DE10159384A1 - Geräuschgesteuertes Beatmungsgerät - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung bestimmter Zustände der Lunge, insbesondere das Vorliegen eines Sekretstaus, unter Verwendung von Verfahren zur Spracherkennung. Zu diesem Zweck ist in das Beatmungssystem ein spezieller Schallaufnehmer (7) eingebracht. Bei Erkennung gewisser Zustände können Aktionen, wie z. B. das Auslösen eines Alarmsignals, durchgeführt werden. Eine gleichzeitige Kontrolle der Signale durch Anwender ist anhand der Darstellung der Signale auf einer Anzeigeeinheit oder der Ausgabe auf einem Lautsprecher/Kopfhörer möglich.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Geräusch-gesteuertes Beatmungsgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren zur Geräusch-abhängigen Steuerung eines Beatmungsgeräts gemäß Anspruch 10.
• Beatmungsgeräte werden vorwiegend in der Medizintechnik eingesetzt, um Patienten künstlich zu beatmen. Dabei wird dem Patienten ein entsprechend aufbereitetes Inspirationsgas zugeführt bzw. ein vom Patienten kommendes Exspirationsgas abgeführt. Die Beatmungsgeräte sorgen so für eine ausreichende Sauerstoffzufuhr der Patienten, beispielsweise während diese operiert werden oder im Koma liegen.
• Je nach Gesundheitszustand des Patienten ist nicht auszuschließen, dass während der Beatmung Sekrete oder Blut in die Lunge bzw. Atemwege des Patienten gelangen. Eine freie Atmung des Patienten und die optimale Sauerstoffversorgung ist dann trotz künstlich durchgeführter Beatmung nicht gewährleistet. Vielmehr müssen solche Sekrete in regelmäßigen Abständen abgesaugt werden, um den Patienten bestmöglich zu versorgen. In der Praxis tritt die Schwierigkeit auf, den geeigneten Zeitpunkt für eine solche Sekretabsaugung zu erkennen. Da eine solche Absaugung für den Patienten regelmäßig eine Belastung darstellt, sollte sie einerseits nicht öfter als unbedingt nötig erfolgen. Andererseits muss zum Zweck der optimalen Beatmung die Absaugung erfolgen, wenn eine bestimmte Sekretmenge die optimale Sauerstoffversorgung gefährdet.
• Aus der US 5,259,373 ist eine Beatmungsvorrichtung bekannt, bei welcher Druckschwankungen in den Atmungswegen Einfluss auf die dem Patienten zugeführte Sauerstoffmenge bzw. den Sauerstoffdruck haben. In einer besonderen Ausführungsform dieser Erfindung werden dabei auch solche Druckschwankungen berücksichtigt, welche sich aus Schallwellen ergeben, die beispielsweise durch Schnarchen hervorgerufen werden. Da bestimmte Schnarchtöne typischerweise dem Beginn eines Atemstillstands vorausgehen, der durch eine Muskelerschlaffung hervorgerufen wird, versucht die US 5,259,373 durch eine entsprechende Druckerhöhung im zugeführten Atemgas der Muskelerschlaffung und damit dem Atemstillstand vorzubeugen. Ein Verfahren zur Erkennung von in dem Atemwegen angereicherten Sekreten bzw. eine dafür geeignete Vorrichtung bietet diese Erfindung nicht an.
• Die Vorrichtungen der US 6,168,568 und der US 6,261,238 erfassen Geräusche aus dem Atemsystem und werten sie hinsichtlich zweier verschiedener Kriterien aus, um damit ein bestimmtes Beatmungsgeräusch zu identifizieren. Eine Überwachung eines Patienten hinsichtlich möglicher Sekrete in seinen Atmungswegen bieten diese Erfindungen nicht an, vielmehr sollen hier gezielt Schnarch- oder Keuchgeräusche anhand zweier nacheinander geprüfter Einzelkriterien erkannt werden.
• Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren bereitzustellen, mit dem eine sich während eines Beatmungsvorgangs einstellende Blockierung der Atemwege, insbesondere durch Sekrete, zuverlässig erkannt und für die Beatmungsregelung oder als Information für das Bedienpersonal gemeldet werden kann.
• Die Aufgabe wird gelöst durch ein Beatmungsgerät nach Anspruch 1 bzw. ein Verfahren nach Anspruch 10.
• Die Erfindung geht davon aus, dass es vorteilhaft ist, die Atemwege von beatmeten Patienten hinsichtlich möglicherweise verstopfender Sekrete durch Auswertung von Beatmungsgeräuschen zu überwachen, wobei die Überwachung im Wesentlichen mit Mitteln der Sprachanalyse erfolgt.
• Dabei ist insbesondere wenigstens ein Schallaufnehmer vorgesehen, welcher so in das Beatmungssystem eines Beatmungsgeräts eingebracht wird, dass die Atemgeräusche aus der Lunge eines Patienten ungehindert aufgenommen werden können. Denkbar ist im einfachsten Fall ein in der Gaszufuhr angeordneter Adapter, in den der Schallaufnehmer bei Bedarf einsetzbar ist. Insbesondere ist der Schallaufnehmer damit nicht unmittelbar am Körper des Patienten und so angeordnet, dass der aufgenommene Schall beispielsweise durch den Brustkorb des Patienten hindurch aufgenommen werden müsste. Vielmehr steht der Schallaufnehmer durch dessen Anordnung beispielsweise in der Frischluftzufuhr in unmittelbarer strömungstechnischer Verbindung zu den Atmungsorganen des Patienten. Dies garantiert eine optimale und unverfälschte Aufnahme der Lungengeräusche.
• Darüber hinaus ist das Beatmungsgerät erfindungsgemäß so ausgelegt, dass die aufgenommenen Geräusche in einer Schallauswerteeinheit nicht nur hinsichtlich bestimmter Frequenzen, sondern hinsichtlich gesamter Tonabfolgen analysiert werden. Die Geräusche werden also hinsichtlich mehrerer Merkmale ihres gesamten Erscheinungsbildes analysiert, wozu das Aufeinanderfolgen bestimmter Töne mit einer bestimmten Geschwindigkeit und Dauer gehört. Durch den Vergleich der solchermaßen analysierten Geräusche mit in der Schallauswerteeinheit hinterlegten Daten, welche ebenfalls aufgrund von Geräuschen generiert sein können, kann somit ein in verschiedenen speziellen Merkmalen übereinstimmendes Klangbild erkannt werden, welches bei der Atmung mit durch Sekrete belastete Atemwege auftritt.
• Die in einem Beatmungsgerät üblicherweise vorgesehene Steuereinheit kann dann durch die die Atemgeräusche auswertende Schallauswerteeinheit zur Ausführung bestimmter Regelungsfunktionen oder auch zur Ausgabe von Status- oder Alarmmeldungen angesteuert werden. Erkennt die Schallauswerteeinheit anhand eines über den Schallaufnehmer erfassten Geräusches eine ungünstige Blockierung der Atemwege, beispielsweise durch ein Sekret in der Lunge, so kann die Steuereinheit ein geeignetes akustisches Signal auslösen, um dem Bedienpersonal das Erfordernis einer Sekretabsaugung anzuzeigen. Alternativ oder ergänzend kann auch die Regelung des Beatmungsgeräts so beeinflusst werden, dass beispielsweise durch einen höheren Inspirationsdruck oder einen höheren Sauerstoffgehalt die verschlechterte Atemfunktion ausgeglichen werden kann.
• Das erfindungsgemäße Beatmungsgerät bzw. das entsprechend angewandte Verfahren ermöglicht also in vorteilhafter Weise die Erkennung einer Veränderung der Atemwegszustände eines Patienten anhand der über die Atemwege aufgenommenen Beatmungsgeräusche durch deren ganzheitliche Analyse. Die von dem Schallaufnehmer aufgenommenen Geräusche können dabei in analoger oder digitaler Form an die Schallauswerteeinheit übertragen und von dieser ausgewertet werden.
• Die Schallauswerteeinheit ist insbesondere so ausgebildet, dass in ihr Vergleichsdaten hinterlegt werden können, welche die Schallauswerteeinheit für ihre Analysen berücksichtigt. Dabei kann es sich um analog oder digital hinterlegte Daten handeln, welche von einem Patienten selbst oder auch von einer oder mehreren externen Quellen stammen können und in der Schallauswerteeinheit speicherbar sind.
• Die aufgrund von Sekretstau oder durch verschiedene Krankheitsbilder beim Atemvorgang verursachten Geräusche besitzen charakteristische Tonverläufe bzw. Tonfolgen, ähnlich einem gesprochenen Wort. Durch in der Schallauswerteeinheit vorgesehene Schaltungen und insbesondere integrierte Schaltkreise kann die Auswertung der durch den Schallaufnehmer aufgenommenen Geräusche im Sinne einer Sprachauswertung so erfolgen, dass das komplette Klangbild des aufgenommenen Geräusches der Analyse unterzogen und dabei mit hinterlegten Daten verglichen wird.
• Die in der Schallauswerteeinheit hinterlegten Daten repräsentieren dabei die Klangbilder, die sich beispielsweise durch einen bestimmten Sekretstau, eine bestimmte Krankheit oder durch einen beliebigen anderen Zustand des Patienten bei der Beatmung ergeben. Die Schallauswerteeinheit kann dabei für die Hinterlegung mehrerer solcher Vergleichs-Klangbilder ausgelegt sein. Die Hinterlegung solcher Klangbilder kann auf verschiedene Arten und Weisen erfolgen:
  Zum einen können die Daten von einer externen Quelle vorgegeben werden, in welcher sie für den jeweils zu erkennenden Geräuschfall erstellt wurden. Eine solche Quelle kann beispielsweise eine Datenbank sein, auf der zuvor aufgenommene und in entsprechende Datenform gewandelte Geräusche als Tonfolgemuster hinterlegt und abrufbar sind.
• Andererseits besteht die Möglichkeit, die relevanten Klangbilder auch von dem aktuell beatmeten Patienten aufzunehmen und abzuspeichern. Für die Aufnahme eines als "kritisch" zu kennzeichnenden Klangbildes müsste der Patient dafür zumindest einmal den zu erkennenden Zustand eingenommen haben, d. h. der Klang der durch Sekrete teilweise blockierten Atemwege des Patienten würde im Moment einer solchen Blockierung erfasst und in der Schallauswerteeinheit abgespeichert werden. Die Erfassung kann dabei vorteilhafterweise unmittelbar durch den Schallaufnehmer selbst geschehen.
• Somit ist durch die vorliegende Vorrichtung in vorteilhafter Weise eine sprecherunabhängige oder auch eine sprecherabhängige Analyse des Patientenzustands möglich. Bei der sprecherabhängigen Analyse erkennt die Schallauswerteeinheit vorwiegend nur solche Geräusche, die von einem bestimmten Sprecher (hier ist das der Patient) verursacht werden. Die in der Schallauswerteeinheit hinterlegten Tonfolgemuster, die für den Vergleich mit dem jeweils aufgenommenen Atemgeräusch herangezogen werden, zeigen in diesem Fall speziell für den jeweiligen Patienten typische Charakteristika.
• Insbesondere können solche Tonfolgemuster, wie gesagt, vom Patienten selbst aufgenommen und gespeichert werden, um sie dann später mit dem vom gleichen Patienten kommenden und zu überwachenden Atemgeräusch zu vergleichen. Auf diese Weise kann die Schallauswerteeinheit "trainiert" werden und gewissermaßen personenspezifische Zustände "erlernen". Auch das Atemgeräusch eines bestimmten Patienten, der über freie Atemwege verfügt, kann so durch den Schallaufnehmer erfasst und an die Schallauswerteeinheit übermittelt werden.
• Diese generiert aus dem Geräusch für eine Auswertung entsprechend geeignete Daten und hinterlegt diese als Vergleichswert für ausreichend freie Atemwege dieses Patienten in der Schallauswerteeinheit. Ein vom gleichen Patienten erfasstes Atemgeräusch, welches bei teilweise durch Sekrete blockierten Atemwegen erfasst wird, kann in gleicher Weise ebenfalls in der Schallauswerteeinheit als Vergleichswert hinterlegt werden.
• In einem normalen Beatmungsvorgang kann die Schallauswerteeinheit anhand der hinterlegten patientenspezifischen Tonfolgemuster somit eine Blockade der Atemwege durch Sekrete erkennen, indem beispielsweise eine Abweichung der aktuellen Atemgeräusche von den hinterlegten ungestörten Atemgeräuschen oder ein Mindestmaß an Übereinstimmung der aktuell aufgenommenen Atemgeräusche mit den hinterlegten, von Sekretstau geprägten Tonfolgemustern festgestellt wird.
• Diese patientenspezifische Analyse kann somit sehr gezielt Veränderungen der Atemgeräusche eines einzelnen Patienten überwachen, da auch die in der Schallauswerteeinheit zu Vergleichszwecken hinterlegten Tonfolgemuster von demselben Patienten stammen. Während diese sprecherabhängige Analyse damit vorwiegend auf einen ganz bestimmten Patienten zugeschnitten ist, ist sie für den Einsatz an mehreren verschiedenen Patienten weniger sinnvoll, wenn die hinterlegten Sprachmuster nicht jeweils entsprechend angepasst werden.
• Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht dementsprechend die sprecherunabhängige Analyse der Atemwegsgeräusche vor. Auch bei dieser Methode werden in der Schallauswerteeinheit bestimmte Tonfolgemuster bzw. diesen Tonfolgemustern entsprechende Daten hinterlegt. Die Tonfolgemuster weisen jedoch gegenüber den sprecherabhängigen Tonfolgemustern einen gewissen Abstraktionsgrad auf, um für mehrere verschiedene Patienten eingesetzt werden zu können. So könnte der Schwerpunkt bei der sprecherunabhängigen Analyse beispielsweise an Tonfolgen ausgerichtet sein, welche auch bei verschiedenen Patienten mit blockierten Atemwegen in ähnlicher Form auftreten. Gegenüber der sehr individuellen patientenspezifischen und damit genaueren sprecherabhängigen Analyse weist die sprecherunabhängige Analyse eine gewisse Unschärfe für patientenspezifische Klangmerkmale auf. Dafür ist dieses Analyseverfahren leicht für verschiedene Patienten einsetzbar, da es sich auf allgemein typische Merkmale eines von Sekretstau geprägten Atemgeräusches beliebiger Patienten beschränkt.
• Die sprecherunabhängige Analyse hat also gegenüber der sprecherabhängigen Analyse den Vorteil, dass sie unabhängig vom Patienten sofort einsetzbar ist, wohingegen bei der sprecherabhängigen Analyse die Tonfolgemuster des jeweiligen Patienten zunächst von diesem erfasst werden müssten.
• Denkbar ist auch eine Kombination aus sprecherabhängiger und sprecherunabhängiger Analyse. Dabei wird die Beatmung zunächst mit dem sprecherunabhängigen Analyseverfahren gestartet. Anhand der dann vom Patienten individuell und je nach dessen Zustand erfassten individuellen Geräuschmerkmale können die in der Schallauswerteeinheit bereits hinterlegten Tonfolgemuster entsprechend ergänzt oder angepasst werden, so dass die zunächst sprecherunabhängigen Tonfolgemuster einen Charakter bekommen, der den Geräuschen des aktuell beatmeten Patienten Rechnung trägt. Die Analyse wird dadurch für den jeweiligen Patienten optimiert und ist trotzdem von Anfang an durchführbar.
• Die Hinterlegung der für die sprecherunabhängige Analyse heranzuziehenden Tonfolgemuster bzw. entsprechender Daten kann durch Programmierung der Schallauswerteeinheit erfolgen. Denkbar ist auch die Hinterlegung von charakteristischen Klangmerkmalen dadurch, dass aus einer Folge von Einzelanalysen von verschiedenen Patienten mit blockierten Atemwegen eine Art Mittelwert gebildet wird, der dann als Tonfolgemuster in der Schallauswerteeinheit hinterlegt wird.
• Die Schallauswerteeinheit ist insbesondere so ausgebildet, dass bestimmte Geräusche bzw. daraus generierte Daten auf Anforderung gespeichert oder weiterverarbeitet werden können. Insbesondere kann beispielsweise ein Arzt, der einen Sekretstau in der Lunge eines Patienten festgestellt hat, das entsprechende Beatmungsgeräusch über den Schallaufnehmer erfassen und gezielt als ein mögliches Tonfolgemuster in der Schallauswerteeinheit hinterlegen. Da dieses individuelle Tonfolgemuster nur für den jeweiligen Patienten die spezielle Gültigkeit hat, ist die Schallauswerteeinheit so vorgesehen, dass individuell berücksichtigte Tonfolgemuster auch gelöscht bzw. aus den sonstigen Tonfolgemustern mit breiterem Anwendungsbereich herausgefiltert werden können. So kann das Beatmungsgerät seine Analyse an einem anderen Patienten beginnen, ohne die Auswertung durch die vom vorherigen Patienten hinterlegten Tonfolgemuster zu verfälschen.
• Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, beliebige von einem Patienten erfasste Geräusche der Atemwege in der Schallauswerteeinheit als Tonfolgemuster zu hinterlegen. Dies hat den Vorteil, dass der Schallauswerteeinheit auf Verlangen auch während der eigentlichen Beatmung ein bestimmtes vom Patienten aufgenommenes Geräusch als Tonfolgemuster für einen kritischen Zustand angezeigt werden kann, selbst wenn die Auswertung bisher ein solches Geräusch nicht als kritisch bewertet hat. Durch Hinterlegung des entsprechenden Tonfolgemusters "lernt" die Schallauswerteeinheit dann für die Zukunft, so dass ein erneut vom Patienten kommendes vergleichbares Geräusch nunmehr als kritisch zu erkennen ist und in das Analyseergebnis Eingang findet.
• Die Hinterlegung der zu Vergleichszwecken herangezogenen Tonfolgemuster in der Schallauswerteeinheit kann durch eine geeignete Datenübertragung an die Schallauswerteeinheit erfolgen. In Frage kommt beispielsweise die Übertragung von entsprechenden Daten in elektronischer Form oder in Form von Lichtsignalen über eine geeignete Schnittstelle an der Schallauswerteeinheit.
• Denkbar ist außerdem eine an der Schallauswerteeinheit angeordnete Bedieneinheit, über die das Bedienpersonal Daten unmittelbar von Hand eingeben kann. Außerdem ist - wie bereits angeführt - die Hinterlegung von patientenspezifischen Tonfolgemustern auch denkbar, indem sie über den Schallaufnehmer von dem Patienten selbst erfasst und an die Schallauswerteeinheit übertragen werden.
• Die Schallauswerteeinheit erkennt durch die beschriebenen Vergleiche aktuell aufgenommener mit hinterlegten Tonfolgemustern, ob ein bestimmter Zustand des Patienten, insbesondere ein möglicher Sekretstau in den Atemwegen des Patienten, eingetreten ist oder nicht. Detektiert die Schallauswerteeinheit eine solche Zustandsveränderung, so meldet sie ein solches Analyseergebnis über geeignete Signale, beispielsweise an die Steuereinheit des Beatmungsgeräts. Die Steuereinheit des Beatmungsgeräts ist dabei so ausgebildet, dass in Abhängigkeit der von der Schallauswerteeinheit übermittelten Signale bestimmte Funktionen ausgelöst werden können. Dazu gehört beispielsweise ein Alarm, der das Bedienpersonal darauf aufmerksam macht, dass ein Sekretstau erkannt wurde und eine Sekretabsaugung erforderlich ist.
• Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Regelelemente zur Steuerung der Atemgase so anzusteuern, dass die durch die blockierten Atemwege teilweise verschlechterte Beatmung durch einen höheren Gasdruck oder auch einen höheren Sauerstoffgehalt zumindest vorübergehend ausgeglichen wird.
• In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Schallauswerteeinheit zur analogen und/oder digitalen Speicherung der vorgebbaren und/oder von dem Schallaufnehmer übermittelten Tonfolgemuster ausgebildet. Somit können die erfassten Geräuschdaten wiederholt abgerufen oder auch datentechnisch weiterverarbeitet werden.
• In einer ebenfalls vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden die in der Schallauswerteeinheit hinterlegten vorgebbaren Tonfolgemuster vom Patienten und/oder von der Schallauswerteeinheit selbst und/oder von einer externen Datenquelle generiert. Die Hinterlegung der Daten ist damit auf flexible Weise möglich. Insbesondere ist die Schallauswerteeinheit auch dazu ausgebildet, von dem Schallaufnehmer empfangene oder bereits hinterlegte Daten oder Tonfolgemuster selbst zu verändern, anzupassen oder solche Daten auch selbst zu erzeugen. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise beispielsweise die Anpassung von allgemein gültigeren Daten auf einen ganz bestimmten Patienten.
• In einer ebenfalls vorteilhaften Ausführungsform weisen die hinterlegten Tonfolgemuster Merkmale von typischen Hintergrundgeräuschen auf. Hintergrundgeräusche im Sinne dieser Anmeldung sind dabei zunächst alle Geräusche, welche zusätzlich zu den in den Atemwegen eines Patienten entstehenden Atemgeräuschen durch einen Schallaufnehmer in oder an einem Beatmungssystem aufgenommen werden; sie überlagern also die reinen Atemgeräusche des Patienten bei der Beatmung.
• Hintergrundgeräusche können insbesondere Betriebsgeräusche sein, wie sie durch die Strömung in Beatmungsschläuchen entstehen. Auch Schalt- oder Regelungsaktionen des Beatmungsgerätes oder anderer medizinischer Geräte können Geräusche verursachen, welche von einem Schallaufnehmer zusammen mit den Atemgeräuschen aufgenommen werden. Auch Geräusche von Beatmungskomponenten, die bei der Beatmung durchströmt werden oder in anderer Weise mitwirken (bspw. Verdampfer, Befeuchter, Filter, Magnet und Regelventile, Drosseln etc.), sind hier als Hintergrundgeräusche zu verstehen.
• Die Hinterlegung von Tonfolgemuster-Daten dieser Hintergrundgeräusche oder ihrer wesentlichen Klangelemente in der Schallauswerteeinheit ermöglicht in vorteilhafter Weise ihre Eliminierung aus dem aufgezeichneten Gesamtgeräusch. Durch den Vergleich der aufgezeichneten Geräusche mit den hinterlegten, aus Hintergrundgeräuschen generierten Tonfolgemustern eliminiert die Schallauswerteeinheit die übereinstimmenden Merkmale, so dass das weitgehend reine Atemgeräusch des Patienten in der Schallauswerteeinheit herausgebildet und weiter verarbeitet werden kann. Ein auf diese Art von Fremd-, und Störgeräuschen bereinigtes Atemgeräusch ermöglicht vorteilhaft eine verbesserte Analyse der Geräusche und damit auch eine verbesserte Erkennungsrate.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit des Beatmungsgeräts zur Regelung der Regelelemente und/oder zur Ausgabe von Alarmen und/oder Statusmeldungen in Abhängigkeit vom Analyseergebnis durch die Schallauswerteeinheit ansteuerbar. In vorteilhafter Weise kann damit das Ergebnis der Analyse, welches in der Schallauswerteeinheit gebildet wird, unmittelbar zur Auslösung weiterer Funktionen herangezogen werden, welche auch die Regelung der Beatmung selbst betreffen können.
• Dazu ist die Schallauswerteeinheit mit der Steuereinheit des Beatmungsgeräts zur Datenübertragung verbunden. Ein von der Schallauswerteeinheit erkannter bestimmter Zustand kann dann so an die Steuereinheit gemeldet werden, dass diese beispielsweise einen Alarm auslöst. Ebenso kann das von der Schallauswerteeinheit erkannte Ereignis der Steuereinheit zur weiteren Übertragung an die Bedieneinheit des Beatmungsgeräts übermittelt werden. Die Steuereinheit steuert dann die Bedieneinheit so an, dass eine entsprechende Meldung beispielsweise auf einem LCD-Display, durch geeignete Leuchtmittel oder in sonstiger Weise dargestellt wird.
• Ebenso können die von der Schallauswerteeinheit an die Steuereinheit übermittelten Signale auch dazu führen, dass die Regelung der Beatmung an den entsprechenden Patientenzustand angepasst wird.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Schallauswerteeinheit in das Beatmungsgerät oder in die Steuereinheit des Beatmungsgeräts integriert. Damit wird eine separat zu handhabende Einheit im Behandlungszimmer vermieden und auch die Daten- und Energieübertragung zwischen der Schallauswerteeinheit und der Steuereinheit optimiert.
• Eine ebenfalls vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung weist eine Schallquelle auf, über die die vom Patienten aufgenommenen Geräusche ausgegeben werden können. Die Schallquelle kann dabei beispielsweise von der Schallauswerteeinheit oder der Steuereinheit des Beatmungsgeräts angesteuert werden. Ein behandelnder Arzt hat somit vorteilhafterweise die Möglichkeit, die von dem Schallaufnehmer erfassten Geräusche selbst und gegebenenfalls mehrfach anzuhören, um eine Diagnose stellen oder das von der Schallauswerteeinheit signalisierte Ereignis überprüfen zu können.
• In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung repräsentieren die in der Schallauswerteeinheit hinterlegbaren Tonfolgemuster den Klang eines Sekretstaus in einem Atemweg des Patienten. Die Ausrichtung der Merkmale des hinterlegten Tonfolgemusters speziell auf den Klang eines Sekretstaus bringt den Vorteil, dass die Schallauswerteeinheit gezielt einen solchen Sekretstau ermitteln kann. Ein Sekretstau stellt einen wesentlichen Grund zur temporären Abschaltung der Beatmung dar, da das Sekret abgesaugt werden muss, um die Beatmung grundsätzlich erfolgreich weiterführen zu können.
• Selbstverständlich können die hinterlegten Tonfolgemuster auch an typischen Merkmalen anderer Geräusche ausgerichtet sein, so dass bestimmte Erkrankungen, welche sich über ein Atemgeräusch ermitteln lassen, durch die Schallauswerteeinheit erkannt werden können.
• Das Beatmungsgerät ist vorteilhafterweise so ausgeführt, dass das von der Schallauswerteeinheit ermittelte Analyseergebnis und/oder geeignete Statusmeldungen und/oder Alarmmeldungen ausgebbar sind, und zwar durch die Schallauswerteeinheit selbst oder auch die Bedieneinheit des Beatmungsgeräts. Dies ermöglicht die einfache Kenntnisnahme des aktuellen Patientenzustands oder möglicher Handlungserfordernisse.
• Denkbar ist insbesondere auch die Ausgabe einer Prognose, wann mit einer möglicherweise erforderlichen Sekretabsaugung zu rechnen sein muss. Ein solcher Zeitpunkt könnte durch die Schallauswerteeinheit oder die Steuereinheit des Beatmungsgeräts ermittelt werden anhand von gespeicherten Daten, aus denen eine periodische Wiederkehr des Sekretstaus in der Vergangenheit zu entnehmen ist. Ein solcher Zeitpunkt ließe sich andererseits aber auch auf Grund einer erkannten Tendenz zur Bildung bzw. einem erkannten Fortschreiten der Entwicklung eines Sekretstaus prognostizieren.
• In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird die Gasversorgung des Patienten während der Aufnahme von Atemgeräuschen wenigstens teilweise durch Ansteuerung der Regelelemente unterbrochen. Da das Beatmungsgerät Geräusche erzeugt, die üblicherweise die Eigengeräusche, welche durch den Atemvorgang in der Lunge erzeugt werden, überlagern, ist eine möglichst unverfälschte Aufnahme der reinen Atemwegsgeräusche durch den Schallaufnehmer anzustreben. Um die durch das Beatmungsgerät verursachten Fremdgeräusche bei der Geräuschaufnahme nicht mit zu berücksichtigen, kann die Beatmung vorteilhafterweise unterbrochen werden.
• Eine solche Unterbrechung, die sich beispielsweise im Millisekundenbereich abspielt, würde dazu führen, dass der Schallaufnehmer ausschließlich die vom Patienten verursachten Atmungsgeräusche aufnähme, da die aktive Beatmung zu diesem Zeitpunkt abgestellt wäre. Das während dieser Zeit aufgenommene Geräusch enthält dann keine Fremdgeräusche mehr und ist entsprechend genauer auswertbar. Da die Unterbrechung der Beatmung nur für sehr kurze Zeiten vorgenommen wird, ist von einer Schädigung des Patienten nicht auszugehen. In diesem Sinne ist die Unterbrechungsdauer dann auch zu wählen.
• Besonders vorteilhaft lässt sich diese isolierte Geräuscherfassung auch dazu verwenden, dem behandelnden Arzt das tatsächliche Atemwegsgeräusch vorzuspielen. Da die Dauer des ohne Fremdeinflüsse erfassten Geräusches dann relativ kurz ist, ist die Schallauswerteeinheit oder die Steuereinheit des Beatmungsgeräts vorteilhafterweise so ausgeführt, dass das erfasste Geräusch mehrfach hintereinander über eine Schallquelle ausgegeben werden kann.
• Beispielsweise könnte ein über zehn Millisekunden aufgenommenes, fremdgeräuschfreies Atemgeräusch, welches in der Schallauswerteeinheit gespeichert würde, dem Arzt auf Anforderung beispielsweise dreihundertmal hintereinander vorgespielt werden. Er könnte sich damit das entsprechende Atemwegsgeräusch drei Sekunden lang anhören und eine Diagnose stellen oder überprüfen.
• Selbstverständlich kann das fremdgeräuschfreie Atemgeräusch auch für die Analyse in der Schallauswerteeinheit herangezogen werden. Auch für diese Analyse kann das aufgezeichnete Geräusch erforderlichenfalls mehrmals reproduziert werden.
• Die über einen gesamten Atemzyklus verteilten Geräusche können dabei erfasst werden, indem nur für kurze Zeiten in bestimmten Phasen des Atemzyklus die Beatmung kurzfristig abgeschaltet und das Atemgeräusch aufgezeichnet wird. Für die zwischen diesen Zeitpunkten liegende Zeit kann das jeweils vorausgehend aufgezeichnete Atemgeräusch dann entsprechend reproduziert und auch wiedergegeben werden. Eine solche Ausgabe ist auch verzögerungsfrei zeitgleich mit dem ablaufenden Beatmungszyklus über einen Lautsprecher oder Kopfhörer möglich.
• Der Beatmungszyklus eines Patienten teilt sich üblicherweise auf in vier Phasen. Für die Auswertung der Geräusche durch die Schallauswerteeinheit oder für den behandelnden Arzt können die Atemgeräusche einer dieser vier Phasen von besonderer Bedeutung sein. Die Schallauswerteeinheit und/oder die Steuereinheit des Beatmungsgeräts ist daher so ausgelegt, dass die Atmungsgeräusche aus nur gezielt gewählten Beatmungsphasen ausgegeben werden können.
• Beispielsweise ist denkbar, die Atmungsgeräusche des Patienten während der sogenannten Plateauphase gezielt auswerten zu wollen. Auf entsprechende Anforderung kann die Schallauswerteeinheit oder die Steuereinheit des Beatmungsgeräts dann die in der bestimmten Phase aufgezeichneten Atemgeräusche - gegebenenfalls mehrfach reproduziert - getrennt von den Atemgeräuschen aus den anderen Beatmungsphasen ausgeben oder verarbeiten. Der Anwender kann also vorteilhaft wählen, ob die Ausgabe der Geräusche des kompletten Atemzugs oder nur der Geräusche einer oder mehrerer der vier Phasen erfolgen soll.
• Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand einer Figur näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Beatmungsgeräts.
• Wie in der Fig. 1 zu erkennen ist, ist ein Beatmungsgerät 1 vorgesehen. Das Beatmungsgerät 1 weist ein Bedienteil 3 auf, welches mit einer in dem Beatmungsgerät 1 enthaltenen Steuereinheit 9 Daten austauschen kann. Das Bedienteil umfasst eine Anzeigeeinheit zur Darstellung unter anderem von Beatmungsparametern, Alarmen oder auch von Merkmalen bestimmter Tonfolgemuster.
• Das Beatmungsgerät 1 weist ferner einen Gassteuerblock 11 auf Der Gassteuerblock 11 dient zur Aufbereitung eines Inspirationsgases aus Gasen, die dem Gassteuerblock 11 extern zugeführt werden. In der Fig. 1 sind beispielhaft Gaszuführungen für Luft und Sauerstoff dargestellt.
• Der Gassteuerblock 11 weist Gasregelelemente 12 auf. Die Gasregelelemente 12 werden von der Steuereinheit 9 zur Aufbereitung des Inspirationsgases angesteuert. Weiterhin können die Gasregelelemente 12 ein einem Patienten 4 zuzuführendes Inspirationsgas und ein von dem Patienten 4 abzuführendes Exspirationsgas hinsichtlich Menge und Druck regeln.
• Das Inspirationsgas wird dem Patienten 4 über ein Gaszuführungssystem 2 zugeleitet. Das Gaszuführungssystem 2 weist Gasaufbereitungskomponenten 10 auf. Zu solchen Gasaufbereitungskomponenten 10 zählt beispielsweise ein Befeuchter oder ein Filter. Zwischen den Gasaufbereitungskomponenten 10 und dem Patienten 4 ist in das Gaszuführungssystem 2 ein Schallaufnehmer 7 eingebracht. Die Anordnung des Schallaufnehmers 7 ist dabei so gewählt, dass sich zwischen dem Schallaufnehmer 7 und dem Patienten 4 keine weiteren Gasaufbereitungskomponenten 10 befinden, die eine Schallübertragung vom Patienten 4 zum Schallaufnehmer 7 unnötig behindern könnten.
• Der Schallaufnehmer 7 ist mit einer Schallauswerteeinheit 8 verbunden. Die Schallauswerteeinheit 8 ist mit der Steuereinheit 9 des Beatmungsgeräts 1 verbunden. Die Verbindung zwischen dem Schallaufnehmer 7 und der Schallauswerteeinheit 8 bzw. zwischen der Schallauswerteeinheit 8 und der Steuereinheit 9 ist für die Übertragung von Daten vorgesehen.
• Eine Beatmung im Sinne der in Fig. 1 dargestellten Anordnung geht nun wie folgt vor sich:
  Dem Patienten 4 wird ein im Gassteuerblock 11 aufbereitetes Inspirationsgas über das Gaszuführungssystem 2 zugeführt. Das vom Patienten 4 ausgeatmete Exspirationsgas kann ebenfalls über das Gaszuführungssystem 2 zum Beatmungsgerät 1 zurückgeleitet werden. Während der Beatmung des Patienten erfasst der Schallaufnehmer 7 Atemgeräusche, welche an der Stelle der Anordnung des Schallaufnehmers 7 innerhalb des Gaszuführungssystems 2 auftreten. Der Schallaufnehmer 7 wandelt die erfassten Geräusche in geeignete Daten um und überträgt sie an die Schallauswerteeinheit 8. Alternativ ist die Umwandlung der Daten auch in der Schallauswerteeinheit 8 denkbar.
• Die Schallauswerteeinheit 8 vergleicht die von dem Schallaufnehmer 7 übermittelten Daten mit in der Schallauswerteeinheit 8 hinterlegten Tonfolgemustern im Sinne einer Spracherkennung. Bei einer festzulegenden Abweichung oder Übereinstimmung der von dem Schallaufnehmer 7 übermittelten Daten mit den in der Schallauswerteeinheit 8 hinterlegten Tonfolgemustern überträgt die Schallauswerteeinheit 8 ein Analyseergebnis in Signalform an die Steuereinheit 9. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn ein Teil der Atemwege des Patienten 4 durch ein Sekret blockiert wird und daraus ein Atemgeräusch resultiert, welches in seinen Merkmalen mit einem in der Schallauswerteeinheit 8 hinterlegten Tonfolgemuster übereinstimmt.
• Die Steuereinheit 9 des Beatmungsgeräts 1 kann daraufhin in die Regelung der Inspirationsgas-Zuführung zum Patienten 4 auf Basis einer vorgebbaren Funktion durch Ansteuerung der Gasregelelemente 12 eingreifen. Ebenso kann das von der Schallauswerteeinheit 8 an die Steuereinheit 9 übermittelte Signal bzw. Analyseergebnis an das mit der Steuereinheit 9 gekoppelte Bedienteil 3 übertragen und dort angezeigt werden. Ebenso besteht die Möglichkeit, ein aus dem Analyseergebnis resultierendes Warnsignal auszugeben. An dem Beatmungsgerät 1 ist dazu eine Schallquelle 5 angeschlossen, über die akustische Signale ausgegeben werden können.
• Auf Anforderung eines Arztes über das Bedienteil 3 kann ein in der Schallauswerteeinheit 8 verarbeitetes Atemgeräusch über die Schallquelle 5 einfach oder auch mehrmals hintereinander ausgegeben werden.
• Die Schallauswerteeinheit 8 besitzt eine Datenschnittstelle 6, über die der Schallauswerteeinheit 8 Daten, insbesondere über Tonfolgemuster, zugeführt werden können. Die Tonfolgemuster und die von dem Schallaufnehmer 7 übertragenen Daten können in der Schallauswerteeinheit 8 digital oder analog gespeichert bzw. verarbeitet werden.

Claims (20)

1. Beatmungsgerät (1) zur Beatmung von Patienten (4),

a) mit einer Bedieneinheit (3) und einer Steuereinheit (9), und

b) mit einem von der Steuereinheit (9) ansteuerbaren Gassteuerblock (11) mit Gasregelelementen (12) zur Gasversorgung eines Patienten (4) mit Atemgas, und

c) mit einem Gaszuführungssystem (2) zur Leitung von Atemgasen zum Patienten (4) hin und/oder vom Patienten (4) weg, und

d) mit wenigstens einem Schallaufnehmer (7) und mit einer Schallauswerteeinheit (8),

dadurch gekennzeichnet,

a) dass wenigstens ein Schallaufnehmer (7) zur Aufnahme von Atemgeräuschen an dem Gaszuführungssystem (2) angeordnet ist, und

b) dass die Schallauswerteeinheit (8) zur Analyse der Atemgeräusche hinsichtlich in der Schallauswerteeinheit (8) vorgebbarer Tonfolge- Muster und zur Ausgabe eines Analyseergebnisses ausgebildet ist.

2. Beatmungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallauswerteeinheit (8) zur analogen und/oder digitalen Speicherung der vorgebbaren Tonfolgemuster ausgebildet ist.

3. Beatmungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallauswerteeinheit (8) zur digitalen und/oder analogen Speicherung der Atemgeräusche ausgebildet ist.

4. Beatmungsgerät nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgebbaren Tonfolgemuster vom Patienten (4) und/oder von der Schallauswerteeinheit (8) und/oder von einer externen Datenquelle generiert werden.

5. Beatmungsgerät nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgebbaren Tonfolgemuster wenigstens teilweise aus Hintergrundgeräuschen generiert sind.

6. Beatmungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallauswerteeinheit (8) oder die Steuereinheit (9) zur Eliminierung der Hintergrundgeräusche aus den Atemgeräuschen anhand der gespeicherten Tonfolgemuster der Hintergrundgeräusche ausgebildet ist zur Bildung eines reinen Atemgeräusches des Patienten (4).

7. Beatmungsgerät nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (9) zur Regelung der Gasregelelemente (12) und/oder zur Ausgabe von Alarmen und/oder Statusmeldungen in Abhängigkeit vom Analyseergebnis durch die Schallauswerteeinheit (8) ansteuerbar ist.

8. Beatmungsgerät nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallauswerteeinheit (8) in die Steuereinheit (9) integriert ist.

9. Beatmungsgerät nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallauswerteeinheit (8) oder die Steuereinheit (9) zur Ansteuerung einer Schallquelle (5) zur Abgabe der durch den Schallaufnehmer (7) erfassten Geräusche ausgebildet ist.

10. Beatmungsgerät nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgebbaren Tonfolgemuster wenigstens teilweise dem Klang eines Sekretstaus in einem Atemweg des Patienten (4) entsprechen.

11. Beatmungsgerät nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Analyseergebnis und/oder Statusmeldungen und/oder Alarmmeldungen durch die Schallauswerteeinheit (8) und/oder die Bedieneinheit (3) darstellbar und/oder über eine Schallquelle (5) ausgebbar sind.

12. Verfahren zur Beatmung von Patienten (4),

a) wobei eine Steuereinheit (9) einen Gassteuerblock (11) ansteuert zur Gasversorgung eines Patienten (4) mit Atemgas über ein Gaszuführungssystem (2), und

b) wobei wenigstens ein an dem Gaszuführungssystem (2) angeordneter Schallaufnehmer (7) Atemgeräusche des Patienten (4) aufnimmt und in analoger und/oder digitaler Form an eine Schallauswerteeinheit (8) überträgt,

dadurch gekennzeichnet,

a) dass die Schallauswerteeinheit (8) die von dem Schallaufnehmer (7) übertragenen Atemgeräusche hinsichtlich in der Schallauswerteeinheit (8) vorgegebener Tonfolge-Muster analysiert und ein Analyseergebnis ausgibt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgebbaren Tonfolgemuster in der Schallauswerteeinheit (8) analog und/oder digital gespeichert werden.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Atemgeräusche in der Schallauswerteeinheit (8) digital und/oder analog gespeichert werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgebbaren Tonfolgemuster vom Patienten (4) und/oder von der Schallauswerteeinheit (8) und/oder von einer externen Datenquelle generiert werden.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgebbaren Tonfolgemuster wenigstens teilweise aus Hintergrundgeräuschen generiert werden.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallauswerteeinheit (8) oder die Steuereinheit (9) Hintergrundgeräusche aus den Atemgeräuschen anhand der gespeicherten Tonfolgemuster der Hintergrundgeräusche eliminiert zur Bildung eines reinen Atemgeräusches des Patienten (4).

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallauswerteeinheit (8) die Steuereinheit (9) zur Durchführung von Regelungen und/oder zur Ausgabe von Alarmen und/oder Statusmeldungen in Abhängigkeit vom Analyseergebnis ansteuert.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasversorgung während der Aufnahme von Atemgeräuschen wenigstens teilweise durch Ansteuerung der Regelelemente unterbrochen wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallauswerteeinheit (8) oder die Steuereinheit (9) eine Schallquelle zur Abgabe der durch den Schallaufnehmer (7) erfassten Geräusche ansteuert.