SE1200155A1 - Apparat för övervakning av mekanisk ventilation - Google Patents

Abstract

Uppfinningen hänför sig till en övervakningsapparat för fysiologiska parametrar under mekanisk ventilation. Syftet är att identifiera gynnsamma och skadliga effekter av ventilatoromställning inom ett fåtal andetag medan operatören är kvar vid sängen, övervakade parametrar omfattar t.ex. tidalvolym, luftvägstryck, end-tidalt C0, hämodynamik, och volymen av C0eliminerad per minut, VC0. Datamängder för varje signal före och efter omställning analyseras statistiskt för att minska brus och tillåta noggrann presentation av förändringar i samband med omställning. Kvoten mellan VC0efter och före omställning används för att påvisa effekten på alveolär ventilation och därmed effekter på arteriellt partialtryck av C0. Förloppet av VC0efter omställning analyseras för att erhålla ett noggrant värde på VC0efter omställning. Uppfinningen kan tillämpas vid olika ventilationssätt till följd av brusreducerande strategier, vilka är särskilt vikiga vid oregelbunden ventilation.

Description

15 20 25 30 35 40 45 50 FöREL/GGANDE uPPFlNN/NG Målet med föreliggande uppfinning är att möjliggöra utvärdering av fysiologiska effekter till följd av en ventilatoromställning inom ett begränsat antal andetag efter omställningen, föredragsvis medan operatören, som utför omställningen är närvarande vid sängen. De fysiologiska effekter som berörs omfattar effekter på luftvägstryck såsom medeltryck, topptryck, platåtryck efter inspirationen, externt PEEP, internt PEEP och totalt PEEP. Andra fysiologiska effekter är ändtidal OCZ-koncentration, volymen av C02 som elimineras per minut, VMmCOzoch ändring av blodets PaCOg och pH, som i ett nytt steady state förorsakas av ventilatoromställningen. Syremättnad i blod studerad i periferin, SPOZ, är en viktig parameter.

Fysiologiska effekter mäts med givare som ger signaler, vilka analyseras genom bruk av en dator. Givarna och datorn kan vara integrerad med ventilatorn i en och samma apparat. Ett alternativ är att givarna är samma som de inom ventilatorn och att en separat dator tar emot signalema från dessa givare och genomför analysen. Signaler som representerar cirkulationen såsom artärtryck registreras vanligen med särskild utrustning för övervakning. information därifrån kan tillföras systemet enligt en föredragen utförandefonn av uppfinningen.

Enligt en alternativ utförandeform av uppfinningen är både givare och datom skilda från ventilatorn. Denna utförandeform kan användas tillsammans med olika slags ventilatorer.

Mätning och analys av signalerna påbörjas före ventilatoromställning och fortsätter genom omställningen och under en period efter denna. inom ett antal andetag eller inom ett fåtal minuter efter omställningen rapporterar datorn hur valda fysiologiska parametrar förändras och tillåter operatören att bedöma om förändringarna är i linje med förväntningar och stämmer med målen bakom omställningen. Enligt en föredragen utförandeforrn av uppfinningen analyseras signalema med hänsyn till brus och trender, vilka orsakas av fysiologiska fenomen som avspeglar att steady state inte omedelbart etableras. Därigenom påvisas till exempel effekter på VMNCOZ och PaCOz orsakade av omställningen.

BESKRIVNING AV RITNINGARNA Figur 1 Figur 1 illustrerar en apparat enligt en föredragen utförandeform av uppfinningen. Apparaten 1 återges endast schematiskt, då alternativa utföranden är närmast obegränsade med modern teknik.

Ett pneumatiskt inspiratoriskt system inom ventilatorn omfattar ingångar för gaser som luft och syre 2, en blandare för gaserna 3 och en flödesregulator i inspirationsledningen 4. Enligt en altemativ utförandeforrn av uppfinningen är blandaren 3 och flödesregulatorn 4 integrerade inom en och samma enhet. inspirationsledningen är utrustad med en flödesmätare 5. Utom ventilatorn eller integrerade inom ventilatorn är inspirationsledningen utrustad med en Iuftfuktare 6 och fortsätter l form av en flexibel lnspirationsslang 7 som leder till ett Y-stycke 8.

Ventilatorn förbinds med patienten 10 med en trakealtub 9 men kan förbindas med andra medel. Exspiration sker genom ventilatorns exspiratoriska pneumatiska system som börjar vid Y-stycket 8 och leder vidare genom en flexibel exspiratorisk slang 11, en exspiratorisk ventil 12 och en exspiratorisk flödesmätare 13. Ordningsföljden av 12 och 13 kan vara den motsatta. En COz-analysator 14 mäter fraktion av C02 vid Y-stycket. En tryckgivare 15 mäter luftvägstrycket. Alternativt kan den förbindas till exspirationsledningen 11 eller dubbleras inom både inspirationsledningen och exspirationsledningen.

Ventilatoms funktioner kontrolleras av en elektronisk kontrollenhet 17, som kan utgöras av en analog eller digital apparat. I en föredragen utförandeform av uppfinningen innehåller kontrollenheten minst en dator, som registrerar och analyserar signalerna från flödes- tryck- och COz-givarna 5, 13, 15 och 14. Datom kan också ta emot signaler från övervakningssystem för cirkulation såsom artärtryck. Kontrollenheten kan också kommunicera med användaren genom ett tangentbord, genom touchkontroller eller andra medel.

Fjärrkommunikation är också möjlig, t.ex. från ett centralt system inom en intensiwårdsenhet.

Alla stipulerade delar kan integreras inom en enda apparat eller vara funktionellt fördelade mellan olika apparater. Den sistnämnda valmöjligheten kan innebära att t.ex. den funktion 10 15 20 25 30 35 40 45 50 som tjänar att kontrollera de pneumatiska systemen lokaliseras inom ventilatorn, medan t.ex. beräkning och övervakning fysiskt lokaliseras i en annan apparat såsom en extern dator.

Kontrollenheten tar emot analoga eller digitala signaler som representerar flödeshastighet, tryck och C02 och sänder signaler till de inspiratoriska och exspiratoriska ventilema 4 och 12 via medel för elektronisk kommunikation 16. Kontrollenheten kan förutom komponenter inom själva ventilatorn innefatta komponenter och system utanför ventilatorn. Dagens teknik erbjuder synbarligen gränslösa möjligheter att förverkliga uppfinningen vad avser tekniska lösningar kring elektroniska komponenter och deras kommunikation med varandra genom trådbundna eller trådlösa medel. Övervakning av ventilationsprocessen kan åstadkommas med ett system inbyggt i ventilatorn eller med ett system utanför ventilatorn men som kommunicerar med kontrollenheten inom ventilatorn. Kontrollenheten 17 är enligt en föredragen utförandeform av uppfinningen utrustad med en bildskärm för övervakning av flödes- och trycksignaler och annan information.

Figur 2 Figur 2 illustrerar en alternativ föredragen utförandeform av uppfinningen l vilken 1-17 anger samma strukturer som i Figur 1. Systemet som används för övervakning enligt föreliggande uppfinning är förverkligad genom en apparat som är skild från ventilatorn 1. Övervakningsapparaten innefattar en dator 20 och givare för C02 14 flödeshastighet 18 och luftvägstrycks 19, vilka genom trådbundna eller trådlösa medel för kommunikation 21 sänder signaler till datorn 20. Enligt utförandeformen illustrerad i Figur 2 kan uppfinningen tillämpas tillsammans med alla sorters ventilatorer.

Enligt en ytterligare utförandeform av uppfinningen kan datorn 20 ta emot signaler för en eller flera av parametrama flödeshastighet, luftvägstryck och C02 från givare integrerade i ventilatom varigenom dubblering av givarutrustning undviks. Datorn 20 kan också ha tillgång till annan information från ventilatorn 1 såsom ventilatorns inställning, andningsfrekvens liksom information kring tidsfördelning för delar av andningscykeln genom digital eller analog, tràdbunden eller trådlös kommunikationsväg. Likaså kan datorn ta mot information från andra källor som sådana använda för övervakning av cirkulationen såsom artärtryck.

Figur 3 Figur 3 illustrerar en bildskärm för övervakning i samband med omställning av en ventilator hos en patient med ARDS som utfördes vid tidpunkten 2 minuter. Övre panelen A visar andningsfrekvens, tidalvolym, VT, and Positive End Expiratory Pressure, PEEP. VT erhålls genom integrering av flödessignalen över varje andetag. PEEP mäts av givaren 15 eller 19.

Panel B visar postinspiratoriskt platåtryck, Ppw, och skillnaden mellan PPW och PEEP kallad delta-P. I ideala fall skulle delta-P representera den sanna skillnaden mellan elastiskt återfjädringstryck av det respiratoriska systemet före och efter inspiration. För att mäta dessa värden exakt behöver patienten vara passiv och flödeshastigheten vara noll vid dessa tidpunkter.

Nollflöde kan med modema ventilatorer åstadkommas genom att stänga ventilerna 4 och 12.

Under vissa omständigheter är detta inte möjligt eller önskvärt. Då kan PPW bestämmas vid minimalt flöde mot slutet av inspirationen. PEEP kan bestämmas vid minimalt exspiratoriskt flöde mot slutet av exspirationen. Sådana värden på PEEP kan korrigeras för flödes- och resistansberoende tryckgradienter inom luftvägarna enligt principer beskrivna av Jonson et al.

(Bull. Physiopath. Resp. 1975, v 11, pp 729-743) Panel C illustrerar volymen av of C02, som elimineras per minut med ventilationen, VM.NC02.

VM.NC02 beräknas ur volymen av C02, eliminerad under varje andetag dividerad med varaktigheten av andetaget. VM.NC02 erhålls genom integration av produkten mellan flödeshastighet och fraktion av C02 mätt vid luftvägsöppningen. Panel D är en registrering av perifer saturation av syre, S202, mätt med konventionella medel. Panel E visar end-tidal C02, ETC02. l exemplet: Vid initial ventilatorinställning, visade övervakning att VT, PPW and delta-P var högre än som vanligtvis rekommenderas. PaC02 var också högt, 62 mmHg. För att nå 10 15 20 25 30 35 40 överensstämmelse med vanliga rekommendationer ökades RR vid 2 minuter från 25 till 33 andetag per minut, VT reducerades från 6.9 till 5.8 ml per kg kroppsvikt och PEEP minskades från 12 till 8 cmHzO. Omedelbart efter omställningen föll trycken till vad som rekommenderade värden. Den omedelbara ökningen av VM.NCO2 följdes av en långsam nedgång mot initial nivå.

SpOz och ETCO; föll något med viss försening.

Figur 4 Figur 4 Panel A illustrerar hur olika slags stömingar kan påverka signalerna, t.ex. den som representerar VM|NCO2. Sådana stömingar kommer att negativt påverka noggrannheten av bestämningen av den ändring av VMWCOZ, som inträffar efter omställning av ventilatorn, i detta exempel vid 2 minuter. En långsam drift av VMWCOZ är vanlig. Denna drift kan avspegla förändringar av metabolismen på grund av variationer av kroppstemperatur eller varierande inflammatorisk aktivitet i kroppen liksom andra orsaker till varierande homeostas. I exemplet i Figur 4 finns det en trend mot ökande vMmCOz. Ett annat slags störning orsakas av variation från andetag till andetag av volymen eliminerad C02. Denna variation har ett flertal orsaker såsom mätfel, variation av tidalvolymen från andetag till andetag och vid hjärtarytmi varierande lungperfusion.

Den långsamma driften i exemplet i Figur 4 karaktäriserades under 2 minuter före omställningen. Den tjocka raka linjen i Panel A visar denna trend extrapolerad till 11 minuter.

Efter att ha satt värdet på trendlinjen vid 2 minuter till noll subtraherades trenden från signalen som visas i Panel B. Efter omställning av ventilatorn är bestämning av den omedelbara förändringen av VMWCOZ, AVWNCOZ, en viktig aspekt av uppfinningen. Påverkan av störningar från andetag till andetag på AVWNCOZ är därför viktig att minimera. Detta måste göras utan att tillämpa konventionell filtrering av signalen över omställningsperioden.

Före en omställning reduceras brus andetag för andetag i signalen för VMWCO; genom statistisk analys av värden före omställningen så som visas av den heldragna linjen under de första 2 minuterna. Värdet för VMWCO, före omställning betecknas VMNCOZbaSeIine. Vid omställning kommer VM|NCO2 omedelbart att öka eller minska till ett nytt värde vMmCOzreset.

Förändringen kommer att bli omvänt proportionell till förändringen av effektiv alveolar ventilation. Under den följande perioden på 15-30 minuter kommer VM|NCO2 att långsamt enligt ett exponentiellt förlopp återvända mot det värde som representerar aktuell metabol produktion av C02. För att efter omställning minska brus från andetag till andetag i VMWCOZ används värden på VWNCO, efter omställning för att analysera detta förlopp så som beskrivs nedan och i Figur 4 visas av en tjock linje som representerar fallet mot baslinjen. AVM|NCO2 bestäms från skillnaden mellan vMmCOzreset och vMmCOzbaseline så som visas av den brutna vertikala linjen i Figur 4.

Figur 5 Figur 5 visar en numerisk display av samma parametrar som avbildas i Figur 3 baserat på värden under 2 minuter före omställning och 15 s till 2 minuter efter omställning. En förändring är enligt en föredragen utförandeform av uppfinningen åtföljd av information om dess statistiska signifikans. I detta exempel är signifikanta förändringar (p<0.05) utmärkta med fetstil. SE är standard error av uppskattningen. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 BESKRIVNING AV FÖREDRAGNÅ UTFÖRANDEFORMER Systemet baseras på givare för flödeshastighet i luftvägen, luftvägstryck och C02 så som illustreras i Figur 1 och 2. Flödeshastighet och luftvägstryck kan mätas inom ventilatorn 5, 13 och 15 i Figur 1 eller vid patientens Iuftvägsöppning 18, 19 i Figur 2. Enligt föredragna utförandeformer mäts C02 vid Iuftvägsöppningen 14. Enligt en alternativ utförandeform av uppfinningen mäts C02 någonstans utmed det exspiratoriska pneumatiska systemet. l sådana fall kommer inte den ringa mängd C02 från Y-stycket 8 och inspirations- och exspirationsledningarna 7 och 11 att mätas. Denna begränsning kan vägas mot tekniska fördelar av denna alternativa utförandeform. För varje utförandeform av uppfinningen ska signalerna för flödeshastighet, luftvägstryck och C02 ha adekvat frekvensgång och vara adekvat synkroniserade mot varandra, så att händelser under andetag som hänför sig till varje ' signal eller kombinationer av signaler kan registreras och övervakas korrekt. Tillvalda givare för Sp02, artärtryck eller andra signaler förutses vara inkorporerade i alternativa utförandeformer av uppfinningen.

En dator som kan vara integrerad i ventilatorn 17 eller utgöras av en separat dator 20 samplar signaler för C02, luftvägstryck och flöde med adekvat frekvens. Dessa signaler tillsammans med data beräknade utifrån signalerna och annan information kan visas och lagras av datom i överensstämmelse med konventionella system för övervakning. Således beräknas volymer genom integration av flödeshastighet över tid. Andningsfrekvens i andetag per minut kan härledas ur signaler som kontrollerar ventilatorns ventiler 4, 12 eller genom datorns 17, 20 analys av tryck- och flödessignaler. Ändamålet med denna uppfinning är att övervaka parametrar som ger den viktigaste informationen avseende måluppfyllelse av mekanisk ventilation liksom risker förknippade därmed och särskilt hur omställning av ventilatorn påverkar dessa parametrar. Figur 3 visar ett exempel på kombinationer av sådana parametrar. Kombinationen av parametrar kan variera t.ex. mot bakgrund and patientens sjukdomsnatur liksom tillgänglighet av tillvalda givaresignaler. De registrerade signalema åtföljs av numerisk information. Ett exempel återges i Figur 5. Figur 3 visar andningsfrekvens, PEEP och VT, vilka alla vid kontrollerad ventilation är parametrar som direkt förhåller sig till ventilatorns inställning. Panel B visar ändinspiratoriskt platåtryck, Ppm, vilket är trycket vid nollflöde eller mycket låg flödeshastighet vid slutet av inspirationen. Ppm är den vanligtvis använda parametern påvisande graden av lungdistension, vilken orsakar lungskada relaterad till övertänjning när den är alltför hög. delta-P, det vill säga skillnaden mellan PPLAT och PEEP är en parameter som rekommenderas för att uppskatta risken för VILI. Panel C visar C02 eliminerad per minut, VMWCO2. Enligt en föredragen utförandeform av uppfinningen beräknas detta värde andetag för andetag genom integrering av produkten av flödeshastighet och C02 mätt vid Iuftvägsöppningen med givarna 5, 13, 14 och 18. Panelerna D och E visar registreringar av perifer syremättnad och end-tidal C02 koncentration.

Det primära målet för ventilation, mekanisk eller spontan, är utbyte av 02 and C02 så att artärblodet får lämpliga egenskaper vad avser dessa gaser. Vad gäller oxygen fokuserar man ofta på syremättnad av hemoglobin, vilken med lätthet kan mätas perifert som Sp02. För C02, är det arteriella partialtrycket av C02, PaC02, parametem av primärt intresse. PaC02 kan inte skattas korrekt utan analys av arteriella blodprov. Bortsett från blodprovstagning och kostnader finns problemet att en förändring av PaC02 sker långsamt efter en förändring av den alveolära ventilationen orsakad av en omställning av ventilatorn. Detta beror på stora lager av C02 i kroppsvätskor. Det kan ta mer än 30 minuter innan ett nytt steady state nås efter en förändrad alveolär ventilation. Ett alternativ till PaC02 är att mäta end-tidalt partlaltryck av C02, ETC02. ETC02 kan med lätthet erhållas från givaren 14. Vid lungsjukdom är det dock ofta så att ETC02 skiljer sig mycket från PaC02. Vidare så sker en ändring av ETC02 efter en fördröjning liknande den för PaC02 och påverkas av många fysiologiska effekter, vilka ändras med tiden och genom omställning av ventilatom. Det saknas metoder för att direkt mäta eller med precision skatta PaC02 bäddsides i samband med 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ventilatoromställning. Dock kan en förändring av PaC02 i samband med en ventilatoromställning, APaC02, skattas snart efter omställning så som förklaras nedan.

Medelvärdet av VM|NC02 över så lång tid att kroppslagren av C02 kan betraktas som konstanta representerar hastigheten av produktionen av C02, vilken är proportionell mot den aeroba metabolismen. En förändring av VMmC02 observerad efter Ventilatoromställning över så kort tid, att metabolismen och kroppslagren av C02 kan betraktas som konstanta, avspeglar en förändring av den effektiva alveolära ventilationen, vilken är lika med total ventilation minus ventilation av alveolårt deadspace. Därför är bestämning av förändringen av VM|NC02 som inträffar omedelbart efter omställning, AVM|NC02, av särskilt intresse. Under stabila förhållanden såsom vid kontrollerad ventilation av en sederad patient kan ofta AVM.NC02 grovt uppskattas genom observation av den registrerade signalen Figur 3, Panel C.

Signalen som representerar VM|NC02 är mycket ofta påverkad av brus från olika källor. Då kan man inte korrekt uppskatta AVWNC02 genom visuell analys av VM.NC02-signalen.

Figur 4 med tillhörande text visar hur inflytandet av brus inom uppmätt AVM.NC02 enligt en föredragen utförandeform av uppfinningen kan reduceras till en nivå som under de flesta omständigheter är tillräckligt låg. VM|NC02baseline beräknas genom statistisk analys av värden under en period som föregår ventilatoromstållningen. Denna analys inte bara minimerar variation andetag till andetag men tillåter också bestämning av långsam drift. Värden efter ventilatoromstållningen korrigeras för långsam drift som bestämts före omställningen. Enligt föredragna utförandeformer av uppfinningen erhålls VM.NC02reset genom statistisk analys av värden efter omställningen. Denna analys tjänar att karaktärisera den långsamma återgàngen mot ett steady state, som motsvarar den metabola produktionen av C02. Enligt en fördragen utförandeform av uppfinningen förväntas en exponentiell återgång, men likartade resultat kan erhållas med alternativa matematiska uttryck.

Ventilatoromställning inträffar inte alltid vid ett specifikt ögonblick, t.ex. när mer än en parameter ändras såsom i exemplet bakom Figur 3. Vidare är somliga ventilatorer sådana att ventilatoromställning inte omedelbart realiseras vid ögonblicket för omställningen utan genomförs under några andetag. Således måste några andetag passera innan förloppet som definierar VM|NC02 efter en omställning karaktäriseras. 5 andetag eller 15 s efter sista omställning är enligt en föredragen utförandeform av uppfinningen default för senareläggning av analysen. Senareläggningen kan av operatören ökas men förslagsvis till högst 30 s efter sista omställning. Vid större senareläggning kan precisionen avta på grund av förändrade lager av C02 i kroppsvätskoma och då man förlorar sådana data, som kan reducera inflytandet av brus. När förloppet av VM|NC02 efter omställning har karaktäriserats extrapoleras ekvationen bakåt till tidpunkten för omställningen för att erhålla VM.NC02reset representerande tidpunkten för omställningen och för att beräkna AVWNC02 som skillnaden mellan VMmC02reset och VM.NC02base|ine. AVM.NC02 är förändringen av C02-eliminationen i samband med ventilatoromstållningen.

Noggrannheten av AVMmC02 reduceras av brus i VM.NC02-signalen. Enligt en föredragen utförandeform av uppfinningen analyseras brusnivàn statistiskt. Därigenom kan inflytandet av brus på bestämningen av AVM|NC02 skattas genom tillämpning av vanliga statistiska metoder.

Kvoten AVM.NC02reseWM,NC02baseline visar i vad utsträckning den alveolära ventilationen ändrades i samband ventilatoromstållningen och kan uttryckas i procent, AVM|NC02%. I exemplet i Figur 4 analyserades datamängder för VM,NC02 2 minuter före och 15 s till 2 minuter efter omställningen. Två minuter kan vara ett lämpligt defaultvärde för dessa perioder.

Vid uttalat brus i registreringen av VM|NC02 kan längre perioder automatiskt eller manuellt tillämpas för att öka precisionen i beräkningen av AVM|NC02. Vid kontrollerad ventilation är andningsfrekvensen vanligen konstant. Då kan värden för eliminerad volym C02 per andetag användas för beräkning av ändringen av C02-eliminationen i samband med ventilatoromställning i stället för värden för VM|NC02.

PaC02 är proportionell mot metabol C02-produktion och indirekt proportionell mot effektiv alveolär ventilation. I konsekvens därmed kommer förändringen av PaC02, som efter ekvilibrering av kroppens lager av C02 följer på en omställning, enligt en föredragen 10 15 20 25 30 35 40 45 50 utförandeform av uppfinningen skattas från AVM|NCO2%. l exemplet i Figur 4, skattades AVM.NCO2% till +7% med ett skattat område mellan +6 and +8%. Värdet för detta område mättes med vanliga statistiska metoder såsom 95% konfidensintervall. Detta intervall tjänar som default enligt en föredragen utförandeform av uppfinningen. Således var den förväntade relativa förändringen av PaCOz after ekvilibrering -7%, skattningsområde -8 till -6%. Ett altemativ till skattningsområde är att rapportera standard error av förväntad ändring av PaCOz så som visas i Figur 5. Om information av PaCOz-värdet före omställningen är tillgänglig inom systemet kommer det skattade värdet av PaCOg efter omställningen enligt en föredragen utförandeform av uppfinningen presenteras för operatören. Om datorn 17 eller 20 också har tillgång till aktuellt pH-värde och syrabasstatus t.ex. utryckt i form av Base excess, kan datorn också beräkna förväntad ändring av pH genom att tillämpa traditionella väl kända ekvationer.

Följande tjänar som ett exempel: Aktuellt PaCOz 8.3 kPa. Skattat PaCOg efter omställning 7.7 kPa (konfidensintervall 7.6-7.8).

Aktuellt pH 7.28. Skattat pH efter omställning 7.32.

Det är värt att notera att få studier har publicerats kring relationer mellan observerad förändring av VM|NCO2 och förändring av PaOz i olika patientgrupper. Reaktioner i kroppen i form av sekundär feedback kan under vissa omständigheter leda till kompletterande mekanismer, vilka i marginell utsträckning kan rubba beräkningen av PaCOz efter ventilatoromställning. Det kan därför förväntas att förfinade algoritmer för förutsägelse av en förändring av PaCOz och pH utifrån AVM.NCO2% kommer att utvecklas för olika patientgrupper. l Figur 3 och 4 representerar varje datapunkt ett enstaka andetag. Vid kontrollerad ventilation är detta en föredragen utförandeform av uppfinningen. Vid mycket oregelbunden andning kan VWNCOZ och andra parametrar såsom tidalvolym variera mycket mellan andetag. En alternativ utförandeform av uppfinningen är då att mäta parametrar över längre tidsperioder snarare än per andetag.

Bestämning av volymer såsom av C02 utifrån gasflödeshastighet och fraktion av C02 påverkas av de omständigheter vid vilka flödeshastighet och C02 mäts. Omständigheterna kan ändras före och efter ventilatoromställning, särskilt med avseende på tryck. Enligt en föredragen utförandeform av uppfinningen göres korrektion till standardiserade omständigheter, t.ex. BTPS (body temperature, atmospheric pressure and saturated with water vapour) eller STPD (standard temperature and pressure, saturated). Den standard som väljs spelar ingen roll avseende föreliggande uppfinning. Korrektion till en viss standard sker enligt väl känd fysik genom att nyttja information från tryckgivare 15,19. Signalen från C02- givaren kan påverkas något av syrehalten i andningsluften. När syrehalten ändras i samband med en ventilatoromställning ökas noggrannheten av AVWNCOZ-bestämningen enligt en föredragen utförandeform av uppfinningen genom korrektion av COg-signalen för variation av syrehalten. En signal motsvarande syrehalten i andningsluften är tillgänglig inom förekommande avancerade ventilatorer.

Analys av andra fysiologiska parametrar än VMWCO2 före och efter omställning görs genom statistisk analys av datamängder för var signal samplad före och efter omställning. För flertalet parametrar förväntas steady state inom ett fåtal andetag efter omställning. Således bestäms nivån efter omställning avseende en viss parameter utifrån data från en period som börjar 5 andetag eller 15 sekunder efter senaste omställning och slutar 2 minuter därefter, liksom för analysen av vMmCOg. För denna period rapporteras medelvärde, range eller standard error av parametem l fråga. För parametrar som når ett steady state efter ett fåtal andetag är analys av trender före och efter omställning inte nödvändiga, detta i motsats till AvMjNCOz. Då ventilatoromställning inte sker vid ett exakt definierat ögonblick benämns en förändring orsakad av ventilatoromställning “en förändring i samband med ventilatoromställning”.

End-tidal C02, ETCOZ, beter sig på sitt särskilda sätt efter ventilatoromställning. Som första approximation kommer den att falla med en hastighet och en utsträckning liknande den för PaCOz, som följer en exponentiell bana. Likväl, ETCOZ påverkas av fler fysiologiska fenomen än PaCOz. Till exempel när andningsfrekvensen ökas och tidalvolymen minskas kommer 10 15 20 25 30 under flertalet omständigheter skillnaden mellan ETCOZ och PaCOz att öka. ETCOZ påverkas också av hjärtminutvolymen och intrapulmonella shuntfraktionen, vilka ofta påverkas av en ventilatoromställning. Emedan en förändring av ETCOZ på ett komplicerat sätt påverkas av både långsamma och snabba fenomen är det i regel inte gagneligt att förutse dess kommande steady statevärde efter en ventilatoromställning, utan snarare att spåra dess variation över tid så som i Figur 3. Trots komplexiteten av förändringar av ETCOZ är det av värde att övervaka denna parameter. ETCOZ kan falla plötsligt vid ett snabbt undertryckande av lungornas perfusion, som kan inträffa efter en olämplig ventilatoromställning. Ett plötsligt fall av både EfCOz och VM|NCO2 varnar för undertryckt cirkulation.

Exemplen som ges in Figur 3 och Figur 4 avser kontrollerad ventilation av en sederad patient.

Under sådana omständigheter är signalbruset vanligen lågt. Signalen för andningsfrekvens och tidalvolym är synbarligen fria från brus. Uppfinningen kan tillämpas för andra ventilationssätt, t.ex. olika slags understödd ventilation. I sådana fall är ofta variabiliteten av parametrarna, ledande till brus i observationerna av mycket större betydelse. De observationsperioder över vilka beräkningar genomförs bör då anpassas till brusnivån. När bruset blir så högt att värden på AVM.NCO2% inte kan fastställas statistiskt undertrycks enligt en föredragen utförandeform av uppfinningen förutsägelsen av en förändring av PaCOZ.

Utöver grafisk presentation som den i Figur 3 presenteras data före och efter ventilatoromställning i numeriskt format. Figur 5 visar ett exempel baserat på data i Figur 3.

Enligt en föredragen utförandeform av uppfinningen kan de parametrar som visar grafiskt eller numeriskt väljas i en setup-procedur av system sådana som i Figur 1 och 2. Denna option omfattar parametrar som inte visas i Figur 3. Exempel är luftvägsmedeltryck och totalt PEEP.

Totalt PEEP är trycket i alveoli vid slutet av en exspiration, vilket kan mätas under en end- exspiratorisk paus eller skattas enligt principer beskrivna av Jonson et al. (Bull. Physiopath.

Resp. 1975, v 11, pp 729-743). Enligt en föredragen utförandeform av uppfinningen överförs signaler från hämodynamiska övervakningssystem och givare för SpOz till datorn 17, 20.

Sådana parametrar övervakas och analyseras i enlighet med parametrar från givare inom systemet.

Enligt en föredragen utförandeform av uppfinningen kan både grafiskt och numeriskt presenterad information sparas och återkallas för behandlingsdokumentation och för forskning.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 35 40 Krav 10. En övervakningsapparat för mekanisk ventilation, som omfattar givare för mätning av luftvägsflöde (5, 13, 18) och C02 (14) och en dator (17, 20), vilken övervakar fysiologiska parametrar framtagna från givarna karaktäriserad av att förändringen av COg-eliminering per tidsenhet i samband med ventilatoromställning beräknas utifrån mätta parametrar och övervakas. En övervakningsapparat för mekanisk ventilation, som omfattar givare för mätning av luftvägsflöde (5, 13, 18) tryck (15, 19) och C02 (14) och en dator (17, 20), vilken övervakar fysiologiska parametrar framtagna från givarna karaktäriserad av att förändringar av ett flertal parametrar i samband med ventilatoromställning beräknas utifrån mätta parametrar och övervakas. En övervakningsapparat enligt krav 1 och 2 karaktäriserad av att förändringen av C02- elimination per tidsenhet är en av flertalet övervakade parametrar i samband med ventilatoromställning. En övervakningsapparat enligt krav 1 och 3 karaktäriserad av att förändringen av C02- elimination per tidsenhet i samband med ventilatoromställning beräknas genom statistisk analys av skilda datamängder av C02 elimination observerade före och efter omställning. En övervakningsapparat enligt krav 4 karaktäriserad av att den statistiska analysen av förändringen av COz-elimination per tidsenhet i samband med ventilatoromställning baseras på beräkning av en långsam förändringstrend av COz-elimination per tidsenhet, vilken karaktäriseras utifrån data före ventilatoromställning. En övervakningsapparat enligt krav 1 och 2 karaktäriserad av att den statistiska analysen av förändringen av COz-elimination per tidsenhet i samband med ventilatoromställning baseras på en ekvation som beskriver återgång mot värden, vilka representerar steady state. En övervakningsapparat enligt endera av krav 1 till 6 karaktäriserad av att den relativa förändringen av COz-elimination per tidsenhet i samband med ventilatoromställning används för att beräkna och övervaka effekterna av ventilatoromställning på det arteriella partialtrycket av C02. En övervakningsapparat enligt endera av krav 1 till 7 karaktäriserad av att den relativa förändringen av COz-elimination per tidsenhet i samband med ventilatoromställning används för att beräkna och presentera effekterna av ventilatoromställning på pH i blod. En övervakningsapparat enligt krav 2 karaktäriserad av att förändringar av parametrar från kompletterande system för monitoring, övervakas i analogi med parametrar från inbyggda givare i samband med ventilatoromställning. En övervakningsapparat enligt krav 2 och 9 karaktäriserad av att förändringar av ett flertal parametrar i samband med ventilatoromställning övervakas utifrån statistisk analys av datamängder före och efter ventilatoromställning.