DE102008014479A1

DE102008014479A1 - Einstellen der Ausatmungszeit bei der mandatorischen mechanischen Ventilation auf der Grundlage einer Abweichung von einem stabilen Zustand von endtidalen Gaskonzentrationen

Info

Publication number: DE102008014479A1
Application number: DE102008014479A
Authority: DE
Inventors: Robert Q. Middleton Tham
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2007-03-23
Filing date: 2008-03-17
Publication date: 2008-09-25
Also published as: US20080230061A1; SE533389C2; SE0800624L

Abstract

Ein Verfahren zum Einstellen der Ausatmungszeit bei einer gesteuerten mechanischen Ventilation verändert Ausatmungszeiten eines Objektes (12), bestimmt wenigstens entweder endtidale Gaskonzentrationen oder Gasvolumina, die durch das Objekt (12) pro Atemzug ausgeatmet werden, oder beide, wobei diese mit den Ausatmungszeiten in Zusammenhang stehen, stellt einen stabilen Zustand von wenigstens entweder den Gaskonzentrationen oder den Gasvolumina oder von beiden her und bestimmt eine optimale Ausatmungszeit auf der Basis einer Abweichung gegenüber dem stabilen Zustand. Eine Vorrichtung zur Verwendung bei einer druckgesteuerten mechanischen Ventilation weist Einrichtungen für dasselbe auf.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Allgemein betreffen die erfindungsgemäßen Einrichtungen die Atmungsvorsorge und insbesondere Verbesserungen bei der Steuerung einer mandatorischen mechanischen Ventilation.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Sind Patienten medizinisch nicht in der Lage, selbst zu atmen, mechanisch oder forciert, dann können Beatmungsgeräte das Leben durch Erzielung des erforderlichen Lungengasaustausches für die Patienten aufrechterhalten. Demgemäß schließen moderne Beatmungsgeräte elektronische und pneumatische Steuersysteme ein, die den Druck, die Strömungsraten und/oder das Volumen 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 vorerwähnten Druckes, der Strömungsraten und/oder des Volumens des Lungengas-Austausches des Patienten 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 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 besonders für die CMV relevant.
In den letzten Jahren wurden mechanische Beatmungsgeräte zunehmend kompliziert und komplex, was zum größten Teil auf das in letzter Zeit 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 kurzen und/oder konsistenten Leitlinien zu deren maximaler Anwendung. 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 Ausatmungszeit bei einer gesteuerten mechanischen Ventilation bzw. Beatmung die Ausatmungszeit eines Patienten bzw. Objektes, bestimmt endtidale Gaskonzentrationen, die mit den Ausatmungszeiten in Zusammenhang stehen, stellt einen stabilen Zustand der Gaskonzentrationen her und bestimmt eine optimale Ausatmungszeit auf der Basis einer Abweichung gegenüber dem stabilen Zustand.
In einer anderen Ausführungsform weist eine Vorrichtung zur Verwendung bei einer druckgesteuerten mechanischen Ventilation Einrichtungen hierfür auf.
KURZE BESCHREIBUNG VERSCHIEDENER ANSICHTEN DER ZEICHNUNG
Ein klares Konzept der Vorteile und Merkmale, die die erfindungsgemäßen Einrichtungen bilden, und verschiedener konstruktions- und funktionsbezogener Aspekte typischer Mechanismen, die durch solche Einrichtungen hervorgebracht werden, ergeben sich leicht aus den folgenden veranschaulichenden, beispielhaften, repräsentativen und/oder in keiner Weise einschränkenden Figuren, die einen integralen Bestandteil dieser Anmeldung bilden, wobei gleiche Bezugsziffern allgemein die gleichen Elemente in den verschiedenen Ansichten bezeichnen und in denen zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines medizinischen Systems, die ein Beatmungsgerät aufweist, von vorne;
2 ein Blockdiagramm eines medizinischen Systems, das einem Patienten eine Beatmungsgerät-Unterstützung bietet;
3 ein Blockdiagramm eines Beatmungsgeräts, das einem Patienten eine Beatmungsgerät-Unterstützung bietet;
4 ein Ablaufdiagramm der Einatmungszeit (T_I), Ausatmungszeit (T_E) und der forcierten Inhalationszeit (T_INH) für einen einzelnen Atemzug eines Patienten, insbesondere während einer druckgesteuerten mechanischen Ventilation (CMV);
5 ein Flussdiagramm einer vereinfachten Einrichtung zum Einstellen der Einatmungszeit (T_I) des Patienten auf der Grundlage der forcierten Inhalationszeit (T_INH) des Patienten;
6 ein Flussdiagramm einer vereinfachten Einrichtung zum Einstellen der Einatmungszeit (T_I) des Patienten basierend darauf, wann die forcierte Inhalationsströmung des Patienten aufhört;
7 ein Flussdiagramm einer vereinfachten Einrichtung zum Einstellen der Einatmungszeit (T_I) des Patienten basierend darauf, wann das Atemzugvolumen (Tidalvolumen) des Patienten durch Einatmen gefüllt ist;
8 eine Ansprech- bzw. Verlaufskurve mit der verabreichten Ausatmungszeit (dT_E) und den ausgeatmeten CO₂-Niveaus (F_ETCO₂) des Patienten;
9 die Ansprechkurve der verabreichten Ausatmungszeit (dT_E) nach 8 unter graphischer Darstellung einer Einrichtung, um die optimale Ausatmungszeit (T_E-OPTIMAL) des Patienten zu identifizieren; und
10 eine Ansprechkurve der verabreichten Ausatmungszeit (dT_E) und der ausgeatmeten VCO₂-Niveaus des Patienten.
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 26 aufweist, der 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 gezeigten) Arzt von Hand gequetscht werden, um geeignete Atmungsgase 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 den 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 zu lange Zeitdauer aus dem Beutel zu versorgen. Das Beatmungsgerät 16 kann deshalb auch einen Um schalter 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 die 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 (T_I), Ausatmungs- bzw. Expirationszeit (TE), forcierte Inhalationszeit (T_INH), Beatmungsfrequenzen (f), I:E-Verhältnisse, positiver endexpiratorischer Druck (PEEP), Fraktion der inspiratorischen Sauerstoffkonzentration (F_IO₂), Fraktion der expiratorischen Sauerstoffkonzentration (F_EO₂), Atmungsgasfluss (F), Atemzug- bzw. Tidalvolumina (V_T), Temperaturen (T), Luftwegdrücke (P_aw), Sauerstoff-Sättigungsniveaus (S_aO₂) des arteriellen Blutes, Blutdruck-Informationen (BP), Impulsraten (PR), Impuls-Oximetrieniveaus (S_pO₂), ausgeatmete CO₂-Niveaus (F_ETCO₂), Konzentration des eingeatmeten anästhetischen Inhalationsmittels (C_I-Mittel), Konzentration des ausgeatmeten anästhetischen Inhalationsmittels (C_I-Mittel), Sauerstoff-Partialdruck (P_aO₂) des arteriellen Blutes, arterieller Kohlendioxid-Partialdruck (P_aCO₂) und dergleichen.
Speziell Bezug nehmend auf 2, liefert das Beatmungsgerät 16 Atmungsgase 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-Verbin dungsstück 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 einschließen. 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 die Anzahl der dem Patienten 12 verabreichten Atemzüge pro Minute, Tidalvolumina (V_T), 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 gezeigte) Quelle von unter Druck stehendem Gas, die durch ein (nicht gezeigtes) Gaskonzentrations-Untersystem arbeiten 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 sie 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 enhalierte 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 Ausatmungsflüsse 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 Systems 10 von anderen Sensoren 34 und/oder dem Verarbeitungs anschluss 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 eine Bedienerschnittstelle (Bedienerinterface) 62, die eine oder mehrere Eingabevorrichtungen 64 usw. einschließen 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 sind, gestatten es den Ärzten, die Ventilationsparameter des Patienten während des Atmungszyklus des Patienten 12 zu steuern, und ermöglichen eine individuelle Optimierung der Ventilationsbehandlungen für die Patienten 12, die einer druckgesteuerten mechanischen Beatmung (CMV) ausgesetzt werden.
Allgemein umfasst die druckgesteuerte mechanische Ventilation (CMV) ein Verlangsamen des Einatmungsgasflusses, wie es z. B. von einem druckgesteuerten Ventilationsmodus (PCV-Modus) herrührt, wobei der Fluss aufhört, wenn der Lungendruck des Patienten 12 im gefüllten Zustand mit dem inspirierten Druck (P_INSP) ins Gleichgewicht kommt, der in dem PCV-Ventilationsmodus einen vom Benutzer einstellbaren Parameter bilden kann. Ein solches verzögertes Flussverhalten kann auch auftreten, wenn ein Beatmungsgerät 16 einen vorbestimmten kurzen Volumenimpuls in einen Beatmungskreislauf 26 liefert und dem Gasdruck in dem Beatmungskreislauf 26 ermöglicht, innerhalb der Lunge 30 des Patienten 12 ins Gleichgewicht zu kommen. Tritt ein Druckgleichgewicht zwischen dem Beatmungskreislauf 26 und der Lunge 30 des Patienten 12 ein, dann hört der Einatmungsfluss auf. Man kann auch würdigen, dass es während der Einatmungsphase der Ventilation andere Beatmungsgerät-Flussmuster gibt, die ein vorgesehenes Gasvolumen rasch erzwingen können, indem sie anfänglich einen starken Beatmungsgerätfluss liefern, dem eine Flussminderung auf einen Fluss von null oder nahe null folgt. Als Reaktion auf diese forcierte Inhalation verlangsamt sich die Gasströmung zu der Lunge 30 des Patienten 12 auf null oder nahe null, wenn ein gewünschtes Tidalvolumen (V_T) erzielt ist. Hierin sind diese Beatmungsgerät-Steuerverfahren als eine repräsentative druckgesteuerte Ventilation (PCV) eingeschlossen. Insbesondere liefert die druckgesteuerte Ventilation (PCV) das Tidalgasvolumen V_T über eine allgemein kürzere Zeit zu dem Patienten 12 als ein volumengesteuerter Ventilationsmodus (VCV-Modus) mit konstantem Fluss. Bei der VCV liefert das Beatmungsgerät beispielsweise einen konstanten Fluss über die gesamten eingestellten Einatmungszeiten (sT_I). Die frühe Lieferung des gesamten Tidalvolumens V_T in PCV gegenüber VCV gestattet mehr Gasen in der Lunge 30 des Patienten 12 einen Austausch mit dem Lungenblut des Patienten 12 früh in der Einatmungs- Phase der Ventilation, was PCV bei der Entfernung oder Hinzufügung von Gasen aus dem bzw. in das Blut des Patienten 12 im Allgemein wirksamer als VCV macht. Dies wird besonders bei einem Patienten 12, der mit einer hohen Beatmungsrate ventiliert wird, oder bei Gasen deutlich, die langsamer durch die Alveolen des Patienten 12 zu dem Blut des Patienten 12 diffundieren.
Um die folgende Beschreibung zu erleichtern, kann auf die folgenden allgemeinen und/oder repräsentativen Erläuterungen und/oder Definitionen Bezug genommen werden:
1. T_I ist Inspirationszeit.
Genauer gesagt, ist T_I 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 T_I die Inspirations- oder allgemeiner Einatmungszeit des Patienten 12.
Einatmungszeiten T_I können weiter in eine eingestellte Einatmungszeit sT_I, eine verabreichte Einatmungszeit dT_I und eine gemessene Einatmungszeit mT_I unterteilt werden. Spezifischer ist die eingestellte Einatmungszeit sT_I die Zeitdauer, die der Arzt auf dem Beatmungsgerät 16 einstellt, um dem Patienten 12 während des Einatmens Gase zuzuführen, während die verabreichte Einatmungszeit dT_I die Zeitdauer ist, während der dem Patienten 12 während des Einatmens tatsächlich Gase vom Beatmungsgerät 16 zugeführt werden. Ähnlich ist die gemessene Einatmungszeit mT_I 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 sT_I, die verabreichte Einatmungszeit dT_I und die gemessene Einatmungszeit mT_I untereinander gleich oder im Wesentlichen gleich. Wenn jedoch der Arzt oder das Beatmungsgerät 16 nach einer optimalen Einatmungszeit T_I sucht, wie weiter unten erläutert, kann jede dieser Einatmungszeiten T_I verschieden oder etwas anders sein. Der Arzt und/oder das Beatmungsgerät 16 kann z. B. eine eingestellte Einatmungszeit sT_I festgelegt haben, wobei jedoch die verabreichte Einatmungszeit dT_I in dem Prozess der Suche nach beispielsweise der forcierten Inhalationszeit T_INH des Patienten 12 davon abweichen kann.
2. T_E ist Expirationszeit.
Genauer gesagt, ist T_E die in Sekunden gemessene Zeitdauer, die vom Arzt an dem Beatmungsgerät 16 eingestellt wird und vom Beginn des Ausatmens des Patienten 12 bis zum Beginn des Einatmens des Patienten 12 andauert. Demgemäß ist T_E die Expirations- oder allgemeiner Ausatmungszeit des Patienten 12.
Wie die Einatmungszeiten T_I können auch die Ausatmungszeiten T_E weiter in eine eingestellte Ausatmungszeit sT_E, eine verabreichte Ausatmungszeit dT_E und eine gemessene Ausatmungszeit mT_E unterteilt werden. Spezifischer ist die eingestellte Ausatmungszeit sT_E 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 dT_E die Zeitdauer ist, während der Gase während der Ausatmung durch den Patienten 12 ausgeatmet werden können. Ähnlich ist die gemessene Ausatmungszeit sT_E die Zeitdauer, die das Beatmungsgerät 16 misst, um dem Patienten 12 zu gestatten, Gase während der Ausatmung auszustoßen. Idealerweise sind die eingestellte Ausatmungszeit sT_E, die verabreichte Ausatmungszeit dT_E und die gemessene Ausatmungszeit mT_E untereinander gleich oder im Wesentlichen gleich. Wenn jedoch der Arzt oder das Beatmungsgerät 16 nach einer optimalen Ausatmungs zeit T_E-OPTIMAL sucht, wie unten weiter erläutert, dann kann jede dieser Ausatmungszeiten T_E verschieden oder etwas anders sein. Der Arzt und/oder das Beatmungsgerät 16 kann z. B. eine eingestellte Ausatmungszeit sT_E festgelegt haben, doch mag die verabreichte Ausatmungszeit dT_E in dem Prozess der Suche z. B. nach der optimalen Ausatmungszeit T_E-OPTIMAL des Patienten 12 davon abweichen.
3. I:E-Verhältnisse sind Verhältnisse zwischen T_I und T_E.
Genauer gesagt, messen I:E-Verhältnisse Einatmungszeiten dividiert durch Ausatmungszeiten – d. h. T_I/T_E, 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 T_E 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 T_E 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. T_INH ist forcierte Inhalationszeit.
Genauer gesagt, ist T_INH die in Sekunden gemessene Zeitdauer, die erforderlich ist, damit der forcierte Inhalationsfluss des Patienten 12 während der druckgesteuerten mechanischen Ventilation aufhört. Demgemäß ist T_INH die forcierte Inhalationszeit des Patienten 12.
Häufig ist bei der druckgesteuerten mechanischen Ventilation die Einatmungszeit T_I des Patienten 12 nicht gleich der forcierten Inhalationszeit T_INH des Patienten 12 – d. h. die Einatmungszeit T_I des Patienten 12, wie sie vom Arzt an dem Beatmungsgerät 16 eingestellt worden ist, deckt sich häufig nicht mit der forcierten Inhalationszeit T_INH 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 Einatmungszeiten T_I zwischen 2,0–3,3 Sekunden festlegen, im Gegensatz zu typischen Inhalationszeiten T_INH, die weniger als oder gleich etwa 0,8–1,5 Sekunden betragen. Andererseits legen verschiedene erfindungsgemäße Einrichtungen die Einatmungszeiten T_I des Patienten 12 etwa gleich den forcierten Inhalationszeiten T_INH des Patienten 12 (d. h., 2·T_INH ≥ T_I ≥ T_INH) fest.
Stellt der Arzt oder das Beatmungsgerät 16 die Einatmungszeit T_I des Patienten auf weniger als gleich der forcierten Inhalationszeit T_INH des Patienten 12 ein, kann es eine für den Patienten 12 unangemessene Zeit geben, um die Gase in die Lunge 30 des Patienten einzuatmen. Dies kann zu einem ungenügenden Atmungsvolumen in der Lunge 30 des Patienten 12 führen, wodurch die Lunge 30 des Patienten 12 unbeabsichtigt und/oder unwissentlich unterventiliert wird. Demgemäß stellen mehrere der erfindungsgemäßen Einrichtungen die Einatmungszeit T_I des Patienten 12 etwa gleich der forcierten Inhalationszeit TINA des Patienten 12 ein, wobei vorzugsweise die Einatmungszeit T_I des Patienten 12 größer als oder gleich der forcierten Inhalationszeit T_INH 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 T_E des Patienten 12, wie durch das Beatmungsgerät 16 gesteuert.
Wie die Einatmungszeiten T_I und die Ausatmungszeiten T_E kann der 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 T_E des Patienten 12 ist. In ähnlicher Weise ist der verabreichte positive endexpiratorische Druck dPEEP der Druck, der 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. F_IO₂ ist der Anteil inspirierter Sauerstoffkonzentration.
Genauer gesagt, ist F_IO₂ die Konzentration des Sauerstoffes im Einatmungsgas des Patienten 12, häufig ausge drückt als ein Bruchteil oder Prozentsatz. Demgemäß ist F_IO₂ die Fraktion oder der Anteil der inspirierten Sauerstoffkonzentration des Patienten 12.
7. F_EO₂ ist der Anteil expirierter Sauerstoffkonzentration.
Genauer gesagt, ist F_EO₂ die Konzentration des Sauerstoffes in dem Ausatmungsgas des Patienten 12, häufig ausgedrückt als ein Bruchteil oder Prozentsatz. Demgemäß ist F_EO₂ die Fraktion bzw. der Anteil der expirierten Sauerstoffkonzentration 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. V_T ist das Tidalvolumen.
Genauer gesagt, ist V_T das Gesamtvolumen an Gasen, gemessen in Millilitern, das der Lunge 30 des Patienten 12 während der Einatmung verabreicht wird. Demgemäß ist V_T das Atmungs- oder Tidalvolumen des Patienten 12.
Wie die Einatmungszeiten T_I und die Ausatmungszeiten T_E können auch die Tidalvolumina V_T in ein eingestelltes Tidalvolumen sV_T, ein verabreichtes Tidalvolumen dV_T und ein gemessenes Tidalvolumen mV_T unterteilt werden. Insbesondere ist das eingestellte Tidalvolumen sV_T 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 dV_T das Volumen von Gasen ist, das dem Patienten 12 während der Einatmung vom Beatmungsgerät 16 tatsächlich verabreicht wurde. In ähnlicher Weise ist das gemessene Tidalvolumen mV_T 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 sV_T, das verabreichte Tidalvolumen dV_T und das gemessene Tidalvolumen mV_T untereinander gleich oder im Wesentlichen gleich. Wenn der Arzt oder das Beatmungsgerät 16 jedoch nach einem optimalen eingestellten Tidalvolumen sV_T sucht, wie weiter unten ausgeführt, dann kann jedes dieser eingestellten Tidalvolumina sV_T anders sein oder sich leicht unterscheiden.
10. F_ETCO₂ ist die endtidale Kohlendioxidkonzetration (CO₂-Konzentration).
Genauer gesagt, ist F_ETCO₂ die Konzentration an Kohlendioxid CO₂ in dem vom Patienten 12 ausgeatmeten Gas, häufig ausgedrückt als ein Bruchteil oder Prozentsatz. Demgemäß ist F_ETCO₂ 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 bei 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 sV_T, 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 sT_I und die anfänglich festgelegte Ausatmungszeit sT_E, die der Arzt an dem Beatmungsgerät 16 einstellt. In anderen Worten werden die tatsächlich eingestellte Einatmungszeit sT_I und die tatsächlich eingestellte Ausatmungszeit sT_E, die der Arzt benutzt, üblicherweise gemäß den folgenden Gleichungen bestimmt:
Der Arzt nimmt 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 dT_I, verabreichter Ausatmungszeit dT_E und forcierter Inhalationszeit T_INH für einen einzelnen Atmungszyklus für einen Patienten 12 veranschaulicht, der einer druckgesteuerten mechanischen Ventilation (CMV) unterliegt. Wie aus der Figur ersichtlich, ist die verabreichte Einatmungszeit dT_I des Patienten 12 größer als die forcierte Inhalationszeit T_INH des Patienten 12, wie anhand der gemessenen Einatmungszeit mT_I ersichtlich.
Bezug nehmend nun auf 5 zeigt diese ein Flussdiagramm einer vereinfachten Einrichtung zur Festlegung der eingestellten Einatmungszeit sT_I des Patienten 12 auf der Grundlage der forcierten Inhalationszeit T_INH des Patienten 12. Insbesondere beginnt ein Verfahren in einem Schritt 100, während dessen die forcierte Inhalationszeit T_I des Patienten 12 bestimmt wird. Vorzugsweise wird die forcierte Inhalationszeit T_INH 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 Technik bekannt und können ebenfalls dazu benutzt werden, die forcierte Inhalationszeit T_INH des Patienten 12 im Schritt 100 zu bestimmen, wie z. B. eine Analyse des Luftwegflusses des Patienten 12, Analyse des Tidalvolumens V_T des Patienten 12, akustische Analyse des Patienten 12, Schwingungsanalyse des Patienten 12, Luftwegdruck-Analyse P_aw 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 forcierte Inhalationszeit T_INH des Patienten 12 benutzt werden, um die festgelegte Einatmungszeit sT_I des Patienten 12 auf dem Beatmungsgerät 16 einzustellen. Spezifischer kann die festgelegte Einatmungszeit sT_I des Patienten 12 auf der Grundlage der forcierten Inhalationszeit T_INH des Patienten 12 eingestellt werden und z. B. gleich oder im Wesentlichen gleich der forcierten Inhalationszeit T_INH des Patienten 12 festgesetzt werden, wie in Stufe 102 in 5 gezeigt, woraufhin das Verfahren endet.
Gemäß dem Vorstehenden wird nun also die eingestellte Einatmungszeit sT_I des Patienten 12 vorzugsweise gleich oder etwas größer als die forcierte Inhalationszeit T_INH des Patienten 12 festgelegt.
Wenn jedoch der forcierte Inhalationsfluss des Patienten 12 nicht endet oder zu einem nicht signifikanten Niveau wirksam abnimmt, so dass am Ende der ventilierten eingestellten Einatmungszeit sT_I des Patienten 12, wie vom Arzt und/oder Beatmungsgerät eingestellt, kein beträchtliches Gasvolumen zu dem Tidalvolumen V_T hinzugefügt wird, dann kann der Arzt die eingestellte Einatmungszeit sT_I verlängern, bis der forcierte Inhalationsfluss des Patienten 12 endet oder effektiv bis zu einem unsignifikanten Niveau abnimmt.
Wie bereits erwähnt, ist das spontane Atmen des Patienten 12 durch zahlreiche Reflexe gesteuert, die die Atmungsraten f und Tidalvolumina V_T des Patienten 12 steuern. Insbesondere während der druckgesteuerten 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 forcierte Inhalationszeit T_INH des Patienten 12, wie sie für ein gegebenes Volumen erforderlich ist, wie oben erläutert. Deshalb kann sie zum Einstellen der festgelegten Einatmungszeit sT_I des Patienten 12 auf dem Beatmungsgerät 16 benutzt werden.
Nun also nutzen die erfindungsgemäßen Einrichtungen die forcierte Inhalationszeit T_INH des Patienten 12 und/oder physiologische Parameter, um die eingestellte Einatmungszeit sT_I des Patienten 12, die eingestellte Ausatmungszeit sT_E und/oder das eingestellte Tidalvolumen sV_T entweder direkt und/oder indirekt zu bestimmen und/oder festzulegen. So kann z. B. die Ausatmungszeit sT_E des Patienten 12 direkt eingestellt werden, oder sie kann anhand der Beatmungsrate f für eine spezifisch eingestellte Einatmungszeit sT_I bestimmt werden. Gleichermaßen kann das eingestellte Tidalvolumen sV_T des Patienten 12 auch direkt eingestellt werden, oder es kann z. B. in der druckgesteuerten Ventilation (PCV) durch Einstellen des inspiratorischen Druckes (P_INSP) des Patienten 12 bestimmt werden. Eine Addition der eingestellten Ausatmungszeit sT_E des Patienten 12 zu der eingestellten Einatmungszeit sT_I 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 Ausatmungszeit sT_E des Patienten 12, die eingestellte Einatmungszeit sT_I und die Beatmungsrate f keine ganzen Zahlen sind.
In 6, auf die nun Bezug genommen wird, zeigt ein Flussdiagramm eine vereinfachte Einrichtung zur Festlegung der eingestellten Einatmungszeit sT_I des Patienten 12 auf der Grundlage davon, wann der forcierte Inhalationsfluss des Patienten 12 endet oder während eines druckgesteuerten mechanischen Ventilations-Verabreichungsmodus oder Ähnlichem wiederum wirksam zu einem nicht signifikanten Niveau abnimmt. Insbesondere beginnt ein Verfahren in einem Schritt 104, während dessen die Beendigung des forcierten Inhalationsflusses des Patienten 12 bestimmt wird oder dieser zumindest effektiv bis zu einer nicht signifikanten Menge abnimmt. Vorzugsweise wird das effektive Ende des forcierten Inhalationsflusses des Patienten 12 unter Verwendung der Luftwegfluss-Wellenform des Patienten 12 bestimmt, insbesondere wenn die erste Ableitung davon sich null nähert, 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 effektive forcierte Inhalationsfluss des Patienten 12 endet.
Danach kann das effektive Ende des forcierten Inhalationsflusses des Patienten 12 dazu benutzt werden, die eingestellte Einatmungszeit sT_I an dem Beatmungsgerät 16 einzustellen. Insbesondere kann die eingestellte Einatmungszeit sT_I des Patienten 12 auf der Grundlage des effektiven Endes des forcierten Inhalationsflusses des Patienten 12 eingestellt werden und z. B. gleich oder im Wesentlichen gleich der Zeit festgesetzt werden, wann der effektive forcierte Inhalationsfluss 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 Einatmungszeit sT_I des Patienten 12 auf der Grundlage davon, wann das Tidalvolumen V_T des Patienten 12 eingeatmet ist, insbesondere während einer druckgesteuerten mechanischen Ventilation. Insbesondere beginnt ein Verfahren in einem Schritt 108, in dem die Einatmung des Tidalvolumens V_T des Patienten 12 bestimmt wird. Vorzugsweise wird die Einatmung des Tidalvolumens V_T des Patienten 12 unter Benutzung 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 V_T des Patienten 12 eingeatmet worden ist.
Danach kann die Einatmung des Tidalvolumens V_T des Patienten 12 dazu benutzt werden, die eingestellte Einatmungszeit sT_I des Patienten 12 auf dem Beatmungsgerät 16 einzustellen. Insbesondere kann die eingestellte Einatmungszeit sT_I des Patienten 12 auf der Grundlage der Einatmung des Tidalvolumens V_T des Patienten 12 eingestellt werden und z. B. gleich oder im Wesentlichen gleich der Zeit festgesetzt werden, wenn das Tidalvolumen V_T des Patienten 12 eingeatmet ist, wie dies in einem Schritt 110 in 7 veranschaulicht ist, nach dem das Verfahren endet.
Wie oben ausgeführt, gilt
wobei die Kenntnis der Beatmungsrate f und des I:E-Verhältnisses des Patienten 12 die Bestimmung der eingestellten Einatmungszeit sT_I und der eingestellten Ausatmungszeit sT_E gestattet, während die Kenntnis der eingestellten Einatmungszeit sT_I und der eingestellten Ausatmungszeit sT_E 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 Einatmungszeit sT_I des Patienten 12 ein, für die die eingestellte Ausatmungszeit sT_E 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 repräsentatives Beispiel näher beschrieben, weil sie ein verlangsamendes Strömungsprofil aufweist, das auf der forcierten Inhalation des Patienten infolge des von dem Beatmungsgerät gelieferten inspiratorischen Druckes beruht, während das eingestellte Tidalvolumen sV_T durch das Beatmungsgerät auf einer Atemzug-zu-Atemzug-Basis sichergestellt wird. Die erfindungsgemäßen Einrichtungen sind jedoch gleichermaßen auch auf andere druckgesteuerten Ventilationsmodi (PCV-Modi) anwendbar. In jedem Fall umfassen verschiedene der primären Steuereinstellungen auf einem typischen Beatmungsgerät 16 Steuerelemente für ein oder mehrere der folgenden Parameter: eingestellte Ausatmungszeit sT_E, eingestellte Einatmungszeit sT_I, eingestellte Tidalvo lumina sV_T und/oder Anteil der eingeatmeten Sauerstoffkonzentration F_IO₂.
Gemäß den physiologischen Messungen des Patienten 12 gilt nun in einem stationären Zustand: VĊO2 = FETCO2·MVA,worin VĊO 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 Gegensatz zu dem Totraum (V_D), 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 VĊO eine Konstante bildet (Blutreservoir-Effekte sind weiter unten erläutert), so dass gemäß dieser Gleichung mit zunehmendem MV_A die endtidale Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ des Patienten 12 für ein konstantes VĊO abnimmt. Ein Ersatz von MV_A durch V_A·f ergibt demgemäß das Folgende:
Demgemäß kann das gleiche VĊO₂ durch Vergrößern des V_A 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 Verlän gern der verabreichten Ausatmungszeit dT_E des Patienten 12 auf dem Beatmungsgerät 16. Tatsächlich können zahlreiche Kombinationen aus Beatmungsrate f und verabreichte Ausatmungszeit dT_E die gleiche oder nahezu gleiche VĊO₂-Erzeugung ergeben. Demgemäß ist eine optionale Kombination erwünscht.
Wie oben beschrieben, erfasst die forcierte Inhalationszeit T_INH des Patienten 12 die Zeitdauer, wenn der forcierte Einatmungs-Gasfluss des Patienten 12 während der druckgesteuerten mechanischen Ventilation aufhört – d. h. die forcierte Inhalationszeit T_INH des Patienten 12 umfasst die Dauer der Gasströmung während der verabreichten Einatmungszeit dT_I des Patienten 12. Ein Ende des Flusses zeigt, dass die Lunge 30 des Patienten 12 ihr eingeatmetes Lungen-Endvolumen (EILV) erreicht hat, das durch den eingeatmeten Luftweg-Enddruck unterstützt ist. Ein fortgesetzter Gasaustausch über EILV hinaus könnte weniger wirksam sein, was hauptsächlich auf die Vollständigkeit des eingeatmeten Gasvolumens in der Lunge 30 des Patienten 12 zurückzuführen ist, und die Gase würden wahrscheinlich mit den seit dem letzten ausgeatmeten Atemzug bereits in der Lunge 30 des Patienten 12 vorhandenen Gasen vermischt werden.
Gemäß 8, auf die nun Bezug genommen wird, kann der Arzt auch die an dem Beatmungsgerät 16 eingestellte Ausatmungszeit sT_E des Patienten 12 vergrößern oder verringern, bis die resultierende endtidale Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ des Patienten 12 gegenüber Änderungen in der verabreichten Ausatmungszeit dT_E des Patienten 12 stabil ist oder wird. Insbesondere wird dies die optimale Ausatmungszeit T_E-OPTIMAL des Patienten 12 identifizieren. Vorzugsweise ist der Arzt und/oder das Beatmungsgerät 16 in der Lage, diese optimale Ausatmungszeit T_E-OPTIMAL für einen gegebenen Einatmungszyklus innerhalb weniger Atemzüge des Patienten 12 zu bestimmen. Wenn z. B. eine stabile endtidale Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ erreicht ist, kann dann ein bevorzugtes Gleichgewicht des Kohlendioxids CO₂ während einer verabreichten Ausatmungszeit dT_E erzielt werden, da durch weiteres Verlängern der verabreichten Ausatmungszeit dT_E des Patienten 12 wenig oder kein weiteres Kohlendioxid CO₂ wirksam aus dem Blut des Patienten 12 extrahiert werden kann. Demgemäß kann die optimale Ausatmungszeit T_E-OPTIMAL des Patienten 12 festgelegt und/oder eingestellt werden.
Genauer gesagt, kann die endtidale Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ des Patienten 12 als stabil oder stabiler bei oder nach einem Punkt A auf einer dT_E-Ansprechkurve 150 in der Figur (siehe z. B. einen ersten Abschnitt 150a der dT_E-Ansprechkurve 150) und als nicht stabil oder weniger stabil oder instabil bei oder vor diesem Punkt A (siehe einen zweiten Abschnitt 150b der dT_E-Ansprechkurve 150) angesehen werden. Demgemäß kann der Punkt A auf der dT_E-Ansprechkurve 150 dazu benutzt werden, die optimale Ausatmungszeit T_E-OPTIMAL des Patienten 12 zu bestimmen, wie in der Figur angezeigt.
Wenn die endtidale Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ des Patienten 12 gleich der kapillaren Kohlendioxidkonzentration FcCO₂ des Patienten 12 ist, hört in physiologischer Hinsicht die Diffusion auf, und die Extraktion von Kohlendioxid CO₂ aus dem Blut des Patienten 12 endet. Idealerweise wird die optimale Ausatmungszeit T_E-OPTIMAL des Patienten 12 dann eingestellt, wenn diese Diffusion ineffektiv wird oder aufhört. Ansonsten könnte eine kürzere verabreichte Ausatmungszeit dT_E nahe legen, dass zusätzliches Kohlendioxid CO₂ wirksam aus dem Blut des Patienten 12 entfernt werden könnte, während eine längere verabreichte Ausatmungszeit dT_E 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 F_ETCO₂ des Patienten 12 ohne Beeinflussung durch eine Blutchemie-Folgekrankheit des Patienten 12. Eine bevorzugte Technik zum Auffinden der stabilen endtidalen Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ des Patienten 12 kann die Ausatmungszeit dT_E des Patienten 12 verlängern oder verkürzen, was das Blutreservoir an Kohlendioxid CO₂ minimal stören kann. Veränderungen der verabreichten Ausatmungszeit dT_E 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 Ausatmungszeit sT_E des Patienten 12 optimiert ist, dann wird die endtidale Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ des Patienten 12 für eine gegebene Ausatmungszeit dT_E verschieden sein. An diesem Punkt kann die Optimierung der eingestellten Ausatmungszeit sT_E des Patienten 12 zu einem dynamischen Prozess werden. In jedem Fall kann die zum Auffinden der optimalen Ausatmungszeit T_E-OPTIMAL des Patienten 12 verfügbare Zeit für einen durchschnittlichen erwachsenen Patienten 12 etwa eine Minute betragen.
Ein Weg zur Verminderung der Wahrscheinlichkeit einer Beeinflussung durch eine Blutchemie-Folgekrankheit des Patienten 12 besteht darin, die verabreichte Ausatmungszeit dT_E des Patienten 12 für zwei (2) oder mehrere Ausatmungsvorgänge zu ändern und dann die resultierende endtidale Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ des Patienten 12 zur Extrapolation unter Einsatz einer Apriori-Funktion, wie einer Exponentialfunktion, anhand von im Stande der Technik bekannten Methoden zu nutzen.
Wenn z. B. eine erste endtidale Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ des Patienten 12 ursprünglich an einem Punkt B auf der Ansprechkurve 152 in der 9 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 dT_E-Ansprechkurve 152 erhalten werden; und zwar durch Extrapolation in der erforderlichen Weise. Vorzugsweise ist die dT_E-Ansprechkurve 152 abschnittsweise kontinuierlich. So kann z. B. ein erster Abschnitt 152a der dT_E-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 dT_E-Ansprechkurve 152 einander schneiden (siehe z. B. Punkt A auf der dT_E-Ansprechkurve 152), kann zur Bestimmung der optimalen Ausatmungszeit T_E-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 Ausatmungszeit T_E-OPTIMAL des Patienten 12 auf der Grundlage eines iterativen Prozesses beschrieben. Insbesondere erfasst eine bevorzugte Einrichtung zur Bestimmung der optimalen Ausatmungszeit T_E-OPTIMAL F_ETCO₂-Daten in gleichen oder im Wesentlichen gleichen Ausatmungszeitschritten bzw. Inkrementen ΔT_E. Wenn z. B. die erste endtidale Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ des Patienten 12 ursprünglich als innerhalb des ersten Abschnittes 152a der dT_E-Ansprechkurve 152 liegend bestimmt wurde (z. B. siehe Punkte B–D), dann könnte der Arzt und/oder das Beatmungsgerät 16 die verabreichten Ausatmungszeiten dT_E des Patienten 12 verkürzen, bis die Messwerte der endtidalen Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ des Patienten 12 innerhalb des zweiten Abschnittes 152b der dT_E-Ansprechkurve 152 (z. B. siehe Punkte E–G) liegen.
Wenn z. B. die endtidale Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ des Patienten 12 ursprünglich an einem Punkt C auf der dT_E-Ansprechkurve 152 (d. h. innerhalb des ersten Abschnittes 152a der dT_E-Ansprechkurve 152) bestimmt wurde, dann könnte die verabreichte Ausatmungszeit T_E des Patienten 12 verkürzt werden, bis eine nächste endtidale Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ des Patienten 12 als in dem Punkt G auf der dT_E-Ansprechkurve 152 liegend bestimmt wurde, wobei an diesem Punkt die endtidale Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ des Patienten 12 noch als innerhalb des ersten Abschnittes 152a der dT_E-Ansprechkurve 152 liegend bestimmt werden würde. Demgemäß könnte die verabreichte Einatmungszeit dT_I des Patienten 12 wieder vermindert werden, bis die nächste endtidale Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ des Patienten 12 als bei dem Punkt E auf der dT_E-Ansprechkurve 152 liegend bestimmt wurde, wobei an diesem Punkt die endtidale Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ des Patienten 12 nun als innerhalb des zweiten Abschnittes 152b der dT_E-Ansprechkurve 152 liegend bestimmt werden würde (d. h. die endtidale Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ des Patienten 12 würde gefallen sein und daher nicht bei der optimalen Ausatmungszeit T_E-OPTIMAL des Patienten 12 liegen). Entsprechend könnte eine kleinere Schrittweite ΔT_E/x der verabreichtes Ausatmungszeit eingerichtet werden um festzustellen, wann die endtidale Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ des Patienten 12 an dem Punkt A auf der dT_E-Ansprechkurve 152 angelangt – d. h. an dem Schnittpunkt zwischen dem ersten Abschnitt 152a der dT_E-Ansprechkurve 152 und dem zweiten Abschnitt 152b der dT_I-Ansprechkurve 152. Auf diese iterative Weise werden fortschreitend kleinere verabreichte Zeitinkremente und/oder -dekremente ΔT_E eingerichtet, um die optimale Ausatmungszeit T_E-OPTIMAL des Patienten 12 zu bestimmen, wie dies in der Figur angezeigt ist.
Wurde die endtidale Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ des Patienten 12 ursprünglich als an dem Punkt F auf der dT_E-Ansprechkurve 152 liegend bestimmt (d. h. innerhalb des zweiten Abschnittes 152b der dT_E-Ansprechkurve 152), dann könnte in ähnlicher Weise die verabreichte Ausatmungszeit dT_E des Patienten 12 verlängert werden, bis eine nächste endtidale Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ des Patienten 12 als an dem Punkt E auf der dT_E-Ansprechkurve 152 liegend bestimmt wurde, wobei an diesem Punkt die endtidale Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ des Patienten 12 noch innerhalb des zweiten Abschnittes 152b der dT_E-Ansprechkurve 152 bestimmt werden würde. Demgemäß konnte die verabreichte Ausatmungszeit dT_E des Patienten 12 wieder verlängert werden, bis die nächste endtidale Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ des Patienten 12 an dem Punkt D auf der dT_E-Ansprechkurve 152 bestimmt würde, wobei an diesem Punkt die endtidale Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ des Patienten 12 nun innerhalb des ersten Abschnittes 152a der dT_E-Ansprechkurve 152 bestimmt werden würde (d. h., die endtidale Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ des Patienten 12 würde nicht zugenommen haben und somit nicht bei der optimalen Ausatmungszeit T_E-OPTIMAL des Patienten 12 liegen). Ein kleineres verabreichtes Ausatmungszeit-Dekrement ΔT_E/x könnte eingerichtet werden um zu bestimmen, wann die endtidale Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ des Patienten 12 an dem Punkt A auf der dT_E-Ansprechkurve 152 liegt – d. h. an dem Schnittpunkt des ersten Abschnittes 152a der dT_E-Ansprechkurve 152 mit dem zweiten Abschnitt 152b der dT_E-Ansprechkurve 152. Auf diese iterative Weise werden sukzessiv kleinere verabreichte Zeitinkremente und/oder -dekremente ΔT_E eingerichtet, um die optimale Ausatmungszeit T_E-OPTIMAL des Patienten 12 zu bestimmen, wie dies in der Figur angezeigt ist.
Nachdem die optimale Ausatmungszeit T_E-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 Ausatmungszeit sT_E des Patienten 12 sollte nun mit der Minimalzeit, die der Patient 12 benötigt, um das verabreichte Tidalvolumen dV_T auszuatmen, direkt in Beziehung gesetzt werden.
Eine untere Grenze für das eingestellte und verabreichte Tidalvolumen sV_T, dV_T des Patienten 12 sollte, vorzugsweise innerhalb einer vorbestimmten und/oder vom Arzt ausgewählten Sicherheitsreserve, größer sein als V_D. Vorzugsweise kann eine umgeformte Enghoff-Bohr-Gleichung benutzt werden, um V_D oder die folgende Abweichung zu finden:
Nachdem die endtidale Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ des Patienten 12 bestimmt worden ist, kann das eingestellte Tidalvolumen sV_T 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 F_ETCO₂ des Patienten 12 ansehen. Der Arzt kann dann das eingestellte Tidalvolumen sV_T des Patienten 12 einstellen, bis die gewünschte endtidale Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ erzielt ist. Alternativ oder in Verbindung damit kann eine vorbestimmte Methodologie auch dazu benutzt werden, das verabreichte Tidalvolumen dV_T des Patienten 12 einzustellen, bis die gewünschte endtidale Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ erzielt ist. Eine solche Methodologie kann z. B. ein lineares Verfahren nutzen, um eine gewünschtes endtidale Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ 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. Vorzugsweise 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 F_ETCO₂ 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 Ausatmungszeit dT_E des Patienten 12 um ihren gegenwärtigen Wert der eingestellten Ausatmungszeit sT_E herum variieren, und die resultierende endtidale Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ kann mit der momentanen endtidalen Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂ verglichen werden um festzustellen, wie optimal die gegenwärtigen Einstellungen sind. Führt z. B. eine längere verabreichte Ausatmungszeit dT_E zu einer größeren endtidale Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂, dann könnte die derzeitige eingestellte Ausatmungszeit sT_E zu kurz sein.
In einer alternativen Ausführungsform könnte die dT_E-Ansprechkurve 154 in Form von VCO₂ anstelle von F_ETCO₂ 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 T_E-OPTIMAL unter Verwendung von VCO₂ statt F_ETCO₂ 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 F_ETCO₂ usw. des Patienten 12
Gemessene Eingaben	Endtidale Kohlendioxidkonzentration F_ETCO₂, Strömungswellen-Daten usw.
Ausgaben	Eingestellte Einatmungszeit sT_I, eingestellte Ausatmungszeit sT_E und/oder eingestelltes Tidalvolumen sV_T des Patienten 12

Außerdem nimmt durch engeres Angleichen der eingestellten Einatmungszeit sT_I des Patienten 12 und der forcierten Inhalationszeit T_INH 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 des unteren eingestellten Tidalvolumens sV_T verglichen mit konventionellen Einstellungen wirksamer werden. Mindest-Ventilationen (Minute Ventilations) und Atmungswiderstand können verringert werden, und eine Reduktion der Volumina kann den Luftwegdruck P_aw 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-Lungen-Ventilationen ebenso wie bei Übergängen zwischen diesen zu verbessern.
Als ein Resultat des Vorstehenden stellen verschiedene der erfindungsgemäßen Einrichtungen die eingestellte Einatmungszeit sT_I des Patienten 12 gleich der Zeitdauer ein, zwischen dem Zeitpunkt, von dem an das Beatmungsgerät 16 es dem Patienten 12 gestattet einzuatmen, und dem Zeitpunkt, an dem der inspiratorische Fluss des Patienten 12 aufhört, – d. h. der forcierten Inhalationszeit T_INH 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 Ausatmungszeit T_E-OPTIMAL und des gewünschten Tidalvolumens V_T 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 Mo difikationen, wie sie sich einem Fachmann ohne Weiteres erschließen, liegen 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 zum Einstellen der Ausatmungszeit bei einer gesteuerten mechanischen Ventilation verändert Ausatmungszeiten eines Objektes 12, bestimmt wenigstens entweder endtidale Gaskonzentrationen oder Gasvolumina, die durch das Objekt 12 pro Atemzug ausgeatmet werden, oder beide, wobei diese mit den Ausatmungszeiten in Zusammenhang stehen, stellt einen stabilen Zustand von wenigstens entweder den Gaskonzentrationen oder den Gasvolumina oder von beiden her und bestimmt eine optimale Ausatmungszeit auf der Basis einer Abweichung gegenüber dem stabilen Zustand. Eine Vorrichtung zur Verwendung bei einer druckgesteuerten mechanischen Ventilation weist Einrichtungen für dasselbe auf.

Claims

Verfahren zum Einstellen der Ausatmungszeit bei einer druckgesteuerten mechanischen Ventilation, wobei das Verfahren aufweist: Veränderung von Ausatmungszeiten eines Objektes (12); Bestimmung von wenigstens entweder endtidalen Gaskonzentrationen oder Gasvolumina, die pro Atemzug durch das Objekt ausgeatmet werden, oder von beiden, wobei diese mit den Ausatmungszeiten in Zusammenhang stehen; Herstellung eines stabilen Zustands von wenigstens entweder den Gaskonzentrationen oder den Gasvolumina oder beiden; und Bestimmung einer optimalen Ausatmungszeit auf der Basis einer Abweichung gegenüber dem stabilen Zustand.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei entweder die Gaskonzentrationen und/oder die Gasvolumina ein oder mehrere durch das Objekt (12) ausgeatmete Gase enthalten.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei wenigstens eines der Gase wenigstens entweder Kohlendioxid, Sauerstoff, Stickoxid und/oder ein eingeatmetes anästhetisches Mittel enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner aufweist: Verringerung der Ausatmungszeiten des Objektes (12), um die optimale Ausatmungszeit zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner aufweist: Vergrößerung der Ausatmungszeiten des Objektes (12), um die optimale Ausatmungszeit zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner aufweist: Anzeigen wenigstens eines oder mehrerer der Folgenden auf einem Monitor (38): Ausatmungszeiten; Gaskonzentrationen; oder Gasvolumina
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ausatmungszeiten um vorbestimmte Größen variieren.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei sich die vorbestimmten Größen mit der Zeit verändern.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner eine Einstellung weiterer Ausatmungszeiten auf der Basis der optimalen Ausatmungszeit aufweist.
Vorrichtung zur Verwendung bei einer gesteuerten mechanischen Ventilation, wobei die Vorrichtung aufweist: Mittel zur Veränderung von Ausatmungszeiten eines Objektes (12); Mittel zur Bestimmung von wenigstens entweder endtidalen Gaskonzentrationen oder Gasvolumina, die pro Atemzug durch das Objekt (12) ausgeatmet werden, oder von beiden, wobei diese mit den Ausatmungszeiten in Zusammenhang stehen; Mittel zur Herstellung eines stabilen Zustands von wenigstens den Gaskonzentrationen oder den Gasvolumina oder beiden; und Mittel zur Bestimmung einer optimalen Ausatmungszeit auf der Basis einer Abweichung gegenüber dem stabilen Zustand.