DE60101969T2

DE60101969T2 - Gerät zur Erkennung der Anwesenheit von Sekretionen in den Atmungsorganen eines Patienten

Info

Publication number: DE60101969T2
Application number: DE60101969T
Authority: DE
Inventors: Iacopo Comanducci
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2021-11-30
Also published as: CA2463385C; EP1330983A1; WO2003045250A3; CA2463385A1; EP1330983B1; KR20040054762A; ES2210117T3; AU2002351967A1; JP2005510282A; US7691070B2; CN1638697A; DE60101969D1; US20050043607A1; ATE258764T1; CN100415174C; WO2003045250A2

Description

Gerät zur Erkennung der Anwesenheit von Sekretionen im Atmungsapparat eines Patienten.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Erkennung der Anwesenheit von Sekretionen im Atmungsapparat eines Patienten.
Insbesondere ist das Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung dazu bereitgestellt,. für Patienten verwendet zu werden, die mit Atmungsersatz versehen sind und/oder künstlich mit den bekannten Beatmungsmodalitäten beatmet werden oder in der Beatmung durch Vorrichtungen zur spontanen Belüftung" mit Sauerstoffanreicherung unterstützt werden.
Wie bekannt haben die künstlich beatmeten Patienten (insbesondere solche, die sich unter einer Intensivtherapie befinden) die Schwierigkeit, die Sekretionen aus den Atmungswegen zu beseitigen.
Es ist daher notwendig, dass das Personal der ärztlichen Betreuung und/oder Krankenpflege vorsieht, dass die genannten Sekretionen über eine Prozedur entfernt werden, die Tracheobroncho-Atmung genannt wird. Eine solche Prozedur besteht in der Einführung eines Schlauches (Ansaugsonde) innerhalb der Luftwege des Patienten und in der Ansaugung der anwesenden Sekretionen, wobei so dem Patienten erlaubt wird, einwandfrei beatmet zu werden.
Es ist von großer Bedeutung, dass die genannte Prozedur nur in den Augenblicken durchgeführt, in denen sie effektiv erforderlich ist; die Tacheobronco-Atmung stellt auch einen Risikofaktor wegen des Auftretens von Komplikationen wie Hypoxämie, Atalektasie, Kardioarythmie, Traumas der Luftwege, Bronchospasma, Husten, Zunahme des Zwischenschädeldruckes und Infektionen.
Daraus folgt, dass das ärztliche, krankenpflegerische Personal darauf achten muss, dass Tracheo-Bronco-Einatmungsprozeduren in Abwesenheit von bedeutenden Sekretionsvolumen abgewickelt werden.
Andererseits ist es nicht möglich Patienten zu vernachlässigen, deren Atmungswege teilweise verstopft sind, vom Augenblick an, von dem der Aufenthalt einer übermäßigen Sekretionsmenge im Bereich der Luftwege Alterationen der Atmungs-, Kreislauf- und Stoffwechselfunktionen des Patienten betragen, die sich über die Herabsetzung der Arteriensauerstoffsättigung, Zunahme der Atmungsfrequenz und der Atmungsnot, Erscheinung von Schlagaderhypertonie-Episoden, Tachykardie, Störungen des Säure-Base-Gleichgewichtes, Zunahme des Grundumsatzes und weitere den Spezialisten bekannten Komplikationen.
Im Lichte der obigen Ausführungen ist es klar, dass es äußerst kritisch ist, den korrekten Augenblick festzustellen, an dem die Tracheo-Broncho-Einatmung durchgeführt werden muss, dadurch gegeben, dass sowohl bei Vernachlässigung von Patienten, welche die Behandlung benötigen, als auch bei einer zu häufigen Durchführung der Prozedur, es möglich ist, ernste Komplikationen zu provozieren.
Die bekannte Technik stellt Vorrichtungen zur Verfügung, wie etwa der im EP 951866 beschriebenen Phonopneumograph zur Verfügung, der imstande ist., Signale bezüglich von Strömungen, Volumina, Lungendrücken zu erfassen und auszuarbeiten, um eventuelle Alterationen der Lungenmechanik und die Atmungsarbeit über die Erstellung von Diagrammen zu erforschen. Die Identifikation der Anwesenheit von Sekretionen in solchen Diagrammen kann jedoch nicht leicht interpretiert werden und ist noch weniger spezifisch. Solche Vorrichtungen sind daher nicht in der. Lage, die Alterationen der Kurve Strömung- Volumen der gewissen Anwesenheit von stauenden Sekretionen einwandfrei und eindeutig zuzuordnen; überdies können diese Vorrichtungen nicht zusammen mit speziellen Hilfsatmungsgeräten angewandt werden und vor allem nicht bei Patienten, die nur künstliche Luftwege benutzen müssen.
Es ist auch die Verwendung von Geräten bekannt, die mikrofonische Wandler verwenden, um die Diagnose bezüglich der Lungenkrankheiten vor allem im pneumologischen Bereich und/oder der Lungenphysiopathologie erstellen. Beispielsweise werden Größen bezüglich des Atmungskreislaufes und spektrale Bestandteile der Lungengeräusche verwendet, um Lungenkrankheiten des Patienten zu erfassen und eventuell einzuordnen. Solche Mikrophone werden vereinzelt in vorgegebenen Flächen des Patientenkörpers wie beispielsweise am Brustkorb angewandt und erzeugen Signale, die, einmal erfasst, eine analog-digitale Umwandlung und eine Softwareausarbeitung über computerisierte Stationen und, eine ärztliche Validierung erfahren. Im allgemeinen bedürfen daher solche Vorrichtungen eine äußerst komplexe Elektronik und die Signale müssen gemäß spezialen Algorithmen verarbeitet werden, um nützliche Informationen bezüglich des Patienten liefern zu können.
Jedenfalls sind sie nicht imstande, dem Pflegepersonal di Anwesenheit von übermäßigen Sekretionsvolumen in den Atmungswegen des Patienten selbst mitzuteilen und sind daher nicht imstande, den einwandfreien Augenblick zu erkennen, an dem . die Tracheo-Bronco-Einatmungsprozedur ausgeführt werden muss.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung eines Gerätes zum Erfassen der Anwesenheit von Sekretionen im Atmungsapparat eines Patienten, der künstlich beatmet wird oder mit einem Atmungsersatz versehen ist, der imstande ist, dem Krankenpflegepersonal den Augenblick anzuzeigen, an dem es effektiv notwendig ist, eine Tracheo-Broncho-Einatmung abzuwickeln.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Lieferung eines Gerätes zum Erfassen der Anwesenheit von Sekretionen im Atmungsapparat, der durch eine einfache und wirtschaftliche Kreislaufstruktur gekennzeichnet ist.
Ein Hilfsziel der vorliegenden Erfindung ist die Lieferung eines Gerätes zum Erfassen der Anwesenheit von Sekretionen in einem Atmungsapparat, das fähig ist, verschieden für die Anwesenheit von Sekretionen bezeichnende Größen klar zu erfassen, dass diese Größen miteinander verglichen werden und eine äußerst sorgfältige und zuverlässige Erfassung bzw. Erkennung durchgeführt wird.
Diese und weitere Ziele werden im Wesentlichen durch ein Gerät zum Erfassen der Anwesenheit von Sekretionen im Atmungsapparat eines Patienten erreicht, der mit einem Atmungsersatz versehen ist oder künstlich beatmet wird, gemäß dem, was in den beigefügten Ansprüchen beschrieben ist.
Weitere Merkmale und Vorteile gehen näher aus der eingehenden Beschreibung einer bevorzugten, jedoch nicht ausschließlichen Ausführungsform eines Gerätes zum Erfassen der Anwesenheit von Sekretionen im Atmungsapparat eines Patienten hervor, was in den beiliegenden Figuren gezeigt ist, in denen:
1 das erfindungsgemäße Gerät an orotrachealen Höhlungen eines künstlich beatmeten Patienten angewandt ist;
2 zeigt eine Einzelheit aus 1, zusammen mit einem Blockschema der Schallkreise des Gerätes;
3 zeigt- ein Blockschema eines Hilfsschaltkreises zur Überwachung des Gerätes.
Das Gerät zum Erfassen der Anwesenheit von Sekretionen im künstlichen Atmungsapparat gemäß der vorliegenden Erfindung ist insgesamt in den beigefügten Figuren mit der Ziffer 1 angegeben.
Wie es möglich ist, in den 1 und 2. zu betrachten, kann das Gerät 1 einem künstlichen Atmungsapparat zugeordnet werden, der verwendet. wird, um eine einwandfreie Atmung des Patienten mit einer Atmungsinsuffizienz zu erlauben. Dieser Atmungsapparat besteht im wesentlichen aus einer Rohrleitung 10a, die einen ersten in die tracheale Höhlung des Mundes des Patienten einführbaren Abschnitt und einen zweiten Abschnitt 10b aufweist, der außerhalb der trachealen Höhlung und ein Anschlusselement 10c aufweist, das zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt 10a, 10b liegt. Für diesen Aufbau ist es zusammen mit zweckmäßigen künstlichen Atmungsvorrichtungen möglich, eine einwandfreie Atmung einen mit Atmungspathologien behafteten Patienten zu erlauben.
Das erfindungsgemäße Gerät wird verwendet um die Anwesenheit von Sekretionen in den Atmungswegen des Patienten zu erfassen; in der Praxis ist mittels des nachfolgend beschriebenen Aufbaues das Gerät 1 imstande, bei Bereichen der angesammelten Sekretionen eines vorgegebenen Volumens dies festzustellen und es dem Ärzte- und Krankenpflegepersonal mitzuteilen.
Unter besonderer Bezugnahme auf 2, umfasst das Gerät 1 ein erstes Fühlerelement 20, das an der Rohrleitung 10 angebracht wird.
Das erste Fühlerelement 20 ist dazu bereitgestellt, Wellen, die durch die sich im Atmungsapparat ansammelnden Sekretionen erzeugt werden, zu erfassen und am Ausgang ein Hauptsignal 50 zu erzeugen, das mindestens einen für diese Wellen kennzeichnenden Hauptparameter darstellt. Mit anderen Worten, das Hauptsignal 50 schließt einen Hauptparameter ein, der in Abhängigkeit der Verarbeitungen gewählt wird, die Stromabwärts erfolgen, und der fähig ist ein oder mehrere physikalische Merkmale der durch die Sekretionen erzeugten Wellen zu beschreiben.
Solche Wellen können beispielsweise Schallschwingungen erfassen, die sich in den im Atmungsapparat anwesenden Gas ausbreiten und/oder mechanische Schwingungen, die sich über die natürlichen Luftwege des Patienten und den Aufbau des Atmungskreislaufes beispielsweise über eine Seitenwand 10b der Rohrleitung 10 ausbreiten.
Für den Empfang von Schwingungen akustischer Art, umfasst das erste Fühlerelement 20 einen zweckmäßigen Lärmmesser 21, der auf angemessene Weise über ein Elektred-Mikrofon ausgeführt ist.
Zur Begrenzung der von anderen Schall- oder Lärmquellen kommenden Störungen kann das erste Fühlerelement 20 in einer Aufnahme 11 positioniert werden, das in einer lärmdämmenden Wand 12 der Rohrleitung 10 festgelegt ist, die im erläuterten Beispiel dem Anschlusselement 10c zugeordnet ist. Alternativ kann der Lärmmesser 21 auf einem zweiten Abschnitt 10b der Rohrleitung 10 oder jedenfalls in der Nähe des zweiten Abschnittes 10b selbst angebracht werden.
Alternativ kann das erste Fühlerelement 20 für das Erfassen von mechanischen Schwingungen ausgelegt sein, die durch die Sekretionen erzeugt werden und sich über die Seitenwand 10d der Rohrleitung ausbreiten. In diesem Fall umfasst das erste Fühlerelement 20 einen elektromechanischen Wandler, bevorzugter Weise einen bimorfen, piezokeramischen Fühler, der mindestens teilweise in Berührung mit der Wand 10d der Rohrleitung 10 in der Nähe des Anschlusselementes 10c längs des ersten Abschnittes 10a oder längs des zweiten Abschnittes 10b im Eingriff steht. Auf diese Weise können die durch die Sekretionen erzeugten, mechanischen Schwingungen durch das erste Fühlerelement 20 erfasst werden, das für die Erzeugung des Hauptsignals 50 sorgt, das Informationen bezüglich der genannten mechanischen Schwingungen einschließt.
Verbunden nach dem ersten Fühlerelement 20 ist eine erste Verarbeitungseinheit 30, die dazu bereitgestellt ist, am Eingang das Hauptsignal 50 zu empfangen und am Ausgang ein entsprechendes Hauptalarmsignal 51 zu erzeugen, bei dem der Hauptparameter einen Betrag aufweist, der größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert.
Der Hauptparameter kann vorteilhafter Weise durch die Amplitude der von den Sekretionen erzeugten Wellen dargestellt werden; somit wird das, was überwacht und verarbeitet wird, die Amplitude der genannten akustischen und/oder mechanischen Schwingungen sein.
Im Fall der akustischen Schwingungen, bedeutet dies, dass im Augenblick wo die Stärke der von den durch Atmungsgasströmungen entflossenen Sekretionen eine vorgegebene Schwelle übersteigt, wird das Hauptalarmsignal 51 dadurch erzeugt, dass Tonfrequenzen einer gewissen Stärke nur durch die Anwesenheit von Sekretionsansammlungen eines bedeutenden Volumens erzeugt werden können; folglich wird bei solchen akustischen Schwingungen dem ärztlichen Personal angezeigt, dass es notwendig ist, mit der Entfernung der innerhalb der Atmungswege sich angesammelten Sekretionen vorzugehen.
Andererseits wird bei mechanischen Vibrationen, sobald die Stärke der Schwingungen der Sekretionen größer ist als eine gewisse Grenze, das Hauptalarmsignal 51 dadurch erzeugt, dass besonders starke mechanische Schwingungen durch Ansammlungen von Sekretionen erzeugt werden; es ist daher klar, dass bei stärker werdenden Schwingungen der Augenblick gegeben ist, mit einer Tracheo-Broncho-Einatmung vorzugehen, und das ärztliche Krankenpflegepersonal wird sofort benachrichtigt.
Die Informationen bezüglich des Hauptparameters werden wie oben angegeben mittels des Hauptsignals 50 gesendet, das durch das erste Fühlerelement 20 erzeugt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist es die Amplitude des Hauptsignals 10, die zur Darstellung des Hauptparameters verwendet wird; mit anderen Worten ist die Amplitude des Hauptsignals 50 die Funktion des genannten Hauptparameters und folglich der Amplitude der durch die Sekretionen erzeugte Wellen.
Insbesondere wird das Hauptsignal 50 derart erzeugt, dass seine Amplitude proportional zum Hauptparameter, d.h. zur Amplitude der durch die Sekretionen erzeugten Welle ist.
Eine Wahl dieser Art ist besonders vorteilhaft, um den Aufbau der ersten Verarbeitungseinheit 30 einfacher zu gestalten, wie dies nachfolgend erläutert wird.
Der Vergleich zwischen den durch den Hauptbetrag und den Wellenbetrag angenommenen Beträge kann im allgemeinen über ein Schaltkreisaufbau durchgeführt werden, der eine für die Aufnahme des Schwellenwertes ausgelegten Speicher und eine CPU umfasst, die fähig ist, die im Hauptsignal 50 eingeschlossenen Beträge und den Schwellenwert zu vergleichen, wobei so falls erforderlich das Hauptalarmsignal 51 erzeugt wird. Ist die Amplitude des Hauptsignals 50, wie im Fall der vorliegenden Erfindung, proportional zur Amplitude der durch die Sekretionen erzeugten Wellen, ist es möglich den oben beschriebenen Schallkreis durch ein Filterelement 130 zu ersetzen, das fähig ist, das Hauptsignal 50 in der Amplitude zu filtern und am Ausgang ein Hauptalarmsignal 51 zu erzeugen, bei dem mindestens einer der das Hauptsignal 50 festlegenden Betragkomponenten eine Amplitude aufweist, die größer ist als der Schwellenwert.
Mit anderen Worten ist ein solches Filterelement 130 imstande, alle Spektralbestandteile des Hauptsignals 50 zu beseitigen, die eine Amplitude besitzen, die kleiner ist als der Schwellenwert, während die spektralen Bestandteile mit einer Amplitude größer als der Schwellenwert durchgelassen werden und am Eingang mit dem stromabwärts verbundenen Schaltkreiseinheiten anstehend gelassen werden.
Insbesondere kann das Filterelement 130 eine Diode 131, bevorzugter Weise eine Sendediode nach der LED-Art umfassen. In diesem Fall kann das Hauptalarmsignal 51 über das Lichtsignal erhalten werden, das durch diese Sendediode erzeugt wird. Folglich ist es nicht notwendig mit dem Filterelement 130 weitere Schaltkreiselemente zu verbinden, die für die Erzeugung des Hauptalarmsignals 51 ausgelegt sind.
Die einfache Sichtsignalisierung, die über das LED erzeugt wird, kann genügen, um das ärztliche oder Krankenpflegepersonal zu benachrichtigen, dass es die Tracheo-Broncho-Einatmung durchführen muss.
Um das durch das Gerät 1 durchgeführte Erfassen zuverlässiger zu gestalten, kann dieses eine Kombination der beiden oben beschriebenen Erfassungstechniken aufweisen.
Zu diesem Zwecke, kann das Gerät 1 mit einem zweiten Fühlerelement 60 versehen sein, das der Rohrleitung 10 zugeordnet wird und die Aufgabe besitzt, die durch die innerhalb des Atmungsapparates sich angesammelten Sekretionen erzeugten Wellen zu erfassen.
Insbesondere kann beispielsweise das zweite Fühlerelement 60 ausgelegt sein, um die mechanischen Schwingungen zu erfassen und in Verknüpfung mit dem ersten Fühlerelement 20 akustischer Art zu arbeiten.
Um die mechanischen, von den Sekretionen stammenden. Schwingungen zu erfassen, umfasst das zweite Fühlerelement 60 einen elektromechanischen Wandler, bevorzugter Weise einen bimorfen, piezokeramischen Fühler, der mindestens teilweise in Berührung mit der Seitenwand 10d der Rohrleitung 10 positioniert ist. Der bimorfe Sensor kann am ersten Abschnitt 10a der Rohrleitung 10, am zweiten Abschnitt 10b oder am Anschlusselement 10c angebracht sein.
Ein solcher Fühler 60 ist fähig, am Ausgang ein Hilfssignal 70 zu erzeugen, das mindestens einen für die genannten Wellen kennzeichnenden Hilfsparameter einschließt.
Das zweite Fühlerelement 60 ist im Bereich des Anschlusselementes 10c der Rohrleitung 10 angebracht und ist bevorzugter Weise innerhalb des Anschlusselementes 10c selbst aufgenommen.
Stromabwärts des zweiten Fühlerelementes 60 ist damit verbunden eine zweite Verarbeitungseinheit 80 positioniert, die für den Empfang am Eingang des Hilfssignals 70 und für die Erzeugung am Ausgang eines entsprechenden Hilfsalarmsignals 71 ausgelegt ist, wobei der Hilfsparameter einen Betrag aufweist, der größer ist als ein vorgegebener Schwellenbetrag.
Der Hilfsparameter stellt im allgemeinen eine physikalische Größe dar, die für die von den Sekretionen stammenden Wellen gekennzeichnet ist; vorteilhafter Weise kann der Hilfsparameter aus der Amplitude der Wellen bestehen; somit wird das was durch den stromabwärts verbundenen Schaltkreis überwacht und verarbeitet wird, die Amplitude der genannten mechanischen Schwingungen sein.
Analog zu dem oben mit Bezug auf das Hauptsignal beschriebenen, kann auch die Amplitude des Hilfssignals 70 Funktionen des Hilfsparameters sein. Insbesondere kann die Amplitude des Hilfssignals 70 proportional zum Hilfsparameter sein.
Über ein solchermaßen aufgebautes Signal wird ein direkter Zusammenhang zwischen der Amplitude der von den Sekretionen stammenden mechanischen Schwingungen und der Amplitude des durch den zweiten Füllerelement 60 erzeugten Hilfssignals 70 hergestellt. Vom Augenblick an, wo der zu bewertenden Parameter die Amplitude des Hilfssignals 70 ist, umfasst die zweite Verarbeitungseinheit 80 bevorzugter Weise ein Filterelement 130, das fähig ist, amplitudenmäßig das Hilfssignal 70 zu filtrieren; auf diese Art und Weise werden die spektralen Bestandteile des Hilfssignals 70 mit einer Amplitude beseitigt, die kleiner ist als der Schwellenbetrag, während jene mit größerer Amplitude nachfolgend bearbeitet werden können unter Erzeugung des Hilfsalarmsignals 71 beitragen.
Um den Schaltkreisaufbau der zweiten Verarbeitungseinheit 80 einfacher und wirtschaftlicher zu gestalten, kann das genannte Filterelement 130 eine Diode 131, bevorzugter Weise eine Sendediode der LED-Art umfassen; auf diese Art und Weise wird das Hilfsalarmsignal 71 unmittelbar über die Lichtausstrahlung des LED erhalten, sodass das beauftragte Personal visuell über die Notwendigkeit einer Tracheo-Broncho-Einatmung benachrichtigt werden kann.
Angesichts der obigen Ausführungen ist klar, dass jede der beiden bis jetzt beschriebenen Techniken auch einzeln verwendet werden kann; mit anderen Worten kann das Gerät 1 mit einem einzigen akustischen Fühler oder mit einem einzigen Messer von mechanischen Schwingungen versehen sein.
Alternativ kann wie oben angegeben zum Zwecke zur zuverlässigeren Gestaltung der Signalisierung das Gerät 1 sowohl einen ersten Fühler 20 akustischer Art als auch einen zweiten Fühler 60 zum Erfassen von mechanischen Situationen umfassen. n diesem zweiten Fall kann das Gerät 1 überdies mit einer Verknüpfungsschaltung 90 zum Empfang des Hauptalarmsignals 21 und des Hilfsalarmsignal 71 versehen sein, um ein entsprechendes Gesamtalarmsignal 100 zu erzeugen, bei dem die genannten Alarmsignale 51, 71 im wesentlichen im selben Augenblick empfangen werden. Auf diese Art und Weise wird das Gesamtalarmsignal 100 nur erzeugt, wenn sowohl die erste als auch die zweite Verarbeitungseinheit 30, 80 die Anwesenheit eines übermäßigen Volumens von Sekretionen innerhalb der Atmungswege anzeigen; es ist klar, wie bei Verknüpfung der beiden Messungen dieser Art und Weise die Zuverlässigkeit der Endsignalisierung des Gerätes 1 erheblich erhöht wird.
Die Verknüpfungsschaltung 90 weist einen ersten, der ersten Bearbeitungseinheit 30 zugeordneten Eingang für den Empfang des Hauptalarmsignals 51 auf; in einer bevorzugten Ausführungsform, wird ein erste Fotoempfänger 91 im Bereich des ersten Eingangs derart positioniert, dass er mit der Sendediode 131 der ersten Verarbeitungseinheit 30 optisch gekoppelt ist. Gegenüber dem Empfang des Hauptalarmsignals 51 erzeugt der erste Fotoempfänger 91 am Ausgang ein entsprechendes erstes Übertragungssignal 101, das für den stromabwärts verbundenen Schallkreis bestimmt ist.
Die Verknüpfungsschaltung 90 weist überdies einen zweiten, der zweiten Verarbeitungseinheit 80 zugeordneten Eingang 90b für den Empfang des Hilfsalarmsignals 71 auf; in einer bevorzugten Ausführungsform wird ein zweiter Fotoempfänger 93 im Bereich des zweiten Einganges 90b derart positioniert, dass er mit der Sendediode 131 der zweiten Verarbeitungseinheit 80 optisch gekoppelt ist. Gegenüber dem Empfang des Hilfsalarmsignals 71 erzeugt der zweite Fotoempfänger 92 am Ausgang ein entsprechendes zweites Übertragungssignal 102.
Das erste und das zweite Übertragungssignal 101, 102 werden von einer Logikschaltung 93 empfangen, die bevorzugter Weise über eines Tors AND-Art ausgeführt ist, das für die Erzeugung des genannten Gesamtalarmsignals 100 ausgelegt ist, bei einem im wesentlichen gleichzeitigen Empfang der genannten, ersten und zweiten Übertragungssignals 101, 102.
In der Praxis besitzt die Logikschaltung 93 die Aufgabe, den Augenblick zu erkennen, wo das erste als auch das zweite Erfassungssystem die Anwesenheit von übermäßigen Sekretionen in den Atmungswegen anzeigen und schlussendlich das Gesamtalarmsignal 100 erzeugen, das für das Krankenpflegepersonal bestimmt ist.
Dieses Gesamtalarmsignal 100 kann sowohl ein Signal akustischer Art als auch ein Signal visueller Art sein; gemäß einer alternativen Ausführungsform können beide Anzeigemethoden gleichzeitig verwendet werden.
Um die Signalisierung weiterhin sicher und zuverlässig zu gestalten, kann das Gerät 1 auch einen Erfassungsverfahren mit Infrarotstrahlung verwenden, das durch eine Hilfsüberwachungsschaltung 110 ausgeführt wird, die schematisch in 3 dargestellt ist. Diese letzter Technik kann in Kombination mit der ersten (akustisches Erfassen) mit der zweiten (Erfassung von mechanischen Schwingungen) oder mit beiden versendet werden.
Die Sendediode 131 der ersten und/oder der zweiten Verarbeitungseinheit 30, 80 ist in diesem Fall ein Ultrarotstrahlensender 140 mit einer vorgegebenen Wellenlänge, bevorzugter Weise gleich etwa 4,2 m.
Die erste und/oder die zweite Verarbeitungseinheit 30, 80 strahlt daher, anstatt sichtbare Alarmsignale zu erzeugen (Haupt- und/oder Hilfsalarmsignale), sobald ein übermäßiges Sekretionsvolumen erfasst wird, infrarote Strahlungen 140 aus, welche die innerhalb der Rohrleitung 10 anwesenden Atmungsgase durchlaufen.
Die Hilfsüberwachungsschaltung 110 ist mit einem Messelement 111, bevorzugter Weise einer Fotodiode 113 versehen, die mit der Sendediode 131 gekoppelt wird, um die infrarote Strahlung 140 zu empfangen, welche die in der Rohrleitung 10 anwesenden Gase durchqueren.
Eine Signalleitung 112, die stromabwärts des Messelementes 111 verbunden ist, erzeugt am Ausgang ein Warnsignal 120, indem eine Abnahme der Stärke der empfangenen Infrarotstrahlung 140 erfasst wird.
Im Bereich von Sekretionsvolumen liegt nämlich eine erhebliche Zunahme der Konzentration von Kohlenstoffdioxyd innerhalb der Atmungsgase vor, vom Augenblick an, wo die Sekretionen selbst CO₂-Mengen ausströmen. Dies verursacht eine größere Absorption der Infrarotstrahlung 140 seitens des anwesenden CO₂ und folglich ist die Stärke der vom Messelement 111 empfangenen Strahlung im Falle kleiner ist wo eine hohe Konzentration von CO₂ innerhalb der Atmungsgase vorliegt und folglich im Falle wo das Volumen der sich angesammelten Sekretion derart ist, dass die Abwicklung einer Tracheo-Broncho-Beatmung erfordert wird.
Es ist klar, dass die Hilfsüberwachungsschaltung 110 vorteilhafter Weise sowohl der ersten Verarbeitungseinheit 30 als auch der zweiten Verarbeitungseinheit 80 zugeordnet werden kann, wobei das Messelement 111 der Logikschaltung 93 der Verknüpfungsschaltung 90 zugeordnet wird. Stromabwärts dieser Logikschaltung 93 ist nämlich möglich, eine Infrarotstrahlungssendediode derart zu verbinden, dass diese Strahlung die Atmungsgase durchläuft und mindestens teilweise vom in diesen Gasen anwesenden Kohlenstoffdioxyd absorbiert wird. Das Messelement 111 wird daher derart positioniert, dass die genannte Infrarotstrahlung gefangen wird und der Signalschaltung 112 erlaubt wird, das Warnsignal 120 dann zu erzeugen, wo die Stärke der empfangenen Infrarotstrahlung merklich abnimmt.
Die Erfindung erzielt wichtige Vorteile.
Vor allem erlaubt das erfindungsgemäße Gerät mit äußerster Zuverlässigkeit die Anwesenheit von Sekretionen innerhalb der Atmungswege des Patienten zu erfassen.
Insbesondere ist dank der Verwendung einer oder mehrerer der oben beschriebenen Erfassungstechniken möglich zu vermeiden, dass der Patient Broncho-Beatmungsprozeduren ausgesetzt wird, wenn dies nicht erforderlich ist und andererseits wird für die rechtzeitige Benachrichtigung des zuständigen Personals gesorgt, wo sobald diese Prozedur effektiv abgewickelt werden muss.
Überdies sind die verwendeten Schaltkreiselemente einfach und wirtschaftlich vom Augenblick an, wo die Erzeugersignale nicht digitalisiert werden und daher nicht die Verwendung irgend eines Mikroprozessors vorgesehen ist.
Ein weiterer Vorteil wird in der Tatsache gefunden, dass bei Verwendung von Sendedioden sichtbaren Lichtes in der ersten und/oder zweiten Verarbeitungseinheit mit einem einzigen Schaltkreiselement die Amplitude des Hauptsignals und/oder des Hilfssignals überwacht wird und das entsprechende Alarmsignal erzeugt wird, wobei so die Herstellungskosten und die Komplexität der Hardware des Gerätes auf ein Mindestmaß gebracht werden.

Claims

Gerät zum Erfassen der Anwesenheit von Sekretionen im Atmungsapparat eines mit einem Atmungsersatz versehenen Patienten, umfassen: – mindestens ein erstes Fühlerelement (20) zum Erfassen von durch die Sekretionen erzeugten Wellen und zum Erzeugen eines mindestens einen für die Wellen kennzeichnenden Hauptparameter darstellenden Hauptsignals (50), wobei das Hauptsignal (50) durch ein oder mehrere Spektralbestandteile festgelegt wird, von denen jeder eine entsprechende Amplitude besitzt; – eine erste Verarbeitungseinheit (30), die nach dem ersten Fühlerelement (20) verbunden und bereitgestellt ist, am Eingang das Hauptsignal (50) zu empfangen und im Ausgang ein entsprechendes Alarmhauptsignal (51) zu erzeugen, falls der Hauptparameter einen Betrag aufweist, der größer ist als ein vorgegebener Schwellenbetrag, dadurch gekennzeichnet, dass es überdies eine Rohrleitung (10) umfasst, die einen ersten mindestens teilweise in die tracheale Höhlung des Mundes des Patienten einführbaren Abschnitt (10a) und einen zweiten Abschnitt (10b) besitzt, der gegenüber der trachealen Höhlung außen positionierbar ist, wobei mindestens ein Fühlerelement an der Rohrleitung (10) angebracht ist.
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Fühlerelement (20) einen Lärmmesser (21) umfasst, der fähig ist, die Wellen zu erfassen, wobei diese letzteren akustische Schwingungen umfassen, die durch die Sekretionen erzeugt werden und sich durch die in der Rohrleitung (10) anwesenden Gase ausbreiten.
Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lärmmesser (21) ein nach der Art eines Elektredmikrofons ausgebildet ist.
Gerät nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass da s, erste Fühlerelement (20) in einer Aufnahme (11) positioniert ist, die in einer lärmdämmenden Wand (12) der Rohrleitung (10) festgelegt ist.
Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es überdies umfasst: – ein zweites Fühlerelement (60), das der Rohrleitung (10) zugeordnet werden kann, um die durch die Sekretionen erzeugten Wellen zu erfassen und am Ausgang eine Hilfssignal (70) zu erzeugen, das für mindestens einen die Wellen kennzeichnenden Hilfsparameter rapresentativ ist, wobei das Hilfssignal (70) durch einen oder mehrere Spektralkomponenten festgelegt ist, von denen jeder eine entsprechende Amplitude besitzt; – eine zweite Verarbeitungseinheit (80), die stromabwärts dieses zweiten Fühlerelementes (60) verbunden ist und bereitgestellt ist, am Eingang das Hilfssignal (70) zu empfangen und am Ausgang ein entsprechendes Hilfsalarmsignal (71) zu erzeugen, falls der Hilfsparameter einen Betrag aufweist, der größer ist als ein vorgegebener Schwellenbetrag.
Gerät nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste oder das zweite Fillerelement (20, 60) einen elektromechanischen Wandler umfasst, der fähig ist, die Wellen zu erfassen, wobei diese letzteren durch die Sekretionen erzeugte, mechanische Schwingungen umfassen, und sich mindestens durch eine Seitenwand (10d) der Rohrleitung (10) ausbreiten.
Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Wandler ein piezokeramischer Bimorphofühler ist, der mindestens teilweise in Berührung mit der Seitenwand (10d) positioniert ist.
Gerät nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptparameter und/oder der Hilfsparameter aus der Amplitude der Wellen bestehen.
Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude des Hauptsignals (50) und/oder des Hilfssignals (70) vom Hauptparameter abhängt.
Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude des Hauptsignals (10) zum Hauptparameter proportionell ist, wobei die Amplitude des Hilfssignals (70) zum Hilfsparameter proportionell ist ist.
Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Verarbeitungseinheit (30, 80) ein Filterelement (130) umfasst, das fähig ist in der Amplitude das Hauptsignal (50) oder das Hilfssignal (70) zu filtern und am Ausgang das Hauptalarmsignal (51) und/oder Hilfsalarmsignal (71) zu erzeugen, falls mindestens einer der Spektralbestandteile des Hauptsignals (50) oder des Hilfssignals (70) eine Amplitude besitzt, die größer als der Schwellenbetrag ist.
Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (30) eine Diode (131) umfasst.
Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Diode (131) eine Sendediode, bevorzugter Weise nach der LED-Art ist, wobei das Hauptalarmsignal (51) oder das Hilfsalarmsignal (71) durch ein durch die Sendediode erzeugtes Lichtsignal erhalten wird.
Gerät nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (10) überdies ein Anschlusselement (10c) umfasst, das zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt (10a, 10b) liegt.
Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Fühlerelement (20) in der Nähe des zweiten Abschnittes (10b) der Rohrleitung (10), bevorzugter Weise am Anschlusselement (10c) positioniert ist.
Gerät nach Anspruch 5 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Fühlerelement (30) im Bereich des Anschlusselementes (10c) der Rohrleitung (10) angebracht ist und bevorzugter, Weise innerhalb des Anschlusselementes (10c) aufgenommen sit.
Gerät nach Anspruch 5 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass es überdies eine Verknüpfungsschaltung (90) umfasst, die einen ersten, der ersten Bearbeitungseinheit (30) zugeordneten Eingang (90a) und einen zweiten, der zweiten Verarbeitungseinheit (80) zugeordneten Eingang (90b) aufweist, wobei die Verknüpfungsschaltung (90) bereitgestellt ist, die Hauptalarmsignale (51) und Hilfsalarmsignale (71) zu empfangen und ein entsprechendes Gesamtalarmsignal (100) zu erzeugen, falls ein im wesentlichen gleichzeitiger Empfang des Hauptalarmsignals (51) und des Hilfsalarmsignals (71) vorliegt.
Gerät nach Anspruch 13 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Verknüpfungsschaltung (90) umfasst: – einen ersten Fotoempfänger (91), der im Bereich des ersten Eingangs (90a) positioniert ist und mit der Sendediode (131) der ersten Verarbeitungseinheit (30) optisch gekoppelt ist, wobei der erste Fotoempfänger (91) fähig ist, die Aussendung des Hauptalarmsignals (51) zu empfangen. und am Ausgang ein entsprechendes, erstes Übertragungssignal (101) zu erzeugen; – einen zweiten Fotoempfänger (92), der im Bereich des zweiten Eingangs (90b) positioniert ist, und mit der Sendediode (131) der zweiten Verarbeitungseinheit (80) optisch gekoppelt ist, wobei der zweite Fotoempfänger (92) fähig ist, eine Aussendung des Hilfsalarmsignals (71) zu empfangen und am Ausgang ein entsprechendes zweites Übertragungssignal (102) zu erzeugen; – eine Logikschaltung (93) bevorzugter Weise nach der AND-Art, die bereitgestellt ist, am Eingang das erste und das zweite Übertragungssignal (101, 102) zu empfangen und das Gesamtalarmsignal (100) zu erzeugen, falls das erste und das zweite Übertragungssignal (101, 102) im wesentlichen gleichzeitig empfangen werden.
Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Gesamtalarmsignal (108) optischer und/oder akustischer Art ist.
Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendediode (131) ein Ultrarotstrahlensender (140) ist, wobei das Gerät (1) überdies eine Hilfsüberwachungsschaltung (110) umfasst, die versehen ist mit: – einem Messelement (111), das mit der Sendediode (131) gekoppelt ist und bereitgestellt ist, die infrarote Strahlung (140) der Sendediode zu empfangen; – eine Signalleitung (112), die stromabwärts des Messelementes (111) verbunden ist und fähig ist, am Ausgang eine Warnsignal (120) bei einer Abnahme der Stärke der empfangenen infraroten Strahlung zu erzeugen.
Gerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Messelement eine Fotodiode (113) ist, die mit der Sendediode (131) gekoppelt ist.