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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer
Beatmungs- und/oder
Anästhesievorrichtung
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Sie betrifft ferner eine Anästhesie- und/oder Beatmungsvorrichtung
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 8.
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Aus
der Praxis ist ein Beatmungsmodus APRV (Airway Pressure Release
Ventilation) bekannt, der ähnlich
wie der CPAP-Modus ein Modus mit einem kontinuierlichen positiven
Atemwegsdruck ist. Im Gegensatz zum CPAP-Beatmungsmodus wird beim APRV-Modus
ein oberer Druck Phigh angelegt. Dieser
Druck Phigh wird regelmäßig für jeweils eine kurze Zeitdauer
auf ein niedrigeres Druckniveau Plow abgesenkt,
wobei diese Druckabsenkung als „Pressure Release" bezeichnet wird.
Der mittels APRV beatmete Patient kann jederzeit spontan atmen,
eine Synchronisation des Pressure Release mit der Atemtätigkeit
des Patienten erfolgt jedoch nicht. Typisch für den APRV-Modus ist, dass
eine Zeitdauer Thigh, während welcher der Druck Phigh appliziert wird, meist länger als
eine Zeitdauer Tlow ist, in welcher der
niedrigere Druck Plow anliegt. 1 zeigt
ein Beispiel einer Beatmung im APRV-Modus in einer Simulation.
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Bei
der Beatmung im APRV-Modus wird der Beatmungs-Mitteldruck auf vergleichsweise
hohem Niveau gehalten, was zu einer verbesserten Oxygenierung führt. Durch
den Pressure Release wird die CO2-Eliminierung
unterstützt.
Aufgrund der kurzen Zeitdauer Tlow und der
kurzen Dauer des Pressure Release wird eine Entlüftung der Lunge in einem Maße, dass
Alveolen in sich zusammenfallen und nicht mehr an der Ventilation
teilnehmen könnten,
verhindert. Die Zeitdauer Tlow wird derart
eingestellt, dass eine komplette Ausatmung verhindert wird. Aus 1 ist
zu erkennen, dass der Pressure Release beendet wird, bevor der Patientenflow
auf 0 L/min angestiegen ist (siehe die Zeiten t = 5,5 s; t = 13
s; t = 21,5 s der 1).
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In
der Patentanmeldung
US
2006/0174884 A1 von Nader M. Habashi wird ein neuer Einstellwert
für eine
APRV-Beatmung vorgeschlagen, welcher mit „optimal flow termination
based an a percentage of peak exspiratory flow" umschrieben wird. Dieser Einsteller
wird im Folgenden %PEF (Peak Expiratory Flow) genannt. Der Parameter
%PEF wird in Prozent eines maximalen Exspirationsflows PEF eingestellt.
Der Pressure Release wird beendet, wenn der momentane Exspirationsflow
des Patienten bezogen auf den maximalen Exspirationsflow unter den
als %PEF eingestellten Prozentsatz abgesunken ist (siehe auch
3).
Dadurch passt der Algorithmus die Zeitdauer des Pressure Release
automatisch an Veränderungen
der Lunge an. Gemäß der oben
genannten
US 2006/0174884
A1 soll ein Ende der Zeitdauer T
low für den Moment
vorgesehen sein, zu welchem der %PEF, der in einem Einstellbereich
zwischen 25 % bis 50 % des PEF (maximaler Exspirationsflow) liegen
kann, den eingestellten %PEF erreicht bzw. beträgt. Zu diesem Zweck wird der
exspiratorische Gasfluß überwacht,
der PEF ermittelt und die Pressure Release-Phase abgebrochen, wenn
der exspiratorische Gasfluß unter
den voreingestellten Prozentwert %PEF fällt.
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Geht
man in einem Beispiel davon aus, dass der %PEF auf 50 % eingestellt
ist, so wird im APRV-Modus der Pressure Release beendet, wenn der
gemessene exspiratorische Patientenflow auf 50 % des Maximalwertes
hiervon gefallen ist. In diesem Moment muss das Exspirationsventil
geschlossen und ein Inspirationsflow appliziert werden, um einen
Druckanstieg im Atemsystem zu erzielen. Aus der Praxis ist bekannt,
dass sich ein Ventil jedoch stets mit einer Zeitverzögerung schließt bzw. öffnet. Zudem
sind Systemverzögerungen bei
der Verarbeitung und Weiterleitung von Informationen, wie etwa das
Signal an das Exspirationsventil, dass der eingestellte %PEF-Wert
unterschritten wurde, zu beobachten. Diese Verzögerungen führen in ihrer Summe dazu, dass
sich die Lunge während
der Zeit, welche durch diese Verzögerungen bedingt ist, weiter
entleeren kann. Der tatsächliche
Schließwert
des Exspirationsventils könnte
in dem Beispiel der eingestellten 50 % als %PEF-Wert somit deutlich
unter diesem Wert liegen. Ebenso kann ein realer Schließwert bei
einem auf 25 % eingestellten %PEF deutlich unter diesen 25 % liegen.
Da eine beliebige Entleerung aus den oben genannten Gründen jedoch
nicht erfolgen darf, birgt die Verwendung dieses %PEF-Kriteriums
bzw. Parameters gesundheitliche Risiken für den beatmeten Patienten.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Verfahren zum Betreiben
einer Beatmungs- und/oder Anästhesievorrichtung
anzugeben, mittels welchem ein tatsächlich vorliegender Anteil
eines Peak-Beatmungsflows bzw. -flusses ermittelt werden kann und
hierauf basierend eine entsprechende Regelung vorgenommen werden
kann, um den ermittelten Anteil und einen eingestellten Anteil in
Deckung miteinander zu bringen. Ein weiteres Ziel der vorliegenden
Erfindung besteht darin, eine geeignete Beatmungs- und/oder Anästhesievorrichtung
anzugeben.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe
wird gelöst
durch ein Verfahren zum Betreiben einer Beatmungs- und/oder Anästhesievorrichtung
(im Folgenden kurz Beatmungsvorrichtung genannt), bei welcher ein
Beatmungsvorgang zu einem ersten Zeitpunkt eingeleitet wird, an
welchem ein gemessener Beatmungsfluss bzw. -flow einen an der Beatmungsvorrichtung
eingestellten Anteil eines Peak-Beatmungsflusses erreicht, die Wirkung
dieses Beatmungsvorgangs – z.
B. ein Druckanstieg, wenn der Beatmungsvorgang ein Inspirationsvorgang
ist – jedoch
erst nach Ablauf einer Zeitdifferenz zwischen dem ersten Zeitpunkt
und einem zweiten Zeitpunkt zum zweiten Zeitpunkt einsetzt.
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Beim
Beatmungsvorgang, welcher zum ersten Zeitpunkt eingeleitet wird,
kann es sich um einen maschinell unterstützten inspiratorischen Beatmungshub
handeln, wie sie beim Pressure Support (PS) oder Proportional Pressure
Support (PPS) üblich
sind. Der Beatmungsvorgang kann jedoch auch ein exspiratorischer Vorgang
sein, insbesondere kann er bei Beatmung im APRV-Modus einen nach
Abbruch des Pressure Release erfolgenden inspiratorischen Beatmungsvorgang,
und im Pressure Support-Modus einen Abbruch eines Inspirationsvorgangs
darstellen. Ganz allgemein wird unter Einleiten eines Beatmungsvorgangs
im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Übergang bei der Beatmung aus
einer ersten Beatmungsphase in eine sich hiervon unterscheidende
zweite Beatmungsphase verstanden.
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Es
wird ausdrücklich
darauf hingewiesen, dass das oben beschriebene Abbruchkriterium
(PEF-Kriterium) nicht nur für
den APRV-Modus zum Abbruch eines exspiratorischen Gasflusses angewandt
werden kann, sondern auch für
inspiratorische Beatmungsvorgänge
wie unterstützende
Beatmungshübe
beispielsweise als Pressure Support (PS) oder Proportional Pressure
Support (PPS). Unterstützende
Beatmungshübe
sind hierbei meist druckkontrollierte Beatmungshübe, welche der Patient durch
seine Spontanatmung starten (triggern) und beenden kann. Der Patient
(Mensch oder Tier) wird durch den zusätzlichen Druck der Beatmungsvorrichtung
bei seiner Einatemanstrengung unterstützt. Sobald der vom Patienten
generierte Inspirationsflow jedoch unter einen festen oder einstellbaren
Prozentsatz %PIF (PIF – Peak
Inspiratory Flow) des maximalen Inspirationsflows abfällt, wird
der Inspirationsvorgang abgebrochen. Ein entsprechendes Beispiel
ist aus 2 ersichtlich.
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Der
gemessene Beatmungsfluss bzw. -flow kann ein in Liter pro Minute
(L/min) gemessener Patientenflow sein, und der zugehörige Peak-Beatmungsfluss
kann die maximale Ausprägung
dieses Beatmungsflusses sein. Der Beatmungsfluss als auch der Peak-Beatmungsfluss
können
sowohl inspiratorischer als auch exspiratorischer Natur sein.
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Bei
dem an der Vorrichtung eingestellten Anteil des Peak-Beatmungsflusses
ist beispielsweise ein prozentualer Anteil des Peak-Beatmungsflusses
zu verstehen, so dass der Anteil als Prozentwert eingestellt und ausgedrückt sein
kann. Der Anteil kann jedoch auch in Bruchteilen ausgedrückt sein,
beispielsweise ½ oder ¼ des Peak-Beatmungsflusses.
Die vorliegende Erfindung ist dabei nicht darauf beschränkt, dass
der eingestellte Anteil tatsächlich
vom Arzt oder Betreuer des Patienten an der Vorrichtung manuell
eingestellt sein muss. Fälle,
in welchen der Anteil des Peak-Beatmungsflusses
beispielsweise herstellerseitig vorgegeben ist, oder sich in Abhängigkeit
eines gewählten
Beatmungsmodus selber einstellt, sind für den Fachmann erkennbar ebenfalls
von der vorliegenden Erfindung umfasst.
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Ein
weiterer Schritt des erfindungsgemäßen Verfabrens sieht das Messen
des Beatmungsflusses zum zweiten Zeitpunkt vor. Die Messung kann
hierbei auf jede dem Fachmann bekannte und als geeignet erscheinende
Art und Weise erfolgen.
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Unter
Zuhilfenahme des Messergebnisses wird beim erfindungsgemäßen. Verfahren
ein tatsächlicher Anteil
des zum zweiten Zeitpunkt gemessenen Beatmungsflusses bezogen auf
den Peak-Beatmungsfluss berechnet. Hierzu wird der zum zweiten Zeitpunkt
gemessene Beatmungsfluss in Bezug zum Peak-Beatmungsfluss gesetzt
und ein entsprechendes Verhältnis
beider Werte als Prozentzahl oder Bruchwert oder dergleichen berechnet.
Der hierzu zugrunde gelegte Peak-Beatmungsfluss kann dabei in demselben
Atemzyklus (wobei der Atemzyklus beispielsweise zwischen dem Beginn
einer Exspiration und dem Beginn der nächsten Exspiration gemessen
werden kann) ermittelt worden sein, es kann jedoch auch ein Peak-Beatmungsfluss
eines anderen, zu einem vorangegangenen Zeitpunkt abgelaufenen Atemzyklus
verwendet werden Auch ein über mehrere
Atemzyklen gemittelter Beatmungsfluss hier verwendet werden.
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Bei
Ausführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird ferner der tatsächliche
Anteil auf den an der Vorrichtung eingestellten Anteil geregelt.
Für den
Fachmann ist hierbei erkennbar, dass auch ein Regeln des eingestellten
Anteils auf den tatsächlichen
Anteil vom erfindungsgemäßen Verfahren
umfasst ist.
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Erfindungsgemäß ist es
somit erstmals möglich,
sicher gehen zu können,
dass der einzuleitende Beatmungsvorgang tatsächlich zu einem Zeitpunkt eingeleitet
wird, an welchem der an der Vorrichtung eingestellte Anteil des
Peak-Beatmungsflusses auch dem tatsächlichen Anteil entspricht.
Anders ausgedrückt
kann sich der Arzt oder Betreuer des Patienten sicher sein, dass
der einzuleitende Beatmungsvorgang zu genau jenem Zeitpunkt eingeleitet
wird, welchen er durch Einstellen des Anteils an der Vorrichtung
beabsichtigt hatte. Hierzu kann es je nach verwendetem Beatmungssystem
und dessen Trägheit
erforderlich sein, den Ablauf einer kurzen Regeldauer abzuwarten.
Eine zu weit gehende Gasentleerung der Lunge oder ein zu spätes Abbrechen eines Inspirationsvorganges – wie dies
beispielsweise bei Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens des
Standes der Technik der
US
2006/0174884 A1 passieren kann –, wird somit erfindungsgemäß vorteilhaft verhindert.
Die Gefahr, dass einzelne Alveolen aufgrund einer zu weit gehenden
Gasentleerung der Lunge in sich zusammenfallen und nur mehr über spezielle
Recruitment-Manöver
wieder geöffnet
werden können,
was für
den Patienten vermeidbaren Stress bedeutet, wird ebenfalls vorteilhaft
vermieden.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind jeweils
Gegenstand der Unteransprüche.
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So
wird in einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung der tatsächliche Anteil des Peak-Beatmungsflusses
auf den eingestellten Anteil durch Vorverlegen des Zeitpunkts des
Einleitens des Beatmungsvorgangs auf einen dritten Zeitpunkt derart
geregelt, dass die Wirkung des Beatmungsvorgangs zum ersten Zeitpunkt
bereits einsetzt. Anders ausgedrückt
wird eine Verzögerungszeit
des Systems zwischen Starten bzw. Einleiten des Bearbeitungsvorgangs
und Einsetzen der Wirkung des eingeleiteten Beatmungsvorgangs ermittelt,
und in weiteren Beatmungszyklen wird der Zeitpunkt des Einleitens
des Beatmungsvorgangs um diese Verzögerungszeit zeitlich vorverlegt.
Es ist von dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform
auch ein solches Regeln umfasst, welches nicht durch ein einmaliges
Vorverlegen des Zeitpunkts zum Einleiten des Beatmungsvorgangs zum
Ziel führt,
sondern bei welchem ein Durchlauf mehrerer Schleifen bzw. Zyklen
zum Erreichen des Regelziels erforderlich ist.
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Weitere,
ebenfalls bevorzugte Ausführungsformen
zeichnen sich vorteilhaft dadurch aus, dass eine Regelungsabweichung
gefiltert und/oder begrenzt wird, dass ein Regelungsoffset als Summe
eines Regelungsoffsets eines früheren
Zeitpunkts und der Regelungsabweichung berechnet wird, und dass
der anzuwendende Anteil des Regelungsoffsets als Summe des eingestellten
Anteils und des Regelungsoffsets berechnet wird.
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Die
vorliegende Aufgabe wird auch gelöst durch die Anästhesie-
und/oder Beatmungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Anästhesie- und/oder Beatmungsvorrichtung
sind auch hier jeweils Gegenstand der Unteransprüche. Da mittels der erfindungsgemäßen Anästhesie-
und/oder Beatmungsvorrichtung ungeschmälert alle oben diskutierten
Vorteile erzielbar sind, wird zur Vermeidung von Wiederholungen
an dieser Stelle explizit auf deren obige Diskussion verwiesen. Erfindungsgemäß wird somit
eine Vorrichtung mit Einrichtungen zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens
vorgeschlagen.
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Die
vorliegende Erfindung wird anhand eines Beispiels mit Bezug auf
die angehängte
Zeichnung detailliert erläutert.
In der Zeichnung gilt:
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1 zeigt
eine Simulation einer Beatmung im APRV-Modus;
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2 zeigt
ein Beispiel einer Beatmung mit inspiratorisch unterstützten Beatmungshüben;
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3 zeigt
ein Beatmungsschema im APRV-Modus mit einem %PEF-Kriterium;
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4 zeigt
ein Vorgehen zum Ermitteln einer Verzögerungszeit;
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5 zeigt
eine beispielhafte Regelung mit %PEF-Kriterium gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren;
und
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6 zeigt
eine erfindungsgemäße Beatmungsvorrichtung
in exemplarisch vereinfachter Darstellung.
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1 zeigt
ein Beispiel einer Beatmung im APRV-Modus in einer Simulation, wobei
die obere Darstellung der 1 den Atemwegsdruck 1 in
mbar, die untere Darstellung den zugehörigen Patientenflow 3 in L/min,
jeweils über
der Zeit, angibt. Der Atemwegsdruck 1 variiert hierbei
zwischen einem oberen Druckniveau Phigh,
und einem unteren Druckniveau Plow. Das
Druckniveau Phigh wird hierbei über eine
Zeitdauer Thigh angelegt, das untere Druckniveau
Plow über
eine Zeitdauer Plow. In der unteren Darstellung
der 1 ist eine von drei Pressure Release-Phasen mit
Pfeil markiert.
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2 zeigt
die Simulation einer Beatmungsform, bei welcher der Patient durch
zusätzlichen
Druck bei der spontanen Inspiration maschinell unterstützt wird.
Die obere Darstellung der 2 gibt hierbei
wieder den Atemwegsdruck 1 in mbar, die untere den Patientenflow 3 in
L/min, jeweils über
der Zeit, an. Der unteren Darstellung ist der Startpunkt 5 einer
maschinellen Inspiration, getriggert durch die Spontanbemühung des
Patienten, sowie der Maximalflow 7 in Höhe von 58 L/min zu entnehmen.
Zudem ist die Erfüllung
des %PIF-Kriteriums zu einem Zeitpunkt 9 zwischen 1,5 und
2 sec zu entnehmen, wobei der %PIF auf 25 % des Maximalflows 7 eingestellt
ist.
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3 zeigt
den Patientenflow 3 über
der Zeit in einer Simulation einer APRV-Beatmung. In 3 ist ein
Zeitpunkt 11 angegeben, zu welchem eine Pressure Release-Phase 12 begonnen
wird. 3 weist ferner einen Zeitpunkt 13 auf,
an welchem ein Maximalflow – von
in diesem Fall –100
L/min – erreicht
wird. Zudem weist 3 einen Zeitpunkt 15 auf,
zu welchem die Pressure Release-Phase 12 bei einem eingestellten
%PEF von 50 % abgebrochen wird.
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4 stellt
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Verfahrens
schematisch dar. Die Ermittlung der Verzögerungszeit wird mit Bezug
auf 4 wie folgt durchgeführt. Der Ventilator einer Beatmungsvorrichtung
wird in einem druckkontrollierten Modus betrieben, in welchem der
Druck zeitgesteuert zwischen beispielsweise 5 und 15 mbar hin- und
hergeschaltet wird. Die gemessene Zeit zwischen dem Start der Inspiration,
zu welcher der Drucksollwert von 5 mbar auf 15 mbar hochgesetzt
wird, und dem tatsächlichen Anstieg
des Atemwegdrucks über
ein vorhandenes Sensorrauschen hinaus, entspricht im vorliegenden
Ausführungsbeispiel
der gesuchten Verzögerungszeit.
Diese beträgt
im vorliegenden Beispiel 16 ms, wie der Vergrößerung des elliptisch markierten
Ausschnitts in 4 zu entnehmen ist, wobei in
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4 der
Verlauf des Atemwegdrucks mit dem Bezugszeichen 17 und
der Verlauf des Drucksollwertes mit 19 bezeichnet sind.
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Die
Verzögerungszeit
kann an einer oder mehreren Stellen des Druckverlaufs und an einer
oder mehreren Stellen der Vorrichtung bestimmt werden. Sie kann
ferner an einer Mehrzahl von Geräten
desselben Gerätetyps
bestimmt und über
diese Mehrzahl gemittelt werden. Somit kann eine auf diese Weise
ermittelte Verzögerungszeit
als für
die vorliegenden Zwecke konstant angenommen werden.
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Basierend
auf der auf diese Weise ermittelten Verzögerungszeit kann der nachfolgend
beschriebene und in 5 dargestellte Regelkreis ausgeführt werden,
welcher im Folgenden erläutert
wird.
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Nach
dem Start der Beatmung im APRV-Beatmungsmodus mit %PEF-Kriterium
wird in einem Schritt S1 zunächst
der Beginn der nächsten
Exspiration abgewartet.
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In
einem sich anschließenden
Schritt S2 wird während
der Exspiration der Patientenflow überwacht, der maximale Exspirationsflow
ermittelt und schließlich
die Inspiration dann gestartet, wenn der Anteil %PEF des Exspirationsflows
des Patienten gemessen am maximalen Exspirationsflow kleiner als
der eingestellte Prozentsatz %PEF des maximalen Exspirationsflows
(PEF) ist bzw. wird.
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Ist
die Inspiration gestartet, so wird in einem Schritt S3 die ermittelte
Verzögerungszeit
abgewartet, um im Anschluss hieran in einem Schritt S4 den aktuellen
Patientenflow zu messen und hieraus den %PEF-Messwert zu berechnen.
Der %PEF-Messwert gemessen ergibt sich aus
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Eine
in einem Schritt S5 bestimmte Regelungsabweichung ergibt sich dann
aus der Differenz zwischen dem eingestellten %PEF und dem gemessenen
%PEF-Messwert: Regelungsabweichung = %PEFeingestellt – %PEFgemessen
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In
einem Schritt S6 kann die Regelungsabweichung zum Vermeiden von
Schwingungen und zur Erhaltung bzw. Erzielung eines ruhigen Systems
gefiltert und/oder begrenzt werden, um den Umschaltzeitpunkt zwischen
Exspiration (Pressure Release) und Inspiration zu ermitteln bzw.
anzupassen. Insbesondere kann es sich anbieten, nur einen Teil der
Regelungsabweichung zu verwenden. Im einfachsten Fall kann die Regelungsabweichung
zu diesem Zweck durch einen Faktor, beispielsweise 4, geteilt werden.
Es sind jedoch auch komplexere Filterungen möglich. Der sich ergebende Wert
für die
Regelungsabweichung kann anschließend noch auf eine maximale
Schrittweite (eine maximal zulässige Änderung
zwischen zwei aufeinander folgenden Beatmungszyklen) beschränkt werden.
Auch dies trägt
vorteilhaft zu einem ruhigen Einschwingen bei und führt zu einer
verminderten Auswirkung von gegebenenfalls vorhandenen Artefakten,
welche beispielsweise durch Sensorfehler, Kalibrierfehler, Husten
des Patienten, Manipulation an der Beatmungsvorrichtung und dergleichen
entstanden sind.
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Die
Regelungsabweichung verändert
den %PEF-Wert hierbei nicht direkt, sondern fließt in einem Schritt S7 in einen
Regelungsoffset ein, welcher die Summe der berechneten Regelungsabweichungen
darstellt. Der Regelungsoffset ergibt sich aus: Regelungsoffsetneu = Regelungsoffsetalt +
Regelungsabweichung gefiltert und begrenzt
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In
einem Schritt S8 kann auch der Regelungsoffset aus Sicherheitsgründen begrenzt
werden. Die Regelung bleibt somit in einem hierfür vorgesehenen Arbeitsbereich.
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Der
in einer nächsten
Exspirations- bzw. Pressure Release-Phase anzuwendende %PEF-Wert
kann in einem Schritt S9 schließlich
wie folgt ermittelt werden: %PEFangewandt =
%PEFeingestellt + Regelungsoffsetneu_begrenzt
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Nach
Abschluss der Pressure Release-Phase kann der in 5 dargestellte
Vorgang erneut beginnen.
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Durch
die Begrenzung der Änderung
der Regelungsabweichung werden überschießende Reaktionen der
Regelung verhindert. Um bei tatsächlich
gewünschten,
ausgeprägten Änderungen – beispielsweise
nach dem Start des Bearbeitungsmodus oder aufgrund von Einstellungsveränderungen
am %PEF-Wert durch den Anwender – rasch zu Regelergebnissen
zu gelangen, können
zumindest vorübergehend
auch andere Filterkonstanten für
die Filterung der Regelungsabweichung verwendet werden. So kann
anstelle nur eines Viertels der Regelungsabweichung auch die gesamte
Regelungsabweichung in das weitere Verfahren einfließen. Unabhängig davon
kann auch eine größere, maximale
Schrittweite für
die Änderung
der Regelungsabweichung zugelassen werden. Nach Einschwingen der
Regelgröße (beispielsweise
des %PEF-Messwerts)
kann die ursprüngliche
Begrenzung und/oder Filterung wieder aktiviert werden.
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Zur
Erhöhung
der Robustheit des erfindungsgemäßen Verfabrens
gegenüber
Störungen,
welche durch den Patient begründet
sind – beispielsweise
bedingt durch eine schlechte oder fehlende Synchronisation mit dem
Patienten – kann
bei der Berechnung des %PEF-Messwertes überprüft werden, ob der gemessene Patientenflow
und der ermittelte maximale Exspirationsflow in einem Erwartungsfenster
liegen. Dies ist beispielsweise nicht der Fall, wenn der Exspirationsflow
nach Ablauf der Verzögerungszeit
nach dem Start der Inspiration deutlich größer ist als unmittelbar zum
Startzeitpunkt der Inspiration, oder wenn der maximale Exspirationsflow
nicht zumindest einen minimalen, vorbestimmten Wert von beispielsweise
1 L/min überschritten hat.
In einem solchen Fall wird der %PEF-Messwert nicht berechnet und
der Regelungsalgorithmus nicht durchlaufen. In der nächsten Exspirationsphase
wird stattdessen der zuletzt verwendete %PEF-Wert benutzt. Auch
wenn die Exspiration nicht durch das %PEF-Kriterium sondern durch
den Ablauf einer vom Anwender eingestellten Maximalzeit beendet
wurde, so wird der Regelungsalgorithmus nicht erneut durchlaufen;
der zuletzt verwendete %PEF-Wert wird vielmehr weiterbenutzt.
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Die
hier gemachten Ausführungen
treffen für
den kundigen Fachmann erkennbar entsprechend abgewandelt auch auf
das oben genannte %PIF-Kriterium sowie alle weiteren, ähnlich gelagerten
Anwendungsfälle zu.
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6 zeigt
eine schematisch vereinfachte erfindungsgemäße Beatmungs- und/oder Anästhesievorrichtung 21 für die Beatmung
eines Patienten 23. Die Vorrichtung 21 weist eine
Einrichtung 25 zum Einstellen eines Anteils eines Peak-Beatmungsflusses,
eine Einrichtung 27 zum Einleiten eines Beatmungsvorgangs
bei Erreichen des eingestellten Anteils des Peak-Beatmungsflusses
und eine Einrichtung 29 zum Messen des Beatmungsflusses
auf. Die Einrichtung 33 ist im vorliegenden erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
zum Berechnen eines tatsächlichen
Anteils des gemessenen Beatmungsflusses des Peak-Beatmungsflusses
vorgesehen. Die Vorrichtung 21 weist zudem eine Einrichtung 31 zum
Regeln des von der Einrichtung 33 ermittelten, tatsächlichen
Anteils auf den eingestellten Anteil auf.
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Eine
weitere Möglichkeit,
die erfindungsgemäße Aufgabe
zu lösen,
besteht im folgenden Vorgehen. Die Anmelderin behält sich
vor, ein Patentbegehren auch auf ein im Folgenden beschriebenes
Verfahren zur richten:
Zur Messung des %PEF-Wertes kann auch
der Atemwegsdruck (Paw) ausgewertet werden.
Ein Ansteigen des Paw kann als Reaktion
auf das Erreichen des %PEF-Kriteriums
und zur Summe den Übergang
vom niedrigen zum hohen Druckniveau bei der APRV-Beatmung gewertet
werden. Da der Druckanstieg bekannt ist, kann der Patientenflow
gemessen bzw. gegriffen werden, zu einem Zeitpunkt, an welchem der
Paw beispielsweise 5 % der vorgegebenen
Druckerhöhung überschritten
hat: Paw ≥ (Phigh – Plow)*5 % + Plow
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Der
zu diesem. Punkt abgegriffene Patientenflow kann gemeinsam mit dem
maximalen Exspirationsflow der vorangegangenen P
low Phase
zur Bestimmung des %PEF-Messwertes wie folgt verwendet werden:
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Bei
diesem Ansatz kann auch ein Patientenflow eines vorangegangenen
Zeitpunkts (beispielsweise vor 15 ms) bei Übersteigen des Drucklimits
verwendet werden. Der Patientenflow könnte beispielsweise auch durch
eine Auswertung des Verlaufs der Atemwegsdruckkurve mit bekannten,
mathematischen Funktionen analysiert werden (beispielsweise unter
Verwendung der Änderung
der Steigung). Aus der Analyse der Atemwegsdrücke kann der Zeitpunkt bestimmt
werden, an dem der Patientenflow gegriffen werden kann.
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Diese
Ansätze
führen
insbesondere dann zu korrekten Ergebnissen, wenn die Zeitspanne
für den
Anstieg des Drucksollwerts von Plow auf
Phigh mit 0 s angenähert werden kann.
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Zum
Messen des %PEF-Wertes kann ferner auch der Patientenflow direkt
ausgewertet und mit mathematischen Funktionen der tatsächliche
Zeitpunkt bestimmt werden, zu welchem der Übergang von Plow nach
Phigh vollzogen wird.
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Die
vorliegende Erfindung schlägt
somit erstmals ein Verfahren zum Betreiben einer Beatmungs- und/oder
Anästhesievorrichtung
mit der Messung eines eingestellten %PEF oder %PIF und dem Regeln
des gemessenen %PEF oder %PIF auf den eingestellten %PEF oder %PIF
an. Die Erfindung gibt ferner eine geeignete Beatmungs- und/oder Anästhesievorrichtung
an.
