DE10023473A1 - Verfahren zur Korrektur eines Leck-Volumenstromes - Google Patents

Verfahren zur Korrektur eines Leck-Volumenstromes

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Abstract

Bei Beatmung eines Patienten mittels der Beatmungsform Proportional Assist Ventilation (PAV) führt ein Leckflow zwischen Beatmungstubus und Trachea zu einem unerwünschten Leck-Volumenstrom, der die Anwendung dieser Beatmungsform stark einschränkt. Da dieser Leck-Volumenstrom zusätzlich druckabhängig ist, kann es zur Instabilität des Systems Patient-Ventilator kommen. DOLLAR A Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Kompensation des unvermeidlichen Leckflows, so dass das Verfahren der PAV risikolos eingesetzt werden kann. DOLLAR A Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass aus dem mittleren Volumenstrom V'¶mitt¶ und dem mittleren Druck P¶mitt¶ ein mittlerer Leckleitwert G¶leck¶ gemäß G¶leck¶ = V'¶mitt¶/P¶mitt¶ bestimmt wird. Die Korrektur des gemessenen Volumenstromes V'¶mess¶ zum korrigierten Volumenstrom, der weiterhin dem PAV-Algorithmus zugrunde gelegt wird, erfolgt gem. der Beziehung V'¶korr¶ = V'¶mess¶ - G¶leck¶ È P¶mess¶. DOLLAR A Zur Vermeidung negativer Werte für G¶leck¶ wird der Wert von P¶mitt¶ nach unten auf P¶mittlim¶ begrenzt. DOLLAR A Anwendungsgebiet ist die Medizintechnik, insbesondere die Beatmungstechnik sowie die atemmechanische Diagnostik.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Medizintechnik, insbesondere die Beatmungstechnik.
Proportional Assist Ventilation (PAV) ist eine Form der Beatmung, bei der dem normalerweise intubierten Patienten ein Beatmungsdruck aufgeprägt wird, der dem inspirierten Volumen proportional ist. Zu diesem Zweck ist vorzugsweise zwischen Y-Stück und Beatmungstubus ein Volumenstromsensor angeordnet, der den Volumenstrom vom und zum Patienten misst.
Bei Neugeborenen wählt man die Tubusgröße so, dass dieser die Trachea nicht dicht verschließt, sondern dass immer noch ein gewisser Spalt zwischen Trachea und Tubus verbleibt.
Durch diesen Spalt kann nun bei der Überdruckbeatmung ein gewisser Leck-Volumenstrom entweichen, der im allgemeinen abhängig vom Beatmungsdruck ist (Druckabhängigkeit des Lecks).
Dieser Leck-Volumenstrom strömt zusätzlich zu dem inspiratorischen Volumenstrom des Patienten. Der Volumenstromsensor mißt die Summe beider Teil-Volumenströme und das aus dem gemessenen Volumenstrom berechnete Volumen ist um das Leckvolumen zu hoch. Bei PAV ist somit wegen der Proportionalität des Druckes zum Volumen auch der Beatmungsdruck zu hoch, wodurch widerum der inspiratorische Volumenstrom ansteigt. Es bildet sich ein circulus vitiosus, der zur Instabilität des Systems Patient-Ventilator führen kann.
Bisherige Verfahren zur Leckkompensation bestimmen zum Beispiel durch Mittelung des Gesamt- Volumenstromes über einen größeren Zeitraum den mittleren Leckflow und subtrahieren diesen Wert von dem gemessenen Volumenstrom. Dadurch wird allerdings nicht die Druckabhängigkeit des Lecks berücksichtigt und eine PAV kann bei größeren Lecks nicht realisiert werden.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, den Einfluss eines druckabhängigen Leck- Volumenstroms auf die Erzeugung der PAV zu minimieren.
Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Nach dem Konzept der Erfindung wird ein mittlerer Leckleitwert Gleck bestimmt und durch Multiplikation dieses Leckleitwertes mit dem aktuell gemessenen Druck Pmess der momentane Leck-Volumenstrom berechnet.
Der Leckleitwert widerum wird durch Division des mittleren Volumenstromes V'mitt durch den mittleren Beatmungsdruck Pmitt am Y-Stück bestimmt.
Dabei bezieht sich die Mittelung auf einen Zeitraum von mehreren Sekunden. Vorzugsweise führt man die Signale von Volumenstrom V'mess und Beatmungsdruck Pmess auf jeweils ein dem Stand der Technik entsprechendes Tiefpassfilter und bewertet den Ausgang als mittleren Volumenstrom V'mitt bzw. mittleren Druck Pmitt.
Falls Pmitt Null oder kleiner als Null ist, kann bei der Division für Gleck der Wert unendlich entstehen oder sogar ein negativer Wert. Um dies zu vermeiden, wird der Wert für Pmitt nach unten auf einen Wert Pmittlim begrenzt. Praxisnahe Werte für Pmittlim liegen in der Größenordnung von 0.2 kPa.
Der Wert für den korrigierten Volumenstrom V'korr, wird dann entsprechend der Beziehung
V'korr = V'mess - Gleck . Pmess (0.1)
berechnet und dem Algorithmus für die Realisierung der PAV als Ausgangsgröße zugrunde gelegt.
Die Erfindung gilt gleichermaßen für Systeme, bei denen der Volumenstrom nicht durch einen einzigen Volumenstromsensor zwischen Y-Stück und Beatmungstubus sondern durch zwei Volumenstromsensoren bestimmt wird, von denen der eine den Volumenstrom im inspiratorischen Schenkel V'ins und der andere den Volumenstrom im exspiratorischen Schenkel V'ex des Beatmungsschlauch-Systems misst (totraumarme Flowmessung). Der gemessene Volumenstrom V'mess wird dann aus der Differenz beider Volumenströme gemäß der Beziehung
V'mess = V'ins - V'ex (0.2)
berechnet.
Das Anwendungsgebiet der Erfindung ist nicht auf PAV beschränkt. Sie kann überall dort angewendet werden, wo ein druckabhängiges Leck kompensiert werden muss, z. B. auch bei der Lungenfunktionsdiagnostik.
Die Erfindung kann sowohl hardwaremäßig als auch softwaremäßig realisiert werden.
Das nachfolgende Ausführungsbeispiel beschreibt eine softwaremäßige Lösung in C-Notation.
Dabei ist "y = tiefpass (x)" ein allgemeiner, dem technischen Stand entsprechender Algorithmus zur Berechnung der niedrigstfrequenten Komponenten eines Signales (Mittelwert)
Im Algorithmus ist das Symbol für den Volumenstrom V' ersetzt worden durch F, das Symbol für den englischen Terminus Flow.
Fmitt = tiefpass(Fmess); /*Tiefpassfilterung des gemessenen Volumenstromes zwecks Erreichens des mittleren Flows*/
Pmitt = tiefpass(Pmess);
if (Pmitt < Pmitt_lim) /*Begrenzung von Pmitt auf Werte < Pmitt_lim*/
Pmitt = Pmitt_lim;
Gleck = Fmitt/Pmitt; /*Bestimmung des Leckleitwertes*/
Fkorr = Fmess-Gleck*Pmess; /*Bestimmung des um den Leckflow korrigierten Flows/*
Dieser Algorithmus wird normalerweise repetierend innerhalb einer Interrupt-Routine abgearbeitet.

Claims (5)

1. Verfahren zur Korrektur eines Leck-Volumenstromes in einem Beatmungs- oder Diagnose-System bestehend aus einem Drucksensor zur Messung eines Druckes Pmess, einem Volumenstromsensor zur Messung des Volumenstromes V'mess eines Patienten, Mittelwertbildnern, die aus dem gemessenen Volumenstrom V'mess einen mittleren Volumenstrom V'mitt sowie aus dem gemessenen Druck Pmess einen mittleren Druck Pmitt bilden, gekennzeichnet dadurch, dass ein Leckleitwert Gleck gemäß der Beziehung Gleck = V'mitt/Pmitt bestimmt und daraus der korrigierte Volumenstrom V'korr gemäß der Beziehung V'korr = V'mess - Gleck . Pmess berechnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, daß die Mittelung über einen Zeitraum von mehreren Sekunden erfolgt, wobei die Signale von Volumenstrom V'mess und Beatmungsdruck Pmess von einem Tiefpassfilter verarbeitet und der Ausgang des Tiefpassfilters als mittlerer Volumenstrom V'mitt bzw. mittlerer Druck Pmitt bewertet wird.
3. Verfahren zur Korrektur eines Leck-Volumenstromes nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, dass der berechnete mittlere Druck Pmitt einen vorzugebenden Wert Pmittlim nicht unterschreiten soll.
4. Verfahren zur Korrektur eines Leck-Volumenstromes nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, dass der Wert für Pmittlim etwa 0.2 kPa beträgt.
5. Verfahren zur Korrektur eines Leck-Volumenstromes nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, dass bei Systemen, bei denen der Volumenstrom nicht durch einen einzigen Volumenstromsensor zwischen Y-Stück und Beatmungstubus sondern durch zwei Volumenstromsensoren bestimmt wird, von denen der eine den Volumenstrom im inspiratorischen Schenkel V'ins und der andere den Volumenstrom im exspiratorischen Schenkel V'ex des Beatmungsschlauch-Systems misst, der gemessene Volumenstrom V'mess aus der Differenz beider Volumenströme gemäß der Beziehung V'mess = V'ins - V'ex berechnet wird.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008025064A1 (en) * 2006-08-30 2008-03-06 Resmed Ltd Determination of leak during cpap treatment
DE102008048824A1 (de) * 2008-09-22 2010-03-25 Borm, Hans-Jürgen Verfahren und Einrichtung zur automatischen Ermittlung eines Beatmungsvolumens bei der maschinellen Beatmung, unter Berücksichtigung von Leckagen
EP3524305A1 (de) 2018-02-12 2019-08-14 Fritz Stephan GmbH Beatmungsgerät sowie steuer- und testverfahren

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2801546C2 (de) * 1978-01-14 1982-09-09 Drägerwerk AG, 2400 Lübeck Beatmungsgerät insbesondere für Kleinkinder
DE3622354A1 (de) * 1986-07-03 1988-01-07 Draegerwerk Ag Vorrichtung zur regelung der dosierung von stroemungsmedien
DE3900276C2 (de) * 1989-01-07 1991-08-08 Draegerwerk Ag, 2400 Luebeck, De
DE4120313C2 (de) * 1991-06-20 1995-03-09 Schaller Peter Dr Sc Techn Schaltungsanordnung zur Steuerung der Oszillationsamplitude bei der Hochfrequenzventilation
DE19627388A1 (de) * 1996-07-06 1998-01-15 Horst Pastor Verfahren und Prüfeinrichtung zur sicherheitstechnischen Untersuchung von Atemreglern für deren Einsatz über und unter Wasser
DE19628356A1 (de) * 1996-07-13 1998-01-15 Detlef Tolksdorf Verfahren und Einrichtung zur Atemkontrolle von Personen, insbesondere von Sport- und Berufstauchern
DE19516536C2 (de) * 1995-05-05 1998-02-12 Draegerwerk Ag Beatmungsgerät
DE69318982T2 (de) * 1992-09-18 1998-11-12 Nellcor Puritan Bennett France Developpement, Courtabouef-Les Ulis Atemhilfsgerät
DE69325037T2 (de) * 1992-07-07 2000-01-05 544456 B.C. Ltd., Vancouver Vorrichtung zur verbesserten insufflation

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2801546C2 (de) * 1978-01-14 1982-09-09 Drägerwerk AG, 2400 Lübeck Beatmungsgerät insbesondere für Kleinkinder
DE3622354A1 (de) * 1986-07-03 1988-01-07 Draegerwerk Ag Vorrichtung zur regelung der dosierung von stroemungsmedien
DE3900276C2 (de) * 1989-01-07 1991-08-08 Draegerwerk Ag, 2400 Luebeck, De
DE4120313C2 (de) * 1991-06-20 1995-03-09 Schaller Peter Dr Sc Techn Schaltungsanordnung zur Steuerung der Oszillationsamplitude bei der Hochfrequenzventilation
DE69325037T2 (de) * 1992-07-07 2000-01-05 544456 B.C. Ltd., Vancouver Vorrichtung zur verbesserten insufflation
DE69318982T2 (de) * 1992-09-18 1998-11-12 Nellcor Puritan Bennett France Developpement, Courtabouef-Les Ulis Atemhilfsgerät
DE19516536C2 (de) * 1995-05-05 1998-02-12 Draegerwerk Ag Beatmungsgerät
DE19627388A1 (de) * 1996-07-06 1998-01-15 Horst Pastor Verfahren und Prüfeinrichtung zur sicherheitstechnischen Untersuchung von Atemreglern für deren Einsatz über und unter Wasser
DE19628356A1 (de) * 1996-07-13 1998-01-15 Detlef Tolksdorf Verfahren und Einrichtung zur Atemkontrolle von Personen, insbesondere von Sport- und Berufstauchern

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9408989B2 (en) 2006-08-30 2016-08-09 Resmed Limited Determination of leak during CPAP treatment
US8256418B2 (en) 2006-08-30 2012-09-04 Resmed Limited Determination of leak during CPAP treatment
US8459260B2 (en) 2006-08-30 2013-06-11 Resmed Limited Determination of leak during CPAP treatment
CN101541366B (zh) * 2006-08-30 2013-07-17 雷斯梅德有限公司 确定cpap治疗期间的泄漏
CN103357095A (zh) * 2006-08-30 2013-10-23 雷斯梅德有限公司 确定cpap治疗期间的泄漏
WO2008025064A1 (en) * 2006-08-30 2008-03-06 Resmed Ltd Determination of leak during cpap treatment
CN102727976B (zh) * 2006-08-30 2017-03-01 瑞思迈有限公司 确定cpap治疗期间的泄漏
CN103357095B (zh) * 2006-08-30 2018-05-08 瑞思迈有限公司 确定cpap治疗期间的泄漏
US10675424B2 (en) 2006-08-30 2020-06-09 ResMed Pty Ltd Determination of leak during CPAP treatment
US11938267B2 (en) 2006-08-30 2024-03-26 ResMed Pty Ltd Determination of leak during CPAP treatment
DE102008048824A1 (de) * 2008-09-22 2010-03-25 Borm, Hans-Jürgen Verfahren und Einrichtung zur automatischen Ermittlung eines Beatmungsvolumens bei der maschinellen Beatmung, unter Berücksichtigung von Leckagen
EP3524305A1 (de) 2018-02-12 2019-08-14 Fritz Stephan GmbH Beatmungsgerät sowie steuer- und testverfahren
EP3524306A1 (de) 2018-02-12 2019-08-14 Fritz Stephan GmbH Beatmungsgerät sowie steuer- und testverfahren

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