DE60314731T2 - Vorrichtung zur unterstützung der patientenatmung mit variablen ramp-perioden zur anhebung des behandlungsdruckes - Google Patents

Vorrichtung zur unterstützung der patientenatmung mit variablen ramp-perioden zur anhebung des behandlungsdruckes Download PDF

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Description

  • Technisches Gebiet
  • Diese Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Vorrichtungen zum Unterstützen der Respiration eines Patienten und insbesondere auf eine Vorrichtung, die die Luft, die dem Patient bereitgestellt wird, progressiv auf den Behandlungsdruck bringt.
  • Allgemeiner Stand der Technik
  • Bei vielen Behandlungen werden Vorrichtungen verwendet, um Patienten Luft bereitzustellen. Häufiger werden sie für Patienten mit einer Atmungsdefizienz, die zum Beispiel durch die Schwäche des Atmungssystems oder durch obstruktive Apnoe während des Schlafs verursacht wird, verwendet. In diesen Fällen ist es wichtig, den Druck der Luft, die dem Patienten zugeführt wird, zu regeln. Bei Patienten mit unzulänglicher Respiration helfen Vorrichtungen, die Luft mit einem höheren Druck bereitstellen, die Schwäche der Lungen der Patienten zu kompensieren. In den Fällen, in denen Patienten unter Schlafapnoe leiden, beseitigt das Bereitstellen der Luft mit einem höheren Druck die Obstruktion der oberen Luftwege.
  • Der Behandlungsdruck ist üblicherweise nicht stark genug, um den Patienten aufzuwecken, kann ihn aber vom Einschlafen abhalten. Eine Implementierung der Behandlungsvorrichtung liegt darin, zu warten, bis der Patient eingeschlafen ist, bevor Luft unter Behandlungsdruck bereitgestellt wird. Die klassische Lösung liegt darin, eine Rampenperiode zu haben, bei der es sich um eine langsame Erhöhung des zugeführten Drucks von einem niedrigen Niveau auf den Behandlungsdruck handelt.
  • Um das Wohlbehagen des Patienten noch weiter zu verbessern, wird in den Patenten US 5,492,113 und US 5,970,975 eine Vorrichtung offenbart, bei der mehrere Zyklen von Rampen bereitgestellt werden, wenn dies ein Patient bewusst verlangt. Der Druck in den nach dem ersten Zyklus betriebenen Zyklen steigt schneller an. Alle diese Rampen sind zuvor in Form und Dauer festgelegt. Der Patient kann auch eine schnellste Form einer Rampe auswählen, oder er kann eine spezielle Form auswählen, um leichter einzuschlafen. Diese Auswahl wird zwischen unterschiedlichen, zuvor festgelegten Formen von Rampen vorgenommen. Diese Geräte erfordern jedoch ein Minimum an Bewusstsein von dem Patienten, um die Rampenzyklen zu aktivieren. Dies ist nicht wirklich besonders effizient fürs Einschlafen, und nicht möglich, wenn der Patient eingeschlafen ist.
  • Das Dokument US 5,970,975 wird als nächstkommender Stand der Technik für die vorliegende Erfindung angesehen, da es alle Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 zeigt.
  • Außerdem kann jede Rampe während der Zeit, in der die Rampe aktiviert ist nicht, abgewandelt werden.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Das erste Ziel der Erfindung ist es, eine Rampe bereitzustellen, die sich automatisch anpassen könnte, besonders, wenn der Patient einschläft.
  • Ein zweites Ziel der Erfindung ist es, in jedem Fall ein Maximum an Zeit des Druckanstieg bereitzustellen, um die Behandlung in jedem Fall anzuwenden.
  • Die Erfindung richtet sich somit auf eine Vorrichtung, um die Respiration eines Patienten zu unterstützen, indem einem Patienten durch eine Maske Luft zugeführt wird, wobei die Vorrichtung Folgendes beinhaltet:
    • – ein Gebläse, um dem Patienten Luft unter einem Behandlungsdruck bereitzustellen,
    • – eine Steuereinheit, um den von dem Gebläse zugeführten Druck auf der Ebene der Maske des Patienten einzustellen,
    • – ein Rampenmodul, das mit der Steuereinheit verbunden ist, um der Steuereinheit den Druckwert PM, der sich an der Maske einschwingen soll, bereitzustellen, so dass, wenn die Vorrichtung anfängt zu arbeiten, der Druck progressiv bis zum Behandlungsdruck PT ansteigt;
    wobei die Vorrichtung einen Vergleicher beinhaltet, der mit dem Rampenmodul verbunden ist, ein Mittel zum Erfassen der Atmungsparameter des Patienten und ihr Senden zu dem Vergleicher, damit der Vergleicher als Reaktion auf die Atmungsparameter bestimmen kann, dass ein Ereignis in der Atmung des Patienten auftritt, und die entsprechenden Daten an das Rampenmodul senden kann, das der Steuereinheit einen Druckwert PM bereitstellt, der in Bezug auf Zeit steigt, so dass der Anstieg des Drucks an der Maske des Patienten beschleunigt wird, wobei der Anstieg des Drucks an der Maske des Patienten innerhalb der Aktivierung der Rampe beschleunigt wird.
  • Bei einer Implementierung der Erfindung weist der Druckwert PM immer eine Maximum- und/oder Minimumgrenze auf, so dass die Erhöhung des Drucks außerdem im Minimum und/oder Maximum begrenzt ist.
  • Eine derartige Vorrichtung hat den Vorteil, eine Rampenperiode zu erzeugen, die in derselben Rampe gemäß den Atmungsparametern des Patienten angepasst werden kann.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Die Zwecke, Ziele und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen besser ersichtlich, wobei:
  • 1 das Vorrichtungsschema darstellt,
  • 2 den Druck darstellt, der der Maske des Patienten gemäß den speziellen Ereignissen, die in der Atmung des Patienten auftreten, zugeführt wird,
  • 3 den Bereich der Druckerhöhung darstellt und
  • 4 das Blockschaltbild für die Rampenperiode darstellt.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Rampenperiode erzeugen, die hinsichtlich der von dem Patienten zum Einschlafen benötigten Zeit angepasst werden kann.
  • Die Vorrichtung, wie in 1 dargestellt, beinhaltet ein Gebläse 4, um dem Patienten Luft bereitzustellen. Dieses Gebläse ist an einer ersten Extremität mit einer Röhre 8 verbunden, wobei die zweite Extremität mit der Maske 20 verbunden ist, in die der Patient atmet. Eine Steuereinheit 2 stellt dem Gebläse 4 die elektrische Steuerung bereit, die benötigt wird, damit das Gebläse arbeiten kann, um einen gegebenen Druck an der Maske des Patienten oder dem Auslass des Gebläses festzusetzen. Dieser Druck könnte von einem Druckwandler 6 an der Maskenebene oder an der Röhrenextremität, die mit der Maske verbunden ist, abgetastet werden. Ein Rampenmodul 10 ist mit der Steuereinheit 2 und dem Druckwandler 6 verbunden. Das Rampenmodul stellt der Steuereinheit 2 den Druck an der Maske des Patienten und den Druck, der sich an der Maske des Patienten am Anfang der Arbeit der Vorrichtung 1 einschwingen soll, bereit. Während der Behandlung kann die Steuereinheit 2 gemäß dem Drucksensor 6 oder jeder anderen Art und Weise, um den Luftstrom des Patienten abzuschätzen oder zu messen, Atmungsereignisse erfassen. Eine derartige Erfassung kann durch Luftstromsensoren gegeben werden, die der Steuereinheit Druckparameter bereitstellen, womit die Steuereinheit erfassen kann, dass ein Ereignis auftritt.
  • Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann den Druckanstieg während einer einzelnen Rampenperiode anpassen, was die Vorrichtungen des Stands der Technik nicht durchführen können. Die Vorrichtung beinhaltet ein Rampenmodul 10, das mit der Steuereinheit 2 verbunden ist, um der Steuereinheit den Druckwert PM, der sich an der Maske des Patienten einschwingen soll, bereitzustellen, so dass, wenn die Vorrichtung anfängt zu arbeiten, der Druck progressiv bis zum Behandlungsdruck PT ansteigt. Die Vorrichtung beinhaltet einen Vergleicher, der in 1 nicht dargestellt ist und der in der Steuereinheit 2 beinhaltet sein kann. Dieser Vergleicher ist mit dem Rampenmodul 10 verbunden. Die Vorrichtung beinhaltet außerdem mindestens ein Mittel zum Erfassen der Atmungsparameter des Patienten und ihr Senden zu dem Vergleicher, damit der Vergleicher als Reaktion auf die Atmungsparameter bestimmen kann, dass ein Ereignis in der Atmung des Patienten auftritt, und die entsprechenden Daten an das Rampenmodul senden kann, das der Steuereinheit 2 einen Druckwert PM bereitstellt, der in Bezug auf Zeit steigt, so dass der Anstieg des Drucks an der Maske des Patienten beschleunigt wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform stellt das Rampenmodul 10 den Druckwert PM bereit, der eine lineare Funktion der Zeit ist, wobei der Erhöhungskoeffizient KRP konstant ist, wobei das Rampenmodul diesen Koeffizienten um einen konstanten Wert KE erhöht, wenn die Steuereinheit 2 Daten sendet, die dem aufgetretenen Ereignis entsprechen.
  • In der Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Minimumgeschwindigkeit des Druckanstiegs bis zum Behandlungsdruck festgesetzt, wie durch die Kurve C2 in 3 dargestellt. Dieser Minimumanstieg des Drucks in Bezug auf Zeit wird in der vorliegenden Anwendung eine Sicherheitsrampe C2 genannt. Bevor die Rampenperiode zu dem Zeitpunkt ts anfängt, wird ein Minimumanfangsdruck P0 zugeführt. Nach dem Zeitpunkt ts fängt der Druck an der Maske an anzusteigen, selbst wenn der Patient nicht schläft. In jedem Fall wird zu dem Zeitpunkt tT der Behandlungsdruck erreicht; dies bedeutet, dass die Kurve C2 die Minimumgeschwindigkeit des Druckanstiegs darstellt. Bei einer bevorzugten Implementierung der Erfindung ist die Minimumgeschwindigkeit des Druckanstiegs proportional zur Zeit, wobei der Koeffizient zum Ansteigen des Drucks gemäß der Zeit KSR ist. Es kann auch ein Maximum des Druckanstiegs festgesetzt werden, wie durch die Kurve C1 in 3 dargestellt. Das Maximum des Druckanstiegs kann auch als eine lineare Funktion der Zeit gegeben werden. Zwischen diesen zwei Grenzen kann das Ansteigen des Drucks durch die Steuereinheit 2 in Bezug auf das Einschlafen des Patienten angepasst werden. Das heißt, wann immer irgendwelche Ereignisse auftreten oder nicht, der an der Maske des Patienten bereitgestellte Druck PPM vor der Zeit der vollständigen Behandlung tT wird zwischen diesen zwei Grenzen beinhaltet sein, wobei dieser Bereich der Druckvariationen in 3 durch die Schraffur dargestellt ist.
  • Wenn ein Patient schläft, wird seine Respiration stabil, dies wird verwendet, um den Zeitpunkt zu erfassen, an dem der Patient einschläft. Eine andere Art und Weise zu erfassen, wann der Patient einschläft, ist es, die Verminderung der Frequenz zwischen der Wachatmungsrate und der Schlafatmung zu erfassen. Wie in 4 dargestellt und gemäß einer bevorzugten Ausführungsform überträgt die Steuereinheit 2 dem Rampenmodul einen durchschnittlichen Ausgabedruckwert PM, bei dem es sich um den Druckwert handelt, der an der Maske des Patienten benötigt wird. Wenn der Patient kurz vor dem Einschlafen steht, wird seine Respiration stabil. In diesem Fall wird der PM-Wert erhöht, vorzugsweise als eine lineare Funktion der Zeit, wobei der proportionale Koeffizient KRP ist. Wenn der Druckwert PM unter dem Sicherheitsrampendruck PSR liegt, wird der Druck PM auf den Wert des Sicherheitsrampendrucks PSR festgesetzt, der in einer bevorzugten Implementierung von dem Rampenmodul 10 berechnet wird, indem die seit dem Beginn der Rampenroutine bis zur gegenwärtigen Zeit verbrauchte Zeit mit dem Koeffizienten KSP multipliziert wird. Wenn der Druckwert PM dem Behandlungsdruck PT gleicht oder darüber liegt, wird der PM-Druck gleich dem Behandlungsdruckwert PT gehalten. Beim Gegenteil überprüft die Steuereinheit 2 erneut, ob die Respiration stabil ist. Dies zeigt, dass bis zum Einschlafen des Patienten der PM-Wert nicht über dem Behandlungsdruck PT liegen wird und ihm nur gleicht, wenn der Patient einschläft oder wenn die Sicherheitsrampe den Behandlungsdruckwert erreicht. Dies zeigt außerdem, dass der bereitgestellte Luftdruck während der Rampenperiode schneller als die Sicherheitsrampe ansteigen kann, wenn die Respiration stabil ist. In diesem Fall ist der Koeffizient KRP höher als der Koeffizient KSP. Das Rampenmodul ermöglicht es somit der Steuereinheit, den Druckanstieg zu beschleunigen, wenn der Patient einschläft und wenn keine Ereignisse erfasst werden.
  • Eine andere Implementierung der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist, dass die Steuereinheit 10 das Rampenmodul mit der Information versorgt, wenn die Steuereinheit in der Atmung des Patienten ein Ereignis erfasst, das einen Schlafzustand zeigt. Das Rampenmodul erhöht somit den Druckanstieg erneut.
  • Das Folgende sind Beispiele von Rampenperioden, die von der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt werden.
  • Beispiel 1: Variationen des Werts PM gemäß unterschiedlichen Ereignissen
  • 2 stellt ein Beispiel der arbeitenden Vorrichtung dar, wobei drei Systeme von Koordinaten dargestellt werden: Druckwert PM als eine Funktion der Zeit, die Atmung B des Patienten als eine Funktion der Zeit und Schnarchen S als eine Funktion der Zeit. Zu einer Zeit ts aktiviert das Rampenmodul 10 den Druckanstieg. Zur Zeit t1, wenn eine Verlangsamung E1 der Atmung erfasst wird, wird der Druckanstieg von dem Rampenmodul 10 beschleunigt. Dann wird zur Zeit t2 Schnarchen E2 erfasst. Somit wird der Druckanstieg von dem Rampenmodul erneut beschleunigt. Da zur Zeit t3 noch immer ein Schnarchen E3 erfasst wird, beschleunigt das Rampenmodul den Druckanstieg weiter. Wie in 2 dargestellt, ist die bevorzugte Ausführungsform ein linearer Druckanstieg. Somit ist zur Zeit ts der Koeffizient KRP des Druckanstiegs konstant. Jedes Mal, wenn ein Ereignis erfasst wird, fügt das Rampenmodul diesem Koeffizienten einen gegebenen konstanten Wert KE hinzu, so dass die Steigung der linearen Funktion somit bei jedem Ereignis verstärkt wird. Dies hält an, bis der Behandlungsdruck PT erhoben worden ist. Dann wird die Rampe abgeschlossen und die Steuereinheit wendet den Behandlungsdruck auf die Maske des Patienten an. Der Wert KE kann von dem Arzt in einem nicht flüchtigen Speicher festgesetzt werden und sich je nach erfasstem Ereignis unterscheiden.
  • Beispiel 2: Beispiel der Berechnung des Wertes PM
  • In diesem Beispiel beträgt der Behandlungsdruck PT 10 Hektopascal (hPa). Der anfängliche Druck P0 der an der Maske des Patienten bereitgestellten Luft beträgt 4 hPa. Ein Arzt hat festgesetzt, dass die Rampe zu einer Zeit ts von 2 Minuten anfangen wird, und den anfänglichen Koeffizienten KRP auf 0,2 hPa pro Minute (hPa/min) festgesetzt. Der Arzt hat auch festgesetzt, dass wenn ein Schnarchen erfasst wird, KE gleich 1 hPa ist, wenn die Atemrate unter einer festgesetzten Schwelle liegt.
  • Wenn die Vorrichtung anfängt, versorgt die Steuereinheit das Gebläse, um an der Maske des Patienten einen Druck von 4 hPa festzusetzen. Nach 2 Minuten fängt das Rampenmodul an, den Wert PM zu erhöhen. Wenn kein Ereignis auftritt, bleibt der Koeffizient KRP bei 0,2 hPa. Nach 10 Minuten beträgt der Wert PM 5,6 hPa (8 Minuten multipliziert mit 0,2 hPa/min und den 4 hPa hinzugefügt). Nach diesen zehn Minuten liegt der Atem des Patienten unter dem Schwellenwert. Das Rampenmodul fügt den entsprechenden KE-Wert dem Koeffizienten KRP hinzu, der somit gleich 1,2 hPa/min ist. Der Behandlungsdruck wird somit in etwa 13 Minuten und 40 Sekunden erhoben.

Claims (8)

  1. Eine Vorrichtung (1), um die Respiration eines Patienten zu unterstützen, indem einem Patienten durch eine Maske (20) Luft zugeführt wird, wobei die Vorrichtung Folgendes beinhaltet: – ein Gebläse (4), um dem Patienten Luft unter einem Behandlungsdruck bereitzustellen, – eine Steuereinheit (2), um den von dem Gebläse zugeführten Druck auf der Ebene der Maske einzustellen, – ein Rampenmodul (10), das mit der Steuereinheit verbunden ist, um der Steuereinheit den Druckwert PM, der sich an der Maske einschwingen soll, bereitzustellen, so dass, wenn die Vorrichtung anfängt zu arbeiten, der Druck progressiv bis zum Behandlungsdruck PT ansteigt, und – einen Vergleicher, der mit dem Rampenmodul verbunden ist, mindestens ein Mittel zum Erfassen der Atmungsparameter des Patienten und ihr Senden zu dem Vergleicher, damit der Vergleicher als Reaktion auf die Atmungsparameter bestimmen kann, dass ein Ereignis (E1, E2 oder E3) in der Atmung des Patienten auftritt, und die entsprechenden Daten an das Rampenmodul senden kann, das der Steuereinheit einen Druckwert PM bereitstellt, der in Bezug auf Zeit steigt; dadurch gekennzeichnet, dass der Anstieg des Drucks an der Maske des Patienten innerhalb der Zeit beschleunigt wird, wenn die Rampe aktiviert wird.
  2. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, wobei das Rampenmodul den Druckwert PM, der eine lineare Funktion der Zeit ist, bereitstellt, wobei ein Erhöhungskoeffizient KRP konstant ist, wobei das Rampenmodul diesen Koeffizienten um einen konstanten Wert KE erhöht, wenn die Steuereinheit (2) Daten sendet, die dem Ereignis (E1, E2 oder E3) entsprechen.
  3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Druckwert PM immer eine Maximum- und/oder Minimumgrenze aufweist, so dass die Erhöhung des Drucks außerdem im Minimum und/oder Maximum begrenzt ist.
  4. Vorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei das Rampenmodul (10) einen Speicher (12) beinhaltet, in dem ein Minimumkoeffizient KSRP gespeichert wird, wobei das Rampenmodul den Koeffizienten KRP immer gleich oder über dem Minimumkoeffizienten KSRP hält, so dass das Rampenmodul der Steuereinheit (2) einen Druckwert PM bereitstellt, der immer über einer Minimumgrenze liegt.
  5. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei das Rampenmodul (10) einen Speicher (12) beinhaltet, in dem ein Maximumkoeffizient KMRP gespeichert wird, wobei das Rampenmodul den Koeffizienten KRP immer gleich oder unter dem Maximumkoeffizienten KMRP hält, so dass das Rampenmodul der Steuereinheit (2) einen Druckwert PM bereitstellt, der immer unter einer Maximumgrenze liegt.
  6. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mittel (6) zum Erfassen der Atmungsparameter des Patienten ermöglicht, dass die Steuereinheit (2) den Luftstrom an der Maske (20) des Patienten berechnet, wobei der Vergleicher bestimmt, dass ein Ereignis (E1, E2 oder E3) mit den Luftstromparametern oder der Luftstromform auftritt.
  7. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Rampenmodul (10) den Druckwert PM erhöht, wenn eine Anomalie wie etwa Schnarchen oder Apnoe in der Atmung des Patienten erfasst wird.
  8. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Rampenmodul (10) den Druckwert PM erhöht, wenn die Atmungsparameter des Patienten einer Verminderung zwischen der Wachatmung und der Schlafatmung entsprechen oder wenn sie einer stabilen Atmungsfrequenz entsprechen.
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