DE102014019520B4

DE102014019520B4 - Verfahren zur Erzeugung eines Alarms bei der Überwachung eines Patienten und Vorrichtung hierfür

Info

Publication number: DE102014019520B4
Application number: DE102014019520.1A
Authority: DE
Inventors: Birger LANDWEHR; Frank Franz; Thomas Krüger
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2021-03-25
Anticipated expiration: 2034-12-25
Also published as: DE102014019520A1; US20160189518A1; CN105852865A; US9615743B2; CN105852865B

Abstract

Verfahren zur Erzeugung eines Alarms bei der Überwachung eines Patienten mit den Schritten:
Ermitteln eines Minutenvolumens (MVpat) des Patienten; und
Festlegen einer Minutenvolumen-Untergrenze (MVtief) und/oder einer Minutenvolumen-Obergrenze (MVhoch); dadurch gekennzeichnet, dass beim Unterschreiten der Minutenvolumen-Untergrenze (MVtief) oder beim Überschreiten der Minutenvolumen-Obergrenze (MVhoch)
- das Minutenvolumen (MVpat) mittels einer Inkrementfunktion zu einem Volumen (Vschuld_kum) kumuliert wird und
- dann, wenn das kumulierte Volumen (Vschuld_kum) ein maximal zulässiges Volumen (Vschuld_apn) überschreitet, ein Alarm ausgelöst wird, wobei der Wert des kumulierten Volumens (Vschuld_kum)
- vor Erreichen des maximal zulässigen Volumens (Vschuld_apn) und
- nachdem die Minutenvolumen-Untergrenze (MVtief) wieder überschritten oder die Minutenvolumen-Obergrenze (MVhoch) wieder unterschritten wurde, gespeichert und mittels einer Dekrementfunktion schrittweise um einen bestimmten Wert abgebaut wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung klinisch irrelevanter Alarme bei der Überwachung eines Patienten mit den Schritten: Ermitteln eines Minutenvolumens des Patienten und Festlegen einer Minutenvolumen-Untergrenze und/oder einer Minutenvolumen-Obergrenze. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Reduzierung klinisch irrelevanter Alarme bei der Überwachung eines Patienten mit einer Ermittlungseinheit zum Ermitteln eines Minutenvolumens des Patienten und einer Festlegeeinheit zum Festlegen einer Minutenvolumen-Untergrenze und/oder einer Minutenvolumen-Obergrenze.
Aktuelle Entwicklungen in der Medizintechnik führen zu einer immer größeren Anzahl an alarmfähigen Medizingeräten. Hierdurch nimmt auch die Vermeidung klinisch irrelevanter Alarme einen immer höheren Stellenwert ein. Zu häufig ausgelöste, klinisch irrelevante Alarme zählen zu den gefährlichsten technischen Risikofaktoren in Krankenhäusern. Das Gefahrenpotential ist vielfältig. Alarmgrenzen könnten vom klinischen Personal zur Reduzierung des Geräuschpegels außerhalb ihres angemessenen Bereiches verstellt und hierdurch unwirksam werden oder die Alarmlautstärke auf ein kaum wahrnehmbares Minimum gesetzt werden. Die Alarmhäufigkeit könnte zu einer schleichenden Abstumpfung des klinischen Personals führen, so dass die Gefahr besteht, auf eine tatsächliche Patientengefährdung nicht mehr adäquat zu reagieren. Zu häufige und dabei medizinisch irrelevante Alarme können weiterhin zu Verärgerung, Frustration und Stress führen, was wiederum eine zusätzliche Belastung und folglich eine sinkende Konzentration sowie eine Beeinträchtigung der Arbeits- und Leistungsfähigkeit mit sich bringen kann. Außerdem könnte der Arbeitsablauf des klinischen Personals gestört oder unterbrochen werden, so dass wichtige Tätigkeiten, wie z.B. die Medikationen eines Patienten, vorübergehend in Vergessenheit geraten oder sich bei der Wiederaufnahme Fehler einschleichen können.
Auf der anderen Seite erhöht eine geringere Anzahl von Alarmen gleichzeitig die Aufmerksamkeit auf die nun vordringlich relevanten Alarme und erhöht dadurch gleichzeitig deutlich die Patientensicherheit. Des Weiteren gestaltet sich die Pflege effizienter, da sie störungsfreier durchgeführt werden kann und zusätzlich mehr Zeit am Patientenbett zur Verfügung steht. Auch für den Patienten bedeuten weniger Alarme eine Reduzierung des Stress-Pegels, einen ruhigeren Schlaf und eine schnellere Genesung, woraus demzufolge ein kürzerer Krankenhausaufenthalt resultiert.
Solange keine Kontraindikation vorliegt und weitere betrachtete klinische Parameter, wie beispielsweise die Sauerstoffsättigung oder der CO2-Partialdruck, bei der Überwachung der Atemtätigkeit in einem akzeptablen Bereich liegen, ist eine sofortige Alarmierung bei einer zumindest nur kurzzeitigen und/oder leichten Verletzung der Grenzwerte verzichtbar.
Aus dem Stand der Technik sind hierzu Verfahren und Vorrichtungen zur Vermeidung klinisch irrelevanter Alarme bekannt, bei welchen die Unterscheidung zwischen klinisch relevanten und klinisch irrelevanten Alarmen über das Minutenvolumen durchgeführt wird. In der Medizin wird das Minutenvolumen als ein Standard verwendet. Bei rein mandatorischer Beatmung entspricht das Minutenvolumen dem Produkt des applizierten Tidalvolumens und der Atemfrequenz mit der Einheit Liter pro Minute. Somit ergibt sich beispielsweise aus einem eingestellten Tidalvolumen von 600ml und einer Atemfrequenz von 15/min ein Minutenvolumen von 9 L/min. Hierbei entspricht ein (exspiratorisches) Zeitvolumen der Menge des (ausgeatmeten) Luftstroms über eine bestimmte Zeit.
Da das Minutenvolumen ein wichtiger Anhaltspunkt für die Ventilation des Patienten ist, ist eine Überwachung des Wertes durch intensivmedizinische Beatmungsgeräte obligatorisch. Ist bei mandatorischer Beatmung das resultierende Minutenvolumen konstant und somit jederzeit verfügbar, so kann bei Spontanatmung ein exaktes Ergebnis rein prinzipiell erst mit der Integration des letzten Flow-Wertes am Ende des Zeitintervalls von einer Minute berechnet werden. Allerdings Minute dies auch über kürzere Zeitintervalle stattfinden und entsprechend auf eine hochgerechnet werden. Da sich in dem Ergebnis sowohl Atemanstrengungen widerspiegeln, die der Patient unmittelbar zuvor geleistet hat, als auch solche, die bereits eine Minute zurückliegen, lassen sich über ein derartig berechnetes Minutenvolumen nur bedingt Rückschlüsse auf die aktuelle Atemtätigkeit und mögliche Gefahren, wie z.B. eine Hypopnoe, ziehen.
Generell sollte das berechnete Minutenvolumen also einerseits ein Indikator für die aktuelle Atemaktivität sein, und damit schnell genug, dass sich Veränderungen kurzfristig in dem Wert widerspiegeln. Andererseits sollte das Minutenvolumen träge genug sein, dass einzelne Atemzüge nur einen geringen Einfluss auf den Wert haben und demzufolge der zeitliche Verlauf des Minutenvolumens nur eine geringe „Welligkeit“ aufweist. Aufgrund der unterschiedlichen Lungenkonstanten von Erwachsenen, Kindern und Neu- bzw. Frühgeborenen wird die konkrete Auslegung des zur Berechnung angewendeten Filters in der Regel auf die jeweiligen Patientenkategorien angepasst. Bekannte Filter geben als Signal eine Sprungantwort aus. Als Sprungantwort wird das zeitliche Verhalten des Ausgangssignals eines Übertragungsgliedes, beispielsweise des Filters, bei einer Signaländerung am Eingang beschrieben, so dass sich hierüber das Filterverhalten eindeutig charakterisieren lässt. Ein hiermit in Zusammenhang stehender Zeitwert T90 gibt an, nach welcher Zeit 90% des Maximalwertes des Ausgangssignals erreicht wurde. Die T90-Zeit ist dementsprechend ein Maß für die Verzögerung, mit der sich das Eingangssignal auf das Ausgangssignal auswirkt. Eine Verkürzung der T90-Zeit geht dabei im Allgemeinen mit vermehrten Schwingungen auf dem Ausgangssignal einher.
Die durch sie erzeugten Signale werden in herkömmlichen Medizingeräten üblicher Weise in einer Überwachungsvorrichtung verarbeitet. Derartige Überwachungsvorrichtungen weisen wiederum einen Überwachungsbereich auf, welcher sich grundsätzlich in mindestens zwei Bereiche einteilen lässt: in einen alarmfreien (Sollbereich) und in einen oder mehrere alarmpflichtige Bereiche. Beide ergeben sich direkt aus explizit einstellbaren oder abgeleiteten Alarmgrenzen. Die Überwachung eines Messwertes, beispielsweise der eines Minutenvolumens, führt in der Regel unmittelbar zu einem Alarm, sobald ein Grenzwert über- oder unterschritten wird, d.h. sich der Messwert aus dem alarmfreien in den alarmpflichtigen Bereich bewegt (vgl. 1).
Bei herkömmlichen Alarmverfahren und -vorrichtungen wird das Minutenvolumen genau über solch eine untere und obere Alarmgrenze überwacht, die üblicherweise durch den Nutzer jederzeit ein- bzw. umstellbar ist. Die Alarmgrenzen werden dabei für jeden Patienten individuell eingestellt und richten sich insbesondere nach seiner körperlichen Konstitution und dem Krankheitszustand. Ein entsprechender Alarm wird genau dann ausgelöst und akustisch sowie optisch vom Gerät wiedergegeben, sobald der aktuelle Wert des Minutenvolumens unter der unteren eingestellten Alarmgrenze (MV-tief) oder über der oberen eingestellten Alarmgrenze (MV-hoch) liegt. In der klinischen Praxis wird eine Alarmgrenze gelegentlich nur kurzzeitig und/oder nur sehr gering verletzt. Ursache hierfür ist beispielsweise die Beeinträchtigung der physiologischen Atemregelung oder eine Bewegung des Patienten. Letzteres kann unter Umständen zu einem kurzzeitigen Verrutschen der Atemmaske führen, so dass das ausgeatmete Lungenvolumen nicht von dem Beatmungsgerät erfasst wird und somit das ermittelte Minutenvolumen geringer ausfällt.
Über die Einstellung einer Alarmverzögerung (MVverz) ist es hierbei möglich, dass der Alarm nicht unmittelbar nach Unterschreiten von MVtief ausgelöst wird. Alarme aufgrund von kurzzeitigen Verletzungen der Grenzen lassen sich hiermit wirkungsvoll unterdrücken. Mit dem Ziel, während der Überwachung auftretende Fehlalarme zu vermeiden und hierdurch die Alarmanzahl zu reduzieren, lassen sich bereits bei einigen Beatmungsgeräten fest vorgegebene oder vom Anwender einstellbare Verzögerungszeiten (MVverz) zur kurzzeitigen Alarmunterdrückung einstellen. Problematisch bei der Einstellung derartiger Verzögerungszeiten ist jedoch, dass nicht auf den jeweiligen Verlauf der Werte des Minutenvolumens eingegangen werden kann. In Abhängigkeit des Patientenzustandes, Krankheitsbildes, individueller Verfassung, etc., bzw. des Ausmaßes einer Über- oder Unterschreitung werden unterschiedlich lange Verzögerungszeiten benötigt um einerseits effektiv eine Gefährdung auszuschließen, aber andererseits nicht unnötig früh zu alarmieren.
In US 8 374 666 B2 wird beschrieben, wie ein Patient, insbesondere ein neugeborenes Kind, auf die sogenannten Frühgeborenen-Retinopatie untersucht wird. Diese Erkrankung beruht darauf, dass die Netzhaut mit Sauerstoff unterversorgt oder überversorgt wird. Ein Oximeter misst die Sättigung des Blutes des Patienten mit Sauerstoff. Ein Beatmungsgerät stellt einen geschlossenen Beatmungskreislauf her, um die tatsächliche Sättigung des Blutes in einen vorgegebenen Sollbereich zu bringen. Messwerte, die oberhalb eines oberen oder unterhalb eines unteren Grenzwerts liegen, werden addiert, um die tatsächliche Sauerstoffversorgung zu ermitteln. Falls die auf diese Weise erzeugte Kumulation von Messwerten unterhalb eines weiteren Grenzwerts liegt, wird ein Alarm ausgegeben.
In DE 31 23 678 A1 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, um ein Beatmungsgerät (Ventilator) zu regeln. Mittels einer Einatmungsleitung wird ein Patient einer Zwangsbeatmung mit einem Soll-Atemgasvolumen aus dem Beatmungsgerät unterworfen. Der tatsächliche Atemgasstrom wird gemessen. Jeder Messwert wird mit einem vorgegebenen Bezugssignal verglichen. Die Differenzsignale werden aufintegriert. Sobald die Summe der aufintegrierten Differenzsignale einen vorgegebenen Grenzwert erreicht, wird das Beatmungsgerät aktiviert.
In US 2011 / 0 009 710 A1 werden ein System und ein Verfahren beschrieben, um Messwerte von einem Patienten zu überwachen. Ein sogenannter Marker (flag) wird angezeigt, falls ein vorgegebener Grenzwert über einen vorgegebenen Zeitraum hinweg überschritten oder unterschritten wird. Falls die Messwerte eine Veränderung des Zustands des Patienten zeigen, so wird ein entsprechend geänderter Marker gesetzt. Außerdem wird der älteste Marker gelöscht. Die Anzahl der Marker, die für die überwachte Zeitspanne erzeugt und ausgegeben werden, entscheidet darüber, ob ein Messwert als Indiz für eine Gefährdung des Patienten eingestuft und daher angezeigt wird.
In US 2013 / 0 201 020 A1 und US 5 865 736 A und US 2009 / 0 209 839 A1 und US 2009 / 0 171 167 A1 werden verschiedene Möglichkeiten beschrieben, um einen Patienten zu überwachen, Alarme zu generieren und hierbei zu verhindern, dass zu viele oder überflüssige Alarme ausgegeben werden.
In US 8 430 817 B1 wird beschrieben, wie die Vertrauenswürdigkeit (confidence) von Messungen der Atmungsaktivität eines Patienten (respiratory rate) ermittelt werden.
In US 2009 / 0 247 851 A1 und in US 2011 / 0 132 368A1 werden Benutzeroberflächen für Patienten-Monitore beschrieben, auf denen Messwerte vom Patienten sowie aus den Messwerten abgeleitete Alarme dargestellt werden.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, der voranstehend beschriebenen Problematik mit einem Verfahren sowie einer Vorrichtung hierfür zumindest teilweise Rechnung zu tragen. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Reduzierung klinisch irrelevanter Alarme bei der Überwachung eines Patienten sowie eine Vorrichtung hierfür zu schaffen. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei der Überwachung des exspiratorischen Minutenvolumens weiterhin eine hohe Sensitivität zu erzielen, wobei bevorzugt bereits vorhandene, patientenspezifische Einstellungen eines Beatmungsgerätes verwendet werden können, um ohne Mehreingaben seitens eines Nutzers das Alarmverhalten möglichst optimal an die jeweilige Situation des Patienten anzupassen.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Erzeugung eines Alarms bei der Überwachung eines Patienten sowie einer Vorrichtung hierfür mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 7. Wesentlich hierbei ist, dass im Vergleich zu bekannten technischen Lösungen eine Reduzierung klinisch irrelevanter Alarme erreicht wird. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hierfür und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Reduzierung klinisch irrelevanter Alarme bei der Überwachung eines Patienten weist folgende Schritte auf: Ermitteln eines Minutenvolumens des Patienten, und Festlegen einer Minutenvolumen-Untergrenze und/oder einer Minutenvolumen-Obergrenze, wobei beim Unterschreiten der Minutenvolumen-Untergrenze oder beim Überschreiten der Minutenvolumen-Obergrenze das Minutenvolumen mittels einer Inkrementfunktion zu einem Volumen kumuliert wird und dass, wenn das kumulierte Volumen ein maximal zulässiges Volumen überschreitet, ein Alarm ausgelöst wird.
Bei der Überwachung des Minutenvolumens ist das kumulierte Volumen ein gutes Kriterium zur Unterscheidung zwischen klinisch relevanten und irrelevanten Alarmen. Das kumulierte Volumen beschreibt den Mangel oder den Überschuss an Volumen, der sich durch eine unzureichende oder übermäßige Ventilation im Vergleich zur Normalatmung aufbaut. Das Volumen ist hierbei sowohl von der Dauer als auch der Schwere der Unter- oder Überventilation abhängig. Bei einer Unterventilation entspricht das Volumen einer Volumenschuld und bei einer Überventilation entspricht es einem Volumenüberschuss.
Die Ermittlung des Minutenvolumens kann durch Erfassen eines Patientenflows bzw. von Patientenkennwerten und durch eine Integration des Patientenflows bzw. der Patientenkennwerte über ein definiertes Zeitintervall realisiert werden. Genauer gesagt werden beispielsweise ein Tidalvolumen und eine Atemfrequenz des Patienten erfasst. Anschließend kann das Minutenvolumen aus einem Produkt des Tidalvolumens und der Atemfrequenz berechnet werden.
Das maximal zulässige Volumen wird in einer Ausgestaltung als Produkt aus einer definierten Zeit und der festlegten Minutenvolumen-Untergrenze oder der festgelegten Minutenvolumen-Obergrenze eingestellt. Eine maximal zulässige Volumenschuld entspricht beispielsweise einem Atemstillstand über einen bestimmten Zeitraum, ohne dass eine gesundheitliche Gefährdung zu erwarten ist. Die definierte Zeit kann abgeleitet werden aus bereits definierten Einstellungen, wie einer Zeit für einen Apnoealarm oder einer eingestellten Backup-Frequenz, die beispielsweise aus der eingestellten Atemfrequenz für mandatorische Beatmungshübe abgeleitet werden kann.
Im Falle einer Hypoventilation, bei der im Vergleich zu einer Apnoe zwar ein bestimmter, aber dennoch nicht ausreichender Luftaustausch stattfindet, verlängert sich die benötigte Zeit, um dasselbe Volumen bzw. in diesem Fall dieselbe Volumenschuld aufzubauen. Wird die Volumenschuld als tolerabel angenommen, sollte ein Alarm erst dann ausgelöst werden, wenn diese überschritten wird. Da die Volumenschuld sich bei verminderter Atemleistung langsamer aufbaut als bei einem Atemstillstand, führt dies dazu, dass ein entsprechender Alarm auch erst später aktiviert wird. Die Unterdrückung des Alarms ist somit nicht fest, sondern sowohl abhängig von der Minutenvolumen-Untergrenze bzw. -Obergrenze als auch der definierten Zeit. Im Vergleich zu einer Alarmunterdrückung über eine einstellbare, aber von der Atemtätigkeit unabhängige und somit feste Alarmverzögerung ergibt sich hierdurch eine höhere Spezifität der generierten Alarme. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Dauer der Alarmunterdrückung somit abhängig von der individuellen Atemaktivität, bei der ein bestimmtes Volumen, beispielsweise eine Volumenschuld, aufgebaut wird. Ein Alarm kann dann für genau diese Dauer unterdrückt werden. Ein Alarm wird erst zum Zeitpunkt der Überschreitung des maximal zulässigen Volumens generiert und akustisch und/oder optisch ausgegeben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. So ist es beispielsweise auch denkbar, dass bereits mit Erreichen des maximal zulässigen Volumens ein Alarm ausgelöst wird.
Das Produkt bezüglich des maximal zulässigen Volumens kann erfindungsgemäß mit einem Justierungsfaktor multipliziert werden. Dadurch ist es besonders einfach möglich, das maximal zulässige Volumen flexibel an den jeweiligen Patienten oder bestimmte Messumstände anzupassen.
Erfindungsgemäß wird der Wert des kumulierten Volumens vor Erreichen des maximal zulässigen Volumens und nachdem die Minutenvolumen-Untergrenze wieder überschritten oder die Minutenvolumen-Obergrenze wieder unterschritten wurde, gespeichert oder gehalten und wird mittels einer Dekrementfunktion schrittweise um einen bestimmten Wert abgebaut. Dadurch, dass das kumulierte Volumen im Falle eines Wiedereintretens der Minutenvolumenwerte in den alarmfreien Sollbereich nicht sofort auf 0 zurückgesetzt wird, ist es beispielsweise auch bei alternierenden Minutenvolumenwerten um die Unter- oder Obergrenze möglich, rechtzeitig und zügig einen Alarm zu generieren. Der Abbau kann beispielsweise kontinuierlich entsprechend der kumulierten Differenz zu einer beliebigen Sollwertgrenze geschehen. Unterschreitet die kumulierte Volumenschuld beispielsweise die vorgegebene Grenze, d.h., ein maximal zulässiges Volumen erneut und verlässt damit den alarmfreien Bereich, wird die Volumenschuld von deren zuletzt vorhandenen Wert wieder aufgebaut. Das heißt, die Volumenschuld steigt in diesem Fall wieder um die Differenz zu der entsprechenden Sollwertgrenze an. Hierbei ist es bevorzugt, dass der schrittweise Abbau des kumulierten Volumens schneller oder langsamer als der Aufbau des kumulierten Volumens durchgeführt wird. Das heißt, die Schrittweite bezüglich der Dekrementierung kann sich von der für die Inkrementierung unterscheiden. Dadurch kann ein mögliches „Schwingen“ des Alarmsystems verhindert werden. Hierbei ist es bevorzugt, dass der Betrag der Volumenschuld nicht negativ wird, d.h. die Dekrementfunktion wird dann beendet, sobald das kumulierte Volumen 0 ist.
Unabhängig von der Ursache der Alarmauslösung kann es vorteilhaft sein, dass das kumulierte Volumen bei Erreichen des maximal zulässigen Volumens und der damit verbundenen Alarmgenerierung nicht weiter kumuliert wird. Stattdessen wird der aktuelle Wert gespeichert und erst mit dem Zurückkehren in den alarmfreien Bereich mittels der Dekrementfunktion wieder nach gewählter Vorschrift schrittweise abgebaut. Dies sorgt dafür, dass bei nur kurzeitigem Zurückkehren in den alarmfreien Bereich und anschließendem erneuten Verlassen des Sollbereichs zügiger, aber nicht sofort ein Alarm ausgelöst wird, und zwar abhängig von der zuvor bereits abgebauten Volumenschuld des Patienten. Dadurch kann die Alarmunterdrückung verkürzt werden, wenn sich die Atemaktivität des Patienten nur kurzzeitig normalisiert.
Alternativ kann das kumulierte Volumen bei Überschreitung des maximal zulässigen Volumens weiter kumuliert werden. Dies kann zusätzlich die Sicherheit des Patienten in der Hinsicht erhöhen, dass auch deutlich nach Überschreiten der Grenze die beim Patienten weiterhin vorliegende Volumenschuld verwendet wird. Dies bedeutet, dass wenn sich die Atemaktivität des Patienten nur kurzzeitig normalisiert, bei Grenzwert-Verletzung sofort ein Alarm ausgelöst wird, da das momentan kumulierte Volumen immer noch deutlich das maximal zulässige Volumen überschreitet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung können eine untere und/oder eine obere Minutenvolumen-Alarmgrenze festgelegt werden, die über der Minutenvolumen-Obergrenze bzw. unter der Minutenvolumen-Untergrenze, die beispielsweise durch einen Anwender eingestellt werden, liegen, und bei Unterschreitung der unteren Minutenvolumen-Alarmgrenze oder bei Überschreitung der oberen Minutenvolumen-Alarmgrenze kann unabhängig von der Überschreitung des maximal zulässigen Volumens ein Alarm ausgelöst werden. Die Minutenvolumen-Alarmgrenzen werden dabei so gewählt, dass bei ihrem Überschreiten bzw. Unterschreiten das maximal zulässige Volumen unabhängig vom weiteren Minutenvolumenverlauf überschritten wird. Eine derartige zusätzliche mandatorische Alarmgrenze kann automatisch bestimmt werden. Sie dient zur Gewährleistung einer rechtzeitig stattfindenden Alarmierung bei einem beispielsweise apnoebedingten stark abfallenden Minutenvolumen. Die untere Minutenvolumen-Alarmgrenze korreliert dabei direkt mit der Minutenvolumen-Untergrenze und der definierten Zeit für die Apnoe-Alarmgrenze (oder anderen abgeleiteten Zeiten). Die obere Minutenvolumen-Alarmgrenze korreliert direkt mit der Minutenvolumen-Obergrenze und der entsprechend zugehörigen definierten Zeit. Je länger beispielsweise die beim Patienten tolerierte bzw. zulässige und am Gerät eingestellte Apnoe-Dauer ist, umso geringer wird der Wert der unteren Minutenvolumen-Alarmgrenze. Dieser Wert kann beispielsweise den unteren Sattelpunkt der Minutenvolumenwerte bilden. Da die Minutenvolumen-Alarmgrenzen eindeutig von den Einstellwerten der Minutenvolumengrenzen und der definierten Zeit sowie dem eingesetzten Filter abhängen, lassen sich die Werte beispielsweise effizient über eine geeignete Hash-Tabelle ermitteln.
Weiterhin ist es möglich, dass das aktuell kumulierte Volumen mittels einer Nutzer-Schnittstelle im Verhältnis zum maximal zulässigen Volumen dargestellt wird. Durch eine derartige, beispielsweise graphische Darstellung können Irritationen vermieden werden, die sich daraus ergeben könnten, dass der Nutzer im Falle einer Verletzung einer Alarmgrenze einen Alarm erwartet. Durch die Nutzer-Schnittstelle können hierfür Elemente angezeigt werden, die dem Nutzer dieses Verhältnis beispielsweise mittels einer Balkendarstellung oder einer kreisförmigen Darstellung anzeigen.
Beim Unterschreiten der Minutenvolumen-Untergrenze oder beim Überschreiten der Minutenvolumen-Obergrenze und/oder beim Überschreiten der maximal zulässigen Volumendifferenz können durch die Nutzer-Schnittstelle ferner ein visueller und/oder akustischer Alarm ausgelöst werden. Ein Annähern an die Grenzen kann hierbei zum Beispiel auch durch ein auffallendes Blinken und/oder eine Farbänderung eines Balkens umgesetzt werden. Das heißt, eine farbige Markierung kann beispielsweise den Schweregrad der vorhandenen Volumenschuld verdeutlichen. Vorzugsweise können die Anzeigeelemente zusammen mit den Messwerten für die Minutenvolumina im gleichen Parameterfeld darstellt werden. Ebenfalls möglich ist, dass ein Unterschreiten der Minutenvolumen-Untergrenze bzw. ein Überschreiten der Minutenvolumen-Obergrenze zunächst lediglich zu einem visuellen Hinweis am Gerät führt und erst das Überschreiten des maximal zulässigen Volumens einen visuellen und/oder akustischen Alarm generiert.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Vorrichtung zur Reduzierung klinisch irrelevanter Alarme bei der Überwachung eines Patienten eine Ermittlungseinheit zum Ermitteln eines Minutenvolumens des Patienten, und eine Festlegeeinheit zum Festlegen einer Minutenvolumen-Untergrenze und/oder einer Minutenvolumen-Obergrenze auf. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ferner eine Vergleichseinheit, durch welche beim Unterschreiten der Minutenvolumen-Untergrenze oder beim Überschreiten der Minutenvolumen-Obergrenze das Minutenvolumen mittels einer Inkrementfunktion zu einem Volumen kumulierbar ist, und eine Alarmeinheit, durch die ein Alarm auslösbar ist, wenn das kumulierte Volumen ein maximal zulässiges Volumen überschreitet, auf.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist es möglich, eine Überwachungs- bzw. Alarmvorrichtung bereitzustellen, bei welcher ein Alarmsignal sowohl abhängig von einer Dauer als auch von einer Schwere einer Unter- oder Überventilation generiert wird. Die Unterdrückung eines Alarms ist somit nicht fest, sondern abhängig von der Minutenvolumen-Untergrenze bzw. -Obergrenze. Im Vergleich zu einer Alarmunterdrückung über eine einstellbare, aber von der Atemtätigkeit unabhängige und somit feste Alarmverzögerung ergibt sich hierdurch eine höhere Spezifität der durch die Vorrichtung generierten Alarme. Sämtliche Vorteile, die zu dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgeführt worden sind, gelten entsprechend auch für die erfindungsgemäße Vorrichtung.
Zur Ermittlung des Minutenvolumens kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Erfassungseinheit zum Erfassen eines Patientenflows bzw. von Patientenkennwerten und eine Recheneinheit zum Berechnen des Minutenvolumens durch Integration des Patientenflows bzw. der Patientenkennwerte über ein definiertes Zeitintervall aufweisen. Hierzu kann die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise eine Erfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Tidalvolumens und einer Atemfrequenz des Patienten aufweisen. Ferner kann die Vorrichtung eine Recheneinheit zum Berechnen des Minutenvolumens aus dem Produkt des Tidalvolumens und der Atemfrequenz aufweisen.
In einer Weiterbildung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Nutzer-Schnittstelle aufweisen, durch welche das aktuell kumulierte Volumen im Verhältnis zum maximal zulässigen Volumen darstellbar ist. Hierdurch können Irritationen vermieden werden, die sich daraus ergeben, dass ein Nutzer im Falle einer Verletzung einer Alarmgrenze einen Alarm erwartet. Die Nutzer-Schnittstelle kann hierfür Anzeigeelemente aufweisen, die dem Nutzer dieses Verhältnis graphische, beispielsweise mittels einer Balkendarstellung oder einer kreisförmigen Darstellung, anzeigen.
Figurenliste
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder der Zeichnung hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen können sowohl für sich als auch in den verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Es zeigen:

1 eine graphische Darstellung eines Signalverhaltens eines gemessenen Minutenvolumens zwischen alarmpflichten Bereichen und einem alarmfreien Bereich;
2 eine graphische Darstellung eines Signalverhaltens eines gemessenen Minutenvolumens bei Vorliegen einer Apnoe;
3 eine graphische Darstellung eines unterschiedlichen Aufbaus einer Volumenschuld und einer Alarmunterdrückung bei abweichender Atemaktivität eines Patienten;
4 eine graphische Darstellung einer Alarmgenerierung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 eine graphische Darstellung einer Alarmgenerierung mittels einer Dekrementfunktion bei alternierenden Minutenvolumen-Messwerten gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 eine graphische Darstellung einer Alarmierung bei einer Unterschreitung einer unteren Minutenvolumen-Alarmgrenze gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
7 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.

1 zeigt eine graphische Darstellung eines Signalverhaltens eines gemessenen Minutenvolumens MVpat zwischen alarmpflichtigen Bereichen und einem alarmfreien Bereich gemäß einem im Stand der Technik bekannten Diagramm. Die Abszissenachse stellt die Zeit dar und die Ordinatenachse stellt ein Minutenvolumen in Liter pro Minute (L/min) dar. Der Überwachungsbereich des in 1 dargestellten Diagramms lässt sich dabei grundsätzlich in zwei Bereiche einteilen. Einen alarmpflichtigen (Sollbereich) und einen alarmfreien Bereich. Beide Bereiche ergeben sich direkt aus den explizit einstellbaren oder abgeleiteten Alarmgrenzen MVtief, MVhoch. Die Überwachung der Messwerte führt in den im Stand der Technik bekannten Systemen in der Regel unmittelbar zu einem Alarm, sobald ein Grenzwert über- oder unterschritten wird, d.h., sich der Messwert aus dem alarmfreien in den alarmpflichtigen Bereich bewegt.
In herkömmlichen Systemen wird das Minutenvolumen MVpat genau über solch eine untere und/oder obere Alarmgrenze MVtief, MVhoch überwacht, die üblicherweise durch den Nutzer jederzeit ein- bzw. umstellbar ist. Die Alarmgrenzen MVtief, MVhoch werden dabei für jeden Patienten individuell eingestellt und richten sich insbesondere nach seiner körperlichen Konstitution und dem Krankheitszustand. Ein entsprechender Alarm wird genau dann ausgelöst und akustisch sowie optisch vom Gerät wiedergegeben, sobald der aktuelle Wert des Minutenvolumens MVpat unter dem unteren eingestellten Limit MVtief oder über dem oberen eingestellten Limit MVhoch liegt.
Ferner ist es im Stand der Technik bekannt, über die Einstellung einer Alarmverzögerung MVverz den Alarm nicht unmittelbar nach Unter- oder Überschreitung der Alarmgrenzen auszulösen. Hierdurch lassen sich insbesondere kurzzeitige Verletzungen der Grenzen unterdrücken. Es hat sich jedoch gezeigt, dass eine derart fest eingestellte Verzögerung keine ausreichende Spezifität bezüglich verschiedener Atemmuster verschiedener Patienten aufweist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird deshalb ein verbessertes Verfahren zur Reduzierung klinisch irrelevanter Alarme bei der Überwachung eines Patienten vorgeschlagen. Ein ausgelöster Alarm kann genau dann als klinisch irrelevant bezeichnet werden, wenn der Patientenzustand bekannt ist und seitdem keine Veränderung (Verschlechterung) dessen erkannt werden konnte, bzw. der Alarm keine klinische Handlung nach sich zog. Beispielsweise könnte während einer ungleichmäßigen Atmung das überwachte Minutenvolumen MVpat kurzzeitig einen im Gerät eingestellten Grenzwert über- oder unterschreiten, ohne dass es dadurch zu einer tatsächlichen Patientengefährdung kommt. In einem solchen Fall und im Falle transienter Artefakte wäre eine Alarmierung unerwünscht.
Bei Versuchen zur vorliegenden Erfindung hat sich gezeigt, dass ein gutes Kriterium zur Unterscheidung zwischen klinisch relevanten und irrelevanten Alarmen bei der Überwachung des Minutenvolumens MVpat ein kumuliertes Volumen, beispielsweise die sogenannte kumulierte Volumenschuld Vschuld_kum, darstellt.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung sowohl eine kumulierte Volumenschuld als auch einen kumulierten Volumenüberschuss betrifft. Zur Vereinfachung der folgenden detaillierten Beschreibung wird mit Bezug auf die 2 bis 7 jedoch insbesondere auf die kumulierte Volumenschuld Bezug genommen.
Die in 2 dargestellte kumulierte Volumenschuld Vschuld_kum beschreibt den Mangel an Volumen, der sich durch eine unzureichende Ventilation im Vergleich zur Normalatmung aufbaut. Die Volumenschuld ist hierbei sowohl von der Dauer als auch der Schwere der Unterventilation abhängig. Die Höhe eines maximal zulässigen Volumens, in 2 als maximal zulässige Volumenschuld Vschuld_apn gekennzeichnet, entspricht einem Atemstillstand über eine definierte Zeit, ohne dass eine gesundheitliche Gefährdung zu erwarten ist.
In 2 entspricht die Fläche der kumulierten Volumenschuld Vschuld_kum der Fläche der maximal zulässigen Volumenschuld Vschuld_apn. Eine Überwachung für diesen Spezialfall kann in herkömmlichen Beatmungsgeräten über ein Apnoe-Monitoring realisiert werden, wobei ein Alarmlimit als eine definierte Zeit Tapn eingestellt werden kann. Im Fall einer Hypoventilation, bei der im Vergleich zu einer Apnoe zwar ein bestimmter, aber dennoch nicht ausreichender Luftaustausch stattfindet, verlängert sich die benötigte Zeit, um dieselbe Volumenschuld aufzubauen.
Die maximal zulässige Volumenschuld Vschuld_apn kann hierbei wie folgt bestimmt werden: $Vschuld_apn = MVtief * Tapn * Fapn,$
wobei MVtief eine Minutenvolumen-Untergrenze, Tapn eine maximale Apnoe-Zeit und Fapn ein Faktor zum Justieren der maximal zulässigen Volumenschuld Vschuld_apn sind. Die definierte Zeit Tapn lässt sich hierbei auch aus anderen einstellbaren Zeitkriterien, wie z.B. einer Backupfrequenz herleiten, beispielsweise Tapn = 1/Backupfrequenz.
Bei einem beispielsweise angenommenen Minutenvolumen von 10 L/min bzw. 167 mL/s und einer Atemunterbrechung bzw. einer definierten Apnoe-Zeit Tapn von 8s baut sich aufgrund von $Vschuld_apn = MVtief * Tapn = 167 mL/s * 8 s$
eine Volumenschuld von 1333 mL auf. Zur Vereinfachung sei der Justierungsfaktor vorliegend Fapn = 1.
Wird die kumulierte Volumenschuld Vschuld_kum als zulässig angenommen, sollte ein Alarm erst dann ausgelöst werden, wenn diese überschritten wird. Da sich die Volumenschuld bei verminderter Atemleistung langsamer aufbaut als bei einem Atemstillstand, führt dies dazu, dass ein entsprechender Alarm auch erst später aktiviert wird. Die Unterdrückung des Alarms ist somit nicht fest, sondern abhängig von der gewählten Minutenvolumen-Untergrenze MVtief sowie der definierten Zeit, z.B. Tapn. Im Vergleich zu Alarmunterdrückungen über eine einstellbare, aber von der Atemtätigkeit unabhängige und somit feste Alarmverzögerung MVverz, ergibt sich hierdurch eine höhere Spezifität der generierten Alarme.
Aufgrund der in der Beschreibungseinleitung beschriebenen Filterung der gemessenen Flow-Werte prägen sich Veränderungen in der Atmung des Patienten erst nach einiger Zeit in dem berechneten Minutenvolumen MVpat aus; der Wert fällt also erst verzögert nach Beginn der Apnoe ab. Dennoch ist die sich hieraus ergebene Volumenschuld unabhängig von dem zeitlichen Verhalten, das durch die Filterkonstanten vorgegeben ist. Die Volumenschuld Vschuld_kum, die sich aus der kumulierten Differenz von MVtief und MVpat errechnet, entspricht dabei exakt der Apnoe-Volumenschuld.
In 3 wird das erfindungsgemäße Verfahren für den Fall einer Hypopnoe dargestellt. In diesem Fall, in welchem die Atmung des Patienten nicht vollständig zum Erliegen kommt, verteilt sich die kumulierende Volumenschuld Vschuld_kum 2 auf einen längeren Zeitraum als bei einer zumindest annähernden Apnoe, in welcher sich die kumulierende Volumenschuld Vschuld_kum 1 auf einen kürzeren Zeitraum verteilt. Entsprechend wird der Alarm Tkum 1 im Falle der zumindest annähernden Apnoe kürzer als der Alarm Tkum 2 im Falle der Hypopnoe hinausgezögert. Die Dauer der Alarmunterdrückung ist also insbesondere abhängig von der individuellen Atemaktivität, bei der eine bestimmte Volumenschuld, vorliegend die maximal zulässige Volumenschuld Vschuld_apn, aufgebaut wird. Ein Alarm würde dann für genau diese Dauer unterdrückt werden.
Mit Bezug auf 4 wird nun eine Alarmgenerierung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Steigt die kumulierende Volumenschuld Vschuld_kum unabhängig von der Fallbetrachtung an und wird vom Betrag größer als die maximal zulässige Volumenschuld Vschuld_apn, wird bei einer Überschreitung unmittelbar ein Alarm generiert und beispielsweise akustisch und/oder optisch ausgegeben. Der in 4 dargestellte Alarmzeitpunkt bedeutet dabei nicht, dass nur in diesem Zeitpunkt ein Alarm ausgelöst wird sondern vielmehr, dass ab diesem Zeitpunkt ein Alarm ausgelöst wird, zumindest so lange sich das Minutenvolumen MVpat unter der Minutenvolumen-Untergrenze MVtief befindet und die kumulierte Volumenschuld Vschuld_kum größer als die maximal zulässige Volumenschuld Vschuld_apn ist. Das heißt, ein Alarm wird ausgelöst, wenn der Patient über einen längeren Zeitraum eine sehr schwache Atmung hat, aber keine Apnoe-Situation erkannt wurde.
Zur Optimierung des Zeitverhaltens und einer dadurch gesteigerten Patientensicherheit kann das vorstehend beschriebene Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung durch weitere Funktionen ergänzt werden.
5 zeigt beispielsweise eine Alarmgenerierung mittels einer Dekrementfunktion bei alternierenden Minutenvolumen-Messwerten gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Damit bei alternierenden Minutenvolumenwerten MVpat um einen Grenzwert MVtief dennoch rechtzeitig und zügig alarmiert werden kann, wird die kumulierte Volumenschuld Vschuld_kum im Falle eines Wiedereintretens des Minutenvolumenwerts MVpat in den (alarmfreien) Sollbereich nicht sofort auf 0 zurückgesetzt. Stattdessen wird die kumulierte Volumenschuld Vschuld_kum generell kontinuierlich um einen bestimmten Wert abgebaut. Dieser Abbau kann beispielsweise kontinuierlich entsprechend der kumulierten Differenz zu einer beliebigen Sollwertgrenze geschehen. Unterschreitet die kumulierte Volumenschuld Vschuld_kum die vorgegebene Grenze erneut und verlässt damit den alarmfreien Bereich, wird die Volumenschuld Vschuld_kum von deren zuletzt vorhandenen Wert wieder aufgebaut, d.h. die Volumenschuld Vschuld_kum steigt in diesem Fall wieder um die Differenz zu der entsprechenden Sollwertgrenze an.
Wie in 5 unter (a) gezeigt, baut sich die Volumenschuld Vschuld_kum während der Unterschreitung des Minutenvolumens MVpat von MVtief auf. Wie unter (b) dargestellt, wird die Volumenschuld Vschuld_kum mit Überschreitung von MVtief und der damit verbundenen Rückkehr des Minutenvolumens MVpat in den Sollbereich nicht vollständig gelöscht, sondern entsprechend der über der Grenze liegenden Atemaktivität schrittweise verringert. Die Schrittweise muss dabei nicht notwendigerweise dieselbe wie für die Inkrementierung sein. Mit einer erneuten Unterschreitung von MVtief wird die Volumenschuld Vschuld_kum, wie unter (c) gezeigt, wieder weiter aufgebaut und ab Erreichen bzw. mit Überschreitung der maximal zulässigen Volumenschuld Vschuld_apn ein Alarm ausgelöst. Hierbei kann der Betrag der Volumenschuld generell nicht negativ werden, d.h., die Dekrementfunktion wird dann beendet, sobald die Volumenschuld 0 ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Hierbei ist es möglich, dass die kumulierende Volumenschuld Vschuld_kum bei Überschreitung der maximal zulässigen Volumenschuld Vschuld_apn und der damit verbundenen Alarmgenerierung unabhängig von der Ursache der Alarmauslösung nicht weiter kumuliert wird. Stattdessen kann der aktuelle Wert gehalten und erst mit dem Zurückkehren in den alarmfreien Bereich mittels der Dekrementfunktion wieder nach einer gewählten Vorschrift bzw. Schrittweise abgebaut werden. Dies sorgt dafür, dass bei nur kurzeitigem Zurückkehren in den alarmfreien Bereich und anschließendem erneuten Verlassen des Sollbereichs zügiger, aber nicht sofort ein Alarm ausgelöst wird, abhängig von der zuvor bereits abgebauten Volumenschuld des Patienten. Dies bedeutet, dass sich die Alarmunterdrückung verkürzt, wenn sich die Atemaktivität des Patienten nur kurzzeitig normalisiert.
Alternativ kann die kumulierende Volumenschuld Vschuld_kum bei Überschreitung der maximal zulässigen Volumenschuld Vschuld_apn auch kontinuierlich weiter kumuliert werden. Dies erhöht zusätzlich die Sicherheit des Patienten in der Hinsicht, dass auch deutlich nach Überschreiten der Grenze die beim Patienten weiterhin vorliegende Volumenschuld verwendet wird. Dies bedeutet, dass wenn sich die Atemaktivität des Patienten nur kurzzeitig normalisiert, bei Grenzwert-Verletzung sofort ein Alarm ausgelöst wird, da die momentan kumulierte Volumenschuld Vschuld_kum immer noch deutlich die maximal zulässige Volumenschuld Vschuld_apn überschreitet.
6 zeigt eine graphische Darstellung einer Alarmierung bei einer Unterschreitung einer unteren Minutenvolumen-AlarmgrenzeMVtief_alarm gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die mandatorische Minutenvolumen-Alarmgrenze, in 6 beispielsweise die untere Minutenvolumen-Alarmgrenze MVtief_alarm, die automatisch bestimmbar ist, dient zur Gewährleistung einer frühzeitigen stattfindenden Alarmierung bei einer sehr schwachen Atmung ohne Apnoe. Hierbei wird bereits vor Überschreitung der Volumenschuld Vschuld_apn vorausschauend ein Alarm ausgelöst. Wie in 6 ersichtlich, befindet sich die untere Minutenvolumen-Alarmgrenze MVtief_alarm unterhalb der Minutenvolumen-Untergrenze MVtief und korreliert direkt mit der Minutenvolumen-Untergrenze MVtief und der definierten Zeit Tapn (oder dem aus der Backupfrequenz abgeleiteten Wert). Je länger zum Beispiel die beim Patienten definierte zulässige Apnoe-Dauer ist, umso geringer wird der Wert der unteren Minutenvolumen-Alarmgrenze MVtief_alarm. Der Wert der unteren Minutenvolumen-Alarmgrenze MVtief_alarm bildet hierbei gleichzeitig den unteren Sattelpunkt der Werte des Minutenvolumens MVpat.
Bei einer Unterschreitung der unteren Minutenvolumen-Alarmgrenze MVtief_alarm durch den initial gemessenen Minutenvolumenwert MVpat wird unmittelbar ein Alarm ausgelöst. Dies ist selbst dann der Fall, wenn die maximal zulässige Volumenschuld Vschuld_apn zu diesem Zeitpunkt noch nicht erreicht wurde, aber bereits aufgrund des Filterverhaltens davon ausgegangen werden kann, dass die kumulierende Volumenschuld Vschuld_kum die maximal zulässige Volumenschuld Vschuld_apn, unabhängig vom weiteren Verlauf des Minutenvolumens MVpat, überschreiten wird. Da die untere Minutenvolumen-Alarmgrenze MVtief_alarm von den Einstellwerten der Minutenvolumen-Untergrenze MVtief, der definierten Zeit Tapn und dem eingesetzten Filter abhängt, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung auch möglich, dass sich die Werte effizient über eine geeignete Hash-Tabelle ermitteln lassen.
7 zeigt ein Ablaufdiagramm für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer Apnoe oder einer Hypopnoe. Zunächst werden, wie vorstehend im Detail beschrieben, Werte des Minutenvolumens MVpat erhalten. Anschließend wird entschieden, ob das Minutenvolumen MVpat größer oder kleiner als die untere Minutenvolumen-Alarmgrenze MVtief_alarm ist oder nicht. Ist das Minutenvolumen MVpat kleiner als die untere Minutenvolumen-Alarmgrenze MVtief_alarm wird umgehend ein Alarm ausgelöst. Ist das Minutenvolumen MVpat größer oder gleich der unteren Minutenvolumen-Alarmgrenze MVtief_alarm wird geprüft, ob das Minutenvolumen MVpat kleiner als die Minutenvolumen-Untergrenze MV_tief ist. Ist dies der Fall, wird über eine Inkrementfunktion die kumulierte Volumenschuld Vschuld_kum gebildet. In diesem Fall wird anschließend geprüft, ob die kumulierte Volumenschuld Vschuld_kum größer als die maximal zulässige Volumenschuld Vschuld_apn ist. Trifft dies zu, wird umgehend ein Alarm ausgelöst. Trifft dies nicht zu, wird die Routine beendet bzw. wieder neu gestartet. Wird bezüglich der Überprüfung, ob das Minutenvolumen MVpat kleiner als die Minutenvolumen-Untergrenze MV_tief ist, festgestellt, dass dies nicht zutrifft, wird weiter geprüft, ob bereits eine kumulierte Volumenschuld Vschuld_kum vorliegt. Ist dies nicht der Fall, wird die Routine beendet bzw. wieder neu gestartet. Trifft dies jedoch zu, wird die vorliegende kumulierte Volumenschuld Vschuld_kum über eine Dekrementfunktion schrittweise reduziert, ggf. bis keine Volumenschuld mehr vorliegt. Anschließend wird die Routine beendet bzw. neu gestartet.
Obwohl in den 2 bis 7 insbesondere eine untere Grenzwertverletzung dargestellt wird, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Vielmehr kann die vorliegende Erfindung analog bei einer Hyperventilation des Patienten und somit bei einer oberen Grenzwertverletzung angewendet werden. Das heißt, an Stelle der Minutenvolumen-Untergrenze MVtief gilt es dann eine Minutenvolumen-Obergrenze MVhoch und an Stelle der unteren Minutenvolumen-Alarmgrenze MVtief_alarm eine obere Minutenvolumen-Alarmgrenze MVhoch_alarm zu berücksichtigen. An Stelle einer Volumenschuld wird in diesem Fall entsprechend von einem Volumenüberschuss gesprochen, d.h. eine über der zulässigen Grenze liegende Atemaktivität des Patienten. Bei einer Hyperventilation ist die Gefährdung des Patienten nicht so stark wie bei einer im selben Ausmaß auftretenden Volumenschuld durch eine Apnoe oder Hypopnoe. Daher kann man von einer sicheren Alarmierung ausgehen, wenn man für den Wert des maximal zulässigen Volumenüberschuss ebenfalls das Modell der Volumenschuld verwendet. Durch die standardmäßige Überwachung des Tidalvolumens und des Beatmungsdruckes können hierbei die Risiken eines Volu- oder Barotraumas bei kurzzeitiger Hyperventilation weiter minimiert werden. Der Wert des maximal zulässigen Volumenüberschusses kann jedoch auch auf einen beliebigen anderen Wert eingestellt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner eine Vorrichtung zur Reduzierung klinisch irrelevanter Alarme bei der Überwachung eines Patienten bereitgestellt. Die Vorrichtung enthält eine Ermittlungseinheit zum Ermitteln eines Minutenvolumens des Patienten, sowie eine Festlegeeinheit zum Festlegen einer Minutenvolumen-Untergrenze MVtief und/oder einer Minutenvolumen-Obergrenze MVhoch. Darüber hinaus enthält die Vorrichtung eine Vergleichseinheit, durch welche beim Unterschreiten der Minutenvolumen-Untergrenze MVtief oder beim Überschreiten der Minutenvolumen-Obergrenze MVhoch das Minutenvolumen MVpat mittels einer Inkrementfunktion zu einem Volumen Vschuld_kum kumulierbar ist, und eine Alarmeinheit, durch die ein Alarm auslösbar ist, wenn das kumulierte Volumen Vschuld_kum ein maximal zulässiges Volumen Vschuld_apn überschreitet.
Zur Ermittlung des Minutenvolumens kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Erfassungseinheit zum Erfassen eines Patientenflows bzw. von Patientenkennwerten und eine Recheneinheit zum Berechnen des Minutenvolumens durch Integration des Patientenflows bzw. der Patientenkennwerte über ein definiertes Zeitintervall aufweisen. Hierzu kann die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise eine Erfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Tidalvolumens und einer Atemfrequenz des Patienten aufweisen. Ferner kann die Vorrichtung eine Recheneinheit zum Berechnen des Minutenvolumens aus dem Produkt des Tidalvolumens und der Atemfrequenz aufweisen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Nutzer-Schnittstelle ausgestattet, durch welche das aktuell kumulierte Volumen Vschuld_kum im Verhältnis zum maximal zulässigen Volumen Vschuld_apn darstellbar ist. Die Nutzer-Schnittstelle kann hierfür Anzeigeelemente aufweisen, die dem Nutzer dieses Verhältnis beispielsweise mittels einer Balkendarstellung, wie sie in 5 unter (a) bis (c) dargestellt ist, oder einer kreisförmigen Darstellung anzeigen. Ein Annähern an bestimmte Grenzen kann zum Beispiel durch ein auffallendes Blinken und/oder eine Farbänderung eines Balkens umgesetzt werden, d.h. eine farbige Markierung verdeutlicht den Schweregrad der vorhandenen Volumenschuld. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Anzeigeelemente zusammen mit den Messwerten für die Minutenvolumina im gleichen Parameterfeld darstellt werden.
Bezugszeichenliste

MVtief: Minutenvolumen-Untergrenze
MVhoch: Minutenvolumen-Obergrenze
MVtief_alarm: Untere Minutenvolumen-Alarmgrenze. Alarm wird ohne Zeitkriterium beim Unterschreiten der Grenze ausgelöst.
MVhoch_alarm: Obere Minutenvolumen-Alarmgrenze. Alarm wird ohne Zeitkriterium beim Überschreiten der Grenze ausgelöst.
MVpat: Über Filter gebildeter Mittelwert des am Patienten ermittelten Minutenvolumens.
MVverz: Die am Gerät einstellbare Verzögerungszeit bezüglich einer Alarmgenerierung.
Vschuld_apn: Das maximal beim Patienten zulässige Volumen (maximal zulässige Volumenschuld oder maximal zulässiger Volumenüberschuss).
Vschuld_kum: Kumulierte Volumenschuld. Zur ausreichenden Ventilation fehlendes Volumen, das während einer Unterschreitung der MVtief-Alarmgrenze anwächst.
Tapn: Definierte Zeit für Apnoe-Alarmgrenze.
Tkum1, Tkum2: Zeit, in welcher eine maximal zulässige Volumenschuld erreicht ist
Fapn: Faktor zum Justieren von Vschuld_apn.

Claims

Verfahren zur Erzeugung eines Alarms bei der Überwachung eines Patienten mit den Schritten: Ermitteln eines Minutenvolumens (MVpat) des Patienten; und Festlegen einer Minutenvolumen-Untergrenze (MVtief) und/oder einer Minutenvolumen-Obergrenze (MVhoch); dadurch gekennzeichnet, dass beim Unterschreiten der Minutenvolumen-Untergrenze (MVtief) oder beim Überschreiten der Minutenvolumen-Obergrenze (MVhoch) - das Minutenvolumen (MVpat) mittels einer Inkrementfunktion zu einem Volumen (Vschuld_kum) kumuliert wird und - dann, wenn das kumulierte Volumen (Vschuld_kum) ein maximal zulässiges Volumen (Vschuld_apn) überschreitet, ein Alarm ausgelöst wird, wobei der Wert des kumulierten Volumens (Vschuld_kum) - vor Erreichen des maximal zulässigen Volumens (Vschuld_apn) und - nachdem die Minutenvolumen-Untergrenze (MVtief) wieder überschritten oder die Minutenvolumen-Obergrenze (MVhoch) wieder unterschritten wurde, gespeichert und mittels einer Dekrementfunktion schrittweise um einen bestimmten Wert abgebaut wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das maximal zulässige Volumen (Vschuld_apn) als Produkt aus einer definierten Zeit (Tapn) und der festlegten Minutenvolumen-Untergrenze (MVtief) oder der festgelegten Minutenvolumen-Obergrenze (MVhoch) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt bezüglich des maximal zulässigen Volumens (Vschuld_apn) mit einem Justierungsfaktor (Fapn) multipliziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine untere Minutenvolumen-Alarmgrenze (MVtief_alarm) und/oder eine obere Minutenvolumen-Alarmgrenze (MVhoch_alarm) festgelegt werden, wobei die obere Minutenvolumen-Alarmgrenze (MVhoch_alarm) über der Minutenvolumen-Obergrenze (MVhoch) liegt und die untere Minutenvolumen-Alarmgrenze (MVtief_alarm) unter der Minutenvolumen-Untergrenze (MVtief) liegt, und bei Unterschreitung der unteren Minutenvolumen-Alarmgrenze (MVtief_alarm) oder bei Überschreitung der oberen Minutenvolumen-Alarmgrenze (MVhoch_alarm) unabhängig von der Überschreitung des maximal zulässigen Volumens (MVschuld_apn) ein Alarm ausgelöst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Nutzer-Schnittstelle das aktuell kumulierte Volumen (Vschuld_kum) im Verhältnis zum maximal zulässigen Volumen (Vschuld_apn) dargestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Unterschreiten der Minutenvolumen-Untergrenze (MVtief) oder beim Überschreiten der Minutenvolumen-Obergrenze (MVhoch) durch die Nutzer-Schnittstelle ein visueller Hinweis erstellt wird und/oder beim Überschreiten des maximal zulässigen Volumens (Vschuld_apn) ein visueller und/oder akustischer Alarm ausgelöst wird.
Vorrichtung zur Reduzierung klinisch irrelevanter Alarme bei der Überwachung eines Patienten mit: einer Ermittlungseinheit zum Ermitteln eines Minutenvolumens (MVpat) des Patienten; und einer Festlegeeinheit zum Festlegen einer Minutenvolumen-Untergrenze (MVtief) und/oder einer Minutenvolumen-Obergrenze (MVhoch); gekennzeichnet durch eine Vergleichseinheit, durch welche beim Unterschreiten der Minutenvolumen-Untergrenze (MVtief) oder beim Überschreiten der Minutenvolumen-Obergrenze (MVhoch) das Minutenvolumen (MVpat) mittels einer Inkrementfunktion zu einem Volumen (Vschuld_kum) kumuliert wird; und eine Alarmeinheit, durch die ein Alarm ausgelöst wird, wenn das kumulierte Volumen (Vschuld_kum) ein maximal zulässiges Volumen (Vschuld_apn) überschreitet, wobei der Wert des kumulierten Volumens (Vschuld_kum) - vor Erreichen des maximal zulässigen Volumens (Vschuld_apn) und - nachdem die Minutenvolumen-Untergrenze (MVtief) wieder überschritten oder die Minutenvolumen-Obergrenze (MVhoch) wieder unterschritten wurde, gespeichert und mittels einer Dekrementfunktion schrittweise um einen bestimmten Wert abgebaut wird.
Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Nutzer-Schnittstelle, durch welche das aktuell kumulierte Volumen (Vschuld_kum) im Verhältnis zum maximal zulässigen Volumen (Vschuld_apn) dargestellt wird.