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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von mindestens einem
Atmungsparameter, der für
den Atmungszustand eines Patienten charakteristisch ist, wobei eine
Messung des zeitlichen Verlaufs mindestens einer sich wiederholt
mit der Atmung verändernden
Zustandsgröße des Patienten
durchgeführt
wird.
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Die
Erfindung betrifft darüber
hinaus eine Vorrichtung zur Beatmung, die mindestens einen Sensor
zur meßtechnischen
Erfassung zumindest eines Beatmungsparameters aufweist sowie die
mit einer von einer Kontrolleinheit beeinflußbaren Steuerung für einen
Beatmungsdruck versehen ist.
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Die
zentrale Schlafapnoe bzw. eine spezielle Form dieser Atmungsstörung, die
Cheyne- Stokes-Atmung, stellen eine Atemregulationsstörung dar,
deren Ursache häufig
in einer schweren Herzerkrankung liegt. Aber auch bei Patienten,
die einen Schlaganfall erlitten haben, beobachtet man das Auftreten
einer Cheyne-Stokes-Atmung. Sie ist gekennzeichnet durch den ständigen Wechsel
von Zunahme und anschließender
Abnahme der Atemzugtiefe und dem Auftreten von sich wiederholenden
Atempausen. Bei der Cheyne-Stokes-Atmung handelt es sich um eine
schwere Störung
des Atemzentrums. Es kommt zu einer Art wellenförmigem Verlauf der Atmung,
bei der zunächst
nach einer langen Atempause eine kurze Atmung einsetzt, die sich
dann in immer grösser
werdende, sehr tiefe Atemzüge ändert.
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Die
Ursache liegt im Atemzentrum, das nur noch auf eine starke Änderung
des CO2 Gehaltes des Blutes reagiert. Die Atmung wird also ausgelöst, wenn
der Gehalt an CO2 eine bestimmte Höhe überschreitet und setzt dann
bei erreichen des notwendigen CO2-Gehaltes wieder aus. Das Atemmuster
bei CS-Atmung ist
gekennzeichnet durch den Wechsel von Perioden der Apnoe und Hyperpnoe.
Gewöhnlich
finden sie über
eine Zeitdauer von 1 Minute statt. Einer zweiten Apnoea oder Hypopnoe-Episode
von 10–20
Sekunden Dauer, folgt eine Atmung von zunehmender Tiefe und der
Frequenz. Der Zyklus wiederholt sich dann. Trotz der Perioden von
Apnoe, tritt eine bedeutende Hypoxie selten auf.
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Die
weiteren Auswirkungen entsprechen denen der obstruktiven Schlafapnoe
mit all ihren negativen Einflüssen
auf die Gesundheit, insbesondere auf bereits vorbestehende Herzerkrankungen.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen,
die den notwendigen Atemgasdruck automatisch regulieren und zur Stabilisierung
der Atmung eine variierende Druckunterstützung bereitstellen, wobei zumindest
zwei Druckstufen einstellbar sind und in Phasen der Apnoe oder Hypopnoe
das geförderte
Atemgasvolumen ansteigt.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen,
die eine hohe Patientencompliance und eine komfortable Auswertung von
Daten ermöglicht,
wobei die Vorrichtung möglichst
klein und tragbar ist.
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Die
Erfindung kann beispielsweise bei folgenden medizintechnischen Geräten zu Einsatz kommen:
CPAP-, APAP-, Bilevel-, Titrations-, Heimbeatmungs-, Notfall-, Klinikbeatmungsgeräten.
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Generell
werden Beatmungsgeräte
derzeit häufig
derart konstruiert, daß äußerst komplexe
und leistungsfähige
Geräte
bereitgestellt werden, die mit einer Vielzahl von Funktionen sowie
Funktionselementen zur Therapie verschiedener Erkrankungen versehen
sind. Bei der überwiegenden
Anzahl aller Verwendungen sind die überwiegende Anzahl dieser Funktionen
und Funktionselemente aber nicht erforderlich. Es wird dem Patienten
bzw. dem sonstigen Anwender somit in der Regel ein Gerät bereitgestellt, das
eine Leistungsfähigkeit
aufweist, die nicht benötigt
wird und die einen entsprechen hohen Gerätepreis, eine umständliche
Handhabung und eine eingeschränkte
Transportfähigkeit
wegen eines zu hohen Gewichts und einen zu hohen Stromverbrauch aufweisen.
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Die
erfindungsgemäße Konstruktion
stellt ein Beatmungsgerät
bereit, das diejenigen Funktionen, die zur effektiven Beatmung von
zentralen Atemregulationsstörungen
notwendig sind, implementiert hat, so daß es insbesondere möglich ist,
weitere Funktionsmodule, wie einen Anfeuchter, ein Pulsoxime ter, eine
Sauerstoffzuleitung, eine Kohlendioxidzuleitung oder ein Capnometer
zu adaptieren.
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Vorzugsweise
weist das Beatmungsgerät wenigstens
eine Anzeigeeinrichtung auf, die beispielsweise als ein Display
und/oder ein Touchscreen ausgebildet ist. In einer bevorzugten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass das Beatmungsgerät zum Datenaustausch ausgebildet
ist. So können
Daten, beispielsweise Messwerte aus der Patientenüberwachung, übertragen
werden und umgekehrt Einstellparameter auf dem Display visualisiert
und zum Gerät übertragen
werden.
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Dabei
ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Beatmungsgerät zum drahtlosen
und/oder drahtgebundenen Datenaustausch ausgebildet ist. Hierbei werden
alle notwendigen Informationen, wie beispielsweise Patientendaten
und individuelle Einstellungen, übertragen.
Hierzu gehören
beispielsweise ein Kennungscode des jeweiligen Beatmungsgerätes, ein
patientenindividueller Code oder die Behandlungshistorie. Aktuelle
Meßwerte
werden im Beatmungsgerät
gespeichert.
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Die
Datenübertragung
erfolgt über
USB, Firewire, LAN-Schnittstellen
oder vorzugsweise drahtlos mittels Internet, Bluetooth, Funk, SMS,
Global System for Mobile Communications (GSM), Enhanced Data Rates
for GSM Evolution (EDGE), Wide Band Code Division Multiple Access
(WCDMA), optisch, ZigBee, WLAN oder Infrarot. So kann auch ein Datenaustausch
erfolgen, wenn sowohl das Modul und das Beatmungsgerät sich in
einem Radius von bis 100 Metern befinden. Alternativ kann die Möglichkeit
vorgesehen sein, eine Verbindung mit einem Mobiltelefon herzustellen,
damit Daten über
größere Entfernungen übermittelt
werden können. Übermittelte
Daten können
sein: Kalibrierwerte, Messbereiche, Extremwerte, Druck, Flow, Beatmungsparameter, Beatmungshistorie,
vorein gestellte Warn-/Alarmbereiche, insbesondere bei Erreichen
der Alarmbereiche, Zustandsdaten des Patienten und/oder des Gerätes sowie
eine Gerätekennung.
Außerdem
kann die Möglichkeit
vorgesehen sein, Daten drahtgebunden oder drahtlos an einen PC zu übertragen.
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Die
Datenübertragung
kann ebenfalls über eine
entnehmbare Speicherkarte erfolgen. Die Speicherkarte hat dazu eine
Speicherkapazität
von zumindest 1 MB, bevorzugt zumindest 2 MB. Im Bereich des Gerätegehäuses ist
dazu ein Einschub-Fach
für die
Speicherkarte vorgesehen. Zum Schutz ist das Einschub-Fach mittels
einer Klappe abdeckbar.
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Des
weiteren kann vorgesehen sein, sowohl das Basisgerät als auch
das wenigstens eine Modul mit RFID (radio frequency identification)
zu versehen, so dass bei Annäherung
eines Modul an das Basisgerät
durch eine entsprechende programmtechnische Einrichtung bewirkt
wird, dass die Daten des Moduls mit einer Liste von Kennungen verglichen werden
und bei Vorliegen einer bekannten Kennung das Beatmungsgerät sofort
gespeicherte Moduldaten und/oder Patientendaten aufruft und anzeigt.
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Außerdem ist
es möglich,
die Einrichtungen zum Datenaustausch derart weiterzubilden, dass
im Rahmen einer Fernwartung Softwareupdates installiert werden können.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass die Ausgabe von Parametern zur Beurteilung
der Therapiequalität
am Display möglich
ist. Alternativ ist ebenfalls daran gedacht die Ausgabe von Parametern
zur Beurteilung der Therapiequalität über die Speicherkarte und/oder über den
drahtlosen und/oder drahtgebundenen und/oder optischen Datenaustausch
altenativ zu ermöglichen.
Sowohl momentane als auch summa rische Parameter wie beispielsweise
der RDI (Respiratory disturbance index) der letzten Messung und/oder
Therapiedaten sind auf diesem Wege ausgebbar und Patientendaten
sind eingebbar. Der Datenspeicher dient bevorzugt der Aufnahme von
Atmungssignalen und/oder Leckagen und/oder Atmungsereignissen und/oder
Gerätezuständen und/oder
Compliance-Daten.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass das Beatmungsgerät eine Aufnahme für wenigstens
ein Modul aufweist. Die Aufnahme kann als Schubfach mit einem Rastmechanismus
ausgebildet sein, die einen sicheren Halt des Moduls in der Aufnahme
gewährleistet
und zugleich eine problemlose Entnahme im Bedarfsfall ermöglicht.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Beatmungsgerät und das
wenigstens eine Modul komplementär
zueinander ausgebildete Ladekontakte aufweisen, sodass ein in die
Aufnahme eingeschobenes Modul über
die Ladekontakte mit elektrischer Energie versorgt wird und zugleich zusätzlich eine
Verbindung zum Austausch von Daten gegeben ist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass das Beatmungsgerät eine Alarmeinrichtung aufweist.
Die Alarmeinrichtung ist derart ausgebildet, dass auf empfangene
Zugangsdaten von wenigstens einem Modul ein optisches, akustisches,
mechanisches, elektrisches oder pneumatisches Signal erzeugt wird.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass das Beatmungsgerät tragbar ausgebildet ist,
sodass das Gerät
auch z. B. in Fahrzeugen oder vom Patienten mobil verwendet werden
kann. Besonders bevorzugt ist das Gewicht des Beatmungsgerätes dazu
geringer als 2.5 kg.
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Dabei
ist bevorzugt vorgesehen, dass sowohl das Beatmungsgerät als auch
das wenigstens eine Modul je eine Einrichtung zur netzunabhängigen Energieversorgung
aufweisen. Hierzu sind Akkus, Solarzellen oder Brennstoffzellen
neben einem Netzanschluss und einem Ladegerät vorgesehen.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass das Beatmungsgerät zum Betrieb elektrische Spannungen im
Bereich von 3 bis 240 Volt verwenden kann werden. Dazu verfügt des Beatmungsgerät über ein
integriertes Universalnetzteil für
verschiedene Spannungen und Netzfrequenzen. Alternativ ist auch
an ein externes Netzteil gedacht.
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Vorzugsweise
umfasst das erfindungsgemäße medizintechnische
Gerät weiter
eine Dockingstation zur Aufnahme wenigstens einer Basisstation.
Die Dockingstation ist zum drahtgebundenen und/oder drahtlosen Datenaustausch
mit dem Basisgerät
ausgebildet und kann dabei eine Vielzahl technischer Komponenten
aufweisen, z. B. eine Ladeschnittstelle, einen Drucker, einen Patientenkartenleser,
ein GSM-Modul, externe Speichermedien, eine Tasche für Zubehör, einen
Pacer, erweiterte Sensorik für
Intensivtransporte (IPB, CO2, Temperatur) sowie eine Schnittstelle
zu einem externen Monitor. Dabei kann die Dockingstation zum Einbau
in ein Rettungsfahrzeug wie ein Kfz oder einen Hubschrauber ausgebildet
sein. Alternativ kann die Dockingstation auch zum Einsatz in Gebäuden, z.
B. Krankenhäusern,
ausgebildet sein und zugleich einen Wandhalter aufweisen. Die Dockingstation
kann auch neben der Basisstation stehen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass über
eine Schnittstelle ein Pulsoximeter/Pulsspektrometer an das Beatmungsgerät angeschlossen
werden kann in dem Sinne, dass dem Beatmungsgrät Meßwerte des Pulsoximeter/Pulsspektrometer übermittelt
werden und die als Parameter zur Steuerung der Beatmungsparameter
dienen können.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass die Dockingstation und das Basisgerät komplementär zueinander
ausgebildete Ladekontakte aufweisen, sodass das Basisgerät durch
die Dockingstation mit elektrischer Energie versorgt wird. Eine
elektrische Verbindung wird hergestellt, indem das Basisgerät in eine
Aufnahme der Dockingstation eingesetzt wird, wobei es nicht erforderlich
ist, Verbindungen mit Leitungen und Steckern herzustellen.
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Das
Beatmungsgerät
wird durch eine Kontrolleinheit gesteuert. Bevorzugt umfasst die
Kontrolleinheit einen steuerbaren Elektromotor mit variabler Drehgeschwindigkeit,
der ein Lüfterrad
antreibt. Das Lüfterrad
ist bevorzugt auf der Welle des Elektromotors angeordnet. Das Lüfterrad
sorgt für
den Atemgasstrom zum Patienten hin. In einer bevorzugten Ausführungsform
werden der Druck des Atemgases von einer Drucksensoreinrichtung
und der Flow des Atemgases von einer Flowsensoreinrichtung überwacht.
Die Drucksensoreinrichtung erzeugt ein druckabhängiges elektrisches Signal,
das an die Kontrolleinheit weitergeleitet wird. Ebenso erzeugt die
Flowsensoreinrichtung ein elektrisches Signal, das an die Kontrolleinheit
weitergeleitet wird.
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Die
Kontrolleinheit ermittelt aus den elektrischen Signalen der Drucksensoreinrichtung und/oder
der Flowsensoreinrichtung die Atemphase des Patienten. In Abhängigkeit
von den Atemphasen und den korrespondierenden Druck- und/oder Flow-Signalen steuert
die Kontrolleinheit den Elektromotor. Weiterhin ermittelt die Kontrolleinheit
aus den Signalen der Drucksensoreinrichtung und/oder der Flowsensoreinrichtung das
Atemzeitvolumen des zum Patienten geförderten Atemgases. Die Kontrolleinheit
ist bevorzugt derart ausgebildet, dass die Ansteuerung des Elektromotors
atemphasenabhängig erfolgt
derart, dass ein geringerer Druck (EPAP) des geförderten Atemgases in der Ausatemphase
des Patienten und ein erhöhter
Druck (IPAP) in der Einatemphase bereitgestellt wird. Über die
Kontrolleinheit können
Maximal- und Minimaldrücke
vorgegeben werden. Eine mit der Kontrolleinheit verbundene Auswerteeinheit
ermittelt aus der zeitlichen Analyse der Druck und/oder Flowsingnale
alternativ oder ergänzend
das Atemzugvolumen und/oder das Atemzeitvolumen und/oder die Atemfrequenz
und/oder Schnarchen und/oder Leckage und/oder In- und Exspirationsdauern
und/oder Apnoen und/oder Hypopnoen und/oder Flusslimitationen.
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Die
Kontrolleinheit kann dabei mindestens einen Druckwert in einem Teil
einer Inspiration (IPAP), mindestens einen Druckwert in einem Teil
einer Exspiration (EPAP) und mindestens einen Druckwert am Ende
einer Exspiration (EEPAP) einstellen. Die jeweiligen Druckwerte
für IPAP,
EPAP und EEPAP können
sich, in Abhängigkeit
von der jeweiligen Beatmungssituation, unterscheiden. Die jeweiligen Druckwerte
für IPAP,
EPAP und EEPAP können
auch im wesentlichen identisch sein.
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zur
Ermittlung des, in der jeweiligen Beatmungssituation, sinnvollen
Druckniveaus wird beispielsweise zumindest das Atemzeitvolumen als
Regelparameter berücksichtigt.
Dazu wird zumindest ein Parameter der Beatmung von einem Sensor
erfasst und daraus in der Kontrolleinheit das Atemzeitvolumen bestimmt.
Alternativ und/oder ergänzend werden
als Regelparameter der maximale Atemfluss oder das Atemzugvolumen
berücksichtigt.
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In
einer weiteren Ausführungsform
wird das Atemzeitvolumen um die Totraumventilation korrigiert.
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Die
Kontrolleinheit ist derart programmierbar, dass bei einem definierbaren
und/oder automatisch aus dem vom Gerät ermittelten normalen Atemzeitvolumen
des Patienten (=Idle-Mode),
zur Erleichterung der Ausatmung der Atemgasdruck, ergänzend zum
EPAP, kurzzeitig um 1–3
hPa abgesenkt wird (EEPAP). Der IPAP wird gegenüber dem EEPAP nicht oder nur
wenig erhöht.
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Bei
definierbarem erhöhten
bzw. sich erhöhenden
Atemzeitvolumen (Hyperventilation) wird die Ausatemerleichterung
sukzessive zurückgenommen,
um die Hyperventilation zu dämpfen.
Dazu erfolgt eine Reduktion der Differenz EEPAP-EPAP sukzessive,
bis auf 0; dann gilt IPAP = EEPAP = EPAP.
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Bei
definierbarem erniedrigten oder sich erniedrigenden Atemzeitvolumen
(Hypoventilation) erfolgt eine Erhöhung der Differenz zwischen
IPAP und EPAP, zunächst
durch eine Absenkung des EPAP, um die Atmungstätigkeit des Patienten mechanisch zu
unterstützen.
Dadurch wird eine verbesserte ventilation des Patienten erreicht.
Wenn die voreingestellte untere Druckgrenze des EPAP erreicht ist,
erfolgt eine Erhöhung
des IPAP.
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Wenn
die Hypoventilation länger
als 60 s andauert (Indiz: keine Cheyne-Stokes-Atmung), erfolgt eine
Reduktion der Atemunterstützung
dadurch, dass der EPAP-Druck wieder angehoben wird und gegebenenfalls
auch der IPAP-Druck wieder abgesenkt wird. Somit wird verhindert,
dass das System aus Beatmungsgerät
und Patient dauerhaft in eine kontrollierte Beatmung übergeht.
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Eine
Hyper- bzw. Hypoventilation wird dabei nicht wie bei anderen, bestehenden
Verfahren durch die Über-
bzw. Unterschreitung eines festen Prozentsatzes der Normalatmung
(z. B. 90 %) bestimmt und auf diesen als festen Zielwert eingeregelt.
Vielmehr wird als Komfort- und Effektivitätssteigerung eine spontane
Variabilität
der Atmung des Patienten in einem breiten Prozentbereich um die
Normalatmung herum zugelassen. Darunter befinden sich ein oder mehrere
Prozentbereiche der Hypoventilation und darüber ein oder mehrere Prozentbereiche
der Hyperventilation. Je nachdem, in welchen Prozentbereich der
aktuelle und der letzte Atemzug des Patienten fallen und ob die
Volumen-Differenz zwischen beiden positiv oder negativ ist, wird
die Differenz zwischen IPAP und EPAP durch die Steuereinheit um
einen definierbaren Wert erhöht
oder erniedrigt.
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Dabei
ist die Differenz zwischen dem aktuellen und dem letzten Atemzug
das Entscheidungskriterium, in welche Richtung die Differenz zwischen IPAP
und EPAP verändert
wird. Der absolute Prozentsatz des aktuellen Atemzuges im Vergleich
zur Normalatmung bewirkt lediglich eine Verstärkung oder Abschwächung der
Druckreaktion. In gleichem Maße
dient die Information darüber,
ob die Druckdifferenz vor dem letzten Atemzug bereits erhöht oder abgesenkt
wurde, als Entscheidungsmerkmal für eine Verstärkung oder
Abschwächung
der Druckreaktion, da dadurch abgeschätzt wird, ob die Änderung
im Atemzeitvolumen durch die Änderung
der mechanischen Beatmung oder die Änderung des spontanen Atemantriebs
des Patienten verursacht wurde.
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Erfindungsgemäß ist daran
gedacht, die zyklischen Veränderungen
im Atemantrieb des Patienten durch die antizyklisch variierende
mechanische Beatmung zu dämpfen.
Dabei wird beachtet, dass der Atemantrieb durch Veränderung
des CO2- Gehaltes
des Blutes gesteuert wird. In Phasen der Hypoventilation bzw. zentralen
Apnoe ist der CO2-Gehalt zu niedrig. Die Atmungsunterstützung des
Gerätes darf
nur so stark sein, dass sich der CO2-Gehalt langsam wieder normalisieren
kann und der spontane Atemantrieb wieder einsetzt. Die Atmungsunterstützung muss
jedoch mindestens so stark sein, dass die Zahl der auf Hypoventilationen
folgenden Hyperventilationen, die mit einer Fragmentierung des Schlafes
verbunden sind, deutlich reduziert werden. Daher wird erfindungsgemäß bei Hypoventilation bzw.
zentraler Apnoe die Differenz zwischen IPAP und EPAP zunächst deutlich
erhöht,
die Inspirationszeit jedoch durch eine vorzeitige Umschaltung auf EPAP
gegebenenfalls verkürzt,
falls ein bestimmtes Atemzeitvolumen in der aktuellen Inspiration überschritten
wird.
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Im
vorwählbaren
ST-Modus erfolgt bei zu langer Atempause, deren Grenzwert atemfrequenzabhängig oder
einstellbar ist, eine kontrollierte, also vom Gerät statt
von dem Patienten ausgelöste
Beatmung, wobei die Differenz der IPAP- und EPAP-Drücke sukzessive
ansteigt, falls ein zu geringes Atemzeitvolumen erreicht wird. Dabei
gibt die Kontrolleinrichtung in einer bevorzugten Ausführung der
Entwicklung die Inspirations- und Exspirationszeiten vor und damit
die Dauern der anliegenden Drücke
IPAP, EPAP und EEPAP. Dabei wird mindestens ein Signal berücksichtigt,
dass die vorangegangene Atemfrequenz oder das Atemvolumen des Patienten
repräsentiert.
Zusätzlich
wird der Druck ausgehend vom IPAP-Niveau durch die Kontrolleinheit
wieder abgesenkt, wenn ein Mindest-Atemvolumen erreicht ist.
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Über die
Kontrolleinrichtung erfolgt zusätzlich
eine automatische Druckanpassung des EEPAP zur Vermeidung obstrukti ver
Atemstörungen,
wenn festgestellt wird, dass der Atemwegswiderstand erhöht ist.
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Gegenüber anderen,
bestehenden Verfahren mit nur 2 Druckniveaus (IPAP und EPAP) bleibt durch
das endexspiratorische, Obstruktionen vermeidende Druckniveau die
effektive Möglichkeit
der Beatmungsunterstützung
(Differenz IPAP-EPAP) dennoch im vollen Druckbereich des Gerätes (z.
B. 4–35 hPa)
erhalten, selbst wenn zur Vermeidung von Obstruktionen ein erhöhter endexspiratorischer
Druck erforderlich ist. Somit wird die ansonsten erforderliche, zusätzliche
Erhöhung
des maximal auftretenden IPAP vermieden. Dies spart Größe und Gewicht
des Gerätes,
sowie Energieverbrauch der Druckerzeugungseinrichtung. Außerdem wird
die Gefahr für
Nebenwirkungen beim Patienten reduziert.
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Durch
die Steuerung des EEPAP kann zusätzlich
zur Differenz IPAP-EPAP das Atemminutenvolumen beeinflusst werden.
Ein höherer
CPAP- bzw. EEPAP-Druck verursacht ein erhöhtes Atemminutevolumen, ausgelöst z. B.
durch die Dehnungsrezeptoren der Lunge. während einer Hyperventilation
wird also in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung der EEPAP- bzw. der durchschnittliche
Druck durch die Steuereinrichtung abgesenkt, während einer Hypopnoe angehoben.
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Zusätzlich ermittelt
ein Analysator den Verlustflow des Beatmungsgerätes und gibt ein Signal über den
Verlustflow des Gerätes
an die Kontrolleinrichtung weiter. Der Verlustflow kann vom Analysator weiter
aufgespalten werden in den Spülflow
und den Leckageflow. Die Größe des Spülflows ist
abhängig vom
Druck und von der Flow-/Druck-Kennlinie des Auslasssystems. Diese
kann unterschiedlich sein, da verschiedenes Zubehör (Masken)
zusammen mit dem Gerät
verwendet werden kann. Die Kontrolleinheit ist in einer bevorzugten Ausführungsform
dazu in der Lage, diese Kennlinie automatisch anhand der Signale
während
des Betriebes zu ermitteln. Dadurch kann die Leckage, aber auch
das tatsächliche
Atemvolumen, < exakter
bestimmt werden, ohne dass der Benutzer den Typ der Maske bzw. des
Auslassventiles eingeben muss.
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Außerdem ist
die Kontrolleinrichtung in der Lage, bei Überschreiten einer bestimmten
Leckage in einen Sicherheitsmodus überzugehen. In diesem Modus
werden die Signale anders bewertet und auch die Druckreaktion modifiziert.
Dies soll dazu dienen, ein Fehlverhalten des Gerätes aufgrund der Leckagesituation
zu vermeiden. Insbesondere ist daran gedacht, bestimmte Ereignisse
nicht mehr zu erkennen und die Druckreaktion einzugrenzen. Dies
soll beispielsweise eine Fehltriggerung vermeiden.
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Ein
zusätzlicher
Sicherheitsmodus ist vorgesehen, falls das Gerät eine Atmungstätigkeit
des Patienten detektiert, die nicht mit der IPAP, EPAP, EEPAP-Steuerung
synchronisiert ist. In diesem Fall kann z. B. die Komplexität der Druckregulation
dadurch reduziert – und
damit die Robustheit gesteigert – werden, dass die Anzahl der
Druckniveaus auf 2 reduziert wird (EPAP = EEPAP).
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Einen
erheblichen Einfluss auf die Atmungsregulation hat die CO2-Konzentration
im Blut. Diese wird durch die CO2-Konzentration in der Lunge und damit
auch in der Beatmungsmaske und im Beatmungsschlauch maßgeblich
beeinflusst. Wird die vom Patienten ausgeatmete Luft nicht vollständig aus
Schlauch und Maske ausgewaschen, so steigt der CO2-Gehalt in der
Maske und damit auch in Lunge und Blut. In einer bevorzugten Ausführung der
Erfindung wird der EEPAP- bzw. der durchschnittliche Druck abgesenkt,
um den CO2-Gehalt im Blut trotz einer Hyperventilation nicht zu
sehr absinken zu lassen. Dadurch werden nachfolgende Hypopnoen und Apnoen
vermieden. In einer Auswerteeinrichtung wird der rückgeatmete
CO2-Wert in Abhängigkeiten von
mindestens einem Parameter aus Beatmungsdruck, Atemfluss, Atemvolumen,
Leckage und Maskentyp geschätzt.
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In
einer weiteren Ausführungsform
analysiert das Gerät
zunächst
das Atemmuster des Patienten und speichert die Werte des Atemmusters
gegebenenfalls; es verändert
seine Druckwerte in einer ersten Phase noch nicht. Durch die Analyse
mindestens zweier Atemzüge
kann sowohl die Normalatmung des Patienten, als auch eine zyklische
Variabilität
der Atmung detektiert werden. Dadurch kann das Gerät nicht
nur auf einzelne Volumenveränderungen
z. B. durch Körperlagewechsel,
Aufwachen, Sprechen etc. reagieren, sondern es ermittelt mit hoher
Spezifität Phasen
mit periodischer oder Cheyne-Stokes-Atmung. Diese Erkennung kann
durch Bilden einer Einhüllenden über die
Atmungstätigkeit,
digitale Filterung, die Zwischenspeicherung von berechneten Werten
und Signalverarbeitung durchgeführt
werden. Es wird mindestens ein Parameter gewonnen, der mit der Zyklusdauer
der periodischen Atmung in Zusammenhang steht, ein weiterer Parameter,
der mit der Stärke
der Hypopnoe-/Apnoe- sowie der Hyperventilations-Phase in Zusammenhang
steht, sowie ein dritter Parameter, der mit der Atemfrequenz in
Zusammenhang steht. Aus mindestens diesen drei Parametern wird die
Druckanpassung während
des nächsten
Zyklusses der periodischen Atmung abgeleitet. während diese Druckanpassung
ausgeführt wird,
werden mindestens die drei genannten Parameter sowie der applizierte
Druck detektiert. Daraus wird für
folgende Atemzüge
oder den nächsten
Zyklus die Druckanpassung modifiziert mit dem Ziel, die Atmung weiter
zu stabilisieren.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
wird in der Kontrolleinrichtung ein regelungstechnisches Modell
der Atemregulation des Patienten hinterlegt. Durch Anpassung der
Parameter des Modells anhand der gemessenen Parameter wird eine
Verbesserung der Druckanpassung abgeleitet. Dies geschieht unter
einer prospektiven Abschätzung
der Auswirkungen einer Veränderung
der Druckanpassung anhand des Modells.
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In
einer weiteren Ausführungsform
wird anhand mindestens eines der Signale Druck oder Atemfluss, Atemzeitvolumen,
Atemfrequenz oder Schnarchen wird einer der nachfolgenden zustände erkannt. Dabei
wird insbesondere die zeitliche Veränderung, die Regelmäßigkeit
der zeitlichen Veränderung
sowie die Streuung der Signale analysiert:
- • Zustand
der nicht-therapiefähigen
Atemunruhe: Dies können
Bewegungsphasen sein oder andere Phasen mit hoher Variabilität der Spontanatmung ohne
schädigenden
Einfluss für
den Patienten. Insbesondere können
dies auch Phasen sein, die darauf hindeuten, dass der Patient eine
Intensivierung der Therapie im Sinne der Erhöhung mindestens eines Druckniveaus
nicht mehr tolerieren würde
bzw. diese seinen Schlaf stören
würde.
- • Zustand
stabiler Spontan-Atmung: In diesem Zustand atmet der Patient hinreichend
stabil, so dass die Therapie im Sinne einer Reduzierung der Therapieintensität verändert werden
kann.
- • Zustand
therapiebedürftiger
Atemunruhe: In diesem Zustand benötigt der Patient eine Intensivierung
der Therapie, um die Atmungsstabilität erhöhen zu können.
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Diese
zustände
können
mit den klassischen Schlafstadien Wach, NREM-Schlaf und REM-Schlaf sowie
Arousals gekoppelt sein. Dies ist jedoch nicht notwendigerweise
der Fall. Die Vorrichtung im Sinne der Erfindung reagiert entsprechend
des erkannten Zustandes mit einem Abbruch der Therapie, einer Intensivierung
bzw. Reduktion der Therapie, oder die Therapieintensität bleibt
unverändert.
Ziel ist jeweils, die Atmung des Patienten zu stabilisieren, jedoch
nur solange dies möglich
ist und er dies toleriert.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
wird im Gerät
gespeichert, bei welcher Therapieintensität bestimmte Zustände aufgetreten sind,
um die für
den Patienten optimale Therapieintensität mit der Zeit zu erlernen.
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Die
Kontrolleinheit weist vorzugsweise einen Mikroprozessor auf, der
als ein zusätzliches
Eingangssignal ein Signal Sp02 oder SaO2 von einem Pulsoximeter
empfängt.
Die Kontrolleinheit gibt dann Steuersignale zum Ventil für die Sauerstoffzufuhr aus,
wenn die SaO2-Meßwerte
einen definierbaren Bereich verlassen. Die Kontrolleinheit gibt
ebenfalls auch dann Steuersignale zum Elektromotor aus, wenn die
SaO2-Meßwerte
einen definierbaren Bereich verlassen.
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Erfindungsgemäß ist ein
Pulsoximeter, welches zumindest mit 2 Wellenlängen arbeitet und dass folgende
Parameter messen kann, an das Beatmungsgerät anschließbar oder in das Gerät integriert:
SpO2, Sao2, SaCO, cHb.
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In
einer Verkörperung
der Erfindung überwacht
die Kontrolleinheit nicht nur die Größe des SaO2-Signals, sondern
auch die Änderungsgeschwindigkeit
des Signals.
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Ebenfalls
werden Pulsfrequenz und Pulswellenamplitude und Pulswellenbaseline überwacht.
Die Überwachung
von Pulsfrequenz und Pulswellenamplitude und Pulswellenbaseline
wird zur Arousal-Erkennung derart durchgeführt, dass definierbare Grenzwerte
für Signale,
die mit Pulsfrequenz, Pulswellenamplitude oder Pulswellenbaseline
in Zusammenhang stehen, vorgebbar sind. Werden diese Grenzwerte überschritten,
generiert die Kontrolleinheit Steuersignale für den Elektromotor zur Druckanpassung.
Damit wird erreicht, dass der Druck auf optimale Schlafqualität eingestellt
werden kann, weil eine Druckanhebung nur bei Notwendigkeit erfolgt. Dabei
können
die Grenzwerte absolute Grenzwerte oder Grenzwerte für die prozentuale
Veränderung der
Signale innerhalb eines bestimmten Zeitbereiches sein.
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Zur
sicheren Detektion von Apnoen und/oder Hypopnoen wird zusätzlich zu
den gemessenen Atemgasparametern Druck und Flow die Sauerstoffsättigung
gemessen und berücksichtigt.
Somit kann die Reaktion auf unrelevante Ereignisse vermieden werden.
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Zur
Erkennung und Therapie von (Adipositas-)Hypoventilation wird derzeit
das Atemminutenvolumen betrachtet. Da das Atemminutenvolumen in Abhängigkeit
von Schlafphase, Temperatur, Verdauung und Körperlage stark schwankt, ist
es als alleiniger Parameter zur Erkennung und Therapie von (Adipositas-)Hypoventilation
unzulänglich
geeignet. Erfindungsgemäß ist daher
daran gedacht, zur Erkennung und Therapie von (Adipositas-)Hypoventilation auch
die Entsättigung
des SpO2/SaO2 zu betrachten. Das Soll-Atemminutenvolumen wird in
dieser Zeit nicht als konstant angesehen.
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Tritt
nun eine Entsättigung
unter einen bestimmten Grenzwert für SpO2/SaO2 (z. B. 88 %) für eine bestimmte
Mindest dauer (z. B. 5 Minuten) auf, so generiert die Kontrolleinheit
Steuersignale für
den Elektromotor zur Druckanpassung im Sinne einer verstärkten Beatmung
durch die erfindungsgemäße Vorrichtung.
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Es
ist ebenfalls ein Aspekt der Erfindung, zur Bestätigung von Atmungsstörungen wie
Hypopnoen oder Flusslimitationen, die über eine Analyse des Druck
und/oder Flowsignals ermittelt wurden, das pulsoximetrische Signal
auszuwerten.
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Zur
Erkennung des Herz-/Kreislaufzustandes werden bevorzugt die Pulsfrequenz
und die Pulswelle ausgewertet. Damit kann erfindungsgemäß bei Cheyne-Stokes-Patienten
nicht nur der Erfolg der Therapie der (sekundären) Atemstörung gemessen werden, sondern
auch das Fortschreiten bzw. die Besserungen der eigentlichen Herzkrankheit.
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Hinsichtlich
der Datenerfassung können
in mindestens einem Betriebsmodus mindestens zwei der nachfolgenden
Ereignisse in einem Zeitbereich von weniger als einer Minute erfaßt werden:
Zunahme des Atemflusses, Abnahme des Atemflusses, Abflachung des
Atemflusses, Stillstand des Atemflusses, Zunahme der Resistance,
Veränderung
einer Leckage, Einatmung, Ausatmung, Atempause, Zunahme des Atemvolumens,
Abnahme des Atemvolumens, Zunahme des Druckes des Atemfrischgases, Abnahme
des Druckes des Atemfrischgases, Zunahme des geförderten Volumens an Atemfrischgas
sowie Abnahme des geförderten
Volumens an Atemfrischgas.
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In
den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele
der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Beatmungsgerätes mit angeschlossenem Beatmungsschlauch
so wie oberhalb des Beatmungsgerätes
angeordnetem Zuschaltventil für
die Zugabe von Sauerstoff und/oder Kohlendioxid,
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2 eine
vergrößerte Darstellung
der Einzelheit II in 1,
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3 eine
Anordnung ähnlich
zu 1 mit zusätzlicher
Veranschaulichung einer Anzeigeeinrichtung,
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4 eine
Abwandlung zu 3 mit vom Beatmungsgerät abgenommenen
Zuschaltventil,
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5 eine
Prinzipskizze zur Veranschaulichung einer Adaptierbarkeit des Zuschaltventils
an das Beatmungsgerät
durch Aufstecken auf einen Luftauslaß,
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6 eine
Abwandlung zur Ausführungsform
in 5 bei zusätzlicher
Verwendung eines Sicherheitsventils sowie eines zusätzlichen
innenliegenden Sauerstoff und/oder Kohlendioxid Schlauches,
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7 eine
Ausführungsform
mit einem in einen Anfeuchter integrierten Sauerstoff und/oder Kohlendioxid
Zuschaltventil,
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8 eine
weitere Ausführungsform
zu einem in einen Atemgasbefeuchter integrierten Zuschaltventil
und
-
9 eine
Prinzipskizze zur Veranschaulichung einer Adaptierbarkeit des Atemgasdrucks
an die Atemphasen.
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1 zeigt
eine perspektivische Darstellung eines Beatmungsgerätes (1),
das mit einem Schlauchanschluß (2),
einer Anzeige (3) sowie Bedienelementen (4) versehen
ist. Mit dem Schlauchanschluß (2)
ist ein Beatmungsschlauch (5) verbunden, durch den sich
eine Druckmeßleitung
(6) hindurch erstreckt.
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Im
Bereich eines Gerätegehäuses ist
in einem Geräteinnenraum
eine Atemgaspumpe angeordnet. Über
eine Kopplung wird ein Beatmungsschlauch angeschlossen. Entlang
des Verbindungsschlauches kann ein zusätzlicher Druckmeßschlauch verlaufen,
der über
einen Druckeingangsstutzen mit dem Gerätegehäuse verbindbar ist. Zur Ermöglichung
einer Datenübertragung
weist das Gerätegehäuse eine
Schnittstelle (11) auf.
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Im
Bereich des Gerätegehäuses ist
in einem Geräteinnenraum
eine Schälldämmvorrichtung
im Ansaugbereich und im Druckbereich angeordnet. Die Schälldämmvorrichtung
umschließt
die Atemgaspumpe zumindest bereichsweise und ist zumindest bereichsweise
mit einem schalldämmenden
Material ausgekleidet, um eine Schallabstrahlung des Beatmungsgerätes im Bereich
von unter 29 dbA, bevorzugt unter 26 dbA, zu realisieren.
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Im
Bereich einer dem Gerätegehäuse abgewandten
Ausdehnung des Beatmungsschlauches ist ein Ausatmungselement (nicht
dargestellt) angeordnet. Ebenfalls kann ein Ausatemventil verwendet werden.
Als Patienteninterface kann eine Beatmungsmaske, die über eine
Kopfhaube im Bereich eines Kopfes eines Patienten fixiert werden
kann, an das Schlauchende angeschlossen werden. Im Bereich ihrer
dem Beatmungsschlauch zugewandten Ausdehnung weist die Beatmungsmaske
ein Kupplungselement auf.
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Außenseitig
am Beatmungsschlauch (5) ist eine Leitung (7)
verlegt, die mit einem Zuschaltventil (8) verbunden ist. Über die
Leitung können
dem Atemgas Sauerstoff (O2) und/oder Kohlendioxid (CO2) zudosiert
werden. Das Zuschaltventil (8) ist über eine Versorgungsleitung
(9) an eine nicht dargestellte Quelle für CO2 und/oder O2 angeschlossen. Über eine
Steuerleitung (10) ist das Zuschaltventil (8) mit
einem Steueranschluß (11)
des Beatmungsgerätes
(1) verbunden. Der Steueranschluß (11) ist mit einer
in 1 nicht dargestellten Steuereinheit des Beatmungsgerätes (1)
verbunden.
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Bei
dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Zuschaltventil
(8) außenseitig
am Beatmungsgerät
(1) angeordnet und beim dargestellten Ausführungsbeispiel
erfolgt die Anordnung oberhalb des Beatmungsgerätes (1).
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Unter
Verwendung des Zuschaltventils (8) können einem an das Beatmungsgerät (1)
angeschlossenen Patienten typischerweise bis zu 20 Liter/Minute
Sauerstoff zugeleitet werden. Alternativ und oder ergänzend kann
das Atemgas auf 2 % bis 5 % CO2 angereichert werden. Die Zudosierung
kann bei CPAP-, Bilevel- oder Heimbeatmungen erfolgen. Darüber hinaus
sind auch Anwendungen im Rahmen einer Beatmungs- oder Notfalltherapie
möglich.
Ein typischer Behandlungsdruck liegt in einem Bereich zwischen 1
und 80 mbar. Typischerweises in einem Bereich von 2 bis 35 mbar.
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Die
Versorgungsleitung (9) kann an einen Sauerstoffkonzentrator,
eine CO2-Flasche mit Druckminderer, eine Sauerstofflasche mit Druckminderer, eine
Flüssigsauerstoffversorgung
oder eine zentrale Gasversorgung angeschlossen sein.
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Das
Zuschaltventil (8) arbeitet typischerweise bei Umgebungsbedingungen
mit einem Luftdruck von 500 bis 2060 hpa. Ein zulässiger Feuchtigkeitsgehalt
der Luft reicht bis 100 Prozent. Für die Energieversorgung des
Zuschaltventils (8) und des Beatmungsgerätes können elektrische
Spannungen im Bereich von 3 bis 240 Volt verwendet werden. Dazu verfügt des Beatmungsgerät über ein
integriertes Universalnetzteil für
verschiedene Spannungen und Netzfrequenzen. Alternativ ist auch
an ein externes Netzteil gedacht. Vorteilhafterweise ist das Zuschaltventil
(8) mit einer Funkentstörung
ausgestattet.
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Eine
Steuerung des Zuschaltventils (8) vom Beatmungsgerät (1)
aus kann über
unterschiedliche Schnittstellen erfolgen. Die Schnittstellen können kabelgebunden,
als Infrarot-Schnittstelle
oder als Bluetooth-Schnittstelle realisiert sein. Insbesondere kann die
Verbindung zwischen dem Zuschaltventil (8) und dem Beatmungsgerät (1)
elektrisch, pneumatisch, optisch, mechanisch oder hinsichtlich der
vorstehenden Varianten gemischt realisiert sein.
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Das
Zuschaltventil kann sich auch selbst steuern, wenn eine den ordnungsgemäßen bzw.
fehlerhaften Zustand des Beatmungsgerätes zyklisch abfragende Steuerung
im Bereich des Zuschaltventils angeordnet ist.
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Für eine zuverlässige Gerätefunktion
erweist es sich als vorteilhaft, daß ein ordnungsgemäßer Zustand
des Zuschaltventils (8) kontinuierlich bzw. zyklisch mit
geringen Zeitabständen
vom Beatmungsgerät
(1) abgefragt wird.
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Zur
Durchführung
der Sauerstoffzuschaltung wird das Zuschaltventil (8) mit
einem Magnetventil ausgestattet, das innerhalb eines Modulgehäuses (12)
des Zuschaltventils (8) angeordnet ist.
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Vorteilhaft
für eine
Nachrüstbarkeit
des Zuschaltventils (8) erweist es sich insbesondere, einen bereits
am Beatmungsgerät
(1) vorhandenen Steueranschluß (11) zur Steuerung
des Zuschaltventils (8) zu verwenden. Über diese vorhandene Schnittstelle erfolgt
die Kommunikation zwischen dem Zuschaltventil (8) und der
Steuereinheit des Beatmungsgerätes
(1).
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3 zeigt
eine Darstellung ähnlich
zu 1 mit zusätzlicher
Verdeutlichung einer Anzeige (16) im Bereich des Zuschaltventils
(8). Die Anzeige (16) weist Statusanzeigen (17, 18)
auf. Die Anzeige (16) kann optisch, akustisch oder sowohl
optisch als auch akustisch realisiert sein. Die Statusanzeigen (17, 18)
signalisieren die Funktion des Zuschaltventils (8). Wenn
das Beatmungsgerät
(1) ausgeschaltet ist oder nicht ordnungsgemäß arbeitet,
dann schließt das
Zuschaltventil (8) und die Anzeige (16) erlischt. Nach
Wiedererreichen eines ordnungsgemäßen Arbeitszustandes des Beatmungsgerätes (1) öffnet das Zuschaltventil
(8) wieder. Alternativ können statt einer Anzeige (16)
auch permanent sichtbare Symbole verwendet werden, die beispielsweise
aufgedruckt sind.
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Das
Zuschaltventil (8) wird einerseits mit dem Beatmungsschlauch
(5) und andererseits mit dem Beatmungsgerät (1)
verbunden. Die Statusanzeigen (17, 18) können sich
beziehen auf den Betriebszustand, die Strömungsmenge an Sauerstoff sowie
die Konzentration des Sauerstoffs. Gemäß 4 ist das
Zuschaltventil (8) vom Gerätegehäuse abnehmbar angeordnet.
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Zur
Verhinderung einer Sauerstoffrückströmung in
das Beatmungsgerät
(1) hinein ist der Adapter (20) gemäß 5 mit
einem Rückschlagventil (22)
verbunden. Das aktive Steuerventil (22) kann gemäß einer
vereinfachten Ausführungsform
als eine Klappe ausgebildet sein, die federbelastet in eine Grundstellung
gezogen wird und sich selbsttätig
bei einer Atemgasströmung
vom Beatmungsgerät
(1) zum Patienten hin öffnet
und bei einer Ausatmung des Patienten schließt. Eine derartige Anwendung erfolgt
bevorzugt bei Verwendung eines Zweischlauchsystems bzw. eines patientennahen
Ausatemventils. Hierdurch wird die bei CPAP- und Bilevel-Beatmung
erforderliche Rückatmung
unterstützt.
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6 zeigt
eine gegenüber
der Ausführungsform
in 5 erweiterte Konstruktion. Im Bereich des Reduzierventils
(21) ist ein zusätzliches
Sicherheitsventil (23) angeordnet, das öffnet, wenn ein Eingangsdruck
des Sauerstoffes oberhalb eines Grenzwertes liegt. Darüber hinaus
erstreckt sich vom Reduzierventil (21) in den Beatmungsschlauch
(5) hinein eine Injektorleitung (24) für den Sauerstoff
oder das CO2. Eine Ausströmöffnung der
Injektorleitung (24) ist in Richtung einer Hauptströmung innerhalb des
Beatmungsschlauches (5) orientiert.
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7 zeigt
eine Integration des Zuschaltventils (8) in einen Anfeuchter
(25) für
das Atemgas. Der Anfeuchter (25) ist zwischen dem Beatmungsschlauch
(5) und dem Beatmungsgerät (1) anordbar und
wird auf den Schlauchanschluß (2)
des Beatmungsgerätes
(1) aufgesteckt. Typischerweise weist der Anfeuchter (25)
ein Heizelement (26) auf, das über einen Elektroanschluß (27)
mit dem Beatmungsgerät
(1) verbindbar ist. Der Anfeuchter (25) weist
typischerweise einen Wassertank (28) und einen Deckel (29)
auf. Im Bereich des Deckels (29) ist eine Einfüllöffnung (30)
mit Verschluß (31)
ange ordnet. Der Anfeuchter ist an das Beatmungsgerät anklickbar,
wobei der Anfeuchter im montierten Zustand im wesentlichen formschlüssig an
das Beatmungsgerät
adaptier ist. Alternativ kann der Anfeuchter auch ganz oder teilweise
in das Beatmungsgerät
integriert werden.
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Eine
Kommunikation mit dem Beatmungsgerät (1) kann über eine
vorhandene Steckverbindung zwischen dem Anfeuchter (25)
und dem Beatmungsgerät
(1) realisiert werden. Im Bereich einer Oberseite des Anfeuchters
(25) kann die Anzeige (16) positioniert werden.
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8 zeigt
einen Querschnitt durch den Anfeuchter (25). Der Anfeuchter
(25) wird über
einen Anschlußadapter
(32) mit dem in 8 nicht dargestellten Beatmungsgerät (1)
verbunden. Durch den Anfeuchter (25) hindurch erstreckt
sich eine Druckmeßleitung
(33), die mit dem Druckmeßschlauch (6) verbunden
werden kann. Im Bereich einer Atemgaszuführung (34) kann der
Anfeuchter (25) mit dem Rückschlagventil (22)
ausgestattet werden. Auch hier verhindert das Steuerventil (22)
eine Sauerstoffrückströmung zum
Beatmungsgerät
(1).
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Der
Schaltpunkt des Zuschaltventils (8), an dem dieses die
Sauerstoffleitung (7) und oder die CO2-Leitung öffnet und
schließt,
ist einstellbar und kann individuell an einen Patientenbedarf und
eine jeweilige Beatmungssituation angepaßt werden. Die zugeführte Menge
wird in Abhängigkeit
vom eingestellten EPAP zudosiert.
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Die
Gaszugabe kann gemäß eine bevorzugten
Ausführungsform
auch nur während
der Inspiration erfolgen. Hierzu wird von der Steuerung des Beatmungsgerätes eine
Information an das Zuschaltventil übermittelt bzw. das Zuschaltventil
wird aktiv während
der Exspirationsphase ausgeschaltet.
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Als
besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn der Sauerstoffschlauch
(7) länger
als der Druckmeßschlauch
(5) ausgebildet ist. Hierdurch wird vermieden, daß die aus
dem Sauerstoffschlauch (7) austretende Sauerstoffströmung das
Druckmeßsignal
systematisch verfälscht.
Dies wäre
kritisch, da das entsprechende Meßsignal zur Steuerung des Beatmungsgerätes (1)
herangezogen wird.
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9 zeigt,
dass die Kontrolleinheit den Atemgasdruck derart einstellt, dass
ein geringerer Druck (EPAP) des geförderten Atemgases in der Ausatemphse
des Patienten und ein erhöhter
Druck (IPAP) in der Einatemphase bereitgestellt wird. Über die
Kontrolleinheit können
Maximal- und Minimaldrücke
vorgegeben werden.
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Eine
mit der Kontrolleinheit verbundene Auswerteeinheit ermittelt aus
der zeitlichen Analyse der Druck und/oder Flowsignale alternativ
oder ergänzend
das Atemzugvolumen und/oder das Atemzeitvolumen und/oder die Atemfrequenz
und/oder Schnarchen und/oder Leckage und/oder In- und Exspirationsdauern
und/oder Apnoen und/oder Hypopnoen und/oder Flusslimitationen.
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Die
Kontrolleinheit ist derart programmierbar, dass bei einem definierbaren
normalen Atemzeitvolumen des Patienten (=Idle-Mode) zur Erleichterung der
Ausatmung der Atemgasdruck, ergänzend
zum EPAP, kurzzeitig um 1–3
hPa abgesenkt wird (EEPAP).
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Bei
definierbarem erhöhtem
Atemzeitvolumen (Hyperventilation) wird die Ausatemerleichterung
sukzessive zurückgenom men.
Dazu erfolgt eine Reduktion der Differenz EEPAP-EPAP sukzessive bis
auf 0; dann gilt IPAP = EEPAP.
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Bei
definierbarem erniedrigten Atemzeitvolumen (Hypoventilation) erfolgt
eine Erhöhung
der Differenz zwischen IPAP und EPAP, durch eine Absenkung des EPAP.
Dadurch wird eine verbesserte Ventilation des Patienten erreicht.
Wenn die voreingestellte untere Druckgrenze des EPAP erreicht ist,
erfolgt eine Erhöhung
des IPAP.
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Wenn
die Hypoventilation länger
als 60 s andauert (Indiz: keine Cheyne-Stokes-Atmung), erfolgt eine
Reduktion der Atemunterstützung
dadurch, dass der EPAP-Druck wieder angehoben wird und gegebenenfalls
auch der IPAP-Druck wieder abgesenkt wird.
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Im
vorwählbaren
T-Modus erfolgt bei zu langer Atempause, deren Grenzwert atemfrequenzabhängig und
einstellbar ist, eine Beatmung mit ansteigender Differenz der IPAP-
und EPAP-Drücke.
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Über die
Kontrolleinrichtung erfolgt zusätzlich
eine automatische Druckanpassung zur Vermeidung obstruktiver Atemstörungen,
wenn festgestellt wird, dass der Atemwegswiderstand erhöht ist.
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Bei
der Auswertung des Atem-Zeit-Volumens wird eine Normalatmung erkannt,
wenn das Atemzugvolumen bei einem Vergleich des aktuellen Atemzuges
mit dem vorangehenden Atemzug um maximal plus minus 10 Prozent variiert.
Eine Hypoventilation wird bei einem absinkenden Gehalt an Kohlendioxid
in der Ausatemluft erkannt. Eine zu geringe Atemunterstützung durch
das Beatmungsgerät wird
bei einem ansteigenden Gehalt an Kohlendioxid in der Ausatemluft
erkannt.