DE3417425A1

DE3417425A1 - Programmiereinrichtung fuer beatmungsgeraete

Info

Publication number: DE3417425A1
Application number: DE3417425A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. DDR 7027 Leipzig Barthel; Klaus Dipl.-Ing. Dr.rer.nat. DDR 7060 Leipzig Jehmlich; Rudolf DDR 7062 Leipzig Müller; Frank Dipl.-Ing. DDR 7034 Leipzig Stiegler
Original assignee: Medizin und Labortechnik Leipzig VEB
Current assignee: Medizin und Labortechnik Leipzig VEB
Priority date: 1983-09-23
Filing date: 1984-05-11
Publication date: 1985-04-18
Also published as: SE8402651D0; SE8402651L; HUT35177A; DD217424A1; HU189413B

Description

Programmiereinrichtung für Beatmungsgeräte

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft eine Programmiereinrichtung für Beatmungsgeräte, die über eine Rechen- und Steuervorrichtung in Abhängigkeit von Daten vorgegebener Beatmungsarten und Beatmungsparameter steuerbar sind und durch Steuersignale die Einatmung und Ausatmung steuern. Dabei kann die Programmierung, z. B. die durchzuführende Beatmungsart, durch den Benutzer an der vorderen Bedienseite der Beatmungsgeräte oder im Abstand von diesen durchgeführt werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Es ist ein Beatmungssystem bekannt, bei dem die Gasströmung zum Patienten mittels durch mehrere Vorrichtungen gesteuerte Solenoid-Schieber gesteuert wird (DE-OS 27 45 528). So sind einmal Einstellvorrichtungen vorhanden, mit denen mehrere einzelne vorbestimmte Schwellenwertsignale eingestellt werden und zum anderen Signaleinrichtungen, mit denen wenigstens ein gemeinsames Signal erzeugt wird. Des weiteren werden Vorrichtungen benötigt, die jedes Schwellenwertsignal mit diesem gemeinsamen veränderlichen Signal vergleichen, um dann wieder mehrere Steuersignale zu erzeugen. Schließlich sind auch noch

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■.Einrichtungen 'erforderlich, Diit denen diese Steuersignale den Solenoidschiebern zugeführt werden können.

Mit dieser relativ aufwend-igen Systemlösung sind zwar die Beatmungsarten, die Inspirationsphase und die Exspirationsphase sowie andere machbare Zustände steuerbar, doch ihre Programmablauf e schon durch die dezentral angeordneten Datenein/ausgabevorrichtungen nur umständlich einstellbar und beeinflußbar sowie nicht befriedigend sichtbar bzw. kontrollfällig gemacht. -

Ss sind aber auch Beatmungεsysteme mit Beatmungsgeräten "bekannt, deren elektronische Steuerungen aus integrierten Schaltkreisen aufgebaut und mit Atemfrequenzrechnern versehen sind und die im systematischen Verbund kompakte Einheiten bilden (DD-WP A 61 M/235 774, DD-WP A 61 M/240 540). Diese, elektronisch gesteuerten Beatmungsgeräte realisieren die Punktionen der vielen Beatmungsarten in ausgezeichneter Weise und auch ihre kompakten Steuersysteme mit Rechner messen gleichwohl die Programmabläufe vorzüglich, jedoch ihr Bedienkomfort ist noch nicht optimal gestaltet. Das strebt eine Zeitfolgesteuerung für elektronisch gesteuerte Beatmungsgeräte mittels Programmwahlschaltkreisen an, wie sie auch zur Anwahl der Senderspeicher in der Fernseh- und Rundfunktechnik zum Einsatz kommen (DD-WP A 61 M/245 762). Damit ist eine Voraussetzung für programmierte Steuereinrichtungen geschaffen worden, bei welchen eine logische Operation zwischen Eingabe- und Ausgabedaten entsprechend ihrer Vorwahl programmiert ablaufen kann. Außerdem kann es damit möglich gemacht werden, Ausgabedaten entsprechend dem Ergebnis des logischen Programmablaufes zu aktualisieren.

Ziel der Erfindung:

Das Ziel der Erfindung soll unter Ausnutzung der erreichten Vorteile vorgenannter Lösungen zu Narkose- und Therapiebeat taungs gerät en sowie Lösungen zu digitalen Programmsteuerungen

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ein Überwachungs- und Steuersystem zur Erteilung von Punktionsabläufen schaffen, die qualitativ auf alle Beatmungsarten und quantitativ auf alle Größen und Folgegrößen der Beatmungsparameter gerichtet sind.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Auf-gäbe der Erfindung ist es, eine Leitstelle für physiologisch erforderliche Programmsteuerungen zu entwickeln, mittels der entsprechend der gewünschten Beatmungsart zunächst ein für Normpatienten ausgelegtes Grundprogramm eingesteuert wird, welches dann durch Optimierung der Beatmungsparameter spezifiziert werden kann. Dabei sind alle erteilten Funktionsbefehle über eine Anzeige sichtbar zu machen und alle Änderungen der Beatmungsparameter digital anzuzeigen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine zentrale Steuer-, Rechen- und Überwachungseinrichtung, die mit einem Anzeigetableau und mit einer Berührungstastatur versehen und an eine Eingangssteuerung und eine mit dieser signalverknüpften Ausgangssteuerung verbunden ist. Die Berührungεtastatur ist unterteile in mehrere Tastenfelder, von denen ein Tastenfeld für die Vorwahl der Beatmungsart und deren quantitativen Größen und ein anderes Tastenfeld für die Folgegrößen der Beatmungsparameter vorgesehen ist. Außerdem ist ein Tastenfeld für Überwachungsgrößen, z. B. die des Atemdruckes und ein Tastenfeld für das Speichern optimaler Beatmungsprogramme sowie eine Quantifizierung der Größen gemäß erstem Tastenfeld vorhanden. Fernerhin können für eine Optimier-, Speicher- oder Löschungsmöglichkeit bestimmte Berührungstasten dejs Tastenfeldern direkt zugeordnet oder separat angeordnet sein. Das Anzeigetableau besteht aus mindestens zwei Anzeigefeldern, von denen das eine Anzeigefeld für die Anzeige quantitativer Größen der Beatmungsarten und das andere Anzeigefeld für die Anzeige quantitativer .Folgegrößen und Überwachungsgrößen bestimmt· ist. In weiterer Ausbildung der Erfindung können die Berührungstasten der Tastenfelder oder nur einzelne von ihnen Leucht-

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tasten sein. Ebenso ist es zweckmäßig, die zentrale Steuer-, Rechen- und Überwachungseinrichtung, die einen Zustandsspeicher aufweist, direkt mit der Ausgangssteuerung zu verbinden ' und mit einem Grundprogramm auszustatten, das als Basis für alle Beatmungsarten gilt und nach Löschung eines optimierten Beatmungsprogrammes erhalten bleibt. Bevorzugt kann auch die Programmierung in alphanumerischer Bedienung erfolgen, wobei dann die Tasten- und Anzeigefelder für eine solche Bedienung auszulegen sind. . ·

Die Anzeigefelder sind bevorzugt den Tastenfeldern so zugeordnet, daß das für qualitative Beatmungsarten und quantitative Beatmungsparameter bestimmte Tastenfeld mit dem einen Anzeigefeld und die für quantitative Folgegrößen und Überwachungsgrößen bestimmten Tastenfelder mit dem anderen Anzeigefeld signalverknüpft sind.

Ausführungsbeispiel:

Bin Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Figuren der anliegenden Zeichnung näher beschrieben. Bs zeigen darin

Fig. 1 eine Programmiereinrichtung und

Fig. 2 ein Beatmungsgerät mit signalverknüpfter Programmiereinrichtung in schematischer Darstellung.

Die Programmiereinrichtung für Beatmungsgeräte, die über eine Rechen- und Steuereinrichtung in Abhängigkeit von Daten vorgegebener Beatmungsarten und Beatiuungsparameter steuerbar sind und durch Steuersignale die Ein- und Ausatmung steuern, ist als zentrale Steuer-, Rechen- und Überwachungseinrichtung 1 geschaltet, wobei ihre Schaltkreise denen bekannter Mikrorechner entsprechen. Die Steuer-, Rechen- und Überwachungseinrichtung 1 ist mit einem Anzeigetableau und mit einer Berührungstastatur versehen und mit dem jeweiligen Beatmungsgerät 2 über dessen Eingangssteuerung 3 und mit dieser signalverknüpften Ausgangssteuerung 4 verbunden. Die Berührungstastatur besteht

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aus einem Tastenfeld 5> das für die Vorwahl der Beatmungsart und deren quantitativen Größen bestimmt ist sowie einem Tastenfeld 6, über das die Folgegrößen der-Beatmungsparameter abrufbar sind. Weiterhin besteht es aus einem Tastenfeld 7» das für Überwachungsgroßen, z. B. die des Atemdruckes, vorgesehen ist und einem Tastenfeld 8, mittels dem optimale Beatmungsprogramme gespeichert werden können und das eine Quantif izierung^ der Größen gemäß Tastenfeld 5> erlaubt. Für eine Optimier-, Speicher- oder Löschungsmöglichkeit sind gleichfalls Berührungstasten vorgesehen, die separat angeordnet sein können, in einem Tastenfeld 9 zusammengefaßt sind oder mit in den anderen Tastenfeldern untergebracht werden. Y/ie aus Fig. weiter zu entnehmen ist, besteht das Anzeigetableau aus mindestens zwei Anzeigefeldern 10, 11, von denen das eine Anzeigefeld 10 für die Anzeige quantitativer Größen der Beatmungsarten und das andere Anzeigefeld 11 für die Anzeige quantitativer Folgegrößen und Überwachungsgrößen bestimmt ist. Die Programmiereinrichtung weist darüber hinaus noch die Besonderheiten auf, indem die Berührungstasten der Tastenfelder 5 bis 8 oder nur einzelne von ihnen als Leuchttasten ausgebildet sind. Außerdem besitzt die zentrale Steuer-, Rechen- und Überwachungseinrichtung 1 einen Zustandsspeicher 12 . , der mit der Ausgangssteuerung 4 signalverknüpft ist. Die Steuer-, Rechen- und Überwachungseinrichtung 1 ist aber auch noch mit einem Grundprogramm ausgestattet, das als Basis für alle Be- atmungsarten gilt und nach Löschung eines optimierten Beatmungsprogrammes erhalten bleibt. Damit eine alphanumerische Programmierung erfolgen kann, sind die Tastenfelder 5 bis 9 und die Anzeigefelder 10, 11 für eine solche Bedienung entsprechend ausgelegt. Fernerhin ist das Rechnerteil (nicht gezeichnet) so geschaltet, daß die vom Tastenfeld 5 eingegebenen Beatmungsarten und Beatmungsparameter am Anzeigefeld 10 und die mittels Tastenfeld 6 abrufbaren Folgegrößen sowie im Tastenfeld 7 eingebbaren Überwachungsgrößen am Anzeigefeld ablesbar sind.

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Die Schaltungsanordnung der Steuer-, Rechen- und Überwachungseinrichtung sowie die Signalverknüpfung ihrer Schaltkreise mit der Berührungstastatur und dem Anzeigetableau im einzelnen sind bei Sachkenntnis von Schaltungen bekannter Mikrorechner analog nachvollziehbar, so daß hier nicht weiter darauf eingegangen wird.

Fig.'2 soll in sehematiseher Darstellung lediglich zeigen, wie das Beatmungsgerät mit der Programmiereinrichtung signalverknüpft ist. Sie läßt aber auch erkennen, daß mit dieser Programmiereinrichtung erfindungsgemäß eine Leitstelle für physiologisch erforderliche Programmsteuerung geschaffen wurde, die direkt auf das Gehäuse des Beatmungsgerätes 2 montiert oder als Fernbedienung benutzt werden kann. Dabei ist die Anordnung der Tastenfelder 5 bis 9 und Anzeigefelder 10, 11 nicht an ein bestimmtes System gebunden, diese können gegenüber der Darstellung und Fig. 1 auch anders auf. der Steuer-, Rechen- und Überwachungseinrichtung 1 gestaltet sein. Wie weiterhin der Fig. 1 zu entnehmen ist, wird auf dem Tastenfeld 5 die Vorwahl der Beatmungsart zwischen

SB = Spontanatmung

CIvIV = kontrollierte maschinelle Beatmung

AIvIV = assistierte maschinelle Beatmung

JMV = intermittierende maschinelle Beatmung

SJGtI = Seufzer

getroffen. Außerdem ist für die im Tastenfeld 5 ausgewiesenen Beatmungsarten, orientiert an einem Normpatienten, ein Grundprogramm für die quantitativen Größen

FiO₂ = inspiEatorische Sauerstoffkonzentration

P._co = Ansprechwelle des Druckes für assistierte

Beatmung

t^ = Zeitabschnitt 1 der Inspirationsphase

t₂ = Zeitabschnitt 2 der Inspirationsphase

to = Zeitabschnitt 1 der Exspirationsphase

t^ = Zeitabschnitt 2 der Sxspirationsphase

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Spontanatmung "bei JMV V^j . = Volumenstrom während t^ V₂ = Volumenstrom während to

gemäß abstrahierten Atsmdruckverlaufes in der Darstellung 13 gespeichert, das nach Tastendruck der Beatmungsart in Betrieb gesetzt wird. Die vorliegenden quantitativen Größen können durch Berührung bzw. Druck der entsprechenden Taste auf dem. Anzeigefeld 10 abgefragt werden.

Im Tastenfeld 6 sind die vom Rechnerteil ermittelten Folgegrößen der Beatoiungsparameter

t^ = traditionelle Inspirationszeit t = traditionelle JBxpirationszeit AZV = Verhältnis t* : t_

f = Frequenz von CW und AIVEV ΐjj.jrr = Frequenz des Zwangsatemzüges bei JIvIV V^ = Atemzugvolumen als Funktion von t^, tg» Vx], V AMV = Atemminutenvolumen als Funktion von Vm und f Pp-ggp = positiver endexspiratorischer Überdruck p_moni = Momentandruck

zusammengefaßt, welche durch Berührung der entsprechenden Taste bzw. Tastendruck auf dem Anzeigefeld 11 sichtbar gemacht werden können. Die Berührungstasten dieses Tastenfeldes 6 sind als Leuchttasten ausgebildet, damit der Zusammenhang Anzeige und angezeigte Folgegröße gewährleistet ist. Auf dem Tastenfeld 7 können als die wichtigsten Überwachungsgrößen

= maximaler nicht überschreitbarer Atemdruck

^{= mindes1;sns} vorhandener Überdruck

in Verbindung mit dem Tastenfeld 8 eingetastet v/erden, die ebenfalls auf dem Anzeigefeld 11 dargestellt werden können.

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Eine,Optimierung der Beattiiungsparacaeter durch Änderungen des laufenden Grundprogramines erfolgt durch Nutzung der Berührungstasten des !Tastenfeldes 9. Von diesen ist

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EROG = Taste zum Auslösen des Programmiervorganges OE ' = Taste zur Inbetriebnahme des optimierten

Programmes
OFF = Taste zum Löschen des optimierten Programmes.

Das· Speichern des optimierten Programmes ist über die entsprechenden M-Tasten des Tastenfeldes 8 möglich. Die durch das Rechnerteil geführte Optimierung der Beatmungs- -parameter, zürn Beispiel für eine assistierte maschinelle Beatmung wird mit Betätigung der Berührungstaste AIiW (Tastenfeld 5) eingeleitet, welche zur Folge hat, daß zunächst das Grundprogramm beginnt zu laufen. Nach Betätigung der Berührungstaste PROG (Tastenfeld 9) leuchtet der erste zu verstellende Parameter P_QOO als Leuchttaste im Tastenfeld 5 auf und wird der quantitative Grundprogrammwert im Anzeigefeld 10 sichtbar gemacht. Ist keine Veränderung gewünscht, werden die Berührungstaste und der angezeigte Grundprogrammwert nach ca. 3 see. automatisch gelöscht und durch den nächsten Parameter F^O₂ abgelöst. Ist dieser zu verstellen, muß innerhalb von ca. 3 see. die entsprechende Berührungstaste betätigt und danach der Betrag im Tastenfeld 8 eingegeben werden. Diese Verfahrensweise setzt sich am Beispiel für AMV fort über t*, t₂, *3i *4» V/| und V₂.

Ist der Durchlauf vollzogen, kann über die Berührungstaste ON (Tastenfeld 9) das bis dahin noch laufende Grundprogramm durch das optimierte Programm abgelöst werden. Bewährt sich dieses optimierte Programm, ist es über die Berührungstaste L!^ (Tastenfeld 8) speicherbar und bewährt es sich nicht, kann seine Löschung durch die Berührungstaste OFF (Tastenfeld 9) erfolgen, wobei dann allerdings das Grundprogramm erhalten bleibt und wieder in Kraft tritt. Mit dieser Voraussetzung kann ein neuer Optimierungszyklus beginnen.

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Die zeitliche Aufgliederung der Atemperiode in vier Abschnitte tnit der Zuordnungsmöglichkeit von zwei Vo lumens tr ömen in der bisherigen traditionellen Inspirationsphase erlaubt in Verbindung mit den wählbaren Druckwerten eine Realisierung der bekannten mittelbaren Beatmungsarten, wie beispielsweise

2PFV = intermittierende Überdruckbeatmung . JPPB = intermittierende assistierte Überdruckbeatmung CPPV - =- kontinuierliche Überdruckbeatmung mit positivem

endexspiratorischem Überdruck CPPB = kontinuierliche assistierte Überdruckbeatmung

mit positivem endexspiratorischem Überdruck CPAP = kontinuierlicher positiver Atemwegdruck EPAP = positiver exspiratorischer Druck PEEP = positiver endexspiratorischer Druck ZEiSP = endexspiratorischer Nulldruck JEV = Beatmung mit umgekehrtem Atemzeitverhältnis

^} = Hochfrequenzbeatmung
HJV)

Dabei kann der Atemdruckverlauf konstant, accelerierend oder decelerierend gestaltet werden.

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42.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen:

Λ Steuer-, Rechen- und ttberwachungeeinrlehtüs*

2 Beatmungsgerät

3 Singangssteuerung

4 Ausgangεsteuerung

'5 Tastenfeld (für Beatmungsarten)

6 Tastenfeld (für Beatmungsparameter)

7 Tastenfeld (für Überwachungsgrößen)

8 Tastenfeld (für optimale Beatmungsprogramme)

9 Tastenfeld (für Optimier-, Speicher- oder Löecbüß?g~

Vorgänge) ■-·:—■

10 Anzeigefeld (für quantitative Größen der Beat«aun«sar5€s)

11 Anzeigefeld (für quantitative Folgegrößen und über-

wachungsgrößen)

12 Zustandsspeicher

13 Atemdruckkurve (Darstellung)

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- Leerseite -

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Claims

/Pat ent anspr uch:

1. Programmiereinrichtung für Beatmungsgeräte, die über eine Rechen- und Steuereinrichtung "in Abhängigkeit von Daten vorgegebener Beatmungsarten und Beatmungsparameter steuerbar sind und durch Steuersignale die JSin- und die Ausatmung steuern, gekennzeichnet dadurch, daß die Programmiereinrichtung eine zentrale Steuer-, Rechen- und Überwachungseinrichtung (1) ist, die mit'einem Anzeigetableau und mit einer Berührungstastatur versehen an eine Eingangssteuerung (3) und eine mit dieser signalverknüpften Ausgangssteuerung (4) verbunden ist, daß die Berührungstastatur

- ein Tastenfeld (5) für die Vorwahl der Beatmungsart und deren quantitativen Größen,

- ein Tastenfeld (6) für die Folgegrößen der Beatmungsparameter,

- ein Tastenfeld (7) für Überwachungsgrößen, z. B. die des Atemdruckes und :

- ein Tastenfeld (8) für das_: Speichern optimaler Beatmungsprogramme und eine Quantifizierung der Größen gemäß erstem Tastenfeld

aufweist, daß für eine Optimier-, Speicher- oder Löschungsmöglichkeit Berührungstasten in äen Tastenfeldern (5, 6, 7, 8) vorgesehen oder separat angeordnet sind und daß das Anzeigetableau mindestens zwei Anzeigefelder (10, 11) besitzt, von denen

- das eine Anzeigefeld (10) für die Anzeige quantitativer Größen der Beatmungsarten und

- das andere Anzeigefeld (11) für die Anzeige quantitativer lOlgegrößen und Überwachungsgrößen bestimmt ist.

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2. Programmiereinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Berührungstasten der Tastenfelder oder nur einzelne von ihnen Leuchttasten sind.

3. Programmiereinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die zentrale Steuer-, Rechen- und Überwachungseinrichtung (1) einen Zustandsspeicher (12) aufweist, der mit der Ausgangssteuerung (4) signalverknüpft ist.

4-, Programmiereinrichtung nach Anspruch 3> gekennzeichnet da- ■ durch, daß die zentrale Steuer-, Rechen- und Überwachungseinrichtung (1) für die Beatmungsarten ein Grundprogramm als Ausgangsbasis der Behandlung zugrunde legt, das nach Löschung eines optimierten Beatmungsprogramms' wieder in Kraft tritt.

5. Programmiereinrichtung nach Anspruch 1 bis 3» gekennzeichnet dadurch, daß die Programmierung durch alphanumerische Bedienung erfolgt und die Tastenfelder und Anzeigefelder für eine alphanumerische Bedienung ausgelegt sind.

6. Programmiereinrichtung nach Anspruch 1 bis 3> gekennzeichnet dadurch, daß dem für qualitative Beatmungsarten und quantitative Beatmungsparameter bestimmten Tastenfeld (5) das eine Anzeigefeld (10) und den für quantitative Folgegrößen und Überwachungsgrößen bestimmten Tastenfeldern (6, 7) das andere Anzeigefeld (11) zugeordnet sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnung

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