DE102018001887A1 - System for supporting blood gas exchange by means of ventilation and extracorporeal blood gas exchange and system operating according to the method - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung ist ein System (10) und ein Verfahren zur Unterstützung des Blutgasaustauschs mittels Beatmung und extrakorporalem Blutgasaustausch, wobei das System (10) zumindest ein Beatmungsgerät (14) sowie einen Oxygenator (16) zum extrakorporalen Blutgasaustausch umfasst, wobei zum Betrieb des Beatmungsgeräts (14) zumindest ein erster und ein zweiter Datensatz (26, 28) mit Beatmungsparametern auswählbar ist, wobei der erste Datensatz (26) zum Betrieb des Beatmungsgeräts (14) ohne den Oxygenator (16) und der zweite Datensatz (28) zum Betrieb des Beatmungsgeräts (14) zusammen mit dem Oxygenator (16) bestimmt ist und wobei auf eine entsprechende Auswahl eines Bedieners ein Betrieb des Beatmungsgeräts (14) mit den Beatmungsparametern des zweiten Datensatzes (28) aktivierbar ist.The invention relates to a system (10) and a method for supporting blood gas exchange by means of ventilation and extracorporeal blood gas exchange, wherein the system (10) comprises at least one ventilator (14) and an oxygenator (16) for extracorporeal blood gas exchange, wherein for the operation of the ventilator ( 14), at least one first and one second data set (26, 28) with ventilation parameters is selectable, the first data set (26) for operating the ventilator (14) without the oxygenator (16) and the second data set (28) for operating the ventilator (14) is determined together with the oxygenator (16) and wherein, upon an appropriate selection of an operator, an operation of the ventilator (14) with the ventilation parameters of the second data set (28) can be activated.
Description
Die Erfindung betrifft ein System zur Unterstützung des Blutgasaustauschs mittels Beatmung und extrakorporalem Blutgasaustausch. Das System umfasst eine Beatmungsvorrichtung in Form eines Beatmungsgeräts, eines Anästhesiegeräts oder dergleichen zur maschinellen Beatmung einer Lunge eines Patienten sowie eine sogenannte ECMO-Einrichtung (ECMO = Extrakorporale Membranoxygenierung; andere Bezeichnung: Extracorporeal Life Support = ECLS) zum extrakorporalen Blutgasaustausch, nämlich eine pumpenlose ECMO-Einrichtung (pECLA). Innerhalb des Systems sind die im Folgenden kurz, aber ohne Verzicht auf eine weitergehende Allgemeingültigkeit als Beatmungsgerät bezeichnete Beatmungsvorrichtung sowie die im Folgenden kurz, aber ebenfalls ohne Verzicht auf eine weitergehende Allgemeingültigkeit als Oxygenator bezeichnete pECLA dafür bestimmt und eingerichtet, einerseits eine maschinelle Atmungsunterstützung durch das Beatmungsgerät und andererseits einen extrakorporalen Blutgasaustausch durch den Oxygenator in koordinierter Weise automatisiert durchzuführen. Mittels des Beatmungsgeräts erfolgt in grundsätzlich an sich bekannter Art und Weise ein Gasaustausch von Sauerstoff und Kohlendioxid in der Lunge des Patienten. Mittels des Oxygenators erfolgt in ebenfalls grundsätzlich an sich bekannter Art und Weise eine extrakorporale Sauerstoff-Zufuhr und Kohlendioxid-Abfuhr. Die Erfindung betrifft im Weiteren ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Systems, also ein Verfahren zur automatischen Koordinierung der Atmungsunterstützung durch das Beatmungsgerät und des extrakorporalen Blutgasaustauschs durch den Oxygenator. Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Computerprogramm mit einer Implementation des Verfahrens.The invention relates to a system for supporting blood gas exchange by means of ventilation and extracorporeal blood gas exchange. The system includes a respiratory device in the form of a respirator, an anesthetic machine or the like for mechanical ventilation of a patient's lungs, and a so-called ECMO (Extracorporeal Life Support = ECLS) for extracorporeal blood gas exchange, namely a pumpless ECMO Device (pECLA). Within the system, the respiratory apparatus referred to below briefly but without renouncing any further generality as ventilator, and the pECLA referred to below briefly but also without omission of further universal validity as an oxygenator, are designed and furnished for this purpose, on the one hand, a machine respiratory support by the ventilator and, on the other hand, automatically perform an extracorporeal blood gas exchange through the oxygenator in a coordinated fashion. By means of the respirator is carried out in basically known manner, a gas exchange of oxygen and carbon dioxide in the lungs of the patient. By means of the oxygenator, an extracorporeal supply of oxygen and removal of carbon dioxide also takes place in a way which is generally known per se. The invention further relates to a method for operating such a system, that is to say a method for automatic coordination of the respiratory assistance by the respirator and of the extracorporeal blood gas exchange by the oxygenator. Finally, the invention also relates to a computer program with an implementation of the method.
Aus der
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die kombinierte, wie auch gleichzeitige Verwendung eines Beatmungsgeräts und eines Oxygenators bei der Beatmung eines Patienten zu erleichtern.An object of the present invention is to facilitate the combined as well as simultaneous use of a ventilator and an oxygenator in the ventilation of a patient.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mittels eines Systems mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mittels eines Verfahrens mit den Merkmalen des parallelen unabhängigen Verfahrensanspruchs gelöst. Ein solches System umfasst zumindest ein Medizingerät in Form einer im Folgenden als Beatmungsgerät bezeichneten Beatmungsvorrichtung. Das System umfasst darüber hinaus eine im Folgenden als Oxygenator bezeichnete pumpenlose ECMO-Einrichtung (pECLA). Mittels des Beatmungsgeräts erfolgt in grundsätzlich an sich bekannter Art und Weise eine maschinelle Beatmung einer Lunge des Patienten. Mittels des Oxygenators erfolgt in ebenfalls grundsätzlich an sich bekannter Art und Weise ein extrakorporaler Blutgasaustausch. Der Blutgasaustausch mittels des Oxygenators unterstützt den Blutgasaustausch mittels des Beatmungsgeräts. Zum Betrieb des Beatmungsgeräts ist zumindest ein erster und ein zweiter Datensatz mit Beatmungsparametern auswählbar. Der erste Datensatz ist zum Betrieb des Beatmungsgeräts ohne den Oxygenator bestimmt. Der zweite Datensatz ist zum Betrieb des Beatmungsgeräts zusammen mit dem Oxygenator (Kombinationsbetrieb oder kurz Kombibetrieb) bestimmt. Auf eine entsprechende Auswahl eines Bedieners, üblicherweise eines Arztes, ist in dem System ein Betrieb des Beatmungsgeräts mit den Beatmungsparametern des zweiten Datensatzes aktivierbar.According to the invention, this object is achieved by means of a system having the features of claim 1 and by means of a method having the features of the parallel independent method claim. Such a system comprises at least one medical device in the form of a ventilator, referred to below as a ventilator. The system further includes a pumpless ECMO device (pECLA), hereinafter referred to as an oxygenator. By means of the respirator is carried out in a basically known manner a mechanical ventilation of a lung of the patient. By means of the oxygenator an extracorporeal blood gas exchange also takes place in a manner which is basically known per se. The blood gas exchange by means of the oxygenator supports the blood gas exchange by means of the ventilator. For operating the ventilator, at least a first and a second data set with ventilation parameters can be selected. The first record is for operation of the ventilator without the oxygenator. The second set of data is for operating the ventilator together with the oxygenator (combination operation or short combination operation). In an appropriate selection of an operator, usually a physician, in the system, an operation of the ventilator with the ventilation parameters of the second data set can be activated.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der zweite Datensatz vorgegebene oder vorgebbare Beatmungsparameter umfasst, welche bei einer Anwendung beim Betrieb des Beatmungsgeräts einen für den Patienten günstigen Kombibetrieb des Beatmungsgeräts zusammen mit dem Oxygenator ermöglichen.An advantage of the invention is that the second set of data includes predetermined or predefinable ventilation parameters which, when used in the operation of the ventilator, enable a combination operation of the ventilator, together with the oxygenator, favorable for the patient.
Bei einem Verfahren zum Betrieb eines solchen Systems oder eines Systems gemäß einer der nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen wird der erste Datensatz zum Betrieb des Beatmungsgeräts ohne den Oxygenator (kein Kombibetrieb) und der zweite Datensatz zum Betrieb des Beatmungsgeräts zusammen mit dem Oxygenator (Kombibetrieb) ausgewählt. Dabei wird auf eine entsprechende Auswahl eines Bedieners, zum Beispiel in Form einer Betätigung einer Eingabevorrichtung oder eines Elements einer graphischen Benutzeroberfläche, ein Betrieb des Beatmungsgeräts mit den Beatmungsparametern des zweiten Datensatzes aktiviert. Ohne eine solche Auswahl wird also das Beatmungsgerät mit den Beatmungsparametern des ersten Datensatzes aktiviert und betrieben. Wenn der Bediener, also zum Beispiel der Arzt, einen Kombibetrieb von Beatmungsgerät und Oxygenator wünscht, ist nur die vorgenannte Auswahl als Anwahl notwendig, welche erfolgen kann, wenn sich der Bediener von der Verfügbarkeit und Funktionstüchtigkeit des an den Blutkreislauf des Patienten angeschlossenen Oxygenators überzeugt hat, um den Kombibetrieb mit den für den Kombibetrieb angepassten Beatmungsparametern des Beatmungsgeräts zu aktivieren.In a method of operating such a system or system according to any of the embodiments described below, the first set of data for operating the ventilator without the oxygenator (no combination mode) and the second set of data for operating the ventilator together with the oxygenator (combi mode) are selected. In this case, an operation of the ventilator with the ventilation parameters of the second data set is activated in response to a corresponding selection of an operator, for example in the form of an actuation of an input device or an element of a graphical user interface. Without such a selection, therefore, the ventilator is activated and operated with the ventilation parameters of the first data set. If the operator, such as the physician, desires a combined operation of the ventilator and oxygenator, only the aforementioned selection is necessary as a selection, which may be made when the operator is aware of the availability and functionality of the patient connected to the patient's bloodstream Oxygenators convinced to activate the combined operation with the ventilation parameters of the ventilator adapted for the combined operation.
Bei einer speziellen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die vorgenannte Auswahl nicht möglich ist oder im Falle einer erfolgten Auswahl die Umschaltung auf den zweiten Datensatz dann nicht erfolgt, wenn automatisch erkannt wird, dass kein Oxygenator angeschlossen ist. Eine solche automatische Erkennung ist beispielsweise mittels einer kommunikativen Verbindung aller zu dem System gehörenden Medizingeräte, also zumindest einer kommunikativen Verbindung des Beatmungsgeräts und des Oxygenators möglich. Wenn in einem geschaffenen Netzwerk keine kommunikative Verbindung zu einem automatisch als Oxygenator identifizierbaren Medizingerät möglich ist, wird dies als Fehlen des Oxygenators in dem System ausgewertet und dann ist entweder die vorgenannte Auswahl nicht möglich oder es ist jedenfalls sichergestellt, dass keine Umschaltung auf den für den Kombibetrieb vorgesehenen zweiten Datensatz erfolgt.In a specific embodiment, it may be provided that the aforementioned selection is not possible or, in the case of a successful selection, switching over to the second data record does not take place if it is automatically detected that no oxygenator is connected. Such automatic detection is possible, for example, by means of a communicative connection of all the medical devices belonging to the system, that is to say at least one communicative connection of the ventilator and the oxygenator. If a communicable connection to a medical device that can be automatically identified as an oxygenator is not possible in a created network, this is evaluated as a lack of the oxygenator in the system and then either the aforementioned selection is not possible or at any rate it is ensured that no switching to the one for the Combined operation provided second record is done.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin und sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Des Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der Ansprüche sowie der Beschreibung bei einer näheren Konkretisierung eines Merkmals in einem nachgeordneten Anspruch davon auszugehen, dass eine derartige Beschränkung in den jeweils vorangehenden Ansprüchen sowie einer allgemeineren Ausführungsform des gegenständlichen Systems oder Verfahrens nicht vorhanden ist. Jede Bezugnahme in der Beschreibung auf Aspekte nachgeordneter Ansprüche ist demnach auch ohne speziellen Hinweis ausdrücklich als Beschreibung optionaler Merkmale zu lesen. Schließlich ist darauf hinzuweisen, dass das hier vorgeschlagene System auch entsprechend der abhängigen Verfahrensansprüche weitergebildet sein kann und umgekehrt, zum Beispiel indem das System Mittel umfasst, die zur Ausführung eines oder mehrerer Verfahrensschritte bestimmt und/oder eingerichtet sind oder indem das Verfahren Schritte umfasst, die mittels des Systems ausführbar sind. Insoweit gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen System zur Unterstützung des Blutgasaustauschs mittels Beatmung sowie extrakorporalem Blutgasaustausch und eventueller Ausgestaltungen beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit und im Hinblick auf ein beim Betrieb des Systems ausgeführtes Verfahren und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Aspekten der Erfindung stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims. This used backlinks point to the further development of the subject matter of the main claim by the features of the respective subclaim and are not to be understood as a waiver of the achievement of an independent, objective protection for the feature combinations of the related subclaims. Furthermore, in view of an interpretation of the claims and the description in a more detailed specification of a feature in a subordinate claim, it is to be understood that such a restriction in the respective preceding claims and a more general embodiment of the subject system or method does not exist. Each reference in the description to aspects of subordinate claims is therefore to be read even without special reference expressly as a description of optional features. Finally, it should be pointed out that the system proposed here can also be developed according to the dependent method claims and vice versa, for example by the system comprising means which are intended and / or arranged for carrying out one or more method steps or by the method comprising steps are executable by means of the system. In that regard, features and details described in connection with the proposed system for assisting the exchange of blood gas by means of ventilation and extracorporeal blood gas exchange and possible embodiments apply, of course, also in connection with and with regard to a method executed during operation of the system and vice versa, so that with respect to the disclosure of the individual aspects of the invention is always reciprocally referred to or can be.
Bei einer Ausführungsform des Systems sind der erste und der zweite Datensatz in einen Speicher eines von dem System umfassten Medizingeräts geladen, zum Beispiel in einen Speicher des Beatmungsgeräts oder in einen Speicher eines in dem System als übergeordnetes Gerät fungierenden Medizingeräts. Durch ein von dem System umfasstes Medizingerät, zum Beispiel das Beatmungsgerät oder das übergeordnete Gerät, ist ein als Steuerungsprogramm fungierendes Computerprogramm ausführbar und wird beim Betrieb des Systems ausgeführt. Unter Kontrolle des Computerprogramms ist ein Betrieb des Beatmungsgeräts mit den Beatmungsparametern des ersten oder zweiten Datensatzes aktivierbar und unter Kontrolle des Computerprogramms ist bei einer entsprechenden Auswahl des Bedieners der Kombibetrieb in Form eines Betriebs des Beatmungsgeräts mit den Beatmungsparametern des zweiten Datensatzes aktivierbar.In one embodiment of the system, the first and second data sets are loaded into a memory of a medical device included in the system, for example, a memory of the ventilator or a memory of a medical device acting as a parent device in the system. By means of a medical device, for example the respirator or the higher-level device, included in the system, a computer program functioning as a control program can be executed and is executed during operation of the system. Under the control of the computer program, an operation of the ventilator with the ventilation parameters of the first or second data set can be activated and, under the control of the computer program, the combination operation in the form of an operation of the ventilator with the ventilation parameters of the second data set can be activated with a corresponding selection of the operator.
Bei einer besonderen Ausführungsform des Systems oder eines Verfahrens zum Betrieb des Systems ist zumindest ein beim Betrieb des Beatmungsgeräts zusammen mit dem Oxygenator wirksamer Beatmungsparameter, also ein beim Kombibetrieb wirksamer Beatmungsparameter, automatisch und in Abhängigkeit von einem Messwert anpassbar bzw. wird automatisch und in Abhängigkeit von einem Messwert angepasst. Eine solche automatische Anpassbarkeit ermöglicht zum Beispiel im Zuge der Genesung des Patienten eine automatische Verlagerung des Schwerpunkts der Beatmung hin zur Beatmung mittels des Beatmungsgeräts, so dass nach einer hinreichenden Schwerpunktverlagerung der Oxygenator entfernt werden kann. Eine solche automatische Anpassung enthebt den Bediener von der Notwendigkeit einer Ermittlung und manuellen Eingabe angepasster Beatmungsparameter.In a particular embodiment of the system or a method for operating the system, at least one ventilation parameter which is effective together with the oxygenator during operation of the ventilator, ie a ventilation parameter effective during combination operation, can be adapted automatically and as a function of a measured value or automatically and in dependence on adapted to a measured value. Such automatic adaptability makes it possible, for example in the course of recovery of the patient, to automatically shift the center of gravity of the ventilation to the respiration by means of the ventilator, so that the oxygenator can be removed after a sufficient shift in the center of gravity. Such automatic adjustment relieves the operator of the need to identify and manually enter customized ventilation parameters.
Als Messwert, aufgrund dessen eine solche automatische Anpassung zumindest eines im Kombibetrieb wirksamen Beatmungsparameters erfolgt, kommt besonders ein Blutdruckmesswert in Betracht, insbesondere ein mittels einer Sensorik eines von dem System umfassten Medizingeräts automatisch und regelmäßig aufgenommener Blutdruckmesswert, denn der Blutdruckmesswert ist ein guter physiologischer Kennwert und - wie weiter unten im speziellen Beschreibungsteil mit weiteren Einzelheiten erläutert wird - ein charakteristischer Wert für die Effekte des Kombibetriebs von Beatmungsgerät und Oxygenator. Darüber hinaus ist ein Blutdruckmesswert leicht aufnehmbar. Als Sensorik kommt zum Beispiel die Sensorik eines von dem System umfassten und als Patientenmonitor fungierenden Medizingeräts in Betracht. Ein solcher Patientenmonitor wird regelmäßig bei der intensivmedizinischen Behandlung eines Patienten verwendet und folglich kann davon ausgegangen werden, dass dieser ohnehin als Teil des ansonsten zumindest das Beatmungsgerät und den Oxygenator umfassenden Systems zur Verfügung steht. Als Sensorik kommt alternativ oder zusätzlich auch eine Sensorik des Oxygenators in Betracht, mittels derer aufgrund des Anschlusses des Oxygenators an den Blutkreislauf des Patienten der Blutdruck unmittelbar gemessen werden kann.As a measured value, due to which such an automatic adjustment of at least one effective in combination operation ventilation parameter, is particularly a blood pressure measurement, especially a by means of a sensor system of a medical device automatically and regularly recorded blood pressure reading, because the blood pressure reading is a good physiological characteristic and - as explained in more detail below in the special part of the description - a characteristic value for the effects of the combined operation of the ventilator and the oxygenator. In addition, a blood pressure reading is easily available. As a sensor, for example, the sensor technology of a system encompassed and functioning as a patient monitor medical device into consideration. Such a patient monitor is regularly used in intensive care Treatment of a patient used and therefore it can be assumed that this anyway as part of the otherwise at least the ventilator and the oxygenator comprehensive system is available. As a sensor, alternatively or additionally, a sensor of the oxygenator into consideration, by means of which the blood pressure can be measured directly due to the connection of the oxygenator to the blood circulation of the patient.
Bei einer nochmals weiteren Ausführungsform des Systems oder eines Verfahrens zum Betrieb des Systems ist der oder jeder in Abhängigkeit von einem Messwert anpassbare Beatmungsparameter zyklisch um ein vorgegebenes oder vorgebbares Inkrement oder um einen vorgegebenen oder vorgebbaren Prozentsatz veränderbar oder wird zyklisch um ein vorgegebenes oder vorgebbares Inkrement oder um einen vorgegebenen oder vorgebbaren Prozentsatz verändert. Eine solche automatische und zyklische Anpassung bewirkt eine systematische Schwerpunktverlagerung der Beatmung des Patienten hin zu Beatmung mittels des Beatmungsgeräts, also ein systematisches „Ausphasen“ der Beatmung mittels des Oxygenators, so dass der Oxygenator schließlich deaktiviert werden kann.In yet another embodiment of the system or method of operating the system, the or each ventilation parameter that is adaptable to a measured value is cyclically variable by a predetermined or specifiable increment or by a predetermined or predeterminable percentage or cyclically by a predetermined or specifiable increment changed by a predetermined or predefinable percentage. Such an automatic and cyclic adjustment causes a systematic shift of focus of the patient's ventilation towards ventilation by means of the ventilator, ie a systematic "phasing out" of the respiration by means of the oxygenator, so that the oxygenator can finally be deactivated.
Das eingangs genannte Verfahren und optionale Ausführungsformen des Verfahrens sowie die davon umfassten Verfahrensschritte werden automatisch, also ohne einen besonderen Eingriff des Benutzers des Systems, ausgeführt. Die automatische Ausführung der Verfahrensschritte erfolgt in grundsätzlich an sich bekannter Art und Weise unter Kontrolle einer Steuerungseinheit des jeweiligen Medizingeräts. Diese umfasst eine Verarbeitungseinheit in Form von oder nach Art eines Mikroprozessors sowie einen Speicher. In den Speicher ist ein von der Verarbeitungseinheit ausführbares Steuerungsprogramm geladen oder ladbar, das beim Betrieb des Systems durch die Verarbeitungseinheit ausgeführt wird.The method mentioned at the beginning and optional embodiments of the method as well as the method steps included therein are carried out automatically, ie without any special intervention of the user of the system. The automatic execution of the method steps takes place in a basically known manner under the control of a control unit of the respective medical device. This comprises a processing unit in the form of or in the manner of a microprocessor and a memory. A control program executable by the processing unit is loaded or loadable into the memory, which is executed by the processing unit during operation of the system.
Damit wird die oben genannte Aufgabe auch mittels einer Steuerungseinheit gelöst, die nach dem Verfahren wie hier und im Folgenden beschrieben arbeitet und dazu Mittel zur Durchführung des Verfahrens umfasst. Die Erfindung ist dabei bevorzugt in Software implementiert. Die Erfindung ist damit einerseits auch ein Computerprogramm mit durch einen Computer ausführbaren Programmcodeanweisungen und andererseits ein Speichermedium mit einem derartigen Computerprogramm, also ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln. Schließlich ist die Erfindung auch eine Steuerungseinheit eines Medizingeräts oder ein Medizingerät, in deren bzw. dessen Speicher als Mittel zur Durchführung des Verfahrens und seiner Ausgestaltungen ein solches Computerprogramm geladen oder ladbar ist, oder ein System mit einem solchen Medizingerät.Thus, the above-mentioned object is also achieved by means of a control unit, which operates according to the method as described here and below and in addition comprises means for carrying out the method. The invention is preferably implemented in software. The invention is thus on the one hand also a computer program with program code instructions executable by a computer and on the other hand a storage medium with such a computer program, thus a computer program product with program code means. Finally, the invention is also a control unit of a medical device or a medical device in whose or its memory is loaded or loadable as a means for carrying out the method and its embodiments, such a computer program, or a system with such a medical device.
Insgesamt umfasst die hier vorgeschlagene Neuerung auch die Verwendung eines Systems wie hier und im Folgenden beschrieben, also zumindest eines Systems, welches als Systemkomponenten zumindest ein Medizingerät in Form eines Beatmungsgeräts sowie ein Medizingerät in Form eines Oxygenators zum extrakorporalen Blutgasaustausch umfasst, zur Unterstützung eines Austauschs von Blutgas (Blutgasaustausch) eines Patienten mittels Beatmung mittels des Beatmungsgeräts durch den extrakorporalen Blutgasaustausch mittels des Oxygenators, wobei zum Betrieb des Beatmungsgeräts zumindest ein erster und ein zweiter Datensatz mit Beatmungsparametern auswählbar ist und beim Betrieb des Systems ausgewählt wird, wobei der erste Datensatz zum Betrieb des Systems und des davon umfassten Beatmungsgeräts ohne den Oxygenator und der zweite Datensatz zum Betrieb des Systems und des Beatmungsgeräts zusammen mit dem Oxygenator bestimmt ist und wobei auf eine entsprechende Auswahl eines Bedieners ein Betrieb des von dem System umfassten Beatmungsgeräts mit den Beatmungsparametern des zweiten Datensatzes aktivierbar ist bzw. aktiviert wird.Overall, the innovation proposed here also includes the use of a system as described here and below, ie at least one system which comprises at least one medical device in the form of a respirator and a medical device in the form of an oxygenator for extracorporeal blood gas exchange as system components to support an exchange of Blood gas (blood gas exchange) of a patient by means of ventilation by means of the ventilator by the extracorporeal blood gas exchange by means of the oxygenator, wherein at least a first and a second set of ventilation parameters is selected for operation of the ventilator and is selected during operation of the system, wherein the first data set for the operation of the System and the respirator included therefrom without the oxygenator and the second set of data for operation of the system and the ventilator together with the oxygenator and wherein upon an appropriate selection of an operator an operation is made ieb the ventilator included in the system with the ventilation parameters of the second data set is activated or is activated.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Corresponding objects or elements are provided in all figures with the same reference numerals.
Das Ausführungsbeispiel ist nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorgelegten Beschreibung durchaus auch Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten und Kombinationen, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den im allgemeinen oder speziellen Beschreibungsteil beschriebenen sowie in den Ansprüchen und/oder der Zeichnung enthaltenen Merkmalen für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand führen.The embodiment is not to be understood as limiting the invention. Rather, modifications and modifications are possible within the scope of the present description, in particular those variants and combinations, for example, by combination or modification of individual features described in the general or specific description part as well as in the claims and / or the drawings for the skilled person with regard to the solution of the task can be removed and lead by combinable features to a new object.
Es zeigen:
-
1 ein System zur Beatmung eines Patienten, welches zumindest ein als Beatmungsgerät fungierendes Medizingerät umfasst, -
2 einen von dem Beatmungsgerät umfassten Speicher, in den ein als Steuerungsprogramm des Beatmungsgeräts fungierendes Computerprogramm sowie ein erster und ein zweiter Datensatz mit Beatmungsparametern geladen sind, -
3 eine in Form eines Flussdiagramms veranschaulichte Teilfunktionalität des Computerprogramms, nämlich eine Auswahl der Beatmungsparameter des ersten oder zweiten Datensatzes zum Betrieb des Beatmungsgeräts in Abhängigkeit von einer Benutzeraktion bewirkende Teilfunktionalität, und -
4 eine ebenfalls in Form eines Flussdiagramms veranschaulichte weitere Teilfunktionalität des Computerprogramms, nämlich eine automatische Anpassung der beim Betrieb des Beatmungsgeräts wirksamen Beatmungsparameter in Abhängigkeit von einem Messwert bewirkende Teilfunktionalität.
-
1 a system for ventilating a patient, which comprises at least one medical device acting as a respirator, -
2 a memory comprised by the ventilator, in which a computer program functioning as a control program of the ventilator as well as a first and a second data set with ventilation parameters are loaded, -
3 a partial functionality of the computer program illustrated in the form of a flow chart, namely a selection of the ventilation parameters of the first or second Record for operating the ventilator in response to a user action causing partial functionality, and -
4 a likewise illustrated in the form of a flow chart further sub-functionality of the computer program, namely an automatic adaptation of the effective during operation of the ventilator ventilation parameters in response to a measured value causing partial functionality.
Die Darstellung in
Das Beatmungsgerät
Bei einem Atemstillstand gelangt - bedingt durch die fehlende Bewegung der Lunge durch die Atemmuskulatur und Atemhilfsmuskulatur - keine frische und sauerstoffreiche Atemluft in die Lunge hinein (keine Ventilation). Bei einem Herzstillstand kommt der Blutfluss zum Erliegen (keine Perfusion).In respiratory arrest - caused by the lack of movement of the lungs through the respiratory muscles and respiratory muscles - no fresh and oxygen-rich breathing air enters the lungs (no ventilation). In a cardiac arrest blood flow stops (no perfusion).
Für eine aussichtsreiche Herz-Lungen-Wiederbelebung (CPR, cardiopulmonary resuscitation) mittels Fremd-Beatmung und Herz-Druckmassage (HLW-Maßnahmen) sind Kenntnisse der gegenseitigen Effekte der Druckverhältnisse im Blutkreislauf, insbesondere im Herzmuskel, und im Lungenkreislauf, insbesondere der Druckverhältnisse in der Lunge sowie der Beatmungsdrücke, sehr wesentlich.For a promising cardiopulmonary resuscitation (CPR) by external ventilation and cardiac pressure massage (CPR measures) are knowledge of the mutual effects of pressure conditions in the bloodstream, especially in the heart muscle, and in the pulmonary circulation, especially the pressure conditions in the Lungs and respiratory pressures, very essential.
Eine Darstellung des Zusammenhangs von Wiederbelebungsmaßnahmen und Beatmungsdrücken und deren funktionalen und zeitlichen Zusammenhängen sind in der
Bei einer mandatorischen Beatmung mittels eines Beatmungsgeräts
Wenn nun das Herz den extrakorporalen Blutkreislauf gegen externe Strömungswiderstände des Oxygenators und der erforderlichen Zuführungen (Schläuche, venöse und arterielle Zugänge) zusätzlich zum körpereigenen Blutkreislauf mit Pumpleistung versorgen muss, so kann dies neben den DruckEinstellungen am Beatmungsgerät
Dies kann unter Umständen eine für eine langfristige Therapie gesundheitlich nicht zulässige Belastung des Herzens darstellen. Damit verbunden ist manchmal auch eine Erhöhung der Herzfrequenz, was ebenfalls langfristig eine zusätzliche Belastung für das Herz darstellen kann.Under certain circumstances, this may represent a burden on the heart that is not permissible for long-term therapy. This is sometimes associated with an increase in the heart rate, which may also be an additional burden on the heart in the long term.
Es sind also während einer Therapie in einer speziellen Betriebsart Einstellungen am Beatmungsgerät
Einstellgrößen, welche in einer solchen Betriebsart (zusätzlich zu Inspirationsdruck (Pinsp), Exspirationsdrücken (Pexsp, PEEP)) auf andere Weise eingestellt werden können, sind
- - ein Minutenvolumen (MV),
- - eine Beatmungsfrequenz (RR),
- - ein Inspirations-/Exspirationszeitverhältnis (I:E-Ratio) und/oder
- - ein Tidalvolumen (VT).
- a minute volume (MV),
- a respiration rate (RR),
- an inspiratory / expiratory time ratio (I: E ratio) and / or
- a tidal volume (VT).
Diese Einstellgrößen wirken sich neben den Druckeinstellungen (Pinsp, Pexsp, PEEP) ebenfalls auf die Druckverhältnisse in der Lunge aus. So kann sich beispielsweise eine Konstellation eines sogenannten „Air-Trapping“ ergeben, in welcher sich die Lunge über einen längeren Zeitraum nicht bis nahezu auf die funktionelle Residualkapazität (FRC) entleeren kann, nämlich aufgrund von Einstellungen für die Beatmungsfrequenz und das Inspirations-/Exspirationszeitverhältnis oder die Exspirationszeitdauer oder aufgrund von Einstellungen für das Tidalvolumen, die Exspirationszeitdauer und die Beatmungsfrequenz. Es verbleibt dann eine Restmenge an Ausatemgas in der Lunge, welche zu einem (kontinuierlichen) inkrementellen Anstieg des endexspiratorischen Druckniveaus (PEEP), einem sogenannten „Intrinsic-PEEP“, führen kann. In vielen Fällen konventioneller Beatmung wird ein Intrinsic-PEEP unter Berücksichtigung spezieller Patientensituationen zugunsten der Lebenserhaltung und der therapeutischen Wirkung der Beatmung in Kauf genommen und in Ausnahmefällen sogar provoziert.In addition to the pressure settings (P insp , P ex p , PEEP), these setting values also affect the pressure conditions in the lungs. Thus, for example, a constellation of so-called "air trapping" may result, in which the lung can not empty itself to almost the functional residual capacity (FRC) over an extended period of time, namely due to settings for the ventilation frequency and the inspiratory / expiratory time ratio or the expiratory period or tidal volume, expiratory time, and ventilation rate settings. There then remains a residual amount of exhaled gas in the lung, which can lead to a (continuous) incremental increase in the end-expiratory pressure level (PEEP), a so-called "intrinsic PEEP". In many cases of conventional ventilation, an intrinsic PEEP, taking into account special patient situations, is accepted in favor of the life support and the therapeutic effect of ventilation, and in exceptional cases even provoked.
Ein Intrinsic-PEEP kann sich also selbst bei geeignet gewählten Druckeinstellungen (Pinsp, Pexsp, PEEP) ergeben und kann im Verlauf einer Therapie zu einer erhöhten Belastung (Druckbelastung) des Herzens führen.An intrinsic PEEP can thus result even with suitably selected pressure settings (P insp , P ex p , PEEP) and can lead to an increased load (pressure load) of the heart in the course of a therapy.
Es gilt also bei einer parallelen „Beatmung“ mittels eines Oxygenators
Weil die parallele „Beatmung“ mittels eines Oxygenators
So kann beispielsweise zur Vermeidung eines Intrinsic-PEEP die Exspirationszeitdauer gegenüber einer üblichen Exspirationszeitdauer um eine vorbestimmte Zeitdauer (z.B. 5% bis 15% der üblichen Exspirationszeitdauer ohne Oxygenator
Dies kann zudem mit einer Erhöhung der Beatmungsfrequenz (RR) um 10% bis 20% oder darüber hinaus (RR > 18 min-1) kombiniert werden, da eine grundsätzlich ungünstige erhöhte Totraumventilation aufgrund der Erhöhung der Beatmungsfrequenz durch die parallele „Beatmung“ mittels des Oxygenators
Weiterhin ist bei einer Gabe von zum Beispiel 100% Sauerstoff mittels des Oxygenators
Im Folgenden wird das zuvor Gesagte am Beispiel eines verunfallten, ansonsten aber medizinisch unproblematischen, männlichen, erwachsenen Patienten
- Für einen solchen Patienten
12 (Alter35 bis45 Jahre, 78 bis 82 kg, Größe ca. 1,85 m) ergeben sich für eine druckkontrollierte Beatmung (MV= RR * Vt, keine assistierte Spontanatmungs-Unterstützung mittels PASB, Vt = ca. 0,5 Liter (mit Vt = ca. 4-10 ml/kg) amBeatmungsgerät 14 die folgenden üblichen Einstellungen als Startwerte:- 1. I:E = 1,0 : 2,0,
- 2. Pinsp = 12 hPa (Normbereich 8
bis 16 hPa), - 3. PEEP = 7 hPa (Normbereich 5 bis 8 hPa),
- 4. RR = 12 Atemzüge je Minute (Normbereich 12-15 min-1),
- 5. Sauerstoffkonzentration 21% - 40%.
- For such a patient
12 (Older35 to45 Years, 78 to 82 kg, size approx. 1.85 m) result in pressure-controlled ventilation (MV = RR * Vt, no assisted spontaneous breathing support using P ASB , Vt = approx. 0.5 liters (with Vt = approx 4-10 ml / kg) on theventilator 14 the following usual settings as starting values:- 1. I: E = 1.0: 2.0,
- 2. P insp = 12 hPa (standard range 8 to 16 hPa),
- 3. PEEP = 7 hPa (standard range 5 to 8 hPa),
- 4. RR = 12 breaths per minute (normal range 12-15 min -1 ),
- 5. Oxygen concentration 21% - 40%.
Dieser (an sich) unproblematische Patient
- - dass das Atmen für
den Patienten 12 schmerzhaft ist und infolge dessen seine Spontanatmung eher flach ausfallen würde und - - dass bedingt durch den Unfall im Innern des Thorax der Platz für Herz und Lunge eingeschränkt ist, zum Beispiel aufgrund von Schwellungen und/oder Blutergüssen.
- - that breathing for the
patient 12 is painful and as a result his spontaneous breathing would be rather flat and - - that due to the accident inside the thorax the space for the heart and lungs is limited, for example due to swelling and / or bruising.
Bei der Beatmung sollte folglich berücksichtigt werden, dass ein Druckaufbau aufgrund der Beatmung mittels des Beatmungsgeräts
Die Darstellung in
In den Speicher
- 1. ein Inspirations-/Exspirationszeitverhältnis (I:E-Ratio),
- 2. einen inspiratorischen Druck Pinsp,
- 3. einen endexspiratorischer Druck PEEP,
- 4. eine Beatmungsfrequenz RR,
- 5. und eine Sauerstoffkonzentration.
- 1. an inspiratory / expiratory time ratio (I: E ratio),
- 2. an inspiratory pressure P insp ,
- 3. an end-expiratory pressure PEEP,
- 4. a respiratory rate RR,
- 5. and an oxygen concentration.
Der erste Datensatz
- 1. I:E = 1,0 : 2,0,
- 2. Pinsp = 12 hPa,
- 3. PEEP = 7 hPa,
- 4. RR = 12 min-1,
- 5. Sauerstoffkonzentration 21% - 40%.
- 1. I: E = 1.0: 2.0,
- 2. P insp = 12 hPa,
- 3. PEEP = 7 hPa,
- 4. RR = 12 min -1 ,
- 5. Oxygen concentration 21% - 40%.
Der erste Datensatz
Der zweite Datensatz
Der zweite Datensatz
- 1. I:E = 1,0 : 2,5,
- 2. Pinsp = 8 hPa,
- 3. PEEP = 5 hPa,
- 4. RR = 15 Atemzüge je Minute und
- 5. Sauerstoffkonzentration 21% - 40%.
- 1. I: E = 1.0: 2.5,
- 2. P insp = 8 hPa,
- 3. PEEP = 5 hPa,
- 4. RR = 15 breaths per minute and
- 5. Oxygen concentration 21% - 40%.
Der zweite Datensatz
Im zweiten Datensatz
Zur Auswahl des koordinierten Betriebs von Beatmungsgerät
Eine Betätigung oder Aktivierung der Eingabevorrichtung
Die Darstellung in
Gemäß der Darstellung in
Die anhand der Darstellung in
Auf die Fortsetzung des Computerprogramms
(Beatmungsprogrammabschnitt
(Ventilation program section
Mit den oben (beispielhaft) angegebenen Werten des zweiten Datensatzes
Sobald Unfallfolgen (Schwellungen, Blutergüsse) oder dergleichen teilweise abgeheilt sind, ist eine erneute Anpassung der Einstellungen sinnvoll, beispielsweise eine schrittweise Rücknahme der in Form der Aktivierung der Beatmungsparameter des zweiten Datensatzes
Die Darstellung in
Bei der in
Die oben beschriebene Anpassung zumindest eines Beatmungsparameters ist eine verkürzte Darstellung. Bevorzugt wird vor einer Anpassung überprüft, ob die Anpassung zu einer Über- oder Unterschreitung eines (vorgegebenen oder vorgebbaren) Grenzwerts für den Beatmungsparameter führt. Diese Überwachung gewährleistet, dass die Anpassung einen Beatmungsparameter nicht in einen unzulässigen Bereich führen kann.The adaptation of at least one ventilation parameter described above is a shortened representation. It is preferably checked before an adaptation whether the adaptation leads to an exceeding or falling below a (predetermined or predefinable) limit value for the ventilation parameter. This monitoring ensures that the adaptation can not lead a ventilation parameter into an inadmissible range.
Der Blutdruckmesswert pA und damit der entscheidende Einflussfaktor für die automatische Anpassung zumindest eines Beatmungsparameters wird beispielsweise mittels eines als Patientenmonitor
Die beschriebene optionale Anpassung zumindest eines Beatmungsparameters in Abhängigkeit von einem Messwert, insbesondere einem Blutdruckmesswert, ist optional mittels einer Bedienhandlung am Beatmungsgerät
Optional ist vorgesehen, dass die beschriebene optionale Anpassung zumindest eines Beatmungsparameters in Abhängigkeit von einem Messwert, insbesondere einem Blutdruckmesswert, nur zu vorgegebenen oder vorgebbaren Zeitpunkten oder in vorgegebenen oder vorgebbaren zeitlichen Abständen erfolgt, so dass das Ausphasen der Beatmung mittels des Oxygenators
Einzelne im Vordergrund stehende Aspekte der hier eingereichten Beschreibung lassen sich damit kurz wie folgt zusammenfassen: Es wird ein System
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- System (zur Unterstützung des Blutgasaustauschs mittels Beatmung und extrakorporalem Blutgasaustausch)System (to support blood gas exchange via ventilation and extracorporeal blood gas exchange)
- 1212
- Patientpatient
- 1414
- Medizingerät, BeatmungsgerätMedical device, ventilator
- 1616
- Medizingerät, OxygenatorMedical device, oxygenator
- 1818
- Medizingerät, PatientenmonitorMedical device, patient monitor
- 1919
- Sensoriksensors
- 2020
- Verarbeitungseinheitprocessing unit
- 2222
- SpeicherStorage
- 2424
- Computerprogrammcomputer program
- 2626
- erster Datensatzfirst record
- 2828
- zweiter Datensatzsecond record
- 3030
- Eingabevorrichtunginput device
- 3232
- FallunterscheidungCase distinction
- 3434
- Programmabschnitt (des Computerprogramms), KombibetriebauswahlprogrammabschnittProgram section (of computer program), combination operation selection program section
- 3636
- Programmabschnitt (des Computerprogramms), NormalbetriebauswahlprogrammabschnittProgram section (of computer program), normal operation selection program section
- 3838
- Programmabschnitt (des Computerprogramms), BeatmungsprogrammabschnittProgram section (of the computer program), respiratory program section
- 4040
- FallunterscheidungCase distinction
- 4242
- Programmabschnitt (des Computerprogramms), BeatmungsparameteranpassungsprogrammabschnittProgram section (of the computer program), ventilation parameter adjustment program section
- 4444
- FallunterscheidungCase distinction
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102014107980 A1 [0002]DE 102014107980 A1 [0002]
- DE 102012024672 A1 [0023]DE 102012024672 A1 [0023]
Claims (13)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Family Applications (1)
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