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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Beatmungsgerätes, bei
dem mindestens ein Beatmungsparameter über eine Bedieneinrichtung
manuell veränderbar
ist.
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Die
Erfindung betrifft darüber
hinaus eine Vorrichtung zur Beamtung, die eine steuerbare Atemgasquelle,
eine Steuereinheit sowie eine Bedieneinrichtung aufweist.
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Derartige
Verfahren und Vorrichtungen werden im medizintechnischen Bereich
verwendet, um beispielsweise sogenannte kontrollierte, assistierte Beatmungen
wie CPAP-, APAP-, Bilevel-, Heim-, Notfall- oder Klinikbeatmungen
durchzuführen.
Hier erfolgt in der Regel durch den betreffenden Patienten oder
einen behandelnden Arzt über
eine Bedieneinrich tung des Beatmungsgerätes die Einstellung der jeweils
gewünschten
Beatmungsparameter.
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Es
können
aber auch diverse Anwendungen außerhalb des Gebietes der Medizintechnik
erfolgen. Beispielsweise kann bei Beatmungsgeräten für Taucher oder Feuerwehrleute
die Anforderung zu erfüllen
sein, daß durch
geeignete Beatmungsparameter bei einer Batteriespeisung der Energieverbrauch
zu minimieren ist oder die akustische Wahrnehmung durch möglichst
wenig Nebengeräusche
beeinträchtigt
werden soll. Das gleiche Problem kann auch im industriellen Bereich
bei Tätigkeiten
auftreten, die die Verwendung von Beatmungsgeräten zum Schutz der betreffenden
Person vor der Einwirkung von Umweltgasen erforderlich machen und
bei denen die betreffenden Personen durch die vorgesehenen Tätigkeiten
die Hände
nicht frei haben, um selbst auf die verwendeten Beatmungsgeräte einwirken
zu können. Schließlich sind
auch Anwendungen im Bereich von Beatmungsgeräten denkbar, die von Astronauten oder
Piloten verwendet werden.
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Sowohl
im Bereich der Medizintechnik als auch in den sonstigen Anwendungsbereichen
tritt häufig
das Problem auf, daß die
bereitgestellten Bedieneinrichtungen und Bedienverfahren eine Vielzahl unterschiedlicher
Bedienungseinstellungen des Beatmungsgerätes ermöglichen und unterstützen. Diese
Vielzahl der unterstützten
Bedienfunktionen und die Vielzahl der Möglichkeiten zur Veränderung
und Einstellung der Beatmungsparameter erschwert es aber einem Benutzer,
eine kurzfristige Inbetriebnahme des Beatmungsgerätes für bestimmte
Standardanwendungen durchzuführen.
Insbesondere bei einem Auftreten von Notfällen ist ein Bediener häufig damit überfordert,
aus der Vielzahl der möglichen
Bedienfunktionen und Beatmungsparameter die für die jeweilige Anwendungssituation
geeigneten Parameter auszuwählen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der einleitend
genannten Art derart zu verbessern, daß eine Inbetriebnahme des Beatmungsgerätes mit
geringem Zeitaufwand unterstützt
wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß mindestens
zwei vorkonfigurierte Sätze
von Beatmungsparametern in einer Steuereinheit des Beatmungsgerätes abgespeichert
und wahlweise zur Steuerung des Beatmungsgerätes aktiviert werden.
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weitere
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der
einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß eine kurzfristige
Geräteinbetriebnahme
unterstützt
wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß die
Steuereinheit mit einem Parameterspeicher für mindestens zwei Sätze von
Beatmungsparametern versehen ist und daß die Steuereinheit mit einer
Ablaufsteuerung zur wahlweisen Aktivierung eines der Sätze von
Beatmungsparametern gekoppelt ist.
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Durch
die Bereitstellung vorkonfigurierter Sätze von Beatmungsparametern
ist es möglich, durch
eine entsprechende Bedieneingabe einen dieser Sätze von Beatmungsparametern
zu aktivieren und mit einem einzigen Bedienungsschritt die Gerätefunktion
herzustellen. Die Sätze
von Beatmungsparametern entsprechen hierbei unterschiedlichen Standardbeatmungssituationen,
die eine ordnungsgemäße Durchführung der
Beatmung gewährleisten.
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Im
medizintechnischen Bereich können
die unterschiedlichen Beatmungsparameter beispielsweise unterschiedlichen
Personengruppen zugeordnet sein, beispielsweise der Beatmung eines
Kindes oder eines Erwachsenen. Im technischen Bereich können die
unterschiedlichen Sätze
von Beatmungsparametern beispielsweise einer Standardarbeitssituation
oder einem Auftreten von Notfällen
zugeordnet sein.
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Eine
individuelle Bedienbarkeit wird dadurch unterstützt, daß die Sätze von Beatmungsparametern
manuell aktiviert werden.
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Zur
Bedienungsunterstützung
ist vorgesehen, daß ein
jeweils ausgewählter
Satz von Beatmungsparametern optisch im Bereich eines Displays visualisiert
wird.
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Eine
selbsterklärende
Bedienungsführung wird
dadurch bereitgestellt, daß die
Visualisierung unter Verwendung von Anzeigesymbolen durchgeführt wird.
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Bei
medizintechnischen Beatmungen erweist es sich als besonders vorteilhaft,
daß mindestens
drei vorkonfigurierte Sätze
von Beatmungsparametern wahlweise aktiviert werden.
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Insbesondere
ist daran gedacht, daß die
drei Sätze
von Beatmungsparametern der Beatmung eines Kleinkindes, eines Kindes
sowie eines Erwachsenen zugeordnet werden.
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Eine
leichte Erkennbarkeit eines aktuell eingestellten Steuerungsmodus
wird dadurch unterstützt,
daß der
Inhalt einer jeweiligen Anzeige in Abhängigkeit vom aktivierten Satz
von Beatmungsparametern variiert wird.
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Eine
besonders einfache Erkennbarkeit des jeweiligen Steuerungsmodus
wird dadurch erreicht, daß eine
Farbe der Anzeige in Abhängigkeit
vom jeweils aktivierten Satz von Beatmungsparametern verändert wird.
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Eine
universelle Geräteverwendbarkeit
wird dadurch bereitgestellt, daß mindestens
ein Parameter des Satzes von Beatmungsparametern vorkonfigurierbar
festlegbar ist.
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Eine
Optimierung der Gerätebetriebsweise nach
Bereitstellung eines funktionellen Grundzustandes kann dadurch erfolgen,
daß mindestens
ein Parameter des Satzes von Parametern innerhalb eines Änderungsintervalles
manuell variierbar ist.
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Eine
Gerätesteuerung
in Abhängigkeit
von einem besonders aussagekräftigen
Beatmungsparameter kann dadurch erfolgen, daß als Leitparameter ein Minutenvolumen
an Beatmungsgas ausgewertet wird.
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Eine
weitere Automatisierung der Gerätebetriebsweise
erfolgt dadurch, daß eine
automatische Moduswahl in Abhängigkeit
von einem ermittelten Minutenvolumen an Atemgas durchgeführt wird.
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Gemäß einer
typischen Gerätebetriebsweise ist
vorgesehen, daß das
Minutenvolumen als Zielwert für
die Steuerung des Beatmungsgerätes
vorgegeben wird.
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Für andere
Anwendungen ist es auch möglich,
daß der
Beatmungsdruck als Zielwert für
die Steuerung des Beatmungsgerätes
vorgegeben wird.
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In
den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Beatmungsgerätes mit Beatmungsmaske und Kopfhaube,
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2 eine
Darstellung einer Displayanzeige des Beatmungsgerätes einer
medizintechnischen Anwendung für
die Beatmung eines Kleinkindes,
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3 eine
gegenüber 2 abgewandelte Displayanzeige
bei der Beatmung eines Kindes,
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4 eine
nochmals abgewandelte Displayanzeige bei der Beatmung eines Erwachsenen,
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5 ein
Bedienfeld zur Veränderung
einer Vorkonfiguration an Beatmungsparametern,
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6 eine
perspektivische Darstellung eines Beatmungsgerätes mit Bedienfeld,
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7 eine
perspektivische Darstellung einer Beatmungseinrichtung für die Durchführung von
Notfallbeatmungen,
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8 ein
Bedienfeld mit dargestellten Signalverläufen und
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9 das
Bedienfeld gemäß 8 nach
einer automatischen Geräteumschaltung
und zugehöriger
Visualisierung.
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1 zeigt
den grundsätzlichen
Aufbau einer Vorrichtung zur Beatmung. Im Bereich eines Gerätegehäuses (1)
mit Bedienfeld (2) sowie Anzeige (3) ist in einem
Geräteinnenraum
eine Atemgaspumpe angeordnet. Über
eine Kopplung (4) wird ein Verbindungsschlauch (5)
angeschlossen. Entlang des Verbindungsschlauches (5) kann
ein zusätzlicher Druckmeßschlauch
(6) verlaufen, der über
einen Druckeingangsstutzen (7) mit dem Gerätegehäuse (1)
verbindbar ist. Zur Ermöglichung
einer Datenübertragung
weist das Gerätegehäuse (1)
eine Schnittstelle (8) auf.
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Im
Bereich einer dem Gerätegehäuse (1)
abgewandten Ausdehnung des Verbindungsschlauches (5) ist
ein Ausatmungselement (9) angeordnet. Ebenfalls kann ein
Ausatemventil verwendet werden.
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Es
ist ebenfalls möglich
Verbindungselemente in Form von z.B. Lichtwellenleitern, Kabeln
zur Datenübertragung
zwischen dem Ausatemelement (9) und dem Gerätegehäuse (1)
anzubringen, welche die direkt im Ausatemelement gemessenen Daten
an das Gerät
weiterleiten.
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1 zeigt
darüber
hinaus eine Beatmungsmaske (10), die als Nasalmaske ausgebildet
ist. Eine Fixierung im Bereich eines Kopfes eines Patienten kann über eine
Kopfhaube (11) erfolgen. Es ist ebenfalls daran gedacht,
die Beatmungsmaske durch beispielsweise Endotrachealtuben oder Endotrachealkanüle zu ersetzen.
Im Bereich ihrer dem Verbindungsschlauch (5) zugewandten
Ausdehnung weist die Beatmungsmaske (10) ein Kupplungselement (12)
auf.
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2 zeigt
eine vergrößerte Darstellung
des Bedienfeldes (2) des Beatmungsgerätes. Insbesondere ist daran
gedacht, das Bedienfeld (2) als einen sogenannten Touch-Screen
aus zubilden, der durch unmittelbaren Berührungskontakt die Durchführung von
Umschaltfunktionen unterstützt.
Es ist aber auch möglich,
das Bedienfeld (2) in voneinander getrennte Anzeige- und
Bedieneinrichtungen zu unterteilen und eine Eingabe beispielsweise
unter Verwendung von Eingabetasten zu realisieren.
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Beim
dargestellten Ausführungsbeispiel
können
für eine
medizintechnische Anwendung drei unterschiedliche voreingestellte
Parametersätze
an Beamtungsparametern zur Steuerung des Beatmungsgerätes aktiviert
werden. Es sind dies Parametersätze
zur wahlweisen Beatmung eines Kleinkindes, eines Kindes sowie eines
Erwachsenen. Bei einem Bedienzustand gemäß 2 ist der
Parametersatz zur Beatmung eines Kleinkindes aktiviert. Es werden hierzu
in der unteren Zeile der Anzeige die jeweiligen Kenndaten veranschaulicht.
Die Beatmung erfolgt hier mit einem maximalen Druck von 20 mbar
und einer Beatmungsfrequenz von 40/min. Das Minutenvolumen beträgt 3 Liter.
Es ist insbesondere daran gedacht, die in der linken Spalte der
Anzeige zu erkennenden Bediensymbole farblich an die Farbgestaltung
der unteren Anzeigezeile anzupassen. Insbesondere erweist es sich
als vorteilhaft, die Farbe des jeweiligen Anzeige- und Bediensymbols
und die Farbe der Anzeigezeile identisch zu wählen.
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Gemäß der in 3 veranschaulichten
Anzeige wurde der Parametersatz an Beatmungsparameter für die Beatmung
eines Kindes gewählt.
In der unteren Anzeigezeile ist zu erkennen, daß sich die Werte für den maximalen
Druck, die Beatmungsfrequenz sowie das Minutenvolumen geändert haben.
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4 veranschaulicht
die Anzeige nach der Aktivierung des Parametersatzes an Beatmungsparametern
für die
Durchführung
der Beatmung eines Erwachsenen. Es haben sich nochmals wie derum die
Werte für
den maximalen Druck, die Beatmungsfrequenz sowie das Minutenvolumen
erhöht.
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5 veranschaulicht
die über
Bedienfunktionen realisierbare Variation der voreingestellten Parametersätze an Beatmungsparametern.
Es sind hier für
die einzelnen Sätze
an Parametern unterschiedliche zulässige Veränderungsintervalle angegeben. Insbesondere
ist daran gedacht, bei einer manuellen Veränderung der Beatmungsparameter
derart, daß vorgesehene
Intervalle für
die Variation eines vorkonfigurierten Parametersatzes überschritten
werden, eine Displayanzeige derart zu generieren, daß gekennzeichnet
wird, wenn die manuell veränderten Parameter
innerhalb der Parameterwerte für
die Variation eines anderen Parametersatzes an Beatmungsparametern
liegen. wird beispielsweise der Parametersatz für die Beatmung eines Kindes
derart verändert,
daß die
manuell geänderten
Parameter den Beatmungsparametern zur Beatmung eines Erwachsenen
entsprechen, so erfolgt eine automatische Kennzeichnung im Display
mit einer Gestaltung oder Farbgebung, die für eine Erwachsenenbeatmung
vorgesehen ist.
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Durch
das erfindungsgemäße Bediensystem des
Beatmungsgerätes
werden sowohl vielfältige Funktion
und Einstellmöglichkeiten
bereitgestellt als auch durch die Aktivierbarkeit der vorkonfigurierten Parametersätze eine
einfache und schnelle Bedienung unterstützt. Die in 2 bis 5 veranschaulichte
selbsterklärende
Benutzeroberfläche
unterstützt
insbesondere eine Bedienung bei Notfallanwendungen sowie einer Bedienung
durch ungeübte Personen.
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Durch
die in 2 bis 4 veranschaulichte Bedienfunktion "Modus" ist es möglich, zwischen einer
einfachen Bedienung durch vorkonfigurierte Parametersätze und
einer Be dienung unter Verwendung von komplexen und manuell variierbaren
Einstellfunktionen umzuschalten. Ein Betriebszustand in einem derartigen
Expertenmodus kann durch eine geeignete Farbgebung des Anzeigefeldes
kenntlich gemacht werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wird als Leitparameter für die Voreinstellung des Gerätes unter
Verwendung der vorkonfigurierten Parametersätze das Minutenvolumen verwendet,
das den primären
Modus definiert. Bei einer manuellen Veränderung des Minutenvolumens über vorgegebene
Variationsgrenzen für
den aktuell aktivierten Betrieb wird automatisch die Anzeigefarbe derart
geändert,
daß eine
Zuordnung zu dem Satz an Beatmungsparametern signalisiert wird,
der dem tatsächlich
gewählten
Minutenvolumen entspricht.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
ist daran gedacht, daß das
Beatmungsgerät
anhand des Minutenvolumens automatisch eine Analyse dahingehend
durchführt,
welcher der verfügbaren
Parametersätze
zu aktivieren ist. In diesem nochmals vereinfachten Betrieb ist
es lediglich erforderlich, das Gerät einzuschalten und den Automatikbetrieb
zu aktivieren. Das Gerät
mißt dann
für eine
kurze Zeitspanne das sich einstellende Minutenvolumen und aktiviert
daraufhin den jeweils zugeordneten Parametersatz an Beatmungsparametern.
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Ein
typischer Gerätebetrieb
bei einer Vorgabe eines Zielvolumens erfolgt derart, daß zunächst der
Beatmungsdruck erhöht
wird, beispielsweise auf 17 mbar für ein Kleinkind. Das Beatmungsgerät ermittelt
das pro Zeiteinheit zum Benutzer geförderte Volumen an Beatmungsgas
und wählt
anschließend automatisch
den zugeordneten Modus.
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Bei
einer Vorgabe eines Zieldruckes erfolgt ein entsprechender Vorgang
für eine
Erhöhung
des Volumens auf einen vorgebbaren Wert bei einer anschließenden meßtechnischen
Ermittlung des sich einstellenden Druckes.
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Im
vollautomatischen Betrieb ermittelt das Gerät bei ansteigendem Flow den
Volumenstrom je Zeiteinheit zum Benutzer. Bei einer Vorgabe eines bestimmten
Flowwertes kann das Beatmungsgerät über das
sich einstellende exspiratorische Volumen den zugeordneten Modus
bestimmen.
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Zur
weiteren Optimierung der Gerätesteuerung
sind typischerweise im Steuerungssystem indikative Werte für die Compliance
und Resistance hinterlegt. Über
eine Zuordnungstabelle oder eine in der Steuerung implementierte
Zuordnungsfunktion erfolgt die Zuordnung von Flow und exspiratorischem Volumen
zu den entsprechenden Werten der Compliance und der Resistance.
Ebenfalls erfolgt eine Zuordnung der Werte des Minutenvolumens und
eine Zuordnung zum entsprechenden Modus.
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Bei
einem vom Beatmungsgerät
automatisch durchgeführten
Wechsel des Betriebsmodus aufgrund einer meßtechnisch erkannten Bereichsüberschreitung
ist es möglich,
einen akustischen Alarm zu generieren. Ein nochmals gesteigerter
Bedienungskomfort kann durch die Ausstattung des Beatmungsgerätes mit
einer Sprachausgabe und/oder einer Sprachsteuerung erfolgen.
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6 veranschaulicht
eine großflächige Anzeige
(3) mit einem Anzeigeinhalt entsprechend 2 bis 4.
Die Bedienelemente (2) können beispielsweise unterhalb
der Anzeige (3) angeordnet sein.
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7 veranschaulicht
eine Beatmungseinrichtung zur Durchführung von Notfallbeatmungen. Das
Ausatemelement (9) ist hierbei als ein Patientenventil
realisiert.
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8 zeigt
einen typischen Signalverlauf bei einem Standardbetrieb des Beatmungsgerätes. Es sind
hierbei die zeitlichen Verläufe
von Druck, Flow und Kohlendioxidgehalt dargestellt. Nach einer Aktivierung
des Notfallmodus wird ein vorgewählter
wichtigster Parameter visualisiert, in diesem Fall der Atemwegsdruck
des Patienten. Zur Unterstützung
einer einfachen Ablesbarkeit erfolgt die Anzeige quasi analog, für den dargestellten
Druck ähnlich
zur Anzeige eines mechanischen Druckmanometers. Durch die automatische
Wechselung der Anzeigeart erfolgt eine deutlich vereinfachte Bedienung,
da dem jeweiligen Anwender nur noch die wichtigsten Informationen
in einfach ablesbarer Art und Weise zur Verfügung gestellt werden.
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Die
vorstehend mehrfach erläuterten
Beatmungsparametersätze
umfassen insbesondere auch Alarmgrenzen, die beispielsweise automatisch
an die Beatmung eines Kleinkindes, eines Kindes oder eines Erwachsenen
angepaßt
werden. Es wird somit sowohl die unmittelbare Beatmung als auch
die Überwachung
der Beatmung adaptiert.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsvariante ist
daran gedacht, für
bestimmte Anwender vorgegebene Parametersätze zu implementieren. Ein
derartiger anwenderspezifischer Datensatz kann beispielsweise dadurch
aktiviert werden, daß der
Anwender eine bestimmte Taste drückt
und sich anschließend authentifiziert.
Dies kann beispielsweise unter Verwendung eines elektronischen Schlüssels, beispielsweise
eines USB-Dongels
erfolgen. Ebenfalls ist es denkbar, im Bedienungsmenü des Gerätes eine
entsprechende Selektion vorzunehmen und hierdurch eine Auswahl anwenderspezifischer
Daten vorzunehmen.
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Anwenderspezifische
Parameter können beispielsweise
die Darstellung der Meßkurven,
Farbdarstellungen, Beatmungsvoreinstellungen, Konfigurationen der
Anzeigeelemente oder andere benutzerspezifische Parameter sein.
Hinsichtlich der Meßkurven
können
Farben, Anzahl und Auswahl der angezeigten Meßgrößen konfiguriert werden. Bezüglich der
Farbdarstellungen ist insbesondere auch an die Auswahl eines hellen
oder dunklen Hintergrundes gedacht.