DE10164313A1 - Beatmungsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beatmungsvorrichtung mit wenigstens drei Sensoren, welche physikalische Daten über den Patienten zuzuführende oder von diesem wegzuführende Atemgase an die Steuereinheit eines Beatmungsgerätes übermitteln, so dass die Zustandsänderungen oder Differenzen zwischen vergleichbaren Messwerten Aufschluss über das Atemverhalten des Patienten oder über mögliche Volumendifferenzen oder Leckagen in der Gasversorgung geben können.

Description

• Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Beatmungsvorrichtung zur Beatmung von Patienten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Beatmungsvorrichtungen werden überwiegend in der Medizintechnik zur künstlichen Beatmung von Patienten eingesetzt. Solche Vorrichtungen weisen einerseits ein Beatmungsgerät auf, mit dem das den Patienten zuzuführende Atemgas aufbereitet wird; andererseits kommt damit ein Gasversorgungssystem zum Einsatz, mit welchem das Atemgas dem Patienten zugeführt oder auch von diesem fortgeleitet wird. Das Gasversorgungssystem wird dazu mit dem Beatmungsgerät verbunden. Teil des Gasversorgungssystems ist die Inspirationsleitung, über die das einzuatmende Atemgas dem Patienten zugeführt wird. Das Gasversorgungssystem weist weiterhin eine Exspirationsleitung auf, über welche das vom Patienten ausgeatmete Exspirationsgas abgeführt und zum Beatmungsgerät zurückgeleitet wird. In der Exspirationsleitung und insbesondere in der Inspirationsleitung können je nach Anwendung noch Beatmungskomponenten vorgesehen sein, beispielsweise um das Inspirationsgas zu reinigen oder anzufeuchten.
• Die Zusammensetzung des Inspirationsgases, welches meist aus Druckluft und Sauerstoff besteht, lässt sich in bestimmten Grenzen durch den Anwender einstellen. Ebenso ist der Druck einstellbar, mit dem das Inspirationsgas zum Patienten hingeleitet wird. Auch das dem Patienten zugeführte Gasvolumen ist nach dem Stand der Technik regelbar, wobei diese Regelung üblicherweise von einer Steuereinheit innerhalb des Beatmungsgerätes vorgenommen wird.
• Je nach Zustand des Gasversorgungssystems und des Patienten sind verschiedene Parameter bei der Gasaufbereitung und -zuführung zu berücksichtigen. So hängt beispielsweise der erforderliche Druck vom Zustand der Lunge des Patienten ab. Er muss groß genug sein, um die Lunge in geeignetem Maße aufzublähen, darf jedoch ein kritisches Maximum nicht übersteigen. Insbesondere im Fall eines kollabierten Lungenflügels ist die geschickte Wahl des Druckes von besonderer Bedeutung für eine sichere Beatmung. Auch die pro Atemzug des Patienten zuzuführende Gasmenge kann je nach Patientenzustand variieren und muss dabei sicher zugeführt werden.
• In einer sogenannten Entwöhnungsphase, bei der der Patient in der Lage ist, teilweise selbst zu atmen, unterstützt das Beatmungsgerät diese spontane Atmung. Es stellt dabei beispielsweise sicher, dass ein bestimmtes Gasvolumen pro Zeiteinheit von dem Patienten eingeatmet wird. Dieses Volumen wird mit einer ausreichenden Sauerstoffversorgung des Patienten gleichgestellt. Unterbleiben eigenständige Atemzüge des Patienten oder sind die Atemzüge des Patienten nicht tief genug, so sorgt in der Praxis das Beatmungsgerät dafür, dass der ausgebliebene Atemzug nachgeholt wird bzw. die zu flachen Atemzüge tiefer werden. Dazu wird das eingestellte Gasgemisch entweder nach Ablauf einer bestimmten Zeit oder bei einem erkannten spontanen Atemzug so verabreicht, dass sich das eingestellte Atemminutenvolumen ergibt.
• In der Praxis tritt häufig das Problem auf, dass das Gasversorgungssystem Undichtigkeiten aufweist. Solche Undichtigkeiten können beispielsweise im Bereich von Beatmungskomponenten auftreten, welche im Gasversorgungssystem vorgesehen sind. Sie können durch Materialermüdung oder auch durch mechanische Beanspruchung von außen hervorgerufen werden, beispielsweise durch Bewegung des Patienten. Auch eine Blockierung der Gasversorgung, beispielsweise durch Einklemmen oder Abschnüren von Gasversorgungsleitungen kann in der Praxis auftreten. Beide Arten von Störungen können für den Patienten gefährlich werden. Bei einem Leck in der Inspirationsleitung führt eine druckgesteuerte Beatmung beispielsweise dazu, dass der vom Beatmungsgerät angestrebte Beatmungsdruck nicht aufgebaut werden kann. Dadurch wird der erwartete Ablauf der Inspirationsphase stark beeinflusst bzw. fälschlicherweise verlängert. Selbst wenn eine heutzutage übliche Zeitüberwachung diesen Versuch des Druckaufbaus irgendwann beendet, nimmt der Patient unweigerlich Schaden, da der tatsächlich erforderliche Druck seine Lunge nicht erreicht hat. Auch eine volumengesteuerte Beatmung führt zu einer unzureichenden Beaufschlagung der Lunge des Patienten, wenn ein Teil des Volumens durch ein Leck in die Umgebung entweichen kann.
• In der Praxis erkennen die Beatmungsgeräte die Atembemühung eines Patienten meist dadurch, dass der Druck in dem Gasversorgungssystem abfällt, obwohl das Beatmungsgerät keine Gasströmung veranlasst hat, oder, dass ein unerwarteter Volumenstrom im Gasversorgungssystem erkannt wird. Damit das Beatmungsgerät die Atembemühungen des Patienten erkennen kann, muss eine daraus resultierende Zustandsänderung im Gasversorgungssystem sichtbar erkannt werden. Ein Leck in diesem System zwischen dem Patienten und dem Beatmungsgerät verfälscht solche Zustandsänderungen jedoch möglicherweise so stark, dass sie nicht entsprechend erkannt werden können. Dies kann dazu führen, dass der Patient erhebliche Anstrengungen unternehmen muss, um durch das Leck des Systems aktiv Raumluft einzuatmen, anstatt vom Beatmungsgerät mit sauerstoff-angereicherter Atemluft unterstützt zu werden.
• Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der unerwünschte physikalische Zustände von Inspirations- oder Exspirationsgasen erkannt werden können, so dass diese Zustände bei der Regelung der Gasversorgung berücksichtigt und kombiniert werden können.
• Die Aufgabe wird gelöst durch eine Beatmungsvorrichtung nach Anspruch 1.
• Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass es vorteilhaft ist, in der Inspirationsgasleitung und/oder Exspirationsgasleitung insgesamt wenigstens drei Sensoren vorzusehen, mit denen das jeweilige Gas hinsichtlich eines oder mehrerer physikalischer Parameter überwacht werden kann. Die Sensoren sind dabei mit der Steuereinheit des Beatmungsgerätes verbunden, so dass die Steuereinheit die von den Sensoren übermittelten Daten auswerten und bei der Regelung der Gasversorgung berücksichtigen kann. Die von den Sensoren überwachten Parameter liefern damit Informationen über den jeweiligen Gasstrom an die Steuereinheit, aus denen der Zustand des Gasstromes ermittelt werden kann. Ergibt sich dabei ein Zustand, der nicht mit dem von der Steuereinheit zu bewirkenden Zustand übereinstimmt, so kann die Steuereinheit eine Fehlermeldung oder einen Alarm ausgeben oder die ermittelte Abweichung bei der Regelung der Gasversorgung berücksichtigen und kompensieren.
• Die Beatmungsvorrichtung weist eine Inspirationsleitung auf, welche das einzuatmende Gas dem Patienten zuführt. Eine Exspirationsgasleitung leitet das vom Patienten ausgeatmete Gas wieder ab. Ein Gasversorgungssystem führt die beiden Leitungen dabei von dem Beatmungsgerät zum Patienten hin. Innerhalb des Gasversorgungssystems laufen die beiden Leitungen größtenteils getrennt, nur am patientenseitigen Ende übernimmt ein besonderer Leitungsabschnitt die gemeinsame Leitung von Inspirations- und Exspirationsgas. In diesem Abschnitt sind also Inspirationsgasleitung und Exspirationsgasleitung identisch. Insbesondere in der Inspirationsgasleitung, jedoch auch im Exspirationsgaszweig können Beatmungskomponenten vorgesehen sein, welche das Atemgas in geeigneter Form beeinflussen. Dies kann beispielsweise ein Befeuchter oder ein Regelelement in der Inspirationsgasleitung sein. Ebenso kommt für die Exspirationsgasleitung beispielsweise eine Wasserfalle oder ein Regelelement in Frage.
• Das Atemgas, welches von dem Beatmungsgerät aufbereitet und bereit gestellt wird, wird im Beatmungsgerät in dessen Inspirationsgaszweig eingeleitet, von dort aus dem Beatmungsgerät heraus in das Gasversorgungssystem geleitet, von wo es aus der getrennten Inspirationsgasleitung schließlich in den gemeinsamen Gasführungsabschnitt in der Nähe des Patienten und weiter in die Lunge gelangt. Das vom Patienten ausgeatmete Exspirationsgas wird durch diesen gemeinsamen Abschnitt wieder zurückgeleitet bis zu der Stelle im Gasversorgungssystem, an der sich Exspirations- und Inspirationsleitung trennen. Von dort gelangt das Exspirationsgas durch die Exspirationsgasleitung zurück in das Beatmungsgerät, wo das Gas üblicherweise an die Umgebung abgegeben wird. Die Exspirations- und Inspirationsgasleitung im Sinne der vorliegenden Erfindung erstreckt sich also vom Patienten bis zum Beatmungsgerät und auch innerhalb desselben. Der patientennahe Abschnitt des Gasversorgungssystems, in dem das Exspirations- und Inspirationsgas in einer gemeinsamen Leitung geführt werden, sei im Folgenden auch als identischer Abschnitt bezeichnet.
• Die Anordnung der Sensoren innerhalb der Beatmungsvorrichtung ist in vorteilhafter Weise frei wählbar. Denkbar ist also beispielsweise die Anordnung eines ersten Sensors in der Inspirationsgasleitung innerhalb des Beatmungsgerätes und die Anordnung eines zweiten Sensors in der Exspirationsgasleitung innerhalb des Beatmungsgerätes. Ein dritter Sensor könnte wahlweise angrenzend an den ersten oder zweiten oder an einer beliebigen anderen Stelle eingesetzt werden. Denkbar ist auch die Anordnung von drei Sensoren unmittelbar hintereinander in der Exspirations- oder Inspirationsgasleitung oder auch im identischen Abschnitt.
• Die Sensoren können vorteilhafterweise zur Erfassung beliebiger physikalischer Messgrößen ausgebildet sein. Insbesondere sind sie für die Erfassung eines Drucks, eines Volumens, einer Geschwindigkeit, einer Temperatur oder einer Dichte ausgebildet. Auf diese Weise ist es vorteilhaft möglich, an geeigneter Stelle innerhalb des Beatmungsgerätes oder des Gasversorgungssystems das Inspirationsgas oder Exspirationsgas hinsichtlich dieser physikalischen Parameter zu überwachen. Beispielsweise lässt sich damit die Gasgeschwindigkeit im identischen Abschnitt oder der Druck des Inspirationsgases in der entsprechenden Zuleitung ermitteln.
• In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Sensoren mit einem relativ großen Abstand bezogen auf den Strömungsweg zueinander angeordnet. Dies bedeutet, dass der erste Sensor unmittelbar am Anfang der Inspirationsgasleitung innerhalb des Beatmungsgerätes angeordnet ist. Der zweite Sensor befindet sich dann im identischen Abschnitt nahe beim Patienten. Der dritte Sensor ist dann im Endbereich der Exspirationsgasleitung innerhalb des Beatmungsgerätes angeordnet. Durch diese Anordnung und durch geeignete Typwahl der Sensoren können damit in vorteilhafter Weise Veränderungen des Gaszustandes auf dem Weg vom ersten zum zweiten oder vom zweiten zum dritten Sensor überwacht werden. Verwendet man beispielsweise Geschwindigkeitssensoren, so kann bei bekannten Leitungsquerschnitten die im identischen Abschnitt ankommende Inspirationsgasmenge verglichen werden mit der im Beatmungsgerät in die Inspirationsgasleitung eingespeisten Menge. Durch die Verwendung zusätzlicher Sensoren, beispielsweise für die Gastemperatur, können dann für die Volumenermittlung auch mögliche Dichteunterschiede berücksichtigt werden. Auf gleiche Weise lässt sich eine Volumenbilanz zwischen dem zweiten und dem dritten Sensor aufstellen.
• In ähnlicher Weise können auch Drucksensoren verwendet werden. Mit diesen kann z. B. festgestellt werden, ob der in die Inspirationsgasleitung eingebrachte Druck innerhalb des Beatmungsgerätes auch im patientennahen identischen Abschnitt des Gasversorgungssystems auftritt.
• Grundsätzlich ist die Wahl der Sensortypen dabei frei. So ist in vorteilhafter Weise eine Kombination möglich, bei der ein erster Sensor als Drucksensor ausgeführt ist, während der zweite Sensor für eine Geschwindigkeitsermittlung vorgesehen ist und ein weiterer Sensor beispielsweise für eine Temperaturmessung ausgebildet ist. Auf diese Weise können an benachbarten oder verschiedenen Stellen innerhalb der Beatmungsvorrichtung verschiedene physikalische Parameter erfasst und ausgewertet werden. Sie können dann zur Analyse der Gase auf mögliche Zustandsänderungen herangezogen werden bzw. über die Steuereinheit Einfluss in die Gasregelung finden.
• In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Sensoren so angeordnet, dass die von Ihnen erfassten Daten durch die Steuereinheit des Beatmungsgerätes hinsichtlich eines möglichen Lecks in der Gasversorgung ausgewertet werden können. Dies kann beispielsweise über die bereits beschriebene Volumenbilanz geschehen, nach der die in dem Beatmungsgerät eingespeiste Inspirationsgasmenge mit der im identischen Abschnitt eintreffenden Gasmenge verglichen wird. Ergeben sich hierbei Differenzen außerhalb einer einstellbaren Toleranz, so kann die Steuereinheit daraus ein Leck in der Inspirationsgasleitung erkennen. Analog ist das gleiche Verfahren auch für die Exspirationsgasleitung anwendbar. Dazu würden geeignete Sensoren am Anfang und am Ende der Exspirationsgasleitung, also im identischen Abschnitt und am Exspirationsgasauslass innerhalb des Beatmungsgerätes angeordnet.
• In gleicher Weise lässt sich eine solche Lecküberwachung auch über eine Druckkontrolle durchführen. Auch hierfür würde vorteilhafterweise ein erster Sensor am Anfang der Inspirationsgasleitung im Beatmungsgerät angeordnet. Ein zweiter Sensor befände sich im identischen Abschnitt, und ein dritter Sensor wäre wiederum am Ende der Exspirationsgasleitung im Beatmungsgerät angebracht. Ein dadurch ermittelbarer möglicher Druckverlust in der Inspirationsgasleitung oder der Exspirationsgasleitung kann durch die Steuereinheit wiederum als Hinweis auf ein Leck ausgewertet werden. Auch hier kann durch den Einsatz weiterer Sensoren das Messergebnis verifiziert werden. So kann der Einfluss von Geschwindigkeitsschwankungen oder Temperaturänderungen bei der Erfassung und Auswertung der Gasdrücke mit berücksichtigt werden.
• Erkennt die Steuereinheit auf diese Weise ein Leck in der Gasversorgung, so kann sie bei der Regelung der Gasversorgung dieses Leck bzw. die dort austretende Gasmenge mit berücksichtigen, so dass der Patient nach wie vor gesichert mit Atemgas versorgt wird. Dabei könnte beispielsweise die durch das Leck entweichende Inspirationsgasmenge zusätzlich eingespeist werden, um die Versorgung des Patienten trotzdem sicher zu stellen. Parallel dazu könnte selbstverständlich ein entsprechender Alarm über eine optische oder akustische Anzeigeeinheit ausgegeben werden.
• Umgekehrt ermöglicht die geeignete Anordnung der Sensoren auch die Erfassung und Kompensation von zusätzlich eingespeistem Volumen. Dies gilt beispielsweise für Medikamentenverneblern, welche ein Medikament mit Druckluft oder mit gasförmigem reinen Sauerstoff in die Inspirationsgasleitung einblasen, um das Medikament dem Patienten zuzuführen. Dieses zusätzliche, vom Beatmungsgerät selbst nicht vorgesehene Volumen kann durch eine Volumen- oder Druckdifferenz erkannt und ebenfalls durch die Steuereinheit des Beatmungsgerätes kompensiert werden. In diesem Fall würde beispielsweise die Inspirationsgasmenge um ein geeignetes Maß reduziert.
• Besonders vorteilhaft sind die Sensoren dann angeordnet, wenn sie einen möglichst großen Bereich der Inspirations- bzw. Exspirationsgasleitung umfassen. Ein erster Sensor wird dann besonders vorteilhaft unmittelbar stromabwärts eines Inspirationsventils angeordnet, welches sich im Beatmungsgerät befindet und das Inspirationsgas in die Inspirationsgasleitung frei gibt. Durch den unmittelbar anschließenden Sensor unterliegt die nachfolgende Leitung bereits einer Überwachung. Der zweite Sensor ist, wie bereits beschrieben, möglichst nahe am Patienten anzuordnen, um einen möglichst großen Teil der Leitung bzw. der Leitungen zu umfassen. Ein dritter Sensor wird dann unmittelbar stromabwärts eines Exspirationsventils im Beatmungsgerät angeordnet, so dass auch hier der größtmögliche Teil der Exspirationsgasleitung von Sensoren umfasst und überwacht werden kann. Die Anordnung des ersten und des zweiten Sensors erlaubt dann das Erkennen von Leckagen in der Inspirationsleitung. Die Überwachung der Exspirationsgasleitung kann analog erfolgen unter Nutzung des zweiten und dritten Sensors.
• In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit zur Plausibilitätsprüfung der Messgrößen der einzelnen Sensoren ausgebildet. Eine solche Prüfung kann dabei entweder gegen einen absoluten, in der Steuereinheit hinterlegten Wert, oder gegen einen mit einem anderen Sensor gemessenen Wert erfolgen.
• Im einfachsten Fall erfolgt die Plausibilitätsprüfung dahingehend, dass ein von einem Sensor übermittelter Messwert auf seine absolute Größe oder sein Vorzeichen oder auch seinen Gradienten überprüft wird. Liegt der Messwert dabei außerhalb eines in der Steuereinheit hinterlegbaren Wertebereiches, so erkennt die Steuereinheit den Messwert als falsch. In diesem Fall wird die Steuereinheit den Messwert für ihre Berechnungen nicht weiter berücksichtigen.
• In ähnlicher Weise kann der Messwert auf sein Vorzeichen überwacht werden, so dass beispielsweise negative Drücke als unrealistisch ausscheiden. Auch ein bestimmtes Änderungsverhalten, beispielsweise ein plötzlicher Druck- oder Temperaturabfall oder -anstieg außerhalb einer hinterlegbaren Toleranz kann dazu führen, dass dieser Wert bei der Regelung der Gasversorgung nicht weiter berücksichtigt wird. Selbstverständlich kann die Steuereinheit einen entsprechenden Hinweis an eine Anzeigeeinheit oder in akustischer Form ausgeben.
• Eine weitere Möglichkeit der Plausibilitätsprüfung besteht vorteilhafterweise darin, die Messwerte verschiedener Sensoren miteinander zu vergleichen. Unmittelbar hintereinander angeordnete Sensoren gleichen Typs sollten auch annähernd gleiche Messwerte ausgeben. Eine entsprechende Abweichung kann dann durch die Steuereinheit als Messfehler bzw. Funktionsstörung eines Sensors erkannt werden. Innerhalb einer größeren Toleranz können auch die Messwerte von Sensoren gegenseitig auf Plausibilität überprüft werden, die sich beispielsweise am Anfang und am Ende der Inspirations- bzw. Exspirationsgasleitung befinden. Eine zu starke Abweichung von vergleichbaren Messgrößen ist auch dann wieder ein Hinweis auf eine Fehlfunktion oder auch ein Leck in der Gasversorgung. Ein gewisser Druck am Eingang der Inspirationsgasleitung bewirkt beispielsweise im identischen Abschnitt ebenfalls einen Druck, der in einer gewissen Toleranz davon abweichen kann. Ist die Abweichung jedoch zu groß, so muss auch hier von einem Fehler ausgegangen werden. Analog gilt diese gegenseitige Plausibilitätsprüfung auch für andere Messgrößen, wie Geschwindigkeit, Temperatur usw.
• Eine Plausibilitätsprüfung ist jedoch auch weiterhin möglich bei Berücksichtigung verschiedenartiger Messwerte von verschiedenen Sensoren. So kann z. B. der von einem Sensor gemessene Druck auf Basis einer von einem zweiten Sensor gemessenen Geschwindigkeit auf seine Plausibilität überprüft werden. Wenn Druck und Geschwindigkeit, beispielsweise in der Inspirationsgasleitung, in einem vorhersehbaren bzw. bekannten Abhängigkeitsverhältnis stehen, so müssen sich die beiden Messwerte jeweils in einem entsprechenden Wertebereich bewegen, um von der Steuereinheit als realistisch und plausibel erkannt zu werden. Bei gleichzeitiger Berücksichtigung mehrerer Messwerte kann eine solche Plausibilitätsprüfung dabei noch präzisiert und auch zeitlich optimiert werden.
• In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit darüber hinaus dazu geeignet, bei Ausfall eines oder mehrerer Sensoren die erforderlichen Daten aus den Messwerten der anderen, nicht ausgefallenen Sensoren abzuleiten. Werden die Daten eines oder mehrerer Sensoren als nicht plausibel erkannt, verfährt die Steuereinheit analog. Erfasst ein Sensor mehrere Messgrößen, so kann eine ausgefallene oder nicht plausible Messgröße auch aus den anderen Messgrößen des gleichen Sensors oder eines oder mehrerer anderer Sensoren ermittelt werden. Auf diese Weise ergibt sich vorteilhafterweise eine Toleranz des Systems gegenüber Fehlern bzw. Ausfällen von Sensoren. Dies stellt einen erheblichen Sicherheitsgewinn für die Patienten dar, da die Regelung der Gasversorgung auch bei Ausfall von Sensoren aufrecht erhalten wird und somit die Versorgung der Patienten mit Atemgas sichergestellt ist.
• In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit so ausgebildet, dass sie einen unrealistischen oder fehlerhaften Messwert eines Sensors bei der Regelung der Gasversorgung nicht weiter berücksichtigt. Die grundsätzliche Gasversorgung bleibt dabei in vorteilhafter Weise aufrecht erhalten.
• Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend eines Figurenbeispiels näher erläutert. Die einzige Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Beatmungsvorrichtung.
• Wie in Fig. 1 zu sehen ist, ist ein Beatmungsgerät 1 vorgesehen. Dieses Beatmungsgerät 1 weist eine Steuereinheit 5, eine Anzeigeeinheit 3 und ein Inspirationsventil 7 sowie ein Exspirationsventil 8 auf. Die Steuereinheit 5 steuert die Anzeigeeinheit 3 an, über die Messdaten und andere beatmungsspezifische Parameter ausgegeben werden können. Über die Anzeigeeinheit 3 können außerdem Daten eingegeben werden, welche an die Steuereinheit 5 übermittelt werden.
• Die Steuereinheit 5 steuert das Inspirationsventil 7 und das Exspirationsventil 8 an. Über das Inspirationsventil 7 wird ein Inspirationsgas in eine Inspirationsgasleitung 2 eingespeist. Die Flussrichtung ist durch einen entsprechenden Pfeil in der Figur dargestellt. Über das Exspirationsventil 8 wird ein Exspirationsgas aus einer Exspirationsgasleitung 4 entspannt. Die Flussrichtung ist durch einen entsprechenden Pfeil angedeutet.
• Außerhalb des Beatmungsgerätes bildet die Inspirationsgasleitung 2 und die Exspirationsgasleitung 4 einen Teil eines Gasversorgungssystems 11. Das Gasversorgungssystem 11 hat die Aufgabe, Atemgase zu einem Patienten 6 zu führen und von diesem abzuleiten. Aus der Inspirationsgasleitung 2 wird dem Patienten 6 frisches Atemgas zugeführt, und über die Exspirationsgasleitung 4 wird ausgeatmetes Gas vom Patienten 6 abgeführt. Das Gasversorgungssystem 11 weist patientenseitig einen Abschnitt 12 auf, bei dem das Inspirationsgas und das Exspirationsgas in einer identischen Leitung geführt werden. In dem identischen Abschnitt 12 wird Gas zum Patienten hin- und vom Patienten weggeführt. In der Inspirationsgasleitung 2 und in dem identischen Abschnitt 12 sind Beatmungskomponenten 10 vorgesehen. Die Beatmungskomponenten 10 werden von dem Inspirationsgas in der Inspirationsgasleitung durchströmt. Die Beatmungskomponente 10 im identischen Abschnitt 12 des Gasversorgungssystems 11 wird sowohl vom Inspirationsgas als auch vom Exspirationsgas durchströmt. Diese Beatmungskomponenten können beispielsweise Bakterienfilter, Verdampfer, Medikamentenvernebler, Probeentnahmeeinheiten oder ähnliches sein.
• Stromabwärts des Inspirationsventils 7 bzw. stromabwärts des Exspirationsventils 8 im Beatmungsgerät 1 sind Sensoren 9a bzw. 9b vorgesehen. Die Sensoren 9a bzw. 9b werden von dem Inspirationsgas bzw. dem Exspirationsgas durchströmt. Ein weiterer Sensor 9c ist im identischen Abschnitt 12 vorgesehen, wobei dieser Sensor 9c sowohl vom Inspirationsgas als auch vom Exspirationsgas durchströmt wird. Die Sensoren 9 sind für die Messung des Volumens ausgebildet, von welchem sie durchströmt werden. Die von den Sensoren 9 ermittelten Daten werden an die Steuereinheit 5 des Beatmungsgerätes 1 übertragen. Die Funktionsweise der Beatmungsvorrichtung ergibt sich nun wie folgt:
  
• 1. Bei geschlossenem Exspirationsventil 8 steuert die Steuereinheit 5 des Beatmungsgerätes 1 das Inspirationsventil 7 so an, dass ein Inspirationsgas in die Inspirationsgasleitung 2 einströmen kann.
• 2. Der Sensor 9a wird von dem Inspirationsgas durchströmt und ermittelt dabei das durchströmende Volumen oder einen entsprechenden Messwert.
• 3. Das Inspirationsgas gelangt durch die Beatmungskomponente 10 in das Gasversorgungssystem 11 und weiter in den identischen Abschnitt 12.
• 4. Dort durchströmt das Gas den Sensor 9c, sowie eine weitere Beatmungskomponente 10 und gelangt schließlich in die Lunge des Patienten 6.
• 5. Die Steuereinheit 5 vergleicht die von den Sensoren 9a und 9c an sie übermittelten Daten. Dabei werden die ermittelten Volumen auf eine nicht mehr tolerierbare Abweichung hin überprüft.
• 6. Auf diese Weise kann die Steuereinheit 5 eine Undichtigkeit in der Gasversorgung zwischen den Sensoren 9a und 9c erkennen, melden, und bei der Regelung des Inspirationsventils 7 oder weiterer nicht dargestellter Regelelemente berücksichtigen.
• Analog besteht die gleiche Überwachungsmöglichkeit auch in der Exspirationsphase, wenn bei geschlossenem Inspirationsventil 7 der Patient 6 das Exspirationsgas durch den Sensor 9c und die Exspirationsgasleitung 4 und das geöffnete Exspirationsventil 8 und den Sensor 9b hindurch ausatmet.
• Die von den Sensoren 9 an die Steuereinheit 5 übermittelten Daten und aus diesen errechnete weitere Daten können auf der Anzeigeeinheit 3 dargestellt werden. Weiterhin ist die Steuereinheit 5 so ausgebildet, dass die durch die Sensoren 9 erfassten Messwerte neben der Lecküberwachungsanalyse auch unabhängig davon zur Steuerung der Gasversorgung und/oder zur Darstellung von zur Stellung von Diagnosen und/oder der Beurteilung des Zustandes von Patienten geeigneter Parameter herangezogen werden können. Insbesondere kann die Regelung eines Inspirationszyklus so durchgeführt werden, dass das Inspirationsventil 7 in Abhängigkeit von den Messwerten 9c angesteuert wird, so dass die dem Patienten zugeführte Gasmenge patientennah überwacht wird.

Claims (9)

1. 1. Beatmungsvorrichtung (1) zur Beatmung eines Patienten (6),

a) mit einem Beatmungsgerät (1) und einem an das Beatmungsgerät (1) anschließbaren Gasversorgungssystem (11),

b) wobei das Beatmungsgerät (1) eine Steuereinheit (5) zur Steuerung der Gasversorgung des Patienten (6) aufweist, und

c) wobei Atemgase durch eine in dem Beatmungsgerät (1) und dem Gasversorgungssystem (11) ausgebildete Inspirationsgasleitung (2) zum Patienten (6) hin geleitet werden, und

d) wobei Atemgase durch eine in dem Gasversorgungssystem (11) und dem Beatmungsgerät (1) ausgebildete Exspirationsgasleitung (4) vom Patienten (6) zurück geleitet werden, und

e) wobei die Inspirationsgasleitung (2) und die Exspirationsgasleitung (4) in einem Abschnitt (12) des Gasversorgungssystems (11) identisch sind,

dadurch gekennzeichnet, dass

a) in der Inspirationsgasleitung (2) und/oder Exspirationsgasleitung (4) insgesamt wenigsten drei mit der Steuereinheit (5) verbundene Sensoren (9) zur Erfassung wenigstens einer physikalischen Messgröße eines Atemgases vorgesehen sind, und

b) die Steuereinheit (5) zu Auswertung der wenigstens einen Messgröße und zu ihrer Berücksichtigung bei der Steuerung der Gasversorgung ausgebildet ist.

2. Beatmungsvorrichtung nach Anspruch, 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Messgröße eines Sensors (9) ein Druck, ein Volumen, eine Geschwindigkeit, eine Temperatur oder eine Dichte ist.

3. Beatmungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor (9) im identischen Abschnitt (12) angeordnet ist.

4. Beatmungsvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) die wenigstens eine Messgröße eines Sensors (9) zur Erkennung eines Lecks in der Inspirationsgasleitung (2) und/oder Exspirationsgasleitung (4) auswertet.

5. Beatmungsvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils wenigstens ein Sensor (9) in der Inspirationsgasleitung (2), der Exspirationsgasleitung (4) und im identischen Abschnitt (12) vorgesehen ist.

6. Beatmungsvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beatmungsgerät (1) eine Anzeigeeinheit (3) zur Anzeige von Beatmungsparametern und/oder Atemparametern und/oder der wenigstens einen Messgröße eines Sensors (9) aufweist.

7. Beatmungsvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit zur Plausibilitätsprüfung der wenigstens einen Messgröße und/oder zur wechselseitigen Plausibilitätsprüfung mehrerer Messgrößen ausgebildet ist.

8. Beatmungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit zur Ermittlung wenigstens einer als nicht plausibel erkannten Messgröße durch Auswertung wenigstens einer als plausibel erkannten anderen Messgröße ausgebildet ist.

9. Beatmungsvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit zur Ermittlung wenigstens einer Messgröße eines ausgefallenen Sensors durch Auswertung wenigstens einer Messgröße wenigstens eines intakten Sensors ausgebildet ist.