DE102007052897B4 - Verfahren zum automatischen Steuern eines Beatmungssystems sowie zugehöriges Beatmungssystem - Google Patents
Verfahren zum automatischen Steuern eines Beatmungssystems sowie zugehöriges Beatmungssystem Download PDFInfo
- Publication number
- DE102007052897B4 DE102007052897B4 DE102007052897A DE102007052897A DE102007052897B4 DE 102007052897 B4 DE102007052897 B4 DE 102007052897B4 DE 102007052897 A DE102007052897 A DE 102007052897A DE 102007052897 A DE102007052897 A DE 102007052897A DE 102007052897 B4 DE102007052897 B4 DE 102007052897B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- control unit
- mess
- resistance
- elastance
- ppsp
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
- A61M16/0051—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes with alarm devices
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
- A61M16/0057—Pumps therefor
- A61M16/0066—Blowers or centrifugal pumps
- A61M16/0069—Blowers or centrifugal pumps the speed thereof being controlled by respiratory parameters, e.g. by inhalation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
- A61M16/021—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes operated by electrical means
- A61M16/022—Control means therefor
- A61M16/024—Control means therefor including calculation means, e.g. using a processor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
- A61B5/091—Measuring volume of inspired or expired gases, e.g. to determine lung capacity
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
- A61M16/0003—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure
- A61M2016/0027—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure pressure meter
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
- A61M16/0003—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure
- A61M2016/003—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter
- A61M2016/0033—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter electrical
- A61M2016/0036—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter electrical in the breathing tube and used in both inspiratory and expiratory phase
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
- A61M2205/50—General characteristics of the apparatus with microprocessors or computers
- A61M2205/502—User interfaces, e.g. screens or keyboards
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M2230/00—Measuring parameters of the user
- A61M2230/40—Respiratory characteristics
- A61M2230/42—Rate
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M2230/00—Measuring parameters of the user
- A61M2230/40—Respiratory characteristics
- A61M2230/43—Composition of exhalation
- A61M2230/432—Composition of exhalation partial CO2 pressure (P-CO2)
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M2230/00—Measuring parameters of the user
- A61M2230/40—Respiratory characteristics
- A61M2230/46—Resistance or compliance of the lungs
Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Steuern eines Beatmungssystems mit einer Ventilatoreinheit, die von einer Steuereinheit so gesteuert wird, um eine von der Steuereinheit vorgegebene Druckunterstützung zu liefern, wobei die momentanen Werte des Atemvolumenstroms Flow(t) und die des Atemvolumens V(t) in der Steuereinheit erfasst werden.
- Bei derartigen Verfahren kann entweder der durch das Beatmungssystem zu liefernde Soll-Unterstützugsdruck (PSsoll) vom Bedienungspersonal vorgegeben und eingestellt werden oder von einem in einer Steuereinheit implementierten Expertensystem nach vorgegebenen Abhängigkeiten von bestimmten Messwerten automatisch ermittelt werden. Ein Beispiel ist dann unter dem Namen Smartcare-System der Dräger Medical AG & Co. KG, in dem auf Grundlage von Messwerten für die Atemfrequenz, das Tidalvolumen und die endtidale CO2-Konzentration nach vorgegebenen und vorprogrammierten Regeln und Algorithmen ein Wert für den Soll-Unterstützungsdruck PSsoll geliefert wird.
- Daneben sind proportional unterstützende Verfahren bekannt, bei denen die spontane Atmung des Patienten proportional zu dessen Anstrengung unterstützt wird. Der Grad der Unterstützung ist getrennt nach resistivem und elastischem Anteil einstellbar. Diese Verfahren sind auch unter den Begriffen ”proportional assist ventilation” (PAV) und ”proportional pressure support” (PPS) bekannt. Bei diesen Verfahren wird der Volumenstrom (Flow(t)) und das Atemzugvolumen (V(t)) erfasst. Der Grad der Unterstützung wird dann mit vom Anwender einzustellenden Koeffizienten VA (Volume Assist) und FA (Flow Assist) aus den beiden zuvor genannten Messwerten bestimmt, indem der gesamte Unterstützungsdruck als VA·V(t) + FA·F1ow(t) berechnet wird. Bei den bekannten Atmungsgeräten, die nach diesem Prinzip der proportionalen Druckunterstützung arbeiten, müssen die Koeffizienten für die Unterstützung FA und VA separat von dem Bedienungspersonal eingegeben werden (siehe z. B. Younes, M.: ”Proportional Assist Ventilation” in: Tobin M. J., ed. ”Principles and practice of mechanical ventilation”, New York, McGraw-Hill, 1994, Seiten 349–369).
- Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum automatischen Steuern eines Beatmungssystems bereitzustellen, das auf einfache und sichere Weise vom Bedienungspersonal zu betreiben ist und eine optimale Druckunterstützung für den Patienten liefert, und ein entsprechendes Beatmungssystem zu schaffen.
- Zur Lösung dieser Aufgabe dient ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie ein Beatmungssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 18. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum automatischen Steuern eines Beatmungssystems mit einer Ventilatoreinheit angegeben, die von einer Steuereinheit so gesteuert wird, um einen von der Steuereinheit vorgegebene Unterstützungsdruck an der Patientenzuführung zu liefern, wobei die momentanen Werte des Atemvolumenstroms Flow(t) und die des Atemvolumens V(t) in der Steuereinheit erfasst werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit weiter dazu vorbereitet ist, ein proportional unterstützendes Ventilationsverfahren (PAV: Proportional Assist Ventilation) durchzuführen, indem von der Steuereinheit ein Faktor für einen Kompensationsgrad (PPSp) gewählt wird und die Parameter für die Volumenunterstützung (VA) und die Flow-Unterstützung (FA) bestimmt werden durch:
VA = PPSp·ΔE FA = PPSp·ΔR, 6 ) so eingestellt wird, um diesen Unterstützungsdruck zu liefern. - Der zu liefernde Unterstützungsdruck ist der an der Patientenzuführung, z. B. am Y-Stück, herrschende Druck, er entspricht in der inspiratorischen Phase dem Atemwegsdruck.
- Soweit im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, dass die Steuereinheit zur Ausführung bestimmter Funktionen oder Verfahrensschritte ”vorbereitet” ist, bedeutet dies, dass die Steuereinheit, die sich auch mehreren Untereinheiten zusammensetzen kann, schaltungs- und programmtechnisch dazu eingerichtet ist, die vorgesehenen Funktionen und Schritte auszuführen. Diese Vorbereitung oder Einrichtung beinhaltet das Vorhandensein der für die vorgesehenen Funktionen und Schritte geeigneten elektronischen Einrichtungen (Verstärker, AD-Wandler, Signalaufbereitungsschaltungen, Mikroprozessoren, etc.) und von Datenverarbeitungseinrichtungen (Prozessoren und Speicher), die zur Ausführung der vorgesehenen Funktionen und Verfahrensschritte in der dazu notwendigen Weise miteinander verbunden und programmtechnisch so vorbereitet sind, d. h. mit den spezifischen Programmen programmiert sind, um die beschriebenen Funktionen und Verfahrensschritte durch die Steuereinheit ausführen zu lassen. Natürlich kann auch die programmtechnische Vorbereitung der Steuereinheit sich auf verschiedene Untereinheiten verteilen, z. B. eine zentrale Recheneinheit, eine Ventilatorsteuereinheit und ein Programmmodul, das mit einer Vielzahl von vorab einprogrammierten empirischen Regeln aus Eingangsdaten Ausgabewerte liefert (Expertensystem). Die Übergänge zwischen schaltungs- und programmmtechnischer Vorbereitung sind dabei in der Realisierung verschiebbar, da programmtechnische Vorbereitung und Datenverarbeitungsfunktionen auch von festverdrahteten Schaltungen ausgeführt werden können. Die Ausführung und Implementierung der Steuereinheit für die definierten Funktionen kann von Fachleuten ohne weiteres realisiert werden.
- Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Wert für den durch das Beatmungssystem zu liefernden Soll-Unterstützungsdruck PSsollan einer Benutzerschnittstelle der Steuereinheit eingegeben oder dieser von einem in der Steuereinheit implementierten Expertensystem nach vorgegebenen Abhängigkeiten auf Grundlage von Messwerten für das Tidalvolumen, die Atemfrequenz und die endtidale CO2-Konzentration (etCO2) bestimmt. Die Steuereinheit ist dann dazu vorbereitet, auf Grundlage einer implementierten Reglerfunktion nach Ablauf von wenigstens einem Atemzyklus einen neuen Wert für den Kompensationsgrad PPSpneu aus dem bisherigen Wert PPSp und dem Sollwert PSsoll in der Weise zu bestimmen, dass der repräsentative Unterstützungsdruck <PS>, welcher als zeitlicher Mittelwert, als gewichtetes Mittel, als Median oder als Maximalwert des zeitlichen Verlaufs von PS(t) während der Inspiration über einen Atemzyklus oder mehrere Atemzyklen bestimmt wird, innerhalb mehrerer Atemzyklen den Wert PSsoll zielgenau oder im Mittel über mehrere Atemzyklen erreicht. Besonders bevorzugt wird ein neuer Wert für den Kompensationsgrad PPSpneu aus dem bisherigen Wert PPSp gemäß PPSpneu = PPSp + (PSsoll – <PS>)/VPPS bestimmt, wobei die Verstärkung VPPS ein Maß für die Änderung des repräsentativen Unterstützungsdrucks <PS> in Relation zur Änderung von PPSp ist, das über einen Atemzyklus oder mehrere aufeinanderfolgende Atemzyklen bestimmt wird.
- PPSp kann also mittels einer atemzugbasierten Regelung kontinuierlich so nachgestellt werden, dass ein repräsentativer Wert des sich einstellenden Unterstützungsdrucks während der Inspirationsphase (z. B. der mittlere inspiratorische Druck) über mehrere Atemzüge im Mittel dem Soll-Unterstützungsdruck PSsoll entspricht.
- Bei einem proportional unterstützenden Verfahren besteht ein möglicher Ansatz zur Unterstützung darin, die Resistance und die Elastance des Patienten so zu kompensieren, dass sich Verhältnisse wie bei einer gesunden Lunge ergeben. Dies geschieht durch die Einstellung der Werte für die Flow-Unterstützung FA und die Volumenunterstützung VA entsprechend der Differenz zwischen tatsächlicher und idealer Lungenmechanik. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann diese Kompensation auch teilweise erfolgen, indem die Differenz zwischen tatsächlicher und idealer Lungenmechanik nur teilweise, spezifiziert durch einen Faktor für den Kompensationsgrad PPSp, korrigiert wird, wobei ein Wert von PPSp von 1 eine 100%-ige Kompensation auf die ideale Lungenmechanik hin bedeutet und PPSp von 0 keine Kompensation bedeutet. Der Kompensationsgrad wird im Regelfall zwischen 0 und 1 (1 bedeutet vollständige Kompensation, 0 keine Kompensation) liegen, kann aber auch größer als 1 werden, wenn über die ideale Lungenmechanik hinaus kompensiert werden soll oder wenn die realen Werte von Elastance und Resistance die angenommenen oder gemessenen übersteigen.
- Im Sinne dieser Erfindung kann die Lungenmechanik (Rmess bzw. Emess) zum einen durch eine Messung ermittelt werden und zum anderen durch eine Abschätzung, die im einfachsten Fall eine Reduktion auf verschiedene Typen von Lungenmechaniken bedeutet. So ist z. B. die Aufteilung in die drei folgenden Typen mit verschiedenen Verhältnissen von Resistance und Elastance sinnvoll, da sie in geeigneter Weise die klinisch vorhandenen Fälle pathologischer Lungenmechanik abdeckt:
- 1. Restriktiv (Annahme: Emess = 30 mbar/l, Rmess = 3 mbar/(l/s))
- 2. Obstruktiv (Annahme: Emess = 12.5 mbar/l, Rmess = 15 mbar/(l/s))
- 3. Restriktiv & obstruktiv (Annahme: Emess 30 mbar/l, Rmess = 15 mbar/(l/s))
- Die Vorgabe des Typs kann direkt durch den Anwender erfolgen oder durch einen Algorithmus vorgeschlagen oder eingestellt werden. Ein solcher Algorithmus könnte auch eine Warnmeldung erzeugen, für den Fall, dass der eingestellte Typ vermutlich nicht mehr den realen Verhältnissen entspricht. Ein möglicher Algorithmus besteht in der Auswertung der respiratorischen Zeitkonstanten, die z. B. aus passiven Phasen der Exspiration gewonnen werden kann (siehe auch: Brunner et. al. „Simple method to measure total expiratory time constant based on the passive expiratory flow-volume curve”, Critical Care Medicine. 23(6):1117–1122, June 1995; Morris et. al. „Analysis of expiratory tidal flow patterns as a diagnostic tool in airflow obstruction”, Eur Respir J 1998; 12: 1113–1117). Unter dem Begriff ”Zeitkonstante” wird im Zusammhang mit dieser Anmeldung die Zeitkonstante des idealisierten respiratorischen Systems des Patienten verstanden. Sie charakterisiert das Zeitverhalten der Zustandsgrößen (Druck, Flow, Volumen) eines linearen Modells des respiratorischen Systems, welches durch lediglich zwei Parameter, der Resistance und der Elastance, beschreibbar ist. Der Zahlenwert der Zeitkonstanten ist identisch mit der Zeitdauer, die nötig ist, um 63% des vorher eingeatmeten Volumens passiv auszuatmen.
- Ist die Zeitkonstante nun bekannt, können unter der Annahme einer vorgegebenen Abhängigkeit zwischen der Resistance und der Elastance von der Zeitkonstanten sinnvolle Werte für Resistance und Elastance bestimmt werden. Etwaige Abweichungen dieser resultierenden angenommenen Werte von den realen Werten der Lungenmechanik fallen bei der Atmungsteuerung kaum ins Gewicht, da die Beatmung im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung maßgeblich auf dem Verhältnis der angenommenen Werte Resistance und Elastance basiert.
- Zur Vorgabe der Abhängigkeit zwischen der Resistance und der Elastance von der Zeitkonstanten dient die klinisch begründete Annahme, dass sich Patienten mit niedriger Zeitkonstante vornehmlich durch eine normale Resistance und erhöhte Elastance auszeichnen (z. B. bei akutem Lungenversagen), während Patienten mit großer Zeitkonstante eine normale Elastance und erhöhte Resistance aufweisen (z. B. bei chronisch obstruktiven Erkrankungen).
- In dem folgenden Ausführungsbeispiel wird der Bereich physiologisch sinnvoller Zeitkonstanten in drei Intervalle aufgeteilt (siehe
1 ). Für τ < 0.2 s wird eine ideale Resistance (Rmess = 3 mbar/(l/s)) und für τ > 0.65 s eine ideale Elastance (Emess = 12,5 mbar/(l/s)) angenommen. Für das zwischen diesen Grenzen liegende Intervall wird die Resistance linear interpoliert. Das Ausführungsbeispiel liefert damit für jede (z. B. durch Messung bestimmte) Zeitkonstante einen entsprechenden angenommenen Wert der Resistance und der Elastance. Erfindungsgemäß sind auch andere angenommene Abhängigkeiten zwischen der Resistance und der Zeitkonstanten und zwischen der Elastance und der Zeitkonstanten denkbar. Die basierend auf einer solchen Abhängigkeit resultierenden Resistance- und Elastance-Werte können entweder direkt zur automatischen Atmungsunterstützung verwendet werden oder als Plausibilitätsüberprüfung im Falle einer manuellen Vorgabe des Typs der Patientenlungenmechanik (obstruktiv, restriktiv, obstuktiv & restriktiv) dienen. - Die Verfahrensweise der Atmungsunterstützung soll anhand des folgenden Zahlenbeispiels erläutert werden, wobei hier eine ideale Lungenmechanik mit einer idealen Elastance von Eideal = 12,5 mbar/l und einer idealen Resistance von Rideal = 3 mbar/(l/s) angenommen wird:
- Gemessene Lungenmechanik Patient:
-
-
Emess = 30 mbar/l, Rmess = 10 mbar/(l/s). - Abweichung von idealer Lungenmechanik:
-
-
ΔE = (30 – 12,5) mbar/l = 17,5 mbar/l -
ΔR = (10 – 3) mbar/(l/s) = 7 mbar/(l/s) -
PPSp = 0,8 (gewählter Kompensationsgrad) - Proportionale Unterstützungsfaktoren:
-
-
VA = 0,8 × 17,5 mbar/l = 14 mbar/l -
FA = 0,8 × 7 mbar/(l/s) = 5,6 mbar/(l/s). - Die ideale Lungenmechanik kann auch mit einer Elastance Eideal von 0 und einer Resistance Rideal von 0 angenommen werden, was insbesondere sinnvoll ist, wenn bei dem Patienten ein gestörter Atemantrieb vorliegt. Damit ergibt sich für das obige Beispiel:
- Lungenmechanik Patient:
-
-
Emess = 30 mbar/l, Rmess = 10 mbar/(l/s) - Abweichung von idealer Lungenmechanik:
-
- ΔE = 30 mbar/l
- ΔR = 10 mbar/(l/s)
- PPSp = 0,8 (gewählter Kompensationsgrad)
- Proportionale Unterstützungsfaktoren:
-
- VA = 0,8 × 30 mbar/l = 24 mbar/l
- FA = 0,8 × 10 mbar/(l/s) = 8 mbar/(l/s)
- Bei Anwendung der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der Kompensationsgrad iterativ in der Weise eines Reglers so angepasst wird, dass der oben beschriebende Drucksollwert PSsoll zielgenau oder im Mittel über mehrere Atemzyklen erreicht wird. Dies kann z. B. dadurch geschehen, dass ein neuer oder nächster Kompensationsgrad nach einem oder mehreren Atemzyklen gemäß der Formel:
PPSpneu = PPSp + (PSsoll – <PS>)/VPPS - Die Verstärkung kann z. B. linear vom Verhältnis der Änderungen abhängig sein: VPPS = Δ<PS>/ΔPPSp. Alternativ kann die Verstärkung z. B. aus einem exponenziellen Zusammenhang bestimmt werden:
VPPS = Δ〈PS〉/(ekΔPPSp – 1) - Sollwertunterstützungsdruck:
-
-
PSsoll = 15 mbar - Istwertunterstützungsdruck:
-
-
<PS> = 13 mbar bei PPSp 0,60. - Vorhergehender Unterstützungsdruck:
-
-
<PS>alt = 11 mbar bei PPSp 0,50. - Annahme: lineare Abhängigkeit zur Ermittlung von VPPS
-
-
VPPS = (13 mbar – 11 mbar)/(0,60 – 0,50) = 20 mbar -
PPSPneu = PPSp + (PSsoll – <PS>)/VPPS = 0,60 + 0,10 = 0,70 - Diese Berechnung entspricht einem Deadbeat-Regler. Sinnvoll ist auch die Umsetzung eines ”Half-Deadbeat-Reglers”, bei dem PPSp nur entsprechend der Hälte oder einem anderen Anteil von der Regelabweichung verändert wird – hier also PPSpneu = 0,65.
- Der Wert PPSpneu wird nach Ablauf eines oder mehrerer Atemzyklen neu berechnet und dann bis zur Neuberechnung konstant gehalten.
- VPPS ist abhängig von der aktuellen Lungenmechanik und der aktuellen Spontanatmungsbemühung. Für die Berechnung der aktuellen Verstärkung wird auch bei einer Begrenzung des Unterstützungsdruckes der unbegrenzte (berechnete) Wert verwendet. Da in diesem Fall keine weitere Unterstützung erfolgt, erhält man kleinere Werte für VPPS. In der Konsequenz führt das zu einer schnelleren Absenkung von PPSp.
- Die Veränderung von PPSp, d. h. die Berechnung von PPSpneu und die Übernahme dieses neuen Wertes als den aktuellen Wert für PPSp, kann über jedem Atemzug, aber auch über mehrere Atemzüge hinweg erfolgen, genauso wie die PPSp-Verstärkung aus einem Atemzug oder gemittelt über mehrere Atemzüge bestimmt werden kann. Da zu Beginn die Verstärkung VPPS unbestimmt ist, muss mit einem sinnvollen Startwert für PPSp im ersten Schritt begonnen werden (z. B. PPSp = 0,50) und im zweiten Schritt eine Änderung in fester Größe (z. B. 0,10) mit dem richtigen Vorzeichen verwendet werden.
- Für den Fall, dass keine Messwerte für die Lungenmechanik zur Verfügung stehen, werden bei einem Patienten, der als „obstruktiv” eingeschätzt wird, folgende Startwerte angenommen:
Emess = 12,5 mbar/l, Rmess = 15 mbar/(l/s) PPSp = 0,50 - Abweichungen von der idealen Lungenmechanik:
-
-
ΔE = 0 -
ΔR = 12 mbar/(l/s) - Resultierende Unterstützungsfaktoren:
-
-
VA = 0 -
FA = 0,5 × 12 mbar/(l/s) = 6 mbar/(l/s) - Bei einem Patienten mit einer normalen Lungenmechanik, aber zu geringem Atemantrieb würde die durch den Regler bewirkte Anpassung von PPSp zu einer Überkompensation (”Runaway”) führen. Aus diesem Grund wird der Unterstützungsdruckverlauf auf einen in Bezug zum Soll-Unterstützungsdruck stehenden Druckwert begrenzt und damit in diesem Grenzfall ein Verhalten des Beatmungsgerätes wie bei klassischer assistierter Beatmung realisiert. Der Druckbegrenzungswert kann z. B. proportional zum Soll-Unterstützungsdruck oder additiv dazu gewählt werden.
- Zur Möglichkeit der Messung von Elastance E und Resistance R wird z. B. auf die anhängige Anmeldung
EP 07005690 - Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnungen näher. erläutert, in denen:
-
1 eine beispielhafte Tabelle und entsprechende Grafik für die vorbestimmte standardmäßige oder typische Abhängigkeit jeweils der Elastance und Resistance von der Zeitkonstanten zeigt, und -
2 ein Blockdiagramm für einen Regelkreis illustriert, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung des Beatmungssystems durchgeführt werden kann. -
1 zeigt in einem Ausführungsbeispiel eine Tabelle, in der die linke Spalte den Bereich der physiologisch sinnvollen Zeitkonstanten und die mittlere und rechte Spalte die vorbestimmten (z. B. empirischen) standardmäßigen Abhängigkeiten jeweils der Elastance und Resistance von der Zeitkonstanten zeigen. Der Bereich der sinnvollen Zeitkonstanten ist gemäß der vorbestimmten standardmäßigen Abhängigkeiten in drei Intervalle aufgeteilt. Für τ < 0.2 s wird eine ideale Resistance (Rmess = 3 mbar/(l/s)) und für τ > 0.65 s eine ideale Elastance (Emess = 12,5 mbar/(l/s)) angenommen. Für das zwischen diesen Grenzen liegende Intervall wird die Resistance linear interpoliert. Das Ausführungsbeispiel liefert damit für jede Zeitkonstante einen entsprechenden angenommenen Wert der Resistance und der Elastance. Die Grafik visualisiert die in der Tabelle gewählte Abhängigkeit zwischen Resistance und Elastance von der Zeitkonstanten. Umgekehrt macht1 deutlich, dass aus einer vorab bestimmen Abhängkeit von Elastance und Resistance wie in1 dargestellt, eine Bestimmung der Zeitkonstanten τ es ermöglicht, durch Umkehrung der graphisch dargestellten Funktionen Werte Emess und Rmess zu erhalten. -
2 illustriert einen Regelkreis zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung eines Beatmungssystems basierend auf einer Steuereinheit5 und einer Ventilatoreinheit7 . In diesem Ausführungsbeispiel ist in der Steuereinheit5 ein Expertensystem6 enthalten. Das Expertensystem liefert auf Grundlage von Messwerten des endtidalen CO2-Wertes, des Tidalvolumens VT und der Atemfrequenz f, die eine Ventilatorsteuereinrichtung3 liefert, einen Sollwert für den Unterstützungsdruck PSsoll. - Die in der Steuereinheit befindliche Reglereinheit
1 liefert aus dem aktuellen repräsentativen Unterstützungsdruck <PS> und dem Soll-Unterstützungsdrucks PSsoll einen neuen Wert für den Kompensationsgrad PPSpneu. Hierzu wird die Regelabweichung <PS> – PSsoll durch den Verstärkungsfaktor Vpps dividiert und als Inkrement dem alten Wert des PPSp aufaddiert. In der Recheneinheit2 werden aus PPSpneu, den angenommenen oder gemessenen Parametern der Lungenmechanik (Rmess, Emess) sowie den entsprechenden Idealwerten (Rideal, Eideal) die aktuelle Flow-Unterstützung FA und die Volumenunterstützung VA berechnet. Die an die Patientenlunge4 angeschlossene Ventilatorsteuereinrichtung3 arbeitet im Beatmungsmodus ”PPS” bzw. ”PAV” und verwendet die berechneten Werte für FA und VA sowie des gemessenen Volumenstroms Flow(t) und des Atemvolumens V(t), um daraus den aktuellen Wert des Unterstützungsdruckes gemäß PS(t) = VA·V(t) + FA·Flow(t) zu berechnen. Nach Maßgabe dieses Unterstützungsdruckes PS(t) wird dann die Ventilatoreinheit7 eingestellt, um diesen Unterstützungsdruck zu dem Patienten4 zu liefern. - Dafür ist eine für Intensivbeatmungsgeräte übliche Messung des Flows in die Patientenlunge
4 notwendig. Die tatsächlichen atemmechanischen Eigenschaften der Patientenlunge werden durch die Parameter Areal und Ereal beschrieben. Der Muskeldruck der Atemmuskulatur Pmus reflektiert die Atemanstrengungen des Patienten, auf die das Beatmungsgerät vermittels der Flow-Messung durch Druckunterstützung reagiert.
Claims (31)
- Verfahren zum automatischen Steuern eines Beatmungssystems mit einer Ventilatoreinheit (
7 ), die von einer Steuereinheit (5 ) gesteuert wird, um einen von der Steuereinheit vorgegebene Unterstützungsdruck zu liefern, wobei die momentanen Werte des Atemvolumenstroms Flow(t) und die des Volumens V(t) in der Steuereinheit erfasst werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5 ) weiter dazu vorbereitet ist, ein proportional unterstützendes Ventilationsverfahren (PAV: Proportional Assist Ventilation) durchzuführen, indem von der Steuereinheit ein Faktor für einen Kompensationsgrad (PPSp) gewählt wird und die Parameter für die Volumenunterstützung (VA) und die Flow-Unterstützung (FA) bestimmt werden durch:VA = PPSp·ΔE FA = PPSp·ΔR, 7 ) so eingestellt wird, um diesen Unterstützungsdruck zu liefern. - Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein Wert für den durch das Beatmungssystem zu liefernden Soll-Unterstützungsdruck PSsoll an einer Benutzerschnittstelle der Steuereinheit (
5 ) eingegeben oder dieser von einem in der Steuereinheit (5 ) implementierten Expertensystem (6 ) nach vorgegebenen Abhängigkeiten auf Grundlage von Messwerten für das Tidalvolumen, die Atemfrequenz und die endtidale CO2-Konzentration (etCO2) bestimmt wird, wobei die Steuereinheit (5 ) dazu vorbereitet ist, auf Grundlage einer implementierten Reglerfunktion (1 ) nach Ablauf wenigstens eines Atemzyklus einen neuen Wert für den Kompensationsgrad PPSpneu aus dem bisherigen Wert PPSp und dem Sollwert PSsoll in der Weise zu bestimmen, dass ein repräsentativer Unterstützungsdruck <PS>, welcher als zeitlicher Mittelwert, als gewichtetes Mittel, als Median oder als Maximalwert des zeitlichen Verlaufs von PS(t) während der Inspiration über einen Atemzyklus oder mehrere Atemzyklen bestimmt wird, innerhalb mehrerer Atemzyklen den Wert PSsoll zielgenau oder im Mittel über mehrere Atemzyklen erreicht. - Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein Wert für den durch das Beatmungssystem zu liefernden Soll-Unterstützungsdruck PSsoll an einer Benutzerschnittstelle der Steuereinheit (
5 ) eingegeben oder dieser von einem in der Steuereinheit implementierten Expertensystem (6 ) nach vorgegebenen Abhängigkeiten auf Grundlage von Messwerten für das Tidalvolumen, die Atemfrequenz und die endtidale CO2-Konzentration (etCO2) bestimmt wird, wobei die Steuereinheit (5 ) dazu vorbereitet ist, einen repräsentativen Unterstützungsdruck <PS> zu berechnen, der als zeitlicher Mittelwert, als gewichtetes Mittel, als Median oder als Maximalwert des zeitlichen Verlaufs von PS(t) während der Inspiration über einen Atemzyklus oder mehrere Atemzyklen bestimmt wird, und einen neuen Wert für den Kompensationsgrad PPSpneu aus dem bisherigen Wert PPSp gemäß PPSpneu = PPSp + (PSsoll – <PS>)/VPPS zu bestimmen, wobei die Verstärkung VPPS ein Maß für die Änderung des repräsentativen Unterstützungsdrucks <PS> in Relation zur Änderung von PPSp ist, das über einen Atemzyklus oder mehrere aufeinanderfolgende Atemzyklen bestimmt wird: - Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Steuereinheit (
5 ) weiter dazu vorbereitet ist, den Wert für die Verstärkung VPPS als das Verhältnis der Änderung des repräsentativen Unterstützungsdruckes <PS> zu der Änderung des Parameters PPSp über einen oder mehrere aufeinanderfolgende Atemzyklen zu bestimmen gemäß der Formel: VPPS = Δ<PS>/ΔPPSp. - Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Steuereinheit (
5 ) weiter dazu vorbereitet ist, den Wert für die Verstärkung VPPS als das Verhältnis der Änderung des repräsentativen Unterstützungsdruckes <PS> zu der Änderung des Parameters PPSp über einen oder mehrere aufeinanderfolgende Atemzyklen zu bestimmen gemäß der Formel: VPPS = Δ〈PS〉/(ekΔPPSp – 1). - Verfahren nach Anspruch 1, bei dem für die ideale Elastance Eideal ein Wert aus dem Bereich von 0 bis 15 mbar/l und für die ideale Resistance Rideal ein Wert von 0 bis 5 mbar/(l/s) angenommen wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Atemwegsdruck paw(t) gemessen wird und die Steuereinheit dazu vorbereitet ist, auf Grundlage der Messwerte für Atemwegsdruck paw(t) und Atemvolumenstrom Flow(t) die Resistance Rmess und Elastance Emess zu berechnen.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Werte für die Resistance Rmess und Elastance Emess des Patienten als numerische Werte an der Benutzerschnittstelle eingegeben werden.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Paare von Werten für die Resistance Rmess und Elastance Emess an der Benutzerschnittstelle mittels eines Wahlschalters aus einer Mehrzahl von vorgegebenen typisierten Wertepaaren ausgewählt werden können.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit dazu vorbereitet ist, basierend auf einer Ermittlung der Zeitkonstanten der Atemmechanik τRegress und vorbestimmten und gespeicherten standardmäßigen Abhängigkeiten jeweils der Resistance und der Elastance von der Zeitkonstanten automatisch Werte für die Resistance Rvor und Elastance Evor des Patienten vorzuschlagen, wobei die Zeitkonstante τRegress mittels linearer Regression der Flow-Volumenkurve in einer passiven Ausatemphase gewonnenen wird.
- Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmten und gespeicherten standardmäßigen Abhängigkeiten vorsehen, den Bereich physiologisch sinnvoller Zeitkonstanten in drei Intervalle aufzuteilen, wobei zwei Intervallgrenzen τ1 und τ2 mit τ1 < τ2 definiert werden und für τRegress < τ1 eine ideale Resistance und für τRegress > τ2 eine ideale Elastance angenommen und für das zwischen diesen Grenzen liegende Intervall die Resistance linear interpoliert wird.
- Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Werte für die Resistance Rmess und Elastance Emess des Patienten den entsprechenden vorgeschlagenen Werten für die Resistance Rvor und Elastance Evor gleichgesetzt werden.
- Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wenn abhängig von einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (
5 ) dazu vorbereitet ist, die vorgeschlagenen Werte für Resistance Rvor und Elastance Evor mit den in den Ansprüchen 7 bis 9 angenommenen oder bestimmten Werten für Resistance Rmess und Elastance Emess zu vergleichen und eine Anzeige zu liefern, wenn die Abweichungen zwischen Rvor und Rmess oder zwischen Evor und Emess eine vorgegebene Schwelle übersteigen. - Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (
5 ) dazu vorbereitet ist, aus den angenommenen oder bestimmten Werten für Resistance Rmess und Elastance Emess das Verhältnis Rmess/Emess zu bestimmen und dieses Maß für die Zeitkonstante τR/E = Rmess/Emess mit dem aus einer linearen Regression der Flow-Volumenkurve in einer passiven Ausatemphase gewonnenen Maß für die Zeitkonstante τRegress zu vergleichen und eine Anzeige zu liefern, wenn die Abweichung zwischen τR/E und τRegress eine vorgegebene Schwelle übersteigt. - Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Benutzerschnittstelle der Steuereinheit (
5 ) eine Rampenzeitkonstante eingegeben wird, die einen Minimalwert der Zeitdauer des Druckanstiegs zu Beginn der Inspiration festlegt. - Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterstützungsdruck PS(t) auf einen in Bezug zum Soll-Unterstützungsdruck PSsoll stehenden Druckbegrenzungswert begrenzt wird.
- Verfahren nach Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbegrenzungswert proportional zum Soll-Unterstützungsdruck PSsoll oder additiv dazu gewählt wird.
- Beatmungssystem zur automatisch gesteuerten Beatmung, das über eine Ventilatoreinheit (
7 ) zur Lieferung eines Unterstützungsdruckes und eine Steuereinheit (5 ) verfügt, welche die momentanen Werte des Atemvolumenstroms Flow(t) und die des Volumens V(t) erfasst und welche zur Aufnahme und Speicherung angenommener oder gemessener Werte für die Resistance Rmess und Elastance Emess des Patienten sowie für die ideale Resistance Rideal und Elastance Eideal eingerichtet ist, wobei die Steuereinheit (5 ) weiter dazu vorbereitet ist, ein proportional unterstützendes Ventilationsverfahren (PAV: Proportional Assist Ventilation) durchzuführen, indem ein Faktor für einen Kompensationsgrad PPSp in der Steuereinheit gewählt wird und die Parameter für die Volumenunterstützung (VA) und die Flow-Unterstützung (FA) von der Steuereinheit bestimmt werden gemäß:VA = PPSp·ΔE FA = PPSp·ΔR 7 ) zur Lieferung dieses Unterstützungsdruckes einzustellen. - Beatmungssystem nach Anspruch 18, mit einer Benutzerschnittstelle, über die ein Wert für den durch das Beatmungssystem zu liefernden Soll-Unterstützungsdruck PSsoll in die Steuereinheit (
5 ) eingebbar ist, oder mit einem in der Steuereinheit (5 ) implementierten Expertensystem (6 ), das dazu vorbereitet ist, nach vorgegebenen Abhängigkeiten auf Grundlage von Messwerten für das Tidalvolumen, die Atemfrequenz und die endtidale CO2-Konzentration (etCO2) den Soll-Unterstützungsdruck PSsoll zu bestimmen, wobei die Steuereinheit weiter dazu vorbereitet ist, auf Grundlage einer implementierten Reglerfunktion (1 ) nach Ablauf wenigstens eines Atemzyklus einen neuen Wert für den Kompensationsgrad PPSpneu aus dem bisherigen Wert PPSp und dem Sollwert PSsoll in der Weise zu bestimmen, dass ein repräsentativer Unterstützungsdruck <PS>, welcher als zeitlicher Mittelwert, als gewichtetes Mittel, als Median oder als Maximalwert des zeitlichen Verlaufs von PS(t) während der Inspiration über einen Atemzyklus oder mehrere Atemzyklen bestimmt wird, innerhalb mehrerer Atemzyklen den Wert PSsoll zielgenau oder im Mittel über mehrere Atemzyklen erreicht. - Beatmungssystem nach Anspruch 18, mit einer Benutzerschnittstelle, durch die ein Wert für das durch das Beatmungssystem zu liefernden Soll-Unterstützungsdruck PSsoll in die Steuereinheit (
5 ) eingebbar ist, oder mit einem in der Steuereinheit (59 ) implementierten Expertensystem (6 ), das dazu vorbereitet ist, nach vorgegebenen Abhängigkeiten auf Grundlage von Messwerten für das Tidalvolumen, die Atemfrequenz und die endtitale CO2-Konzentration (etCO2) den Soll-Unterstützungsdruck PSsoll zu bestimmen, wobei die Steuereinheit (5 ) dazu vorbereitet ist, einen repräsentativen Unterstützungsdruck <PS> zu berechnen, der als zeitlicher Mittelwert, als gewichtetes Mittel, als Median oder als Maximalwert des zeitlichen Verlaufs von PS(t) während der Inspiration über einen Atemzyklus oder mehrere Atemzyklen bestimmt wird, und einen neuen Wert für den Kompensationsgrad PPSpneu aus dem bisherigen Wert PPSp gemäß PPSpneu = PPSp + (PSsoll – <PS>)/VPPS zu bestimmen, wobei die Verstärkung VPPS ein Maß für die Änderung des repräsentativen Unterstützungsdrucks <PS> in Relation zur Änderung von PPSp ist, das über einen Atemzyklus oder mehrere aufeinanderfolgende Atemzyklen bestimmt wird. - Beatmungssystem nach Anspruch 20, bei dem die Steuereinheit (
5 ) weiter dazu vorbereitet ist, den Wert für die Verstärkung VPPS als das, Verhältnis der Änderung des repräsentativen Unterstützungsdruckes <PS> zu der Änderung des Parameters PPSp über einen oder mehrere aufeinanderfolgende Atemzyklen zu bestimmen gemäß der Formel: VPPS = Δ<PS>/ΔPPSp. - Beatmungssystem nach Anspruch 20, bei dem die Steuereinheit (
5 ) weiter dazu vorbereitet ist, den Wert für die Verstärkung VPPS als das Verhältnis der Änderung des repräsentativen Unterstützungsdruckes <PS> zu der Änderung des Parameters PPSp über einen oder mehrere aufeinanderfolgende Atemzyklen gemäß der Formel VPPS = Δ〈PS〉/(ekΔPPSp – 1) zu bestimmen. - Beatmungssystem nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen zum Messen des Atemwegdruckes Paw(t) vorgesehen sind und die Steuereinheit dazu vorbereitet ist, auf Grundlage der Messwerte für Atemwegsdruck paw(t) und Atemvolumenstrom Flow(t) die Resistance Rmess und Elastance Emess zu berechnen.
- Beatmungssystem nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wahlschalter vorgesehen ist, mit dem die Werte für die Resistance Rmess und Elastance Emess aus einer Mehrzahl von vorgegebenen typisierten Kombinationen von Werten für Emess und Rmess ausgewählt werden können.
- Beatmungssystem nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit dazu vorbereitet ist, basierend auf einer Ermittlung der Zeitkonstanten der Atemmechanik τRegress und vorbestimmten und gespeicherten standardmäßigen Abhängigkeiten jeweils der Elastance und Resistance von der Zeitkonstanten automatisch Werte für die Resistance Rvor und Elastance Evor des Patienten vorzuschlagen, wobei die Zeitkonstante τRegress mittels linearer Regression der Flow-Volumenkurve in einer passiven Ausatemphase gewonnenen wird.
- Beatmungssystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit so vorbereitet ist, dass die vorbestimmten und gespeicherten standardmäßigen Abhängigkeiten jeweils der Elastance und Resistance von der Zeitkonstanten vorsehen, den Bereich physiologisch sinnvoller Zeitkonstanten in drei Intervalle aufzuteilen, wobei zwei Intervallgrenzen τ1 und τ2 mit τ1 < τ2 definiert werden und für τRegress < τ1 eine ideale Resistance und für τRegress > τ2 eine ideale Elastance angenommen und für das zwischen diesen Grenzen liegende Intervall die Resistance linear interpoliert wird.
- Beatmungssystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit so vorbereitet ist, dass die Werte für die Resistance Rmess und Elastance Emess des Patienten den entsprechenden vorgeschlagenen Werten für die Resistance Rvor und Elastance Evor gleichgesetzt werden.
- Beatmungssystem nach Anspruch 25 oder 26, wenn abhängig von Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (
5 ) dazu vorbereitet ist, die vorgeschlagenen Werte für Resistance Rvor und Elastance Evor mit den gemäß Anspruch 23 oder 24 angenommenen oder bestimmten Werten für Resistance Rmess und Elastance Emess zu vergleichen und eine Anzeige zu liefern, wenn die Abweichungen zwischen Rvor und Rmess oder zwischen Evor und Emess eine vorgegebene Schwelle übersteigen. - Beatmungssystem nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (
5 ) dazu vorbereitet ist, aus den angenommenen oder bestimmten Werten für Resistance Rmess und Elastance Emess das Verhältnis Rmess/Emess zu bestimmen und dieses Maß für die Zeitkonstante τR/E = Rmess/Emess mit dem aus einer linearen Regression der Flow-Volumenkurve in einer passiven Ausatemphase gewonnenen Maß für die Zeitkonstante τRegress zu vergleichen und eine Anzeige zu liefern, wenn die Abweichung zwischen τR/E und τRegress eine vorgegebene Schwelle übersteigt. - Beatmungssystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (
5 ) über eine Benutzerschnittstelle verfügt, die die Eingabe einer Rampenzeitkonstanten erlaubt, die einen Minimalwert der Zeitdauer des Druckanstiegs zu Beginn der Inspiration festlegt. - Beatmungssystem nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (
5 ) über die Möglichkeit verfügt, den Unterstützungsdruck PS(t) auf einen in Bezug zum Soll-Unterstützungsdruck PSsoll stehenden Druckwert zu begrenzen.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102007052897A DE102007052897B4 (de) | 2007-11-07 | 2007-11-07 | Verfahren zum automatischen Steuern eines Beatmungssystems sowie zugehöriges Beatmungssystem |
SE0801401A SE533190C2 (sv) | 2007-11-07 | 2008-06-16 | Förfarande för automatisk styrning av ett respiratorsystem, samt tillhörande respiratorsystem |
US12/264,980 US8950399B2 (en) | 2007-11-07 | 2008-11-05 | Method for automatically controlling a ventilation or breathing system as well as a corresponding ventilation or breathing system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102007052897A DE102007052897B4 (de) | 2007-11-07 | 2007-11-07 | Verfahren zum automatischen Steuern eines Beatmungssystems sowie zugehöriges Beatmungssystem |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102007052897A1 DE102007052897A1 (de) | 2009-05-20 |
DE102007052897B4 true DE102007052897B4 (de) | 2013-02-21 |
Family
ID=40560540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102007052897A Active DE102007052897B4 (de) | 2007-11-07 | 2007-11-07 | Verfahren zum automatischen Steuern eines Beatmungssystems sowie zugehöriges Beatmungssystem |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8950399B2 (de) |
DE (1) | DE102007052897B4 (de) |
SE (1) | SE533190C2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015015296A1 (de) | 2015-11-30 | 2017-06-01 | Drägerwerk AG & Co. KGaA | Vorrichtung und Verfahren zum Bereitstellen von Datensignalen indizierend Muskelaktivitäten, welche für inspiratorische sowie exspiratorische Atemanstrengungen eines Patienten relevant sind |
DE102022101848A1 (de) | 2021-06-18 | 2022-12-22 | Drägerwerk AG & Co. KGaA | Vorrichtung, Verfahren und Computerprogramm zum Ermitteln eines Patienten-Anteils |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8695591B2 (en) | 2010-05-26 | 2014-04-15 | Lloyd Verner Olson | Apparatus and method of monitoring and responding to respiratory depression |
US8783250B2 (en) | 2011-02-27 | 2014-07-22 | Covidien Lp | Methods and systems for transitory ventilation support |
US8776792B2 (en) | 2011-04-29 | 2014-07-15 | Covidien Lp | Methods and systems for volume-targeted minimum pressure-control ventilation |
US9993604B2 (en) | 2012-04-27 | 2018-06-12 | Covidien Lp | Methods and systems for an optimized proportional assist ventilation |
US9375542B2 (en) | 2012-11-08 | 2016-06-28 | Covidien Lp | Systems and methods for monitoring, managing, and/or preventing fatigue during ventilation |
US9358355B2 (en) | 2013-03-11 | 2016-06-07 | Covidien Lp | Methods and systems for managing a patient move |
US10960162B2 (en) * | 2015-12-31 | 2021-03-30 | Unity Health Toronto | Device and method for controlling ventilatory assist |
DE102016206442A1 (de) * | 2016-04-15 | 2017-10-19 | Hamilton Medical Ag | Beatmungsgerät mit verbesserter Synchronität beim Übergang von exspiratorischem zu inspiratorischem Betrieb |
US10668239B2 (en) | 2017-11-14 | 2020-06-02 | Covidien Lp | Systems and methods for drive pressure spontaneous ventilation |
US11517691B2 (en) | 2018-09-07 | 2022-12-06 | Covidien Lp | Methods and systems for high pressure controlled ventilation |
US11324954B2 (en) | 2019-06-28 | 2022-05-10 | Covidien Lp | Achieving smooth breathing by modified bilateral phrenic nerve pacing |
DE102020133460A1 (de) | 2020-01-07 | 2021-07-08 | Drägerwerk AG & Co. KGaA | Verfahren und Signalverarbeitungseinheit zur Ermittlung eines pneumatischen Maßes unter Verwendung eines lungenmechanischen Modells und eines Verlaufsmodells |
CN113769217B (zh) * | 2021-09-17 | 2023-07-07 | 北华大学 | 一种呼吸系统潮气量控制方法、装置及设备 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB8704104D0 (en) * | 1987-02-21 | 1987-03-25 | Manitoba University Of | Respiratory system load apparatus |
US5632269A (en) * | 1989-09-22 | 1997-05-27 | Respironics Inc. | Breathing gas delivery method and apparatus |
GB9103419D0 (en) * | 1991-02-19 | 1991-04-03 | Univ Manitoba | Piston-based ventilator design and operation |
US5535738A (en) * | 1994-06-03 | 1996-07-16 | Respironics, Inc. | Method and apparatus for providing proportional positive airway pressure to treat sleep disordered breathing |
US5884622A (en) * | 1996-12-20 | 1999-03-23 | University Of Manitoba | Automatic determination of passive elastic and resistive properties of the respiratory system during assisted mechanical ventilation |
AUPP366398A0 (en) * | 1998-05-22 | 1998-06-18 | Resmed Limited | Ventilatory assistance for treatment of cardiac failure and cheyne-stokes breathing |
EP1586344B1 (de) * | 1999-06-30 | 2010-10-06 | University of Florida Research Foundation, Inc. | Überwachungssystem für Ventilator |
US6758216B1 (en) * | 1999-09-15 | 2004-07-06 | Resmed Limited | Ventilatory assistance using an external effort sensor |
US6439229B1 (en) * | 2000-08-08 | 2002-08-27 | Newport Medical Instruments, Inc. | Pressure support ventilation control system and method |
WO2004002561A2 (en) * | 2002-06-27 | 2004-01-08 | Yrt Limited | Method and device for monitoring and improving patient-ventilator interaction |
US7819815B2 (en) * | 2003-03-14 | 2010-10-26 | Yrt Limited | Synchrony between end of ventilator cycles and end of patient efforts during assisted ventilation |
US20070151563A1 (en) * | 2005-12-23 | 2007-07-05 | Kenji Ozaki | Apparatus and method for controlling gas-delivery mechanism for use in respiratory ventilators |
US20070272241A1 (en) * | 2006-05-12 | 2007-11-29 | Sanborn Warren G | System and Method for Scheduling Pause Maneuvers Used for Estimating Elastance and/or Resistance During Breathing |
CN101484202B (zh) * | 2006-05-12 | 2013-12-04 | Yrt有限公司 | 产生反映患者在供氧支持下呼吸工作的信号的方法和装置 |
EP1972274B1 (de) | 2007-03-20 | 2015-12-30 | Drägerwerk AG & Co. KGaA | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Widerstandes des Atmungssystems eines Patienten |
-
2007
- 2007-11-07 DE DE102007052897A patent/DE102007052897B4/de active Active
-
2008
- 2008-06-16 SE SE0801401A patent/SE533190C2/sv unknown
- 2008-11-05 US US12/264,980 patent/US8950399B2/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
N. Ambrosino, A. Rossi: Proportional assist ventilation. Thorax, 2002, 272. Google [online]. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015015296A1 (de) | 2015-11-30 | 2017-06-01 | Drägerwerk AG & Co. KGaA | Vorrichtung und Verfahren zum Bereitstellen von Datensignalen indizierend Muskelaktivitäten, welche für inspiratorische sowie exspiratorische Atemanstrengungen eines Patienten relevant sind |
WO2017092852A1 (de) | 2015-11-30 | 2017-06-08 | Drägerwerk AG & Co. KGaA | Vorrichtung und verfahren zum bereitstellen von datensignalen indizierend muskelaktivitäten, welche für inspiratorische sowie exspiratorische atemanstrengungen eines patienten relevant sind |
US11202605B2 (en) | 2015-11-30 | 2021-12-21 | Drägerwerk AG & Co. KGaA | Device and process for providing data signals indicating muscle activities that are relevant for inspiratory as well as expiratory breathing efforts of a patient |
DE102022101848A1 (de) | 2021-06-18 | 2022-12-22 | Drägerwerk AG & Co. KGaA | Vorrichtung, Verfahren und Computerprogramm zum Ermitteln eines Patienten-Anteils |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE533190C2 (sv) | 2010-07-20 |
SE0801401L (sv) | 2009-05-08 |
US20090114224A1 (en) | 2009-05-07 |
DE102007052897A1 (de) | 2009-05-20 |
US8950399B2 (en) | 2015-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102007052897B4 (de) | Verfahren zum automatischen Steuern eines Beatmungssystems sowie zugehöriges Beatmungssystem | |
DE3123678C2 (de) | Vorrichtung zur Steuerung eines Lungenventilators | |
DE102004006396B4 (de) | Vorrichtung zur Beatmung sowie Verfahren zur Steuerung eines Beatmungsgerätes | |
DE3306607C2 (de) | Beatmungsgerät | |
DE60109474T2 (de) | Beatmungsvorrichtung | |
DE60224964T2 (de) | Beatmungsgerät zur Verwendung in der Untersuchung der Atmungsmechanik eines respiratorischen Systems | |
DE60037636T2 (de) | Verfahren zur Beurteilung von pulmonarem Stress und eine Atmungsvorrichtung | |
DE69721837T2 (de) | An die Bedürfnisse des Patienten angepasste künstliche Beatmung | |
DE102006052572B3 (de) | Verfahren und Beatmungseinrichtung zur druckunterstützten Spontanatmung | |
DE69636501T2 (de) | Einrichtung zur messung von mindestens zwei pneumatischen lungenparametern und messverfahren dazu | |
DE102009023965A1 (de) | Beatmungsvorrichtung mit einer selbsttätig gesteuerten druckunterstützenden Beatmung | |
EP3383467B1 (de) | Anästhesiebeatmungsvorrichtung zur automatisierten beatmung eines patienten | |
EP3423136B1 (de) | Vorrichtung zur beatmung eines patienten | |
EP3383466B1 (de) | Anästhesiebeatmungsvorrichtung zur automatisierten beatmung sowie zur detektion eines betriebszustandes hinsichtlich der automatisierten beatmung | |
EP2923720B1 (de) | Vorrichtung zur therapie periodischer atmung | |
DE102014107980A1 (de) | Beatmungssystem mit maschineller Beatmung und extrakorporalem Blutgasaustausch | |
EP3383462A1 (de) | Beatmungsvorrichtung und verfahren zur automatisierten beatmung eines patienten | |
DE102008003237B4 (de) | Vorrichtung zur Steuerung der Sedierungstiefe eines maschinell beatmeten Patienten | |
DE2505670B2 (de) | Beatmungssystem | |
DE102018003026A1 (de) | Beatmungsvorrichtung mit einem Sicherheitsventil | |
EP3964253B1 (de) | Computerprogramm und vorrichtung zur automatischen festlegung der sollfrequenz eines beatmungsgeräts | |
EP3115075B1 (de) | Vorrichtung zur veränderung des atemgas-druckes in abhängigkeit von einem mass der herzleistung | |
DE102015203455A1 (de) | Beatmungsvorrichtung | |
DE102018003027A1 (de) | Beatmungsvorrichtung | |
DE102022101845A1 (de) | Beatmungsvorrichtung, Verfahren, Computerprogramm und Vorrichtung zum Ermitteln eines Maßes für einen intrinsischen endexspiratorischen Druck |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DRAEGER MEDICAL GMBH, 23558 LUEBECK, DE |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: DRAEGERWERK AG & CO. KGAA, DE Free format text: FORMER OWNER: DRAEGER MEDICAL AG & CO. KG, 23558 LUEBECK, DE Effective date: 20110201 Owner name: DRAEGER MEDICAL GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: DRAEGER MEDICAL AG & CO. KG, 23558 LUEBECK, DE Effective date: 20110201 |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20130522 |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: DRAEGERWERK AG & CO. KGAA, DE Free format text: FORMER OWNER: DRAEGER MEDICAL GMBH, 23558 LUEBECK, DE |
|
R084 | Declaration of willingness to licence |