DE102016013138B4 - Medizintechnische Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung von Betriebssituationen bei einer medizintechnischen Vorrichtung - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine medizintechnische Vorrichtung mit einer Bestimmung von Betriebssituationen, sowie ein Verfahren zur Bestimmung von Betriebssituationen bei einer medizintechnischen Vorrichtung.
Auf Basis von Druckmesswerten (99) und Durchflussmesswerten (97) wird ermittelt, ob eine Erhöhung eines Atemwegdrucks (105) bei einer medizintechnischen Vorrichtung durch ein Hustenereignis (113) oder durch mehrere Hustenereignis (117) bedingt ist, welche eine Ansammlung von Sekret indizieren und eine Ausgabe (41, 42, 44) eines, die Sekretansammlung indizierenden Warnhinweises (44) oder Alarms (41, 42) vorgenommen.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine medizintechnische Vorrichtung mit einer Bestimmung von Betriebssituationen, sowie ein Verfahren zur Bestimmung von Betriebssituationen bei einer medizintechnischen Vorrichtung.
• Die medizintechnische Vorrichtung kann als ein Anästhesiegerät, als ein Beatmungsgerät für erwachsene Patienten oder Kinder, als ein Notfallbeatmungsgerät für eine Einsatzverwendung in Rettungs- oder Bergungseinsätzen zu Lande, zu Wasser oder in der Luft oder als eine besonderes, sogenanntes Neonatal-Beatmungsgerät zur Beatmung von Neugeborenen ausgebildet sein. Aus dem Stand der Technik sind medizintechnische Vorrichtungen zur Beatmung eines Patienten bekannt. Beispielsweise gibt es die zuvor genannten Beatmungsgeräte, Notfallbeatmungsgeräte, Neonatal-Beatmungsgeräte, sowie auch Anästhesiegeräte, die es ermöglichen, Patienten maschinell - mandatorisch oder unterstützend - zu beatmen. Beatmungsgeräte werden vorzugsweise auf Intensivstationen zur Therapierung von Patienten eingesetzt, bei denen die Möglichkeit zur Versorgung mit Atemluft und Sauerstoff wie auch eines Abtransports von Kohlendioxid durch die eigene Atemaktivität des Patienten vermindert oder eingeschränkt ist.
• Beatmungsgeräte zur Durchführung einer maschinellen Beatmung nach dem Stand der Technik sind in US 2,904,035 , US 5,400,777 , US 5,937,853 , WO 2007/085110 A1 beschrieben.
• Anästhesiegeräte werden während der Dauer einer Operation eingesetzt, um den Patienten mit Anästhesiemitteln zu versorgen, so dass eine narkotisierende Wirkung am Patienten erreicht werden kann. Zusätzlich übernimmt das Anästhesiegerät auch die maschinelle Beatmung des Patienten, da für den Patienten, bedingt durch die narkotisierende Wirkung, die Möglichkeit einer eigenen Atmungsaktivität nicht mehr vorhanden ist.
• Anästhesiegeräte zur Durchführung einer Narkose an menschlichen oder tierischen Lebewesen nach dem Stand der Technik sind in der WO 2008/098382 A1 , US 6,571,792 , US 6,553,990 beschrieben.
• Für den Betrieb von Beatmungsgeräten wie auch von Anästhesiegeräten ist es erforderlich, dass unzulässige Betriebszustände vermieden werden und Betriebssituationen, welche zu unzulässigen Betriebszuständen führen könnten, möglichst frühzeitig und rechtzeitig erkannt werden, um ein mögliches Eintreten oder länger andauernde unzulässige Betriebszustände zu vermeiden.
• In dem wissenschaftlichen Artikel „Fuzzy Logic Cough Detection: A First Step Towards Clinical Application“ veröffentlicht in „Fuzzy Systems, 1994. IEEE World Congress on Computational Intelligence, Proceedings of the Third IEEE Conference, IEEE 1994, Seiten 1000 - 1005“ wird beschrieben, wie Husten anhand einer Interpretation von Drucksignalen mit Hilfe von Fuzzy-Logic und eines Lungenmodels ermittelbar sein kann.
• Aus der von der Anmelderin mit Datum vom 16.06.2016 eingereichten Anmeldung mit der Anmeldenummer 10 2016 007 336.5 ist ein Verfahren zur Alarmorganisation bei einer medizintechnischen Vorrichtung, beispielsweise bei einem Anästhesie oder Beatmungsgerät, sowie eine medizintechnische Vorrichtung mit einer Alarmorganisation bei einer Beatmung eines Patienten bekannt. In dieser Anmeldung ist beschrieben, wie bei einem erkannten einzelnen Hustenereignis die Alarmierung für einen Alarm, welcher einen erhöhten Atemwegsdruck indiziert, von der medizintechnischen Vorrichtung - in Übereinstimmung mit der Norm ISO 80601-2-12 - in anderer Art und Weise ausgeführt wird, als in einem anderen Zustand der medizintechnischen Vorrichtung.
• Diese Patentanmeldung 10 2016 007 336.5 soll hinsichtlich der Thematik von Erhöhungen des Atemwegsdrucks P_AW und dessen messtechnischer Erfassung, der möglichen Ursachen für Hustenereignisse, wie auch hinsichtlich der Möglichkeiten der Erkennung und Bestimmung von einzelnen Hustenereignissen und der dort beschriebenen Sensorik für pneumatisch/ fluidisch physikalische Zustände wie Druck und Durchflussmengen und der für die Sensorik geeigneten Messorte mit ihrem Offenbarungsgehalt mittels dieser Bezugnahme als in diese Beschreibung mit aufgenommen gelten. An dieser Stelle sollen daher die für das Verständnis erforderlichen prinzipiellen Zusammenhänge und Situationen und Ursachen, in welchen Erhöhungen des Atemwegsdrucks gegeben sein können nur in Kurzform aufgelistet werden.
• Für weiterführende Details sei dazu auf die von der Anmelderin mit Datum vom 16.06.2016 eingereichten Anmeldung mit der Anmeldenummer 10 2016 007 336.5 verwiesen.
• • Störungen in der Dosierung von Atemgas in der medizintechnischen Vorrichtung:
  • Störungen in der Durchfluss-/Volumen- oder Druckregelung sind mögliche Ursachen für Erhöhungen des Atemwegdrucks. Ursächlich für solche Störungen können beispielsweise mechanische oder pneumatische Komponenten, wie Ventile oder Dosiereinheiten sein, die eine Funktionsstörung aufweisen.
• • Blockaden in der Gaszuführung:
  • Eine weitere Ursache für eine Erhöhung des Atemwegdrucks kann eine Beeinträchtigung in den gasführenden Elementen sein. Blockaden in den gasführenden Elementen, wie beispielsweise Beatmungsschläuchen können die Zuführung und/ oder Abführung von Atemluft zum, bzw. vom Patienten behindern. So kann beispielsweise eine Verengung oder ein Knick in der Fortführung vom Patienten dazu führen, dass sich vor der Knickstelle ein erhöhter Beatmungsdruck aufbaut.
• • Kondensationsansammlungen:
  • In ähnlicher Weise, wie sich Knickstellen im Schlauch auf die Druckverhältnisse im Schlauch, bzw. am Patienten auswirken, wirken sich auch Ansammlungen von Wasser, welches durch Kondensation der angefeuchteten Atemluft, wie auch der feuchten Ausatemluft im Schlauch entstehen können derart aus, dass eine Erhöhung des Atemwegdrucks möglich ist.
• • Sekretansammlungen:
  • Eine weitere Möglichkeit für eine Erhöhung des Atemwegdrucks ist ein möglicher Verschluss eines zur Beatmung eingesetzten Endotrachealtubus, welcher über den Mundraum in die Luftröhre des Patienten eingeführt ist. Eine Möglichkeit für einen Verschluss des Endotrachealtubus ergibt sich durch Ansammlungen von Sekret, dem sogenannten Mucus in dem Endotrachealtubus. Solche Ansammlungen erhöhen den Strömungswiderstand im Endotrachealtubus und führen damit zu einer Drucküberhöhung. Als Mucus wird dabei ein Sekret oder eine Ansammlung von Sekret oder Sputum in den Atemwegen bezeichnet, welches vom Patienten teilweise mit der Ausatmung oder mittels Husten aus den Atemwegen heraus transportiert wird. Durch eine Ansammlung von Sekret oder Mucus kann beim Patienten beispielsweise Atemnot und ein Hustenreiz ausgelöst werden. Der Hustenreiz liegt üblicherweise solange vor, wie die Situation der Ansammlung von Sekret oder Mucus gegeben ist und ist im Regelfall dann beendet, wenn es dem Patienten gelungen ist, das Sekret mittels Husten auszustoßen.
• • Gegenatmung:
  • Eine weitere Möglichkeit für Erhöhungen des Atemwegsdruckergibt ergibt sich aus Situationen mit einer sogenannten Gegenatmung des Patienten. Gegenatmung bezeichnet den Zustand, dass die medizintechnische Vorrichtung zur Durchführung der maschinellen Beatmung Luft zum, bzw. in den Patienten hinein fördert, der Patient aber zeitgleich versucht auszuatmen, d.h. gegenzuatmen. Dabei sind Patient und Beatmungsgerät nicht miteinander synchron in den Phasen von Ein- und Ausatmung (Inspiration/ Exspiration). Ein solcher Zustand ist für den Patienten ziemlich anstrengend, daher sollte ein solcher Zustand möglichst vermieden werden.
• • Anwender-Interaktionen:
  • Weitere Ursachen für Erhöhungen des Atemwegsdrucks sind Einstellungsvorgänge durch den Anwender, beispielweise bei Veränderungen von Grenzwerten, Veränderungen von Druck- und Volumenwerten. Solche Anwender-Interaktionen können Druckveränderungen und damit Erhöhungen des Atemwegsdrucks bewirken.
• • Hustenereignisse:
  • Husten-Ereignisse können auch dadurch ausgelöst werden, dass Ansammlungen von Sekret in den Atemwegen oder in Bereichen der Lunge oder der Bronchien einen Hustenreiz beim Patienten auslösen. Ein solcher Hustenreiz oder auch ein Hustenreflex ist unabhängig davon, ob die gerade aktuelle Beatmungsphase eine Inspirationsphase oder eine Exspirationsphase ist, in jedem Fall ein Ereignis, bei dem schlagartig, gleichsam als ein Impuls eine zusätzliche Menge an ausgeatmetem Atemgas mit dem Husten in das Schlauchsystem gelangt und damit eine erhöhte Durchflussmenge vom Patienten fort strömt. Diese impulsartig erhöhte Durchflussmenge bewirkt in der Folge, dass es kurzzeitig zu einem massiven Druckanstieg oder transienten Druckereignis kommt.
• In der klinischen Praxis spielen im Betrieb von medizintechnischen Vorrichtungen wie Beatmungsgeräten oder Anästhesiegeräten Meldungen, Warnhinweise und Alarme zur Gewährleistung von Gesundheit und Sicherheit der Patienten eine große Rolle. So können möglicherweise auftretende kritische Betriebssituationen dadurch überwacht werden, dass mittels bestimmter Grenz- oder Schwellenwerte physikalische oder physiologische Größen wie Druck (P_insp, P_exsp, PEEP), Volumen (V_t, AMV), Durchflussmengen, Temperaturen, Gaskonzentrationen (O₂, CO₂) überwacht werden.
• Ein besonderer Kontext einer Betriebssituation im Betrieb der medizintechnischen Vorrichtung, welcher zu kritischen Betriebssituationen führen kann, ist eine Ansammlung von Sekret, dem sogenannten Mucus, in den Atemwegen (Luftröhre, Bronchien) wie auch in Bereichen der Lunge eines Patienten. Aus der WO 2015 007 373 A1 geht hervor, dass die Einstellungen des Beatmungsgerätes nicht nur Auswirkungen auf den Gasaustausch selbst haben, sondern sich auch auf den Transport des Sekrets auswirken können. Dabei kann es auch zu einer Ansammlung von Sekret in der Lunge eines Patienten kommen. In der klinischmedizinischen Literatur wie in „Respiratory Care, October 2008, Vol. 53 No.10, Seiten 1287 - 1294“, ist der prinzipielle Einfluss von Beatmungseinstellungen auf den Transport des Sekrets beschrieben. Verschiedenste Beatmungseinstellungen wie Beatmungsfrequenz (RR-Rate), Inspirations- zu Exspirations-Zeitverhältnis (I:E-Ratio), inspiratorischer Druck und Druckverlauf, end-exspiratorischer Druck (PEEP), exspiratorischer Druck und Druckverlauf, Durchfluss-Obergrenzen, Druck-Obergrenzen, Atemminutenvolumen (AMV) sind üblicherweise an Beatmungsformen oder Beatmungsmodi gekoppelt und werden in verschiedenen Formen von „Druckkontrollierten“ und „Volumenkontrollierten“ Beatmungsformen von medizintechnischen Vorrichtungen zur Durchführung der Beatmung bereitgestellt.
• Bei der Beatmung wird die in der Lunge vorhandene Atemluft zyklisch im Rhythmus einer Beatmungsfrequenz ausgetauscht. Neben den Atemgasen ist im Bronchialbereich (Trachea, Bronchien) und teilweise auch in oberen Bereichen der Lunge eines Patienten zusätzlich Sekret vorhanden. Bei einer spontanen Atemtätigkeit wird dieses Sekret, der sogenannte Mucus, im Regelfall durch die normale natürliche Ausatmung aus der Lunge und dem Bronchialtrakt herausgefördert.
• Diese Förderung hinaus aus der Lunge und dem Bronchialtrakt wird üblicherweise durch weitere, durch Reize hervorgerufene Reaktionen eines Patienten wie Husten oder Niesen unterstützt.
• Bei einer maschinellen Beatmung durch eine Beatmungsvorrichtung wird der Patient im Regelfall mittels eines pneumatisch/ fluidischen Zugangs (Port) in Form eines Endotrachialtubus oder einer Nasalmaske beatmet. An den Endotrachialtubus oder die Nasalmaske schließt sich ein Beatmungsschlauch oder ein Beatmungsschlauchsystem zu einer luft- und gasführenden Verbindung an die Beatmungsvorrichtung an. Bei maschineller Beatmung wird die Atmung eines Patienten d. h. der Wechsel zwischen Ein- und Ausatmung durch Einstellungen an der Beatmungsvorrichtung im Wesentlichen mandatorisch, d.h. zwangsgeführt und automatisiert, vorgegeben.
• Dabei kommt es zu einem Problem, dass Ansammlungen von Sekret oder Sputum die Zufuhr und Abfuhr von Atemgasen mittels des pneumatisch/ fluidischen Zugangs nachteilig beeinflussen. Hinzu kommt, dass Ansammlungen von Sekret oder Sputum im Regelfall einen Hustenreiz des Patienten auslösen, was sich dadurch erklärt, dass das Sekret an sich wie auch zusammen mit dem Endotrachealtubus vom Patienten als ein Fremdkörper wahrgenommen wird, der die freie Durchgängigkeit der Luftröhre zumindest teilweise blockiert. Dieses Problem wird typischerweise im klinischen Alltag dadurch gelöst, dass eine automatisierte Absaugung des Sekrets durch das Beatmungsgerät selbst oder ein mit dem Beatmungsgerät verbundenes Hilfsaggregat erfolgt. Alternativ wird durch das klinische Personal im Rahmen einer üblichen klinischen Routine in regelmäßigen Abständen eine sogenannte Sekret-Absaugung durchgeführt, wobei der Patient kurzzeitig vom Beatmungsgerät diskonnektiert wird, d.h. die luft- oder gasführende Verbindung zwischen der Beatmungsvorrichtung und dem Patienten unterbrochen wird und über den Endotrachialtubus mittels einer Sekret-Absaugeeinrichtung das Sekret aus der Lunge abgesaugt wird.
• Eine solche Sekret-Absaugeeinrichtung ist in der US 5,606,968 gezeigt.
• Die übliche klinische Routine orientiert sich dabei im Wesentlichen an Erfahrungswerten. In der klinischen Routine erfolgen die Durchführungen von Sekretabsaugungen mit einem zeitlichen Abstand, welche sich am klinischen Betrieb und nicht immer an den individuellen Erfordernissen der Vielzahl von Patienten und deren tatsächlich in den Atemwegen jeweilig vorhandenen Mengen an Sekret orientieren.
• Die Situation der Sekretabsaugung stellt in den meisten Fällen für den Patienten sowohl einen unbequemen, teilweise schmerzhaften, in jedem Fall aber die Konstitution und das allgemeine Wohlbefinden belastenden Vorgang dar. Hinzu kommt, dass der diskonnektierte Patient für die Dauer der Absaugung kurzzeitig nicht beatmet werden kann. Daraus ergibt sich ein Bedürfnis, die Häufigkeit der Sekretabsaugung im klinischen Alltag weitestgehend zu minimieren, um damit für den Patienten die Beatmung möglichst komfortabel zu gestalten.
• AUFGABE DER ERFINDUNG
• Daraus ergibt sich als Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine medizintechnische Vorrichtung mit einer Bestimmung von Betriebssituationen der medizintechnischen Vorrichtung hinsichtlich von Störungen bei Zufuhr und Abfuhr von Atemgasen anzugeben.
• Weiterhin ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu einer Bestimmung von Betriebssituationen einer medizintechnischen Vorrichtung hinsichtlich von Störungen bei Zufuhr und Abfuhr von Atemgasen anzugeben.
• LÖSUNG DER AUFGABE
• Diese Aufgabe wird durch die beiliegenden, unabhängigen Patentansprüche, insbesondere durch ein Verfahren zur Bestimmung von Betriebssituationen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine medizintechnische Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst.
• Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
• Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in einer medizintechnischen Vorrichtung, welche zu einer Beatmung eines Patienten oder von Lebewesen geeignet und ausgebildet ist, vorhandene Messwerte, Signale von Sensoren, auch als Sensorsignale bezeichnet, dazu verwendet werden, zu erkennen, ob eine Betriebssituation mit Störungen bei der Zufuhr und bei der Abfuhr von Atemgasen aus den Atemwegen eines Patienten gegeben ist.
• Die medizintechnische Vorrichtung, auf welcher das Verfahren zur Bestimmung von Betriebssituationen zur Ausführung kommt, ist vorzugsweise als ein Anästhesiegerät oder ein Beatmungsgerät, insbesondere als ein zu einer Langzeitbeatmung geeignetes Beatmungsgerät zu einem Einsatz auf einer Intensivstation eines Krankenhauses ausgebildet.
• Störungen bei der Zufuhr und bei der Abfuhr von Atemgasen aus den Atemwegen eines Patienten ergeben sich am pneumatisch/ fluidischen Zugang, d.h. im Endotracheal-Tubus oder am Übergang des Endotracheal-Tubus durch dort vorhandene Ansammlungen von zähflüssigen Flüssigkeiten, insbesondere Sekret mit Bestandteilen von Sputum, Mucus, Speichel, wie auch Blut. Solche Sekretansammlungen erhöhen den Strömungswiderstand im Endotracheal-Tubus und führen damit zu einer Drucküberhöhung. Zusätzlich wird durch eine Ansammlung von Sekret beim Patienten ein Hustenreiz oder Hustenreflex ausgelöst, der dem normalen Rhythmus von Ein- und Ausatmung überlagert ist und zu einer Erhöhung des Atemwegdrucks führt.
• Zu einer Auswertung der Situation und zur Unterscheidung, ob eine durch den Patienten verursachte Erhöhung des Drucks als Ursache für einen Alarm eines erhöhten Atemwegsdruck vorliegt, stehen Signale von Sensoren zur Auswertung zur Verfügung. Diese Sensoren sind beispielsweise Drucksensoren, bzw. Druckmessfühler und Durchflusssensoren, bzw. Durchflussmessfühler, welche sich in oder an der medizintechnischen Vorrichtung befinden oder an dieser in oder an gasführenden Elementen oder Verbindungsystemen wie beispielsweise Schlauchsystemen angeordnet sind.
• Messorte der medizintechnischen Vorrichtung, an denen Druckmessungen und Durchflussmessungen ausgestaltbar sind und aus denen sowohl Bestimmungen des Atemwegsdrucks wie auch Bestimmungen der Patientendurchflussmenge möglich sind, sind ein inspiratorischer Messort und ein exspiratorischer Messort innerhalb oder an der medizintechnischen Vorrichtung zur maschinellen Beatmung eines Patienten, sowie ein patientennaher Messort (Y-Stück), außerhalb und proximal der medizintechnischen Vorrichtung, beispielsweise in oder an den gasführenden Elementen oder Verbindungsystemen. In der nachfolgenden Tabelle 1 sind drei, prinzipiell voneinander verschiedene geeignete Messorte zur Druckmessung und Durchflussmessung genannt, ein inspiratorischer Messort und ein exspiratorischer Messort innerhalb der medizintechnischen Vorrichtung zur Beatmung eines Patienten, sowie ein patientennaher Messort (Y-Stück), außerhalb und proximal der medizintechnischen Vorrichtung zur Beatmung eines Patienten. Es sind die an diesen Messorten erfassbaren Messwerte dargestellt, wie auch die aus diesen erfassbaren Messgrößen ableitbaren, berechenbaren oder bestimmbaren Messgrößen. Tabelle 1

  Messort	Erfasster DruckMesswert	Bestimmbare Druck-Messgröße	Erfasster Durchfluss-Messwert	Bestimmbare Durchfluss-Messgröße
  Inspiratorisch (Einatmung)	Inspiratorischer Druck Pinsp	Paw =	Inspiratorische Durchflussmenge V̇insp
  		Pinsp - Phose_insp
  Exspiratorisch (Ausatmung)	Exspiratorischer Druck Pexsp	Paw =	Exspiratorische Durchflussmenge V̇exsp	V̇Pat =
  		Pexsp + Phose_exsp		V̇exsp - V̇insp
  patienten nah (Proximal)	PatientenDruck	Paw =	PatientenDurchflussmenge V̇Pat	V̇Pat Menge & Richtung
  		PPat
  	PPat

• In der obigen Tabelle 1 bedeuten dabei:
• P_aw = Atemwegsdruck, P_Pat = abgeschätzter Druck in der Lunge des Patienten auf Basis des patientennah gemessenen Drucks, P_insp = Inspiratorischer Druck am Inspirationsausgang des Beatmungsgerätes, P_exsp = Exspiratorischer Druck am Exspirationseingang des Beatmungsgerätes, P_{hose_insp} = Druckgradient am inspiratorischen Beatmungsschlauch,
• P_{hose_exsp} = Druckgradient am exspiratorischen Beatmungsschlauch, V̇_Pat = PatientenDurchflussmenge, V̇_exsp = exspiratorische Durchflussmenge in den Exspirationseingang des Beatmungsgerätes, V̇_insp = inspiratorische Durchflussmenge aus dem Inspirationsausgang des Beatmungsgerätes.
• Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ergibt sich die Lösung der Aufgabe durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Bestimmung einer Betriebssituation bei einer als Anästhesie- oder Beatmungsgerät ausgebildeten medizintechnischen Vorrichtung.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ist dazu ausgebildet, Betriebssituationen, welche Störungen bei der Zufuhr und bei der Abfuhr von Atemgasen aus den Atemwegen eines Patienten indizieren, zu erkennen und basierend auf den erkannten Betriebssituationen eine Ausgabe eines, diese Betriebssituation indizierendes Steuersignals zu einer Alarmierung bereitzustellen.
• Das Anästhesie- oder Beatmungsgerät ist zu einer Verarbeitung von in oder an dem Anästhesie- oder Beatmungsgerät angeordneten oder mit dem Anästhesie- oder Beatmungsgerät verbundenen Sensoren bereitgestellten Sensorsignalen ausgebildet. Die Sensorsignale indizieren pneumatisch/ fluidisch physikalische Zustände eines Atemgases in einem mit dem Anästhesie- oder Beatmungsgerät und einem Patienten gasführend verbundenen und gekoppelten und zu einem Transport von Gasen ausgebildeten gasführenden Verbindungssystem von und zu dem Patienten. Das Verbindungssystem ist dabei bevorzugt als ein Beatmungsschlauch, weiter bevorzugt als eine Kombination aus einem inspiratorischen Beatmungsschlauch und einem exspiratorischen Beatmungsschlauch ausgestaltet. Alternativ dazu kann ein koaxiales Beatmungsschlauchsystem verwendet werden.
• Aus den Sensorsignalen können Werte eines in dem gasführenden Verbindungssystem aktuell vorhandenen Atemwegsdrucks P_AW und einer in dem gasführenden Verbindungssystem strömenden Durchflussmenge, sowie der Durchflussmenge in dem gasführenden Verbindungssystem zugehörige Strömungsrichtungen bestimmt werden.
• Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung einer Betriebssituation verwendet diese Sensorsignale zur Bestimmung des Atemwegsdrucks P_AW wie auch zur Bestimmung und Einordnung eines Betriebszustandes in dem gasführenden Verbindungssystem und/ oder medizintechnischen Vorrichtung.
• Es wird eine Analyse hinsichtlich des Auftretens einzelner Hustenereignissen wie auch hinsichtlich einer Häufung einer Mehrzahl von einzelnen Hustenereignissen in einem Überprüfungs-Zeitintervall durchgeführt und darauf basierend eine Betriebssituation bestimmt, ob eine Betriebssituation, welche Störungen bei der Zufuhr und bei der Abfuhr von Atemgasen aus den Atemwegen eines Patienten indiziert, gegeben ist und eine Ausgabe eines, diese Betriebssituation indizierenden Steuersignals zu einer Alarmierung bereitgestellt.
• Diese Einordnung des Betriebszustandes der medizintechnischen Vorrichtung durch das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Bestimmung, ob bedingt durch eine Vielzahl einzelner zeitweiliger Erhöhungen des Atemwegsdrucks P_AW, welchem einem initialen, in einer Ausatemphase (Exspirationsphase) auftretenden Hustenereignis in dem Überprüfungs-Zeitintervall zeitlich nachfolgen, eine Betriebssituation der medizintechnischen Vorrichtung gegeben ist, für welche eine bestimmte Anzahl einzelner Hustenereignisse wie eine Folge einzelner Hustenstöße, als eine Hustenfolge in dem Überprüfungs-Zeitintervall für eine Hustenfolge charakteristisch ist und sodann als eine Betriebssituation eingeordnet werden kann, welche eine Ansammlung von Sekret indiziert.
• Dabei werden zeitweilige Erhöhungen des Atemwegsdrucks P_AW in den Phasen der Ausatmung (Exspirationsphasen) als initiale Hustenereignisse gewertet.
• Ein initiales Hustenereignis, welches in einer Phase der Ausatmung (Exspiration) auftritt und mittels der zeitweiligen Erhöhung des Atemwegsdrucks P_AW messtechnisch in der medizintechnischen Vorrichtung erfassbar ist, wird als ein möglicher Beginn einer nachfolgenden Hustenfolge eingeschätzt. Daher wird dieses initiale Hustenereignis mit dem Zeitpunkt des Auftretens des Ereignisses (Zeitstempel) erfasst und in einem Datenspeicher festgehalten.
• Anschließend werden weitere zeitweilige Erhöhungen des Atemwegsdrucks P_AW in derselben Phase der Ausatmung wie auch in der nachfolgenden Phase einer Einatmung als eine Folge von Hustenereignissen (Hustenfolge) gewertet. Wenn in dem Überprüfungs-Zeitintervall, welches mit dem initialen Hustenereignis beginnt und eine vorbestimmte Zeitdauer andauert, eine vorbestimmte Anzahl von Hustenereignissen (Hustenfolge), also von Erhöhungen des Atemwegsdrucks P_AW oberhalb eines als Vergleichskriterium gewählten vorbestimmten Schwellenwertes auftreten, so wird dies derart gewertet, dass die medizintechnische Vorrichtung in einer Betriebssituation betrieben wird, in welcher eine Ansammlung von Sekret indiziert ist. Diese Ansammlung von Sekret kann dabei sowohl in Bereichen der Lunge, Bereichen der Bronchien, Bereichen der Luftröhre, als auch im Endotrachealtubus selbst vorliegen. Diese Betriebssituation, welche eine Ansammlung von Sekret indiziert, bewirkt, dass von der medizintechnischen Vorrichtung ein Steuersignal oder eine Ausgabe bereitgestellt und/ oder ausgegeben wird, welche für diese Betriebssituation kennzeichnend ist.
• Es kann sich dabei beispielsweise um ein Signal handeln, das eine Ausgabe eines Warnhinweises, einer Meldung, eines akustischen Alarms oder eines visuellen Alarms an das medizinische Fachpersonal direkt an der medizintechnischen Vorrichtung ermöglicht. Ein solches Steuersignal kann aber auch zu einer abgesetzten Einheit zur Ausgabe von Alarmen und Meldungen, beispielsweise in einem Überwachungsraum, oder auf ein mobiles Datenausgabesystem (Pager, Mobiltelefon) mittels geeigneter und üblicher Datenübertragungskanäle (Telefon, SMS, LAN, WLAN, Netzwerk, Bluetooth) weitergeleitet werden.
• In dem Verfahren zur Bestimmung einer Betriebssituation bei einer medizintechnischen Vorrichtung werden folgende Schritte in einer sich wiederholenden Schrittabfolge ausgeführt:
• - Erfassung von pneumatisch-fluidischen Zuständen in dem gasführenden Verbindungssystem mit Bestimmung von Werten von Druck und Durchflussmengen,
• - Vergleich auf Basis der bestimmten Werte des Atemwegsdrucks P_AW, ob eine Überschreitung eines, den Atemwegsdruck P_AW indizierenden Vergleichskriteriums durch den aktuellen bestimmten Wert des Atemwegsdrucks P_AW gegeben ist,
• - Ermittlung, ob die medizintechnische Vorrichtung in einem Betriebszustand befindlich ist, in welchem von der medizintechnischen Vorrichtung eine geringere Menge an Atemgas hin zu dem Patienten gefördert wird, als von dem Patienten fortströmt, auf Basis eines Vergleichs, ob eine Überschreitung eines, eine Durchflussmenge und eine Strömungsrichtung indizierenden Vergleichskriteriums durch den bestimmten Wert der Durchflussmenge und durch die bestimmte Strömungsrichtung gegeben ist,
• - Überprüfung, ob während eines Überprüfungs-Zeitintervalls seit einem zeitlich vorherigen Überprüfungszeitpunkt mindestens ein Hustenereignis oder mehrere Hustenereignisse stattgefunden haben,
• - Initialisierung des Überprüfungs-Zeitintervalls und Beginn einer Erfassung einer Anzahl von Hustenereignissen,
  • - falls während des Überprüfungs-Zeitintervalls seit dem zeitlich vorherigen Überprüfungszeitpunkt nicht mindestens ein Hustenereignis stattgefunden hat und
  • - falls die medizintechnische Vorrichtung aktuell in dem Betriebszustand befindlich ist, in welchem von der medizintechnischen Vorrichtung eine geringere Menge an Atemgas hin zu dem Patienten gefördert wird, als von dem Patienten fortströmt und
  • - falls die Überschreitung des, den Atemwegsdruck P_AW indizierenden Vergleichskriteriums durch den aktuellen bestimmten Wert des Atemwegsdrucks P_AW gegeben ist,
• - Fortsetzung der Erfassung, Zählung und Registrierung der Anzahl von Hustenereignissen,
  • - falls während des Überprüfungs-Zeitintervalls seit dem zeitlich vorherigen Überprüfungszeitpunkt mindestens ein Hustenereignis stattgefunden hat und
  • - falls die Überschreitung des, den Atemwegsdruck P_AW indizierenden Vergleichskriteriums durch den aktuellen bestimmten Wert des Atemwegsdrucks P_AW gegeben ist,
• - Vergleich der in dem Überprüfungs-Zeitintervall erfassten Anzahl von Hustenereignissen mit einer vorbestimmten Vergleichsanzahl,
• - Ermittlung auf Basis des Vergleichs hinsichtlich der erfassten Anzahl von Hustenereignissen in Bezug auf die vorbestimmte Vergleichsanzahl, ob eine Betriebssituation gegeben ist, welche eine Ansammlung von Sekret indiziert,
• - Bereitstellung eines Steuersignals, welches die Betriebssituation einer Ansammlung von Sekret indiziert.
• Der Betriebszustand, in welchem von der medizintechnischen Vorrichtung eine größere Menge an Atemgas mittels eines inspiratorischen Verbindungssystems (inspiratorischer Beatmungsschlauch) hin zu dem Patienten gefördert wird oder strömt, als von dem Patienten fortströmt, entspricht dabei der Inspirationsphase (Einatmung).
• Der Betriebszustand, in welchem von der medizintechnischen Vorrichtung eine geringere Menge an Atemgas hin zu dem Patienten gefördert wird oder strömt, als von dem Patienten fortströmt und beispielsweise über ein exspiratorisches Verbindungssystem zurück in die medizintechnische Vorrichtung strömt entspricht dabei der Exspirationsphase (Ausatmung). In Inspirationsphasen wie auch in Exspirationsphasen ergeben sich Situationen, in welchen bedingt durch ein Hustenereignis oder mehrere Hustenereignisse oder Hustenfolgen zusätzliche Mengen an ausgeatmetem Atemgas als, zumindest zeitweilige Erhöhungen der Durchflussmenge in dem gasführenden Verbindungssystem (Beatmungsschlauch) gegeben sind und zu Erhöhungen des Atemwegsdrucks P_AW führen.
• Diese zumindest zeitweiligen Erhöhungen des Atemwegsdrucks P_AW als Indiz für den Betriebszustand mit Störungen bei der Zufuhr und bei der Abfuhr von Atemgasen aus den Atemwegen eines Patienten werden auf Basis der Sensorsignale, der an den Messorten der medizintechnischen Vorrichtung oder an dem gasführenden Verbindungssystem angeordneten Sensoren (Druck, Durchflussmengen) ermittelt.
• Als vorbestimmte Vergleichsanzahl als Indiz für die Betriebssituation einer Ansammlung von Sekret kann vorzugsweise eine Mindestanzahl von mehr als fünf Hustenereignissen gewählt werden, welche in einem Zeitintervall von fünf bis fünfzehn Minuten üblicherweise bei einem Patienten mit einer Ansammlung von Sekret in den Atemwegen im klinischen Alltag beobachtet werden können.
• Vorzugsweise werden im Verfahren zur Bestimmung der Betriebssituation Signale mindestens eines Drucksensors, dessen Signale die zumindest zeitweiligen Erhöhungen des Atemwegsdrucks P_AW indizieren, als Basis für die Werte zur Bestimmung des Atemwegsdrucks P_AW verwendet.
• Bevorzugt ist dieser mindestens eine Drucksensor am Verbindungssystem nah am Mund/ Nasenbereich des Patienten am Patientenverbindungs-Pfad oder am Verbindungselement (Y-Stück) angeordnet.
• Weiter bevorzugt ist der mindestens eine Drucksensor oder ein weiterer Drucksensor am inspiratorischen Verbindungssystem angeordnet.
• Weiter bevorzugt ist der mindestens eine Drucksensor oder ein weiterer Drucksensor am exspiratorischen Verbindungssystem angeordnet.
• Bevorzugt wird in einer weiteren Ausführungsform als mögliches Vergleichskriterium, welches einen erhöhten Atemwegsdruck P_AW indiziert, ein vorbestimmter Druckschwellenwert gewählt. So charakterisiert beispielsweise ein Druckwert oberhalb eines Druckschwellenwertes, beispielsweise von 30 hPa ± 3 hPa, einen überhöhten Atemwegsdruck für einen erwachsenen Patienten.
• So charakterisiert beispielsweise ein Druckwert oberhalb eines Druckschwellenwertes von 20 hPa ± 2 hPa, einen überhöhten Atemwegsdruck für einen Patienten im Kindesalter.
• In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird zur Bestimmung, ob die medizintechnische Vorrichtung in einem Betriebszustand befindlich ist, in welchem von der medizintechnischen Vorrichtung eine geringere Menge an Atemgas hin zu dem Patienten gefördert wird, als von dem Patienten fort strömt, auf Basis eines Vergleichs ermittelt, ob eine Überschreitung eines, eine Durchflussmenge und eine Strömungsrichtung indizierenden Vergleichskriteriums, durch den bestimmten Wert der Durchflussmenge und durch die bestimmte Strömungsrichtung gegeben ist.
• Ein mögliches Vergleichskriterium, welches die Durchflussmenge und die Strömungsrichtung indiziert, ist ein vorbestimmter Durchflussmengenschwellenwert verbunden mit einer Strömungsrichtung. So charakterisiert beispielsweise eine Durchflussmenge oberhalb eines Durchflussschwellenwertes, beispielsweise von ungefähr 2,5 Liter je Minute ± 0,2 Liter je Minute, mit einer zugehörigen Strömungsrichtung vom Patienten fort eine Ausatmung (Exspiration).
• So charakterisiert beispielsweise eine Durchflussmenge oberhalb eines Durchflussschwellenwertes, beispielsweise von 1,5 Liter je Minute ± 0,2 Liter je Minute, mit einer zugehörigen Strömungsrichtung hin zum Patienten eine Einatmung (Inspiration). So charakterisiert beispielsweise eine Durchflussmenge unterhalb eines Durchflussschwellenwertes, beispielsweise von 2,5 Liter je Minute ± 0,2 Liter je Minute, mit einer zugehörigen Strömungsrichtung vom Patienten fort ein Ende einer Exspiration oder eine exspiratorische Pause. So charakterisiert beispielsweise eine Durchflussmenge unterhalb eines Durchflussschwellenwertes, beispielsweise von1 Liter je Minute ± 0,2 Liter je Minute, mit einer zugehörigen Strömungsrichtung hin zum Patienten einen Beginn oder ein Ende einer Inspiration oder eine inspiratorische Pause. Diese Durchflussmengen werden auf Basis der Sensorsignale, der an den Messorten der medizintechnischen Vorrichtung oder an dem gasführenden Verbindungssystem angeordneten Sensoren ermittelt.
• Vorzugsweise werden dazu Signale mindestens eines Durchflusssensors, dessen Signale die Durchflussmengen und Strömungsrichtungen im Verbindungssystem indizieren im Verfahren zur Bestimmung der Betriebssituation verwendet.
• Bevorzugt ist dieser mindestens eine Durchflusssensor am Verbindungssystem nah am Mund/ Nasenbereich des Patienten am Patientenverbindungs-Pfad oder am Verbindungselement (Y-Stück) angeordnet.
• Weiter bevorzugt ist der mindestens eine Durchflusssensor oder ein weiterer Durchflusssensor am inspiratorischen Verbindungssystem angeordnet.
• Weiter bevorzugt ist der mindestens eine Durchflusssensor oder ein weiterer Durchflusssensor am exspiratorischen Verbindungssystem angeordnet.
• In einer weiter bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird zur Bestimmung, ob die medizintechnische Vorrichtung in einem Betriebszustand befindlich ist, in welchem von der medizintechnischen Vorrichtung eine geringere Menge an Atemgas hin zu dem Patienten gefördert wird, als von dem Patienten fortströmt, mindestens eine Information aus einem Ablauf der Steuerung der medizintechnischen Vorrichtung hinsichtlich der aktuellen Atemphase oder Information hinsichtlich eines Zustands eines Exspirationsventils oder ein Ansteuerungssignal für ein solches Exspirationsventil berücksichtigt. Mit diesen Informationen über den Ventilzustand (geschlossen, geöffnet, Stellgrad) ist es möglich, insbesondere bei einer Beatmung mit mandatorischen Beatmungsformen, aus dem Ablauf der Steuerung zu verifizieren, ob von der medizintechnischen Vorrichtung eine geringere Menge an Atemgas hin zu dem Patienten gefördert wird, als von dem Patienten fortströmt, also seitens der medizinischen Vorrichtung eine - dann zumeist von der medizintechnischen Vorrichtung mandatorisch vorgegebene - Exspirationsphase vorliegt.
• Die medizintechnische Vorrichtung bewirkt mittels der Steuerung während der maschinellen, beispielsweise mandatorischen oder unterstützenden Beatmung den kontinuierlichen Ablauf von Exspirationsphasen (Ausatmung) und Inspirationsphasen (Einatmung) auf Basis der Beatmungsfrequenz (Respiratory Rate, [RR]) und des Inspirations-/Exspirationsverhältnisses (I:E - Ratio).
• In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens beginnt das Überprüfungs-Zeitintervall mit dem initialen Hustenereignis und endet nach einer vorbestimmten Zeitdauer in einem Zeitbereich von 5 Minuten bis 15 Minuten nach dem initialen Hustenereignis.
• Ein Atemzyklus dauert bei einem Erwachsenen in Ruhe oder leichter Anstrengung eine Zeitdauer von 3 bis 6 Sekunden. Das entspricht einer Atemfrequenz von 10 bis 20 Atemzyklen je Minute, also Inspirationsphasen und zugehörigen Exspirationsphasen, bei einem Erwachsenen, bzw. Jugendlichen. Hingegen ist die Atemfrequenz eines Neugeborenen mit 40 bis 50 Atemzyklen je Minute deutlich höher.
• In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird für das Überprüfungs-Zeitintervall eine Anzahl von 30 bis 300 aufeinanderfolgenden Atemzyklen, also 30 bis 300 Inspirationsphasen mit zugehörigen 30 bis 300 Exspirationsphasen gewählt.
• Während eines solchen Überprüfungs-Zeitintervalls treten üblicherweise fünf bis fünfzehn Hustenereignisse auf, welche indizieren, dass die Betriebssituation mit einer Ansammlung von Sekret gegeben ist.
• In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird eine Anzahl von mindestens zwei in einem vorbestimmten Zeitabstand in einer Phase der Ausatmung auftretenden Hustenereignissen als initiales Hustenereignis bestimmt. Als ein vorbestimmter Zeitabstand kann dabei vorzugsweise ein Zeitabstand von 0,3 Sekunden bis 5 Sekunden gewählt sein.
• In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens sind wird die Anzahl an Hustenereignissen, beginnend mit dem initialen Hustenereignis, von der vorbestimmten Vergleichsanzahl beginnend dekrementierend gegen den Wert von Null gezählt.
• In einer anderen, weiter bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Anzahl an Hustenereignissen, beginnend mit dem initialen Hustenereignis, von einem Startwert, welcher vorzugsweise mit einem Wert von Null, inkrementierend bis zur vorbestimmten Vergleichsanzahl gezählt.
• Diese beiden Methoden der Zählung der Anzahl von Hustenereignissen sind im Effekt für die Bestimmung der Betriebssituation, welche eine Ansammlung von Sekret indiziert, gleichwirkend. In der Praxis wird diejenige der beiden Methoden im Verfahren implementiert, welche für die Implementierung hinsichtlich Ablaufsteuerung und Speicherbedarf und vorteilhafter ist.
• Die beschriebenen Ausführungsformen stellen jeweils für sich wie auch in Kombination oder Kombinationen miteinander besondere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung von Betriebssituationen bei einem Anästhesie- oder Beatmungsgerät dar. Dabei sind auch sämtliche und mögliche durch Kombination oder Kombinationen mehrerer Ausführungsformen ergebende weitere Ausführungsformen und deren Vorteile gleichwohl vom Erfindungsgedanken mit erfasst, wenn auch nicht sämtliche Kombinationsmöglichkeiten von Ausführungsformen dazu im Detail jeweils ausgeführt sind. Die vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Ausführungsformen des Verfahrens können auch in Form eines computerimplementierten Verfahrens als Computerprogrammprodukt mit einem Computer ausgebildet sein, wobei der Computer zur Durchführung des oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahrens veranlasst wird, wenn das Computerprogramm auf dem Computer bzw. auf einem Prozessor des Computers oder einem sogenannten „Embedded System“ als Teil eines Medizingerätes ausgeführt wird. Dabei kann das Computerprogramm auch auf einem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert sein. In einer alternativen Ausgestaltung kann ein Speichermedium vorgesehen sein, welches zur Speicherung des vorstehend beschriebenen, computerimplementierten Verfahrens bestimmt ist und von einem Computer lesbar ist. Es liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass nicht alle Schritte des Verfahrens zwangsläufig auf ein und derselben Computerinstanz ausgeführt werden müssen, sondern sie können auch auf unterschiedlichen Computerinstanzen ausgeführt werden. Auch kann die Abfolge der Verfahrensschritte gegebenenfalls variiert werden. Weiterhin ist möglich, dass einzelne Abschnitte des vorstehend beschriebenen Verfahrens in einer separaten, beispielsweise für sich selbst verkaufsfähigen Einheit ausgeführt werden können.
• Vorstehend wurde die Lösung der Aufgabe in Bezug auf das, als ersten Aspekt der Erfindung beanspruchte Verfahren beschrieben. Daneben ergibt sich als weiterer Aspekt eine erfindungsgemäße medizintechnische Vorrichtung, welche ausgestaltet ist, das erfindungsgemäße Verfahren im Sinne mindestens einer der beschriebenen Ausführungsformen auszuführen. Für das Verfahren erwähnte Merkmale, beschriebene Vorteile oder alternative Ausführungsformen sind ebenso auch auf die anderen beanspruchten Gegenstände zu übertragen und umgekehrt. Die entsprechenden funktionalen Merkmale des Verfahrens werden dabei durch entsprechende gegenständliche Module einer Vorrichtung, insbesondere durch Hardware-Bausteine (µC, µP, DSP, FPGA, ASIC, GAL, Logik-Bausteine), ausgebildet, die beispielsweise in Form eines Prozessors (µP), mehrerer Prozessoren oder in Form von Instruktionen in einem internen oder externen Speicher oder Speicherbereich implementiert sein können, die durch den Prozessor verarbeitet werden.
• Die für das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Vorteile lassen sich in gleicher oder in ähnlicher Weise mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielen. Weiterhin sind die beschriebenen Ausführungsformen und deren Merkmale und Vorteile des Verfahrens auf die Vorrichtung übertragbar, wie auch die beschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung auf das Verfahren übertragbar sind.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe einer Bestimmung einer Betriebssituation nach dem weiteren Aspekt der Erfindung auch durch eine medizintechnische Vorrichtung gelöst.
• Diese medizintechnische Vorrichtung, in Ausgestaltung als Anästhesie- oder Beatmungsgerät ist zu einer maschinellen, mandatorischen oder unterstützenden Beatmung eines Patienten ausgestaltet und weist dazu erfindungsgemäß ein, zu einem Transport von Atemgasen ausgebildetes Verbindungssystem, eine Druckmesseinheit, eine Durchflussmesseinheit, eine Kontrolleinheit, eine Dosiereinheit und eine Alarmierungseinheit auf. Die Kontrolleinheit ist dabei vorzugsweise als ein Mikroprozessor-Modul (µC) mit zugeordnetem internen und/ oder externen Datenspeicher (RAM) ausgestaltet. Die Durchflussmesseinheit wie auch die Druckmesseinheit sind zu einer Umwandlung von physikalische Messgrößen indizierende elektrischen Signalen, welche von den Durchflussmengen- und Druckmessfühlern bereitgestellt werden in zu einer Datenverarbeitung geeignete Datensignale ausgestaltet. In üblichen Konfigurationen von Anästhesie- und Beatmungsgeräten sind die Durchflussmesseinheit, die Druckmesseinheit und die Alarmierungseinheit als Elemente oder Module der Kontrolleinheit ausgeführt.
• Das Verbindungsystem weist einen exspiratorischen Pfad auf, welcher zu einer Fortführung einer exspiratorischen Menge an Atemgas von dem Patienten ausgebildet und vorgesehen ist. Das Verbindungsystem weist einen inspiratorischen Pfad auf, welcher zu einer Hinführung einer inspiratorischen Menge an Atemgas zu der medizintechnischen Vorrichtung zu dem Patienten ausgebildet und vorgesehen ist. Das Verbindungsystem weist einen Patientenverbindungs-Pfad auf, welcher zu einer Hinführung der inspiratorischen Menge an Atemgas von der medizintechnischen Vorrichtung zu dem Patienten und zu einer Fortführung der exspiratorischen Menge an Atemgas von dem Patienten ausgebildet und vorgesehen ist. Der exspiratorische Pfad und der inspiratorische Pfad sind mittels eines Verbindungselements miteinander und mit dem Patientenverbindungs-Pfad verbunden. Das Verbindungselement kann dabei und ist in der Praxis oftmals als ein sogenanntes Y-Stück ausgebildet.
• Die Durchflussmesseinheit weist mindestens einen Durchflussmessfühler auf, welcher in oder an dem Verbindungssystem oder in oder an der medizintechnischen Vorrichtung angeordnet ist und dazu vorgesehen ist, mindestens eine Durchflussmenge einer Menge an Atemgas zu erfassen, welche in dem Verbindungssystem von dem Patienten fort strömt oder von der medizintechnischen Vorrichtung zu dem Patienten hin strömt. Die Durchflussmesseinheit ist ausgebildet, diesen mindestens einen Durchflussmengenmesswert der Kontrolleinheit bereitzustellen.
• Die Druckmesseinheit weist mindestens einen Druckmessfühler auf, welcher in oder an der medizintechnischen Vorrichtung oder dem Verbindungssystem angeordnet und dazu vorgesehen ist, einen Druckmesswert eines Druckes zu erfassen, welcher in dem Verbindungssystem vorhanden ist und die Druckmesseinheit ist ausgebildet, diesen mindestens einen Druckmesswert der Kontrolleinheit bereitzustellen.
• Die Kontrolleinheit ist, vorzugsweise mittels einer Schnittstelle, geeignet ausgebildet, Druckmesswerte und Durchflussmesswerte, vorzugsweise von der Druckmesseinheit und von der Durchflussmesseinheit zu empfangen oder über eine Datenverbindung einzulesen.
• Die Kontrolleinheit ist dazu geeignet ausgebildet, den erfassten Druckmesswert mit einem vorbestimmten Druckschwellenwert zu vergleichen und auf Basis des Vergleichs festzustellen, ob der erfasste Druckmesswert eine zeitweilige Erhöhung des Atemwegsdrucks P_AW indiziert.
• Diese zumindest zeitweilige Erhöhung der Durchflussmenge als Indiz für den Betriebszustand der Exspiration und/ oder Hustenereignis, bzw. Hustenstoß wird auf Basis der Sensorsignale der Druck- und Durchflusssensoren, ermittelt.
• Die Kontrolleinheit ist in Verbindung mit der Dosiereinheit geeignet ausgebildet, eine Anordnung von Ventilen geeignet zu steuern oder zu regeln, um einen Ablauf einer Beatmung mit Druckkontrolle oder Volumenkontrolle, Grenzwertüberwachungen für Drücke und Volumina mit Ausgestaltung einer Beatmungsfrequenz und Zeitdauern (I : E) von Inspirationsphase und Exspirationsphasen mittels der medizintechnischen Vorrichtung am Patienten wirksam werden zu lassen.
• Die Kontrolleinheit ist weiterhin dazu ausgebildet, den mindestens einen erfassten Durchflussmengenmesswert mit einem vorbestimmten Durchflussmengenschwellenwert zu vergleichen und auf Basis des Vergleichs festzustellen, ob der mindestens eine Durchflussmengenmesswert einen vorbestimmten Durchflussmengenschwellenwert überschreitet.
• Die Kontrolleinheit ist weiterhin dazu ausgebildet ist, festzustellen, ob der mindestens eine Durchflussmengenmesswert und die zugehörige Strömungsrichtung einen Betriebszustand einer Phase einer Ausatmung (Exspiration) mit einer Durchflussmenge und mit einer der Durchflussmenge zugehörigen Strömungsrichtung indizieren, in welcher die zum Patienten hinströmende Menge an Atemgas geringer ist als die vom Patienten fortströmende Menge an Atemgas gegeben ist.
• Die Druck- und Durchflussschwellenwerte werden dabei vorzugsweise direkt der Kontrolleinheit oder alternativ indirekt mit Mitwirkung des Datenspeichers bereitgestellt.
• Eine alternative, wie auch zusätzliche Möglichkeit zur Bestimmung des Betriebszustandes, in welchem von der medizintechnischen Vorrichtung eine geringere Menge an Atemgas mittels des inspiratorischen Pfades des Verbindungssystems hin zu dem Patienten gefördert wird oder strömt, als mittels des einen exspiratorischen Pfades des Verbindungssystems von dem Patienten fortströmt, ergibt sich für die Kontrolleinheit aus der Nutzung von Information aus dem Ablauf der Beatmung mit einer Steuerung von Inspirationsphasen, Exspirationsphasen, Volumina (Vt) und Beatmungsdrücken (P_insp, P_exsp, PEEP).
• Damit ist die Kontrolleinheit ausgebildet, festzustellen, dass ein Betriebszustand vorliegt, in welchem von der medizintechnischen Vorrichtung eine geringere Menge an Atemgas mittels des inspiratorischen Pfades des Verbindungssystems hin zu dem Patienten gefördert wird oder strömt, als mittels des exspiratorischen Pfades des Verbindungssystems von dem Patienten fortströmt. Dieser Betriebszustand entspricht dabei einem Betriebszustand einer Exspiration, also einer Phase der Ausatmung.
• Dieser Betriebszustand der Exspiration stellt eine Situation dar, in welcher bedingt durch ein Hustenereignis oder einen Hustenstoß eine zusätzliche Menge an ausgeatmetem Atemgas als, zumindest zeitweilige Erhöhung der Durchflussmenge in dem gasführenden Verbindungssystem gegeben ist und die Überschreitung des vorbestimmten Druckschwellenwert durch den Druckmesswert durch das Hustenereignis oder den Hustenstoß verursacht wurde.
• Die Kontrolleinheit ist daher ferner vorbereitet und ausgebildet, den Zustand, wenn der mindestens eine Durchflussmengenmesswert den vorbestimmten Durchflussmengenschwellenwert überschreitet und der erfasste Druckmesswert den vorbestimmten Druckschwellenwert überschreitet und der Betriebszustand der Phase der Ausatmung gegeben ist, als ein initiales Hustenereignis zu bestimmen.
• Die Kontrolleinheit ist weiter vorbereitet und ausgebildet, fortlaufend im weiteren Ablauf und Verlauf des Betriebes der medizintechnischen Vorrichtung, weitere Hustenereignisse zu bestimmen, für den Fall, dass der mindestens eine Durchflussmengenmesswert den vorbestimmten Durchflussmengenschwellenwert überschreitet und der erfasste Druckmesswert den vorbestimmten Druckschwellenwert überschreitet. Dabei kann sowohl der Betriebszustand der Phase der Ausatmung oder auch ein Betriebszustand einer Phase der Einatmung gegeben sein. Es kann dabei auch eine Folge von Betriebszuständen mit mehreren Ein- und Ausatmungen gegeben sein.
• Weiterhin ist die Kontrolleinheit ausgebildet, die Anzahl oder Häufigkeit von Hustenereignissen beginnend mit dem in einer Phase der Ausatmung bestimmten initialen Hustenereignis in einem Überprüfungs-Zeitintervall zu ermitteln.
• Weiterhin ist die Kontrolleinheit ausgebildet, die Anzahl oder Häufigkeit von Hustenereignissen in dem Überprüfungs-Zeitintervall mit einer vorbestimmten Vergleichsanzahl, welche der Kontrolleinheit vorzugsweise aus dem Datenspeicher bereitgestellt wird, zu vergleichen und auf Basis dieses Vergleich eine Betriebssituation zu bestimmen, welche eine Ansammlung von Sekret indiziert. Diese Ansammlung von Sekret kann dabei sowohl in Bereichen der Lunge, Bereichen der Bronchien, Bereichen der Luftröhre, als auch im Endotrachealtubus selbst vorliegen.
• Weiterhin ist die Kontrolleinheit ausgebildet, ein Steuersignal an einer Schnittstelle, beispielsweise zu einer Übertragung in eine Datennetzwerk (LAN, WLAN), bereitzustellen, welches die Betriebssituation einer Ansammlung von Sekret indiziert.
• Die Kontrolleinheit ist ferner zu einer Aktivierung und / oder zu einer Deaktivierung der Alarmierungseinheit zu einer Ausgabe einer Alarmierung eines, die Betriebssituation einer Ansammlung von Sekret indizierenden, visuellen und / oder akustischen Warnhinweises oder Alarms ausgebildet.
• Die medizintechnische Vorrichtung bestimmt mittels der Kontrolleinheit eine Betriebssituation einer Ansammlung von Sekret, wobei die Kontrolleinheit
• - zu einer Ermittlung oder Einlesen mindestens eines Druckmesswertes,
• - zu einer Bestimmung eines aktuellen Atemwegsdrucks P_AW, auf Basis des mindestens einen Druckmesswertes,
• - zu einem Vergleich auf Basis der bestimmten Werte des Atemwegsdrucks P_AW, ob eine Überschreitung eines, den Atemwegsdruck P_AW indizierenden Vergleichskriteriums durch den aktuellen bestimmten Wert des Atemwegsdrucks P_AW gegeben ist,
• - zu einer Ermittlung oder Einlesen mindestens eines Durchflussmesswertes,
• - zu einer Ermittlung, ob die medizintechnische Vorrichtung in einem Betriebszustand befindlich ist, in welchem von der medizintechnischen Vorrichtung eine geringere Menge an Atemgas hin zu dem Patienten gefördert wird, als von dem Patienten fortströmt,
  • - auf Basis einer Information aus dem Ablauf der Beatmung
  • - und/ oder Information hinsichtlich eines Zustand eines Exspirationsventils oder ein Ansteuerungssignal für ein solches Exspirationsventil
  • - und/ oder auf Basis eines Vergleichs, ob eine Überschreitung eines, eine Durchflussmenge und eine Strömungsrichtung indizierenden Vergleichskriteriums durch den bestimmten Wert der Durchflussmenge und durch die bestimmte Strömungsrichtung gegeben ist
• - zu einer Überprüfung, ob während eines Überprüfungs-Zeitintervalls seit einem zeitlich vorherigen Überprüfungszeitpunkt ein Hustenereignis oder mehrere Hustenereignisse stattgefunden haben,
• - zu einer Initialisierung (Neustart) des Überprüfungs-Zeitintervalls und Beginn einer Erfassung einer Anzahl von Hustenereignissen,
  • - falls während des Überprüfungs-Zeitintervalls seit dem zeitlich vorherigen Überprüfungszeitpunkt nicht mindestens ein Hustenereignis stattgefunden hat und
  • - falls die medizintechnische Vorrichtung aktuell in dem Betriebszustand befindlich ist, in welchem von der medizintechnischen Vorrichtung eine geringere Menge an Atemgas hin zu dem Patienten gefördert wird, als von dem Patienten fortströmt
  • - und die Überschreitung des den Atemwegsdruck P_AW indizierenden Vergleichskriteriums durch den aktuellen bestimmten Wert des Atemwegsdrucks P_AW gegeben ist,
• - zu einer Fortsetzung der Erfassung, Zählung und Registrierung der Anzahl von Hustenereignissen,
  • - falls während des Überprüfungs-Zeitintervalls seit dem zeitlich vorherigen Überprüfungszeitpunkt mindestens ein Hustenereignis stattgefunden hat und
  • - falls die medizintechnische Vorrichtung aktuell in dem Betriebszustand befindlich ist, in welchem von der medizintechnischen Vorrichtung eine geringere Menge an Atemgas hin zu dem Patienten gefördert wird, als von dem Patienten fortströmt und
  • - falls die Überschreitung des den Atemwegsdruck P_AW indizierenden Vergleichskriteriums durch den aktuellen bestimmten Wert des Atemwegsdrucks P_AW gegeben ist,
• - zu einem Vergleich der in dem Überprüfungs-Zeitintervall erfassten Anzahl von Hustenereignissen mit einer vorbestimmten Vergleichsanzahl,
• - zu einer Ermittlung auf Basis des Vergleichs hinsichtlich der erfassten Anzahl von Hustenereignissen in Bezug auf die vorbestimmte Vergleichsanzahl, ob die Betriebssituation gegeben ist, welche eine Ansammlung von Sekret indiziert,
• - zu einer Bereitstellung eines Steuersignals, welches die Betriebssituation mit einer Ansammlung von Sekret indiziert,
ausgebildet ist.
• Mit Hilfe der Informationen über den Ventilzustand (geschlossen, geöffnet, Stellgrad) des Exspirationsventils ist es der Kontrolleinheit ermöglicht, insbesondere bei einem Betrieb mit Steuerung einer mandatorischen Beatmung, direkt aus dem Ablauf der Steuerung mandatorische Exspirationsphasen als Zustände, in denen von der medizintechnischen Vorrichtung geringere Mengen an Atemgas hin zu dem Patienten gefördert werden, als von dem Patienten fortströmen zu identifizieren.
• Als vorbestimmte Vergleichsanzahl als Indiz für die Betriebssituation einer Ansammlung von Sekret kann von der Kontrolleinheit vorzugsweise eine Anzahl von mindestens fünf oder mehr Hustenereignissen gewählt werden, welche in dem Überprüfungs-Zeitintervall von fünf bis fünfzehn Minuten üblicherweise bei einem Patienten mit einer Ansammlung von Sekret in den Atemwegen im klinischen Alltag beobachtet werden können.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der medizintechnischen Vorrichtung ist mindestens ein Drucksensor zu einer Erfassung des Drucks am Verbindungselement (Y-Stück) angeordnet und ausgebildet, welcher zu einer Signalübermittlung eines Wertes, welcher den Atemwegsdruck P_AW indiziert, an die Kontrolleinheit ausgebildet ist.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der medizintechnischen Vorrichtung ist mindestens ein Drucksensor oder ein weiterer Drucksensor zu einer Erfassung des Drucks am inspiratorischen Verbindungssystem (Beatmungsschlauch) angeordnet und ausgebildet, welcher zu einer Signalübermittlung eines Wertes, welcher den Atemwegsdruck P_AW indiziert, an die Kontrolleinheit ausgebildet ist.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der medizintechnischen Vorrichtung ist mindestens ein Drucksensor oder ein weiterer Drucksensor zu einer Erfassung des Drucks am exspiratorischen Verbindungssystem (Beatmungsschlauch) angeordnet, welcher zu einer Signalübermittlung eines Wertes, welcher den Atemwegsdruck P_AW indiziert, an die Kontrolleinheit ausgebildet ist.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der medizintechnischen Vorrichtung ist mindestens ein Durchflusssensor zu einer Erfassung von Durchflussmenge und Durchflussrichtungen am Patientenverbindungs-Pfad oder am Verbindungselement (Y-Stück) angeordnet, welcher zu einer Signalübermittlung Weitergabe eines Signals, welches Durchflussmengen von oder zu dem Patienten indiziert, an die Kontrolleinheit ausgebildet ist.
• Die Kontrolleinheit ist zur Ermittlung, ob die medizintechnische Vorrichtung in einem Betriebszustand befindlich ist, in welchem von der medizintechnischen Vorrichtung eine geringere Menge an Atemgas hin zu dem Patienten gefördert wird, als von dem Patienten fort strömt auf Basis des Signals des Durchflusssensors am Patientenverbindungs-Pfad oder am Verbindungselement (Y-Stück) ausgebildet.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der medizintechnischen Vorrichtung ist mindestens ein Durchflusssensor oder ein weiterer Durchflusssensor zu einer Erfassung einer inspiratorischen Durchflussmenge am inspiratorischen Verbindungssystem (Beatmungsschlauch) angeordnet, welcher zu einer Signalübermittlung eines Signals, welches eine inspiratorische Durchflussmenge indiziert, an die Kontrolleinheit ausgebildet ist.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der medizintechnischen Vorrichtung ist mindestens ein Durchflusssensor oder ein weiterer Durchflusssensor zu einer Erfassung einer exspiratorischen Durchflussmenge am exspiratorischen Verbindungssystem (Beatmungsschlauch) angeordnet, welcher zu einer Signalübermittlung eines Signals, welches eine exspiratorische Durchflussmenge indiziert, an die Kontrolleinheit ausgebildet ist.
• Die Kontrolleinheit ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform zur Ermittlung, ob die medizintechnische Vorrichtung in einem Betriebszustand befindlich ist, in welchem von der medizintechnischen Vorrichtung eine geringere Menge an Atemgas hin zu dem Patienten gefördert wird, als von dem Patienten fort strömt, auf Basis einer Differenz aus den Signalen des in oder am exspiratorischen Pfad des Verbindungssystems angeordneten Durchflussmessfühlers und des in oder am inspiratorischen Pfad des Verbindungssystems angeordneten Durchflussmessfühlers ausgebildet.
• In einer bevorzugten Ausgestaltung erfolgt die Bereitstellung des Steuersignals durch die Kontrolleinheit an eine Ausgabeeinheit oder die Alarmierungseinheit.
• Die Ausgabeeinheit ist ausgebildet, das Steuersignal, was eine Betriebssituation mit einer Ansammlung von Sekret indiziert, direkt oder mittels einer Schnittstelle (WLAN, LAN, RS232, Datenbus, IrDA) in ein Netzwerk (Intranet, Internet, PAN, WAN) und/ oder an eine Auswerteeinheit (Monitoring- oder Überwachungsstation, Patientendaten-Management System) weiterzugeben.
• In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Alarmierungseinheit zu einer Ausgabe einer Alarmierung eines, die Betriebssituation einer Ansammlung von Sekret indizierenden, visuellen und / oder akustischen Warnhinweises oder Alarms ausgebildet. Akustische Alarme können dabei beispielsweise mittels eines Tongabeelementes (Lautsprecher, Hupe, Sprachausgabe) ausgegeben werden.
• Visuelle Alarme können dabei beispielsweise mittels eines Bildschirms (Screen, Touchscreen, Tablet-PC, Smartphone), eines Leuchtmittels (LED, LED), auch in Textform (LCD-Zeile, LED-Zeile, Dot-Matrix-Display) ausgegeben oder dargestellt werden.
• In einer bevorzugten Ausführungsform wird von der Kontrolleinheit als Vergleichskriterium für den Atemwegsdruck P_AW ein vorbestimmter Druckschwellenwert gewählt.
• So charakterisiert beispielsweise ein Druckwert oberhalb eines Druckschwellenwertes von 30 hPa ± 3 hPa, einen überhöhten Atemwegsdruck für einen erwachsenen Patienten.
• So charakterisiert beispielsweise ein Druckwert oberhalb eines Druckschwellenwertes von 20 hPa ± 2 hPa, einen überhöhten Atemwegsdruck für einen Patienten im Kindesalter.
• In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Überprüfungs-Zeitintervall von der Kontrolleinheit derart gewählt, dass das Überprüfungs-Zeitintervall mit dem initialen Hustenereignis beginnt und nach einer vorbestimmten Zeitdauer in einem Zeitbereich von 5 Minuten bis 15 Minuten nach dem initialen Hustenereignis endet.
• In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Überprüfungs-Zeitintervall von der Kontrolleinheit für das Überprüfungs-Zeitintervall eine Anzahl von 30 bis 300 aufeinanderfolgenden Atemzyklen gewählt
• In einer bevorzugten Ausführungsform wählt die Kontrolleinheit eine Anzahl von mindestens zwei in einem vorbestimmten Zeitabstand, vorzugsweise in einem Zeitabstand von 0,3 Sekunden bis 5 Sekunden, auftretenden Hustenereignissen in dem Betriebszustand, in welchem von der medizintechnischen Vorrichtung eine geringere Menge an Atemgas hin zu dem Patienten gefördert wird, als von dem Patienten fortströmt, als initiales Hustenereignis.
• In einer bevorzugten Ausführungsform wird von der Kontrolleinheit die Zählung der Anzahl von Hustenereignissen, beginnend mit dem initialen Hustenereignis und inkrementierend bis zur vorbestimmten Vergleichsanzahl durchgeführt.
• Alternativ wird in einer anderen, weiter bevorzugten Ausführungsform wird von der Kontrolleinheit die Zählung der Anzahl von Hustenereignissen, beginnend mit der vorbestimmten Vergleichsanzahl dekrementierend gegen einen Wert von Null durchgeführt.
• Diese beiden Methoden der Zählung der Anzahl von Hustenereignissen sind im Effekt für die Bestimmung der Betriebssituation, welche eine Ansammlung von Sekret indiziert, gleichwirkend. In der Praxis wird diejenige der beiden Methoden in der Kontrolleinheit durchgeführt, welche für die Implementierung bei der Bestimmung der Betriebssituation hinsichtlich Speicherbedarf und Ablaufsteuerung vorteilhafter ist.
• Die vorliegende Erfindung wird nun mit Hilfe der folgenden Figuren und den zugehörigen Figurenbeschreibungen ohne Beschränkungen des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert.
• Es zeigen:
• 1 eine schematische Darstellung einer zu einer maschinellen Beatmung geeignet ausgebildeten medizintechnische Vorrichtung,
• 2 eine Funktions- und Schrittabfolge zu einer Bestimmung einer Betriebssituation, welche eine Ansammlung von Sekret indiziert.
• Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer zu einer maschinellen Beatmung geeignet ausgebildeten medizintechnischen Vorrichtung oder Medizingeräteanordnung, beispielsweise und vorzugsweise ein Beatmungsgerät 1 mit seinen wesentlichen Elementen. Das Beatmungsgerät 1 weist eine Kontrolleinheit 27 auf, welche vorzugsweise als eine elektronische Steuerung ausgebildet ist, welche dazu geeignet ausgebildet und vorgesehen ist, eine Gasmisch- und -dosiereinheit 23 mit einer darin angeordneten Dosierventilanordnung 25 zu steuern oder zu regeln. Weiterhin sind in dem Beatmungsgerät 1 Messorte 15, 17, 19, 21 innerhalb des Beatmungsgerätes 1 dargestellt. Stromabwärts der Gasmisch- und - dosiereinheit 23 sind ein Messort der inspiratorischen Durchflussmenge 15 und ein Messort für einen inspiratorischen Druck 19 angeordnet. Nachfolgend an diese Messorte 15, 19 ist ein Inspirationszweig einer Patentengaszuführungsleitung 7 angeordnet, über welche das Beatmungsgerät 1 den Patienten 3 inspiratorisch Atemgase zuführt. Direkt am Patienten 3, außerhalb 150 des Beatmungsgerätes 1, aber mit dem Beatmungsgerät 1 in Zusammenwirkung stehend, sind an einem sog. Y-Stück ein Messort einer Patientendurchflussmenge 11 und eines Patientendrucks 13 angeordnet, von welchem aus der Patient 3 über eine, zumeist als Endo-Tracheal-Tubus ausgebildete Patientengaszuführungsleitung 5 zum Austausch von Ein- und Ausatemluft mit dem Beatmungsgerät 1 verbunden ist.
• Alternativ zum Endo-Tracheal-Tubus können auch nicht-invasive Elemente zur Patientengaszuführung als Patientengaszuführungsleitung 5 wie Masken, beispielweise Nasal-Masken am Y-Stück Verwendung finden. Vom Y-Stück am Patienten 3 wird über einen Exspirationszweig der Patientengaszuführungsleitung 9 die Ausatemluft des Patienten 3 exspiratorisch zum Beatmungsgerät 1 zurückgeführt.
• Zur Steuerung des Beatmungsgerätes 1 zum Zweck der Beatmungssteuerung (Atemzyklus, Beatmungsfrequenz, exspiratorische Beatmungsdruck) wird von der Kontrolleinheit 27 mittels eines Exspirationsventils 26, oftmals auch als „PEEP“-Ventil bezeichnet, der Druck im Exspirationszweig 9 und damit auch der in der Lunge des Patienten 3 vorhandene Druck mit Hilfe eines Ansteuerungssignals 26' eingestellt.
• Zudem wird dabei über das Exspirationsventil 26 in Verbindung mit der Kontrolleinheit 27 und der Gasmisch- und -dosiereinheit 23 mit der darin angeordneten Dosierventilanordnung 25 die Steuerung der Beatmung mit zyklischen Wechseln von Inspirationsphasen und Exspirationsphasen (Atemzyklus, Beatmungsfrequenz) bewirkt. Innerhalb, bzw. im Innern 160 des Beatmungsgerätes 1 ist stromabwärts des Exspirationszweiges der Patientengaszuführungsleitung 9 ein Messort der exspiratorischen Durchflussmenge 17 und ein Messort für einen exspiratorischen Druck 21 angeordnet. In alternativen und besonderen und, an die Anwendung speziell angepassten Ausgestaltungen von Beatmungsgeräten 1 wie Notfallbeatmungsgeräten oder Heimbeatmungsgeräten wie auch Anästhesiegeräten, welche neben den für Anästhesiegeräte zu einer Narkose notwendigen Komponenten auch Komponenten zur Beatmung aufweisen, kann die Aufteilung von Messorten und Komponenten (Messfühlern) in Bezug auf die Elemente im Innen 160 und außerhalb 150 abweichend von der in dieser 1 vereinfacht gezeigten Ausgestaltung realisiert sein. So können beispielsweise die Elemente 15, 17, 19, 21 außerhalb 150 wie auch innerhalb 160 des Beatmungsgerätes angeordnet sein.
• Solche Ausgestaltungen sind vom Gedanken der Erfindung mit umfasst, jedoch aus Gründen einer vereinfachten Darstellung und aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht mit dargestellt. Von diesen Messorten 17, 21 wird die ausgeatmete Luft des Patienten 3 in die Umgebung abgeführt. Die Messorte 11, 13, 15, 17, 19, 21 und die an diesen Messorten angeordneten - in dieser 1 aber aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht im Detail gezeigten - Durchflussmessfühler und Druckmessfühler sind jeweils über geeignete Signal- und Datenleitungen 63, 67, 69, 83, 87, 89 mit der Kontrolleinheit 27 verbunden. In dieser 1 sind eine - in dieser 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigte - Durchflussmesseinheit und eine Druckmesseinheit als in die Kontrolleinheit 27 integriert ausgeführt. Die Kontrolleinheit 27 weist neben der Durchflussmesseinheit und der Druckmesseinheit geeignet ausgebildete Datenverarbeitungs- und Wandlungseinheiten (Signal-Verstärkung, Signalfilterung, A/D-Wandlung), welche in dieser schematischen Darstellung nach 1 nicht mit gezeigt sind, wie auch eine Prozessoreinheit 29 und eine Datenspeichereinheit 31 auf, um den Ablauf der Beatmung durch und mit dem Beatmungsgerät 1 auszugestalten und durchzuführen. Für die Beatmung benötigte Gase 33 wie Sauerstoff und Luft werden mittels in dieser 1 nicht gezeigter Zuleitungen der Gasmisch- und -dosiereinheit 23 zugeführt und dort durch die Dosierventilanordnung 25 in ein Gasgemisch umgesetzt, welches zu einer Beatmung des Patienten 3 geeignet ist.
• An die Kontrolleinheit 27 ist - drahtlos oder drahtgebunden - eine Alarmierungseinheit 40 mit einem optischen Signalgabeelement 41 und mit einem akustischen Signalgabeelement 42 angebunden, um Alarmsituationen, welche im Betrieb des Beatmungsgerätes 1 auftreten können an den Anwender zu signalisieren. Die Anbindung erfolgt derart, dass von der Kontrolleinheit 27 ein Steuersignal 131 bereitgestellt wird. Das Steuersignal 131 indiziert, ob im Überprüfungs-Zeitintervall 112 (2) eine Betriebssituation mit einer Ansammlung von Sekret vorgelegen hat oder gegeben ist. Weiterhin ist an die Alarmierungseinheit 40 eine Ausgabeeinheit 44 zu einer Ausgabe in Textform oder grafischer Form angeordnet, um Hinweise, Alarmierungen und Meldungen an den Anwender, beispielsweise einen Warnhinweis hinsichtlich einer Betriebssituation mit möglichen Ansammlungen von Sekret, auszugeben. Daneben ist an die Kontrolleinheit 27 eine Eingabeeinheit 43 angebunden, über welche der Anwender sowohl Einstellungen wie Beatmungsparameter wie z.B. Beatmungsfrequenz, Tidalvolumen, Beatmungsdrücke (Pinsp, PEEP) und dazu zugehörige Alarmgrenzen wie maximal zulässiger Atemwegsdruck (P_aw-high), Volumengrenzen (MV_Low) am Beatmungsgerät 1 vornehmen kann, als auch signalisierte Alarmsituationen quittieren kann.
• Die 2 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Funktions- und Schrittabfolge einen Ablauf zu einer Bestimmung einer Betriebssituation, welche eine Ansammlung von Sekret indiziert bei einem Beatmungsgerät oder einem Anästhesiegerät. Es ist eine Schritt- und Funktionsabfolge 91 mit einem Start 93, mit einer Gesamtfunktion eines Beatmungsbetriebs 95, sowie weitere Schritte und Funktionen im Ablauf und in Zusammenwirkung mit Messwerten von Durchfluss 97 und Druck 99 während des Beatmungsbetriebes 95 gezeigt. Im regulären Beatmungsbetrieb 95, welcher hier schematisch als ein Funktionsblock gezeigt ist, ergeben sich Druckmesswerte 99 und/ oder Durchflussmesswerte 97, welche in einer Messwertauswertung 101 zusammengeführt werden und anschließend einer Patientenfluss-Bewertung 103 zugeführt werden. Die Durchflussmesswerte 97 aus dem Beatmungsbetrieb wie auch die Druckmesswerte 99 aus dem Beatmungsbetrieb werden vom Beatmungsgerät 1 (1) durch Signale und Datenleitungen 63, 67, 69, 83, 87, 89 (1) der Kontrolleinheit 27 (1) bereitgestellt. Diese Kontrolleinheit 27 (1) kontrolliert den Beatmungsbetrieb 95 nach dieser 2 im Gesamtbetrieb 95 wie auch die Abwicklung der Bestimmung einer Betriebssituation mit einer Ansammlung von Sekret, wie sie sich aus 2 im Weiteren ergibt.
• Die Patientenfluss-Bewertung 103 wird durchgeführt, um festzustellen, ob momentan und aktuell ein Patientendurchfluss vom Patienten 3 (1) zum Beatmungsgerät 1 (1) strömt, also, um festzustellen, welche Phase von Ein- und Ausatmung beim Patienten 3 ( 1) und/oder am Beatmungsgerät 1 (1) aktuell gegeben ist. Zusätzlich zu den Druckmesswerten 99 und/ oder Durchflussmesswerten 97 können Information aus der Steuerung der Beatmung, beispielsweise von der Kontrolleinheit 27 (1) hinsichtlich der aktuellen Atemphase, Beatmungsfrequenz wie des Inspirations-/Exspirationsverhältnisses bei der Patientenfluss-Bewertung 103 berücksichtigt werden.
• Aus dem regulären und regelmäßigen Beatmungsbetrieb 95 ergibt sich nach dieser 2 eine Situation mit einer zumindest zeitweiligen Erhöhung des Atemwegsdrucks (P_AW) 105. Bei dieser Erhöhung des Atemwegsdrucks 105 (P_AW) handelt es sich um eine Überschreitung eines vorbestimmten Druckschwellenwertes 104 durch die Druckmesswerte 99.
• In einer Fallunterscheidung 109 wird zuerst überprüft, ob diese zeitweilige Erhöhung des Atemwegsdrucks 105 durch die vom Patienten verursachte Durchflussmenge bedingt ist. Eine Überschreitung des Durchflussschwellenwertes 108 in Verbindung mit einer Durchflussrichtung mit einer vom Patienten fortströmenden Durchflussmenge indiziert, dass ein Hustenereignis oder Hustenstoß für die zumindest zeitweilige Erhöhung des Atemwegsdrucks 105 (P_AW) auslösend gewesen ist. Eine Information von der Kontrolleinheit (27) (1), dass das Beatmungsgerät 1 (1) aktuell in einer Exspirationsphase, basierend auf einer mandatorischen Einleitung der Exspirationsphase oder basierend auf einer vom Patienten mittels Druck- und/ oder Flow-Trigger verursachten Einleitung der Exspirationsphase betrieben wird, indiziert ebenfalls für sich, sowie in Verbindung mit der vom Patienten fortströmenden Durchflussmenge, dass ein Hustenereignis oder Hustenstoß für die zumindest zeitweilige Erhöhung des Atemwegsdrucks 105 (P_AW) auslösend gewesen sein wird. Falls nicht mindestens ein Hustenereignis für die die zumindest zeitweilige Erhöhung des Atemwegsdrucks 105 (P_AW) auslösend gewesen ist, wird an den Anfang 93 der Schritt und Funktionsabfolge zurückgesprungen.
• Anschließend wird, falls die zeitweilige Erhöhung des Atemwegsdrucks 105 durch den Patienten verursacht wurde, in einer weiteren Fallunterscheidung 111 überprüft, ob innerhalb eines Überprüfungs-Zeitintervalls 112 bereits zeitlich vor dieser zeitweiligen Erhöhung des Atemwegsdrucks 105 seit einem zeitlich vorherigen Überprüfungszeitpunkt ein Hustenereignis oder mehrere Hustenereignisse aufgetreten sind und als ein initiales Hustenereignis 113 registriert worden ist.
• Als Überprüfungs-Zeitintervall 112 wird für die Bestimmung von Betriebszuständen, welche Ansammlungen von Sekret in der Lunge oder den Atemwegen eines Patienten indizieren, eine Zeitdauer von 5 bis 15 Minuten gewählt. Typischerweise umfasst das Überprüfungs-Zeitintervall damit eine Anzahl von 30 bis 300 Atemzyklen mit jeweils einer Inspirationsphase und einer Exspirationsphase mit einer Atemzyklusdauer von ungefähr 3 bis 6 Sekunden. Während eines solchen Überprüfungs-Zeitintervalls 112 treten üblicherweise fünf bis fünfzehn Hustenereignisse auf.
• Falls die Fallunterscheidung 111 das Ergebnis liefert, dass es seit dem zeitlich vorherigen Überprüfungszeitpunkt nicht mindestens ein Hustenereignis aufgetreten ist, wird diese zeitweilige Erhöhung des Atemwegsdrucks 105 als initiales Hustenereignis 113 eingeschätzt und das initiale Hustenereignis 113 mittels einer Markierung 115 (SET) registriert und das Überprüfungs-Zeitintervall 112 wird mittels einer weiteren Markierung 115' (RESET), beispielsweise einer Rücksetzung einer Zeitmessung, gestartet. Anschließend wird zum Start 93 der Schritt- und Funktionsabfolge 91 zurück gesprungen und der Ablauf mit dem Überprüfungs-Zeitintervall zur Bestimmung der Betriebssituation, welche eine Ansammlung von Sekret indiziert, weiter fort- und ausgeführt.
• Falls die Fallunterscheidung 111 das Ergebnis liefert, dass es seit dem zeitlich vorherigen Überprüfungszeitpunkt bereits ein Hustenereignis oder mehrere Hustenereignisse aufgetreten sind, wird diese zeitweilige Erhöhung des Atemwegsdrucks 105 als weiteres Hustenereignis 117 eingeschätzt und als weiteres, dem initialen Hustenereignis 113 folgendes Hustenereignis 117 gezählt.
• Anschließend wird in einer weiteren Fallunterscheidung 129 überprüft, ob innerhalb des Überprüfungs-Zeitintervalls eine Anzahl von Hustenereignissen aufgetreten und registriert worden ist, welche einen vorbestimmten Wert 123 überschreitet. Falls die Anzahl von gezählten Hustenereignissen 117 in dem Überprüfungs-Zeitintervall 112 den vorbestimmten Wert 123 überschritten hat, wird ein Steuersignal 131 bereitgestellt, welches die Betriebssituation mit einer Ansammlung von Sekret indiziert und die Funktionsabfolge 91 fortgesetzt und zum Start 93 der Schritt- und Funktionsabfolge 91 zurück gesprungen und der Ablauf mit dem Überprüfungs-Zeitintervall zur Bestimmung der Betriebssituation, welche eine Ansammlung von Sekret indiziert, erneut ausgeführt. Auch für den Fall, dass der vorbestimmte Wert 123 durch die Anzahl von gezählten Hustenereignissen 117 in dem Überprüfungs-Zeitintervall 112 nicht überschritten wurde, wird zum Start 93 der Schritt- und Funktionsabfolge 91 zurück gesprungen und der Ablauf mit dem Überprüfungs-Zeitintervall zur Bestimmung der Betriebssituation, welche eine Ansammlung von Sekret indiziert, erneut ausgeführt.
• Das Steuersignal 131 kann, wie in dieser 2 mittels gestrichelter Linien angedeutet und aus der 1 zu entnehmen ist, im Betrieb des Beatmungsgerätes 1 (1), vorzugsweise für eine Ausgabe einer Hinweismeldung oder Fehlermeldung, beispielsweise in Textform oder grafischer Form 44, in Form eines akustischen Alarms 42 oder eines visuellen Alarms 41 verwendet und weiterverarbeitet werden.
• Bezugszeichenliste

1

medizintechnische Vorrichtung, Beatmungsgerät, Medizingeräteanordnung

3

Patient

5

Patientengaszuführungsleitung

7

Inspirationszweig der Patientengaszuführungsleitung

9

Exspirationszweig der Patientengaszuführungsleitung

11

Messort der Patientendurchflussmenge, Y-Stück, Verbindungselement

13

Messort für Patientendruck, Atemwegsdruck

15

Messort der inspiratorischen Durchflussmenge

17

Messort der exspiratorischen Durchflussmenge

19

inspiratorischer Druck, Messort

21

exspiratorischer Druck, Messort

23

Gasmisch- und -dosiereinheit

25

Dosierventilanordnung

26

Exspirationsventil

26'

Ansteuerungssignal für das Exspirationsventil 26

27

Kontrolleinheit, elektronische Steuerung

29

Prozessoreinheit

31

Datenspeichereinheit

40

Alarmierungseinheit, Alarmausgabe

41

optisches Signalgabeelement

42

akustisches Signalgabeelement

43

Eingabeeinheit

44

Ausgabeeinheit zur Textausgabe, Bildschirm

63, 67, 69

Signal-/Datenleitungen der Druckmessorte

83, 87, 89

Signal-/Datenleitungen der Durchfluss-Messorte

91

Schritt und Funktionsabfolge

93

Beginn, Start

95

Beatmungsbetrieb, Gesamtfunktion

97

Durchflussmesswerte aus dem Beatmungsbetrieb

99

Druckmesswerte aus dem Beatmungsbetrieb

101

Messwertauswertung

103

Patientendurchfluss-Bewertung

104

Druckschwellenwert

105

Erhöhung des Atemwegsdrucks (P_AW)

108

Durchflussschwellenwert

109

Fallunterscheidung (Druckerhöhungs-Ursache)

111

Fallunterscheidung (Bedingung für Hustenereignis-Zählung)

112

Überprüfungs-Zeitintervall

113

initiales Hustenereignis

115

Ereignismarkierung (SET)

115'

Markierung (RESET) Zeitmessung

117

Zähler für Hustenereignisse

123

vorbestimmte Anzahl für Hustenereignisse im Zeitintervall 112

129

Fallunterscheidung (Häufigkeit Hustenereignisse)

131

Steuersignal

150

Außerhalb des Gerätes angeordnete Komponenten

160

Innerhalb des Gerätes angeordnete Komponenten

Claims (19)

1. Verfahren zur Bestimmung von Betriebssituationen bei einer medizintechnischen Vorrichtung (1), wobei die medizintechnische Vorrichtung (1) zu einer Verarbeitung von, von Sensoren (11, 13, 15, 17, 19, 21) bereitgestellten Sensorsignalen (97, 99) der medizintechnischen Vorrichtung (1) ausgebildet ist, wobei die Sensorsignale (97, 99) pneumatisch/ fluidisch physikalische Zustände eines Atemgases in einem mit der medizintechnischen Vorrichtung (1) und mit einem Patienten (3) gasführend verbundenen und gekoppelten und zu einem Transport von Gasen ausgebildeten gasführenden Verbindungssystem (5, 7, 9) von und zu dem Patienten (3) indizieren, aus denen Werte eines in dem gasführenden Verbindungssystem (5, 7, 9) vorhandenen Atemwegsdrucks P_AW (99) und einer Durchflussmenge (97), sowie der Durchflussmenge (97) in dem gasführenden Verbindungssystem (5, 7, 9) zugehörige Strömungsrichtungen bestimmt werden können, wobei folgende Schrittabfolge (91) wiederholt ausgeführt wird: - Erfassung von pneumatisch/fluidisch physikalischen Zuständen in dem gasführenden Verbindungssystem (5, 7, 9) mit Bestimmung von Werten (97, 99) von Druck und Durchflussmengen und Strömungsrichtungen, - Vergleich (105) auf Basis der bestimmten Werte (99) des Atemwegsdrucks P_AW, ob eine Überschreitung eines, den Atemwegsdruck P_AW indizierenden Vergleichskriteriums (104) durch einen aktuellen bestimmten Wert (99) des Atemwegsdrucks P_AW gegeben ist, - Ermittlung (109), ob die medizintechnische Vorrichtung (1) in einem Betriebszustand befindlich ist, in welchem von der medizintechnischen Vorrichtung (1) eine geringere Menge an Atemgas hin zu dem Patienten (3) gefördert wird als von dem Patienten (3) fortströmt auf Basis eines Vergleichs (103), ob eine Überschreitung eines, eine Durchflussmenge und eine Strömungsrichtung indizierenden Vergleichskriteriums (108) durch den bestimmten Wert (97) der Durchflussmenge und durch die bestimmte Strömungsrichtung gegeben ist, - Überprüfung (111), ob während eines Überprüfungs-Zeitintervalls (112) seit einem zeitlich vorherigen Überprüfungszeitpunkt ein Hustenereignis (117) oder mehrere Hustenereignisse (117) stattgefunden haben - und Initialisierung (115') des Überprüfungs-Zeitintervalls (112) und Beginn (115) einer Erfassung, Zählung und Registrierung einer Anzahl von Hustenereignissen (117) mit einem initialen Hustenereignis (113), - falls während des Überprüfungs-Zeitintervalls (112) seit dem zeitlich vorherigen Überprüfungszeitpunkt nicht mindestens ein Hustenereignis (117) stattgefunden hat und - falls die medizintechnische Vorrichtung (1) aktuell in dem Betriebszustand befindlich ist, in welchem von der medizintechnischen Vorrichtung (1) eine geringere Menge an Atemgas hin zu dem Patienten (3) gefördert wird als von dem Patienten (3) fortströmt - und falls die Überschreitung des den Atemwegsdruck P_AW indizierenden Vergleichskriteriums (104) durch den aktuell bestimmten Wert (99) des Atemwegsdrucks P_AW gegeben ist, - Fortsetzung der Erfassung, Zählung und Registrierung der Anzahl von Hustenereignissen (117), - falls während des Überprüfungs-Zeitintervalls (112) seit dem zeitlich vorherigen Überprüfungszeitpunkt mindestens ein Hustenereignis (113, 117) stattgefunden hat und - falls die medizintechnische Vorrichtung (1) aktuell in dem Betriebszustand befindlich ist, in welchem von der medizintechnischen Vorrichtung (1) eine geringere Menge an Atemgas hin zu dem Patienten (3) gefördert wird als von dem Patienten (3) fortströmt und - falls die Überschreitung des den Atemwegsdruck P_AW indizierenden Vergleichskriteriums (104) durch den aktuellen bestimmten Wert (99) des Atemwegsdrucks P_AW gegeben ist, - Vergleich (129) der in dem Überprüfungs-Zeitintervall (112) erfassten Anzahl von Hustenereignissen (117) mit einer vorbestimmten Vergleichsanzahl (123), - Ermittlung auf Basis des Vergleichs (127) hinsichtlich der erfassten Anzahl von Hustenereignissen in Bezug auf die vorbestimmte Vergleichsanzahl (123), ob eine Betriebssituation gegeben ist, welche eine Ansammlung von Sekret indiziert, - Bereitstellung eines Steuersignals (131), welches die Betriebssituation einer Ansammlung von Sekret indiziert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei als mögliches Vergleichskriterium für den Atemwegsdruck P_AW ein vorbestimmter Druckschwellenwert (104), vorzugsweise ein Druckschwellenwert für einen erwachsenen Patienten (3) von 30 hPa ± 3 hPa gewählt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bestimmung des Atemwegsdrucks P_AW auf Basis von Werten (99) mindestens eines Drucksensors (13, 19, 21) erfolgt, wobei der mindestens eine Drucksensor (13, 19, 21) am Patientenverbindungs-Pfad (5) oder am Verbindungssystem (11) und/ oder am inspiratorischen Verbindungssystem (7) und/ oder am exspiratorischen Verbindungssystem (9) angeordnet ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die für die Bestimmung des Betriebszustands, in welchem von der medizintechnischen Vorrichtung (1) eine geringere Menge an Atemgas hin zu dem Patienten (3) gefördert wird, als von dem Patienten (3) fortströmt, auf Basis von Werten (97) mindestens eines Durchflusssensors (11, 15, 17) erfolgt, wobei der mindestens eine Durchflusssensor (11, 15, 17) am Patientenverbindungs-Pfad (5) oder am Verbindungssystem (11) und/ oder am inspiratorischen Verbindungssystem (7) und/ oder am exspiratorischen Verbindungssystem (9) angeordnet ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die für die Bestimmung des Betriebszustands, in welchem von der medizintechnischen Vorrichtung (1) eine geringere Menge an Atemgas hin zu dem Patienten (3) gefördert wird als von dem Patienten fortströmt, mindestens eine Information aus einem Ablauf (95) der Steuerung der medizintechnischen Vorrichtung (1) hinsichtlich der aktuellen Atemphase berücksichtigt werden oder Information hinsichtlich eines Zustands eines Exspirationsventils (26) oder ein Ansteuerungssignal (26') für ein solches Exspirationsventil (26) mit berücksichtigt wird.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Verfahrensansprüche, wobei das Überprüfungs-Zeitintervall (112) mit dem initialen Hustenereignis (113) beginnt und nach einer vorbestimmten Zeitdauer im Bereich von 5 Minuten bis 15 Minuten nach dem initialen Hustenereignis (113) endet.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Verfahrensansprüche, wobei für das Überprüfungs-Zeitintervall (112) eine Anzahl von 30 bis 300 aufeinanderfolgenden Atemzyklen gewählt wird.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Verfahrensansprüche, wobei die Anzahl an Hustenereignissen (117), mit der vorbestimmten Vergleichsanzahl (123) beginnend dekrementierend gegen den Wert von Null gezählt wird oder von einem Startwert, vorzugsweise mit einem Wert von Null, beginnend mit dem initialen Hustenereignis (113), , inkrementierend bis zur vorbestimmten Vergleichsanzahl (123) gezählt wird.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Verfahrensansprüche, wobei zur Bestimmung des initialen Hustenereignisses (113) in dem Betriebszustand, in welchem von der medizintechnischen Vorrichtung (1) eine geringere Menge an Atemgas hin zu dem Patienten (3) gefördert wird, als von dem Patienten (3) fortströmt, eine Anzahl von mindestens zwei in einem vorbestimmten Zeitabstand, vorzugsweise in einem Zeitabstand von 0,3 Sekunden bis 5 Sekunden auftretenden Hustenereignissen (117), gewählt wird.
10. Medizintechnische Vorrichtung (1) - mit einem, zu einem Transport von Atemgasen ausgebildeten Verbindungssystem (5, 7, 9), - mit einer Druckmesseinheit, - mit einer Durchflussmesseinheit, - mit einer Kontrolleinheit (27) und - mit einer Alarmierungseinheit (40), - wobei das Verbindungsystem (5, 7, 9) einen exspiratorischen Pfad (9) aufweist, welcher zu einer Fortführung einer exspiratorischen Menge an Atemgas von dem Patienten (3) ausgebildet und vorgesehen ist, - wobei das Verbindungsystem (5, 7, 9) einen inspiratorischen Pfad (7) aufweist, welcher zu einer Hinführung einer inspiratorischen Menge an Atemgas zu der medizintechnischen Vorrichtung (1) zu dem Patienten (3) ausgebildet und vorgesehen ist, - wobei das Verbindungsystem (5, 7, 9) einen Patientenverbindungs-Pfad (5) aufweist, welcher zu einer Hinführung der inspiratorischen Menge an Atemgas von der medizintechnischen Vorrichtung (1) zu dem Patienten (3) und zu einer Fortführung der exspiratorischen Menge an Atemgas von dem Patienten (3) ausgebildet und vorgesehen ist, - wobei der exspiratorische Pfad (9) und der inspiratorische Pfad (7) mittels eines Verbindungselements (11) miteinander und mit dem Patientenverbindungs-Pfad (5) verbunden sind, - wobei die Durchflussmesseinheit mindestens einen Durchflussmessfühler (11, 15, 17) aufweist, welcher in oder an dem Verbindungssystem (5, 7, 9) oder in oder an der medizintechnischen Vorrichtung (1) angeordnet ist und dazu vorgesehen ist, mindestens einen Durchflussmengenmesswert (97) einer Menge an Atemgas und eine dem Durchflussmengenmesswert (97) zugehörige Strömungsrichtung des Atemgases zu erfassen, welche in dem Verbindungssystem (5, 7, 9) von dem Patienten (3) fortströmt oder von der medizintechnischen Vorrichtung (1) zu dem Patienten (3) hin strömt und wobei die Durchflussmesseinheit dazu ausgebildet ist, diesen mindestens einen Durchflussmengenmesswert (97) und die zugehörige Strömungsrichtung der Kontrolleinheit (27) bereitzustellen, - wobei die Druckmesseinheit mindestens einen Druckmessfühler (13, 19, 21) aufweist, welcher in oder an der medizintechnischen Vorrichtung (1) oder dem Verbindungssystem (5, 7, 9) angeordnet und dazu vorgesehen ist, einen Druckmesswert (99) eines Druckes zu erfassen, welcher in dem Verbindungssystem (5, 7, 9) vorhanden ist und wobei die Druckmesseinheit (t) ausgebildet ist, diesen mindestens einen Druckmesswert (99) der Kontrolleinheit (27) als einen Atemwegsdruck P_AW bereitzustellen, - wobei die Kontrolleinheit (27) - zu einer Ermittlung oder Einlesen mindestens eines Druckmesswertes (99), - zu einer Bestimmung eines aktuellen Atemwegsdrucks P_AW auf Basis des mindestens einen Druckmesswertes (99), - zu einem Vergleich auf Basis der bestimmten Werte (99) des Atemwegsdrucks P_AW, ob eine Überschreitung eines, den Atemwegsdruck P_AW (99) indizierenden Vergleichskriteriums durch den aktuellen bestimmten Wert des Atemwegsdrucks P_AW gegeben ist, - zu einer Ermittlung oder Einlesen mindestens eines Durchflussmesswertes (99), - zu einer Ermittlung, ob die medizintechnische Vorrichtung (1) in einem Betriebszustand befindlich ist, in welchem von der medizintechnischen Vorrichtung (1) eine geringere Menge an Atemgas hin zu dem Patienten (3) gefördert wird, als von dem Patienten fortströmt, - auf Basis einer Information aus einem Ablauf (91) der Beatmung - und/ oder einer Information hinsichtlich eines Zustands eines Exspirationsventils (26) oder ein Ansteuerungssignal (26') für ein solches Exspirationsventil (26) - und/ oder auf Basis eines Vergleichs, ob eine Überschreitung eines, eine Durchflussmenge und eine Strömungsrichtung indizierenden Vergleichskriteriums (108) durch den bestimmten Wert (97) der Durchflussmenge und durch die bestimmte Strömungsrichtung gegeben ist - zu einer Überprüfung (111), ob während eines Überprüfungs-Zeitintervalls (112) seit einem zeitlich vorherigen Überprüfungszeitpunkt ein Hustenereignis (117) oder mehrere Hustenereignisse (117) stattgefunden haben, - zu einer Initialisierung (115') des Überprüfungs-Zeitintervalls (112) - und Beginn einer Erfassung einer Anzahl von Hustenereignissen (117), - falls während des Überprüfungs-Zeitintervalls (112) seit dem zeitlich vorherigen Überprüfungszeitpunkt nicht mindestens ein Hustenereignis (117) stattgefunden hat und - falls die medizintechnische Vorrichtung (1) aktuell in dem Betriebszustand befindlich ist, in welchem von der medizintechnischen Vorrichtung (1) eine geringere Menge an Atemgas hin zu dem Patienten (3) gefördert wird, als von dem Patienten fortströmt - und die Überschreitung des den Atemwegsdruck P_AW indizierenden Vergleichskriteriums (104) durch den aktuellen bestimmten Wert (99) des Atemwegsdrucks P_AW gegeben ist, - zu einer Fortsetzung der Erfassung, Zählung und Registrierung (115) der Anzahl von Hustenereignissen (113), - falls während des Überprüfungs-Zeitintervalls (112) seit dem zeitlich vorherigen Überprüfungszeitpunkt mindestens ein Hustenereignis (113, 117) stattgefunden hat und - falls die medizintechnische Vorrichtung (1) aktuell in dem Betriebszustand befindlich ist, in welchem von der medizintechnischen Vorrichtung (1) eine geringere Menge an Atemgas hin zu dem Patienten (3) gefördert wird, als von dem Patienten fortströmt und - falls die Überschreitung des den Atemwegsdruck P_AW indizierenden Vergleichskriteriums (104) durch den aktuellen bestimmten Wert (99) des Atemwegsdrucks P_AW gegeben ist, - zu einem Vergleich (129) der in dem Überprüfungs-Zeitintervall (112) erfassten Anzahl von Hustenereignissen (117) mit einer vorbestimmten Vergleichsanzahl (123), - zu einer Ermittlung auf Basis des Vergleichs hinsichtlich der erfassten Anzahl von Hustenereignissen (117) in Bezug auf die vorbestimmte Vergleichsanzahl (123), ob die Betriebssituation gegeben ist, welche eine Ansammlung von Sekret indiziert, - zu einer Bereitstellung eines Steuersignals (131), welches die Betriebssituation mit einer Ansammlung von Sekret indiziert, ausgebildet ist.
11. Medizintechnische Vorrichtung (1) nach Anspruch 10, wobei der mindestens eine Drucksensor (13, 19, 21) zu einer Erfassung des Drucks - am Patientenverbindungs-Pfad (5) oder am Verbindungselement (11) angeordnet und ausgebildet ist - und/ oder am inspiratorischen Pfad (7) angeordnet und ausgebildet ist - und/ oder am exspiratorischen Pfad (9) angeordnet und ausgebildet ist und wobei der mindestens eine Drucksensor (13, 19, 21) zu einer Signalübermittlung eines Wertes (99), welcher den Atemwegsdruck P_AW indiziert, an die Kontrolleinheit (27) ausgebildet ist.
12. Medizintechnische Vorrichtung (1) nach Anspruch 10, wobei der mindestens eine Durchflusssensor (11, 15, 17) zu einer Erfassung von Durchflussmengen - am Patientenverbindungs-Pfad (5) oder am Verbindungselement (11) angeordnet und ausgebildet ist - und/ oder am inspiratorischen Pfad (7) angeordnet und ausgebildet ist - und/ oder am exspiratorischen Pfad (9) angeordnet und ausgebildet ist und wobei der mindestens eine Durchflusssensor (11, 15, 17) zu einer Signalübermittlung eines Wertes (97), welcher den Atemwegsdruck P_AW indiziert, an die Kontrolleinheit (27) ausgebildet ist.
13. Medizintechnische Vorrichtung (1) nach Anspruch 12, wobei die Kontrolleinheit (27) zur Ermittlung, ob die medizintechnische Vorrichtung (1) in einem Betriebszustand befindlich ist, in welchem von der medizintechnischen Vorrichtung (1) eine geringere Menge an Atemgas hin zu dem Patienten (3) gefördert wird, als von dem Patienten (3) fortströmt, auf Basis einer Differenz aus den Signalen des in oder am exspiratorischen Pfad (9) des Verbindungssystems (5, 7, 9) angeordneten Durchflussmessfühlers (21) und des in oder am inspiratorischen Pfad (7) des Verbindungssystems (5, 7, 9) angeordneten Durchflussmessfühlers (14) ausgebildet ist.
14. Medizintechnische Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Vorrichtungsansprüche, wobei die Alarmierungseinheit (40) zu einer Ausgabe einer Meldung oder eines Hinweises (44) und/ oder einer Alarmierung eines, die Betriebssituation mit einer Ansammlung von Sekret indizierenden, visuellen und/oder akustischen Warnhinweises oder Alarms (41, 42) ausgebildet ist.
15. Medizintechnische Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Vorrichtungsansprüche, wobei von der Kontrolleinheit (27) als Vergleichskriterium (104) für den Atemwegsdruck P_AW ein vorbestimmter Druckschwellenwert (104), vorzugsweise ein Druckschwellenwert für einen erwachsenen Patienten (3) von 30 hPa ± 3 hPa gewählt wird.
16. Medizintechnische Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Vorrichtungsansprüche, wobei das Überprüfungs-Zeitintervall (112) von der Kontrolleinheit (27) derart gewählt wird, dass das Überprüfungs-Zeitintervall (112) mit dem initialen Hustenereignis (113) beginnt und nach einer vorbestimmten Zeitdauer in einem Zeitbereich von 5 Minuten bis 15 Minuten nach dem initialen Hustenereignis (113) endet.
17. Medizintechnische Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Vorrichtungsansprüche, wobei für das Überprüfungs-Zeitintervall (112) von der Kontrolleinheit (27) eine Anzahl von 30 bis 300 aufeinanderfolgenden Atemzyklen gewählt wird.
18. Medizintechnische Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Vorrichtungsansprüche, wobei die Zählung der Anzahl von Hustenereignissen (117) von der Kontrolleinheit (27) entweder, beginnend mit dem initialen Hustenereignis (113) und inkrementierend bis zur vorbestimmten Vergleichsanzahl (123) oder dekrementierend, beginnend mit der vorbestimmten Vergleichsanzahl (123) gegen einen Wert von Null, durchgeführt wird.
19. Medizintechnische Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Vorrichtungsansprüche, wobei zur Bestimmung des initialen Hustenereignisses (113) von der Kontrolleinheit (27) in dem Betriebszustand, in welchem von der medizintechnischen Vorrichtung (1) eine geringere Menge an Atemgas hin zu dem Patienten (3) gefördert wird, als von dem Patienten (3) fortströmt, eine Anzahl von mindestens zwei in einem vorbestimmten Zeitabstand, vorzugsweise in einem Zeitabstand von 0,3 Sekunden bis 5 Sekunden, auftretenden Hustenereignissen (117) gewählt wird.

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