DE102008008823A1 - Einstellung mechanischer Zwangsbeatmungsparameter basierend auf der Patientenphysiologie - Google Patents

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Michael Paul Sun Prairie Mitton
Robert Q. Middelton Tham
Gary J. Madison Choncholas
Jaron M. Madison Acker
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Abstract

Ein Verfahren zur Einstellung einer Einatmungszeit in einer gesteuerten mechanischen Ventilation verändert Einatmungszeiten eines Objektes (12), bestimmt wenigstens entweder endtidale Gaskonzentrationen oder Gasmengen, die durch das Objekt (12) pro Atemzug ausgeatmet werden, oder beide, in Zusammenhang mit den Einatmungszeiten, stellt einen stabilen Zustand wenigstens der Gaskonzentrationen oder der Gasmengen oder von beiden her und bestimmt eine optimale Einatmungszeit auf der Basis einer Abweichung gegenüber dem stabilen Zustand. Eine Vorrichtung zur Verwendung bei einer gesteuerten mechanischen Ventilation weist Mittel hierfür auf.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Allgemein beziehen sich die erfindungsgemäßen Einrichtungen auf die Atmungsvorsorge und spezifischer auf Verbesserungen bei der Steuerung einer mandatorischen mechanischen Ventilation (mechanischen Zwangsbeatmung).
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Sind Patienten medizinisch nicht in der Lage, selbst zu atmen, mechanisch oder forciert, dann können allgemein Beatmungsgeräte das Leben durch Erzielung des erforderlichen Lungengasaustausches für die Patienten aufrechterhalten. Demgemäß enthalten moderne Beatmungsgeräte elektronische und pneumatische Steuersysteme, die den Druck, die Strömungsraten und/oder die Menge von Gasen steuern, die an Patienten, die eine medizinische Atmungsunterstützung benötigen, abgegeben oder aus diesen abgesaugt werden. Häufig enthalten solche Steuersysteme eine Vielfalt von Knöpfen, Einstellscheiben bzw. Skalen, Schaltern und Ähnlichem zum Eingriff durch behandelnde Klinikärzte (im Folgenden Ärzte), die das Atmen des Patienten durch Einstellen des Druckes, der Strömungsraten und/oder der Menge des Lungengas-Austausches des Patienten, wie vorstehend erwähnt, unterstützen, insbesondere wenn sich der Zustand oder Status des Patienten ändert. Selbst heute bleiben jedoch solche Parametereinstellungen, obwohl sie sehr erwünscht sind, zur genauen Steuerung, insbesondere unter Anwendung der derzeitigen Anordnungen und Praktiken, schwierig.
  • Indem nun genauer auf die Ventilation (Beatmung) Bezug genommen wird, stellt diese einen komplexen Prozess zur Zuführung von Sauerstoff in die und zum Entfernen von Kohlendioxid aus den Alveolen in der Lunge des Patienten dar. Wann immer ein Patient beatmet wird, wird dieser Patient somit Teil eines komplexen interaktiven Systems, von dem erwartet wird, dass es die angemessene Ventilation und den angemessenen Gasaustausch für den Patienten fördert, was schließlich zur Stabilisierung, Wiederherstellung und letztendlichen Fähigkeit des Patienten führt, wieder normal und unabhängig zu atmen.
  • Nicht überraschend ist heutzutage eine weite Vielfalt mechanischer Beatmungsgeräte verfügbar. Die meisten gestatten es den sie bedienenden Ärzten, verschiedene Modi der Ventilation entweder einzeln und/oder in verschiedenen Kombinationen miteinander unter Benutzung verschiedener Beatmungsgerät-Einstellungssteuerungen auszuwählen und zu benutzen.
  • Diese mechanischen Ventilationsmodi sind allgemein klassifiziert in eine (1) von zwei (2) breiten Kategorien: a) durch den Patienten ausgelöste bzw. getriggerte Ventilation und b) durch die Maschine ausgelöste bzw. getriggerte Ventilation, wobei die Letztere üblicherweise auch als gesteuerte mechanische Ventilation (CMV, Controlled Mechanical Ventilation) bezeichnet wird. Bei der vom Patienten ausgelösten Ventilation bestimmt der Patient einige oder alle der Zeitvorgaben der Ventilationsparameter, während bei der CMV der bedienende Arzt alle Zeiteinstellungen der Ventilationsparameter bestimmt. Die hierin beschriebenen erfindungsgemäßen Anordnungen sind in besonderem Maße speziell für die CMV relevant.
  • In den letzten Jahren wurden mechanische Beatmungsgerate zunehmend kompliziert und komplex, was zum Großteil auf das in letzter Zeit gewonnene, verbesserte Verständnis der Lungen-Pathophysiologie zurückzuführen ist. Die Technologie spielt auch weiterhin eine entscheidende Rolle. So sind z. B. viele moderne Beatmungsgeräte nun Mikroprozessor basiert und mit Sensoren ausgerüstet, die beim Patienten Druck, Strömungsraten und/oder Volumina von Gasen überwachen und dann als Reaktion darauf automatisch darauf ansprechen. Als ein Resultat macht die Fähigkeit zum genauen Messen und Umwandeln, kombiniert mit der Computer-Technologie, die Wechselwirkung zwischen Ärzten, Beatmungsgeräten und Patienten wirksamer als jemals zuvor.
  • Unglücklicherweise erhöhen die komplizierter werdenden und mehr Optionen bietenden Beatmungsgeräte ebenso die Anzahl und das Risiko potenziell gefährlicher klinischer Entscheidungen. Ärzte sind daher häufig mit teuren komplizierten Maschinen konfrontiert, doch folgen nur wenige klaren, präzisen und/oder konsistenten Leitlinien zu deren maximaler Nutzung. Das Einstellen, Überwachen und Interpretieren von Beatmungsgerätparametern kann sich folglich zu einer empirischen Beurteilung entwickeln, die zu einer weniger als optimalen Behandlung, selbst bei wohlmeinenden Ärzten, führt.
  • Was die Sache weiter verkompliziert, sollte die Unterstützung durch das Beatmungsgerät für die vorliegende Pathophysiologie jedes Patienten individuell eingestellt werden, anstatt für alle Patienten mit potenziell unterschiedlichen Ventilationsbedürfnissen eine verallgemeinerte Herangehensweise zu nutzen.
  • Pragmatisch wird die Gesamtwirksamkeit der unterstützten Ventilation weiter von mechanischen, technischen und physiologischen Faktoren abhängen, wobei die Schnittstelle zwischen Arzt, Beatmungsgerät und Patient weiter unveränderlich eine Schlüsselrolle spielen wird. Es ist daher eine Technologie erforderlich, die diese komplexen Wechselwirkungen entmystifiziert und geeignete Informationen zum effektiven Beatmen von Patienten liefert.
  • Gemäß dem Vorstehenden bleibt es erwünscht, maximal wirksame mechanische Ventilationsparameter bereitzustellen, die insbesondere Ärzte darin unterstützen, geeignete Mengen und Qualitäten der Beatmungsgerät-Unterstützung für Patienten, die an jede bestimmte ventilierte Pathophysiologie des individuellen Patienten angepasst ist, zu erzielen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • In einer Ausführungsform variiert ein Verfahren zum Einstellen der Einatmungszeit bei einer gesteuerten mechanischen Ventilation (Beatmung) Einatmungszeiten eines Patienten bzw. Objektes, bestimmt wenigstens entweder endtidale Gaskonzentrationen oder Gasvolumina, die von dem Objekt pro Atemzugang ausgeatmet werden, oder beide in Zusammenhang mit den Einatmungszeiten, stellt einen stabilen Zustand von entweder den Gaskonzentrationen oder den Gasvolumina oder beidem her und bestimmt eine optimale Einatmungszeit auf der Basis einer Abweichung von dem stabilen Zustand.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist eine Vorrichtung zur Verwendung in einer gesteuerten mechanischen Ventilation Mittel zur Veränderung der Einatmungszeiten eines Patienten bzw. Objektes, Mittel zur Bestimmung von wenigstens entweder endtidalen Gaskonzentrationen oder Gasvolumina, die durch das Objekt pro Atmung ausgeatmet werden, oder beiden in Zusammenhang mit den Einatmungszeiten; Mittel zur Herstellung eines stabilen Zustands von wenigstens entweder den Gaskonzentrationen oder den Gasvolumina oder beiden sowie Mittel zur Bestimmung einer optimalen Einatmungszeit auf der Basis einer Abweichung gegenüber dem stabilen Zustand.
  • KURZE BESCHREIBUNG VERSCHIEDENER ANSICHTEN DER ZEICHNUNG
  • Eine klare Vorstellung über die Vorteile und Merkmale, die die erfindungsgemäßen Einrichtungen ergeben, und verschiedene konstruktions- und funktionsbezogene Aspekte typischer Mechanismen, die durch solche Einrichtungen hervorgebracht werden, erschließen sich leicht aus den folgenden veranschaulichenden, beispielhaften, repräsentativen und/oder in keiner Weise einschränkenden Figuren, die einen integralen Bestandteil dieser Anmeldung bilden und in denen gleiche Bezugszeichen allgemein die gleichen Elemente in den verschiedenen Ansichten bezeichnen und in denen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht eines medizinischen Systems, das ein Beatmungsgerät aufweist, von vorn darstellt;
  • 2 ein Blockdiagramm eines medizinischen Systems veranschaulicht, das einem Patienten eine Beatmungsgerät-Unterstützung bietet;
  • 3 ein Blockdiagramm eines Beatmungsgeräts veranschaulicht, das einem Patienten eine Beatmungsgerät-Unterstützung bietet;
  • 4 ein Ablaufdiagramm mit der Einatmungszeit (TI), Ausatmungszeit (TE) und der natürlichen Ausatmungszeit (TEXH) für einen einzelnen Atemzug eines Patienten zeigt, insbesondere während einer gesteuerten mechanischen Ventilation (CMV);
  • 5 ein Flussdiagramm einer vereinfachten Einrichtung zur Einstellung der Ausatmungszeit (TE) des Patienten auf der Grundlage der natürlichen Ausatmungszeit (TEXH) des Patienten wiedergibt:
  • 6 ein Flussdiagramm einer vereinfachten Einrichtung zur Einstellung der Ausatmungszeit (TE) des Patienten basierend darauf, wann die natürliche Ausatmungsströmung des Patienten aufhört, wiedergibt;
  • 7 ein Flussdiagramm einer vereinfachten Einrichtung zur Einstellung der Ausatmungszeit (TE) des Patienten basierend darauf, wann das Atemzugvolumen (Tidalvolumen) des Patienten endet, wiedergibt;
  • 8 eine Ansprech- bzw. Verlaufskurve mit der verabreichten Einatmungszeit (dTI) und den ausgeatmeten CO2-Niveaus (FETCO2) des Patienten wiedergibt;
  • 9 die Ansprechkurve der verabreichten Einatmungszeit (dTI) nach 8 wiedergibt und dabei graphisch eine Einrichtung zeigt, um die optimale Einatmungszeit (TI-OPTIMAL) des Patienten zu identifizieren, und
  • 10 eine Ansprechkurve der verabreichten Einatmungszeit (dTI) und der ausgeatmeten VCO2-Niveaus des Patienten wiedergibt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VERSCHIEDENER BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Bezug nehmend nun auf die Figuren und insbesondere die 1–3 ist dort ein medizinisches System 10 zur mechanischen Beatmung eines Patienten 12 veranschaulicht. Insbesondere enthält eine Anästhesiemaschine 14 ein Beatmungsgerät 16, wobei das Letztere geeignete Anschlüsse 18, 20, zum Anschluss an einen Einatmungszweig 22 und einen Ausatmungszweig 24 eines Beatmungskreislaufes bzw. einer Beatmungsleistung 26 aufweist, der bzw. die zu dem Patienten 12 führt. Wie im Folgenden näher erläutert, arbeiten das Beatmungsgerät 16 und der Beatmungskreislauf 26 zusammen, um dem Patienten 12 durch den Einatmungszweig 22 Atmungsgase zuzuführen und von dem Patienten 12 ausgeatmete Gase über den Ausatmungszweig 24 zu empfangen.
  • Falls erwünscht, kann das Beatmungsgerät 16 auch mit einem Beutel 28 zur manuellen Versorgung des Patienten 12 versehen sein. Genauer gesagt, kann der Beutel 28 mit Atmungsgasen gefüllt und durch einen (nicht veranschaulichten) Arzt von Hand gequetscht werden, um geeignete Beatmungsgase an den Patienten 12 abzugeben. Die Verwendung dieses Beutels 28 oder "Versorgung des Patienten aus einem Beutel" ist häufig erforderlich und/oder wird von den Ärzten bevorzugt, da sie es ihnen ermöglichen kann, die Zufuhr der Atmungsgase zu dem Patienten 12 manuell und/oder unmittelbar zu steuern. Gleichermaßen wichtig ist, dass der Arzt Bedingungen bei der Atmung und/oder der Lunge 30 des Patienten 12 gemäß dem Tastgefühl des Beutels 28 feststellen und sich dann darauf einstellen kann. Während es schwierig sein mag, diese Rückmeldung genau zu erhalten, wenn der Patient 12 unter Benutzung des Beatmungsgeräts 16 manuell beatmet wird, kann es auch den Arzt ermüden, wenn der Arzt gezwungen ist, den Patienten für eine zulange Zeitdauer aus dem Beutel zu versorgen. Das Beatmungsgerät 16 kann deshalb auch einen Umschalter 32 zum Umschalten und/oder Wechseln zwischen manueller und automatisierter Beatmung aufweisen.
  • In jedem Falle kann das Beatmungsgerät 16 auch an einem Verarbeitungsanschluss 36 für eine nachfolgende Verarbeitung Eingangssignale von Sensoren 34 empfangen, die mit dem Patienten 12 und/oder Beatmungsgerät 16 in Beziehung stehen und die auf einem Monitor 38 angezeigt werden können, der durch das medizinische System 10 und/oder Ähnliches bereitgestellt werden kann. Von den Sensoren 34 empfangene repräsentative Daten können Faktoren umfassen, wie z. B. Einatmungs- bzw. Inspirationszeit (TI), Ausatmungs- bzw. Expirationszeit (TE), natürliche Ausatmungszeitdauer (TEXH), Beatmungsfrequenzen (f), I:E-Verhältnisse, positiver endexpiratorischer Druck (PEEP), Fraktion der inspiratorischen Sauerstoffkonzentration (FIO2), Fraktion der expiratorischen Sauerstoffkonzentration (FEO2), Atmungsgasfluss (F), Atemzug- bzw. Tidalvolumina (VT), Temperaturen (T), Luftwegdrücke (Paw), Sauerstoff-Sättigungsniveaus (SaO2) des arteriellen Blutes, Blutdruck-Informationen (BP), Impulsraten (PR), Impuls-Oximetrieniveaus (SpO2), ausgeatmete CO2-Niveaus (FETCO2), Konzentration des eingeatmeten anästhetischen Inhalationsmittels (CI-Mittel), Konzentration des ausgeatmeten anästhetischen Inhalationsmittels (CE-Mittel), Sauerstoff-Partialdruck (PaO2) des arteriellen Blutes, arterieller Kohlendioxid-Partialdruck (PaCO2) und dergleichen.
  • Speziell Bezug nehmend auf 2, liefert das Beatmungsgerät 16 Beatmungsgase zu dem Patienten 12 über den Beatmungskreislauf 26. Der Beatmungskreislauf 26 enthält typischerweise den Einatmungszweig 22 und den Ausatmungszweig 24, wie sie oben erwähnt sind. Ein Ende sowohl des Einatmungszweiges 22 als auch des Ausatmungszweiges 24 ist gewöhnlich mit dem Beatmungsgerät 16 verbunden, während die anderen Enden von diesen üblicherweise mit einem Y-Verbindungsstück 40 verbunden sind, das dann mit dem Patienten 12 über einen Patientenzweig 42 verbunden sein kann, der auch ein Kopplungstück 43 enthalten kann, um die Atemwege des Patienten 12 an den Beatmungskreislauf 26 zu sichern und/oder ein Austreten von Gas daraus zu verhindern.
  • Bezug nehmend speziell auf 3 kann das Beatmungsgerät 16 auch eine elektronische Steuerschaltung 44 und/oder einen pneumatischen Kreislauf 46 enthalten. Insbesondere liefern verschiedene pneumatische Elemente des pneumatischen Kreislaufes 46 während der Inhalation Atmungsgase durch den Einatmungszweig 22 des Beatmungskreislaufes 26 zu der Lunge 30 des Patienten 12. Beim Ausatmen werden die Atmungsgase aus der Lunge 30 des Patienten 12 heraus und in den Ausatmungszweig 24 des Beatmungskreislaufes 26 ausgestoßen. Dieser Prozess kann in wiederholter Weise durch die elektronische Steuerschaltung 44 und/oder den pneumatischen Kreislauf 46 in dem Beatmungsgerät 16 ermöglicht werden, das verschiedene Steuerparameter, wie beispielsweise die Anzahl der dem Patienten 12 verabreichten Atemzüge pro Minute, Tidalvolumina (VT), Maximaldrucke usw., einrichten kann, die die mechanische Beatmung charakterisieren können, die das Beatmungsgerät 16 an den Patienten 12 liefert. Das Beatmungsgerät 16 kann an sich Mikroprozessor basiert arbeiten und in Verbindung mit einem geeigneten Speicher betriebsfähig sein, um den Lungengasaustausch in dem Beatmungskreislauf 26 zu steuern, der an den Patienten 12 und das Beatmungsgerät 16 angeschlossen und zwischen diesen angeordnet ist.
  • Genauer gesagt, umfassen die verschiedenen pneumatischen Elemente des pneumatischen Kreislaufes 46 üblicherweise eine (nicht veranschaulichte) Quelle von unter Druck stehendem Gas, die durch ein (nicht veranschaulichtes) Gaskonzentrations-Untersystem wirken kann, um der Lunge 30 des Patienten 12 Atmungsgase zuzuführen. Dieser pneumatische Kreislauf 46 kann die Atmungsgase direkt zu der Lunge 30 des Patienten 12 liefern, was bei einer chronischen und/oder Notversorgungsanwendung typisch ist, oder er kann ein Treibgas liefern, um einen Blasebalg 48 (siehe 1) zu komprimieren, der die Atmungsgase enthält und der wiederum die Atmungsgase der Lunge 30 des Patienten 12 zuführen kann, wie dies in einer Anästhesieanwendung typisch ist. In jedem Falle strömen die Atmungsgase wiederholt von dem Einatmungszweig 22 zu dem Y-Verbindungsstück 40 und zu dem Patienten 12 und dann zurück zu dem Beatmungsgerät 16 über das Y-Verbindungsstück 40 und den Ausatmungszweig 24.
  • Bei der in 3 abgebildeten Ausführungsform können ein oder mehrere Sensoren 34, die in dem Beatmungskreislauf 26 angeordnet sind, auch Rückführsignale, insbesondere über eine Rückführungsschleife 52, zurück zu der elektronischen Steuerschaltung 44 des Beatmungsgeräts 16 liefern. Insbesondere könnte ein Signal in der Rückführungsschleife 52 z. B. proportional zu den Gasdurchflüssen und/oder den Luftwegdrücken in dem Patientenzweig 42 sein, der zu der Lunge 30 des Patienten führt. Inhalierte und exhalierte Gaskonzentrationen (wie z. B. Sauerstoff O2, Kohlendioxid CO2, Stickoxid N2O und anästhetische Inhalationsmittel), Strömungsraten (einschließlich z. B. Spirometrie) und Gasdruckniveaus usw. bilden auch repräsentative Rückführsignale, die durch die Sensoren 34 erfasst werden könnten, wie es auch die Zeitdauern zwischen den Zeitpunkten sein können, wenn das Beatmungsgerät 16 dem Patienten 12 einzuatmen und auszuatmen gestattet ebenso wie wenn natürliche Einatmungs- und Ausatmungsströme des Patienten 12 enden.
  • Demgemäß kann die elektronische Steuerschaltung 44 des Beatmungsgeräts 16 auch das Anzeigen numerischer und/oder grafischer Informationen von dem Beatmungskreislauf 26 wie auch anderer Parameter des Patienten 12 und/oder des Sys tems 10 von anderen Sensoren 34 und/oder dem Verarbeitungsanschluss 36 (siehe 1) auf dem Monitor 38 des medizinischen Systems 10 (siehe 1) steuern. In anderen Ausführungsformen können verschiedene Komponenten auch integriert und/oder separiert werden, wie dies erforderlich und/oder erwünscht ist.
  • Durch im Stand der Technik bekannte Techniken kann die elektronische Steuerschaltung 44, neben anderen Dingen, z. B. auch andere Beatmungsgerät-Einstellungssignale 54, Beatmungsgerät-Steuersignale 56 und/oder ein Verarbeitungs-Untersystem 58 koordinieren und/oder steuern, bspw. zum Empfangen und Verarbeiten von Signalen, wie von den Sensoren 34, Anzeigesignalen für den Monitor 38 und/oder dergleichen, Alarmsignalen 60 und/oder von einer Bedienerschnittstelle (Bedienerinterface) 62, die eine oder mehrere Eingabevorrichtungen 64 usw. enthalten kann, wie sie erforderlich und/oder erwünscht sind und geeignet miteinander verbunden sind (z. B. siehe 2). Diese Komponenten sind der Klarheit willen funktional dargestellt, wobei verschiedene davon auch integriert und/oder separiert sein können, wie erforderlich und/oder erwünscht. Um die Klarheit weiter zu fördern, sind andere funktionelle Komponenten, deren Vorhandensein auch klar sein sollte, nicht gezeigt – wie z. B. eine oder mehrere Stromversorgungen für das medizinische System 10 und/oder die Anästhesie-Maschine 14 und/oder das Beatmungsgerät 16 usw. (nicht gezeigt).
  • Gegenüber diesem Hintergrund legen die erfindungsgemäßen Einrichtungen nun also Ventilationsparameter gemäß der Physiologie des Patienten fest. Diese Einrichtungen, die nachstehend beschrieben werden sollen, gestatten es den Ärzten, die Ventilationsparameter des Patienten während des gesamten Atmungszyklus des Patienten 12 zu steuern, und ermöglichen eine individuelle Optimierung der Ventilationsbe handlungen für die Patienten 12, die einer gesteuerten mechanischen Beatmung (CMV) ausgesetzt werden.
  • Um die folgende Beschreibung zu erleichtern, kann auf die folgenden allgemeinen und/oder repräsentativen Erläuterungen und/oder Definitionen Bezug genommen werden:
  • 1. TI ist Inspirationszeit.
  • Genauer gesagt, ist TI die in Sekunden gemessene Zeitdauer, die von einem Arzt auf dem Beatmungsgerät 16 eingestellt wird und vom Beginn der Einatmung des Patienten 12 bis zum Beginn der Ausatmung des Patienten 12 andauert. Demgemäß ist TI die Inspirationszeit oder allgemeiner Einatmungszeit des Patienten 12.
  • Einatmungszeiten TI können weiter in eine eingestellte Einatmungszeit sTI, eine verabreichte Einatmungszeit dTI und eine gemessene Einatmungszeit mTI unterteilt werden. Spezifischer ist die eingestellte Einatmungszeit sTI die Zeitdauer, die der Arzt auf dem Beatmungsgerät 16 einstellt, um dem Patienten 12 während des Einatmens Gase zuzuführen, während die verabreichte Einatmungszeit dTI die Zeitdauer ist, während der dem Patienten 12 während des Einatmens tatsächlich Gase von dem Beatmungsgerät 16 zugeführt werden. Ähnlich ist die gemessene Einatmungszeit mPI die Zeitdauer, die das Beatmungsgerät 16 misst, um das Verabreichen von Gasen an den Patienten 12 während des Einatmens zu gestatten. Idealerweise sind die eingestellte Einatmungszeit sTI, die verabreichte Einatmungszeit dTI und die gemessene Einatmungszeit mTI untereinander gleich oder im Wesentlichen gleich. Wenn jedoch der Arzt oder das Beatmungsgerät 16 nach einer optimalen Einatmungszeit TI-OPTIMAL sucht, wie weiter unten erläutert, kann jede dieser Einatmungszeiten TI verschieden oder etwas anders sein. Der Arzt und/oder das Beatmungsgerät 16 kann z. B. eine eingestellte Einatmungszeit sTI festgelegt haben, wobei jedoch die verabreichte Einatmungszeit dTI in dem Prozess der Suche nach beispielsweise der optimalen Einatmungszeit TI-OPTIMAL des Patienten 12 davon abweichen kann.
  • 2. TE ist Expirationszeit.
  • Genauer gesagt, ist TE die in Sekunden gemessene Zeitdauer, die vom Arzt an dem Beatmungsgerät 16 eingestellt wird und vom Beginn der Ausatmung des Patienten 12 bis zum Beginn der Einatmung des Patienten 12 andauert. Demgemäß ist TE die Expirationszeit oder allgemeiner Ausatmungszeit des Patienten 12.
  • Wie die Einatmungszeiten TI können auch die Ausatmungszeiten TE weiter in eine eingestellte Ausatmungszeit sTE, eine verabreichte Ausatmungszeit dTE und eine gemessene Ausatmungszeit mTE unterteilt werden. Spezifischer ist die eingestellte Ausatmungszeit sTE die Zeitdauer, die der Arzt an dem Beatmungsgerät 16 einstellt, um es dem Patienten 12 zu gestatten, Gase während der Ausatmung auszuatmen, während die verabreichte Ausatmungszeit dTE die Zeitdauer ist, während der Gase während der Ausatmung durch den Patienten 12 ausgeatmet werden können. Ähnlich ist die gemessene Ausatmungszeit mTE die Zeitdauer, die das Beatmungsgerät 16 misst, um dem Patienten 12 gestattet zu halten, Gase während der Ausatmung auszustoßen. Idealerweise sind die eingestellte Ausatmungszeit sTE, die verabreichte Ausatmungszeit dTE und die gemessene Ausatmungszeit mTE untereinander gleich oder im Wesentlichen gleich. Wenn jedoch der Arzt oder das Beatmungsgerät 16 nach einer optimalen Ausatmungszeit TE-OPTIMAL sucht, wie unten weiter erläutert, dann kann jede dieser Ausatmungszeiten TE verschieden oder etwas anders sein. Der Arzt und/oder das Beatmungsgerät 16 kann z. B. eine eingestellte Ausatmungszeit sTE festgelegt haben, doch mag die verabreichte Ausatmungszeit dTE in dem Prozess der Suche z. B. nach der natürlichen Ausatmungszeit TEXH des Patienten 12 davon abweichen.
  • 3. I:E-Verhältnisse sind Verhältnisse zwischen TI und TE.
  • Genauer gesagt, messen I:E-Verhältnisse Einatmungszeiten dividiert durch Ausatmungszeiten – d. h. TI/TE, was üblicherweise als ein Verhältnis ausgedrückt wird. Übliche I:E-Verhältnisse betragen 1:2, was bedeutet, dass Patienten 12 für eine gewisse Zeitdauer (x) einatmen und dann doppelt so lange (2x) ausatmen können. Da einige Patienten 12 jedoch versteckte Pathologien (z. B. eine chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD)) und/oder eine langsamere Ausatmung aufweisen können, was das Einstellen längerer Ausatmungszeiten TE durch den Arzt erfordert, können die I:E-Verhältnisse auch bei Verhältnissen näher an 1:3 und/oder 1:4 eingestellt werden, insbesondere um die erforderliche Ausatmungszeit TE für einen gegebenen Patienten 12 bereitzustellen, damit dieser vollständig ausatmen kann, obwohl I:E-Verhältnisse von 1:8 und 2:1 bei üblichen Beatmungsgeräten 16, die Abstufungen von 0,5 dazwischen ermöglichen, auch nicht unüblich sind.
  • 4. TEXH ist natürliche Ausatmungszeit.
  • Genauer gesagt, ist TEXH die in Sekunden gemessene Zeitdauer, die erforderlich ist, damit der natürliche Ausatmungsfluss des Patienten 12 aufhört. Demgemäß ist TEXH die natürliche Ausatmungszeitdauer des Patienten 12.
  • Häufig ist die Ausatmungszeit TE des Patienten 12 nicht gleich der natürlichen Ausatmungszeit TEXH des Patienten 12 – d. h. die Ausatmungszeit TE des Patienten 12, wie sie von dem Arzt an dem Beatmungsgerät 16 eingestellt worden ist, deckt sich häufig nicht mit der natürlichen Ausat mungszeit TEXH des Patienten 12. Außerdem werden bei vielen Standardeinstellungen an vielen Beatmungsgeräten 16 Beatmungsraten f (siehe unten) üblicherweise zwischen 6–10 Atemzügen/Minute und I:E-Verhältnisse üblicherweise bei 1:2 eingestellt, was dazu führt, dass viele Ärzte Ausatmungszeiten TE zwischen 4,0–6,6 Sekunden festlegen, im Gegensatz zu typischen natürlichen Ausatmungszeiten TEXH, die weniger als oder gleich etwa 0,8–1,5 Sekunden betragen. Andererseits legen verschiedene erfindungsgemäße Einrichtungen die Ausatmungszeiten TE des Patienten 12 etwa gleich den natürlichen Ausatmungszeiten TEXH des Patienten 12 (d. h., 2·TEXH > TE > TEXH) fest.
  • Stellt der Arzt oder das Beatmungsgerät 16 die Ausatmungszeit TE des Patienten kleiner als oder gleich der natürlichen Ausatmungszeit TEXH des Patienten 12 ein, kann es eine für den Patienten 12 unzureichende Zeit geben, um die Gase in der Lunge 30 des Patienten auszustoßen. Dies kann zu einem stockenden Atemzug in der Lunge 30 des Patienten 12 (d. h. sogenanntem „Atemstocken") führen, wodurch der Lungendruck des Patienten 12 unbeabsichtigt und/oder unwissentlich angehoben wird. Demgemäß stellen verschiedene erfindungsgemäße Einrichtungen die Ausatmungszeit TE des Patienten 12 etwa gleich der natürlichen Ausatmungszeit TEXH des Patienten 12 ein, wobei vorzugsweise die Ausatmungszeit TE des Patienten 12 größer als oder gleich der natürlichen Ausatmungszeit TEXH des Patienten 12 festgelegt wird.
  • 5. PEEP ist positiver endexpiratorischer Druck.
  • Genauer gesagt, ist PEEP der positive endexpiratorische Druck oder positive Ausatmungs-Enddruck des Patienten 12, der häufig in cmH2O gemessen wird. Demgemäß ist PEEP der Druck in der Lunge 30 des Patienten 12 am Ende der Ausatmungszeit TE des Patienten 12, wie durch das Beatmungsgerät 16 gesteuert.
  • Wie die Einatmungszeiten TI und die Ausatmungszeiten TE kann der positive endexpiratorische Druck PEEP auch in einen eingestellten positiven endexpiratorischen Druck sPEEP, einen gemessenen positiven endexpiratorischen Druck mPEEP und einen verabreichten positiven endexpiratorischen Druck dPEEP unterteilt werden. Insbesondere ist der eingestellte positve endexpiratorische Druck sPEEP der Druck, den der Arzt an dem Beatmungsgerät 16 für den Patienten 12 einstellt, während der gemessene positive endexpiratorische Druck mPEEP der Druck in der Lunge 30 des Patienten 12 am Ende der Ausatmungszeit TE des Patienten 12 ist. In ähnlicher Weise ist der verabreichte positive endexpiratorische Druck dPEEP die Druckgröße, die durch das Beatmungsgerät dem Patienten 12 verabreicht wird. Üblicherweise sind der eingestellte positive endexpiratorische Druck sPEEP, der gemessene positive endexpiratorische Druck mPEEP und der verabreichte positive endexpiratorische Druck dPEEP untereinander gleich oder im Wesentlichen gleich. Der gemessene positive endexpiratorische Druck mPEEP kann jedoch größer als der eingestellte positive endexpiratorische Druck sPEEP sein, wenn es z. B. dazu kommt, dass der Atem stockt.
  • 6. FIO2 ist der Anteil inspirierten Sauerstoffs.
  • Genauer gesagt, ist FIO2 die Konzentration des Sauerstoffes im Einatmungsgas des Patienten 12, häufig ausgedrückt als ein Bruchteil oder Prozentsatz. Demgemäß ist FIO2 die Fraktion oder der Anteil des inspirierten Sauerstoffs des Patienten 12.
  • 7. FEO2 ist der Anteil expirierten Sauerstoffs.
  • Genauer gesagt, ist FEO2 die Konzentration des Sauerstoffes in dem Ausatmungsgas des Patienten 12, häufig ausgedrückt als ein Bruchteil oder Prozentsatz. Demgemäß ist FEO2 die Fraktion bzw. der Anteil des expirierten Sauerstoffs des Patienten 12.
  • 8. f ist die Atmungsrate.
  • Genauer gesagt, ist f die Beatmungsrate bzw. -frequenz des Patienten 12, gemessen in Atemzügen/Minute, die vom Arzt auf dem Beatmungsgerät 16 eingestellt wird.
  • 9. VT ist das Tidalvolumen.
  • Genauer gesagt, ist VT das Gesamtvolumen an Gasen, gemessen in Millilitern, das der Lunge 30 des Patienten 12 während der Einatmung verabreicht wird. Demgemäß ist VT das Atmungs- oder Tidalvolumen des Patienten 12.
  • Wie die Einatmungszeiten TI und die Ausatmungszeiten TE können auch die Tidalvolumina VT weiter in ein eingestelltes Tidalvolumen sVT, ein verabreichtes Tidalvolumen dVT und ein gemessenes Tidalvolumen mVT unterteilt werden. Insbesondere ist das eingestellte Tidalvolumen sVT das Volumen von Gasen, das der Arzt auf dem Beatmungsgerät 16 einstellt, um dem Patienten 12 während der Einatmung Gase zu verabreichen, während das verabreichte Tidalvolumen dVT das Volumen von Gasen ist, das dem Patienten 12 während der Einatmung von dem Beatmungsgerät 16 tatsächlich verabreicht wird. In ähnlicher Weise ist das gemessene Tidalvolumen mVT das Volumen von Gasen, das das Beatmungsgerät 16 misst, um während des Einatmens Gase an den Patienten 12 geliefert zu haben. Idealerweise sind das eingestellte Tidalvolumen sVT, das verabreichte Tidalvolumen dVT und das gemessene Tidalvolumen mVT untereinander gleich oder im Wesentlichen gleich. Wenn der Arzt oder das Beatmungsgerät 16 jedoch nach einem optimalen eingestellten Tidalvolumen sVT sucht, wie weiter unten ausgeführt, dann kann jedes dieser einge stellten Tidalvolumina sVT anders sein oder sich leicht unterscheiden.
  • 10. FETCO2 ist die endtidale Kohlendioxidkonzetration (CO2-Konzentration).
  • Genauer gesagt, ist FETCO2 die Konzentration an Kohlendioxid CO2 in dem vom Patienten 12 ausgeatmeten Gas, häufig ausgedrückt als ein Bruchteil oder Prozentsatz. Demgemäß ist FETCO2 die Menge an Kohlendioxid CO2, die vom Patienten 12 am Ende eines gegebenen Atemzuges ausgeatmet wird.
  • 11. VCO2 ist das Volumen an Kohlendioxid CO2 pro Atemzug.
  • Genauer gesagt, ist VCO2 das Volumen an Kohlendioxid CO2, das ein Patient in einem einzelnen Atemzug ausatmet. Demgemäß ist VCO2 das Volumen an CO2 des Patienten 12, das pro Atemzug ausgeatmet wird.
  • Nun also beginnen Ärzte eine Ventilation üblicherweise mit einer Auswahl eines anfänglich eingestellten Tidalvolumens sVT, einer anfänglich eingestellten Beatmungsrate f und eines anfänglich eingestellten I:E-Verhältnis. Die Atmungsrate f und das I:E-Verhältnis bestimmen üblicherweise die anfänglich festgelegte Einatmungszeit sTI und die anfänglich festgelegte Ausatmungszeit sTE, die der Arzt an dem Beatmungsgerät 16 einstellt. In anderen Worten werden die tatsächlich eingestellte Einatmungszeit sTI und die tatsächlich eingestellte Ausatmungszeit sTE, die der Arzt benutzt, üblicherweise gemäß den folgenden Gleichungen bestimmt:
    Figure 00190001
  • Außerdem nimmt der Arzt diese anfänglichen Bestimmungen auf der Grundlage allgemeiner Daumenregel-Einstellungen vor, wobei er Faktoren, wie z. B. Alter, Gewicht, Größe, Geschlecht, geografischen Ort usw. des Patienten 12, mit berücksichtigt. Nachdem der Arzt diese anfänglichen Bestimmungen vorgenommen hat, können nun die erfindungsgemäßen Einrichtungen gewürdigt werden.
  • Bezug nehmend nun auf 4 ist dort eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen verabreichter Einatmungszeit dTI, verabreichter Ausatmungszeit dTE und natürlicher Ausatmungszeit TEXH für einen einzelnen Atmungszyklus für einen Patienten 12 veranschaulicht, der einer gesteuerten mechanischen Ventilation (CMV) unterliegt. Wie aus der Figur ersichtlich, ist die verabreichte Ausatmungszeit dTE des Patienten 12 größer als die natürliche Ausatmungszeit TEXH des Patienten 12, wie anhand der gemessenen Einatmungszeit mTE ersichtlich.
  • Bezug nehmend nun auf 5 zeigt diese ein Flussdiagramm einer vereinfachten Einrichtung zur Festlegung der eingestellten Ausatmungszeit sTE des Patienten 12 auf der Grundlage der natürlichen Ausatmungszeit TEXH des Patienten 12. Insbesondere beginnt ein Verfahren in einem Schritt 100, während dessen die natürliche Ausatmungszeit TEXH des Patienten 12 bestimmt wird. Vorzugsweise wird die natürliche Ausatmungszeit TEXH des Patienten 12 unter Verwendung der Luftwegströmungs-Wellenform des Patienten 12 bestimmt, insbesondere wenn die erste Ableitung davon sich null nähert, wie im Stande der Technik allgemein bekannt. Alternativ sind auch andere Einrichtungen aus dem Stand der Tech nik bekannt und können ebenfalls dazu benutzt werden, die natürliche Ausatmungszeit TEXH des Patienten 12 im Schritt 100 zu bestimmen, wie z. B. eine Analyse des Luftwegflusses des Patienten 12, Analyse des Tidalvolumens VT des Patienten 12, akustische Analyse des Patienten 12, Schwingungsanalyse des Patienten 12, Luftwegdruck-Analyse Paw des Patienten 12, kapnografische Morphologie-Analyse des Patienten 12, Atmungsmechanik-Analyse des Patienten 12 und/oder Brustkorbexkursion entsprechend den Gasen, die aus der Lunge 30 des Patienten 12 ausgeatmet werden (z. B. Abbilden des Patienten 12, plethysmografische Analyse des Patienten 12 und/oder elektrische Impedanztomografie-Analyse des Patienten und/oder Ähnliches), usw.
  • Danach kann die natürliche Ausatmungszeit TEXH des Patienten 12 benutzt werden, um die festgelegte Ausatmungszeit sTE des Patienten 12 auf dem Beatmungsgerät 16 einzustellen. Spezifischer kann die festgelegte Ausatmungszeit sTE des Patienten 12 auf der Grundlage der natürlichen Ausatmungszeit TEXH des Patienten 12 eingestellt werden und z. B. gleich oder im Wesentlichen gleich der natürlichen Ausatmungszeit TEXH des Patienten 12 festgesetzt werden, wie in Schritt 102 in 5 gezeigt, woraufhin das Verfahren endet.
  • Gemäß dem Vorstehenden wird nun also die eingestellte Ausatmungszeit sTE des Patienten 12 vorzugsweise gleich oder etwas größer als die natürliche Ausatmungszeit TEXH des Patienten 12 festgelegt.
  • Wenn jedoch der natürliche Ausatmungsfluss des Patienten 12 am Ende der ventilierten eingestellten Ausatmungszeit sTE des Patienten 12, wie von dem Arzt und/oder Beatmungsgerät eingestellt, nicht endet, dann kann der Arzt die eingestellte Ausatmungszeit sTE verlängern, bis der natürliche Ausatmungsfluss des Patienten 12 endet.
  • Wie bereits erwähnt, ist das spontane Atmen des Patienten 12 durch zahlreiche Reflexe gesteuert, die die Atmungsraten f und Tidalvolumina VT des Patienten 12 beeinflussen. Insbesondere während einer gesteuerten mechanischen Ventilation (CMV) werden diese Reflexe jedoch entweder gedämpft und/oder überwältigt. Tatsächlich ist einer der einzigen Aspekte der Ventilation, die üblicherweise unter Steuerung des Patienten 12 verbleibt, die natürliche Ausatmungszeit TEXH des Patienten 12, wie sie für ein gegebenes Volumen erforderlich ist, wie oben erläutert. Deshalb kann sie zum Einstellen der festgelegten Ausatmungszeit sTE des Patienten 12 auf dem Beatmungsgerät 16 benutzt werden.
  • Nun also nutzen die erfindungsgemäßen Einrichtungen die natürliche Ausatmungszeit TEXH des Patienten 12 und/oder physiologische Parameter, um die eingestellte Ausatmungszeit sTE des Patienten 12, die eingestellte Einatmungszeit sTI und/oder das eingestellte Tidalvolumen sVT entweder direkt und/oder indirekt zu bestimmen und/oder festzulegen. So kann z. B. die Einatmungszeit sTI des Patienten 12 direkt eingestellt werden, oder sie kann anhand der Beatmungsrate f für eine spezifisch eingestellte Ausatmungszeit sTE bestimmt werden. Gleichermaßen kann das eingestellte Tidalvolumen sVT des Patienten 12 auch direkt eingestellt werden, oder es kann z. B. in der druckgesteuerten Ventilation (PCV) durch Einstellen des inspiratorischen Druckes (PINSP) des Patienten 12 bestimmt werden. Eine Addition der eingestellten Einatmungszeit sTI des Patienten 12 zu der eingestellten Ausatmungszeit sTE des Patienten 12 ergibt eine Atmungszeit, die, wenn sie durch 60 Sekunden dividiert wird, die Beatmungsrate f des Patienten 12 hervorbringt. Demgemäß kann es sein, dass die eingestellte Einatmungszeit sTI, die eingestellte Ausatmungszeit sTE und die Beatmungsrate f des Patienten 12 keine ganzen Zahlen sind.
  • In 6, auf die nun Bezug genommen wird, zeigt ein Flussdiagramm eine vereinfachte Einrichtung zur Festlegung der eingestellten Ausatmungszeit sTE des Patienten 12 auf der Grundlage davon, wann die natürliche Ausatmungszeit TEXH des Patienten 12 endet. Insbesondere beginnt ein Verfahren in einem Schritt 104, während dessen die Beendigung des natürlichen Ausatmungsflusses des Patienten 12 bestimmt wird. Vorzugsweise wird das effektive Ende des natürlichen Ausatmungsflusses des Patienten 12 unter Verwendung der Luftwegfluss-Wellenform des Patienten 12 bestimmt, insbesondere wenn die erste Ableitung davon annähernd null erreicht, wie dies aus dem Stand der Technik allgemein bekannt ist. Alternativ sind auch andere Einrichtungen aus dem Stand der Technik bekannt und können dazu benutzt werden zu bestimmen, wann der natürliche Ausatmungsfluss des Patienten 12 endet.
  • Danach kann das effektive Ende des natürlichen Ausatmungsflusses des Patienten 12 dazu benutzt werden, die eingestellte Ausatmungszeit sTE an dem Beatmungsgerät 16 einzustellen. Insbesondere kann die eingestellte Ausatmungszeit sTE des Patienten 12 auf der Grundlage des effektiven Endes des natürlichen Ausatmungsflusses des Patienten 12 eingestellt werden und z. B. gleich oder im Wesentlichen gleich der Zeit festgesetzt werden, wann der natürliche Ausatmungsfluss des Patienten 12 endet, wie dies in einem Schritt 106 in 6 gezeigt ist, woraufhin das Verfahren endet.
  • In 7, auf die nun Bezug genommen wird, zeigt ein Flussdiagramm eine vereinfachte Einrichtung zum Einstellen der eingestellten Ausatmungszeit sTE des Patienten 12 auf der Grundlage davon, wann das Tidalvolumen VT des Patienten 12 ausgeatmet ist. Insbesondere beginnt ein Verfahren in einem Schritt 108, in dem die Ausatmung des Tidalvolumens VT des Patienten 12 bestimmt wird. Vorzugsweise wird die Ausatmung des Tidalvolumens VT des Patienten 12 unter Verwendung eines Durchflusssensors bestimmt. Alternativ sind auch andere Einrichtungen aus dem Stand der Technik bekannt, die ebenfalls benutzt werden können um zu bestimmen, wann das Tidalvolumen VT des Patienten 12 ausgeatmet worden ist.
  • Danach kann die Ausatmung des Tidalvolumens VT des Patienten 12 dazu benutzt werden, die eingestellte Ausatmungszeit sTE des Patienten 12 auf dem Beatmungsgerät 16 einzustellen. Insbesondere kann die eingestellte Ausatmungszeit sTE des Patienten 12 auf der Grundlage der Ausatmung des Tidalvolumens VT des Patienten 12 eingestellt werden und z. B. gleich oder im Wesentlichen gleich der Zeit festgesetzt werden, wenn das Tidalvolumen VT des Patienten 12 ausgeatmet ist, wie dies in einem Schritt 110 in 7 veranschaulicht ist, nach dem das Verfahren endet.
  • Wie oben ausgeführt, gilt
    Figure 00230001
    wobei die Kenntnis der Beatmungsrate f und des I:E-Verhältnisses des Patienten 12 die Bestimmung der eingestellten Einatmungszeit sTI und der eingestellten Ausatmungszeit sTE gestattet, während die Kenntnis der eingestellten Einatmungszeit sTI und der eingestellten Ausatmungszeit sTE des Patienten 12 umgekehrt die Bestimmung der Atmungsrate f und des I:E-Verhältnisses des Patienten 12 gestattet. Vorzugsweise stellt der Arzt und/oder das Beatmungsgerät die Atmungsrate f und die eingestellte Ausatmungszeit sTE des Patienten 12 ein, für die die eingestellte Einatmungszeit STI und das I:E-Verhältnis des Patienten 12 dann unter Benutzung der obigen Gleichungen bestimmt werden können.
  • Während verschiedene mandatorische mechanische Ventilationsmodi mit den erfindungsgemäßen Techniken benutzt werden können, ist die Volumen-garantierte druckgesteuerte Ventilation (d. h., PCV-VG) im Besonderen weiter unten als ein repräsentatives Beispiel näher beschrieben, weil sie ein verlangsamendes Strömungsprofil aufweist, das auf der natürlichen Ausatmung des Patienten infolge des von dem Beatmungsgerät gelieferten inspiratorischen Druckes beruht, während das eingestellte Tidalvolumen sVT durch das Beatmungsgerät auf einer Atemzug-zu-Atemzug-Basis sichergestellt wird. Die erfindungsgemäßen Einrichtungen sind jedoch gleichermaßen auch auf andere druckgesteuerten Ventilationsmodi (PCV-Modi) und/oder andere Beatmungsgerät gesteuerte Ventilationsmodi (VCV-Modi) des Beatmungsgeräts anwendbar. In jedem Fall umfassen verschiedene der primären Steuereinstellungen auf einem typischen Beatmungsgerät 16 Steuerelemente für ein oder mehrere der folgenden Parameter: eingestellte Ausatmungszeit sTE, eingestellte Einatmungszeit sTI, eingestellte Tidalvolumina sVT und/oder Anteil des eingeatmeten Sauerstoffs FIO2.
  • Gemäß den physiologischen Messungen des Patienten 12 gilt nun in einem stationären Zustand: VC .O2 = FETCO2·MVA,worin VC .0 das durch den Patienten 12 ausgeatmete Volumen an CO2 pro Minute ist und MV das Minutenvolumen ist, das ein Gesamtvolumen ist, das pro Minute von dem Patienten 12 ausgeatmet wird. Wie in diesen Ausdrücken benutzt, ist ein tiefgestellter Index A für „Alveolar" kennzeichnend, der ein Teil der Lunge 30 des Patienten 12 ist, der im Gegen satz zu dem Totraum (VD), beispielsweise dem Luftweg des Patienten 12, an dem Gasaustausch mit dem Blut des Patienten 12 beteiligt ist.
  • In diesem stationären Zustand und über eine kurze Dauer ist das Blutreservoir des Patienten 12 derart, dass VC .O eine Konstante bildet (Blutreservoir-Effekte sind weiter unten erläutert), so dass gemäß dieser Gleichung mit zunehmendem MVA die endtidale Kohlendioxidkonzentration FETCO2 des Patienten 12 für ein konstantes VC .O abnimmt. Ein Einsetzen von MVA = VA·f ergibt demgemäß das Folgende:
    Figure 00250001
  • Demgemäß kann das gleiche VC .O2 durch Vergrößern des VA des Patienten 12 und/oder Verringern der Atmungsrate f des Patienten 12 erzielt werden. Das Verringern der Atmungsrate f des Patienten 12 hat die gleiche Wirkung wie das Verlängern der verabreichten Einatmungszeit dTI des Patienten 12 auf dem Beatmungsgerät 16. Tatsächlich können zahlreiche Kombinationen aus Beatmungsrate f und verabreichter Einatmungszeit dTI die gleiche oder nahezu gleiche VC .O2-Erzeugung ergeben. Demgemäß ist eine optionale Kombination erwünscht.
  • Wie oben beschrieben, erfasst die natürliche Ausatmungszeit TEXH des Patienten 12 die Zeitdauer, wenn der natürliche Ausatmungsgasfluss des Patienten 12 während der mechanischen Ventilation aufhört – d. h. die natürliche Ausatmungszeit TEXH des Patienten 12 umfasst die Dauer der Gasströmung während der verabreichten Ausatmungszeit dTE des Patienten 12. Ein Ende des Flusses zeigt, dass die Lunge 30 des Patienten 12 ihr ausgeatmetes Lungen-Endvolumen (EELV) erreicht hat. Ein fortgesetzter Gasaustausch über EELV hinaus könnte weniger wirksam sein, was hauptsächlich auf das verringerte Volumen der Gase in der Lunge 30 des Patienten zurückzuführen ist, was zu einem reduzierten Gasaustauschgradienten zwischen der Lunge und dem Blut führt. Infolgedessen kann die Einleitung einer neuen Einatmung (d. h. der Patient 12 startet einen neuen Atemzug) effizienter sein.
  • Gemäß 8, auf die nun Bezug genommen wird, kann der Arzt auch die an dem Beatmungsgerät 16 eingestellte Einatmungszeit sTI des Patienten 12 vergrößern oder verringern, bis die resultierende endtidale Kohlendioxidkonzentration FETCO2 des Patienten 12 gegenüber Änderungen der verabreichten Einatmungszeit dTI des Patienten 12 stabil ist oder wird. Insbesondere wird dies die optimale Einatmungszeit TI-OPTIMAL des Patienten 12 identifizieren. Vorzugsweise ist der Arzt und/oder das Beatmungsgerät 16 in der Lage, diese optimale Einatmungszeit TI-OPTIMAL für einen gegebenen Einatmungszyklus innerhalb weniger Atemzüge des Patienten 12 zu bestimmen. Wenn z. B. eine stabile endtidale Kohlendioxidkonzentration FETCO2 erreicht ist, kann dann ein bevorzugtes Gleichgewicht des Kohlendioxids CO2 während einer verabreichten Einatmungszeit dTI erzielt werden, da durch weiteres Verlängern der verabreichten Einatmungszeit dTI des Patienten 12 wenig oder kein weiteres Kohlendioxid CO2 wirksam aus dem Blut des Patienten 12 extrahiert werden kann. Demgemäß kann dann die optimale Einatmungszeit TI-OPTIMAL des Patienten 12 festgelegt und/oder eingestellt werden.
  • Genauer gesagt, kann die endtidale Kohlendioxidkonzentration FETCO2 des Patienten 12 als stabil oder stabiler bei oder nach einem Punkt A auf einer dTI-Ansprechkurve 150 in der Figur (siehe z. B. einen ersten Abschnitt 150a der dTI-Ansprechkurve 150) und als nicht stabil oder weniger stabil oder instabil bei oder vor diesem Punkt A (siehe einen zweiten Abschnitt 150b der dTI-Ansprechkurve 150) angesehen werden. Demgemäß kann der Punkt A auf der dTI-Ansprechkurve 150 dazu benutzt werden, die optimale Einatmungszeit TI-OPTIMAL des Patienten 12 zu bestimmen, wie in der Figur angezeigt.
  • Wenn die endtidale Kohlendioxidkonzentration FETCO2 des Patienten 12 gleich der kapillaren Kohlendioxidkonzentration FcCO2 des Patienten 12 ist, hört die Diffusion auf, und die Extraktion von Kohlendioxid CO2 aus dem Blut des Patienten 12 endet. Idealerweise wird die optimale Einatmungszeit TI-OPTIMAL des Patienten 12 dann eingestellt, wenn diese Diffusion ineffektiv wird oder aufhört. Ansonsten könnte eine kürzere verabreichte Einatmungszeit dTI nahe legen, dass zusätzliches Kohlendioxid CO2 wirksam aus dem Blut des Patienten 12 entfernt werden könnte, während eine längere verabreichte Einatmungszeit dTI nahe legen könnte, dass kein zusätzliches Kohlendioxid CO2 wirksam aus dem Blut des Patienten 12 entfernt werden könnte.
  • Vorzugsweise erfolgt das Auffinden der stabilen endtidalen Kohlendioxidkonzentration FETCO2 des Patienten 12 ohne Beeinflussung durch eine Blutchemie-Folgekrankheit des Patienten 12. Eine bevorzugte Technik zum Auffinden der stabilen endtidalen Kohlendioxidkonzentration FETCO2 des Patienten 12 kann die Einatmungszeit dTI des Patienten 12 verlängern oder verkürzen, was das Blutreservoir an Kohlendioxid CO2 minimal stören kann. Veränderungen der verabreichten Einatmungszeit dTI des Patienten 12 beeinflussen es, wie das Blut des Patienten 12 das Kohlendioxid CO2 des Patienten 12 puffert, und wenn dieses Blut zurück in die Lunge 30 des Patienten 12 zirkuliert, bevor die eingestellte Einatmungszeit sTI des Patienten 12 optimiert ist, dann wird die endtidale Kohlendioxidkonzentration FETCO2 des Patienten 12 für eine gegebene Einatmungszeit dTI verschieden sein. An diesem Punkt kann die Optimierung der eingestellten Einatmungszeit sTI des Patienten 12 zu einem dynamischen Prozess werden. In jedem Fall kann die zum Auffinden der optimalen Einatmungszeit TI-OPTIMAL des Patienten 12 verfügbare Zeit für einen durchschnittlichen erwachsenen Patienten 12 etwa eine (1) Minute betragen.
  • Ein Weg zur Verringerung der Wahrscheinlichkeit einer Beeinflussung durch eine Blutchemie-Folgekrankheit des Patienten 12 besteht darin, die verabreichte Einatmungszeit dTI des Patienten 12 für zwei (2) oder mehrere Einatmungsvorgänge zu ändern und dann die resultierende endtidale Kohlendioxidkonzentration FETCO2 des Patienten 12 zur Extrapolation unter Einsatz einer Apriori-Funktion, wie beispielsweise einer Exponentialfunktion, anhand von aus dem Stande der Technik bekannten Methoden zu nutzen.
  • Wenn z. B. eine erste endtidale Kohlendioxidkonzentration FETCO2 des Patienten 12 ursprünglich an einem Punkt B auf einer Ansprechkurve 152 in der Figur und anschließend an einem Punkt C und danach an einem Punkt D und dann an einem Punkt E und dann an einem Punkt F und dann an einem Punkt G usw. bestimmt wurde, dann könnten die Datenpunkte (z. B. Punkte B – G) erfasst und eine am besten passende dTI-Ansprechkurve 152 erhalten werden; und zwar durch Extrapolation in der erforderlichen Weise. Vorzugsweise ist die dTI-Ansprechkurve 152 abschnittsweise kontinuierlich. So kann z. B. ein erster Abschnitt 152a der dTI-Ansprechkurve 152 einen stabilen horizontalen oder im Wesentlichen horizontalen Abschnitt (z. B. Punkte B–D) umfassen, während ein zweiter Abschnitt 152b von dieser einen polynomischen Abschnitt (z. B. Punkte E–G) umfassen kann. Die Stelle, an der dieser erste Abschnitt 152a und dieser zweite Abschnitt 152b der dTI-Ansprechkurve 152 einander schneiden (siehe z. B. Punkt A auf der dTI-Ansprechkurve 152), kann zur Bestimmung der optimalen Einatmungszeit TI-OPTIMAL des Patienten 12 benutzt werden, wie dies in der Figur angezeigt ist.
  • Bezug nehmend auf 9 ist nachstehend als ein Beispiel eine Einrichtung zur Identifikation der optimalen Einatmungszeit TI-OPTIMAL des Patienten 12 auf der Grundlage eines iterativen Prozesses beschrieben. Insbesondere erfasst eine bevorzugte Einrichtung zur Bestimmung einer optimalen Einatmungszeit TI-OPTIMAL FETCO2-Daten in gleichen oder im Wesentlichen gleichen Einatmungszeitschritten bzw. Inkrementen ΔTI. Wenn z. B. die erste endtidale Kohlendioxidkonzentration FETCO2 des Patienten 12 ursprünglich als innerhalb des ersten Abschnittes 152a der dTI-Ansprechkurve 152 liegend bestimmt wurde (siehe z. B. Punkte B–D), dann könnte der Arzt und/oder das Beatmungsgerät 16 die verabreichten Einatmungszeiten dTI des Patienten 12 verkürzen, bis die Messwerte der endtidalen Kohlendioxidkonzentration FETCO2 des Patienten 12 innerhalb des zweiten Abschnittes 152b der dTI-Ansprechkurve 152 (siehe z. B. Punkte E–G) liegen.
  • Wenn z. B. die endtidale Kohlendioxidkonzentration FETCO2 des Patienten 12 ursprünglich an einem Punkt C auf der dTI-Ansprechkurve 152 (d. h. innerhalb des ersten Abschnittes 152a der dTI-Ansprechkurve 152) bestimmt wurde, dann könnte die verabreichte Einatmungszeit dTI des Patienten 12 verkürzt werden, bis eine nächste endtidale Kohlendioxidkonzentration FETCO2 des Patienten 12 als in dem Punkt C auf der dTI-Ansprechkurve 152 liegend bestimmt wurde, wobei an diesem Punkt die endtidale Kohlendioxidkonzentration FETCO2 des Patienten 12 noch als innerhalb des ersten Abschnittes 152a der dTI-Ansprechkurve 152 liegend bestimmt werden würde. Demgemäß könnte die verabreichte Einatmungszeit dTI des Patienten 12 wieder vermindert werden, bis die nächste endtidale Kohlendioxidkonzentration FETCO2 des Patienten 12 als bei dem Punkt E auf der dTI-Ansprechkurve 152 liegend bestimmt würde, wobei an diesem Punkt die endtidale Kohlendioxidkonzentration FETCO2 des Patienten 12 nun als innerhalb des zweiten Abschnittes 152b der dTI-Ansprechkurve 152 liegend bestimmt werden würde (d. h. die endtidale Kohlendioxidkonzentration FETCO2 des Patienten 12 würde gefallen sein und daher nicht bei der optimalen Ausatmungszeit TI-OPTIMAL des Patienten 12 liegen). Entsprechend könnte eine kleinere Schrittweite ΔTI/x der verabreichtes Ausatmungszeit eingerichtet werden um festzustellen, wann die endtidale Kohlendioxidkonzentration FETCO2 des Patienten 12 an dem Punkt A auf der dTI-Ansprechkurve 152 angelangt – d. h. an dem Schnittpunkt zwischen dem ersten Abschnitt 152a der dTI-Ansprechkurve 152 und dem zweiten Abschnitt 152b der dTI-Ansprechkurve 152. Auf diese iterative Weise werden fortschreitend kleinere verabreichte Zeitinkremente und/oder -dekremente ΔTI eingerichtet, um die optimale Ein – atmungszeit TI-OPTIMAL des Patienten 12 zu bestimmen, wie dies in der Figur angezeigt ist.
  • Wurde die endtidale Kohlendioxidkonzentration FETCO2 des Patienten 12 ursprünglich als an dem Punkt F auf der dTI-Ansprechkurve 152 liegend bestimmt (d. h. innerhalb des zweiten Abschnittes 152b der dTI-Ansprechkurve 152), dann könnte in ähnlicher Weise die verabreichte Einatmungszeit dTI des Patienten 12 verlängert werden, bis eine nächste endtidale Kohlendioxidkonzentration FETCO2 des Patienten 12 als an dem Punkt E auf der dTI-Ansprechkurve 152 liegend bestimmt würde, wobei an diesem Punkt die endtidale Kohlendioxidkonzentration FETCO2 des Patienten 12 noch innerhalb des zweiten Abschnittes 152b der dTI-Ansprechkurve 152 bestimmt werden würde. Demgemäß konnte die verabreichte Einatmungszeit dTI des Patienten 12 wieder verlängert werden, bis die nächste endtidale Kohlendioxidkonzentration FETCO2 des Patienten 12 an dem Punkt D auf der dTI-Ansprechkurve 152 bestimmt würde, wobei an diesem Punkt die endtidale Kohlendioxidkonzentration FETCO2 des Patienten 12 nun inner halb des ersten Abschnittes 152a der dTI-Ansprechkurve 152 bestimmt werden würde (d. h., die endtidale Kohlendioxidkonzentration FETCO2 des Patienten 12 würde nicht zugenommen haben und somit nicht bei der optimalen Einatmungszeit TI-OPTIMAL des Patienten 12 liegen). Ein kleineres verabreichtes Einatmungszeit-Dekrement ΔTI/x könnte eingerichtet werden um zu bestimmen, wann die endtidale Kohlendioxidkonzentration FETCO2 des Patienten 12 an dem Punkt A auf der dTI-Ansprechkurve 152 liegt – d. h. an dem Schnittpunkt des ersten Abschnittes 152a der dTI-Ansprechkurve 152 mit dem zweiten Abschnitt 152b der dTI-Ansprechkurve 152. Auf diese iterative Weise werden sukzessiv kleinere verabreichte Zeitinkremente und/oder -dekremente ΔTI eingerichtet, um die optimale Einatmungszeit TI-OPTIMAL des Patienten 12 zu bestimmen, wie dies in der Figur angezeigt ist.
  • Nachdem die optimale Ausatmungszeit TI-OPTIMAL des Patienten 12 einmal bestimmt worden ist, wird realisiert, dass diese dynamisch sein kann, woraufhin die obigen Einrichtungen, wie erforderlich und/oder erwünscht, wiederholt werden können.
  • Eine untere Grenze für die eingestellte Einatmungszeit sTI des Patienten 12 sollte nun auf die Minimalzeit, die zur Zuführung des minimal eingestellten Tidalvolumens sVT erforderlich ist, direkt bezogen werden.
  • Eine untere Grenze für das eingestellte und verabreichte Tidalvolumen sVT, dVT des Patienten 12 sollte, vorzugsweise innerhalb einer vorbestimmten und/oder vom Arzt ausgewählten Sicherheitsreserve, größer sein als VD. Vorzugsweise kann eine umgeformte Enghoff-Bohr-Gleichung benutzt werden, um VD oder die folgende Abweichung zu finden:
    Figure 00310001
  • Nachdem die endtidale Kohlendioxidkonzentration FETCO2 des Patienten 12 bestimmt worden ist, kann das eingestellte Tidalvolumen sVT des Patienten 12 entsprechend eingestellt werden, wobei es jedoch noch nicht bei einem optimalen Wert festgelegt sein kann. Häufig versucht der Arzt und/oder das Beatmungsgerät 16, diesen gewünschten Wert zu bestimmen. So kann z. B. der Arzt den gewünschten Wert als die endtidale Präinduktion-Konzentration von Kohlendioxid FETCO2 des Patienten 12 ansehen. Der Arzt kann dann das eingestellte Tidalvolumen sVT des Patienten 12 verstellen, bis die gewünschte endtidale Kohlendioxidkonzentration FETCO2 erzielt ist. Alternativ oder in Verbindung damit kann eine vorbestimmte Methodologie auch dazu benutzt werden, das verabreichte Tidalvolumen dVT des Patienten 12 einzustellen, bis die gewünschte endtidale Kohlendioxidkonzentration FETCO2 erzielt ist. Eine solche Methodologie kann z. B. ein lineares Verfahren nutzen, um eine gewünschte endtidale Kohlendioxidkonzentration FETCO2 zu erzielen.
  • Vorzugsweise kann dem Arzt beispielsweise eine Dialogbox auf dem Monitor 38 (siehe 1) präsentiert werden, die die momentanen und/oder aktualisierten optimalen Einstellungen des Beatmungsgeräts 16, die zu akzeptieren oder zurückzuweisen sind, anzeigt. Vorzugsweise können die Einstellungen dem Arzt in der Dialogbox zur Annahme oder Zurückweisung präsentiert werden, der sie dann annehmen, zurückweisen und/oder ändern kann, bevor er sie annimmt. Alternativ können die Einstellungen auch automatisch akzeptiert werden, ohne dass eine solche Dialogbox benutzt wird.
  • Wie bereits angedeutet, können auch andere Techniken benutzt werden, um optimale Einstellungen für das Beatmungsgerät 16 aufzufinden. Falls erwünscht, können die verabreichten Werte auch periodisch geändert werden um zu beurteilen, ob z. B. die Einstellungen noch optimal sind. Vor zugsweise können diese Änderungen einer oder mehrerer der oben ausgeführten Methodologien folgen, wobei sie auf der Grundlage eines vorbestimmten und/oder vom Arzt ausgewählten Zeitintervalls, auf Anforderung durch die Physiologie bestimmt und/oder durch andere Steuerparametern auf der Basis z. B. klinischer Ereignisse, wie beispielsweise Änderungen der endtidalen Kohlendioxidkonzentration FETCO2 des Patienten 12, oder klinischer Ereignisse, wie Änderungen der Arzneimittel-Dosierungen, Neupositionierung des Patienten, chirurgischen Ereignissen und dergleichen, bestimmt werden können. So kann z. B. die verabreichte Einatmungszeit dTI des Patienten 12 um ihren gegenwärtigen Wert der eingestellten Einatmungszeit sTI herum variieren, und die resultierende endtidale Kohlendioxidkonzentration FETCO2 kann mit der momentanen endtidalen Kohlendioxidkonzentration FETCO2 verglichen werden um festzustellen, wie optimal die gegenwärtigen Einstellungen sind. Führt z. B. eine längere verabreichte Einatmungszeit dTI zu einer größeren endtidale Kohlendioxidkonzentration FETCO2, dann könnte die derzeitige eingestellte Einatmungszeit sTI zu kurz sein.
  • In einer alternativen Ausführungsform könnte die dTI-Ansprechkurve 154 in Form von VCO2 anstelle von FETCO2 ausgedrückt werden, wie dies in 10 veranschaulicht ist. Die Morphologie der Ansprechkurve 154 wird ähnlich der in 9 gezeigten sein. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit können die obigen Techniken benutzt werden, um TI-OPTIMAL unter Verwendung von VCO2 statt FETCO2 zu finden. Das VCO2 ist gleich dem inneren Produkt zwischen einer Volumenkurve und einer CO2-Kurve über einen einzelnen Atemzug hinweg. Die Fluss- und die CO2-Kurve sollten zeitlich miteinander synchronisiert sein.
  • Eine repräsentative Zusammenfassung möglicher Eingaben und Ausgaben einer solchen Methodologie ist nachstehend aufgeführt:
    Arzt-Eingaben Alter, Gewicht, Größe, Geschlecht, Ort und/oder gewünschtes FETCO2 usw. des Patienten 12
    Gemessene Eingaben Endtidale Kohlendioxidkonzentration FETCO2, Strömungswellen-Daten usw.
    Ausgaben Eingestellte Ausatmungszeit sTE, eingestellte Einatmungszeit sTI und/oder eingestelltes Tidalvolumen sVT des Patienten 12
  • Außerdem nimmt durch engeres Angleichen der eingestellten Ausatmungszeit sTE des Patienten 12 und der natürlichen Ausatmungszeit TEXH des Patienten 12 während der mandatorischen mechanischen Ventilation die mittlere alveoläre Ventilation zu. Darüber hinaus gibt es eine zusätzliche optimale Entfernung von Kohlendioxid CO2, eine verbesserte Oxygenierung und/oder mehr Anästhesiemittel-Äquilibrierung, wobei die ventilierten Gasaustausche in Bezug auf die Benutzung eines kleiner eingestellten Tidalvolumens sVT verglichen mit konventionellen Einstellungen wirksamer werden. Mindest-Ventilationen (Minute Ventilations) und Atmungswiderstand können verringert werden, und eine Reduktion der Volumina kann den Luftwegdruck Paw des Patienten 12 vermindern und dadurch das Risiko, die Lunge unbeabsichtigt zu überdehnen, verringern.
  • Außerdem erleichtern die erfindungsgemäßen Einrichtungen eine Ventilation für Patienten 12 mit akutem Atemnotsyndrom (ARDS, Acute Respiratory Distress Syndrome), und sie können benutzt werden, um die Brauchbarkeit sowohl während Ein- als auch während Zwei-Lungenflügel-Ventilationen ebenso wie bei Übergängen zwischen diesen zu verbessern.
  • Als ein Resultat des Vorstehenden stellen verschiedene der erfindungsgemäßen Einrichtungen die eingestellte Ausat mungszeit sTE des Patienten 12 gleich der Zeitdauer ein, zwischen dem Zeitpunkt, von dem an das Beatmungsgerät 16 es dem Patienten 12 gestattet auszuatmen, und dem Zeitpunkt, an dem der expiratorische Fluss des Patienten 12 aufhört, – d. h. der natürlichen Ausatmungszeit TEXH des Patienten 12. Dies unterstützt die Atmung des Patienten 12 durch Sicherstellen, dass die ventilierten Luftflüsse für diesen Patienten 12 zu dieser Zeit in der Behandlung geeignet sind. Zusätzlich werden Verfahren zum Einstellen der optimalen Einatmungszeit TI-OPTIMAL und des gewünschten Tidalvolumens VT des Patienten präsentiert.
  • Es sollte ohne Weiteres verständlich sein, dass diese Beschreibung veranschaulichende, beispielhafte, repräsentative und nicht einschränkende Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtungen beschreibt. Der Umfang der erfindungsgemäßen Einrichtungen ist daher nicht auf irgendwelche dieser Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr sind verschiedene Einzelheiten und Merkmale der Ausführungsformen, wie erforderlich, offenbart. Viele Änderungen und Modifikationen – wie sie sich einem Fachmann ohne Weiteres erschließen – liegen somit im Rahmen der erfindungsgemäßen Einrichtungen, ohne dass deren Wesen verlassen wird, und die erfindungsgemäßen Einrichtungen schließen diese mit ein. Damit die Öffentlichkeit von dem Rahmen und Schutzumfang der erfindungsgemäßen Einrichtungen Kenntnis erlangt, werden die folgenden Ansprüche vorgelegt.
  • Ein Verfahren zur Einstellung einer Einatmungszeit in einer gesteuerten mechanischen Ventilation verändert Einatmungszeiten eines Objektes 12, bestimmt wenigstens entweder endtidale Gaskonzentrationen oder Gasmengen, die durch das Objekt 12 pro Atemzug ausgeatmet werden, oder beide, in Zusammenhang mit den Einatmungszeiten, stellt einen stabilen Zustands wenigstens der Gaskonzentrationen oder der Gasmengen oder von beiden her und bestimmt eine optimale Einat mungszeit auf der Basis einer Abweichung gegenüber dem stabilen Zustand. Eine Vorrichtung zur Verwendung bei einer gesteuerten mechanischen Ventilation weist Mittel hierfür auf.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Einstellen der Einatmungszeit bei einer gesteuerten mechanischen Ventilation, das aufweist: Veränderung von Einatmungszeiten eines Objektes (12); Bestimmung von wenigstens entweder endtidalen Gaskonzentrationen oder Gasvolumina, die durch das Objekt (12) pro Atemzug ausgeatmet werden, oder von beiden, in Zusammenhang mit den Einatmungszeiten; Herstellung eines stabilen Zustands von wenigstens den Gaskonzentrationen oder den Gasvolumina oder von beiden und Bestimmung einer optimalen Einatmungszeit auf der Basis einer Abweichung von dem stabilen Zustand.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei wenigstens entweder die Gaskonzentrationen und/oder die Gasvolumina ein oder mehrere durch das Objekt (12) ausgeatmete Gase enthalten.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei wenigstens eines der Gase wenigstens entweder Kohlendioxid, Sauerstoff, Stickoxid und/oder ein anästhetisches Inhalationsmittel enthält.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner aufweist: Verringerung der Einatmungszeiten des Objektes (12), um die optimale Einatmungszeit zu bestimmen.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner aufweist: Vergrößerung der Einatmungszeiten des Objektes (12), um die optimale Einatmungszeit zu bestimmen.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner aufweist: Anzeige wenigstens eines der Folgenden auf einem Bildschirm (38): die Einatmungszeiten; die Gaskonzentrationen; oder die Gasvolumina.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Einatmungszeiten um vorbestimmte Maße variieren.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die vorbestimmten Maße sich mit der Zeit verändern.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner eine Einstellung weiterer Einatmungszeiten auf der Basis der optimalen Einatmungszeit aufweist.
  10. Vorrichtung zur Verwendung bei einer gesteuerten mechanischen Ventilation, die aufweist: Mittel zur Veränderung von Einatmungszeiten eines Objektes (12); Mittel zur Bestimmung von wenigstens entweder endtidalen Gaskonzentrationen oder Gasvolumina, die durch das Objekt (12) pro Atemzug ausgeatmet werden, oder von beiden in Zusammenhang mit den Einatmungszeiten; Mittel zur Herstellung eines stabilen Zustands von wenigstens den Gaskonzentrationen oder den Gasvolumina oder von beiden; und Mittel zur Bestimmung einer optimalen Einatmungszeit auf der Basis einer Abweichung von dem stabilen Zustand.
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