DE102008028662A1

DE102008028662A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Monitoring bei einer manuellen Beatmung

Info

Publication number: DE102008028662A1
Application number: DE102008028662A
Authority: DE
Inventors: Florian Dr. Dietz; Markus Michelsen
Original assignee: Loewenstein Medical Technology GmbH and Co KG
Current assignee: Loewenstein Medical Technology GmbH and Co KG
Priority date: 2007-06-18
Filing date: 2008-06-10
Publication date: 2008-12-24

Abstract

Das Verfahren und die Vorrichtung dienen zum Messen und Signalisieren mindestens eines Beatmungsparameters und/oder eines physiologischen Parameters. Die Vorrichtung ist lösbar im Bereich einer Beatmungsvorrichtung angeordnet. Insbesondere kann eine Anwendung bei einer Vorrichtung zur Beatmung erfolgen, die ein handbetätigtes Pumpelement aufweist. Bei einer derartigen Ausführungsform ist des Weiteren daran gedacht, dass eine Messeinrichtung zur Erfassung eines Gasstromes oder eines Gasvolumens verwendet wird. Als Sensor kann hierbei ein Bauteil verwendet werden, das vom Gasstrom bewegt oder ausgelenkt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Monitoring bei der manuellen Beatmung von Patienten. Es werden verschiedene Atemparameter aufgenommen, verarbeitet und dem Anwender übersichtlich visuell und akustisch dargestellt. Dieser kann dahingehend seine Beatmungstechnik verändern, um den Patienten bestmöglich zu versorgen.
Bei der Beatmung von Patienten kommt es auf eine rasche Indikation eines Atemstillstandes und eine rasche Ventilation des Patienten an, um diesen vor Folgeschäden des Sauerstoffmangels zu schützen.
In vielen Fällen werden diese Patienten per Mund-zu-Nase oder per Mund-zu-Mund beatmet. Im weiteren Verlauf der Be atmungsmaßnahmen stoßen semi-/professionelle Helfer hinzu und übernehmen meist die Beatmung mit einem Beatmungsbeutel. Diese Form der Beatmung ist in vielen Fällen nötig, da entweder das Beatmungsgerät noch nicht einsatzbereit oder der Patient noch nicht intubiert ist, ein Beatmungsgerät nicht erreichbar ist und/oder ein Beatmungsgerät in engen Räumen oder während des Transportes vom Unfallort in das Rettungsfahrzeug oder in die Klink nicht zur Anwendung kommen kann.
In allen vorstehend beschriebenen Fällen weiß der Anwender nicht, wie sehr er die Lunge des Patienten durch unbemerkt hohe Drücke schädigt. Dies kann er entweder durch häufiges Training verbessern; jedoch ist jeder Patient verschieden und insbesondere bei der Beatmung von Säuglingen und insbesondere von Kleinkindern ist oftmals ein zu geringer Trainingsaufwand bzw. eine zu geringe Beatmungserfahrung bei dem Anwender zu verzeichnen.
Weitaus schwieriger ist es für den Anwender, das richtige Atemzugvolumen bzw. Atemminutenvolumen zu applizieren, da eine solche Messeinrichtung nicht in den manuellen Beatmungsvorrichtungen sowie anderen Beatmungsvorrichtungen vorhanden ist.
In allen Fällen der Beutelbeatmung und bei weiteren Beatmungsvorrichtungen ohne Messeinrichtungen ist der Anwender nur auf sein Gefühl und seine Erfahrung angewiesen, wie viel Volumen mit welcher Frequenz und welchen Drücken er dem Patienten appliziert. Zwar gibt es bei den meisten Beatmungsbeuteln ein Überdruckventil, welches bei einem Atemwegsdruck von 60 mbar öffnet. Dies kann jedoch bei einer falschen Einstellung für ein Kind zu hoch sein. Die Folgen können Overdistension mit feinen oder größeren Verletzungen des Lungengewebes sein.
Der Anwender hat mit einem Beatmungsbeutel demnach keinerlei Information darüber, in wie weit die Behandlung patientengerecht erfolgt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß die Handhabung durch einen Anwender unterstützt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung lösbar im Bereich einer Beatmungsvorrichtung angeordnet ist.
Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart zu verbessern, daß eine Gerätebedienung erleichtert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Messung und Signalisierung im Bereich einer Beatmungsvorrichtung erfolgt.
Schließlich besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, ein Beatmungsgerät einfach, preisgünstig und robust zu gestalten und trotzdem Kontrollmittel zur Unterstützung einer richtigen und guten Anwendung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine mit einem handbetätigten Pumpelement versehene Vorrichtung zur Beatmung, bei der das Pumpelement direkt oder über eine an diesem angebrachte gasführende Leitung mit der Vorrichtung verbunden ist, mit einer mechanischen Gasstrom- oder Gasvolumen-Meßeinrichtung ausgestattet wird, die ein durch das vom Pumpelement erzeugten Gasstrom bewegtes oder ausgelenktes Bauteil aufweist.
Die erfindungsgemäße Idee setzt sich aus vielen Einzelmerkmalen zusammen, welche einzeln oder in beliebiger Kombination in eine Vorrichtung zum Messen und Signalisieren eines Beatmungsparameters und oder eines physiologischen Parameters fließen können. Weitere Ausführungsvarianten können durch Kombination verschiedenster Merkmale entstehen, auch wenn diese im folgende nicht explizit genannt werden.
Die erfindungsgemäße Idee beschreibt eine Vorrichtung zum Messen und Signalisieren eines Beatmungsparameters und/oder eines physiologischen Parameters, angeordnet im Bereich einer Beatmungsvorrichtung. Diese kann in einer Ausführungsform lösbar mit der Beatmungsvorrichtung verbunden sein.
Zu einer Beatmungsvorrichtung kann ein Patienteninterface zählen, also die direkte Verbindung des Patienten mit einem Luft führenden Element, beispielsweise ein Beatmungsschlauch, ein Beatmungsbeutel, ein Beatmungsgerät ohne Signalisierungsfunktion von Beatmungsparametern, ein Beatmungsschlauch und ein Beatmungsbeutel.
Beispielhaft für ein Patienteninterface können genannt werden: Maske, Tubus, Beatmungsbeutel, Schlauch, Nasal Pillow, Nasenbrille, Tracheostoma.
In einer Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Idee auch bei einem Beatmungsgerät ohne Signalisierungs- und/oder Messeinrichtung Einsatz finden.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung mit Mitteln zur Messung von Beatmungsparameter und/oder physiologischen Parametern ausgestattet.
Diese können in einer weiteren Ausführungsform mit Mitteln zur Signalisierung dieser Beatmungsparameter und/oder physiologischen Parametern ausgestattet sein.
Die Mittel zur Messung der Beatmungsparameter und/oder der physiologischen Parameter können sein: Druck-, Flow-, Masse,-, Molmasse-, Temperatur-, Volumensensoren.
Diese Sensoren (Messmittel) können sensorspezifische Signale generieren, welche dann in der Vorrichtung zu Informationen weiterverarbeitet werden können. Dies kann mit einem internen Algorithmus geschehen.
Diese Informationen können demnach sein: Volumen, inspiratorisches Volumen, exspiratorisches Volumen, Druckverlauf, maximaler Druck innerhalb eines Beatmungszyklusses, Atemminutenvolumen, Atemfrequenz, Druckfrequenz bei einer Herz-Lungen-Wiederbelebung, (Atem-)Flussgeschwindigkeit/Flow.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Mittel zur Messung von Druck ein erster Drucksensor.
Einzeln oder in Kombination in einer weiteren Ausführungsform kann zur Messung des Flows eine Blende und/oder eine Querschnittsverengung und ein zweiter Drucksensor in der Vorrichtung angeordnet sein, welcher so angeordnet ist, dass sich die Blende im Luftstrom zwischen den zwei Drucksensoren befindet (Wirkdruckverfahren).
Um dem Anwender Informationen aus den Sensoren signalisieren zu können, können in die erfindungsgemäße Idee die Mittel zur Signalisierung eingebracht sein. Diese können verschiedenster Form sein, beispielsweise visueller Signalgeber, LED, LCD, Uhr, akustischer Signalgeber, mechanischer Signalgeber, mechanisches Anzeigemittel etc..
Um die Vorrichtung bei weiteren Patienten anwenden zu können, kann in einer Ausführungsform der Erfindung ein zum Rest der Vorrichtung lösbares Verbindungselement Bestandteil der Vorrichtung sein. Dieses Verbindungselement kann die in- und exspiratorischen Luftmassen führen und ist daher für einen anderen Patienten ohne Wideraufbereitung nicht verwendbar. Deshalb kann dieses Element lösbar mit der Vorrichtung verbunden sein bzw. die Vorrichtung kann über dieses lösbare Element verfügen.
Als besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung verfügt das Verbindungselement über Normkoni nach ISO 5356 zur Konnektierung von Maske und/oder Tubus und/oder Beatmungsbeutel und/oder anderem Beatmungszubehör. Dies ermöglicht richtige, sichere und überall vorhandene Konnektierungsmöglichkeiten.
Alternativ oder in Kombination können ebenso ein oder mehrere lösbare Abschirmelemente Bestandteil der Erfindung sein, welche den Rest der Vorrichtung und/oder die Sensoren, insbesondere Drucksensoren, von Keimen und/oder Viren des Patienten abschirmen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die Abschirmelemente zwischen dem Verbindungselement und dem Rest der Vorrichtung angeordnet sein. Besonders bevorzugt sind diese zwischen Drucksensor und Ver bindungselement anbringbar, welches über Kanäle zwischen Abschirmelement und den in- und exspiratorischen Luftmassen verfügt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verfügt die Vorrichtung über einen Energieversorger. Dieser kann ein lösbarer sein. Ebenso kann der Energieversorger eine Handelsübliche Batterie, ein Akku oder ein spezieller Energieversorger sein, welcher nur für diese Vorrichtung verwendbar ist. Dies kann die Verwechslung und die Sicherheit des Gerätes unterstützen.
Da die Vorrichtung in sehr widrigen Umgebungsbedingungen ihre Leistung erfüllen muss, ist in einer weiteren Ausführungsform daran gedacht, das Gehäuse der Vorrichtung vor Feuchtigkeit zu schützen. Dies geschieht idealerweise mit einem Gehäuse, welches einen Schutzgrad gegen Feuchtigkeit von IP X4 aufweist.
Um die Vorrichtung bedienen zu können, kann diese über Bedienelemente verfügen.
Damit der Anwender die aufbereiteten Informationen über die Beatmungsparameter und/oder sonstige physiologische Parameter auch aufnehmen kann, sind die Mittel zur Signalisierung im Bereich des Patientenkörpers, vorzugsweise im Bereich des Kopfes, angeordnet und/oder diese sind während einer manuellen Beatmung vom Anwender sichtbar und/oder hörbar.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Verbindungselement auch ein Patienteninterface sein. Beispielsweise kann das Verbindungselement eine Maske sein, bei welcher der Rest der Vorrichtung aufgesteckt oder sonstig angekoppelt werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform kann das Verbindungselement vom Rest der Vorrichtung zum Austausch und/oder zur Wiederaufbereitung abgetrennt werden, sowie die Abschirmelemente können durch neue ersetzt werden.
Die Abschirmelemente können auswechselbar und/oder aus einem Filter bestehen.
Das Mittel zu Messung des Flows kann nach dem Prinzip des Differenzdruckverfahrens funktionieren und beispielsweise ein US-Sensor oder ein Hitzdrahtanemometer sein.
Des weiteren können in Ausführungsformen Mittel zur Weitergabe der Daten an andere Geräte Bestandteil der Vorrichtung sein. Dies ermöglicht beispielsweise die Darstellung der Daten auch auf Monitoren, welche zudem weitere Patientendaten darstellen können.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Mittel zur Signalisierung bei kritischen Zuständen für den Patienten akustische und/oder visuelle Alarme, beispielsweise einen Batteriealarm oder einen Überdruckalarm abgeben.
Die Vorrichtung ist vorzugsweise nicht größer als 50 × 90 × 80 mm.
Das Verfahren dient zum Messen und Signalisieren zumindest eines Beatmungsparameters und oder physiologischen Parameters und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Messung und Signalisierung im Bereich einer Beatmungsvorrichtung erfolgt.
Nach der erfindungsgemäßen Idee ist daran gedacht, aus den Daten der Messmittel mittels eines Algorithmus zumindest einen Beatmungsparameter und/oder einen physiologischen Parameter aus der folgenden Gruppe zu generieren: Volumen, inspiratorisches Volumen, exspiratorisches Volumen, Druckverlauf, maximaler Druck innerhalb eines Beatmungszyklusses, Atemminutenvolumen, Atemfrequenz, Druckfrequenz bei einer Herz-Lungen-Wiederbelebung, (Atem-)Flussgeschwindigkeit/Flow, Impedanz, Lungenelastizität, Lungenkapazität. Daneben sind weitere Informationen denkbar.
Damit die Messmittel/Sensoren Daten generieren, können sie nach zumindest einem Verfahren funktionieren, ausgewählt aus der Gruppe: Differenzdruckverfahren, US-Sensor, Hitzdrahtanemometer, Wirbelfrequenz, Hitzdraht, Aufheizverfahren, Laser-Doppler, Ultraschall-Laufzeit, US-Doppler, Magnetisch-induktives Verfahren, Staurohr, Schwebekörper, Flügelradsensor, Drosselgeräte, Laminar Flow Element.
Die Signalisierung kann erfindungsgemäß im Bereich des Patientenkörpers erfolgen, vorzugsweise im Bereich des Kopfes. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Signalisierung so, als dass diese während einer manuellen Beatmung vom Anwender sichtbar und/oder hörbar sein kann.
Mit den Daten aus den Messmitteln für Druck und Flow kann in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das ventilierte Volumen errechnet und eine p-V-Loop berechnet werden. Ferner kann durch die Berechnung der Steigung eines p-V-Loop-Abschnittes die maximal nötige Ausdehnung der Lunge errechnet werden. Eine charakteristische p-V-Loop verfügt inspiratorisch über einen relativ linearen Bereich, bei der sich die Lunge im und über dem Bereich des Tidalvolumens befindet. Im unteren und oberen Bereich der Vitalkapazität ist die Steigung geringer.
Das implementierte Verfahren berechnet erfindungsgemäß die Veränderung der Steigung. Ab einer festgelegten Steigungsänderung erhält man so die unteren und oberen inflection points. Überschreitet man den oberen inflection point, so gelangt man in den Bereich der Overdistension, welches eine Schädigung der Lunge durch zu hohe Drücke zur Folge hat.
Somit kann die maximal nötige Ausdehnung der Lunge dem Anwender angezeigt werden, so dass dieser die Exspirationsphase einleiten kann.
Als Hilfestellung wird dem Anwender über die Erfindung der Füllgrad, beziehungsweise der Verlauf der Ausdehnung bis zur maximal nötigen Ausdehnung der Lunge angezeigt.
Dies kann erfindungsgemäß in einer Ausführungsform mit einem Balken geschehen, welcher sich je nach Füllgrad füllt. So können beispielsweise LEDs in Reihe angeordnet sein und je nach Füllgrad wird eine weitere LED erleuchtet oder erloschen. Zudem können diese LEDs über verschiedene Farben ähnlich einer Ampel verfügen. Des Weiteren können Anzeigelemente auch nach anderen geometrischen Formen angeordnet sein.
In einer weiteren Ausführungsform kann sich die Frequenz des akustischen Signals je nach Füllgrad ändern. So kann bei guter Lungenfüllung ein sanftes Klangbild, bei zu hoher Lungenfüllung und zu hohem Atemwegsdruck ein Ton hoher Frequenz erzeugt werden.
Es besteht darüber hinaus auch die Möglichkeit, manuelle Beatmungssysteme mit einfachen mechanischen Bauteilen auszustatten und hierdurch dem Anwender ein wirksames Hilfsmittel zur Gewährleistung optimaler Beatmungsparameter an die Hand zu geben.
Die Erfindung macht es sich zu Nutze, daß die manuelle Beatmungsvorrichtung als Gasdruckquelle gleichzeitig auch als Kraftquelle für eine einfache, von weiteren aufwendigen Einrichtungen unabhängige Messung der wesentlichen Parameter genutzt werden kann. Das Pumpelement entfaltet hierdurch eine Doppelfunktion: einesteils bewirkt es die Beatmung, anderenteils treibt es mechanisch zugleich die Meßeinrichtung an.
Diese Anordnung kann kostengünstig verwirklicht werden, ist robust, langlebig und zuverlässig und erfüllt somit die gestellte Aufgabe.
Beispielsweise kann die Meßeinrichtung in einer mit einem Rückstellwiderstand im Gasstrom befestigten Membranklappe bestehen, deren Grad der Auslenkung eine Ablesung des Gasdrucks und mittelbar auch des Gasflusses ermöglicht. Alternativ kann ein drehbares Element, z. B. ein Schaufelrad oder ein Propeller, verwendet werden, dessen Drehgeschwindigkeit aufgrund der Überwindung einer steigenden Eigenreibung ebenfalls ein Maß für Gasfluß oder Gasdruck sein kann. Andere, ähnliche Vorrichtungen sind denkbar. Die Ablesung kann alternativ auch durch eine Anzeige realisiert sein. Bevorzugt ist die Anzeige derart strukturiert, dass eine für den Anwender unmittelbar ersichtliche Interpretation möglich ist. Beispielsweise dadurch, dass die Skala der Anzeige nach einem Ampelprinzip aufgebaut ist mit wenigstems einem grünen und einem roten Bereich und optional mit einem gelben Bereich. Der Anweder erhält somit eine Rückmeldung, ob sich die Meßwerte innerhalb oder außerhalb vorgegebener oder ermittelter Toleranzen für die Anwendung befinden.
Dadurch erhält der Anwender von manuellen Beatmungssystemen ein wirksames Hilfsmittel zur Gewährleistung optimaler Beatmungsparameter. Im Regelfall ist eine Beatmung mit dem erfindungsgemäßen manuellen Beatmungssystem so durchzuführen, dass die Anzeige für die Meßparameter Gasfluß oder Gasdruck den grünen Bereich nicht wesentlich überschreitet.
Die erfindungsgemäße Idee kann auch zum Training in Schulen oder sonstigen Trainingseinrichtungen Verwendung finden.
Figurenbeschreibung
1: Gesamtanordnung
2: Anordnung von Signalisierungs- und Bedienelementen
3: Anordnung einzelner Komponenten
4: Verbindungselement
5: Verbindungselement
6: Atemzykluskurven
7: Ausführungsform der Erfindung
In 1 ist die Vorrichtung zum Messen und Signalisieren von physiologischen und/oder Beatmungsparametern (1) gezeigt. An diese können auf der Eingangsseite, also dem Lufteinlass, verschiedene Beatmungsvorrichtungen angebracht sein. Exemplarisch sind hier ein Beatmungsgerät (2), welches über einen Beatmungsschlauch (6) mit der Vorrichtung (1) verbunden werden kann, sowie eine manuelle Beatmungsvorrichtung, nämlich ein Beatmungsbeutel (3) dargestellt.
Patientenseitig können Patienteninterfaces mit der Vorrichtung (1) verbunden werden. Exemplarisch sind hier eine Beatmungsmaske (4), welche über den Mund-Nase-Bereich des Patienten abdichtet bzw. aufgesetzt wird, und ein Tubus (5), welcher in die Lunge eines Patienten platziert werden kann, gezeigt. Beide Patienteninterfaces stellen die Verbindung zwischen Beatmungsvorrichtung und Lunge des Patienten her.
In 2 sind verschiedene Positionierungen für Bedien- und Signalisierungselemente (7) gezeigt.
2a zeigt einen Balken. Dieser Balken ist unterteilt, so dass jede Unterteilung, das Visualisierungselement (8), aktiviert oder deaktiviert werden kann. Unter jeder Unterteilung kann eine Lichtquelle angeordnet sein. Erfindungsgemäß ist daran gedacht, den Füllgrad der Lunge und/oder den Atemwegsdruck und/oder einen sonstigen Parameterverlauf darstellen zu können. Zusätzlich kann ein zweiter Parameter dargestellt werden. Hierbei sind die Visualisierungselemente in einem Kreis, ähnlich einer Uhr, angeordnet. Bei beiden Anordnungen werden je nach Grad und Höhe des Parameters eine gewisse zahl an Visualisierungselementen (8) angezeigt.
Zusätzlich befindet sich noch ein Bedienelement in der Anordnung, welches die Vorrichtung An- und Ausschalten lässt.
In 2b sind weitere Visualisierungselemente (8) gezeigt. Diese haben die Besonderheit, dass es einen Bereich der Visualisierungselemente (8) gibt, welcher über eine erste Farbe (10), eine zweite Farbe (11) und eine dritte Farbe (12) verfügt. Beispielsweise kann die erste Farbe gelb, die zweite Farbe grün und die dritte Farbe rot gewählt werden, so dass der Anwender weiß, ob der Parameter sich im optimalen Bereich bei einer Beatmung bewegt. Zusätzlich sind in die Anordnung (7) LCD-Signalisierungselemente (13) eingelassen, welche zum Beispiel die Beatmungsfrequenz, die Druckfrequenz bei einer Herz-Druck-Massage oder andere Parameter in Zahlen darstellen kann.
In 2c sind zwei Balken parallel angeordnet.
2d zeigt nur die uhrförmige bzw. kreisförmige Anordnung der Visualisierungselemente (8). Diese können auch Bereiche mit unterschiedlichen Farben (10, 11, 12) aufweisen. Die Farben und Bereichsaufteilungen können in anderen Ausführungsformen variieren.
3 zeigt eine prinzipielle Anordnung einzelner Bestandteile der Vorrichtung (1). Als zentrales Element ist eine Prozessoreinheit (14) gezeigt, welche die Signale des ersten Messmittels (15) und weiterer Messmittel (16) aufnimmt. Das Abschirmelement (22) kann bei einem Messmittel, welches mit dem Atemgasstrom eines Patienten in Verbindung steht und nicht aufbereitet werden kann, dieses vor Kontamination schützen. Die Messmittel sind in dieser Anordnung in dem Verbindungselement integriert und/oder haben einen Verbindungskanal zu dem Verbindungselement.
Des Weiteren sind in direkter Kommunikation mit der Prozessoreinheit (14) ein akustischer Signalgeber (18), ein Bedienelement (17), ein visuelles Signalisierungselement (20) und ein Energieversorger (19) in die Vorrichtung integriert.
3b zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung (1). Das Verbindungselement (21) weist dabei eine Querschnittsverengung (25) auf, welche einen Druckabfall bei einem durchfließenden Fluid, gekennzeichnet durch den Flowverlauf (26), verursacht. Mit Hilfe des Differenzdruckverfahrens kann der Flow und mit einem der Drucksensoren der Atemwegsdruck des Patienten ermittelt werden. Diese Informationen können dem Anwender in aufbereiteter Form angezeigt werden. Das Verbindungselement kann mit seinen Enden an Normkoni nach ISO 5356 angekoppelt werden, so dass Beatmungszubehör mit dem Verbindungselement (21) und der Vorrichtung (1) konnektierbar ist. Im Bereich vor und hinter der Querschnittsverengung (25) sind Abschirmelemente (22) und Drucksensoren (27) angeordnet. Die Abschirmelemente (22) verhindern eine Kontamination der Drucksensoren (27) mit durchströmenden Fluiden. Die Abschirmelemente können auch der lösbaren Ankopplung des Rests der Vorrichtung (1) dienen. Dies kann beispielsweise durch ein Stecken und Verschrauben erfolgen.
Bei dem Rest der Vorrichtung (1) ist daran gedacht, diese aus einer zentralen Prozessoreinheit (14), mit dieser verbundenen Drucksensoren (27), visuellen Signalisierungselementen (20), akustischen Signalisierungselementen (18), mindestens einem Bedienelement (17) und einem Energieversorger (19) aufzubauen.
In 4 sind verschiedene Ausführungsformen des Verbindungselementes (21) gezeigt.
4a zeigt das Verbindungselement ausgestattet mit zwei Normkonen (23), einer Querschnittsverengung (25) und im Bereich vor und hinter der Querschnittsverengung zwei Ankopplungen (24) für Abschirmelemente oder Drucksensoren (nicht gezeigt).
In 4b ist die Querschnittsverengung mit einer Blende (26) realisiert.
In 4c wird der Flow über einen Flowsensor (28) innerhalb des Flowkanals gemessen.
In 4d ist im Bereich zwischen den Ankopplungen ein LaminarFlowElement (29) angeordnet, welches den Flow und dadurch auch das Differenzdruckverhalten vor und hinter dem LaminarFlowElement beeinflusst.
5 zeigt ein Verbindungselement (21) von oben mit einer Ankopplungsstelle für einen Stecker (31) zur Verbindung mit einem Flowsensor sowie einer Absaugstelle für Probengas oder eine Druckabnahmestelle (30).
6 zeigt einige Parameter einer menschlichen, erwachsenen Lunge. Man erkennt unterschiedliche, aufeinander folgende Atemzyklen. Im einzelnen sind hierbei dargestellt:

VT: – Tidalvolumen (ein-/ausgeatmetes Volumen bei normaler Belastung),
RV: – Residualvolumen (Lungenvolumen nach maximaler Exspiration),
FRC: – funktionelle Residualkapazität (Lungenvolumen nach normaler Exspiration, bei Atemruhelage; Maß für die Gasaustauschfläche),
VC: – Vitalkapazität (Gasvolumen, welches bei maximaler Inspiration und Exspiration gewechselt wird),
TLC: – totale Lungenkapazität (Lungenvolumen nach maximaler Inspiration).

Des Weiteren sind in dem rechten Graphen der untere inflection point (32) und der obere inflection point (33) gezeigt. Übersteigt die Beatmungskurve den oberen inflection point, so kann das Lungengewebe durch einen zu hohen Atemwegsdruck und Dehnung der Lunge Schaden nehmen. Erfindungsgemäß wird der untere und obere Inflection point (32, 33) durch Vergleichen der Steigungen vor und hinter einem Steigungsinkrement berechnet. So kann eine Abschätzung des maximal nötigen Füllgrades der Lunge ermittelt werden.
7 zeigt die Ausbildung der Vorrichtung (1) in einer detaillierten Darstellung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

- ISO 5356 [0028]
- ISO 5356 [0075]

Claims

Vorrichtung zum Messen und Signalisieren zumindest eines Beatmungsparameters und/oder eines physiologischen Parameters, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung lösbar im Bereich einer Beatmungsvorrichtung angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beatmungsvorrichtung ein Patienteninterface ist, ausgewählt aus der Gruppe: Maske, Tubus, Beatmungsbeutel, Schlauch, Nasal Pillow, Nasenbrille, Tracheostoma.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beatmungsvorrichtung als Be atmungsgerät ohne Signalisierungs- und/oder Mess-Einrichtung ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beatmungsvorrichtung mindestens ein Element aus der Gruppe ist: Beatmungsgerät ohne Signalisierungsfunktion von Beatmungsparametern, Beatmungsschlauch, Beatmungsbeutel.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Mittel zur Messung zumindest eines Beatmungsparameters und/oder physiologischen Parameters aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Mittel zur Signalisierung zumindest eines Beatmungsparameters und/oder physiologischen Parameters aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Mittel zur Messung der Beatmungsparameter und/oder der physiologischen Parameter ausgewählt aus der Gruppe: Druck-, Flow-, Masse,-, Molmasse-, Temperatur-, Volumensensoren ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Daten der Messmittel mittels eines Algorithmus zumindest ein Beatmungsparameter und/oder ein physiologischer Parameter aus der folgenden Gruppe generiert wird: Volumen, inspiratorisches Volumen, exspiratorisches Volumen, Druckverlauf, maximaler Druck innerhalb eines Beatmungszyklusses, Atemminutenvolumen, Atemfrequenz, Druckfrequenz bei einer Herz-Lungen-Wiederbelebung, (Atem-) Flussgeschwindigkeit/Flow, Impedanz, Lungenelastizität, Lungenkapazität.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Messung von Druck ein erster Drucksensor ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Messung des Flows ein Mittel oder ein Mittel zur Anwendung eines Verfahrens aus folgender Gruppe ist: Blende, Querschnittsverengung und ein zweiter Drucksensor, welcher so angeordnet ist, dass die Blende im Luftstrom zwischen den zwei Drucksensoren angeordnet ist (Wirkdruckverfahren), Wirbelfrequenz, Hitzdraht, Aufheizverfahren, Laser-Doppler, Ultraschall-Laufzeit, US-Doppler, Magnetisch-induktives Verfahren, Staurohr, Schwebekörper, Flügelradsensor, Drosselgeräte, Laminar Flow Element.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Signalisierung zumindest eines aus der folgenden Gruppe der Signalisierungsvorrichtungen ist: visueller Signalgeber, LED, LCD, Uhr, akustischer Signalgeber, mechanischer Signalgeber, mechanisches Anzeigemittel.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Signalisierung nach geometrischen Formen positionierbar sind – insbesondere aus der Gruppe folgender Formen: Kreis, Ellipse, Linie, Balken, Uhr, Kreisabschnitt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eom zum Rest der Vorrichtung lösbares Verbindungselement und/oder zumindest ein lösbares Abschirmelement und/oder zumindest einen lösbaren Energieversorger aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement Normkoni nach ISO 5356 zur Konnektierung von Maske und/oder Tubus und/oder Beatmungsbeutel und/oder anderem Beatmungszubehör hat.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Verbindungselement und dem Rest der Vorrichtung mindestens ein Abschirmelement angeordnet ist, welches den Rest der Vorrichtung und/oder einen Sensor, insbesondere einen Drucksensor, gegenüber von Keimen und/oder Viren des Patienten abschirmt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse der Vorrichtung einen Schutzgrad gegen Feuchtigkeit von IP X4 aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zumindest ein Bedienelement aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement aus der folgenden Gruppe ist: Ein/Aus-Schalter, Alarm still Schalter, Menü-Taste, Auswahltasten.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Signalisierung im Bereich des Patientenkörpers, vorzugsweise im Bereich des Kopfes, angeordnet sind und/oder diese während einer manuellen Beatmung vom Anwender sichtbar und/oder hörbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13, 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement ein Patienteninterface ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13, 14, 15 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement vom Rest der Vorrichtung zum Austausch und/oder zur Wiederaufbereitung abgetrennbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschirmelement auswechselbar ist und/oder aus einem Filter besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Messmittel zur Aufnahme des Flows nach dem Prinzip des Differenzdruckverfahrens funktioniert und/oder ein US-Sensor und/oder ein Hitzdrahtanemometer ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Mittel zur Weitergabe der Daten an andere Geräte Bestandteil der Vorrichtung ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel zur Signalisierung bei kritischen Zuständen für den Patienten aku stische und/oder visuelle Alarme, beispielsweise Batteriealarm, Überdruckalarm, abgibt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung nicht größer als 50 × 80 × 90 ist.
Verfahren zum Messen und Signalisieren zumindest eines Beatmungsparameters und oder physiologischen Parameters, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung und Signalisierung im Bereich einer Beatmungsvorrichtung erfolgt.
Verfahren nach Anspruche 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Beatmungsvorrichtung ein Patienteninterface ist, ausgewählt aus der Gruppe: Maske, Tubus, Beatmungsbeutel, Schlauch, Nasal Pillow, Nasenbrille, Tracheostoma.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Daten der Messmittel mittels eines Algorithmus zumindest ein Beatmungsparameter und/oder ein physiologischer Parameter aus der folgenden Gruppe generiert wird: Volumen, inspiratorisches Volumen, exspiratorisches Volumen, Druckverlauf, maximaler Druck innerhalb eines Beatmungszyklusses, Atemminutenvolumen, Atemfrequenz, Druckfrequenz bei einer Herz-Lungen-Wiederbelebung, (Atem-)Flussgeschwindigkeit/Flow, Impedanz, Lungenelastizität, Lungenkapazität.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel nach zumindest einem Verfahren funktionieren, ausgewählt aus der Grup pe: Differenzdruckverfahren, US-Sensor, Hitzdrahtanemometer, Wirbelfrequenz, Hitzdraht, Aufheizverfahren, Laser-Doppler, Ultraschall-Laufzeit, US-Doppler, Magnetisch-induktives Verfahren, Staurohr, Schwebekörper, Flügelradsensor, Drosselgeräte, Laminar Flow Element.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalisierung im Bereich des Patientenkörpers erfolgt, vorzugsweise im Bereich des Kopfes, und/oder diese während einer manuellen Beatmung vom Anwender sichtbar und/oder hörbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Daten zur Messung des Flows und Drucks das ventilierte Volumen errechnet und eine p-V-Loop berechnet wird und dass an Hand der Steigung eines p-V-Loop-Abschnittes die maximal nötige Ausdehnung der Lunge errechnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass an Hand der p-V-Loop mindestens der oberen und/oder der untere inflection point eines jeden Atemzyklus berechnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die maximal nötige Ausdehnung der Lunge dem Anwender angezeigt wird, so dass dieser die Exspirationsphase einleiten kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllgrad beziehungsweise der Verlauf der Ausdehnung bis zur maximal nötige Ausdehnung der Lunge angezeigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllgrad beziehungsweise der Verlauf der Ausdehnung bis zur maximal nötige Ausdehnung der Lunge mit einem Balken angezeigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Balken je nach Füllgrad seine Farbe ändert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllgrad beziehungsweise der Verlauf der Ausdehnung bis zur maximal nötigen Ausdehnung der Lunge akustisch angezeigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz des akustischen Signals sich je nach Füllgrad ändert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Herzdruckmassage auftretende Atemluftströmungen durch das Drücken des Anwenders auf den Brustkorb des Patienten erfasst werden und die Druckfrequenz signalisiert wird, so dass der Anwender seine gewünschten Druckfrequenz anwenden kann.
Vorrichtung und/oder Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren und/oder die Vorrichtung zum Training in Schulen oder sonstigen Trainingseinrichtungen Verwendung finden.
Vorrichtung zum Messen und Signalisieren von Atemwegsdruck und inspiratorischem Volumen, bestehend aus einem Verbindungselement, durch welches der Atemgas-Strom fließt und das eine Querschnittsverengung aufweist und welches zur lösbaren Ankopplung eines Patienteninterfaces (Beatmungsmaske oder Tubus) ausgebildet ist, und die Drucksensoren aufweist, welche im Bereich vor und nach der Querschnittsverengung angeordnet sind, und welche den Druck vor und hinter der Querschnittsverengung messen, und die mit Abschirmelementen versehen ist, welche zwischen dem Verbindungselement und den Drucksensoren zur Abhaltung von Keimen und Viren angeordnet sind, und die Bedienelemente umfaßt, welche das Ein- und Ausschalten des Gerätes ermöglichen, und die Mittel zur Signalisierung von Atemwegsdruck und/oder inspiratorischem Volumen und/oder Alarmen aufweist, wobei diese visuell in Form von LEDs und/oder akustisch in Form eines Lautsprechers integriert sind, und die mit einer Prozessoreinheit versehen ist, welche die Daten aus den Sensoren aufnimmt und über das Differenzdruckverfahren den Flow und das inspiratorische Volumen ermittelt und mit den Mitteln zur Signalisierung ausgibt und wobei Mittel zur Energieversorgung der Vorrichtung vorgesehen sind.
Vorrichtung zur Beamtung, die ein handbetätigtes Pumpelement aufweist, welches direkt oder über eine an ihm angebrachte gasführende Leitung mit der Vorrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit einer mechanischen Gasstrom- oder Gasvolumen-Meßeinrichtung versehen ist, die ein vom durch das Pumpelement erzeugten Gasstrom bewegbares oder ausgelenkbares Bauteil aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung dem Nutzer wertende Informationen zur Verfügung stellt, insbesondere, ob sich die Meßwerte innerhalb oder außerhalb vorgegebener oder ermittelter Toleranzen für die Anwendung befinden.