DE102011008048A1 - Method for determination of constant component or middle value of temporal course of measured signal, involves integrating difference between output coupling value and temporal course of signal - Google Patents

Method for determination of constant component or middle value of temporal course of measured signal, involves integrating difference between output coupling value and temporal course of signal

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DE102011008048A1
DE102011008048A1 DE201110008048 DE102011008048A DE102011008048A1 DE 102011008048 A1 DE102011008048 A1 DE 102011008048A1 DE 201110008048 DE201110008048 DE 201110008048 DE 102011008048 A DE102011008048 A DE 102011008048A DE 102011008048 A1 DE102011008048 A1 DE 102011008048A1
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    • A61M2016/0036Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter electrical in the breathing tube and used in both inspiratory and expiratory phase

Abstract

The method involves integrating the difference between an output coupling value and the temporal course of the signal that are measured and are to be analyzed over the time till the time integral is reached a fixed determined value. The quotients of the time integrals are added. An independent claim is also included for a ventilation device.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Gleichanteils oder Mittelwertes des zeitlichen Verlaufs eines beliebigen gemessenen Signals. The invention relates to a method for determining the DC component or average value of the time course of any measured signal. Eine bevorzugte, jedoch nicht die einzig denkbare, Anwendung dieses Verfahrens liegt in der Ermittlung des Gleichanteils einer zeitlich veränderlichen Luftströmung aus einem Beatmungsgerät. A preferred, but not the only conceivable, application of this method lies in the determination of the DC component of a time-varying air flow from a ventilator.
  • Die Kenntnis des Gleichanteils eines gemessenen Signals ist in vielen Anwendungsfällen von großer Bedeutung, so z. The knowledge of the DC component of a measured signal is in many cases of great importance, such. B. für die Steuerung von Gerätefunktionen in der Beatmungsgerätetechnik. As for the control of device functions in the respiratory devices technology. Beispielsweise kann auf dem Gebiet der Geräte in der Beatmungstechnik zur Feststellung eines Lecks in einem offenen Beatmungssystem der Gleichanteil der vom Gerät gelieferten Luft gemessen werden. For example, can be measured in an open ventilation system, the DC component of the air supplied by the device in the field of devices in the ventilation technology for detecting a leak. Ist dieser größer als die Luftströmung, die normalerweise durch eine angebrachte Öffnung, das sogenannten Ausatemventil, austreten kann, dann liegt eine Leckage vor. If this is greater than the air flow that can normally escape through an attached opening, the so-called exhalation valve, then there is leakage. Ein anderes Beispiel für die Auswertung der Kenntnis des Gleichanteils der gemessenen Luftströmung ist die Feststellung der endinspiratorischen und der endexspiratorischen Atemphasen durch Messung im Geräteluftstrom, wenn das Gerät gleichzeitig einen gewollten oder ungewollten Leckagestrom in unbekannter Größe liefern muss. Another example of the evaluation of the knowledge of the DC component of the measured air flow, the finding of end-inspiratory and end-tidal breathing phases by measurement devices in the air flow when the device must provide a desired or undesired leakage current in unknown size simultaneously. Ein weiteres aber nicht das letzte Beispiel auf diesem Gebiet ist die Bestimmung einer Normalventilation, wenn die Atemtätigkeit wie bei einer Cheyne Stokes Atmung sehr unregelmäßig ist. Another but not the last example in this field is to determine a normal ventilation when the respiratory activity is very irregular like a Cheyne-Stokes respiration.
  • Ein bekanntes und als Standardverfahren sehr häufig benutztes Verfahren zur Bestimmung des Gleichanteils eines gemessenen zeitlichen Signalverlaufes ist die gleitende Mittelwertbildung. A known and very often used as a standard procedure method for determining the DC component of a measured temporal signal profile is the moving average. Dabei wird die Summe von aufeinanderfolgenden Messwerten innerhalb einer fest vorgegebenen Zeit durch die Anzahl der Messwert-Abtastungen innerhalb dieser Zeitspanne dividiert. The sum of successive measured values ​​within a fixed time is divided by the number of measurement samples within that time period. Sobald ein neuer Abtastwert hinzukommt wird der älteste Abtastwert aus der Berechnung entfernt, damit die vorgegebene Zeitspanne als sog. Zeitklammer erhalten bleibt, und die Berechnung auf der Grundlage des neuen Datensatzes durchgeführt. Once a new sample of the oldest sample is added is removed from the calculation, so that the predetermined period of time is maintained as so. Time clip, and the calculation is performed on the basis of the new record. Der Nachteil dieser Methode ist wie bei der Anwendung einer analogen Tiefpassfilterung eine verbleibende Restwelligkeit. The disadvantage of this method is a residual ripple as when applying an analog low-pass filtering. Die Restwelligkeit wird kleiner, wenn die Zeitspanne vergrößert wird. The ripple becomes smaller when the time is increased. Dadurch dauert es jedoch oft zu lange, bis ein erster brauchbarer Wert des Gleichanteils zur Verfügung steht. This makes it, however, often takes too long until a first useful value of the DC component is available.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren anzubieten, das den Gleichanteil eines beliebigen gemessenen zeitlichen Signalverlaufes schnell bereitstellt, auf Änderungen des Gleichanteils schnell reagiert und bei dem der bereitgestellte Wert für den Gleichanteil keine Restwelligkeit enthält. The object of the invention is to provide a method which quickly provides the direct component of any measured temporal signal profile, quickly reacts to changes in the DC component, and wherein the provided value for the DC component does not contain any ripple.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere Aspekte der Erfindung liegen in der in Anspruch 6 genannten Verwendung des Verfahrens sowie in einem in Anspruch 8 definierten Beatmungsgerät. This object is inventively achieved by a method having the features of claim 1. Further aspects of the invention reside in the mentioned in claim 6 using the method as well as a defined in claim 8 ventilator.
  • Das Besondere an dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt darin, dass die Differenz zwischen einem Anfangskoppelwert und dem zeitlichen Signalverlauf solange über die Zeit integriert wird, bis das Zeitintegral das positiv oder negativ sein kann, einen vorgegebenen Betrag Y annimmt. The special feature of the inventive process is that the difference between an initial value and switching the time waveform is integrated over time as long as until the time integral which may be positive or negative, becomes a predetermined amount Y. Durch Division des Zeitintegrals durch die Zeitspanne, über die integriert wurde, ergibt sich ein Korrekturwert. By dividing the time integral of the time, has been integrated on, there is a correction value.
  • Dieser Korrekturwert wird zu dem zuletzt benutzten Anfangskoppelwert addiert und liefert als Ergebnis einen neuen, korrigierten Koppelwert, der für eine weitere repetierende Berechnung als Anfangskoppelwert gesetzt wird. This correction value is added to the last used start coupling value and returns a new, corrected coupling value that is set as the initial value for coupling a further repeat calculation. Ferner wird der korrigierte Koppelwert als Gleichanteil des zeitlichen Verlaufes des gemessenen Signals interpretiert. Further, the coupling corrected value is interpreted as a direct component of the time profile of the measured signal. Nach einer genügend großen Anzahl von Berechnungsdurchläufen konvergiert der ständig korrigierte Koppelwert gegen den tatsächlichen Gleichanteil des Signals. After a sufficiently large number of passes of the calculation constantly corrected coupling value converges to the actual dc component of the signal. Mathematisch lässt sich das Verfahren mit der nachfolgenden Gleichung beschreiben: Mathematically, the method with the following equation describe:
    Figure 00030001
  • Darin ist Y das bestimmte Integral Therein Y is the definite integral
    Figure 00030002
    dessen Betrag |Y| whose magnitude | Y | vorzugeben ist. is to be specified. In diesem Integral sind V .(t) der zeitliche Verlauf eines Signals, hier z. In this integral V. (T) the time course of a signal, here z. B. eines Volumenstromes, As a volume flow,
    Figure 00030003
    der Gleichanteil dieses Signalverlaufes und the DC component of this signal path and
    Figure 00030004
    der Ausgangskoppelwert am Start eines jeden Rechendurchlaufes. the output coupling value at the start of each calculation run. Der erste Ausgangskoppelwert The first output coupling value
    Figure 00030005
    kann dabei willkürlich angenommen oder geschätzt werden. it can be assumed arbitrarily or estimated. Ein jeweils nächster Iterationsschritt startet immer dann, wenn der Betrag des Integrals die vorgegebene Größe |Y| A respective next iteration starts whenever the amount of the integral the prescribed size | | Y erreicht. reached. Das Integral selbst wird also je nach Korrekturbedarf positiv oder negativ sein, während für das Auslösen eines Iterationsschrittes das Erreichen von +Y oder –Y maßgeblich ist. The integral itself will therefore be positive or negative depending on the need for correction, while achieving + Y or -Y is decisive for the triggering of an iteration.
  • Das Verfahren ist eine fortlaufende Korrektur einer beliebigen ersten Annahme, dem ersten Ausgangskoppelwert The process is a continuous correction of an arbitrary first assumption, the first output coupling value
    Figure 00030006
    Im Gegensatz zur gleitenden Mittelwertberechnung wird der Mittelwert des Signals V .(t) nicht aus dem Amplitudenverlauf innerhalb einer vorgegebenen letzten Zeitspanne abgeleitet sondern aus der Änderung des Anstiegs des Zeitintegrals über V .(t). In contrast to the moving average calculation of the mean value of the signal V is. (T) is not derived from the amplitude variation within a predetermined past period of time but from the change in the slope of the time integral over V. (T). Durch schrittweise Approximation nach vorstehender Gleichung wird dieser Anstieg durch Bildung der Größe this increase is gradual approximation by the above equation by taking the size
    Figure 00030007
    dem aktuellen Koppelwert, kompensiert. the current coupling value compensated. Damit würde diese Größe das Differential des Integralanstieges und somit exakt den Verlauf des Originalsignals repräsentieren. In order for these size would increase the differential of the integral and thus accurately representing the history of the original signal. Da aber mit |Y| But as with | Y | Toleranzgrenzen für Änderungen des Anstiegs festgelegt worden sind, findet eine Korrektur des aktuellen Koppelwertes Tolerance limits for modifications of the increase have been established, is a correction of the current coupling value
    Figure 00040001
    nur bei Überschreitung dieser Toleranzgrenzen noch oben oder nach unten statt. only when exceeding these limits even up or down instead. Der Anstieg kann sich innerhalb dieser Grenzen beliebig hin- und her bewegen. The increase can reciprocate freely within these limits and forth. Eine Tendenz in eine bestimmte Richtung führt jedoch schnell zu einer Korrektur. However, a tendency in a certain direction quickly leads to a correction. Der Koppelwert ist somit eine Trendlinie, die keine Welligkeit aufweist. The coupling value is thus a trend line having no ripple. Das Verfahren ist wesentlich schneller als z. The method is substantially faster than z. B. die gleitende Mittelwertbildung, da Änderungen des Gleichanteils des Signals sofortige Anstiegsänderungen des Integrals hervorrufen, die durch Anpassung des Koppelwertes dann sehr schnell kompensiert werden. As the moving average, as changes of the DC component of the signal cause immediate increase changes of the integral, which are compensated by adjusting the coupling value then very quickly. Im Ausgangssignal, dem jeweils aktuellen Koppelwert, existieren deshalb lediglich immer kleiner werdende Stufen nach jeder Korrektur. In the output signal, the current coupling value, therefore exist only ever decreasing steps after each correction. Das ist ein großer Vorteil gegenüber bekannten Mittelwertprozessoren, dessen Ausgangssignale grundsätzlich von einer Welligkeit überlagert sind. This is a great advantage over known averaging processors, whose output signals are generally overlaid by a ripple.
  • Die Größe von Y sollte deutlich größer sein, als das Integral zwischen dem Idealen Mittelwert und einer davon abweichenden Halbwelle im normalen Signalverlauf. The size of Y should be significantly larger than the integral between the ideal average value and a deviating half wave in the normal waveform.
  • Als gemessene Signalverläufe kommen wegen der einfachen Verarbeitbarkeit mit modernen elektronischen Datenverarbeitungsgeräten insbesondere zeitliche Strom- oder Spannungsverläufe in Betracht. As measured waveforms are particularly temporal current or voltage waveforms into consideration because of the ease of processing with modern electronic computers. Selbstverständlich können diese Größen (Strom/Spannung) aber andere, beliebige Größen bzw. deren zeitlich veränderliche Signalverläufe repräsentieren, wie z. Of course, these sizes can but others, any variables or their time-varying waveforms represent (current / voltage), such as. B. Druck, Temperatur, Volumenstrom oder dergleichen. As pressure, temperature, flow rate or the like.
  • Ferner ist es in der Praxis wegen der von elektronischen Datenverarbeitungsanlagen in dem Fall eines Aufsummierens durchgeführten inkrementellen Integration selten der Fall, dass eine „Punktlandung” hinsichtlich des vorgegebenen Betrages |Y| Furthermore, it is in practice because of the carried out by electronic data processing equipment in the case of summing incremental integration rarely the case that a "precision landing" in terms of the prescribed amount | Y | erfolgt. he follows. Somit kann „das Erreichen” dieses Wertes in der Praxis unterschiedlich verstanden und für die Durchführung des Verfahrens interpretiert werden. Thus, "the achievement" of this value may be understood differently in practice and interpreted for the implementation of the procedure. So ist es möglich, eine Toleranzgrenze um den Betrag |Y| So it is possible a tolerance limit by the amount | Y | zu legen und die Integration zu beenden, sobald der aktuelle Wert die Toleranzgrenze überschritten hat. to put and end the integration when the current value has exceeded the tolerance limit.
  • Man kann als „Erreichen” des Wertes ebenso gut das genaue Treffen dieses Wertes bzw. dessen Überschreiten werten, so dass die Integration gestoppt wird, sobald eine dieser Bedingungen erfüllt ist. It can be called "achievement" of the value as well evaluate the exact meeting this value is exceeded and so that the integration is stopped as soon as one of these conditions is met.
  • Das Verfahren ist insbesondere geeignet, um mit so ermittelten Gleichanteilen eines gemessenen zeitlichen Signalverlaufs, z. The method is particularly suitable to work with so determined DC components of a measured temporal waveform z. B. des Luftstromes, verschiedene Steuerungsfunktionen in Beatmungsgeräten zu verbessern. B. to improve various control functions in ventilators the air flow.
  • Unter bestimmten Voraussetzungen kann eine Verbesserung dadurch erreicht werden, dass der erste Anfangskoppelwert nicht beliebig angesetzt wird, sondern eine Abschätzung der wahrscheinlichen Größe des Gleichanteils bereits im Ansatz vorgenommen und als erster Ausgangskoppelwert zum Einstieg in das Verfahren benutzt wird. Under certain conditions, an improvement can be achieved in that the first initial coupling value is not set as desired, but is made an estimate of the likely size of the DC component in the bud and used as the first output coupling to the initial value in the process.
  • Eine andere Möglichkeit zur Verbesserung besteht darin, den Betrag |Y| Another way to improve is the amount | Y | für das Integral im Laufe der Berechnungen zu verändern. to change for the integral over the calculations. Ein zu großes |Y| Too large | Y | verlangsamt den Prozess durch zu große zeitliche Abstände zwischen den Korrekturen. slows down the process through to large time intervals between the corrections. Dabei ist zu beachten, dass je nach Größe der dominierenden Frequenz im vorliegenden Signalverlauf ein zu kleines |Y| It should be noted that depending on the size of the dominant frequency in this waveform too small | Y | zu einer Divergenz führen kann. may result in a divergence.
  • Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. The invention will be explained below using an exemplary embodiment. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden das allgemeine Verfahren und seine Anwendung exemplarisch im Zusammenhang mit einem CPAP-Beatmungsgerät und dessen Steuerung beschrieben, ohne dass dies etwa die einzige mögliche Anwendungsform für die Erfindung wäre. In this embodiment, the general process and its application will be described by way of example in conjunction with a CPAP device and its control system, without that this would be about the only possible form of application for the invention. In der zugehörigen Zeichnung zeigen Shown in the associated drawing
  • 1 1 ein Schema einer CPAP-Beatmung, a diagram of a CPAP,
  • 2 2 ein Verlaufsdiagramm der gleitenden Gleichanteilsberechnung nach dem Stand der Technik, a waveform diagram of the sliding DC component calculation according to the prior art,
  • 3 3 einen Programmablaufplan, a program flowchart,
  • 4 4 ein Verlaufsdiagramm der Summenbildung bzw. Integration und a waveform diagram of the summation or integration and
  • 5 5 ein Verlaufsdiagramm der Gleichanteilbestimmung. a waveform diagram of the DC component determination.
  • Die The 1 1 zeigt eine Anordnung, wie sie in der CPAP-Therapie (CPAP steht für Continuous Positive Airway Pressure, eine bestimmte Therapieform) benutzt wird. shows an arrangement as in CPAP therapy they (CPAP stands for Continuous Positive Airway Pressure, a particular form of therapy) is used. Hierin ist ein CPAP-Gerät Herein, a CPAP machine 1 1 eine Druckgasquelle, wobei die vom CPAP-Gerät a pressurized gas source, wherein the CPAP device from 1 1 bereitgestellte Atemluft einem Patienten provided breath a patient 5 5 über einen mit dem CPAP-Gerät a with the CPAP device 1 1 verbundenen Schlauch associated hose 2 2 und eine an dem Schlauch and on the tube 2 2 angeschlossene Nasenmaske connected nasal mask 3 3 zugeführt wird. is supplied. Zur Entlüftung des Maske-Schlauch-Systems dient eine Leckageöffnung a leakage opening serves for venting the mask tubing system 4 4 , aus welcher ständig ein Leckageluftstrom V . From which constantly a leakage air flow V. L ins Freie austritt. L leaking into the open. Dieser Leckageluftstrom V . This leakage air flow V. L sollte mindestens so groß bemessen werden wie der Mittelwert des Ventilationsluftstroms V . L should be at least as large in size as the average of the ventilation air flow V. V , damit der Patient V, so that the patient 5 5 immer genügend Frischluft erhält. getting enough fresh air gets. Somit beinhaltet der vom CPAP gelieferte Systemluftstrom V . Thus delivered by CPAP system air flow V includes. S die Summe von Leckageluftstrom V . S is the sum of leakage air flow V. L und Ventilationsluftstroms V . L and ventilation air flow V. V . V. Über den gewünschten Leckageluftstrom V . Over the desired leakage air flow V. V hinaus kann es zu unerwünschten Leckagen infolge zeitweilig nicht dicht anliegender Nasenmaske V, it may be undesirable due to leaks temporarily not tight fitting nasal mask 3 3 kommen. come. Der Gleichanteil des Signals V . The DC component of the signal V. S ist damit um den Betrag der jeweils vorliegenden Leckagen unterschiedlich groß. S is therefore by the amount of each present leaks of different sizes. Für eine Bewertung des Ventilationsluftstroms V . For a review of the ventilation air flow V. V , beispielsweise zur Ermittlung des Atemzugvolumens durch Integration nur über den Inspirationsfluss des Signals V . V, for example, to determine the tidal volume by integrating only the inspiratory flow of the signal V. V , ist es wichtig, dass der gesamte Leckagefluss durch die Leckageöffnung V, it is important that the total leakage flow through the leakage opening 4 4 und durch zusätzliche Leckagestellen an der Nasenmaske and by additional leakage points on the nasal mask 3 3 bekannt ist. is known. Dieser Leckagefluss muss vor der Integration vom gemessenen Signal subtrahiert werden. This leakage flow must be subtracted from the measured signal before integration. Da dieser Leckagefluss auch noch vom jeweiligen durch das CPAP-Gerät Since this leakage flow also from each by the CPAP device 1 1 erzeugten Druck abhängt und dieser Druck sich bei Benutzung eines sogenannten Auto-Adjust-CPAP-Gerätes ständig ändern kann, ist es wichtig, dass der Gleichanteil des Systemflusses V . dependent pressure produced and this pressure is continuously changing when using a so-called auto-adjust CPAP device, it is important that the DC component of the system flow V. S immer schnellstmöglich mit ausreichender Genauigkeit bekannt ist und der Gerätesteuerung zur Verfügung steht. S is always as soon as possible with sufficient accuracy is known and the device control.
  • Für die Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung des Gleichanteils des gemessenen zeitlichen Signalverlaufes soll dieses mit einem herkömmlichen Verfahren aus dem Stand der Technik verglichen werden. For the representation of the inventive method for determining the DC component of the measured temporal signal profile of this is to be compared with a conventional method of the prior art. Dabei soll zunächst die Wirkung einer solchen gleitenden Mittelwertbildung bzw. Gleichanteilsbestimmung nach dem Stand der Technik dargestellt werden. The effect of such a moving-average or DC component of determination according to the prior art will first be presented. Die The 2 2 zeigt dazu den Signalverlauf des Systemflusses V . shows to the waveform of the flux system V. S als punktierte Linie bei einer einigermaßen ungleichmäßigen Atmung. S as a dotted line at a somewhat uneven breathing. Dieses Signal verläuft aufgrund der Leckagen nicht alternierend zur Nulllinie sondern besitzt einen Offset. This signal does not pass alternately to the zero line due to the leakage but has an offset. Dieser Offset ist der Gleichanteil und kann durch eine gleitende Mittelwertbildung berechnet werden. This offset is the DC component and may be calculated by a sliding averaging. Der nach dem bekannten Verfahren ermittelte Gleichanteil ist in seinem zeitlichen Verlauf in der The DC component determined by the known method is in its time profile in the 2 2 mit der durchgehenden Linie dargestellt. shown by the solid line. Die Darstellung verwendet eine gleitende Zeitklammer über vier Teilstriche in Abszissenrichtung. The presentation uses a sliding clamp time over four divisions in the abscissa. Wenn die von der Zeitklammer umfasste Zeit zum ersten Mal abgelaufen ist, erhält man ein Signal, das bei den in der If the included clip on the time period has expired for the first time, you get a signal in the 2 2 verwendeten Vorgaben um einen halben Teilstrich in der Amplitude schwankt. used requirements by half a tick in the amplitude varies. Eine größere Zeitklammer würde zwar eine geringere Welligkeit des Mittelwertverlaufes ergeben, jedoch würde es nach einer Änderung einer Leckage oder des CPAP-Druckes ebenfalls länger dauern, bis wieder ein brauchbares Ergebnis vorliegt. A larger time clip would indeed result in less ripple in the mean value curve, but it would take too long after a change of leakage or the CPAP pressure until a useful outcome is achieved. Die Zeit für die Ermittlung des Gleichanteils sollte nicht länger sein als die Dauer von ein bis zwei Atemperioden. The time for determining the DC component should not be longer than the duration of one to two breath periods.
  • Nach der erfindungsgemäßen Lösung kann der Gleichanteil mit einer Programmmodul-Anordnung nach der According to the inventive solution, the DC component can be a program module assembly of the 3 3 ermittelt werden. be determined. In diesem Diagramm steht der Index a für Abtastung, wobei die Abtastungen in äquidistanten Zeitschritten Δt erfolgen (t a+1 = t a + Δt). In this diagram, the subscript a stands for sampling, wherein the traces are taken at equidistant time steps .DELTA.t (t a + 1 = t a + .DELTA.t). Die Anordnung wird somit jedes Mal wenn der Systemfluss V . The assembly is thus each time the system flow V. S durch Abtastung gemessen wurde, mit dem zum Zeitpunkt t a gewonnenen Abtastwert V .(t a ) durchlaufen. S is measured by scanning was passed through the obtained at the time t a sample V. (T a). Im Modul in the module 6 6 wird die Differenz zwischen Abtastwert und Anfangskoppelwert, dem bisher vorhandenen Gleichanteil, berechnet. is the difference between the sample and the beginning of coupling value, the previously known DC component is calculated. Im Modul in the module 7 7 wird diese Differenz aufaddiert, und im Modul this difference is added, and in the module 8 8th wird geprüft, ob die durch das Modul it is checked whether the by the module 7 7 gebildete Summe den vorgegebenen Betrag |Y| Sum formed by the predetermined amount | Y | erreicht bzw. überschritten hat. has reached or exceeded. Solange das nicht der Fall ist, wird das Programm ohne Änderung des Anfangskoppelwertes wieder verlassen und nach der nächsten Abtastung mit einem um 1 erhöhten Index a erneut durchlaufen. Until that is the case, the program is exited without changing the initial coupling value again and run again after the next sample with an increased by 1 index a.
  • Wenn jedoch im Modul However, if the module 8 8th festgestellt wird, dass der Betrag der im Modul it is determined that the amount of the module 7 7 gebildeten Summe den Betrag von |Y| Sum of the amount of formed | Y | erreicht oder überschritten hat, dann wird die gebildete Summe oder der mit dem Vorzeichen der Summe bzw. des Integrals versehene Absolutwert |Y| has reached or exceeded, then the sum formed or provided with the sign of the sum or the integral of the absolute value | Y | durch die zur Aufsummierung aufgewendete Zeit, berechnet durch Multiplikation der Anzahl der Abtastungen x, die zur Summenbildung notwendig waren, mit der Länge der äquidistanten Zeitschritten Δt (x Δt), dividiert. Divided by the time taken for summing up time calculated by multiplying the number of samples x, which were necessary for summation, with the length of the equidistant time steps .DELTA.t (x At). Das Ergebnis der Division wird im Modul The result of the division is in the module 9 9 zum bisher benutzten Anfangskoppelwert addiert. added to the previously used initial coupling value. Durch die Addition entsteht der für weitere Programmdurchläufe verwendete neue, korrigierte Koppelwert, der zugleich als Gleichanteil des Signals interpretiert wird. By adding the new, corrected coupling value used for further program runs, which is also interpreted as a direct component of the signal is produced. Für den nächsten Programmdurchlauf wird darüber hinaus der Index a für die erste Abtastung nach der Korrektur des Koppelwerts wieder mit 1 gesetzt. For the next program run beyond the index a for the first scan after the correction of the coupling value is reset at 1.
  • Die The 4 4 zeigt den Verlauf des Signals am Ausgang von Modul shows the course of the signal at the output of module 7 7 . , Im Beispiel wurde für |Y| In the example for | Y | der Wert 220 festgelegt. the value 220 specified. Jedes Mal, wenn dieser Betrag erreicht wird, wird die Summe auf null zurückgesetzt und es erfolgt die Korrektur des Anfangskoppelwertes. Every time this amount is reached, the sum is reset to zero and there is the correction of the initial coupling value. Im Diagramm sind die Rücksetzungen nach erfolgten Korrekturen jeweils mit Pfeilen markiert. In the diagram, the resets are marked by corrections made respectively with arrows. Der erste Anfangskoppelwert zu Beginn des Verfahrens wurde in diesem Beispiel bei null festgelegt. The first initial coupling value at the beginning of the process has been set in this example at zero.
  • Die The 5 5 zeigt das Ergebnis. shows the result. Als punktierte Linie ist der gleiche Systemfluss-Verlauf V . As a dotted line is the same system flow curve V. S dargestellt, wie er auch in der S shown as well as in the 2 2 verwendet wird. is used. Die durchgehende Linie folgt dem Koppelwert nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. The solid line follows the coupling value by the inventive method. Im Zusammenhang mit der In connection with the 4 4 ist zu erkennen, dass jede Rücksetzung der Summe bzw. des Integrals eine Korrektur bewirkt. It can be seen that each resetting of the sum or the integral effect a correction. Im Beispiel schwingt sich der Koppelwert recht schnell auf den tatsächlichen Mittelwert ein. In the example, the coupling value oscillates very quickly to the actual average. Bereits nach zweieinhalb Teilstrichen ist der Mittelwert eine stabile Linie mit einem geringen Fehler, geringer als die Restwelligkeit in der Already after two and a half tick marks of the mean value is a stable line with a small error less than the ripple in the 2 2 . , Erst nach Ablauf von fünfzehn weiteren Teilstrichen erfolgt eine weitere Korrektur. After the expiration of fifteen strokes another part a further correction is carried out.
  • Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
  • 1 1
    CPAP-Gerät CPAP device
    2 2
    Schlauch tube
    3 3
    Nasenmaske (Patientenanschluss) A nasal mask (patient interface)
    4 4
    Leckageöffnung leakage opening
    5 5
    Patient patient
    6 6
    Modul module
    7 7
    Modul module
    8 8th
    Modul module
    9 9
    Modul module
    • V . V. L Leckageluftstrom L leakage air flow
    • Figure 00090001
      Ausgangskoppelwert Output coupling value
    • V . V. S Systemfluss S system flow
    • V . V. V Ventillationsluftstrom V Ventillationsluftstrom
    • V .(t) zeitlicher Verlauf des Volumenstroms V. (T) time course of the volume flow
    • Δt äquidistanten Zeitschritten .delta.t at equidistant intervals
    • V .(t a ) Abtastwert des Volumenstroms V. (T a) sample value of the volume flow
    • a Index der Abtastungen a Index of samples
    • x Anzahl der Abtastungen x number of samples

Claims (8)

  1. Verfahren zur Ermittlung des Gleichanteils oder Mittelwertes des zeitlichen Verlaufes eines gemessenen Signals (V . S ), gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) fortlaufendes Integrieren der Differenz zwischen einem Ausgangskoppelwert (. V S) A method for determining the time profile of a measured signal of the DC component or average value, characterized by the following steps: a) continuously integrating the difference between an output coupling value
    Figure 00100001
    und dem zeitlichen Verlauf des gemessenen und zu analysierenden Signals (V . S ) über die Zeit, bis das Zeitintegral einen fest vorgegebenen Betrag (|Y|) erreicht hat, b) anschließendes Addieren des Quotienten des Zeitintegrals und der Zeit, die zur Bildung des Zeitintegrals aufgewendet worden ist, als Korrekturwert zu dem Ausgangskoppelwert and the temporal profile of the measured and signal to be analyzed (V S.) over time until the time integral of a fixed predetermined value (| Y |) has reached, b) thereafter adding the quotient of the time integral and the time for forming the time integral has been spent, as a correction value to the output coupling value
    Figure 00100002
    und Setzen des so erhaltenen Wertes als neuen, korrigierten Koppelwert and setting the value thus obtained as a new, corrected value coupling
    Figure 00100003
    c) Interpretieren des in Schritt b) bestimmten neuen, korrigierten Koppelwertes c) interpreting the) particular new, corrected coupling value in step b
    Figure 00100004
    als Gleichanteil des zeitlichen Verlaufes des gemessenen Signals (V . S ), d) erneutes Durchführen der Schritte a) bis c) unter Verwendung des im vorherigen Durchlauf in Schritt b) bestimmten neuen, korrigierten Koppelwertes as a direct component of the time profile of the measured signal (V. S), d) re-performing the steps a) to c) using the the previous cycle in step b) certain new, corrected value coupling
    Figure 00100005
    als Ausgangskoppelwert as output coupling value
    Figure 00100006
    in Schritt a). in step a).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der als Korrekturwert in Schritt b) anstelle des Wertes des Zeitintegrals der Betrag (|Y|), versehen mit dem Vorzeichen des Integrals, verwendet wird. A method according to claim 1, characterized in that the (as a correction value in step b) instead of the value of the time integral of the absolute value | is) provided with the sign of the integral used | Y.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als der zu Beginn des Verfahrens festgesetzte Ausgangskoppelwert Method according to one of the preceding claims, characterized in that when the determined at the start of the process output coupling value
    Figure 00100007
    null beträgt. is zero.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als der zu Beginn des Verfahrens festgesetzte Ausgangskoppelwert Method according to one of the preceding claims, characterized in that when the determined at the start of the process output coupling value
    Figure 00110001
    ein zu einem für den Gleichanteil des zeitlichen Verlaufes des gemessenen Signals (V . S ) erwarteten Schätzwert bestimmt wird. an expected to a for the direct component of the time profile of the measured signal (V. S) estimate is determined.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Ablauf des Verfahrens zumindest einmal zu einem beliebigen Zeitpunkt des Erreichens des Schrittes d) nach diesem Schritt der Wert des vorgegebenen Betrages (|Y|) geändert wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the course of the procedure at least once (at any time of reaching of step d) after this step, the value of the predetermined amount | Y |) is changed.
  6. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Bestimmung des Gleichanteils des zeitlichen Verlaufs der Luftströmung aus einem Beatmungsgerät ( Use of the method according to any one of claims 1 to 5 (for determining the DC component of the temporal course of the flow of air from a respirator 1 1 ). ).
  7. Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der so bestimmte Gleichanteil des zeitlichen Verlaufs der Luftströmung aus dem Beatmungsgerät ( Use according to claim 6, characterized in that the thus determined DC component of the time course of air flow (from the ventilator 1 1 ) zur Steuerung und/oder Regelung des Beatmungsgerätes ( ) (For the control and / or regulation of the ventilator 1 1 ) verwendet wird. ) is used.
  8. Beatmungsgerät mit einem Patientenanschluss ( Ventilator with a patient port ( 3 3 ) zum Verbinden mit den Atemwegen eines zu beatmenden Patienten ( ) (For connecting to the airways of a patient to be vented 5 5 ), einer Strömungserzeugungseinrichtung ( (), A flow generating device 1 1 ) zum Erzeugen einer zeitlich veränderlichen Luftströmung durch den Patientenanschluss ( ) For generating a time-varying air flow (through the patient port 3 3 ), einer Messeinrichtung zum Bestimmen des zeitlichen Verlaufs (V . S ) der Luftströmung und einer Steuerung zur Beeinflussung der Luftströmung, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung eingerichtet ist, den Gleichanteil bzw. Mittelwert des zeitlichen Verlaufs (V . S ) des von der Messeinrichtung erfassten die Luftströmung repräsentierenden Signals nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 zu bestimmen. ), A measuring means for determining the time characteristic (V. S) of the air flow and a controller for influencing the air flow, characterized in that the controller is arranged, the DC component or average value of the time course (V. S) of the measuring device detected the air flow-representing signal by a method according to any one of claims 1 to 5 to be determined.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE10256176A1 (en) * 2002-12-02 2004-07-22 Infineon Technologies Ag Periodic signal average value determination method, in which the signal is sampled over a signal period and the average of the difference of the sample values and the moving average is determined and added to the moving average
US20080099019A1 (en) * 1999-06-16 2008-05-01 Martin Dion C C Apparatus with automatic respiration monitoring and display

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