DD293268A5 - CONTROL DEVICE FOR A VENTILATOR - Google Patents

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DD293268A5 DD33944290A DD33944290A DD293268A5 DD 293268 A5 DD293268 A5 DD 293268A5 DD 33944290 A DD33944290 A DD 33944290A DD 33944290 A DD33944290 A DD 33944290A DD 293268 A5 DD293268 A5 DD 293268A5
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residual pressure
pressure
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ventilation
exsufflation
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Uwe Hannemann
Siegfried Kaiser
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Technische Universitaet Dresden,De
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für ein Beatmungsgerät zur Einstellung des positiv-exspiratorischen Restdruckes bei der maschinellen Beatmung von Patienten. Die erfindungsgemäße Aufgabe wird bei einem Beatmungsgerät mit einem binären Verschlussmechanismus im Exspirationszweig und einem Drucksensor zwischen Patient und Verschlussmechanismus dadurch gelöst, dass ein Regler mit integrierendem Anteil zur Korrektur der Exsufflationszeit (k + 1) im Beatmungszyklus k + 1 gegenüber der Exsufflationszeit t(k) im vorhergehenden Beatmungszyklus k in Abhängigkeit von der Differenz E(k) zwischen dem gemessenen exspiratorischen Restdruck p ind R (k) und dem Soll-Restdruck p ind RSoll und parallel zur Regelstrecke (System Ventilator-Patient) ein Analogmodell der Ventilationsmechanik zur Bestimmung eines Modellrestdruckes p ind RM (k + 1) in Abhängigkeit von der vom Regler ermittelten Exsufflationszeit t(k + 1) und den gemessenen exspiratorischen Start- und Restdruck p ind LO (k + 1) im Beatmungszyklus k + 1 vorgesehen sind. Das Beatmungsgerät arbeitet ohne Gegendruck bzw. -strom. Der Verschlussmechanismus ist während der gesamten Exsufflationszeit voll geöffnet und wird nach Ablauf der Exsufflationszeit unmittelbar d.h., ohne Übergang, geschlossen. Binäre Verschlussmechanismen lassen sich mit geringer dynamischer Resistance herstellen, wodurch die Exsufflation des Patienten zusätzlich erleichtert wird. Mit dem Regler wird die Exsufflationszeit im Vergleich zwischen dem gemessenen und dem Soll-Restdruck nach jedem Beatmungszyklus nachgestellt. Zur Sicherheit des Patienten ist dem Regler ein Analogmodell parallelgeschaltet. Bei jedem Beatmungszyklus wird mit den Modellparameterwerten des vorhergehenden Beatmungszyklus der nach Modell zu erwartende Restdruck ermittelt und mit dem gemessenen vergleichen. Bei konstanten Beatmungsverhältnissen weichen sie kaum voneinander ab. Jede größere Messwertstörung, beispielsweise durch einen Spontanatemversuch, führt über einen Restdruckbewerter zu einer sofortigen Änderung der Eingangswerte des ansonsten konstant eingestellten Reglers. Fig. 1{Regeleinrichtung; Beatmungsgerät; Restdruck, positiv-exspiratorisch; Beatmung, maschinell; Verschlussmechanismus, binär; Exspirationszweig; Drucksensor; Exsufflationszeit.}The invention relates to a control device for a ventilator for adjusting the positive-expiratory residual pressure in the mechanical ventilation of patients. The object according to the invention is achieved in a ventilator with a binary closure mechanism in the expiratory branch and a pressure sensor between the patient and the closure mechanism in that a controller with an integrating component for correcting the exsufflation time (k + 1) in the ventilation cycle k + 1 with respect to the exsufflation time t (k) in the previous ventilation cycle k as a function of the difference E (k) between the measured expiratory residual pressure p ind R (k) and the setpoint residual pressure p ind RSoll and parallel to the controlled system (ventilator-patient system) an analog model of the ventilation mechanism for determining a residual model pressure p ind RM (k + 1) are provided as a function of the exsufflation time t (k + 1) determined by the regulator and the measured expiratory start and residual pressure p ind LO (k + 1) in the ventilation cycle k + 1. The ventilator operates without backpressure or current. The occlusion mechanism is fully open throughout the exsufflation time and is closed immediately after expiration of the exsufflation time, i.e. without transition. Binary occlusion mechanisms can be created with low dynamic resistance, which further facilitates exsufflation of the patient. The controller adjusts the exsufflation time in comparison between the measured and the desired residual pressure after each ventilation cycle. For the safety of the patient, the controller is connected in parallel with an analog model. For each ventilation cycle, the model parameter values of the previous ventilation cycle are used to determine the residual pressure to be expected according to the model and to compare it with the measured one. At constant ventilation conditions, they hardly deviate from each other. Any major measurement disturbance, for example due to a spontaneous breathing test, leads via a residual pressure evaluator to an immediate change of the input values of the otherwise constantly set controller. Fig. 1 {control device; Ventilator; Residual pressure, positive-expiratory; Mechanical ventilation; Locking mechanism, binary; expiratory; Pressure sensor; Exsufflationszeit.}

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für ein Beatmungsgerät zur Einstellung des positiv-exspiratorischen Restdruckes bei der maschinellen Beatmung von Patienten.The invention relates to a control device for a ventilator for adjusting the positive-expiratory residual pressure in the mechanical ventilation of patients.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

In Geräten zur maschinellen Beatmung von Patienten werden bereits Regeleinrichtungen zur Erzeugung eines positivexspiratorischen Restdruckes verwendet. Der Restdruck wird dadurch eingestellt, daß der Patient während der gesamten Exsuff lationsphase gegen einen vorher eingestellten positiven Schwelldruck ausatmet. Dieser wirkt dem Ausatemdruck der Lunge entgegen und verzögert so die Exsufflation. Die für dieses Verfahren typischen Regeleinrichtungen verschließen den Exspirationszweig, wenn der wirksame Exspirationsdruck kleiner als der Schwelldruck wird. Die Lösungen unterscheiden sich vornehmlich in der Art und Weise, wie der Gegen- bzw. Schwelldruck erzeugt wird.Regulators for generating a positive expiratory residual pressure are already used in devices for mechanical ventilation of patients. The residual pressure is adjusted by exhaling the patient throughout the Exsuff lationsphase against a previously set positive threshold pressure. This counteracts the expiratory pressure of the lungs and thus delays the exsufflation. The control devices typical of this method close the expiratory branch when the effective expiratory pressure becomes less than the threshold pressure. The solutions differ mainly in the way in which the counterpressure or threshold pressure is generated.

Nach DE-OS 2241291 wird der Gegendruck durch eine Wassersäule erzeugt. Wassergefüllter Behälter stellen unter Krankenhausbedingungen erhöhte Anforderungen bezüglich Wartung und Desinfektion.According to DE-OS 2241291 the back pressure is generated by a water column. Water-filled containers place increased demands on maintenance and disinfection under hospital conditions.

Bekannt ist weiterhin eine Ausführung, bei der der Schwelldruck durch die Schwerkraft eines Schwebekörpers erzeugt wird (DE-OS 3626643). Spezieller Nachteil dieser Lösung ist die aufwendige Einstellung bestimmter Schwelldruckwerte durch Masseänderung des Schwebekörpers.Also known is an embodiment in which the threshold pressure is generated by the gravity of a float (DE-OS 3626643). A special disadvantage of this solution is the complicated setting of certain threshold pressure values by mass change of the float.

Außerdem werden pneumatisch steuerbare Rollen- oder Membranventile zur Einstellung des Gegen- bzw. Schwelldruckes eingesetzt (DE-OS 1491740 und 2947363, Bedienungsanleitung Ventilator Bennett 7200, Hoyer Bremen). Um diese Lösungen einsetzen zu können, ist ein steuerbarer Hilfsdruck erforderlich.In addition, pneumatically controllable roller or diaphragm valves for adjusting the counterpressure or threshold pressure are used (DE-OS 1491740 and 2947363, operating manual fan Bennett 7200, Hoyer Bremen). In order to use these solutions, a controllable auxiliary pressure is required.

Bei einigen Lösungen wird der Restdruck über eine mittels Feder vorgespannte Konstruktion erzeugt (DD-PS 260653). Diese Lösung hat, konstruktiv bedingt, eine relativ hör," dynamische Resistance.In some solutions, the residual pressure is generated via a spring-biased construction (DD-PS 260653). This solution has a relatively audible, "dynamic resistance.

Bekannt ist weiterhin eine Ausführung, bei der der Schwelldruck über eine Vorrichtung mittels gesteuertem Gegenstrom erzeugt wird (Zietz, G. u.a.: Ein Betrag zur Geräteentwicklung für Säuglings- und Kinderbeatmung. In: Anaesthesiol. Reanimat. 11 [1986), H. 5, S. 309-316).Also known is an embodiment in which the swelling pressure is generated via a device by means of controlled countercurrent (Zietz, G. et al .: An amount for device development for infant and child ventilation.) Anesthesiol, Reanimat, 11 [1986], H. 5 Pp. 309-316).

Der gemeinsame Nachteil der beschriebenen Ausführungen und damit der Verfahren mit Druckschwelle besteht darin, daß der wirksame Exspirationsdruck um den Wert des Schwelldruckes vermindert wird und dabei im Einzelfall erhebliche dynamische Resistances auftreten können. Dadurch ist eine erhöhte Exspirationsarbeit notwendig und der Kreislauf des Patienten wird infolge des erhöhten Mitteldruckes zusätzlich belustet.The common disadvantage of the described embodiments and thus the method with pressure threshold is that the effective expiratory pressure is reduced by the value of the threshold pressure and can occur in a particular case considerable dynamic resistances. As a result, an increased expiratory work is necessary and the patient's circulation is additionally increased due to the increased mean pressure.

Es ist weiterhin bekannt, daß zur Erzeugung des positiv-exspiratorischen Restdruckes Verfahren nach dem Venturi-Prinzip Anwendung finden (Bedienungsanleitung Ventilator BB2001, Be Meds, Baar), die der Funktionsweise nach einem pneumatisch realisierten analogen Druckregelkreis entsprechen. Nachteilig bei dieser Lösung sind der hohe Aufwand an oneumatischmechanischen Baugruppen und die erheblichen dynamischen Resistances im Exspirationszweig bei der Ausführung ohne Jetpumpe.It is also known that to generate the positive-expiratory residual pressure method according to the Venturi principle apply (manual fan BB2001, Be Meds, Baar), which correspond to the operation of a pneumatically realized analog pressure control loop. A disadvantage of this solution is the high cost of one-mechanical assemblies and the considerable dynamic resistances in the expiratory branch in the execution without jet pump.

Bei einer weiteren Lösung wird über Pulslängenmodulation ein Schlauchquetschventil quasikontinuierlich während der gesamten Exspirationsphase gestellt (Bedienungsanleitung Servo 900C, Siernens-Elema). Die Dynamik dieser elektronischen Regelung ist dabei wesentlich von der Gerätekonfiguration, den Patientenparametern und dem Ort der Druckmessung abhängig. Nachteilig sind weiterhin der relativ hohe Aufwand an diskreter Elektronik und die Regeleinrichtungerhöhung im Exspirationszweig infolge zunehmenden Ventilströmungswiderstandes während der Regelphase.In another solution, a peristaltic valve is set quasi-continuously during the entire expiratory phase via pulse length modulation (Servo 900C, Siernens-Elema operating instructions). The dynamics of this electronic control is essentially dependent on the device configuration, the patient parameters and the location of the pressure measurement. A further disadvantage is the relatively high cost of discrete electronics and the control device increase in Exspirationszweig due to increasing valve flow resistance during the control phase.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist eine den Patienten schonende und mit vertretbarem technischen Aufwandes realisierbare Einstellung des positiv-exspiratorischen Restdruckes.The aim of the invention is a patient-friendly and achievable with reasonable technical effort setting the positive-expiratory residual pressure.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindui g ist es, das Beatmungsgerät mit einfachen Mitteln und ohne Gegendruck bzw. -strom so zu steuern, daß sich mit'dem Ende der Exsufflationszeit ein positiv-exspiratorischer Restdruck einstellt, der dem vorgegebenem möglichst nahekommt und dabei zugleich eine hohe Sicherheit für den Patienten zu garantieren.The object of the invention is to control the ventilator with simple means and without counter-pressure or flow so that a positive-expiratory residual pressure is established at the end of the exsufflation time, which approaches as closely as possible and at the same time a high level of safety to guarantee the patient.

Erfindungsgernäß wird diese Aufgabe bei einem Beatmungsgerät mit einem binär.-η Verschlußmechanismus im Exspirationszweig und einem Drucksensor zwischen Patient und Verschlußmechanismus dadurch gelöst, daß ein Regler mit integrierendem Anteil zur Korrektur der Exsufflationszeit t(k + 1) im Beatmungszyklus k + 1 gegenüber der Exsufflationszeit(k) im vorhergehenden Beatmungszyklus k in Abhängigkeit von der Differenz E(k) zwischen dem gemessenen exspiratorischen Restdruck pR(k) und dem Soll-Restdruck pRSoii und parallel zur Regelstrecke (System Ventilator-Patient) ein Analogmodell der Ventilationsmechanik zur Bestimmung eines Modellrestdruckes pnM(k + 1) in Abhängigkeit von der vom Regler ermittelten Exsufflationszeit t(k + 1) und den gemessenen exspiratorischen Start- und Restdruck pL0(k + 1) bzw. pR(k + Dim Beatmungszyklus k + 1 vorgesehen sind, der nach dem Analogmodell orwartete Restdruck pRM(k +Dim Vergleich zum gemessenen Restdruck Pn(k + 1) an einem logischen Rstdruckbewerter anliegt und der Ausgang des Restdruckbewerters auf den Eingang des Reglers geschaltet ist.Erfindungsgernäß this object is achieved in a ventilator with a bin.-η shutter mechanism in Exspirationszweig and a pressure sensor between the patient and shutter mechanism in that a controller with Integrierendem share to correct the exsufflation t (k + 1) in the ventilation cycle k + 1 compared to the exsufflation (k) in the previous ventilation cycle k as a function of the difference E (k) between the measured expiratory residual pressure p R (k) and the target residual pressure p RSo ii and parallel to the controlled system (ventilator-patient system) an analog model of the ventilation mechanism for determination a residual model pressure p nM (k + 1) as a function of the exsufflation time t (k + 1) determined by the regulator and the measured expiratory start and residual pressure p L0 (k + 1) or p R (k + Dim ventilation cycle k + 1 are provided, the expected according to the analog model residual pressure p RM (k + Dim compared to the measured residual pressure Pn (k + 1) at a logical n Rstdruckbewerter is applied and the output of the residual pressure evaluator is connected to the input of the controller.

Das Beatmungsgerät arbeitet ohne Gegendruck bzw. -strom. Der Verschlußmechanismus ist während der gesamten Exsufflationszeit voll geöffnet und wird nach Ablauf der Exsufflationszeit unmittelbar, d.h. ohne Übergang, geschlossen. Binäre Verschlußmechanismen lassen sich mit geringer dynamischer Resistance herstellen, wodurch die Exsufflation des Patienten zusätzlich erleichtert wird. Mit dem Regler wird die Exsufflationszeit im Vergleich zwischen dem gemessenen und dem Soll-Restdruck nach jedem Beatmungszyklus nachgestellt. Bei einem zu hohen gemessenen Restdruck wird die Exsufflationszeit verlängert und umgekehrt. Damit die Sicherheit des Patienten gewahrt bleibt, ist diesem an sich einfachen Regler das Analogmodell parallelgeschaltet. Bei jedem Beatmungszyklus wird mit den Modellparameterwerten des vorhergehenden Beatmungszyklus der nach dem Modell zu erwartende Restdruck ermittelt und mit dem gemessenen verglichen. Bei konstanten Beatmungsverhältnissen weichen sie kaum voneinander ab. Jede größere Meßwertstörung, beispielsweise durch einen Spontanatemversuch im Meßzeitpunkt des Restdruckes, führt zu einer sofortigen Änderung der Eingangswerte des ansonsten konstant eingestellten Reglers.The ventilator operates without backpressure or current. The occlusion mechanism is fully open throughout the exsufflation time and immediately upon expiration of the exsufflation time, i.e., at the end of the exsufflation period. without transition, closed. Binary occlusion mechanisms can be produced with low dynamic resistance, which further facilitates exsufflation of the patient. The controller adjusts the exsufflation time in comparison between the measured and the desired residual pressure after each ventilation cycle. If the residual pressure is too high, the exsufflation time will be extended and vice versa. To ensure the safety of the patient, the analog model is connected in parallel with this simple controller. For each ventilation cycle, the model parameter values of the previous ventilation cycle are used to determine the residual pressure to be expected according to the model and compared with the measured one. At constant ventilation conditions, they hardly deviate from each other. Any major measurement disturbance, for example, by a spontaneous breath test at the time of measurement of the residual pressure, leads to an immediate change in the input values of the otherwise constant set controller.

In einer vorzugsweisen Ausführung ist der Regler, das Analogmodell und der Restdruckbewerter zur Verhinderung spontaner Inspiration über den Exspirationszweig bzw. zur Ermöglichung spontaner Triggerung bei der Beatmungart Continous-Positive-Airway-Pressure (CPAP) mit einem auf einen unteren und einen oberen Druck pu bzw. p0 eingestellten Zweipunktregler kurgeschlossen. Bei plötzlichem Druckabfall während der Exsufflation unter die fest eingestellte untere Druckgrenze pu wird der Verschlußmechanismus solange geschlossen, bis der meßbare Druck im Exspirationszweig über die obere Druckgrenze p0 ansteigt. Die Zeit des Spontanverschlusses wird gemessen und die vorausberechnete Verschlußzeit um diesen Wert verzögert, so daß trotz Spontanstörung während der Exsufflation der Restdruck mit geringem Fehler eingestellt wird, und dadurch eine ungewollte Inspiration unmöglich ist. Durch den Zweipunktregler wird auch ein sonst notwendiges Rückschlagventil im Exspirationszweig eingespart.In a preferred embodiment, the regulator, the analog model and the residual pressure evaluator for preventing spontaneous inspiration via the expiratory branch or for enabling spontaneous triggering in the continuous-positive-airway-pressure (CPAP) type of respiration with a low and an upper pressure p u or p 0 set two-point controller shorted. In the event of a sudden drop in pressure during the exsufflation below the fixed lower pressure limit p u , the closure mechanism is closed until the measurable pressure in the expiratory branch rises above the upper pressure limit p 0 . The time of the spontaneous closure is measured and the predicted closure time is delayed by this value, so that despite spontaneous disturbance during the exsufflation, the residual pressure is set with a low error, and thus an unwanted inspiration is impossible. By means of the two-point regulator, an otherwise necessary non-return valve in the expiratory branch is also saved.

Au.'.führungsbeisplelAu. '. Führungsbeisplel In den Zeichnungen zeigenIn the drawings show

Fig. 1: ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Regeleinrichtung,1 shows a block diagram of a control device according to the invention,

Fig.2: eine Schaltung der Regelstrecke aus Fig. 1, ergänzt durch einen Zweipunktregler, Fig. 3: den idealisierten Druckverlauf am Y-Stück über zwei Beatmungszyklen.2: a circuit of the controlled system from FIG. 1, supplemented by a two-point controller, FIG. 3: the idealized pressure curve on the Y-piece over two ventilation cycles.

Das maschinelle Beatmungsgerät hat ein übliches Ausrüstungsniveau. Speziell zur Realisierung dieser Lösung ist der Exspirationszweig mit einem Verschlußmechaniarnus 9, z. B. ein Magnetventil, binär verschließbar, d. h., der Exspirationszweig 10 ist entweder offen oder mit Hilfe des Verschlußmechanismus 9 geschlossen. Außerdem ist dem Exspirationszweig 10 zwischen Patient und Verschlußmechanismus ein Drucksensor 7 zugeordnet.The machine ventilator has a common equipment level. Especially for the realization of this solution is the expiratory branch with a Verschlussmechaniarnus 9, z. B. a solenoid valve, binary lockable, d. h., The expiratory branch 10 is either open or closed by means of the shutter mechanism 9. In addition, the expiratory branch 10 between the patient and the closure mechanism, a pressure sensor 7 is assigned.

Die Regeleinrichtung besteht aus einem steuerbaren Regler 1, einem Analogmodell 3, einem logischen Restdruckbewerter 4 und einem Zweipunktregler 6. Regelstrecke 2 ist das System Ventilator-Patient. Das Signal des Drucksensors liegt analog am Eingang des Zweipunktreglers 6 und über einen A-D-Wandler 5 digitalisiert an den Eingängen des Reglers 1 und des Analogmodells 3 an.The control device consists of a controllable controller 1, an analog model 3, a logical residual pressure evaluator 4 and a two-point controller 6 controlled system 2, the system ventilator patient. The signal of the pressure sensor is analogous to the input of the two-level controller 6 and digitized via an A-D converter 5 at the inputs of the controller 1 and the analog model 3.

Der Regler 1 ermittelt nach einem I-Programm die Exsufflationszeit t(k + 1) des neuen Beatmungszyklus aus der Exsufflationszeit t(k) des vorhergehenden Beatmungszyklus nachThe controller 1 determines after an I-program the exsufflation time t (k + 1) of the new ventilation cycle from the exsufflation time t (k) of the previous ventilation cycle

t(k + 1) = t(k) + VxE(k)t (k + 1) = t (k) + VxE (k)

mit der Regelabweichung E(k) als Differenz des Soll-Restdruckes gegenüber dem realen Restdruck pft(k) aus dem vorhergehenden Beatmungszyklus und einer empirisch ermittelten Regelverstärkung V, die im Ausführungsbeispiel 0,2s/kPa betrug. Stetige Änderungen vorausgesetzt, stellt der Rogler 1 die Exsufflationszeit im Sinne einer Annäherung des Restdruckes auf den vom Arzt vorgegebenen Sollwert nach.with the control deviation E (k) as the difference of the target residual pressure compared to the real residual pressure p ft (k) from the previous ventilation cycle and an empirically determined control gain V, which in the exemplary embodiment was 0.2 s / kPa. Constant changes, the Rogler 1 sets the exsufflation time in the sense of an approximation of the residual pressure to the setpoint specified by the physician.

Das Analogmodell 3 entspricht einem Einkompartementmodell der Lunge mit einem in Reihe geschalteten ohmschen und kapazitiven Widerstand. Es bildet das Zeitverhnlten der Lunge ab. Die Zeitkonstante ZK(k) wird aus der Exsufflationszeit t(k) und den Meßwerten des Rostdruckes pR(k) sowie des exspiratorischen Startdruckes nachThe analog model 3 corresponds to a Einkompartementmodell the lung with a series-connected resistive and capacitive resistance. It depicts the time-wasting of the lungs. The time constant ZK (k) is derived from the exsufflation time t (k) and the measured values of the rust pressure p R (k) and the expiratory start pressure

ZK(k) = - t(k)/ln (prMWM)ZK (k) = - t (k) / ln (prMWM)

für den Beamtungszyklus k + 1 ermittelt. Gemäß dieser Zeitkonstanten müßte am Fnde der Exsufflationszeit des Beatmungszyklus k + 1 in etwa der Modellrestdruckdetermined for the civil service cycle k + 1. According to this time constant, at the end of the exsufflation time of the ventilation cycle k + 1, the model residual pressure would have to be approximately the same

' pRM (k + 1) = pLC(k + 1) x exp f—tfk + 1)/ZK|k))'p RM (k + 1) = p LC (k + 1) x expf-tfk + 1) / ZK | k))

anliegen.issue.

Im Restdruckbewerter 4 wird der Modellrestdruck pnMfk + 1) mit dem Sollrestdruck pnSoii und dem realen Restdruck (pR(k -f 1) verglichen und logisch bewertet. Hierzu werden im Ausführungsbeispiel die DifferenzenIn the residual pressure evaluator 4, the residual model pressure pnMfk + 1) is compared with the setpoint residual pressure p nSo ii and the real residual pressure (p R (k -f 1) and evaluated logically

Di = Prsoii - PR(k + D undDi = Prsoii - PR (k + D and

D2= PRSOII - PRM(k+ 1)D 2 = PRSOII - PRM (k + 1)

gebildet und mit einem Grenzwert verglichen.formed and compared to a limit.

Wenn D1 größerund D2 kleiner als der Grenzwert sind, wird gefolgert, daß der Meßwert pB(k + 1) stark gestört ist und im nächstenIf D 1 is greater and D 2 is less than the limit, it is concluded that the measured value p B (k + 1) is heavily disturbed and next

Takt nicht verwendet werden kann. Der Restdruckbewerter 4 legt an den Eingang des Reglers 1 automatisch den ModellreMdruck PnM<k + 1). Auf diese Weise werden kurzzeitige starke Restdruckwertschwankungen, wie sie etwa bei Spontanatemversuchen genau im Meßzeitpunkt entstehen können, gefiltert. Gilt die o.g. Bedingung (Di > Grenzwert und D2 < Grenzwert) nicht, dann liegt am Eingang des Reglers 1 der reale Meßdruck pn(k +Dan.Clock can not be used. The residual pressure evaluator 4 automatically applies the model pressure PnM <k + 1 to the input of the regulator 1. In this way, short-term strong residual pressure value fluctuations, such as may occur during spontaneous breathing tests at exactly the time of measurement, are filtered. If the above condition (Di> limit value and D 2 <limit value) does not apply, then the real measuring pressure p n (k + Dan.

Der Zweipunktregler 6 wird vorzugsweise bei einem Spontanatemversuch wirksam. Sinkt der Druck im Exspirationszweig unter den vorgegebenen Wert pu, dann wird der Verschlußmechanismus 9 geschlossen und erst wieder geöffnet, wenn der Druck über Po ansteigt. Während dieser Zeit kann der Regler 1 den Verschlußmechanismus nicht steuern. Er ist quasi durch den Zweipunktregler 6 kurzgeschlossen. Im Ausführungsbeispiel wird die Zeit der Unterbrechung gemessen und bei der Festlegung der Exsufflationszeit in der Regeleinrichtung berücksichtigt. Auf diese Weise wird ein ungewolltes Rückatmen r'es Patienten durch den Exspirationszweig in der Exsufflationsphase verhindert und die Möglichkeit des Aufbaus eines trigg irfähigen Unterdruckes für die Beatmungsart CPAP geschaffen.The two-position controller 6 is preferably effective in a spontaneous breathing test. If the pressure in the expiration branch drops below the predetermined value pu, then the shutter mechanism 9 is closed and only opened again when the pressure rises above Po. During this time, the controller 1 can not control the shutter mechanism. He is virtually shorted by the two-point controller 6. In the embodiment, the time of interruption is measured and taken into account in the determination of the exsufflation time in the control device. In this way, unwanted back breathing of the patient through the exhalation branch in the exsufflation phase is prevented and the possibility of building up a triggering negative pressure for the ventilation type CPAP is created.

Claims (2)

1. Regeleinrichtung für ein Beatmungsgerät zur Einstellung des positiv-exspiratorischen Restdruckes mit einem binären Verschlußmechanismus im Exspirationszweig und einem Drucksensor zwischen Patient und Verschlußmechanismus, gekennzeichnet dadurch, daß ein Regler (1) mit integrierendem Anteil zur Korrektur der Exsufflationszeitt(k + 1)im Beatmungszyklus k + 1 gegenüber der Exsufflationszeit t(k) im vorhergehenden Beatmungszyklus k in Abhängigkeit von der Differenz E(k) zwischen dem gemessenen exspiratorischen Restdruck pR(k) und dem Soll-Restdruck Prsoii und parallel zur Regelstrecke (2) (System Ventilator-Patient) ein Analogmodell (3) derVentilationsmechanikzur Bestimmung eines Modellrestdruckes pRM(k + 1) in Abhängigkeit von der vom Regler ermittelten Exsufflationszeit t(k + 1) und den gemessenen exspiratorischen Start- und Restdruck pi.o(k + 1) bzw. pR(k + 1) im Beatmungszyklus k + 1 vorgesehen sind, der nach dem Analogmodell erwartete Restdruck Prm(I< + 1) im Vergleich zum gemessenen Restdruck pR(k + 1) an einem logischen Restdruckbewerter (4) anliegt und der Ausgang des Restdruckbewerters (4) auf den Eingang des Reglers (1) geschaltet ist.1. A control device for a ventilator for adjusting the positive-expiratory residual pressure with a binary shutter mechanism in Exspirationszweig and a pressure sensor between the patient and shutter mechanism, characterized in that a controller (1) with integrierendem share to correct the exsufflation time (k + 1) in the ventilation cycle k + 1 compared to the exsufflation time t (k) in the previous ventilation cycle k as a function of the difference E (k) between the measured expiratory residual pressure p R (k) and the setpoint residual pressure Prsoii and parallel to the controlled system (2) Patient) an analog model (3) of the ventilation mechanism for determining a model residual pressure p R M (k + 1) in dependence on the determined by the controller exsufflation time t (k + 1) and the measured expiratory start and residual pressure pi.o (k + 1) or p R (k + 1) are provided in the ventilation cycle k + 1, the expected residual pressure Prm (I <+ 1) in the comparison according to the analog model to the measured residual pressure p R (k + 1) is applied to a logical residual pressure evaluator (4) and the output of the residual pressure evaluator (4) is connected to the input of the regulator (1). 2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Regler (1), das Analogmodell (3) und der Restdruckbewerter (4) mit einem auf einen unteren und einen oberen Druck Pu bzw. p0 eingestellten Zweipunktregler (6) kurzgeschlossen ist.2. Control device according to claim 1, characterized in that the controller (1), the analog model (3) and the residual pressure evaluator (4) with a set to a lower and an upper pressure Pu or p 0 two-position controller (6) is short-circuited.
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