereinrichtung fuer beatmungsgeraete

Info

Publication number: DD217424A1
Application number: DD83255081A
Authority: DD
Inventors: Klaus Jehmlich; Peter Barthel; Frank Stiegler; Rudolf Mueller
Original assignee: Medizin Labortechnik Veb K
Priority date: 1983-09-23
Filing date: 1983-09-23
Publication date: 1985-01-16
Also published as: HUT35177A; HU189413B; SE8402651L; SE8402651D0; DE3417425A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Programmiereinrichtung fuer Beatmungsgeraete, die ueber eine Rechen- und Steuervorrichtung in Abhaengigkeit von Daten vorgegebener Beatmungsarten und Beatmungsparameter steuerbar sind und durch Steuersignale die Einatmung und die Ausatmung steuern. Bekannte Beatmungsgeraete besitzen bereits Steuereinrichtungen, die vorprogrammiert arbeiten und einen logischen Programmablauf aktualisieren. Unter Ausnutzung der Vorteile dieser Loesungen soll eine Leitstelle fuer physiologisch erforderliche Programmsteuerungen entwickelt werden, die auch die erteilten Funktionsbefehle sichtbar macht. Dieses wird erreicht mit einer zentralen Steuer-, Rechen- und Ueberwachungseinrichtung, die mit einem Anzeigetableau und einer Beruehrungstastatur versehen ist.

Description

Programmiereinriclitung für Beatmungsgeräte

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft eine Prograimiereiririchtung für Beatmungsgeräte, die über eine Rechen*· und Steuervorrich*' tung in Abhängigkeit von Daten vorgegebener Beatmungsarten und Beatmungsparameter steuerbar sind und durch Steuersignale die Einatmung und Ausatmung steuern« Dabei kann die Programmierung, z«, B· die durchzuführende Beatmungsart, durch den Benutzer an der vorderen Bedienseite der Beat*· mungsgeräte oder im Abstand von diesen durchgeführt werdenο

Charakteristik der bekannten technischen Lösungens

Es ist ein Beatmungssystem bekannt, bei dem die Gasströmung zum Patienten mittels durch mehrere Vorrichtungen gesteuerte Solenoid-wSchieber gesteuert wird (DEtOS 27 4-5 528). So sind einmal Einstellvorrichtungen vorhanden, mit denen mehrere einzelne vorbestimmte Schwellenwertsignale eingestellt werden und zum anderen Signaleinrichtungen, mit denen wenigstens ein gemeinsames Signal erzeugt wird₀ Desweiteren werden Vorrichtungen benötigt, die jedes Schwellenwertsignal mit diesem gemeinsamen veränderlichen Signal vergleichen, um dann wieder mehrere Steuersignale zu erzeugen« Schließlich

23StR 1983 * Vl/*¹^

. . .. . *· 2 ·* ·

sind auch noch. Einrichtungen erforderlich, mit denen diese Steuersignale den Solenoidschiebern zugeführt werden können»

Mit dieser relativ aufwendigen Systemlosung sind zwar die Beatmungsarten, die Inspirationsphase und die Exspirationsphase sowie andere machbare Zustände steuerbar, doch ihre Programmablauf© schon durch die dezentral angeordneten Datenein/ausgabevorriehtüngen nur umständlich einstellbar und beeinflußbar sowie nicht befriedigend sichtbar bzw. kontrollfähig gemacht»

Es sind aber auch Beatmungssysteme mit Beatmungsgeräten be-r kannt,, deren elektronische Steuerungen aus integrierten Schaltkreisen aufgebaut und mit Atemfrequenzrechnern versehen sind imd die im systematischen Verbund kompakte Einheiten bilden (DD-WP A 61 M/235 774, DD-WP A 61 M/24Q i^-O). Diese elektronisch gesteuerten Beatmungsgeräte realisieren die Funktionen der vielen Beatmungsarten in ausgezeichneter Weise und auch ihre kompakten Steuersysteme mit Rechner messen gleichwohl die Programmablaufe vorzüglich, jedoch ihr Bedienkomfort ist noch nicht optimal gestaltet» Das strebt eine Zeitrolgesteuerung für elektronisch gesteuerte Beatmungsgeräte mittels Programmwahlschaltkreisen an, wie sie auch zur Anwahl der Senderspeicher in der Fernseh- und ßundfunkteohnik zum Einsatz kommen (DD«JSI?P A 61 M/245 762)* Damit ist eine Voraussetzung für programmierte Steuereinrichtungen geschaffen worden, bei welchen eine logische Operation zwischen Eingabe- und Ausgabedaten entsprechend ihrer Vorwahl programmiert ablaufen kann· Außerdem kann es damit möglich gemacht werden, Ausgabedaten entsprechend dem Ergebnis des logischen Programmablaufes zu aktualisieren.

Ziel der Erfindung:

Das Zielf der Erfindung soll unter Ausnutzung der erreichten Vorteile vorgenannter Lösungen zu Narkose*· und Therapiebe-

*» 3

. ' .. .«» 3 **

atmungsgeräten sowie Lösungen zu digitalen Programmsteuerungen ein TTberwachungs- und Steuersystem zur Erteilung von Funk-tionsabläufen schaffen, die qualitativ auf alle Beatmungsarten und quantitativ auf alle Größen und Folgegrößen der Beatmungsparameter gerichtet sind»

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Leitstelle für physiologisch erforderliche Programmsteuerungen zu entwickeln, mittels der entsprechend aer gewünschten Beatmungsart zunächst ein für Normpatienten ausgelegtes Grundprogramm eingesteuert wird, welches dann durch Optimierung der Beatmungsparameter spezifiziert werden kann· Dabei sind alle erteilten Funktionsbefehle über eine Anzeige sichtbar zu machen und alle Änderungen der Beatmungsparameter digital anzuzeigen·

Erfindungsgemaß wird die Aufgäbe gelöst durch eine zentrale Steuer-, Rechen-· und überwachungseinrichtung, die mit einem > Anzeigetableau und mit einer Berührungstastatur versehen und an eine Eingangssteuerung und eine mit dieser signalverknüpf** ten Ausgangssteuerung verbunden ist· Die Berührungstastatur ist unterteilt in mehrere Tastenfelder, von denen ein Tastenfeld für die Vorwahl der Beatmungsart und deren quantitativen Größen und ein anderes Tastenfeld für die Folgegrößen der Beatmungsparameter vorgesehen ist* Außerdem ist ein Tastenfeld für Überwaohungsgrößen, z, B· die des Atemaruckes und ein Tastenfeld für das Speichern optimaler Beatmungsprogramme sowie eine Quantifizierung der Größen gemäß erstem Tastenfeld vorhanden· Fernerhin können für eine Optimier-, Speicheroder LöschungsmöglichKeit bestimmte Berührungstasten den Tastenfeldern direkt zugeordnet oder separat angeordnet sein. Das Anzeigetableau besteht aus mindestens zwei Anzeigefeldern, von denen das eine Anzeigefeld für die Anzeige quantitativer Größen der Beatmungsarten und das andere Anzeigefeld für die

Anzeige quantitativer Folgegrößen und ÜberwachungsgröJSen bestimmt istφ ' .

In weiterer. Ausbildung der Erfindung können, die Berührungstasten der Tastenfelder oder nur einzelne von ihnen Leuchttasten sein· Ebenso ist es zweckmäßig, die zentrale Steuer-, Rechen- und "Überwachungseinrichtung, die einen Zustandsspeieher aufweist,·direkt mit der Ausgangssteuerung zu verbinden und mit einem Grundprogramm auszustatten, das als Basis für alle Beatmungsarten gilt und nach Löschung eines optimierten Beätmungsprogrammes erhalten bleibt. Bevorzugt kann auch die Programmierung in alphanumerischer Bedienung erfolgen, wobei dann die Tasijen- und Anzeigefeider für eine solche Bedienung auszulegen sind_e

Die Anzeigefelder sind bevorzugt den Tastenfeldern so zugeprdnet, daß das £ü,r qualitative Beatmungsarten und quantitative Beatmungsparameter bestimmte Tastenfeld mit dem einen Anzeigefeld und die für quantitative Folgegrößen und Überwachungsgrößen bestimmten Tastenfelder mit dem anderen Anzeigefeld signa^verknüpft sind·

Ausführungsbeispiel:

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Figuren der anliegenden Zeichnung naher beschrieben* Es zeigen darin

Fig. 1 eine Programmiereinrichtung und

Fig. 2" ein Beatmungsgerät mit signalverknüpfter Programmiereinrichtung in schematischer, Darstellung.

Die Programmiereinrichtung für Beatmungsgeräte, die über eine Rechen-* und Steuereinrichtung in Abhängigkeit von Daten vor-. gegebener Beatmungsarten und Beatmungsparameter steuerbar sind und durch Steuersignale die Ein- und Ausatmung steuern, ist als zentrale Steuer-, Rechen- und Überwachungseinrichtung geschaltet, wobei ihre Schaltkreise denen bekannter Mikro-

. ' . - 5 ~ '

rechner entsprechen» Die Steuer-, Rechen- und Überwachungseinrichtung 1 ist mit einem Anzeigetableau und mit einer Berührungstastatur versehen und mit dem jeweiligen Beatmungsgerät Z über dessen Eingangssteuerung 3 und mit dieser sig— naiverknüpften Ausgangssteuerung 4· verbunden* Die Berührungstastatur besteht aus einem Tastenfeld 5» das für die Vorwahl der Beatmungsart lind deren quantitativen Größen bestimmt ist sowie einem Tastenfeld 6, über das die Folgegrößen der Beat— mungsparameter abrufbar sind. Weiterhin besteht es aus einem Tastenfeld 7, das für Überwachungsgrößen, z. B* die des Atemdruckes } vorgesehen ist und einem Tastenfeld 8, mittels dem optimale Beatmungsprogramme gespeichert werden können und das eine Quantifizierung der Größen gemäß Tastenfeld 5 erlaubt* * Für eine Optimier-, Speicher-* oder Löschungsmöglichfceit sind gleichfalls Berührungstasten vorgesehen, die separat angeordnet sein können, in einem Tastenfeld 9 zusammen gefaßt sind oder mit in den anderen Tastenfeldern untergebracht werden. Wie aus Fig« 1 weiter zu entnehmen ist, besteht das Anzeigetableau aus mindestens zwei Anzeigefeldern 10, 11, von denen das eine Anzeigefeld 10 für die Anzeige quantitativer Größen der Beatmungsarten und das andere Anzeigefeld 11 für ' die Anzeige quantitativer Folgegrößen und Überwachungsgrößen bestimmt ist.

Die Programmiereinrichtung weist darüber hinaus noch die Besonderheiten auf , indem die Berührungstasten der Tastenfelder 5 bis 8 oder nur einzelne von ihnen als Leuchttasten ausge- \ bildet sind. Außerdem besitzt die zentrale Steuer-, Rechen- und überwachungseinrichtung 1 einen Zustandespeieher 12 auf, der mit der Ausgangssteuerung 4 signalverknüpft ist» Die Steuer-, Rechen- und Überwachungseinrichtung 1 ist aber auch noch mit einem Grundprogramm ausgestattet, das als Basis für alle Beatmungsarten gilt und nach Löschung eines opti-* mierten Beatmungsprogrammes erhalten bleibt· Damit eine

I

alphanumerische Programmierung erfolgen kann, sind die Tasten*- feider 5, bis 9 und die Anzeigefelder 10,11 für eine solche

Bedienung entsprechend ausgelegt« Fernerhin ist das Rechnerteil (nicht gezeichnet) so geschaltet, daß die vom Tastenfeld 5 eingegebenen Beatmungsarten und Beatmungsparameter am .Anzeigefeld 10 und die mittels Tastenfeld 6 abruf baren Folgegrößen sowie jLm Tastenfeld 7 eingebbaren Überwachungsgrößen am Anzeigefeld 11 ablesbar sind, . Die Schaltungsanordnung der Steuer-, Rechen- und Überwachungseinrichtung sowie die Signalverknüpfung ihrer Schaltkreise mit der Berührungstastatur und dem Anzeigetableau im einzelnen sind bei Sachkenntnis von Schaltungen bekannter Mikrorechner analog nachvollziehbar _f so daß hier nicht weiter darauf eingegangen wird. .

Fig· 2 soll in schematischer Darstellung lediglich zeigen, wie das Beatmungsgerät mit der Programmiereinrichtung signaiverknüpft ist. Sie läßt aber auch erkennen, daß mit dieser Programmiereinrichtung erdTindungsgeraäß eine Leitstelle für physiologisch erforderliche Programmsteuerung geschaffen wurde, die direkt auf das Gehäuse des Beatmungsgerätes 2 montiert oder als Fernbedienung benutzt werden kann· Dabei ist die Anordnung der Tastenfelder 5 bis 9 und Anzeigefelder 10, 11 nicht an ein bestimmtes System gebunden, diese können gegenüber der Darstellung und Fig. 1 auch andere auf der Steuer-, Rechen-^ und Überwachungseinrichtung 1 gestaltet sein» Wie weiterhin der Fig. 1 zu entnehmen ist, wird auf dem Tastenfeld 5 die Vorwahl der Beatmungsart zwischen

SB = ; Spontanatmung .

GMV ' ss- kontrollierte maschinelle Beatmung '

AMV ,ss assistierte maschinelle Beatmung

JMV .,» intermittierende maschinelle Beatmung

SJGH ;* Seufzer

getroffen· Außerdem ist für die im Tastenfeld 5 ausgewiesenen Beatmungsartenj orientiert an einem Nbrmpatienten, ein Grundprogramm für die quantitativen Größen

' — "7 —

p = inspirätorische Sauerstoffkonzentration

^ρ«_αβ. = Ansprechwelle des Druckes für assistierte

as s . ... .,

: . Beatmung . ... . ·. ..... '

ii^ = Zeitabschnitt 1 der Inspirationsphase,

tp > Zeitabschnitt 2 der Inspirationsphase

to ss Zeitabschnitt 1 der Exspirationsphase

% ;=». Zeitabschnitt 2 der Exspirationsphase'

t™,_v a Dauer der Spontanatmung bei JMV

V = Volumenstrom'während t^ .

Vp : = Volumenstrom während tp . .

gemäß abstrahierten Atemdruckverlaufes,in der Darstellung 13 gespeichert, das nach .Tastendruck der Beatmungsart in Betrieb gesetzt wird«, Die vorliegenden quantitativen Größen können durch Berührung bzw. Druck der entsprechenden Taste auf dem Anzeigefeld 10 abgefragt werden©

Im Tastenfeld 6 sind die vom Rechnerteil ermittelten Folgegrößen der Beatmungsparameter '

t- =s tradionelle Inspirationszeit

t = tradionelle Exspirationszeit

AZV = Verhältnis t. : t_o

f = Frequenz von CMV und AMV

f„ = Frequenz des Zwangsatemzuges bei JMV

Vm = Atemzugvoluüien als Funktion von t,,, to» V/., Vp

AMV & Atemminutenvolumen als Funktion von V^ und f

^PEEP ^ positiver endexspiratoris eher Überdruck

p_m ss .. Momentandruck

zusammengefaßt, welche durch Berührung der entsprechenden Taste bzw_e Tastendruck auf dem Anzeigefeld 11 sichtbar gemacht werden können. Die Berührungstasten dieses Tastenfeldes 6 sind als Leuchttasten ausgebildet, damit der Zusammen-^ hang Anzeige und angezeigte Folgegröße gewährleistet ist.

Auf dem,Tastenfeld 7 können als die wichtigsten überwachungs größen . _; . - -

p. „" ' = maximaler nicht überschreitbarer Atemdruck

ma A '

ρ . = Mindestens vorhandener Überdruck .

in Verbindung mit dem Tastenfeld 8 eingetastet werden, die ebenfalls auf dem Anzeigefeld 11 dargestellt werden können« Sine Optimierung der Beatmungsparameter durch Änderungen des laufenden Grundprogrammes erfolgt durch Nutzung der Berührurigstasten des Tastenfeldes 9» Von diesen ist

FROG = Taste zum Auslösen des Programmiervorganges ON =t Taste zur Inbetriebnahme des optimierten Pragram- ; ' :^: . ' ' mes· ·

^: . OFF., ,= Taste.zum Löschen des optimierten Programmes. Das Speichern des optimierten Programmes ist über die entsprechenden M-Tasteü des Tastenfeldes 8 mögliche Die durch das Rechnerteil geführte Optimierung der B-eatmungsparameter, zum Beispiel für eine assistierte maschinelle Beatmung wird mit Betätigung der Berührungstaste AMV (Tastenfeld 5) eingeleitet, welche zur Folge hat, daß zunächst das "Grundprogrejnm beginnt zu laufen«, Nach Betätigung der Berührungstaste PROG (Tastenfeld 9) leuchtet der erste zu verstellende Parameter

ρ „„als Leuchttaste im Tastenfeld 5 auf und wird der quantiass

tative Grundprogrammwert im Anzeigefeld 10 sichtbar gemachte Ist keine Veränderung gewünscht^ werden die Berührungstaste und der angezeigte Grundprogrammwert nach ca_e 3 see, automatisch gelöscht und durch den nächsten Parameter FjOp abgelöste Ist dieser zu verstellen, muß innerhalb von ca* 3 sec₀ die entsprechende Berührungstaste betätigt und danach der Betrag im Tastenfeld 8 eingegeben werden«, Diese Verfahrensweise setzt sich am Beispiel für MV fort über t.*, t₂, to, t^, V^ und

Ist der Durchlauf vollzogen, kann über die Berührungstaste OKT (Tastenfeld9) das bis dahin noch laufende Grundprogramm durch das optimierte Programm abgelöst werden. Bewährt sich dieses optimierte Programm, ist es über die Berührungstaste M.^ (Tastenfeld 8) speicherbar und bewährt es sich nicht,

..· · ' - 9 -

kann seine Löschung durch die Berührungstaste OFF (Tastenfeld 9) erfolgen, wobei dann allerdings das Grundprogramm erhalten bleibt und wieder in Kraft tritt* Mit dieser Voraussetzung kann ein neuer Optimierungszyklus beginnen» Die zeitliche Aufgliederung der Atemperiode in vier Abschnitte mit der Zuordnungsmöglichkeit von zwei Volumenströmen in der bisherigen traditionellen Inspirationsphase erlaubt in Ver~ , ; bindung mit den wählbaren Druckwerten eine Realisierung der bekannten mittelbaren .Beatmungsarten, wie beispielsweise

J^-EPV * intermittierende Überdruckbeatmung JPPB = intermittierende assistierte Überdruckbeatmung OPPV « kontinuierliche Überdruckbeatmung mit positivem

endexspiratorischen Überdruck OPPB =* kontinuierliche assistierte Uberdruckbeatmung

mit positiven endexspiratorischen Überdruck OPAP * kontinuierlicher positiver Atemwegdruck EPAP a positiver exspiratorischer Druck PEEP « positiver endexspiratorischer Druck ZEEP β endexspiratorischer Nulldruck , JRV s= Beatmung mit umgekehrtem Atemzeitverhältnis

' =s Hochfrequenzbeatmung HFV)

. · . .

Dabei kann der Atemdruckverlauf konstant, accelerierend oder decelerierend gestaltet werden_o '

Claims

Erfindungsanspruchs

1« Progranimlereinriciitung fü3? Beatmungsgeräte, die über eine ; Rechen- und Steuereinrichtung in Abhängigkeit von Daten vorgegebener Beatmungsarten und Beatmungsparameter steuerbar sind und durch Steuersignale die Ein- und die Ausatmung steuern, gekennzeichnet dadurch, daß die Programmiereinrichtung eine zentrale Steuer-, Rechen- und Überwachungseinrichtung (1) ist, die mit einem Anzeigetableau und mit einer Be.ruh.rungstastatur versehen an eine Eingangssteue^ng (3) und eine mit dieser signalverknüpften Ausgangssteuerung (4-) verbunden ist, daß die Berührungstastatur

*~ ein Tastenfeld (5) für die Vorwahl der Beatmungsart und deren quantitativen Größen,

- ein Tastenfeld (6) für die FoXgegrößen der Beatmungspararaeter,

- ein Tastenfeld (7) iür Überwachungsgrößen, z. B₉ die des Atemdruckes und

- ein Tastenfeld (8) für das Speichern optimaler Beatmungspsogramme und eine Quantifizierung der Größen gemäß erstem Tastenfeld (5)

aufweist, daß für eine Optimier-, Speicher- oder Löschungsmöglichkeit Berührungstasten in den Tastenfeldern (5, 6* 7, 8) vorgesehen oder separat angeordnet sind und daß das Anzeigetableau mindestens zwei Anzeigefelder (10, 11) besitzt, von denen

- das eine Anzeigefeld (10) für die Anzeige quantitativer Größen der Beatmüngsarten und

- das andere Anzeigefeld (11) für die Anzeige quantitativer FolgegröSen und Überwachungsgrößen bestimmt ist.

- 11 -

2· Programmiereinrichtung nach. Punkt 1, gekennzeichnet dadurch., daß die Berührungstasten der Tastenfelder oder nur einzelne von ihnen Leuchttasten sind«

3. Programmiereinrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die zentrale Steuer-, Rechen- und Überwachungseinrichtung (1) einen Zustandsspeicher (12) aufweist, der mit der Ausgangssteuerung (4) signalverknüpft ist.

A-„ Programmiereinrichtung nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß die zentrale Steuer-, Rechen- und Überwachungseinrichtung (1) für die Beatmungsarten ein Grundprogramm als Ausgangsbasis der Behandlung zugrunde legt, das nach Löschung eines optimierten Beatmungsprogrammes wieder in Kraft tritt.

' . . ".. ' . \ . '

5· Programmiereinrichtung nach Punkt 1 bis 3» gekennzeichnet dadurch, daß die Programmierung durch alphanumerische Bedienung erfolgt und die Tastenfelder und.Anzeige-/ feider für eine alphanumerische Bedienung ausgelegt sind»

6_β Programmiereinrichtung nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß dem für qualitative Beatmungsarten und quantitative Beatmungsparameter bestimmten Tastenfeld (5) • das eine Anzeigefeld (1Ö) und den für quantitative Folgegrößen und Uberwachungsgrößen bestimmten Tastenfeldern (6# 7) das andere Anzeigefeld (11) zugeordnet sind»

HierziLZ-Jeten Zeichnungen