WO2003047672A1 - Noise-controlled breathing apparatus - Google Patents

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WO2003047672A1
WO2003047672A1 PCT/DE2002/004355 DE0204355W WO03047672A1 WO 2003047672 A1 WO2003047672 A1 WO 2003047672A1 DE 0204355 W DE0204355 W DE 0204355W WO 03047672 A1 WO03047672 A1 WO 03047672A1
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WO
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sound
evaluation unit
patient
breathing
noises
Prior art date
Application number
PCT/DE2002/004355
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German (de)
French (fr)
Inventor
Uwe Becker
Rudolf Hipp
Georg Lohmeier
Original Assignee
Müfa Ag
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/0051—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes with alarm devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/021—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes operated by electrical means
    • A61M16/022—Control means therefor
    • A61M16/024—Control means therefor including calculation means, e.g. using a processor

Definitions

  • the present invention relates to a noise-controlled ventilator according to the
  • Ventilators are mainly used in medical technology to artificially ventilate patients.
  • a suitably prepared inspiration gas is supplied to the patient or an expiration gas coming from the patient is removed.
  • the ventilators thus ensure an adequate supply of oxygen to the patient, for example while they are being operated on or in a coma.
  • Ventilation secretions or blood get into the patient's lungs or respiratory tract. A free breathing of the patient and the optimal oxygen supply is then not guaranteed despite artificial ventilation. Rather, such secretions have to be suctioned out at regular intervals in order to provide the patient with the best possible care.
  • a ventilation device is known from US Pat. No. 5,259,373, in which pressure fluctuations in the respiratory tract influence the amount of oxygen or the oxygen pressure supplied to the patient. In a special embodiment of this invention, such pressure fluctuations are also taken into account which
  • the object is achieved by a ventilator according to claim 1 or a method according to claim 10.
  • the invention is based on the fact that it is advantageous to monitor the respiratory tract of ventilated patients with regard to possibly clogging secretions by evaluating ventilation sounds, the monitoring being carried out essentially with
  • At least one sound pickup is provided, which is so in the
  • Breathing system of a ventilator is introduced that the breathing sounds from the lungs of a patient can be picked up unhindered.
  • an adapter arranged in the gas supply into which the sound pickup can be used if necessary.
  • the sound pickup is therefore not arranged directly on the patient's body and is arranged such that the sound picked up would have to be picked up, for example, through the patient's chest. Rather, the arrangement of the sound pickup, for example in the fresh air supply, is in direct fluid communication with the patient's respiratory system. This guarantees an optimal and genuine admission of the lung sounds.
  • the ventilator is designed according to the invention in such a way that the recorded noises are analyzed in a sound evaluation unit not only with regard to certain frequencies but also with regard to the entire sound sequences.
  • the noises are thus analyzed with regard to several features of their overall appearance, which includes the sequencing of certain tones with a certain speed and duration.
  • Noises with data stored in the sound evaluation unit which can also be generated on the basis of noises, can thus recognize a sound image which is consistent in various special features and which occurs when breathing with respiratory tract loaded with secretions.
  • the control unit usually provided in a respirator can then be controlled by the sound evaluation unit evaluating the breathing noises in order to carry out certain control functions or to output status or alarm messages. If the sound evaluation unit detects an unfavorable blockage of the respiratory tract, for example by a secretion in the lungs, on the basis of a noise detected by the sound pickup, the control unit can trigger a suitable acoustic signal in order to indicate to the operating personnel the need for secretion suction.
  • the regulation of the ventilator can also be influenced such that, for example, by a higher inspiratory pressure or a higher oxygen content can compensate for the deteriorated respiratory function.
  • the ventilator according to the invention or the correspondingly used method thus advantageously enables a change in the airway conditions of a patient to be identified on the basis of the ventilation sounds recorded via the airways through their holistic analysis.
  • the noises picked up by the sound pickup can be transmitted in analog or digital form to the sound evaluation unit and evaluated by the latter.
  • the sound evaluation unit is in particular designed in such a way that comparison data can be stored in it, which the sound evaluation unit takes into account for its analyzes.
  • This can be analog or digitally stored data, which can come from a patient himself or from one or more external sources and can be stored in the sound evaluation unit.
  • the noises caused by secretion jam or by various clinical pictures during the breathing process have characteristic sound sequences or sequences, similar to a spoken word.
  • the circuits provided in the sound evaluation unit, and in particular integrated circuits enable the sound recorded by the sound pickup to be evaluated in the sense of a speech evaluation in such a way that the complete sound image of the recorded sound is subjected to analysis and is compared with stored data.
  • the data stored in the sound evaluation unit represent the sound images that result, for example, from a certain secretion build-up, a certain illness or from any other condition of the patient during ventilation.
  • the sound evaluation unit can be designed to store several such comparison sound images.
  • Such sound images can be stored in different ways:
  • the data can be specified by an external source, in which it was created for the noise case to be recognized.
  • a source can be, for example, a database, on which previously recorded sounds that have been converted into corresponding data form can be stored and called up as a tone sequence pattern.
  • the present device advantageously enables speaker-independent or speaker-dependent analysis of the patient's condition.
  • the sound evaluation unit mainly recognizes only those noises that are caused by a certain speaker (here this is the patient).
  • the tone sequence pattern stored in the sound evaluation unit which for the
  • comparison with the respiratory sound recorded in each case shows characteristics that are typical of the particular patient.
  • tone sequence patterns can be recorded and stored by the patient himself, in order to then later compare them with the breathing noise coming from the same patient and to be monitored.
  • the sound evaluation unit can be “trained” and, in a sense, “learn” person-specific states.
  • the sound of a particular patient who has free airways can also be detected by the sound pickup and transmitted to the sound evaluation unit. This generates appropriate data from the noise for evaluation and stores this as a comparison value for this patient's sufficiently clear airways in the sound evaluation unit.
  • a breathing sound recorded by the same patient, which is recorded in the respiratory tract partially blocked by secretions, can be the same
  • the sound evaluation unit can use the stored patient-specific tone sequence pattern to detect a blockage of the airways 0 by secretions, for example, by a deviation of the current breathing noises from the stored undisturbed breathing noises or a minimum degree of correspondence between the currently recorded breathing noises and the stored ones, which are characterized by secretion congestion Tone sequence patterns is determined.
  • This patient-specific analysis can thus monitor changes in the breathing sounds of an individual patient in a very targeted manner, since the tone sequence patterns stored in the sound evaluation unit for comparison purposes also originate from the same patient. While this speaker-dependent analysis is primarily tailored to a specific patient, it is suitable for use on several different patients.
  • An advantageous embodiment of the invention accordingly provides for speaker-independent analysis of airway noise. With this method too
  • tone sequence patterns 15 of the sound evaluation unit, certain tone sequence patterns or corresponding tone sequence patterns are stored.
  • the tone sequence patterns have a certain degree of abstraction compared to the speaker-dependent tone sequence patterns so that they can be used for several different patients.
  • the focus in speaker-independent analysis could be based on tone sequences
  • the speaker-independent analysis shows a certain fuzziness for patient-specific sound characteristics.
  • this analysis method can easily be used for different patients, since it is limited to the generally typical features of a breathing noise characterized by secretion from any patient.
  • the speaker-independent analysis therefore has the advantage over the speaker-dependent analysis that it can be used immediately regardless of the patient, whereas in the speaker-dependent analysis the tone sequence pattern of the respective patient would first have to be recorded by the patient.
  • a combination of speaker-dependent and speaker-independent analysis is also conceivable. Ventilation is initially started using the speaker-independent analysis method. Based on the individual patient and depending on the patient
  • the sound sequence pattern or corresponding data to be used for the speaker-independent analysis can be stored by programming the sound evaluation unit. It is also conceivable to store characteristic sound characteristics in that a kind of mean value is formed from a sequence of individual analyzes of different patients with blocked airways, which is then stored in the sound evaluation unit as a tone sequence pattern.
  • the sound evaluation unit is designed in particular in such a way that certain noises or data generated therefrom can be stored or processed further on request.
  • a doctor who has found a secretion in the lungs of a patient can record the corresponding ventilation noise via the sound pickup and specifically as a possible tone sequence pattern in the
  • the sound evaluation unit Since this individual tone sequence pattern only has special validity for the respective patient, the sound evaluation unit is provided in such a way that individually considered tone sequence patterns can also be deleted or filtered out of the other tone sequence patterns with a broader range of application. In this way, the ventilator can begin its analysis on another patient without falsifying the evaluation by the tone sequence pattern stored by the previous patient.
  • the sound evaluation unit can be shown a specific sound recorded by the patient as a tone sequence pattern for a critical state even during the actual ventilation, even if the evaluation has not previously rated such a sound as critical.
  • the sound evaluation unit then “learns” for the future, so that a comparable sound coming again from the patient can now be recognized as critical and is incorporated into the analysis result.
  • the sound sequence pattern used for comparison purposes can be stored in the sound evaluation unit by suitable data transmission to the sound evaluation unit.
  • suitable data transmission to the sound evaluation unit For example, the transmission of corresponding data in electronic form or in the form of light signals via a suitable interface on the sound evaluation unit comes into question.
  • An operating unit arranged on the sound evaluation unit is also conceivable, via which the operating personnel can enter data directly by hand.
  • the storage of patient-specific tone sequence patterns is also conceivable in that they are recorded by the patient himself via the sound pickup and transmitted to the sound evaluation unit.
  • the sound evaluation unit recognizes whether a certain condition of the patient, in particular a possible secretion of secretions in the patient's airways, has occurred or not. If the sound evaluation unit detects such a change in state, it reports such an analysis result via suitable signals, for example to the control unit of the ventilator.
  • the control unit of the ventilator is designed such that certain functions can be triggered as a function of the signals transmitted by the sound evaluation unit. This includes, for example, an alarm that notifies the operating personnel that a secretion jam has been detected and secretion suction is required.
  • control elements for controlling the respiratory gases in such a way that the ventilation, which is partially impaired by the blocked airways, is at least temporarily compensated for by a higher gas pressure or a higher oxygen content.
  • the sound evaluation unit is designed for the analog and / or digital storage of the predefinable and / or tone sequence patterns transmitted by the sound pickup.
  • the recorded noise data can thus be called up repeatedly or further processed in terms of data technology.
  • Sound evaluation unit stores predefinable tone sequence patterns from the patient and / or from the sound evaluation unit itself and / or from an external data source generated. It is therefore possible to store the data in a flexible manner.
  • the sound evaluation unit is also designed to change or adapt data or tone sequence patterns received or already stored by the sound pickup, or to generate such data itself. This advantageously enables, for example, the adaptation of generally more valid data to a very specific patient.
  • the stored tone sequence patterns have features of typical background noises.
  • Background noises in the sense of this application are initially all noises which are recorded in or on a respiratory system by a sound pickup in addition to the breathing noises arising in the respiratory tract of a patient; they therefore superimpose the patient's pure breathing noises during ventilation.
  • Background noise can be, in particular, operating noise as caused by the
  • Switching or regulating actions of the ventilator or other medical devices can also cause noises, which are recorded by a sound sensor together with the breathing noises. Also noises from ventilation components that are flowed through during ventilation or that cooperate in some other way (e.g. evaporator, humidifier,
  • the sound evaluation unit By comparing the recorded noises with the stored tone sequence patterns generated from background noises, the sound evaluation unit eliminates the corresponding features, so that the largely pure breathing noise of the patient can be developed in the sound evaluation unit and processed further.
  • This Breathing noise which has been cleaned up from the type of extraneous noises and interfering noises, advantageously enables an improved analysis of the noises and thus also an improved detection rate.
  • Ventilator for controlling the control elements and / or for issuing alarms and / or status messages depending on the analysis result can be controlled by the sound evaluation unit.
  • the result of the analysis, which is formed in the sound evaluation unit, can thus advantageously be used to trigger further ones
  • the sound evaluation unit is connected to the control unit of the ventilator for data transmission.
  • a specific one recognized by the sound evaluation unit is connected to the control unit of the ventilator for data transmission.
  • the status can then be reported to the control unit so that it triggers an alarm, for example.
  • the event recognized by the sound evaluation unit can be transmitted to the control unit for further transmission to the operating unit of the ventilator.
  • the control unit then controls the control unit in such a way that a corresponding message, for example on an LCD display, is triggered by a suitable one
  • the signals transmitted from the sound evaluation unit to the control unit can also result in the ventilation regulation being adapted to the corresponding patient condition.
  • the sound evaluation unit is integrated in the respirator or in the control unit of the respirator. This avoids a separate unit in the treatment room and also the data and energy transmission between the sound evaluation unit and
  • a likewise advantageous embodiment of the invention has a sound source via which the noises recorded by the patient can be output.
  • the sound source can be controlled, for example, by the sound evaluation unit or the control unit of the ventilator.
  • a treating physician thus advantageously has the option of listening to the sounds recorded by the sound pickup himself and possibly several times in order to make a diagnosis or to be able to check the event signaled by the sound evaluation unit.
  • Sound evaluation unit can be stored with a tone sequence pattern, the sound of a secretion jam in a patient's airway.
  • the alignment of the features of the stored tone sequence pattern specifically to the sound of a secretion jam has the advantage that the sound evaluation unit can specifically determine such a secretion jam.
  • a secretion jam is an essential reason for temporarily switching off ventilation, since that
  • the stored tone sequence patterns can also be aligned with typical characteristics of other noises, so that certain illnesses, which can be determined by breathing noise, can be recognized by the sound evaluation unit.
  • the ventilator is advantageously designed such that the analysis result determined by the sound evaluation unit and / or suitable status messages and / or
  • Alarm messages can be output, specifically by the sound evaluation unit itself or also by the control unit of the ventilator. This enables easy knowledge of the current patient status or possible action requirements. In particular, it is also conceivable to issue a forecast as to when a possibly necessary secretion suction must be expected. Such a point in time could be determined by the sound evaluation unit or the control unit of the respirator on the basis of stored data, from which a periodic return of the secretion jam in the past can be seen. On the other hand, such a point in time could also be predicted on the basis of a recognized tendency to form or a recognized progress in the development of a secretion jam.
  • the gas supply to the patient is at least partially carried out during the recording of breathing noises
  • Control of the control elements interrupted. Since the ventilator generates noises that usually overlay the intrinsic noises that are generated by the breathing process in the lungs, the sound transducer should aim to record the pure respiratory noises as unadulterated as possible. In order not to take into account the extraneous noises caused by the ventilator, the ventilation can advantageously be interrupted.
  • This isolated noise detection can also be used particularly advantageously to pretend to the attending physician the actual airway noise. Since the duration of the noise detected without external influences is then relatively short, the sound evaluation unit or the control unit of the ventilator is advantageously designed leads to the fact that the recorded sound can be output several times in succession via a sound source.
  • a breathing noise free of extraneous noise recorded over ten milliseconds and which would be stored in the sound evaluation unit could, for example, be played three hundred times in succession to the doctor 5 on request. He could listen to the corresponding airway noise for three seconds and make or check a diagnosis.
  • the breathing noise free of extraneous noise can also be used for the analysis in the sound evaluation unit.
  • the recorded noise can also be reproduced several times for this analysis if necessary.
  • the noises distributed over an entire breathing cycle can be recorded by ventilating briefly for only short periods in certain phases of the breathing cycle.
  • the respiratory sound recorded in advance can then be reproduced and reproduced accordingly.
  • Such output is also possible without delay at the same time as the ventilation cycle in progress via a loudspeaker or headphones.
  • a patient's ventilation cycle is usually divided into four phases.
  • the breathing sounds of one of these four phases can be of particular importance for the evaluation of the noises by the sound evaluation unit or for the treating doctor.
  • the sound evaluation unit and / or the control unit of the ventilator is
  • '.5 is therefore designed in such a way that breathing noises can only be output from specifically selected ventilation phases.
  • the sound evaluation unit or the control unit of the ventilator can then operate in Output or process breath sounds recorded in the specific phase - possibly reproduced several times - separately from the breath sounds from the other ventilation phases.
  • the user can therefore advantageously choose whether the sounds of the complete breath or only the sounds of one or more of the four phases should be output.
  • the single figure shows a schematic representation of a ventilator according to the invention.
  • a respirator 1 is provided.
  • the ventilator 1 has an operating part 3, which can exchange data with a control unit 9 contained in the ventilator 1.
  • the control unit includes a display unit for displaying, among other things, ventilation parameters, alarms or also features of certain tone sequence patterns.
  • the respirator 1 also has a gas control block 11.
  • the gas control block 11 is used to process an inspiratory gas from gases that are supplied to the gas control block 11 externally.
  • 1 shows gas feeds for air and oxygen as examples.
  • the gas control block 11 has gas control elements 12.
  • the gas control elements 12 are controlled by the control unit 9 for processing the inspiratory gas. Furthermore, the gas control elements 12 can contain an inspiratory gas to be supplied to a patient 4 and an expiratory gas to be discharged from the patient 4 in terms of quantity and
  • the inspiration gas is supplied to the patient 4 via a gas supply system 2.
  • the gas supply system 2 has gas treatment components 10.
  • gas treatment component 10 includes, for example, a humidifier or a filter.
  • a sound transducer 7 is introduced into the gas supply system 2 between the gas processing components 10 and the patient 4.
  • the arrangement of the sound pickup 7 is selected such that there are no further gas processing components 10 between the sound pickup 7 and the patient 4 which could unnecessarily impede sound transmission from the patient 4 to the sound pickup 7.
  • the sound pickup 7 is connected to a sound evaluation unit 8.
  • the sound evaluation unit 8 is connected to the control unit 9 of the ventilator 1.
  • the connection between the sound pickup 7 and the sound evaluation unit 8 or between the sound evaluation unit 8 and the control unit 9 is provided for the transmission of data.
  • An inspiration gas prepared in the gas control block 11 is supplied to the patient 4 via the gas supply system 2.
  • the expired gas exhaled by the patient 4 can also be returned to the ventilator 1 via the gas supply system 2.
  • the sound pickup 7 detects breathing noises that occur at the location of the arrangement of the sound pickup 7 within the gas supply system 2.
  • the sound pickup 7 converts the detected sound into suitable data and transmits it to the sound evaluation unit 8. Alternatively, the data can also be converted in the sound evaluation unit 8.
  • the sound evaluation unit 8 compares those transmitted by the sound pickup 7
  • the sound evaluation unit 8 transmits an analysis result in signal form to the control unit 9. This is the case, for example, when part of the patient's airways 4 is blocked by a secretion and from there Breath noise results, the characteristics of which correspond to a tone sequence pattern stored in the sound evaluation unit 8.
  • the control unit 9 of the ventilator 1 can then intervene in regulating the inspiratory gas supply to the patient 4 on the basis of a predefinable function by controlling the gas regulating elements 12.
  • the signal or analysis result transmitted from the sound evaluation unit 8 to the control unit 9 can be transmitted to the control unit 3 coupled to the control unit 9 and displayed there. It is also possible to output a warning signal resulting from the analysis result.
  • a sound source 5 is connected to the ventilator 1, via which acoustic signals can be output.
  • a breathing noise processed in the sound evaluation unit 8 can be output simply or several times in succession via the sound source 5.
  • the sound evaluation unit 8 has a data interface 6, via which data, in particular about tone sequence patterns, can be fed to the sound evaluation unit 8.
  • the tone sequence pattern and the data transmitted by the sound pickup 7 can be stored or processed digitally or analogously in the sound evaluation unit 8.

Abstract

The invention relates to a method for recognising specific conditions of the lung, especially the presence of accumulated secretion, by using the voice recognition method. For this purpose, a special sound sensor (7) is introduced into the breathing apparatus. When certain conditions are detected, actions such as activating an alarm signal are carried out. A simultaneous control of the signal by a user is made possible by representing the signals on a display or by the output thereof on a loud speaker/headphones.

Description

Geräusch-gesteuertes Beatmungsgerät Noise-controlled ventilator
5 Die vorliegende Erfindung betrifft ein Geräusch-gesteuertes Beatmungsgerät nach dem5 The present invention relates to a noise-controlled ventilator according to the
Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren zur Geräusch-abhängigen Steuerung eines Beatmungsgeräts gemäß Anspruch 10.The preamble of claim 1 and a method for noise-dependent control of a ventilator according to claim 10.
Beatmungsgeräte werden vorwiegend in der Medizintechnik eingesetzt, um Patienten 0 künstlich zu beatmen. Dabei wird dem Patienten ein entsprechend aufbereitetes Inspirationsgas zugeführt bzw. ein vom Patienten kommendes Exspirationsgas abgeführt. Die Beatmungsgeräte sorgen so für eine ausreichende Sauers toffzufuhr der Patienten, beispielsweise während diese operiert werden oder im Koma liegen.Ventilators are mainly used in medical technology to artificially ventilate patients. A suitably prepared inspiration gas is supplied to the patient or an expiration gas coming from the patient is removed. The ventilators thus ensure an adequate supply of oxygen to the patient, for example while they are being operated on or in a coma.
5 Je nach Gesundheitszustand des Patienten ist nicht auszuschließen, dass während der5 Depending on the patient's state of health, it cannot be ruled out that during the
Beatmung Sekrete oder Blut in die Lunge bzw. Atemwege des Patienten gelangen. Eine freie Atmung des Patienten und die optimale Sauerstoffversorgung ist dann trotz künstlich durchgeführter Beatmung nicht gewährleistet. Vielmehr müssen solche Sekrete in regelmäßigen Abständen abgesaugt werden, um den Patienten bestmöglich zu versor-Ventilation secretions or blood get into the patient's lungs or respiratory tract. A free breathing of the patient and the optimal oxygen supply is then not guaranteed despite artificial ventilation. Rather, such secretions have to be suctioned out at regular intervals in order to provide the patient with the best possible care.
0 gen. In der Praxis tritt die Schwierigkeit auf, den geeigneten Zeitpunkt für eine solche0 gen. In practice, the difficulty arises, the appropriate time for such
Sekretabsaugung zu erkennen. Da eine solche Absaugung für den Patienten regelmäßig eine Belastung darstellt, sollte sie einerseits nicht öfter als unbedingt nötig erfolgen. Andererseits muss zum Zweck der optimalen Beatmung die Absaugung erfolgen, wenn eine bestimmte Sekretmenge die optimale Sauerstoffversorgung gefährdet.To recognize secretion suction. Since such an extraction system is regularly a burden for the patient, on the one hand it should not be done more often than absolutely necessary. On the other hand, for the purpose of optimal ventilation, suction must take place if a certain amount of secretion jeopardizes the optimal oxygen supply.
,5, 5
Aus der US 5,259,373 ist eine Beatmungsvomchtung bekannt, bei welcher Druckschwankungen in den Atmungswegen Einfluss auf die dem Patienten zugeführte Sauerstoffmenge bzw. den Sauerstoffdruck haben. In einer besonderen Ausführungsform dieser Erfindung werden dabei auch solche Druckschwankungen berücksichtigt, welcheA ventilation device is known from US Pat. No. 5,259,373, in which pressure fluctuations in the respiratory tract influence the amount of oxygen or the oxygen pressure supplied to the patient. In a special embodiment of this invention, such pressure fluctuations are also taken into account which
O sich aus Schallwellen ergeben, die beispielsweise durch Schnarchen hervorgerufen werden. Da bestimmte Schnarchtöne typischerweise dem Beginn eines Atemstillstands vorausgehen, der durch eine Muskelerschlaffung hervorgerufen wird, versucht die US 5,259,373 durch eine entsprechende Druckerhöhung im zugeführten Atemgas der Muskelerschlaffung und damit dem Atemstillstand vorzubeugen. Ein Verfahren zur Erken- nung von in dem Atemwegen angereicherten Sekreten bzw. eine dafür geeignete Vorrichtung bietet diese Erfindung nicht an.O result from sound waves caused, for example, by snoring become. Since certain snoring tones typically precede the start of respiratory arrest, which is caused by muscle relaxation, US Pat. No. 5,259,373 attempts to prevent muscle relaxation and thus respiratory arrest by increasing the pressure in the supplied breathing gas. This invention does not offer a method for the detection of secretions enriched in the respiratory tract or a device suitable therefor.
Die Vorrichtungen der US 6,168,568 und der US 6,261,238 erfassen Geräusche aus dem Atemsystem und werten sie hinsichtlich zweier verschiedener Kriterien aus, um damit ein bestimmtes Beatmungsgeräusch zu identifizieren. Eine Überwachung einesThe devices of US Pat. No. 6,168,568 and US Pat. No. 6,261,238 record noises from the breathing system and evaluate them with respect to two different criteria in order to identify a specific ventilation sound. Monitoring one
Patienten hinsichtlich möglicher Sekrete in seinen Atmungswegen bieten diese Erfindungen nicht an, vielmehr sollen hier gezielt Schnarch- oder Keuchgeräusche anhand zweier nacheinander geprüfter Einzelkriterien erkannt werden.These inventions do not offer patients with regard to possible secretions in their respiratory tract, rather snoring or wheezing noises are to be specifically identified here on the basis of two successively checked individual criteria.
Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren bereitzustellen, mit dem eine sich während eines Beatmungsvorgangs einstellende Blockierung der Atemwege, insbesondere durch Sekrete, zuverlässig erkannt und für die Beatmungsregelung oder als Information für das Bedienpersonal gemeldet werden kann.The object of the invention is therefore to provide a device or a method with which a blockage of the airways which occurs during a ventilation process, in particular by secretions, can be reliably detected and reported for the ventilation control or as information for the operating personnel.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Beatmungsgerät nach Anspruch 1 bzw. ein Verfahren nach Anspruch 10.The object is achieved by a ventilator according to claim 1 or a method according to claim 10.
Die Erfindung geht davon aus, dass es vorteilhaft ist, die Atemwege von beatmeten Patienten hinsichtlich möglicherweise verstopfender Sekrete durch Auswertung von Beatmungsgeräuschen zu überwachen, wobei die Überwachung im Wesentlichen mitThe invention is based on the fact that it is advantageous to monitor the respiratory tract of ventilated patients with regard to possibly clogging secretions by evaluating ventilation sounds, the monitoring being carried out essentially with
Mitteln der Sprachanalyse erfolgt.Language analysis is carried out.
Dabei ist insbesondere wenigstens ein Schallaufnehmer vorgesehen, welcher so in dasIn particular, at least one sound pickup is provided, which is so in the
Beatmungssystem eines Beatmungsgeräts eingebracht wird, dass die Atemgeräusche aus der Lunge eines Patienten ungehindert aufgenommen werden können. Denkbar ist im einfachsten Fall ein in der Gaszufuhr angeordneter Adapter, in den der Schallaufnehmer bei Bedarf einsetzbar ist. Insbesondere ist der Schallaufnehmer damit nicht unmittelbar am Körper des Patienten und so angeordnet, dass der aufgenommene Schall beispielsweise durch den Brustkorb des Patienten hindurch aufgenommen werden müsste. Vielmehr steht der Schallaufnehmer durch dessen Anordnung beispielsweise in der Frischluftzufuhr in unmittelbarer strömungstechnischer Verbindung zu den Atmungsorganen des Patienten. Dies garantiert eine optimale und unverfälschte Aufnahme der Lungengeräusche.Breathing system of a ventilator is introduced that the breathing sounds from the lungs of a patient can be picked up unhindered. Is conceivable in the simplest case, an adapter arranged in the gas supply, into which the sound pickup can be used if necessary. In particular, the sound pickup is therefore not arranged directly on the patient's body and is arranged such that the sound picked up would have to be picked up, for example, through the patient's chest. Rather, the arrangement of the sound pickup, for example in the fresh air supply, is in direct fluid communication with the patient's respiratory system. This guarantees an optimal and genuine admission of the lung sounds.
Darüber hinaus ist das Beatmungsgerät erfindungsgemäß so ausgelegt, dass die aufgenommenen Geräusche in einer Schallauswerteeinheit nicht nur hinsichtlich bestimmter Frequenzen, sondern hinsichtlich gesamter Tonabfolgen analysiert werden. Die Geräusche werden also hinsichtlich mehrerer Merkmale ihres gesamten Erscheinungsbildes analysiert, wozu das Aufeinanderfolgen bestimmter Töne mit einer bestimmten Ge- schwindigkeit und Dauer gehört. Durch den Vergleich der solchermaßen analysiertenIn addition, the ventilator is designed according to the invention in such a way that the recorded noises are analyzed in a sound evaluation unit not only with regard to certain frequencies but also with regard to the entire sound sequences. The noises are thus analyzed with regard to several features of their overall appearance, which includes the sequencing of certain tones with a certain speed and duration. By comparing the so analyzed
Geräusche mit in der Schallauswerteeinheit hinterlegten Daten, welche ebenfalls aufgrund von Geräuschen generiert sein können, kann somit ein in verschiedenen speziellen Merkmalen übereinstimmendes Klangbild erkannt werden, welches bei der Atmung mit durch Sekrete belastete Atemwege auftritt.Noises with data stored in the sound evaluation unit, which can also be generated on the basis of noises, can thus recognize a sound image which is consistent in various special features and which occurs when breathing with respiratory tract loaded with secretions.
Die in einem Beatmungsgerät üblicherweise vorgesehene Steuereinheit kann dann durch die die Atemgeräusche auswertende Schallauswerteeinheit zur Ausführung bestimmter Regelungsfunktionen oder auch zur Ausgabe von Status- oder Alarmmeldungen angesteuert werden. Erkennt die Schallauswerteeinheit anhand eines über den Schallaufnehmer erfassten Geräusches eine ungünstige Blockierung der Atemwege, beispielsweise durch ein Sekret in der Lunge, so kann die Steuereinheit ein geeignetes akustisches Signal auslösen, um dem Bedienpersonal das Erfordernis einer Sekretabsaugung anzuzeigen. Alternativ oder ergänzend kann auch die Regelung des Beatmungsgeräts so beeinflusst werden, dass beispielsweise durch einen höheren Inspirationsdruck oder einen höheren Sauerstoffgehalt die verschlechterte Atemfunktion ausgeglichen werden kann.The control unit usually provided in a respirator can then be controlled by the sound evaluation unit evaluating the breathing noises in order to carry out certain control functions or to output status or alarm messages. If the sound evaluation unit detects an unfavorable blockage of the respiratory tract, for example by a secretion in the lungs, on the basis of a noise detected by the sound pickup, the control unit can trigger a suitable acoustic signal in order to indicate to the operating personnel the need for secretion suction. As an alternative or in addition, the regulation of the ventilator can also be influenced such that, for example, by a higher inspiratory pressure or a higher oxygen content can compensate for the deteriorated respiratory function.
Das erfindungsgemäße Beatmungsgerät bzw. das entsprechend angewandte Verfahren ermöglicht also in vorteilhafter Weise die Erkennung einer Veränderung der Atem- wegszustände eines Patienten anhand der über die Atemwege aufgenommenen Beatmungsgeräusche durch deren ganzheitliche Analyse. Die von dem Schallaufnehmer aufgenommenen Geräusche können dabei in analoger oder digitaler Form an die Schallauswerteeinheit übertragen und von dieser ausgewertet werden.The ventilator according to the invention or the correspondingly used method thus advantageously enables a change in the airway conditions of a patient to be identified on the basis of the ventilation sounds recorded via the airways through their holistic analysis. The noises picked up by the sound pickup can be transmitted in analog or digital form to the sound evaluation unit and evaluated by the latter.
Die Schallauswerteeinheit ist insbesondere so ausgebildet, dass in ihr Vergleichsdaten hinterlegt werden können, welche die Schallauswerteeinheit für ihre Analysen berücksichtigt. Dabei kann es sich um analog oder digital hinterlegte Daten handeln, welche von einem Patienten selbst oder auch von einer oder mehreren externen Quellen stam- men können und in der Schallauswerteeinheit speicherbar sind.The sound evaluation unit is in particular designed in such a way that comparison data can be stored in it, which the sound evaluation unit takes into account for its analyzes. This can be analog or digitally stored data, which can come from a patient himself or from one or more external sources and can be stored in the sound evaluation unit.
Die aufgrund von Sekretstau oder durch verschiedene Krankheitsbilder beim Atemvorgang verursachten Geräusche besitzen charakteristische Tonverläufe bzw. Tonfolgen, ähnlich einem gesprochenen Wort. Durch in der Schallauswerteeinheit vorgesehene Schaltungen und insbesondere integrierte Schaltkreise kann die Auswertung der durch den Schallaufnehmer aufgenommenen Geräusche im Sinne einer Sprachauswertung so erfolgen, dass das komplette Klangbild des aufgenommenen Geräusches der Analyse unterzogen und dabei mit hinterlegten Daten verglichen wird.The noises caused by secretion jam or by various clinical pictures during the breathing process have characteristic sound sequences or sequences, similar to a spoken word. The circuits provided in the sound evaluation unit, and in particular integrated circuits, enable the sound recorded by the sound pickup to be evaluated in the sense of a speech evaluation in such a way that the complete sound image of the recorded sound is subjected to analysis and is compared with stored data.
Die in der Schallauswerteeinheit hinterlegten Daten repräsentieren dabei die Klangbilder, die sich beispielsweise durch einen bestimmten Sekretstau, eine bestimmte Krankheit oder durch einen beliebigen anderen Zustand des Patienten bei der Beatmung ergeben. Die Schallauswerteeinheit kann dabei für die Hinterlegung mehrerer solcher Vergleichs-Klangbilder ausgelegt sein. Die Hinterlegung solcher Klangbilder kann auf verschiedene Arten und Weisen erfolgen: Zum einen können die Daten von einer externen Quelle vorgegeben werden, in welcher sie für den jeweils zu erkennenden Geräuschfall erstellt wurden. Eine solche Quelle kann beispielsweise eine Datenbank sein, auf der zuvor aufgenommene und in entspre- chende Datenform gewandelte Geräusche als Tonfolgemuster hinterlegt und abrufbar sind.The data stored in the sound evaluation unit represent the sound images that result, for example, from a certain secretion build-up, a certain illness or from any other condition of the patient during ventilation. The sound evaluation unit can be designed to store several such comparison sound images. Such sound images can be stored in different ways: On the one hand, the data can be specified by an external source, in which it was created for the noise case to be recognized. Such a source can be, for example, a database, on which previously recorded sounds that have been converted into corresponding data form can be stored and called up as a tone sequence pattern.
Andererseits besteht die Möglichkeit, die relevanten Klangbilder auch von dem aktuell beatmeten Patienten aufzunehmen und abzuspeichern. Für die Aufnahme eines als "kri- tisch" zu kennzeichnenden Klangbildes müsste der Patient dafür zumindest einmal den zu erkennenden Zustand eingenommen haben, d.h. der Klang der durch Sekrete teilweise blockierten Atemwege des Patienten würde im Moment einer solchen Blockierung erfasst und in der Schallauswerteeinheit abgespeichert werden. Die Erfassung kann dabei vorteilhafterweise unmittelbar durch den Schallaufnehmer selbst geschehen.On the other hand, it is possible to record and save the relevant sound images of the patient who is currently ventilated. For the recording of a sound image to be characterized as "critical", the patient would have to have assumed the state to be recognized at least once, i.e. the sound of the patient's airways partially blocked by secretions would be recorded at the moment of such a blockage and stored in the sound evaluation unit. The detection can advantageously be carried out directly by the sound pickup itself.
Somit ist durch die vorliegende Vorrichtung in vorteilhafter Weise eine sprecherunabhängige oder auch eine sprecherabhängige Analyse des Patientenzustands möglich. Bei der sprecherabhängigen Analyse erkennt die Schallauswerteeinheit vorwiegend nur solche Geräusche, die von einem bestimmten Sprecher (hier ist das der Patient) verur- sacht werden. Die in der Schallauswerteeinheit hinterlegten Tonfolgemuster, die für denThus, the present device advantageously enables speaker-independent or speaker-dependent analysis of the patient's condition. In the speaker-dependent analysis, the sound evaluation unit mainly recognizes only those noises that are caused by a certain speaker (here this is the patient). The tone sequence pattern stored in the sound evaluation unit, which for the
Vergleich mit dem jeweils aufgenommenen Atemgeräusch herangezogen werden, zeigen in diesem Fall speziell für den jeweiligen Patienten typische Charakteristika.In this case, comparison with the respiratory sound recorded in each case shows characteristics that are typical of the particular patient.
Insbesondere können solche Tonfolgemuster, wie gesagt, vom Patienten selbst aufge- nommen und gespeichert werden, um sie dann später mit dem vom gleichen Patienten kommenden und zu überwachenden Atemgeräusch zu vergleichen. Auf diese Weise kann die Schallauswerteeinheit „trainiert" werden und gewissermaßen personenspezifische Zustände „erlernen". Auch das Atemgeräusch eines bestimmten Patienten, der über freie Atemwege verfügt, kann so durch den Schallaufnehmer erfasst und an die Schallauswerteeinheit übermittelt werden. Diese generiert aus dem Geräusch für eine Auswertung entsprechend geeignete Daten und hinterlegt diese als Vergleichswert für ausreichend freie Atemwege dieses Patienten in der Schallauswerteeinheit. Ein vom gleichen Patienten erfasstes Atemgeräusch, wel- 5 ches bei teilweise durch Sekrete blockierten Atemwegen erfasst wird, kann in gleicherIn particular, as said, such tone sequence patterns can be recorded and stored by the patient himself, in order to then later compare them with the breathing noise coming from the same patient and to be monitored. In this way, the sound evaluation unit can be “trained” and, in a sense, “learn” person-specific states. The sound of a particular patient who has free airways can also be detected by the sound pickup and transmitted to the sound evaluation unit. This generates appropriate data from the noise for evaluation and stores this as a comparison value for this patient's sufficiently clear airways in the sound evaluation unit. A breathing sound recorded by the same patient, which is recorded in the respiratory tract partially blocked by secretions, can be the same
Weise ebenfalls in der Schallauswerteeinheit als Vergleichswert hinterlegt werden.Be stored in the sound evaluation unit as a comparison value.
In einem normalen Beatmungsvorgang kann die Schallauswerteeinheit anhand der hinterlegten patientenspezifischen Tonfolgemuster somit eine Blockade der Atemwege 0 durch Sekrete erkennen, indem beispielsweise eine Abweichung der aktuellen Atemgeräusche von den hinterlegten ungestörten Atemgeräuschen oder ein Mindestmaß an Übereinstimmung der aktuell aufgenommenen Atemgeräusche mit den hinterlegten, von Sekretstau geprägten Tonfolgemustern festgestellt wird.In a normal ventilation process, the sound evaluation unit can use the stored patient-specific tone sequence pattern to detect a blockage of the airways 0 by secretions, for example, by a deviation of the current breathing noises from the stored undisturbed breathing noises or a minimum degree of correspondence between the currently recorded breathing noises and the stored ones, which are characterized by secretion congestion Tone sequence patterns is determined.
5 Diese patientenspezifische Analyse kann somit sehr gezielt Veränderungen der Atemgeräusche eines einzelnen Patienten überwachen, da auch die in der Schallauswerteeinheit zu Vergleichszwecken hinterlegten Tonfolgemuster von demselben Patienten stammen. Während diese sprecherabhängige Analyse damit vorwiegend auf einen ganz bestimmten Patienten zugeschnitten ist, ist sie für den Einsatz an mehreren verschiedenen Pati-5 This patient-specific analysis can thus monitor changes in the breathing sounds of an individual patient in a very targeted manner, since the tone sequence patterns stored in the sound evaluation unit for comparison purposes also originate from the same patient. While this speaker-dependent analysis is primarily tailored to a specific patient, it is suitable for use on several different patients.
O enten weniger sinnvoll, wenn die hinterlegten Sprachmuster nicht jeweils entsprechend angepasst werden.O dents make less sense if the stored language patterns are not adjusted accordingly.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht dementsprechend die sprecherunabhängige Analyse der Atemwegsgeräusche vor. Auch bei dieser Methode werden inAn advantageous embodiment of the invention accordingly provides for speaker-independent analysis of airway noise. With this method too
15 der Schallauswerteeinheit bestimmte Tonfolgemuster bzw. diesen Tonfolgemustern entsprechende Daten hinterlegt. Die Tonfolgemuster weisen jedoch gegenüber den sprecherabhängigen Tonfolgemustern einen gewissen Abstraktionsgrad auf, um für mehrere verschiedene Patienten eingesetzt werden zu können. So könnte der Schwerpunkt bei der sprecherunabhängigen Analyse beispielsweise an Tonfolgen ausgerichtet15 of the sound evaluation unit, certain tone sequence patterns or corresponding tone sequence patterns are stored. However, the tone sequence patterns have a certain degree of abstraction compared to the speaker-dependent tone sequence patterns so that they can be used for several different patients. For example, the focus in speaker-independent analysis could be based on tone sequences
>0 sein, welche auch bei verschiedenen Patienten mit blockierten Atemwegen in ähnlicher Form auftreten. Gegenüber der sehr individuellen patientenspezifischen und damit genaueren sprecherabhängigen Analyse weist die sprecherunabhängige Analyse eine gewisse Unscharfe für patientenspezifische Klangmerkmale auf. Dafür ist dieses Analyseverfahren leicht für verschiedene Patienten einsetzbar, da es sich auf allgemein typische Merkmale eines von Sekretstau geprägten Atemgeräusches beliebiger Patienten beschränkt.> 0, which is similar in different patients with blocked airways Shape occur. Compared to the very individual patient-specific and therefore more precise speaker-dependent analysis, the speaker-independent analysis shows a certain fuzziness for patient-specific sound characteristics. For this purpose, this analysis method can easily be used for different patients, since it is limited to the generally typical features of a breathing noise characterized by secretion from any patient.
Die sprecherunabhängige Analyse hat also gegenüber der sprecherabhängigen Analyse den Vorteil, dass sie unabhängig vom Patienten sofort einsetzbar ist, wohingegen bei der sprecherabhängigen Analyse die Tonfolgemuster des jeweiligen Patienten zunächst von diesem erfasst werden müssten.The speaker-independent analysis therefore has the advantage over the speaker-dependent analysis that it can be used immediately regardless of the patient, whereas in the speaker-dependent analysis the tone sequence pattern of the respective patient would first have to be recorded by the patient.
Denkbar ist auch eine Kombination aus sprecherabhängiger und sprecherunabhängiger Analyse. Dabei wird die Beatmung zunächst mit dem sprecherunabhängigen Analyse- verfahren gestartet. Anhand der dann vom Patienten individuell und je nach dessenA combination of speaker-dependent and speaker-independent analysis is also conceivable. Ventilation is initially started using the speaker-independent analysis method. Based on the individual patient and depending on the patient
Zustand erfassten individuellen Geräuschmerkmale können die in der Schallauswerteeinheit bereits hinterlegten Tonfolgemuster entsprechend ergänzt oder angepasst werden, so dass die zunächst sprecherunabhängigen Tonfolgemuster einen Charakter bekommen, der den Geräuschen des aktuell beatmeten Patienten Rechnung trägt. Die Analyse wird dadurch für den jeweiligen Patienten optimiert und ist trotzdem von Anfang an durchführbar.Individual sound characteristics recorded in the state can be supplemented or adapted accordingly in the tone sequence pattern already stored in the sound evaluation unit, so that the initially speaker-independent tone sequence pattern is given a character which takes into account the noise of the patient currently being ventilated. The analysis is optimized for the respective patient and can still be carried out from the start.
Die Hinterlegung der für die sprecherunabhängige Analyse heranzuziehenden Tonfolgemuster bzw. entsprechender Daten kann durch Programmierung der Schallauswerte - einheit erfolgen. Denkbar ist auch die Hinterlegung von charakteristischen Klangmerkmalen dadurch, dass aus einer Folge von Einzelanalysen von verschiedenen Patienten mit blockierten Atemwegen eine Art Mittelwert gebildet wird, der dann als Tonfolgemuster in der Schallauswerteeinheit hinterlegt wird. Die Schallauswerteeinheit ist insbesondere so ausgebildet, dass bestimmte Geräusche bzw. daraus generierte Daten auf Anforderung gespeichert oder weiterverarbeitet werden können. Insbesondere kann beispielsweise ein Arzt, der einen Sekretstau in der Lunge eines Patienten festgestellt hat, das entsprechende Beatmungsgeräusch über den Schallaufnehmer erfassen und gezielt als ein mögliches Tonfolgemuster in derThe sound sequence pattern or corresponding data to be used for the speaker-independent analysis can be stored by programming the sound evaluation unit. It is also conceivable to store characteristic sound characteristics in that a kind of mean value is formed from a sequence of individual analyzes of different patients with blocked airways, which is then stored in the sound evaluation unit as a tone sequence pattern. The sound evaluation unit is designed in particular in such a way that certain noises or data generated therefrom can be stored or processed further on request. In particular, for example, a doctor who has found a secretion in the lungs of a patient can record the corresponding ventilation noise via the sound pickup and specifically as a possible tone sequence pattern in the
Schallauswerteeinheit hinterlegen. Da dieses individuelle Tonfolgemuster nur für den jeweiligen Patienten die spezielle Gültigkeit hat, ist die Schallauswerteeinheit so vorgesehen, dass individuell berücksichtigte Tonfolgemuster auch gelöscht bzw. aus den sonstigen Tonfolgemustern mit breiterem Anwendungsbereich herausgefiltert werden können. So kann das Beatmungsgerät seine Analyse an einem anderen Patienten beginnen, ohne die Auswertung durch die vom vorherigen Patienten hinterlegten Tonfolgemuster zu verfälschen.Store sound evaluation unit. Since this individual tone sequence pattern only has special validity for the respective patient, the sound evaluation unit is provided in such a way that individually considered tone sequence patterns can also be deleted or filtered out of the other tone sequence patterns with a broader range of application. In this way, the ventilator can begin its analysis on another patient without falsifying the evaluation by the tone sequence pattern stored by the previous patient.
Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, beliebige von einem Patienten erfasste Geräu- sehe der Atemwege in der Schallauswerteeinheit als Tonfolgemuster zu hinterlegen.In principle, there is the possibility of storing any airway sounds recorded by a patient in the sound evaluation unit as a tone sequence pattern.
Dies hat den Vorteil, dass der Schallauswerteeinheit auf Verlangen auch während der eigentlichen Beatmung ein bestimmtes vom Patienten aufgenommenes Geräusch als Tonfolgemuster für einen kritischen Zustand angezeigt werden kann, selbst wenn die Auswertung bisher ein solches Geräusch nicht als kritisch bewertet hat. Durch Hinterle- gung des entsprechenden Tonfolgemusters „lernt" die Schallauswerteeinheit dann für die Zukunft, so dass ein erneut vom Patienten kommendes vergleichbares Geräusch nunmehr als kritisch zu erkennen ist und in das Analyseergebnis Eingang findet.This has the advantage that, on request, the sound evaluation unit can be shown a specific sound recorded by the patient as a tone sequence pattern for a critical state even during the actual ventilation, even if the evaluation has not previously rated such a sound as critical. By storing the corresponding tone sequence pattern, the sound evaluation unit then “learns” for the future, so that a comparable sound coming again from the patient can now be recognized as critical and is incorporated into the analysis result.
Die Hinterlegung der zu Vergleichszwecken herangezogenen Tonfolgemuster in der Schallauswerteeinheit kann durch eine geeignete Datenübertragung an die Schallauswerteeinheit erfolgen. In Frage kommt beispielsweise die Übertragung von entsprechenden Daten in elektronischer Form oder in Form von Lichtsignalen über eine geeignete Schnittstelle an der Schallauswerteeinheit. Denkbar ist außerdem eine an der Schallauswerteeinheit angeordnete Bedieneinheit, über die das Bedienpersonal Daten unmittelbar von Hand eingeben kann. Außerdem ist - wie bereits angeführt - die Hinterlegung von patientenspezifischen Tonfolgemustern auch denkbar, indem sie über den Schallaufnehmer von dem Patienten selbst erfasst und an die Schallauswerteeinheit übertragen werden.The sound sequence pattern used for comparison purposes can be stored in the sound evaluation unit by suitable data transmission to the sound evaluation unit. For example, the transmission of corresponding data in electronic form or in the form of light signals via a suitable interface on the sound evaluation unit comes into question. An operating unit arranged on the sound evaluation unit is also conceivable, via which the operating personnel can enter data directly by hand. In addition, as already mentioned, the storage of patient-specific tone sequence patterns is also conceivable in that they are recorded by the patient himself via the sound pickup and transmitted to the sound evaluation unit.
Die Schallauswerteeinheit erkennt durch die beschriebenen Vergleiche aktuell aufgenommener mit hinterlegten Tonfolgemustern, ob ein bestimmter Zustand des Patienten, insbesondere ein möglicher Sekretstau in den Atemwegen des Patienten, eingetreten ist oder nicht. Detektiert die Schallauswerteeinheit eine solche Zustandsveränderung, so meldet sie ein solches Analyseergebnis über geeignete Signale, beispielsweise an die Steuereinheit des Beatmungsgeräts. Die Steuereinheit des Beatmungsgeräts ist dabei so ausgebildet, dass in Abhängigkeit der von der Schallauswerteeinheit übermittelten Signale bestimmte Funktionen ausgelöst werden können. Dazu gehört beispielsweise ein Alarm, der das Bedienpersonal darauf aufmerksam macht, dass ein Sekretstau erkannt wurde und eine Sekretabsaugung erforderlich ist.Through the described comparisons of currently recorded and stored tone sequence patterns, the sound evaluation unit recognizes whether a certain condition of the patient, in particular a possible secretion of secretions in the patient's airways, has occurred or not. If the sound evaluation unit detects such a change in state, it reports such an analysis result via suitable signals, for example to the control unit of the ventilator. The control unit of the ventilator is designed such that certain functions can be triggered as a function of the signals transmitted by the sound evaluation unit. This includes, for example, an alarm that notifies the operating personnel that a secretion jam has been detected and secretion suction is required.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Regelelemente zur Steuerung der Atemgase so anzusteuern, dass die durch die blockierten Atemwege teilweise verschlechterte Beat- mung durch einen höheren Gasdruck oder auch einen höheren Sauers toffgehalt zumindest vorübergehend ausgeglichen wird.There is also the possibility of controlling the control elements for controlling the respiratory gases in such a way that the ventilation, which is partially impaired by the blocked airways, is at least temporarily compensated for by a higher gas pressure or a higher oxygen content.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Schallauswerteeinheit zur analogen und/oder digitalen Speicherung der vorgebbaren und/oder von dem Schallauf- nehmer übermittelten Tonfolgemuster ausgebildet. Somit können die erfassten Geräuschdaten wiederholt abgerufen oder auch datentechnisch weiterverarbeitet werden.In an advantageous embodiment of the invention, the sound evaluation unit is designed for the analog and / or digital storage of the predefinable and / or tone sequence patterns transmitted by the sound pickup. The recorded noise data can thus be called up repeatedly or further processed in terms of data technology.
In einer ebenfalls vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden die in derIn a likewise advantageous embodiment of the invention, the in the
Schallauswerteeinheit hinterlegten vorgebbaren Tonfolgemuster vom Patienten und/oder von der Schallauswerteeinheit selbst und/oder von einer externen Datenquelle generiert. Die Hinterlegung der Daten ist damit auf flexible Weise möglich. Insbesondere ist die Schallauswerteeinheit auch dazu ausgebildet, von dem Schallaufnehmer empfangene oder bereits hinterlegte Daten oder Tonfolgemuster selbst zu verändern, anzupassen oder solche Daten auch selbst zu erzeugen. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise beispielsweise die Anpassung von allgemein gültigeren Daten auf einen ganz bestimmten Patienten.Sound evaluation unit stores predefinable tone sequence patterns from the patient and / or from the sound evaluation unit itself and / or from an external data source generated. It is therefore possible to store the data in a flexible manner. In particular, the sound evaluation unit is also designed to change or adapt data or tone sequence patterns received or already stored by the sound pickup, or to generate such data itself. This advantageously enables, for example, the adaptation of generally more valid data to a very specific patient.
In einer ebenfalls vorteilhaften Ausführungsform weisen die hinterlegten Tonfolgemuster Merkmale von typischen Hintergrundgeräuschen auf. Hintergrundgeräusche im Sinne dieser Anmeldung sind dabei zunächst alle Geräusche, welche zusätzlich zu den in den Atemwegen eines Patienten entstehenden Atemgeräuschen durch einen Schallaufnehmer in oder an einem Beatmungssystem aufgenommen werden; sie überlagern also die reinen Atemgeräusche des Patienten bei der Beatmung.In a likewise advantageous embodiment, the stored tone sequence patterns have features of typical background noises. Background noises in the sense of this application are initially all noises which are recorded in or on a respiratory system by a sound pickup in addition to the breathing noises arising in the respiratory tract of a patient; they therefore superimpose the patient's pure breathing noises during ventilation.
Hintergrundgeräusche können insbesondere Betriebsgeräusche sein, wie sie durch dieBackground noise can be, in particular, operating noise as caused by the
Strömung in Beatmungsschläuchen entstehen. Auch Schalt- oder Regelungsaktionen des Beatmungsgerätes oder anderer medizinischer Geräte können Geräusche verursachen, welche von einem Schallaufnehmer zusammen mit den Atemgeräuschen aufgenommen werden. Auch Geräusche von Beatmungskomponenten, die bei der Beatmung durchströmt werden oder in anderer Weise mitwirken (bspw. Verdampfer, Befeuchter,Flow in ventilation tubes. Switching or regulating actions of the ventilator or other medical devices can also cause noises, which are recorded by a sound sensor together with the breathing noises. Also noises from ventilation components that are flowed through during ventilation or that cooperate in some other way (e.g. evaporator, humidifier,
Filter, Magnet und Regelventile, Drosseln etc.), sind hier als Hintergrundgeräusche zu verstehen.Filters, solenoids and control valves, throttles etc.) are to be understood here as background noise.
Die Hinterlegung von Tonfolgemuster-Daten dieser Hintergrundgeräusche oder ihrer wesentlichen Klangelemente in der Schallauswerteeinheit ermöglicht in vorteilhafterThe storage of tone sequence pattern data of these background noises or their essential sound elements in the sound evaluation unit advantageously enables
Weise ihre Eliminierung aus dem aufgezeichneten Gesamtgeräusch. Durch den Vergleich der aufgezeichneten Geräusche mit den hinterlegten, aus Hintergrundgeräuschen generierten Tonfolgemustern eliminiert die Schallauswerteeinheit die übereinstimmenden Merkmale, so dass das weitgehend reine Atemgeräusch des Patienten in der Schallauswerteeinheit herausgebildet und weiter verarbeitet werden kann. Ein auf diese Art von Fremd-, und Störgeräuschen bereinigtes Atemgeräusch ermöglicht vorteilhaft eine verbesserte Analyse der Geräusche und damit auch eine verbesserte Erkennungsrate.Way of eliminating them from the recorded overall noise. By comparing the recorded noises with the stored tone sequence patterns generated from background noises, the sound evaluation unit eliminates the corresponding features, so that the largely pure breathing noise of the patient can be developed in the sound evaluation unit and processed further. One on this Breathing noise, which has been cleaned up from the type of extraneous noises and interfering noises, advantageously enables an improved analysis of the noises and thus also an improved detection rate.
5 In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit des5 In a further advantageous embodiment of the invention, the control unit of the
Beatmungsgeräts zur Regelung der Regelelemente und/oder zur Ausgabe von Alarmen und/oder Statusmeldungen in Abhängigkeit vom Analyseergebnis durch die Schallauswerteeinheit ansteuerbar. In vorteilhafter Weise kann damit das Ergebnis der Analyse, welches in der Schallauswerteeinheit gebildet wird, unmittelbar zur Auslösung weitererVentilator for controlling the control elements and / or for issuing alarms and / or status messages depending on the analysis result can be controlled by the sound evaluation unit. The result of the analysis, which is formed in the sound evaluation unit, can thus advantageously be used to trigger further ones
0 Funktionen herangezogen werden, welche auch die Regelung der Beatmung selbst betreffen können.0 functions are used, which can also affect the regulation of ventilation itself.
Dazu ist die Schallauswerteeinheit mit der Steuereinheit des Beatmungsgeräts zur Datenübertragung verbunden. Ein von der Schallauswerteeinheit erkannter bestimmterFor this purpose, the sound evaluation unit is connected to the control unit of the ventilator for data transmission. A specific one recognized by the sound evaluation unit
5 Zustand kann dann so an die Steuereinheit gemeldet werden, dass diese beispielsweise einen Alarm auslöst. Ebenso kann das von der Schallauswerteeinheit erkannte Ereignis der Steuereinheit zur weiteren Übertragung an die Bedieneinheit des Beatmungsgeräts übermittelt werden. Die Steuereinheit steuert dann die Bedieneinheit so an, dass eine entsprechende Meldung beispielsweise auf einem LCD-Display, durch geeigneteThe status can then be reported to the control unit so that it triggers an alarm, for example. Likewise, the event recognized by the sound evaluation unit can be transmitted to the control unit for further transmission to the operating unit of the ventilator. The control unit then controls the control unit in such a way that a corresponding message, for example on an LCD display, is triggered by a suitable one
0 Leuchtmittel oder in sonstiger Weise dargestellt wird.0 illuminant or otherwise represented.
Ebenso können die von der Schallauswerteeinheit an die Steuereinheit übermittelten Signale auch dazu führen, dass die Regelung der Beatmung an den entsprechenden Patientenzustand angepasst wird.Likewise, the signals transmitted from the sound evaluation unit to the control unit can also result in the ventilation regulation being adapted to the corresponding patient condition.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Schallauswerteeinheit in das Beatmungsgerät oder in die Steuereinheit des Beatmungsgeräts integriert. Damit wird eine separat zu handhabende Einheit im Behandlungszimmer vermieden und auch die Daten- und Energieübertragung zwischen der Schallauswerteeinheit undIn a further advantageous embodiment of the invention, the sound evaluation unit is integrated in the respirator or in the control unit of the respirator. This avoids a separate unit in the treatment room and also the data and energy transmission between the sound evaluation unit and
>0 der Steuereinheit optimiert. Eine ebenfalls vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung weist eine Schallquelle auf, über die die vom Patienten aufgenommenen Geräusche ausgegeben werden können. Die Schallquelle kann dabei beispielsweise von der Schallauswerteeinheit oder der Steuer- einheit des Beatmungsgeräts angesteuert werden. Ein behandelnder Arzt hat somit vorteilhafterweise die Möglichkeit, die von dem Schallaufnehmer erfassten Geräusche selbst und gegebenenfalls mehrfach anzuhören, um eine Diagnose stellen oder das von der Schallauswerteeinheit signalisierte Ereignis überprüfen zu können.> 0 of the control unit optimized. A likewise advantageous embodiment of the invention has a sound source via which the noises recorded by the patient can be output. The sound source can be controlled, for example, by the sound evaluation unit or the control unit of the ventilator. A treating physician thus advantageously has the option of listening to the sounds recorded by the sound pickup himself and possibly several times in order to make a diagnosis or to be able to check the event signaled by the sound evaluation unit.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung repräsentieren die in derIn an advantageous embodiment of the invention, the represent in the
Schallauswerteeinheit hinterlegbaren Tonfolgemuster den Klang eines Sekretstaus in einem Atemweg des Patienten. Die Ausrichtung der Merkmale des hinterlegten Tonfolgemusters speziell auf den Klang eines Sekretstaus bringt den Vorteil, dass die Schallauswerteeinheit gezielt einen solchen Sekretstau ermitteln kann. Ein Sekretstau stellt einen wesentlichen Grund zur temporären Abschaltung der Beatmung dar, da dasSound evaluation unit can be stored with a tone sequence pattern, the sound of a secretion jam in a patient's airway. The alignment of the features of the stored tone sequence pattern specifically to the sound of a secretion jam has the advantage that the sound evaluation unit can specifically determine such a secretion jam. A secretion jam is an essential reason for temporarily switching off ventilation, since that
Sekret abgesaugt werden muss, um die Beatmung grundsätzlich erfolgreich weiterführen zu können.Secretion must be aspirated in order to be able to continue ventilation successfully.
Selbstverständlich können die hinterlegten Tonfolgemuster auch an typischen Merk- malen anderer Geräusche ausgerichtet sein, so dass bestimmte Erkrankungen, welche sich über ein Atemgeräusch ermitteln lassen, durch die Schallauswerteeinheit erkannt werden können.Of course, the stored tone sequence patterns can also be aligned with typical characteristics of other noises, so that certain illnesses, which can be determined by breathing noise, can be recognized by the sound evaluation unit.
Das Beatmungsgerät ist vorteilhafterweise so ausgeführt, dass das von der Schallaus- werteeinheit ermittelte Analyseergebnis und/oder geeignete Statusmeldungen und/oderThe ventilator is advantageously designed such that the analysis result determined by the sound evaluation unit and / or suitable status messages and / or
Alarmmeldungen ausgebbar sind, und zwar durch die Schallauswerteeinheit selbst oder auch die Bedieneinheit des Beatmungsgeräts. Dies ermöglicht die einfache Kenntnisnahme des aktuellen Patientenzustands oder möglicher Handlungserfordernisse. Denkbar ist insbesondere auch die Ausgabe einer Prognose, wann mit einer möglicherweise erforderlichen Sekretabsaugung zu rechnen sein muss. Ein solcher Zeitpunkt könnte durch die Schallauswerteeinheit oder die Steuereinheit des Beatmungsgeräts ermittelt werden anhand von gespeicherten Daten, aus denen eine periodische Wieder- 5 kehr des Sekretstaus in der Vergangenheit zu entnehmen ist. Ein solcher Zeitpunkt ließe sich andererseits aber auch auf Grund einer erkannten Tendenz zur Bildung bzw. einem erkannten Fortschreiten der Entwicklung eines Sekretstaus prognostizieren.Alarm messages can be output, specifically by the sound evaluation unit itself or also by the control unit of the ventilator. This enables easy knowledge of the current patient status or possible action requirements. In particular, it is also conceivable to issue a forecast as to when a possibly necessary secretion suction must be expected. Such a point in time could be determined by the sound evaluation unit or the control unit of the respirator on the basis of stored data, from which a periodic return of the secretion jam in the past can be seen. On the other hand, such a point in time could also be predicted on the basis of a recognized tendency to form or a recognized progress in the development of a secretion jam.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird die Gasversorgung des 0 Patienten während der Aufnahme von Atemgeräuschen wenigstens teilweise durchIn an advantageous embodiment of the method, the gas supply to the patient is at least partially carried out during the recording of breathing noises
Ansteuerung der Regelelemente unterbrochen. Da das Beatmungsgerät Geräusche erzeugt, die üblicherweise die Eigengeräusche, welche durch den Atemvorgang in der Lunge erzeugt werden, überlagern, ist eine möglichst unverfälschte Aufnahme der reinen Atemwegsgeräusche durch den Schallaufnehmer anzustreben. Um die durch das 5 Beatmungsgerät verursachten Fremdgeräusche bei der Geräuschaufnahme nicht mit zu berücksichtigen, kann die Beatmung vorteilhafterweise unterbrochen werden.Control of the control elements interrupted. Since the ventilator generates noises that usually overlay the intrinsic noises that are generated by the breathing process in the lungs, the sound transducer should aim to record the pure respiratory noises as unadulterated as possible. In order not to take into account the extraneous noises caused by the ventilator, the ventilation can advantageously be interrupted.
Eine solche Unterbrechung, die sich beispielsweise im Millisekundenbereich abspielt, würde dazu führen, dass der Schallaufnehmer ausschließlich die vom Patienten verur-Such an interruption, which takes place, for example, in the millisecond range, would result in the sound pickup exclusively causing the patient to
0 sachten Atmungsgeräusche aufnähme, da die aktive Beatmung zu diesem Zeitpunkt abgestellt wäre. Das während dieser Zeit aufgenommene Geräusch enthält dann keine Fremdgeräusche mehr und ist entsprechend genauer auswertbar. Da die Unterbrechung der Beatmung nur für sehr kurze Zeiten vorgenommen wird, ist von einer Schädigung des Patienten nicht auszugehen. In diesem Sinne ist die Unterbrechungsdauer dann auch0 gently record breathing noises, since active ventilation would be switched off at this time. The noise recorded during this time then no longer contains any extraneous noise and can therefore be evaluated more precisely. Since the ventilation is only interrupted for a very short time, the patient cannot be harmed. The duration of the interruption is also in this sense
,5 zu wählen.To choose 5.
Besonders vorteilhaft lässt sich diese isolierte Geräuscherfassung auch dazu verwenden, dem behandelnden Arzt das tatsächliche Atemwegsgeräusch vorzuspielen. Da die Dauer des ohne Fremdeinflüsse erfassten Geräusches dann relativ kurz ist, ist die Schallaus- ι0 werteeinheit oder die Steuereinheit des Beatmungsgeräts vorteilhafterweise so ausge- führt, dass das erfasste Geräusch mehrfach hintereinander über eine Schallquelle ausgegeben werden kann.This isolated noise detection can also be used particularly advantageously to pretend to the attending physician the actual airway noise. Since the duration of the noise detected without external influences is then relatively short, the sound evaluation unit or the control unit of the ventilator is advantageously designed leads to the fact that the recorded sound can be output several times in succession via a sound source.
Beispielsweise könnte ein über zehn Millisekunden aufgenommenes, fremdgeräusch- freies Atemgeräusch, welches in der Schallauswerteeinheit gespeichert würde, dem Arzt 5 auf Anforderung beispielsweise dreihundertmal hintereinander vorgespielt werden. Er könnte sich damit das entsprechende Atemwegsgeräusch drei Sekunden lang anhören und eine Diagnose stellen oder überprüfen.For example, a breathing noise free of extraneous noise recorded over ten milliseconds and which would be stored in the sound evaluation unit could, for example, be played three hundred times in succession to the doctor 5 on request. He could listen to the corresponding airway noise for three seconds and make or check a diagnosis.
Selbstverständlich kann das fremdgeräuschfreie Atemgeräusch auch für die Analyse in 0 der Schallauswerteeinheit herangezogen werden. Auch für diese Analyse kann das aufgezeichnete Geräusch erforderlichenfalls mehrmals reproduziert werden.Of course, the breathing noise free of extraneous noise can also be used for the analysis in the sound evaluation unit. The recorded noise can also be reproduced several times for this analysis if necessary.
Die über einen gesamten Atemzyklus verteilten Geräusche können dabei erfasst werden, indem nur für kurze Zeiten in bestimmten Phasen des Atemzyklus die Beatmung kurz-The noises distributed over an entire breathing cycle can be recorded by ventilating briefly for only short periods in certain phases of the breathing cycle.
5 fristig abgeschaltet und das Atemgeräusch aufgezeichnet wird. Für die zwischen diesen5 timed off and the breathing sound is recorded. For those between them
Zeitpunkten liegende Zeit kann das jeweils vorausgehend aufgezeichnete Atemgeräusch dann entsprechend reproduziert und auch wiedergegeben werden. Eine solche Ausgabe ist auch verzögerungsfrei zeitgleich mit dem ablaufenden Beatmungszyklus über einen Lautsprecher oder Kopfhörer möglich.When the time lies, the respiratory sound recorded in advance can then be reproduced and reproduced accordingly. Such output is also possible without delay at the same time as the ventilation cycle in progress via a loudspeaker or headphones.
,0, 0
Der Beatmungszyklus eines Patienten teilt sich üblicherweise auf in vier Phasen. Für die Auswertung der Geräusche durch die Schallauswerteeinheit oder für den behandelnden Arzt können die Atemgeräusche einer dieser vier Phasen von besonderer Bedeutung sein. Die Schallauswerteeinheit und/oder die Steuereinheit des Beatmungsgeräts istA patient's ventilation cycle is usually divided into four phases. The breathing sounds of one of these four phases can be of particular importance for the evaluation of the noises by the sound evaluation unit or for the treating doctor. The sound evaluation unit and / or the control unit of the ventilator is
'.5 daher so ausgelegt, dass die Atmungsgeräusche aus nur gezielt gewählten Beatmungsphasen ausgegeben werden können.'.5 is therefore designed in such a way that breathing noises can only be output from specifically selected ventilation phases.
Beispielsweise ist denkbar, die Atmungsgeräusche des Patienten während der sogenannten Plateauphase gezielt auswerten zu wollen. Auf entsprechende Anforderung i0 kann die Schallauswerteeinheit oder die Steuereinheit des Beatmungsgeräts dann die in der bestimmten Phase aufgezeichneten Atemgeräusche - gegebenenfalls mehrfach reproduziert - getrennt von den Atemgeräuschen aus den anderen Beatmungsphasen ausgeben oder verarbeiten. Der Anwender kann also vorteilhaft wählen, ob die Ausgabe der Geräusche des kompletten Atemzugs oder nur der Geräusche einer oder mehrerer der vier Phasen erfolgen soll.For example, it is conceivable to specifically want to evaluate the patient's breathing noises during the so-called plateau phase. Upon corresponding request i0, the sound evaluation unit or the control unit of the ventilator can then operate in Output or process breath sounds recorded in the specific phase - possibly reproduced several times - separately from the breath sounds from the other ventilation phases. The user can therefore advantageously choose whether the sounds of the complete breath or only the sounds of one or more of the four phases should be output.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantages of the invention emerge from the subclaims.
Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand einer Figur näher erläutert.An exemplary embodiment of the invention will now be explained in more detail with reference to a figure.
Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Beatmungsgeräts.The single figure shows a schematic representation of a ventilator according to the invention.
Wie in der Fig. 1 zu erkennen ist, ist ein Beatmungsgerät 1 vorgesehen. Das Beatmungsgerät 1 weist ein Bedienteil 3 auf, welches mit einer in dem Beatmungsgerät 1 enthaltenen Steuereinheit 9 Daten austauschen kann. Das Bedienteil umfasst eine Anzeigeeinheit zur Darstellung unter anderem von Beatmungsparametern, Alarmen oder auch von Merkmalen bestimmter Tonfolgemuster.As can be seen in FIG. 1, a respirator 1 is provided. The ventilator 1 has an operating part 3, which can exchange data with a control unit 9 contained in the ventilator 1. The control unit includes a display unit for displaying, among other things, ventilation parameters, alarms or also features of certain tone sequence patterns.
Das Beatmungsgerät 1 weist ferner einen Gassteuerblock 11 auf. Der Gassteuerblock 11 dient zur Aufbereitung eines Inspirationsgases aus Gasen, die dem Gassteuerblock 11 extern zugeführt werden. In der Fig. 1 sind beispielhaft Gaszuführungen für Luft und Sauerstoff dargestellt.The respirator 1 also has a gas control block 11. The gas control block 11 is used to process an inspiratory gas from gases that are supplied to the gas control block 11 externally. 1 shows gas feeds for air and oxygen as examples.
Der Gassteuerblock 11 weist Gasregelelemente 12 auf. Die Gasregelelemente 12 werden von der Steuereinheit 9 zur Aufbereitung des Inspirationsgases angesteuert. Weiterhin können die Gasregelelemente 12 ein einem Patienten 4 zuzuführendes Inspirationsgas und ein von dem Patienten 4 abzuführendes Exspirationsgas hinsichtlich Menge undThe gas control block 11 has gas control elements 12. The gas control elements 12 are controlled by the control unit 9 for processing the inspiratory gas. Furthermore, the gas control elements 12 can contain an inspiratory gas to be supplied to a patient 4 and an expiratory gas to be discharged from the patient 4 in terms of quantity and
Druck regeln. Das Inspirationsgas wird dem Patienten 4 über ein Gaszuführungssystem 2 zugeleitet. Das Gaszuführungssystem 2 weist Gasaufbereitungskomponenten 10 auf. Zu solchen Gasaufbereitungskomponenten 10 zählt beispielsweise ein Befeuchter oder ein Filter. Zwischen den Gasaufbereitungskomponenten 10 und dem Patienten 4 ist in das Gaszu- führungssystem 2 ein Schallaufnehmer 7 eingebracht. Die Anordnung des Schallaufnehmers 7 ist dabei so gewählt, dass sich zwischen dem Schallaufnehmer 7 und dem Patienten 4 keine weiteren Gasaufbereitungskomponenten 10 befinden, die eine Schallübertragung vom Patienten 4 zum Schallaufnehmer 7 unnötig behindern könnten.Regulate pressure. The inspiration gas is supplied to the patient 4 via a gas supply system 2. The gas supply system 2 has gas treatment components 10. Such a gas treatment component 10 includes, for example, a humidifier or a filter. A sound transducer 7 is introduced into the gas supply system 2 between the gas processing components 10 and the patient 4. The arrangement of the sound pickup 7 is selected such that there are no further gas processing components 10 between the sound pickup 7 and the patient 4 which could unnecessarily impede sound transmission from the patient 4 to the sound pickup 7.
Der Schallaufnehmer 7 ist mit einer Schallauswerteeinheit 8 verbunden. Die Schallauswerteeinheit 8 ist mit der Steuereinheit 9 des Beatmungsgeräts 1 verbunden. Die Verbindung zwischen dem Schallaufnehmer 7 und der Schallauswerteeinheit 8 bzw. zwischen der Schallauswerteeinheit 8 und der Steuereinheit 9 ist für die Übertragung von Daten vorgesehen.The sound pickup 7 is connected to a sound evaluation unit 8. The sound evaluation unit 8 is connected to the control unit 9 of the ventilator 1. The connection between the sound pickup 7 and the sound evaluation unit 8 or between the sound evaluation unit 8 and the control unit 9 is provided for the transmission of data.
Eine Beatmung im Sinne der in Fig. 1 dargestellten Anordnung geht nun wie folgt vor sich:Ventilation in the sense of the arrangement shown in FIG. 1 now proceeds as follows:
Dem Patienten 4 wird ein im Gassteuerblock 11 aufbereitetes Inspirationsgas über das Gaszuführungssystem 2 zugeführt. Das vom Patienten 4 ausgeatmete Exspirationsgas kann ebenfalls über das Gaszuführungssystem 2 zum Beatmungsgerät 1 zurückgeleitet werden. Während der Beatmung des Patienten erfasst der Schallaufnehmer 7 Atemgeräusche, welche an der Stelle der Anordnung des Schallaufnehmers 7 innerhalb des Gaszuführungssystems 2 auftreten. Der Schallaufnehmer 7 wandelt die erfassten Geräu- sehe in geeignete Daten um und überträgt sie an die Schallauswerteeinheit 8. Alternativ ist die Umwandlung der Daten auch in der Schallauswerteeinheit 8 denkbar.An inspiration gas prepared in the gas control block 11 is supplied to the patient 4 via the gas supply system 2. The expired gas exhaled by the patient 4 can also be returned to the ventilator 1 via the gas supply system 2. During ventilation of the patient, the sound pickup 7 detects breathing noises that occur at the location of the arrangement of the sound pickup 7 within the gas supply system 2. The sound pickup 7 converts the detected sound into suitable data and transmits it to the sound evaluation unit 8. Alternatively, the data can also be converted in the sound evaluation unit 8.
Die Schallauswerteeinheit 8 vergleicht die von dem Schallaufnehmer 7 übermitteltenThe sound evaluation unit 8 compares those transmitted by the sound pickup 7
Daten mit in der Schallauswerteeinheit 8 hinterlegten Tonfolgemustern im Sinne einer Spracherkennung. Bei einer festzulegenden Abweichung oder Übereinstimmung der von dem Schallaufnehmer 7 übermittelten Daten mit den in der Schallauswerteeinheit 8 hinterlegten Tonfolgemustern überträgt die Schallauswerteeinheit 8 ein Analyseergebnis in Signalform an die Steuereinheit 9. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn ein Teil der Atemwege des Patienten 4 durch ein Sekret blockiert wird und daraus ein A- temgeräusch resultiert, welches in seinen Merkmalen mit einem in der Schallauswerteeinheit 8 hinterlegten Tonfolgemuster übereinstimmt.Data with tone sequence patterns stored in the sound evaluation unit 8 in the sense of speech recognition. If there is a discrepancy or if the Data transmitted by the sound pickup 7 with the tone sequence patterns stored in the sound evaluation unit 8, the sound evaluation unit 8 transmits an analysis result in signal form to the control unit 9. This is the case, for example, when part of the patient's airways 4 is blocked by a secretion and from there Breath noise results, the characteristics of which correspond to a tone sequence pattern stored in the sound evaluation unit 8.
Die Steuereinheit 9 des Beatmungsgeräts 1 kann daraufhin in die Regelung der Inspirationsgas-Zuführung zum Patienten 4 auf Basis einer vorgebbaren Funktion durch An- Steuerung der Gasregelelemente 12 eingreifen. Ebenso kann das von der Schallauswerteeinheit 8 an die Steuereinheit 9 übermittelte Signal bzw. Analyseergebnis an das mit der Steuereinheit 9 gekoppelte Bedienteil 3 übertragen und dort angezeigt werden. E- benso besteht die Möglichkeit, ein aus dem Analyseergebnis resultierendes Warnsignal auszugeben. An dem Beatmungsgerät 1 ist dazu eine Schallquelle 5 angeschlossen, über die akustische Signale ausgegeben werden können.The control unit 9 of the ventilator 1 can then intervene in regulating the inspiratory gas supply to the patient 4 on the basis of a predefinable function by controlling the gas regulating elements 12. Likewise, the signal or analysis result transmitted from the sound evaluation unit 8 to the control unit 9 can be transmitted to the control unit 3 coupled to the control unit 9 and displayed there. It is also possible to output a warning signal resulting from the analysis result. For this purpose, a sound source 5 is connected to the ventilator 1, via which acoustic signals can be output.
Auf Anforderung eines Arztes über das Bedienteil 3 kann ein in der Schallauswerteeinheit 8 verarbeitetes Atemgeräusch über die Schallquelle 5 einfach oder auch mehrmals hintereinander ausgegeben werden.At the request of a doctor via the control unit 3, a breathing noise processed in the sound evaluation unit 8 can be output simply or several times in succession via the sound source 5.
Die Schallauswerteeinheit 8 besitzt eine Datenschnittstelle 6, über die der Schallauswerteeinheit 8 Daten, insbesondere über Tonfolgemuster, zugeführt werden können. Die Tonfolgemuster und die von dem Schallaufnehmer 7 übertragenen Daten können in der Schallauswerteeinheit 8 digital oder analog gespeichert bzw. verarbeitet werden. The sound evaluation unit 8 has a data interface 6, via which data, in particular about tone sequence patterns, can be fed to the sound evaluation unit 8. The tone sequence pattern and the data transmitted by the sound pickup 7 can be stored or processed digitally or analogously in the sound evaluation unit 8.

Claims

Patentansprüche claims
1. Beatmungsgerät (1) zur Beatmung von Patienten (4),1. ventilator (1) for ventilating patients (4),
a) mit einer Bedieneinheit (3) und einer Steuereinheit (9), und b) mit einem von der Steuereinheit (9) ansteuerbaren Gassteuerblock (11) mit Gasregelelementen (12) zur Gasversorgung eines Patientena) with an operating unit (3) and a control unit (9), and b) with a gas control block (11) which can be controlled by the control unit (9) and has gas control elements (12) for supplying gas to a patient
(4) mit Atemgas, und c) mit einem Gaszuführungssystem (2) zur Leitung von Atemgasen zum Patienten (4) hin und/oder vom Patienten (4) weg, und d) mit wenigstens einem Schallaufnehmer (7) und mit einer Schallaus- werteeinheit (8),(4) with breathing gas, and c) with a gas supply system (2) for guiding breathing gases to the patient (4) and / or away from the patient (4), and d) with at least one sound sensor (7) and with a sound sensor. value unit (8),
dadurch gekennzeichnet,characterized,
e) dass wenigstens ein Schallaufnehmer (7) zur Aufnahme von Atemge- rauschen an dem Gaszuführungssystem (2) angeordnet ist, und f) dass die Schallauswerteeinheit (8) zur Analyse der Atemgeräusche hinsichtlich in der Schallauswerteeinheit (8) vorgebbarer Tonfolge- Muster und zur Ausgabe eines Analyseergebnisses ausgebildet ist.e) that at least one sound pickup (7) for recording breathing noises is arranged on the gas supply system (2), and f) that the sound evaluation unit (8) for analyzing the breathing noises with regard to tone sequence patterns which can be predetermined in the sound evaluation unit (8) and for Output of an analysis result is formed.
2. Beatmungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallauswerteeinheit (8) zur analogen und/oder digitalen Speicherung der vorgebbaren Tonfolgemuster ausgebildet ist. 2. Ventilator according to claim 1, characterized in that the sound evaluation unit (8) is designed for analog and / or digital storage of the predefinable tone sequence pattern.
3. Beatmungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallauswerteeinheit (8) zur digitalen und/oder analogen Speicherung der Atemgeräusche ausgebildet ist.3. Ventilator according to claim 1 or 2, characterized in that the sound evaluation unit (8) is designed for digital and / or analog storage of the breathing sounds.
5 4. Beatmungsgerät nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgebbaren Tonfolgemuster vom Patienten (4) und/oder von der Schallauswerteeinheit (8) und/oder von einer externen Datenquelle generiert werden.5 4. Ventilator according to one of the preceding claims, characterized in that the predefinable tone sequence patterns are generated by the patient (4) and / or by the sound evaluation unit (8) and / or by an external data source.
0 5. Beatmungsgerät nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgebbaren Tonfolgemuster wenigstens teilweise aus Hintergrundgeräuschen generiert sind.5. A ventilator according to one of the preceding claims, characterized in that the predeterminable tone sequence patterns are generated at least in part from background noise.
6. Beatmungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallaus- 5 werteeinheit (8) oder die Steuereinheit (9) zur Eliminierung der Hintergrundgeräusche aus den Atemgeräuschen anhand der gespeicherten Tonfolgemuster der Hintergrundgeräusche ausgebildet ist zur Bildung eines reinen Atemgeräusches des Patienten (4).6. The ventilator according to claim 5, characterized in that the sound evaluation unit (8) or the control unit (9) is designed to eliminate the background noises from the breathing noises on the basis of the stored tone sequence pattern of the background noises to form a pure breathing sound of the patient (4). ,
0 7. Beatmungsgerät nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (9) zur Regelung der Gasregelelemente (12) und/oder zur Ausgabe von Alarmen und/oder Statusmeldungen in Abhängigkeit vom Analyseergebnis durch die Schallauswerteeinheit (8) ansteuerbar ist.7. Ventilator according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit (9) for controlling the gas control elements (12) and / or for outputting alarms and / or status messages depending on the analysis result can be controlled by the sound evaluation unit (8).
,5 8. Beatmungsgerät nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallauswerteeinheit (8) in die Steuereinheit (9) integriert ist., 5 8. Ventilator according to one of the preceding claims, characterized in that the sound evaluation unit (8) is integrated in the control unit (9).
9. Beatmungsgerät nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallauswerteeinheit (8) oder die Steuereinheit (9) zur Ansteuerung ei- ner Schallquelle (5) zur Abgabe der durch den Schallaufnehmer (7) erfassten Geräusche ausgebildet ist.9. Ventilator according to one of the preceding claims, characterized in that the sound evaluation unit (8) or the control unit (9) for controlling egg ner sound source (5) is designed to emit the sound detected by the sound pickup (7).
10. Beatmungsgerät nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgebbaren Tonfolgemuster wenigstens teilweise dem Klang eines Sekretstaus in einem Atemweg des Patienten (4) entsprechen.10. Ventilator according to one of the preceding claims, characterized in that the predeterminable tone sequence pattern corresponds at least partially to the sound of a secretion jam in an airway of the patient (4).
11. Beatmungsgerät nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Analyseergebnis und/oder Statusmeldungen und/oder Alarmmeldungen durch die Schallauswerteeinheit (8) und/oder die Bedieneinheit (3) darstellbar und oder über eine Schallquelle (5) ausgebbar sind.11. Ventilator according to one of the preceding claims, characterized in that the analysis result and / or status messages and / or alarm messages can be displayed by the sound evaluation unit (8) and / or the control unit (3) and or can be output via a sound source (5).
12. Verfahren zur Beatmung von Patienten (4),12. patient ventilation method (4),
a) wobei eine Steuereinheit (9) einen Gassteuerblock (11) ansteuert zura) wherein a control unit (9) controls a gas control block (11)
Gasversorgung eines Patienten (4) mit Atemgas über ein Gaszufuhrungssystem (2), undGas supply of a patient (4) with breathing gas via a gas supply system (2), and
b) wobei wenigstens ein an dem Gaszuführungssystem (2) angeordneter Schallaufnehmer (7) Atemgeräusche des Patienten (4) aufnimmt und in analoger und/oder digitaler Form an eine Schallauswerteeinheit (8) überträgt,b) wherein at least one sound pickup (7) arranged on the gas supply system (2) picks up breathing noises from the patient (4) and transmits them in analog and / or digital form to a sound evaluation unit (8),
dadurch gekennzeichnet,characterized,
c) dass die Schallauswerteeinheit (8) die von dem Schallaufnehmer (7) übertragenen Atemgeräusche hinsichtlich in der Schallauswerteeinheit (8) vorgegebener Tonfolge-Muster analysiert und ein Analyseergebnis ausgibt. c) that the sound evaluation unit (8) analyzes the breathing noises transmitted by the sound pickup (7) with regard to the tone sequence pattern specified in the sound evaluation unit (8) and outputs an analysis result.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgebbaren Tonfolgemuster in der Schallauswerteeinheit (8) analog und/oder digital gespeichert werden.13. The method according to claim 12, characterized in that the predefinable tone sequence patterns are stored in the sound evaluation unit (8) in an analog and / or digital manner.
5 14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Atemgeräusche in der Schallauswerteeinheit (8) digital und/oder analog gespeichert werden.5 14. The method according to claim 12 or 13, characterized in that the breathing noises in the sound evaluation unit (8) are stored digitally and / or analog.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass 0 die vorgebbaren Tonfolgemuster vom Patienten (4) und/oder von der Schallauswerteeinheit (8) und/oder von einer externen Datenquelle generiert werden.15. The method according to any one of claims 12 to 14, characterized in that the predeterminable tone sequence patterns are generated by the patient (4) and / or by the sound evaluation unit (8) and / or by an external data source.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgebbaren Tonfolgemuster wenigstens teilweise aus Hintergrundgeräuschen 5 generiert werden.16. The method according to any one of claims 12 to 15, characterized in that the predefinable tone sequence patterns are at least partially generated from background noise 5.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallauswerteeinheit (8) oder die Steuereinheit (9) Hintergrundgeräusche aus den Atemgeräuschen anhand der gespeicherten Tonfolgemuster der Hintergrundgeräusche elimi-17. The method according to claim 16, characterized in that the sound evaluation unit (8) or the control unit (9) eliminates background noises from the breathing noises on the basis of the stored tone sequence pattern of the background noises.
0 niert zur Bildung eines reinen Atemgeräusches des Patienten (4).0 kidney to form a pure breathing sound of the patient (4).
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallauswerteeinheit (8) die Steuereinheit (9) zur Durchführung von Regelungen und/oder zur Ausgabe von Alarmen und/oder Statusmeldungen in Abhän-18. The method according to any one of claims 12 to 17, characterized in that the sound evaluation unit (8), the control unit (9) for carrying out controls and / or for outputting alarms and / or status messages in dependent
,5 gigkeit vom Analyseergebnis ansteuert., 5 of the analysis result.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasversorgung während der Aufnahme von Atemgeräuschen wenigstens teilweise durch Ansteuerung der Regelelemente unterbrochen wird.19. The method according to any one of claims 12 to 18, characterized in that the gas supply is at least partially interrupted by control of the control elements during the recording of breathing noises.
.0 .0
0. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallauswerteeinheit (8) oder die Steuereinheit (9) eine Schallquelle zur Abgabe der durch den Schallaufnehmer (7) erfassten Geräusche ansteuert. 0. The method according to any one of claims 12 to 19, characterized in that the sound evaluation unit (8) or the control unit (9) controls a sound source to emit the noises detected by the sound pickup (7).
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