DE102004056748A1

DE102004056748A1 - Feedback Modul

Info

Publication number: DE102004056748A1
Application number: DE102004056748A
Authority: DE
Inventors: Stefan SCHÄTZL
Original assignee: MAP Medizin Technologie GmbH
Current assignee: MAP Medizin Technologie GmbH
Priority date: 2004-11-24
Filing date: 2004-11-24
Publication date: 2006-06-01
Also published as: AU2005308973A1; US20080011296A1; WO2006056444A1; NZ555295A; CN101106941A; EP1833367A1; JP4708433B2; JP2008520300A

Abstract

Die Erfindung richtet sich auf ein Feedback-Modul zur Erhebung von hinsichtlich der Atmung einer Person indikativen Messwerten. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lösungen anzugeben, die eine hinsichtlich ihrer Aussagekraft und Übertragbarkeit verbesserte Beurteilung der Atmung eines Patienten im Rahmen einer Therapiephase oder auch einer Diagnose ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Feedback-Modul zur Erhebung hinsichtlich der Atmung eines Patienten indikativer Signale, wobei dieses Modul eine Gehäusestruktur aufweist, die in einen Atemgasleitungsabschnitt einkoppelbar ist und mit einer Messstrecke ausgestattet ist, zur Generierung eines hinsichtlich eines Atemgasstromes indikativen Signals und wobei ferner eine elektronische Aufzeichnungseinrichtung vorgesehen ist zur Aufzeichnung jener hinsichtlich des Atemgasstromes indikativer Signale und/oder daraus abgeleiteter Informationen. Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, bei der Behandlung eines Patienten beispielsweise mittels eines CPAP-Gerätes die Behandlungsqualität neutral und standardisiert zu bestimmen.

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Feedback Modul zur Erhebung von hinsichtlich der Atmung einer Person indikativen Messwerten.

Basierend auf der Entdeckung Sullivans, dass schlafbezogene Atmungsstörungen häufig auf während der Schlafphase auftretende und auf obstruktive Atemwegsverengungen zurückgeführt und durch Verabreichung von Atemgas, insbesondere Umgebungsluft auf einem erhöhten Druckniveau behandelt werden können, wurden seit den 80er Jahren des letzten Jahrhunderts entsprechende Geräte zur Verabreichung dieses Atemgases entwickelt.

Die Förderung des Atemgases auf jenes erhöhte Druckniveau erfolgt bei den in der Praxis eingesetzten Geräten überwiegend durch drehzahlgeregelte Gebläseeinrichtungen. Diese Gebläseeinrichtungen bilden im Unterschied zu volumetrischen Fördereinrichtungen eine Druckschleuse durch welche im Rahmen einer Inspirationsphase Umgebungsluft in einen Systemabschnitt erhöhten Druckes und während einer Exspirationsphase auch wieder über diese Schleuse zurückfließen kann.

Die Zufuhr des geförderten Atemgases zu einem Patienten erfolgt üblicherweise über eine flexible Atemgasleitung und eine daran als sogenanntes Patienten-Interface angeschlossene Atemmaske. Die Atemgasleitung und die Atemmaske bilden Teil des unter erhöhtem Atemgasdruck stehenden Systemabschnittes. In diesem Bereich kann eine Ableitung von CO₂ aus dem exhalierten Atemgas erreicht werden durch Ausbildung definierter Leckage-Öffnungen im Patientennahen Bereich des Überdruck-Systemabschnitts, zur permanenten Spülung desselben.

Für die Abstimmung der Förderleistung der Gebläseeinrichtung, oder die Regelung des Atemgasdruckes sind zahlreiche Druckregelungskonzepte bekannt. So ist es insbesondere möglich, die Förderleistung so zu regeln, dass sich über den gesamten Atemzyklus hinweg weitgehend konstante statische Drücke im Maskenbereich ergeben. Weiterhin ist es auch bekannt den Atemgasdruck so zu regeln, das beispielsweise während einer Exspirationsphase der Atemgasdruck abgesenkt wird, um hierdurch die Atemarbeit des Patienten zu verringern. Es sind auch Geräte bekannt, durch welche fortlaufend und softwarebasiert eine automatische Analyse der Atmung des Patienten erfolgt und der Atemgasdruck weitgehenden in Echtzeit auf Grundlage jener automatisierten Analyse der momentanen Atmung erfolgt.

Im Rahmen der Diagnose und/oder Behandlung schlafbezogener Atmungsstörungen kann es bedingt durch den Einsatz unterschiedlichster Geräte und Gerätekomponenten Schwierigkeiten bei der Beurteilung des Therapiebedarfs, des Therapieerfolges, sowie bei der Festlegung geeigneter Geräteeinstellungen geben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lösungen anzugeben, die eine hinsichtlich ihrer Aussagekraft und Übertragbarkeit verbesserte Beurteilung der Atmung eines Patienten im Rahmen einer Therapiephase oder auch einer Diagnose ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Feedback Modul zur Erhebung hinsichtlich der Atmung eines Patienten indikativer Signale, wobei dieses Modul eine Gehäusestruktur aufweist, die in einen Atemgasleitungsabschnitt einkoppelbar ist, und mit einer Messtrecke ausgestattet ist, zur Generierung eines hinsichtlich eines Atemgasstromes indikativen Signales und wobei ferner eine elektronische Aufzeichnungseinrichtung vorgesehen ist, zur Aufzeichnung jener hinsichtlich des Atemgasstromes indikativer Signale, und/oder daraus abgeleiteter Informationen.

Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, bei der Behandlung eines Patienten beispielsweise mittels eines CPAP-Gerätes die Behandlungsqualität neutral und standardisiert aufzuzeichnen und zu bewerten.

Das erfindungsgemäße Feedback Modul ist vorzugsweise so ausgebildet, dass dieses als autarkes Aufzeichnungsmodul in übliche Atemgasschlauchsysteme einbindbar, insbesondere einsteckbar ist. Das Feedback-Modul umfasst vorzugsweise eine eigene Spannungsversorgungseinrichtung, die vorzugsweise durch eine Batterie- oder Akkueinrichtung realisiert ist.

Die elektronische Aufzeichnungseinrichtung kann als Speicherkarte oder Flash-Stick realisiert sein. Es ist auch möglich, an dem erfindungsgemäßen Modul eine Schnittstelleneinrichtung vorzusehen, zur Übertragung der erfassten Signale an ein Auswertungs- oder Überwachungsrechnersystem. Diese Schnittstelleneinrichtung kann als USB-, Netzwerk-Schnittstelle, oder insbesondere als Wireless-Schnittstelle ausgebildet sein. Die Schnittstelleneinrichtung kann so ausgebildet sein, dass durch diese die unmittelbar erhobenen Daten, und/oder die gespeicherten Daten ausgelesen werden können.

Es ist möglich, eine im Bereich des Feedback-Moduls vorgesehene elektronische Datenverarbeitungseinrichtung so zu gestalten, dass diese für eine bestimmte Erfassungsaufgabe oder ein bestimmtes Erfassungskonzept programmbasiert konfigurierbar ist. So kann beispielsweise der Kompressionsgrad oder eine bestimmte Zwischenauswertungsprozedur vorzugsweise softwarebasiert festgelegt werden.

Das erfindungsgemäße Feedback-Modul umfasst vorzugsweise auch Messmittel zur Erhebung eines hinsichtlich des jeweils vorherrschenden Atemgasdruckes indikativen Signales.

Es ist möglich, das den Messkanal bildende Rohrelement lösbar in das Modul zu integrieren, so dass dieses Rohrelement vorteilhaft gereinigt und sterilisiert werden kann. Die Erhebung des Flusssignales kann durch Strukturen erfolgen, wie sie als solche bei Pneumotachographen Anwendung finden.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Biofeedback-Moduls,
2 eine Schemadarstellung zur Erläuterung der Anordnung des erfindungsgemäßen Biofeedback-Moduls innerhalb eines Atemgasweges,
3 eine Schemadarstellung zur Erläuterung des Innenaufbaus eines erfindungsgemäßen Feedback-Moduls.
In 1 ist ein Feedback-Modul zur Erhebung hinsichtlich der Atmung eines Patienten indikativer Signale dargestellt. Das Feedback-Modul umfasst eine Gehäusestruktur 1, die einen Messleitungsabschnitt 2 umfasst, der als solcher in einen Atemgasleitungsabschnitt (siehe 2) einkoppelbar ist. Der Messleitungsabschnitt 2 ist mit einer hier nicht näher dargestellten Strömungs-Messeinrichtung versehen zur Generierung eines hinsichtlich der Atemgasströmung indikativen Signals. Das Feedback-Modul umfasst weiterhin eine elektronische Aufzeichnungseinrichtung 3 zur Aufzeichnung jener hinsichtlich des Atemgasstromes indikativer Signale oder gegebenenfalls auch daraus abgeleiteter Informationen.
Das Feedback-Modul ist weiterhin mit einer Schnittstelleneinrichtung 4 versehen, die hier lediglich beispielhaft als USB-Port ausgeführt ist. Über diese Schnittstelleneinrichtung 4 ist es möglich, die im Bereich des Messleitungsabschnittes über die Strömungserfassungseinrichtung erhobenen Messsignale laufend abzugreifen. Weiterhin ist es möglich, über diese Schnittstelleneinrichtung 4 eine in dem Feedback-Modul vorgesehene Datenverarbeitungseinrichtung im Hinblick auf eine geforderte Art der Datenerhebung zu konfigurieren.
Das Feedback-Modul ist weiterhin mit Anzeigemitteln 5 ausgestattet, die hier lediglich beispielhaft als LEDs ausgeführt sind. Es ist möglich, die Ansteuerung dieser LEDs derart vorzunehmen, dass farblich angezeigt wird, ob im Rahmen einer zurückliegenden Messung bereits eine artefaktbehaftete Atmung festgestellt wurde.
Das Feedback-Modul ist weiterhin mit einer Spannungsversorgungseinrichtung in Form einer Batterieeinrichtung versehen. Diese Batterieeinrichtung kann nach Abnahme einer hier angedeuteten Deckeleinrichtung 6 gewechselt werden. Es ist auch möglich, die Spannungsversorgungseinrichtung durch eine wiederaufladbare Akkueinrichtung zu realisieren. Die Aufladung der Akkueinrichtung kann gegebenenfalls unmittelbar über die im Bereich der USB-Schnittstelle abgreifbare Leistung erfolgen.
Das Feedback-Modul ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass die zur Aufzeichnung der hinsichtlich des Atemgasstromes indikativen Daten vorgesehene Aufzeichnungseinrichtung zur weiteren Signalauswertung aus dem Feedback-Modul entnehmbar ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Aufzeichnungseinrichtung als Speicherkarte ausgeführt. Es ist auch möglich, die Aufzeichnungseinrichtung beispielsweise als USB-Flashstick auszubilden, wobei der Anschluss des USB-Flashsticks gegebenenfalls unmittelbar über den hier vorgesehenen USB-Port erfolgen kann.
Das erfindungsgemäße Feedback-Modul umfasst ferner vorzugsweise auch eine Druckerfassungseinrichtung zur Generierung eines hinsichtlich des jeweils momentan vorherrschenden Atemgasdruckes indikativen Signals. Die hinsichtlich des Atemgasdruckes indikativen Signale können aufgrund der relativ niedrigfrequenten zeitlichen Schwankungen dieses Signals mit einer niedrigeren Datendichte aufgezeichnet werden als die zur Aufzeichnung des Atmungsverlaufes vorgesehenen Atemgasstromsignale. Die Atemgasstromsignale können einer Datenkompression unterzogen werden und beispielsweise im MP3-Format oder anderweitig durch Polynomfunktionen genähert gespeichert werden.
Wie aus 2 ersichtlich wird das erfindungsgemäße Biofeedback-Modul vorzugsweise unmittelbar in einen sich zwischen einer Atemmaske und einem CPAP-Gerät erstreckenden Schlauchleitungsabschnitt eingekoppelt. Das Biofeedback-Modul kann auch unmittelbar mit einer gegenüber der in dem Biofeedback-Modul vorgesehenen elektronischen Schaltungseinrichtung leistungsfähigeren Auswertungsschaltung, insbesondere einem PC gekoppelt sein. Es ist auch möglich, das Biofeedback-Modul so auszugestalten, dass eine Datenweiterleitung drahtlos, zum Beispiel unter Verwendung einer IR-Schnittstelle oder einer Blue-tooth-Schnittstelle erfolgt. Vorzugsweise erfolgt jedoch noch im Bereich des Feedback-Moduls eine Signalkonvertierung und Kennlinienberücksichtigung, so dass unabhängig von der im Messleitungsaschnitt genutzten Messwertabgriffstechnik das Flow-Signal linearisiert oder definiert normiert in digitaler Form lesbar ist.
Vorzugsweise ist das seitens des Biofeedback-Moduls während der Observationsphase abgearbeitete Aufzeichnungskonzept Software basiert konfigurierbar.
In 3 ist schematisch der Innenaufbau eines erfindungsgemäßen Biofeedback-Moduls dargestellt. Dieses Biofeedback-Modul umfasst den bereits in Verbindung mit 1 genannten Messleitungsabschnitt 2 mit einer darin angeordneten, zur Generierung eines hinsichtlich des Atemgasstromes indikativen Signals vorgesehenen Messanordnung.
Diese Messanordnung kann als Staudruckabgriffselement, als Blendeneinrichtung oder als LFE-Element (Laminar-Flow-Element) ausgebildet sein. Die über diese entsprechenden Messorgane abgegriffenen Signale können durch eine Filtereinrichtung gefiltert und an eine in dem Feedback-Modul vorgesehene Aufzeichnungselektronik (digitale programmierbare Speicherelektronik) weitergegeben werden. Das hier schematisch dargestellte Biofeedback-Modul umfasst weiterhin einen Drucksensor, wobei die durch diesen Drucksensor erhobenen Signale ebenfalls an die elektronische Schaltung weitergeleitet werden.
Die seitens der elektronischen Schaltungseinrichtung generierten, auf den Messsignalen basierenden Daten können nach einem vorgegebenen Speichermuster auf einem vorzugsweise auswechselbaren Speichermedium (hier Flash-Speicherkarte) abgelegt werden. Die Programmierung der geräteseitigen Auswertungselektronik kann über eine Schnittstelleneinrichtung insbesondere PC-Schnittstelle, zum Beispiel einen USB-Port erfolgen. Das erfindungsgemäße Biofeedback-Modul umfasst weiterhin auch Anzeigeorgane, z.B. LED-Systeme oder Displayeinrichtungen. Die Displayeinrichtungen können so ausgebildet sein, dass über diese eine relativ hochwertige Wiedergabe von Auswertungsergebnissen oder auch von Rohdaten ermöglicht wird.
Die Einkoppelung des Messleitungsabschnitts 2 in ein entsprechendes Atemgasleitungssystem kann erfolgen indem der Messleitungsabschnitt 2 derart ausgebildet ist, dass dieser zu an sich bekannten Schlauchanschlussmuffen kompatibel ist.
Die Darstellung gemäß 3 zeigt im wesentlichen nur den prinzipiellen Aufbau des Biofeedback-Moduls. In dem durch den Messleitungsabschnitt 2 definierten Luftweg kann über eine Blende oder ein Laminar-Element der Fluss gemessen werden. Der Fluss kann vorzugsweise in beide Richtungen mit der gleichen Genauigkeit gemessen werden. Vorzugsweise wird auch der Druck des Atemgases in diesem Luftwegsabschnitt gemessen. Dieser Druck liegt üblicherweise im Bereich von 0–80 Hektopascal. Die so erhobenen Signale können von der Elektronik verarbeitet und gespeichert werden. Im Speicher werden sowohl die Rohdaten als vorzugsweise auch ausgewertete Ereignisse abgelegt. Diese Informationen können über eine Schnittstelle, PC-Schnittstelle in Echtzeit übertragen und dargestellt werden. Es ist auch möglich, über eine Anzeige oder ein Display direkt an dem Modul Informationen abzugreifen bzw. anzuzeigen. Die Auswertung der mit dem erfindungsgemäßen Biofeedback-Modul erhobenen Messsignale kann in an sich bekannter Weise durch die seitens der Anmelderin entwickelte Auswerte-Software „Mikro-Mesam" erfolgen.
Das erfindungsgemäße Biofeedback-Modul eignet sich neben dem Einsatz in der ärztlichen Praxis auch als Messsystem zur Durchführung einer standardisierten Therapiekontrolle im häuslichen Bereich. Durch das erfindungsgemäße Biofeedback-Modul wird es möglich, verschiedenste marktgängige Geräte im Hinblick auf deren Wirksamkeit zu analysieren und hierbei zu vergleichen. Über das erfindungsgemäße Biofeedback-Modul wird es auch möglich, mit hoher Auflösung hinsichtlich der Atmung indikative Daten zu sammeln und diese für folgende klinische Studien und Entwicklung von Algorithmen zur automatischen Erkennung von Atmungsstörungen oder zur automatischen Abstimmung des Atemgasdruckes heranzuziehen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist es möglich, das erfindungsgemäße Biofeedback-Modul in einer von der hier gezeigten Variante abweichenden Form zu realisieren.

Claims

Feedback-Modul zur Erhebung hinsichtlich der Atmung eines Patienten indikativer Signale, wobei dieses Modul eine Gehäusestruktur aufweist, die in einen Atemgasleitungsabschnitt einkoppelbar ist, und mit einer Messstrecke ausgestattet ist, zur Generierung eines hinsichtlich des über diese Messstrecke fließenden Atemgasstromes indikativen Signals, wobei ferner eine elektronische Aufzeichnungseinrichtung vorgesehen ist, zur Aufzeichnung jener hinsichtlich des Atemgasstromes indikativer Signale, und/oder daraus abgeleiteter Informationen.
Feedback-Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Aufzeichnungseinrichtung aus dem Feedback-Modul entnehmbar ist.
Feedback-Modul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine Schnittstelleneinrichtung umfasst zur Ankoppelung eines weiteren elektronischen Programmierungs- oder Auswertungssystems, insbesondere PC.
Feedback-Modul nach wenigstens einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine Druckerfassungseinrichtung umfasst, zur Generierung hinsichtlich des jeweils momentan vorherrschenden Atemgasdruckes indikativer Signale.
Biofeedback-Modul nach wenigstens einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Auswertungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass durch diese eine Vorauswertung der aufgezeichneten Messsignale erfolgt.
Feedback-Modul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorauswertungskonzept Software basiert festlegbar ist.