DE102005049643A1

DE102005049643A1 - Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemgases sowie Verfahren zur Gerätesteuerung

Info

Publication number: DE102005049643A1
Application number: DE102005049643A
Authority: DE
Inventors: Matthias Schwaibold; Bernhard SCHÖLLER; Thomas Dr. Marx
Original assignee: Loewenstein Medical Technology GmbH and Co KG
Current assignee: Loewenstein Medical Technology SA
Priority date: 2005-07-21
Filing date: 2005-10-18
Publication date: 2007-01-25
Also published as: FR2889071A1; FR2889071B1; DE202005017045U1

Abstract

Die Vorrichtung dient zur Zufuhr eines Atemgases zum Nasen-Rachen-Mundraum eines Anwenders. Eine verwendete Atemgasversorgung wird von einem Elektromotor angetrieben, der mit einer Motorsteuerung gekoppelt ist. Durch die Motorsteuerung wird der Elektromotor ereignisgesteuert hinsichtlich seiner Drehzahl derart geregelt, daß Grenzwerte für vorgebbare Betriebsparameter eingehalten werden. Insbesondere kann eine Regelung zur Begrenzung der Lärmemission oder zur Begrenzung des Energieverbrauches durchgeführt werden. Die Steuerung kann unter Verwendung eines Mikroprozessors derart realisiert werden, daß Steuerparameter für bestimmte Betriebsmodi bevorratet und ereignisgesteuert ausgelesen werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemfrischgases zum Nasen-Rachen-Mundraum eines Anwenders.
Die gesetzgeberischen Kriterien für solche Vorrichtungen sowie die Messverfahren zum Nachweis der Erfüllung dieser Kriterien sind in der entsprechenden europäischen und in nationalen Gesetzgebungen festgelegt. Durch geräuscharme Geräte werden der Anwenderkomfort und die Akzeptanz deutlich erhöht. Dies für zu besseren Behandlungserfolgen.
Bei Befragungen von Anwendern, die Ihre Beatmungstherapie abgebrochen haben, gaben diese zu etwa 40 % Maskenprobleme als Hauptstörfaktor an und etwa 19 % fühlten sich die Anwender durch das Geräusch des Gerätes gestört.
Aufgrund der Vielzahl der am Markt erhältlichen Patieninterfaces ist das Maskenproblem häufig recht schnell durch Auswahl anderer Anwenderinterfaces lösbar.
Es können aber auch diverse Anwendungen außerhalb des Gebietes der Medizintechnik erfolgen. Beispielsweise kann bei Beatmungsgeräten für Taucher oder Feuerwehrleute das Problem auftreten, daß bei einer Batteriespeisung der Energieverbrauch zu minimieren ist oder die akustische Wahrnehmung durch möglichst wenig Nebengeräusche beeinträchtigt werden soll. Das gleiche Problem kann auch im industriellen Bereich bei Tätigkeiten auftreten, die die Verwendung von Beatmungsgeräten zum Schutz der betreffenden Person vor der Einwirkung von Umweltgasen erforderlich machen und bei denen die betreffenden Personen durch die vorgesehenen Tätigkeiten die Hände nicht frei haben, um selbst auf die verwendeten Beatmungsgeräte einwirken zu können. Schließlich sind auch Anwendungen im Bereich von Beatmungsgeräten denkbar, die von Astronauten oder Piloten verwendet werden.

Seitens der Hersteller wurde bisher zur Eindämmung/Begrenzung der Lärmabstrahlung der Vorrichtung im Hinblick auf die Erfüllung gesetzgeberischer Vorschriften und einer erhöhten Anwender-Compliance regelmässig jener Weg beschritten, die Vorrichtung durch eine Schallschutzkapsel/Schalldämmlösungen zu umgeben bzw. den Schall möglichst effektiv zu dämmen. Die Vielzahl der sowohl aus Patenten bekannten als auch in der Praxis an Vorrichtungen zur Zufuhr eines Atemfrischgases zum Nasen-Rachen-Mundraum eines Anwenders realisierten Lösungen erübrigt einen speziellen Hinweis an dieser Stelle. Die schallmindernden Maßnahmen sind konstruktiv und materialmässig so ausgeführt, dass die einschlägigen gesetzgeberischen Auflagen hinsichtlich der Lärmeindämmung/Lärmbegrenzung erfüllt werden. Schalldämmmaßnahmen haben jedoch mehrere Nachteile: Sie erhöhen die Anzahl an Bauteilen, die Herstellungskosten und das Gewicht erheblich.

Zudem müssen die zur Schalldämmung eingesetzten Materialien und Bauteile ggf. regelmäßig gereinigt und/oder ausgetauscht werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine lärmarme Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemfrischgases zum Nasen-Rachen-Mundraum eines Anwenders der gattungsgemässen Art so auszubilden, dass eine kostenaufwändige Kapselung/Verkleidung/Schalldämmung der Vorrichtung zumindest teilweise verzichtbar ist und dennoch die gesetzgeberischen Auflagen hinsichtlich der Schallabstrahlung/Lärmbegrenzung erfüllt werden und die Anwender-Compliance erhöht wird. Zudem soll das Gewicht niedrig bleiben.

Aufgabe der Erfindung ist es auch, ein Verfahren bereitzustellen, welches bei CPAP, Bilevel-, APAP-, Titrations-, Heim-, Notfall- und Klinik-Vorrichtungen zur Zufuhr eines Atemfrischgases zum Nasen-Rachen-Mundraum eines Anwenders, die den Anwender invasiv und/oder nicht invasiv beatmen, eine Verminderung der Geräuschentwicklung durch gezielten Eingriff in die Steuerelektronik in solchen Phasen erreicht, in denen der Anwender ausreichend therapiert ist und dabei einfach und kostensparend in handelsübliche Geräte implementiert werden kann.

Bei einem herkömmlichen lärmarmen Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemfrischgases zum Nasen-Rachen-Mundraum eines Anwenders mit gekapselter Durckgasquelle, die üblicherweise als ein Elektromotor mit Lüfterrad ausgebildet ist, wird der Betrieb der Druckgasquelle durch eine Motorsteuerung geregelt, und zwar auf der Basis von Daten, die in einem Datenspeicher abgespeichert sind. Innerhalb von Datengrenzwerten stellt sich häufig bei verschiedenen Funktionszuständen ein Motorbetrieb ein, der eine Schallabstrahlung verursacht, die an sich höher als jene der gesetzgeberischen Auflagen und/oder der Akzeptanz eines Anwenders ist, aber durch die konstruktiven Dämmmaßnahmen entsprechend gedämmt werden kann.

Erfindungsgemäß sind in freie und/oder zusätzlich bereitzustellende Datenspeicherplätze die Werte für leistungs- und/oder drehzahlreduzierenden Betrieb, eingespeichert, welche von jenen werten des standardmässigen Betriebs zumindest partiell unterschiedlich sind. Außerdem ist der Motorsteuerung bevorzugt ein elektronisches Steuergerät mit Mikroprozessor, Daten- und Programmspeicher, Ein- und Ausgabeperipherie zugeordnet, das zur Steuerung der Motorsteuerung im Sinne eines lärmreduzierenden Betriebes des Motors dient.

Es ist ein weiter Aspekt der Erfindung, ebenfalls in freie und/oder zusätzlich bereitzustellende Datenspeicherplätze die Werte für einen energiesparenden Betrieb einzuspeichern, welche von jenen Werten des standardmässigen Betriebs zumindest partiell unterschiedlich sind.

Es ist ein zusätzlicher Aspekt der Erfindung, ebenfalls in freie und/oder zusätzlich bereitzustellende Datenspeicherplätze die Werte für einen solchen Betrieb einzuspeichern, der die Atemarbeit des Anwenders verringert. Diese werte sind von jenen Werten des standardmässigen Betriebs zumindest partiell unterschiedlich.

Von dem Steuergerät wird die Lüfterrad-Beschleunigung in bestimmten Betriebszuständen in Verbindung mit entsprechend signalisierten Betriebsdaten und/oder Ereignissen berechnet und mit vorgegeben, in seinem Datenspeicher abgespeicherten Beschleunigungsgrenzwerten verglichen. Bei Überschreitung gibt das Steuergerät dann einen Befehl an eine Datenspeicher-Auswahlschaltung ab, die dann einen Wechsel in einen entsprechend anderen Datensatz bewirkt, dessen Werte anschließend für eine Einstellung der Steuerung im Sinne eines lärmreduzierten und/oder energiesparenden und/oder die Ausatemarbeit des Anwenders vermindernden Betriebes des Motors maßgebend sind.

Diese Maßnahmen basieren auf Kenntnissen über die Lärmentwicklung, den Energieverbrauch und die Atemarbeit des Anwenders der betreffenden Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemfrischgases zum Nasen-Rachen-Mundraum eines Anwenders die empirisch an Prüfständen gewonnen wurden. Dabei wird beispielsweise deutlich, bei welchen Betriebszuständen die gesetzgeberisch vorgeschriebenen Lärmgrenzwerte überschritten werden. Beispielsweise diese Betriebszustände bilden die erfindungsgemäß heranzuziehenden Ereignisse.

Zusätzlich bilden charakteristische Betriebszustände, wie sie üblicherweise durch Atemmanöver eines Anwenders an der Vorrichtung auftreten, steuerungsbestimmende Ereignisse.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die gesetzgeberisch vorgeschriebenen Schallabstrahlungsgrenzwerte gleich als Sollwerte vorzugeben und diese regelungsmässig nach der Erfindung so heranzuziehen, dass die Vorrichtung in zumindest einem Betriebszustand im wesentlichen nicht so betrieben werden kann, dass diese Schallgrenzwerte überschritten werden.

Im Fall einer drohenden Überschreitung der Schallgrenzwerte werden die Regelmassnahmen eingeleitet in dem Sinne, dass bei einer drohenden Überschreitung der vorgegebenen Grenzwerte für Schall die lärmreduzierenden Motorsteuerungsmassnahmen eingeleitet werden. Dies geschieht in Einklang mit Atemmanövern eines Anwenders in dem Sinne, dass im wesentlichen immer die Bedürfnisse eines Anwenders erfüllt werden.

Auf diese weise wird automatisch immer ein Betrieb des Motors, gegebenenfalls unabhängig von dem jeweiligen Anwender, eingestellt, derart, dass die zulässigen Lärmabstrahlungsgrenzwerte nicht überschritten werden. Für den Fall, dass die Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemfrischgases zum Nasen-Rachen-Mundraum eines Anwenders auch über einen vollautomatisierten Betriebsmodus verfügt, werden die Betriebszustandswechsel, um die Atemgasversorgung bei einer lärmreduzierenden Motorbetriebsweise nicht zu drosseln, von der Motorsteuerung oder einer mit dieser kommunizierenden Erkennungselektronik automatisch durchgeführt.

Bei Vorrichtungen zur Zufuhr eines Atemfrischgases zum Nasen-Rachen-Mundraum eines Anwenders, die über zumindest zwei verschiedene vom Anwender vorzugebende Betriebszustände verfügen und/oder über einen Betriebszustand, der vorgegebenen Mustern folgt, erhält der Anwender bevorzugt dann, wenn vom Steuergerät eine leistungs- und drehzahlreduzierende Linie abgerufen wird und/oder eine solche Linie abgerufen werden kann, gleichzeitig einen visuellen und/oder akustischen Hinweis darauf, dass er in einen weiteren Betriebsmodus umschalten kann, um den Betrieb des Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemfrischgases zum Nasen-Rachen-Mundraum eines Anwenders im Bereich der Kennwerte des vorher ausge wählten Betriebsmodus fortsetzen zu können, mit steuerungstechnischen Änderungen ergänzt, die eine Lärmreduzierung und/oder Energieeinsparung und/oder eine Verminderung der Atemarbeit des Anwenders bedingen.

Im Ergebnis wird mit den erfindungsgemässen Massnahmen jedenfalls sichergestellt, dass auf die bislang zur Schalldämmungen nötigen teuren Motorkapselungen und/oder Gerätekapselung entweder ganz verzichtet werden kann, oder diese zumindest durch vergleichsweise billige Teilabschottungen ersetzt werden können.

Nachstehend ist die erfindungsgemässe Lösung anhand von in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele noch näher erläutert.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 einen grundsätzlichen Aufbau einer Vorrichtung zur Beatmung mit einer Atemmaske,
2 eine Blockschaltbilddarstellung zur Veranschaulichung einer Motorsteuerung unter Berücksichtigung aktueller Betriebsdaten,
3 ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Druckreaktion auf ein Ereignis,
4 ein Ausführungsbeispiel für ein zu erkennendes Er eignis,
5 eine weitere Darstellung zur Veranschaulichung einer Ereigniserkennung- und Verarbeitung,
6 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung obstruktiver Ereignisse,
7 eine weitere Darstellung zur Berücksichtigung von Obstruktionen,
8 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Detektion eines sogenannten Flatterzustandes und
9 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Verlaufes von Meßgrößen bei zentralen Ereignissen.
1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer Vorrichtung zur Beatmung. Im Bereich eines Gerätegehäuses (1) mit Bedienfeld (2) sowie Anzeige (3) ist in einem Geräteinnenraum eine Atemgaspumpe angeordnet. Über eine Kopplung (4) wird ein Verbindungsschlauch (5) angeschlossen. Entlang des Verbindungsschlauches (5) kann ein zusätzlicher Druckmeßschlauch (6) verlaufen, der über einen Druckeingangsstutzen (7) mit dem Gerätegehäuse (1) verbindbar ist. Zur Ermöglichung einer Datenübertragung weist das Gerätegehäuse (1) eine Schnittstelle (8) auf. Im Bereich einer dem Gerätegehäuse (1) abgewandten Ausdehnung des Verbindungsschlauches (5) ist ein Ausatmungselement (9) angeordnet. 1 zeigt darüber hinaus eine Anwender-Interface (10), das als Nasalmaske ausgebildet ist. Eine Fixierung im Bereich eines Kopfes eines Anwenders kann über eine Kopfhaube (11) erfolgen. Im Bereich ihrer dem Verbindungsschlauch (5) zugewandten Ausdehnung weist die Beatmungsmaske (10) einen Anschlußstutzen (12) auf.
Zur Vermeidung eines Austrocknens der Atemwege erweist es sich insbesondere bei längeren Beatmungsphasen als zweckmä ßig, eine Befeuchtung der Atemluft durchzuführen. Derartige Befeuchtungen der Atemluft können auch bei anderen Anwendungen realisiert werden. Zur Befeuchtung werden üblicherweise adaptierbare Atemluftbefeuchter in den Luftweg zwischen Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemfrischgases zum Nasen-Rachen-Mundraum eines Anwenders eingebracht.
Zusätzlich kann ein Sauerstoffzuschaltventil adaptiert werden, um einem Anwender eine erhöhte Menge an Sauerstoff mit dem Atemgas zuzuleiten.
Auf der Anzeige werden bevorzugt Echtzeitdaten angezeigt. Besonders bevorzugt erfolgt eine numerische Anzeige von Inspirations- Exspirations-druck, Leckage, Atemfrequenz, Apnoe-/Hypopnoe, Atemzugvolumen, Atemminutenvolumen und Zielventilation. Über die Schnittstelle sind Daten zu Druck, Flow, Leckage, Atemminutenvolumen, Zielventilation, Atemfrequenz, Atemzugvolumen, Flusslimitierungsindex und weitere Ereignisse exportierbar. Die Daten können auch im Gerät gespeichert werden und über eine Funkkommunikation transferiert werden.
Eine Kommunikaiton kann über folgende Schnittstellen erfolgen:

USB
Firewire
Bluetooth
Funk
Infrarot
SMS
GSM
EDGE
WCDMA
ZigBee
WLAN
Infrarot.

Über die Schnittstelle sind weitere Module adaptierbar. Ein Modul überwacht beispielsweise die arterielle Sauerstoffsättigung. Ebenfalls ist daran gedacht, über einen auswechselbaren Datenträger Daten austauschen zu können.
Ebenfalls ist daran gedacht, daß über eine Schnittstelle Daten ausgelesen werden, die über eine externe Software auswertbar sind.
Die Antriebseinrichtung der Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemfrischgases zum Nasen-Rachen-Mundraum eines Anwenders besteht aus einem Elektromotor mit einem Lüfterrad, der angesaugte Luft beschleunigt und verdichtet. Eine Druckerhöhung erfolgt über eine Erhöhung der Drehzahl des Lüfterrades, eine Druckerniedrigung erfolgt über eine Erniedrigung der Drehzahl des Lüfterrades und/oder zusätzlich über eine gezielte Vergrößerung einer Leckage.
Das Gewicht der Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemfrischgases zum Nasen-Rachen-Mundraum eines Anwenders liegt bevorzugt unter 2,5 Kg, besonders bevorzugt unter 2,0 Kg, ganz besonders bevorzugt unter 1,5 Kg. Die Lautstärke des Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemfrischgases zum Nasen-Rachen-Mundraum eines Anwenders liegt bevorzugt bei unter 30 dBA bei 10 mbar in 1m Abstand, besonders bevorzugt bei unter 27 dBA bei 10 mbar in 1m Abstand, ganz besonders bevorzugt bei unter 25 dBA bei 10 mbar in 1m Abstand. Der Druckbereich liegt bevorzugt im Bereich 0 bis 80 mbar, besonders bevorzugt im Bereich 2 bis 35 mbar Eine einstellbare Rampenzeit liegt bevorzugt in Bereich 0 bis 30 min.
2 zeigt schematisch den Motor 13, der über eine nicht dargestellte Energiequelle mit Strom versorgt wird. Der Betrieb des Motors 13 und dessen Leistungsregelung über eine entsprechende Einstellung der Energiezufuhr ist durch eine Motorsteuerung 14 regelbar. Diese verfügt über einen Mikroprozessor 15, einen Analysator 16, wenigstens einen Datenspeicher 17 sowie eine Eingabeperipherie 18 und Ausgabeperipherie 19. Die einzelnen Komponenten der Motorsteuerung sind über ein Datenbus-System 20 miteinander verknüpft. Die Motorsteuerung 14 arbeitet auf der Basis ihr von zumindest einem Sensor 21 gemeldeten aktuellen Betriebsdaten bzw. – werten wie Gasdruck, Gasfluss, Resistance, ODS-Signal, Gastemperatur, anderen Ereignissen, ausgewähltem Betriebsmodus, Lüfterraddrehzahl, Motordrehzahl, Leistungsaufnahme des Motors, Geräusch der Vorrichtung.
Die Motorsteuerung 14 weist eine Datenspeicher-Kapazität auf, die entweder genügend freie Speicherplätze zur Abspeicherung der für die erfindungsgemässe Regelungssteuerung benötigten Daten/Werte hat, oder gegenüber einer bislang zur Steuerung des gleichen Motors verwendeten Steuerung erheblich erweitert ist, wobei dieses durch Ersatz des bislang verwendeten Datenspeichers 17 durch einen auf eine höhere Speicherkapazität, ausgelegten Datenspeicher 22, insbesondere durch Ergänzung des bislang verwendeten Datenspeichers 17 um mindestens einen weiteren Datenspeicher 23, oder 24 gleicher oder höherer Speicherkapazität erfolgen kann. In den Datenspeicher 17 und/oder 22 sind primär die Werte eingespeichert, die den vorgegeben und/oder automatischen Betriebsmodus definieren In die zusätzlichen Speicherplätze des Datenspeichers 22, 23, 24 sind demgegenüber die werte eingespeichert, die von jenen der standardmässigen vorgegeben und/oder automatischen Betriebsmodi zumin dest partiell unterschiedlich sind und erfindungsgemäss für einen weniger Lärm verursachenden Betrieb, einen energieeinsparenden Betrieb oder einen die Atemarbeit des Anwenders vermindernden Betrieb des Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemfrischgases zum Nasen-Rachen-Mundraum eines Anwenders herangezogen werden.
3 zeigt eine beispielhafte Druckreaktion auf ein Ereignis. Die 4–9 zeigen Ausführungsbeispiele für zu erkennende Ereignisse.
Die Steuerung für den energiesparenden Betriebsmodus weist einen Analysator zur Erfassung mindestens eines Ereignises auf und der Analysator ist derart mit der Steuerung gekoppelt, daß bei der Erkennung des Ereignises der energiesparende Betriebsmodus aktiviert wird.
Die Steuerung für den lärmreduzierenden Betriebsmodus weist einen Analysator zur Erfassung mindestens eines Ereignisses auf und der Analysator ist derart mit der Steuerung gekoppelt, daß bei der Erkennung des Ereignisses der lärmreduzierende Betriebsmodus aktiviert wird.
Die Steuerung für den die Atemarbeit des Anwenders vermindernden Betriebsmodus weist einen Analysator zur Erfassung mindestens eines Ereignisses auf und der Analysator ist derart mit der Steuerung gekoppelt, daß bei der Erkennung des Ereignisses der die Atemarbeit des Anwenders vermindernde Betriebsmodus aktiviert wird.
Bevorzugt wird bei einer Erkennung eines Ereignisses eine steuerungstechnisch vorgegebene Ablaufschaltung aktiviert.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ausgenutzt, daß spezifische Ereignisse zu typischen Beeinflussungen des meßtechnisch erfaßten Atemparameters führen. Die entsprechenden typischen zeitlichen Verläufe des Atemparameters, die einem bestimmten Ereignis zugeordnet sind, ermöglichen eine automatische Auswertung des Signalverlaufes hinsichtlich der jeweiligen Verläufe und somit eine steuerungstechnische Identifikation des jeweiligen Ereignisses.
Entsprechende spezifische und am Signalverlauf erkennbare Ereignisse sind beispielsweise

– Mundexpiration,
– Mundatmung,
– Leckage,
– Schlucken,
– Sprechen,
– Niesen,
– Husten,
– Zunahme des Atemflusses,
– Abnahme des Atemflusses,
– Abflachung des Atemflusses,
– Stillstand des Atemflusses,
– Zunahme der Resistance,
– Leckage,
– Apnoe ,
– Hypopnoe,
– Schnarchen,
– Husten
– Niesen,
– Sprechen,
– Schlucken,
– Einatmung,
– Ausatmung,
– Atempause,
– Zunahme des Atemvolumens,
– Abnahme des Atemvolumens,
– inspiratorische Einkerbung des Atemflusses,
– Zunahme des Druckes des Atemfrischgases,
– Abnahme des Druckes des Atemfrischgases,
– Zunahme des Flusses des Atemfrischgases,
– Abnahme des Flusses des Atemfrischgases,
– Zunahme des geförderten Volumens an Atemfrischgas,
– Abnahme des geförderten Volumens an Atemfrischgas,

Bei einer automatischen Erkennung derartiger Ereignisse ist es möglich, die Drucksteuerung derart zu modifizieren, daß diejenigen meßtechnischen Parameter, die in einem Normalzustand von der Steuerung für eine Druckerhöhung oder eine Druckabsenkung ausgewertet werden und die bei einem Auftreten des jeweiligen Ereignisses nicht mehr zuverlässig ausgewertet werden können, für die Zeitdauer des Auftretens des Ereignisses von der Steuerung derart berücksichtigt werden, daß der den Lärm und/oder den Energieverbrauch und/oder die Atemarbeit vermindernder Betriebsmodus aktiviert wird.
Aufgrund des Auftretens oder Nicht-Auftretens von Ereignissen kann das Gerät dauerhaft und/oder nur während des Ereignisses automatisch sein Druckniveau ändern und/oder den Betriebszustand wechseln wie beispielsweise einen speziellen Modus aktivieren oder deaktivieren. Ist das erkannte Ereignis ein Artefaktereignis, welches dazu führt, daß andere Parameter nicht mehr zuverlässig auswertbar sind, können andere Ereignisse ignoriert werden.
Ein typischer Verfahrensablauf erfolgt dadurch, daß die Steuerung zur Durchführung einer CPAP-, APAP, Bilevel, Heimbeatmung, Klinik, Intensiv, Notfall-Beatmung ausgebildet ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Analysator zur Auswertung eines Flowverlaufes ausgebildet ist. Darüber hinaus ist auch daran gedacht, daß der Analysator zur Auswertung eines Druckverlaufes ausgebildet ist.
Eine Verfahrensvariante besteht darin, daß der Analysator zur Auswertung von Inspirationsphasen ausgebildet ist. Darüber hinaus ist es auch möglich, daß der Analysator zur Auswertung von Exspirationsphasen ausgebildet ist.
Ein einfaches Auswertungsprinzip besteht darin, daß der Analysator zur Auswertung von Amplitudenwerten ausgebildet ist. Darüber hinaus ist es auch möglich, daß der Analysator zur Auswertung von Leistungswerten ausgebildet ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante ist vorgesehen, daß der Analysator einen Referenzwertkomparator aufweist. Eine frequenzabhängige Signalauswertung wird dadurch unterstützt, daß eine Bandpaßfilterung des gemessenen Drucksignals durchgeführt wird.
Insbesondere ist daran gedacht, daß ein Frequenzband bei der Bandpaßfilterung derart definiert wird, daß eine Amplitude einer vom Gerät erzeugten Volumenschwingung gemessen wird. Ein an die Bandpaßfilterung angepaßtes Anregungssignal kann dadurch bereitgestellt werden, daß die Volumenschwingung durch eine Membranpumpe erzeugt wird.
Ein guter Kompromiß zwischen einer einfachen gerätetechnischen Realisierbarkeit und einer guten Auswertbarkeit des Anregungssignals besteht darin, daß eine Volumenschwingung mit einer Frequenz von etwa 20 Hz erzeugt wird.
Gemäß einem typischen Auswertungsverfahren ist vorgesehen, daß eine Auswertung derart durchgeführt wird, daß durch einen expiratorischen Anstieg der Druckschwingungsamplitude im Vergleich zu einem Referenzwert eine Erkennung einer expiratorischen Verengung der Atemwege durchgeführt wird.
Eine besondere Variante der Störungserkennung besteht darin, daß eine Auswertung derart durchgeführt wird, daß einzelne oder kumulierte exspiratorische Verengungen als Ereignisse bewertet werden.
Bei einer Speicherung und Auswertung von Ereignissen ist es möglich, die Qualität der Reaktion des Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemfrischgases zum Nasen-Rachen-Mundraum eines Anwenders bei Erkennung von Ereignissen durch ein selbstlernendes System zu verfeinern.
Die Vorrichtung zur Beatmung weist eine mit einem Anwenderinterface verbindbare Druckgasquelle, eine Steuerung für die Druckgasquelle sowie eine Meßeinrichtung zur Erfassung mindestens eines Atemparameters auf. Die Steuerung ist mit einer Adaptionseinrichtung zur Veränderung des von der Druckgasquelle bereitgestellten Druckes in Abhängigkeit von einer Auswertung des gemessenen Atemparameters versehen. Die Steuerung besitzt einen Analysator zur Erfassung mindestens eines Ereignises. Der Analysator ist derart mit der Steuerung gekoppelt, daß bei der Erkennung eines Ereignises das Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemfrischgases zum Nasen-Rachen-Mundraum eines Anwenders in einen alternativen Betriebsmodus geschaltet wird.
Die Vorrichtung zur Beatmung ist mit dem Nasen-Rachen-Mundraum eines Anwenders mit einem biokompatiblem, elektrisch isolierenden Verbindungselement zur Weiterleitung des Atemfrischgases zu dem Nasen-Rachen-Mundraum des Anwenders koppelbar. Im Bereich der Vorrichtung ist zumindest eine Leckeinrichtung vorgesehen, die im wesentlichen auch zur Ausspülung der verbrauchten Ausatemluft in die Umgebung dient. Die Vorrichtung zur Beatmung liefert mit einer elektrisch gesteuerten Atemgasquelle einen im wesentlichen positiven Atemgasdruck, der im Bereich 0 bis 80 mbar liegen kann.
Die Vorrichtung zur Beatmung weist eine Meßeinrichtung und/oder einen Sensor zur Registrierung von analogen Signalen, aus denen durch Signalverarbeitung und/oder Mustererkennung Ereignisse detektiert werden können auf. In zumindest einem Betriebsmodus werden wenigstens zwei der folgenden Ereignisse in einem Zeitbereich von weniger als einer Minute erfasst:

– Mundexpiration,
– Mundatmung,
– Leckage,
– Schlucken,
– Sprechen,
– Niesen,
– Husten,
– Zunahme des Atemflusses,
– Abnahme des Atemflusses,
– Abflachung des Atemflusses,
– Stillstand des Atemflusses,
– Zunahme der Resistance,
– Leckage,
– Apnoe,
– Hypopnoe,
– Schnarchen,
– Husten
– Niesen,
– Sprechen,
– Schlucken,
– Einatmung,
– Ausatmung,
– Atempause,
– Zunahme des Atemvolumens,
– Abnahme des Atemvolumens,
– inspiratorische Einkerbung des Atemflusses,
– Zunahme des Druckes des Atemfrischgases,
– Abnahme des Druckes des Atemfrischgases,
– Zunahme des Flusses des Atemfrischgases,
– Abnahme des Flusses des Atemfrischgases,
– Zunahme des geförderten Volumens an Atemfrischgas,
– Abnahme des geförderten Volumens an Atemfrischgas,

Die Vorrichtung zur Beatmung weist bevorzugt eine Regeleinrichtung zur Regelung der Atemfrischgaszufuhr nach Maßgabe der über die Meßeinrichtung erfaßten Ereignisse zur Einstellung eines geeigneten Druckniveaus welches im Bereich 0 hPa bis 80 hPa liegen kann, auf.
In einem typischen Ausführungsbeispiel erhöht die Regeleinrichtung in zumindest einem Betriebsmodus das Druckniveau und in zumindest einem anderen Betriebsmodus erniedrigt sie das Druckniveau, wobei die Regeleinrichtung vor Erniedrigung des Druckniveaus zumindest ein Ereignis berücksichtigt und die Erniedrigung des Druckniveaus im wesentlichen mit der Ausatemphase eines Anwenders in Einklang steht. Dabei läßt die Regeleinrichtung den Druck üblicherweise nicht unter 2 mbar abfallen. In zumindest einem weiteren Betriebs modus erfolgt die Erniedrigung des Druckniveaus in Einklang mit der Ausatemphase eines Anwenders, wobei der Druck stärker absenkt wird als in einem anderen Betriebsmodus.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Atemgasquelle, die Meßeinrichtung und die Regeleinrichtung in einem koordinierten Zusammenspiel als eine Erkennungselektronik ausgeführt, die in der Anfangsphase einer Druckabsenkung die Ausatemarbeit eines Anwenders und/oder den Energieverbrauch und/oder die Lärmentwicklung verringert.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Druckniveau des Atemgases im wesentlichen durch eine Zunahme der Drehzahl eines Lüfterrades erhöht und durch Abnahme der Drehzahl eines Lüfterrades erniedrigt.
Die Regeleinrichtung erhöht gemäß diesem Ausführungsbeispiel in zumindest einem Betriebsmodus das Druckniveau und erniedrigt es in zumindest einem anderen Betriebsmodus, wobei die Regeleinrichtung vor Erniedrigung des Druckniveaus zumindest ein Ereignis berücksichtigt und die Erniedrigung des Druckniveaus im wesentlichen mit der Ausatemphase eines Anwenders in Einklang steht. Dabei läßt die Regeleinrichtung den Druck nicht unter 2 mbar abfallen. Bei Erniedrigung des Druckniveaus in Einklang mit der Ausatemphase eines Anwenders senkt die Regeleinrichtung den Druck in einer Anfangsphase stärker ab als in einem anderen Betriebsmodus. Durch die Erniedrigung des Druckniveaus von Atemfrischgas über die elektrisch gesteuerte Atemgasquelle in zumindest einem Betriebszustand wird der Energieverbrauch und/oder die Geräuschentwicklung der Vorrichtung abgesenkt.
In zumindest einem Betriebsmodus wird die Meßeinrichtung nach der Erkennung von zumindest einem Ereignis über die Regeleinrichtung eine Abnahme der Drehzahl eines Lüfterrades veranlassen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kommunizieren die Atemgasquelle, die Meßeinrichtung und die Regeleinrichtung im wesentlichen über eine elektronische Steuerung. Über eine Schnittstelle ist eine Kommunikation zur elektronischen Steuerung herzustellen. Die elektronische Steuerung ist über die Schnittstelle um zumindest einen weiteren Betriebsmodus erweiterbar. Dieser Betriebsmodus ermöglicht die Erniedrigung des Druckniveaus in Einklang mit der Ausatemphase eines Anwenders, wobei besonders bevorzugt der Druck in einer Anfangsphase stärker abgesenkt wird, wodurch die Ausatemarbeit eines Anwenders gezielt verringert wird.
In zumindest einem Betriebsmodus wird vor Erniedrigung des Druckniveaus zumindest ein Ereignis berücksichtigt, dabei läßt eine Regeleinrichtung den Druck nicht wesentlich unter 2 mbar abfallen und die Druckveränderung erfolgt im wesentlichen im Bereich zwischen 0 und 0.2 mbar/l/min.
In zumindest einem Betriebsmodus wird vor Erniedrigung des Druckniveaus zumindest ein Ereignis berücksichtigt, wobei die Druckveränderung vom Anwender einstellbar im Bereich zwischen 0 und 0.2 mbar/l/min erfolgt.
Erfindungsgemäß läßt sich mittels einer Regeleinrichtung das Druckniveau im Zeitbereich einer Inspiration eines Anwenders im wesentlichen auf über 4 hPa erhöhen, wobei der Anwender das Ausmaß der Druckerhöhung vorgeben kann. Unabhängig von einer Vorgabe eines Anwenders wird das Druckniveau im Zeitbereich einer Inspiration für zumindest 1 Sekunde konstant gehalten. Im Zeitbereich des Endes einer Inspiration steuert die Regeleinrichtung eine Erniedrigung des Druckniveaus und läßt den Druck dabei im wesentlichen nicht unter 2 hPa abfallen.
Erfindungsgemäß läßt sich mittels einer Regeleinrichtung das mittlere Druckniveau im Zeitbereich einer Exspiration eines Anwenders auf zumindest 2 hPa regeln. Unabhängig von einer Vorgabe eines Anwenders ist das Druckniveau im Zeitbereich einer Exspiration veränderlich. Ein Anwender kann das Ausmaß der Veränderung des Druckniveaus für den Zeitbereich einer Exspiration vorgeben.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Geräuschabstahlung der Vorrichtung in zumindest einem Betriebsmodus gemessen an beliebigen Punkten unweit der maximalen äußeren Ausdehnung der Vorrichtung in zumindest einem Betriebsmodus im wesentlichen immer unter 29 dBa. Bevorzugt ist die Vorrichtung tragbar, wiegt weniger als 4 Kg und verfügt optional über eine Energieversorgung, die zumindest eine Funktion der Vorrichtung für mehr als 2 Stunden aufrecht erhält, wenn die Vorrichtung nicht über einen Netzstecker mit Energie versorgt wird. Die Mobilität ist durch die zusätzliche Anschlussmöglichkeit an den Zigarettenanzünder eines Fahrzeugs oder an eine entsprechende andere Energieversorgung erweiterbar.
Erfindungsgemäß wird mittels einer Regeleinrichtung die Geräuschentwicklung der Vorrichtung in Einklang mit einer Veränderung des Druckniveaus von Atemgas in zumindest einem Betriebszustand um zumindest 1 bis 3 dBa abgesenkt.
Im Bereich der Vorrichtung ist bevorzugt ein Datenspeicher von größer als 10 kb Kapazität bereitgestellt und in zumindest einem Betriebszustand werden in diesem Speicher relevante Daten hinsichtlich des Drucks und/oder Flows von Atemgas und/oder andere Ereignisse wieder auslesbar abgelegt.
Im Bereich der Vorrichtung ist bevorzugt ein programmierbarer elektronischer Datenspeicher bereitgestellt, auf dem wesentliche Informationen zur Steuerung zumindest eines Betriebsmodus abgelegt sind.
Durch Kommunikation mit dem programmierbaren elektronischen Datenspeicher kann zumindest ein abgeänderter Betriebsmodus einfach und schnell aufgespielt werden, der im Bereich der Konfiguration der Vorrichtung ausführbar ist.
Ein besonderer Aspekt der Erfindung ist es, den Datenspeicher derart zu gestalten, dass er ausgewechselt werden kann und/oder durch ein update über die Eingabeperipherie mit neuen Daten belegt werden kann, wobei der neue und/oder der mit neuen Daten belegte Datenspeicher bevorzugt solche neue Daten erhält, die einen neuen Betriebsmodus begründen können. Ein solcher neuer Betriebsmodus ist dadurch charakterisiert, dass eine Ereigniserkennung durch einen Analysator durchgeführt wird und in Folge eines Ereignisses die Motorsteuerung derart beeinflußt wird, dass die Atemarbeit des Anwenders gezielt verringert wird und/oder der Geräuschpegel des Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemf rischgases zum Nasen-Rachen-Mundraum eines Anwenders abgesenkt wird und/oder das Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemfrischgases zum Nasen-Rachen-Mundraum eines Anwenders Energie einspart und/oder sich das Lüfterrad mit weniger Umdrehungen dreht als vor dem Ereignis.
Bevorzugt ist daran gedacht, daß bei Vorfällen ausgewählt aus der Gruppe:

– Abweichung vom eingestellten Druck um mehr als 2 hPa
– Erhöhung der Leckage um mehr als 2 %
– Geräuschentwicklung der Vorrichtung von größer als 30 dBa gemessen an beliebigen Punkten unweit der maximalen äußeren Ausdehnung der Vorrichtung
– Energieverbrauch der Vorrichtung in zumindest einem Betriebsmodus um mehr als 5 %erhöht
– Schlauchsystemintegrität
– Erwärmung des Gerätes, insbesondere eine definierte unzulässige Erwärmung des Gerätes
– Stromausfall

Signale generiert werden, die einen Anwender auf eine Fehlfunktion der Vorrichtung hinzuweisen geeignet sind.
Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung ist darin zu sehen, den Elektromotor der Atemgasversorgung ereignisorientiert zu steuern. Durch die ereignisorientierte Steuerung kann erreicht werden, daß ein vorgegebener Grenzwert für mindestens einen Betriebsparameter nicht überschritten wird. Als Nebenbedingung für diese Grenzwertüberwachung kann in die Motorsteuerung implementiert werden, daß ein weiterer Grenzwert für einen anderen Betriebsparameter nicht über- oder unterschritten werden darf. Insbesondere ist daran gedacht, die Schallemission und/oder den Energieverbrauch des Beatmungsgerätes unterhalb vorgebbarer Grenzwerte zu halten und trotzdem einen Mindestwert für einen Beatmungsdruck zu gewährleisten.
Die meßtechnische Erfassung mit Hilfe des Sensors kann direkt auf den einzuhaltenden Betriebsparameter gerichtet sein, beispielsweise die Schallemission oder den Energieverbrauch. Die Schallemission kann direkt z.B. über ein Mikrofon ermittelt werden. Der Energieverbrauch kann bei spielsweise bei konstanter Versorgungsspannung über den Stromverbrauch unmittelbar erfaßt werden. Alternativ ist eine sensorische Erfassung aber auch durch die Messung von mindestens einem zum jeweils zu überwachenden Parameter korrespondierenden Parameter möglich. Beispielsweise korrespondiert zur Schallemission die Drehzahl der Atemgasfördereinrichtung, der Energieverbrauch kann unter Verwendung von Motorkennlinien oder aufgrund des Atemgasflows bestimmt werden.
Eine weitere ereignisgesteuerte Regelung des Elektromotors kann durch unmittelbare meßtechnische Erfassung oder indirekte Ermittlung von Atemereignissen erfolgen. Hierbei ist insbesondere auch daran gedacht, hinsichtlich der einzuhaltenden Grenzwerte eines Betriebsparameters nicht nur zeitlich konstante Grenzwerte, sondern funktionale Grenzwertverläufe zu berücksichtigen. Die funktionalen Grenzwertverläufe können hierbei zeitliche Funktionsverläufe oder beliebige Funktionszusammenhänge zwischen mindestens zwei Betriebsparametern darstellen. Bei einer funktionalen Verknüpfung mehrerer Betriebsparameter ist insbesondere an eine Grenzwerteinhaltung unter Berücksichtigung mehrdimensionaler Grenzwertverläufe gedacht.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird an die Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemfrischgases zum Nasen-Rachen-Mundraum eines Anwenders über eine Kopplung ein Verbindungsschlauch angeschlossen. Im Bereich einer dem Gerätegehäuse abgewandten Ausdehnung des Verbindungsschlauches ist ein Anwender-Interface angeordnet, das als Nasalmaske ausgebildet sein kann. Zur Befeuchtung des Atemfrischgases kann in den Luftweg ein Atemluftbefeuchter eingebracht werden. Zur Erleichterung einer Gerätebedienung wird ein Gerätegehäuse mit Bedienfeld verwendet. In einem Geräteinnenraum ist eine Atem gaspumpe angeordnet, die als ein Elektromotor mit Lüfterrad ausgeführt sein kann. Der Betrieb des Elektromotors ist über eine Motorsteuerung regelbar. Der Betrieb des Motors und die Leistungsregelung des Motors sind durch die Motorsteuerung regelbar. Die Motorsteuerung berücksichtigt Meßdaten mindestens eines Sensors. Vorzugsweise ermittelt der Sensor mindestens ein mit dem Atemfrischgasstrom im Zusammenhang stehendes Signal. Ein Analysator ermittelt aus dem mit dem Atemfrischgasstrom im Zusammenhang stehenden Signal Daten zur Kennzeichnung von Inspirationsphasen und Expirationsphasen, insbesondere die zeitliche Dauer der einzelnen Phasen, die zeitliche Lage der Phasen und gegebenenfalls Druck- und/oder Volumenverläufe innerhalb der einzelnen Phasen.
Eine Ermittlungseinheit ermittelt aus dem mit dem Atemfrischgasstrom im Zusammenhang stehenden Signal die Differenz zwischen dem aktuellen Atemfrischgasstrom und einem Grundstrom, wobei der Grundstrom denjenigen Atemfrischgasstrom darstellt, der sich ohne eine Atemtätigkeit eines Anwenders einstellt. Der Grundstrom wird somit bedingt durch Leckagen, Spülflow, Meßungenauigkeiten und andere Parameter. Die von der Ermittlungseinheit ermittelte Differenz bzw. ein Betrag dieser Differenz werden mit einem zeitlich konstanten Proportionalitätsfaktor multipliziert, der in einem Bereich von 0 bis 0,2 mbar/(Liter/min) liegt. Zeitlich verzögert erfolgt eine Reduktion des Solldruckes um den Betrag des Multiplikationsergebnisses. Die zeitliche verzögerung liegt typischerweise zwischen 0,001 und 0,5 sek.
In zumindest einem Betriebszustand regelt die Motorsteuerung die Lüfterdrehzahl in Abhängigkeit von der ermittelten Atemphase derart, daß während der Inspirationsphase ein im wesentlichen konstanter positiver Druck aufrecht erhalten wird. In zumindest einem weiteren Betriebszustand regelt die Motorsteuerung die Lüfterraddrehzahl in Abhängigkeit von der ermittelten Atemphase derart, daß während der Exspirationsphase eine Druckabsenkung erfolgt.

Claims

Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemfrischgases zum Nasen-Rachen-Mundraum eines Anwenders, insbesondere für die CPAP, APAP, Bilevel, Titration, Heimbeatmung, Notfallbeatmung oder Klinkbeatmung, mit einem Elektro-Motor, dessen Betrieb über eine Motorsteuerung regelbar ist, die einen Mikroprozessor, Analysator, Datenspeicher sowie eine Ein- und Ausgabeperipherie umfasst, und mit Maßnahmen zur Minderung der Lärmentwicklung/Schallabstrahlung des Motors auf bzw. unter ein gesetzgeberisch vorgeschriebenes Maß, dadurch gekennzeichnet, dass die Minderung/Begrenzung der Lärmentwicklung/Schallabstrahlung des Motors durch Massnahmen dessen Betriebsregelung betreffend bewerkstelligbar ist, dergestalt, dass in freie und/oder zusätzlich bereitzustellende Datenspeicherplätze der Motorsteuerung die Werte für zumindest partiell unterschiedliche Betriebsmodi eingespeichert sind, und dass der Motorsteuerung ein elektronisches Steuergerät mit Mikroprozessor, Datenspeicher, Analysator, Ein- und Ausgabeperipherie zugeordnet ist, das die Beschleunigung des Lüfterrades aus entsprechend signalisierten Betriebsdaten und/oder Ereignissen ermittelt und mit vorgegebenen, bevorzugt abgespeicherten Grenzwerten vergleicht und daß diese werte anschliessend für eine Einstellung der Gerätesteuerung im Sinne eines lärmreduzierten und/oder energiesparenden und/oder die Atemarbeit des Anwenders reduzierenden Betriebes des Motors massgebend sind.
Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemfrischgases zum Nasen-Rachen-Mundraum eines Anwenders nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass keine oder eine nur ungenügend freie Datenspeicherkapazität zur Verfügung steht, deren Erweiterung durch Ersatz des bislang verwendeten Datenspeichers durch einen eine höhere Speicherkapazität aufweisenden Datenspeicher erfolgt.
Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemfrischgases zum Nasen-Rachen-Mundraum eines Anwenders nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass keine oder eine nur ungenügend freie Datenspeicherkapazität zur Verfügung steht, deren Erweiterung durch Ergänzung des bislang verwendeten Datenspeichers um mindestens einen weiteren Datenspeicher gleicher oder höherer Speicherkapazität erfolgt.
Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemfrischgases zum Nasen-Rachen-Mundraum eines Anwenders nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ereigniserkennung integriert ist.
Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemfrischgases zum Nasen-Rachen-Mundraum eines Anwenders nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät aufgrund der internen Berechnungs- und/oder Vergleichsmassnahmen Ausgangssignale mit unterschiedlich hohem Spannungspegel abgibt, die entsprechend dem Betriebsmodus interpretiert und dahingehend umgesetzt werden, dass von der Motorsteuerung anschliessend nur jener, dem angewählten Betriebsmodus zugeordnete Datensatz, zur Weiterverarbeitung für die Motorsteuerung herangezogen wird.
Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemfrischgases zum Nasen-Rachen-Mundraum eines Anwenders unter einem kontinuierlich positiven Atemgasdruck mit einer elektrisch gesteuerten Atemgasquelle zur Bereitstellung des Atemfrischgases, einem biokompatiblem, elektrisch isolierendem Verbindungselement zur Weiterleitung des Atemfrischgases zu dem Nasen-RachenMundraum des Anwenders, einer im Bereich der Vorrichtung vorgesehenen Leckeinrichtung die im wesentlichen auch zur Ausspülung der verbrauchten Ausatemluft in die Umgebung dient, einer Meßeinrichtung zur Registrierung von analogen Signalen, aus denen durch Signalverarbeitung und/oder Mustererkennung Ereignisse detektiert werden können, wobei in zumindest einem Betriebsmodus wenigstens zwei der folgenden Ereignisse in einem Zeitbereich von weniger als einer Minute erfasst werden: – Zunahme des Atemflusses, – Abnahme des Atemflusses, – Abflachung des Atemflusses, – Stillstand des Atemflusses, – Zunahme der Resistance, – Leckage, – Apnoe, – Hypopnoe, – Schnarchen, – Husten – Niesen, – Sprechen, – Schlucken, – Einatmung, – Ausatmung, – Atempause, – Zunahme des Atemvolumens, – Abnahme des Atemvolumens, – inspiratorische Einkerbung des Atemflusses, – Zunahme des Druckes des Atemfrischgases, – Abnahme des Druckes des Atemfrischgases, – Zunahme des Flusses des Atemfrischgases, – Abnahme des Flusses des Atemfrischgases, – Zunahme des geförderten Volumens an Atemfrischgas, – Abnahme des geförderten Volumens an Atemfrischgas, einer Regeleinrichtung zur Regelung der Atemfrischgaszufuhr nach Maßgabe der über die Meßeinrichtung erfaßten Ereignisse zur Einstellung eines geeigneten Druckniveaus welches im Bereich 0 hPa bis 80 hPa liegen kann, die Regeleinrichtung in zumindest einem Betriebsmodus das Druckniveau erhöht und in zumindest einem anderen Betriebsmodus erniedrigt wobei die Regeleinrichtung vor Erniedrigung des Druckniveaus zumindest ein Er eignis berücksichtigt und die Erniedrigung des Druckniveaus im wesentlichen mit der Ausatemphase eines Anwenders in Einklang steht und die Regeleinrichtung den Druck nicht unter 2 mbar abfallen lässt und die Regeleinrichtung in zumindest einem weiteren Betriebsmodus bei Erniedrigung des Druckniveaus in Einklang mit der Ausatemphase eines Anwenders den Druck stärker absenkt als in einem anderen Betriebsmodus, sowie bei der die Atemgasquelle, die Meßeinrichtung und die Regeleinrichtung in einem koordinierten Zusammenspiel als eine Erkennungselektronik ausgeführt sind, die in der Anfangsphase einer Druckabsenkung die Ausatemarbeit eines Anwenders verringert.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Geräuschentwicklung der Vorrichtung verringert wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Energieverbrauch der Vorrichtung verringert wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Geräuschentwicklung der Vorrichtung und der Energieverbrauch verringert werden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckniveau im wesentlichen durch eine Zunahme der Drehzahl eines Lüfterrades erhöht wird, und die Regeleinrichtung in zumindest einem Betriebsmodus das Druckniveau erhöht und in zumindest einem anderen Betriebsmodus erniedrigt wobei die Regeleinrichtung vor Erniedrigung des Druckniveaus zumindest ein Ereignis berücksichtigt und die Erniedrigung des Druckniveaus im wesentlichen mit der Ausatemphase eines Anwenders in Einklang steht und die Regeleinrichtung den Druck nicht unter 2 mbar abfallen lässt und die Regeleinrichtung in zumindest einem weiteren Betriebsmodus bei Erniedrigung des Druckniveaus in Einklang mit der Ausatemphase eines Anwenders den Druck in einer Anfangsphase stärker absenkt als in einem anderen Betriebsmodus.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erniedrigung des Druckniveaus von Atemfrischgas durch einen verminderten Stromverbrauch der elektrisch gesteuerten Atemgasquelle in zumindest einem Betriebszustand der Energieverbrauch der Vorrichtung abgesenkt wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in zumindest einem Betriebsmodus die Meßeinrichtung nach der Erkennung von zumindest einem Ereignis über die Regeleinrichtung eine Abnahme der Drehzahl eines Lüfterrades veranlaßt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Atemgasquelle, die Meßeinrichtung und die Regeleinrichtung im wesentlichen über eine elektronische Steuerung kommunizieren und über eine Schnittstelle eine Kommunikation zur elektronischen Steuerung herzustellen ist und die elektronische Steuerung über die Schnittstelle um zumindest einen weiteren Betriebsmodus erweiterbar ist und daß dieser Betriebsmodus die Erniedrigung des Druckniveaus in Einklang mit der Ausatemphase eines Anwenders ermöglicht und der Druck in einer Anfangsphase stärker abgesenkt wird und daß dadurch die Ausatemarbeit eines Anwenders gezielt verringert wird.
Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemfrischgases zum Nasen-Rachen-Mundraum eines Anwenders, insbesondere für die CPAP, APAP, Bilevel, Titration, Heimbeatmung, Notfallbeatmung oder Klinkbeatmung, mit einem Elektro-Motor, dessen Betrieb über eine Motorsteuerung regelbar ist, die einen Mikroprozessor, Analysator, Datenspeicher sowie eine Ein- und Ausgabeperipherie umfasst, und mit Maßnahmen zur Minderung der Lärmentwicklung/Schallabstrahlung des Motors auf bzw. unter ein gesetzgeberisch vorgeschriebenes Maß, dadurch gekennzeichnet, daß die Geräuschentwicklung der Vorrichtung gemessen an beliebigen Punkten unweit der maximalen äußeren Ausdehnung der Vorrichtung in zumindest einem Betriebsmodus im wesentlichen 29 dBa nicht übersteigt und die Vorrichtung tragbar ist, weniger als 2,5 Kg wiegt und das optional eine Energieversorgung zumindest eine Funktion der Vorrichtung für mehr als 2 Stunden aufrecht erhält, wenn die Vorrichtung nicht über einen Netzstecker mit Energie versorgt wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Vorrichtung ein Datenspeicher von größer als 10 kb Kapazität bereitgestellt wird und daß in zumindest einem Betriebszustand in diesem Speicher hinsichtlich des Druckverlaufes und/oder Flowverlaufes von Atemgas relevante Daten abgelegt und wieder ausgelesen werden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Vorrichtung ein Datenspeicher von größer als 10 kb Kapazität bereitgestellt wird und das in zumindest einem Betriebszustand in diesem Speicher hinsichtlich des Druckverlaufes von Atemgas relevante Daten abgelegt und das diese Daten über eine Schnittstelle wieder ausgelesen werden können.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Regeleinrichtung in zumindest einem Betriebsmodus das Druckniveau erhöht und in zumindest einem anderen Betriebsmodus erniedrigt wird, wobei die Regeleinrichtung vor Erniedrigung des Druckniveaus zumindest ein Ereignis berücksichtigt und die Regeleinrichtung den Druck nicht unter 2 mbar abfallen lässt und die Druckveränderung konstant im Bereich zwischen 0 und 0.1 hPa/l/min erfolgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Regeleinrichtung in zumindest einem Betriebsmodus das Druckniveau erhöht und in zumindest einem anderen Betriebsmodus erniedrigt wird, wobei die Regeleinrichtung vor Erniedrigung des Druckniveaus zumindest ein Ereignis berücksichtigt und die Regeleinrichtung den Druck nicht unter 2 mbar abfallen lässt und die Druckveränderung vom Anwender einstellbar im Bereich zwischen 0 und 0.1 hPa/l/min abhängig von einem für den Anwender beeinflussbaren Atemgasstrom indikativen Signal erfolgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Regeleinrichtung das Druckniveau im Zeitbereich einer Inspiration eines Anwenders auf über 4 hPa erhöht wird und daß ein Anwender das Ausmaß der Druckerhöhung vorgeben kann und daß unabhängig von einer Vorgabe eines Anwenders das Druckniveau im Zeitbereich einer Inspiration für zumindest 1 Sekunde konstant gehalten wird und daß im Zeitbereich des Endes einer Inspiration die Regeleinrichtung eine Erniedrigung des Druckniveaus steuert und den Druck dabei nicht unter 2 hPa abfallen lässt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Regeleinrichtung das mittlere Druckniveau im Zeitbereich einer Exspiration eines Anwenders auf zumindest 2 hPa geregelt wird und daß unabhängig von einer Vorgabe eines Anwenders das Druckniveau im Zeitbereich einer Exspiration veränderlich ist und daß ein Anwender das Ausmaß der Veränderung des Druckniveaus für den Zeitbereich einer Exspiration vorgeben kann.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Regeleinrichtung die Geräuschentwicklung der Vorrichtung in Einklang mit einer Veränderung des Druckniveaus von Atemgas in zumindest einem Betriebszustand um zumindest 1 dBa abgesenkt wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung über eine Schnittstelle Daten austauschen kann.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung über eine Schnittstelle ausgewählt aus der Gruppe der folgenden: – Firewire – USB – Bluetooth – Funk – Infrarot – SMS – GSM – EDGE – WCDMA – ZigBee – WLAN – Infrarot – auswechselbare Datenträger – Kabel Daten austauschen kann.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß optional eine lösbare Kopplung mit einem Anfeuchter für Atemgas und/oder einer Sauerstoffquelle erfolgen kann.
Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemfrischgases zum Nasen-Rachen-Mundraum eines Anwenders, insbesondere für die CPAP, APAP, Bilevel, Titration, Heimbeatmung, Notfallbeatmung oder Klinkbeatmung, mit einem Elektro-Motor, dessen Betrieb über eine Motorsteuerung regelbar ist, die einen Mikroprozessor, Analysator, Datenspeicher sowie eine Ein- und Ausgabeperipherie umfasst, wobei die Vorrichtung in einem typischen Be triebszustand das Druckniveau von Atemfrischgas im wesentlichen zyklisch erhöht und erniedrigt und die Geräuschentwicklung der Vorrichtung gemessen an beliebigen Punkten unweit der maximalen äußeren Ausdehnung der Vorrichtung in zumindest einem Betriebsmodus 30 dBa im wesentlichen nicht übersteigt und im Bereich der Vorrichtung ein programmierbarer elektronischer Datenspeicher bereitgestellt wird auf dem wesentliche Informationen zur Steuerung zumindest eines Betriebsmodus abgelegt sind und bei der durch Kommunikation mit dem programmierbaren elektronischen Datenspeicher zumindest ein abgeänderter Betriebsmodus einfach und schnell aufgespielt werden kann, der im Bereich der Konfiguration der Vorrichtung ausführbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über eine Schnittstelle Daten ausgelesen werden, die über eine externe Software auswertbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorfällen ausgewählt aus der Gruppe: – Abweichung vom eingestellten Druck um mehr als 2 hPa – Erhöhung der Leckage um mehr als 2 % – Geräuschentwicklung der Vorrichtung von größer als 30 dBa gemessen an beliebigen Punkten unweit der maximalen äußeren Ausdehnung der Vorrichtung – Energieverbrauch der Vorrichtung in zumindest einem Betriebsmodus um mehr als 5 % erhöht – Schlauchsystemintegrität – Stromausfall – definierte unzulässige Geräteerwärmung Signale generiert werden, die einen Anwender auf eine Fehlfunktion der Vorrichtung hinzuweisen geeignet sind und/oder eine automatische Änderung des Betriebszustandes erfolgt.
Vorrichtung zur Atemgaszufuhr, die eine von einem Elektromotor angetriebene Atemgasversorgung sowie eine Motorsteuerung aufweist, die an mindestens einen Sensor zur Erfassung eines Meßwertes angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuerung (14) eine Steuercharakteristik zur Verminderung einer aktuellen Solldrehzahl des Elektromotors (13) in Abhängigkeit vom Meßsignal des Sensors bei einem Überschreiten eines vorgebbaren Grenzwertes eines Betriebsparameters aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuerung eine Auswertung für einen Grenzwert einer Schallemission aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuerung eine Auswertung für einen Grenzwert eines Energieverbrauches aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor zur Schallmessung ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor zur Messung eines zur Schallemission korrespondierenden Parameters ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuerung eine Auswertung für einen Grenzwert einer Energiemessung aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor zur Messung eines zur Energiemessung korrespondierenden Parameters ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuerung (14) eine Steuercharakteristik zur meßwertabhängigen Drehzahlabsenkung unter gleichzeitiger Grenzwerteinhaltung für einen weiteren Betriebsparameter aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuercharakteristik zur Einhaltung eines Mindestwertes für einen Beatmungsdruck ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuerung (14) zur Auswertung mindestens eines erfaßten Atemereignisses ausgebildet ist.
Verfahren zur Atemgaszufuhr, bei dem eine Atemgasversorgung von einem Elektromotor angetrieben wird, der mit einer Motorsteuerung gekoppelt ist, die das Meßsignal mindestens eines Sensors auswertet, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuerung eine aktuelle Solldrehzahl des Elektromotors in Abhängigkeit vom Meßsignal des Sensors bei einem Überschreiten eines vorgebbaren Grenzwertes eines Betriebsparameters vermindert.
Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Elektromotors in Abhängigkeit von einer Schallemission verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Elektromotors in Abhängigkeit von einem Energieverbrauch verändert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 38 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schallmessung durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 38 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Schallemission korrespondierender Parameter gemessen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 38 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß ein Energieverbrauch gemessen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 38 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß ein zum Energieverbrauch korrespondierender Parameter gemessen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 38 bis 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Elektromotors unter der Nebenbedingung der Einhaltung eines Grenzwertes für einen weiteren Betriebsparameter verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Elektromotors maximal bis zum Erreichen eines Mindestwertes für einen Beatmungsdruck abgesenkt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 38 bis 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Elektromotors in Abhängigkeit von einem erfaßten Atemereignis verändert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 47, dadurch gekennzeichnet, daß eine Differenz zwischen einem aktuellen Atemfrischgasstrom und einem Grundstrom ermittelt und die Differenz mit einem zeitlich konstanten Proportionalitätsfaktor multipliziert wird.
Verfahren nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß der Proportionalitätsfaktor stufenweise über eine Bedieneinheit verstellbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 49, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckänderung durch eine Drehzahländerung durchführbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 50, dadurch gekennzeichnet, daß ein aktueller Betriebszustand über ein Mensch-Maschine-Interface abfragbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 51, dadurch gekennzeichnet, daß eine Datenübertragung unter Verwendung einer USB-Schnittstelle durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 52, dadurch gekennzeichnet, daß eine Änderung des Druckverlaufes in Abhängigkeit von einem Auftreten oder einem Nichtauftreten respiratorischer Ereignisse durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 53, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche und im wesentlichen rechteckförmige Anhebung des inspiratorischen Druckniveaus durchgeführt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 54, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gerätegewicht höchstens 2 kg beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 54, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gerätegewicht höchstens 1,6 kg beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 56, dadurch gekennzeichnet, daß im Gerät ein Datenspeicher zu einem späteren Auslesen von relevanten Daten angeordnet ist.