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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuermodul für ein vorzugsweise portables Sauerstoffversorgungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Sauerstoffversorgungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13.
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Technologischer Hintergrund
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Personen, die unter Lungenerkrankungen leiden, haben oft chronischen Sauerstoffmangel (Hypoxämie). Die Lunge ist nicht mehr in der Lage, genug Sauerstoff aufzunehmen, um die restlichen Organe kontinuierlich und in ausreichendem Maße mit dem lebenswichtigen Element zu versorgen. Lässt sich der chronische Sauerstoffmangel mit Medikamenten oder anderen Behandlungsmethoden nicht mehr beheben, hilft nur noch die sogenannte Sauerstofftherapie. Vor allem Krankheiten wie COPD, das Lungenemphysem, die Lungenfibrose, die cystische Fibrose oder wiederkehrende Lungenembolien, machen eine Langzeit-Sauerstofftherapie notwendig. Solche Patienten („Sauerstoffpatienten“) sind auf ein mobiles Sauerstoffsystem angewiesen und müssen sowohl ihren Heimaufenthalt als auch ihren Urlaub so gestalten, dass die Zufuhr von Sauerstoff stets lückenlos gedeckt ist. Gerade bei Flugreisen müssen Sauerstoffpatienten dafür sorgen, dass entsprechende Sauerstoffsysteme vorhanden sind.
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Flugzeugkabinen weisen üblicherweise einen abgesenkten Kabinendruck auf. Allein durch den Sauerstoffgehalt des Kabineninneren ist eine Versorgung derartiger Patienten nicht möglich. Entsprechende mobile Sauerstoffsysteme sind daher in der Lage, einem Sauerstoffpatienten auch längere Flugreisen zu ermöglichen.
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Andererseits besteht ein Bedürfnis dahingehend, dass mobile Sauerstoffsysteme besonders platzsparend, gut handhabbar und leicht sein sollen. Zudem soll der Sauerstoffverbrauch durch den Sauerstoffpatienten möglichst optimiert sein. Infolgedessen gibt es Bestrebungen einer möglichst optimalen Sauerstoffversorgung eines Sauerstoffpatienten einerseits sowie eines möglichst kompakten, leicht zu handhabenden mobilen Sauerstoffsystems andererseits.
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Nächstliegender Stand der Technik
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Ein Steuermodul gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der
US 6 220 244 B1 bekannt. Neben einem Inspirations- Drucksensor umfasst dieses bekannte Gerät ein Barometer zur Erfassung des absoluten Druckes. Hierdurch kann z. B. bei einer Reduzierung des absoluten Druckes, beispielsweise bei großer Höhe oder in einer Flugzeugkabine mit üblicherweise abgesenktem Kabinendruck, die dem Patienten zuzuführende Sauerstoffmenge entsprechend angepasst werden. Allerdings reagieren Menschen bei Höhe bzw. reduziertem Kabinendruck häufig individuell sehr unterschiedlich, was insbesondere von der von Person zu Person unterschiedlichen Durchblutung der Gefäße, dem Allgemeinzustand der Person etc. abhängt.
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Aus der
DE 10 2007 042 153 A1 ist eine Vorrichtung zur mobilen Notfall-Versorgung eines an Kohlenmonoxid-Vergiftung leidenden Patienten bekannt. Bei Kohlenmonoxid-Vergiftung wird als Standardtherapie eine sofortige längerfristige möglichst intensive Beatmung des Patienten mit erhöhter Sauerstoffkonzentration vorgenommen. Die Vorrichtung umfasst im Wesentlichen eine Sauerstoffflasche, einen Druckminderer, ein Beatmungsgerät, ein Messgerät zur Erfassung des Kohlenmonoxids im Blut sowie einen Applikator in Form einer Maske oder eines Tubus. In Abhängigkeit des erfassten Kohlenmonoxids im Blut kann die Dosis an zugeführtem Sauerstoff erhöht werden. Bei dieser bekannten Vorrichtung erfolgt jedoch keine Steuerung der Beatmung sondern lediglich eine additive Zugabe von Sauerstoff, um zum Abbau des Kohlenmonoxids den Sauerstoffanteil im Blut des Patienten anzureichern. Folglich umfasst diese Vorrichtung kein Inspirations-Demandventil zur Steuerung der Spontanatmung.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein gattungsgemäßes Steuermodul für ein vorzugsweise portables Sauerstoffversorgungssystem sowie ein entsprechendes Sauerstoffversorgungssystem zu Verfügung zu stellen, mit dem eine verbesserte Sauerstoffversorgung erzielbar ist.
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Lösung der Aufgabe
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Die Aufgabe wird durch ein Steuermodul gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch ein Sauerstoffversorgungssystem gemäß den Merkmalen des Anspruchs gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht.
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Dadurch, dass gemäß dem neuartigen Steuermodul der Sauerstoffgehalt, vorzugsweise der Sauerstoffsättigungswert,
im Blut der zu therapierenden Person ständig überwacht und als zusätzliche Steuervariable zur Versorgung des Patienten mit Sauerstoff während seiner Einatemphase verwendet wird, kann im Gegensatz zum Stand der Technik die „individuelle Sauerstoffsituation“ des Patienten permanent als Basis der Sauerstoffversorgung herangezogen werden. Die Idee ermöglicht es, ein sogenanntes „Closed-Loop-System“ in Bezug auf die Zuführung von Sauerstoff während der Spontanatmung des Patienten zu realisieren. Indirekte Messungen, wie z.B. die Messung des absoluten Drucks, und die damit zusammenhängenden Unsicherheiten können daher entfallen. Aufgrund des erfindungsgemäßen Steuermoduls ist das Sauerstoffversorgungssystem in der Lage, auf individuelle Patientenzustände, z.B. Patienten mit Blutgefäßerkrankungen, Patienten, die unter Medikamenten stehen etc., zu reagieren. Hierdurch wird die Sicherheit des Patienten in Druckkabinen von Flugzeugen während Flügen erheblich erhöht. Das Steuermodul ermöglicht es darüber hinaus, langzeitige, gezielt angepasste, Sauerstofftherapien vorzunehmen.
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Bei dem ersten und zweiten Eingang der Steuerungseinrichtung kann es sich um zwei physikalisch getrennte Eingänge handeln, die mit voneinander getrennten Signalzuleitungen in Verbindung stehen. Alternativ kann der erste sowie zweite Eingang auch in Form zweier logischer Eingänge der Steuerungseinrichtung realisiert sein. Physikalisch handelt es sich hierbei um einen einzigen Eingang, wobei das empfangene Signal hierbei durch eine wirksam werdende logische Schaltung oder Zuordnung, beispielsweise mittels einer speziellen Adressierung, weiterverarbeitet wird.
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Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung kann die Atemfrequenz der zu therapierenden Person, vorzugsweise über den Inspirationsdrucksensor, zusätzlich ermittelt und als drittes Steuersignal bei der Steuerung der Ventileinheit miteinbezogen werden.
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Zweckmäßigerweise wird das zweite Steuersignal dazu herangezogen, den sogenannten Sauerstoffbolus (d.h. die Sauerstoffmenge pro Zeiteinheit) während der Spontanatmung zu steuern, d.h. zu variieren. Entsprechend kann somit die Sauerstoffmenge während einer Zeiteinheit in Abhängigkeit des gemessenen Wertes der Sauerstoffsättigung im Blut des Patienten angepasst werden.
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Vorzugsweise kann auf der Grundlage des zweiten Steuersignals die Dauer des Sauerstoff-Inspirationsflows während der Inspirationsphase einer Atemperiode bei Spontanatmung verändert werden. Anders ausgedrückt, kann die in einem Atemzyklus bzw. während der Insufflation zugeführte Sauerstoffmenge je nach Bedarf vergrößert oder verkleinert werden.
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Dadurch, dass der Sauerstoff-Inspirationsflow pro Zeiteinheit lediglich einen Teilbereich der Insufflation abdeckt, innerhalb dieses Teilbereichs ein Sauerstoff-Inspirations-Grundflow vorgegeben ist und ausgehend von dem Sauerstoff-Inspirations-Grundflow die Dauer des Sauerstoff-Inspirationsflows auf der Grundlage des zweiten Steuersignals anhebbar und/oder absenkbar ist, wird eine optimale Effektivität im Hinblick auf den individuellen Sauerstoffverbrauch fast ohne Totraumventilation
erreicht. Hierdurch wird eine optimale Sauerstoffnutzung erzielt,
ohne dass Sauerstoff ungenutzt verbraucht wird. Daraus resultiert der Vorteil, dass das Sauerstoffversorgungssystem besonders kompakt ausgebildet sein kann.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Teilbereich der Insufflation, der durch die Sauerstoff-Inspirationsflow pro Zeiteinheit abgedeckt ist, lediglich maximal 35%, vorzugsweise mindestens maximal 30%, besonders vorzugsweise mindestens maximal 25% des gesamten Bereichs der Insufflation beträgt.
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Des Weiteren ist zweckmäßigerweise zur Regelung bzw. zur Steuerung der Ventileinheit ein Sauerstoffgehalt-Sollwert vorgegeben, den es gilt, durch die Steuerungsmaßnahmen und der hierdurch bedingten erhöhten Zugabe von Sauerstoff einzustellen.
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Vorzugsweise beträgt der Sauerstoffgehalt-Sollwert mindestens 90%.
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Das zweite Steuersignal stammt vorzugsweise von einem nicht invasiv arbeitenden Sauerstoffsensor, der patientenseitig angeordnet ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Sensor um ein sogenanntes Pulsoximeter, welches beispielsweise an einem Finger oder dergleichen angreift. Hiermit kann der
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Alternativ kann auch ein transkutaner oder subkutaner Sauerstoffsensor zur Erzeugung des zweiten Steuersignals zum Einsatz kommen. Mit derartigen Sauerstoffsensoren kann nicht nur der Sättigungswert sondern der genaue Sauerstoffgehalt im Blut ermittelt werden. Dies hat wiederum zum Vorteil, dass gleichzeitig nützliche Patientendaten generiert werden können.
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Je nach Anwendungsfall kann die Übertragung des zweiten Steuersignals von dem Sauerstoffsensor hin zur Steuerungseinrichtung über eine, vorzugsweise elektrische, Signalleitung erfolgen.
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Alternativ besteht die Möglichkeit, dass das Steuermodul ein Funk-Empfangsteil, vorzugsweise für den Nahfunkbereich, wie z.B. Bluetooth oder dergleichen, aufweist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Sauerstoffversorgungssystem, vorzugsweise in portabler Ausführung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 15.
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Zur Lösung der vorstehenden Aufgabe umfasst das Sauerstoffversorgungssystem ein Steuermodul gemäß mindestens einem der Ansprüche 1-14. Das Sauerstoffversorgungssystem gemäß der Erfindung ist hierdurch in der Lage, zum einen eine sehr genaue, patientenindividualisierte Sauerstoffversorgung durchzuführen, zum anderen aufgrund der optimalen Sauerstoffverwertung, ohne dass zusätzlicher Sauerstoff ohne Wirkung verbraucht wird, die Abmessungen des Sauerstoffversorgungssystems zu verringern.
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Ferner kann der nicht invasiv arbeitende Sensor, z.B. das Pulsoximeter, mit einem Funk-Sendeteil ausgestattet sein. Konkret kann es sich hierbei um ein Funk-Sendeteil für den sogenannten Nahfunkbereich, wie z.B. Bluetooth, handeln.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn als Sauerstoffflasche eine solche zum Einsatz kommt, welche eine Befüllung mit einem Mindestdruck von 300bar enthält.
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Ferner kann, vorzugsweise am oder im Bereich des Steuermoduls, ein (weiterer) Druckregler vorgesehen sein, mit dem der Druck sowie Flow Patienten-bedarfsgerecht eingestellt werden kann.
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Als Sauerstoffquelle ist bzw. sind eine handportable Sauerstoffflasche mit gasförmigem Sauerstoff und/oder ein ebenfalls handportabler Thermobehälter mit Flüssigsauerstoff vorgesehen.
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Beschreibung der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
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Im Anschluss werden zweckmäßige Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sauerstoffversorgungssystems in stark vereinfachter, schematischer Darstellungsweise;
- 2 eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sauerstoffversorgungssystems in stark vereinfachter, schematischer Darstellungsweise;
- 3 eine stark vereinfachte schematische Darstellung einer Atemperiode bei Anwendung des erfindungsgemäßen Steuermoduls;
- 4 eine Gegenüberstellung des Verlaufs des gemessenen SPO2-Werts, des gemessenen ΔP-Werts sowie des sich jeweils einstellenden Sauerstoffflows sowie
- 5 eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sauerstoffversorgungssystems in stark vereinfachter, schematischer Darstellungsweise.
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Bezugsziffer 1 in 1 bezeichnet ein Sauerstoffversorgungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung in seiner Gesamtheit. Es handelt sich hierbei um ein Sauerstoffversorgungssystem zur Sauerstoffversorgung von Personen, die insbesondere unter chronischem Sauerstoffmangel (Hypoxämie) leiden. Das Sauerstoffversorgungssystem 1 ist mobil bzw. portabel, d.h. es kann in einer Tasche oder dergleichen von der betreffenden Person getragen bzw. mitgeführt werden. Ebenso ist es geeignet, für den sogenannten Homecare-Bereich verwendet zu werden. Das Sauerstoffversorgungssystem 1 umfasst eine autarke Sauerstoffquelle, insbesondere in Form einer Sauerstoffflasche 3, in der Sauerstoff unter hohem Druck (≥ 300 bar) bevorratet ist. Die Sauerstoffflasche 3 des erfindungsgemäßen Sauerstoffversorgungssystems 1 besteht vorzugsweise aus Carbon. Bei dem Sauerstoff handelt es sich um medizinischen Sauerstoff von 100% oder in einem Bereich von 100% bis 95%. Alternativ kann Sauerstoff aus einem mobilen Thermobehälter 20 mit Flüssigsauerstoff, der über ein Ventil 21 verfügt zugeführt werden.
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Das Sauerstoffversorgungssystem 1 umfasst des Weiteren als funktionelle Einheit ein Steuermodul 2, welches dazu vorgesehen ist, den Sauerstoff-Inspirationsflow hin zur zu behandelnden Person zu steuern, wobei die zu behandelnde Person gleichzeitig spontan atmet. Mit anderen Worten: Das Steuermodul 2 steuert eine erhöhte Zufuhr von Sauerstoff zusätzlich zu dem Rest von Atemgas, welches die Person gegebenenfalls aus der Umgebung einatmet. Das Steuermodul 2 kann hierbei vorzugsweise in einer (nicht dargestellten) Tasche oder dergleichen von der zu behandelnden Person (sogar auch am Körper) mitgeführt werden.
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Das Steuermodul 2 umfasst eine Steuerungseinrichtung 7, z.B. in Form eines Prozessors, Mikrocontrollers oder dergleichen. Ferner ist zum Betrieb des Steuerungsmoduls
eine elektrische Energiequelle 6 in Form eines aufladbaren Akkus oder einer Batterie vorgesehen. Das Steuermodul 2 kann zudem über ein Display 15 und/oder über eine Eingabevorrichtung 16 in Form von Tasten, TouchScreen oder dergleichen verfügen.
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Bezugsziffer 8 bezeichnet eine Ventileinheit mit einem Ventileinlass 8a sowie einem Ventilauslass 8b. Der Ventileinlass 8a steht übereinen, vorzugsweise angeflanschten, Minidruckregler 4a mit der Sauerstoffflasche 3 über eine Sauerstoff-Einspeiseleitung 13 bzw. mit dem mobilen Thermobehälter 20 über eine Sauerstoff-Einspeiseleitung 22 in Verbindung. Das andere Ende der Sauerstoff-Einspeiseleitung 13 steht mit einem Druckregler 4 an der Sauerstoffflasche 3 in Verbindung. Der Druckregler 4 reduziert den Druck des Sauerstoffs vom Flaschendruck (z.B. 300 bar) auf einen reduzierten Druck (z.B. 5 bar) am Ausgang des Druckreglers 4. Die Sauerstoffflasche 3 weist im Kopfbereich derselben ein Ventil mit einem Handrad zum Öffnen und Schließen der Sauerstoffflasche 3 auf. Der Druckregler 4 umfasst ebenfalls ein mit einem Handrad zu betätigendes Ventil zum Öffnen und Schließen des Druckreglers 4 sowie des Weiteren eine Anzeige des Drucks und/oder Sauerstoff-Flows (z.B. 9 Liter/Minute). Wird das Steuermodul 2 über die Sauerstoff-Einspeiseleitung 22 mit dem Thermobehälter 20 verbunden, so kann der Patient alternativ mit Sauerstoff aus einer Flüssigkeitssauerstoffquelle versorgt werden.
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Am Ventileinlass 8a des Ventils 8 steht bei geöffnetem flaschenseitigen Druckregler 4, geöffnetem
Flaschenventil sowie geöffneten Steuermodul-seitigen Druckregler 4a Sauerstoff mit einem Druck von z.B. 1 bar an und
bedingt (bei Durchfluss) einen Sauerstoff-Flow von z.B. 9 Liter pro Minute.
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Der Ventilausgang 8b ist über eine Sauerstoff-Zuführleitung 19 mit einer Applikationsvorrichtung, z.B. einer Nasenbrille 14, verbunden.
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Die Steuerungseinrichtung 7 des Steuermoduls 2 umfasst einen ersten Eingang 10a, der mit dem Inspirationsdrucksensor 9 verbunden ist. Der Inspirationsdrucksensor 9 erfasst Druckänderungen und erzeugt auf der Basis der erfassten Druckänderungen ein erstes Steuersignal, welches der Steuerungseinrichtung 7 über den ersten Eingang 10a zugeführt wird. Aus diesem Grund ist der Inspirationsdrucksensor 9 in die Strömungsverbindung der Nasenbrille 14 und dem Ventil 8 eingebunden, um eine durch Beginn der Inspiration begründete Druckänderung zu detektieren. Hierdurch wird das erste Steuersignal generiert und der Steuerungseinrichtung 7 zugeführt, woraufhin letztere das Ventil 8 auf Durchlass DL schaltet, sodass Sauerstoff aus der Sauerstoffflasche 3 über die Sauerstoff-Einspeiseleitung 13 das Ventil 8 über den Ventilausgang 8b verlässt und über die Sauerstoff-Zuführleitung 19 und Nasenbrille 14 die zu behandelnde Person mit Sauerstoff versorgt. Nach einer vorgegebenen Zeit, die vorzugsweise vor dem Abschluss der Inspiration endet, schaltet die Steuerungseinrichtung 7 das Ventil 8 auf Nichtdurchlass NDL, sodass die Sauerstoffzufuhr zum Patienten unterbrochen wird. Dieser Vorgang wiederholt sich für jede Atemperiode kontinuierlich. Auf diese Weise wird die zu therapierende Person im Rahmen ihrer Spontanatmung über einen Anfangsbereich der Inspiration mit Sauerstoff versorgt, wodurch der Sauerstoffbedarf der Person über längere Zeit hin gedeckt werden kann. Zunächst kann die Steuerungseinrichtung das Ventil ON/OFF schalten.
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Erfindungsgemäß umfasst die Steuerungseinrichtung 7 einen zweiten Eingang 10b für ein zweites Steuersignal, welches auf dem Sauerstoffsättigungswert (SPO2) im Blut der zu therapierenden Person beruht. Hierzu ist an der Person ein vorzugsweise nicht invasiv arbeitender Sensor, insbesondere ein sogenanntes Pulsoximeter 5, appliziert, wodurch der Sauerstoffsättigungsgehalt im Blut der Person festgestellt und der Steuerungseinrichtung 7 über den zweiten Eingang 10b zugeführt werden kann.
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Bei dem in 1 gezeigten Beispiel befindet sich das Pulsoximeter 5 am Zeigefinger der zu therapierenden Person, wobei die Ermittlung der Sauerstoffsättigung im Blut (Arterie) über die Messung der Lichtabsorption bzw. Lichtremission bei Durchleuchtung der Haut erfolgt. Zur Verbindung dient bei der in 1 gezeigten Ausgestaltung eine elektrische Signalleitung 11.
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Gemäß der in 2 gezeigten, weiteren Ausgestaltung kann zwischen dem Steuermodul 2 und dem Pulsoximeter 5 auch eine Funkverbindung 12, vorzugsweise eine Nahreichweiten-Funkverbindung, wie z.B. Bluetooth oder dergleichen, vorgesehen sein. In diesem Fall verfügt das Steuermodul 2 über ein Funk-Empfangsteil 17, welches mit dem zweiten Eingang 10b der Steuerungseinrichtung 7 kommuniziert. Entsprechend verfügt das Pulsoximeter 5 über ein Funk-Sendeteil 18.
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Bei dem ersten und zweiten Eingang 10a, 10b der Steuerungseinrichtung 7 kann es sich um zwei physikalisch getrennte Eingänge handeln, die mit zwei voneinander getrennten Signalzuleitungen in Verbindung stehen. Alternativ kann der erste sowie zweite Eingang 10a, 10b auch in Form zweier logischer Eingänge der Steuerungseinrichtung 7 realisiert sein, wobei hierbei lediglich eine logische Schaltung oder Zuordnung, beispielsweise durch eine spezielle Adressierung, erfolgen muss.
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Die Funktionsweise des Steuermoduls wird anhand von 3 nachstehend näher erläutert. 3 zeigt in stark vereinfachter, schematischer Darstellung eine einzige Atemperiode, welche näherungsweise mit einer Sinusschwingung vergleichbar ist. Die Atemperiode teilt sich auf in den Bereich der Inspiration sowie den Bereich der Expiration. Im Rahmen der Inspiration findet die sogenannte Sauerstoff-Insufflation statt, d.h. die Befüllung und das Aufblähen der Lungenhohlräume (Alveolen).
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Gemäß der Erfindung wird lediglich innerhalb eines Teilbereichs TB der Insufflation im Rahmen der Steuerung des Sauerstoffversorgungssystems 1 Sauerstoff zugeführt. Dieser Teilbereich TB beträgt ca. 20% der Inspiration. Dies führt dazu, dass ein Großteil des zugeführten Sauerstoffs wirksam appliziert werden kann, ohne dass sich eine sogenannte Totraumventilation vergrößert. Dieser Bereich ist in 3 punktiert dargestellt. Mithilfe des neuartigen Steuermoduls wird dieser Bereich nunmehr situationsabhängig innerhalb eines vorgegebenen Bereichs ΔTB verschoben und zwar entweder nach rechts oder nach links in 3. Nach rechts in 3 bedeutet, dass Sauerstoff in jeder Atemperiode vermehrt zugeführt wird, als dies im Normalfall (TB) der Fall ist). Damit kann der gesteigerte Sauerstoffbedarf des Patienten ausgeglichen werden. Ebenso ist es auch möglich, dass das Steuermodul 2 den Teilbereich TB der Zuführung von Sauerstoff in einen Bereich <TB zurückfährt, beispielsweise wenn die zu therapierende Person schläft. Auf diese Art und Weise wird zum einen situationsbedingt ein erhöhter Sauerstoffanteil zugeführt bzw. der Sauerstoffzuführungsanteil reduziert, falls gerade ein geringerer Anteil benötigt wird. Daraus resultiert eine sehr effektive Nutzung des Sauerstoff über die Zeiteinheit, was wiederum dazu führt, dass das erfindungsgemäße Sauerstoffversorgungssystem 1 besonders leicht, kompakt und handlich ausgeführt sein kann.
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Die Darstellung gemäß 4 zeigt die „Closed-Loop“-Steuerung der Sauerstoffzuführung durch das erfindungsgemäße Steuermodul 2 in der zeitlichen Abfolge. Gemäß der obersten Darstellung ist in dem System ein Sollwert für die Sauerstoffsättigung im Blut von z. B. 94% vorgegeben, d.h. die Sauerstoffsättigung im Blut des Patienten soll nicht unter den Sollwert von z. B. 94% fallen. Die obere Kurve zeigt schematisiert die von dem Pulsoximeter 5 erfasste und der Steuerungseinrichtung 7 des Steuermoduls 2 zugeführte Sauerstoffsättigung im Blut der zu therapierenden Person.
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Die darunter befindliche Grafik zeigt den Verlauf des Druckunterschieds ΔP, der von dem Inspirationsdrucksensor 9 erfasst wird. Zu Beginn einer jeden Atemperiode erfasst der Inspirationsdrucksensor 9 eine durch den Beginn des Einatemvorgangs sich ergebende negative Druckdifferenz, woraufhin die Steuerungseinrichtung 7 das Ventil 8 auf Durchlass DL schaltet, wodurch sich ein Sauerstoff-Flow von z.B. 9,0 Liter/Minute einstellt (siehe untere Grafik). Nach einer vorgegebenen Zeit wird der Sauerstoff-Flow von Steuermodul 2 abgeschaltet. Wie aus 4 gut zu erkennen ist, wird für den Fall, dass das System ein Abnehmen der Sauerstoffkonzentration im Blut erfasst, die Zeit, während der der Sauerstoff-Flow aktiv erfolgt, vergrößert. Hierdurch wird dem Patienten vermehrt Sauerstoff im Rahmen der Spontanatmung zugeführt. Sobald sich die Sauerstoffkonzentration wieder auf den vorgegebenen Sollwert von 94% eingestellt hat, wird die Dauer des Sauerstoff-Flows wieder auf den Ausgangszeitbereich zurückgefahren. Bei dem erfindungsgemäßen Sauerstoffversorgungssystem handelt es sich folglich um ein sogenanntes „Closed-Loop“-Verfahren, welches es ermöglicht, die Sauerstoffzufuhr personenindividuell situationsabhängig zu regeln, ohne dass es den vorgegebenen Sollwert von 94% unterschreitet. Sogar eine Situation, bei der die individuelle, zu versorgende Person, beispielsweise aufgrund einer individuellen plötzlich auftretenden Krankheit oder Schwäche, eine reduzierte Sauerstoffsättigungskonzentration im Blut erfährt, würde das erfindungsgemäße Sauerstoffversorgungssystem reagieren und dieser Person vermehrt Sauerstoff zuführen.
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Bei der weiteren Ausgestaltung gemäß 5 wird an Stelle eines Pulsoximeters 5 ein transkutaner Sauerstoffsensor 5a verwendet, der sich auf der Haut des Patienten befindet und durch die Haut des Patienten hindurch den tatsächlichen Sauerstoffgehalt im Blut des Patienten erfasst. Anstelle des transkutanen Sauerstoffsensors 5a kann auch ein subkutaner Sauerstoffsensor 5b verwendet werden, welcher unter der Haut des Patienten untergebracht ist und ebenfalls den tatsächlichen Sauerstoffgehalt im Blut des Patienten erfasst. Beide Möglichkeiten sind in 5 alternativ dargestellt. Die Signalübertragung erfolgt über die Signalleitung. Die Signalübertragung kann aber auch auf dem in 2 gezeigten Weg erfolgen. Die weiteren Merkmale der Ausgestaltung gemäß 5 entsprechen denen der Ausgestaltungen nach 1 und 2. Für die Steuerung gemäß 3 und 4 gilt entsprechendes.
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Die Erfindung stellt daher einen ganz besonderen Beitrag auf dem einschlägigen Bereich der Technik dar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sauerstoffversorgungssystem
- 2
- Steuermodul
- 3
- Sauerstoffflasche mit gasförmigem Sauerstoff
- 4
- Druckregler
- 4a
- Mini-Druckregler
- 5
- Pulsoximeter
- 5a
- transkutaner Sauerstoffsensor
- 5b
- subkutaner Sauerstoffsensor
- 6
- Energiequelle
- 7
- Steuerungseinrichtung
- 8
- Ventil
- 8a
- Ventileinlass
- 8b
- Ventilauslass
- 9
- Inspirationsdrucksensor
- 10a
- erster Eingang an der Steuerungseinrichtung
- 10b
- zweiter Eingang an der Steuerungseinrichtung
- 11
- Signalleitung
- 12
- Funkverbindung
- 13
- Sauerstoff-Einspeiseleitung mit gasförmigem Sauerstoff
- 14
- Nasenbrille
- 15
- Display
- 16
- Eingabevorrichtung
- 17
- Funk-Empfangsteil an Steuerungseinrichtung
- 18
- Funk-Sendeteil an Pulsoximeter
- 19
- Sauerstoff-Zuführleitung
- 20
- Mobiler Thermobehälter mit Flüssigsauerstoff
- 21
- Ventil zur Entnahme von Flüssigsauerstoff
- 22
- Sauerstoff-Einspeiseleitung von Flüssigsauerstoffquelle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 6220244 B1 [0005]
- DE 102007042153 A1 [0006]
