LU102031B1 - Method and device for automatically determining the target frequency of a ventilator - Google Patents

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LU102031B1
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ventilation
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mandatory
ventilator
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German (de)
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Birgit Stender
Tilman Blumenthal
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Draegerwerk Ag & Co Kgaa
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Signalverarbeitungseinheit und ein Beatmungsgerät, welche automatisch einen Sollwert für die Frequenz festlegen, mit welcher das Beatmungsgerät Beatmungshübe ausführt und dadurch einen Patienten künstlich beatmet. Ein alveoläres oder proximales Minutenvolumen wird vorgegeben. Eine Lungenzeitkonstante für die Lunge des Patienten wird ermittelt. Das Volumen eines Totraums in einer Fluidverbindung zwischen der Lunge und dem Bearbeitungsgerät wird ermittelt. Eine mandatorische Sollfrequenz (fset.mand) für die mandatorische Beatmung des Patienten wird berechnet. Eine ideale Frequenz (fspon), mit welcher der Patient durch spontane Atmung das Minutenvolumen erzielen kann, wird berechnet. Die Soll-Beatmungsfrequenz wird als gewichtetes Mittel der mandatorischen Sollfrequenz (fset.mand) und der idealen Frequenz (fspon) berechnet. Die Mittelung hängt von der ermittelten Intensität der spontanen Atmung des Patienten ab.The invention relates to a method, a signal processing unit and a ventilator which automatically define a target value for the frequency at which the ventilator performs ventilation strokes and thereby artificially ventilates a patient. An alveolar or proximal minute volume is specified. A lung time constant for the patient's lungs is determined. The volume of dead space in a fluid connection between the lung and the processing device is determined. A mandatory target rate (fset.mand) for the patient's mandatory ventilation is calculated. An ideal rate (fspon) at which the patient can achieve minute ventilation through spontaneous breathing is calculated. The target ventilation rate is calculated as the weighted average of the mandatory target rate (fset.mand) and the ideal rate (fspon). The averaging depends on the determined intensity of the patient's spontaneous breathing.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Festlegung der 10106080 Sollfrequenz eines Beatmungsgerats Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, um automatisch einen Sollwert für die Frequenz festzulegen, mit welcher ein Beatmungsgerät Beatmungshübe ausführt und dadurch einen Patienten künstlich beatmet.The invention relates to a method and a device for automatically setting a target value for the frequency at which a ventilator performs ventilation strokes and thereby artificially ventilates a patient.

Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung werden in EP 3332827 A1 beschrieben.Such a method and such a device are described in EP 3332827 A1.

Die Frequenz, mit der ein Patient künstlich beatmet werden soll, wird automatisch berechnet.The frequency at which a patient should be artificially ventilated is calculated automatically.

Die Berechnung hängt von einem angestrebten Minutenvolumen sowie einem vorgegebenen funktionalen Totraum ab, außerdem von einem vorgegebenen Lungenmodell, einer abgespeicherten Lungenzeitkonstante, z.B.The calculation depends on a target minute volume and a given functional dead space, as well as a given lung model, a stored lung time constant, e.g.

R*C, und einem vorgegebenen Zeitdauerverhältnis, z.B.R*C, and a predetermined time duration ratio, e.g.

Inspiration | zu Exspiration E.Inspiration | to expiration E.

Die Frequenz wird so berechnet, dass ein von der Frequenz abhängender Parameter minimiert wird.The frequency is calculated so that a parameter dependent on the frequency is minimized.

In einem Ausführungsbeispiel ist dieser Parameter die Summe aus W'c und Wr, also der Leistung W’c, die zum Dehnen der Lunge erforderlich ist, und der Leistung Wr, die zur Überwindung des pneumatischen Widerstands im Atemweg erforderlich ist.In one embodiment, this parameter is the sum of W'c and Wr, i.e. the power W'c required to stretch the lungs and the power Wr required to overcome the pneumatic resistance in the airway.

Um die Sollfrequenz festzulegen, wird eine Optimierung durchgeführt, im Ausführungsbeispiel eine iterative Optimierung.Optimization is carried out in order to define the target frequency, in the exemplary embodiment an iterative optimization.

In US 20090007915 A1 werden eine Vorrichtung und ein Verfahren beschrieben, um automatisch Werte für Parameter einer künstlichen Beatmung zu berechnen.US 20090007915 A1 describes a device and a method for automatically calculating values for parameters of artificial respiration.

Eine gewünschte Frequenz RR® der Beatmung wird festgelegt, und eine Frequenz RRspon der spontanen Atmung wird ermittelt.A desired rate RR® of ventilation is established and a rate RRspon of spontaneous breathing is determined.

Die beiden Frequenzen werden miteinander verglichen.The two frequencies are compared with each other.

Abhängig von der Abweichung wird ein Zielwert für die Beatmung festgelegt.Depending on the deviation, a target value for ventilation is set.

Der Zielwert kann insbesondere die gesamte alveoläre Ventilation oder das absolute oder relative Minutenvolumen sein.In particular, the target value can be the total alveolar ventilation or the absolute or relative minute volume.

Falls die Frequenz der spontanen Atmung signifikant von der Sollfrequenz abweicht, so wird der Zielwert für die Beatmung vergrößert. 20201001LU 02.09.2020If the rate of spontaneous breathing deviates significantly from the target rate, the target value for ventilation is increased. 20201001LU 02.09.2020

-2/45- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung 17106081 bereitzustellen, welche automatisch die Soll-Beatmungsfrequenz eines Beatmungsgeräts festlegen, wobei diese Festlegung für einen relativ breiten Anwendungsbereich gültig ist und wobei es nicht erforderlich sein soll, das Beatmungsgerat zwischen unterschiedlichen Modi umzuschalten. Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine Signalverarbeitungseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 12 und durch ein Beatmungsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind auch Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Signalverarbeitungseinheit und des erfindungsgemäßen Beatmungsgeräts und umgekehrt.-2/45- The object of the invention is to provide a method and a device which automatically determine the target ventilation frequency of a ventilator, this determination being valid for a relatively wide range of applications and whereby it should not be necessary to use the ventilator switch between different modes. The object is achieved by a method having the features of claim 1, by a signal processing unit having the features of claim 12 and by a ventilator having the features of claim 13. Advantageous configurations are specified in the dependent claims. Advantageous configurations of the method according to the invention are also configurations of the signal processing unit according to the invention and the ventilator according to the invention and vice versa.

Zwischen der Lunge eines Patienten, welcher künstlich zu beatmen ist, und dem erfindungsgemäßen Beatmungsgerät ist wenigstens zeitweise eine Fluidverbindung hergestellt oder lässt sich herstellen. Das Beatmungsgerät ist wenigstens zeitweise mit mindestens einem Patienten-Sensor verbunden oder lässt sich mit mindestens einem Patienten-Sensor verbinden. Der oder jeder Patienten-Sensor vermag jeweils mindestens einen Parameter des künstlich zu beatmenden oder beatmeten Patienten zu messen.A fluid connection is established or can be established at least temporarily between the lungs of a patient who is to be artificially ventilated and the ventilator according to the invention. The ventilator is at least temporarily connected or connectable to at least one patient sensor. The or each patient sensor is able to measure at least one parameter of the patient to be artificially ventilated or to be ventilated.

Die erfindungsgemäße Signalverarbeitungseinheit sowie das erfindungsgemäße Beatmungsgerät umfassen einen Datenspeicher oder weisen wenigstens zeitweise Lesezugriff auf einen Datenspeicher auf. In diesem Datenspeicher ist ein Maß für einen angestrebten Volumenfluss in die Lunge des Patienten abgespeichert. Ein solcher angestrebte Volumenfluss wird dem erfindungsgemafen Verfahren vorgegeben.The signal processing unit according to the invention and the ventilator according to the invention include a data memory or at least temporarily have read access to a data memory. A measure of a desired volume flow into the patient's lungs is stored in this data memory. Such a desired volume flow is specified for the method according to the invention.

Ein Volumenfluss ist das Volumen von Fluid, das in einer bestimmten Zeiteinheit in einen und / oder aus einem Raum fließt. Der angestrebte Volumenfluss ist insbesondere ein gefordertes alveoläres oder proximales Minutenvolumen.A volumetric flow is the volume of fluid flowing into and/or out of a space in a given unit of time. The desired volume flow is in particular a required alveolar or proximal minute volume.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die folgenden Schritte, und die erfindungsgemäße Signalverarbeitungseinheit und das erfindungsgemäße Bearbeitungsgerät sind dazu ausgestaltet und eingerichtet, die folgenden Schritte durchzuführen: 20201001LU 02.09.2020The method according to the invention comprises the following steps, and the signal processing unit according to the invention and the processing device according to the invention are designed and set up to carry out the following steps: 20201001LU 02.09.2020

-3/45- — Eine Lungenzeitkonstante für die Lunge des Patienten wird ermittelt. Hierfür 1010608 werden gemessene Werte mindestens eines Parameters des Patienten verwendet, insbesondere Werte von dem oder mindestens einem Patienten- Sensor.-3/45- — A lung time constant for the patient's lungs is determined. Measured values of at least one parameter of the patient are used for this, in particular values from the or at least one patient sensor.

— Das Volumen eines Totraums wird ermittelt. Dieser Totraum befindet sich in der Fluidverbindung zwischen einen Bereich der Lunge, der zum Gasaustausch mit dem Blut des Patienten geeignet ist, und dem Beatmungsgerät. Bevorzugt befindet der Totraum sich zwischen einem Messpunkt am Mund des Patienten oder in einem Bereich der Fluidverbindung, der zwischen dem Mund und dem Beatmungsgerät ist, und dem zum Gasaustausch geeigneten Bereich der Lunge.— The volume of a dead space is determined. This dead space is in the fluid communication between an area of the lungs suitable for gas exchange with the patient's blood and the ventilator. The dead space is preferably located between a measuring point at the patient's mouth or in an area of the fluid connection which is between the mouth and the ventilator and the area of the lungs suitable for gas exchange.

— Eine mandatorische Sollfrequenz für die mandatorische Beatmung des Patienten durch das Beatmungsgerät wird berechnet. Diese mandatorische Sollfrequenz wird abhängig von dem vorgegebenen angestrebten Volumenfluss, der ermittelten Lungenzeitkonstante und dem ermittelten Totraum-Volumen berechnet.— A mandatory target rate for mandatory ventilation of the patient by the ventilator is calculated. This mandatory setpoint frequency is calculated as a function of the specified desired volume flow, the determined lung time constant and the determined dead space volume.

— Eine ideale Spontanatmungs-Frequenz für die spontane Atmung des Patienten wird berechnet. Mit dieser idealen Spontanatmungs-Frequenz vermag der Patient den angestrebten Volumenfluss zu erzielen, und zwar allein durch spontane Atmung. Diese ideale Spontanatmungs-Frequenz wird abhängig von der ermittelten Lungenzeitkonstante und dem ermittelten Totraum-Volumen berechnet, bevorzugt unter Verwendung eines Modells für die Atmungsaktivitat eines Patienten.— An ideal spontaneous breathing rate for the patient's spontaneous breathing is calculated. With this ideal spontaneous breathing frequency, the patient is able to achieve the desired volume flow, and this solely through spontaneous breathing. This ideal spontaneous breathing frequency is calculated as a function of the determined lung time constant and the determined dead space volume, preferably using a model for a patient's respiratory activity.

— Ein Maß für die aktuelle Intensität der spontanen Atmung des Patienten wird ermittelt.— A measure of the current intensity of the patient's spontaneous breathing is determined.

— Die gesuchte Soll-Beatmungsfrequenz wird als gewichtetes Mittel der mandatorischen Sollfrequenz und der idealen Spontanatmungs-Frequenz berechnet. Welche Gewichtung, insbesondere welcher Gewichtsfaktor, in diesem gewichteten Mittel verwendet wird, hängt von dem ermittelten MaB für die Intensität der spontanen Atmung des Patienten ab.— The desired target ventilation rate is calculated as the weighted average of the mandatory target rate and the ideal spontaneous ventilation rate. Which weighting, in particular which weighting factor, is used in this weighted average depends on the measure determined for the intensity of the patient's spontaneous breathing.

Das Beatmungsgerät vermag Beatmungshübe abhängig von der berechneten Soll-Beatmungsfrequenz durchzuführen, insbesondere Beatmungshübe mit der berechneten Soll-Beatmungsfrequenz durchzuführen.The ventilator is able to carry out ventilation strokes depending on the calculated setpoint ventilation frequency, in particular to carry out ventilation strokes with the calculated setpoint ventilation frequency.

20201001LU 02.09.202020201001LU 02.09.2020

„4/45 - Erfindungsgemäß wird automatisch eine Soll-Beatmungsfrequenz für das LU102031 Beatmungsgerat berechnet."4/45 - According to the invention, a target ventilation rate for the LU102031 ventilator is automatically calculated.

Daher vermeidet die Erfindung die Notwendigkeit, eine Soll-Beatmungsfrequenz von Hand festzulegen.Therefore, the invention avoids the need to manually set a target respiratory rate.

Möglich ist, dass das Bearbeitungsgerat mit dieser automatisch berechneten Soll-Beatmungsfrequenz betrieben wird, insbesondere Beatmungshübe gemäß dieser Soll-Beatmungsfrequenz ausführt.It is possible for the processing device to be operated with this automatically calculated setpoint ventilation frequency, in particular to carry out ventilation strokes in accordance with this setpoint ventilation frequency.

Bevorzugt ist es möglich, dass einem Benutzer des Beatmungsgerats die automatisch berechnete Soli- Beatmungsfrequenz angezeigt wird und dass eine Eingabe des Benutzers erfasst und ausgewertet wird, insbesondere erfasst wird, ob der Benutzer die angezeigte Soll-Beatmungsfrequenz bestätigt oder mit einem anderen Wert überschreibt.It is preferably possible for the automatically calculated target ventilation rate to be displayed to a user of the ventilator and for user input to be recorded and evaluated, in particular whether the user confirms the displayed target ventilation rate or overwrites it with a different value.

Erfindungsgemäß wird ein Maß für einen angestrebten Volumenfluss in die Lunge und aus der Lunge des Patienten vorgegeben, also das in die Lunge und das aus der Lunge strômende Volumen von Gas pro Zeiteinheit.According to the invention, a measure for a desired volume flow into and out of the patient's lungs is specified, ie the volume of gas flowing into and out of the lungs per unit of time.

Bevorzugt ist der angestrebte Volumenfluss ein angestrebtes alveoläres oder proximales Minutenvolumen.The target volume flow is preferably a target alveolar or proximal minute volume.

Bevorzugt ist dieser angestrebte Volumenfluss der Fluss von Volumen in denjenigen Bereich der Lunge hinein und aus demjenigen Bereich der Lunge heraus, der für den Austausch von Gasen mit dem Blut des Patienten zur Verfügung steht.Preferably, this target volume flow is the flow of volumes into and out of that area of the lungs that is available for gas exchange with the patient's blood.

Die Gase sind insbesondere O2 und CO2 sowie optional mindestens ein Anästhesiemittel.The gases are in particular O2 and CO2 and optionally at least one anesthetic.

Erfindungsgemäß werden eine mandatorische Sollfrequenz für die mandatorische Beatmung des Patienten sowie eine ideale Spontanatmungs- Frequenz für die spontane Atmung des Patienten berechnet.According to the invention, a mandatory setpoint frequency for the mandatory ventilation of the patient and an ideal spontaneous breathing frequency for the patient's spontaneous breathing are calculated.

Unter einer mandatorischen Beatmung wird die künstliche Beatmung eines vollständig sedierten Patienten verstanden, also eines Patienten, der aktuell überhaupt nicht spontan atmet.Mandatory ventilation is the artificial ventilation of a completely sedated patient, i.e. a patient who is currently not breathing spontaneously at all.

Mit der idealen Spontanatmungs-Frequenz für die spontane Atmung vermag der Patient den angestrebten Volumenfluss ohne die künstliche Beatmung zu erzeugen, wobei bevorzugt die ideale Spontanatmungs-Frequenz eine vorgegebene Zielfunktion optimiert.With the ideal spontaneous breathing frequency for spontaneous breathing, the patient is able to generate the desired volume flow without artificial respiration, with the ideal spontaneous breathing frequency preferably optimizing a predetermined target function.

Bevorzugt ist die ideale Spontanatmungs-Frequenz diejenige Frequenz, mit welcher der Patient den angestrebten Volumenfluss mit der geringsten Arbeit oder der geringsten Leistung zu erzielen vermag, besonders bevorzugt die Frequenz, die zu einer 20201001LU 02.09.2020The ideal spontaneous breathing frequency is preferably that frequency with which the patient is able to achieve the desired volume flow with the least work or the lowest effort, particularly preferably the frequency that leads to a 20201001LU 02.09.2020

-5/45- mittleren mechanischen Leistung während der Inspiration führt (energieeffiziente LU102031 Frequenz). Die Soll-Beatmungsfrequenz wird erfindungsgemäß als gewichtete Zusammenfassung, insbesondere als gewichtetes Mittel, der mandatorischen Sollfrequenz und der idealen Spontanatmungs-Frequenz für die spontane Atmung berechnet.-5/45- average mechanical power during inspiration (energy efficient LU102031 frequency). According to the invention, the target ventilation rate is calculated as a weighted summary, in particular as a weighted average, of the mandatory target rate and the ideal spontaneous breathing rate for spontaneous breathing.

Die Soll-Beatmungsfrequenz hängt also von einem Gewichtungsfaktor ab, wobei dieser Gewichtungsfaktor wiederum von einem ermittelten Maß fur die aktuelle spontane Atmung des Patienten abhängt.The setpoint respiration frequency therefore depends on a weighting factor, this weighting factor in turn depending on a measure determined for the current spontaneous respiration of the patient.

Je größer dieses Maß für die spontane Atmung ist, je intensiver also aktuell die spontane Atmung ist, desto größer ist der Gewichtungsfaktor und damit der Beitrag der idealen Spontanatmungs-Frequenz zur berechneten Soll- Beatmungsfrequenz.The larger this measure is for spontaneous breathing, i.e. the more intense the spontaneous breathing is at the moment, the larger the weighting factor and thus the contribution of the ideal spontaneous breathing frequency to the calculated setpoint ventilation frequency.

Das erfindungsgemäße Merkmal, dass eine gewichtete Zusammenfassung berechnet wird, trägt dem Umstand Rechnung, dass oft ein Patient nicht während der künstlichen Beatmung durchgehend vollständig sediert ist, sondern wenigstens zeitweise spontan atmet.The feature according to the invention, that a weighted summary is calculated, takes into account the fact that a patient is often not completely sedated throughout the artificial respiration, but breathes spontaneously at least at times.

Die künstliche Beatmung unterstützt diese spontane Atmung.Artificial respiration supports this spontaneous breathing.

Der Patient atmet dann aufgrund einer Überlagerung von spontaner Atmung und künstlicher Beatmung.The patient then breathes due to a superposition of spontaneous breathing and mechanical ventilation.

In der Regel löst ein spontaner Atemzug einen Beatmungshub des Beatmungsgeräts aus.As a rule, a spontaneous breath triggers a ventilation stroke of the ventilator.

Bei schwacher oder fehlender spontanen Atmung führt das Bearbeitungsgerat zusätzliche Beatmungshübe aus, also Beatmungshübe, die nicht durch die spontane Atmung ausgelöst werden.If there is weak or no spontaneous breathing, the processing device carries out additional ventilation strokes, i.e. ventilation strokes that are not triggered by spontaneous breathing.

Von der erfindungsgemäß berechneten Soll- Beatmungsfrequenz und der spontanen Atmung hängt es ab, wie viele solche zusätzlichen Beatmungshübe ausgeführt werden.How many such additional ventilation strokes are carried out depends on the setpoint ventilation frequency calculated according to the invention and the spontaneous breathing.

Die Gefahr wird reduziert, dass zu wenige oder zu viele Beatmungshübe ausgeführt werden, der Patient also zu wenig oder zu viel Luft erhält.The risk is reduced that too few or too many ventilation strokes are carried out, i.e. the patient receives too little or too much air.

Eine künstliche Beatmung kann eine mandatorische Beatmung (Patient atmet überhaupt nicht spontan) oder eine unterstützende Beatmung (künstliche Beatmung unterstützt seine spontane Atmung) sein.Artificial ventilation can be mandatory ventilation (patient does not breathe spontaneously at all) or assisted ventilation (automatic ventilation supports his spontaneous breathing).

Dank der Erfindung ist es nicht erforderlich, das Beatmungsgerat zwischen mindestens zwei unterschiedlichen Modi umzuschalten, nämlich mindestens einem Modus für die mandatorische Beatmung und mindestens einem Modus für die unterstützende 20201001LU 02.09.2020Thanks to the invention, it is not necessary to switch the ventilator between at least two different modes, namely at least one mode for mandatory ventilation and at least one mode for supportive ventilation

| -6/45- Beatmung.| -6/45- Ventilation.

Ein solches Umschalten könnte zu einer abrupten Änderung der FI künstlichen Beatmung führen.Such switching could result in an abrupt change in FI artificial respiration.

Dank der Erfindung lässt sich die künstliche Beatmung vielmehr an die aktuelle Intensität der spontanen Atmung anpassen, und zwar auch dann, wenn der angestrebte Volumenfluss gleich bleibt und die Intensität der spontanen Atmung sich ändert.Instead, thanks to the invention, the artificial respiration can be adapted to the current intensity of the spontaneous respiration, even if the desired volume flow remains the same and the intensity of the spontaneous respiration changes.

Die erfindungsgemäß berechnete Soll-Beatmungsfrequenz lässt sich auch für die beiden Sonderfälle anwenden, dass der Patient vollständig sediert ist und dass die Beatmungshübe ausschließlich von der spontanen Atmung des Patienten ausgelöst werden.The setpoint ventilation frequency calculated according to the invention can also be used for the two special cases that the patient is completely sedated and that the ventilation strokes are triggered exclusively by the patient's spontaneous breathing.

Im ersten Fall wird also gar kein Beatmungshub von der spontanen Atmung ausgelöst, im zweiten Fall jeder Beatmungshub.In the first case, no ventilation stroke is triggered by the spontaneous respiration, in the second case every ventilation stroke.

Diese beiden Sonderfälle brauchen dank der Erfindung nicht notwendigerweise detektiert zu werden, um die Soll-Beatmungsfrequenz festzulegen.Thanks to the invention, these two special cases do not necessarily have to be detected in order to set the target respiration rate.

Ausreichend ist, das Maß für die spontane Atmung zu detektieren.It is sufficient to detect the measure of spontaneous respiration.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich gleichermaßen für die beiden Sonderfälle sowie für viele Situationen zwischen diesen beiden Sonderfällen anwenden, also einer relativ schwachen spontanen Atmung.The device according to the invention and the method according to the invention can be used equally well for the two special cases and for many situations between these two special cases, ie relatively weak spontaneous respiration.

Die mandatorische Sollfrequenz wird erfindungsgemäß in Abhängigkeit von dem angestrebten Volumenfluss sowie von dem ermittelten Totraum-Volumen und der ermittelten Lungenzeitkonstante berechnet.According to the invention, the mandatory setpoint frequency is calculated as a function of the desired volume flow and of the determined dead space volume and the determined lung time constant.

Die ideale Spontanatmungs- Frequenz hängt mindestens von der Lungenzeitkonstante und dem Totraum- Volumen ab.The ideal spontaneous breathing frequency depends at least on the lung time constant and the dead space volume.

Aus diesem Grund hängt die berechnete mandatorische Sollfrequenz von pneumatischen Eigenschaften der Lunge sowie von einem angestrebten Volumenfluss in die Lunge und aus der Lunge ab.For this reason, the calculated mandatory target rate depends on the pneumatic properties of the lungs and on a desired volume flow into and out of the lungs.

Daher wird die mandatorische Sollfrequenz an die Lunge eines künstlich zu beatmenden Patienten angepasst.Therefore, the mandatory target rate is adapted to the lungs of a patient to be artificially ventilated.

Weil erfindungsgemäß die Lungenzeitkonstante des Patienten ermittelt und verwendet wird, werden folgende beiden Gefahren bei der künstlichen Beatmung reduziert: — Aufgrund einer zu hohen Beatmungsfrequenz erreicht zu wenig Atemluft den alveolären Lungenraum.Because the patient's lung time constant is determined and used according to the invention, the following two dangers in artificial ventilation are reduced: Too little breathing air reaches the alveolar lung space due to a ventilation frequency that is too high.

Dieser unerwünschte Effekt tritt insbesondere bei einer Lunge mit einem hohen Lungenwiderstand (resistance) R und daher einer großen Lungenzeitkonstante 71 auf.This undesired effect occurs in particular in a lung with a high lung resistance (resistance) R and therefore a large lung time constant 71 .

Insbesondere kann die 20201001LU 02.09.2020In particular, the 20201001LU 09/02/2020

-7/45- unerwünschte Situation auftreten, dass bei der Exspiration zu wenig LU102081 verbrauchte Atemluft aus der Lunge herausflieRt. Die Lunge wird quasi immer weiter aufgeblasen. Dies tritt vor allem bei verstopften Atemwegen, insbesondere bei einer Raucherlunge, auf. — Aufgrund einer zu niedrigen Beatmungsfrequenz wird die Lunge überdehnt, insbesondere weil das erzielte Tidalvolumen zu groß ist. Dieser unerwünschte Effekt tritt insbesondere bei einer Lunge mit einer geringen Elastizität (Compliance) C und daher einer kleinen Lungenzeitkonstante 1 auf. Die Erfindung ermöglicht es, erspart aber die Notwendigkeit, für die Berechnung der mandatorischen Sollfrequenz die Elastizität oder die Compliance oder den pneumatischen Widerstand der Lunge getrennt voneinander zu ermitteln. Eine solche Ermittlung ist in der Praxis aber häufig gar nicht möglich, mit relativ großen Fehlern behaftet und / oder belastet den Patienten erheblich. Dank der Erfindung ist vielmehr ausreichend, eine Lungenzeitkonstante zu ermitteln.-7/45- undesired situation that during expiration too little LU102081 used breathing air flows out of the lungs. The lungs keep getting inflated. This occurs primarily in congested airways, especially in a smoker's lungs. — The lungs are overstretched due to a ventilation rate that is too low, especially because the tidal volume achieved is too large. This undesired effect occurs in particular in a lung with a low elasticity (compliance) C and therefore a small lung time constant 1 . The invention makes it possible, but saves the need to determine the elasticity or the compliance or the pneumatic resistance of the lungs separately for the calculation of the mandatory setpoint frequency. However, such a determination is often not possible in practice, involves relatively large errors and/or puts a considerable strain on the patient. Rather, thanks to the invention, it is sufficient to determine a lung time constant.

Auch die erfindungsgemäß berechnete ideale Spontanatmungs-Frequenz für die spontane Atmung des Patienten hängt von dem Patienten ab, nämlich von dem ermittelten Totraum-Volumen, der zu einem erheblichen Teil im Körper des Patienten auftritt, sowie von dem angestrebten Volumenfluss.The ideal spontaneous breathing frequency calculated according to the invention for the patient's spontaneous breathing also depends on the patient, namely on the determined dead space volume, which occurs to a considerable extent in the patient's body, and on the desired volume flow.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird die mandatorische Sollfrequenz abhängig von einer idealen mandatorischen Sollfrequenz sowie einer oberen Schranke für die mandatorische Sollfrequenz berechnet. Besonders bevorzugt ist die mandatorische Sollfrequenz gleich der idealen mandatorischen Sollfrequenz oder der oberen Schranke, je nachdem, welcher dieser beiden Werte kleiner ist.In a preferred embodiment, the mandatory setpoint frequency is calculated as a function of an ideal mandatory setpoint frequency and an upper limit for the mandatory setpoint frequency. The mandatory setpoint frequency is particularly preferably equal to the ideal mandatory setpoint frequency or the upper limit, depending on which of these two values is lower.

Die ermittelte obere Schranke hängt von der ermittelten Lungenzeitkonstante und bevorzugt zusätzlich von dem ermittelten Totraum-Volumen und / oder von dem angestrebten Volumenfluss ab. Die obere Schranke kann das Minimum von mehreren einzelnen oberen Schranken sein, wobei eine erste einzelne Schranke von der Lungenzeitkonstante und eine weitere einzelne Schranke von dem Totraum-Volumen und / oder vom Volumenfluss abhängt.The determined upper limit depends on the determined lung time constant and preferably additionally on the determined dead space volume and/or on the desired volume flow. The upper limit can be the minimum of several individual upper limits, with a first individual limit depending on the lung time constant and a further individual limit depending on the dead space volume and/or the volume flow.

Weil die mandatorische Sollfrequenz nicht größer ist als diese obere Schranke, wird die Gefahr weiter verringert, dass die Lunge durch eine zu hohe Frequenz 20201001LU 02.09.2020Because the mandatory target frequency is not greater than this upper limit, the risk is further reduced that the lungs will be damaged by too high a frequency

-8/45- oder durch ein zu großes Tidalvolumen zu stark mechanisch belastet wird oder 1102081 nicht genügend Atemluft erhält.-8/45- or is subjected to excessive mechanical stress due to an excessive tidal volume, or 1102081 does not receive enough air to breathe.

Insbesondere wird vermieden, dass die künstliche Beatmung durch eine zu hohe Frequenz lediglich Atemluft in beide Richtungen durch den Totraum bewegt, ohne dass eine ausreichende Menge von Atemluft den zum Gastaustausch geeigneten Bereich der Lunge erreicht und ohne dass eine ausreichende Menge von verbrauchter Luft aus der Lunge abgeführt wird.In particular, it is avoided that the artificial respiration only moves breathing air in both directions through the dead space due to a frequency that is too high, without a sufficient amount of breathing air reaching the area of the lungs suitable for gas exchange and without a sufficient amount of used air being removed from the lungs is carried away.

Falls aber stets die obere Schranke als die mandatorische Sollfrequenz verwendet werden würde, so bestünde die Gefahr, dass die Lunge durch die künstliche Beatmung stärker als erforderlich belastet wird, also stärker als nötig, um den angestrebten Volumenfluss zu erzielen.However, if the upper limit were always used as the mandatory target frequency, there would be a risk that the lungs would be subjected to a greater than necessary load due to the artificial ventilation, i.e. greater than necessary to achieve the desired volume flow.

Daher kann die mandatorische Sollfrequenz auch kleiner als die obere Schranke sein, nämlich insbesondere gleich einer berechneten idealen mandatorischen Sollfrequenz.Therefore, the mandatory setpoint frequency can also be lower than the upper limit, namely in particular equal to a calculated ideal mandatory setpoint frequency.

Die ideale mandatorische Sollfrequenz wird abhängig von einem vorgegebenen geforderten Einatmungsanteil berechnet.The ideal mandatory setpoint frequency is calculated as a function of a predetermined required inhalation fraction.

Der Einatmungsanteil gibt ein Maß dafür vor, welchen zeitlichen Anteil an einem Atemzyklus ein Einatmungsvorgang durchschnittlich aufweist.The proportion of inhalation provides a measure of the proportion of time in a respiratory cycle that an inhalation process has on average.

Möglich ist, das Verhältnis zwischen der durchschnittlichen Dauer eines Einatmungsvorgangs und der durchschnittlichen Dauer eines Ausatmungsvorgangs vorzugeben.It is possible to specify the ratio between the average duration of an inspiration process and the average duration of an expiration process.

Möglich ist auch, die durchschnittliche Dauer eines Einatmungsvorgangs oder die eines Ausatmungsvorgangs vorzugeben.It is also possible to specify the average duration of an inhalation process or that of an exhalation process.

Die Dauer des Einatmungsvorgangs bzw.The duration of the inhalation process

Ausatmungsvorgangs sowie die Beatmungsfrequenz legen einen Einatmungsanteil fest.The exhalation process and the ventilation frequency determine an inhalation proportion.

In einer bevorzugten Ausgestaltung, um die ideale mandatorische Sollfrequenz zu berechnen, wird ein Lungenmodell in einer von einem Rechner auswertbaren Form vorgegeben und im Datenspeicher abgespeichert.In a preferred embodiment, in order to calculate the ideal mandatory setpoint frequency, a lung model is specified in a form that can be evaluated by a computer and stored in the data memory.

Dieses Lungenmodell beschreibt näherungsweise das pneumatische Verhalten der Lunge eines Menschen und damit auch der Lunge des künstlich beatmeten Patienten.This lung model approximately describes the pneumatic behavior of a person's lungs and thus also of the lungs of the artificially ventilated patient.

Bevorzugt enthält dieses Lungenmodell mindestens einen Modell-Parameter, insbesondere die Lungenzeitkonstante und / oder das Totraum-Volumen.This lung model preferably contains at least one model parameter, in particular the lung time constant and/or the dead space volume.

Unter Verwendung dieses Lungenmodells lässt sich vorhersagen, welche resistive Leistung und welche elastische Leistung bei einer bestimmten tatsächlichen 20201001LU 02.09.2020Using this lung model, it is possible to predict what resistive power and what elastic power will be at a given actual 20201001LU 09/02/2020

-9/45- Beatmungsfrequenz auf die Lunge einwirken.-9/45- Ventilation frequency affect the lungs.

Die ideale mandatorische 10102081 Sollfrequenz wird unter Verwendung des vorgegebenen Lungenmodells und des vorgegebenen Einatmungsanteils berechnet.The ideal mandatory target rate is 10102081 calculated using the default lung model and the default inspiration fraction.

Unter Verwendung des vorgegebenen Lungenmodells und des geforderten Einatmungsanteils werden eine resistive Leistung und eine elastische Leistung berechnet.Using the given lung model and the required inspiration fraction, a resistive power and an elastic power are calculated.

Die resistive Leistung ist die Arbeit pro Zeiteinheit, die bei einem Einatmungsvorgang aufzuwenden ist, um den pneumatischen Widerstand der Lunge zu überwinden.The resistive power is the work per unit of time that has to be expended during an inhalation process in order to overcome the pneumatic resistance of the lungs.

Die elastische Leistung ist die Arbeit pro Zeiteinheit, die aufzuwenden ist, um die Lunge zu dehnen.Elastic power is the work per unit time required to stretch the lungs.

Um die ideale mandatorische Sollfrequenz zu berechnen, wird vorhergesagt, welche Frequenz gemäß dem Lungenmodell und bei dem vorgegebenen Einatmungsanteil zu welcher resistiven Leistung und zu welcher elastischen Leistung führt. | In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wird diese ideale mandatorische Sollfrequenz so festgelegt, dass die bewirkte resistive Leistung sich von der bewirkten elastischen Leistung um héchstens einen vorgegebenen Leistungsfaktor unterscheidet, wobei der Leistungsfaktor bevorzugt der Quotient aus den beiden bewirkten Leistungen ist.In order to calculate the ideal mandatory target frequency, it is predicted which frequency leads to which resistive power and to which elastic power according to the lung model and with the specified inhalation fraction. | In a particularly preferred embodiment, this ideal mandatory target frequency is defined such that the resistive power produced differs from the elastic power produced by at most a predetermined power factor, with the power factor preferably being the quotient of the two powers produced.

Der Leistungsfaktor lasst sich so klein wählen, dass die resistive Leistung nur wenig größer ist als die elastische Leistung.The power factor can be chosen so small that the resistive power is only slightly larger than the elastic power.

Diese Ausgestaltung führt in vielen Fallen zu einer relativ geringen Belastung der Lunge, insbesondere weil jedes Tidalvolumen relativ klein ist.In many cases, this configuration leads to a relatively low load on the lungs, in particular because each tidal volume is relatively small.

Dennoch bewirkt die Ausgestaltung einen ausreichend großen Volumenfluss in den und aus dem zum Gastaustausch geeigneten Lungen-Bereich, insbesondere den alveolären Lungenraum.Nevertheless, the configuration brings about a sufficiently large volume flow into and out of the lung area suitable for gas exchange, in particular the alveolar lung space.

Die vorteilhafte Ausgestaltung mit dem Leistungsfaktor erspart die Notwendigkeit, eine Funktion zu minimieren, welche die gesamte Arbeit oder die gesamte Leistung beschreibt, welche bei der künstlichen Beatmung auf die Lunge einwirkt.The advantageous embodiment with the power factor saves the need to minimize a function that describes the total work or power that acts on the lungs during artificial respiration.

Insbesondere wird die Notwendigkeit erspart, zur Laufzeit eine solche Funktion zu minimieren.In particular, the need to minimize such a function at runtime is avoided.

Die Minimierung einer Funktion ist zeitaufwendig.Minimizing a function is time consuming.

Falls bei der Minimierung ein iteratives Verfahren angewendet wird und falls zur Laufzeit das Verfahren abgebrochen wird, wenn ein Abbruchkriterium erfüllt ist, so kann die Minimierung zu einem ungünstigen Ergebnis führen.If an iterative process is used during minimization and if the process is aborted at runtime when an abort criterion is met, the minimization can lead to an unfavorable result.

Ohne ein 20201001LU 02.09.2020Without a 20201001LU 09/02/2020

- 10/45 - geeignetes Abbruchkriterium kann die Minimierung zu lange dauern.- 10/45 - suitable abort criterion, the minimization can take too long.

Diet "102031 vorteilhafte Ausgestaltung vermeidet die Nachteile einer solchen Minimierung. | In einer bevorzugten Realisierung werden eine Initialisierungsphase und eine nachfolgende Nutzungsphase durchgeführt.This advantageous embodiment avoids the disadvantages of such a minimization. In a preferred implementation, an initialization phase and a subsequent usage phase are carried out.

In einer Initialisierungsphase wird eine Konstante berechnet.A constant is calculated in an initialization phase.

Um die Konstante zu berechnen, werden das Lungenmodell und bevorzugt der optional vorgegebene Leistungsfaktor verwendet.To calculate the constant, the lung model and preferably the optionally specified power factor are used.

In der nachfolgenden Nutzungsphase wird die ideale mandatorische Sollfrequenz berechnet.In the subsequent usage phase, the ideal mandatory target frequency is calculated.

Hierfür werden der Einatmungsanteil, die ermittelte Lungenzeitkonstante sowie die Konstante, die in der Initialisierungsphase berechnet wurde, verwendet.For this purpose, the proportion of inhalation, the determined lung time constant and the constant that was calculated in the initialization phase are used.

Diese Ausgestaltung führt häufig zu einem geringeren Rechenaufwand in der Nutzungsphase.This refinement often leads to less computing effort in the use phase.

Möglich ist, in der Nutzungsphase erneut die Konstante zu berechnen, beispielsweise aufgrund einer geänderten Vorgabe.It is possible to recalculate the constant in the usage phase, for example due to a changed specification.

Möglich ist, die in der Initialisierungsphase gewonnene Konstante in mehreren Nutzungsphasen, auch für mehrere Patienten zu verwenden.It is possible to use the constant obtained in the initialization phase in several usage phases, also for several patients.

In einer Fortbildung dieser Realisierung berechnet eine erste Signalverarbeitungseinheit in der Initialisierungsphase die Konstante.In a development of this implementation, a first signal processing unit calculates the constant in the initialization phase.

Eine zweite Signalverarbeitungseinheit berechnet in der Nutzungsphase die ideale mandatorische Sollfrequenz und hieraus die Soll-Beatmungsfrequenz.A second signal processing unit calculates the ideal mandatory setpoint frequency and from this the setpoint ventilation frequency during the usage phase.

Die erste — Signalverarbeitungseinheit ist nicht notwendigerweise ein Bestandteil des Beatmungsgeräts.The first - signal processing unit is not necessarily a part of the ventilator.

Gemäß einer gerade beschriebenen Ausgestaltung wird eine ideale mandatorische Sollfrequenz abhängig von einem vorgegebenen geforderten Einatmungsanteil berechnet.According to an embodiment that has just been described, an ideal mandatory setpoint frequency is calculated as a function of a predefined required inhalation fraction.

Bevorzugt ist die ideale mandatorische Sollfrequenz umso größer, je größer der vorgegebene geforderte Einatmungsanteil ist.The ideal mandatory setpoint frequency is preferably the greater, the greater the predetermined required inhalation proportion.

Erfindungsgemäß werden eine mandatorische Sollfrequenz für die mandatorische Beatmung des Patienten sowie eine ideale Spontanatmungs- Frequenz fir die spontane Atmung des Patienten berechnet.According to the invention, a mandatory setpoint frequency for the mandatory ventilation of the patient and an ideal spontaneous breathing frequency for the spontaneous breathing of the patient are calculated.

Bevorzugt wird die mandatorische Sollfrequenz dergestalt berechnet, dass sie größer oder gleich der idealen Spontanatmungs-Frequenz ist.The mandatory setpoint frequency is preferably calculated in such a way that it is greater than or equal to the ideal spontaneous breathing frequency.

Dann ist auch die festgelegte Soll- Beatmungsfrequenz mindestens so groß wie die ideale Spontanatmungs- 20201001LU 02.09.2020Then the specified target ventilation frequency is at least as large as the ideal spontaneous ventilation 20201001LU 02.09.2020

- 11/45 - Frequenz. Dadurch wird eine zu kleine Beatmungsfrequenz vermieden. LU 102057 Insbesondere wird sichergestellt, dass mindestens jeder spontane Atemzug des Patienten einen Beatmungshub auslöst. Erfindungsgemäß wird eine Soll-Beatmungsfrequenz berechnet. Ein Parameter, der häufig an einem Beatmungsgerät eingestellt wird, ist ein gefordertes Tidalvolumen. Dieses geforderte Tidalvolumen ist ein Wert für dasjenige Volumen, welches das Beatmungsgerät bei einem Beatmungshub in die Fluidverbindung einspeisen soll. Das geforderte Tidalvolumen wird abhängig von dem angestrebten Volumenfluss, dem ermittelten Totraum-Volumen und der erfindungsgemäß berechnete Soll-Beatmungsfrequenz berechnet. Das Beatmungsgerät wird mit dem Regelungsziel angesteuert, dass bei mindestens einem Beatmungshub, bevorzugt bei jedem Beatmungshub, das erzielte Tidalvolumen gleich dem berechneten Soll-Tidalvolumen ist. Bevorzugt wird ein Stellglied des Beatmungsgeräts entsprechend angesteuert.- 11/45 - frequency. This avoids a ventilation frequency that is too low. LU 102057 In particular, it is ensured that at least every spontaneous breath taken by the patient triggers a ventilation stroke. According to the invention, a target respiration rate is calculated. A parameter that is often set on a ventilator is a required tidal volume. This required tidal volume is a value for that volume which the ventilator should feed into the fluid connection during a ventilation stroke. The required tidal volume is calculated depending on the desired volume flow, the determined dead space volume and the target ventilation frequency calculated according to the invention. The ventilator is controlled with the aim of regulating that the achieved tidal volume is equal to the calculated target tidal volume for at least one ventilation stroke, preferably for each ventilation stroke. An actuator of the ventilator is preferably controlled accordingly.

Bei einem Beatmungshub speist das Beatmungsgerät Fluid in die Fluidverbindung ein. Der Druck an einem Messpunkt in der Fluidverbindung steigt, bis er einen Maximalwert erreicht hat. In einer Ausgestaltung wird der tatsächlich erzielte Druck geregelt, wobei ein zeitlicher Verlauf des geforderten Drucks vorgegeben wird und wobei das Regelungsziel bei der Regelung ist, dass der tatsächliche zeitliche Verlauf des Drucks gleich dem vorgegebenen zeitlichen Verlauf ist.During a ventilation stroke, the ventilator injects fluid into the fluid connection. The pressure at a measuring point in the fluid connection increases until it reaches a maximum value. In one embodiment, the pressure that is actually achieved is regulated, with a time profile of the required pressure being specified and with the control aim of the regulation being that the actual time profile of the pressure is equal to the specified time profile.

Falls der vorgegebene zeitliche Verlauf des Drucks schlagartig den Maximalwert erreicht, so besteht die Gefahr, dass die Lunge des Patienten geschädigt wird. Daher wird bevorzugt für mindestens einen Beatmungshub, bevorzugt für jedem Beatmungshub, eine geforderte Rampenzeit berechnet. Diese Rampenzeit legt im geforderten zeitlichen Verlauf des Drucks die Zeitspanne fest, die zwischen — dem Beginn des Beatmungshubs und — dem Zeitpunkt, an dem der Maximalwert des Drucks erreicht wird, verstreichen soll. Die Regelung des tatsächlichen zeitlichen Druckverlaufs wird dergestalt durchgeführt, dass die tatsächlich erzielte Rampenzeit gleich der berechneten Soll-Rampenzeit ist. 20201001LU 02.09.2020If the predetermined time profile of the pressure suddenly reaches the maximum value, there is a risk that the patient's lungs will be damaged. A required ramp time is therefore preferably calculated for at least one ventilation stroke, preferably for each ventilation stroke. In the required time profile of the pressure, this ramp time defines the period of time that should elapse between — the beginning of the ventilation stroke and — the point in time at which the maximum value of the pressure is reached. The regulation of the actual pressure profile over time is carried out in such a way that the ramp time actually achieved is equal to the calculated setpoint ramp time. 20201001LU 02.09.2020

-12/45- Bevorzugt wird die Soll-Rampenzeit abhängig von der ermittelten HU102031 Lungenzeitkonstante des Patienten berechnet.-12/45- The target ramp time is preferably calculated as a function of the determined HU102031 lung time constant of the patient.

Möglich ist auch, zusätzlich zu der oder anstelle der Lungenzeitkonstante ein Idealgewicht (ideal body weight) des Patienten zu verwenden.It is also possible to use an ideal weight (ideal body weight) of the patient in addition to or instead of the lung time constant.

Dieses Idealgewicht lässt sich aus leicht messbaren Parametern des Patienten herleiten.This ideal weight can be derived from easily measurable patient parameters.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.The invention is described below using an exemplary embodiment.

Hierbei zeigtHere shows

Figur 1 beispielhaft einen künstlich beatmeten Patienten, ein Beatmungsgerät sowie mehrere Sensoren;FIG. 1 shows an example of an artificially ventilated patient, a ventilator and a number of sensors;

Figur 2 die resistive und die elastische Leistung in Abhängigkeit von der Beatmungsfrequenz;FIG. 2 shows the resistive and the elastic power as a function of the ventilation frequency;

Figur 3 einen beispielhaften zeitlichen Verlauf von Druck, Volumenfluss, resistiver Arbeit und elastischer Arbeit bei einem relativ geringen Lungenwiderstand;FIG. 3 shows an exemplary time course of pressure, volume flow, resistive work and elastic work with a relatively low lung resistance;

Figur 4 einen beispielhaften zeitlichen Verlauf von Druck, Volumenfluss, resistiver Arbeit und elastischer Arbeit bei einem relativ hohen Lungenwiderstand und relativ hoher Beatmungsfrequenz;FIG. 4 shows an exemplary time profile of pressure, volume flow, resistive work and elastic work with a relatively high lung resistance and relatively high ventilation frequency;

Figur 5 einen beispielhaften zeitlichen Verlauf von Druck, Volumenfluss, resistiver Arbeit und elastischer Arbeit bei einem relativ geringen Lungenwiderstand, wobei die Rampenzeit zu Beginn eines Beatmungshubs berücksichtigt ist;FIG. 5 shows an exemplary time profile of pressure, volume flow, resistive work and elastic work with a relatively low lung resistance, the ramp time at the start of a ventilation stroke being taken into account;

Figur 6 wie das Maß für die Intensität der spontanen Atmung des Patienten abhängig von der geleisteten Atemarbeit ermittelt wird;FIG. 6 shows how the measure for the intensity of the patient's spontaneous breathing is determined as a function of the respiratory work performed;

20201001LU 02.09.202020201001LU 02.09.2020

- 13/45 -- 13/45 -

Figur 7 wie das Maß für die Intensität der spontanen Atmung 10106081 abhängig von dem auftretenden Druck-Zeit-Produkt ermittelt wird;FIG. 7 shows how the measure for the intensity of spontaneous respiration 10106081 is determined as a function of the pressure-time product that occurs;

Figur 8 die gesamte Leistung sowie die Leistung bei spontaner Atmung in Abhängigkeit von der Beatmungsfrequenz;FIG. 8 shows the total power and the power for spontaneous respiration as a function of the ventilation frequency;

Im Ausführungsbeispiel wird die Erfindung eingesetzt, um einen Patienten künstlich zu beatmen.In the exemplary embodiment, the invention is used to artificially ventilate a patient.

Zwischen der Lunge des Patienten und einem Beatmungsgerät ist eine Fluidverbindung hergestellt.Fluid communication is established between the patient's lungs and a ventilator.

Durch diese Fluidverbindung wird dem Patienten Atemluft zugeführt.Breathing air is supplied to the patient through this fluid connection.

Optional ist diese | Atemluft mit mindestens einem Anästhesiemittel versetzt, so dass der Patient teilweise oder vollständig sediert wird.Optional is this | Breathing air mixed with at least one anesthetic so that the patient is partially or completely sedated.

Optional gehört die Fluidverbindung zu einem Beatmungskreislauf, der die ausgeatmete Luft wieder aufnimmt, insbesondere wenn ein Anästhesiemittel zugesetzt ist.Optionally, the fluid connection is associated with a breathing circuit that recycles exhaled air, particularly when an anesthetic is loaded.

Im Falle eines Beatmungskreislaufs wird aus der ausgeatmeten Atemluft Kohlendioxid (CO2) herausgefiltert.In the case of a breathing circuit, carbon dioxide (CO2) is filtered out of the exhaled air.

Figur 1 zeigt beispielhaft einen Patienten P, der künstlich beatmet wird.FIG. 1 shows an example of a patient P who is artificially ventilated.

Schematisch sind die Lunge Lu, die Speiseröhre Sp, der Magen Ma und das Zwerchfell Zw des Patienten P dargestellt.The lungs Lu, the esophagus Sp, the stomach Ma and the diaphragm Zw of patient P are shown schematically.

Ein Beatmungsgerat 1 mit einer Anzeige- und Bedieneinheit 12 sowie einer datenverarbeitenden Signalverarbeitungseinheit 10 beatmet den Patienten P künstlich.A ventilator 1 with a display and control unit 12 and a data-processing signal processing unit 10 artificially ventilates the patient P.

Die Beatmungsschläuche zwischen dem Beatmungsgerät 1 und dem Patienten P sind nicht dargestellt.The ventilation hoses between the ventilator 1 and the patient P are not shown.

Im Mund des Patienten P befindet sich während der Beatmung ein flexibles Anschlussstück 4 angeordnet.A flexible connection piece 4 is arranged in the mouth of the patient P during ventilation.

In einer Ausgestaltung ist indie Speiseröhre des Patienten P ein flexibler Messkatheter 6 gelegt, wobei der Messkatheter 6 in dem Anschlussstück 4 beginnt.In one embodiment, a flexible measuring catheter 6 is placed in the esophagus of the patient P, the measuring catheter 6 beginning in the connecting piece 4 .

Verschiedene Sensoren messen diverse Vitalparameter des Patienten P und / oder Parameter der Fluidverbindung zwischen dem Beatmungsgerät 1 und der Lunge Lu des Patienten P.Various sensors measure various vital parameters of the patient P and/or parameters of the fluid connection between the ventilator 1 and the patient P's lungs Lu.

Um die Erfindung auszuführen, brauchen nicht notwendigerweise alle diese Sensoren vorhanden zu sein.All of these sensors need not necessarily be present in order to practice the invention.

Folgende Sensoren werden in Figur 1 gezeigt: 20201001LU 02.09.2020The following sensors are shown in Figure 1: 20201001LU 02.09.2020

- 14/45 - — Ein pneumatischer Sensor 2 umfasst einen Messwertaufnehmer 2.1 LU102031 umfassend eine Öffnung, die in der Nähe des Mundes des Patienten P angeordnet ist und Luft aus der Fluidverbindung abgreift. Die abgegriffene Luft wird über einen Schlauch an einen Drucksensor 2.2 übermittelt, der ein Maß für den Atemwegsdruck Paw (pressure in airway) in der Fluidverbindung und optional ein Maß für den Volumenfluss Vol‘ misst. In einer Ausgestaltung ist der Messwertaufnehmer 2.1 in oder an einem Y-Stück nahe dem Anschlussstück 4 angeordnet, also nahe am Mund des Patienten P.- 14/45 - — A pneumatic sensor 2 comprises a transducer 2.1 LU102031 comprising an orifice located near the mouth of the patient P and sampling air from the fluid connection. The sampled air is transmitted via a hose to a pressure sensor 2.2, which measures a measure of the airway pressure Paw (pressure in airway) in the fluid connection and optionally a measure of the volume flow Vol'. In one embodiment, the measured value recorder 2.1 is arranged in or on a Y-piece near the connection piece 4, i.e. near the mouth of the patient P.

— Optional misst ein Sensor 15 in oder am Beatmungsgerät 1 ein Maß für das Volumen Vol‘ pro Zeiteinheit des Flusses von Atemluft vom Beatmungsgerât 1 zum Patienten P (inspiratorisches Minutenvolumen) und / oder zurück vom Patienten P zum Beatmungsgerät 1 (exspiratorisches Minutenvolumen).- Optionally, a sensor 15 in or on the ventilator 1 measures a measure of the volume Vol' per unit time of the flow of respiratory air from the ventilator 1 to the patient P (inspiratory minute volume) and/or back from the patient P to the ventilator 1 (expiratory minute volume).

— Eine Sonde 3 in der Speiserôhre Sp des Patienten P, bevorzugt umfassend einen Messballon, misst ein Maß für den zeitlich veranderlichen pneumatischen Druck Pes (pressure in esophagus) in der Speiserôhre Sp. Die Sonde 3 steht über den Messkatheter 6 in einer Fluidverbindung mit dem Anschlussstück 4 oder ist ein Bestandteil des Messkatheters 6.- A probe 3 in the esophagus Sp of the patient P, preferably comprising a measuring balloon, measures a measure of the time-varying pneumatic pressure Pes (pressure in esophagus) in the esophagus Sp Connector 4 or is part of the measuring catheter 6.

— Ein weiterer Messballon der Sonde 3 oder eine optionale gastrale Sonde 7 in Form eines Messballons, die in den Magen Ma gelegt ist, messen ein Maß für den gastralen Druck Pga im Magen Ma.- Another measuring balloon of the probe 3 or an optional gastric probe 7 in the form of a measuring balloon placed in the stomach Ma measures a measure of the gastric pressure Pga in the stomach Ma.

— Auf der Brust des Patienten P sind mehrere Messelektroden befestigt. Figur 1 zeigt beispielhaft einen herznahen Satz 5.1.1, 5.1.2 von Messelektroden und einen zwerchfellnahen Satz 5.2.1, 5.2.2 von Messelektroden. Mit Hilfe dieser optionalen Messelektroden 5.1.1, ..., 522 werden ein Elektrokardiogramm (EKG) und / oder ein Elektromyogramm (EMG) des Patienten P erzeugt.— Several measuring electrodes are attached to patient P's chest. FIG. 1 shows an example of a set 5.1.1, 5.1.2 of measuring electrodes close to the heart and a set 5.2.1, 5.2.2 of measuring electrodes close to the diaphragm. An electrocardiogram (ECG) and/or an electromyogram (EMG) of the patient P is generated with the aid of these optional measuring electrodes 5.1.1, . . . 522 .

Die Signalverarbeitungseinheit 10 vermag automatisch zu ermitteln, wann Luft in das Atemsystem des Patienten P strömt und wann Luft wieder aus dem Atemsystem strömt, vermag also jede Inspirationsphase und jeden Exspirationsphase zu detektieren. Hierfür verwendet die Signalverarbeitungseinheit 10 Messwerte von den Sensoren 2 und 15 und optional von den Messelektroden 5.1.1 bis 5.2.2.The signal processing unit 10 is able to automatically determine when air is flowing into the breathing system of the patient P and when air is flowing out of the breathing system again, ie it is able to detect every inspiration phase and every expiration phase. For this purpose, the signal processing unit 10 uses measured values from the sensors 2 and 15 and optionally from the measuring electrodes 5.1.1 to 5.2.2.

20201001LU 02.09.202020201001LU 02.09.2020

-15/45- In einer Anwendung ist der Patient P vollständig sediert und atmet nicht spontan, 1192087 führt also selber überhaupt keine oder höchstens einzelne spontane Atemzüge durch. Bei dieser Anwendung führt das Beatmungsgerät 1 eine mandatorische Beatmung durch. In einer anderen Ausgestaltung atmet der Patient P selber wenigstens zeitweise spontan, und das Beatmungsgerät 1 unterstützt seine Beatmung. Möglich sind auch zeitliche Übergänge zwischen diesen beiden Beatmungsmodi.-15/45- In one application, patient P is completely sedated and does not breathe spontaneously, so 1192087 does not breathe at all or at most a few spontaneous breaths. In this application, the ventilator 1 performs mandatory ventilation. In another embodiment, the patient P himself breathes spontaneously, at least at times, and the ventilator 1 supports his ventilation. Temporal transitions between these two ventilation modes are also possible.

In beiden Modi der Beatmung führt das Beatmungsgerät 1 eine Abfolge von Beatmungshüben durch. Bei jedem Beatmungshub speist das Beatmungsgerät 1 in die Fluidverbindung Atemluft ein. Die künstliche Beatmung wird durch mehrere Parameter gekennzeichnet, u.a.In both modes of ventilation, the ventilator 1 performs a sequence of ventilation strokes. With each ventilation stroke, the ventilator 1 feeds breathing air into the fluid connection. Artificial ventilation is characterized by several parameters, e.g.

— einen geforderten zeitlichen Verlauf des Drucks, den das Beatmungsgerät 1 bei den Beatmungshüben erzeugt, — einen geforderten zeitlichen Verlauf des Volumens der Atemluft, die bei den Beatmungshüben in die Fluidverbindung eingespeist wird, — eine Frequenz der Beatmungshübe oder auch — die Amplitude, also den maximalen Druckunterschied bei den Beatmungshüben.- a required time profile of the pressure that the ventilator 1 generates during the ventilation strokes, - a required time profile of the volume of breathing air that is fed into the fluid connection during the ventilation strokes, - a frequency of the ventilation strokes or also - the amplitude, i.e. the maximum pressure difference during ventilation strokes.

Ein Mensch nimmt bei der spontanen Atmung oder bei der künstlichen Beatmung, die mit einer Frequenz fist durchgeführt wird, Luft auf. Das Volumen, das mit einem Atemzug aufgenommen wird, wird als (tatsächliches) Atemzugvolumen oder Tidalvolumen Volriaist bezeichnet. Der alveoläre Lungenraum steht für den Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid zwischen der Atemluft und dem Blut zur Verfügung. Das Volumen von Gas, das tatsächlich den alveolären Lungenraum durchströmt, wird im Folgenden als erzieltes alveoläres Lungenvolumen bezeichnet. Der Vorgang, dass Gas den alveolären Lungenraum durchströmt, wird oft als „alveoläre Ventilation“ bezeichnet. Im oberen und mittleren Atemweg des Patienten P, in einem Bereich der Lunge, in dem kein Gas mit dem Blut ausgetauscht wird, sowie — bei einer künstlichen Beatmung - in denjenigen Bereich der Fluidverbindung, der in beiden Richtungen durchströmt wird, tritt ein Totraum mit dem gesamte Volumen Vo auf, wobei dieser Totraum zwar in beiden Richtungen von Gas durchströmt wird, aber nicht 20201001LU 02.09.2020A person takes in air during spontaneous breathing or during artificial respiration performed at a frequency fist. The volume taken in with one breath is called the (actual) tidal volume or tidal volume Volriaist. The alveolar lung space is available for the exchange of oxygen and carbon dioxide between the inhaled air and the blood. The volume of gas that actually flows through the alveolar lung space is referred to below as the achieved alveolar lung volume. The process of gas flowing through the alveolar lung space is often referred to as "alveolar ventilation". A dead space with the entire volume Vo, whereby gas flows through this dead space in both directions, but not 20201001LU 02.09.2020

- 16/45 - für den Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid zur Verfügung steht.- 16/45 - is available for the exchange of oxygen and carbon dioxide.

Als HU102031 tatsachliches alveoläres Minutenvolumen V'aist wird das erzielte alveoläre Lungenvolumen pro Zeiteinheit, im Ausführungsbeispiel in [l/min], bezeichnet.The alveolar lung volume achieved per unit of time, in [l/min] in the exemplary embodiment, is referred to as the actual alveolar minute volume V'actual HU102031.

Dann gilt (1) Vaist= fist * (Volria,ist - Vb). Das tatsächliche alveoläre Minutenvolumen V'aist korreliert mit dem Volumenfluss Vol‘, der an einem Messpunkt gemessen wird, beispielsweise mittels des Messwertaufnehmers 2.1. In der Fluidverbindung zwischen dem Beatmungsgerät 1 und der Lunge des Patienten P tritt ein Totraum (deadspace) auf, in dem kein Gasaustausch stattfindet.Then (1) Vaist= fist * (Volria,ist - Vb). The actual alveolar minute volume V'aist correlates with the volume flow Vol', which is measured at a measuring point, for example using the measuring sensor 2.1. A dead space occurs in the fluid connection between the ventilator 1 and the lungs of the patient P, in which no gas exchange takes place.

Nur derjenige geräteseitige Totraum ist zu berücksichtigen, der sich zwischen dem Messpunkt 2.1 und dem Patienten P befindet und in beiden Richtungen von Gas durchstrômt wird.Only that device-side dead space that is located between the measuring point 2.1 and the patient P and through which gas flows in both directions is to be taken into account.

In vielen Fällen hat dieser geräteseitige Totraum ein vernachlässigbar kleines Volumen Vo,Ger, sodass als gesamtes Volumen Vo nur das Volumen Vo pat des patientenseitigen Totraums verwendet wird Im Ausführungsbeispiel wird ein angestrebtes alveoläres Minutenvolumen vorgegeben, das ist das Volumen von Atemluft pro Zeiteinheit, welches den alveolären Lungenraum durchspült und daher für den Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid mit dem Blut des Patienten P zur Verfügung steht.In many cases, this device-side dead space has a negligibly small volume Vo,Ger, so that only the volume Vo pat of the patient-side dead space is used as the total volume Vo alveolar lung space flushed and therefore for the exchange of oxygen and carbon dioxide with the blood of the patient P is available.

Dieses Minutenvolumen wird beispielsweise in Litern pro Minute angegeben und mit V'areq bezeichnet.This minute volume is given, for example, in liters per minute and is denoted by V'areq.

Dieses angestrebte alveoläre Minutenvolumen V'Areq wird vorgegeben, beispielsweise von einem Benutzer mit Hilfe der Anzeige- und Bedieneinheit 12 am Beatmungsgerat 1 eingestellt oder automatisch oder von einem Benutzer hergeleitet, beispielsweise abhängig von einem geforderten zeitlichen Verlauf des CO2-Gehalts in der ausgeatmeten Atemluft.This desired alveolar minute volume V'Areq is specified, for example by a user using the display and control unit 12 on the ventilator 1, or automatically or derived by a user, for example depending on a required time profile of the CO2 content in the exhaled air.

Ein solcher zeitlicher Verlauf wird auch als Kapnogramm oder Kapnographiekurve bezeichnet und lasst sich mithilfe eines CO2-Sensors messen.Such a course over time is also referred to as a capnogram or capnography curve and can be measured using a CO2 sensor.

Anstelle eines angestrebten alveolären Minutenvolumens V’a req lässt sich auch ein angestrebtes proximales Minutenvolumen vorgeben.Instead of a target alveolar minute volume V'a req, a target proximal minute volume can also be specified.

Das tatsächliche proximale Minutenvolumen V'p ist ist der Volumenfluss am Mund des Patienten P, insbesondere der Volumenfluss an einen Tubuskonnektor. 20201001LU 02.09.2020The actual proximal minute volume V'p is the volume flow at the patient P's mouth, specifically the volume flow at a tube connector. 20201001LU 02.09.2020

- 17 / 45 - Der Volumenfluss teilt sich auf den alveolären Luftstrom und den Fluss durch den LU102081 Totraum auf. Das Volumen Vo,Ger des gerateseitigen Totraums ist bei einem Messpunkt am Patienten P vernachlässigbar klein. Das tatsächliche proximale Minutenvolumen V'Eiss hängt wie folgt mit dem tatsächlichen alveolären Minutenvolumen V'AistZusammen: (2) VPist= V'Aist+ VD fist = V'A,ist + (VD,Pat + VD,Ger) * fist Hierbei sind Vb das gesamte Volumen des Totraums, das im Ausführungsbeispiel gleich der Summe aus dem Volumen Vp pat des patientenseitigen Totraums und dem Volumen Vo,cer des geräteseitigen Totraums ist, und fist die tatsächliche Beatmungsfrequenz des Beatmungsgeräts 1. Häufig lässt sich das geräteseitige Volumen Vo,Ger vernachlässigen, ansonsten ist es aufgrund der Konstruktion bekannt.- 17 / 45 - The volume flow is divided into the alveolar air flow and the flow through the LU102081 dead space. The volume Vo,Ger of the device-side dead space is negligibly small at a measuring point on the patient P. The actual proximal minute volume V'Eiss is related to the actual alveolar minute volume V'Aactual as follows: (2) VPactual = V'Aactual + VD factual = V'A,actual + (VD,Pat + VD,Ger) * factual where Vb the total volume of the dead space, which in the exemplary embodiment is equal to the sum of the volume Vp pat of the patient-side dead space and the volume Vo,cer of the device-side dead space, and fist is the actual ventilation frequency of the ventilator 1. The device-side volume Vo,Ger can often be neglected , otherwise it is known due to the construction.

Beispielsweise wird das angestrebte alveoläre Minutenvolumen V’areq oder angestrebte proximale Minutenvolumen V'p req SO vorgegeben, dass angestrebte Werte für die Konzentration oder den Partialdruck von bestimmten Gasen im Blut des Patienten P möglichst gut erreicht werden. Das Minutenvolumen V’a req, V'Preq lässt sich von einem Anwender oder von einem übergeordneten Automatisierungssystem vorgeben oder ist fest in einem Datenspeicher des Beatmungsgeräts 1 abgespeichert.For example, the target alveolar minute volume V'areq or target proximal minute volume V'p req SO is specified so that target values for the concentration or the partial pressure of specific gases in the blood of the patient P are achieved as well as possible. The minute volume V'a req, V'Preq can be specified by a user or by a higher-level automation system or is permanently stored in a data memory of the ventilator 1 .

Erfindungsgemäß berechnet die Signalverarbeitungseinheit 10 automatisch eine Soll-Beatmungsfrequenz fset des Beatmungsgeräts 1, und zwar in Abhängigkeit von einem angestrebten alveolären Minutenvolumen V'a req. Bevorzugt empfängt die Signalverarbeitungseinheit 10 Messwerte von den Sensoren 2, 3, 5.1.1, ...,According to the invention, the signal processing unit 10 automatically calculates a setpoint ventilation frequency fset of the ventilator 1, specifically as a function of a desired alveolar minute volume V'a req. The signal processing unit 10 preferably receives measured values from the sensors 2, 3, 5.1.1, ...,

5.2.2, 7 und führt abhängig von den empfangenen Messwerten die erforderlichen Berechnungsschritte durch.5.2.2, 7 and carries out the necessary calculation steps depending on the measured values received.

Die berechnete Soll-Beatmungsfrequenz fset wird im Ausführungsbeispiel in einer untergeordneten Regelung für den Druck verwendet. Der tatsächlich erzielte Druck ist die Regelgröße und wird gemessen, bevorzugt als der erzielte Atemwegsdruck Paw. Vorgegeben wird als Führungsgröße ein gewünschter zeitlicher Verlauf Pset des Drucks. Die berechnete Soll-Beatmungsfrequenz fset legt die Frequenz der Druckanstiege und somit der Beatmungshübe in diesem gewünschten zeitlichen Verlauf von Pset fest. 20201001LU 02.09.2020In the exemplary embodiment, the calculated setpoint ventilation frequency fset is used in a subordinate regulation for the pressure. The pressure actually achieved is the controlled variable and is measured, preferably as the airway pressure Paw achieved. A desired time profile Pset of the pressure is specified as a reference variable. The calculated set ventilation frequency fset defines the frequency of the pressure increases and thus the ventilation strokes in this desired time profile of Pset. 20201001LU 02.09.2020

- 18/45 - Ein nicht gezeigtes Steuergerät bewirkt, dass ein Stellglied des Beatmungsgeräts 10106091 1 angesteuert wird, wobei dieses Stellglied die Beatmungshübe erzeugt. In der Regel ist die tatsächlich erzielte Beatmungsfrequenz fist gleich der automatisch berechneten Soll-Beatmungsfrequenz fset. Zur Verdeutlichung werden im Folgenden trotzdem unterschiedliche Bezeichnungen verwendet. Bei einer mandatorischen Beatmung ist eine Sollfrequenz vorgegeben, während bei einer unterstützenden Beatmung die Frequenz von der spontanen Atmung des Patienten P abhängen kann. Im Folgenden wird zunächst beschrieben, wie die Soll-Beatmungsfrequenz für eine mandatorische Beatmung berechnet wird. Diese wird im Folgenden mit fsetmand bezeichnet. Der Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid mit der Lunge Lu des Patienten P während der Atmung und Beatmung findet nur in dem alveolären Lungenraum statt. Zu der Fluidverbindung zwischen dem patientenseitigen Anschluss des Beatmungsgeräts 1 und der Lunge Lu gehören aber zusätzlich der obere und mittlere Atemweg des Patienten P, insbesondere dessen Luftröhre, sowie ein optionaler Tubus, Schläuche und / oder sonstige Fluidführungseinheiten, die den Patienten P mit dem Beatmungsgerät 1 verbinden, sowie optional Messkammern. Diese werden bei jedem Beatmungshub mit Atemluft durchströmt, tragen aber nicht zum Austausch von Sauerstoff oder Kohlendioxid bei und werden daher als Totraum (deadspace) bezeichnet. Dieser Totraum setzt sich aus einem patientenseitigen Totraum und einen geräteseitigen Totraum zusammen. Das gesamte Totraum-Volumen Vo ist die Summe aus dem Volumen VDPat des patientenseitigen Totraums und dem Volumen Vo,cer des geräteseitigen Totraums.- 18/45 - A control unit, not shown, causes an actuator of the ventilator 10106091 1 to be activated, with this actuator generating the ventilation strokes. As a rule, the ventilation rate fact that is actually achieved is equal to the automatically calculated target ventilation rate fset. Nevertheless, different designations are used in the following for clarification. In the case of mandatory ventilation, a setpoint frequency is specified, while in the case of supportive ventilation, the frequency can depend on the patient P's spontaneous breathing. The following first describes how the target ventilation frequency for mandatory ventilation is calculated. This is referred to as fsetmand in the following. The exchange of oxygen and carbon dioxide with the patient P's lungs Lu during respiration and ventilation takes place only in the alveolar lung space. The fluid connection between the connection of the ventilator 1 on the patient side and the lungs Lu also includes the upper and middle airways of the patient P, in particular his trachea, as well as an optional tube, hoses and/or other fluid-guiding units that connect the patient P to the ventilator 1 connect, as well as optional measuring chambers. Breathing air flows through these during each ventilation stroke, but they do not contribute to the exchange of oxygen or carbon dioxide and are therefore referred to as dead space. This dead space consists of a patient-side dead space and a device-side dead space. The total dead space volume Vo is the sum of the volume VDPat of the dead space on the patient side and the volume Vo,cer of the dead space on the device side.

Aus diesem Totraum-Volumen Vp resultiert eine Randbedingung für die Berechnung der mandatorische Soll-Beatmungsfrequenz fset,mand. Die Beatmungsfrequenz fist muss nämlich so niedrig sein, dass genügend Atemluft das alveoläre Lungenvolumen Va erreicht.This dead space volume Vp results in a boundary condition for the calculation of the mandatory setpoint ventilation frequency fset,mand. The ventilation frequency fact must be so low that enough breathing air reaches the alveolar lung volume Va.

Bei einem Beatmungshub speist das Beatmungsgerät 1 in die Fluidverbindung Atemluft ein. Bei einem Atemzug nimmt der Patient P die Atemluft auf. Das Volumen der eingespeisten oder der aufgenommenen Atemluft wird als Tidalvolumen Voltiaist bezeichnet. Idealerweise wird die Lunge Lu bei jedem 20201001LU 02.09.2020During a ventilation stroke, the ventilator 1 feeds breathing air into the fluid connection. With one breath, the patient P takes in the breathing air. The volume of inhaled or inhaled air is called Voltiaist's tidal volume. Ideally, the lungs Lu are 20201001LU 02.09.2020

- 19/45 - Beatmungshub um dieses Tidalvolumen Voltiais vergrößert.- 19/45 - Ventilation stroke increased by this tidal volume Voltiais.

In einer Ce Ausgestaltung wird gefordert, dass das Tidalvolumen Voltistmindestens doppelt so groß wie das Totraum-Volumen Vo sein soll.In a Ce embodiment, it is required that the tidal volume Voltist be at least twice the dead space volume Vo.

Hieraus und aus dem Zusammenhang (1) resultiert die Randbedingung (3) fsetmana <= V'A,req / Vo.The boundary condition (3) fsetmana <= V'A,req / Vo results from this and from the relationship (1).

In einer Ausgestaltung des Schritts, das patientenseitige Totraum-Volumen Vo pat ZU ermitteln, wird automatisch detektiert, wann der Patient P ausatmet.In one embodiment of the step of determining the dead space volume Vo pat on the patient side, it is automatically detected when the patient P exhales.

Beim Ausatmen strömt Luft aus dem oberen und mittleren Atemweg des Patienten P aus dem Körper und außerdem Luft aus der Lunge Lu in den oberen und mittleren Atemweg und dann nach draußen.On exhalation, air from the upper and middle airways of the patient P flows out of the body and also air from the lungs Lu flows into the upper and middle airways and then out.

Ein Volumenfluss- Sensor, beispielsweise der Sensor 2 oder der Sensor 15, misst zu mehreren Abtast-Zeitpunkten den jeweiligen Volumenfluss Vol‘ an einer Stelle in der | Fluidverbindung.A volume flow sensor, for example sensor 2 or sensor 15, measures the respective volume flow Vol' at a point in the | at several sampling times fluid connection.

Dieser gemessene Volumenfluss Vol‘ korreliert mit dem Volumenfluss, der in den Körper des Patienten P hinein und aus diesem heraus strömt.This measured volume flow Vol' correlates with the volume flow flowing in and out of the patient P's body.

Mithilfe eines CO2-Sensors wird der Anteil an CO2 in der Fluidverbindung gemessen.A CO2 sensor is used to measure the proportion of CO2 in the fluid connection.

Nur der alveoläre Lungenraum, nicht aber der obere und mittlere Atemweg, kann CO2 in die Luft einspeisen.Only the alveolar lung space, but not the upper and middle airways, can inject CO2 into the air.

Sobald dieser Anteil oberhalb einer vorgegebenen Schranke ist, enthält die Fluidverbindung Luft aus der Lunge Lu.As soon as this proportion is above a predetermined limit, the fluid connection contains air from the lungs Lu.

Im Zeitraum zwischen dem Beginn eines Ausatmungsvorgangs und dem Zeitpunkt, an dem ein relevanter CO2-Anteil in der ausgeatmeten Luft enthalten ist, fließt Luft aus dem oberen mittlere Atemweg aus dem Patienten P.In the period between the start of an expiratory process and the time at which a relevant proportion of CO2 is contained in the exhaled air, air flows out of the upper middle airway from the patient P.

Die Werte für den Volumenfluss, die in dem Zeitraum bis zur Detektion von CO2 gemessen werden, liefern nach einer Aufintegration ein Maß für das Volumen Vp Pat des Totraums im oberen und mittleren Atemweg des Patienten P.The volume flow values measured in the period up to the detection of CO2 provide, after up integration, a measure of the volume Vp Pat of the dead space in the upper and middle airways of patient P.

Das patientenseitige Totraum-Volumen Vp,pat lässt sich beispielsweise mithilfe der Bohr-Formel ermitteln.The dead space volume Vp,pat on the patient side can be determined using the Bohr formula, for example.

Das Volumen Vb cer des gerateseitigen Totraums in der Fluidverbindung außerhalb des Körpers des Patienten P ist durch die Konstruktion des Beatmungsgeräts 1 und der Schläuche ausreichend genau bekannt.The volume Vb cer of the device-side dead space in the fluid connection outside the body of the patient P is known with sufficient accuracy from the design of the ventilator 1 and the hoses.

Falls der Volumenfluss nahe dem Mund des Patienten P gemessen wird, kann das Volumen Vp cer des geräteseitigen Totraums vernachlässigt werden. 20201001LU 02.09.2020 mm ———If the volume flow is measured near the patient P's mouth, the volume Vp cer of the device-side dead space can be neglected. 20201001LU 02.09.2020 mm ———

-20/45- In einer anderen Ausgestaltung wird kein CO2-Sensor benötigt. Vielmehr wird LU102031 ein Idealgewicht Gewia des Patienten P ermittelt, und das Volumen Vp pat des patientenseitigen Totraums im oberen und mittleren Atemweg des Patienten P wird gemäß der Formel (4) Vo,pat= Y * Gewid geschätzt. Eine weitere Randbedingung resultiert aus der Anforderung, dass die tatsächliche Beatmungsfrequenz fist klein genug sein muss, um auch eine wenig elastische Lunge Lu, also eine Lunge mit einer Lungenzeitkonstante 1, noch ausreichend zu dehnen. Anders gesagt: Bei einer zu hohen Beatmungsfrequenz fist reicht der Druck der Beatmung nicht aus, um die Lunge Lu ausreichend zu dehnen. Die Lunge Lu kann dann nicht genug Sauerstoff aufnehmen und genug CO2 abgeben. Diese Randbedingung hängt von der Lunge Lu des Patienten P ab.-20/45- In another embodiment, no CO2 sensor is required. Rather, an ideal weight Gewia of the patient P is determined, and the volume Vp pat of the patient-side dead space in the upper and middle airways of the patient P is estimated according to the formula (4) Vo,pat=Y*Geid. Another boundary condition results from the requirement that the actual ventilation frequency factual must be small enough to stretch a less elastic lung Lu, i.e. a lung with a lung time constant of 1, sufficiently. In other words: If the ventilation frequency fact is too high, the ventilation pressure is not sufficient to expand the lungs Lu sufficiently. The lungs Lu can then not absorb enough oxygen and release enough CO2. This boundary condition depends on the patient P's lung Lu.

Um diese Randbedingung zu erfüllen, wird am Patienten P eine sogenannte Lungenzeitkonstante T gemessen. Vereinfachend kann man die Lunge als ein lineares pneumatisches System ansehen, wobei ein an der Lunge anliegender Druck pneumatischen Widerstand überwindet und eine Dehnung der Lunge bewirkt. Unter dieser vereinfachenden Annahme gilt bei der Einatmung: (5) T i Vol, , (t) = Vol u,max * [1 -e RC ] Hierbei sind R der Lungenwiderstand (resistance) und C die Compliance. Volu(t) ist das Volumen der Lunge zum Zeitpunkt t, VolLu,max das maximale Lungenvolumen. Vereinfacht gesagt gilt für den Lungenwiderstand R (6) R=AP/ Vol, wobei AP die Differenz zwischen dem maximalen und dem minimalen Druck im Verlaufe eines Beatmungshubs ist und Vol‘ die Volumenänderung der Lunge Lu aufgrund dieses Differenzdrucks. Die Compliance C ist der Kehrwert der Elastizitat (elastance), wobei gilt 20201001LU 02.09.2020In order to meet this boundary condition, a so-called lung time constant T is measured on the patient P. Simplistically, the lungs can be viewed as a linear pneumatic system where pressure applied to the lungs overcomes pneumatic resistance and causes the lungs to stretch. Under this simplifying assumption, the following applies to inhalation: (5) T i Vol, , (t) = Vol u,max * [1 -e RC ] Here, R is the lung resistance (resistance) and C is the compliance. Volu(t) is the volume of the lungs at time t, VolLu,max is the maximum lung volume. To put it simply, the lung resistance R (6) is R=AP/ Vol, where AP is the difference between the maximum and minimum pressure over the course of a ventilation stroke and Vol' is the change in volume of the lungs Lu due to this differential pressure. The compliance C is the reciprocal of the elasticity (elastance), where 20201001LU 02.09.2020 applies

-21/45- (7) C=Vol/AP. LU102031 Die Lungenzeitkonstante T ist das Produkt aus Lungenwiderstand R und Compliance C, also (8) T=R*C.-21/45- (7) C=Vol/AP. LU102031 The lung time constant T is the product of lung resistance R and compliance C, i.e. (8) T=R*C.

Die Lungenzeitkonstante 1 ist ein Parameter, der die Antwort der Lunge als passives pneumatisches System auf eine Sprunganregung beschreibt. Bei spontaner Atmung resultiert die Sprunganregung aus einer schlagartigen Erhöhung oder auch Reduzierung des vom Zwerchfell Zw erzeugten Drucks Pmus, bei einer künstlichen Beatmung aus einer schlagartigen Erhöhung oder Reduzierung des Atemwegsdrucks Paw. Als Reaktion auf die Sprunganregung steigt bzw. fällt das Volumen exponentiell, vgl. die Modellgleichung (5) und die Festlegung (8). Wenn seit der Sprunganregung die Lungenzeitkonstante T verstrichen ist, so sind zwei Drittel, genauer 63 %, des gesamten inspiratorischen Tidalvolumens in die Lunge Lu verbracht. Die Lungenzeitkonstante 1 wird beispielsweise in [msec] oder in [sec] angegeben. Um die Lungenzeitkonstante 1 des Patienten P zu ermitteln, werden mindestens ein bereits erwähnter Volumenfluss-Sensor 2, 15 sowie mindestens einer der Drucksensoren 2, 3, 7 verwendet, die den Volumenfluss Vol‘ bzw. den Atemwegs-Druck Paw in der Fluidverbindung sowie optional den Speiserôhren- Druck Pes messen. Aus dem Volumenfluss Vol lässt sich der zeitliche Verlauf des Volumens der Lunge Lu herleiten. Ein typischer Wert für die Lungenzeitkonstante 1 eines COPD-Patienten (Patient mit Raucherlunge) beträgt 450 msec. Bei anderen Patienten ist die Lungenzeitkonstante T in der Regel deutlich kürzer.The lung time constant 1 is a parameter that describes the response of the lungs as a passive pneumatic system to a jump stimulus. In the case of spontaneous breathing, the stimulus to jump results from a sudden increase or reduction in the pressure Pmus generated by the diaphragm Zw, in the case of artificial ventilation from a sudden increase or reduction in the airway pressure Paw. In response to the jump excitation, the volume increases or decreases exponentially, see model equation (5) and definition (8). If the lung time constant T has elapsed since the jump excitation, then two thirds, more precisely 63%, of the total inspiratory tidal volume has passed into the lungs Lu. The lung time constant 1 is specified in [msec] or in [sec], for example. In order to determine the lung time constant 1 of the patient P, at least one volume flow sensor 2, 15 already mentioned and at least one of the pressure sensors 2, 3, 7 are used, which measure the volume flow Vol' or the airway pressure Paw in the fluid connection and optionally measure the esophageal pressure Pes. The volume flow of the lungs Lu over time can be derived from the volume flow Vol. A typical value for the lung time constant 1 of a COPD patient (patient with smoker's lung) is 450 msec. In other patients, the lung time constant T is usually significantly shorter.

Aus der Lungenzeitkonstante 1 wird die Randbedingung bevorzugt wie folgt abgeleitet: Ein Faktor x wird vorgegeben und hängt nicht von der Lunge Lu des Patienten P ab. Der Faktor x liegt bevorzugt zwischen 4 und 12 und beträgt beispielsweise 5,5 oder 8. Die resultierende Randbedingung ist (9) fset,mand <= 1 / (x* 7).The boundary condition is preferably derived from the lung time constant 1 as follows: A factor x is specified and does not depend on the patient P's lungs Lu. The factor x is preferably between 4 and 12 and is, for example, 5.5 or 8. The resulting boundary condition is (9) fset,mand <= 1/(x*7).

Aus den Randbedingungen (3) und (9) resultiert eine obere Schranke fset,mand,max für die mandatorische Soll-Beatmungsfrequenz fset,mand, Nämlich 20201001LU 02.09.2020The boundary conditions (3) and (9) result in an upper limit fset,mand,max for the mandatory target ventilation frequency fset,mand, namely 20201001LU 09/02/2020

-22/45- (10) fset mand max = MIN { V'A,req / Vo, 1 / (x* T) }. LU102031 Möglich ist, einen ,Sicherheitsabschlag” zu verwenden, also (1 1) fset,mand,max = min { (1-AM)*V'A req / Vb, 1-A2/ (x* T) }. Hierbei gilt 0 < M, A2 < 1, bevorzugt M, A2 <= 0,2. Es muss gelten: fsetmand <= fset,mand,max- | Die Festlegung fset mand = fsetmand,max Würde in vielen Fallen zu einer unnötig hohen Beatmungsfrequenz fist führen, nämlich zu einer Beatmungsfrequenz, welche die Lunge Lu stärker als erforderlich belastet. Daher wird eine ideale mandatorische Soll-Beatmungsfrequenz fset mana a berechnet, welche kleiner als die obere Schranke fsetmandmax Sein kann. Die mandatorische Sollfrequenz fsetmand wird gemäß der Vorschrift (1 2) fsetmand = Min { fset mand, id, fset mand max }- festgelegt. Wie die ideale mandatorische Soll-Beatmungsfrequenz fset,mand,id berechnet wird, wird im Folgenden beschrieben.-22/45- (10) fset mand max = MIN { V'A,req / Vo, 1 / (x* T) }. LU102031 It is possible to use a "safety discount", i.e. (1 1) fset,mand,max = min { (1-AM)*V'A req / Vb, 1-A2/ (x* T) }. In this case, 0<M, A2<1, preferably M, A2<=0.2, applies. The following must apply: fsetmand <= fset,mand,max- | The definition of fset mand = fsetmand,max would in many cases lead to an unnecessarily high ventilation frequency fact, namely to a ventilation frequency which puts a greater strain on the lungs Lu than necessary. Therefore, an ideal mandatory setpoint ventilation frequency fset mana a is calculated, which can be smaller than the upper limit fsetmandmax. The mandatory target frequency fsetmand is defined according to the rule (1 2) fsetmand=Min { fset mand, id, fset mand max }-. How the ideal mandatory target ventilation rate fset,mand,id is calculated is described below.

Ein Beatmungshub bewirkt einen Einatmungsvorgang. Bei mandatorischer Beatmung hat der Einatmungsvorgang Ti die gleiche Dauer wie der verursachende Beatmungshub. Ein erwartetes oder angestrebtes Verhältnis für die Dauer Ti der Einatmung (Inspiration) im Vergleich zur Dauer Te der Ausatmung (Exspiration) während eines einzelnen Beatmungsvorgang wird vorgegeben, also der I:E ratio. Typische Werte liegen zwischen 3:5 und 4:5. Möglich ist, dass dieses Verhältnis von die Lungenzeitkonstante T des Patienten P abhängt. Hieraus resultiert ein vorgegebener Faktor D1, das ist der geforderte zeitliche Anteil der Inspiration an einem gesamten Atmungszyklus (Atmungsvorgang), also (13) D1=Ti/(Ti+ Te) Dieser Faktor D1 fungiert als der geforderte Einatmungsanteil. Möglich ist auch, als Einatmungsanteil direkt den Quotienten Ti / Te vorzugeben, also den I:E ratio. Möglich ist auch, eine geforderte durchschnittliche Dauer eines Einatmungsvorgangs oder eines Ausatmungsvorgangs vorzugeben. Aus dieser 20201001LU 02.09.2020A ventilation stroke causes an inhalation process. In the case of mandatory ventilation, the inspiration process Ti has the same duration as the ventilation stroke that caused it. An expected or desired ratio for the duration Ti of inhalation (inspiration) compared to the duration Te of exhalation (expiration) during a single ventilation process is specified, ie the I:E ratio. Typical values are between 3:5 and 4:5. It is possible that this ratio depends on the patient P's lung time constant T. This results in a predetermined factor D1, which is the required temporal proportion of inspiration in an entire respiration cycle (breathing process), ie (13) D1=Ti/(Ti+Te) This factor D1 acts as the required inhalation proportion. It is also possible to specify the quotient Ti / Te directly as the inhalation portion, i.e. the I:E ratio. It is also possible to specify a required average duration of an inhalation process or an exhalation process. From this 20201001LU 02.09.2020

-23/45- Dauer des Einatmungsvorgangs bzw.-23/45- Duration of the inhalation process or

Ausatmungsvorgangs sowie aus der Sou-LV102031 Beatmungsfrequenz resultiert ein geforderter Einatmungsanteil D1. Die mandatorische Beatmung des Patienten P leistet eine mechanische Arbeit, die sich auf eine resistive (viskose) Arbeit Wr und eine elastische Arbeit We aufteilt.The exhalation process and the Sou-LV102031 ventilation frequency result in a required inhalation proportion D1. The mandatory ventilation of the patient P performs a mechanical work that is divided into a resistive (viscous) work Wr and an elastic work We.

Die resistive Arbeit Wr überwindet den Lungenwiderstand R.The resistive work Wr overcomes the lung resistance R.

Die elastische Arbeit Wc dehnt die Lunge Lu und wirkt gegen die Elastizitat und damit die Compliance C der Lunge Lu.The elastic work Wc stretches the lungs Lu and counteracts the elasticity and thus the compliance C of the lungs Lu.

Sowohl die resistive Arbeit Wr als auch die elastische Arbeit Wc hängen von der Beatmungsfrequenz fist ab.Both the resistive work Wr and the elastic work Wc depend on the ventilation frequency fact.

Wie bereits dargelegt, wird die Lunge Lu vereinfacht als ein lineares pneumatisches System modelliert.As already explained, the lung Lu is modeled in a simplified way as a linear pneumatic system.

Dieses System entspricht einem elektrischen RC-Glied, also einer Reihenschaltung eines elektrischen Widerstandes R und eines elektrischen Kondensators C.This system corresponds to an electrical RC element, i.e. a series connection of an electrical resistance R and an electrical capacitor C.

Vereinfacht wird angenommen, dass bei einem Beatmungshub der jeweils neue Druck sofort anliegt.In simplified terms, it is assumed that the new pressure is present immediately after a ventilation stroke.

Mit anderen Worten: Ein Beatmungshub wird als eine Sprunganregung am pneumatischen System behandelt.In other words: A ventilation stroke is treated as a jump excitation on the pneumatic system.

Diese vereinfachenden Annahmen führen zu folgenden lungenmechanischen Gleichungen für die resistive Leistung W'r sowie für die elastische Leistung Wc: 1 Vai 09 fist ist oD mei f.These simplifying assumptions lead to the following lung mechanical equations for the resistive power W'r and for the elastic power Wc: 1 Vai 09 fist is oD mei f.

Va: 2 T we: — [ee 1-e Sf A z_ Te ( T ) ( RC ) — ( a + Vo) coth(=— ) 1-e "RC. 15 ‘ (19 . fist Vast 2 2c N f, Die beiden lungenmechanischen Gleichungen (14) und (15) bilden zusammen zwei Bestandteile eines Lungenmodells.Va: 2 T we: — [ee 1-e Sf A z_ Te ( T ) ( RC ) — ( a + Vo) coth(=— ) 1-e "RC. 15 ' (19 . fist Vast 2 2c N f , The two lung mechanical equations (14) and (15) together form two components of a lung model.

Sie beschreiben die resistive Leistung WR bzw. die elastische Leistung W‘c, welche das Beatmungsgerät 1 bei mandatorischer Beatmung während eines Inspirationsvorgangs an der Lunge Lu umsetzt.They describe the resistive power WR or the elastic power W'c, which the ventilator 1 implements in the case of mandatory ventilation during an inspiration process on the lungs Lu.

Sie gelten mit ausreichender Genauigkeit für jeden in Betracht kommenden Wert für die Parameter C, R und fist.They apply with sufficient accuracy to any value that may be considered for the parameters C, R and fist.

Gemäß diesem Lungenmodell (14) und (15) ist die resistive Leistung Wr in jedem Fall größer als die elastische Leistung W'c, egal wie groß der Lungenwiderstand R und die 20201001LU 02.09.2020According to this lung model (14) and (15), the resistive power Wr is always greater than the elastic power W'c, no matter how large the lung resistance R and the 20201001LU 02.09.2020

- 24 / 45 - Lungen-Compliance C sind und egal welche Beatmungsfrequenz fist bei der 0102031 mandatorischen Beatmung verwendet wird. Figur 2 zeigt beispielhaft die resistive Leistung Wr, die elastische Leistung W'c sowie die gesamte Leistung, also die Summe W'R + Wc, in Abhängigkeit von der Beatmungsfrequenz fist. Auf der x-Achse ist die Beatmungsfrequenz fist in [1/min] aufgetragen, auf der y-Achse die Leistung in [Nm/sec]. Außerdem ist in Figur 2 die obere Schranke für die Beatmungsfrequenz fist eingetragen, welche aus der Randbedingung (9) mit dem Wert x = 8 resultiert. Figur 3 und Figur 4 zeigen beispielhaft den zeitlichen Verlauf des Drucks P (oben) und den zeitlichen Verlauf der geleisteten Arbeit W (unten) während eines Beatmungshubs. Auf der x-Achse ist die Zeit t in Sekunden aufgetragen, auf der y-Achse der Druck P in [mbar] sowie der Volumenfluss Vol‘ in [/sec] (oben) bzw. die Arbeit W in [Nm] (unten). Die zeitlichen Verläufe wurden mithilfe der beiden lungenmechanischen Gleichungen (14) und (15) ermittelt. In diesem Beispiel beträgt C = 30 ml/mbar. Das erzielte alveoläre Minutenvolumen Va, ist beträgt V‘a,ist = 7,9 I/min. In Figur 3 beträgt R = 5 mbar/(I*sec), in Figur 4 ist R = mbar/(I*sec). Die Beatmungsfrequenz beträgt im Beispiel von Figur 3 fist = 15/min, im Beispiel von Figur 4 ist fist = 30/min.- 24 / 45 - lung compliance C and regardless of which ventilation frequency fist is used in 0102031 mandatory ventilation. FIG. 2 shows, by way of example, the resistive power Wr, the elastic power W'c and the total power, ie the sum W'R+Wc, as a function of the respiration frequency factual. The ventilation frequency fact in [1/min] is plotted on the x-axis, the power in [Nm/sec] on the y-axis. In addition, FIG. 2 shows the upper limit for ventilation frequency f actual , which results from boundary condition (9) with the value x=8. FIG. 3 and FIG. 4 show, by way of example, the time profile of the pressure P (above) and the time profile of the work W performed (below) during a ventilation stroke. The time t in seconds is plotted on the x-axis, the pressure P in [mbar] and the volume flow Vol' in [/sec] (top) or the work W in [Nm] (bottom) on the y-axis . The time courses were determined using the two lung mechanical equations (14) and (15). In this example C = 30 ml/mbar. The achieved alveolar minute volume Va,act is V‘a,act = 7.9 l/min. In FIG. 3, R=5 mbar/(I*sec), in FIG. 4, R=mbar/(I*sec). In the example in FIG. 3, the ventilation frequency is factual=15/min, in the example in FIG. 4 factual=30/min.

In den zeitlichen Verläufen bezeichnen 20 — Pset den zeitlichen Druck des vom Beatmungsgerät 1 zu erzeugenden Drucks, wobei der zeitliche Verlauf Pset eine Führungsgröße für eine untergeordnete Regelung des tatsächlich erzielten Drucks ist, der bevorzugt als der erzielte Atemwegsdruck Paw gemessen wird, — Pung den resultierenden Druck in der Lunge Lu, — Vol‘ den Volumenfluss in der Fluidverbindung zu dem und von dem Patienten P, wobei ein positiver Wert einen Volumenfluss vom Beatmungsgerät 1 zum Patienten P und ein negativer Wert einen Volumenfluss vom Patienten P zum Beatmungsgerät 1 bezeichnet, — WR die bislang geleistete resistive Arbeit, — We die bislang geleistete elastische Arbeit, — WRins die am Ende eines Einatmungsvorgangs geleistete resistive Arbeit und 20201001LU 02.09.2020In the time curves, 20 - Pset designates the pressure over time of the pressure to be generated by the ventilator 1, with the time curve Pset being a reference variable for a subordinate control of the pressure actually achieved, which is preferably measured as the airway pressure Paw achieved, - Pung the resulting pressure Pressure in the lungs Lu, - Vol' the volume flow in the fluid connection to and from the patient P, where a positive value denotes a volume flow from the ventilator 1 to the patient P and a negative value denotes a volume flow from the patient P to the ventilator 1, - WR the resistive work done so far, — We the elastic work done so far, — WRins the resistive work done at the end of an inspiration event, and 20201001LU 02.09.2020

-25/45- — We,ins die am Ende eines Einatmungsvorgangs geleistete elastische Arbeit.-25/45- — We,ins the elastic work done at the end of an inspiration process.

HU102031 Im Beispiel von Figur 3 betragen WRins = 0,76 Nm und Wc ins = 0,76 Nm, im Beispiel von Figur 4 sind Wr,ins = 0,50 Nm und Wejns = 0,28 Nm.HU102031 In the example of Figure 3, WRins = 0.76 Nm and Wc ins = 0.76 Nm, in the example of Figure 4, Wr,ins = 0.50 Nm and Wejns = 0.28 Nm.

In den beiden Beispielen, die in Figur 3 und Figur 4 gezeigt werden, steigt der Soll-Druck Pset bei einem Beatmungshub sofort auf den Maximalwert.In the two examples shown in FIG. 3 and FIG. 4, the setpoint pressure Pset immediately increases to the maximum value during a ventilation stroke.

Figur 3 und Figur 4 zeigen daher die Antwort des pneumatischen Systems Lunge auf eine Sprunganregung durch das Beatmungsgerat 1. In der Realitat kann der durch die untergeordnete Regelung erzielte tatsächliche Druck Paw nicht sofort auf den vollen Wert ansteigen.FIG. 3 and FIG. 4 therefore show the response of the pneumatic lung system to a jump excitation by the ventilator 1. In reality, the actual pressure Paw achieved by the subordinate regulation cannot immediately rise to the full value.

Außerdem muss ausgeschlossen oder wenigstens die Gefahr reduziert werden, dass die Lunge Lu des Patienten P durch einen zu raschen Druckanstieg geschädigt wird.In addition, the risk must be ruled out or at least reduced that the lungs Lu of the patient P will be damaged by a pressure increase that is too rapid.

Daher wird der gewünschte zeitliche Verlauf Pset des Drucks so vorgegeben, dass er zu Beginn eines Beatmungshubs ansteigt, bis er den Maximalwert erreicht.The desired time profile Pset of the pressure is therefore specified in such a way that it increases at the beginning of a ventilation stroke until it reaches the maximum value.

Diese Zeitspanne zwischen Beginn des Beatmungshubs und Erreichen desThis period of time between the start of the ventilation stroke and reaching the

Maximalwerts für Paw wird als tatsächliche Rampenzeit tr ist bezeichnet.The maximum value for Paw is called the actual ramp time tr actual.

Der gewünschte zeitliche Verlauf Pset des Drucks umfasst eine vorgegebene Soll- Rampenzeit tr set und nachfolgend einen maximalen Solldruck.The desired progression over time Pset of the pressure includes a predefined setpoint ramp time tr set and then a maximum setpoint pressure.

Indem eine Soll- Rampenzeit tr set vorgegeben wird, wird die resistive Arbeit Wr verglichen mit einem sprungartigen Anstieg des Solldrucks Pset reduziert, während die elastische Arbeit Wc unverändert bleibt.By specifying a target ramp time tr set, the resistive work Wr is reduced compared to a sudden increase in the target pressure Pset, while the elastic work Wc remains unchanged.

Ein Grund hierfür: Die maximalen Volumenstréme werden reduziert.One reason for this: The maximum volume flows are reduced.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Soll-Rampenzeit tr set abhängig von der ermittelten Lungenzeitkonstante 7 des Patienten P festgelegt, beispielsweise gemäß der RechenvorschriftIn a preferred embodiment, the setpoint ramp time tr set is defined as a function of the determined lung time constant 7 of the patient P, for example according to the calculation rule

(16) trset=Y'T Hierbei ist der Faktor y vorgegeben und abgespeichert und betragt beispielsweise y = 0,5. Figur 5 zeigt die zeitlichen Verlaufe, die auch in Figur 3 und Figur 4 gezeigt werden, wobei im Beispiel von Figur 5 ein geregelter Druckanstieg durchgeführt wird.(16) trset=Y'T In this case, the factor y is specified and stored and is, for example, y=0.5. FIG. 5 shows the curves over time which are also shown in FIG. 3 and FIG. 4, a regulated pressure rise being carried out in the example of FIG.

Im Beispiel von Figur 5 betragen die Lungen-Compliance C = 30 ml/mbar, der Lungenwiderstand R = 5 mbar/(l*sec), die Beatmungsfrequenz fist = 15/min 20201001LU 02.09.2020In the example in Figure 5, the lung compliance is C = 30 ml/mbar, the lung resistance is R = 5 mbar/(l*sec), the ventilation frequency factual = 15/min 20201001LU 02.09.2020

-26/45 - und die Rampenzeit trist = 0,25 sec.-26/45 - and the ramp time is dreary = 0.25 sec.

Ein Minutenvolumen von Vast = 7,9 l/min LU102031 wird erzielt.A minute volume of Vast = 7.9 L/min LU102031 is achieved.

Verglichen mit einer Beatmung ohne eine Rampenzeit (Sprungantwort, d.h. tRist = 0) ist die resistive Arbeit Wr dann, wenn die Rampenzeit tRist berücksichtigt wird, geringer.Compared to ventilation without a ramp time (step response, i.e. tRact = 0), the resistive work Wr is lower when the ramp time tRact is taken into account.

Die elastische Arbeit Wc bleibt unverändert.The elastic work Wc remains unchanged.

Die am Ende eines Einatmungsvorgangs geleistete resistive Arbeit betragt WRins = 0,47 Nm, die am Ende eines Einatmungsvorgangs geleistete elastische Arbeit beträgt Wc,ins = 0,76 Nm.The resistive work done at the end of an inspiration event is WRins = 0.47 Nm, the elastic work done at the end of an inspiration event is Wc,ins = 0.76 Nm.

Die am Ende eines Ausatmungsvorgangs geleistete resistive Arbeit beträgt Wr exp = 0,76 Nm, die am Ende eines Ausatmungsvorgangs geleistete elastische Arbeit beträgt Wc exp = -0,76 Nm.The resistive work done at the end of an exhalation is Wr exp = 0.76 Nm, the elastic work done at the end of an exhalation is Wc exp = -0.76 Nm.

Sowohl die resistive Leistung W'r als auch die elastische Leistung W'c hängen von der tatsächlichen Beatmungsfrequenz fist ab.Both the resistive power W'r and the elastic power W'c depend on the actual ventilation frequency fact.

Die resistive Leistung W'r ist stets größer als die elastische Leistung Wc.The resistive power W'r is always greater than the elastic power Wc.

Die ideale mandatorische Sollfrequenz fsetmand,id Wird abhängig von der Auswirkung der Beatmungsfrequenz fist auf die resistive Leistung W'r und auf die elastische Leistung W'c festgelegt.The ideal mandatory setpoint frequency fsetmand,id Is determined depending on the effect of the ventilation frequency fact on the resistive power W'r and on the elastic power W'c.

Die Beatmungshübe bewirken bei mandatorischer Beatmung jeweils einen Einatmungsvorgang des Patienten P.In the case of mandatory ventilation, the ventilation strokes each cause patient P to inhale.

Hieraus folgt: (17) T; *T — - fist 1 =——— =D1 T,+T, | Für die folgende Herleitung wird angenommen, dass die tatsächliche Frequenz | 20 fist der mandatorischen Beatmung gleich der gesuchten idealen mandatorischen Soll-Beatmungsfrequenz fset,mand,id ist, dass also gilt: (18) fist = fsetmand,id.It follows that: (17) T; *T — - fist 1 =——— =D1 T,+T, | For the following derivation it is assumed that the actual frequency | 20 factual of the mandatory ventilation is equal to the desired ideal mandatory setpoint ventilation frequency fset,mand,id, so that the following applies: (18) factual = fsetmand,id.

Der Zusammenhang (17) zeigt, wie unter der Annahme (18) die gesuchte ideale Beatmungsfrequenz fset,mand,ia, die Dauer Ti eines Beatmungshubs und der zeitliche Einatmungsanteil D1 miteinander zusammenhängen.Relationship (17) shows how, under assumption (18), the sought-after ideal ventilation frequency fset,mand,ia, the duration Ti of a ventilation stroke, and the temporal inhalation portion D1 are related.

Eine bestimmte Beatmungsfrequenz fist und eine bestimmte Dauer Ti der Beatmungshübe führen gemäß den lungenmechanischen Modeligleichungen 20201001LU 02.09.2020A certain ventilation frequency fist and a certain duration Ti of the ventilation strokes lead to the pulmonary mechanical model equations 20201001LU September 2nd, 2020

-27/45- (14) und (15) zu einer bestimmten resistiven Leistung W‘R und zu einer 0102031 bestimmten elastischen Leistung Wc. In einer Ausgestaltung wird die gesuchte ideale mandatorische Soll- Beatmungsfrequenz fset,mand,id SO berechnet, dass eine Funktion, die von den beiden Leistungen W'r und W'c abhängt, minimiert wird. Diese Funktion ist beispielsweise die Summe der beiden Leistungen, also Wr + Wc, oder der Quotient W'r / Wc aus den beiden Leistungen. In einer bevorzugten Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels wird die ideale mandatorische Soll-Beatmungsfrequenz fset,mand,ia hingegen so berechnet, dass die elastische Leistung Wc etwa gleich der resistiven Leistung W'R ist. In vielen Fällen führt diese Vorgabe zu einer vergleichsweise geringen mechanischen Belastung der Lunge Lu des Patienten P. Genauer gesagt: Ein Faktor a wird vorgegeben, wobei a bevorzugt zwischen 0 und 0,2 liegt und besonders bevorzugt gleich 0,1 ist. Als Leistungsfaktor fungiert dann 1+a. Die Randbedingung bei der Festlegung der idealen mandatorischen Soll- Beatmungsfrequenz fset,mand,id ist (19) x-27/45- (14) and (15) to a specific resistive power W'R and to a specific 0102031 elastic power Wc. In one embodiment, the sought-after ideal mandatory setpoint ventilation frequency fset,mand,id is calculated in such a way that a function that depends on the two powers W'r and W'c is minimized. This function is, for example, the sum of the two powers, i.e. Wr + Wc, or the quotient W'r / Wc from the two powers. In a preferred embodiment of the exemplary embodiment, however, the ideal mandatory setpoint ventilation frequency fset,mand,ia is calculated in such a way that the elastic power Wc is approximately equal to the resistive power W'R. In many cases, this specification leads to a comparatively low mechanical load on the lungs Lu of the patient P. To put it more precisely: a factor a is specified, with a preferably being between 0 and 0.2 and particularly preferably equal to 0.1. The power factor is then 1+a. The boundary condition when determining the ideal mandatory target ventilation rate fset,mand,id is (19) x

W R W Cc Aus den Gleichungen (15) und (19) folgt + (20) We T, — = Coth{-— We 2RC Löst man unter dieser Annahme die Gleichungen (20) und (17) jeweils nach Ti auf, so resultiert folgende Berechnungsvorschrift für die ideale mandatorische 20 — Soli-Beatmungsfrequenz fset,mand,id: (21) D1 fset,mand,id = * 2*RC*arccoth (1+a) 20201001LU 02.09.2020WRW Cc From the equations (15) and (19) follows + (20) We T, — = Coth{-— We 2RC If one solves the equations (20) and (17) for Ti under this assumption, the following results Calculation rule for the ideal mandatory 20 — Soli ventilation frequency fset,mand,id: (21) D1 fset,mand,id = * 2*RC*arccoth (1+a) 20201001LU 02.09.2020

-28/45- Hierbei gilt LU 102057 (22) 1 2+a arccoth (1+a) = == In mm 2 a Außerdem sind die oben dargestellten Randbedingungen (3) und (9) zu beachten, also die obere Schranke fset,mand,max.-28/45- LU 102057 applies here (22) 1 2+a arccoth (1+a) = == In mm 2 a In addition, the boundary conditions (3) and (9) shown above must be observed, ie the upper limit fset ,mand,max.

Die mandatorische Soll- Beatmungsfrequenz fsetmand wird gemäß der Rechenvorschrift (17) für die ideale | 5 mandatorische Soll-Beatmungsfrequenz fset,mand,id festgelegt, es sei denn, eine obere Schranke fset manda max führt zu einem niedrigeren Wert, vgl. die Festlegungsvorschrift (12). Hieraus resultiert folgende Berechnungsvorschrift fur die mandatorische Soll-Beatmungsfrequenz fset mand: 23 ‘ (23) D1 Viareq 1 f = min { TTT A ml } set,mand 2*RC*arccoth (1+a) Vp x*t Die Lungenzeitkonstante 7 wird am Patienten P gemessen.The mandatory setpoint ventilation frequency fsetmand is calculated according to the calculation rule (17) for the ideal | 5 mandatory target ventilation frequency fset,mand,id, unless an upper limit fset manda max leads to a lower value, cf. specification (12). This results in the following calculation rule for the mandatory target ventilation frequency fset mand: 23 ' (23) D1 Viareq 1 f = min { TTT A ml } set,mand 2*RC*arccoth (1+a) Vp x*t The lung time constant 7 becomes measured on patient P.

Bevorzugt wertet die Signalverarbeitungseinheit 10 hierfur Messwerte von den Sensoren 3 und aus und ermittelt dadurch den Atemwegsdruck Paw und den Volumenfluss Vol‘. Aus diesen Signalen wertet die Signalverarbeitungseinheit 10 eine Schätzung fur das Produkt R*C her und verwendet dieses als die Lungenzeitkonstante 1 des Patienten P.For this purpose, the signal processing unit 10 preferably evaluates measured values from the sensors 3 and and thereby determines the airway pressure Paw and the volume flow Vol'. From these signals, the signal processing unit 10 evaluates an estimate for the product R*C and uses this as the lung time constant 1 of the patient P.

Vereinfachend lässt sich bei der 15 Ermittlung der Lungenzeitkonstante T ein idealer Sprunganstieg des Drucks annehmen, und die Lungenzeitkonstante lässt sich dann allein aus dem gemessenen Volumenfluss Vol‘ herleiten.To put it simply, an ideal step increase in pressure can be assumed when determining the lung time constant T, and the lung time constant can then be derived solely from the measured volume flow Vol'.

Das Vorgehen, die mandatorische Soll-Beatmungsfrequenz fset,mand gemäß der Rechenvorschrift (23) festzulegen, führt zu einer einfachen und robusten Vorgabe eines Sollwerts fset,mand für die Beatmungsfrequenz fist unter mandatorischer Beatmung.The procedure of determining the mandatory setpoint ventilation frequency fset,mand according to calculation rule (23) leads to a simple and robust specification of a setpoint value fset,mand for the ventilation frequency factual under mandatory ventilation.

In vielen Fällen wird eine geringere Soll- Beatmungsfrequenz fset,mand berechnet als bei anderen Verfahren, sodass das erfindungsgemäße Vorgehen zu einer geringeren Belastung der künstlich beatmeten Lunge Lu führt, insbesondere bei einem Patienten P mit einer relativ kleinen Lungenzeitkonstante T. 20201001LU 02.09.2020In many cases, a lower target ventilation frequency fset,mand is calculated than with other methods, so that the procedure according to the invention leads to a lower load on the artificially ventilated lung Lu, especially in a patient P with a relatively small lung time constant T

- 29 / 45 - Ein Vorteil der gerade beschriebenen Ausgestaltung ist, dass es nicht LU102031 erforderlich ist, den Lungenwiderstand R und die Lungen-Compliance C getrennt voneinander zu messen. Dies ist insbesondere dann, wenn der Patient P spontan atmet, mit relativ großer Unsicherheit behaftet. Ausreichend ist, die Lungenzeitkonstante 1, also das Produkt R*C, zu messen. Ein ausreichend zuverlässige Wert wird in der Regel nach wenigen spontanen Atemzügen des Patienten P oder Beatmungshüben des Beatmungsgerats 1 erhalten. Im Gegensatz zu anderen Verfahren, welche automatisch eine Beatmungsfrequenz festlegen, erfordert die gerade beschriebene Ausgestaltung nicht, dass zur Laufzeit eine Optimierung durchgeführt wird. Insbesondere ist nicht erforderlich, zur Laufzeit die gesuchte Beatmungsfrequenz so zu bestimmen, dass eine von der Beatmungsfrequenz abhängige Funktion, die zu einem lungenmechanischen Modell gehört, minimiert wird. Bei anderen Verfahren beschreibt diese Funktion beispielsweise die Arbeit während eines Beatmungshubs oder die Leistung, die während der Beatmungshübe aufgebracht wird. Falls zur Laufzeit eine Optimierung erforderlich ware, so wird eine relativ hohe Rechenkapazitat und / oder eine relativ lange Rechenzeit benötigt. In der Praxis wird eine Optimierung häufig mittels eines iterativen Verfahrens durchgeführt, welches beendet wird, wenn ein Abbruchkriterium erfüllt ist. In manchen Fällen kann der gefundene Wert relativ weit von einem Optimum entfernt sein.- 29 / 45 - An advantage of the embodiment just described is that it is not necessary to measure the lung resistance R and the lung compliance C separately. In particular when the patient P is breathing spontaneously, this is associated with a relatively large degree of uncertainty. It is sufficient to measure the lung time constant 1, i.e. the product R*C. A sufficiently reliable value is generally obtained after a few spontaneous breaths by the patient P or ventilation strokes by the ventilator 1 . In contrast to other methods that automatically set a ventilation rate, the embodiment just described does not require optimization to be performed at runtime. In particular, it is not necessary to determine the required ventilation frequency at runtime in such a way that a function that is dependent on the ventilation frequency and belongs to a lung-mechanical model is minimized. In other methods, this function describes, for example, the work done during a ventilation stroke or the power that is applied during the ventilation strokes. If an optimization is required at runtime, a relatively high computing capacity and/or a relatively long computing time is required. In practice, an optimization is often carried out using an iterative process, which is terminated when a termination criterion is met. In some cases, the value found can be relatively far from an optimum.

Das gerade beschriebene Vorgehen erfordert auch nicht notwendigerweise, dass während der künstlichen Beatmung ein sogenanntes Manöver durchgeführt wird, bei welchem ein Parameter des Beatmungsgeräts 1, beispielsweise ein geforderter zeitlicher Verlauf des Drucks oder des Volumenflusses, für eine kurze Zeitspanne gezielt auf einen abweichenden Wert eingestellt wird, um einen Vitalparameter des Patienten P zu messen. Insbesondere ist keine Okklusion erforderlich, bei der die künstliche Beatmung für einen kurzen Zeitraum eingestellt wird und optional auch die spontane Atmung des Patienten P für diesen kurzen Zeitraum unterbunden wird, um den zeitlich veränderlichen Druck zu messen, der durch die spontane Atmung des Patienten P hervorgerufen wird. 20201001LU 02.09.2020The procedure just described also does not necessarily require a so-called maneuver to be carried out during the artificial ventilation, in which a parameter of the ventilator 1, for example a required time profile of the pressure or the volume flow, is specifically set to a different value for a short period of time to measure a vital parameter of the patient P. In particular, no occlusion is required, in which the artificial respiration is stopped for a short period of time and optionally also the spontaneous breathing of the patient P is stopped for this short period of time in order to measure the time-varying pressure caused by the patient P's spontaneous breathing will. 20201001LU 02.09.2020

| | - 30/45- In vielen Fällen führt das gerade beschriebene Vorgehen dazu, dass die 17106081 mandatorische Beatmung mit einer Beatmungsfrequenz fist durchgeführt wird, die nicht hôher ist als erforderlich, um das angestrebte alveoläre Minutenvolumen V’a req ZU erzielen.| | - 30/45- In many cases, the procedure just described leads to the 17106081 mandatory ventilation being carried out with a ventilation frequency fact that is not higher than required to achieve the target alveolar minute volume V'a req.

Dieses Vorgehen reduziert aus diesem Grund in vielen Fällen die mechanische Belastung der Lunge Lu des Patienten P und reduziert daher die Gefahr, dass die Lunge Lu des Patienten P mechanisch geschädigt wird.For this reason, this procedure reduces the mechanical load on the lungs Lu of the patient P in many cases and therefore reduces the risk of the patient P's lungs Lu being mechanically damaged.

Das angestrebte alveoläre Minutenvolumen V'a req wird der künstlichen Beatmung vorgegeben.The target alveolar minute volume V'a req is specified for artificial respiration.

Vorgehensweisen, um dies zu tun, werden beispielsweise in J.Procedures for doing this are given, for example, in J.

Fernandez, D.Fernandez, D

Miguelena, H.Miguelena, H.

Mulett, J.Mulett, J.

Godoy, and F.Godoy, and F.

Martinôn-Torres, "Adaptive support ventilation: State of the art review," Indian J.Martinon-Torres, "Adaptive support ventilation: State of the art review," Indian J.

Grit.grit

Gare Med., vol. 17, no. 1, p. 16, 2013, beschrieben.Gare Med., vol. 17, no. 1, p. 16, 2013.

Ebenfalls zu Beginn der künstlichen Beatmung wird das gesamte Totraum- Volumen Vo ermittelt, bevorzugt auf eine der beiden oben beschriebenen Methoden.The total dead space volume Vo is also determined at the beginning of the artificial respiration, preferably using one of the two methods described above.

Bevorzugt wird während der gesamten künstlichen Beatmung das patientenseitige Totraum-Volumen Vp pat wiederholt gemessen, und dadurch wird insbesondere eine Veränderung des patientenseitigen Totraum-Volumens Vo,pat detektiert und berücksichtigt.The patient-side dead space volume Vp pat is preferably measured repeatedly during the entire artificial respiration, and a change in the patient-side dead space volume Vo,pat is thus detected and taken into account.

Die Faktoren a und x werden bevorzugt einmal fest vorgegeben und sind im Beatmungsgerät 1 abgespeichert.The factors a and x are preferably predefined once and are stored in the ventilator 1 .

Bei dieser Ausgestaltung wird zu Beginn der künstlichen Beatmung des Patienten P oder auch vorab eine Konstante const ermittelt und abgespeichert, und zwar im Ausführungsbeispiel gemäß der Rechenvorschrift (24) D1 1 const = min {— — J = } 2*arccoth (1+a) X Dies führt zu folgender Berechnungsvorschrift: (25) Viareq const f = min { Sa } set,mand Vp T In der bislang beschriebenen Ausgestaltung wird ein Wert für den Faktor a vorgegeben.In this embodiment, a constant const is determined and stored at the beginning of the artificial respiration of the patient P or beforehand, namely in the exemplary embodiment according to calculation rule (24) D1 1 const = min {——J = } 2*arccoth (1+a ) X This leads to the following calculation rule: (25) Viareq const f=min { Sa } set,mand Vp T In the embodiment described so far, a value for the factor a is specified.

Möglich ist auch, n Werte 01, ..., an für den Faktor a vorzugeben.It is also possible to specify n values 01, ..., an for the factor a.

Die gerade beschriebene Berechnung wird fiir jeden vorgegebenen Faktor a1, 20201001LU 02.09.2020The calculation just described is for each given factor a1, 20201001LU 02.09.2020

-31/45- A . ; LU102031 …, On durchgeführt. Dies liefert n Werte fset,mand(01), … fset,mand(An). Als mandatorische Soll-Beatmungsfrequenz fset,mand wird ein Wert verwendet, der durch eine geeignete Mittelung oder sonstige Aggregation aus diesen n Werten berechnet wird, beispielsweise der kleinste Wert.-31/45-A. ; LU102031 …, On carried out. This returns n values fset,mand(01), … fset,mand(An). A value that is calculated from these n values by suitable averaging or other aggregation, for example the smallest value, is used as the mandatory target ventilation frequency fset,mand.

Das oben beschriebene Vorgehen zeigt einen Weg auf, um eine Soll- Beatmungsfrequenz fset,mand für eine mandatorische künstliche Beatmung des Patienten P automatisch herzuleiten. Hierfür wird ein angestrebtes alveoläres Minutenvolumen Va req oder auch proximales Minutenvolumen vorgegeben. Diese Soll-Beatmungsfrequenz fsetmand wird dann für die oben beschriebene untergeordnete Regelung verwendet, wenn der Patient P vollständig sediert ist und daher nicht spontan atmet. Wie bereits erwähnt, wird dem Verfahren ein angestrebtes alveolares Minutenvolumen V'A req vorgegeben. Falls der Patient P vollständig sediert ist, so wird dieses Minutenvolumen V'a req ausschließlich durch die Beatmung erzeugt (mandatorische Beatmung). Diese mandatorische Beatmung wird mit der Soll-Beatmungsfrequenz fsetmand durchgeführt, die so wie gerade beschrieben festgelegt wird. Möglich ist aber auch, dass der Patient P spontan atmet und einen Anteil des angestrebten alveolären Minutenvolumens Va req selber aufbringt. Falls das _ alveoläre Minutenvolumen, welches der Patient P durch seine eigene spontane Atmung aufbringt, mit V’a spon bezeichnet wird, so gilt. (26) SML = V'A,spon / V'A,req Dieser Faktor SML wird ebenfalls ermittelt und verwendet. In einer Ausgestaltung wird ein Maß für den Unterdruck Pmus, der durch die Aktivität des Zwerchfells Zw und der Interkostalmuskulatur des Patienten P erzeugt wird, gemessen. Dann sind sowohl der Atemwegsdruck Paw, der von außen an der Lunge Lu anliegt, als auch der von innen auf die Lunge Lu einwirkende Unterdruck Pmus bekannt. Aus den beiden Signalen Paw und Pmus wird dasjenige alveoläre Minutenvolumen V'a spon hergeleitet, welches ausschließlich durch die spontane Atmung des Patienten P erzielt wird. Denn das Signal Paw wird durch eine Überlagerung der spontanen Atmung und der 20201001LU 02.09.2020The procedure described above shows a way of automatically deriving a setpoint ventilation frequency fset,mand for mandatory artificial ventilation of the patient P. For this purpose, a target alveolar minute volume Va req or proximal minute volume is specified. This setpoint ventilation frequency fsetmand is then used for the subordinate regulation described above when the patient P is completely sedated and therefore not breathing spontaneously. As already mentioned, a target alveolar minute volume V'A req is specified for the procedure. If the patient P is completely sedated, this minute volume V'a req is generated exclusively by ventilation (mandatory ventilation). This mandatory ventilation is carried out with the setpoint ventilation frequency fsetmand, which is defined as just described. However, it is also possible for the patient P to breathe spontaneously and apply a proportion of the desired alveolar minute volume Va req himself. If the _ alveolar minute volume, which the patient P brings up through his own spontaneous breathing, is denoted by V'a spon, then it applies. (26) SML = V'A,spon / V'A,req This factor SML is also determined and used. In one embodiment, a measure of the negative pressure Pmus, which is generated by the activity of the diaphragm Zw and the intercostal muscles of the patient P, is measured. Then both the airway pressure Paw, which is applied to the lungs Lu from the outside, and the negative pressure Pmus acting on the lungs Lu from the inside are known. The alveolar minute volume V'a spon that is exclusively achieved through the patient P's spontaneous respiration is derived from the two signals Paw and Pmus. Because the Paw signal is generated by superimposing the spontaneous respiration and the 20201001LU 02.09.2020

-32/45- künstlichen Beatmung bewirkt, das Signal Prus ausschließlich von der HU102031 spontanen Atmung.-32/45- artificial respiration causes the signal Prus solely from the HU102031 spontaneous respiration.

In einer Realisierung, um ein MaR für den Unterdruck Pmus zu messen, wird der Speiserôhren-Druck Pes gemessen.In one implementation, to measure a MaR for the negative pressure Pmus, the esophageal pressure Pes is measured.

Diese andere Ausgestaltung setzt voraus, dass die Sonde 3 in die Speiseröhre Sp des Patienten P eingesetzt ist und ein Maß für den Speiserôhren-Druck Pes misst.This other embodiment assumes that the probe 3 is inserted into the esophagus Sp of the patient P and measures a measure of the esophagus pressure Pes.

In einer anderen Ausgestaltung werden Signale von den Elektroden 5.1.1 bis 5.1.2 verwendet, um die elektrische Aktivität der Muskeln des Atmungsapparats des Patienten P zu messen.In another embodiment, signals from the electrodes 5.1.1 to 5.1.2 are used to measure the electrical activity of the muscles of the patient P's respiratory system.

Diese elektrische Aktivität bewirkt die spontane Atmung des Patienten P und hängt nicht von der künstlichen Beatmung ab.This electrical activity causes the patient P to breathe spontaneously and is not dependent on artificial respiration.

In einer anderen Ausgestaltung wird die Tatsache ausgenutzt, dass dann, wenn die spontane Atmung des Patienten P durch das Bearbeitungsgerät 1 unterstützt wird, spontane Atemzüge des Patienten P detektiert werden und jeder detektierte ausreichend große spontane Atemzug einen Beatmungshub des Bearbeitungsgeräts 1 auslöst.In another embodiment, the fact is exploited that when the spontaneous breathing of the patient P is supported by the processing device 1, spontaneous breaths of the patient P are detected and each detected sufficiently large spontaneous breath triggers a ventilation stroke of the processing device 1.

Je stärker seine spontane Atmung ist, desto mehr Beatmungshübe des Beatmungsgeräts 1 löst der Patient P aus.The stronger his spontaneous breathing, the more ventilation strokes of the ventilator 1 the patient P triggers.

Diese andere Ausgestaltung erfordert nicht notwendigerweise, das alveoläre Minutenvolumen V’a spon ZU ermitteln.This other configuration does not necessarily require determination of the alveolar minute volume V'a spon.

Figur 6 und Figur 7 veranschaulichen zwei Ausführungsformen, wie das Maß für die Intensität der spontanen Atmung des Patienten P ermittelt wird.FIG. 6 and FIG. 7 illustrate two embodiments of how the measure for the intensity of the patient P's spontaneous respiration is determined.

Zu Beginn des jeweils berücksichtigten Zeitraums atmet der Patient P nicht spontan, und das Bearbeitungsgerät 1 führt auch keinen Beatmungshub durch, sodass am Anfang des Zeitraums die beiden Drücke Paw und Pes annähernd übereinstimmen.At the beginning of the time period under consideration, the patient P is not breathing spontaneously, and the processing device 1 also does not carry out a ventilation stroke, so that the two pressures Paw and Pes approximately match at the beginning of the time period.

Anschließend differieren diese beiden Drücke voneinander aufgrund einer spontanen Atmung und / oder künstlichen Beatmung.Subsequently, these two pressures differ from each other due to spontaneous respiration and/or artificial respiration.

In der Ausführungsform gemäß Figur 6 wird die Arbeit (work of breathing, WOB) verwendet, die während eines Atemzugs zum Einatmen aufgewendet wird.In the embodiment according to FIG. 6, the work (work of breathing, WOB) expended during one breath for inhalation is used.

Auf der x-Achse ist der Druck P in [mbar] aufgetragen, auf der y-Achse das in die Lunge und aus der Lunge fließende Volumen Vol in [I]. Als Maß für den vom Zwerchfell Zw des Patienten P erzeugten Druck wird der Speiseröhren-Druck Pes verwendet, der mithilfe der Sonde 3 gemessen wird. 20201001LU 02.09.2020The pressure P in [mbar] is plotted on the x-axis, and the volume Vol in [I] flowing into and out of the lungs is plotted on the y-axis. The esophageal pressure Pes, which is measured using the probe 3, is used as a measure of the pressure generated by the diaphragm Zw of the patient P. 20201001LU 02.09.2020

-33/45- Die in Figur 6 gezeigten Kurven sind durch eine Uberlagerung einer Vielzahl (0108081 von Atemzügen gewonnen, im Ausführungsbeispiel indem der jeweilige Median gebildet wird, alternativ der Mittelwert. Die gezeigten Parameter werden jeweils als eine normalverteilte Zufalisvariable aufgefasst. Dargestellt wird als Messunsicherheit die Standardabweichung, also ein Toleranzband um den Median.-33/45- The curves shown in Figure 6 are obtained by superimposing a large number (0108081) of breaths, in the exemplary embodiment in which the respective median is formed, alternatively the mean value. The parameters shown are each taken as a normally distributed random variable. It is represented as Measurement uncertainty is the standard deviation, i.e. a tolerance band around the median.

In Figur 6 bezeichnen: — PVes den Druck-Volumen-Verlauf, den das Zwerchfell Zw aufbringt, also das erzielte Volumen als Funktion des Drucks Pmus, — PVaw den Druck-Volumen-Verlauf, den Beatmungsgerät 1 aufbringt, gemessen mit dem Sensor 2 am Mund des Patienten P und optional dem Sensor 15 am Beatmungsgerät 1, — TL eine Trennlinie, die durch den Schnittpunkt von PVes und PVaw verläuft, — WOBpPat die vom Patienten P bei einem Einatemzug durch seine spontane Atmung aufgebrachte Arbeit, wobei die Arbeit gleich der Fläche zwischen dem Druck-Volumen-Verlauf PVes und der Trennlinie TL ist, — WOBvent die vom Beatmungsgerät 1 bei einem Einatemzug durch die künstliche Beatmung aufgebrachte Arbeit, wobei die Arbeit gleich der Fläche zwischen dem Druck-Volumen-Verlauf PVaw und der Trennlinie TL ist, und - std die Standardabweichung um den Median.In Figure 6: — PVes denotes the pressure-volume curve developed by the diaphragm Zw, i.e. the volume obtained as a function of the pressure Pmus, — PVaw denotes the pressure-volume curve developed by the ventilator 1, measured with the sensor 2 am Patient P's mouth and optionally the sensor 15 on the ventilator 1, - TL a dividing line passing through the intersection of PVes and PVaw, - WOBpPat the work expended by patient P in one inhalation by his spontaneous breathing, where the work is equal to the area between the pressure-volume curve PVes and the dividing line TL, — WOBvent is the work expended by the ventilator 1 in one inhalation by artificial respiration, where the work is equal to the area between the pressure-volume curve PVaw and the dividing line TL, and - std is the standard deviation around the median.

In einer Ausgestaltung wird als Maß für den Druck Pmus, den das Zwerchfell Zw aufbringt, der Speiseröhren-Druck Pes gemessen, und zwar mithilfe der Sonde 3 in der Speiseröhre Sp des Patienten P. In einer anderen Ausgestaltung werden die zeitlichen Verläufe des Drucks Paw und des Volumenflusses Vol‘ am Mund des Patienten P gemessen, bevorzugt mithilfe des Sensors 2 und optional des Sensors 15, und aus diesen zeitlichen Verläufen wird mithilfe eines Lungenmodells ein Maß für den Druck Pmus abgeleitet. Bevorzugt wird über mehrere Einatemzüge gemittelt Die gesamte bei einem Einatemzug aufgebrachte Arbeit WOB ist die Summe aus WOBPat und WOBvent. Als Maß für den Anteil der spontanen Atmung des Patienten P wird der Anteil der vom Patienten P aufgebrachten Arbeit der gesamten Arbeit WOB berechnet und verwendet, also 20201001LU 02.09.2020In one embodiment, the esophagus pressure Pes is measured as a measure of the pressure Pmus that the diaphragm Zw exerts, specifically with the aid of the probe 3 in the esophagus Sp of the patient P. In another embodiment, the time curves of the pressure Paw and of the volume flow Vol' at the mouth of the patient P is measured, preferably using the sensor 2 and optionally the sensor 15, and a measure for the pressure Pmus is derived from these time profiles using a lung model. Averaging over several inhalations is preferred. The total work WOB expended in one inhalation is the sum of WOBPat and WOBvent. The proportion of the work performed by patient P of the total work WOB is calculated and used as a measure of the proportion of spontaneous breathing of patient P, i.e. 20201001LU 02.09.2020

/ -34/45- LU102031 (27) SML = WOBPat / (WOBpat + WOBVvent). Im Beispiel von Figur 6 beträgt der Faktor SML im Beispiel links etwa 41 %, im Beispiel rechts nur 13 %. Bei der gerade beschriebenen Ausführungsform wird bevorzugt eine gemittelte Arbeit berechnet. Bei diesem Ansatz wird relativ gut die Atmungsaktivitat des Patienten P quantitativ erfasst. In der Ausgestaltung gemäß Figur 7 wird der gemittelte Druck P während eines Einatemzugs verwendet. PTP bedeutet ,pressure-time product“, Auf der x- Achse ist die Zeit t in [sec] aufgetragen, auf der y-Achse der Druck in [mbar] für die beiden Drücke Paw und Pes. Die Trennlinie TL verläuft durch den Schnittpunkt der Verläufe von Paw und Pes. Die Fläche PTPpat zwischen dem zeitlichen Verlauf des Drucks Pes und der Trennlinie TL ist ein Maß für den vom Patienten P aufgebrachten mittleren Druck Pmus und korreliert mit der mechanischen Leistung der spontanen Atmung. Die Fläche PTPvent zwischen dem zeitlichen Verlauf des Drucks Paw und der Trennlinie TL ist ein Maß für den vom Beatmungsgerät 1 aufgebrachten mittleren Druck Paw und korreliert mit der mechanischen Leistung der künstlichen Beatmung. Als Maß für den Anteil der spontanen Atmung des Patienten P wird folgender Quotient verwendet: (28) SML = PTPpat / (PTPpat + PTPvent). Indem in Figur 7 ist in oben gezeigtem Beispiel der Anteil der spontanen Atmung deutlich größer als in dem unten gezeigten Beispiel. Zu Anfang der künstlichen Beatmung wird das Beatmungsgerät 1 so betrieben, dass bei der künstlichen Beatmung ein angestrebter zeitlicher Verlauf des Atemwegsdrucks Paw oder auch des Volumenflusses Vol‘ erzielt wird. Ein angestrebter zeitlicher Verlauf wird vorgegeben, und eine untergeordnete Regelung wird mit dem Ziel durchgeführt, dass der tatsächliche zeitliche Verlauf gleich dem angestrebten zeitlichen Verlauf ist. Bei der künstlichen Beatmung führt das Beatmungsgerät 1 nacheinander Beatmungshübe aus. Ein Teil dieser Beatmungshübe wird durch die spontane Atmung des Patienten P ausgelöst, der Rest automatisch vom Beatmungsgerät 1, um den angestrebten zeitlichen Verlauf des Drucks oder Volumenflusses zu erzielen. 20201001LU 02.09.2020/ -34/45- LU102031 (27) SML = WOBPat / (WOBpat + WOBVvent). In the example in FIG. 6, the factor SML is approximately 41% in the example on the left, and only 13% in the example on the right. In the embodiment just described, an average work is preferably calculated. With this approach, the respiratory activity of the patient P is recorded quantitatively relatively well. In the embodiment according to FIG. 7, the average pressure P is used during an inhalation. PTP means "pressure-time product". The time t in [sec] is plotted on the x-axis, and the pressure in [mbar] for the two pressures Paw and Pes is plotted on the y-axis. The dividing line TL runs through the intersection of the curves of Paw and Pes. The area PTPpat between the time profile of the pressure Pes and the dividing line TL is a measure of the mean pressure Pmus applied by the patient P and correlates with the mechanical effort of spontaneous respiration. The area PTPvent between the time profile of the pressure Paw and the dividing line TL is a measure of the mean pressure Paw applied by the ventilator 1 and correlates with the mechanical performance of the artificial respiration. The following quotient is used as a measure for the portion of the patient P's spontaneous respiration: (28) SML=PTPpat/(PTPpat+PTPvent). In FIG. 7, the proportion of spontaneous respiration is significantly greater in the example shown above than in the example shown below. At the beginning of the artificial respiration, the ventilator 1 is operated in such a way that a desired course over time of the airway pressure Paw or of the volume flow Vol' is achieved during the artificial respiration. A target time profile is specified, and a subordinate control is performed with the aim that the actual time profile is equal to the target time profile. During artificial ventilation, the ventilator 1 performs ventilation strokes one after the other. A part of these ventilation strokes is triggered by the spontaneous breathing of the patient P, the rest automatically by the ventilator 1 in order to achieve the desired time profile of the pressure or volume flow. 20201001LU 02.09.2020

BEBE

| -35/45- | Der Faktor S ; na . LU102031 er Faktor SML wird z.B. gemäß einer der Rechenvorschriften (26), (27), (28) oder gemäß (29) SML = Nspon / Nges berechnet.| -35/45- | The factor S ; n / A . LU102031 he factor SML is calculated e.g. according to one of the calculation rules (26), (27), (28) or according to (29) SML = Nspon / Nges.

Hierbei bezeichnen nspon die Anzahl der Beatmungshübe, die innerhalb eines Zeitraums durch die spontane Atmung des Patienten P ausgelôst werden, und nges die Anzahl der insgesamt in diesem Zeitraum durchgeführten Beatmungshübe.Here, nspon denotes the number of ventilation strokes that are triggered within a period of time by the patient's spontaneous breathing P, and nges denotes the total number of ventilation strokes carried out in this period.

Außerdem wird eine ideale Frequenz fspon der spontanen Atmung des Patienten P berechnet.In addition, an ideal frequency fspon of the patient P's spontaneous breathing is calculated.

Hierbei wird bevorzugt vereinfachend angenommen, dass die spontane Atmung des Patienten P einen sinusfôrmigen zeitlichen Verlauf hat.Here, it is preferably assumed for the sake of simplicity that the spontaneous respiration of the patient P has a sinusoidal course over time.

Falls der Patient P das angestrebte alveoläre Minutenvolumen Va req ausschließlich durch seine eigene spontane Atmung aufnehmen kann, so atmet er gemäß dieser Vereinfachung mit der idealen Frequenz A,req Vo fspon = 2*n2*y Diese ideale Frequenz fspon erfordert die geringste Leistung W'r + Wc, um durch spontane Atmung das angestrebte alveoläre Minutenvolumen V'a req ZU erzielen.If the patient P can take in the desired alveolar minute volume Va req solely through his own spontaneous respiration, then according to this simplification he breathes with the ideal frequency A,req Vo fspon = 2*n2*y This ideal frequency fspon requires the lowest power W' r + Wc to achieve the target alveolar minute volume V'a req through spontaneous breathing.

Anders gesagt: Jede andere Frequenz der spontanen Atmung erfordert eine höhere Leistung.In other words, any other rate of spontaneous breathing requires more power.

In dieser Berechnung wird das gesamte Totraum-Volumen Vo berücksichtigt, also zusätzlich zum patientenseitigen Totraum-Volumen Vp pat auch das gerateseitige Totraum-Volumen Vb Ger.In this calculation, the entire dead space volume Vo is taken into account, ie in addition to the patient-side dead space volume Vp pat also the device-side dead space volume Vb Ger.

Eine ähnliche Berechnungsvorschrift ist bereits in J.A similar calculation rule is already in J.

Mead, "Control of respiratory frequency," J.Mead, "Control of respiratory frequency," J.

Appl.appl.

Physiol., vol. 15, no. 3, pp. 325- 336, 1960 angegeben.Physiol., vol. 15, no. 3, pp. 325-336, 1960.

Andere Berechnungsvorschriften sind ebenfalls möglich.Other calculation rules are also possible.

Beispielsweise wird eine ideale Frequenz der spontanen Atmung ermittelt, welche bei gegebenem 20201001LU 02.09.2020For example, an ideal frequency of spontaneous respiration is determined, which is 20201001LU 02.09.2020

-36/45- “ ; ; ; LL . LU102031 angestrebten alveolären Minutenvolumen V'a req Zu einer minimalen Amplitude des zeitlich veränderlichen erzeugten Drucks führt.-36/45- “ ; ; ; LL . LU102031 target alveolar minute volume V'a req Leads to minimum amplitude of time-varying generated pressure.

Die Soll-Beatmungsfrequenz fset des Beatmungsgeräts 1 wird wie folgt festgelegt: (31) fset= SML*fspon + (1-SML)*fset,mand Hierbei sind fspon die ideale Frequenz der spontanen Atmung, die beispielsweise gemäß der Rechenvorschrift (30) berechnet wird, fsetmand die erfindungsgemäß festgelegte Soll-Beatmungsfrequenz für die mandatorische Beatmung und SML der Faktor, der beispielsweise gemäß der Berechnungsvorschrift (29) oder unter Verwendung des Speiseröhren-Drucks Pes gemäß der Rechenvorschrift (26) oder gemäß (27) oder (28) festgelegt wird. Die Ausgestaltung gemäß der Festlegungsvorschrift (31) vermeidet einen abrupten Übergang zwischen einer unterstützenden und einer mandatorischen Beatmung, wenn die spontane Atmung des Patienten sich ändert. Vielmehr wird ein allmählicher Übergang erreicht, wobei die mandatorische Beatmung umso schwächer wird, je stärker die spontane Atmung des Patienten P ist. In einer Abweichung wird sichergestellt, dass die Soll-Beatmungsfrequenz fset mindestens so groß wie die ideale Frequenz fspon der spontanen Atmung ist. Die abweichende Rechenvorschrift lautet (32) Viareq const Viareq const f = min { — ‚— } falls — > fon und — ; set,mand Vp T Vp T fet, mand = fspon @NSONStEN Diese abweichende Rechenvorschrift stellt sicher, dass fset mand >= fspon und daher auch fset >= fspon gilt. Auch bei dieser abweichenden Rechenvorschrift wird die Soll-Beatmungsfrequenz fset gemäß der Rechenvorschrift (31) festgelegt. Ein Parameter, der sich am Beatmungsgerät 1 einstellen lässt, ist das Soll- Tidalvolumen Volrid set, also das Volumen, welches bei einem Atemzyklus in den Mund des Patienten P appliziert werden soll. Dieses stimmt im Wesentlichen 20201001LU 02.09.2020The setpoint ventilation frequency fset of the ventilator 1 is defined as follows: (31) fset=SML*fspon+(1-SML)*fset,mand Here fspon is the ideal frequency of spontaneous breathing, which is calculated according to the calculation rule (30), for example fsetmand the target ventilation frequency for mandatory ventilation and SML defined according to the invention is the factor that is defined, for example, according to the calculation rule (29) or using the esophagus pressure Pes according to the calculation rule (26) or according to (27) or (28). will. The design according to specification (31) avoids an abrupt transition between supportive and mandatory ventilation when the patient's spontaneous breathing changes. Rather, a gradual transition is achieved, with the mandatory ventilation becoming weaker the stronger the spontaneous breathing of the patient P is. If there is a deviation, it is ensured that the set ventilation frequency fset is at least as great as the ideal frequency fspon for spontaneous breathing. The deviating calculation rule is (32) Viareq const Viareq const f = min { — — } if — > fon and — ; set,mand Vp T Vp T fet, mand = fspon @NSONStEN This deviating calculation rule ensures that fset mand >= fspon and therefore also fset >= fspon applies. Even with this deviating calculation rule, the setpoint respiration frequency fset is determined according to the calculation rule (31). A parameter that can be set on the ventilator 1 is the target tidal volume Volrid set, ie the volume that is to be applied to the patient P's mouth during a breathing cycle. This is essentially correct 20201001LU 02.09.2020

-37/45- mit dem Volumen überein, welches bei einem Beatmungshub aus dem 1102081 Beatmungsgerät 1 ausgestoßen werden soll. Eine untergeordnete Regelung erhält das Soll-Tidalvolumen Voltia,set als Vorgabe und steuert das Beatmungsgerät 1 mit dem Regelungsziel an, dass das durch die Beatmungshübe tatsächlich erzielte Tidalvolumen Voltidist gleich dem berechneten Soll-Tidalvolumen Voltidset ist. Das tatsächlich erzielte Tidalvolumen TidvoList wird während eines Einatmungsvorgangs in die Fluidverbindung ausgestoRen und teilt sich auf das erzielte alveoläre Lungenvolumen Va ist sowie auf den Totraum in Schläuchen der Fluidverbindung sowie im oberen und mittleren Atemweg des Patienten P auf, wobei der gesamte Totraum das Volumen Vo aufweist. Das tatsächliche Tidalvolumen Tidvoiist soll das geforderte alveoläre Minutenvolumen Va req erzeugen und hängt von der tatsächlichen Beatmungsfrequenz fist und dem Totraum-Volumen Vp ab.-37/45- corresponds to the volume that is to be ejected from 1102081 ventilator 1 during a ventilation stroke. A subordinate control receives the target tidal volume Voltia,set as a specification and controls the ventilator 1 with the control aim that the tidal volume Voltidist actually achieved by the ventilation strokes is equal to the calculated target tidal volume Voltidset. The actual achieved tidal volume TidvoList is ejected into the fluid connection during an inhalation event and is shared between the achieved alveolar lung volume Vaact and the dead space in the fluid connection tubes and in the upper and middle airways of the patient P, with the total dead space having the volume Vo . The actual tidal volume Tidvoiact is intended to generate the required alveolar minute volume Va req and depends on the actual ventilation rate fact and the dead space volume Vp.

Die Einatmungszeit Ti und somit die Dauer eines Beatmungshubs hängen gemäß dem Zusammenhang (17) von der tatsächlichen Beatmungsfrequenz fist und dem Verhältnis D1 wie folgt ab: (33) D1 T= — fist Möglich ist, das Soll-Tidalvolumen Volria,set durch Umstellung des Zusammenhangs (1) wie folgt zu berechnen: ¢ (34) Via req ey VOlyig set = f D set In einer Ausgestaltung wird das Soll-Tidalvolumen Volrid set hingegen gemäß folgender Rechenvorschrift berechnet, welche zu einem größeren Soll- Tidalvolumen Voltia,set führt und von der Dauer Ti eines Einatmungsvorgangs und von der Lungenzeitkonstante T abhängt: 20201001LU 02.09.2020The inspiration time Ti and thus the duration of a ventilation stroke depend on the actual ventilation frequency fact and the ratio D1 as follows according to relationship (17): (33) D1 T= — fact It is possible to change the target tidal volume Volria,set by changing the connection (1) as follows: ¢ (34) Via req ey VOlyig set = f D set In one embodiment, the target tidal volume Volrid set is calculated according to the following calculation rule, which leads to a larger target tidal volume Voltia,set and depends on the duration Ti of an inspiration process and on the lung time constant T: 20201001LU 09/02/2020

LELE

- 38/45 - 35 ‘ ‘ LU102031 (35) Viareq Vv A,req Fret feet VOoliig cet = A — = T, T, 1 -e RC 1 -e T Figur 8 veranschaulicht die Festlegung der Soll-Beatmungsfrequenz fset.- 38/45 - 35 ‘ ‘ LU102031 (35) Viareq Vv A,req Fret feet VOoliig cet = A — = T, T, 1 -e RC 1 -e T Figure 8 illustrates the definition of the target ventilation frequency fset.

In diesem Beispiel wurden folgende Parameter vorgeführt oder gemessen: — Das Idealgewicht Gewi des Patienten P beträgt 75 ka. — Der Faktor x betragt 5,5. — Das geforderte alveoläre Minutenvolumen Va req beträgt 5,1 l/min. — Das Volumen des Totraums beträgt 2,2 ml/kg. — Die Compliance C der Lunge beträgt 50 ml/mbar. — Die Resistance R der der Lunge beträgt 5 mbar*sec/l. — Somit beträgt die Lungenzeitkonstante 1 = R*C = 250 msec.In this example, the following parameters were presented or measured: - The ideal weight Gewi of patient P is 75 ka. — The factor x is 5.5. — The required alveolar minute volume Va req is 5.1 l/min. — The volume of the dead space is 2.2 ml/kg. — The compliance C of the lungs is 50 ml/mbar. — The resistance R of the lungs is 5 mbar*sec/l. — Thus, the lung time constant is 1 = R*C = 250 msec.

Auf der x-Achse ist die tatsächliche Beatmungsfrequenz f in [1/min] aufgetragen, auf der y-Achse die resultierende Leistung in [W]. Die ideale mandatorische Soll-Beatmungsfrequenz fset,mand,ia wird gemäß der Rechenvorschrift (21) hergeleitet, was zu einem Wert fset,mand,ia = 21 / min führt.The actual ventilation frequency f in [1/min] is plotted on the x-axis, and the resulting power in [W] on the y-axis. The ideal mandatory target ventilation frequency fset,mand,ia is derived according to calculation rule (21), which leads to a value fset,mand,ia = 21 / min.

Dieser Wert liegt oberhalb der idealen Frequenz fspon für die spontane Atmung (fspon = 17 / min) und unterhalb der oberen Schranke fset,mand,max für die mandatorische Soll-Beatmungsfrequenz, denn V’'areq / Vo = 28 / min und 1 / (x* T) = 43 / min.This value is above the ideal frequency fspon for spontaneous breathing (fspon = 17 / min) and below the upper limit fset,mand,max for the mandatory target ventilation frequency, because V''areq / Vo = 28 / min and 1 / (x*T) = 43 / min.

Somit wird gemäß der Rechenvorschrift (32) die Festlegung fset mand = fsetmand,id = 21 / min getroffen.Thus, according to calculation rule (32), fset mand=fsetmand,id=21/min is determined.

In Figur 8 ist außerdem diejenige Beatmungsfrequenz fminw eingetragen, welche zu einer minimalen gesamten Leistung W'R+W'c führt.FIG. 8 also shows that ventilation frequency fminw which leads to a minimum total power W′R+W′c.

Diese Beatmungsfrequenz fminw lässt sich durch eine Minimierung berechnen.This ventilation frequency fminw can be calculated by minimizing.

Wie bereits dargelegt, erspart das erfindungsgemäße Verfahren eine solche Minimierung.As already explained, the method according to the invention avoids such a minimization.

Wie zu sehen ist, ist die Beatmungsfrequenz fminw für die minimale Leistung größer als die ideale mandatorische Soll-Beatmungsfrequenz fset,mand id. 20201001LU 02.09.2020 DsAs can be seen, the ventilation rate fminw for the minimum performance is greater than the ideal mandatory setpoint ventilation rate fset,mand id. 20201001LU 02.09.2020 Ds

-39/45- Ein beispielhafter Ablauf, um automatisch Werte fiir verschiedene Parameter LU102031 bei der künstlichen Beatmung zu berechnen, wird im Folgenden dargelegt.-39/45- An exemplary procedure for automatically calculating values for various parameters LU102031 during artificial respiration is presented below.

Dieser Ablauf umfasst die folgenden Schritte: — Die Faktoren a und x für die mandatorische Beatmung sowie der Faktor y für die Soll-Rampenzeit tr set und der Einatmungsanteil D1 werden vorgegeben, beispielsweise indem sie im Beatmungsgerat 1 abgespeichert werden — Ein angestrebtes alveolares Minutenvolumen V’a req oder proximales Minutenvolumen wird ermittelt und dem Vorgehen vorgegeben.This process comprises the following steps: - Factors a and x for mandatory ventilation and factor y for target ramp time tr set and inspiration proportion D1 are specified, for example by being stored in ventilator 1 - A target alveolar minute volume V' a req or proximal minute volume is determined and specified for the procedure.

— Das gesamte Totraum-Volumen Vo = Vb pat + Vp cer wird ermittelt. Das Volumen Vp pat des patientenseitigen Totraums wird mithilfe eines CO2- Sensors näherungsweise gemessen, beispielsweise unter Anwendung der Bohr-Formel. Oder es wird mithilfe des Zusammenhangs (4) geschätzt. Das Volumen Vb cer des gerateseitigen Totraums ist durch die Konstruktion des Beatmungsgerät 1 und der Verbindung zum Patienten P ausreichend genau bekannt oder ist vernachlässigbar klein.— The total dead space volume Vo = Vb pat + Vp cer is determined. The volume Vp pat of the patient-side dead space is approximately measured using a CO2 sensor, for example using the Bohr formula. Or it is estimated using relation (4). The volume Vb cer of the device-side dead space is known with sufficient accuracy due to the construction of the ventilator 1 and the connection to the patient P or is negligibly small.

— Die künstliche Beatmung wird gestartet.— Artificial respiration is started.

— Die Lungenzeitkonstante 1 des Patienten P wird gemessen, wofür bevorzugt der bereits erwähnte Volumenfluss-Sensor 2, 15 sowie mindestens einer der Drucksensoren 2, 3, 7 verwendet werden.- The lung time constant 1 of the patient P is measured, for which the already mentioned volume flow sensor 2, 15 and at least one of the pressure sensors 2, 3, 7 are preferably used.

— Eine Soll-Rampenzeit tr,set für den Druckanstieg bei einem Beatmungshub wird berechnet, beispielsweise gemäß der Berechnungsvorschrift (16).- A target ramp time tr,set for the pressure increase during a ventilation stroke is calculated, for example according to the calculation rule (16).

— Der Faktor SML, also der Anteil am angestrebten alveolären Minutenvolumen V'a req, den der Patient P durch seine spontane Atmung selber aufbringt, wird ermittelt, vgl. den Zusammenhang (26). Beispielsweise wird der Faktor SML gemäß dem Zusammenhang (29) oder mithilfe der Messsonde 3, die den Speiseröhren-Druck Pes misst, ermittelt.- The factor SML, ie the proportion of the desired alveolar minute volume V'a req that the patient P brings up through his spontaneous breathing, is determined, cf. relationship (26). For example, the SML factor is determined according to the relationship (29) or using the measuring probe 3, which measures the esophageal pressure Pes.

— Eine ideale Frequenz fspon der spontanen Atmung des Patienten P wird berechnet, beispielsweise gemäß der Rechenvorschrift (30).- An ideal frequency fspon of the spontaneous breathing of the patient P is calculated, for example according to the calculation rule (30).

— Eine Soll-Beatmungsfrequenz fset,mand für die mandatorische Beatmung wird berechnet, bevorzugt gemäß der Rechenvorschrift (23) oder (25).- A setpoint ventilation frequency fset,mand for the mandatory ventilation is calculated, preferably according to calculation rule (23) or (25).

— Eine Soll-Beatmungsfrequenz fset, welche die spontane Atmung des Patienten P berücksichtigt, wird berechnet, bevorzugt gemäß der Rechenvorschrift (31).- A setpoint ventilation frequency fset, which takes into account the spontaneous breathing of the patient P, is calculated, preferably according to the calculation rule (31).

20201001LU 02.09.202020201001LU 02.09.2020

- 40/45 - — Die Dauer Ti eines Einatmungsvorgangs und somit die Dauer Ti eines 10102081 Beatmungshubs werden berechnet, und zwar bevorzugt gemäß der Rechenvorschrift (33).- 40/45 - The duration Ti of an inhalation process and thus the duration Ti of a 10102081 ventilation stroke are calculated, preferably according to the calculation rule (33).

— Ein Soll-Tidalvolumen VolTia,set wird festgelegt, bevorzugt gemäß der Rechenvorschrift (35).- A target tidal volume VolTia,set is defined, preferably according to the calculation rule (35).

— Aus der erfindungsgemäß berechneten Soll-Beatmungsfrequenz fset,mand, den festgelegten Soll-Tidalvolumen VolTia,set, der hergeleiteten Soll- Rampenzeit tr set und dem vorgegebenen Einatmungsanteil D1 resultiert ein zeitlicher Verlauf des Solldrucks Pset, den das Beatmungsgerät 1 erzielen soll.The target ventilation frequency fset,mand calculated according to the invention, the specified target tidal volume VolTia,set, the derived target ramp time tr set and the specified inhalation proportion D1 result in a time profile of the target pressure Pset that the ventilator 1 should achieve.

— Eine untergeordnete Regelung wird mit dem Regelungsziel durchgeführt, dass der tatsachliche Verlauf des erzielten Drucks, beispielsweise gemessen als Atemwegsdruck Paw, gleich dem Verlauf des Drucks Pset ist.- A subordinate control is carried out with the control aim that the actual course of the pressure achieved, for example measured as airway pressure Paw, is equal to the course of the pressure Pset.

In einer Ausgestaltung werden die berechnete Soll-Beatmungsfrequenz fset und das festgelegte Soll-Tidalvolumen Volrid set auf der Anzeige- und Bedieneinheit 12 dargestellt. Ein Benutzer kann diese Werte bestätigen oder einen Wert durch einen manuell eingegebenen Wert überschreiben.In one embodiment, the calculated setpoint respiration frequency fset and the specified setpoint tidal volume Volridset are displayed on the display and control unit 12 . A user can confirm these values or overwrite a value with a manually entered value.

20201001LU 02.09.202020201001LU 02.09.2020

- 41 / 45 - Bezugszeichenliste LU102081 1 Beatmungsgerät, beatmet den Patienten P künstlich, umfasst die Anzeige- und Bedieneinheit 12 und die Signalverarbeitungseinheit 10 2 pneumatischer Sensor vor dem Mund des Patienten P, misst den Atemwegsdruck Paw und optional den Volumenstrol Vol‘, fungiert als der Atemwegsdruck-Sensor, umfasst die Bestandteile 2.1 und 2.2- 41 / 45 - List of reference numbers LU102081 1 ventilator, artificially ventilates the patient P, includes the display and control unit 12 and the signal processing unit 10 2 pneumatic sensor in front of the patient P's mouth, measures the airway pressure Paw and optionally the volume flow Vol', acts as a the airway pressure sensor, includes the components 2.1 and 2.2

2.1 Messwertaufnehmer des Sensors 2, greift Luft aus der Fluidverbindung zwischen der Lunge Lu des Patienten P und dem Beatmungsgerät 1 ab eigentlicher Drucksensor des Sensors 2 3 Sonde in der Speiserôhre Sp des Patienten P, misst den Speiserôhren-Druck Pes UNd optional den gastralen Druck Pga 4 Anschlussstück im Mund des Patienten P, mit dem Messkatheter 6 in der Speiserôhre Sp verbunden2.1 Sensor 2 transducer, samples air from the fluid connection between the patient P's lungs Lu and the ventilator 1 actual sensor 2 pressure sensor 3 Probe in the patient P's esophagus Sp, measures the esophagus pressure Pes AND optionally the gastric pressure Pga 4 Connector in the mouth of the patient P, connected to the measuring catheter 6 in the esophagus Sp

5.1.1, 5.1.2 | herznaher Satz von Messelektroden auf der Haut des Patienten5.1.1, 5.1.2 | set of measuring electrodes close to the heart on the patient's skin

PP

5.2.1, 5.2.2 | zwerchfellnaher Satz von Messelektroden auf der Haut des Patienten P Messkatheter in der Speiserôhre Sp des Patienten P, mit der Messsonde 3 und dem Anschlussstück 4 verbunden 7 gastrale Sonde im Magen Ma des Patent P, misst den gastralen Druck Pga datenverarbeitende Signalverarbeitungseinheit, empfängt Signale von den Sensoren 2, 3, 5.1.1 bis 5.2.2, 15, berechnet eine Soll-Beatmungsfrequenz fset 20201001LU 02.09.20205.2.1, 5.2.2 | near-diaphragmatic set of measuring electrodes on the skin of the patient P measuring catheter in the esophagus Sp of the patient P, connected to the measuring probe 3 and the connector 4 7 gastric probe in the stomach Ma of the patent P, measures the gastric pressure Pga data-processing signal processing unit, receives signals from the Sensors 2, 3, 5.1.1 to 5.2.2, 15, calculates a target ventilation frequency fset 20201001LU 09/02/2020

- 42 / 45 - Anzeige- und Bedieneinheit des Beatmungsgeräts 1 Sensor am Beatmungsgerät 1, misst den Volumenstrom Vol‘ Faktor, um den die resistive Leistung W'r größer sein soll als die elastische Leistung Wc Compliance der Lunge des Patienten, gleich Vol / AP D1 D1 = Ti / (Ti + Te), Einatmungsanteil, zeitlicher Anteil des Einatmungsvorgangs an einem Beatmungsvorgang fist tatsächliche Frequenz der spontane Atmung oder der künstlichen Beatmung des Patienten P fminw Beatmungsfrequenz, welche zu einer minimalen gesamten Leistung W'r+W'c führt fset berechnete Soll-Beatmungsfrequenz für eine künstliche Beatmung des Patienten P, enthält einen Anteil fsetmand für die mandatorische Beatmung und einen von fspon abhängenden Anteil für die unterstützende Beatmung fset,mand Soll-Beatmungsfrequenz für eine mandatorische Beatmung, um ein angestrebtes alveoläres Minutenvolumen V'a req ZU erzielen, wird automatisch berechnet fset,mand id ideale mandatorische Soll-Beatmungsfrequenz, hängt von dem Faktor a ab obere Schranke für die mandatorische Soll-Beatmungsfrequenz fspon ideale Frequenz der spontane Atmung des Patienten P, um das angestrebte alveoläre Minutenvolumen V’a req ZU erzielen Faktor für die Festlegung der Soll-Rampenzeit tr set Idealgewicht des Patienten P Ma | Magen des Patienten P 20201001LU 02.09.2020- 42 / 45 - Display and control unit of ventilator 1 Sensor on ventilator 1, measures the volume flow Vol' factor by which the resistive power W'r should be greater than the elastic power Wc compliance of the patient's lungs, equal to Vol / AP D1 D1 = Ti / (Ti + Te), inhalation proportion, time proportion of the inhalation process in a ventilation process fist actual frequency of the patient's spontaneous breathing or artificial ventilation P fminw ventilation frequency, which leads to a minimum total power W'r+W'c fset calculated setpoint ventilation frequency for artificial ventilation of the patient P contains a component fsetmand for mandatory ventilation and a component dependent on fspon for supportive ventilation fset,mand setpoint ventilation frequency for mandatory ventilation by a target alveolar minute volume V'a req TO achieve is automatically calculated fset,mand id ideal mandatory set ventilation rate depends on the factor a ab upper limit for the mandatory target ventilation rate fspon ideal rate of spontaneous breathing of the patient P to achieve the target alveolar minute volume V'a req factor for determining the target ramp time tr set ideal weight of the patient P Ma | Stomach of patient P 20201001LU 09/02/2020

-43/45--43/45-

Nspon Anzahl der Beatmungshübe, die innerhalb eines Zeitraums | 4192091 durch die spontane Atmung des Patienten P ausgelöst werdenNspon Number of ventilation strokes within a period | 4192091 be triggered by the patient P's spontaneous breathing

Nges Anzahl der insgesamt in diesem Zeitraum durchgeführten Beatmungshübe Patient, der vom Beatmungsgerät 1 künstlich beatmet wird, hat die Lunge Lu, den Magen Ma, die Speiseröhre Sp und das Zwerchfell ZwNges Total number of ventilation strokes performed during this period Patient being artificially ventilated by ventilator 1 has the lungs Lu, the stomach Ma, the esophagus Sp and the diaphragm Zw

Pset gewünschter zeitlicher Verlauf des Drucks, der bei einem Einatmungsvorgang durch einen Beatmungshub des Beatmungsgeräts 1 erzielt wirdPset Desired time profile of the pressure that is achieved during an inhalation process by a ventilation stroke of the ventilator 1

PTPpat Maß für den mittleren Druck, den die spontane Atmung des Patienten P bei einem Einatemzug erzeugtPTPpat Measure of the mean pressure generated by patient P's spontaneous breathing during an inhalation

PTPvent Maß für den mittleren Druck, den die künstliche Beatmung des Beatmungsgerats 1 bei einem Einatemzug erzeugtPTPvent Measure of the average pressure generated by the artificial respiration of the ventilator 1 during an inhalation

PVaw Druck-Volumen-Verlauf, den das Zwerchfell Zw und das Beatmungsgerät 1 zusammen aufbringenPVaw Pressure-volume curve that the diaphragm Zw and the ventilator 1 apply together

Druck-Volumen-Verlauf, den das Zwerchfell Zw aufbringt pneumatischer Widerstand der Lunge des Patienten, gleich AP / Vol‘Pressure-volume curve applied by the diaphragm Zw Pneumatic resistance of the patient's lungs, equal to AP / Vol'

SML Faktor, der den Anteil des alveolären Minutenvolumens V'a spon, der durch die spontane Atmung des Patienten P aufgebracht wird, am gesamten angestrebten alveolären Minutenvolumen V/A req angibtSML factor that indicates the proportion of the alveolar minute volume V'a spon, which is generated by the patient P's spontaneous respiration, to the total target alveolar minute volume V/A req

Speiseröhre des Patienten P, nimmt die Sonde 3 auf Lungenzeitkonstante, als Produkt R*C ermittelt Dauer der Ausatmung (Exspiration)Esophagus of patient P, probe 3 records lung time constant, as product R*C determines duration of exhalation (expiration)

Ti Dauer der Einatmung (Inspiration), zugleich Dauer einesTi duration of inhalation (inspiration), at the same time duration of a

Beatmungshubs 20201001LU 02.09.2020Ventilation hubs 20201001LU 09/02/2020

- 44 / 45 - TL Trennlinie, die durch den Schnittpunkt von PVes und PVaw bzw. 0102031 durch den Schnittpunkt von Pes und Paw verläuft tR ist erzielte Rampenzeit zu Beginn eines Beatmungshubs, die verstreicht, bis der vollen Druck Pset erreicht ist Soll-Rampenzeit VA, ist tatsächliches alveoläres Minutenvolumen in [l/min], tatsächlich in den alveolären Lungenraum des Patienten P fließendes Luftvolumen V'A,req angestrebtes alveoläres Minutenvolumen in [l/min] bei der künstlichen Beatmung, wird vorgegeben VA spon alveoläres Minutenvolumen in [l/min], welches der Patient P durch seine eigene spontane Atmung erzielt V'p ist tatsächliches proximales Minutenvolumen in [l/min], tatsächlich durch den Mund des Patienten P flieRendes Luftvolumen V’P req angestrebtes proximales Minutenvolumen in [l/min] bei der künstlichen Beatmung, wird vorgegeben Vo Totraum-Volumen in der Fluidverbindung zwischen der Lunge Lu des Patienten P und dem Beatmungsgerat 1, Volumen des Totraums, der bei jedem Beatmungshub mit Luft durchstrômt wird, aber nicht zum Austausch mit dem Blut des Patienten P verwendet wird, Summe aus geréteseitigem und patientenseitigem Totraum-Volumen Vo,Ger geräteseitiges Totraum-Volumen, Volumen des Totraums im Bereich der Fluidverbindung außerhalb des Patienten P VD, Pat patientenseitiges Totraum-Volumen, Volumen des Totraums im oberen und mittleren Atemweg des Patienten P Vol‘ Volumenfluss in der Fluidverbindung, vom Sensor 3 und / oder vom Sensor 15 gemessen 20201001LU 02.09.2020- 44 / 45 - TL Separating line that runs through the intersection of PVes and PVaw or 0102031 through the intersection of Pes and Paw tR is the ramp time achieved at the beginning of a ventilation stroke, which elapses until the full pressure Pset is reached Target ramp time VA , is actual alveolar minute volume in [l/min], air volume actually flowing into the alveolar lung space of the patient P V'A,req target alveolar minute volume in [l/min] during artificial ventilation, is specified VA spon alveolar minute volume in [l /min], which the patient P achieves through his own spontaneous breathing V'p is the actual proximal minute volume in [l/min], the volume of air actually flowing through the mouth of the patient P V'P req target proximal minute volume in [l/min] in artificial respiration, Vo dead space volume in the fluid connection between the lungs Lu of the patient P and the ventilator 1, volume of the dead space that occurs with each ventilation h ub is flowed through with air but is not used for exchange with the blood of the patient P, sum of device-side and patient-side dead space volume Vo,Ger device-side dead space volume, volume of the dead space in the area of the fluid connection outside the patient P VD , Pat patient-side Dead space volume, volume of dead space in the patient's upper and middle airway P Vol' Volume flow in the fluid connection, measured by sensor 3 and/or sensor 15 20201001LU 02.09.2020

- 45 / 45 - Volrid,ist tatsächliches Tidalvolumen, welches bei einem LU102031 Einatmungsvorgang in das Atemsystem des Patienten P fließt Volrid,set Soll-Tidalvolumen, welches bei einem Atemzyklus in den Mund des Patienten appliziert werden soll, im Wesentlichen gleich dem Volumen, das bei einem Beatmungshub aus dem Beatmungsgerät 1 ausgestoßen werden soll elastische Arbeit elastische Leistung WOBPat vom Patienten P bei einem Einatemzug durch seine spontane Atmung aufgebrachter Arbeit WOBvent vom Beatmungsgerät 1 bei einem Einatemzug durch die künstliche Beatmung aufgebrachter Arbeit X Faktor fiir eine obere Schranke der mandatorischen Soll- Beatmungsfrequenz fset mand We exp am Ende eines Ausatmungsvorgangs geleistete elastische Arbeit We.ins am Ende eines Einatmungsvorgangs geleistete elastische Arbeit resistive (viskose) Arbeit resistive Leistung am Ende eines Ausatmungsvorgangs geleistete resistive Arbeit am Ende eines Einatmungsvorgangs geleistete resistive Arbeit Zwerchfell des Patienten P 20201001LU 02.09.2020- 45 / 45 - Volrid,is the actual tidal volume that LU102031 flows into the patient P's breathing system during an inhalation Volrid,set Target tidal volume that is to be applied to the patient's mouth during a breathing cycle, essentially equal to the volume that is to be ejected from the ventilator 1 during a ventilation stroke elastic work elastic power WOBPat by patient P with an inhalation of work expended by his spontaneous breathing WOBvent of ventilator 1 with an inhalation of work expended by the artificial ventilation X Factor for an upper limit of the mandatory target Ventilation rate fset mand We exp elastic work done at the end of an expiration We.ins elastic work done at the end of an inspiration resistive (viscous) work resistive power resistive work done at the end of an inspiration resistive work done at the end of an inspiration Diaphragm of the Pa client P 20201001LU 02.09.2020

Claims (15)

-1/10- Patentansprüche (0108081-1/10- Patent claims (0108081 1. Verfahren zum automatischen Berechnen einer Soll-Beatmungsfrequenz (fset) für ein Beatmungsgerat (1), wobei eine Fluidverbindung zwischen der Lunge (Lu) eines künstlich zu beatmenden Patienten (P) und dem Beatmungsgerät (1) hergestellt oder herstellbar ist, wobei das Beatmungsgerät (1) abhängig von der berechneten Soll- Beatmungsfrequenz (fset) Beatmungshübe in die Fluidverbindung hinein auszuführen vermag und wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass — ein Maß für einen angestrebten Volumenfluss in die Lunge (Lu) und aus der Lunge (Lu) des Patienten (P), insbesondere ein gefordertes alveoläres Minutenvolumen (V'a req) oder ein gefordertes proximales Minutenvolumen (V'P,req), vorgegeben wird, — abhängig von gemessenen Werten mindestens eines Parameters des Patienten (P) eine Lungenzeitkonstante (1) für die Lunge des Patienten (P) ermittelt wird, — das Volumen (Vp) eines Totraums in der Fluidverbindung ermittelt wird, wobei dieser Totraum zwischen dem Beatmungsgerät (1) und einen zum Gasaustausch geeigneten Bereich der Lunge (Lu) des Patienten (P) auftritt, — abhängig von dem angestrebten Volumenfluss (V'areq, V'Prea), der ermittelten Lungenzeitkonstante (1) und dem ermittelten Totraum- Volumen (Vo) eine mandatorische Sollfrequenz (fsetmand) für die mandatorische Beatmung des Patienten (P) durch das Beatmungsgerät (1) berechnet wird, — abhängig von dem angestrebten Volumenfluss (V'a), der ermittelten Lungenzeitkonstante (1) und dem ermittelten Totraum-Volumen (Vo) eine ideale Spontanatmungs-Frequenz (fspon) für die spontane Atmung des Patienten (P) berechnet wird, 20201001LU 02.09.20201. A method for automatically calculating a target ventilation frequency (fset) for a ventilator (1), wherein a fluid connection is established or can be established between the lungs (Lu) of a patient (P) to be artificially ventilated and the ventilator (1), the The ventilator (1) is capable of performing ventilation strokes into the fluid connection as a function of the calculated target ventilation rate (fset), and the method comprises the steps of: - a measure of a target volume flow into the lungs (Lu) and out of the lungs (Lu) of the patient (P), in particular a required alveolar minute volume (V'a req) or a required proximal minute volume (V'P,req), - depending on measured values of at least one parameter of the patient (P), a lung time constant (1st ) is determined for the patient's lungs (P), - the volume (Vp) of a dead space in the fluid connection is determined, this dead space between the ventilator (1) and a n an area of the patient’s (P) lungs (Lu) suitable for gas exchange, target frequency (fsetmand) for the mandatory ventilation of the patient (P) by the ventilator (1) is calculated, ideal spontaneous breathing frequency (fspon) for the spontaneous breathing of the patient (P) is calculated, 20201001LU 09/02/2020 -2/10- das ist eine Frequenz, mit welcher der Patient (P) allein durch spontane 12108081 Atmung den angestrebten Volumenfluss (Va req, V'p req) erzielt, — ein Maß (Nspon/ Nges) für die Intensität der spontanen Atmung des Patienten (P) ermittelt wird und — die Soll-Beatmungsfrequenz (fsetr) als gewichtetes Mittel der mandatorischen Sollfrequenz (fsetmand) und der idealen Spontanatmungs- Frequenz (fspon) berechnet wird, wobei bei der Mittelung die Gewichtung (SML) von dem ermittelten Maß (Nspon / Nges) für die spontane Atmung abhängt.-2/10- this is a frequency with which the patient (P) achieves the desired volume flow (Va req, V'p req) solely through spontaneous breathing 12108081 — a measure (Nspon/Nges) for the intensity of the spontaneous breathing of the patient (P) is determined and — the target respiratory rate (fsetr) is calculated as the weighted mean of the mandatory target rate (fsetmand) and the ideal spontaneous respiratory rate (fspon), with the weighting (SML) of the determined measure being calculated during the averaging (Nspon / Nges) for spontaneous breathing. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt, die mandatorische Solifrequenz (fsetmand) zu berechnen, die Schritte umfasst, dass — ein geforderter Einatmungsanteil (D1) vorgegeben wird, wobei der Einatmungsanteil (D1) mit dem zeitlichen Anteil eines Einatmungsvorgangs an einem gesamten Beatmungsvorgang und / oder mit dem Verhältnis zwischen der Dauer (Ti) eines Einatmungsvorgangs und der Dauer eines Atmungsvorgangs (Te) korreliert, — abhängig von der ermittelten Lungenzeitkonstante (1) eine obere Schranke (fset,mandmax) für die mandatorische Sollfrequenz (fset,mand) berechnet wird, eine ideale mandatorische Sollfrequenz (fset,mand,ia) abhängig von dem vorgegebenen geforderten Einatmungsanteil (D1) berechnet wird und — die mandatorische Sollfrequenz (fsetmand) Unter Verwendung der idealen mandatorischen Sollfrequenz (fsetmand,id) SO berechnet wird, dass sie kleiner oder gleich der oberen Schranke (fset,mand,max) ist, bevorzugt als Minimum von idealer mandatorischer Sollfrequenz (fsetmand.id) und oberer Schranke (fset,mand,max).2. The method according to claim 1, characterized in that the step of calculating the mandatory setpoint frequency (fsetmand) comprises the steps that - a required inhalation proportion (D1) is specified, the inhalation proportion (D1) being related to the time proportion of an inhalation process in an entire ventilation process and/or correlates with the ratio between the duration (Ti) of an inspiration process and the duration of a breathing process (Te), — an upper limit (fset,mandmax) for the mandatory target rate ( fset,mand) is calculated, an ideal mandatory target rate (fset,mand,ia) is calculated depending on the predetermined required inspiration fraction (D1), and — the mandatory target rate (fsetmand) is calculated using the ideal mandatory target rate (fsetmand,id) SO is that it is less than or equal to the upper bound (fset,mand,max), preferred as a minimum of ideal mandatoris cher setpoint frequency (fsetmand.id) and upper limit (fset,mand,max). 20201001LU 02.09.202020201001LU 02.09.2020 -3/10--3/10- 3. Verfahren nach Anspruch 2, LU102081 dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt, die ideale mandatorische Sollfrequenz (fsetmand,id) ZU berechnen, die Schritte umfasst, dass — ein Lungenmodell vorgegeben wird, welches näherungsweise das pneumatische Verhalten der Lunge (Lu) eines Menschen (P) beschreibt und — die ideale mandatorische Sollfrequenz (fsetmanaia) zusätzlich in Abhängigkeit von einer resistiven Leistung (Wr), die gemäB dem Lungenmodell bei einer mandatorischen Beatmung mit dieser Frequenz (fsetmanaid) aus der mandatorischen Beatmung resultiert, und einer elastischen Leistung (W'c), die gemäß dem Lungenmodell bei einer mandatorischen Beatmung mit dieser Frequenz (fsetmandid) aus der mandatorischen Beatmung resultiert, berechnet wird.3. The method according to claim 2, LU102081, characterized in that the step of calculating the ideal mandatory setpoint frequency (fsetmand,id) includes the steps that - a lung model is specified which approximates the pneumatic behavior of the lungs (Lu) of a human being (P) describes and - the ideal mandatory setpoint frequency (fsetmanaia) additionally as a function of a resistive power (Wr) which, according to the lung model, results from mandatory ventilation with this frequency (fsetmanaid) and an elastic power (W 'c), which results from the mandatory ventilation according to the lung model with a mandatory ventilation with this frequency (fsetmandid). 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leistungsfaktor (1+a) vorgegeben wird, der größer oder gleich 1 und bevorzugt kleiner als 1,2 ist, die ideale mandatorische Sollfrequenz (fsetmand,id) dergestalt berechnet wird, dass bei einer mandatorischen Beatmung mit dieser Frequenz (fset,mand,ia) das Verhältnis aus — der resistiven Leistung (Wr), die gemäß dem Lungenmodell aus der mandatorischen Beatmung resultiert, und — der elastischen Leistung (W'c), die gemäß dem Lungenmodell aus der mandatorischen Beatmung resultiert, 20201001LU 02.09.20204. The method according to claim 3, characterized in that a power factor (1 + a) is specified, which is greater than or equal to 1 and preferably less than 1.2, the ideal mandatory target frequency (fsetmand, id) is calculated such that at of mandatory ventilation with this frequency (fset,mand,ia) the ratio of — the resistive power (Wr) that results from the mandatory ventilation according to the lung model, and — the elastic power (W'c) that results from the lung model the mandatory ventilation results, 20201001LU 02.09.2020 -4/10- gleich dem vorgegebenen Leistungsfaktor (1+a) ist. LU102031-4/10- is equal to the specified power factor (1+a). LU102031 5. Verfahren nach Anspruch 4 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Initialisierungsphase unter Verwendung des Lungenmodells und des optionalen Leistungsfaktors (1+a) eine Konstante berechnet wird und in einer nachfolgenden Nutzungsphase die ideale mandatorische Sollfrequenz (fsetmand,id) unter Verwendung — des Einatmungsanteils (D1), — der ermittelten Lungenzeitkonstante (1) und — der Konstante berechnet wird.5. The method according to claim 4 or claim 4, characterized in that a constant is calculated in an initialization phase using the lung model and the optional power factor (1+a) and in a subsequent usage phase the ideal mandatory target frequency (fsetmand,id) is used — the inspiration fraction (D1), — the determined lung time constant (1), and — the constant is calculated. 6. Verfahren nach einen der Anspriiche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ideale mandatorische Sollfrequenz (fsetmand,id) dergestalt berechnet wird, dass sie umso größer ist, je größer der vorgegebene geforderte Einatmungsanteil (D1) ist.6. Method according to one of Claims 2 to 5, characterized in that the ideal mandatory reference frequency (fsetmand,id) is calculated in such a way that it is greater the greater the predetermined required inhalation fraction (D1). 7. Verfahren nach einen der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Schranke (fset mand max) für die mandatorische Sollfrequenz (fsetmand) zusätzlich unter Verwendung des angestrebten Volumenflusses (V’a req) und / oder des ermittelten Totraum-Volumens (Vp) berechnet wird, bevorzugt unter Verwendung des Quotienten aus dem angestrebten Volumenfluss (V'A,req) und dem Totraum-Volumen (Vo). 20201001LU 02.09.20207. The method according to any one of claims 2 to 6, characterized in that the upper limit (fset mand max) for the mandatory target frequency (fsetmand) additionally using the desired volume flow (V'a req) and / or the determined dead space volume (Vp) is calculated, preferably using the quotient of the target volume flow (V'A,req) and the dead space volume (Vo). 20201001LU 02.09.2020 -5/10--5/10- 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, LU102031 dadurch gekennzeichnet, dass die mandatorische Sollfrequenz (fsetmand) für die mandatorische Beatmung dergestalt berechnet wird, dass sie größer oder gleich der idealen Spontanatmungs-Frequenz (fspon) für die spontane Atmung ist.8. The method according to any one of the preceding claims, LU102031, characterized in that the mandatory setpoint frequency (fsetmand) for mandatory ventilation is calculated in such a way that it is greater than or equal to the ideal spontaneous breathing frequency (fspon) for spontaneous breathing. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Maß (Nspon / Nges) für die Intensität der spontanen Atmung des Patienten (P) ermittelt wird, welchen Anteil die mechanische Arbeit (WVOBPat) oder die mechanische Leistung, welche die spontane Atmung des Patienten (P) während eines Einatemzugs erbringt, an der gesamten während des Einatemzugs aufgebrachten Arbeit (WOBpat+WOBvent) bzw. Leistung hat.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that as a measure (Nspon / Nges) for the intensity of the patient's spontaneous breathing (P) is determined, which proportion of the mechanical work (WVOBPat) or the mechanical power, which the spontaneous Patient's (P) respiration during an inspiration breath contributes to the total work done (WOBpat+WOBvent) during the inspiration breath. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von — dem angestrebten Volumenfluss (V’A,req, V'P req), — dem ermittelten Totraum-Volumen (Vp) und — der berechneten Soll-Beatmungsfrequenz (fset) ein Soll-Tidalvolumen (VolTiaset) berechnet wird, das ist ein Wert für das Volumen, welches das Beatmungsgerät (1) bei einem Beatmungshub in die Fluidverbindung einspeisen soll, und das Beatmungsgerät (1) mit dem Regelungsziel angesteuert wird, dass bei mindestens einem Beatmungshub das erzeugte Tidalvolumen (Volrid,ist) gleich dem berechneten Soll-Tidalvolumen (VolTia,set) ist. 20201001LU 02.09.202010. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that depending on - the desired volume flow (V'A,req, V'P req), - the determined dead space volume (Vp) and - the calculated target ventilation frequency (fset ) a target tidal volume (VolTiaset) is calculated, which is a value for the volume that the ventilator (1) should feed into the fluid connection during a ventilation stroke, and the ventilator (1) is controlled with the control aim that at least one ventilation stroke the generated tidal volume (Volrid,actual) is equal to the calculated target tidal volume (VolTia,set). 20201001LU 02.09.2020 -6/10- LU102031-6/10- LU102031 11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von der ermittelten Lungenzeitkonstante (1) eine geforderte Rampenzeit (ir set) für mindestens einen Beatmungshub ermittelt wird, das ist die Zeitspanne, die am Beginn eines Beatmungshubs verstreicht, bis der maximale Druck erreicht ist, mit dem das Beatmungsgerät (1) den Beatmungshub ausführt, und das Beatmungsgerat (1) mit dem Regelungsziel angesteuert wird, dass bei mindestens einem Beatmungshub, bevorzugt jedem Beatmungshub, die erzielte Rampenzeit (frist) gleich der berechneten geforderten Rampenzeit (tr set) ist.11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that depending on the determined lung time constant (1) a required ramp time (ir set) is determined for at least one ventilation stroke, that is the period of time that elapses at the beginning of a ventilation stroke until the maximum pressure has been reached, with which the ventilator (1) performs the ventilation stroke, and the ventilator (1) is controlled with the control aim that with at least one ventilation stroke, preferably every ventilation stroke, the ramp time achieved (frist) is equal to the calculated required ramp time (tr set) is. 12. Signalverarbeitungseinheit (10), die zum automatischen Berechnen einer Soll-Beatmungsfrequenz (fset) für ein Beatmungsgerat (1) ausgestaltet ist, wobei eine Fluidverbindung zwischen der Lunge (Lu) eines künstlich zu beatmenden Patienten (P) und dem Beatmungsgerat (1) herstellbar oder hergestellt ist, wobei das Beatmungsgerät (1) dazu ausgestaltet ist, abhängig von der berechneten Soll-Beatmungsfrequenz (fse) Beatmungshübe in die Fluidverbindung hinein auszuführen, wobei die Signalverarbeitungseinheit (10) einen Datenspeicher umfasst oder wenigstens zeitweise Lesezugriff auf einen Datenspeicher aufweist, wobei in dem Datenspeicher ein Maß für einen angestrebten Volumenfluss in die Lunge (Lu) des Patienten (P), insbesondere ein gefordertes alveoläres Minutenvolumen (V'A req) oder ein gefordertes proximales Minutenvolumen (V’P,rea), abgespeichert ist, wobei die Signalverarbeitungseinheit (10) dazu ausgestaltet ist, 20201001LU 02.09.202012. Signal processing unit (10), which is designed to automatically calculate a setpoint ventilation frequency (fset) for a ventilator (1), with a fluid connection between the lungs (Lu) of a patient (P) to be artificially ventilated and the ventilator (1) can be manufactured or manufactured, the ventilator (1) being designed to carry out ventilation strokes into the fluid connection as a function of the calculated target ventilation frequency (fse), the signal processing unit (10) comprising a data memory or having at least intermittent read access to a data memory, a measure of a desired volume flow into the lungs (Lu) of the patient (P), in particular a required alveolar minute volume (V'A req) or a required proximal minute volume (V'P,rea), being stored in the data memory, wherein the signal processing unit (10) is designed to 20201001LU 02.09.2020 -7/10- — Messwerte von mindestens einem Patienten-Sensor (2, 3, 7) zu 10106091 empfangen, wobei der Patienten-Sensor (2, 3, 7) mindestens einen Parameter des Patienten (P) zu messen vermag, — abhängig von den Messwerten des oder mindestens eines Patienten- Sensors (2, 3, 7) eine Lungenzeitkonstante (1) für die Lunge des Patienten (P) zu ermitteln, — das Volumen (Vp) eines Totraums in der Fluidverbindung zu ermitteln, wobei dieser Totraum zwischen dem Beatmungsgerät (1) und der Lunge (Lu) des Patienten (P) auftritt, — abhängig von dem abgespeicherten angestrebten Volumenfluss (V'A req, V'Preq), der ermittelten Lungenzeitkonstante (1) und dem ermittelten Totraum-Volumen (Vo) eine mandatorische Sollfrequenz (fset mana) für die mandatorische Beatmung des Patienten (P) durch das Beatmungsgerät (1) zu berechnen, — abhängig von dem angestrebten Volumenfluss (V'a), der ermittelten Lungenzeitkonstante (T) und dem ermittelten Totraum-Volumen (Vp) eine ideale Spontanatmungs-Frequenz (fspon) für die spontane Atmung des Patienten (P) zu berechnen, das ist eine Frequenz, mit welcher der Patient (P) allein durch spontane Atmung den angestrebten Volumenfluss (V'A,rea, V'P,req) erzielt, — ein Mal (nspon/ Nges) für die Intensität der spontanen Atmung des Patienten (P) zu ermitteln und — die Soll-Beatmungsfrequenz (fse) als gewichtetes Mittel der mandatorischen Sollfrequenz (fsetmand) und der idealen Spontanatmungs- Frequenz (fspon) ZU berechnen, wobei bei der Mittelung die Gewichtung (SML) von ermittelten Maß (nspon / Nges) für die spontane Atmung abhängt.-7/10- — receiving measured values from at least one patient sensor (2, 3, 7) for 10106091, the patient sensor (2, 3, 7) being able to measure at least one parameter of the patient (P), — dependent determining a lung time constant (1) for the patient's lungs (P) from the measured values of the or at least one patient sensor (2, 3, 7), - determining the volume (Vp) of a dead space in the fluid connection, this dead space occurs between the ventilator (1) and the lungs (Lu) of the patient (P), - depending on the stored target volume flow (V'A req, V'Preq), the determined lung time constant (1) and the determined dead space volume ( Vo) to calculate a mandatory setpoint frequency (fset mana) for the mandatory ventilation of the patient (P) by the ventilator (1), - depending on the desired volume flow (V'a), the determined lung time constant (T) and the determined dead space volume (Vp) an ideal spontaneous breathing frequency (fspon) for d To calculate the spontaneous respiration of the patient (P), that is a frequency with which the patient (P) achieves the desired volume flow (V'A,rea, V'P,req) solely through spontaneous respiration - once (nspon / Nges) for the intensity of the patient's spontaneous breathing (P) and — calculate the target respiratory rate (fse) as the weighted mean of the mandatory target rate (fsetmand) and the ideal spontaneous respiratory rate (fspon), with the averaging the weighting (SML) depends on the determined measure (nspon / Nges) for spontaneous respiration. 13. Beatmungsgerät (1) zur künstlichen Beatmung eines Patienten (P), 20201001LU 02.09.202013. Respirator (1) for artificial respiration of a patient (P), 20201001LU 09/02/2020 -8/10- wobei eine Fluidverbindung zwischen der Lunge (Lu) eines künstlich zu -/102081 beatmenden Patienten (P) und dem Beatmungsgerät (1) herstellbar oder hergestellt ist, wobei das Beatmungsgerät (1) wenigstens zeitweise mit mindestens einem Patienten-Sensor (2, 3, 7) verbindbar oder verbunden ist, welcher mindestens einen Parameter des Patienten (P) zu messen vermag, wobei das Beatmungsgerät (1) einen Datenspeicher umfasst oder wenigstens zeitweise Lesezugriff auf einen Datenspeicher aufweist, wobei in dem Datenspeicher ein Mal für einen angestrebten Volumenfluss in die Lunge (Lu) des Patienten (P), insbesondere ein gefordertes alveoläres Minutenvolumen (V'A req) oder ein gefordertes proximales Minutenvolumen (V'P,rea), abgespeichert ist, wobei das Beatmungsgerät (1) dazu ausgestaltet ist, — eine Soll-Beatmungsfrequenz (fset) zu berechnen und — abhängig von der berechneten Soll-Beatmungsfrequenz (fset) Beatmungshübe in die Fluidverbindung hinein auszuführen, wobei das Beatmungsgerät (1) dazu ausgestaltet ist, — Messwerte von mindestens einem Patienten-Sensor (2, 3, 7) zu empfangen, wobei der Patienten-Sensor (2, 3, 7) mindestens einen Parameter des Patienten (P) zu messen vermag, — abhängig von den Messwerten des oder mindestens eines Patienten- Sensors (2, 3, 7) eine Lungenzeitkonstante (1) für die Lunge des Patienten (P) zu ermitteln, — das Volumen (Vo) eines Totraums in der Fluidverbindung zu ermitteln, wobei dieser Totraum zwischen dem Beatmungsgerät (1) und der Lunge (Lu) des Patienten (P) auftritt, — abhängig von dem abgespeicherten angestrebten Volumenfluss (Va req, V'Preq), der ermittelten Lungenzeitkonstante (1) und dem ermittelten Totraum-Volumen (Vb) eine mandatorische Sollfrequenz (fset,mand) für die 20201001LU 02.09.2020-8/10- wherein a fluid connection between the lungs (Lu) of a patient (P) to be artificially -/102081 ventilated and the ventilator (1) can be established or established, the ventilator (1) at least temporarily having at least one patient sensor (2, 3, 7) which is capable of measuring at least one parameter of the patient (P), the ventilator (1) comprising a data memory or having at least intermittent read access to a data memory, the data memory being stored once for a desired volume flow into the lungs (Lu) of the patient (P), in particular a required alveolar minute volume (V'A req) or a required proximal minute volume (V'P,rea), is stored, the ventilator (1) being configured for this is, - to calculate a set ventilation rate (fset) and - to perform ventilation strokes into the fluid connection depending on the calculated set ventilation rate (fset), the ventilator (1) is designed to - receive measured values from at least one patient sensor (2, 3, 7), the patient sensor (2, 3, 7) being able to measure at least one parameter of the patient (P), - to determine a lung time constant (1) for the patient's lungs (P) depending on the measured values of the or at least one patient sensor (2, 3, 7), - to determine the volume (Vo) of a dead space in the fluid connection, this dead space occurs between the ventilator (1) and the lungs (Lu) of the patient (P), — depending on the stored target volume flow (Va req, V'Preq), the determined lung time constant (1) and the determined dead space volume (Vb ) a mandatory target frequency (fset,mand) for the 20201001LU 02.09.2020 -9/10- mandatorische Beatmung des Patienten (P) durch das Beatmungsgerät LU102031 (1) zu berechnen, — abhängig von dem angestrebten Volumenfluss (V'a), der ermittelten Lungenzeitkonstante (1) und dem ermittelten Totraum-Volumen (Vp) eine ideale Spontanatmungs-Frequenz (fspon) für die spontane Atmung des Patienten (P) zu berechnen, das ist eine Frequenz, mit welcher der Patient (P) allein durch spontane Atmung den angestrebten Volumenfluss (Va req, V'P req) erzielt, — ein Maß (nspon/ Nges) für die Intensität der spontanen Atmung des Patienten (P) zu ermitteln und — die Soll-Beatmungsfrequenz (fset) als gewichtetes Mittel der mandatorischen Sollfrequenz (fsetmand) und der idealen Spontanatmungs- Frequenz (fspon) zu berechnen, wobei bei der Mittelung die Gewichtung (SML) von ermittelten Maß (nspon / Nges) für die spontane Atmung abhängt.-9/10- to calculate the mandatory ventilation of the patient (P) by the ventilator LU102031 (1), — depending on the desired volume flow (V'a), the determined lung time constant (1) and the determined dead space volume (Vp). to calculate the ideal spontaneous breathing frequency (fspon) for the spontaneous breathing of the patient (P), that is a frequency with which the patient (P) achieves the desired volume flow (Va req, V'P req) solely through spontaneous breathing, - to determine a measure (nspon/Nges) for the intensity of the patient's spontaneous breathing (P) and — to calculate the target ventilation rate (fset) as the weighted mean of the mandatory target rate (fsetmand) and the ideal spontaneous ventilation rate (fspon), with the averaging, the weighting (SML) depends on the determined measure (nspon / Nges) for spontaneous respiration. 14. Computerprogramm, welches auf einer Signalverarbeitungseinheit (10) ausführbar ist und bei der Ausführung auf der Signalverarbeitungseinheit (10) dann, wenn die Signalverarbeitungseinheit (10) Messwerte von mindestens einem Patienten- Sensor (2, 3, 7) empfängt, bewirkt, dass die Signalverarbeitungseinheit ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 durchführt.14. Computer program which can be executed on a signal processing unit (10) and when executed on the signal processing unit (10) when the signal processing unit (10) receives measured values from at least one patient sensor (2, 3, 7), causes that the signal processing unit performs a method according to any one of claims 1 to 11. 15.Signalfolge, welche von einer Signalverarbeitungseinheit (10) empfangbar und ausführbar ist und 20201001LU 02.09.202015. Signal sequence, which can be received and executed by a signal processing unit (10) and 20201001LU 02.09.2020 - 10/10 - bei der Ausführung auf der Signalverarbeitungseinheit (10) dann, wenn die LU102031 Signalverarbeitungseinheit (10) Messwerte von mindestens einem Patienten- Sensor (2, 3, 7) empfängt, bewirkt, dass die Signalverarbeitungseinheit ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 durchführt. 20201001LU 02.09.2020- 10/10 - when executed on the signal processing unit (10), when the LU102031 signal processing unit (10) receives readings from at least one patient sensor (2, 3, 7), the signal processing unit causes a method according to any one of the claims 1 to 11 performed. 20201001LU 02.09.2020
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