DE19837656A1 - Verfahren und Vorrichtung für das Schalten in die Ein- oder Ausatmungsphase bei der CPAP-Therapie - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung für das Schalten in die Ein- oder Ausatmungsphase bei der CPAP-Therapie

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DE19837656A1
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Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Schalten in die Ein- oder Ausatmungsphase in der SPAP-Therapie zur Verfügung gestellt. Mittels eines ersten hohen Schwellenwertes und eines zweiten niedrigen Schwellenwertes werden in der jeweiligen Atmungsphase nicht-spezifische Einflüsse auf die erste Ableitung der Gasflußkurve unterdrückt und der Übergang in die entsprechende nächste Gasphase mit hoher Empfindlichkeit festgestellt. Weiterhin werden Verfahren zur Erkennung und Unterdrückung des Einflusses des Pulsschlages bzw. zum Schalten in die Einatmungsphase bei flacher Atmung zur Verfügung gestellt. Die Vorteile der Erfindung liegen in einer größeren Genauigkeit des Schaltvorganges und in einer größeren Sicherheit für den Patienten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Umschalten aus der Einatmungsphase in die Ausat­ mungsphase oder umgekehrt in der CPAP (continous positive airways pressure)-Therapie, bei der fortwährend ein positi­ ver Luftdruck auf die Atmungswege (CPAP-Therapie) ausgeübt wird.
Die CPAP-Therapie dient der pneumatischen Schienung des Kehlkopfes durch kontinuierliche Zufuhr eines positiven Luftdrucks auf die Atemwege. Das Druckniveau wird dabei in­ dividuell auf den Patienten abgestimmt. Die Erfindung kommt zum Einsatz bei einem variierten CPAP-Verfahren, wobei das Ausatmen bei einem geringerem Druckniveau als das Einatmen erfolgt. Das hat den Vorteil, daß nicht gegen das hohe Druckniveau ausgeatmet werden muß. Für die Sicherheit des Patienten ist es von großer Bedeutung, daß die Einstellung der unterschiedlichen Druckniveaus beim Übergang von der Ein- zur Ausatmungsphase und umgekehrt mit hoher Genauigkeit erfolgt.
Üblicherweise wird im Stand der Technik der Atemgasfluß vom und zum Patienten gemessen und nach der Zeit differenziert (1. Ableitung), um einen deutlicheren Übergang zwischen der Ein- und der Ausatmungsphase zu erhalten. Die Ableitungen der Flanken der Gasflußkurve werden mit Schwellenwerten verglichen, die einen Übergang in die entsprechende andere Atmungsphase anzeigen. Der Atemgasfluß des Patienten kann jedoch Schwankungen enthalten; ferner können sich auch Ein­ flüsse des Pulsschlages des Patienten im Gasfluß auswirken. Die Folge kann ein Überschwingen der ersten Ableitung sein, wobei der Schwellenwert für die Umschaltung in die andere Atmungsphase vor der erforderlichen Zeit erreicht wird, das andere Druckniveau eingeschaltet wird und die Sicherheit des Patienten gefährdet werden kann. Es ist aber auch möglich, daß der Patient zu flach atmet, so daß eine sehr geringe Steigung der Atemgasflußkurve in der Einatmungsphase auf­ tritt. Die Folge ist ein so geringer Wert der 1. Ableitung, daß der Schwellenwert für den Übergang in die Einatmungs­ phase nicht erreicht wird.
Aus der EP-A2-0 656 216 ist ein Verfahren für das Schalten in die Einatmungs- oder Ausatmungsphase in der CPAP-Therapie bekannt. Dabei wird ein Generator zur Luftzufuhr für den Pa­ tienten für die Bestimmung der Ein- und Ausatmungsphase hin­ sichtlich der Motorgeschwindigkeit und des Stromverbrauchs überwacht und ein Operationssignal abgeleitet. Aus dem Ope­ rationssignal wird ein Signal, das für den Gasfluß zum Pati­ enten repräsentativ ist, abgeleitet. Das nach der Zeit abge­ leitete Flußsignal d"flow"/dt wird mit einem ersten und ei­ nem zweiten Schwellenwert verglichen und daraus die Änderung der Atmungsphase abgeleitet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung für das Schalten in die Ein- oder Ausatmungsphase in der CPAP-Therapie zur Verfügung zu stellen, wobei der Übergang in die Ein- oder Ausatmungsphase mit hoher Genauigkeit erkannt und die Si­ cherheit des Patienten erhöht wird.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche ge­ löst.
Bei der Lösung geht die Erfindung von folgenden Grundgedan­ ken aus.
Die erste Ableitung einer Atemgasflußkurve von und zum Pati­ enten wird mit zwei aufeinanderfolgenden Schwellenwerten für die Variation der ersten Ableitung verglichen. Dabei ist der erste Schwellenwert größer und daher unempfindlicher. Schwankungen, wie sie oft zu Beginn einer Atemphase auftre­ ten, können diesen hohen Schwellenwert nicht erreichen und somit keine irrtümliche Schaltung eines Druckniveaus der CPAP-Therapie auslösen. Anschließend an den hohen Schwellen­ wert wird ein niedriger Schwellenwert, der daher empfindli­ cher ist, festgesetzt, um den Übergang in die nächste At­ mungsphase mit hoher Genauigkeit festzustellen. Die Schal­ tung in die andere Atmungsphase erfolgt, wenn die erste Ab­ leitung den zweiten Schwellenwert erreicht hat.
Bei forcierter Atmung kann auch die hohe Schwelle über­ schritten werden, daher ist die spontane Atmung jederzeit möglich.
Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird zu­ sätzlich zum Vergleich mit dem zweiten niedrigen Stellenwert in der Ausatmungsphase der zeitliche Verlauf des Gasflusses in mindestens einer Folge von drei Abtastwerten abgetastet. Wenn bei einer derartigen Folge die Bedingung erfüllt ist, daß der zweite und der dritte Abtastwert den jeweils voran­ gegangenen Abtastwert um einen vorgegebenen Betrag Δ über­ steigt, so erfolgt das Schalten in die Einatmungsphase bei dem dritten Abtastwert; falls diese Umschaltung nicht er­ folgt, wird die Schaltung in die Einatmungsphase durch Ver­ gleichen der ersten Ableitung mit dem niedrigen Schwellen­ wert ausgelöst.
Falls keiner der beiden vorstehend erläuterten Schaltvor­ gänge in die Einatmungsphase ausgelöst wird, erfolgt die Um­ schaltung aufgrund einer begrenzenden Zeitschaltung, z. B. spätestens nach 3 bis 4 s für die Ausatmungsphase.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird be­ vorzugt nach 4 s Ausatmungsphase ohne Auslösung des Schalt­ vorganges in die Einatmungsphase - z. B. bei zu flacher At­ mung - der Vergleich mit der 1. Ableitung abgeschaltet und ein Vergleich der Atemgasflußkurve mit einem festgesetzten Schwellenwert vorgenommen. Die Umschaltung in die Einat­ mungsphase erfolgt, wenn dieser Schwellenwert erreicht wird.
Eine weitere besondere Ausführungsform der Erfindung be­ trifft ein Verfahren zur Erkennung und Ausschließung von Signalen in der Atemgasflußkurve, die vom Pulsschlag (Ein­ fluß der Herztätigkeit) des Patienten herrühren. Als Krite­ rium für ein Pulsschlagsignal wird die Zeit zwischen seinem Maximum und seinem Minimum und die Differenz des maximalen und minimalen Gasflusses herangezogen. Wird ein Pulsschlag­ signal erkannt, so wird für eine kurze Zeit (bevorzugt 1,5 s) die Umschaltmöglichkeit in die Einatmungsphase außer Be­ trieb gesetzt.
Die Vorteile der Erfindung liegen sowohl in einer geringeren Störanfälligkeit als auch in einer höheren Genauigkeit beim Schalten in die Ein- oder Ausatmungsphase in der CPAP-Thera­ pie.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Diagramme zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Schalten von der Ausatmungsphase in die Einatmungsphase,
Fig. 2 Diagramme zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Schalten von der Einatmungsphase in die Ausatmungsphase, und
Fig. 3-5 weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das Diagramm Fig. 1a) zeigt den zeitlichen Verlauf der Atem­ gasflußkurve (z. B. in l/s). Fig. 1b) zeigt die erste Ab­ leitung der Atemgasflußkurve nach der Zeit d/dt; und Fig. 1c) zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der aus der ersten Ableitung abgeleitete Folge von Einatmungsphase (Inspira­ tion) und Ausatmungsphase (Expiration) TI bzw TE.
In Fig. 1b) wird der Übergang von der Aus- in die Einat­ mungsphase bezüglich zweier Schwellenwerte HSE und NSE dar­ gestellt. Anschließend an die Schaltung in die Ausatmungs­ phase TE wird ein hoher Schwellenwert HSE für das Auslösen der nächsten Schaltung in die Einatmungsphase festgesetzt. Es ist zu erkennen, daß ein eventuelles Überschwingen (ge­ strichelte Linie) den Schwellenwert HSE nicht erreicht und somit keine irrtümliche Schaltung auslösen kann. Nach einer Zeitdauer THS(E), die vorzugsweise 1,25 mal die Dauer der Einatmungsphase TI ist, wird ein niedriger Schwellenwert NSE angesetzt. In diesem Bereich, wo der Übergang in die andere Atmungsphase stattfindet, gewährleistet der niedrige, empfindlichere Schwellenwert eine genaue Bestimmung des Zeitpunkts des Übergangs. Um eine zu lange andauernde Insen­ sibilität eines entsprechenden Geräts zu vermeiden, wird die Dauer der hohen Schwelle THS(E) in der Ausatmungsphase TE auf ca. 3 Sekunden begrenzt. Außerdem wird zu Beginn der Ausatmungsphase für eine Zeitdauer von etwa 1 Sekunde die Einatmung verhindert.
Das Festsetzen des niedrigen Schwellenwertes NSE in der Aus­ atmungsphase erfolgt nur bei einem negativen Wert des Gas­ flusses bezüglich einer vorherigen Kalibrierung des Systems auf den Gasfluß "Null". Ist das nicht der Fall, so wird das Inkrafttreten des Schwellenwertes NS um jeweils 100 ms ver­ zögert, bis ein negativer Wert festgestellt wird.
In Fig. 2a), ist der zeitliche Verlauf der Atemgasflußkurve dargestellt; Fig. 2b) zeigt die erste Ableitung der Atem­ gasflußkurve, und Fig. 2c) zeigt die aus der ersten Ablei­ tung gewonnene Folge der Ein- und Ausatmungsphase.
In Fig. 2 wird der Übergang von der Ein- in die Ausatmungs­ phase bezüglich der Schwellenwerte HSI und NSI dargestellt. Der hohe Schwellenwert HSI bedeutet das Zulassen einer Ab­ weichung von der ersten Ableitung zu niedrigeren Werten als beim zweiten Schwellenwert NSI. Nach dem Beginn der Einat­ mungsphase ist also die Schaltung unempfindlicher gegen Ab­ weichungen in der Intensität der ersten Ableitung zu gerin­ geren Werten, die ein unerwünschtes Schalten in die Ausat­ mungsphase einleiten könnten. Wie in Fig. 1 bewirkt die ge­ ringere Abweichung des niedrigen Schwellenwertes von der 1. Ableitung eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber dem Ab­ fallen der Kurve der ersten Ableitung, die den Übergang in die Ausatmungsphase - anzeigt. Das Festsetzen des niedrigen Schwellenwertes NSI in der Einatmungsphase erfolgt nur bei einem positiven Wert des Gasflusses bezüglich einer vorheri­ gen Kalibrierung des Systems auf den Gasfluß "Null". Ist das nicht der Fall, wird das Inkrafttreten des Schwellenwertes NS um jeweils 100 ms verzögert, bis ein positiver Wert fest­ gestellt wird.
Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform, bei der zusätzlich zu dem in Fig. 1 dargestellten Verfahren in der Ausatmungsphase während des Vergleichens der ersten Ab­ leitung mit dem zweiten niedrigen Schwellenwert NSE die Gas­ flußkurve in einer Folge von mindestens drei Abtastwerten X1, X2 und X3 abgetastet wird. Für das Schalten in die Ein­ atmungsphase TI ist dabei die Bedingung gesetzt, daß bei je­ weils drei Abtastwerten X1 bis X3 der zweite und der dritte Abtastwert X2 bzw. X3 den jeweils vorangegangenen Abtastwert X1 bzw. X2 jeweils vergrößert um einen festgelegten Betrag Δ überschreiten müssen; d. h. es müssen die beiden Bedingungen X1 + Δ < X2 und X2 + Δ < X3 erfüllt sein, wobei Δ ein ge­ eignet voreingestellter Wert ist. Aus Fig. 3 ist zu erken­ nen, daß lediglich die letzte Folge C von X1 bis X3-Werten, die auf der Flanke des Einatmungsgasflusses liegt, diese Be­ dingung erfüllt. Bei der ersten Folge A von X1 bis X3-Werten: erfüllt bereits der X2-Wert das genannte Kriterium nicht, und bei der zweiten Folge B von X1 bis X3-Werten wird zwar das Kriterium im Wert X2, jedoch von X3 nicht erfüllt. Auf diese Weise lassen sich kurzzeitige Schwankungen, die z. B. durch den Pulsschlag des Patienten hervorgerufen werden kön­ nen, und in der ersten Ableitung der Gasflußkurve relativ groß erscheinen, erkennen, so daß das Schalten in die Einat­ mungsphase durch diese fehlerhaften Signale nicht ausgelöst wird. Die Abtastwerte sollen einen zeitlichen Abstand auf­ weisen, der größer als die Anstiegsdauer einer Pulswelle des Patienten ist; vorzugsweise beträgt der zeitliche Abstand der Abtastwerte 200 bis 300 ms.
Durch eine zeitliche Begrenzung der Ausatmungsphase von z. B. 3 bis 4 s wird danach unabhängig von der Schaltauslösung durch das Gasflußsignal oder durch die Ableitung des Gas­ flußsignals in jedem Fall in die Einatmungsphase umgeschal­ tet. Dieses Verfahren führt zum Schalten in die Einatmungs­ phase auch z. B. in solchen Fällen, wenn eine so flache At­ mung vorhanden ist, daß die Werte der Gasflußkurve in der Einatmungsphase den niedrigen Schwellenwert NSE nicht errei­ chen.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wo­ bei unerwünschte Pulsschlagsignale, die von der Herztätig­ keit des Patienten herrühren, in der Atemgasflußkurve (t) erkannt werden können. Der Pulsschlag wirkt sich in Form einer Schwingung mit steilen Flanken und entsprechender Amplitude aus, die der Gasflußkurve überlagert ist. Wenn die Steilheit der Flanke und damit die 1. Ableitung dieses Signals den Schwellenwert für das Umschalten in die Einat­ mungsphase erreicht, kann vorzeitig ein unerwünschtes Um­ schalten in die Einatmungsphase erfolgen. Um ein solches fehlerhaftes Umschalten zu vermeiden, wird mit Hilfe des er­ findungsgemäßen Verfahrens ein Pulsschlagsignal P erkannt, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
max - min ≧ Δ p (1)
|tmax - tmin | ≦ Δtp (2)
max = lokales Maximum des Gasflusses,
min = lokales Minimum des Gasflusses,
tmax = Zeitpunkt des maximalen Gasflusses,
tmin = Zeitpunkt des minimalen Gasflusses,
ΔP = empirisch bestimmter Schwellenwert für die Änderung des Gasflusses infolge eines Pulsschlagsignals
Δtp = maximaler zeitlicher Abtand der aufeinanderfol­ genden Maxima und Minima des Pulsschlagsignals
Δp beträgt vorzugsweise 5 bis 30% des maximalen Gasflusses in der Einatmungsphase, Δtp beträgt vorzugsweise 400 bis 600 ms, besonders bevorzugt 500 ms.
Wenn die Bedingungen (1) und (2) erfüllt sind, so wird für 1 bis 3 Sekunden, vorzugsweise für 1,5 Sekunden die Umschalt­ möglichkeit in die Einatmungsphase außer Betrieb gesetzt, so daß ein irrtümliches Schalten verhindert wird.
Bei Anwendung des Verfahrens nach Fig. 3 in Verbindung mit dem Verfahren nach Fig. 4 wird bei Erfüllung der Bedingungen (1) und (2) das Verfahren nach Fig. 3 für einen bestimmten Zeitraum, vorzugsweise für 1 bis 3 s, besonders bevorzugt für 1,5 s, ausgesetzt.
Fig. 5 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform, wobei ein Kriterium für das Umschalten in die Einatmungs­ phase bei flacher Atmung dargestellt ist. Die Atemgasfluß­ kurve (t) zeigt im Falle der Flachatmung einen langsamen Anstieg des Gasflusses in der Einatmungsphase. Die Flachat­ mung führt zu einer geringen ersten Ableitung, wodurch der Schwellenwert für das Umschalten in die Einatmungsphase nicht erreicht wird. Erfindungsgemäß wird daher für die Be­ stimmung des Schaltvorganges die Atemgasflußkurve direkt herangezogen, und es erfolgt ein Umschalten von der Ausat­ mungs- in die Einatmungsphase, wenn der Atemgasfluß einen vorbestimmten Schwellenwert SIF erreicht hat. Dabei gilt:
SIF = 0 + Δ1 (3)
0 = Atemgasfluß beim letzten Umschalten in die Einat­ mungsphase vor dem Beginn der Flachatmung, insbeson­ dere beim Umschalten durch Auswerten der 1. Ablei­ tung des Atemgasflusses. In diesem Falle wird für die Ermittlung des Atemgasflusses 0 der Atemgasfluß beim letzten Umschalten durch die 1. Ableitung herangezogen.
Δ1 = empirisch bestimmter zusätzlicher Atemgasfluß in der Einatmungsphase, vorzugsweise 30%-60%, besonders bevorzugt 50%, des maximalen Gasflusses in der Ein­ atmungsphase bei normaler Atmung.
0 wird vor der letzten Einatmungsphase gemessen und gespei­ chert.
Die in den Fig. 4 und 5 dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsformen können vorzugsweise in Verbindung mit den in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Verfahren angewandt werden.
Bei der Verwendung des Verfahrens gemäß Fig. 5 bei einem Verfahren mit differentieller Auswertung der Atemgasfluß­ kurve für das Bestimmen der Ausatmungs- und Einatmungsphase, wird, wenn vorher kein Umschalten in die Einatmungsphase er­ folgt, nach 3 bis 5 s, vorzugsweise 4 s, das Verfahren auf eine direkte Auswertung der Atemgasflußkurve (t) umgeschal­ tet. Das Erreichen des Schwellenwertes SIF der Atemgasfluß­ kurve ist dann das Kriterium für das Umschalten in die Ein­ atmungsphase.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung für die Anwen­ dung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Claims (34)

1. Verfahren für das Schalten in die Ein- oder Ausatmungs­ phase (TI bzw. TE) in der CPAP-Therapie, wobei der Atem­ gasfluß () vom und zum Patienten nach der Zeit diffe­ renziert wird, wobei
nach dem Umschalten in die jeweilige Atmungsphase die erste Ableitung (d/dt) des Gasflusses () zuerst mit einem ersten hohen Schwellenwert (HSE, HSI) und an­ schließend mit einem zweiten niedrigen Schwellenwert (NSE, NSI) für eine Variation der ersten Ableitung ver­ glichen wird, wobei das Schalten in die jeweilige andere Atmungsphase dann erfolgt, wenn die erste Ableitung den zweiten Schwellenwert (NSE, NSI) erreicht hat.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zusätzlich zum Verglei­ chen der ersten Ableitung mit dem zweiten niedrigen Schwellenwert (NSE) in der Ausatmungsphase der zeitliche Verlauf des Gasflusses () in einer Folge von mindestens drei Abtastwerten (X1, X2, X3) abgetastet wird, wobei, wenn die beiden Bedingungen
X1 + Δ < X2 und X2 + Δ < X3
Δ = vorgegebener Zuwachs
erfüllt sind, beim Wert X3 das Schalten in die Einat­ mungsphase erfolgt, wenn nicht vorher bereits das Schal­ ten durch Vergleichen der ersten Ableitung mit dem nied­ rigen Schwellenwert (NSE) erfolgte.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Abtastwerte (X1, X2 und X3) einen zeitlichen Abstand aufweisen, der größer als die Anstiegsdauer einer Pulswelle des Patienten ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei der zeitliche Abstand der Abtastwerte (X1, X2 und X3) bevorzugt 200 bis 300 ms beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Zeitdauer (THS) des Vergleichens der ersten Ableitung mit dem hohen Schwellenwert (HSE, HSI) größer als die Zeitdauer (TNS) des Vergleichens mit dem niedrigen Schwellenwert (NSE, NSI) ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei in der Ausatmungsphase gilt:
TI s THS(E) < 4 s.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei bevorzugt
THS(E) ≧ 1,25 × TI
ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei in der Einatmungsphase gilt:
1,25 s ≦ THS(I) < 3 s.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei zu Be­ ginn der Ausatmungsphase eine Einatmung für 1 Sekunde lang verhindert wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Festsetzen des niedrigen Schwellenwertes (NSI) in der Einatmungsphase nur bei einem positiven Wert des Gas­ flusses () erfolgt und im gegenteiligen Fall das Ein­ setzen des Schwellenwertes (NSI) um jeweils 100 ms ver­ zögert wird, bis ein positiver Wert festgestellt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Festsetzen des niedrigen Schwellenwertes (NSe) in der Ausatmungsphase nur bei einem negativen Wert des Gas­ flusses () erfolgt und im gegenteiligen Fall das Ein­ setzen des Schwellenwertes (NSI) um jeweils 100 ms ver­ zögert wird, bis ein negativer Wert festgestellt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei wenn vorher kein Umschalten in Einatmungsphase erfolgt, die Ausatmungsphase vorzugsweise nach 3 bis 4 s abgebrochen und in die Einatmungsphase umgeschaltet wird.
13. Vorrichtung zum Schalten in die Ein- oder Ausatmungs­ phase (TI bzw. TE) in der CPAP-Therapie, wobei der Atem­ gasfluß () vom und zum Patienten nach der Zeit diffe­ renziert wird, wobei
nach dem Umschalten in die jeweilige Atmungsphase die erste Ableitung (dv/dt) des Glasflusses () zuerst mit einem ersten hohen Schwellenwert (HSe, HSI) und an­ schließend mit einem zweiten niedrigen Schwellenwert (NSE, NSI) für eine Variation der ersten Ableitung ver­ gleichen wird, wobei das Schalten in die jeweilige andere Atmungsphase dann erfolgt, wenn die erste Ablei­ tung den zweiten Schwellenwert (NSE, NSI) erreicht hat.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei zusätzlich zum Ver­ gleichen der ersten Ableitung mit dem zweiten niedrigen Schwellenwert (NSE) in der Ausatmungsphase der zeitliche Verlauf des Gasflusses () in einer Folge von mindestens drei Abtastwerten (X1, X2, X3) abgetastet wird, wobei, wenn die beiden Bedingungen
X1 + Δ < X2 und X2 + Δ < X3
Δ = vorgegebener Zuwachs
erfüllt sind, beim Wert X3 das Schalten in die Einat­ mungsphase erfolgt, wenn nicht vorher bereits das Schal­ ten durch Vergleichen der ersten Ableitung mit dem nied­ rigen Schwellenwert (NSE) erfolgte.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Abtastwerte (X1, X2 und X3) einen zeitlichen Abtand aufweisen, der größer als die Anstiegsdauer einer Pulswelle des Patienten ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, wobei der zeitli­ che Abstand der Abtastwerte (X1, X2 und X3) bevorzugt 200 bis 300 ms beträgt.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die Zeitdauer (THS) des Vergleichens der ersten Ablei­ tung mit dem hohen Schwellenwert (HSE, NSI) ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei in der Ausatmungs­ phase gilt:
TI ≦ THS(E) < 4 s.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei bevorzugt
THS(E) ≧ 1,25 × TI
ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, wobei in der Einatmungsphase gilt:
1,25 s ≦ THS(I) < 3 s.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, wobei zu Beginn der Ausatmungsphase eine Einatmung für 1 Sekunde lang verhindert wird.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 21, wobei das Festsetzen des niedrigen Schwellenwertes (NSI) in der Einatmungsphase nur bei einem positiven Wert des Gasflusses () erfolgt und im gegenteiligen Fall das Einsetzen des Schwellenwertes (NSI) um jeweils 100 ms verzögert wird, bis ein positiver Wert festgestellt wird.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 22, wobei das Fest setzen des niedrigen Schwellenwertes (NSE) in der Ausatmungsphase nur bei einem negativen Wert des, Gasflusses () erfolgt und im gegenteiligen Fall das Einsetzen des Schwellenwertes (NSE) um jeweils 100 ms verzögert wird, bis ein negativer Wert festgestellt wird.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 23, wobei, wenn vorher kein Umschalten in die Einatmungsphase er­ folgt, die Ausatmungsphase vorzugsweise nach 4 s abge­ brochen und in die Einatmungsphase umgeschaltet wird.
25. Verfahren zum Erkennen von Pulsschlagsignalen (P) in der CPAP-Therapie, wobei ein Signal der Gasflußkurve (t) dann als Pulsschlagsignal (P) erkannt wird, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
  • (a) max - min ≧ ΔP, und
  • (b) |tmax - tmin | ≦ Δtp
    max = lokales Maximum des Gasflusses
    min = lokales Minimum des Gasflusses
    tmax = Zeitpunkt des maximalen Gasflusses,
    tmin = Zeitpunkt des minimalen Gasflusses
    Δp = empirisch bestimmter Schwellenwert für die Ände­ rung des Gasflusses infolge eines Pulsschlag­ signals, vorzugsweise 5 bis 30% des maximalen Gasflusses in der Einatmungsphase;
    Δtp = maximaler zeitlicher Abstand der aufeinanderfol­ genden Maxima und Minima des Pulsschlagsignals, vorzugsweise 400 bis 600 ms.
26. Verfahren nach Anspruch 25, wobei nach dem Erkennen des Pulsschlagsignals (P) ein Umschalten in die Einatmungs­ phase für ein vorbestimmtes Zeitintervall verhindert wird.
27. Verfahren nach Anspruch 26, wobei das vorbestimmte Zeit­ intervall 1 bis 2, vorzugsweise 1,5 s, beträgt.
28. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 25 bis 27 in Verbindung mit dem Verfahren nach einem der An­ sprüche 1 bis 12.
29. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 25 bis 27.
30. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 29 in der Vor­ richtung nach einem der Ansprüche 13 bis 24.
31. Verfahren zum Umschalten in die Einatmungsphase in der CPAP-Therapie bei flacher Atmung, wobei ein Umschalten von der Ausatmungsphase in die Einatmungsphase dann er­ folgt, wenn der Atemgasfluß einen vorbestimmten Schwellenwert SIF erreicht.
32. Verfahren nach Anspruch 31, wobei gilt:
SIF = 0 + ΔI
0 = Atemgasfluß beim letzten Umschalten in die Ein­ atmungsphase vor dem Beginn der Flachatmung, insbesondere beim Umschalten durch Auswerten der 1. Ableitung des Atemgasflusses. In diesem Falle wird für die Ermittlung des Atemgasflusses 0 der Atemgasfluß beim letzten Umschalten durch die 1. Ableitung herangezogen.
ΔI = empirisch bestimmter zusätzlicher Atemgasfluß in der Einatmungsphase, vorzugsweise 30%-60%, besonders bevorzugt 50%, des maximalen Gasflus­ ses in der Einatmungsphase bei normaler Atmung.
33. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 31 oder 32 in Verbindung mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und 25 bis 27, wobei, wenn vorher kein Umschalten in die Einatmungsphase erfolgt, die Ausatmungsphase nach 3 bis 5 s, vorzugsweise 4 s, das Umschalten in die Ein­ atmungsphase mittels des Verfahrens nach Anspruch 31 oder 32 erfolgt.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10031079A1 (de) * 2000-06-30 2002-02-07 Map Gmbh Vorrichtung zur Erfassung der Atmungsstätigkeit einer Person sowie Vorrichtung zur Vorgabe physikalischer Parameter bei der Zufuhr eines Atemgases
CN109513079A (zh) * 2017-09-20 2019-03-26 德尔格制造股份两合公司 用于运行人工呼吸仪器的方法和根据所述方法工作的人工呼吸仪器

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Computers and Biomedical Research 2,411-429(1969) *
IEEE Transactions on Biomedical Engineering, Vol. BME-19, No. 1, Jannuary 1972, pp 47-53 *
IEEE Transactions on Biomedical Engineering, Vol. BME-34, No. 6, June 1987, pp. 437-443 *
Int. J. Control,1992, Vol. 56, No. 5,pp 1039-1057 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10031079A1 (de) * 2000-06-30 2002-02-07 Map Gmbh Vorrichtung zur Erfassung der Atmungsstätigkeit einer Person sowie Vorrichtung zur Vorgabe physikalischer Parameter bei der Zufuhr eines Atemgases
US7089936B2 (en) 2000-06-30 2006-08-15 Map Medizin-Technologie Gmbh Device for detecting the respiratory activity of a person
US7934500B2 (en) 2000-06-30 2011-05-03 Map Medizin-Technologie Gmbh Method and apparatus for detecting the respiratory activity of a person
US8408205B2 (en) 2000-06-30 2013-04-02 Resmed R&D Germany Gmbh Method and apparatus for detecting the respiratory activity of a person
CN109513079A (zh) * 2017-09-20 2019-03-26 德尔格制造股份两合公司 用于运行人工呼吸仪器的方法和根据所述方法工作的人工呼吸仪器

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