WO2014124745A1 - Vorrichtung zur atemunterstützung - Google Patents

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WO2014124745A1
WO2014124745A1 PCT/EP2014/000369 EP2014000369W WO2014124745A1 WO 2014124745 A1 WO2014124745 A1 WO 2014124745A1 EP 2014000369 W EP2014000369 W EP 2014000369W WO 2014124745 A1 WO2014124745 A1 WO 2014124745A1
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measuring device
control device
respiratory
control
breathing
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PCT/EP2014/000369
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Norbert Wruck
Stefan Mersmann
Ernst Schubert
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Dräger Medical GmbH
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    • A61M2230/60—Muscle strain, i.e. measured on the user

Definitions

  • the invention relates to a device for breathing assistance according to claim 1 and a method for operating such a device.
  • Respiratory support devices are well known. They are used in particular when patients have insufficient own respiratory function. Such respiratory assistance or even complete mechanical ventilation may require, for example, the intubation or tracheotomy of the patient, so that the ventilated patient requires a medicamentous therapy for the production of a certain freedom from pain and frequently also the switching off of consciousness.
  • Consciousness deactivation serve.
  • various opioids e.g. Fentanyl, sufentanil, remifentanil, morphine, etc.
  • propofol e.g. Fentanyl, sufentanil, remifentanil, morphine, etc.
  • propofol e.g. propofol
  • various benzodiazepines e.g. benzodiazepines
  • alpha-2 antagonists e.g. Desflurane, isoflurane, enflurane, sevoflurane or halothane.
  • Respiratory flow measuring device determined. From this breathing pattern can then be deduced on the depth of sedation of the patient. With the help of this device can then - for example by means of a control device and a
  • Dosage device for drugs - the depth of sedation during the day can be changed by adjusting the dose of sedatives accordingly. In this way, the automatic awakening of a patient can be made possible at a predetermined time, so that, for example, before a medical visit by a specially from
  • Control device supplied signal an automatic Extubationstest can be performed.
  • EP 2 319 567 A1 provides a device for controlling a ventilator. To monitor the sedation depth of a patient, this device has means for monitoring CNS parameters.
  • these agents may be an electroencephalograph (EEG) or an electromyograph (EMG).
  • the device should in particular be inexpensive and can be realized with the simplest possible means.
  • the device should be able to provide the opportunity to detect the risk of the onset or onset of respiratory depression, especially respiratory depression caused by medication.
  • respiratory depression is intended, for example, with the aid of the device according to the invention automatically in the control of the device,
  • the device should therefore be designed so that it can be used as an auxiliary device to determine whether an extubation can be carried out safely.
  • the invention provides a device for breathing assistance with the features of independent claim 1, and a method for operating a A device for supporting the breathing of a, patients with the features of claim 13. Further embodiments are the subject matter of the dependent claims.
  • the invention provides that the device comprises a spontanatemEntes ventilator, a control device, a dosing device for pharmaceutically active substances and at least a first measuring device, wherein in the control device pharmacodynamic and / or pharmacokinetic data of pharmaceutically active substances and / or Compositions are deposited, wherein in the control device comparison data for different breathing parameters are stored and wherein the measuring device is designed such that with the aid of
  • Measuring device one or more respiratory parameters can be detected, and wherein the measuring device or an optionally available further measuring device is designed such that with the aid of the meter, the effective amount of active one or more of the dispensing of dispensed pharmaceutical substances can be detected, and wherein at least between the control device and the Measuring device and / or the dosing a means for bidirectional data exchange is arranged.
  • the respiratory support with the aid of the device according to the invention comprises both the respiratory assistance in the strict sense and the fully mechanical ventilation of a patient.
  • Breathing support in the narrower sense is understood to mean the mechanical support of spontaneous breathing, in which the patient is in a state in which he is spontaneously capable in principle, but the gas exchange in the lung due to the weak breathing activity is not sufficient. Under a complete
  • Mechanical ventilation of a patient is understood to mean ventilation in which spontaneous breathing is substantially suppressed and in which only during weaning, i. e. Thus, the weaning of the respiratory support, is checked episodically, whether the patient is spontaneously capable.
  • Breath support does not favor an anesthetic device, especially none
  • Anesthetic device for use in an operating room is typically a respirator, which is designed so that a patient whose breathing is supported by means of this device can breathe within certain limits or even completely spontaneously.
  • the patient may control the frequency of the breaths themselves, and the ventilator will only assist him in the depth of the breath by, for example, dictating the respiratory volume or pressure of inhalation.
  • it may be a device that is suitable for patient-triggered ventilation.
  • the patient can breathe independently.
  • the spontaneous breathable ventilator can do this
  • the control device of such a device may comprise one or more modules for data storage and data processing; which are also referred to below as data storage. These modules can be interconnected by data exchange means, preferably bidirectional data exchange means.
  • the control device can have both one and a plurality of data memories. These can be integrated into the control device as well as designed as separate components. In such a data memory, measured values recorded with the aid of the measuring device can be read in and stored. It is also possible to store already known values, such as the pharmacokinetic or
  • known values for typical respiratory parameters may be stored in such a data store.
  • both the known pharmacokinetic or pharmacodynamic parameters and the respiratory parameters are values which are referred to as comparative values.
  • the control device has only one data memory, which serves both for reading in the measured values and for storing the comparison values.
  • the control device has a first data memory which serves for the detection and / or storage of the measured values of the measuring device (s), and at least one second data memory in which comparison values are stored. It is conceivable that the first and the second data memory can communicate with each other.
  • the control device may further comprise a computing unit.
  • the arithmetic unit can be integrated into the control device as well as designed as a separate component.
  • Such a computing unit can serve and be designed to compare the stored comparison values with the acquired measured values.
  • Computing unit can do this with the or the data storage / s via means for Data exchange, preferably means for bidirectional data exchange, be connected.
  • a decision value can be determined with the aid of the arithmetic unit. Based on such a decision value, the arithmetic unit can then select, for example, a control command. For example, in the
  • Control device may be deposited a selection of various control commands, for example in one of the above-mentioned data memory or in another
  • the control device can then be determined based on a determined
  • Control device connected component of the device according to the invention
  • control command can be selected with the aid of the arithmetic unit of the control device.
  • the control command can then be sent from the control device to the device using the bidirectional data exchange means
  • Dosing device, the ventilator or the meter are transmitted.
  • Components are transmitted simultaneously.
  • Device according to the invention enter the corresponding values via a correspondingly adapted user interface. It can be seen that it is favorable if the device according to the invention has an operating interface.
  • Control device and / or the arithmetic unit of the device according to the invention can therefore be programmable. It is also conceivable that a selection of decision values and / or control commands is already stored in the control device, from which the operator of the device can optionally make a selection. It is therefore advantageous if a selection of decision values or control commands for optional selection by the operator are stored in the control device.
  • the metering device of the device according to the invention can, for example, a
  • the device is a device for the inhalative administration of pharmaceutically active substances or compositions.
  • the metering device is a device which is for both intravenous and inhalative administration of pharmaceutically active substances or compositions.
  • a pharmaceutically active substance is understood to mean a compound which may have an influence on the physiological condition of a patient
  • a pharmaceutically active composition is understood to mean a mixture of substances in which both pharmaceutically active substances - for example
  • Painkillers, sedatives or the like - as well as non-pharmaceutically active substances may be present, for example carriers for
  • pharmaceutically active substances are pharmaceutically active substances.
  • pharmaceutically active substances both pharmaceutically active substances and pharmaceutically active
  • compositions also commonly referred to as “medicament”.
  • pharmacodynamic data of pharmaceutically active substances and / or compositions are understood to mean, as is generally customary, data relating to the mechanism of action of medicaments on the organism.
  • the pharmacodynamic data stored in the controller may be data describing the effect of one or more drugs on the C0 2 sensitivity of the respiratory center.
  • Respiratory center of a patient will not respond in a physiologically correct way to a C0 2 increase in the blood. It is also conceivable that it is in the deposited
  • pharmacodynamic data are data describing the effect of one or more drugs on the 0 2 -sensitivity of the respiratory center. In this case it can be recognized with the help of the deposited data, when the danger exists that the
  • the stored pharmacodynamic data are data describing the effect of one or more drugs on the pH sensitivity of the respiratory center. In this case, it can be detected with the aid of the stored data, when there is the danger that the respiratory center of a patient does not respond in a physiologically correct manner to a patient
  • pharmacokinetic data of pharmaceutically active substances and / or compositions are, as is generally customary, understood to mean data which relate to chemical and / or physical processes leading to a change in the drug concentration in the organism and thus to a
  • Change in the strength of the effect of the drug effect can be data that provides information on how fast a drug can be broken down by the organism. It can also be, for example, data that provide information about the concentration of a drug in the blood of a patient may be present when a certain concentration of the drug is measured in the patient's breathing gas or vice versa.
  • pharmaceutically active substance (s) as well as pharmacokinetic data of one or more pharmaceutically active substance (s), pharmacodynamic data of one or more pharmaceutically active substance (s), pharmacokinetic data of one or more pharmaceutically active substance (s),
  • Respiratory parameters within the meaning of the present invention may be measured values which provide information about the current respiratory activity of a patient. Such breathing parameters can also provide information about the quality of the self-breathing of a patient. Examples of such measurements are respiratory resistance (RR), end-tidal C0 2 concentration (etC0 2 , also referred to as endtidal C0 2 ), respiratory minute volume (AMV), partial oxygen saturation (SpQ 2 ) and oxygen concentration (Fi0 2 ). , the respiratory rate, for example, the spontaneous breathing rate (f spn ), the tidal volume (V t ), various
  • Sedation depth and the ability to normal, spontaneous breathing be deduced Sedation depth and the ability to normal, spontaneous breathing be deduced.
  • End-tidal C0 2 concentrations can serve as a yardstick to assess whether a patient has normal breathing.
  • corresponding comparative data that is to say comparison data for respiration parameters, can be stored in the control device.
  • a measuring device may be both a measuring device, the
  • a measuring device that detects concentration readings in the respiratory gas, or a device that records the respiratory volume flow time-resolved, or a measuring device that detects the variability of in- and / or expiratory times, preferably based on the measured C0 2 concentrations Gauge that captures respiratory-related muscle control operations.
  • a measuring device may be both a measuring device that detects various respiratory parameters, or a measuring device that can analyze blood or respiratory gas measured values relating to a medication that has been administered to the patient. For example, with the aid of such a measuring device it can be ascertained in which concentration a particular administered drug is present in a blood sample of a patient.
  • the effective amount of active substance of a medicament which is relevant for a ventilated patient is understood to mean the amount of a drug which can actually exert an effect on the organism.
  • the effective amount of active substance is the actual concentration of an active substance prevailing in the body of a patient, that is to say that amount of the active substance which was administered to the patient and in fact also absorbed by the body.
  • the effective amount of active substance can be determined, for example, by measuring the concentration of an active substance or of a metabolite of the active substance in the blood or in the breathing gas of the patient.
  • Control device and the ventilator one or more means for
  • bidirectional data exchange are available.
  • means for bidirectional data exchange are preferably present both between the measuring device and the control device, and between the metering device and the control device and between the ventilator and the control device.
  • Bidirectional data exchange can serve to capture acquired readings from the
  • Measuring device can be transmitted to the control device such that settings relating to the dispensed quantity of medicaments by the metering device can be transmitted from the metering device to the control device; values relating to the current setting of the ventilator can be transmitted from the ventilator to the control device; or that control commands from the control device to the metering device, the ventilator and / or the
  • Measuring device can be transmitted.
  • Data exchange between the control device and a measuring device both serve that the measuring device at regular intervals transmits measured values from the measuring device to the control device and that the control device - for example, depending on determined decision values or control commands - requests measurements at the meter.
  • Dosing serve both to transmit control commands from the control device to the metering device, as well as a feedback on the amount of drug dispensed or even, for example. to transmit the still available deliverable amount of medication from the metering device to the control device.
  • the ventilator has a respiratory line.
  • a breathing line can have an inspiratory line.
  • a breathing line may also have an expiratory line.
  • the respiratory conduit may further comprise a Y-piece '. Both the inspiratory line and the expiratory line preferably lead into the Y-piece.
  • the breathing line may further comprise a patient line. This can also be connected to the Y-piece.
  • the ventilator may further comprise a gas connection and / or a room air supply and it may have aids for waste gas disposal.
  • the Control device integrated into the ventilator.
  • the control device is a separate assembly of the device.
  • the metering device can be controlled by the control device.
  • the control device the metering device through the
  • Controlling transmission of control commands via the bidirectional data transmission means can be selectable based on a decision value by the control device, for example by the computing unit of the control device.
  • the decision value can be determined, for example, with the aid of the arithmetic unit on the basis of measured values which are transmitted from the measuring device to the
  • the metering device is, for example, a metering device for substances administered by inhalation (medicaments) and / or a metering device for intravenously administered substances. It is also conceivable that the metering device is suitable both for the intravenous and for the inhalative administration of substances.
  • the metering device may comprise one or more subunits, each for the administration of a medicament
  • a first drug can be administered intravenously, while a second drug is administered by inhalation at the same time.
  • the metering device has at least one
  • a medicament supply line is understood to mean a line which can be connected to an adapter, with which a direct or indirect contact with the bloodstream or the respiratory tract of the patient can be produced.
  • a medicament supply line is understood to mean a line which can be connected to an adapter, with which a direct or indirect contact with the bloodstream or the respiratory tract of the patient can be produced.
  • Drug supply line to be connected to an infusion needle, a respiratory mask or a breathing tube.
  • the adapter can also be part of
  • the device can have both drug supply lines, which can be connected to the blood circulation, and medication feed lines, which are connected to the blood circulation system
  • Respiratory tract of the patient are connectable. It will be appreciated that it is beneficial if the drug delivery line is a conduit for. is inhaled and / or intravenously administered drugs and when the metering device has several drug delivery lines. It can further be seen that it is favorable if the ventilator can be controlled by the control device.
  • control device can transmit selected control commands to the ventilator with the aid of the means for bidirectional data transmission.
  • Control commands can be selected as described above on the basis of the determined measured values or the decision value.
  • the device has at least one second measuring device.
  • the first measuring device can serve to detect one or more breathing parameters, while the second measuring device serves to determine measured values with regard to an administered medicament from a blood or breathing gas sample. It is also conceivable that the device has more than two measuring devices, for example, the second measuring device can detect measured values from a blood sample, while still another third measuring device detects measured values from a breathing gas sample or vice versa. In any case, it is favorable if all measuring devices of the device have bidirectional means
  • Control device can then read all measured values of the measuring devices in one or more data storage and processed using the arithmetic unit.
  • the first and / or the second measuring device has at least one sensor device.
  • the sensor device is preferably a sensor device for detecting physiological parameters.
  • Physiological parameters are measured values that directly or indirectly from a
  • Body fluid, the respiratory gas or from the body surface of a patient can be derived.
  • physiological parameters for the purposes of the present invention may be the 0 2 concentration in the blood, the C0 2 concentration in the blood, the pH of the blood. It is also conceivable that such a physiological parameter is the concentration of a particular chemical substance, for example a drug or a degradation product of a medicament, in the blood or in another body fluid of the patient.
  • such a physiological parameter is the concentration of a particular chemical substance, such as the concentration of a drug - such as a volatile anesthetic - or a degradation product of a Drug. It is also conceivable that such a physiological parameter a
  • Muscle action potential or a neurobiological signal may be a LTDiohspotential a relevant for breathing muscle.
  • a neurobiological signal may be a neural action potential of the CNS or a neural action potential of a nerve relevant to the regulation of respiration.
  • a sensor device in this context may be any device having a sensor for one of the physiological parameters described above.
  • Sensor device detects the later to be processed by the control device measured values in the form of raw data. It is conceivable that the sensor device be connected to a data processing device of the measuring device, so that the measuring device can process the measured values before the transmission to the control device. However, Vorstelibar is also that the sensor device directly with the means for bidirectional
  • Data transmission is connected, with which the measuring device communicates with the control device, and that the measured values as raw data from the sensor device of the
  • Measuring device are transmitted to the control device.
  • the first measuring device has a sensor device for detecting physiological parameters
  • the second measuring device has a sensor device for detecting physiological parameters
  • both the first and the second measuring device each have a sensor device for detecting
  • the first measuring device, the second measuring device or both measuring devices each have two or more sensor devices for detecting physiological parameters.
  • the sensor device is a sensor device for detecting respiratory parameters.
  • the sensor device may comprise a sensor which connects to the
  • Such a sensor can be arranged, for example, in the inspiratory tube, in the expiratory tube, in the Y-piece or in the patient adapter. It is conceivable, for example, that the sensor is a volumetric flow sensor, a differential pressure sensor or an ultrasonic sensor. It is also conceivable that the sensor device several such sensors having. In this case, several similar or different sensors may be present.
  • the sensor device has a Sensoranprdnung for detecting a muscle action potential or a superposition of multiple muscle action potentials.
  • a sensor arrangement for example, can be positioned on the skin of the patient to be ventilated and be designed such that it detects electrical or electromagnetic signals that are emitted when activating neuromuscular synapses.
  • the sensor device has a
  • Sensor device for detecting the effective amount of pharmaceutically active substances and / or compositions administered to the patient.
  • the sensor device may comprise a sensor with the aid of which the concentration of a chemical substance in a liquid or a gas can be detected.
  • this sensor can detect the concentration of volatile anesthetics in the breathing gas.
  • the sensor can provide, for example, a measured value that describes the degree of consciousness switch-off.
  • the reading can also describe the actual contribution to respiratory depression (pronounced) and analgesia (rather weak).
  • this sensor specifically the concentration of propofol in the
  • the sensor device may comprise means which consist of a measured
  • the first measuring device has a sensor device for detecting the effective amount of active substances of pharmaceutically active substances and / or compositions
  • the second measuring device has a sensor device for detecting the effective amount of active pharmaceutical ingredients and / or compositions or that both the first as well as the second Measuring device each having a sensor device for detecting the effective amount of active substance of pharmaceutically active substances and / or compositions.
  • the first measuring device, the second measuring device or both measuring devices each have two or more sensor devices for detecting the effective amount of active substance of pharmaceutically active substances and / or compositions.
  • the first measuring device has a sensor device for detecting respiratory parameters while at least one second measuring device has a
  • the first measuring device has both a sensor device for detecting respiratory parameters and a sensor device for detecting the effective amount of active substance of pharmaceutically active substances and / or compositions.
  • the second measuring device both a sensor device for detecting breath parameters and a sensor device for detecting the effective
  • Active ingredient amount of pharmaceutically active substances and / or compositions as well as that the second measuring device either a sensor device for
  • the first and / or the second measuring device has at least one line for data acquisition.
  • Such a conduit may be a connection between a collection device or a sample receiving device and the meter.
  • the sample to be examined is, for example, a body fluid or respiratory gas.
  • a collection point for collecting a respiratory gas sample may be formed.
  • the data collection line may be a conduit for data collection from breathing gas. It is conceivable that the line is a suction line.
  • a suctioning line can aspirate the breathing gas sample to be examined from the breathing tube, in particular from the collection point, and guide it to the measuring device.
  • Respiratory gas sample can then be analyzed in the meter, for example by means of the sensor device.
  • the line is a data line for a non-aspirating anesthetic gas measurement.
  • a sensor is usually arranged in the region of the respiratory line, which detects the concentration of the volatile anesthetic gas (the volatile anesthetic) in the respiratory gas.
  • This sensor is typically connected to a meter via the data line.
  • the line is such a data line, wherein the sensor detects a volatile anesthetic, or that the line is such a data line wherein the sensor detects a volatile drug, which need not necessarily be an anesthetic.
  • the line for data acquisition is a conduit for data collection from body fluids.
  • a conduit may be connected to a sampling device.
  • a sampling device can be designed such that it can receive a sample of a body fluid to be examined.
  • a sampling device can also be connected directly or indirectly with the patient.
  • it may be a cuvette or similar receiving device, in which a body fluid can be filled. It is also conceivable that this is a
  • the line for data acquisition is connected to a sensor device.
  • the data collection line has a first end facing the meter and a second end facing the sampling device.
  • the Sensorvorrichtuhg can be arranged at the first end, for example, on or in the meter.
  • the sensor device can also be arranged at the second end, for example on or in the sampling device.
  • the sampling device can be connectable to the patient, so that the line for data acquisition at least indirectly, eg. Via a cannula or a breathing gas line, with the patient is connected. It can therefore be seen that it is favorable if the line for data acquisition can be connected to the sensor device and / or to the patient.
  • a respiratory assistance device which has a spontaneously ventilatable ventilator, a searing device, a dosing device for pharmaceutically active substances and at least one first measuring device, wherein at least one means between the control device, the measuring device, the dosing device and / or the respirator is arranged for bidirectional data exchange, preferably designed such that both the metering device and the
  • Respirator can be controlled by the control device. It is favorable, though the device also has at least one second measuring device, wherein all measuring devices are connected to the control device via the means for bidirectional data exchange.
  • the measuring devices are preferably as described above with one or more sensor devices, and optionally with sampling devices and
  • Control device can then control the metering device and the ventilator based on the measured values that can be determined with the aid of the measuring devices.
  • control device has means for determining a decision value on the basis of the measured values detected by the measuring device.
  • Control device may be formed.
  • control device has means for selecting a control command. Also the means to choose one
  • Control commands may be formed in the arithmetic unit of the control device.
  • the means for determining a decision value and the means for selecting a control command are designed such that they can communicate with each other.
  • control device is designed to transmit selected control commands to the respirator, the dosing device and / or the measuring device.
  • the control device can communicate with one of the above-described means for bidirectional data exchange
  • Respirator be connected, where it can transmit a control command to the ventilator using the means for bidirectional data exchange.
  • the control device then receives information about the current operating state of the ventilator via this bidirectional data exchange means.
  • control device may be connected to the dosing device via one of the above-described means for bidirectional data exchange, wherein it
  • Dosing device with the aid of the means for bidirectional data exchange Can transmit control command. At the same time it is conceivable that the
  • control device can be connected to one or more measuring devices via one of the above-described means for bidirectional data exchange, wherein it can transmit a control command to the measuring device with the aid of the means for bidirectional data exchange.
  • the invention therefore further provides that a method for operating a
  • Device comprises the following steps:
  • Control device with the aid of the means for bidirectional data exchange e. Selecting at least one control command in the control device; f. Transmission of the control command to the ventilator and / or to the dosing device with the aid of the means for bidirectional data exchange.
  • the device can be designed, for example, such that it has a measuring device which is designed such that it can detect both one or more of the above-described breathing parameters, as well as the drug concentration.
  • a measuring device which is designed such that it can detect both one or more of the above-described breathing parameters, as well as the drug concentration.
  • a first measuring device the respiratory parameters in step a. while a second meter detects drug concentration in step c. detected.
  • a second meter detects drug concentration in step c. detected.
  • that only one measuring device is available with which both steps a. and c. are feasible.
  • that measuring device with which step c. is performed the absolute Concentration of a pharmaceutically active substance detected in a body fluid sample or in a sample of the respiratory gas flow of a patient.
  • the measuring device transmits only the absolute concentration value to the control device. Following this, the control device can then determine the effective amount of active substance.
  • the drug concentration in the sense of the method according to the invention can be both the absolute concentration of a drug in a body fluid or breathing gas sample, as well as the effective amount of active ingredient described above.
  • step a. is performed with a first respiratory parameter meter and that step c. is performed with a second, different from the first meter, drug measuring device.
  • step c. is performed with a second, different from the first meter, drug measuring device.
  • the drug effect meter is a meter that is to analyze a body fluid sample.
  • detecting drug concentration may involve automatically performing a quantitative immunochemical, spectroscopic, chromatographic, or other specific assay.
  • steps a., And c. be executed simultaneously.
  • steps b. and d. be executed simultaneously. However, in the sense of simultaneous execution, it is not necessary for steps a. and c. in particular, it is not necessary that steps a. and c. started and ended synchronously. Rather, it is sufficient if there is a common period within which the steps in question are performed independently of each other at any given time. The same applies to steps b. and d. In particular, it is not necessary for steps a. and c. or b. and d. be executed in a specific order. Consequently, it is also conceivable that steps a., B., C. and d. independent of each other in any
  • step b. is only executed if previously step a. has been executed at any time, and wherein step d. is executed only if previously step d. was executed at any time.
  • step e.1 determination of a decision value in the control device comprises, wherein step e.1 optionally comprises one or more of the following steps: e.2 Comparison of the detected breath parameter from step a. and / or the detected drug effect concentration from step c. with data in the
  • Data storage device of the control device are deposited
  • the decision value may be, for example, a specific concentration of a drug in a body fluid or in a breathing gas sample of a patient.
  • the decision value can also be the determined effective amount of active ingredient. It is also conceivable that the decision value is a breathing parameter.
  • the data detected by the measuring devices and transmitted to the control device can be associated with information that can be processed by the computing unit of the control device. This is independent of whether it is an absolute concentration, already processed information such as the effective amount of active ingredient, a parameter for a respiratory parameter, for example. Pressure, C0 2 concentration, pH or the like, is. This information can then be compared with the data in the control device. For example, this information can be stored with the data stored in the data store (s) for breathing parameters and / or with the stored data
  • the information provided by the meter i. So the detected respiratory parameters or the detected drug concentration
  • This decision value can then be simply output by an output unit, for example.
  • the output unit may be a monitor, printer, alarm system or other output device.
  • a monitor may then indicate to the operator - for example, the operator of the device - that there is a particular decision value and the operator may use this decision value to determine which actions he wishes to perform next. It is also conceivable that the output by expression or by transmission of an alarm signal - for example, to a nurse's room or the like - takes place.
  • a control command can be selected in the device on the basis of the determined decision value.
  • one or more control commands may be stored in the control device, the determined decision values can be assigned.
  • the control device can then select a control command, for example by the arithmetic unit comparing the decision value (s) with correspondingly stored data.
  • step e.1 comprises the following steps:
  • Fig. 1 is a schematic sketch of a first embodiment of a
  • Fig. 2 is a schematic sketch of another embodiment of a
  • Fig. 3 is a schematic sketch of yet another embodiment of a
  • Fig. 4 is a schematic diagram of yet another embodiment of a
  • FIG. 5 shows an example of a timing of a ventilation of a patient. with the help of a
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device 10 according to the invention.
  • the device 10 like the devices 10 shown schematically in FIGS. 2, 3 and 4, has a spontaneously ventilatable ventilator 20, with a control device 30, a metering device 40 and a Meter 50 on. Either the metering device 40 and the measuring device 50 are connected to the control device 30 by bidirectional data exchange means 41, 52.
  • bidirectional data exchange means 41, 52 With the help of
  • a patient P can be ventilated or the breathing of the patient P can be supported. At the same time the patient P various drugs can be supplied by intravenous or inhalative route.
  • the respirator 20 in Fig. 1 contains - as well as the ventilator 20 shown in Figures 2, 3 and 4 - a controllable by means of the control device 30 fan unit 200 and weisfee breathing line 21 on.
  • the breathing line 21 has a
  • Inspiratory line 22, an expiratory line 23, a Y-piece 24 and a patient line 29 The inspiratory line 22 is connected at its one end via a connector 28 to the fan unit 200 and at the other end to the Y-piece 24.
  • the expiratory line 23 is also connected at its one end via a connecting piece 29 with the fan unit 200 and at its other end to the Y-piece 24.
  • the patient lead 29 is also connected to the Y-piece.
  • the patient line 29 is, for example, a breathing tube. This can be connected to an adapter (not shown), for example a breathing mask. It can also be an intubation tube.
  • the respirator 20 in FIG. 1 - as well as the respirator 20 shown in FIGS. 2, 3 and 4 - also has a gas connection 25. With the help of this gas connection 25 the ventilator 20 fresh breathable air can be supplied.
  • Gas connection 25 is connected to a (not shown) breathing air source. This can be a compressed air source or even a simple inlet for room air.
  • the respirator 20 in FIG. 1 - as well as in FIGS. 2, 3 and 4 - has an exhaust gas outlet 26. Through this exhaust outlet 26, the air flowing back from the breathing pipe 21 can be discharged to the environment. It is also conceivable that a (not shown) disposal device is connected to the exhaust outlet 26, which removes possibly contained drug residues from the back-flowing air.
  • the control device 30 is integrated in the example shown in the ventilator 20 ' .
  • the fan unit 200 and the control device 30 can be easily accommodated in a common housing.
  • the control device 30 in FIG. 1 has - as well as the control device 30 shown in FIGS. 2, 3 and 4 - a data memory 31 and a computing unit 32.
  • a plurality of data memories 31 may be present.
  • the metering device 40 is a device for metering intravenously administrable drugs.
  • the device 40 has a first in the illustrated example
  • Drug supply line 43 for a second drug is connected to the control device 30 via the means for bidirectional data transmission 41.
  • the metering device 40 is connected either directly to the patient or with an adapter, such as an infusion needle (infusion needle).
  • the device 10 further comprises a medicament evaporator 60.
  • Drug vaporizer 60 is via a drug supply line 61 with a
  • Connection 63 connected to the drug delivery.
  • the port 63 is disposed on or in the patient lead 29 so that a volatile drug released from the
  • the breathing line 21 can be supplied.
  • the patient P can therefore inhale and exhale such a volatile anesthetic via the breathing line 21.
  • the device 10 further comprises a medicament gas buffer 62.
  • the volatile drug collected therein can be inhaled by the patient P on his next breath.
  • the patient P can also exhale metabolised forms or excessive amounts of a drug administered intravenously, for example.
  • certain concentrations of a medicament administered via the metering device 40 can also be detected as remnants of the medicament in the respiratory gas. These drug residues also accumulate in the drug gas buffer 62. From their concentration, the effective amount of active ingredient can be determined.
  • a sampling device 53 is provided, which is in the ethers 21, preferably as shown in the patient line 29, is arranged.
  • a sensor which detects the concentration of the desired substance.
  • sensors can also be arranged here which have various other breathing parameters, namely the breathing resistance (RR), the end-tidal C0 2 concentration (etC0 2 ), respiratory volume (AMV), partial oxygen saturation (SpO 2 ), respiratory rate, or the like.
  • RR breathing resistance
  • etC0 2 end-tidal C0 2 concentration
  • AMV respiratory volume
  • SpO 2 partial oxygen saturation
  • Sampling device 53 is connected to the measuring device 50 via a line for data acquisition 51.
  • the meter 50 is again via a means for bidirectional
  • the meter 50 is configured to detect both the effective amount of active ingredient of one or more administered substances and one or more of the respiratory parameters described herein.
  • the embodiment variant of the device 10 according to the invention shown schematically in FIG. 2 also has, as already described above in connection with FIG. 1, an aerosol-ventilatable ventilator 20, a control device 30, a
  • the metering device 40 shown in Fig. 2 is via a means for bidirectional
  • the metering device 40 connected to the control device 30.
  • the metering device 40 also has a first drug delivery line 42 and a second
  • the first drug supply line 42 is a
  • Drug supply line for intravenously administered drugs can be connected to an adapter, for example an infusion needle. It is also conceivable that it is directly connectable to the patient.
  • the second drug supply line 43 is a
  • Drug supply line for volatile drugs that can be delivered with the respiratory gas flow.
  • the second medication line 43 is connected to a port 63 for the
  • the connection 63 is arranged in the patient line 29.
  • the metering device 40 further comprises a medicament evaporator 60 for providing the volatile medicament.
  • the medicament evaporator 60 may be arranged in a common housing with the metering device 40 or constitute a separate assembly.
  • the measuring device 50 shown in FIG. 2 is provided with a bidirectional means
  • the measuring device 50 has a line for data acquisition 51.
  • the measuring device 50 is designed such that it can analyze a body fluid of a patient.
  • the data acquisition line 51 is connected to an adapter (not shown).
  • the adapter may be connected either directly to the patient P or to a sampling device (also not shown).
  • Via the line for data acquisition 51 can a Sample of body fluid are transported into the meter 50.
  • a sensor device can then detect the desired measured value.
  • the line for data acquisition 51 may also be connected to a sensor device arranged outside of the measuring device 50, for example a measuring electrode for
  • the meter 50 is configured to detect both the effective amount of active ingredient of one or more administered substances and one or more of those described herein
  • the embodiment variant of the device 10 according to the invention shown schematically in FIG. 3 also has, as already described above in connection with FIG. 1, a spontaneously ventilatable ventilator 20, a control device 30
  • the control device 30 is shown here by way of example as an external component of the ventilator 20. Of course, it may also be integrated into the ventilator 20.
  • the metering device 40 is - as also described in connection with FIG. 1 - a device for metering intravenously administered drugs.
  • the device 40 has a first medicament supply line 42 for a first medicament and a second medicament supply line 43 for a second medicament. It is of course also conceivable that the device 40 only one or more
  • the metering device 40 is connected to the control device 30 via the means for bidirectional data transmission 41.
  • the metering device 40 is connected either directly to the patient or with an adapter, such as an infusion cannula.
  • the measuring device 50 shown in FIG. 3 is bidirectional via a means
  • the measuring device 50 has a line for data acquisition 51.
  • the measuring device 50 is designed such that it can analyze a body fluid of a patient.
  • the data acquisition line 51 is connected to an adapter (not shown).
  • the adapter may be connected either directly to the patient P or to a sampling device (also not shown).
  • Via the line for data acquisition 51 a sample of a body fluid can be transported into the measuring device 50.
  • a sensor device can then detect the desired measured value.
  • the line for data acquisition 51 may also be arranged with an outside of the measuring device 50 Sensor device be connected, for example, a measuring electrode for
  • the meter 50 is configured to detect both the effective amount of active ingredient of one or more administered substances and one or more of those described herein
  • the embodiment variant of the device 10 according to the invention shown schematically in FIG. 4 also has, as already described above in connection with FIG. 1, a spontaneously ventilatable ventilator 20, a control device 30
  • the control device 30 is shown here by way of example as an external component of the ventilator 20. Of course, it may also be integrated into the ventilator 20.
  • the metering device 40 - as already described in connection with FIGS. 1 and 3 - is a device for metering intravenously administrable medicaments.
  • the device 40 has a first medicament supply line 42 for a first medicament and a second medicament supply line 43 for a second medicament. It is of course also conceivable that the device 40 only one or more
  • the metering device 40 is connected to the control device 30 via the means for bidirectional data transmission 41.
  • the metering device 40 is connected either directly to the patient or with an adapter, such as an infusion cannula.
  • the device 10 according to the invention shown in FIG. 4 has, in addition to the first measuring device 50, a second measuring device 50 '.
  • the first measuring device 50 like the measuring device 50 already described in connection with FIGS. 2 and 3, is connected to the control device 30 via a means for bidirectional data exchange 52.
  • the measuring device 50 has a line for data acquisition 51.
  • the measuring device 50 is designed such that it can analyze a body fluid of a patient.
  • the data acquisition line 51 is connected to an adapter (not shown).
  • the adapter may be connected either directly to the patient P or to a sampling device (also not shown).
  • Via the line for data acquisition 51 a sample of a body fluid can be transported into the measuring device 50.
  • a sensor device can then detect the desired measured value.
  • the line for data acquisition 51 with an outside of the meter 50th
  • the meter 50 is such in that it can detect both the effective amount of active ingredient of one or more administered substances and one or more of those described herein
  • the second measuring device 50 ' is connected to the sampling device 53 by a line 51' and to a means for bidirectional data exchange 52 'with the sampling device 53'
  • Control device 30 connected.
  • FIG. 5 shows the schematic chronology of respiratory training which can be carried out with the aid of a device according to the invention.
  • the patient With the help of such breathing training, the patient can be weaned from artificial respiration or respiratory support. At the same time, it can be observed whether the risk of respiratory depression exists if, for example, the patient is to be extubated.
  • FIG. 5 shows four different curves V-WOB, MW, MD, SAF, which extend along the time axis t, namely the proportion of the respiratory work performed by the ventilator, referred to below as the respiratory work of the ventilator V-WOB, the
  • Representation here represents a fictitious numeric numerical axis, in which, as is generally the case, higher numerical values are arranged at the top and lower numerical values.
  • tt 2 , t 3 and t4 On the time axis t four times tt 2 , t 3 and t4 are shown, namely the start time ti of the drug reduction, the beginning of the breathing training t 2 , the nominal end of the breathing training t 3 - which corresponds to the end of the drug reduction - and the effective end of the Breath training t 4 .
  • the medication is reduced, which is recognizable from the drug dosage curve MD.
  • Drug dosing curve MD drops to a significantly reduced level at start time ti. At this time the medication is reduced. At the nominal end of the breathing training t 3 , the drug dosage curve MD rises again to the former level. At this time, so the medication is again raised. Between the start time and the nominal end of the breathing training t 3 is therefore a period of drug reduction ⁇ .
  • the effect of the administered medication before the start time ti is initially high and then slowly decreases after the start time ti, as can be seen from the drug action curve MW. Once the effect of the administered medication has dropped to a predetermined level, the beginning of the breathing training t 2 takes place. After the nominal end of the breathing training t 3 , the drug effect increases again as a result of the increased dosage of medication.
  • the patient Before the start time ti, the patient is in a state in which he is either fully or partially ventilated and in which his own spontaneous breathing ability is significantly reduced by the effect of the drugs administered and by other external influences. This can be seen on the spontaneous respiratory tract SAF of the
  • Drug dosing slowly sink again. This decrease accelerates with the effective end of the breathing exercise t 4 , after which the spontaneous respiratory curve SAF drops again to a low level.
  • the breathing work of the ventilator V-WOB shows that before the start time, a high proportion of the respiratory work is taken over by the ventilator. This proportion remains constant until the beginning of respiratory training t 2 . With the start of breathing training t 2 , the breathing work of the ventilator V-WOB drops to a lower level. This means that the ventilator does less of the work of breathing and increases the amount of respiratory effort a patient needs to work. Between the nominal end of the breathing training t 3 and the effective end of the breathing training t 4 , the breathing work of the ventilator V-WOB increases again to the original level. This means that the ventilator with re-inserting higher
  • Respiratory training t 2 is a first transitional period UZ1 and that between the nominal end of the breathing training t 3 and the effective end of the breathing training t 4 a second Transition period UZ2. Between the beginning of the respiratory training t 2 and the end of the nominal respiratory training t 3 , ie, between the first transitional period UZ1 and the second transitional period UZ2, is the period of the nominal respiratory training TT.
  • the medication dosage curve MD is at a low level, resulting in a reduced drug administration.
  • the drug action curve MW slowly decreases in this transitional period UZ1. This lowering is monitored by means of the device 10 according to the invention shown in FIGS. 1, 2, 3 and 4. In particular, the
  • Drug concentration according to step c. the method according to the invention for operating the device 10 by means of a measuring device 50, 50 'detected.
  • the spontaneous breathability curve SAF increases during the transitional period UZ1.
  • Drug efficiencies are processed in the controller 30 of the device 10 and decision values are determined as described above. On the basis of these decision values, the beginning of respiratory training t 2 can be determined. Thus, at this time, the control device 30 may issue a control command to the
  • Ventilator 20 so that the ventilator 20 the respiration or
  • Respiratory training TT desired level is reached.
  • the period of the nominal respiratory training TT takes place. During this period, the spontaneous breathing ability of the patient is only partially suppressed or not at all. The amount of administered drugs with respiratory depressant side effect is adjusted accordingly.
  • the device 10 described in FIGS. 1, 2, 3 and 4 also detects this
  • the second transitional period UZ2 begins with the end of the nominal respiratory training t 3 .
  • the medication is first raised again so that the drug dosage curve MD rises again.
  • the proportion of the respiratory effort that the ventilator 30 takes over is increased again, so that During the transitional period UZ2, the working curve of the ventilator V-WOB also increases again.
  • respiratory parameters which may be stored in the device 10 according to the invention, in particular in the control device 30 of the exemplary embodiments described above, are approximately
  • a respiratory rate in the range 15-30 per minute, is usually considered normal, such as e.g. 35 per minute is usually classified as requiring tachypnoea in adults.
  • the following exemplary values listed in Table 1, which are considered to be normal ventilation under certain boundary conditions, can be stored in the device as parameters for respiratory parameters.
  • Control means comprises means adapted to that of the measuring device correlated measured values with stored data. For example, values for the end-tidal C0 2 partial pressure (etC0 2 ) and for the spontaneous breathing frequency f spn can be stored in the control device. For example, for the end-tidal C0 2 partial pressure, it can be determined that the control device falls below a value of 20 mmHg, a first decision value E1, falls below a value of 55 mmHg but has a value of 20 mmHg or more, a decision value E2 and exceeds one Value of 55 mmHg selects a decision value E3. In the same way, others can be determined that the control device falls below a value of 20 mmHg, a first decision value E1, falls below a value of 55 mmHg but has a value of 20 mmHg or more, a decision value E2 and exceeds one Value of 55 mmHg selects a decision value E3. In the same way, others can
  • Respiratory parameters corresponding decision values are assigned. For example, a value of 35 bpm or more may be for the spontaneous breathing frequency f spn
  • Decision value E4 an f spn value of less than 35 bpm but at least 30 bpm a decision value E5, an f spn value of less than 30 bpm but at least 15 bpm a decision value E6 and an f spn value of less than 15 bpm a decision value E7.
  • the selection of the control commands is then based on the determined
  • the associated control command may be a command that instructs the ventilator, the pressure by a predetermined value, e.g. 2mbar or less, increase. Another example would be the determination of the decision values E6 and E2. In this case, the associated control command can be a command that the
  • Ventilator directs the pressure to e.g. 4mbar or lower.
  • the time-dependent courses of drug concentration can be predicted for many relevant drugs using models from medical research.
  • an adequate value for the transitional time UZ1 can be determined on the basis of the time in which the effective concentration of opioids drops to half the value when the delivery is stopped. It can, for example, in the
  • Control device Concentration limits for certain opioids specific time values be assigned.
  • the time values can indicate which duration the opioids
  • Transitional period has UZ1. It is also conceivable that these values are specific
  • Body weight or other data of the patient are assigned. This assignment, for example, the user can freely program when using the device or select from various stored in the control device proposals.
  • the duration of the period UZ2 can be determined on the basis of stored data.
  • the time period is important, in which after giving a certain dose of a drug again the full
  • these times are listed by some important analgesic sedation drugs in the following table.
  • the time of attack the beginning of the effect after administration of the active ingredient.
  • deposited pharmacodynamic data is the interaction which, for example, propofol and remifentanil may have in common
  • the risk of respiratory depression can be estimated from the known doses of the drugs administered.

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Abstract

Bei einer Vorrichtung zur Atemunterstützung sieht die Erfindung vor, dass die Vorrichtung (10) ein spontanatemfähiges Beatmungsgerät (20), eine Steuerungsvorrichtung (30), eine Dosiervorrichtung (40) für pharmazeutisch wirksame Substanzen und wenigstens ein erstes Messgerät (50) aufweist. Dabei sind in der Steuerungsvorrichtung (30) pharmakodynamische und/oder pharmakokinetische Daten von pharmazeutisch wirksamen Substanzen und/oder Zusammensetzungen hinterlegt. In der Steuerungsvorrichtung (30) sind Vergleichsdaten für verschiedene Atemparameter hinterlegt sind. Außerdem ist das Messgerät (50) derart ausgebildet ist, dass mit Hilfe des Messgerätes (50) ein oder mehrere Atemparameter erfassbar sind, weiterhin ist das Messgerät (50) oder ein weiteres Messgerät derart ausgebildet ist, dass mit Hilfe des Messgerätes die effektive Wirkstoffmenge einer oder mehrerer von der Dosiervorrichtung abgegebener pharmazeutischer Substanzen erfassbar ist. Wenigstens zwischen der Steuerungsvorrichtung und dem Messgerät und/oder der Dosiervorrichtung ist ein Mittel zum bidirektionalen Datenaustausch angeordnet.

Description

Dräger Medical GmbH
Vorrichtung zur Atemunterstützung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Atemunterstützung entsprechend Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung.
Vorrichtungen zur Atemunterstützung sind allgemein bekannt. Sie kommen insbesondere dann zum Einsatz, wenn Patienten eine unzureichende eigene Atemfunktion aufweisen. Eine solche Atemunterstützung oder gar komplett maschinelle Beatmung kann beispielsweise die Intubation oder Tracheotomie des Patienten erfordern, so dass der beatmete Patient eine medikamentöse Therapie zur Herstellung einer gewissen Schmerzfreiheit und häufig auch zur Bewusstseinsausschaltung benötigt.
In diesem Zusammenhang ist eine ganze Reihe von Analgetika (Schmerzmittel), Sedativa (Beruhigungsmittel) und von Mitteln bekannt, die sowohl zur Schmerz- als auch zur
Bewusstseinsausschaltung (Analgosedierung) dienen. Beispielsweise kommen verschiedene Opioide, z.B. Fentanyl, Sufentanil, Remifentanil, Morphin etc., zum Einsatz. Es können aber auch Propofol, verschiedene Benzodiazepine, Alpha-2-Antagonisten oder verschiedene volatile Anästhetika, wie z.B. Desfluran, Isofluran, Enfluran, Sevofluran oder Halothan, verwendet werden.
Viele dieser Substanzen können dabei aber eine erhebliche atemdepressive Wirkung aufweisen, die sich insbesondere bei der Entwöhnung des Patienten von der maschinellen Beatmung oder auch der Atemunterstützung als unerwünschte Nebenwirkung bemerkbar machen kann. Bei einer solchen vorliegenden Atemdepression ist der Patient typischerweise nicht mehr in der Lage, im ausreichenden Maß spontan zu atmen und die Effektivität des Gasaustausch in der Lunge kann derart beeinträchtigt sein, dass der Patient trotz
vorhandener, möglicherweise schwacher Atemaktivität zu ersticken droht.
Insbesondere bei der Entwöhnung (Weaning) von der maschinellen Beatmung oder von der maschinellen Atemunterstützung ist es heutzutage üblich, die Sedierungstiefe des Patienten schrittweise zu reduzieren. Auf diese Weise soll der Patient schrittweise daran gewöhnt werden, wieder selbst zu atmen, bis er schließlich extubiert werden kann. Dabei kann es jedoch aus verschiedenen medizinischen Gründen notwendig sein, dem Patienten weiterhin Schmerzmittel zu verabreichen. DE 10 2008 003 237 A1 beschreibt in diesem Zusammenhang eine Vorrichtung zur
Steuerung der Sedierungstiefe. Hierbei wird das Atemmuster eines maschinell beatmeten Patienten mit Hilfe eines in das Beatmungsgerät integrierten
Atemvolumenstrommessgerätes ermittelt. Aus diesem Atemmuster kann dann auf die Sedierungstiefe des Patienten zurückgeschlossen werden. Mit Hilfe dieser Vorrichtung kann anschließend - beispielsweise mit Hilfe eines Steuerungsgerätes und einer
Dosiervorrichtung für Medikamente - die Sedierungstiefe im Tagesverlauf verändert werden, indem die Gabe von Sedativa entsprechend angepasst wird. Auf diese Weise kann das automatische Wecken eines Patienten zu einem vorbestimmten Zeitpunkt ermöglicht werden, so dass beispielsweise vor einer medizinischen Visite durch ein speziell vom
Steuerungsgerät geliefertes Signal ein automatischer Extubationstest durchgeführt werden kann.
EP 2 319 567 A1 sieht eine Vorrichtung zur Steuerung eines Beatmungsgerätes vor. Zur Überwachung der Sedierungstiefe eines Patienten, weist diese Vorrichtung Mittel zur Überwachung von ZNS-Parametern auf. Beispielsweise kann es sich bei diesen Mitteln um einen Elektroenzephalographen (EEG) oder um einen Elektromyographen (EMG) handeln.
Allen diesen bekannten Lösungen ist jedoch gemein, dass sie zwar die Möglichkeit zur automatischen Überwachung der Sedierungstiefe, nicht aber zur automatischen Erfassung einer beginnenden oder auftretenden Atemdepression aufweisen.
Ausgehend davon ist es Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zur
Atemunterstützung bereitzustellen.
Die Vorrichtung soll insbesondere kostengünstig und mit möglichst einfachen Mitteln realisierbar sein.
Weiterhin soll die Vorrichtung die Möglichkeit bieten können, die Gefahr für das Auftreten oder das Auftreten einer Atemdepression, insbesondere einer medikamentös bedingten Atemdepression, zu erkennen. Eine solche Atemdepression soll beispielsweise mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung automatisch bei der Steuerung der Vorrichtung,
insbesondere bei automatischen Aufweckversuchen und/oder bei der automatischen
Vorbereitung von Extubations-Versuchen im Rahmen des Weanings berücksichtigbar sein. Die Vorrichtung soll also derart ausgebildet sein, dass sie als Hilfsgerät verwendbar ist, um festzustellen, ob eine Extubation gefahrlos durchgeführt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Vorrichtung zur Atemunterstützung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 vor, sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zur Atemunterstützung eines, Patienten mit den Merkmalen von Anspruch 13. Weitere Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Bei einer Vorrichtung zur Atemunterstützung sieht die Erfindung vor, dass die Vorrichtung ein spontanatemfähiges Beatmungsgerät, eine Steuerungsvorrichtung, eine Dosiervorrichtung für pharmazeutisch wirksame Substanzen und wenigstens ein erstes Messgerät aufweist, wobei in der Steuerungsvorrichtung pharmakodynamische und/oder pharmakokinetische Daten von pharmazeutisch wirksamen Substanzen und/oder Zusammensetzungen hinterlegt sind, wobei in der Steuerungsvorrichtung Vergleichsdaten für verschiedene Atempärameter hinterlegt sind und wobei das Messgerät derart ausgebildet ist, dass mit Hilfe des
Messgerätes ein oder mehrere Atemparameter erfassbar sind, und wobei das Messgerät oder ein optional vorhandenes weiteres Messgerät derart ausgebildet ist, dass mit Hilfe des Messgerätes die effektive Wirkstoffmenge einer oder mehrerer von der Dosiervorrichtung abgegebener pharmazeutischer Substanzen erfassbar ist, und wobei wenigstens zwischen der Steuerungsvorrichtung und dem Messgerät und/oder der Dosiervorrichtung ein Mittel zum bidirektionalen Datenaustausch angeordnet ist.
Die Atemunterstützung mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst sowohl die Atemunterstützung im engeren Sinne als auch die vollständig maschinelle Beatmung eines Patienten. Unter der Atemunterstützung im engeren Sinne wird dabei die maschinelle Unterstützung der Spontanatmung verstanden, bei der der Patient sich in einem Zustand befindet, in dem er prinzipiell spontanatemfähig ist, der Gasaustausch in der Lunge aufgrund der schwachen Atemaktivität jedoch nicht ausreichend ist. Unter einer vollständig
maschinelle Beatmung eines Patienten wird eine Beatmung verstanden, bei welcher die Spontanatmung im Wesentlichen unterdrückt ist und bei der erst im Zuge des Weanings, d.h. also der Entwöhnung von der Atemunterstützung, episodenweise überprüft wird, ob der Patient spontanatemfähig ist. Insofern kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur
Atemunterstützung eines Patienten sowohl zur maschinellen Unterstützung der
Spontanatmung als auch zur vollständig maschinellen Beatmung eines Patienten
verwendbar sein. Mithin ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Atemunterstützung eines Patienten eine Vorrichtung, die während des Weanings verwendbar ist, mithin also eine Weaning-geeignete Vorrichtung. Insofern ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur
Atemunterstützung bevorzugt keine Anästhesievorrichtung, insbesondere keine
Anästhesievorrichtung zur Verwendung in einem Operationsraum. Ein spontanatemfähiges Beatmungsgerät ist dabei typischerweise ein Beatmungsgerät, das so ausgebildet ist, dass ein Patient, dessen Atmung mit Hilfe dieses Gerätes unterstützt wird in gewissen Grenzen oder sogar vollständig spontan atmen kann. Beispielsweise kann der Patient die Frequenz der Atemzüge selbst steuern und das Beatmungsgerät unterstützt ihn dann lediglich in der Tiefe der Atemzüge, indem es beispielsweise das Atemvolumen oder den Druck beim Einatmen vorgibt. So kann es sich etwa um ein Gerät handeln, das zur patientengetriggerten Beatmung geeignet ist. Dabei kann der Patient zum Beispiel eigenständig einatmen. Das spontanatemfähige Beatmungsgerät kann diesen
Einatemversuch erkennen und die Inspiration (Einatmung) auslösen.
Die Steuerungsvorrichtung einer solchen erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein oder mehrere Module zur Datenspeicherung und Datenverarbeitung aufweisen; die im Folgenden auch als Datenspeicher bezeichnet werden. Diese Module können untereinander durch Mittel zum Datenaustausch, bevorzugt bidirektionale Mittel zum Datenaustausch, verbunden sein. Dabei kann die Steuerungsvorrichtung sowohl einen als auch mehrere Datenspeicher aufweisen. Diese können sowohl in die Steuerungsvorrichtung integriert als auch als separate Bauteile ausgebildet sein. In einem solchen Datenspeicher können mit Hilfe des Messgerätes erfasste Messwerte eingelesen und gespeichert werden. Es können auch bereits bekannte Werte hinterlegt sein, etwa die pharmakokinetischen oder
pharmakodynamischen Parameter der gewünschten pharmazeutisch wirksamen
Substanzen. Auch können bekannte Werte für typische Atemparameter in einem solchen Datenspeicher hinterlegt sein. Sowohl bei den bekannten pharmakokinetischen oder pharmakodynamischen Parametern als auch bei den Atemparametern handelt es sich im Sinne der vorliegenden Erfindung um Werte, die als Vergleichswerte bezeichnet werden. Dabei ist vorstellbar, dass die Steuerungsvorrichtung nur einen Datenspeicher aufweist, der sowohl für das Einlesen der Messwerte als auch zur Hinterlegung der Vergleichswerte dient. Vorstellbar ist auch, dass die Steuerungsvorrichtung einen ersten Datenspeicher aufweist, der zur Erfassung und/oder Speicherung der Messwerte des bzw. der Messgeräte dient, und wenigstens einen zweiten Datenspeicher, in dem Vergleichswerte hinterlegt sind. Dabei ist denkbar, dass der erste und der zweite Datenspeicher miteinander kommunizieren können.
Die Steuerungsvorrichtung kann weiterhin eine Recheneinheit aufweisen. Die Recheneinheit kann sowohl in die Steuerungsvorrichtung integriert als auch als separates Bauteil ausgebildet sein. Eine solche Recheneinheit kann dazu dienen und ausgebildet sein, die hinterlegten Vergleichswerte mit den erfassten Messwerten zu vergleichen. Die
Recheneinheit kann dazu mit dem oder den Datenspeicher/n über Mittel zum Datenaustausch, bevorzugt Mittel zum bidirektionalen Datenaustausch, verbunden sein. Dabei kann mit Hilfe der Recheneinheit beispielsweise ein Entscheidungswert ermittelt werden. Anhand eines solchen Entscheidungswertes kann die Recheneinheit dann beispielsweise einen Steuerungsbefehl auswählen. Beispielsweise können in der
Steuerungsvorrichtung eine Auswahl verschiedener Steuerungsbefehle hinterlegt sein, beispielsweise in einem der oben genannten Datenspeicher oder in einem weiteren
Datenspeicher. Die Steuerungsvorrichtung kann dann anhand eines ermittelten
Entscheidungswertes einen Steuerungsbefehl auswählen und an ein mit der
Steuerungsvorrichtung verbundenes Bauteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung
weiterleiten. Bevorzugt kann ein solcher Steuerungsbefehl mit Hilfe der Recheneinheit der Steuerungsvorrichtung auswählbar sein. Der Steuerungsbefehl kann dann mit Hilfe der Mittel zum bidirektionalen Datenaustausch von der Steuerungsvorrichtung an die
Dosiervorrichtung, das Beatmungsgerät oder das Messgerät übermittelt werden.
Selbstverständlich kann der Steuerungsbefehl auch an mehrere der genannten
Komponenten (Dosiervorrichtung, Beatmungsgerät, Messgerät) gleichzeitig übermittelt werden.
Es ist vorstellbar, dass die konkrete Festlegung der Grenzen und Programmierung der Entscheidungswerte und die Zuordnung der Steuerungsbefehle jeweils vom Bediener der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgenommen werden kann. Beispielsweise kann ein entsprechend medizinisch geschulter Bediener vor Beginn der Verwendung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung die entsprechenden Werte über eine entsprechend angepasste Bedienschnittstelle eingeben. Man erkennt insofern, dass es günstig ist, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Bedienschnittstelle aufweist. Die
Steuerungsvorrichtung und/oder die Recheneinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können mithin programmierbar sein. Vorstellbar ist auch, dass in der Steuerungsvorrichtung bereits eine Auswahl von Entscheidungswerten und/oder Steuerungsbefehlen hinterlegt ist, aus welchen der Bediener der Vorrichtung optional eine Auswahl treffen kann. Mithin ist es günstig, wenn eine Auswähl an Entscheidungswerten oder Steuerungsbefehlen zur optionalen Auswahl durch den Bediener in der Steuerungsvorrichtung hinterlegt sind.
Die Dosiervorrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann beispielsweise eine
Vorrichtung zur intravenösen Verabreichung von pharmazeutisch wirksamen Substanzen oder Zusammensetzungen sein. Vorstellbar ist jedoch auch, dass die Vorrichtung eine Vorrichtung zum inhalativen Verabreichen von pharmazeutisch wirksamen Substanzen oder Zusammensetzungen ist. Auch ist vorstellbar, dass es die Dosiervorrichtung eine Vorrichtung ist, die sowohl zum intravenösen als auch zum inhalativen Verabreichen von pharmazeutisch wirksamen Substanzen oder Zusammensetzungen ist.
Unter einer pharmazeutisch wirksamen Substanz wird dabei eine Verbindung verstanden, die einen Einfluss auf den physiologischen Zustand eines Patienten haben kann,
beispielsweise ein Schmerzmittel, Beruhigungsmittel oder Narkosemittel. Unter einer pharmazeutisch wirksamen Zusammensetzung wird dabei ein Gemisch von Stoffen verstanden, in dem sowohl pharmazeutisch wirksame Substanzen - beispielsweise
Schmerzmittel, Beruhigungsmittel oder dergleichen - als auch pharmazeutisch nicht wirksame Substanzen vorhanden sein können, beispielsweise Trägerstoffe für
pharmazeutisch wirksame Substanzen. Im vorliegenden Zusammenhang werden sowohl pharmazeutisch wirksame Substanzen als auch pharmazeutisch wirksame
Zusammensetzungen auch allgemein als„Medikament" bezeichnet.
Unter pharmakodynamischen Daten von pharmazeutisch wirksamen Substanzen und/oder Zusammensetzungen werden im Sinne der vorliegenden Erfindung, wie allgemein üblich, Daten verstanden, die den Wirkmechanismus von Medikamenten auf den Organismus betreffen. Beispielsweise kann es sich bei den in der Steuerungsvorrichtung hinterlegten pharmakodynamischen Daten um Daten handeln, die die Wirkung eines oder mehrerer Medikamente auf die C02-Sensitivität des Atemzentrums beschreiben. Mit Hilfe solcher Daten kann beispielsweise erkannt werden, wann die Gefahr besteht, dass das
Atemzentrum eines Patienten nicht in physiologisch korrekter Weise auf einen C02-Anstieg im Blut reagieren wird. Vorstellbar ist auch, dass es sich bei den hinterlegten
pharmakodynamischen Daten um Daten handelt, die die Wirkung eines oder mehrerer Medikamente auf die 02-Sensitivität des Atemzentrums beschreiben. In diesem Fall kann mit Hilfe der hinterlegten Daten erkannt werden, wann die Gefahr besteht, dass das
Atemzentrum eines Patienten nicht in physiologisch korrekter Weise auf einen
Sauerstoffmangel im Blut reagieren wird. Weiterhin ist vorstellbar, dass es sich bei den hinterlegten pharmakodynamischen Daten um Daten handelt, die die Wirkung eines oder mehrerer Medikamente auf die pH-Sensitivität des Atemzentrums beschreiben. In diesem Fall kann mit Hilfe der hinterlegten Daten erkannt werden, wann die Gefahr besteht, dass das Atemzentrum eines Patienten nicht in physiologisch korrekter Weise auf eine
Veränderung des pH-Wertes im Blut reagieren wird. Dabei kann es sich in allen Fällen beispielsweise um eine Relation von bestimmten Medikamenten-Konzentrationen zu bestimmten Wahrscheinlichkeitswerten für das Eintreten eines bestimmten physiologischen Effektes handeln. Unter pharmakokinetischen Daten von pharmazeutisch wirksamen Substanzen und/oder Zusammensetzungen werden im Sinne der vorliegenden Erfindung, wie allgemein üblich, Daten verstanden, die chemische und/oder physikalische Vorgänge betreffen, die zu einer Veränderung der Medikamentenkonzentration im Organismus und damit zu einer
Veränderung der Stärke des Effektes der Medikamentenwirkung führen. Beispielsweise kann es sich um Daten handeln, die Auskunft darüber geben, wie schnell ein Medikament vom Organismus abgebaut werden kann. Es kann sich beispielsweise auch um Daten handeln, die Auskunft darüber geben, elche Konzentration eines Medikamentes im Blut eines Patienten vorhanden sein kann, wenn eine bestimmte Konzentration des Medikamentes im Atemgas des Patienten gemessen wird oder umgekehrt.
Mithin können pharmakodynamische und/oder pharmakokinetische Daten von
pharmazeutisch wirksamen Substanzen und/oder Zusammensetzungen im. Sinne der vorliegenden Erfindung sowohl pharmakodynamische Daten einer oder mehrerer
pharmazeutisch wirksamer Substanz/en als auch pharmakokinetische Daten einer oder mehrerer pharmazeutisch wirksamer Substanz/en, pharmakodynamische Daten einer oder mehrerer pharmazeutisch wirksamer Zusammensetzung/en, pharmakokinetische Daten einer oder mehrerer pharmazeutisch wirksamer Zusammensetzung/en,
pharmakodynamische und pharmakokinetische Daten einer oder mehrerer pharmazeutisch wirksamer Substanz/en, pharmakodynamische und pharamkokinetische Daten einer oder mehrerer pharmazeutisch wirksamer Zusammensetzung/en sein oder auch Kombinationen davon.
Atemparameter im Sinne der vorliegenden Erfindung können Messwerte sein, die Auskunft über die aktuelle Atemtätigkeit eines Patienten geben. Solche Atemparameter können außerdem Auskunft über die Qualität der Eigenatmung eines Patienten geben. Beispiele für solche Messwerte sind der Atemwiderstand (RR), die endexspiratorische C02-Konzentration (etC02, auch als endtidales C02 bezeichnet), das Atemminutenvolumen (AMV), die partielle Sauerstoffsättigung (SpQ2) bzw. die Sauerstoffkonzentration (Fi02), die Atemfrequenz beispielsweise die Spontanatemfrequenz (fspn), das Tidalvolumen (Vt), verschiedene
Flowparameter, verschiedene Druckniveaus, wobei diese Aufzählung keineswegs
abschließend ist. Anhand solcher Parameter kann beispielsweise auch auf die
Sedierungstiefe und auf die Fähigkeit zur normalen, spontanen Atmung zurückgeschlossen werden. Insbesondere die Spontanatemfrequenz, das Tidalvolumen und die '
endexspiratorische C02-Konzentration können dabei als Maßstab dienen, um zu beurteilen, ob ein Patient eine normale Atmung aufweist. Für alle der genannten Atemparameter können entsprechende Vergleichsdaten, mithin also Vergleichsdaten für Atemparameter, in der Steuerungsvorrichtung hinterlegt sein.
Ein Messgerät im Sinne der vorliegenden Erfindung kann sowohl ein Messgerät, das
Blutmesswerte erfasst, ein Messgeräte, das Konzentrationsmesswerte im Atemgas erfasst, oder ein Messgerät, das den Atemvolumenstrom zeitaufgelöst erfasst, oder ein Messgerät, das die Veränderlichkeit von in- und/oder Exspirationszeiten, bevorzugt anhand der gemessenen C02-Konzentrationen, erfasst, oder ein Messgerät, das für die Atmung relevante Muskelsteuerungsvorgänge erfasst. Beispielsweise kann ein Messgerät im Sinne der vorliegenden Erfindung sowohl ein Messgerät sein, das verschiedene Atemparameter erfasst, oder auch ein Messgerät, das Blut- oder Atemgasmesswerte bezüglich eines Medikamentes, das dem Patienten verabreicht wurde, analysieren kann. Beispielsweise kann mit Hilfe eines solchen Messgerätes feststellbar sein, in welcher Konzentration ein bestimmtes verabreichtes Medikament in einer Blutprobe eines Patienten vorliegt.
Vorstellbar ist auch, dass mit Hilfe eines solchen Messgerätes feststellbar ist, in welcher Konzentration ein verabreichtes Medikament in einer Atemgasprobe eines Patienten vorliegt.
Anhand solcher Messwerte kann die effektive Wirkstoffmenge eines Medikamentes bestimmt werden, die für einen beatmeten Patienten relevant ist. Unter der effektiven Wirkstoffmenge wird dabei die Menge eines Medikamentes verstanden, die tatsächlich einen Effekt auf den Organismus ausüben kann. Mit anderen Worten, die effektive Wirkstoffmenge ist die tatsächlich im Körper eines Patienten herrschende Konzentration eines Wirkstoffes, also diejenige Menge des Wirkstoffes, die dem Patienten verabreicht und tatsächlich auch vom Körper aufgenommen wurde. Insbesondere bei der inhalativen Verabreichung von
Medikamenten, kann es nämlich aus verschiedensten Gründen beispielsweise vorkommen, dass gar nicht die gesamte verabreichte Dosis vom Körper über die Lunge aufgenommen werden kann. Die effektive Wirkstoffmenge eines Medikamentes ist mithin die
Wirkstoffmenge, die tatsächlich im Körper, insbesondere im Blut des Patienten vorhanden ist. Dabei kann die effektive Wirkstoffmenge beispielsweise bestimmt werden, indem die Konzentration eines Wirkstoffes oder eines metabolen Produktes des Wirkstoffes im Blut oder im Atemgas des Patienten gemessen wird.
Zwischen den oben beschriebenen Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung, nämlich zwischen der Steuerungsvorrichtung und dem Messgerät oder zwischen der Steuerungsvorrichtung und der Dosiervorrichtung oder auch sowohl zwischen der Steuerungsvorrichtung und dem Messgerät als auch zwischen der Steuerungsvorrichtung und der Dosiervorrichtung ist jeweils wenigstens ein Mittel zum bidirektionalen
Datenaustausch vorhanden. Vorstellbar ist auch, dass auch zwischen der
Steuerungsvorrichtung und dem Beatmungsgerät ein oder mehrere Mittel zum
bidirektionalen Datenaustausch vorhanden sind. Bevorzugt sind dabei sowohl zwischen dem Messgerät und der Steuerungsvorrichtung, als auch zwischen der Dosiervorrichtung und der Steuerungsvorrichtung und zwischen dem Beatmungsgerät und der Steuerungsvorrichtung jeweils Mittel zum bidirektionalen Datenaustausch vorhanden. Diese Mittel zum
bidirektionalen Datenaustausch können dazu dienen, dass erfasste Messwerte vom
Messgerät an die Steuerungsvorrichtung übermittelbar sind, dass Einstellungen, die abgegebene Menge von Medikamenten durch die Dosiervorrichtung betreffen, von der Dosiervorrichtung an die Steuerungsvorrichtung übermittelbar sind, dass Werte, die die aktuelle Einstellung des Beatmungsgerätes betreffen, von dem Beatmungsgerät an die Steuerungsvorrichtung übermittelbar sind und/oder, dass Steuerungsbefehle von der Steuerungsvorrichtung an die Dosiervorrichtung, das Beatmungsgerät und/oder das
Messgerät übermittelbar sind. Beispielsweise kann ein Mittel zum bidirektionalen
Datenaustausch zwischen der Steuerungsvorrichtung und einem Messgerät sowohl dazu dienen, dass das Messgerät in regelmäßigen Abständen Messwerte vom Messgerät an die Steuerungsvorrichtung übermittelt als auch dass die Steuerungsvorrichtung - beispielsweise in Abhängigkeit von ermittelten Entscheidungswerten oder Steuerungsbefehelen - Messungen bei dem Messgerät anfordert. In ähnlicher Weise kann ein Mittel zum
bidirektionalen Datenaustausch zwischen der Steuerungsvorrichtung und der
Dosiervorrichtung sowohl dazu dienen, Steuerungsbefehle von der Steuerungsvorrichtung an die Dosiervorrichtung zu übermitteln, als auch eine Rückmeldung über die Abgegebene Medikamentenmenge oder auch z.B. die noch verfügbar abgebbare Medikamentenmenge von der Dosiervorrichtung an die Steuerungsvorrichtung zu übermitteln.
Man erkennt, dass es vorteilhaft ist, wenn das Beatmungsgerät eine Atemleitung aufweist. Eine solche Atemleitung kann eine Inspirationsleitung aufweisen. Eine solche Atemleitung kann außerdem eine Exspirationsleitung aufweisen. Die Atemleitung kann weiterhin ein Y- Stück' aufweisen. Sowohl die Inspirationsleitung als auch die Exspirationsleitung münden bevorzugt in das Y-Stück. Die Atemleitung kann weiterhin eine Patientenleitung aufweisen. Diese kann ebenfalls mit dem Y-Stück verbunden sein.
Das Beatmungsgerät kann weiterhin einen Gasanschluss und/oder eine Raumluftzufuhr aufweisen und es kann Hilfsmittel zur Abgasentsorgung aufweisen. Weiterhin kann die Steuerungsvorrichtung in das Beatmungsgerät integriert sein. Vorstellbar ist jedoch auch, dass die Steuerungsvorrichtung eine separate Baugruppe der Vorrichtung darstellt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Dosiervorrichtung durch die Steuerungsvorrichtung steuerbar ist. Dabei kann die Steuerungsvorrichtung die Dosiervorrichtung durch die
Übermittlung von Steuerungsbefehlen über die Mittel zur bidirektionalen Datenübermittlung steuern. Die Steuerungsbefehle können dabei anhand eines Entscheidungswertes durch die Steuerungsvorrichtung, beispielsweise durch die Recheneinheit der Steuerungsvorrichtung auswählbar sein. Der Entscheidungswert kann zum Beispiel mit Hilfe der Recheneinheit auf der Grundlage von Messwerten ermittelt werden, die vom Messgerät an die
Steuerungsvorrichtung übermittelt wurden.
Bei der Dosiervorrichtung handelt es sich - wie bereits oben beschrieben - beispielsweise um eine Dosiervorrichtung für inhalativ verabreichte Substanzen (Medikamente) ist und/oder um eine Dosiervorrichtung für intravenös verabreichte Substanzen. Vorstellbar ist auch, dass die Dosiervorrichtung sowohl für die intravenöse als auch für die inhalative Verabreichung von Substanzen geeignet ist. Beispielsweise kann die Dosiervorrichtung eine oder mehrere Untereinheiten aufweisen, die jeweils für die Verabreichung eines Medikamentes
vorgesehen ist. So kann etwa ein erstes Medikament intravenös verabreicht werden, während ein zweites Medikament gleichzeitig inhalativ verabreicht wird.
Man erkennt, dass es günstig ist, wenn die Dosiervorrichtung wenigstens eine
Medikamentenzuführleitung aufweist.
Unter einer Medikamentenzuführleitung wird dabei eine Leitung verstanden, die mit einem Adapter verbindbar ist, mit welchem einen direkten oder indirekten Kontakt zum Blutkreislauf oder zu den Atemwegen des Patienten herstellbar ist. Beispielsweise kann eine
Medikamentenzuführleitung mit einer Infusionsnadel, einer Beatmungsmaske oder einem Atemschlauch verbindbar sein. Dabei kann der Adapter auch Teil der
Medikamentenzuführleitung sein. Die Dosiervorrichtung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung kann dabei sowohl Medikamentenzuführleitungen aufweisen, die mit dem Blutkreislauf verbindbar sind, als auch Medikamentenzuführleitungen, die mit den
Atemwegen des Patienten verbindbar sind. Man erkennt, dass es günstig ist, wenn die Medikamentenzuführleitung eine Leitung für. inhalativ und/oder intravenös verabreichte Medikamente ist und wenn die Dosiervorrichtung mehrere Medikamentenzuführleitungen aufweist. Man erkennt weiterhin, dass es günstig ist, wenn das Beatmungsgerät durch die Steuerungsvorrichtung steuerbar ist.
Beispielsweise kann die Steuerungsvorrichtung ausgewählte Steuerungsbefehle mit Hilfe der Mittel zur bidirektionalen Datenübertragung an das Beatmungsgerät übermitteln. Die
Steuerungsbefehle können dabei wie oben beschreiben anhand der ermittelten Messwerte bzw. des Entscheidungswertes ausgewählt sein.
Weiterhin ist es günstig, wenn die Vorrichtung wenigstens ein zweites Messgerät aufweist.
Beispielsweise kann das erste Messgerät dazu dienen einen oder mehrere Atemparameter zu erfassen, während das zweite Messegerät dazu dient, Messwerte bezüglich eines verabreichten Medikamentes aus einer Blut- oder Atemgasprobe zu ermitteln. Dabei ist auch vorstellbar, dass die Vorrichtung mehr als zwei Messgeräte aufweist, beispielsweise kann das zweite Messgerät Messwerte aus einer Blutprobe erfassen, während noch ein weiteres drittes Messgerät Messwerte aus einer Atemgasprobe erfasst oder umgekehrt. In jedem Fall ist es günstig, wenn alle Messgeräte der Vorrichtung über Mittel zum bidirektionalen
Datenaustausch mit der Steuerungsvorrichtung verbunden sind. In der
Steuerungsvorrichtung können dann alle Messwerte der Messgeräte in einem oder mehreren Datenspeichern eingelesen und mit Hilfe der Recheneinheit verarbeitet werden.
Man erkennt, dass es weiterhin günstig ist, wenn das erste und/oder das zweite Messgerät wenigstens eine Sensorvorrichtung aufweist. Die Sensorvorrichtung ist dabei bevorzugt eine Sensorvorrichtung zur Erfassung von physiologischen Parametern.
Physiologische Parameter sind dabei Messwerte, die direkt oder indirekt aus einer
Körperflüssigkeit, dem Atemgas oder von der Körperoberfläche eines Patienten ableitbar sind. Beispielsweise können physiologische Parameter im Sinne der vorliegenden Erfindung die 02-Konzentration im Blut, die C02-Konzentration im Blut, der pH-Wert des Blutes sein. Vorstellbar ist auch, dass ein solcher physiologische Parameter die Konzentration einer bestimmten chemischen Substanz, beispielsweise ein Medikament oder ein Abbauprodukt eines Medikamentes, im Blut oder in einer anderen Körperflüssigkeit des Patienten ist.
Denkbar ist auch, dass ein solcher physiologischer Parameter die Konzentration einer bestimmten chemischen Substanz ist, beispielsweise die Konzentration eines Medikamentes - wie zum Beispiel ein volatiles Anästhetikum - oder eines Abbauproduktes eines Medikamentes. Vorstellbar ist auch, dass ein solcher physiologischer Parameter ein
Muskelaktionspotential oder ein neurobiologische Signal ist. Beispielsweise kann es sich dabei um ein Muskelaktiohspotential eines für die Atmung relevanten Muskels handeln. Ein neurobiologisches Signal kann beispielsweise ein neuronales Aktionspotential des ZNS oder ein neuronales Aktionspotential eines Nervs, der für die Steuerung der Atmung relevant ist sein.
Eine Sensorvorrichtung kann in diesem Zusammenhang jegliche Vorrichtung sein, die einen Sensor für einen der oben beschriebenen physiologischen Parameter aufweist. Die
Sensorvorrichtung erfasst die später von der Steuerungsvorrichtung zu verarbeitenden Messwerte in Form von Rohdaten. Dabei ist vorstellbar, dass die Sensorvorrichtung mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung des Messgerätes verbunden sein, so dass das Messgerät die Messwerte vor der Übermittlung an die Steuerungsvorrichtung verarbeiten kann. Vorstelibar ist jedoch auch, dass die Sensorvorrichtung direkt mit den Mitteln zur bidirektionalen
Datenübertragung verbunden ist, mit welchen das Messgerät mit der Steuerungsvorrichtung kommuniziert, und dass die Messwerte als Rohdaten von der Sensorvorrichtung des
Messgerätes an die Steuerungsvorrichtung übermittelt werden.
Denkbar ist dabei sowohl, dass das erste Messgerät eine Sensorvorrichtung zum Erfassen von physiologischen Parameter aufweist, dass das zweite Messgerät eine Sensorvorrichtung zum Erfassen von physiologischen Parametern aufweist oder dass sowohl das erste als auch das zweite Messgerät jeweils eine Sensorvorrichtung zum Erfassen von
physiologischen Parametern aufweist. Vorstellbar ist auch, dass das erste Messgerät, das zweite Messgerät oder beide Messgeräte jeweils zwei oder mehr Sensorvorrichtungen zum Erfassen von physiologischen Parametern aufweisen.
Man erkennt, dass es günstig ist, wenn die Sensorvorrichtung eine Sensorvorrichtung zur Erfassung von Atemparametern ist.
Beispielsweise kann die Sensorvorrichtung einen Sensor aufweisen, der den an die
Vorrichtung zur Beatmung abgegebenen Atemgasstrom des Patienten überwacht. Ein solcher Sensor kann beispielsweise im Inspirationsschlauch, im Exspirationsschlauch, im Y- Stück oder im Patientenadapter angeordnet sein. Denkbar ist beispielsweise, dass der Sensor eine Volumenstrom-Sensor, einen Differenzdrucksensor oder einen Ultraschall- Sensor ist. Vorstellbar ist auch dass die Sensorvorrichtung mehrere solcher Sensoren aufweist. Dabei können mehrere gleichartige oder auch unterschiedliche Sensoren vorhanden sein.
Vorstellbar ist auch, dass die Sensorvorrichtung eine Sensoranprdnung zur Erfassung eines Muskelaktionspotentials oder eine Überlagerung von mehreren Muskelaktionspotentialen aufweist. Eine solche Sensoranordnung, kann beispielsweise auf der Haut des zu beatmenden Patienten positioniert werden und derart ausgebildet sein, dass sie elektrische oder elektromagnetische Signale, die bei der Aktivierung von Neuromuskulären Synapsen ausgesendet werden, erfasst.
Man erkennt weiterhin, dass es günstig ist, wenn die Sensorvorrichtung eine
Sensorvorrichtung zur Erfassung der effektiven Wirkstoffmenge von pharmazeutisch wirksamen Substanzen und/oder Zusammensetzungen, die dem Patienten verabreicht wurden, ist.
Beispielsweise kann die Sensorvorrichtung einen Sensor aufweisen, mit dessen Hilfe die Konzentration einer chemischen Substanz in einer Flüssigkeit oder einem Gas detektierbar ist. Dieser Sensor kann speziell die Konzentration von volatilen Anästhetika im Atemgas erfassen. Auf diese Weise kann der Sensor beispielsweise einen Messwert zur Verfügung stellen, der den Grad der Bewusstseinsausschaltung beschreibt. Bei einigen Wirkstoffen, wie zum Beispiel En-, Iso-, Sevo- oder Desfluran, kann der Messwert auch den vorhandenen Wirkbeitrag zur Atemdepression (deutlich ausgeprägt) als auch den zur Analgesie (eher schwach ausgeprägt) beschreiben.
Vorstellbar ist auch, dass dieser Sensor speziell die Konzentration von Propofol im
Ausatemgas erfassen und damit einen Messwert zur Verfügung stellen kann, der das Ausmaß der Atemdepression und der Bewusstseinsausschaltung durch Propofol beschreibt. Ferner kann die Sensorvorrichtung Mittel aufweisen, die aus einer gemessenen
Konzentration und einer rechnerisch ausgewerteten Dosierrate eine atemdepressive
Wirkung bestimmen. Diese kann bevorzugt auch mit Hilfe der erfindungsgemäßen
Vorrichtung angezeigt werden.
Denkbar ist dabei sowohl, dass das erste Messgerät eine Sensorvorrichtung zur Erfassung der effektiven Wirkstoffmenge von pharmazeutisch wirksamen Substanzen und/oder Zusammensetzungen aufweist, dass das zweite Messgerät eine Sensorvorrichtung zur Erfassung der effektiven Wirkstoffmenge von pharmazeutisch wirksamen Substanzen und/oder Zusammensetzungen aufweist oder dass sowohl das erste als auch das zweite Messgerät jeweils eine Sensorvorrichtung zur Erfassung der effektiven Wirkstoffmenge von pharmazeutisch wirksamen Substanzen und/oder Zusammensetzungen aufweist. Vorstellbar ist auch, dass das erste Messgerät, das zweite Messgerät oder beide Messgeräte jeweils zwei oder mehr Sensorvorrichtungen zur Erfassung der effektiven Wirkstoffmenge von pharmazeutisch wirksamen Substanzen und/oder Zusammensetzungen aufweisen.
Vorstellbar ist dabei auch, dass das erste Messgerät eine Sensorvorrichtung zum Erfassen von Atemparameter aufweist während wenigstens ein zweites Messgerät eine
Sensorvorrichtung zur Erfassung der effektiven Wirkstoffmenge von pharmazeutisch wirksamen Substanzen und/oder Zusammensetzungen aufweist. Weiterhin ist denkbar, dass das erste Messgerät sowohl eine Sensorvorrichtung zum Erfassen Atemparameter als auch eine Sensorvorrichtung zur Erfassung der effektiven Wirkstoffmenge von pharmazeutisch wirksamen Substanzen und/oder Zusammensetzungen aufweist. Dabei ist sowohl denkbar, dass das auch das zweite Messgerät sowohl eine Sensorvorrichtung zum Erfassen von Atem parametern als auch eine Sensorvorrichtung zur Erfassung der effektiven
Wirkstoffmenge von pharmazeutisch wirksamen Substanzen und/oder Zusammensetzungen aufweist, als auch, dass das zweite Messgerät entweder eine Sensorvorrichtung zum
Erfassen von Atemparametern oder eine Sensorvorrichtung zur Erfassung der effektiven Wirkstoffmenge von pharmazeutisch wirksamen Substanzen und/oder Zusammensetzungen aufweist
Man erkennt, dass es günstig ist, wenn das erste und/oder das zweite Messgerät wenigstens eine Leitung zur Datenerfassung aufweist.
Eine solche Leitung kann eine Verbindung zwischen einer Sammelvorrichtung oder einer Aufnahmevorrichtung für eine zu untersuchende Probe und dem Messgerät sein. Die zu untersuchende Probe ist beispielsweise eine Körperflüssigkeit oder Atemgas. Beispielsweise kann im Bereich des Atemschlauches, d.h. also des Inspirationsschlauches oder auch des Exspirationsschlauches eine Sammelstelle zum Auffangen einer Atemgasprobe ausgebildet sein. Dann kann die Leitung zur Datenerfassung eine Leitung zur Datenerfassung aus Atemgas sein. Dabei ist denkbar, dass die Leitung eine absaugende Leitung ist. Eine solche absaugende Leitung kann die zu untersuchende Atemgasprobe aus dem Atemschlauch, insbesondere aus der Sammelstelle, absaugen und zum Messgerät leiten. Die
Atemgasprobe kann dann im Messgerät, beispielsweise mit Hilfe der Sensorvorrichtung, analysiert werden. Man erkennt, dass es günstig ist, wenn die Leitung eine
Anschlussmöglichkeit an die Atemleitung aufweist. Denkbar ist auch, dass die Leitung eine Datenleitung für eine nicht absaugende Narkosegasmessung ist. Bei einer solchen nicht-absaugenden Narkosegasmessung ist üblicherweise ein Sensor im Bereich der Atemleitung angeordnet, der die Konzentration des volatilen Narkosegases (des volatilen Anästhetikums) im Atemgas erfasst. Dieser Sensor ist typischerweise über die Datenleitung mit einem Messgerät verbunden. Vorstellbar ist dabei, dass die Leitung eine solche Datenleitung ist, wobei der Sensor ein volatiles Anästhetikum erfasst, oder dass die Leitung eine solche Datenleitung ist wobei der Sensor ein volatiles Medikament erfasst, bei dem es sich nicht zwingend um ein Anästhetikum handeln muss.
Weiterhin ist denkbar, dass die Leitung zur Datenerfassung eine Leitung zur Datenerfassung aus Körperflüssigkeiten ist. Eine solche Leitung kann mit einer Probenahmevorrichtung verbunden sein. Eine Probenahmevorrichtung kann dabei derart ausgebildet sein, dass sie eine Probe einer zu untersuchenden Körperflüssigkeit aufnehmen kann. Dabei kann eine Probenahmevorrichtung auch direkt oder indirekt mit dem Patienten verbindbar sein.
Beispielsweise kann es sich um eine Küvette oder ähnliche Aufnahmevorrichtung handeln, in welche eine Körperflüssigkeit einfüllbar ist. Denkbar ist auch, dass es sich um eine
Infusionsnadel oder dergleichen handelt, die mit dem Patienten verbindbar ist. In jedem Fall ist vorstellbar, dass die Leitung zur Datenerfassung mit einer Sensorvorrichtung verbunden ist. Dabei hat die Leitung zur Datenerfassung ein erstes Ende, das dem Messgerät zugewandt ist und ein zweites Ende, das der Probenahmevorrichtung zugewandt ist. Die Sensorvorrichtuhg kann dabei am ersten Ende, beispielsweise am oder im Messgerät, angeordnet sein. Die Sensorvorrichtung kann auch am zweiten Ende, beispielsweise an oder in der Probenahmevorrichtung, angeordnet sein. Die Probenahmevorrichtung kann dabei mit dem Patienten verbindbar sein, so dass auch die Leitung zur Datenerfassung wenigstens indirekt, bspw. über eine Kanüle oder eine Atemgasleitung, mit dem Patienten verbindbar ist. Man erkennt mithin, dass es günstig ist, wenn die Leitung zur Datenerfassung mit der Sensoryorrichtung und/oder mit dem Patienten verbindbar ist.
Man erkennt mithin, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Atemunterstützung, die ein spontanatemfähiges Beatmungsgerät, eine Sfeuerungsvorrichtung, eine Dosiervorrichtung für pharmazeutisch wirksame Substanzen und wenigstens ein erstes Messgerät aufweist, wobei zwischen der Steuerungsvorrichtung, dem Messgerät, der Dosiervorrichtung und/oder dem Beatmungsgerät wenigstens ein Mittel zum bidirektionalen Datenaustausch angeordnet ist, bevorzugt derart ausgebildet ist, dass sowohl die Dosiervorrichtung als auch das
Beatmungsgerät durch die Steuerungsvorrichtung steuerbar sind. Dabei ist es günstig, wenn die Vorrichtung auch wenigstens ein zweites Messgerät aufweist, wobei alle Messgeräte über die Mittel zum bidirektionalen Datenaustausch mit der Steuerungsvorrichtung verbunden sind. Die Messgeräte sind dabei bevorzugt wie oben beschrieben mit einer oder mehreren Sensorvorrichtungen, sowie optional mit Probennahmevorrichtungen und
Leitungen zur Datenerfassung ausgestattet. Weiterhin ist es bei einer solchen Vorrichtung sinnvoll, wenn auch die Dosiervorrichtung und das Beatmungsgerät über die Mittel zum bidirektionalen Datenaustausch mit der Steuerungsvorrichtung verbunden sind. Die
Steuerungsvorrichtung kann dann anhand der Messwerte, die mit Hilfe der Messgeräte ermittelbar sind, die Dosiervorrichtung und das Beatmungsgerät steuern.
Man erkennt dass es bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in jedem Fall vorteilhaft ist, wenn die Steuerungsvorrichtung Mittel zur Ermittlung eines Entscheidungswertes anhand der von dem Messgerät erfassten Messwerte aufweist. Dabei können die Mittel zur
Ermittlung eines Entscheidungswertes beispielsweise in der Recheneinheit der
Steuerungsvorrichtung ausgebildet sein.
Man erkennt weiterhin, dass es günstig ist, wenn die Steuerungsvorrichtung Mittel zur Auswahl eines Steuerungsbefehls aufweist. Auch die Mittel zur Auswahl eines
Steuerungsbefehls können in der Recheneinheit der Steuerungsvorrichtung ausgebildet sein. Bevorzugt sind die Mittel zur Ermittlung eines Entscheidungswertes und die Mittel zur Auswahl eines Steuerungsbefehls derart ausgebildet, dass sie miteinander kommunizieren können.
In jedem Fall ist es auch vorteilhaft, wenn die Steuerungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, ausgewählte Steuerungsbefehle an das Beatmungsgerät, die Dosiervorrichtung und/oder das Messgerät zu übermitteln. Beispielsweise kann die Steuerungsvorrichtung über eines der oben beschriebenen Mittel zum bidirektionalen Datenaustausch mit dem
Beatmungsgerät verbunden sein, wobei es dem Beatmungsgerät mit Hilfe des Mittels zum bidirektionalen Datenaustausch einen Steuerungsbefehl übermitteln kann. Gleichzeitig ist vorstellbar, dass die Steuerungsvorrichtung dann über dieses Mittel zum bidirketionalen Datenaustausch Informationen über den aktuellen Betriebszustand des Beatmungsgerätes erhält.
Auch kann die Steuerungsvorrichtung über eines der oben beschriebenen Mittel zum bidirektionalen Datenaustausch mit der Dosiervorrichtung verbunden sein, wobei es der
Dosiervorrichtung mit Hilfe des Mittels zum bidirektionalen Datenaustausch einen Steuerungsbefehl übermitteln kann. Gleichzeitig ist vorstellbar, dass die
Steuerungsvorrichtung dann über dieses Mittel zum bidirektionalen Datenaustausch
Informationen über den aktuellen Betriebszustand der Dosiervorrichtung erhält.
Weiterhin kann die Steuerungsvorrichtung über eines der oben beschriebenen Mittel zum bidirektionalen Datenaustausch mit einem oder mehreren Messgeräten verbunden sein, wobei es dem Messgerät mit Hilfe des Mittels zum bidirektionalen Datenaustausch einen Steuerungsbefehl übermitteln kann. Gleichzeitig ist vorstellbar, dass die
Steuerungsvorrichtung dann über dieses Mittel zum bidirektionalen Datenaustausch
Informationen über den aktuellen Betriebszustand des Messgerätes sowie die von dem Messgerät erfassten Messwerte erhält.
Die Erfindung sieht mithin weiterhin vor, dass ein Verfahren zum Betrieb einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung die folgenden Schritte umfasst:
a. Automatisches Erfassen von Atemparametern mit Hilfe eines Messgerätes der Vorrichtung;
b. Weiterleiten der erfassten Atemparameter an die Steuerungsvorrichtung mit Hilfe der Mittel zum bidirektionalen Datenaustausch;
c. Automatisches Erfassen der Medikamentenwirkkonzentration eines oder mehrere Medikamente mit Hilfe eines Messgerätes der Vorrichtung;
d. Weiterleiten der erfassten Medikamentenwirkkonzentration an die
Steuerungsvorrichtung mit Hilfe der Mittel zum bidirektionalen Datenaustausch; e. Auswahl wenigstens eines Steuerungsbefehls in der Steuerungsvorrichtung; f. Weiterleitung des Steuerungsbefehls an das Beatmungsgerät und/oder an die Dosiervorrichtung mit Hilfe der Mittel zum bidirektionalen Datenaustausch.
Dabei kann die Vorrichtung beispielsweise derart ausgebildet sein, dass sie ein Messgerät aufweist, welches derart ausgebildet ist, dass es sowohl einen oder mehrere der oben beschriebenen Atemparameter erfassen kann, als auch die Medikamentenwirkkonzentration. Wie oben bereits beschrieben ist aber auch denkbar, dass die Vorrichtung mehrere
Messgeräte aufweist. Dabei kann beispielsweise ein erstes Messgerät die Atemparameter in Schritt a. erfassen während ein zweites Messgerät die Medikamentenwirkkonzentration in Schritt c. erfasst. Vorstellbar ist jedoch selbstverständlich auch, dass nur ein Messgerät vorhanden ist, mit dem beide Schritte a. und c. durchführbar sind. In jedem Fall wird bei der Durchführung des Verfahrens unter dem erfassen der Medikamentenwirkkonzentration verstanden, dass jenes Messgerät mit welchem Schritt c. durchgeführt wird, die absolute Konzentration einer pharmazeutisch wirksamen Substanz in einer Körperflüssigkeitsprobe oder in einer Probe des Atemgasstromes eines Patienten erfasst. Optional kann das
Messgerät aus dieser absoluten Konzentration die oben beschriebene effektive
Wirkstoffmenge ermitteln. Denkbar ist jedoch auch, dass das Messgerät lediglich den absoluten Konzentrationswert an die Steuerungsvorrichtung übermittelt. Im Anschluss daran kann dann die Steuerungsvorrichtung die effektive Wirkstoffmenge ermitteln. Mithin kann die Medikamentenwirkkonzentration Im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens sowohl die absolute Konzentration eines Medikamentes in einer Körperflüssigkeits- oder Atemgasprobe sein, als auch die oben beschriebene effektive Wirkstoffmenge.
Man erkennt in diesem Zusammenhang dass es günstig ist, wenn Schritt a. mit einem ersten Messgerät für Atemparameter ausgeführt wird und dass Schritt c. mit einem zweiten, von dem ersten Messgerät verschiedenen, Messgerät für Medikamentenwirkung ausgeführt wird. Dies ist insbesondere dann günstig, wenn das Messgerät für Medikamentenwirkung ein Messgerät ist, welches eine Körperflüssigkeitsprobe analysieren soll. Beispielsweise kann das Erfassen der Medikamentenwirkkonzentration das automatische Durchführen eines quantitativen immunchemischen, spektroskopischen, chromatographischen oder eines anderen spezifischen Tests beinhalten.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Schritte a., und c. gleichzeitig ausgeführt werden.
Außerdem ist es günstig, wenn die Schritte b. und d. gleichzeitig ausgeführt werden. Dabei ist es im Sinne einer gleichzeitigen Ausführung jedoch nicht notwendig, dass die Schritte a. und c. zeitsynchron ausgeführt werden, insbesondere ist es nicht notwendig, dass die Schritte a. und c. zeitsynchron gestartet und beendet werden. Es ist vielmehr ausreichend, Wenn es einen gemeinsamen Zeitraum gibt, innerhalb welchem die betreffenden Schritte unabhängig von einander zu jeden beliebigen Zeitpunkt ausgeführt werden. Gleiches gilt auch für die Schritte b. und d. Insbesondere ist es dabei nicht notwendig, dass die Schritte a. und c. bzw. b. und d. in einer bestimmten Reihenfolge ausgeführt werden. Vorstellbar ist mithin auch, dass die Schritte a., b., c. und d. unabhängig von einander in beliebiger
Reihenfolge ausgeführt werden, wobei allerdings Schritt b. nur dann ausgeführt wird, wenn zuvor Schritt a. zu einem beliebigen Zeitpunkt ausgeführt wurde, und wobei Schritt d. nur dann ausgeführt wird, wenn zuvor Schritt d. zu einem beliebigen Zeitpunkt ausgeführt wurde.
Man erkennt weiterhin dass es günstig ist, wenn die Auswahl des Steuerungsbefehles in Schritt e. den Schritt
e.1 Ermittlung eines Entscheidungswertes in der Steuerungsvorrichtung umfasst, wobei der Schritt e.1 optional einen oder mehrere der folgenden Schritte umfasst: e.2 Vergleich des erfassten Atemparameters aus Schritt a. und/oder der erfassten Medikamentenwirkkonzentration aus Schritt c. mit Daten, die in der
Datenspeichervorrichtung der Steuerungsvorrichtung hinterlegt sind;
e.3 Weiterleitung des erfassten Atemparameters aus Schritt a. und/oder der erfassten Medikamentenwirkkonzentration aus Schritt c. und/oder des ermittelten Entscheidungswertes an eine Ausgabevorrichtung.
Der Entscheidungswert kann dabei beispielsweise eine bestimmte Konzentration eines Medikamentes in einer Körperflüssigkeit oder in einer Atemgasprobe eines Patienten sein. Der Entscheidungswert kann auch die ermittelte effektive Wirkstoffmenge sein. Denkbar ist auch dass der Entscheidungswert ein Atemparameter ist. In jedem Fall kann dabei den von den Messgeräten erfassten und an die Steuerungsvorrichtung übermittelten Daten ein von der Recheneinheit der Steuerungsvorrichtung verarbeitbare Information zugeordnet werden. Dies ist unabhängig davon, ob es sich um eine absolute Konzentration, eine bereits verarbeitete Information wie z.B. die effektive Wirkstoff menge, einen Kennwert für einen Atemparameter, bspw. Druck, C02-Konzentration, pH-Wert oder dergleichen, handelt. Diese Information kann dann mit den in der Steuerungsvorrichtung Daten verglichen werden. Beispielsweise kann diese Information mit den in dem oder den Datenspeicher/n, hinterlegten Vergleichsdaten für Atemparameter und/oder mit den hinterlegten
pharmakodynamischen und/oder pharmakokinetischen Daten verglichen werden. Je nachdem ob der ermittelte Wert größer, kleiner oder gleich einem Wert aus dem Pool der hinterlegten Daten ist, wird der von dem Messgerät gelieferten Information, d.h. also dem erfassten Atemparameter oder der erfassten Medikamentenwirkkonzentration ein
entsprechender Entscheidungswert zugeordnet. Dieser Entscheidungswert kann dann beispielsweise einfach von einer Ausgabeeinheit ausgegeben werden. Beispielsweise kann die Ausgabeeinheit ein Monitor, Drucker, Alarmsystem oder sonstiges Ausgabegerät sein. Ein Monitor kann dann dem Bediener - beispielsweise dem Bediener der Vorrichtung - anzeigen, dass ein bestimmter Entscheidungswert vorliegt und der Bediener kann anhand dieses Entscheidungswertes bestimmen, welche Handlungen er als nächstes Ausführen möchte. Denkbar ist auch, dass die Ausgabe durch Ausdruck oder durch Übermittlung eines Alarmsignals - beispielsweise an ein Schwesternzimmer oder dergleichen - erfolgt.
Günstig ist es auch, wenn in der Vorrichtung anhand des ermittelten Entscheidungswertes ein Steuerungsbefehl auswählbar ist. Beispielsweise können in der Steuerungsvorrichtung ein oder mehrere Steuerungsbefehle hinterlegt sein, die bestimmten Entscheidungswerten zugeordnet sein können. Anhand des Entscheidungswertes kann die Steuerungsvorrichtung dann einen Steuerungsbefehl auswählen, beispielsweise indem die Recheneinheit den oder die Entscheidungswerte mit entsprechend hinterlegten Daten vergleicht.
In diesem Zusammenhang kann es auch günstig sein, wenn, das Ermitteln des
Entscheidungswertes in Schritt e.1 die folgenden Schritte umfasst:
i. Vergleich der ermittelten Atemparameter mit Daten, die in einem
Datenspeicher der Steuerungsvorrichtung hinterlegt sind;
ii. Vergleich der ermittelten Medikamentenwirkkonzentration mit Daten, die in einem Datenspeicher der Steuerungsvorrichtung hinterlegt sind; iii. Ermitteln der Gefahr für das Auftreten einer medikamentös verursachten
Atemdepression und/oder Ermitteln des Ausmaßes der potentiellen atemdepressiven Wirkung der verabreichten Medikamente anhand des durchgeführten Vergleichs in Schritt ii;
iv. Bestimmung eines Entscheidungswertes anhand der in den Schritten i. und iii. gewonnen Daten.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen und aus den weiteren Beispielen. Es zeigen:
Fig. 1 Eine schematische Skizze eines ersten Ausführungsbeispiels einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung ;
Fig. 2 eine schematische Skizze eines weiteren Ausführungsbeispiels einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 3 eine schematische Skizze noch eines weiteren Ausführungsbeispiels einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 4 eine schematische Skizze noch eines weiteren Ausführungsbeispiels einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung
Fig. 5 Beispiel eines zeitlichen Ablaufs einer Beatmung eines Patienten. mit Hilfe einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Man erkennt in Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10. Die Vorrichtung 10 weist - wie auch die in den Figuren 2, 3 und 4 schematisch dargestellten Vorrichtungen 10 - ein spontanatemfähiges Beatmungsgerät 20, mit einer Steuerungsvorrichtung 30, einer Dosiervorrichtung 40 und einem Messgerät 50 auf. Sowohl die Dosiervorrichtung 40 als auch das Messgerät 50 sind mit Mitteln zum bidirektionalen Datenaustausch 41 , 52 mit der Steuerungsvorrichtung 30 verbunden. Mit Hilfe der
Vorrichtung 10 kann ein Patient P beatmet werden oder es kann die Atmung des Patienten P unterstützt werden. Gleichzeitig können dem Patienten P verschiedene Medikamente auf intravenösem bzw. inhalativem Weg zugeführt werden.
Das Beatmungsgerät 20 in Fig. 1 enthält - ebenso wie das in den Figuren 2, 3 und 4 dargestellte Beatmungsgerät 20 - eine mit Hilfe der Steuerungsvorrichtung 30 steuerbaren Ventilatoreinheit 200 und weisfeine Atemleitung 21 auf. Die Atemleitung 21 hat eine
Inspirationsleitung 22, eine Exspirationsleitung 23, ein Y-Stück 24 und eine Patientenleitung 29. Die Inspirationsleitung 22 ist an ihrem einen Ende über ein Anschlussstück 28 mit der Ventilatoreinheit 200 und an ihrem anderen Ende mit dem Y-Stück 24 verbunden. Die Exspirationsleitung 23 ist an ihrem einen Ende ebenfalls über ein Anschlussstück 29 mit der Ventilatoreinheit 200 und an ihrem anderen Ende mit dem Y-Stück 24 verbunden. Die Patientenleitung 29 ist ebenfalls mit dem Y-Stück verbunden. Bei der Patientenleitung 29 handelt es sich beispielsweise um einen Beatmungsschlauch. Dieser kann mit einem (nicht dargestellten) Adapter, beispielsweise einer Atemmaske, verbunden sein. Es kann aber auch ein Intubationsschlauch sein.
Das Beatmungsgerät 20 in Fig. 1 weist - ebenso wie das in den Figuren 2, 3 und 4 dargestellte Beatmungsgerät 20 - weiterhin einen Gasanschluss 25 auf. Mit Hilfe dieses Gasanschlusses 25 ist dem Beatmungsgerät 20 frische Atemluft zuführbar. An den
Gasanschluss 25 ist eine (nicht dargestellte) Atemluftquelle anschließbar. Dabei kann es sich um eine Druckluftquelle oder auch um einen einfachen Einlass für Raumluft handeln.
Außerdem weist das Beatmungsgerät 20 in Fig. 1 - ebenso wie in den Fig. 2, 3 und 4 - einen Abgasauslass 26 auf. Durch diesen Abgasauslass 26 kann die aus der Atemleitung 21 zurückströmende Luft an die Umgebung abgegeben werden. Denkbar ist auch, dass an den Abgasauslass 26 eine (nicht dargestellte) Entsorgungsvorrichtung angeschlossen ist, die möglicherweise enthaltene Medikamentenrückstände aus der zurückströmenden Luft entfernt.
Die Steuerungsvorrichtung 30 ist im dargestellten Beispiel in das Beatmungsgerät 20 ' integriert. Dazu können die Ventilatoreinheit 200 und die Steuerungsvorrichtung 30 einfach in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein. Die Steuerungsvorrichtung 30 in Fig. 1 weist - ebenso wie die in den Figuren 2, 3 und 4 dargestellte Steuerungsvorrichtung 30 - einen Datenspeicher 31 und eine Recheneinheit 32 auf. Selbstverständlich können auch mehrere Datenspeicher 31 vorhanden sein.
Die Dosiervorrichtung 40 ist eine Vorrichtung zur Dosierung von intravenös verabreichbaren Medikamenten. Die Vorrichtung 40 hat im dargestellten Beispiel eine erste
Medikamentenzuführleitung 42 für ein erstes Medikament und eine zweite
Medikamentenzuführleitung 43 für ein zweites Medikament. Denkbar ist selbstverständlich auch, dass die Vorrichtung 40 nur eine oder mehr als zwei Medikamentenzuführleitungen aufweist. Die Dosiervorrichtung 40 ist über das Mittel zur bidirektionalen Datenübertragung 41 mit der Steuerungsvorrichtung 30 verbunden. Über die Medikamentenzuführleitungen 42, 43 ist die Dosiervorrichtung 40 entweder direkt mit dem Patienten oder mit einem Adapter, beispielsweise einer Infusionskanüle (Infusionsnadel), verbindbar.
Die Vorrichtung 10 weist weiterhin einen Medikamentenverdampfer 60 auf. Der
Medikamentenverdampfer 60 ist über eine Medikamentenzuführleitung 61 mit einem
Anschluss 63 für die Medikamentenzuführung verbunden. Der Anschluss 63 ist an oder in der Patientenleitung 29 angeordnet, so dass ein volatiles Medikament, das von dem
Medikamentenverdampfer 60 abgegeben wird, der Atemleitung 21 zuführbar ist. Der Patient P kann mithin über die Atemleitung 21 ein solches volatiles Anästhetikum ein- und wieder ausatmen. Um wieder ausgeatmetes Medikamentengas aufzufangen, weist die Vorrichtung 10 weiterhin einen Medikamentengaszwischenspeicher 62 auf. Das darin gesammelte volatile Medikament kann der Patient P bei seinem nächsten Atemhub wieder einatmen. Der Patient P kann darüber hinaus auch verstoffwechselte Formen oder auch überschüssige Mengen eines beispielsweise intravenös verabreichten Medikamentes ausatmen. In der Folge können auch im Atemgas gewisse Konzentrationen eines über die Dosiervorrichtung 40 verabreichten Medikamentes als Medikamentenreste nachweisbar sein. Auch diese Medikamentenreste sammeln sich im Medikamentengaszwischenspeicher 62. Aus ihrer Konzentration ist die effektive Wirkstoffmenge bestimmbar.
Zur Überprüfung der Konzentration eines solchen Medikamentenrestes, volatilen
Medikamentes, der verstoffwechselten Form eines volatilen Medikamentes im Atemgas oder dergleichen, ist eine Probennahmevorrichtung 53 vorgesehen, die in der Ätemleitung 21 , bevorzugt wie dargestellt in der Patientenleitung 29, angeordnet ist. In dieser
Probennahmevorrichtung 53 ist ein Sensor angeordnet, der die Konzentration des gewünschten Stoffes erfasst. Weiterhin können hier auch Sensoren angeordnet sein, die verschiedene andere Atemparameter, nämlich den Atemwiderstand (RR), die endexspiratorische C02-Konzentration (etC02), das Atemvolumen (AMV), die partielle Sauerstoffsättigung (Sp02), die Atemfrequenz oder dergleichen erfassen. Die
Probennahmevorrichtung 53 ist über eine Leitung zur Datenerfassung 51 mit dem Messgerät 50 verbunden. Das Messgerät 50 ist wiederum über ein Mittel zum bidirektionalen
Datenaustausch 52 mit der Steuerungsvorrichtung 30 verbunden. In jedem Fall ist das Messgerät 50 derart ausgebildet, dass es sowohl die effektive Wirkstoffmenge einer oder mehrerer verabreichter Substanzen erfassen kann als auch einen oder mehrere der hierin beschriebenen Atemparameter.
Auch die in Fig. 2 schematisch dargestellte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 weist, wie oben bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, ein spöntanatemfähiges Beatmungsgerät 20, eine Steuerungsvorrichtung 30, eine
Dosiervorrichtung 40 und ein Messgerät 50 auf.
Die in Fig. 2 dargestellte Dosiervorrichtung 40 ist über ein Mittel zum bidirektionalen
Datenaustausch 42 mit der Steuerungsvorrichtung 30 verbunden. Die Dosiervorrichtung 40 hat außerdem eine erste Medikamentenzuführleitung 42 und eine zweite
Medikamentenzuführleitung 43. Die erste Medikamentenzuführleitung 42 ist eine
Medikamentenzuführleitung für intravenös verabreichbare Medikamente. Sie ist mit einem Adapter, beispielsweise einer Infusionsnadel verbindbar. Denkbar ist auch, dass sie direkt mit dem Patienten verbindbar ist. Die zweite Medikamentenzuführleitung 43 ist eine
Medikamentenzuführleitung für volatile Medikamente, die mit dem Atemgasstrom zuführbar sind. Die zweite Medikamentenleitung 43 ist mit einem Anschluss 63 für die
Medikamentenzuführung verbunden. Der Anschluss 63 ist in der Patientenleitung 29 angeordnet. Die Dosiervorrichtung 40 weist weiterhin einen Medikamentenverdampfer 60 zur Bereitstellung des volatilen Medikamentes auf. Der Medikamentenverdampfer 60 kann in einem gemeinsamen Gehäuse mit der Dosiervorrichtung 40 angeordnet sein oder eine separate Baugruppe darstellen.
Das in Fig. 2 dargestellte Messgerät 50 ist über ein Mittel zum bidirektionalen
Datenaustausch 52 mit der Steuerungsvorrichtung 30 verbunden. Weiterhin weist das Messgerät 50 eine Leitung zur Datenerfassung 51 auf. Das Messgerät 50 ist dabei derart ausgebildet, dass es eine Körperflüssigkeit eines Patienten analysieren kann. Die Leitung zur Datenerfassung 51 ist mit einem (nicht dargestellten) Adapter verbunden. Der Adapter kann entweder direkt mit dem Patienten P verbunden sein oder mit einer (ebenfalls nicht dargestellten) Probennahmevorrichtung. Über die Leitung zur Datenerfassung 51 kann eine Probe einer Körperflüssigkeit in das Messgerät 50 transportiert werden. Im Messgerät 50 kann dann eine Sensorvorrichtung den gewünschten Messwert erfassen. Alternativ kann die Leitung zur Datenerfassung 51 auch mit einer außerhalb des Messgerätes 50 angeordneten Sensorvorrichtung verbunden sein, beispielsweise einer Messelektrode für
Muskelaktionspotentiale oder einer EKG-Elektrode. In jedem Fall ist das Messgerät 50 derart ausgebildet, dass es sowohl die effektive Wirkstoffmenge einer oder mehrerer verabreichter Substanzen erfassen kann als auch einen oder mehrere der hierin beschriebenen
Atemparameter.
Auch die in Fig. 3 schematisch dargestellte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 weist, wie oben bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, ein spontanatemfähiges Beatmungsgerät 20, eine Steuerungsvorrichtung 30, eine
Dosiervorrichtung 40 und ein Messgerät 50 auf. Die Steuerungsvorrichtung 30 ist hier exemplarisch als externes Bauteil des Beatmungsgerätes 20 dargestellt. Selbstverständlich kann es auch in das Beatmungsgerät 20 integriert sein.
Die Dosiervorrichtung 40 ist - wie ebenfalls im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben - eine Vorrichtung zur Dosierung von intravenös verabreichbaren Medikamenten. Die Vorrichtung 40 hat im dargestellten Beispiel eine erste Medikamentenzuführleitung 42 für ein erstes Medikament und eine zweite Medikamentenzuführleitung 43 für ein zweites Medikament. Denkbar ist selbstverständlich auch, dass die Vorrichtung 40 nur eine oder mehrere
Medikamentenzuführleitungen aufweist. Die Dosiervorrichtung 40 ist über das Mittel zur bidirektionalen Datenübertragung 41 mit der Steuerungsvorrichtung 30 verbunden. Über die Medikamentenzuführleitungen 42, 43 ist die Dosiervorrichtung 40 entweder direkt mit dem Patienten verbindbar oder mit einem Adapter, beispielsweise einer Infusionskanüle.
Das in Fig. 3 dargestellte Messgerät 50 ist über ein Mittel zum bidirektionalen
Datenaustausch 52 mit der Steuerungsvorrichtung 30 verbunden. Weiterhin weist das Messgerät 50 eine Leitung zur Datenerfassung 51 auf. Das Messgerät 50 ist dabei derart ausgebildet, dass es eine Körperflüssigkeit eines Patienten analysieren kann. Die Leitung zur Datenerfassung 51 ist mit einem (nicht dargestellten) Adapter verbunden. Der Adapter kann entweder direkt mit dem Patienten P verbunden sein oder mit einer (ebenfalls nicht dargestellten) Probennahmevorrichtung. Über die Leitung zur Datenerfassung 51 kann eine Probe einer Körperflüssigkeit in das Messgerät 50 transportiert werden. Im Messgerät 50 kann dann eine Sensorvorrichtung den gewünschten Messwert erfassen. Alternativ kann die Leitung zur Datenerfassung 51 auch mit einer außerhalb des Messgerätes 50 angeordneten Sensorvorrichtung verbunden sein, beispielsweise einer Messelektrode für
Muskelaktionspotentiale oder einer EKG-Elektrode. In jedem Fall ist das Messgerät 50 derart ausgebildet, dass es sowohl die effektive Wirkstoffmenge einer oder mehrerer verabreichter Substanzen erfassen kann als auch einen oder mehrere der hierin beschriebenen
Atemparameter.
Auch die in Figl 4 schematisch dargestellte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 weist, wie oben bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, ein spontanatemfähiges Beatmungsgerät 20, eine Steuerungsvorrichtung 30, eine
Dosiervorrichtung 40 und ein Messgerät 50 auf. Die Steuerungsvorrichtung 30 ist hier exemplarisch als externes Bauteil des Beatmungsgerätes 20 dargestellt. Selbstverständlich kann es auch in das Beatmungsgerät 20 integriert sein. Dabei ist die Dosiervorrichtung 40 - wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 und Fig. 3 beschrieben - eine Vorrichtung zur Dosierung von intravenös verabreichbaren Medikamenten. Die Vorrichtung 40 hat im dargestellten Beispiel eine erste Medikamentenzuführleitung 42 für ein erstes Medikament und eine zweite Medikamentenzuführleitung 43 für ein zweites Medikament. Denkbar ist selbstverständlich auch, dass die Vorrichtung 40 nur eine oder mehrere
Medikamentenzuführleitungen aufweist. Die Dosiervorrichtung 40 ist über das Mittel zur bidirektionalen Datenübertragung 41 mit der Steuerungsvorrichtung 30 verbunden. Über die Medikamentenzuführleitungen 42, 43 ist die Dosiervorrichtung 40 entweder direkt mit dem Patienten verbindbar oder mit einem Adapter, beispielsweise einer Infusionskanüle.
Die in Fig. 4 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung 10 weist zusätzlich zu dem ersten Messgerät 50 ein zweites Messgerät 50' auf. Das erste Messgerät 50 ist - wie das bereits im Zusammenhang mit den Fig. 2 und 3 beschriebene Messgerät 50 - über ein Mittel zum bidirektionalen Datenaustausch 52 mit der Steuerungsvorrichtung 30 verbunden. Weiterhin weist das Messgerät 50 eine Leitung zur Datenerfassung 51 auf. Das Messgerät 50 ist dabei derart ausgebildet, dass es eine Körperflüssigkeit eines Patienten analysieren kann. Die Leitung zur Datenerfassung 51 ist mit einem (nicht dargestellten) Adapter verbunden. Der Adapter kann entweder direkt mit dem Patienten P verbunden sein oder mit einer (ebenfalls nicht dargestellten) Probennahmevorrichtung. Über die Leitung zur Datenerfassung 51 kann eine Probe einer Körperflüssigkeit in das Messgerät 50 transportiert werden. Im Messgerät 50 kann dann eine Sensorvorrichtung den gewünschten Messwert erfassen. Alternativ kann die Leitung zur Datenerfassung 51 auch mit einer außerhalb des Messgerätes 50
angeordneten Sensorvorrichtung verbunden sein, beispielsweise einer Messelektrode für Muskelaktionspotentiale oder einer EKG-Elektrode. In jedem Fall ist das Messgerät 50 derart ausgebildet, dass es sowohl die effektive Wirkstoffmenge einer oder mehrerer verabreichter Substanzen erfassen kann als auch einen oder mehrere der hierin beschriebenen
Atemparameter.
Das zweite Messgerät 50' ist mit einer Leitung 51' mit der Probennahmevorrichtung 53 verbunden und mit einem Mittel zum bidirektionalen Datenaustausch 52' mit der
Steuerungsvorrichtung 30 verbunden.
Fig. 5 zeigt den schematischeh Zeitablauf eines Atemtrainings, das mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Vorrichtung durchführbar ist. Dabei wird die in den Figuren 1 , 2; 3 und 4 beschriebene Vorrichtung mit dem oben beschriebenen Verfahren zum Betrieb der
Vorrichtung betrieben. Mit Hilfe eines solchen Atemtrainings kann der Patient von der künstlichen Beatmung bzw. Atemunterstützung entwöhnt werden. Gleichzeitig kann beobachtet werden, ob das Risiko für eine Atemdepression besteht, falls der Patient bspw. extubiert werden soll.
Man erkennt in Fig. 5 vier verschiedene Kurven V-WOB, MW, MD, SAF, die sich entlang der Zeitachse t erstrecken, nämlich den Anteil der Atemarbeit, der vom Beatmungsgerät geleistet wird, im Folgenden als Atemarbeit des Beatmungsgerätes V-WOB bezeichnet, die
Medikamentenwirkungskurve MW, die Medikamentendosierung MD und die
Spontanatemfähigkeitkurve SAF des Patienten. Dabei ist der Anteil der Atemarbeit, der vom Beatmungsgerät geleistet wird, also die Atemarbeit des Beatmungsgerätes V-WOB, reziprok zur nicht dargestellten Atemleistung des Patienten. Die Achse y der schematischen
Darstellung repräsentiert dabei eine fiktive numerische Zahlenachse, bei welcher wie allgemein üblich höhere Zahlenwerte oben und niedrigere Zahlenwerte angeordnet sind.
Auf der Zeitachse t sind vier Zeitpunkte t t2, t3 und t4 dargestellt, nämlich der Startzeitpunkt ti der Medikamentenreduktion, der Beginn des Atemtrainings t2, das nominelle Ende des Atemtrainings t3- welches dem Ende der Medikamentenreduktion entspricht - und das effektive Ende des Atemtrainings t4. Für den Zeitraum zwischen dem Startzeitpunkt und dem nominellen Ende des Atemtrainings t3 wird die Medikamentengabe reduziert, was anhand der Medikamentendosierungskurve MD erkennbar ist. Die
Medikamentendosierungskurve MD sinkt zum Startzeitpunkt ti auf ein deutlich reduziertes Niveau ab. Zu diesem Zeitpunkt wird die Medikamentengabe reduziert. Zum nominellen Ende des Atemtrainings t3 steigt die Medikamentendosierungskurve MD wieder auf das frühere Niveau an. Zu diesem Zeitpunkt wird also die Medikamentengabe wieder angehoben. Zwischen dem Startzeitpunkt und dem nominellen Ende des Atemtrainings t3 liegt mithin ein Zeitraum der Medikamentenreduktion ΔΤ.
Entsprechend der Medikamentengabe ist die Wirkung der verabreichten Medikamente vor dem Startzeitpunkt ti zunächst hoch und sinkt dann nach dem Startzeitpunkt ti langsam ab, wie man an der Medikamentenwirkungskurve MW erkennt. Sobald die Wirkung der verabreichten Medikamente auf ein vorbestimmtes Niveau abgesunken ist, findet der Beginn des Atemtrainings t2 statt. Nach dem nominellen Ende des Atemtrainings t3 nimmt die Medikamentenwirkung in Folge der wiederum erhöhten Medikamentendosierung wieder zu.
Vor dem Startzeitpunkt ti befindet sich der Patient in einem Zustand, in welchem er entweder vollständig oder teilweise beatmet wird und in welchem seine eigene Spontanatemfähigkeit durch die Wirkung der verabreichten Medikamente und durch andere äußere Einflüsse deutlich reduziert ist. Man erkennt dies an der Spontanatemfähigkeitskurve SAF des
Patienten. Diese ist vor dem Startzeitpunkt ti auf einem niedrigen Niveau und steigt ab dem Startzeitpunkt ti bis zum Beginn des Atemtrainings t2 langsam an. Mit dem nominellen Ende des Atemtrainings t3 beginnt die Spontanatemfähigkeit in Folge der wieder erhöhten
Medikamentendosierung langsam wieder abzusinken. Dieses Absinken beschleunigt sich mit dem effektiven Ende des Atemtrainings t4, nach welchem die Spontanatemfähigkeitskurve SAF wieder auf ein niedriges Niveau absinkt.
Die Atemarbeit des Beatmungsgerätes V-WOB zeigt, dass vor dem Startzeitpunkt ein hoher Anteil der Atemarbeit durch das Beatmungsgerät übernommen wird. Dieser Anteil bleibt auch bis zum Beginn des Atemtrainings t2 konstant. Mit Beginn des Atemtrainings t2 sinkt die Atemarbeit des Beatmungsgerätes V-WOB auf ein niedrigeres Niveau ab. Das bedeutet, dass das Beatmungsgerät einen geringeren Anteil der Atemarbeit übernimmt und der Anteil an der Atemarbeit, den der Patient aufbringen muss, erhöht wird. Zwischen dem nominellen Ende des Atemtrainings t3 und dem effektiven Ende des Atemtrainings t4 steigt die Atemarbeit des Beatmungsgerätes V-WOB wieder auf das ursprüngliche Niveau an. Das bedeutet, dass das Beatmungsgerät mit wieder einsetzender höherer
Medikamentendosierung und in der Folge zu erwartender verringerter Spontanatemfähigkeit wieder einen höheren Anteil an der Atemarbeit übernimmt.
Man erkennt in Fig. 5, dass zwischen dem Startzeitpunkt ti und dem Beginn des
Atemtrainings t2 ein erster Übergangszeitraum UZ1 liegt und dass zwischen dem nominellen Ende des Atemtrainings t3 und dem effektiven Ende des Atemtrainings t4 ein zweiter Übergangszeitraum UZ2 liegt. Zwischen dem Beginn des Atemtrainings t2 und dem Ende des nominellen Atemtrainings t3, d.h. also zwischen dem ersten Übergangszeitraum UZ1 Und dem zweiten Übergangszeitraum UZ2, liegt der Zeitraum des nominellen Atemtrainings TT.
Während des ersten Übergangszeitraumes UZ1 ist die Medikamentendosierungskurve MD auf einem geringen Niveau, es erfolgt mithin eine reduzierte Medikamentengabe. Die Medikamentenwirkungskurve MW sinkt in diesem Übergangszeitraum UZ1 langsam ab. Dieses Absinken wird mit Hilfe der erfindungsgemäßen in den Figuren 1 , 2, 3 und 4 dargestellten Vorrichtung 10 überwacht. Insbesondere wird die
Medikamentenwirkkonzentration entsprechend Schritt c. des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb der Vorrichtung 10 mit Hilfe eines Messgerätes 50, 50' erfasst. Gleichzeitig steigt die Spontanatemfähigkeitskurve SAF während des Übergangszeitraums UZ1 an.
Dieser Anstieg wird ebenfalls mit der in den Figuren 1 , 2, 3 und 4 dargestellten Vorrichtung 10 überwacht. Insbesondere werden die Atemparameter entsprechend Schritt a. des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb der Vorrichtung 10 mit Hilfe eines Messgerätes 50, 50' erfasst. Sowohl die erfassten Atemparameter als auch die erfassten
Medikamentenwirkkonzentrationen werden in der Steuerungsvorrichtung 30 der Vorrichtung 10 verarbeitet und es werden wie oben beschrieben Entscheidungswerte bestimmt. Anhand dieser Entscheidungswerte ist der Beginn des Atemtrainings t2 festlegbar. So kann die Steuerungsvorrichtung 30 zu diesem Zeitpunkt einen Steuerungsbefehl an das
Beatmungsgerät 20 übermitteln, so dass das Beatmungsgerät 20 die Beatmung bzw.
Atemunterstützung des Patienten reduziert, bis das im Zeitraum des nominellen
Atemtrainings TT gewünschte Niveau erreicht ist.
Im Anschluss an den ersten Übergangszeitraum UZ1 findet der Zeitraum des nominellen Atemtrainings TT statt. Während dieses Zeitraumes ist die Spontanatemfähigkeit des Patienten nur zu einem geringen Teil oder gar nicht unterdrückt. Die Wirkmenge der verabreichten Medikamente mit atemdepressiver Nebenwirkung ist entsprechend angepasst. Die in den Figuren 1 , 2, 3 und 4 beschriebene Vorrichtung 10 erfasst auch in diesem
Zeitraum mit Hilfe des bzw. der Messgeräte 50, 50' die Atemparameter und die
Medikamentenwirkkonzentration.
Der zweite Übergangszeitraum UZ2 beginnt mit dem Ende des nominellen Atemtrainings t3. Zu diesem Zeitpunkt wird zunächst die Medikamentengabe wieder angehoben, so dass die Medikamentendosierungskurve MD wieder ansteigt. Bis zum Endzeitpunkt t4 wird auch der Anteil an der Atemleistung, den das Beatmungsgerät 30 übernimmt, wieder erhöht, so dass während des Übergangszeitraumes UZ2 auch die Arbeitskurve des Beatmungsgerätes V- WOB wieder ansteigt.
Beispiel für hinterlegte Atemparameter
Beispiele für Atemparameter, die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, insbesondere in der Steuerungsvorrichtung 30 der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele, hinterlegt sein können, sind etwa
• Spontanatemfrequenz (fspn)
• Tidalvolumen (V,)
sowie
• endtidales C02 (etC02)
Zu diesen Atemparametern gehören entsprechende Toleranzbreiten, die bei der
Generierung von Steuerungsbefehlen Berücksichtigung finden. Eine Atemfrequenz, inrr Bereich15-30 pro Minute wird in der Regel als normal, eine solche von z.B. 35 pro Minute wird beim Erwachsenen in der Regel als behandlungsbedürftige Tachypnoe eingestuft. Beispielsweise können in der Vorrichtung als Eckdaten für Atemparameter die folgenden in Tabelle 1 aufgeführten exemplarischen Werte hinterlegt werden, die als normale Ventilation unter bestimmten Randbedingungen gelten.
Figure imgf000031_0001
Tabelle 1 Dabei bedeuten die Randbedingungen 0 = keine Vorerkrankung bekannt, 1 = neurologische Störung bekannt, 2 = COPD-Patient. Weiterhin bedeutet bpm = Anzahl der Atemzüge pro Minute.
Beispiel für die Ermittlung eines Entscheidungswertes und die Auswahl eines
Steuerungsbefehles
Zur Ermittlung von Entscheidungswerten werden im mehrdimensionalen
Atemparameterraum Toleranzfelder festgelegt. Das bedeutet, dass die
Steuerungseinrichtung Mittel aufweist, die dazu ausgelegt sind, die von dem Messgerät ermittelten Messwerte anhand von hinterlegten Daten in einen Zusammenhang zu bringen. Beispielsweise können in der Steuerungseinrichtung Werte für den endtidalen C02- Partialdruck (etC02) und für die Spontanatemfrequenz fspn hinterlegt sein. Beispielsweise kann für den endtidalen C02-Partialdruck festgelegt werden, dass die Steuerungseinrichtung bei unterschreiten eines Wertes von 20 mmHg einen ersten Entscheidungswert E1 , bei unterschreiten eines Wertes von 55 mmHg aber vorliegen eines Wertes von 20 mmHg oder mehr einen Entscheidungswert E2 und bei überschreiten eines Wertes von 55 mmHg einen Entscheidungswert E3 auswählt. Auf die gleiche Weise können auch anderen
Atemparametern entsprechende Entscheidungswerte zugeordnet werden. Beispielsweise kann einem Wert von 35 bpm oder mehr für die Spontanatemfrequenz fspn ein
Entscheidungswert E4 zugeordnet werden, einem fspn-Wert von weniger als 35 bpm aber mindestens 30 bpm ein Entscheidungswert E5, einem fspn-Wert von weniger als 30 bpm aber mindestens 15 bpm ein Entscheidungswert E6 und einem fspn-Wert von weniger als 15 bpm ein Entscheidungswert E7.
Es versteht sich von selbst, dass dieses Beispiel nur exemplarisch ist und selbstverständlich auch völlig andere Werte in der Steuerungseinheit hinterlegt sein können.
Die Auswahl der Steuerungsbefehle erfolgt dann anhand der ermittelten
Entscheidungswerte. Dabei können sowohl einzelnen Entscheidungswerte ausschlaggebend sein als auch Kombinationen von Entscheidungswerten. Wurde beispielsweise die
Kombination von Entscheidungswerte E5 und Entscheidungswert E2 in der
Steuerungseinrichtung ermittelt, so kann der zugehörige Steuerungsbefehl ein Befehl sein, der das Beatmungsgerätes anweist, den Druck um einen vorgegebenen Wert, z.B. 2mbar oder weniger, zu erhöhen. Ein anderes Beispiel wäre die Ermittlung der Entscheidungswerte E6 und E2. Dabei kann der zugehörige Steuerungsbefehl ein Befehl sein, der das
Beatmungsgerät anweist, den Druck um z.B. 4mbar oder weniger zu senken.
Beispiele für hinterlegte pharmakokinetische Daten
Die zeitabhängigen Verläufe die Medikamentenwirkkonzentration können für viele relevanten Medikamente mit Hilfe von Modellen aus der medizinischen Forschung vorausberechnet werden. Dabei kann beispielsweise ein adäquater Wert für die Übergangszeit UZ1 anhand der Zeit bestimmt werden, in welcher die Wirkkonzentration von Opioiden auf den halben Wert absinkt, wenn man die Zuführung stoppt. Dabei können beispielsweise in der
Steuerungseinrichtung Konzentrationsgrenzen für bestimmte Opioide bestimmten Zeitwerten zugeordnet sein. Die Zeitwerte können dabei angeben, welche Dauer der
Übergangszeitraum UZ1 hat. Denkbar ist auch, dass diese Werte einem bestimmten
Körpergewicht oder anderen Daten des Patienten zugeordnet sind. Diese Zuordnung kann der Bediener bei Verwendung der Vorrichtung beispielsweise frei programmieren oder auch aus verschiedenen in der Steuerungsvorrichtung hinterlegten Vorschlägen auswählen. Auf die gleiche Weise kann die Dauer des Zeitraumes UZ2 anhand von hinterlegten Daten bestimmt werden. Für die Gerätesteuerung im Zeitraum UZ2 ist die Zeitdauer wichtig, bei der nach Gabe einer bestimmten Dosis eines Medikamentes wieder die volle
Medikamentenwirkung einsetzt.
Beispielhaft sind diese Zeiten von einige wichtigen Medikamenten der Analgosedierung in der folgenden Tabelle aufgelistet. Dabei bezeichnet die Ahschlagszeit, den Beginn der Wirkung nach Verabreichung des Wirkstoffes.
Tabelle 2: Zeit bis zum Erreichen der maximalen analgetischen Wirkung
Figure imgf000033_0001
Beispiele für hinterlegte pharmakodynamische Daten
Ein Beispiel für hinterlegte pharmakodynamische Daten ist die Wechselwirkung, die beispielsweise Propofol und Remifentanil aufweisen können, wenn sie gemeinsam
Verabreicht werden. Dabei kann das Risiko für das Auftreten einer Atemdepression anhand der bekannten verabreichten Dosen der Medikamente abgeschätzt werden.
Nach einmaliger Bolusinjektion von 1 pg/kg Remifentanil ist die Atemdepression innerhalb von 5 min maximal ausgeprägt und hält ca. 10 min an, nach 2 pg/kg etwa 20 min. Nach dem Abstellen einer kontinuierlichen Infusion normalisieren sich die Blutgase innerhalb von 5-15 min, unabhängig von der Höhe der Infusionsrate. Bei starken Schmerzen sind Infusionsraten, die auf eine Wirkkonzentration von 2,0 ng/ml abzielen, nicht unüblich.
Diese Zusammenhänge können benutzt werden, um aus gemessenen oder anders ermittelten, und also bekannten Wirkmengen den Grad der Atemdepression zeitabhängig zu bestimmen. Dies kann mit Hilfe von pharmakologischen Modellen geschehen; alternativ kann ein Bediener der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus Erfahrung eine Variationsbreite der Dosierung vorgeben. Die Steuerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet diese Daten.
Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung einschließlich der nachfolgenden
Beispiele und den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Bezugszeichenliste
P Patient t2 Beginn des Ätemtrainings
MD Medikamentendosierungskurve t3 nominelles Ende des
Atemtrainings
MW Medikamentenwirkungskurve
t4 effektives Ende des
V-WOB Kurve zur Darstellung des Anteil
Atemtrainings
an der Atemarbeit, die durch
das Beatmungsgerät geleistet ΔΤ Zeitraum der
wird Medikamentenreduktion
SAF Spontanatemfähigkeit UZ1 Übergangszeitraum
t Zeit UZ2 Übergangszeitraum
Startzeitpunkt TT Zeitraum des nominellen
Atemtrainings
10 Vorrichtung 42 Medikamentenzuführleitung
43 Medikamentenzuführleitung
20 Beatmungsgerät
200 Ventilatoreinheit 50 Messgerät
21 Atemleitung 50' Messgerät
22 Inspirationsleitung 51 Leitung zur Datenerfassung
23 Exspirationsleitung 51 ' Leitung
24 Y-Stück 52 Mittel zum bidirektionalen
Datenaustausch
25 Gasanschluss
52' Mittel zum bidirektionalen
26 Abgasauslass
Datenaustausch
27 Anschluss
53 Probennahmevorrichtung
28 Anschluss
29 Patientenleitung
60 Medikamentenverdampfer
61 Medikamentenzuführleitung
30 Steuerungsvorrichtung
62 Medikamentengaszwischenspeicher
31 Datenspeicher
63 Anschluss für die
32 Recheneinheit Medikamentenzuführung
40 Dosiervorrichtung
41 Mittel zum bidirektionalen
Datenaustausch

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Atemunterstützung
wobei die Vorrichtung (10)
ein spontanatemfähiges Beatmungsgerät (20),
eine Steuerungsvorrichtung (30),
eine Dosiervorrichtung (40) für pharmazeutisch wirksame Substanzen und
wenigstens ein erstes Messgerät (50) aufweist,
wobei in der Steuerungsvorrichtung (30) pharmakodynamische und/oder
pharmakokinetische Daten von pharmazeutisch wirksamen Substanzen und/oder Zusammensetzungen hinterlegt sind,
wobei in der Steuerungsvorrichtung (30) Vergleichsdaten für verschiedene
Atemparameter hinterlegt sind und
wobei das Messgerät (50) derart ausgebildet ist, dass mit Hilfe des Messgerätes (50) ein oder mehrere Atemparameter erfassbar sind, und wobei das erste Messgerät (50) oder ein optional vorhandenes weiteres Messgerät (50') derart ausgebildet ist, dass mit Hilfe des Messgerätes (50, 50') die effektive Wirkstoffmenge einer oder mehrerer von der Dosiervorrichtung (40) abgegebener pharmazeutischer Substanzen erfassbar ist,
und wobei wenigstens zwischen der Steuerungsvorrichtung (30) und dem Messgerät (50, 50') und/oder der Dosiervorrichtung (40) ein Mittel zum bidirektionalen
Datenaustausch (41 , 52, 52') angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiervorrichtung (40) durch die Steuerungsvorrichtung (30) steuerbar ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiervorrichtung (40) wenigstens eine Medikamentenzuführleitung (42, 43) aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Beatmungsgerät (20) durch die Steuerungsvorrichtung (30) steuerbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) wenigstens ein zweites Messgerät (50') aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Messgerät (50, 50') wenigstens eine Sensorvorrichtung aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung eine Sensorvorrichtung zur Erfassung von Atemparametern ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung eine Sensorvorrichtung zur Erfassung der effektiven
Wirkstoffmenge von pharmazeutisch wirksamen Substanzen und/oder
Zusammensetzungen, die dem Patienten verabreicht wurden, ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Messgerät (50, 50') wenigstens eine Leitung (51 , 51 ') zur Datenerfassung aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung (30) Mittel zur Ermittlung eines Entscheidungswertes anhand der von dem Messgerät (50) erfassten Messwerte aufweist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung (30) Mittel zur Auswahl eines Steuerungsbefehls aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Steuerungsvorrichtung (30) dazu ausgebildet ist, ausgewählte Steuerungsbefehle an das Beatmungsgerät (20), die Dosiervorrichtung (40) und/oder das Messgerät (50) zu übermitteln.
13. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden
Ansprüche wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
a. Automatisches Erfassen von Atemparametern mit Hilfe eines Messgerätes (50) der Vorrichtung (10);
b. Weiterleiten der erfassten Atemparameter an die Steuerungsvorrichtung (30) mit Hilfe der Mittel zum bidirektionalen Datenaustausch (41, 52); c. Automatisches Erfassen der Medikamentenwirkkonzentration eines oder mehrerer Medikamente mit Hilfe eines Messgerätes (50) der Vorrichtung; d. Weiterleiten der erfassten Medikamentenwirkkonzentration an die
Steuerungsvorrichtung (30) mit Hilfe der Mittel zum bidirektionalen Datenaustausch (41 , 52);
e. Auswahl wenigstens eines Steuerungsbefehls in der Steuerungsvorrichtung (30);
f. Weiterleitung des Steuerungsbefehls an das Beatmungsgerät (20) und/oder an die Dosiervorrichtung (40) mit Hilfe der Mittel zum bidirektionalen Datenaustausch (41 , 52).
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt a. mit einem ersten Messgerät (50) für Atemparameter ausgeführt wird und dass Schritt c. mit einem zweiten, von dem ersten Messgerät (50) verschiedenen, Messgerät (50') für Medikamentenwirkung ausgeführt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl des Steuerungsbefehles in Schritt e. den Schritt
e.1 Ermittlung eines Entscheidungswertes in der Steuerungsvorrichtung umfasst, wobei der Schritt e.1 optional einen oder mehrere der folgenden Schritte umfasst: e.2 Vergleich des erfassten Atemparameters aus Schritt a. und/oder der erfassten Medikamentenwirkkonzentration aus Schritt c. mit Daten, die in der Datenspeichervorrichtung der Steuerungsvorrichtung hinterlegt sind e.3 Weiterleitung des erfassten Atemparameter aus Schritt a. und/oder der
erfassten Medikamentenwirkkonzentration aus Schritt c. und/oder des ermittelten Entscheidungswertes an eine Ausgabevorrichtung.
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