WO2019121186A1 - Verfahren zum betrieb eines medizingeräts und nach dem verfahren arbeitendes medizingerät - Google Patents

Verfahren zum betrieb eines medizingeräts und nach dem verfahren arbeitendes medizingerät Download PDF

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WO2019121186A1
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torque
medical device
knob
dependent
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Birger Landwehr
Michael Gömann
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Drägerwerk AG & Co. KGaA
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    • A61M2205/502—User interfaces, e.g. screens or keyboards

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a medical device and a medical device operating according to the method.
  • a rotary knob with an actuation function is a known design feature of Applicant's devices. The function is described for example in DE 195 00 529 C2. Thereafter, to adjust parameters first
  • Rotary movement of the rotary knob is set.
  • the adjustment comes with a
  • Pressing the rotary knob is completed, whereby the set value for the respective parameter is taken over and becomes active for the device or system, for example a respirator.
  • Parameter takes place in a three-step adjustment procedure ("touch-turn-confirm") by selecting the respective parameter by means of the adjuster, by
  • knobs have no mechanical stop.
  • the user can in principle turn the rotary knob indefinitely in both directions (clockwise, counterclockwise). If the maximum adjustable value is reached, no further rotation takes place
  • Watch setting values This also applies to so-called confirmation limits, by means of which the entire settable range is divided into several intervals. At the individual confirmation limits, the user must also press the rotary knob to further adjust the value. For example There are confirmation limits for the inspiratory pressure Pinsp for 30 mbar, 50 mbar and 80 mbar.
  • a knob is generally designed to provide haptic feedback solely via mechanical detents for each incremental change in a parameter. With a slow rotation, the setting value is usually changed by a single increment, with a fast rotation by several increments.
  • a selected parameter can be changed directly and simultaneously with each incremental adjustment of the rotary knob within the scope of a so-called online adjustment.
  • the set value is thus not only active after a final confirmation, but during the adjustment process.
  • This adjustment mode is suitable, for example, in so-called recruiting maneuvers, in which a pressure change in the lung accompanies each continuous incremental adjustment of the respective setting value (for example tidal volume).
  • the user is forced to look back and forth between the medical device and the patient in order to both read the setting value and be able to observe its effect on the patient.
  • Systems and applications with a force feedback in connection with an operator action are established in many areas.
  • An object of the present invention is to improve the operability of a medical device, namely a medical device, in which the
  • Parameters is changeable.
  • this object is achieved by means of an operating method with the features of the independent method claim and by means of a working according to the operating method and insofar intended established medical device with the features of the independent device claim.
  • a counter-torque effective when turning a rotary knob is applied and that the counter-torque is dependent on at least one measured value, in particular a measured value recorded in the medical device and / or a measured value recorded by the medical device.
  • the measured value is, for example, a measured value which is detected by means of a device encompassed by the medical device or the medical device
  • the associated sensor is receivable and recorded during operation of the medical device.
  • the effective and counteracting a rotation of the knob counter-torque depends at least on a measured value, the operator of the medical device receives an easily interpretable haptic feedback with respect to the operation performed by means of the rotary knob.
  • the advantage of the proposed method is that the operator of the medical device can keep an eye on the patient when turning the rotary knob.
  • the operator of the medical device clinician
  • the operator does not receive any directly utilizable haptic feedback, other than the displayed setpoint, from which he derives the approximate size of the setpoint itself and its influence on the patient can.
  • the counter-torque noticeable when turning the rotary knob, the operator now receives a "feeling" for the set value.
  • a concrete example of a measured value on which such a "tactile" counter-torque is dependent is an airway pressure which comprises one of a medical device in the form of a ventilator or
  • Medical device associated pressure sensor is received, namely an airway pressure of a ventilated by means of the ventilator patient.
  • Rotary knob - against the respective counter-moment - for example, a
  • Ventilation parameters changeable, for example, a setpoint for a
  • Airway pressure With an adjustment of this ventilation parameter and with one dependent on a measured (actual value) airway pressure
  • the operator By contrast, when turning the knob, the operator "feels" the result of each setting.
  • the medical device is a
  • the measured value on which the counter-torque is dependent is a measured value (actual value) which is recorded with reference to an airway pressure of a patient ventilated by means of the ventilator.
  • a ventilation parameter for example the tidal volume, is adjusted or adjusted, which directly or indirectly determines or influences a desired value of the airway pressure of the patient ventilated by the ventilator.
  • Airway pressure setpoint the more general expression of a set value of a ventilation parameter and also the more general expression of the respectively set rotation angle of the rotary knob (softer the set value of the ventilation parameter determined) read.
  • the method and subsequently described embodiments of the method and the method steps included therein are carried out automatically, ie without intervention by the user of the respective medical device.
  • the automatic execution of the process steps takes place under the control of a
  • Control unit of the medical device acting device control includes, for example, a processing unit in the form of or in the manner of a microprocessor and a memory.
  • a processing unit in the form of or in the manner of a microprocessor and a memory.
  • a memory In the memory is one of the
  • Processing unit executable control program loaded or loadable which comprises an implementation of the proposed method and optionally an implementation of one or more embodiments of the method and is executed during operation of the medical device by its processing unit.
  • the invention is insofar preferably implemented in software.
  • the invention is thus also a computer program with program code instructions executable by a computer and, on the other hand, a storage medium with such a computer program, ie a computer program product with program code means, and finally also a control unit or a medical device, in its or its memory as means for carrying out the method and its embodiments such a computer program is loaded or loadable.
  • An actuator for example an electric motor acting as an actuator, is a simple and easy to control device for generating a counteracting rotation of the knob
  • the counter-torque dependent on a current measured value is dependent on a current rotational angle of the rotary knob
  • a medical device which is intended and configured for carrying out the method described here and below, and insofar has at least one rotary knob intended for setting a value of a parameter / ventilation parameter, wherein the value of the rotary knob is set by turning the rotary knob respective parameter / ventilation parameters can be changed, wherein at least one actuator is non-positively connected to the rotary knob, wherein a measured value can be detected by means of a sensor device encompassed by the medical device or associated with the medical device, and wherein by means of the actuator dependent on the detected measured value and counteracting a rotation of the rotary knob counter-torque can be applied.
  • Rotary angle sensor positively connected to the knob.
  • a rotation angle of the rotary knob can be detected.
  • another counter-torque angle of rotation dependent
  • Counter torque (measured value dependent counter torque) is superimposed.
  • the actuator is then dependent on the detected measured value and the detected angle of rotation and counteracting a rotation of the knob
  • Countermoment applied and the user receives not only a haptic feedback to the respective measured value, ie the result of each knob on the setting, but for example, a
  • the rotational angle sensor and the actuator by means of a common shaft frictionally with the
  • Rotation angle sensor with the knob and on the other hand of the actuator with the knob then takes place via one and the same component, namely a common shaft.
  • FIG. 2 shows a medical device with an arrangement according to FIG. 1,
  • FIG. 4 shows a counter-torque dependent on a measured value and noticeable when the rotary knob is turned (counter-torque profile),
  • FIG. 2 For a medical device 10 not shown here (FIG. 2), for example a respirator, certain arrangement with a rotary knob 12 functioning as a control element of the medical device 10.
  • a disc 14 associated rotation angle sensor 16 which scans, for example, in a basically known manner a mounted on the disc 14 measuring scale.
  • the disc 14 is connected via a shaft 18 or the like with the
  • Rotary knob 12 coupled (at least positively connected) such that rotation of the knob 12 causes rotation of the disc 14, for example by the disc 14 concentric with the knob 12 on a a Rotary axis of the knob 12 defining shaft 18 is mounted.
  • a friction wheel or a gear can be used.
  • an angle sensor 16 is also an inductive sensor or a sensor with electrical sliding contacts into consideration.
  • a detection of the rotation and a direction of rotation by means of a camera is possible.
  • Rotation angle sensor 16 detectable value with respect to the position of the knob 12 or a number of rotations of the knob 12 or a
  • the rotational speed of the rotary knob 12, etc. is evaluated as the basis for setting a parameter of the medical device 10.
  • a derivative of an adjustable by means of the knob 12 parameter is not in the foreground here and is also known per se. Accordingly, this is not considered here.
  • knob 12 a haptic feedback regarding the
  • an opposing torque acting as force feedback is generated by means of an actuator 20.
  • the counter-torque must be overcome when turning the knob 12.
  • strength of the counter-torque of the operator receives when turning the knob 12 a directly perceptible haptic feedback.
  • the actuator 20 for force feedback acts, for example, a
  • Electromechanical drive in particular an electric motor, a Braking device or a gel (magnetorheological fluid) with an influenceable by an electromagnetic field viscosity.
  • the actuator 20 is coupled via the shaft 18 with the knob 12. It is generally provided that the rotary knob 12 and the actuator 20 are coupled directly or indirectly non-positively, for example by means of a shaft 18, a friction wheel, a transmission or the like.
  • a control device 22 encompassed by the medical device 10 receives sensor signals 24 from the rotational angle sensor 16 and processes them. As part of such processing, the control device 22 continuously determines a respective direction of rotation of the rotary knob 12 and a change in the angle of rotation. For controlling the actuator 20, the control device 22 automatically generates control signals 26 for the actuator 20. This generates a counter-torque due to a control signal 26 obtained, which due to the
  • one of the medical device 10 is included
  • the device control 30 acts as a central
  • Control unit of the respective medical device 10 so for example as the central control unit of a ventilator.
  • Control device 22 is intended to illustrate a possible functional separation within the medical device 10. All components above this horizontal line are optionally combined in an assembly in which the control device 22 an interface function to a
  • the device control 30 of the medical device 10 takes over.
  • the device control 30 may also include the control device 22 or at least the functionality of the control device 22 so that the control device 22 is not separate
  • Control device 22 and from the control device 22 to
  • Controller 22 independent of the device controller 30 and communicatively connected to the device controller 30 assumed.
  • Device controller 30 which includes the functionality of the controller 22, for example in software or in software and firmware, is always read along and should be considered with this note as encompassed by the description presented here.
  • the device controller 30 is at least functionally associated with a sensor 32, for example, a pressure and / or flow sensor or a plurality of pressure and / or flow sensors.
  • the sensor 32 provides at least one during operation
  • Device control 30 at least functionally associated with an actuator 36, the
  • Example a functioning as actuator 36 valve or at least one valve comprehensive actuators 36.
  • the device controller 30 To control them generates the device controller 30 in a basically known manner at least one drive signal 38, for example control signals 38, which opening or closing of the actuator 36th cause belonging valves in an inspiratory and expiratory branch of a ventilator.
  • control signals 38 which opening or closing of the actuator 36th cause belonging valves in an inspiratory and expiratory branch of a ventilator.
  • different variants are considered, of which two variants are discussed below with further details and are referred to as the first variant or second variant for distinction.
  • the first variant which can also be interpreted as a measured value-dependent variant and leads to a measured value-dependent counter-torque, by means of the actuator 20, a counter-torque effective when turning a rotary knob 12 is applied, which is picked up by a sensor 32
  • the generation of a measured value-dependent counter-torque acting on actuation of the rotary knob 12 by means of the actuator 20 comprises, for example, the following steps, which are carried out continuously or cyclically, in particular equidistant, times:
  • the device controller 30 receives from the sensor 32, a sensor signal.
  • the sensor signal encodes a measured value 34.
  • the device controller 30 automatically detects a received to the
  • the control device 22 generates a control signal 26 in accordance with the received date and outputs this to the actuator 20.
  • the actuation of the actuator 20 with the control signal 26 causes the generation of the counter-torque by the actuator 20.
  • Control program 42 so a computer program, provided which during operation of the medical device 10 by means of a processing unit comprised of the device controller 30 in the form of or in the manner of a microprocessor is performed.
  • the memory 40 is either a memory 40 encompassed by the device controller 30 or a memory 40 accessible to the device controller 30 in a conventional manner.
  • Counter-torque profile 44 In the simplest case, one or more parameters can form the counter-torque profile 44. By such parameters, for example, it may be determined that the obtained measured value 34 with a
  • Parameter of the counter-torque profile 44 is multiplied and / or that a parameter of the counter-torque profile 44 is added to the obtained measured value 34.
  • a mapping of the value range of the measured value 34 to a value range of the exercisable counter-torque can take place.
  • the function of the device controller 30 may be briefly described as meaning that the device controller 30 is under the control of the control program 42, that is, as included in the control program 42
  • Program code instructions which "apply" respective counter-torque profile 44 when the control program 42 is executed during operation of the medical device 10 by means of the processing unit comprised by the device controller 30.
  • FIG. 3 shows for a ventilator
  • the ventilation parameter is the tidal volume VT and plotted on the abscissa.
  • the tidal volume VT is plotted in milliliters [ml_] and individual values (500 ml_, 1000 ml_, 1500 ml_) are highlighted.
  • resulting measured value 34 in the situation shown in FIG. 3 is an airway pressure PawApp recorded by means of a pressure sensor of the sensor 32, namely, an airway pressure PawApp of a patient ventilated by means of the ventilator.
  • the airway pressure PawApp is plotted on the ordinate in the unit millibar [mbar] and individual values (5 mbar, 10 mbar, 15 mbar, etc.) are highlighted.
  • Airway pressure PawApp corresponds to the extensibility of the patient's lung
  • the counter-torque M applied by means of the actuator 20 is dependent.
  • the counter-moment M is also plotted on the ordinate and in the unit milli-Newton-meter [mNm]. In the situation shown this is the case
  • the automatic selection is carried out under control of the control program 42 by the device controller 30 based on the respective variable by means of the rotary knob 12 ventilation parameter.
  • a mathematical function or a table may be used, for example a factor for mapping the value range of the measured value 34 to the value range of the counter-torque or also directly the respective counter-torque M based on the mathematical function or the table results.
  • a function or table or the like is also an example of a counter-torque profile 44.
  • the operator receives during the setting of the respective ventilation parameter when turning the knob 12, a haptic feedback regarding the result of the value set for the respective ventilation parameter.
  • FIG. 4 shows two regions with greatly fluctuating values of the airway pressure PawApp resulting from such compliance changes.
  • the fluctuating (oscillating) airway pressure PawApp is accompanied by a proportional oscillation of the counter-torque, which the operator when turning the knob 12 in a narrow rotation angle range
  • the trigger of spontaneous breathing in the form of a pulse can be given to the rotary knob 12 with each online adjustment of a ventilation parameter.
  • an indication for self-breathing of the patient is derived from a corresponding measured value 34.
  • a short-term (pulse-like) increase of the counter-torque can be superimposed, for example, on a counter-torque according to FIG.
  • the second variant which can also be understood as a rotation angle-dependent variant and to a rotational angle-dependent
  • Adjustment of an operator based value dependent counter torque applied The measured value-dependent counter-torque does not depend directly, but indirectly on the setting of the operator, because the underlying measured value 34 is recorded, for example, on the patient.
  • the current value on which the counter-torque is dependent in this second variant is a rotation angle of the rotary knob 12, a resulting due to the rotation angle of the knob 12 setting value or a value range of
  • the counter-torque is also dependent on the respective rotation angle, because the respective rotation angle determines whether or not it belongs to a certain range of values.
  • the counter-torque is at least indirectly dependent on the rotation angle and thus also on the rotation angle, because the rotation angle determines the set value.
  • the counter-torque is also at least indirectly dependent on the rotation angle, because the rotation angle determines the set value and thus determines whether it belongs to a certain range of values or not.
  • the rotation angle-dependent counter-torque In the interests of better readability of the further description is sometimes spoken only briefly by a rotation angle-dependent counter-torque and the description continues on this basis.
  • a rotation angle dependent counter torque can optionally a
  • angle-dependent counter-moments may be stored in the memory 40 and the counter-torque profile 44 is - by the device control 30 - as outlined above - "applied" and the
  • the operator of the medical device 10 can, in addition to the haptic feedback of the effect resulting from the adjustment made, for example, be given a haptic feedback with respect to confirmation limits when turning the rotary knob 12.
  • a confirmation limit avoids, for example, that too fast a rotation and a possibly unintentional
  • FIG. 5 shows, as a counter-torque profile 44, a graph 50 with a pulse-like elevation at a specific angle of rotation (f-i). Until reaching this angle of rotation acts when turning the knob 12 a
  • FIGS. 5 to 8 and FIGS. 9 to 12 refers to a counter-torque acting on the basis of the respective counter-torque profile 44, it should be pointed out that this is due exclusively to the respective (rotational angle-dependent) counter-torque profile 44 acting counter moment means.
  • Confirmation limit are also several and regularly or irregularly spaced confirmation limits over the entire adjustment range, which is selectable by means of the knob 12, possible. This also applies to all examples described below.
  • FIG. 6 shows the graph 50 of a further variant of a counter-torque profile 44 determined for the realization of a confirmation limit at a specific rotation angle (fi).
  • the respective effective counter-moment (Mi or M2) is constant, but is the level behind the confirmation limit is significantly higher (M2> Mi).
  • knob 12 the operator notices the achievement of the confirmation limit due to the suddenly higher counter torque (previously Mi, now M2). In addition, further rotation of the knob 12 is in the on the confirmation boundary
  • initial counter-moment Mi up to a counter-momentum M2 (M2> Mi) at the confirmation limit increases depending on the angle of rotation and increases with a first slope nm.
  • the counter-torque M increases from the counter-torque M2 effective at the confirmation limit with a higher slope nri2 (nri2> ITH).
  • Confirmation limit takes the counter-torque M, starting from the effective at the confirmation limit counter-torque M2 with the before
  • Rotary knob 12 the operator notices the progression in the area before the confirmation limit due to the continuously increasing
  • Confirmation limit is a further rotation of the knob 12 because of there already initially higher effective counter-torque significantly heavier than in the area before the confirmation limit and also increases the counter-torque in the area following the confirmation limit continues to, optionally, for example - unlike shown - with a higher slope than before
  • Rotary knobs can be signaled to the operator by means of a correspondingly higher counter-torque which is noticeable during turning.
  • the coupled parameters for example, respiratory rate and
  • Inspiration time for example, selected by pressing appropriate adjuster a user interface of the medical device 10.
  • angle-dependent counter-momentum profiles 44 of the representations in Figure 6 to Figure 8 are used. Then switching to a higher counter-torque (FIG. 6, FIG. 8) and / or switching to a respective gradient of the counter-torque (FIG. 7, FIG. 8), unlike in the illustrations in FIG. 6 to FIG. 8, is not one of them as a confirmation limit
  • FIG. 9 to FIG. 12 show the graphs 52 of further, in principle optional rotation angle-dependent counter-torque profiles 44, which are optionally provided with a measured value-dependent counter-torque profile 44, but also with a measured-value-dependent counter-torque profile 44 and the angle-dependent counter-torque profile shown and described so far.
  • Profiles 44 ( Figure 5 to Figure 8) can be combined.
  • a counter-torque profile 44 which is based on the graph 52 shown in FIG. 9, simulates a latching function of the rotary knob 12 that was previously implemented mechanically. The previously necessary corresponding mechanical element can be dispensed with. Instead of the shown
  • Triangular function comes alternatively, for example, on a so-called sawtooth-based counter-torque profile 44 into consideration.
  • the triangles or saw teeth in the counter-torque profile 44 need not necessarily connect directly to each other. Rather, between such the engagement of the knob 12 at a certain angle signaling changes in the effective counter-torque, there is an area with a constant counter-moment.
  • Counter torque profiles 44 for signaling default or default values For example, to signal the operator of the medical device 10 of a recommended setpoint or setpoint range, this may be done by means of a countermoment profile 44 having a simulated well (FIG. 10), a sink (FIG. 11) or a well (FIG. 12), i. the actuating force is minimal at the corresponding setting due to the locally reduced counter-torque. Starting from this point, the force necessary to overcome the effective counter-torque increases in both directions.
  • a countermoment profile 44 having a simulated well (FIG. 10), a sink (FIG. 11) or a well (FIG. 12), i. the actuating force is minimal at the corresponding setting due to the locally reduced counter-torque. Starting from this point, the force necessary to overcome the effective counter-torque increases in both directions.
  • graphs 50, 52 shown in the illustrations in FIGS. 5 to 8 as well as FIGS. 9 to 12 are also examples of graphs 50, 52 based on the graphs 50, 52 and applicable by the device control 30, rotation angle-dependent counter-momentum profiles 44 to implement a rotation angle of Knob 12 in an associated and applied by means of the actuator 20 counter-torque.
  • the respective counter-torque profiles 44 may be in the form of a mathematical function, several mathematical functions, a table or the like or in the form of the respectively determining parameters (counter-torque values Mi, M2 and / or inclinations nm, 1712; distances between two counter-torque values Mi, M2 and / or gradients nm, nm; ratios of two counter-torque values Mi, M2 and / or gradients nm, nm) can be stored in the memory 40.
  • a measured value-dependent counter-torque profile 44 according to FIG. 3 or FIG. 4 can be supplemented by a latching function according to FIG. 9 and / or a signaling of default or default values or value ranges according to FIG.
  • the achievement of a minimum or maximum adjustable value (end stop) of a ventilation parameter can also be signaled by means of a counter torque that becomes effective when the end stop is reached.
  • the an end stop signaling counter-torque is preferably a maximum
  • rotation angle-dependent counter-torque profile 44 used, which optionally with other rotation angle-dependent counter-torque profiles 44 a
  • measured value-dependent counter-torque profile 44 is superimposed.
  • Counter-torque profile 44 leads to a particularly high predetermined or predeterminable counter-torque, in particular the maximum applicable
  • a method for operating a medical device 10 is indicated, wherein after the method by means of an actuator 20 an effective upon rotation of a rotary knob 12 and 34 dependent counter-torque is applied from a current measured value, as well as working according to the method and insofar as set up properly
  • the measured value 34 for example, a measured value for a
  • Ventilation pressure is a measure of an effect that occurs as a result of adjusting a patient ventilation parameter.
  • the applied by means of the actuator 20 and effective when turning the knob 12 counter-torque is directly or indirectly from the set value of Ventilation parameters and gives the operator a sense of the effect associated with a control action.

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Abstract

Die Erfindung ist ein Verfahren zum Betrieb eines Medizingeräts (10), wobei mittels eines Aktuators (20) ein beim Drehen eines Drehknopfs (12) wirksames und von einem aktuellen Messwert (34) abhängiges Gegenmoment aufgebracht wird, sowie ein nach dem Verfahren arbeitendes Medizingerät (10).

Description

BESCHREIBUNG
Verfahren zum Betrieb eines Medizingeräts und nach dem Verfahren arbeitendes Medizingerät
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Medizingeräts und ein nach dem Verfahren arbeitendes Medizingerät.
Ein Drehknopf mit einer Betätigungsfunktion ist ein bekanntes Designmerkmal von Geräten der Anmelderin. Die Funktion ist zum Beispiel in der DE 195 00 529 C2 beschrieben. Danach wird zur Verstellung von Parametern zunächst ein
grafisches Element (Einsteller) auf einem Bildschirm berührt und anschließend der Wert eines mittels des Einstellers ausgewählten Parameters über eine
Drehbewegung des Drehknopfs eingestellt. Die Verstellung wird mit einem
Drücken des Drehknopfs abgeschlossen, wobei der eingestellte Wert für den jeweiligen Parameter übernommen und für das Gerät oder System, also zum Beispiel ein Beatmungsgerät, aktiv wird. Die Verstellung des Werts eines
Parameters erfolgt in einer dreistufigen Einstellprozedur („touch-turn-confirm“) durch Auswahl des jeweiligen Parameters mittels des Einstellers, durch
anschließende Verstellung des Werts des Parameters mittels einer Drehung des Drehknopfs und durch abschließende Bestätigung des für den Parameter eingestellten Werts durch Drücken des Drehknopfs.
Im Allgemeinen besitzen diese Drehknöpfe keinen mechanischen Anschlag.
Entsprechend kann der Anwender den Drehknopf prinzipiell unbegrenzt in beide Richtungen (im Uhrzeigersinn; gegen den Uhrzeigersinn) drehen. Wenn der maximal einstellbare Wert erreicht ist, erfolgt trotz weiteres Drehens keine
Veränderung des Werts mehr. Der Anwender erhält hierzu kein mechanisches Feedback. Er muss vielmehr während der Verstellung eine Anzeige der
Einstellwerte beobachten. Dies gilt auch für sogenannte Bestätigungsgrenzen, mittels derer der gesamte einstellbare Bereich in mehrere Intervalle aufgeteilt ist. Bei den einzelnen Bestätigungsgrenzen muss der Anwender zusätzlich den Drehknopf betätigen, um den Wert weiter verstellen zu können. Beispielsweise gibt es Bestätigungsgrenzen für den inspiratorischen Beatmungsdruck Pinsp für 30 mbar, 50 mbar und 80 mbar.
Ein Drehknopf ist im Allgemeinen derart ausgebildet, dass er eine haptische Rückmeldung ausschließlich über mechanische Rasten für jede inkrementeile Änderung eines Parameters liefert. Bei einer langsamen Drehung wird der Einstellwert üblicherweise um ein einzelnes Inkrement verändert, bei einer schnellen Drehung um mehrere Inkremente.
Obwohl die Bedienung eines Medizingeräts und das Einstellen eines Werts eines Parameters mittels eines Drehknopfs für den Anwender insgesamt sehr intuitiv ist, ist es dennoch bisher nicht möglich, allein aus der beim Betätigen des Drehknopfs resultierenden Handstellung einen mehr oder weniger konkreten Einstellwert abzuleiten, wie dies beispielsweise in der Vergangenheit bei HiFi-Geräten und einem dort als Lautstärkeregler fungierenden Potentiometer mit einem
entsprechenden Drehknopf möglich gewesen ist. Eine solche Erkennbarkeit eines eingestellten Werts wäre aber gerade dann wichtig, wenn bei der Verstellung des Werts eines Parameters (Parameterverstellung) der Blick auf den Patienten gerichtet sein soll. Auch für das Erreichen von Einstell- oder Bestätigungsgrenzen wird dem Anwender bislang kein haptisches Feedback geliefert.
Neben der oben beschriebenen dreistufigen Einstellprozedur lässt sich ein selektierter Parameter im Rahmen einer sogenannten Online-Verstellung direkt und simultan mit jeder inkrementeilen Verstellung des Drehknopfs verändern. Der Einstellwert wird also nicht erst nach einer abschließenden Bestätigung aktiv, sondern schon während des Verstellvorgangs. Geeignet ist dieser Einstellmodus beispielsweise bei sogenannten Rekrutierungsmanövern, bei denen mit jeder kontinuierlichen inkrementeilen Verstellung des jeweiligen Einstellwerts (zum Beispiel Tidalvolumen) eine Druckveränderung in der Lunge einhergeht. Allerdings ist der Anwender durch die oben skizzierte Problematik gezwungen, im Wechsel zwischen dem Medizingerät und dem Patienten hin- und herzuschauen, um sowohl den Einstellwert abzulesen als auch dessen Auswirkung am Patienten beobachten zu können. Systeme und Anwendungen mit einer Kraftrückkopplung im Zusammenhang mit einer Bedienhandlung sind in vielen Bereichen etabliert. Im Automobilbereich werden sie seit einigen Jahren zum Beispiel in Form eines zentralen Drehknopfs, beispielsweise einem Drehknopf, wie er in der US 6,686,911 beschrieben ist, einer Benutzerschnittstelle eingesetzt, um mit einer Hand unterschiedliche Funktionen abrufen und ausführen zu können. In der Medizintechnik werden Systeme mit Kraftrückkopplung (Force-Feedback-Systeme) dort eingesetzt, wo dem Anwender kein direkter Zugang zum Ort des Geschehens möglich ist, zum Beispiel bei minimalinvasiven endoskopischen Operationen. Auch in der Steuerung von chirurgischen Robotern kommen Force-Feedback-Systeme zum Einsatz. Hier werden dem Anwender die wirkenden Kräfte auf das eingesetzte Steuerelement, zum Beispiel einen Joystick, zurückgeliefert.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Bedienbarkeit eines Medizingeräts zu verbessern, nämlich eines Medizingeräts, bei dem zur
Einstellung eines Werts eines Parameters ein Dreh knöpf vorgesehen ist, wobei durch eine Veränderung eines Drehwinkels des Drehknopfs der Wert des
Parameters veränderbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mittels eines Betriebsverfahrens mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs sowie mittels eines nach dem Betriebsverfahren arbeitenden und insoweit bestimmungsgemäß eingerichteten Medizingeräts mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs gelöst.
Bei dem Verfahren zum Betrieb eines Medizingeräts ist vorgesehen, dass mittels eines Aktuators ein beim Drehen eines Drehknopfs wirksames Gegenmoment aufgebracht wird und dass das Gegenmoment zumindest von einem Messwert abhängig ist, insbesondere einem im Medizingerät aufgenommenen Messwert und/oder einem mittels des Medizingeräts aufgenommenen Messwert.
Bei dem Messwert handelt es sich zum Beispiel um einen Messwert, welcher mittels einer von dem Medizingerät umfassten oder dem Medizingerät
zugeordneten Sensorik aufnehmbar ist und beim Betrieb des Medizingeräts aufgenommen wird. Indem das wirksame und einer Drehung des Drehknopfs entgegenwirkende Gegenmoment zumindest von einem Messwert abhängt, erhält der Bediener des Medizingeräts eine leicht interpretierbare haptische Rückmeldung bezüglich der jeweils mittels des Drehknopfs vorgenommenen Bedienhandlung.
Der Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens besteht vor allem darin, dass der Bediener des Medizingeräts beim Drehen des Drehknopfs den Patienten im Blick behalten kann. Bisher ist es während der Pflege eines Patienten und/oder während Therapiemaßnahmen am Patienten für den Bediener des Medizingeräts (Kliniker) gerade bei Einstellvorgängen notwendig, den Blick immer wieder weg vom Patienten und stattdessen auf das Medizingerät zu richten. Neben dem Nachteil, dass hierdurch die Aufmerksamkeit und Konzentration auf den Patienten immer wieder unterbrochen wird, erhält der Bediener - abgesehen von dem angezeigten Einstellwert - kein direkt verwertbares haptisches Feedback, aus dem er die ungefähre Größe des Einstellwerts selbst und dessen Einfluss auf den Patienten ableiten kann. Aufgrund des beim Drehen des Drehknopfs bemerkbaren Gegenmoments („Kraftrückkopplung“) erhält der Bediener nunmehr hingegen ein „Gefühl“ für den eingestellten Wert.
Beispiele für Medizingeräte, wie sie hier im Vordergrund stehen, sind
Beatmungsgeräte und Anästhesiegeräte.
Ein konkretes Beispiel für einen Messwert, von dem ein solches„fühlbares“ Gegenmoment abhängig ist, ist ein Atemwegsdruck, welcher mittels eines von einem Medizingerät in Form eines Beatmungsgeräts umfassten oder dem
Medizingerät zugeordneten Drucksensors aufgenommen wird, nämlich ein Atemwegsdruck eines mittels des Beatmungsgeräts beatmeten Patienten. Bei einem Medizingerät in Form eines Beatmungsgeräts ist beim Drehen des
Drehknopfs - gegen das jeweilige Gegenmoment - zum Beispiel ein
Beatmungsparameter veränderbar, zum Beispiel ein Sollwert für einen
Atemwegsdruck. Bei einer Verstellung dieses Beatmungsparameters und bei einem von einem gemessenen (Istwert) Atemwegsdruck abhängigen Gegenmoment„fühlt“ der Bediener beim Drehen des Drehknopfs gewissermaßen das Ergebnis der jeweils vorgenommenen Einstellung.
Ausgehend von diesem Beispiel sei eine bevorzugte Ausführungsform der vorgeschlagenen Neuerung in den Vordergrund gerückt, auf die in der
nachfolgenden Beschreibung im Interesse einer besseren Lesbarkeit, aber ohne Verzicht auf eine weitergehende Allgemeingültigkeit, oftmals Bezug genommen wird. Bei dieser Ausführungsform gilt Folgendes: Das Medizingerät ist ein
Beatmungsgerät oder ein Anästhesiegerät, im Folgenden zusammenfassend als Beatmungsgerät bezeichnet. Der Messwert, von dem das Gegenmoment abhängig ist, ist ein Messwert (Istwert), welcher bezüglich eines Atemwegsdrucks eines mittels des Beatmungsgeräts beatmeten Patienten aufgenommen wird.
Beim Drehen des Dreh knopfs wird ein Beatmungsparameter, zum Beispiel das Tidalvolumen, eingestellt oder verstellt, welcher unmittelbar oder mittelbar einen Sollwert des Atemwegsdrucks des mittels des Beatmungsgeräts beatmeten Patienten bestimmt oder beeinflusst.
Die hier vorgeschlagene Neuerung ist ausdrücklich nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Entsprechend ist bei jeder direkten oder sinngemäßen Erwähnung eines Istwerts eines Atemwegsdrucks (Atemwegsdruck-Istwert) der allgemeinere Begriff Messwert stets mitzulesen. Ebenso ist bei jeder direkten oder
sinngemäßen Erwähnung eines Sollwerts eines Atemwegsdrucks
(Atemwegsdruck-Sollwert) der allgemeinere Ausdruck eines jeweils eingestellten Werts eines Beatmungsparameters und genauso der noch allgemeinere Ausdruck des jeweils eingestellten Drehwinkels des Drehknopfs (weicher den eingestellten Wert des Beatmungsparameters bestimmt) mitzulesen. Die hier vorgelegte
Beschreibung ist in dem Sinne auszuwerten, dass die mitzulesenden Begriffe bzw. Ausdrücke von der Beschreibung unmittelbar umfasst sind.
Allgemein gelten bei der vorgeschlagenen Lösung Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem genannten Verfahren zum Betrieb eines Medizingeräts, insbesondere zur Ermittlung und Einstellung eines bei einer Drehung eines
Drehknopfs bemerkbaren Gegenmoments, und eventueller Ausgestaltungen beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit und im Hinblick auf eine zur Durchführung des Verfahrens bestimmte Vorrichtung, nämlich ein Medizingerät mit Mitteln zur Ausführung des Verfahrens, und umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Aspekten der Erfindung stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Das Verfahren und nachfolgend beschriebene Ausführungsformen des Verfahrens und die davon umfassten Verfahrensschritte werden automatisch, also ohne einen Eingriff des Benutzers des jeweiligen Medizingeräts, ausgeführt. Die automatische Ausführung der Verfahrensschritte erfolgt unter Kontrolle einer als
Steuerungseinheit des Medizingeräts fungierenden Gerätesteuerung. Diese umfasst zum Beispiel eine Verarbeitungseinheit in Form von oder nach Art eines Mikroprozessors sowie einen Speicher. In den Speicher ist ein von der
Verarbeitungseinheit ausführbares Steuerungsprogramm geladen oder ladbar, welches eine Implementation des vorgeschlagenen Verfahrens und optional eine Implementation einzelner oder mehrerer Ausführungsformen des Verfahrens umfasst und beim Betrieb des Medizingeräts durch dessen Verarbeitungseinheit ausgeführt wird.
Die Erfindung ist insoweit bevorzugt in Software implementiert. Die Erfindung ist damit einerseits auch ein Computerprogramm mit durch einen Computer ausführbaren Programmcodeanweisungen und andererseits ein Speichermedium mit einem derartigen Computerprogramm, also ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, sowie schließlich auch eine Steuerungseinheit oder ein Medizingerät, in deren bzw. dessen Speicher als Mittel zur Durchführung des Verfahrens und seiner Ausgestaltungen ein solches Computerprogramm geladen oder ladbar ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen
Unteranspruches hin und sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Des Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der Ansprüche sowie der Beschreibung bei einer näheren Konkretisierung eines Merkmals in einem nachgeordneten Anspruch davon auszugehen, dass eine derartige Beschränkung in den jeweils vorangehenden Ansprüchen sowie einer allgemeineren Ausführungsform des gegenständlichen Verfahrens zum Betrieb eines Medizingeräts, insbesondere eines Verfahrens zur Ermittlung und Einstellung eines bei einer Drehung eines Drehknopfs
bemerkbaren Gegenmoments, nicht vorhanden ist. Jede Bezugnahme in der Beschreibung auf Aspekte nachgeordneter Ansprüche ist demnach auch ohne speziellen Hinweis ausdrücklich als Beschreibung optionaler Merkmale zu lesen.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird mittels eines kraftschlüssig mit dem Drehknopf verbundenen Aktuators ein von dem jeweiligen Messwert abhängiges und einer Drehung des Drehknopfs entgegenwirkendes
Gegenmoment aufgebracht. Ein Aktuator, zum Beispiel ein als Aktuator fungierender Elektromotor, ist eine einfache und gut beherrschbare Vorrichtung zur Erzeugung eines einer Drehung des Drehknopfs entgegenwirkenden
Gegenmoments.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird das von einem aktuellen Messwert abhängige Gegenmoment (messwertabhängiges Gegenmoment) mit einem von einem aktuellen Drehwinkel des Drehknopfs abhängigen
Gegenmoment (drehwinkelabhängiges Gegenmoment) verknüpft. Mittels eines vom Drehwinkel abhängigen Gegenmoments können dem Bediener
beispielsweise Endanschläge, Bestätigungsgrenzen oder Default- oder
Vorschlagswerte signalisiert werden.
Die oben genannte Aufgabe wird auch mittels eines Medizingeräts gelöst, welches zur Ausführung des hier und im Folgenden beschriebenen Verfahrens bestimmt und eingerichtet ist und insoweit zumindest einen zum Einstellen eines Werts eines Parameters/Beatmungsparameters bestimmten Dreh knöpf aufweist, wobei durch Drehen des Drehknopfs der Wert des jeweiligen Parameters/Beatmungs- parameters veränderbar ist, wobei mit dem Drehknopf zumindest ein Aktuator kraftschlüssig verbunden ist, wobei mittels einer von dem Medizingerät umfassten oder dem Medizingerät zugeordneten Sensorik ein Messwert erfassbar ist und wobei mittels des Aktuators ein von dem erfassten Messwert abhängiges und einer Drehung des Drehknopfs entgegenwirkendes Gegenmoment aufbringbar ist.
Bei einer Ausführungsform des Medizingeräts sind der Aktuator und ein
Drehwinkelsensor kraftschlüssig mit dem Drehknopf verbunden. Mittels des Drehwinkelsensors ist ein Drehwinkel des Drehknopfs erfassbar. Anhand des Drehwinkels kann ein weiteres Gegenmoment (drehwinkelabhängiges
Gegenmoment) ermittelt werden, das dem von dem Messwert abhängigen
Gegenmoment (messwertabhängiges Gegenmoment) überlagert wird. Mittels des Aktuators ist dann ein vom erfassten Messwert und vom erfassten Drehwinkel abhängiges und einer Drehung des Drehknopfs entgegenwirkendes
Gegenmoment aufbringbar und der Benutzer erhält damit nicht nur eine haptische Rückmeldung zum jeweiligen Messwert, also dem Ergebnis der am Drehknopf jeweils vorgenommenen Einstellung, sondern zum Beispiel auch eine
Rückmeldung zu drehwinkelabhängigen Bestätigungsgrenzen oder dergleichen.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Medizingeräts sind der Drehwinkelsensor und der Aktuator mittels einer gemeinsamen Welle kraftschlüssig mit dem
Drehknopf gekoppelt. Die kraftschlüssige Kopplung einerseits des
Drehwinkelsensors mit dem Drehknopf und andererseits des Aktuators mit dem Drehknopf erfolgt dann über ein und dasselbe Bauteil, nämlich eine gemeinsame Welle.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Das Ausführungsbeispiel ist nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten und Kombinationen, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den im allgemeinen oder speziellen Beschreibungsteil beschriebenen sowie in den Ansprüchen und/oder der Zeichnung enthaltenen Merkmalen für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand führen.
Es zeigen:
Figur 1 eine Anordnung mit einem Drehknopf,
Figur 2 ein Medizingerät mit einer Anordnung gemäß Figur 1 ,
Figur 3 und
Figur 4 ein von einem Messwert abhängiges und beim Drehen des Drehknopfs bemerkbares Gegenmoment (Gegenmoment-Profil),
Figur 5 bis
Figur 8 verschiedene drehwinkelabhängige Gegenmoment-Profile und
Figur 9 bis
Figur 12 drehwinkelabhängige Gegenmoment-Profile zur Signalisierung von
Rastpositionen oder Default- oder Vorschlagswerten oder -werte- bereichen.
Die Darstellung in Figur 1 zeigt in schematisch vereinfachter Form eine
insbesondere für ein hier nicht gezeigtes Medizingerät 10 (Fig. 2), zum Beispiel ein Beatmungsgerät, bestimmte Anordnung mit einem als Bedienelement des Medizingeräts 10 fungierenden Drehknopf 12. Ein im Folgenden entsprechend dem üblichen Sprachgebrauch mitunter kurz als Stellung bezeichneter Drehwinkel des Drehknopfs 12 wird mittels einer Sensorik erfasst. Als Beispiel für eine
Sensorik ist in der Darstellung in Figur 1 ein einer Scheibe 14 zugeordneter Drehwinkelsensor 16 gezeigt, welcher zum Beispiel in grundsätzlich an sich bekannter Art und Weise eine auf der Scheibe 14 angebrachte Maßverkörperung abtastet. Die Scheibe 14 ist über eine Welle 18 oder dergleichen mit dem
Drehknopf 12 derart gekoppelt (zumindest kraftschlüssig verbunden), dass eine Drehung des Drehknopfs 12 eine Drehung der Scheibe 14 bewirkt, zum Beispiel indem die Scheibe 14 konzentrisch mit dem Drehknopf 12 auf einer eine Drehachse des Drehknopfs 12 definierenden Welle 18 angebracht ist. Als
Alternative zu einer Kopplung mittels der als gemeinsame Welle 18 fungierenden Drehachse kann ein Reibrad oder auch ein Getriebe verwendet werden. Als Drehwinkelsensor 16 kommt auch ein induktiver Sensor oder ein Sensor mit elektrischen Schleifkontakten in Betracht. Ebenso ist eine Erkennung der Drehung und einer Drehrichtung mittels einer Kamera möglich. Ein mittels des
Drehwinkelsensors 16 erfassbarer Wert bezüglich der Stellung des Drehknopfs 12 oder einer Anzahl der Drehungen des Drehknopfs 12 oder einer
Drehgeschwindigkeit des Drehknopfs 12 usw. wird als Basis für die Einstellung eines Parameters des Medizingeräts 10 ausgewertet. Eine solche Ableitung eines mittels des Drehknopfs 12 einstellbaren Parameters steht hier aber nicht im Vordergrund und ist zudem an sich bekannt. Entsprechend wird dies hier nicht weiter betrachtet.
Bisher wird bei einer Verstellung des Drehknopfs 12 keine zusätzliche Gegenkraft ausgeübt. Das zum Drehen des Drehknopfs 12 erforderliche Drehmoment bleibt damit bisher über den verstellten Drehwinkel konstant. Das zum Drehen notwendige Drehmoment ergibt sich im Wesentlichen aus den Reibwiderständen des mechanischen Aufbaus.
Bei der hier vorgeschlagenen Neuerung ist dagegen vorgesehen, dass das zum Drehen des Drehknopfs 12 notwendige Drehmoment abhängig von bestimmten Bedingungen variiert. Dem Bediener des Medizingeräts 10 wird damit beim
Drehen des Drehknopfs 12 eine haptische Rückmeldung bezüglich der
vorgenommenen Bedienhandlung gegeben.
Dafür wird mittels eines Aktuators 20 ein als Kraftrückkopplung fungierendes Gegenmoment erzeugt. Das Gegenmoment muss beim Drehen des Drehknopfs 12 überwunden werden. Durch eine zum Beispiel von der Stellung des Drehknopfs 12 abhängige Stärke des Gegenmoments erhält der Bediener beim Drehen des Drehknopfs 12 eine unmittelbar wahrnehmbare haptische Rückmeldung.
Als Aktuator 20 zur Kraftrückkopplung fungiert zum Beispiel ein
elektromechanischer Antrieb, insbesondere ein Elektromotor, eine Bremsvorrichtung oder ein Gel (magnetorheologische Flüssigkeit) mit einer mittels eines elektromagnetischen Felds beeinflussbaren Viskosität. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Aktuator 20 über die Welle 18 mit dem Drehknopf 12 gekoppelt. Allgemein ist vorgesehen, dass der Drehknopf 12 und der Aktuator 20 unmittelbar oder mittelbar kraftschlüssig gekoppelt sind, zum Beispiel mittels einer Welle 18, eines Reibrads, eines Getriebes oder dergleichen.
Zur Erläuterung der Funktion der Anordnung gemäß Figur 1 wird auf die
Darstellung in Figur 2 verwiesen. Aus der Anordnung gemäß Figur 1 sind in Figur 2 der Drehknopf 12, die Scheibe 14, der Drehwinkelsensor 16 und der Aktuator 20 als Komponenten eines nicht näher gezeigten Medizingeräts 10, zum Beispiel eines Beatmungsgeräts, dargestellt. Die zumindest kraftschlüssige
Kopplung des Drehknopfs 12 mit der Scheibe 14 einerseits und dem Aktuator 20 andererseits ist in der Darstellung in Figur 2 in Form der gestrichelten Linie gezeigt.
Eine von dem Medizingerät 10 umfasste Steuerungseinrichtung 22 erhält vom Drehwinkelsensor 16 Sensorsignale 24 und verarbeitet diese. Im Rahmen einer solchen Verarbeitung ermittelt die Steuerungseinrichtung 22 fortlaufend eine jeweilige Drehrichtung des Drehknopfs 12 und eine Veränderung des Drehwinkels. Zur Ansteuerung des Aktuators 20 generiert die Steuerungseinrichtung 22 automatisch Steuersignale 26 für den Aktuator 20. Dieser erzeugt aufgrund eines erhaltenen Steuersignals 26 ein Gegenmoment, welches aufgrund der
kraftschlüssigen Kopplung zwischen dem Aktuator 20 und dem Drehknopf 12 beim Drehen des Drehknopfs 12 bemerkbar ist.
Bei der Darstellung in Figur 2 ist neben der als Aktuatorsteuerung fungierenden Steuerungseinrichtung 22 eine von dem Medizingerät 10 umfasste
Gerätesteuerung 30 gezeigt. Die Gerätesteuerung 30 fungiert als zentrale
Steuerungseinheit des jeweiligen Medizingeräts 10, also zum Beispiel als zentrale Steuerungseinheit eines Beatmungsgeräts. Die horizontale Linie zwischen dem Bereich mit der Gerätesteuerung 30 und dem Bereich mit der
Steuerungseinrichtung 22 soll eine mögliche funktionale Trennung innerhalb des Medizingeräts 10 veranschaulichen. Alle Komponenten oberhalb dieser horizontalen Linie sind optional in einer Baugruppe zusammengefasst, bei der deren Steuerungseinrichtung 22 eine Schnittstellenfunktion zu einer
übergeordneten Einheit, hier also der Gerätesteuerung 30 des Medizingeräts 10, übernimmt. Grundsätzlich kann die Gerätesteuerung 30 die Steuerungseinrichtung 22 oder zumindest die Funktionalität der Steuerungseinrichtung 22 auch umfassen, so dass die Steuerungseinrichtung 22 nicht als separate
Funktionseinheit zutage tritt. Wenn die Steuerungseinrichtung 22 (wie gezeigt) innerhalb des Medizingeräts 10 unabhängig von der Gerätesteuerung 30 realisiert ist, sind die Gerätesteuerung 30 und die Steuerungseinrichtung 22 in
grundsätzlich an sich bekannter Art und Weise kommunikativ miteinander verbunden, so dass ein Datenaustausch von der Gerätesteuerung 30 zur
Steuerungseinrichtung 22 und von der Steuerungseinrichtung 22 zur
Gerätesteuerung 30 möglich ist.
Für die nachfolgende Beschreibung wird von der gezeigten Situation
(Steuerungseinrichtung 22 unabhängig von der Gerätesteuerung 30 und mit der Gerätesteuerung 30 kommunikativ verbunden) ausgegangen. Eine von der Gerätesteuerung 30 umfasste Steuerungseinrichtung 22 oder eine
Gerätesteuerung 30, welche die Funktionalität der Steuerungseinrichtung 22 umfasst, zum Beispiel in Software oder in Soft- und Firmware, ist dabei stets mitzulesen und soll mit diesem Hinweis als von der hier vorgelegten Beschreibung umfasst gelten.
Der Gerätesteuerung 30 ist zumindest funktional eine Sensorik 32 zugeordnet, zum Beispiel ein Druck- und/oder Flowsensor oder eine Mehrzahl von Druck- und/oder Flowsensoren. Die Sensorik 32 liefert im Betrieb zumindest ein
Sensorsignal, welches einen Messwert 34 kodiert. Des Weiteren ist der
Gerätesteuerung 30 zumindest funktional eine Aktorik 36 zugeordnet, zum
Beispiel ein als Aktorik 36 fungierendes Ventil oder eine zumindest ein Ventil umfassende Aktorik 36. Zur deren Ansteuerung generiert die Gerätesteuerung 30 in grundsätzlich an sich bekannter Art und Weise zumindest ein Ansteuersignal 38, zum Beispiel Ansteuersignale 38, welche ein Öffnen oder Schließen von zur Aktorik 36 gehörenden Ventilen in einem Inspirations- und Exspirationszweig eines Beatmungsgeräts bewirken. Zur automatischen Ermittlung eines zu dem von der Steuerungseinrichtung 22 übermittelten Drehwinkel gehörigen Gegenmoments mittels der Gerätesteuerung 30 kommen unterschiedliche Varianten in Betracht, von denen nachfolgend mit weiteren Details zwei Varianten erörtert werden und zur Unterscheidung als erste Variante bzw. zweite Variante bezeichnet werden.
Bei der ersten Variante, die auch als messwertabhängige Variante aufgefasst werden kann und zu einem messwertabhängigen Gegenmoment führt, wird mittels des Aktuators 20 ein beim Drehen eines Drehknopfs 12 wirksames Gegenmoment aufgebracht, welches von einem mittels der Sensorik 32 aufgenommenen
Messwert 34 abhängt.
Kurz gefasst umfasst das Erzeugen eines beim Betätigen des Drehknopfs 12 wirkenden messwertabhängigen Gegenmoments mittels des Aktuators 20 zum Beispiel die folgenden, kontinuierlich oder zu regelmäßigen, insbesondere äquidistanten Zeitpunkten zyklisch ausgeführten Schritte:
1. Die Gerätesteuerung 30 erhält von der Sensorik 32 ein Sensorsignal.
Das Sensorsignal kodiert einen Messwert 34.
2. Die Gerätesteuerung 30 ermittelt automatisch ein zu dem erhaltenen
Messwert 34 gehöriges Moment (Gegenmoment) und übermittelt ein das jeweilige Gegenmoment kodierendes Datum an die Steuerungseinrichtung 22.
3. Die Steuerungseinrichtung 22 generiert entsprechend dem erhaltenen Datum ein Steuersignal 26 und gibt dieses an den Aktuator 20 aus.
Die Beaufschlagung des Aktuators 20 mit dem Steuersignal 26 bewirkt die Erzeugung des Gegenmoments durch den Aktuator 20.
Zur Ausführung dieser Schritte ist bei der gezeigten Ausführungsform ein in Software implementiertes und in einen Speicher 40 geladenes
Steuerungsprogramm 42, also ein Computerprogramm, vorgesehen, welches beim Betrieb des Medizingeräts 10 mittels einer von der Gerätesteuerung 30 umfassten Verarbeitungseinheit in Form von oder nach Art eines Mikroprozessors ausgeführt wird. Der Speicher 40 ist entweder ein von der Gerätesteuerung 30 umfasster Speicher 40 oder ein für die Gerätesteuerung 30 in üblicher Art und Weise erreichbarer Speicher 40.
Die Ermittlung eines zu dem jeweils erhaltenen Messwert 34 gehörigen
Gegenmoments (messwertabhängiges Gegenmoment) durch die Gerätesteuerung 30 erfolgt beispielsweise anhand eines in den Speicher 40 geladenen
Gegenmoment-Profils 44. Im einfachsten Fall können ein Parameter oder mehrere Parameter das Gegenmoment-Profil 44 bilden. Durch solche Parameter kann beispielsweise bestimmt sein, dass der erhaltene Messwert 34 mit einem
Parameter des Gegenmoment-Profils 44 multipliziert wird und/oder dass zu dem erhaltenen Messwert 34 ein Parameter des Gegenmoment-Profils 44 addiert wird. Mittels solcher oder ähnlicher mathematischer Operationen kann eine Abbildung des Wertebereichs des Messwerts 34 auf einen Wertebereich des ausübbaren Gegenmoments erfolgen.
Die Funktion der Gerätesteuerung 30 kann kurz dahingehend beschrieben werden, dass die Gerätesteuerung 30 unter Kontrolle des Steuerungsprogramms 42, also entsprechend der von dem Steuerungsprogramm 42 umfassten
Programmcodeanweisungen, das jeweilige Gegenmoment-Profil 44„anwendet“, wenn das Steuerungsprogramm 42 beim Betrieb des Medizingeräts 10 mittels der von der Gerätesteuerung 30 umfassten Verarbeitungseinheit ausgeführt wird.
Die Darstellung in Figur 3 zeigt für ein als Beatmungsgerät fungierendes
Medizingerät 10 den Zusammenhang zwischen einem einstellbaren
Beatmungsparameter und einem aufgrund eines jeweils eingestellten Werts für den Beatmungsparameter resultierenden Messwert 34. Bei der Darstellung in Figur 3 ist der Beatmungsparameter das Tidalvolumen VT und auf der Abszisse aufgetragen. Das Tidalvolumen VT ist in der Einheit Milliliter [ml_] aufgetragen und einzelne Werte (500 ml_, 1000 ml_, 1500 ml_) sind hervorgehoben. Das
eingestellte Tidalvolumen VT ergibt sich aufgrund eines jeweiligen Drehwinkels f des Drehknopfs 12. Der bei dem jeweils eingestellten Tidalvolumen VT
resultierende Messwert 34 ist bei der in Figur 3 gezeigten Situation ein mittels eines Drucksensors der Sensorik 32 aufgenommener Atemwegsdruck PawApp, nämlich ein Atemwegsdruck PawApp eines mittels des Beatmungsgeräts beatmeten Patienten. Der Atemwegsdruck PawApp ist auf der Ordinate in der Einheit Millibar [mbar] aufgetragen und einzelne Werte (5 mbar, 10 mbar, 15 mbar usw.) sind hervorgehoben. Das Verhältnis von Tidalvolumen VT zu
Atemwegsdruck PawApp entspricht der Dehnbarkeit der Patientenlunge
(Compliance). In der Darstellung in Figur 3 sind die Verhältnisse am Beispiel einer gesunden Erwachsenen-Lunge gezeigt. Das Verhältnis von Tidalvolumen VT zu Atemwegsdruck PawApp ist im Allgemeinen nichtlinear.
Vom Atemwegsdruck PawApp - oder allgemein vom jeweils aufgenommenen Messwert 34 - ist bei einer Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes das mittels des Aktuators 20 aufgebrachte Gegenmoment M abhängig. Das Gegenmoment M ist ebenfalls auf der Ordinate und in der Einheit milli-Newton- meter [mNm] aufgetragen. Bei der gezeigten Situation ergibt sich das
Gegenmoment aufgrund einer Multiplikation des einheitslosen Messwerts 34 mit einem konstanten Faktor, nämlich dem Faktor Zwei. Dieser Faktor ist
beispielsweise als Gegenmoment-Profil 44 hinterlegt, welches automatisch bei einer Verstellung dieses Beatmungsparameters (Tidalvolumen VT) und diesem Messwert (Atemwegsdruck PawApp) zur Anwendung kommt. Für andere denkbare Paarungen kann jeweils ein eigenes Gegenmoment-Profil 44
vorgesehen sein und bevorzugt erfolgt die automatische Auswahl unter Kontrolle des Steuerungsprogramms 42 durch die Gerätesteuerung 30 anhand des jeweiliges mittels des Drehknopfs 12 veränderlichen Beatmungsparameters.
Anstelle eines konstanten Faktors zur Ermittlung des Gegenmoments M auf Basis des jeweiligen Messwerts 34 kann eine mathematische Funktion oder eine Tabelle zur Anwendung kommen, wobei sich zum Beispiel ein Faktor zur Abbildung des Wertebereichs des Messwerts 34 auf den Wertebereich des Gegenmoments oder auch unmittelbar das jeweilige Gegenmoment M anhand der mathematischen Funktion bzw. der Tabelle ergibt. Eine solche Funktion oder Tabelle oder dergleichen ist ebenfalls ein Beispiel für ein Gegenmoment-Profil 44.
Aufgrund des von dem jeweiligen Messwert 34 abhängigen Gegenmoments M erhält der Bediener während der Einstellung des jeweiligen Beatmungsparameters beim Drehen des Drehknopfs 12 eine haptische Rückmeldung bezüglich des Resultats des für den jeweiligen Beatmungsparameter eingestellten Werts.
Besonders anschaulich lässt sich der Vorteil einer solchen haptischen
Rückmeldung am Beispiel eines sogenannten Rekrutierungsmanövers
(recruitment-manoeuvre) veranschaulichen. Bei einem solchen
Rekrutierungsmanöver kann der Bediener beim Drehen des Drehknopfs 12 Compliance-Änderungen, die sich aus dem Öffnen von kollabierten
Lungenarealen (Atelektasen) ergeben, quasi„erfühlen“. In der Darstellung in Figur 4 sind zwei Bereiche mit aufgrund solcher Compliance-Änderungen resultierenden, stark schwankenden Werten des Atemwegsdrucks PawApp gezeigt. Mit dem schwankenden (oszillierenden) Atemwegsdruck PawApp geht ein proportionales Oszillieren des Gegenmoments einher, welches der Bediener beim Drehen des Drehknopfs 12 in einem eng begrenzten Drehwinkelbereich
wahrnimmt. Bei einem ersten schlagartigen Ansteigen des Gegenmoments in einem solchen Bereich kann sich der Bediener durch Weiterdrehen des
Drehknopfs 12 gewissermaßen vorsichtig vorantasten. An einem schlagartigen Absinken des Gegenmoments ist die Öffnung eines Lungenareals als Ergebnis des Weiterdrehens des Drehknopfs 12 erkennbar. Wenn sich dieser Ablauf (spürbares Ansteigen und schlagartiger Abfall des Gegenmoments) wiederholt, erkennt der Bediener das Öffnen weiterer Lungenareale. Wenn dagegen nach einem schlagartigen Ansteigen des Gegenmoments beim Weiterdrehen des Drehknopfs 12 kein Abfall des Gegenmoments und vielmehr ein weiteres
Ansteigen des Gegenmoments beobachtet wird, erkennt der Bediener, dass im Rahmen des Rekrutierungsmanövers keine Öffnung von Atelektasen erreicht werden konnte oder scheinbar keine Öffnung von Atelektasen erreicht werden konnte und kann andere Maßnahmen zu ergreifen sind.
Optional kann bei jeder Online-Verstellung eines Beatmungsparameters der Trigger der Spontanatmung in Form eines Pulses auf den Drehknopf 12 gegeben werden. Dafür wird aus einem entsprechenden Messwert 34 ein Hinweis für eine Eigenatmung des Patienten abgeleitet. Eine kurzzeitige (pulsartige) Erhöhung des Gegenmoments kann zum Beispiel einem Gegenmoment gemäß Figur 3 überlagert werden. Bei der oben erwähnten zweiten Variante, die auch als drehwinkelabhängige Variante aufgefasst werden kann und zu einem drehwinkelabhängigen
Gegenmoment führt, wird mittels des Aktuators 20 ein beim Drehen eines
Drehknopfs 12 wirksames und von einem aktuellen, unmittelbar auf einer
Einstellung eines Bedieners basierenden Wert abhängiges Gegenmoment aufgebracht. Das messwertabhängige Gegenmoment hängt nicht unmittelbar, sondern mittelbar von der Einstellung des Bedieners ab, denn der zugrunde liegende Messwert 34 wird zum Beispiel am Patienten aufgenommen.
Der aktuelle Wert, von dem das Gegenmoment bei dieser zweiten Variante abhängig ist, ist ein Drehwinkel des Drehknopfs 12, ein aufgrund des Drehwinkels des Drehknopfs 12 resultierender Einstellwert oder ein Wertebereich des
Drehwinkels oder ein Wertebereich des resultierenden Einstellwerts. Bei einer Abhängigkeit des Gegenmoments von einem Wertebereich des Drehwinkels ist das Gegenmoment ebenso von dem jeweiligen Drehwinkel abhängig, denn der jeweilige Drehwinkel bestimmt, ob dieser zu einem bestimmten Wertebereich gehört oder nicht. Bei einer Abhängigkeit des Gegenmoments von einem aufgrund des Drehwinkels resultierenden Einstellwert ist das Gegenmoment zumindest mittelbar von dem Drehwinkel und damit ebenso von dem Drehwinkel abhängig, denn der Drehwinkel bestimmt den Einstellwert. Bei einer Abhängigkeit des Gegenmoments von einem Wertebereich des Einstellwerts ist das Gegenmoment ebenso zumindest mittelbar von dem Drehwinkel abhängig, denn der Drehwinkel bestimmt den Einstellwert und bestimmt damit, ob dieser zu einem bestimmten Wertebereich gehört oder nicht. Im Interesse einer besseren Lesbarkeit der weiteren Beschreibung wird mitunter nur kurz von einem drehwinkelabhängigen Gegenmoment gesprochen und die Beschreibung auf dieser Basis fortgesetzt.
Alle anderen beschriebenen Möglichkeiten sind dabei stets mitzulesen und sollen mit diesem Hinweis als von der hier vorgelegten Beschreibung umfasst gelten.
Ein drehwinkelabhängiges Gegenmoment kann optional einem
messwertabhängigen Gegenmoment überlagert werden und die Darstellungen in Figur 5 bis Figur 8 sowie Figur 9 bis Figur 12 zeigen Beispiele für
drehwinkelabhängige Gegenmomente. Auch ein einem solchen drehwinkelabhängigen Gegenmoment zugrunde liegendes Gegenmoment-Profil 44 kann in dem Speicher 40 abgelegt sein und das Gegenmoment-Profil 44 wird durch die Gerätesteuerung 30 - wie oben skizziert -„angewendet“ und die
Gerätesteuerung 30 überlagert des messwertabhängige Gegenmoment-Profil 44 und das drehwinkelabhängige Gegenmoment-Profil 44 oder die jeweils
resultierenden Gegenmomente.
Mittels einer Überlagerung eines messwertabhängigen Gegenmoments mit einem drehwinkelabhängigen Gegenmoment kann dem Bediener des Medizingeräts 10 beim Drehen des Drehknopf 12 zusätzlich zu der haptischen Rückmeldung des aufgrund der vorgenommenen Einstellung resultierenden Effekts zum Beispiel eine haptische Rückmeldung in Bezug auf Bestätigungsgrenzen gegeben werden.
Bestätigungsgrenzen dienen grundsätzlich zur sicheren Einstellung von
Parameterwerten. Mit einer Bestätigungsgrenze wird beispielsweise vermieden, dass bei einer zu schnellen Drehung und einer eventuell unbeabsichtigten
Bestätigung ein zu hoher Einstellwert für die Therapie übernommen wird. Gerade bei einer Funktion des Drehknopfs 12 als Druckeinsteller könnte dies unter Umständen zu einer ernsthaften Patientengefährdung führen. Der gesamte Einstellbereich ist deshalb in einzelne Intervalle unterteilt. Ein Wechsel von einem Intervall in das nächstfolgende Intervall ist bisher nur nach einer zusätzlichen Bestätigung möglich. Das Erreichen einer Bestätigungsgrenze ist bislang jedoch ausschließlich visuell erkennbar, indem sich ein eingestellter Wert auch beim Weiterdrehen des Drehknopfs 12 nicht mehr ändert und ggf. eine entsprechende zusätzliche Nachricht erscheint. Zum Erkennen des Erreichens einer
Bestätigungsgrenze muss also während des Einstellvorgangs der Blick des Anwenders vom Patienten auf das Gerät gerichtet werden.
Nach dem hier vorgeschlagenen Ansatz wird das Erreichen und ggf. das
Überschreiten einer Bestätigungsgrenze dem Bediener optional mittels eines merklichen zusätzlichen Gegenmoments (zusätzlich zu dem aufgrund des jeweiligen Messwerts 34 resultierenden Gegenmoment) angezeigt. Als Basis für ein solches Gegenmoment sind entsprechende Gegenmoment-Profile 44 vorgesehen, von denen in den Figuren 5 bis 7 zur Veranschaulichung des vorgesehenen Grundprinzips exemplarisch einige gezeigt sind.
Die Darstellung in Figur 5 zeigt als Gegenmoment-Profil 44 einen Graphen 50 mit einer impulsartigen Erhöhung bei einem bestimmten Drehwinkel (f-i). Bis zum Erreichen dieses Drehwinkels wirkt beim Drehen des Drehknopfs 12 ein
(vorgegebenes oder vorgebbares) erstes Gegenmoment Mi. Beim Erreichen dieses Drehwinkels wirkt ein (vorgegebenes oder vorgebbares) höheres zweites Gegenmoment M2. Nach dem Überschreiten dieses Drehwinkels wirkt wieder das anfängliche erste Gegenmoment Mi. Die impulsartige Erhöhung des
Gegenmoments bewirkt also die Bemerkbarkeit des Erreichens und
Überschreitens der Bestätigungsgrenze beim Drehen des Drehknopfs 12. Damit kann - verkürzend - auch davon gesprochen werden, dass die impulsartige Erhöhung des Gegenmoments die Bestätigungsgrenze bildet.
Auf der Basis, dass eine merkliche Änderung des Gegenmoments bei einem bestimmten Drehwinkel und/oder im Anschluss an einen bestimmten Drehwinkel eine Bestätigungsgrenze anzeigt und damit im Sinne einer zu überwindenden Grenze als Bestätigungsgrenze fungiert, wird die nachfolgende Beschreibung fortgesetzt. Des Weiteren ist, sofern bei der Erläuterung der Figuren 5 bis 8 sowie der Figuren 9 bis 12 von einem aufgrund des jeweiligen Gegenmoment-Profils 44 wirkenden Gegenmoment gesprochen wird, darauf hinzuweisen, dass dies das ausschließlich aufgrund des jeweiligen (drehwinkelabhängigen) Gegenmoment- Profils 44 wirkende Gegenmoment meint. Aufgrund der Überlagerung eines messwertabhängigen Gegenmoments oder Gegenmoment-Profils 44 mit zumindest einem drehwinkelabhängigen Gegenmoment oder Gegenmoment-Profil 44 ist der Wert des tatsächlich wirkenden Gegenmoments davon üblicherweise verschieden.
Aufgrund des bei dem Gegenmoment-Profil 44 gemäß Figur 5 höheren zweiten Gegenmoments M2 ist bei der so realisierten Bestätigungsgrenze beim Drehwinkel fi beim Weiterdrehen des Drehknopfs 12 ein erhöhter Kraftaufwand zur
Überwindung dieser Bestätigungsgrenze erforderlich. Ein unbeabsichtigtes
Überwinden der Bestätigungsgrenze und ein unbeabsichtigtes Wechseln in den an die Bestätigungsgrenze anschließenden Bereich kann damit wirksam vermieden werden, weil der Bediener beim Drehen des Drehknopfs 12 das Erreichen der Bestätigungsgrenze und das eventuelle Überschreiten der Bestätigungsgrenze in jedem Falle anhand des Wechsels des wirksamen Gegenmoments bemerkt.
Anstelle der in Figur 5 exemplarisch gezeigten Situation mit genau einer
Bestätigungsgrenze sind auch mehrere und regelmäßig oder unregelmäßig beabstandete Bestätigungsgrenzen über den gesamten Einstellbereich, der mittels des Drehknopfs 12 auswählbar ist, möglich. Dies gilt auch für alle nachfolgend beschriebenen Beispiele.
Die Darstellung in Figur 6 zeigt den Graphen 50 einer weiteren Variante eines zur Realisierung einer Bestätigungsgrenze bei einem bestimmten Drehwinkel (f-i) bestimmten Gegenmoment-Profils 44. Vor und hinter der Bestätigungsgrenze ist das jeweils wirksame Gegenmoment (Mi bzw. M2) konstant, jedoch ist das Niveau hinter der Bestätigungsgrenze deutlich höher (M2 > Mi). Beim Drehen des
Drehknopfs 12 bemerkt der Bediener das Erreichen der Bestätigungsgrenze aufgrund des sprungartig höheren Gegenmoments (zuvor Mi; jetzt M2). Zudem ist ein Weiterdrehen des Drehknopfs 12 in dem an die Bestätigungsgrenze
anschließenden Bereich wegen des dort wirksamen höheren Gegenmoments (M2) deutlich schwerer als in dem Bereich vor der Bestätigungsgrenze.
Bei dem in Figur 7 gezeigten Graphen 50 und einem darauf basierenden
Gegenmoment-Profil 44 ist die Bestätigungsgrenze realisiert, indem bis zu einem bestimmten Drehwinkel fi das Gegenmoment M ausgehend von einem
anfänglichen Gegenmoment Mi bis zu einem Gegenmoment M2 (M2 > Mi) bei der Bestätigungsgrenze drehwinkelabhängig und mit einer ersten Steigung nm zunimmt. Im Anschluss an die Bestätigungsgrenze nimmt das Gegenmoment M ausgehend von dem bei der Bestätigungsgrenze wirksamen Gegenmoment M2 mit einer höheren Steigung nri2 (nri2 > ITH) zu. Beim Drehen des Drehknopfs 12 in Richtung auf die Bestätigungsgrenze bemerkt der Bediener das Fortschreiten in dem Bereich vor der Bestätigungsgrenze aufgrund des kontinuierlich größer werdenden (Steigung nm) Gegenmoments. Das Überschreiten der
Bestätigungsgrenze ist unmittelbar daran bemerkbar, dass ein Weiterdrehen des Drehknopfs 12 im Anschluss an die Bestätigungsgrenze wegen der dort wirksamen höheren Steigung m2 (m2 > ITH) und dem daraus resultierenden schnelleren Anstieg des Gegenmoments deutlich schwerer ist als in dem Bereich vor der Bestätigungsgrenze.
Bei der in Figur 8 gezeigten Situation ist die Bestätigungsgrenze gewissermaßen in Form einer Kombination der Verhältnisse in Figur 6 und der
drehwinkelabhängigen Zunahme des Gegenmoments gemäß Figur 7 realisiert. Bis zu einem bestimmten Drehwinkel fi nimmt das Gegenmoment M ausgehend von einem anfänglichen Gegenmoment Mi drehwinkelabhängig und mit einer ersten Steigung nm zu. Bei der Bestätigungsgrenze steigt das Gegenmoment schlagartig auf ein höheres Gegenmoment M2 (M2 > Mi) an. Im Anschluss an die
Bestätigungsgrenze nimmt das Gegenmoment M ausgehend von dem bei der Bestätigungsgrenze wirksamen Gegenmoment M2 mit der vor der
Bestätigungsgrenze wirksamen Steigung nm weiter zu. Beim Drehen des
Drehknopfs 12 bemerkt der Bediener das Fortschreiten in dem Bereich vor der Bestätigungsgrenze aufgrund des kontinuierlich größer werdenden
Gegenmoments. Das Erreichen der Bestätigungsgrenze bemerkt der Bediener aufgrund des sprungartig höheren Gegenmoments. Im Anschluss an die
Bestätigungsgrenze ist ein Weiterdrehen des Drehknopfs 12 wegen des dort bereits anfänglich höheren wirksamen Gegenmoments deutlich schwerer als in dem Bereich vor der Bestätigungsgrenze und zudem steigt das Gegenmoment in dem Bereich im Anschluss an die Bestätigungsgrenze weiter an, optional zum Beispiel - anders als dargestellt - mit einer höheren Steigung als vor der
Bestätigungsgrenze.
Optional kann bei einer Betriebsart, bei welcher beim Drehen des Drehknopfs 12 zwei oder mehr Parameterwerte gleichzeitig und synchron verstellt werden, dies dem Bediener durch ein erhöhtes Gegenmoment signalisiert werden. Bei einer solchen Betriebsart und einer solchen Kopplung dreht der Bediener beim Drehen des einen Drehknopfs 12 gleichsam gleichzeitig zwei oder mehr Drehknöpfe.
Diese Kopplung und das resultierende„gleichzeitige Drehen mehrerer
Drehknöpfe“ kann dem Bediener durch ein entsprechend höheres, beim Drehen bemerkbares Gegenmoment signalisiert werden. Für eine solche Kopplung werden die gekoppelten Parameter, zum Beispiel Atemfrequenz und
Inspirationszeit, zum Beispiel durch das Betätigen entsprechender Einsteller einer Bedienoberfläche des Medizingeräts 10 ausgewählt.
Bei einer Kopplung kann zum Beispiel eine Überlagerung zweier
messwertabhängiger Gegenmoment-Profile 44 oder eine Überlagerung eines messwertabhängigen Gegenmoment-Profils 44 mit einem der
drehwinkelabhängigen Gegenmoment-Profile 44 der Darstellungen in Figur 6 bis Figur 8 zur Anwendung kommen. Dann ist die Umschaltung auf ein höheres Gegenmoment (Figur 6, Figur 8) und/oder eine Umschaltung auf eine jeweilige Steigung des Gegenmoments (Figur 7, Figur 8), anders als in den Darstellungen in Figur 6 bis Figur 8 gezeigt, nicht von einem als Bestätigungsgrenze
vorgegebenen oder vorgebbaren Drehwinkel abhängig. Vielmehr ist die
Umschaltung vom Beginn der Kopplung, also einem entsprechenden Zeitpunkt t abhängig. Der zu dem Zeitpunkt t gegebene Drehwinkel cp(t) des betätigten Drehknopfs 12 ist bei einer solchen Situation der in den Darstellungen in Figur 6 bis Figur 8 eingetragene Drehwinkel cp-i. Optional kann die Umschaltung
(Erhöhung des Gegenmoments und/oder Erhöhung der Steigung) von der Anzahl der gekoppelten Parameter abhängig sein, derart, dass sich die beim Drehen des betätigten Drehknopfs 12 zur Überwindung des wirksamen Gegenmoments notwendige Kraft abhängig von der Anzahl der gekoppelten Parameter erhöht.
Die Darstellungen in Figur 9 bis Figur 12 zeigen die Graphen 52 weiterer, grundsätzlich optionaler drehwinkelabhängiger Gegenmoment-Profile 44, die optional mit einem messwertabhängigen Gegenmoment-Profil 44, aber auch mit einem messwertabhängigen Gegenmoment-Profil 44 und den bisher gezeigten und beschriebenen drehwinkelabhängigen Gegenmoment-Profilen 44 (Figur 5 bis Figur 8) kombinierbar sind. Ein auf dem in Figur 9 gezeigten Graphen 52 basierendes Gegenmoment-Profil 44 bildet eine bisher mechanisch umgesetzte Rastfunktion des Drehknopfs 12 nach. Das bisher notwendige entsprechende mechanische Element kann damit entfallen. Anstelle der gezeigten
Dreieckfunktion kommt alternativ zum Beispiel auch ein auf einem sogenannten Sägezahn basierendes Gegenmoment-Profil 44 in Betracht. Die Dreiecke oder Sägezähne in dem Gegenmoment-Profil 44 müssen auch nicht unbedingt unmittelbar aneinander anschließen. Vielmehr kann zwischen solchen das Einrasten des Drehknopf 12 bei einem bestimmten Drehwinkel signalisierenden Änderungen des wirksamen Gegenmoments ein Bereich mit einem konstanten Gegenmoment bestehen.
Die Graphen 52 in Figur 10, Figur 11 und Figur 12 zeigen Beispiele für
Gegenmoment-Profile 44 zur Signalisierung von Default- oder Vorschlagswerten. Um dem Bediener des Medizingeräts 10 beispielsweise einen empfohlenen Einstellwert oder Einstellwertebereich zu signalisieren, kann dies mittels eines Gegenmoment-Profils 44 mit einer simulierten Mulde (Figur 10), einer Senke (Figur 11 ) oder einer Wanne (Figur 12) erfolgen, d.h. die Stellkraft wird bei der entsprechenden Einstellung aufgrund des lokal reduzierten Gegenmoments minimal. Von diesem Punkt ausgehend steigt die zum Überwinden des wirksamen Gegenmoments notwendige Kraft in beide Richtungen an.
Allgemein sind die in den Darstellungen in Figur 5 bis Figur 8 sowie Figur 9 bis Figur 12 gezeigten Graphen 50, 52 ebenfalls Beispiele für auf den Graphen 50, 52 basierende und von der Gerätesteuerung 30 anwendbare, drehwinkelabhängige Gegenmoment-Profile 44 zur Umsetzung eines Drehwinkels des Drehknopfs 12 in ein zugehöriges und mittels des Aktuators 20 aufgebrachtes Gegenmoment. Die jeweiligen Gegenmoment-Profile 44 können in Form einer mathematischen Funktion, mehrerer mathematischer Funktionen, einer Tabelle oder dergleichen oder in Form der jeweils bestimmenden Parameter (Gegenmomentwerte Mi, M2 und/oder Steigungen nm, 1712; Abstände zwischen zwei Gegenmomentwerten Mi, M2 und/oder Steigungen nm, nm; Verhältnisse zweier Gegenmomentwerte Mi, M2 und/oder Steigungen nm, nm) im Speicher 40 abgelegt sein.
Abschließend sei nochmals ausdrücklich auf die grundsätzliche Kombinierbarkeit der gezeigten und erläuterten Gegenmoment-Profile 44 hingewiesen. So kann beispielsweise ein messwertabhängiges Gegenmoment-Profil 44 gemäß Figur 3 oder Figur 4 um eine Rast-Funktion gemäß Figur 9 und/oder eine Signalisierung von Default- oder Vorschlagswerten oder -Wertebereichen gemäß Figur 10 bis Figur 12 ergänzt sein. Optional kann auch das Erreichen eines minimal oder maximal einstellbaren Werts (Endanschlag) eines Beatmungsparameters mittels eines beim Erreichen des Endanschlags wirksam werdenden Gegenmoments signalisiert werden. Das einen Endanschlag signalisierende Gegenmoment ist bevorzugt ein maximal
applizierbares Gegenmoment. Dafür wird ein entsprechendes
drehwinkelabhängiges Gegenmoment-Profil 44 verwendet, welches optional mit anderen drehwinkelabhängigen Gegenmoment-Profilen 44 einem
messwertabhängigen Gegenmoment-Profil 44 überlagert wird. Das einen einseitigen Endanschlag oder einen beidseitigen Endanschlag bewirkende
Gegenmoment-Profil 44 führt zu einem besonders hohen vorgegebenen oder vorgebbaren Gegenmoment, insbesondere dem maximal applizierbaren
Gegenmoment, bei einem dem jeweiligen Endanschlag entsprechenden oder darüber hinausgehenden Drehwinkel des Drehknopfs 12.
Zum drehwinkelabhängigen Gegenmoment wird bezüglich weiterer Details auf die parallele Anmeldung derselben Anmelderin mit dem internen Aktenzeichen
20171010 (amtliches Aktenzeichen noch nicht bekannt) verwiesen, die zur
Vermeidung von weiteren Wiederholungen mit diesem Hinweis mit ihrem
vollständigen Offenbarungsgehalt als in die hier vorgelegte Beschreibung einbezogen gelten soll.
Einzelne im Vordergrund stehende Aspekte der hier eingereichten Beschreibung und des im Vordergrund stehenden messwertabhängigen Gegenmoments lassen sich damit kurz wie folgt zusammenfassen: Angegeben werden ein Verfahren zum Betrieb eines Medizingeräts 10, wobei nach dem Verfahren mittels eines Aktuators 20 ein beim Drehen eines Drehknopfs 12 wirksames und von einem aktuellen Messwert 34 abhängiges Gegenmoment aufgebracht wird, sowie ein nach dem Verfahren arbeitendes und insoweit bestimmungsgemäß eingerichtetes
Medizingerät 10. Der Messwert 34, zum Beispiel ein Messwert für einen
Beatmungsdruck, ist ein Maß für einen Effekt, der sich aufgrund einer Einstellung eines Beatmungsparameters beim Patienten einstellt. Das mittels des Aktuators 20 aufgebrachte und beim Drehen des Drehknopfs 12 wirksame Gegenmoment ist unmittelbar oder mittelbar vom jeweils eingestellten Wert des Beatmungsparameters abhängig und vermittelt dem Bediener ein Gefühl für den mit einer Bedienhandlung einhergehenden Effekt.
BEZUGSZEICHENLISTE
10 Medizingerät 12 Drehknopf
14 Scheibe
16 Drehwinkelsensor 18 Welle
20 Aktuator
22 Steuerungseinrichtung
24 Sensorsignal 26 Steuersignal 28 (frei)
30 Gerätesteuerung 32 Sensorik
34 Messwert 36 Aktorik
38 Ansteuersignal 40 Speicher 42 Steuerungsprogramm
44 Gegenmoment-Profil 46, 48 (frei)
50 Graph
52 Graph

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Betrieb eines Medizingeräts (10),
wobei mittels eines Aktuators (20) ein beim Drehen eines Drehknopfs (12) wirksames Gegenmoment aufgebracht wird und
wobei das Gegenmoment von einem mittels einer von dem Medizingerät (10) umfassten oder dem Medizingerät (10) zugeordneten Sensorik (32)
aufgenommenen Messwert (34) abhängig ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
wobei der Messwert (34) ein Istwert eines Beatmungsparameters ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
wobei beim Drehen des Drehknopfs (12) ein den Istwert des
Beatmungsparameters bestimmender oder beeinflussender Sollwert eines Beatmungsparameters eingestellt wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei mittels eines kraftschlüssig mit dem Drehknopf (12) verbundenen Aktuators (20) ein vom erfassten Messwert (34) abhängiges und einer
Drehung des Drehknopfs (12) entgegenwirkendes Gegenmoment aufgebracht wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei das von einem aktuellen Messwert (34) abhängige Gegenmoment mit einem von einem aktuellen Drehwinkel des Drehknopfs (12) abhängigen Gegenmoment verknüpft wird, wobei das vom aktuellen Drehwinkel des Drehknopfs (12) abhängige Gegenmoment automatisch anhand von zumindest einem Gegenmoment-Profil (44) ermittelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
wobei zur Ermittlung eines von einem aktuellen Drehwinkel des Drehknopfs (12) abhängigen Gegenmoments mehrere Gegenmoment-Profile (44) kombiniert werden.
7. Medizingerät (10) mit zumindest einem zum Einstellen eines Werts eines Parameters bestimmten Drehknopf (12),
wobei durch Drehen des Drehknopfs (12) der Wert des jeweiligen Parameters veränderbar ist,
wobei mit dem Drehknopf (12) ein Aktuator (20) kraftschlüssig verbunden ist, wobei mittels einer von dem Medizingerät (10) umfassten oder dem
Medizingerät (10) zugeordneten Sensorik (32) ein Messwert (34) erfassbar ist und
wobei mittels des Aktuators (20) ein vom erfassten Messwert (34) abhängiges und einer Drehung des Drehknopfs (12) entgegenwirkendes Gegenmoment aufbringbar ist.
8. Medizingerät (10) nach Anspruch 7,
wobei mit dem Drehknopf (12) der Aktuator (20) und ein Drehwinkelsensor (16) kraftschlüssig verbunden sind,
wobei mittels des Drehwinkelsensors (16) ein Drehwinkel des Drehknopfs (12) erfassbar ist und
wobei mittels des Aktuators (20) ein vom erfassten Messwert (34) und vom erfassten Drehwinkel abhängiges und einer Drehung des Drehknopfs (12) entgegenwirkendes Gegenmoment aufbringbar ist.
9. Medizingerät (10) nach Anspruch 8,
wobei der Drehwinkelsensor (16) und der Aktuator (20) mittels einer gemeinsamen Welle (18) kraftschlüssig mit dem Drehknopf (12) gekoppelt sind.
10. Steuerungsprogramm (42) in Form eines Computerprogramms mit
Programmcodemitteln, um alle Schritte von jedem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen, wenn das Steuerungsprogramm (42) mittels einer zur Steuerung und/oder Überwachung eines Medizingeräts (10) bestimmten Gerätesteuerung (30) ausgeführt wird.
11. Medizingerät (10), insbesondere Medizingerät (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, mit Mitteln (30, 42) zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
12. Medizingerät (10) nach Anspruch 11 mit einer Gerätesteuerung (30) und
einem von der Gerätesteuerung (30) umfassten oder der Gerätesteuerung (30) zugeordneten Speicher (40), wobei in den Speicher (40) als Mittel zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ein
Steuerungsprogramm (42) nach Anspruch 10 geladen oder ladbar ist.
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