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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Beatmungssystem mit einer Versorgungseinrichtung zum Zuführen und Abführen von Atemluft zu und von einem Patienten, wobei die Versorgungseinrichtung einen Patientenanschluss aufweist, mit einer Auswerteeinrichtung und mit einer Anzeigeeinrichtung, die einen Bildschirm aufweist.
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Im Zusammenhang mit Beatmungsgeräten, mit denen ein Patient mit Atemluft versorgt wird bzw. von dem Patienten ausgeatmete Luft abgeführt wird, ist es von großer Bedeutung, dass ein Benutzer, d. h. ein Anästhesist oder sonstiges Klinikpersonal, leicht erkennen kann, mit welchen Parametern das Gerät gerade betrieben wird und welchen Beitrag der Patient selbst zur Beatmung leistet.
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Bei der Beatmung mit einem Beatmungssystem kann der Patient einerseits durch eigene körperliche Anstrengung Atembewegungen ausführen, durch die ein hinreichender Unter- oder Überdruck in der Lunge erzeugt wird, sodass er selbst einen Teil der Arbeit aufbringt, die zur Atmung erforderlich ist. Andererseits ist es auch möglich, dass der Patient derart geschwächt oder sediert ist, dass er selbst kaum Atemarbeit aufbringt und diese im Wesentlichen vollständig von dem Beatmungsgerät geleistet werden muss.
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Allerdings wird ein Teil der von dem Patienten oder dem Gerät geleisteten Arbeit dabei dafür verbraucht, die Atemluft durch einen in die Luftröhre des Patienten eingeführten Tubus hin zu dem Patienten bzw. weg von ihm zu fördern, da auch dieser Tubus einen Strömungswiderstand darstellt. Wäre der Tubus nicht vorhanden, müsste diese Arbeit weder von dem Beatmungsgerät noch von dem Patienten geleistet werden. Das bedeutet insbesondere, dass dann, wenn die Atemarbeit, die von dem Beatmungsgerät zusätzlich zu der von dem Patienten geleisteten Arbeit noch aufgebracht wird, gerade der Arbeit entspricht, die zur Überwindung des Strömungswiderstands des Tubus erforderlich ist, auf eine künstliche Beatmung verzichtet werden kann.
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Allerdings reicht es als Bedingung für eine Unterbrechung der Beatmung durch das Beatmungsgerät nicht aus, dass die zuvor erwähnte Bedingung nur zeitweise erfüllt ist, sondern es ist erforderlich, dass der gesamte zeitliche Verlauf der Beatmungsparameter darauf hinweist, dass diese Bedingung dauerhaft erfüllt sein wird.
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Aus der
U.S. 8,021,310 B2 ist eine Anzeigeeinrichtung für ein Beatmungsgerät bekannt, bei der entlang einer Achse mehrere Balken unmittelbar aneinander angrenzend angezeigt werden, wobei sich die Balken entlang der Achse erstrecken und deren Länge der Höhe eines Geräteparameters oder eines Atmungsparameters des Patienten entspricht. Insbesondere wird ein Balken angezeigt, dessen Länge der Atemarbeit des Patienten entspricht, wobei dann in einem separaten Fenster die Aufteilung dieser Arbeit in resistive Arbeit und elastische Arbeit angezeigt wird. Unter resistiver Arbeit ist diejenige Arbeit zu verstehen, die aufgebracht werden muss, um den Strömungswiderstand zu überwinden, den die Atemwege hin zur Lunge bilden. Die elastische Arbeit ist diejenige, die aufgebracht werden muss, um die Lunge auszudehnen, sodass ein bestimmtes Volumen darin aufgenommen werden kann.
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Die Anzeigeeinrichtung, die aus der
U.S. 8,021,310 B2 bekannt ist, kann jedoch nur die jeweils aktuellen Parameter anzeigen, sodass eine zeitliche Entwicklung dort nicht visuell entnehmbar ist.
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Ausgehend vom Stand der Technik ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Beatmungssystem mit einer Anzeigeeinrichtung bereitzustellen, das es dem Benutzer ermöglicht, den zeitlichen Verlauf von Parametern anzuzeigen, die ein Maß für die von dem Patienten und dem Beatmungssystem geleistete Arbeit sind.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Beatmungssystem gelöst, mit einer Versorgungseinrichtung zum Zuführen und Abführen von Atemluft zu und von einem Patienten, wobei die Versorgungseinrichtung einen Patientenanschluss aufweist, mit einer Auswerteeinrichtung und mit einer Anzeigeeinrichtung, die einen Bildschirm aufweist, wobei die Auswerteeinrichtung programmtechnisch eingerichtet ist, für aufeinanderfolgende Zeitpunkte einen ersten Erzeugerparameter und einen zweiten Erzeugerparameter sowie einen ersten Verbraucherparameter zu bestimmen, wobei die Anzeigeeinrichtung eingerichtet ist, auf dem Bildschirm eine Darstellung zu erzeugen,
bei der eine Zeitachse und eine Begrenzungslinie parallel in einem Abstand voneinander angezeigt werden,
bei der entlang der Zeitachse für aufeinanderfolgende Zeitpunkte ein Erzeugermarker angezeigt wird und die Erzeugermarker zwischen der Begrenzungslinie und der Zeitachse angeordnet sind,
wobei jedem der aufeinanderfolgenden Zeitpunkte ein Punkt auf der Zeitachse entspricht,
wobei für jeden der aufeinanderfolgenden Zeitpunkte der Erzeugermarker auf einer Linie angeordnet ist, die senkrecht zu der Zeitachse und durch den dem Zeitpunkt entsprechenden Punkt auf der Zeitachse verläuft,
wobei der Erzeugermarker derart positioniert ist, dass das Verhältnis seines Abstands von der Zeitachse, gemessen entlang der Linie, zu dem Abstand zwischen Zeitachse und Begrenzungslinie gleich dem Verhältnis des ersten Erzeugerparameters zu der Summe aus dem ersten Erzeugerparameter und dem zweiten Erzeugerparameter abzüglich dem ersten Verbraucherparameter ist,
wobei der erste Erzeugerparameter gleich der während einer Beatmung von einem mit dem Patientenanschluss verbundenen Patienten geleisteten Atemarbeit WOBpat, multipliziert mit einem Faktor, ist,
wobei der zweite Erzeugerparameter WOBvent gleich der Atemarbeit WOBvent, multipliziert mit dem Faktor, ist, die von der Versorgungseinrichtung bei der Beatmung von einem mit dem Patientenanschluss verbundenen Patienten geleistet wird, und
wobei der erste Verbraucherparameter gleich der entgegen des Strömungswiderstandes des Tubus geleisteten Atemarbeit WOBtub, multipliziert mit dem Faktor, ist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Beatmungssystem ist eine Anzeigeeinrichtung mit einem Bildschirm vorgesehen, wobei eine Auswerteeinrichtung einen ersten Erzeugerparameter, einen zweiten Erzeugerparameter sowie einen Verbraucherparameter berechnet, bei denen es sich einerseits um die von dem Patienten geleistete Atemarbeit WOBpat und die von dem Beatmungssystem geleitete Atemarbeit WOBvent handelt. Andererseits ist der erste Verbraucherparameter gleich der entgegen des Strömungswiderstands des Tubus geleisteten Atemarbeit WOBtub. Dabei können die Verbraucherparameter nicht exakt gleich dieser Atemarbeiten sein, sondern können auch gegenüber diesen Atemarbeiten um einen einheitlichen Faktor erhöht bzw. reduziert sein.
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Gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird nun durch die Anzeigeeinrichtung auf dem Bildschirm eine Darstellung erzeugt, die eine Zeitachse und eine parallel dazu verlaufende Begrenzungslinie aufweist, die in einem Abstand voneinander angeordnet sind. Ferner entspricht jedem Zeitpunkt, zu dem die zuvor genannten Parameter berechnet worden sind, ein Punkt auf der Zeitachse, und für jeden dieser Punkte wird ein Erzeugermarker, beispielsweise in Form eines Punkts, zwischen der Zeitachse und der Begrenzungslinie erzeugt, wobei dieser Erzeugermarker auf einer Linie liegt, die durch den entsprechenden Punkt auf der Zeitachse und senkrecht zu dieser verläuft, aber nicht notwendig in der Darstellung angezeigt wird. Der Erzeugermarker ist nun derart angeordnet, dass das Verhältnis seines Abstands von der Zeitachse, gemessen entlang der Linie, zu dem Abstand zwischen Zeitachse und Begrenzungslinie gleich dem Verhältnis des ersten Erzeugerparameters zu der Summe aus dem ersten Erzeugerparameter und dem zweiten Erzeugerparameter abzüglich dem ersten Verbraucherparameter ist.
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Damit zeigt die Lage des Erzeugerparameters an, in welchem Umfang die vom Patienten geleistete Atemarbeit WOBpat die gesamte geleistete Atemarbeit abdeckt, wobei die am Tubus geleistete Arbeit WOBtub davon abgezogen wird. Wenn in dieser Darstellung der Erzeugermarker nahe oder auf der Begrenzungslinie liegt, zeigt dies an, dass der Patient in der Lage, selbstständig zu atmen, und die Unterstützung durch das Beatmungssystem nicht mehr erforderlich ist. Außerdem wird durch die Darstellung auf dem Bildschirm ermöglicht, dies als Funktion der Zeit wiederzugeben, sodass es für einen Benutzer leicht möglich ist, zu beurteilen, ob ein Patient auch über einen längeren Zeitraum in der Lage ist, die erforderliche Atemarbeit zum Überwinden des Strömungswiderstands der Atemwege und zum Dehnen der Lunge aufzubringen, oder ob dies nur ein temporärer Effekt ist.
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Damit ermöglicht dieser Aspekt der vorliegenden Erfindung eine einfache Analyse des Zustands eines Patienten, ohne dass es dazu einer detaillierten Analyse von Zahlenwerten bedarf.
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Gemäß einen zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die obige Aufgabe durch ein Beatmungssystem gelöst mit einer Versorgungseinrichtung zum Zuführen und Abführen von Atemluft zu und von einem Patienten, wobei die Versorgungseinrichtung einen Patientenanschluss mit einem Tubus, der vorgesehen ist, in die Luftröhre eines Patienten eingeführt zu werden, aufweist, mit einer Auswerteeinrichtung und mit einer Anzeigeeinrichtung, die einen Bildschirm aufweist, wobei die Auswerteeinrichtung programmtechnisch eingerichtet ist, für aufeinanderfolgende Zeitpunkte einen ersten Erzeugerparameter und einen zweiten Erzeugerparameter zu bestimmen,
wobei die Anzeigeeinrichtung eingerichtet ist, auf dem Bildschirm eine Darstellung zu erzeugen,
bei der eine Zeitachse und eine Begrenzungslinie parallel in einem Abstand voneinander angezeigt werden,
bei der entlang einer Zeitachse für aufeinanderfolgende Zeitpunkte ein Erzeugermarker angezeigt wird und die Erzeugermarker zwischen der Begrenzungslinie und der Zeitachse angeordnet sind,
wobei jedem der aufeinanderfolgenden Zeitpunkte ein Punkt auf der Zeitachse entspricht,
wobei für jeden der aufeinanderfolgenden Zeitpunkte der Erzeugermarker auf einer Linie angeordnet ist, die senkrecht zu der Zeitachse und durch den dem Zeitpunkt entsprechenden Punkt auf der Zeitachse verläuft,
wobei der Erzeugermarker derart positioniert ist, dass das Verhältnis seines Abstands von der Zeitachse, gemessen entlang der Linie, zu dem Abstand zwischen Zeitachse und Begrenzungslinie gleich dem Verhältnis des ersten Erzeugerparameters zu der Summe aus dem ersten Erzeugerparameter und dem zweiten Erzeugerparameter ist,
wobei der erste Erzeugerparameter gleich der während einer Beatmung von einem mit dem Patientenanschluss verbundenen Patienten geleisteten Atemarbeit WOBpat, multipliziert mit einem Faktor, ist und
wobei der zweite Erzeugerparameter gleich der Atemarbeit WOBvent, multipliziert mit dem Faktor, ist, die von der Versorgungseinrichtung bei der Beatmung von einem mit dem Patientenanschluss verbundenen Patienten geleistet wird.
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Bei diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden nur die vom Patienten geleistete Atemarbeit WOBpat und die vom Beatmungssystem geleistete Atemarbeit WOBvent berücksichtigt, und bei der Position des Erzeugermarkers bleibt die am Tubus geleistete Arbeit WOBtub außer Acht. Bei der gemäß diesem Aspekt von der Anzeigeeinrichtung erzeugten Darstellung wird der Erzeugermarker nämlich an einer Position zwischen der Zeitachse und der Begrenzungslinie angeordnet, die derart gewählt ist, dass das Verhältnis seines Abstands von der Zeitachse, gemessen entlang der Linie, zu dem Abstand zwischen Zeitachse und Begrenzungslinie gleich dem Verhältnis des ersten Erzeugerparameters zu der Summe aus der von dem Patienten geleisteten Atemarbeit WOBpat und der von dem Beatmungssystem geleisteten Atemarbeit WOBvent ist. Damit wird in dieser Darstellung die vom Patienten geleistete Atemarbeit WOBpat einfach auf die gesamte aufgebrachte Atemarbeit normiert. Auch damit lässt sich für einen Benutzer leicht beurteilen, in welchem Umfang der Patient die zur Beatmung erforderliche Atemarbeit selbst erbringt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieses Aspekts ist die Auswerteeinrichtung programmtechnisch eingerichtet, für aufeinanderfolgende Zeitpunkte einen ersten Verbraucherparameter zu bestimmen, wobei die Anzeigeeinrichtung ausgestaltet ist, dass auf dem Bildschirm zwischen der Zeitachse und der Begrenzungslinie eine Markerlinie angezeigt wird, wobei die Markerlinie derart angeordnet ist, dass das Verhältnis ihres Abstandes von der Begrenzungslinie zu dem Abstand zwischen der Zeitachse und der Begrenzungslinie gleich dem Verhältnis des ersten Verbraucherparameters zu der Summe aus dem ersten Erzeugerparameter und dem zweiten Erzeugerparameter ist, und wobei der erste Verbraucherparameter gleich der entgegen des Strömungswiderstandes des Tubus geleisteten Atemarbeit (WOBtub), multipliziert mit dem Faktor, ist.
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Bei dieser Ausführung des zweiten Aspekts wird erreicht, dass dann, wenn der Erzeugermarker auf der Markerlinie oder zwischen der Markerlinie und der Begrenzungslinie liegt, dies einem Benutzer anzeigt, dass die von dem Patienten geleistete Atemarbeit derjenigen Atemarbeit entspricht oder sogar darüber liegt, die erforderlich ist, den Strömungswiderstand der Atemwege und der Lunge zu überwinden und diese zu dehnen, also selbsttätig zu atmen. Damit kann ein Benutzer leicht erkennen, wenn ein Patient über einen längeren Zeitraum diese Atemarbeit selbst aufbringt und damit grundsätzlich in der Lage wäre, selbstständig zu atmen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform beider Aspekte ist die Auswerteeinrichtung programmtechnisch derart eingerichtet, für aufeinanderfolgende Zeitpunkte einen zweiten Verbraucherparameter und einen dritten Verbraucherparameter zu bestimmen, wobei die Anzeigeeinrichtung derart eingerichtet ist, dass in der Darstellung für die aufeinanderfolgenden Zeitpunkte ein Verbrauchermarker auf der zu der Zeitachse weisenden Seite der Erzeugermarker angezeigt wird, der auf der Linie angeordnet ist, die senkrecht zu der Zeitachse und durch den dem Zeitpunkt entsprechenden Punkt auf der Zeitachse verläuft, wobei das Verhältnis der Abstände des Verbrauchermarkers von der Zeitachse und dem Erzeugermarker, gemessen entlang der Linie, gleich dem Verhältnis des zweiten Verbraucherparameters zu dem dritten Verbraucherparameter oder gleich dem Verhältnis des dritten Verbraucherparameters zu dem zweiten Verbraucherparameter ist, wobei der zweite Verbraucherparameter gleich der entgegen des Strömungswiderstandes der Atemwege und der Lunge des Patienten geleisteten Atemarbeit WOBr, multipliziert mit dem Faktor, ist und wobei der dritte Verbraucherparameter gleich der Atemarbeit WOBc, multipliziert mit dem Faktor, ist, die zur Dehnung der Lunge des Patienten geleistet wird.
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Bei dieser Ausführungsform wird durch die Verbrauchermarker angezeigt, wie sich die vom Patienten geleistete Atemarbeit WOBpat auf die Atemarbeit WOBr verteilt, die zur Überwindung des Strömungswiderstands der Atemwege erforderlich ist, und diejenige Arbeit WOBc, die zur Dehnung der Lunge aufgebracht werden muss. Hieraus können weitere relevante Informationen über den Zustand des Patienten gewonnen werden.
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Weiterhin ist es bevorzugt, wenn das Beatmungssystem eine Einstelleinrichtung aufweist, die derart ausgestaltet ist, dass durch Verstellen der Einstelleinrichtung ein Zeiger entlang der Zeitachse zwischen Positionen verschoben werden kann, die den den aufeinanderfolgenden Zeitpunkten zugeordneten Punkten auf der Zeitachse entsprechen, wobei die Anzeigeeinrichtung ausgestaltet ist, auf dem Bildschirm ein Anzeigefeld zu erzeugen, in dem ein Zahlenwert angezeigt wird, der eine Funktion des ersten Erzeugerparameters, des zweiten Erzeugerparameters und/oder des ersten Verbraucherparameters ist. Inbesondere kann dies das Verhältnis des Erzeugerparameters zu der Summe aus dem ersten Verbraucherparameter und dem zweiten Verbraucherparameter sein. Es sind aber auch andere Möglichkeiten denkbar, die alternativ oder ergänzend als Zahlenwert angezeigt werden.
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Bei dieser Ausgestaltung wird einem Benutzer ermöglicht, durch Verstellen der Einstelleinrichtung die Zahlenwerte für beispielsweise das Verhältnis exakt anzuzeigen, das beschreibt in welchem Umfang der Patient in der Lage ist, die für eine eigenständige Beatmung erforderliche Atemarbeit selbst aufzubringen. Dies ermöglicht neben der visuellen Analyse aufgrund der grafischen Darstellung eine detaillierte Analyse der Messdaten.
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In Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand einer bevorzugte Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung erläutert, wobei
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Beatmungssystems schematisch zeigt,
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2 die Darstellung auf dem Bildschirm des Ausführungsbeispiels aus 1 zeigt und
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3 die Darstellung auf dem Bildschirm eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Beatmungssystems zeigt.
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In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Beatmungssystems schematisch dargestellt, wobei das Beatmungssystem eine Versorgungseinrichtung 1 aufweist, die eingerichtet ist, einen Patienten 3 mit Atemluft zu versorgen, wobei an der Versorgungseinrichtung 1 eine erste Leitung 5 und eine zweite Leitung 7 vorgesehen sind, die mit einem sogenannten Y-Stück 9 verbunden sind, an dem wiederum in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Tubus 11 angebracht ist, der in die Luftröhre des Patienten 3 eingeführt ist.
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Über die erste Leitung 5 wird Atemluft zu dem den Patientenanschluss bildenden Y-Stück 9 zugeführt und dann über den Tubus 11 in die Lunge des Patienten 3 geleitet, während die zweite Leitung 7 dazu dient, von dem Patienten 3 ausgeatmete Atemluft von dem Y-Stück 9 und damit dem Patientenanschluss abzuführen. Derartige Versorgungseinrichtungen 1 sind hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt, sodass es hierzu keiner weiteren Erläuterungen bedarf.
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Wie des Weiteren aus 1 zu erkennen ist, weist das Beatmungssystem eine Auswerteeinrichtung 13 auf, die mit der Versorgungseinrichtung 1 verbunden ist, sodass Parameter, die über Elemente der Versorgungseinrichtung 1 bestimmt werden, an die Auswerteeinrichtung 13 übermittelt werden können. Die Auswerteeinrichtung 13 ist wiederum mit einer Anzeigeeinrichtung 15 verbunden, die mit einem Bildschirm 17 versehen ist, und der Bildschirm 17 hat eine zweidimensionale Anzeigefläche, wobei hier beliebige Typen von Bildschirmen verwendet werden können.
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Die Auswerteeinrichtung 13 ist derart programmtechnisch eingerichtet, also beispielsweise mit einer entsprechenden Software ausgestattet, dass sie für aufeinanderfolgende Zeitpunkte aus von der Versorgungseinrichtung 1 an die Auswerteeinrichtung 13 übermittelten Signalen einen ersten Erzeugerparameter, einen zweiten Erzeugerparameter sowie einen ersten, einen zweiten und einen dritten Verbraucherparameter bestimmt.
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Bei dem ersten Erzeugerparameter handelt es sich um die während einer Beatmung von dem mit dem Y-Stück 9 und dem Tubus 11 verbundenen Patienten 3 selbst über ein festes Zeitintervall geleistete Atemarbeit WOBpat, wobei dieser Wert mit einem Faktor multipliziert werden kann. Im vorliegenden Fall ist dieser Faktor für die Erzeugerparameter wie auch für die Verbraucherparameter gleich eins, kann grundsätzlich aber davon abweichen. Der zweite Erzeugerparameter ist die von dem Beatmungssystem bzw. der Versorgungseinrichtung 1 während der Beatmung des Patienten 3 geleistete Atemarbeit WOBvent.
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Der erste Verbraucherparameter ist gleich der entgegen des Strömungswiderstandes des Tubus 11 innerhalb des Zeitintervalls geleisteten Atemarbeit WOBtub. Der zweite Verbraucherparameter ist die innerhalb des Zeitintervalls entgegen des Strömungswiderstandes der Atemwege und der Lunge des Patienten 3 geleisteten Atemarbeit WOBr, und der dritte Verbraucherparameter ist gleich der Atemarbeit WOBc, die zur Dehnung der Lunge des Patienten 3 während des Zeitintervalls geleistet wird.
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Die Patientenatemarbeit WOBpat, die von dem Beatmungssystem aufgebrachte Atemarbeit WOBvent, die am Tubus entgegen dessen Strömungswiderstand geleistete Atemarbeit WOBtub, die entgegen des Strömungswiderstandes der Atemwege geleistete Atemarbeit WOBr sowie die Atemarbeit WOBc, die zur Dehnung der Lunge geleistet wird, werden dabei auf der Grundlage der in Jason H. T. Bates, Lung Mechanics, An Inverse Modeling Approach, Cambridge University Press 2009, beschriebenen Methoden berechnet, wobei insbesondere das Linear single-compartment model angewandt werden kann.
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Grundsätzlich gilt, dass sich der Gesamtdruck Ptot durch die Beziehung Ptot = Paw + Pmus = R·V' + E·V + q·|V'|·V' + P0 beschreiben lässt, wobei Paw der Atemwegsdruck, also der vom Beatmungssystem bzw. der Versorgungseinrichtung 1 gelieferte Druck und Pmus der vom Patienten aufgebrachte Muskeldruck ist. Der Term R·V' beschreibt den Druckabfall aufgrund des Strömungswiderstandes in den Atemwegen. E·V ist der Druck, der durch die elastische Dehnung der Lunge aufgebaut wird, und q·|V'|·V' beschreibt den Druckabfall aufgrund der turbulenten Strömung im Tubus.
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Wenn diese Gleichung über das Gasvolumen integriert wird, ergeben sich die einzelnen Atemarbeiten, nämlich WOBtot = WOBvent + WOBpat = WOBr + WOBc + WOBtub + WOB0, wobei WOB0 ein konstanter Anteil ist.
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Während einer Beatmung kann der Volumenstrom kontinuierlich von dem Beatmungsystem gemessen werden genauso wie der Atemwegsdruck Paw. Damit kann durch Integration bzw. Summation über diskrete Zeitschritte des Produkts Paw·V' für ein vorgegebenes Intervall die in diesem Intervall von dem Beatmungssystem geleistete Atemarbeit WOBvent bestimmt werden.
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Der Strömungswiderstand der Lunge R und deren Elastizität E können ebenfalls durch das Beatmungssystem für den jeweiligen Patienten während einer passiven Phase der Atmung bestimmt werden, wenn keine Atemarbeit durch den Patienten aufgebracht wird. Der Parameter q kann für einen vorgegebenen Tubus bestimmt werden.
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Damit lassen sich dann mit dem durch das Beatmungssystem zu jedem Zeitpunkt erfassten Volumenstrom durch Integration bzw. durch Summation über diskrete Zeitschritte über die Produkte R·V', E·V und q·|V'|·V' die Werte für WOBr, WOBc und WOBtub für das vorgegebene Intervall bestimmen. Damit kann die Patientenarbeit WOBpat dann durch Abziehen dieser Werte von der durch das Beatmungssystem geleisteten Arbeit WOBvent berechnet werden.
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Die Anzeigeeinrichtung 15 des ersten Ausführungsbeispiels ist eingerichtet, auf dem Bildschirm 17 eine Darstellung zu erzeugen, die in 2 dargestellt ist.
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Bei der Darstellung werden eine Zeitachse 19 und eine Begrenzungslinie 21 parallel in einem Abstand voneinander angezeigt. Außerdem wird entlang der Zeitachse 19 für aufeinanderfolgende Zeitpunkte jeweils ein Erzeugermarker 23 angezeigt, wobei die Erzeugermarker 23 zwischen der Begrenzungslinie 21 und der Zeitachse 19 angeordnet sind. Dabei ist für jeden der aufeinanderfolgenden Zeitpunkte der Erzeugermarker 23 auf einer Linie 25 angeordnet ist, die senkrecht zu der Zeitachse 19 und durch den dem Zeitpunkt entsprechenden Punkt auf der Zeitachse 19 verläuft. Somit wird jeder Erzeugermarker 23 senkrecht über dem Punkt auf der Zeitachse 19 angezeigt, der dem Zeitpunkt entspricht, zu dem der Erzeugerparameter berechnet worden ist, für den der bestimmte Erzeugerparameter 23 dargestellt wird.
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Jedem der aufeinanderfolgenden Zeitpunkte, zu denen der Erzeugerparameter und die Verbraucherparameter berechnet worden sind, entspricht ein Punkt auf der Zeitachse 19, und diese Punkte liegen im vorliegen Ausführungsbeispiel der Darstellung so dicht beieinander, dass die Gesamtheit der Erzeugermarker 23 als eine kontinuierliche Linie auf dem Bildschirm 17 erscheint.
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Die Erzeugermarker 23 sind derart positioniert, bzw. deren Abstand von der Zeitachse 19 und der Begrenzungslinie 21 ergibt sich in folgender Weise. Das Verhältnis des Abstands eines Erzeugermarkers 23 von der Zeitachse 19, gemessen entlang der Linie 25, zu dem Abstand zwischen Zeitachse 19 und Begrenzungslinie 21 ist gleich dem Verhältnis des ersten Erzeugerparameters, also der Patientenarbeit WOBpat zu der Summe aus dem ersten Erzeugerparameter und dem zweiten Erzeugerparameter, also aus WOBpat und WOBvent, abzüglich dem ersten Verbraucherparameter, also der am Tubus geleisteten Arbeit WOBtub ist.
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Für jeden Erzeugermarker 23 gilt also, dass das Verhältnis seines Abstands von der Zeitachse 19, gemessen entlang der Linie 25, auf der er angeordnet ist, zu dem Abstand zwischen Zeitachse 19 und Begrenzungslinie 21 gleich dem Verhältnis der von dem Patienten 3 geleisteten Atemarbeit WOBpat zu der insgesamt geleisteten Atemarbeit, also der Summe der vom Patienten 3 und der von der Versorgungseinrichtung 1 geleisteten Arbeit WOBvent ist, wobei von dieser Summe noch die am Tubus entgegen von dessen Strömungswiderstand geleistete Atemarbeit WOBtub abgezogen wird.
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Die insgesamt geleistete Atemarbeit abzüglich der am Tubus geleisteten Arbeit ist gerade die Atemarbeit, die der Patient 3 aufbringen muss, wenn er selbsttätig atmen würde. Damit gibt diese Darstellung gerade an, in welchem Umfang ein Patient zu ein selbstständigen Atmung in der Lage ist, und ein Benutzer wie beispielsweise Krankenhauspersonal kann leicht erkennen, ob und wenn ja, wie lange, der Patient 3 die für die eigenständige Atmung erforderliche Arbeit aufbringt.
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Daneben ist die Anzeigeeinrichtung 15 bei diesem Ausführungsbeispiel derart eingerichtet, dass in der Darstellung auf dem Bildschirm 17 für jeden der aufeinanderfolgenden Zeitpunkte noch ein Verbrauchermarker 27 relativ zu der Zeitachse 19 auf der Seite der Erzeugermarker 23 angezeigt wird. Der Verbrauchermarker 27 für einen bestimmten Zeitpunkt ist ebenfalls auf der Linie 25 angeordnet, auf dem auch der dem bestimmten Zeitpunkt entsprechende Erzeugermarker 23 angeordnet ist.
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Dabei ist der Verbrauchermarker 27 derart angeordnet, dass das Verhältnis der Abstände des Verbrauchermarkers 27 von der Zeitachse 19 und dem Erzeugermarker 23, gemessen entlang der Linie 25, gleich dem Verhältnis ist, in dem der zweite Verbraucherparameter, also die entgegen des Strömungswiderstandes der Lunge und der Atemwege geleistete Arbeit WOBr, und der dritte Verbraucherparameter, nämlich die zu Dehnung der Lunge aufgebrachte Atemarbeit WOBc, zueinander stehen. Damit ist dieses Verhältnis für einen Benutzer neben dem Umfang, zu dem der Patient 3 in der Lage ist, eigenständig zu atmen, ebenfalls unmittelbar erkennbar ist.
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Schließlich weist die Anzeigeeinrichtung 15 des Ausführungsbeispiels eines Beatmungssystems eine Einstelleinrichtung 29 in Form eines Stellrades auf, und die Anzeigeeinrichtung 15 ist derart ausgestaltet, dass durch Verstellen der Einstelleinrichtung 29 ein Zeiger in Form eines rechteckigen Fensters 31 entlang der Zeitachse 19 zwischen Positionen verschoben werden kann, die den den aufeinanderfolgenden Zeitpunkten zugeordneten Punkten auf der Zeitachse 19 entsprechen.
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Für den mit dem Fenster 31 auf dem Bildschirm 17 ausgewählten Punkt auf der Zeitachse 19 wird für den diesem Punkt entsprechenden Zeitpunkt in einem Anzeigefeld 33 als Zahlenwert 35 das Verhältnis angezeigt, in dem die von dem Patienten 3 geleistete Atemarbeit WOBpat zu der insgesamt geleisteten Atemarbeit abzüglich der am Tubus geleisteten Arbeit (WOBpat + WOBvent – WOBtub) steht. Diese variable Darstellung der Zahlenwerte ermöglicht neben der visuellen Analyse aufgrund der grafischen Darstellung eine detaillierte Analyse der Messdaten.
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In 3 ist die Darstellung auf dem Bildschirm 17 eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems dargestellt. Dieses zweite Ausführungsbeispiel ist wie das in 1 dargestellte aufgebaut und unterscheidet sich lediglich durch programmtechnische Ausgestaltung der Auswerte- und der Anzeigeeinrichtung 13, 15.
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Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird als erster Erzeugerparameter für aufeinanderfolgende Zeitpunkte wieder die während einer Beatmung von dem mit dem Y-Stück 9 und dem Tubus 11 verbundenen Patienten 3 selbst über ein festes Zeitintervall geleistete Patientenatemarbeit WOBpat bestimmt. Außerdem wird als zweiter Erzeugerparameter ist die von dem Beatmungssystem bzw. der Versorgungseinrichtung 1 während der Beatmung des Patienten 3 geleistete Atemarbeit WOBvent bestimmt. Ferner werden als erster Verbraucherparameter die entgegen des Strömungswiderstandes des Tubus 11 innerhalb des Zeitintervalls geleistete Atemarbeit WOBtub, als zweiter Verbraucherparameter die innerhalb des Zeitintervalls entgegen des Strömungswiderstandes der Atemwege und der Lunge des Patienten 3 geleistete Atemarbeit WOBr und als dritter Verbraucherparameter die Atemarbeit WOBc bestimmt, die zur Dehnung der Lunge des Patienten 3 während des Zeitintervalls geleistet wird.
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Auch bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird auf dem Bildschirm 17 wieder eine Darstellung mit einer Zeitachse 19 und einer parallel beabstandet dazu verlaufenden Begrenzungslinie 21 erzeugt, in der entlang der Zeitachse 19 zwischen der Zeitachse 19 und der Begrenzungslinie 21 für die aufeinanderfolgenden Zeitpunkte Erzeugermarker 23 angezeigt werden. Dabei ist auch hier jedem der aufeinanderfolgenden Zeitpunkte ein Punkt auf der Zeitachse 19 zugeordnet, und die Erzeugermarker 23 sind auf einer Linie 25 angeordnet, die senkrecht zu der Zeitachse 19 und durch den dem Zeitpunkt entsprechenden Punkt auf der Zeitachse 19 verläuft.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist jeder Erzeugermarker jedoch derart positioniert, dass das Verhältnis seines Abstands von der Zeitachse 19 zu dem Abstand zwischen Zeitachse 19 und Begrenzungslinie 21 gleich dem Verhältnis der von dem Patienten 3 geleistete Atemarbeit WOBpat zu der Summe aus der Patientenarbeit WOBpat und der vom Beatmungssystem bzw. der Versorgungseinrichtung 1 geleisteten Atemarbeit WOBvent ist.
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Somit wird hier die am Tubus geleistete Atemarbeit WOBtub mit in der Summe und damit in der Darstellung berücksichtigt. Um die rein visuelle Analyse zu erleichtern, wird auf dem Bildschirm 17 zwischen der Zeitachse 19 und der Begrenzungslinie 21 verlaufende Markerlinie 37 angezeigt, wobei diese Markerlinie 37 in jedem ihrer Punkte derart angeordnet ist, dass das Verhältnis ihres Abstandes von der Begrenzungslinie 21 zu dem Abstand zwischen der Zeitachse 19 und der Begrenzungslinie 21 gleich dem Verhältnis der entgegen des Strömungswiderstandes des Tubus 11 geleisteten Atemarbeit WOBtub zu der Summe aus vom Patienten 3 geleisteten Atemarbeit WOBpat und vom Beatmungssystem geleisteter Arbeit WOBvent ist.
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Dadurch wird erreicht, dass immer dann, wenn der Erzeugermarker 23 auf der Markerlinie 37 oder zwischen der Markerlinie 37 und der Begrenzungslinie 21 liegt, dies anzeigt, dass der Patient 3 in der Lage ist, eigenständig zu atmen, er also die dafür notwendige Atemarbeit aufbringen kann.
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Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Anzeigeeinrichtung 15 so eingerichtet, dass in der Darstellung auf dem Bildschirm 17 für jeden der aufeinanderfolgenden Zeitpunkte noch ein Verbrauchermarker 27 relativ zu der Zeitachse 19 auf der Seite der Erzeugermarker 23 angezeigt wird. Dieser Verbrauchermarker 27 für einen bestimmten Zeitpunkt ist ebenfalls auf der Linie 25 angeordnet, auf dem auch der dem bestimmten Zeitpunkt entsprechende Erzeugermarker 23 angeordnet ist. Weiterhin ist der Verbrauchermarker 27 derart angeordnet, dass das Verhältnis der Abstände des Verbrauchermarkers 27 von der Zeitachse 19 und dem Erzeugermarker 23, gemessen entlang der Linie 25, gleich dem Verhältnis ist, in dem der zweite Verbraucherparameter, also die entgegen des Strömungswiderstandes der Lunge und der Atemwege geleistete Arbeit WOBr, und der dritte Verbraucherparameter, d. h. die zu Dehnung der Lunge aufgebrachte Atemarbeit WOBc, zueinander stehen.
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Schließlich ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel in der Darstellung auf dem Bildschirm ein verstellbares Fenster 31 vorgesehen, sodass für den damit ausgewählten Punkt auf der Zeitachse 19 in einem Anzeigefeld 33 als Zahlenwert 35 das Verhältnis angezeigt wird, in dem die von dem Patienten 3 geleistete Atemarbeit WOBpat zu der Summe der entgegen des Strömungswiderstandes der Atemwege und der Lunge des Patienten 3 und der zur Dehnung der Lunge geleisteten Atemarbeiten WOBrlun, WOBc steht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Versorgungseinrichtung
- 3
- Patient
- 5
- erste Leitung
- 7
- zweite Leitung
- 9
- Y-Stück
- 11
- Tubus
- 13
- Auswerteeinrichtung
- 15
- Anzeigeeinrichtung
- 17
- Bildschirm
- 19
- Zeitachse
- 21
- Begrenzungslinie
- 23
- Erzeugermarker
- 25
- Linie
- 27
- Verbrauchermarker
- 29
- Einstelleinrichtung
- 31
- Fenster
- 33
- Anzeigefeld
- 35
- Zahlenwert
- 37
- Markerlinie
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 8021310 B2 [0006, 0007]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Jason H. T. Bates, Lung Mechanics, An Inverse Modeling Approach, Cambridge University Press 2009 [0032]
