DE102018221764A1 - Anästhesieverfahren und zugehörige Einrichtung - Google Patents

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Abstract

Es werden ein Anästhesieverfahren und eine zugehörige Anästhesieeinrichtung (3) angegeben. Dabei wird einem narkotisierten Patienten (15) mittels einer Beatmungsvorrichtung (3) ein erstes Beatmungsgas (G1) mit unidirektionalem Fluss oder schnell wechselnder Flussrichtung zugeführt. Mindestens ein Stellparameter (F) der Beatmungsvorrichtung (3) wird derart gesteuert oder geregelt wird, dass eine aktuelle Lage (LA) mindestens eines Körperteils (36) des Patienten (15) an eine vorgegebene Soll-Lage (LS) angepasst wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Anästhesieverfahren und eine zugehörige Einrichtung.
  • Atembewegungen verschieben die Organe und sonstigen Körperteile (z.B. Bauchdecke, Zwerchfell, etc.) im Bauchraum eines Patienten. Diese Bewegung führt zu erschwerten Bedingungen bei medizinischen Bildgebungsverfahren sowie bildgeführten medizinischen Untersuchungen und Behandlungen. Beispielsweise erschwert die atembedingte Bewegung von Organen und anderen Körperteilen die Führung einer Nadel oder eines Katheters bei einem minimalinvasiven medizinischen Eingriff, da die aktuelle Lage der Organe und sonstigen Körperteile aufgrund der Bewegung des Bauchraums zu den meisten Zeitpunkten nicht mit der aus einem Planungs-Scan (also einem für die Behandlungsplanung aufgenommenen medizinischen Bilddatensatz) hervorgehenden Lage übereinstimmt.
  • Erschwert werden weiterhin auch bildgestützte medizinische Behandlungen, bei denen ein sogenannter „2D/3D-Overlay“ oder eine „Augmented Reality“-Darstellung verwendet werden. Im ersteren Fall werden hochaufgelöste Bilddaten des Körperinneren des Patienten, die vor der Behandlung aufgenommen wurden (z.B. Computertomogramm-Daten), einem während der Behandlung aufgenommenen, bewegten Live-Bild mit geringerem Detailgrad, anderer Dimensionalität oder anderem Informationsgehalt (beispielsweise einem Fluoroskopie-Bild) überlagert. Im letzteren Fall wird den während der Behandlung aufgenommenen Live-Bildern eine grafische oder alphanumerische Zusatzinformation überblendet, z.B. gewebespezifische Einfärbungen, Linien zur grafischen Hervorhebung von Organgrenzen, etc.). Die atembedingte Körperbewegung führt in beiden Fällen dazu, dass die Überblendungen (Overlays) regelmäßig nicht mit der Information der Live-Bilder übereinstimmt.
  • Bei bildgebenden medizinischen Verfahren, deren Aufnahmezeit in der Größenordnung eines oder mehrerer Atemzyklen liegt, z.B. Computertomografie (CT), Dyna-CT oder Magnetresonanz-Tomografie (MR), führt die atembedingte Körperbewegung regelmäßig zu einem Qualitätsverlust oder zu Artefakten, da sich die Organe und sonstigen Körperteile während der Aufnahmezeit bewegen.
  • Um die oben genannten Probleme zu vermeiden, wird während einer medizinischen Bildaufnahme oder Behandlung der oben genannten Art bisweilen die Atembewegung des Patienten vorübergehend unterdrückt. Am einfachsten kann dies dadurch erreicht werden, dass der Patient dazu aufgefordert wird, während der Bildaufnahme oder Behandlung aktiv den Atem anzuhalten. Dies ist allerdings nur bei kooperativen, wachen und körperlich geeigneten Patienten möglich. Zudem führt das aktive Luftanhalten häufig zu einer nur teilweisen Einstellung der Körperbewegung. Oft tritt dabei an die Stelle der normalen Atembewegung eine durch den unterdrückten Atemreflex verursachte Zitterbewegung, die der erwünschten Bewegungsreduzierung entgegenläuft.
  • Alternativ wird bei narkotisierten Patienten mitunter die Atembewegung vorübergehend ausgeschaltet, indem die künstliche Beatmung angehalten wird. Dies ist allerdings nur kurzfristig möglich, ohne eine Sauerstoff-Unterversorgung des Patienten zu riskieren. Zudem kann durch das Anhalten der künstlichen Beatmung nur mit hoher Ungenauigkeit ein bestimmter Körperzustand (und damit eine bestimmte Organlage) eingestellt werden. In der Regel weicht der durch Abschalten der künstlichen Beatmung hergestellte Ruhezustand daher mehr oder weniger von dem gewünschten Körperzustand ab.
  • Eine weitere Möglichkeit zur Reduzierung der Atembewegung bei narkotisierten Patienten ist die sogenannte Jet-Ventilation. Hierbei wird das Beatmungsgas pulsweise unter hohem Druck und mit einer - im Vergleich zu der Dauer eines gewöhnlichen Atemzyklus - hohen Pulsfrequenz durch dünne Leitungen in die nach außen offenen Atemwege appliziert. Durch die Jet-Ventilation wird die gewöhnliche Atembewegung durch eine Bewegung mit wesentlich höherer Frequenz und kleinerer Amplitude ersetzt, die die Lage von Organen und sonstigen Körperteilen im Bauch- und Brustraum nur geringfügig beeinflusst.
  • Schließlich ist unter der Bezeichnung THRIVE (Transnasal Humidified Rapid-Insufflation Ventilatory Exchange) eine bewegungslose Beatmungstechnik bekannt. Dabei wird dem Patienten üblicherweise durch die Nase ein sauerstoffreiches Beatmungsgas (insbesondere reiner Sauerstoff) kontinuierlich und unmoduliert mit hoher Flussrate von beispielsweise 70 Liter pro Minute zugeführt, während sich der Patient in Narkose befindet. Durch den hohen Fluss an Sauerstoff an der Nase wird gewährleistet, dass das Blut des Patienten über einen Zeitraum von bis zu etwa einer halben Stunde ausreichend mit Sauerstoff versorgt wird.
  • Auch bei Einsatz der Jet-Ventilation oder der THRIVE-Beatmung wird allerdings herkömmlicherweise kein vorbestimmter Körperzustand erreicht. Die oben geschilderten Probleme werden somit auch mit Jet-Ventilation oder THRIVE nur teilweise gelöst.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Anästhesie-Verfahren und eine zugehörige Einrichtung anzugeben. Damit soll insbesondere ermöglicht werden, bei einem narkotisierten Patienten einen bestimmten, variabel einstellbaren Körperzustand für eine bestimmte Zeitspanne aufrechtzuerhalten.
  • Bezüglich eines Anästhesie-Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Bezüglich einer Anästhesie-Einrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 9. Vorteilhafte und teils für sich gesehen erfinderische Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung näher dargelegt.
  • In einem ersten Schritt wird ein (menschlicher oder tierischer) Patient in einen Narkosezustand (nachfolgend kurz Narkose) versetzt, in dem der eigene Atemantrieb des Patienten (Spontanatmung) aufgehoben ist. Dieser erste Schritt kann als Teil des erfindungsgemäßen Anästhesieverfahrens ausgebildet sein, insbesondere wenn er automatisiert durch eine erfindungsgemäße Anästhesieeinrichtung durchgeführt wird. Er kann dem eigentlichen erfindungsgemäßen Anästhesieverfahren aber auch als davon losgelöster Schritt vorgelagert sein, z.B. indem die Narkose unabhängig von der Anästhesieeinrichtung durch einen Anästhesisten eingeleitet wird. Bei dem Narkosezustand handelt es sich insbesondere um eine Vollnarkose (Allgemeinanästhesie), in dem auch das Bewusstsein und Schmerzempfinden des Patienten in an sich üblicher Weise ausgeschaltet ist.
  • Während der Narkose wird dem Patienten im Zuge des Anästhesieverfahrens mittels einer Beatmungsvorrichtung ein erstes Beatmungsgas mit unidirektionalem Fluss oder schnell wechselnder Flussrichtung zugeführt.
  • Zur Zuführung des ersten Beatmungsgases mit unidirektionalem Fluss werden vorzugsweise THRIVE oder Jet-Ventilation eingesetzt.
  • Bei Einsatz von THRIVE wird das erste Beatmungsgas kontinuierlich und unmoduliert mit hoher Flussrate zugeführt. Das zugeführte Gas entweicht dabei über die nach außen offenen Atemwege des Patienten. Als hohe Flussrate wird hierbei eine in der THRIVE-Anästhesie übliche Flussrate bezeichnet, die z.B. mindestens 30 Liter pro Minute und vorzugsweise z.B. 70 Liter pro Minute beträgt. Als erstes Beatmungsgas wird hier vorzugsweise reines Sauerstoffgas oder ein Gasgemisch mit z.B. mindestens 70 Vol.-% Sauerstoff eingesetzt.
  • Bei Einsatz der Jet-Ventilation wird das erste Beatmungsgas ebenfalls unidirektional, aber puls- oder stoßartig moduliert zugeführt, wobei das zugeführte Gas wiederum durch die nach außen offenen Atemwege des Patienten entweicht. Die Frequenz der Pulse, mit denen das erste Beatmungsgas zugeführt wird, ist dabei wesentlich höher als die Frequenz des gewöhnlichen Atemzyklus. Beispielsweise wird das erste Beatmungsgas mit einer Pulsfrequenz von ca. 0,5 bis 10 Hertz zugeführt. Als erstes Beatmungsgas wird hierbei vorzugsweise Luft mit gewöhnlichem oder leicht angereichertem Sauerstoffgehalt verwendet.
  • Wiederum alternativ hierzu wird eine Beatmungsmethode eingesetzt, bei der die Flussrichtung des ersten Beatmungsgases durch die Beatmungsvorrichtung aktiv mit einer Frequenz gewechselt wird, die die Frequenz des gewöhnlichen Atemzyklus wesentlich übersteigt.
  • In allen Fällen enthält das erste Beatmungsgas optional zusätzlich ein gasförmiges Anästhetikum, z.B. Lachgas (Distickstoffmonoxid, N2O) oder ein Gemisch gasförmiger Anästhetika. Zusätzlich oder alternativ wird das erste Beatmungsgas vorzugsweise befeuchtet und/oder temperiert.
  • Da das erste Beatmungsgas mit unidirektionalem Fluss oder schnell wechselnder Flussrichtung zugeführt wird, ist die Zuführung des ersten Beatmungsgases nicht mit einer Bewegung des Patientenkörpers verbunden, die mit der gewöhnlichen Atembewegung vergleichbar wäre. Allenfalls unterliegen, z.B. bei Einsatz der Jet-Ventilation, die Organe und sonstigen Körperteile im Bauch- und Brustraum des Patienten einer wesentlich schnelleren Bewegung mit wesentlich geringerer Amplitude. Die vorstehend beschriebene Zuführung des ersten Beatmungsgases wird daher nachfolgend, unabhängig von der konkret eingesetzten Verfahrensvariante, als „bewegungslose Beatmung“ bezeichnet.
  • Erfindungsgemäß wird bei dieser bewegungslosen Beatmung mindestens ein Stellparameter der Beatmungsvorrichtung derart gesteuert oder geregelt, dass eine aktuelle Lage mindestens eines Körperteils des Patienten an eine vorgegebene Soll-Lage angepasst wird. Bei dem Körperteil handelt es sich insbesondere um ein im Brust- oder Bauchraum des Patienten angeordnetes Organ (z.B. Niere, Magen, Herz, Lunge, etc.) oder ein anderes Körperteil (z.B. Bauchdecke, Zwerchfell, Brustkorb, etc.). Im Zuge der genannten Anpassung wird die aktuelle Lage des Körperteils insbesondere weitestmöglich an die Soll-Lage angenähert oder innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen mit der Soll-Lage in Deckung gebracht.
  • Bei dem mindestens einen Stellparameter der Beatmungsvorrichtung handelt es sich insbesondere um eine Flussrate, einen (insbesondere zeitlich gemittelten) Druck oder eine Sauerstoffkonzentration des ersten Beatmungsgases. Sofern das erste Beatmungsgas moduliert, d.h. mit periodisch variierendem oder wechselndem Druck oder periodisch variierender oder wechselnder Flussrate zugeführt wird, handelt es sich bei dem gesteuerten oder geregelten Stellparameter vorzugsweise um die Modulation des ersten Beatmungsgases, d.h. um die Frequenz, Amplitude und/oder Pulsform, mit der die Flussrate oder der Druck des ersten Beatmungsgases variieren oder wechseln. Im Zuge der beschriebenen Steuerung oder Regelung können ein einzelner Stellparameter der Beatmungsvorrichtung oder eine beliebige Kombination von Stellparametern (insbesondere eine beliebige Kombination der vorstehend erwähnten Stellparameter) variiert werden. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Sauerstoffkonzentration des ersten Beatmungsgases in Abhängigkeit der Durchflussrate reguliert, um - unter Sicherstellung einer ausreichenden Sauerstoffversorgung des Patienten - den Sauerstoffverbrauch gering zu halten. Beispielsweise wird das erste Beatmungsgas bei einer Durchflussrate von 70 Liter/Minute mit 95% Sauerstoffgehalt, und bei einer Durchflussrate von 60 Liter/Minute mit 100% Sauerstoffgehalt eingestellt.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine Variation eines oder mehrerer Stellparameter einer Beatmungsvorrichtung zur bewegungslosen Beatmung des Patienten die Lage von Organen und anderen Körperteilen im Bauch- und Brustraum des Patienten in ähnlicher Weise beeinflusst wird wie durch die gewöhnliche Atemtätigkeit, da durch den jeweiligen Stellparameter das Gasvolumen in der Lunge des Patienten variiert werden kann. Erkanntermaßen lassen sich aufgrund der bewegungslosen Beatmung aber - anders als bei der gewöhnlichen Atemtätigkeit - bestimmte Körperzustände zeitlich konstant oder mit lediglich geringer Fluktuation aufrechterhalten. Somit kann durch Variation des mindestens einen Stellparameters der Beatmungsvorrichtung die Lage von Organen und anderen Körperteilen im Brust- und Bauchraum des Patienten präzise und - zumindest für eine gewisse Zeitspanne - ohne das Risiko einer Sauerstoffunterversorgung des Patienten angepasst werden.
  • Die Soll-Lage des Körperteils wird in einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens anhand eines mittels einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung aufgenommenen Bilddatensatzes des Körperinneren des Patienten ermittelt. Dieser Bilddatensatz (nachfolgend als „Vorgabe-Bilddatensatz“ bezeichnet) wird dabei insbesondere (aber nicht zwangsweise) vor der Narkose aufgenommen. Bei der Bildgebungsvorrichtung handelt es sich beispielsweise um eine Radiografiegerät, Fluoroskopiegerät, einen Computertomografen (CT), ein Angiografiegerät oder Dyna-CT-Gerät, einen Magnetresonanztomografen (MRT) oder ein 3D-Ultraschallgerät.
  • Sofern die Soll-Lage des Körperteils, wie vorstehend beschrieben, aus einem Vorgabe-Bilddatensatz ermittelt wird, wird zur Anpassung der aktuellen Lage des Körperteils an die vorgegebene Soll-Lage vorzugsweise ein Regelprozess (closedloop control) durchgeführt, bei dem während der Narkose ein aktueller Bilddatensatz (beispielsweise mittels Radiografie, Fluoroskopie oder 2D-Ultraschall) des Körperinneren des Patienten aufgenommen wird. Aus diesem aktuellen Bilddatensatz wird die aktuelle Lage des Körperteils ermittelt. Anhand eines Vergleichs der aktuellen Lage mit der Soll-Lage wird der mindestens eine Stellparameter der Beatmungsvorrichtung dabei derart geändert, dass die aktuelle Lage des Körperteils an die Soll-Lage angenähert wird. Dieser Regelprozess wird vorzugsweise iterativ (d.h. mehrfach wiederholt) durchgeführt, sodass die aktuelle Lage des Körperteils sukzessive an die Soll-Lage angepasst wird. Dieser iterative Prozess wird vorzugsweise bis zur Erfüllung eines Abbruchkriteriums (z.B. maximale Annäherung der aktuellen Lage an die Soll-Lage oder Annäherung der aktuellen Lage an die Soll-Lage innerhalb einer vorgegebenen Toleranzgrenze) durchgeführt.
  • In einer alternativen Ausführung der Erfindung wird die Soll-Lage des Körperteils mittelbar anhand einer Soll-Position mindestens einer in oder an dem Patienten angebrachten Markierung bestimmt. Aus der Position der oder der Markierungen wird dabei auf die Lage des einzustellenden Körperteils geschlossen.
  • In einer entsprechenden Ausführung des Regelprozesses zur Anpassung der aktuellen Lage des Körperteils an die vorgegebene Soll-Lage wird hierbei vorzugsweise eine aktuelle Position der mindestens einen Markierung ermittelt. Der mindestens eine Stellparameter der Beatmungsvorrichtung wird hierbei derart geändert, dass die aktuelle Position der mindestens einen Markierung an zugeordnete Soll-Position dieser Markierung angenähert wird. Auch dieser Regelprozess wird vorzugsweise iterativ unter sukzessiver Annäherung der aktuellen Position der mindestens einen Markierung an ihre Soll-Position und insbesondere bis zur Erfüllung eines vorgegebenen Abbruchkriteriums durchgeführt.
  • Bei der mindestens einen Markierung (Fiducial Marker) handelt es sich beispielsweise um eine auf der Haut des Patienten aufgebrachten Klebemarkierung oder einen an oder in dem Patienten angeordneten Magnetsensor. Die Position der Markierung oder Markierungen im dreidimensionalen Raum wird hierbei insbesondere mittels einem geeigneten Tracking-System, beispielsweise einer (3D-)Kamera oder einem magnetischen Tracking-System detektiert.
  • Die beiden vorstehend beschriebenen Varianten zur Bestimmung der aktuellen Lage des Körperteils und der vorgesehenen Soll-Lage, nämlich die unmittelbare Lagebestimmung aus einem Bilddatensatz des Körperinneren und die mittelbare Lagebestimmung durch Tracken von auf oder in dem Patientenkörper angebrachten Markierungen, können zudem auch in Kombination miteinander eingesetzt werden, beispielsweise indem die aktuelle Lage und/oder die Soll-Lage durch Mittelwertbildung aus den Ergebnissen beider Lagebestimmungsmethoden ermittelt werden.
  • Auch für den Regelprozess zur Anpassung der aktuellen Lage des Körperteils an die Soll-Lage kann im Rahmen der Erfindung eine Kombination aus bildgestützter und markierungsgestützter Lagebestimmung eingesetzt werden.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung werden die erforderliche Richtung und Stärke der Anpassung des mindestens einen Stellparameters der Beatmungsvorrichtung lernbasiert durch Beobachtung des gewöhnlichen Atemzyklus abgeleitet. Hierbei werden beispielsweise aus einer aufgenommenen Sequenz von Fluoroskopiedaten die typischen Bildveränderungen während eines Atemzyklus angelernt. Auf Basis dieses gelernten Wissens wird dann eine optimierte Veränderung des mindestens einen Stellparameters der Beatmungsvorrichtung ermittelt. Aus dem aufgenommenen Atemzyklus wird dabei insbesondere automatisch abgeleitet, in welcher Richtung und/oder wie stark der mindestens eine Stellparameter der Beatmungsvorrichtung verändert werden muss, um die gewünschte Soll-Lage des Körperteils herzustellen. Zusätzlich oder alternativ wird bei mittelbarer Ermittlung der Soll-Lage über die Soll-Position mindestens einer Markierung die Bewegung der Markierung während eines Atemzyklus aufgezeichnet, um hieraus eine optimierte Verstellung des mindestens einen Stellparameters der Beatmungsvorrichtung abzuleiten.
  • In einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung werden durch die Anpassung der aktuellen Lage des Körperteils an die Soll-Lage eine nachfolgende Bildaufnahme des Körperinneren des Patienten oder ein Eingriff in das Körperinnere des Patienten (z.B. eine minimalinvasive diagnostische oder chirurgische Maßnahme, wie eine Nadel- oder Katheterführung) getriggert. Die Bildaufnahme oder der Eingriff werden hierbei vorzugsweise (und insbesondere automatisch) gestartet oder freigegeben, wenn (sobald) die Anpassung der aktuellen Lage des Körperteils an die Soll-Lage abgeschlossen ist. Die Bildaufnahme oder der Eingriff sind hierbei selbst aber kein Bestandteil des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Die Freigabe der Bildaufnahme oder des Eingriffs erfolgt beispielsweise durch Erzeugung eines (z.B. optischen, akustischen oder elektronischen) Freigabesignals oder durch automatische Freischaltung eines entsprechenden medizinischen Geräts, das die Bildaufnahme oder den Eingriff vornimmt. Dadurch dass die Bildaufnahme oder der Eingriff durch das Anästhesieverfahren getriggert werden, wird eine besonders effiziente Ausnutzung der Zeitspanne ermöglicht, während der der Patient risikolos ohne konventionelle (bewegte) Atembewegung beatmet werden kann. Diese Zeitspanne wird erfahrungsgemäß dadurch begrenzt, dass bei einer bewegungslosen Beatmung (beispielsweise mittels THRIVE) der CO2-Gehalt im Blut allmählich ansteigt.
  • In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung wird nach Beendung oder während einer Unterbrechung der Bildaufnahme oder des Eingriffs vorzugsweise automatisch von der unbewegten Beatmungstechnik mit unidirektionalem oder schnell wechselnden Gasfluss auf eine bewegte Beatmungstechnik umgestellt, bei der der Patient mit einem zweiten Beatmungsgas mit langsam wechselnder Flussrichtung beatmet wird. Als „bewegte Beatmung“ wird die von einem herkömmlichen Narkosegerät typischerweise durchgeführte Beatmungstechnik bezeichnet, bei der dem Patienten ein Beatmungsgas mit einer etwa dem gewöhnlichen Atmungszyklus entsprechenden Frequenz (somit vergleichsweise langsam) und einem der gewöhnlichen Atemtätigkeit entsprechenden Gasmenge zugeführt wird, und bei dem das zugeführte Beatmungsgas auch wieder aktiv abgeführt wird. Bei dem für die bewegte Beatmung verwendeten Beatmungsgas (nachfolgend auch als zweites Beatmungsgas bezeichnet) handelt es sich insbesondere um Luft mit gewöhnlichem oder leicht angereichertem Sauerstoffgehalt sowie optional mindestens einem gasförmigen Anästhetikum. Auch das zweite Beatmungsgas wird vorzugsweise befeuchtet und/oder temperiert. Beispielsweise wird die Flussrichtung des Beatmungsgases während der bewegten Beatmung mit einer Frequenz zwischen ca. 0,1 Hz und 0,5 Hz gewechselt. Gegenüber dem bei einer THRIVE-Anästhesie verwendeten ersten Beatmungsgas ist das zweite Beatmungsgas insbesondere vergleichsweise sauerstoffarm.
  • Die erfindungsgemäße Anästhesieeinrichtung ist allgemein zur automatischen Durchführung des vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Anästhesieverfahrens eingerichtet, wobei die Anästhesieeinrichtung gegebenenfalls mit einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung und/oder einem Tracking-System zusammenwirkt.
  • Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Anästhesieverfahrens finden daher ihre Entsprechung in zugehörigen Ausführungsformen der Anästhesieeinrichtung. Die im Zusammenhang mit dem Anästhesieverfahren beschriebenen Wirkungen und Vorteile sind daher auf die entsprechenden Ausführungsformen der Anästhesieeinrichtung übertragbar und umgekehrt.
  • Konkret weist die Anästhesieeinrichtung eine Beatmungsvorrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, in einem ersten Betriebsmodus („unbewegte Beatmung“) einem Patienten ein erstes Beatmungsgas (wie vorstehend beschrieben) mit unidirektionalem Fluss (z.B. unmoduliert analog THRIVE oder moduliert analog einer Jet-Ventilation) oder mit schnell wechselnder Flussrichtung zuzuführen. Die Anästhesieeinrichtung umfasst weiterhin eine Steuereinheit, die dazu eingerichtet ist, wie vorstehend beschrieben mindestens einen Stellparameter der Beatmungsvorrichtung zu steuern oder zu regeln, um eine aktuelle Lage mindestens eines Körperteils des Patienten an eine vorgegebene Soll-Lage anzupassen.
  • Die Steuereinheit (Controller) ist wahlweise als programmierbares Bauteil (z.B. als Mikrocontroller oder Personal Computer) oder als nicht programmierbarer elektronischer Schaltkreis (z.B. in Form eines ASIC) oder durch eine Kombination aus programmierbaren und nicht programmierbaren Komponenten gebildet. Im ersten Fall besteht die Einrichtung der Steuereinheit zur Durchführung des Anästhesieverfahrens in einem Steuerprogramm (d.h. einer Software), die in der Steuereinheit lauffähig implementiert ist und die jeweiligen Funktionen beim Ablauf des Steuerprogramms automatisch oder teilautomatisch in Interaktion mit einem Benutzer durchführt. Im letzteren Fall ist die vorstehend und nachstehend beschriebene Funktionalität hardwaretechnisch in der Steuereinheit implementiert.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, die Soll-Lage des Körperteils anhand eines mittels einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung (insbesondere wie vorstehend beschrieben) aufgenommenen Vorgabe-Bilddatensatzes des Körperinneren des Patienten zu bestimmen. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, die Soll-Lage des Körperteils mittelbar anhand einer von einer Tracking-Einheit erfassten Soll-Position mindestens einer in oder an dem Patienten angebrachten Markierung (insbesondere wie vorstehend beschrieben) zu bestimmen.
  • Zur Anpassung der aktuellen Lage des Körperteils an die solchermaßen (mittelbar oder unmittelbar) bestimmte Soll-Lage führt die Steuereinheit dabei vorzugsweise einen der vorstehend im Zusammenhang mit dem Anästhesieverfahren beschriebenen Regelprozesse durch.
  • In zweckmäßiger Ausgestaltung ist die Steuereinheit weiterhin dazu eingerichtet, nach der Anpassung der aktuellen Lage des Körperteils an die Soll-Lage eine Bildaufnahme der Körperinneren des Patienten oder einen Eingriff in das Körperinnere des Patienten (insbesondere wie vorstehend beschrieben) zu starten oder freizugeben.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Anästhesieeinrichtung ist die Beatmungsvorrichtung dazu eingerichtet, in einem zweiten Betriebsmodus („bewegte Beatmung“) dem Patienten ein zweites Beatmungsgas mit langsam wechselnder Flussrichtung zuzuführen. Zur Beschaffenheit des zweiten Beatmungsgases und den typischen Frequenzen des Flussrichtungswechsels wird dabei wiederum auf die vorstehenden Ausführungen zu dem Anästhesieverfahren Bezug genommen.
  • In vorteilhafter Ausführung der Erfindung ist die Steuereinheit hierbei dazu eingerichtet, die Beatmungsvorrichtung nach Beendung oder während einer Unterbrechung der vorstehend genannten Bildaufnahme oder des vorstehend genannten Eingriffs (insbesondere automatisch) von dem ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus umzuschalten.
  • Bei der in den beiden beschriebenen Betriebsmodi betreibbaren Beatmungsvorrichtung handelt es sich zweckmäßigerweise um ein einzelnes kombiniertes Beatmungsgerät. Alternativ hierzu kann die Beatmungsvorrichtung im Rahmen der Erfindung aber auch durch zwei getrennte Geräte für unbewegte Beatmung bzw. bewegte Beatmung gebildet sein, beispielsweise durch eine an sich gewöhnliche THRIVE-Maschine und ein an sich gewöhnliches Narkosegerät, zwischen denen mittels einer gemeinsamen Steuerung umschaltbar ist. In einer zweckmäßigen Variante dieser Ausführungsform sind die beiden Teilgeräte der Beatmungsvorrichtung über einen Y-förmig verzweigten Beatmungsschlauch miteinander verbunden, sodass beide Teilgeräte das jeweilige Beatmungsgas in denselben Beatmungsschlauch abgeben. Die gemeinsame Steuerung ist in diesem Fall beispielsweise durch ein Umschaltventil gebildet, mit dem wechselweise jeweils eines der beiden Teilgeräte dem gemeinsamen Strang des Beatmungsschlauchs zugeschaltet werden kann.
  • Die zwischen unbewegter Beatmung und bewegter Beatmung umschaltbare Beatmungsvorrichtung ermöglicht einen besonders schnellen und einfachen Wechsel zwischen diesen beiden Beatmungsformen. Hierdurch wird wiederum ermöglicht, die für eine unbewegte Beatmung ohne Risiko für den Patienten zur Verfügung stehende Zeitspanne besonders gut auszunützen, beispielsweise um Bildaufnahmen oder Eingriffe, die durch eine atembedingte Körperbewegung behindert würden, durchzuführen.
  • Die wie vorstehend beschrieben zwischen den beiden Betriebsmodi, nämlich der unbewegten Beatmung und der konventionellen bewegten Beatmung, umschaltbare Beatmungsvorrichtung wird als eigenständige Erfindung angesehen, die auch unabhängig von den weiteren Merkmalen des vorstehend beschriebenen Anästhesieverfahrens und der zugehörigen Einrichtung vorteilhaft einsetzbar ist.
  • Eine besondere Verkörperung der Erfindung besteht in der Verwendung einer Beatmungsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, einem Patienten ein erstes Beatmungsgas mit unidirektionalem Fluss (z.B. unmoduliert analog THRIVE oder moduliert anlog zu einer Jet-Ventilation) oder mit schnell wechselnder Flussrichtung zuzuführen, um eine aktuelle Lage mindestens eines Körperteils des Patienten an eine vorgegebene Soll-Lage anzupassen.
  • Eine weitere Verkörperung der Erfindung ist ein Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, welches direkt in eine Speichereinrichtung eines Computers ladbar ist und welches Programmabschnitte zur Ansteuerung einer Beatmungsvorrichtung zur unbewegten Beatmung eines Patienten (d.h. zur Beatmung mit unidirektionalem Fluss oder schnell wechselnder Flussrichtung eines ersten Beatmungsgases) enthält, wobei die Programmabschnitte, wenn das Computerprogramm in dem Computer ausgeführt wird, einen Stellparameter der Beatmungsvorrichtung derart steuern oder regeln, dass eine aktuelle Lage mindestens eines Körperteils des Patienten an eine vorgegebene Soll-Lage angepasst wird. Das Computerprogrammprodukt ist in einer zweckmäßigen Ausführungsform durch ein computerlesbares Medium gebildet, z.B. eine CD-ROM, DVD, einen Flash-Speicher (z.B. als USB-Stick oder SD-Karte) oder eine Festplatte, auf der das Computerprogramm gespeichert ist.
  • Der Begriff „erstes Beatmungsgas“ dient lediglich zu begrifflichen Abgrenzung von dem optional für die bewegte Beatmung verwendeten „zweiten Beatmungsgas“. Diese Begriffswahl impliziert nicht, dass im Rahmen der Erfindung ein zweites Beatmungsgas notwendigerweise eingesetzt würde. Ebenso setzt der Begriff „erster Betriebsmodus“ nicht die notwendige Existenz des „zweiten Betriebsmodus“ voraus.
  • Weiterhin kennzeichnen die Begriff „erstes Beatmungsgas“ und „zweites Beatmungsgas“ nur die verschiedene Einsatzsituation dieser Beatmungsgase bei der unbewegten bzw. bewegten Beatmung. Diese beiden Beatmungsgase werden dabei in der Regel auch chemisch verschieden sein. Sie können im Rahmen der Erfindung alternativ aber auch chemisch identisch und insbesondere dem gleichen Gasreservoir entnommen sein.
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
    • 1 in einem schematischen Blockschaltbild eine Anästhesieeinrichtung mit einer Beatmungsvorrichtung zur Beatmung eines Patienten und mit einer Steuereinheit; gezeigt sind weiterhin eine medizinische Bildgebungsvorrichtung in Form eines Röntgen-C-Bogen-Systems und ein optisches Tracking-System, mit denen die Anästhesieeinrichtung zusammenwirkt,
    • 2 in einem schematisch vereinfachten Flussdiagramm ein mittels der Anästhesieeinrichtung gemäß 1 durchgeführtes Anästhesieverfahren zur Beatmung eines narkotisierten Patienten während der Aufnahme eines medizinischen 3D-Bilddatensatzes,
    • 3 in Darstellung gemäß 2 in näherem Detail einen Schritt des dortigen Verfahren, in dem ein Stellparameter der Beatmungsvorrichtung derart geregelt wird, dass eine aktuelle Lage eines Körperteils des Patienten an eine vorgegebene Soll-Lage angepasst wird, und
    • 4 in Darstellung gemäß 2 eine weitere Anwendung des Anästhesieverfahrens zur Beatmung eines narkotisierten Patienten während eines bildgestützten Eingriffs.
  • Einander entsprechende Teile, Größen und Strukturen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In 1 ist in einem schematischen Blockschaltbild eine Anästhesieeinrichtung 1 mit einer Beatmungsvorrichtung 3 und einer Steuereinheit 5 dargestellt. 1 zeigt weiterhin eine medizinische Bildgebungsvorrichtung 7, die hier einen (Röntgen-)C-Bogen 9 und einen Bildrechner 11 umfasst. Optional ist weiterhin ein optisches Tracking-System 13 vorhanden. Die Bildgebungsvorrichtung 7 und das Tracking-System 13 wirken hierbei mit der Anästhesieeinrichtung 1 zusammen, bilden selbst aber keinen Bestandteil der letzteren.
  • In einer einfachen Ausführung ist die Beatmungsvorrichtung 3 der Anästhesieeinrichtung 1 durch ein an sich herkömmliches THRIVE-Beatmungsgerät gebildet, das dazu ausgebildet ist, einen Patienten 15 mit einem Beatmungsgas G1 zu versorgen. Als Beatmungsgas G1 wird dem Patienten 15 hierbei insbesondere reines Sauerstoffgas mit einer hohen Flussrate F unidirektional und zeitlich unmoduliert zugeführt. Die Flussrate F ist hierbei innerhalb eines medizinisch unbedenklichen Bereichs, beispielsweise zwischen 50 Liter pro Minute und 90 Liter pro Minute, einstellbar. Das Beatmungsgas G1 wird dem Patienten 15 über die Nase oder alternativ über einen Beatmungsschlauch (Endotrachialtubus) zugeführt. Die zeitlich unmodulierte Zuführung des Beatmungsgases G1 führt zu einer unbewegten Beatmung des Patienten 15, d.h. sie verursacht keine dauerhafte Bewegung des Patientenkörpers.
  • In einer weiteren Ausführung umfasst die Beatmungsvorrichtung 3 zusätzlich zu dem THRIVE-Beatmungsgerät ein herkömmliches Narkosegerät, das dazu eingerichtet ist, dem Patienten 15 ein Beatmungsgas G2 mit periodisch wechselnder Gasflussrichtung zuzuführen. Unter Nutzung dieses herkömmlichen Narkosegeräts führt die Beatmungsvorrichtung 3 eine gewöhnliche bewegte Beatmung durch, bei der die Gasflussrichtung des Beatmungsgases G2 langsam, d.h. mit einer näherungsweise dem natürlichen Atemrhythmus entsprechenden Frequenz, und aktiv gewechselt wird. Die Beatmungsvorrichtung 3 erzeugt hierbei eine der gewöhnlichen Atembewegung des Patienten 15 entsprechende Körperbewegung, bei der sich Brustkorb und Bauchdecke des Patienten 15 periodisch heben und senken und die inneren Organe im Brust- und Bauchraum des Patienten infolge des variierenden Lungenvolumens periodisch ihre Lage ändern.
  • Bei dem Beatmungsgas G2 handelt es sich um eine Mischung aus reinem Sauerstoffgas und Stickstoffgas oder gereinigte Umgebungsluft mit einem Sauerstoffgehalt, der dem gewöhnlichen Sauerstoffgehalt von Luft etwa entspricht oder gegenüber letzterem geringfügig angehoben ist. Optional ist dem Beatmungsgas G2 auch ein Anteil eines Anästhetikums, beispielsweise Lachgas (Di-Stickstoffmonoxid, N2O) zugesetzt.
  • Zur Herstellung der Beatmungsgase G1 und G2 weist die Beatmungsvorrichtung 3 Anschlussleitungen 17 für Sauerstoffgas O2, Stickstoffgas N2 oder Luft und Lachgas N2O auf, die aus einem Versorgungsnetz eines Krankenhauses und/oder aus entsprechenden Gasflaschen gespeist sind.
  • Optional umfasst die Anästhesieeinrichtung 1 weiterhin eine (nicht gezeigte) Injektionsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, dem Patienten 15 ein flüssiges Anästhetikum (Betäubungsmittel) zu injizieren.
  • Der C-Bogen 9 der Bildgebungsvorrichtung 7 ist dazu eingerichtet, digitale (Röntgen-)Projektionsbilder P von dem Körperinneren des Patienten 15 aus unterschiedlichen Perspektiven aufzunehmen und an den Bildrechner 11 zu übermitteln. Der Bildrechner 11 ist dazu eingerichtet, aus diesen Projektionsbildern P unter Nutzung herkömmlicher Bildrekonstruktionsalgorithmen einen digitalen (3D-)Bilddatensatz B des Körperinneren des Patienten 15 zu berechnen.
  • Das Tracking-System 13 umfasst eine (3D-)Kamera 21 mit einer Bildverarbeitungselektronik, die dazu ausgebildet ist, aus von der 3D-Kamera 21 aufgenommenen Bildern die Position M von mehreren auf dem Körper des Patienten 15 angebrachten (Klebe)Markierungen 23 im dreidimensionalen Raum zu bestimmen.
  • Die Steuereinheit 5 ist beispielsweise durch einen Computer (z.B. einen Personal Computer) gebildet. In der Steuereinheit 5 ist ein Steuerprogramm 19 lauffähig installiert, das automatisch ein nachfolgend beschriebenes Anästhesieverfahren durchführt. Als Eingangsgrößen werden der Steuereinheit 5 von dem Bildrechner 11 der Bildgebungsvorrichtung 7 die genannten Projektionsbilder P und 3D-Bilddatensätze B des Patienten 15 sowie, falls vorhanden, von dem Tracking-System 13 die ermittelten Positionen M der Klebemarkierungen 23 zugeführt.
  • Die Steuereinheit 5 steuert ihrerseits die Beatmungsvorrichtung 3 sowie, optional, die Bildgebungsvorrichtung 7 an.
  • In 2 ist eine Ausführungsform des von der Anästhesieeinrichtung 1 durchgeführten Anästhesieverfahrens schematisch in einer Anwendung dargestellt, in der das Anästhesieverfahren zur Beatmung des Patienten 15 während der Aufnahme eines medizinischen (3D-)Bilddatensatzes B2 (allgemein auch als „Scan“ bezeichnet) des Körperinneren mittels der Bildgebungsvorrichtung 7 eingesetzt wird. Es handelt sich bei dieser Bildaufnahme beispielhaft um einen Folge-Scan, der mit zeitlichem Abstand von z.B. mehreren Tagen oder Wochen nach einem Erst-Scan, also einem zuvor aufgenommen ersten (3D-)Bilddatensatz B1 durchgeführt wird, um beispielsweise den Verlauf einer Erkrankung oder einer Therapie zu dokumentieren. Um die Vergleichbarkeit und/oder einfache Registrierbarkeit der Bilddatensätze B1 und B2 zu gewährleisten, ist dabei regelmäßig von großer Wichtigkeit, dass die Bilddatensätze B1 und B2 das Körperinnere des Patienten 15 in einem möglichst ähnlichen Zustand abbilden, was durch die atembedingte Körperbewegung des Patienten 15 erschwert wird.
  • Zu dem eigentlichen Anästhesieverfahren gehören dabei nur die Verfahrensschritte, die in dem Diagramm gemäß 2 als mit durchgezogen Linien gezeichnete Rechtecke eingetragen sind. Weitere Maßnahmen, die nicht zu dem Anästhesieverfahren gehören, sondern lediglich Eingangsdaten für dieses Verfahren liefern oder parallel zu dem Anästhesieverfahren durchgeführt werden, sind in 2 als mit gepunkteten Linien gezeichnete Rechtecke dargestellt. Mit durchgezogenen Linien gezeichnete Pfeile kennzeichnen eine aufeinanderfolgende Ausführung der damit verbundenen Verfahrensschritte. Mit strichpunktierten Linien gezeichnete Pfeile stellen eine Übertragung von Daten und sonstigen Signalen dar.
  • In dem Anwendungsfall gemäß 2 wird als vorbereitende Handlung vor der Ausführung des Anästhesieverfahrens zunächst in einem Schritt 25, z.B. mittels der Bildgebungsvorrichtung 7, der Bilddatensatz B1 aufgenommen. Um Bewegungsartefakte während der Bildaufnahme zu vermeiden, wird der Bilddatensatz B1 optional unter Narkose und Ausschaltung der Atembewegung des Patienten 15 aufgenommen. Hierzu wird der Patient 15 in einem Schritt 27, z.B. mittels der Anästhesieeinrichtung 1, in den Narkosezustand versetzt und mittels THRIVE (wie vorstehend beschrieben) bei vorgegebener Flussrate von z.B. 70 Liter pro Minute mit dem Beatmungsgas G1 unbewegt beatmet.
  • Sobald der Narkosezustand erreicht ist, wird die Bildaufnahme (Schritt 25) automatisch gestartet oder für eine manuelle Durchführung freigegeben. In dem ersten Fall gibt beispielsweise die Steuereinheit 5 der Anästhesieeinrichtung 1 in einem Schritt 29 ein Startsignal S an die Bildgebungsvorrichtung 7 ab, die daraufhin automatisch mit der Bildaufnahme beginnt. In letzterem Fall gibt die Steuereinheit 5 das Startsignal S z.B. über einen angeschlossenen Bildschirm 31 (s. 1) aus, um einem behandelnden Radiologen die Freigabe der Bildaufnahme zu signalisieren.
  • Nach erfolgter Aufnahme des Bilddatensatzes B1 wird - automatisch durch die Bildgebungsvorrichtung 7 oder manuell durch den Radiologen - ein Endsignal E an die Steuereinheit 5 zurückgegeben, die daraufhin in einem Schritt 33 die Narkose zurücknimmt.
  • Im Zuge des erfindungsgemäßen Anästhesieverfahrens, das gemäß 2 begleitend zu dem Folge-Scan, also der Aufnahme des späteren Bilddatensatzes B2 (Schritt 35), durchgeführt wird, bestimmt die Steuereinheit 5 zunächst in einem Schritt 37 aus dem hier als Vorgabe-Bilddatensatz herangezogenen Bilddatensatz B1 eine Soll-Lage LS eines Körperteils 36 (s. 1) des Patienten 15, z.B. eines Lungenflügels. Hierzu wird beispielsweise aus dem 3D-Bilddatendatensatz B1 eine zweidimensionale Projektionsdarstellung gemäß einer vorgegebenen charakteristischen Perspektive abgeleitet. In dieser Projektionsdarstellung wird dann mit Methoden der automatischen Bilderkennung, insbesondere Segmentierung, der Umriss des Körperteils 36 bestimmt. Als Soll-Lage LS werden dabei beispielsweise die Koordinaten der ermittelten Umrisslinie herangezogen, die im Sinne der Vergleichbarkeit vorzugsweise relativ zu ortsfesten Körperstrukturen angegeben sind.
  • Anschließend (alternativ vor oder gleichzeitig mit dem Schritt 37) wird durch die Anästhesieeinrichtung 1 wie vorstehend beschrieben die Narkose eingeleitet (Schritt 27).
  • In einem folgenden Schritt 39 veranlasst die Steuereinheit 5 die Bildgebungsvorrichtung 7 durch Abgabe eines Anforderungssignals A ein- oder mehrfach zur Aufnahme eines aktuellen Bilddatensatzes des Körperinneren des Patienten 15 (Schritt 41). Der aktuelle Bilddatensatz wird dabei beispielsweise mittels des C-Bogens 9 als zweidimensionales Projektionsbild PA aus derselben Perspektive aufgenommen, die der Erstellung der Projektionsdarstellung in Schritt 37, und somit der Ermittlung der Soll-Lage LS zugrundelag (Schritt 41).
  • Aus dem Projektionsbild PA ermittelt die Steuereinheit 5 analog zu Schritt 37 den Umriss des Körperteils 36 (z.B. hier also des Lungenflügels) und ermittelt hiermit eine aktuelle Lage LA des Körperteils 36.
  • Anhand der Abweichung D der aktuellen Lage LA des Körperteils 36 von der Soll-Lage LS ändert die Steuereinheit 5 einen Stellparameter der Beatmungsvorrichtung 3, hier die Flussrate F (1) des Beatmungsgases G1, so dass die aktuelle Lage LA an die Soll-Lage LS angepasst wird. Beispielsweise wird die Flussrate F erhöht, so dass der als Körperteil 36 herangezogene Lungenflügel auf ein dem Zustand im Bilddatensatz B1 entsprechendes Volumen aufgepumpt wird.
  • Sobald diese Anpassung erfolgt ist, gibt die Steuereinheit 5 das Startsignal S aus (Schritt 29), um den Folge-Scan und damit die Aufnahme des Bilddatensatzes B2 (Schritt 35) zu starten oder freizugeben. Auf das Endsignal E, das die Fertigstellung des Folge-Scans anzeigt, beendet die Steuereinheit 5 dann wiederum die Narkose (Schritt 33).
  • In dem vorstehend nur stark vereinfacht beschriebenen Schritt 39 führt die Steuereinheit 5 im Einzelnen einen in 3 näher dargestellten iterativen Regelprozess durch.
  • In einem ersten Schritt 43 dieses Regelprozesses veranlasst die Steuereinheit 5 die Bildgebungsvorrichtung 7 durch Abgabe des Anforderungssignals A zur Aufnahme des aktuellen Projektionsbildes PA (Schritt 41). Auf das (vorzugsweise automatisch von der Bildgebungsvorrichtung 7 generierte) Endsignal E hin ermittelt die Steuereinheit 5 in einem Schritt 45 durch Auswertung des Projektionsbildes PA (insbesondere durch automatische Segmentierung) die aktuelle Lage LA des Körperteils 36.
  • In einem folgenden Schritt 47 bestimmt die Steuereinheit 5 die Abweichung D der aktuellen Lage LA von Soll-Lage LS. Als Maß für die Abweichung D zieht die Steuereinheit 5 beispielsweise die Größe der nicht-überlappende Flächenanteile innerhalb der aus dem Bilddatensatz B1 und dem aktuellen Projektionsbild PA extrahierten Umrisslinien des Köperteils 36 herangezogen. Die Steuereinheit 5 testet die Abweichung D in einem Schritt 49 in Hinblick auf ein vorgegebenes Abbruchkriterium, z.B. auf die Unterschreitung einer vorgegebenen Toleranzgrenze. Sobald das Abbruchkriterium erfüllt ist (Y), wenn also die Abweichung D die Toleranzgrenze unterschreitet, beendet die Steuereinheit 5 den Regelprozess.
  • Andernfalls (N) veranlasst die Steuereinheit 5 in einem Schritt 51 durch entsprechende Ansteuerung der Beatmungsvorrichtung 3 die Änderung der Flussrate F. Die Größe und Richtung dieser Änderung bestimmt die Steuereinheit 5 beispielsweise nach dem Newton-Verfahren. Die Flussrate F wird dabei insbesondere derart verändert, dass als Folge der geänderten Flussrate F die aktuelle Lage LS des Körperteils 36 an die Soll-Lage LA angenähert wird. Die Steuereinheit 5 springt anschließend zu dem Schritt 43 zurück und durchläuft den Regelprozess somit erneut.
  • 4 zeigt einen anderen Anwendungsfall des Anästhesieverfahrens, bei dem dieses zur Beatmung des Patienten 15 während eines bildgestützten medizinischen Eingriffs eingesetzt wird.
  • Parallel zu dem Anästhesieverfahren, aber nicht als Teil desselben, wird dabei zunächst ein Erst-Scan (Schritt 25) durchgeführt, wobei der daraus resultierende Bilddatensatz B1 für eine Behandlungsplanung (Schritt 53) genutzt wird. Nach Maßgabe der Behandlungsplanung wird der eigentliche Eingriff (Schritt 55), z.B. die Einführung eines Katheters in den Oberkörper des Patienten 15, vorgenommen. Zur Überprüfung des Behandlungserfolgs wird abschließend wiederum ein Folge-Scan (Schritt 35) vorgenommen.
  • Für die Schritte 25, 55 und 35 ist wiederum eine möglichst einheitliche Lage der Organe und sonstigen Körperteile im Brust- und Bauchraum des Patienten 15 erforderlich. Allerdings ist eine unbewegte Beatmung des Patienten 15 über die Gesamtdauer der Schritte 25, 53, 55 und 35 oft nicht möglich. Die Steuereinheit 5 schaltet die Beatmungsvorrichtung 3 daher im Zuge des erfindungsgemäßen Anästhesieverfahrens wiederholt zwischen den Betriebsmodi einer unbewegten Beatmung (THRIVE) und einer herkömmlichen bewegten Beatmung hin und her.
  • Im Einzelnen versetzt die Anästhesieeinrichtung 1 wiederum zunächst den Patienten 15 in den Narkosezustand (Schritt 27) unter unbewegter Beatmung (THRIVE) und veranlasst in Schritt 29 den Erst-Scan (Schritt 25).
  • Auf den Erhalt des Endsignals E hin schaltet die Steuereinheit 5 die Beatmungsvorrichtung 3 in einem Schritt 57 für die Dauer der Behandlungsplanung (Schritt 53) von unbewegter Beatmung (THRIVE) auf bewegte Beatmung um.
  • Die Beendung der Behandlungsplanung wird der Steuereinheit 5 durch ein (z.B. manuell erzeugtes) weiteres Endsignal E signalisiert. Die Steuereinheit 5 schaltet hierauf die Beatmungsvorrichtung 3 in einem Schritt 59 wieder von bewegter Beatmung auf unbewegte Beatmung (THRIVE) um und passt die aktuelle Lage LA des Körperteils 36 unter Durchführung der Schritte 37 und 39 durch Regelung der Flussrate F an die aus dem Bilddatensatz B1 abgeleitete Soll-Lage LS an.
  • Danach gibt die Steuereinheit 5 in einem Schritt 61 durch erneute Abgabe des Startsignals S die Durchführung des Eingriffs (Schritt 55) frei.
  • Nach Erhalt des Endsignals E, das in diesem Fall die Beendung des Eingriffs anzeigt, schaltet die Steuereinheit 5 die Beatmungsvorrichtung 3 erneut von unbewegter Beatmung (THRIVE) auf bewegte Beatmung um (Schritt 57), insbesondere um eine erhöhte CO2-Konzentration im Blut des Patienten 15 abzubauen.
  • Für die Durchführung des Folge-Scans schaltet Steuereinheit 5 die Beatmungsvorrichtung 3 zu einem späteren Zeitpunkt wieder von bewegter Beatmung auf unbewegte Beatmung (THRIVE) um (Schritt 59), passt die aktuelle Lage LA des Körperteils 36 erneut durch Regelung der Flussrate F an die aus dem Bilddatensatz B1 abgeleitete Soll-Lage LS an (Schritte 37 und 39) und veranlasst unter erneuter Durchführung des Schritts 29 den Folge-Scan, d.h. die Aufnahme des Bilddatensatzes 2 (Schritt 35).
  • Nach Beendung der Aufnahme und Erhalt des entsprechenden Endsignals E beendet die Steuereinheit 5 dann wiederum die Narkose (Schritt 33).
  • In einer nicht näher dargestellten Variante des Anästhesieverfahrens wird die Soll-Lage LS des Körperteils 36 nicht aus einem Vorgabe-Bilddatensatz bestimmt. Stattdessen wird hier, z.B. zum Zeitpunkt eines Erst-Scans, als mittelbare Referenz (Soll-Position MS, s. 1) für die Soll-Lage LS die Position M der Klebemarkierungen 23 auf dem Körper des Patienten 15 mittels des Tracking-Systems 13 bestimmt.
  • Zur geregelten Anpassung der aktuellen Lage LA des Körperteils 36 an die Soll-Lage LS, z.B. analog zu dem Schritt 39 aus 2 vor einem Folge-Scan, wird dann während der Narkose und der unbewegten Beatmung (THRIVE) des Patienten 15 mittels des Tracking-Systems 13 eine aktuelle Position MA (1) der Klebemarkierungen 23 bestimmt. Die Steuereinheit 5 bestimmt hierbei für jede Klebemarkierung 23 die Abweichung der aktuellen Position MA von der Soll-Position MS und passt den Stellparameter der Beatmungsvorrichtung 3, hier also die Flussrate F, analog zu dem Regelprozess aus 3 derart an, so dass die aktuelle Position MA einer jeden Klebemarkierung 23 innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen an die Soll-Position MS angeglichen wird. Damit wird mittelbar auch die aktuelle Lage LA des Körperteils 36 an die Soll-Lage LS angepasst.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Anästhesieeinrichtung 1 weist die Beatmungsvorrichtung 3, insbesondere alternativ zu dem THRIVE-Gerät, ein weiteres Beatmungsgerät zur Durchführung einer Jet-Ventilation auf. Im Betrieb dieses Geräts wird dem Patienten 15 das Beatmungsgas G1 pulsweise und mit einer im Vergleich zu dem gewöhnlichen Atemzyklus hohen Pulsfrequenz in die nach außen offenen Atemwege appliziert. Neben der (Gas-) Flussrate F ist hierbei auch die Pulsfrequenz der Gaspulse innerhalb eines medizinisch unbedenklichen Bereichs, z.B. zwischen 0,5 Hz und 10 Hz einstellbar. Optional ist zusätzlich zu der Flussrate und/oder der Pulsfrequenz der mittlere Druck des Beatmungsgases G1 einstellbar, um den der momentane Druck des Beatmungsgases G1 infolge der pulsweisen Applikation schwankt. Durch die Jet-Ventilation wird im Körper des Patienten 15 eine - der Pulsfrequenz entsprechend - schnelle Bewegung mit geringer Amplitude erzeugt, die sich von einer gewöhnlichen Atembewegung des Körpers grundlegend unterscheidet.
  • Als Beatmungsgas G1 wird in dieser Variante der Anästhesieeinrichtung 1 insbesondere Luft mit gewöhnlichem oder leicht angereichertem Sauerstoffgehalt sowie optionalem Zusatz mindestens eines gasförmigen Anästhetikums verwendet.
  • Die Jet-Ventilation wird hierbei im Rahmen des erfindungsgemäßen Anästhesieverfahrens als Methode der unbewegten Beatmung anstelle der in den vorstehend beschriebenen Beispielen verwendeten THRIVE-Anästhesie eingesetzt.
  • Die Erfindung wird an den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen besonders deutlich. Sie ist auf diese Ausführungsbeispiele gleichwohl aber nicht beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung aus den Ansprüchen und der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden.

Claims (16)

  1. Anästhesieverfahren, bei welchem einem Patienten (15), bei dem der eigene Atemantrieb aufgehoben ist, mittels einer Beatmungsvorrichtung (3) ein erstes Beatmungsgas (G1) mit unidirektionalem Fluss oder schnell wechselnder Flussrichtung zugeführt wird, wobei mindestens ein Stellparameter (F) der Beatmungsvorrichtung (3) derart gesteuert oder geregelt wird, dass eine aktuelle Lage (LA) mindestens eines Körperteils (36) des Patienten (15) an eine vorgegebene Soll-Lage (LS) angepasst wird.
  2. Anästhesieverfahren nach Anspruch 1, bei welchem als Stellparameter der Beatmungsvorrichtung (3) eine Flussrate (F), ein Druck, eine Sauerstoffkonzentration und/oder eine Modulation der Flussrate (F) oder des Drucks des ersten Beatmungsgases (G1) gesteuert oder geregelt werden.
  3. Anästhesieverfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Soll-Lage (LS) des Körperteils (36) anhand eines Vorgabe-Bilddatensatzes (B1) des Körpers des Patienten (15) ermittelt wird.
  4. Anästhesieverfahren nach Anspruch 3, - bei welchem ein aktueller Bilddatensatz (PA) des Körpers des Patienten (15) erzeugt wird, - bei welchem anhand des aktuellen Bilddatensatzes (PA) die aktuelle Lage (LA) des Körperteils (36) ermittelt wird, und - bei welchem der Stellparameter (F) der Beatmungsvorrichtung (3) derart geändert wird, dass die aktuelle Lage (LA) des Körperteils (36) an die Soll-Lage (LS) angenähert wird.
  5. Anästhesieverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem die Soll-Lage (LS) des Körperteils (36) mittelbar anhand einer Soll-Position (MS) mindestens einer in oder an dem Patienten (15) angebrachten Markierung (23) bestimmt wird.
  6. Anästhesieverfahren nach Anspruch 5, - bei welchem eine aktuelle Position (MA) der mindestens einen Markierung (23) ermittelt wird, und - bei welchem der Stellparameter (F) der Beatmungsvorrichtung (3) derart geändert wird, dass die aktuelle Position (MA) der mindestens einen Markierung (23) an ihre Soll-Position (MS) angenähert wird.
  7. Anästhesieverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem nach erfolgter Anpassung der aktuellen Lage (LA) des Körperteils (36) an die Soll-Lage (LS) eine Bildaufnahme des Körpers des Patienten (15) oder ein Eingriff in das Körperinnere des Patienten (15) gestartet oder freigegeben werden.
  8. Anästhesieverfahren nach Anspruch 7, bei welchem nach Beendung oder während einer Unterbrechung der Bildaufnahme oder des Eingriffs der Patient (15) mit einem zweiten Beatmungsgas (G2) mit langsam wechselnder Flussrichtung beatmet wird.
  9. Anästhesieeinrichtung (1) mit einer Beatmungsvorrichtung (3), die dazu eingerichtet ist, in einem ersten Betriebsmodus einem Patienten (15), bei dem der eigene Atemantrieb aufgehoben ist, ein erstes Beatmungsgas (G1) mit unidirektionalem Fluss oder schnell wechselnder Flussrichtung zuzuführen, und mit einer Steuereinheit (5), die dazu eingerichtet ist, mindestens einen Stellparameter (F) der Beatmungsvorrichtung (3) zur Anpassung einer aktuellen Lage (LA) mindestens eines Körperteils (36) des Patienten (15) an eine vorgegebene Soll-Lage (LS) zu steuern oder zu regeln.
  10. Anästhesieeinrichtung (1) nach Anspruch 9, wobei die Steuereinheit (5) dazu eingerichtet ist, als Stellparameter der Beatmungsvorrichtung (3) eine Flussrate (F), einen Druck, eine Sauerstoffkonzentration und/oder eine Modulation der Flussrate (F) oder des Drucks des ersten Beatmungsgases (G1) zu steuern oder zu regeln.
  11. Anästhesieeinrichtung (1) nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Steuereinheit (5) dazu eingerichtet ist, die Soll-Lage (LS) des Körperteils (36) anhand eines Vorgabe-Bilddatensatzes (B1) des Körpers des Patienten (15) zu bestimmen.
  12. Anästhesieeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Steuereinheit (5) dazu eingerichtet ist, die Soll-Lage (LS) des Körperteils (15) anhand einer von einer Tracking-Einrichtung (13) erfassten Soll-Position (MS) mindestens einer in oder an dem Patienten (15) angebrachten Markierung (23) zu bestimmen.
  13. Anästhesieeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Steuereinheit (5) dazu eingerichtet ist, nach der Anpassung der aktuellen Lage (LA) des Körperteils (36) an die Soll-Lage (LS) eine Bildaufnahme des Körpers des Patienten (15) oder einen Eingriff in das Körperinnere des Patienten (15) zu starten oder freizugeben.
  14. Anästhesieeinrichtung (1) nach Anspruch 13, wobei die Beatmungsvorrichtung (3) dazu eingerichtet ist, in einem zweiten Betriebsmodus dem Patienten (15) ein, insbesondere im Vergleich zu dem ersten Beatmungsgas (G1) sauerstoffärmeres, zweites Beatmungsgas (G2) mit langsam wechselnder Flussrichtung zuzuführen, wobei die Steuereinheit (5) dazu eingerichtet ist, die Beatmungsvorrichtung (3) nach Beendung oder während einer Unterbrechung der Bildaufnahme oder des Eingriffs von dem ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus umzuschalten.
  15. Verwendung einer Beatmungsvorrichtung (3), die dazu eingerichtet ist, einem Patienten (15) ein erstes Beatmungsgas (G1) mit unidirektionalem Fluss oder schnell wechselnder Flussrichtung zuzuführen, zur Anpassung einer aktuellen Lage (LA) mindestens eines Körperteils (36) des Patienten (15) an eine vorgegebene Soll-Lage (LS).
  16. Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, welches direkt in eine Speichereinrichtung eines Computers (5) ladbar ist, mit Programmabschnitten zur Ansteuerung einer Beatmungsvorrichtung (3), die einem Patienten (15), bei dem der eigene Atemantrieb aufgehoben ist, ein erstes Beatmungsgas (G1) mit unidirektionalem Fluss oder schnell wechselnder Flussrichtung zuführt, wobei die Programmabschnitte, wenn das Computerprogramm in dem Computer (5) ausgeführt wird, einen Stellparameter (F) der Beatmungsvorrichtung (3) derart steuern oder regeln, dass eine aktuelle Lage (LA) mindestens eines Körperteils (36) des Patienten (15) an eine vorgegebene Soll-Lage (LS) angepasst wird.
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