DE102018003026A1 - Ventilation device with a safety valve - Google Patents

Abstract

Translated fromGerman

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beatmungsvorrichtung (1'). Auf Basis von Messwerten (99) des Drucks und mit Hilfe eines Vergleichskriteriums (275) wird ermittelt, ob eine erste Drucksituation (189) oder eine zweite Drucksituation (190) im Atemsystem (10) gegeben ist. In Abhängigkeit von einem Vorliegen der ersten Drucksituation (189) oder zweiten Drucksituation (190) im Atemsystem (10) wird von der Kontrolleinheit (27, 273) ein Sicherheitsventil (24) aktiviert.

The present invention relates to a respiratory device (1 '). On the basis of measured values (99) of the pressure and with the aid of a comparison criterion (275), it is determined whether a first pressure situation (189) or a second pressure situation (190) is present in the respiratory system (10). Depending on the presence of the first pressure situation (189) or second pressure situation (190) in the respiratory system (10), a safety valve (24) is activated by the control unit (27, 273).

Description

Translated fromGerman

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beatmungsvorrichtung mit einem Sicherheitsventil. Die Beatmungsvorrichtung kann erfindungsgemäß 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 Beatmungsvorrichtungen 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 inUS 2,904,035,US 5,400,777,US 5,937,853,WO 2007/085110 A1,US 7 882 835 B2 beschrieben.The present invention relates to a respiratory device with a safety valve. The respiratory device according to the invention can be used as an anesthesia machine, as a ventilator for adult patients or children, as an emergency ventilator for use in rescue or salvage operations on land, water or in the air or as a special, so-called neonatal ventilator for neonatal ventilation be educated. Ventilation devices for ventilating a patient are known from the prior art. For example, there are the aforementioned respirators, emergency ventilators, neonatal ventilators, as well as anesthetic devices that allow patients to mechanically ventilate - mandatorily or supportively. Respirators are preferably used in intensive care units for the treatment of patients, in which the possibility of supplying breathing air and oxygen, as well as a removal of carbon dioxide is reduced or limited by the patient's own breathing activity. Respirators for performing mechanical ventilation according to the prior art are known in US 2,904,035 . US 5,400,777 . US 5,937,853 . WO 2007/085110 A1 . US Pat. No. 7,882,835 B2 described.

DieUS 7 882 835 B2 zeigt exemplarisch in der1 einen Grundaufbau einer Beatmungseinrichtung mit einem Gasführungssystem zu einer Verbindung mit einem Patienten. Es sind ein inspiratorischer Zweig, ein exspiratorischer Zweig, sowie Verbindungen zum Patienten und ein Messort am Patienten gezeigt. Der inspiratorische Zweig ist der gasführende Zweig im Gasführungssystem (Verbindungssystem, Beatmungsschlauch), welche zur Zuführung von Einatemgasen zu Patienten hin ausgestaltet und vorgesehen ist. Der exspiratorische Zweig ist der gasführende Zweig im Gasführungssystem (Verbindungssystem, Beatmungsschlauch), welche zur Fortführung von Ausatemgasen vom Patienten fort ausgestaltet und vorgesehen ist.The US Pat. No. 7,882,835 B2 shows an example in the 1 a basic construction of a ventilation device with a gas guide system for connection to a patient. It shows an inspiratory branch, an expiratory branch, connections to the patient and a patient site. The inspiratory branch is the gas-carrying branch in the gas guidance system (connection system, breathing tube), which is designed and provided for the supply of inhalation gases to the patient. The expiratory branch is the gas-carrying branch in the gas guidance system (connection system, breathing tube) which is configured and provided for the continuation of exhalation gases from the patient.

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 derWO 2008/098382 A1,US 6,571,792,US 6,553,990 beschrieben.Anesthetic devices are used during the duration of an operation to provide the patient with anesthetics, so that a narcotic effect on the patient can be achieved. In addition, the anesthesia machine also takes over the mechanical ventilation of the patient, because for the patient, due to the narcotic effect, the possibility of own respiratory activity is no longer available. Anesthesia machines for performing anesthesia on human or animal living beings according to the prior art are in the WO 2008/098382 A1 . US 6,571,792 . US 6,553,990 described.

Für den Betrieb von Medizingeräten, insbesondere von Beatmungsgeräten und Anästhesiegeräten ist es erforderlich, dass unzulässige Betriebszustände vermieden werden. Die Art und Weise, welche Betriebszustände als unsicher einzustufen sind und welche Betriebszustände zu vermeiden sind, werden im Bereich der Medizintechnik durch Vorschriften, Normen oder Standards, wie beispielsweise die Norm ISO 80601-2-12 geregelt. Aus der Norm ISO 80601-2-12 ergibt sich, dass ein bei einer Ausatemanstrengung des Patienten innerhalb der einer vorgegebenen Zeit die Vorrichtung in einem Betriebszustand befindlich sein muss, dass dem Patienten eine Ausatmung ermöglicht sein soll. Die Norm ISO 80601-2-12 fordert, dass innerhalb einer Reaktionszeit von 0,2 Sekunden vom Gerät Maßnahmen eingeleitet sein sollen, welche sicherstellen, dass dem Patienten eine Ausatmung ermöglicht ist. Mittels einer Überwachung von Erhöhungen des AtemwegsdrucksP_AW und Einleitung darauf basierender geeigneter Maßnahmen werden für den Patienten unsichere und unkomfortable Zustände bei der Beatmung vermieden. Bei Erhöhungen des AtemwegsdrucksP_AW erfolgen daher oberhalb eines vorbestimmten Druckschwellenwertes durch die Beatmungsvorrichtung geeignete Maßnahmen. Dazu können in der Beatmungsvorrichtung beispielsweise die folgenden Maßnahmen oder Mittel zu einer Druckentlastung implementiert sein. So bewirken ein sofortiges Schließen eines im inspiratorischen Zweig angeordneten Inspirationsventils in Verbindung mit einer gleichzeitigen Öffnung eines im exspiratorischen Zweig angeordneten Exspirationsventils eine sofortige Beendigung der inspiratorischen Atemgasförderung und Zuführung des Einatemgases zum Patienten und eine Absenkung des Druckniveaus. Zudem wird oftmals mittels einer Öffnung eines im inspiratorischen Zweig angeordneten zusätzlichen Sicherheitsventils eine Druckentlastung im Atemsystem und am Patienten auf das Druckniveaus des Umgebungsdrucks bewirkt.For the operation of medical devices, in particular of ventilators and anesthesia devices, it is necessary that inadmissible operating conditions are avoided. The manner in which operating states are to be classified as uncertain and which operating states are to be avoided are regulated in the field of medical technology by regulations, standards or standards, such as, for example, the standard ISO 80601-2-12. It is apparent from the standard ISO 80601-2-12 that when the patient exhales within a predetermined time, the device must be in an operating state that allows the patient to exhale. The standard ISO 80601-2-12 requires that within a response time of 0.2 seconds, the device should initiate measures to ensure that the patient is allowed to exhale. By monitoring increases in airway pressure P_AW and initiation of appropriate measures based thereon, patient insecure and uncomfortable ventilation conditions are avoided. For increases in airway pressure P_AW Therefore, suitable measures take place above a predetermined pressure threshold value by the respiratory device. For this purpose, for example, the following measures or means for pressure relief can be implemented in the respiration device. Thus, an immediate closing of an inspiratory valve arranged in the inspiratory branch, in conjunction with a simultaneous opening of an expiratory valve located in the expiratory branch, causes an immediate termination of the inspiratory respiratory gas delivery and supply of the inhaled gas to the patient and a lowering of the pressure level. In addition, pressure relief in the respiratory system and on the patient is often brought about by means of an opening of an additional safety valve arranged in the inspiratory branch to the pressure level of the ambient pressure.

In derUS 5,596,984 A wird ein Sicherheitsventil und dessen Ansteuerung beschrieben, das bei einem programmierbaren Maximalwert öffnet. Das Ventil wird über eine Feder offengehalten und öffnet bei Spannungsausfall automatisch. Die Ansteuerung geschieht über eine Modulation von Stromimpulsen, über die der Schließdruck gesteuert werden kann.In the US 5,596,984 A describes a safety valve and its control, which opens at a programmable maximum value. The valve is held open by a spring and opens automatically in the event of a power failure. The control is done via a modulation of current pulses, via which the closing pressure can be controlled.

In derUS2007181125 AA wird ein Sicherheitsventil und ein Ansteuerungsverfahren beschrieben, das neben einem oberen Drucklimit auch ein Zeitlimit überwacht. Wird das Drucklimit für eine vorbestimmte Zeitdauer überschritten, so wird das Sicherheitsventil geöffnet.In the US2007181125 AA describes a safety valve and a control method, which monitors a time limit in addition to an upper pressure limit. If the pressure limit is exceeded for a predetermined period of time, the safety valve is opened.

Findet während einer Einatemphase mit Zuführung von Atemgas zum Patienten eine nennenswerte Druckerhöhung statt, welche durch eine Ausatembemühung des Patienten hervorgerufen wird, öffnet das Sicherheitsventil im Inspirationszweig. Eine solche Ausatembemühung während einer Zuführung von Atemgas mittels des Inspirationszweiges zum Patienten hin wird auch als eine sogenannte Gegenatmung des Patienten bezeichnet. If an appreciable pressure increase takes place during an inhalation phase with supply of breathing gas to the patient, which is caused by an exhalation effort of the patient, the safety valve opens in the inspiratory branch. Such exhalation effort during delivery of respiratory gas to the patient via the inspiratory branch is also referred to as a so-called counter-breathing of the patient.

Um mit der Beatmungsvorrichtung eine maximale Sicherheit für den Patienten bereitzustellen ist die Aktivierung des Sicherheitsventils oftmals unabhängig von der Ablaufsteuerung der Phasen der Beatmung mit dem rhythmischen Wechsel von Einatemphasen und Ausatemphasen ausgeführt. Daraus ergibt sich eine Ausgestaltung, dass das Sicherheitsventil unmittelbar und sofort und unabhängig von Betriebszuständen der Ablaufsteuerung oder Aktivierung/ Deaktivierung anderer Aktuatorik immer dann öffnet und eine Druckentlastung bewirkt, wenn die nennenswerte Druckerhöhung auftritt. Dies wird oftmals auch als Notentlüftung des Beatmungskreislaufes bezeichnet, wobei dann der Druck im Beatmungskreislauf ohne einen nennenswerten Zeitverzug auf das Druckniveau des Umgebungsdrucks abgesenkt wird. Sobald das Druckniveau den Umgebungsdruck erreicht hat, wird das Sicherheitsventil wieder geschlossen und die Beatmung fortgesetzt. Allerdings sollte die Aktivierung des Sicherheitsventils im Inspirationszweig nur in besonderen Situationen einer realen Druckerhöhung erfolgen, da ansonsten im Ablauf der Beatmung wiederholte Öffnungen des Sicherheitsventils für den Patienten mit Nachteilen verbunden sein können, da durch das Öffnen des Sicherheitsventils zwangsläufig der Atemwegsdruck bis auf die Höhe des Umgebungsdrucks abgesenkt wird. Der vom Anwender eingestellte end-exspiratorische Druck (PEEP, positive end-expiratory pressure), der das Zusammenfallen oder Kollabieren (collapse) der Lungenbläschen (Alveolen) verhindern soll, kann nach Öffnung des Sicherheitsventils nicht mehr aufrechterhalten werden. Die kollabierten Lungenareale nehmen nicht mehr am Gasaustausch teil, so dass die Sauerstoff-Anreichung des Blutes und der Kohlendioxid-Abtransport eingeschränkt werden. Zur anschließenden Entfaltung der kollabierten Lungenareale sind Manöver mit hohen Atemwegsdruck erforderlich, welche zusätzliche Belastungen für den Patienten mit sich bringen, da dabei die Gefahr von möglichen Überblähungen der Alveolen gegeben ist. Dies gilt es zu vermeiden, um den Genesungsprozess des Patienten nicht zu gefährden.In order to provide the patient with maximum safety for the patient, the activation of the safety valve is often carried out independently of the sequence of the phases of ventilation with the rhythmic change of inhalation phases and exhalation phases. This results in an embodiment that the safety valve immediately and immediately and regardless of operating conditions of the flow control or activation / deactivation of other actuators always opens and causes a pressure relief when the significant pressure increase occurs. This is often referred to as emergency ventilation of the ventilation circuit, in which case the pressure in the ventilation circuit is lowered to the pressure level of the ambient pressure without a significant time delay. Once the pressure level has reached the ambient pressure, the safety valve is closed again and the ventilation continues. However, the activation of the safety valve in the inspiratory branch should only take place in special situations of a real pressure increase, since repeated openings of the safety valve for the patient may be associated with disadvantages in the course of the ventilation, since the opening of the safety valve inevitably causes the airway pressure to reach the level of the patient Ambient pressure is lowered. The end-expiratory pressure set by the user (PEEP, positive end-expiratory pressure), which is to prevent the collapse of the alveoli, can not be maintained after opening the safety valve. The collapsed lung areas no longer participate in the gas exchange, so that the oxygenation of the blood and the carbon dioxide removal are restricted. For the subsequent unfolding of the collapsed lung areas, maneuvers with high airway pressure are required, which entail additional burdens on the patient, as there is the danger of possible over-bloating of the alveoli. This should be avoided in order not to jeopardize the patient's recovery process.

Zur Vermeidung von Schwankungen oder nicht erforderlichen Absenkungen des end-exspiratorischen Drucks (PEEP) sollte daher die Aktivierung des Sicherheitsventils im Wesentlichen nur in den Betriebssituationen erfolgen, in denen durch eine Öffnung des Exspirationsventils innerhalb der von der Norm vorgegebenen Reaktionszeit keine Absenkung des Druckniveaus in einen zulässigen Wertebereich des Drucks erreichbar ist.To avoid fluctuations or unnecessary lowering of the end-expiratory pressure (PEEP), therefore, the activation of the safety valve should essentially be carried out only in the operating situations in which by an opening of the expiration valve within the reaction time specified by the standard no lowering of the pressure level in one permissible value range of the pressure can be reached.

Die vorliegende Erfindung hat sich dieser Problemstellung angenommen und sich die Aufgabe gestellt, eine Beatmungsvorrichtung mit einem Sicherheitsventil mit einer verminderten Häufigkeit von Aktivierungen des Sicherheitsventils anzugeben.The present invention has addressed this problem and has set itself the task of specifying a ventilation device with a safety valve with a reduced frequency of activations of the safety valve.

Diese Aufgabe wird durch die beiliegenden, unabhängigen Patentansprüche, insbesondere durch eine Beatmungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is solved by the appended independent claims, in particular by a respiratory device with the features ofpatent claim 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the subclaims and are explained in more detail in the following description with partial reference to the figures.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Öffnung eines Sicherheitsventils, welches in oder an einem inspiratorischen Zweig einer Beatmungsvorrichtung angeordnet ist in Abhängigkeit eines abgeschätzten Zeitverlaufs eines Atemwegsdrucks erfolgt.According to the invention, provision is made for an opening of a safety valve, which is arranged in or on an inspiratory branch of a respiratory device, to be carried out as a function of an estimated time profile of an airway pressure.

Zu einer Erfassung von Drücken ist eine Sensorik mit mindestens einem Drucksensor, welche in oder an der Beatmungsvorrichtung angeordnet sind oder in oder mit Atemsystem oder in oder an Verbindungsystem, wie beispielsweise Schlauchsystemen angeordnet ist, vorgesehen. In der nachfolgenden Tabelle 1 sind Messorte der Beatmungsvorrichtung aufgeführt, an denen für Druckmessungen geeignete Sensorik im Atemsystem ausgestaltbar sind mit denen Bestimmungen von Atemwegsdrücken möglich sind. Es sind drei geeignete Messorte zur Druckmessung der Tabelle 1 genannt, ein inspiratorischer Messort und ein exspiratorischer Messort innerhalb der Beatmungsvorrichtung zur Beatmung eines Patienten, sowie ein patientennaher Messort (Y-Stück), außerhalb und proximal der Beatmungsvorrichtung eines Patienten.For detection of pressures, a sensor system is provided with at least one pressure sensor, which is arranged in or on the respiration device or is provided in or with respiratory system or in or on connection system, such as, for example, tube systems. In the following Table 1 locations of the ventilation device are listed, where suitable for pressure measurements sensors in the respiratory system can be designed with which determinations of airway pressures are possible. There are three suitable measuring locations for measuring pressure in Table 1, an inspiratory measuring location and an expiratory measuring location within the ventilator for ventilating a patient, as well as a patient-near measuring location (Y-piece), outside and proximal to the ventilator of a patient.

Es sind die an diesen Messorten erfassbaren Messwerte dargestellt, wie auch die aus diesen erfassbaren Messgrößen ableitbaren, berechenbaren oder bestimmbaren Messgrößen. Tabelle 1, Druckmessorte im AtemsystemMessortErfasster Druck-MesswertBestimmbare Druck-MessgrößeInspiratorisch (Einatmung)Inspiratorischer Druck P_inspP_aw = P_insp - P_{hose_insp}Exspiratorisch (Ausatmung)Exspiratorischer Druck P_exspP_aw = P_exsp + P_{hose_exsp}Patientennah (Proximal)Patienten-Druck P_PatP_aw = P_PatThe measured values that can be recorded at these measuring locations are shown as well as the measurable or determinable measured variables that can be derived from these measurable measured variables. Table 1, pressure measurement locations in the respiratory system Measuring location Recorded pressure reading Determinable pressure measurement Inspiratory (inhalation) Inspiratory pressure P_insp P_aw = P_insp - P_{hose_insp} Expiratory (exhalation)_Expiratory pressure P_exsp P_aw = P_{ex p} + P_{pant_exsp} Patient close (Proximal) Patient Pressure P_Pat P_aw = P_pat

Anstatt einer Verwendung von Patientendruck P_Pat oder Atemwegsdrücken P_aw, welche gemäß der Tabelle 1 aus den inspiratorischen und exspiratorischen Druckmessgrößen unter Korrektur der Druckabfälle im Verbindungssystem bestehend aus Beatmungsschläuchen, Geräte-Verbindungsstücken, Patienten-Verbindungsstück (Y-Stück) mit Atemmaske oder Endotrachealtubus kann für die Festlegung von Druckniveaus oder Druckschwellenwerten auch näherungsweise direkt der Exspiratorische Druck P_exsp oder der Inspiratorische Druck P_insp zur Ausführung und Ausgestaltung der Erfindung verwendet werden. Es kann beispielsweise ein mittlerer Atemwegsdruck, welcher aus dem Exspiratorischen Druck P_exsp und dem Inspiratorischen Druck P_insp berechnet werden kann, verwendet werden, um z.B. mittels eines Vergleichs-Operators festzustellen, ob ein überhöhter Druck am Patienten oder im Atemsystem vorliegt, welcher eine Aktivierung , d.h. Öffnung des Sicherheitsventils zur Druckentlastung indiziert. Es kann auch derjenige der Werte von Exspiratorischen Druck P_exsp, Inspiratorischen Druck P_insp, , Patientendruck P_Pat oder Atemwegsdruck P_aw, welcher im Atemsystem am größten, z.B. mittels eines Maximum-Operators ermittelt werden und dazu verwendet werden, um z.B. mittels eines Vergleichs-Operators festzustellen, ob ein überhöhter Druck am Patienten oder im Atemsystem vorliegt, welcher eine Aktivierung, d.h. Öffnung des Sicherheitsventils zur Druckentlastung indiziert.Instead of using patient pressure P_Pat or airway pressure P_aw , which according to Table 1 from the inspiratory and expiratory pressure measurements with correction of pressure drops in the connection system consisting of breathing tubes, device connectors, patient connector (Y-piece) with breathing mask or endotracheal tube for the determination of pressure levels or pressure_thresholds also approximately directly the expiratory pressure P_exsp or the inspiratory pressure P_{insp are used} to carry out and embodiment of the invention. For example, a mean airway pressure, which_may be calculated from the expiratory pressure P_exsp and the inspiratory pressure P_insp , may be used to determine, for example, by means of a comparison operator, whether there is an excessive pressure on the patient or respiratory system which is activating , ie opening of the safety valve for pressure relief indicated. It may also be that of the values of expiratory pressure P_exsp , inspiratory pressure P_insp , patient pressure P_Pat or airway pressure P_aw , which are determined in the respiratory system the largest, eg by means of a maximum operator and used to eg by means of a comparison Operators determine whether an excessive pressure on the patient or in the respiratory system is present, which indicates an activation, ie opening of the safety valve for pressure relief.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich erfindungsgemäß durch eine Beatmungsvorrichtung mit einem Sicherheitsventil. Die Beatmungsvorrichtung ist vorzugsweise als ein Anästhesie- oder ein Beatmungsgerät ausgebildet.The solution of the problem results according to the invention by a respiratory device with a safety valve. The respiratory device is preferably designed as an anesthetic or a ventilator.

Die erfindungsgemäße Beatmungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, eine Aktivierung eines Sicherheitsventils in Abhängigkeit eines von Messwerten des Drucks im Atemsystem abgeschätzten Druckverlaufs im Atemsystem der Beatmungsvorrichtung vorzunehmen. Die Aktivierung versetzt das Sicherheitsventil dabei in einen geöffneten Zustand, sodass eine Druckentlastung aus dem Atemsystem in die Umgebung stattfindet. Dabei erfolgt die Druckentlastung im Atemsystem auf ein Druckniveau, welches gleich oder oberhalb des Umgebungsdrucks, bzw. gleich oder unterhalb eines voreingestellten Exspirationsdruckwertes ist. Vorzugsweise entspricht der voreingestellte Exspirationsdruckwert dem sogenannten positiven endexspiratorischen Druck (Positive End-Expiratory Pressure, PEEP).The respiration device according to the invention is designed to carry out an activation of a safety valve as a function of a pressure curve estimated in the respiratory system of the respiration device from measured values of the pressure in the respiratory system. The activation places the safety valve in an open state, so that pressure is released from the respiratory system into the environment. In this case, the pressure relief in the respiratory system to a pressure level which is equal to or above the ambient pressure, or equal to or below a preset expiratory pressure value. Preferably, the preset expiratory pressure value corresponds to the so-called positive end-expiratory pressure (PEEP).

Die Funktionen und das Zusammenwirken von Gasförderungs- und Dosiereinheit zur Förderung von Atemgas, Überwachungsmodul mit Sicherheitsventil, Regelungsmodul zur Druck und Flowregelung im Atemsystem mit Inspirationsventil und Exspirationsventil, Messmodul mit Flow- und Drucksensoren erfolgt in einem Beatmungsgerät auf die nachfolgend beschriebene Weise. Über die Gasförderungs- und Dosiereinheit gelangt das Atemgas über das steuerbare Inspirationsventil in den Patienten und verlässt die Lunge über das Exspirationsventil in die Umgebung. Das Inspirations- und Exspirationsventil steuern sowohl die zugeführte Luftmenge und Atemwegsdruck, als auch die Beatmungsphasen in Form von Inspiration und Exspiration. Ein hierzu notwendiges Regelungsmodul erhält die im Inspirations- und Exspirationszweig befindlichen Flow- und Drucksensoren über das Messmodul, das die Sensorwerte ebenfalls an das Überwachungsmodul sendet. Das Überwachungsmodul, welches von dem Regelungsmodul unabhängig agierend ausgeführt ist, öffnet das Sicherheitsventil, sofern dies durch einen überhöhten Druck im Atemsystem indiziert ist.The functions and the interaction of gas delivery and metering unit for the delivery of breathing gas, monitoring module with safety valve, control module for pressure and flow control in the respiratory system with inspiratory valve and expiratory valve, measuring module with flow and pressure sensors in a ventilator in the manner described below. Via the gas delivery and dosing unit, the respiratory gas enters the patient via the controllable inspiration valve and leaves the lungs via the exhalation valve into the environment. The inspiratory and expiratory valves control both the amount of air supplied and the airway pressure, as well as the ventilation phases in the form of inspiration and expiration. A control module necessary for this purpose receives the flow and pressure sensors located in the inspiratory and expiratory branch via the measuring module, which also sends the sensor values to the monitoring module. The monitoring module, which is designed to be independent of the control module, opens the safety valve if this is indicated by an excessive pressure in the respiratory system.

Das Sicherheitsventil ist hier vorzugsweise als ein federbelastetes Zweistellungs-Solenoid-Ventil ausgeführt, das durch eine Feder im offenen Zustand vorgespannt ist, so dass das Atemgas über das Ventil abfließen kann. Das Sicherheitsventil ist so ausgelegt, dass das Ventil durch Aktivierung des Hubmagnets schließt und der Flow anstelle über das Sicherheitsventil über den Inspirationsschlauch zum Patienten gelangt. Durch die vorgespannte Feder öffnet das Sicherheitsventil bei Stromausfall selbständig, so dass das Beatmungsgerät dann in den sicheren Zustand wechselt.The safety valve is here preferably designed as a spring-loaded two-position solenoid valve, which is biased by a spring in the open state, so that the respiratory gas can flow through the valve. The safety valve is designed so that the valve closes by activation of the solenoid and the flow instead of the safety valve via the inspiratory tube to the patient. Due to the preloaded spring, the safety valve opens automatically in the event of a power failure, so that the ventilator then switches to the safe state.

Üblicherweise sind auch die Inspirations- und Exspirationsventile in vergleichbarer Art realisiert, so dass bei Stromausfall die Zufuhr vom Atemgas über die Schließung des Inspirationsventils automatisch unterbunden wird und durch Öffnen des Exspirationsventils das Atemgas in die Umgebung entweichen kann. Usually, the inspiratory and expiratory valves are realized in a comparable manner, so that in case of power failure, the supply of breathing gas via the closure of the inspiration valve is automatically prevented and can escape by opening the expiratory valve, the breathing gas into the environment.

Die erfindungsgemäße Beatmungsvorrichtung stellt also den Vorteil bereit, eine Auslösewahrscheinlichkeit des Sicherheitsventils im Beatmungsbetrieb derart zu minimieren, wobei wesentlich ist, dass die Aktivierung des Sicherheitsventils dabei nur in denjenigen Situationen erfolgt, in denen eine Druckentlastung über das Exspirationsventil nicht in hinreichend kurzer Zeitdauer erfolgen kann.The ventilation device according to the invention therefore provides the advantage of minimizing a triggering probability of the safety valve in the ventilation mode, wherein it is essential that the activation of the safety valve takes place only in those situations in which a pressure relief via the expiratory valve can not take place in a sufficiently short period of time.

Die erfindungsgemäße Beatmungsvorrichtung, in Ausgestaltung als Anästhesie- oder Beatmungsgerät ist zu einer maschinellen, mandatorischen oder unterstützenden Beatmung eines Patienten ausgestaltet und weist dazu ein Atemsystem mit zu einem Transport von Atemgasen ausgebildeten Verbindungssystem, eine Kontrolleinheit, eine Gasförderungs- und Dosiereinheit, ein Inspirationsventil, ein Exspirationsventil und ein Sicherheitsventil auf.The ventilation device according to the invention, in an embodiment as anesthesia or respirator, is designed for mechanical, mandatory or assisting ventilation of a patient and for this purpose has a breathing system with connection system designed for transporting respiratory gases, a control unit, a gas delivery and dosing unit, an inspiratory valve Exhalation valve and a safety valve on.

Die Beatmungsvorrichtung ist mittels der Kontrolleinheit zu einer Verarbeitung von, von in oder an Messorten der Beatmungsvorrichtung angeordneten Sensoren oder der Beatmungsvorrichtung an zugeordneten Messorten angeordneten Sensoren bereitgestellten Sensorsignalen ausgebildet. Die Sensorsignale indizieren pneumatisch/ fluidisch physikalische Zustände eines Atemgases, insbesondere Druckniveaus oder Druck-Zeitverläufe in einem mit der Beatmungsvorrichtung und einem Patienten gasführend verbundenen und gekoppelten und zu einem Transport von Gasen ausgebildeten gasführenden Verbindungssystem von und zu dem Patienten. Aus den Sensorsignalen können von der Kontrolleinheit Werte von in dem gasführenden Verbindungssystem und im Atemsystem vorhandenen Drücken bestimmt werden. Die Beatmungsvorrichtung ist mittels der Kontrolleinheit zu einer Steuerung und/ oder Regelung von Inspirationsventil, Exspirationsventil und Gasfördereinheit und zu einer Aktivierung und/oder Deaktivierung des Sicherheitsventils ausgestaltet. Steuerung und Regelung von Inspirationsventil, Exspirationsventil und Gasfördereinheit, wie auch Aktivierung und Deaktivierung des Sicherheitsventils erfolgen dabei von der Kontrolleinheit üblicherweise mittels über Steuerleitungen übermittelter Steuersignale.The ventilation device is designed by means of the control unit to process sensor signals provided by sensors arranged in or at measurement locations of the respiration device or sensors arranged at sensors located at associated measurement locations. The sensor signals pneumatically / fluidically indicate physical states of a respiratory gas, in particular pressure levels or pressure-time courses in a gas-conducting connection system from and to the patient, which is gas-conductively connected and coupled to the respiration device and a patient. Values of pressures present in the gas-conducting connection system and in the respiratory system can be determined by the control unit from the sensor signals. The respiratory device is designed by means of the control unit to control and / or regulation of inspiratory valve, expiratory valve and gas delivery unit and to activate and / or deactivate the safety valve. Control and regulation of inspiratory valve, expiratory valve and gas delivery unit, as well as activation and deactivation of the safety valve are carried out by the control unit usually via control signals transmitted via control lines.

Die Kontrolleinheit ist insbesondere in Verbindung mit der Gasförderungs- und Dosiereinheit ist geeignet ausgebildet, das Inspirationsventil, das Exspirationsventil und die Gasfördereinheit und ggf. weitere optionale Dosierelemente und/oder Ventile derart 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 Beatmungsvorrichtung am Patienten wirksam werden zu lassen.The control unit is designed, in particular in conjunction with the gas delivery and metering unit, to control or regulate the inspiration valve, the expiratory valve and the gas delivery unit and, if appropriate, further optional metering elements and / or valves in order to perform a course of ventilation with pressure control or volume control , Limit controls for pressures and volumes with design of a ventilation frequency and durations (I: E) of inspiratory phase and expiratory phases using the ventilator on the patient to take effect.

Die Kontrolleinheit ist dabei vorzugsweise als ein Mikroprozessor-Modul (µC) mit zugeordnetem internen und/ oder externen Datenspeicher (RAM) ausgestaltet. Die Kontrolleinheit ist zur Ausführung der Funktionen mit Analysen, Vergleichs-Operationen, Berechnungen und Bewertungen beispielsweise durch Hardware-Bausteine als µC, µP, DSP, FPGA, ASIC ausgebildet, die beispielsweise in Form eines Prozessors (µP), mehrerer Prozessoren oder in Form von Instruktionen in einem Speicherbereich implementiert sein können, die durch den Prozessor verarbeitet werden.The control unit is preferably designed as a microprocessor module (μC) with associated internal and / or external data memory (RAM). The control unit is designed to perform the functions with analyzes, comparison operations, calculations and evaluations, for example by hardware components as .mu.C, .mu.P, DSP, FPGA, ASIC, for example in the form of a processor (μP), multiple processors or in the form of Instructions may be implemented in a memory area processed by the processor.

Die Kontrolleinheit in der Beatmungsvorrichtung kann derart ausgestaltet sein, dass die Ablaufsteuerung der Beatmung und die Aktivierung, wie auch die Deaktivierung des Sicherheitsventils unabhängig voneinander bewirkbar sind. So kann die Kontrolleinheit in zwei voneinander unabhängigen µP-, CPU- oder Recheninstanzen, beispielsweise als Beatmungsmodul für Kontrolle und Ablauf der Beatmung und als ein Überwachungsmodul zur Überwachung von Drucksituationen im Atemsystem ausgestaltet sein. Dabei werden die Messwerte, welche pneumatisch/ fluidisch physikalische Zustände des Atemgases indizieren von dem Messmodul sowohl dem Überwachungsmodul, als auch dem Regelungsmodul bereitgestellt.The control unit in the respiratory device can be designed such that the sequence control of the ventilation and the activation as well as the deactivation of the safety valve can be effected independently of one another. Thus, the control unit in two independent μP, CPU or computing instances, for example, as a ventilation module for control and flow of ventilation and be designed as a monitoring module for monitoring pressure situations in the respiratory system. In this case, the measured values which indicate pneumatic / fluidic physical states of the respiratory gas are provided by the measuring module both to the monitoring module and to the control module.

In der Beatmungsvorrichtung mit

• - einem Atemsystem mit einem zu einem Transport von Atemgasen ausgebildeten Verbindungssystem,
• - einer Sensorik mit mindestens einem Drucksensor
• - einer Gasförderungs- und Dosiereinheit mit einem Inspirationsventil und einem Exspirationsventil,
• - einem Sicherheitsventil,
• - einer Kontrolleinheit zu einer Kontrolle eines kontinuierlichen Beatmungsbetriebes in Zusammenwirkung mit der Gasförderungs- und Dosiereinheit und auf Basis von, bereitgestellter Messwerte der Sensorik, dem Inspirationsventil und dem Exspirationsventil,

werden von der Kontrolleinheit aus dem kontinuierlichen Beatmungsbetrieb heraus folgende Funktionen ausgeführt:

• - Vergleich eines, einen Druck in dem Atemsystem indizierenden Messwertes mit einem ersten Vergleichskriterium bezüglich eines Vorliegens einer Druckerhöhung im Atemsystem,
• - Vergleich mindestens eines weiteren, einen Druck in dem Atemsystem indizierenden Messwertes mit einem zweiten Vergleichskriterium zu einer Bestimmung bezüglich eines Vorliegens einer ersten oder einer zweiten Drucksituation im Atemsystem auf Basis des Vergleichs,
  • o wobei die erste Drucksituation im Atemsystem dadurch charakterisierbar ist, dass mittels der Analyse eine Situation mit einem im weiteren zeitlichen Verlauf abnehmenden Druck im Atemsystem mit einer Unterschreitung eines vorbestimmten Druckniveaus innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer abschätzbar ist,
  • o wobei die zweite Drucksituation im Atemsystem dadurch charakterisierbar ist, dass mittels der Analyse eine Situation mit einem im weiteren zeitlichen Verlauf abnehmenden Druck im Atemsystem mit der Unterschreitung des vorbestimmten Druckniveaus innerhalb der vorbestimmten Zeitdauer nicht abschätzbar ist,
  • o wobei in dem Falle, dass die zweite Drucksituation gegeben ist, eine Aktivierung eines Sicherheitsventils durch die Kontrolleinheit erfolgt.

In the ventilation device with

• a breathing system with a connection system designed for the transport of respiratory gases,
• - A sensor with at least one pressure sensor
• a gas delivery and metering unit with an inspiratory valve and an expiratory valve,
• - a safety valve,
• a control unit for controlling a continuous ventilation operation in cooperation with the gas delivery and dosing unit and on the basis of provided measurement values of the sensor system, the inspiration valve and the expiration valve,

the following functions are performed by the control unit from the continuous ventilation mode:

• Comparing a measured value indicative of a pressure in the respiratory system with a first comparative criterion with regard to the presence of an increase in pressure in the respiratory system,
• Comparison of at least one further measured value indicative of a pressure in the respiratory system with a second comparison criterion for a determination with regard to the presence of a first or a second pressure situation in the respiratory system on the basis of the comparison,
  • o wherein the first pressure situation in the respiratory system can be characterized by the fact that by means of the analysis a situation with a decreasing pressure in the respiratory system in the further course of time can be estimated within a predetermined period of time, with a drop below a predetermined pressure level,
  • wherein the second pressure situation in the respiratory system can be characterized by the fact that a situation with a decreasing pressure in the breathing system during the further course of time can not be estimated by the analysis within the predetermined time period,
  • o wherein in the event that the second pressure situation is given, an activation of a safety valve by the control unit takes place.

Das Atemsystem mit Verbindungsystem weist einen exspiratorischen Pfad auf, welcher zu einer Fortführung einer exspiratorischen Menge an Atemgas von dem Patienten ausgebildet und vorgesehen ist.The breathing system with the connection system has an expiratory path which is designed and provided for the continuation of an expiratory amount of breathing gas from the patient.

Das Atemsystem mit Verbindungsystem weist einen inspiratorischen Pfad auf, welcher zu einer Hinführung einer inspiratorischen Menge an Atemgas von der Beatmungsvorrichtung zu dem Patienten ausgebildet und vorgesehen ist. Das Atemsystem mit Verbindungsystem weist einen Patientenverbindungs-Pfad, beispielsweise ausgeführt als eine Patientengaszuführungsleitung in Form eines Endotracheal-Tubus auf, welcher zu einer Hinführung der inspiratorischen Menge an Atemgas von der Beatmungsvorrichtung 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 vorzugsweise mittels eines Verbindungselements miteinander und mit dem Patientenverbindungs-Pfad verbunden. Das Verbindungselement ist in der Praxis oftmals als ein sogenanntes Y-Stück ausgebildet.The breathing system with connection system has an inspiratory path, which is designed and provided for an introduction of an inspiratory amount of breathing gas from the ventilator to the patient. The breathing system with connection system includes a patient connection pathway, embodied, for example, as a patient gas supply line in the form of an endotracheal tube, leading to inspiratory amount of breathing gas from the ventilator to the patient and continuing the expiratory amount of breathing gas from the patient is designed and provided. The expiratory path and the inspiratory path are preferably connected to each other and to the patient connection path by means of a connector. The connecting element is often formed in practice as a so-called Y-piece.

Zur Erfassung der Messwerte der Sensorik ist vorzugsweise ein Messmodul in der Beatmungsvorrichtung vorgesehen. Das Messmodul kann in oder an der Kontrolleinheit angeordnet oder der Kontrolleinheit zugeordnet oder als ein Bestandteil der Kontrolleinheit ausgebildet sein. In einer optionalen Weiterbildung kann in dem Atemsystem als weitere Sensorik mindestens ein Durchflussmengensensor angeordnet sein. Das Messmodul ist zu einer Erfassung von Messwerten der Sensorik ausgebildet. Das Messmodul ist zu einer Umwandlung von physikalischen Messgrößen indizierenden elektrischen Signalen, welche von der Sensorik mit dem mindestens einen Drucksensor bereitgestellt werden, in zu einer weiteren Datenverarbeitung geeignete Datensignale, sowie deren Bereitstellung ausgestaltet.For detecting the measured values of the sensor system, a measuring module is preferably provided in the respiratory device. The measuring module can be arranged in or on the control unit or assigned to the control unit or designed as a component of the control unit. In an optional further development, at least one flow rate sensor can be arranged in the breathing system as a further sensor system. The measuring module is designed to detect measured values of the sensor system. The measuring module is configured to convert physical measured variables indicating electrical signals, which are provided by the sensor system with the at least one pressure sensor, into data signals suitable for further data processing, and to make them available.

Der mindestens eine Drucksensor als Element der Sensorik ist in oder an der Beatmungsvorrichtung, in oder an dem Atemsystem oder in oder an dem Verbindungssystem angeordnet und dazu vorgesehen ist, einen Messwert eines Druckes zu erfassen, welcher einen Druck im Atemsystem indiziert und/ oder somit in dem Atemsystem vorhanden ist oder herrscht. Das Messmodul ist ausgebildet, diesen mindestens einen Messwert der Kontrolleinheit, wie auch insbesondere dem Regelungsmodul und dem Überwachungsmodul bereitzustellen. Die Messwerte des mindestens einen Drucksensors indizieren einen Druck, sowie dessen zeitlichen Verlauf im Atemsystem der Beatmungsvorrichtung.The at least one pressure sensor as an element of the sensor system is arranged in or on the respiratory device, in or on the respiratory system or in or on the connection system and is intended to detect a measured value of a pressure which indicates a pressure in the respiratory system and / or thus in the respiratory system is present or prevails. The measuring module is designed to provide this at least one measured value of the control unit, as well as in particular the control module and the monitoring module. The measured values of the at least one pressure sensor indicate a pressure, as well as its time course in the respiratory system of the respiratory device.

Zur Durchführung des kontinuierlichen Beatmungsbetriebes der Beatmungsvorrichtung ist vorzugsweise ein Regelungsmodul (control unit) in der Beatmungsvorrichtung vorgesehen. Dies Regelungsmodul kann in oder an der Kontrolleinheit angeordnet oder der Kontrolleinheit zugeordnet oder als ein Bestandteil der Kontrolleinheit ausgebildet sein und ist bei der Durchführung des Beatmungsbetriebes zu einer Bewirkung von Einstellungen von Beatmungsdrücken und Durchflussmengen an Atemgas ausgebildet. Die Einstellungen können dabei als Stellwerte sowohl in Form von Steuerungen (open loop control) wie auch von Regelungen (closed loop control) in den von Kontrolleinheit und Gasförderungs- und Dosiereinheit ausgestalteten Beatmungsbetrieb mit Inspirationsphasen und Exspirationsphasen wirksam werden. Die Gasförderungs- und Dosiereinheit mit dem Inspirationsventil und dem Exspirationsventil in Zusammenwirkung mit der Kontrolleinheit, bzw. dem Messmodul und dem Regelungsmodul ermöglichen eine Zuführung von Atemgasen hin zum Patienten und eine Fortführung von Atemgasen vom Patienten fort. Wird dem Patienten inspiratorisch eine Menge an Atemgas zugeführt, so erfolgt die Dosierung der Menge an Atemgas über den inspiratorischen Zweig des Verbindungssystems mit Hilfe der Einstellung des Inspirationsventils, wobei das Exspirationsventil geschlossen wird, so dass die Menge an Atemgas in die Lunge des Patienten einströmen kann. Exspiratorisch erfolgt die Ausatmung des Patienten über das ganz oder teilweise geöffnete Exspirationsventil über den exspiratorischen Zweig des Verbindungssystems, wobei das Inspirationsventil derart eingestellt ist, dass vom Patient über den inspiratorischen Zweig des Verbindungssystems keine Mengen an Atemgas in die Beatmungsvorrichtung strömen können. Ein nur teilweise geöffnetes Exspirationsventil dient dabei mittels einer definiert von der Kontrolleinheit, bzw. dem Regelungsmodul eingestellte, gesteuerten oder geregelten Druckentlastung einer Erzeugung und Bereitstellung des positiven endexspiratorischen Drucks (Positive End-Expiratory Pressure, PEEP) für den Patienten. Die Strömungsrichtungen der strömenden Mengen an Atemgas sind mittels zweier passiver Rückschlagventile definiert, sodass exspiratorisch keine Strömungen an Atemgas von der Beatmungsvorrichtung zum Patienten hin und inspiratorisch keine Strömungen vom Patienten in die Beatmungsvorrichtung hinein ermöglicht sind. Das Sicherheitsventil ist im inspiratorischen Zweig des Verbindungssystems - in Relation zur Strömungsrichtung von der Beatmungsvorrichtung zum Patienten hin - stromabwärts des passiven inspiratorischen Rückschlagventils angeordnet. Diese Anordnung stellt sicher, dass eine Öffnung des Sicherheitsventils bei einer Druckerhöhung im Atemsystem oder Verbindungssystem, welche vom Überwachungsmodul überwacht wird, eine Druckentlastung für den Patienten ermöglicht wird.To carry out the continuous ventilation operation of the respiratory device, a control module (control unit) is preferably provided in the respiratory device. This control module may be arranged in or on the control unit or assigned to the control unit or formed as part of the control unit and is in the implementation of the ventilation operation to effect settings of ventilation pressures and flow rates of breathing gas. The settings can Here are as control values both in the form of controls (open loop control) as well as regulations (closed loop control) in the designed by control unit and gas pumping and dosing ventilator with inspiratory phases and expiratory effective. The gas delivery and metering unit with the inspiratory valve and the expiratory valve, in cooperation with the control unit or the measuring module and the control module, allow the supply of respiratory gases to the patient and the continuation of respiratory gases from the patient. When an inspiratory amount of breathing gas is supplied to the patient, the amount of breathing gas is metered via the inspiratory branch of the connection system by the inspiratory valve setting, closing the expiratory valve so that the amount of breathing gas can flow into the patient's lungs , Exhaling the exhalation of the patient via the fully or partially open expiratory valve via the expiratory branch of the connection system, wherein the inspiration valve is set such that the patient can not flow on the inspiratory branch of the connection system, no amounts of breathing gas into the ventilator. A partially opened expiratory valve serves by means of a controlled or regulated pressure relief defined by the control unit or the control module to generate and provide the positive end-expiratory pressure (PEEP) to the patient. The flow directions of the flowing amounts of respiratory gas are defined by means of two passive check valves, so that expiratory flow of respiratory gas from the respirator to the patient and inspiratory no flows from the patient into the ventilator are possible. The safety valve is located in the inspiratory branch of the connection system, downstream of the passive inspiratory check valve, in relation to the direction of flow from the ventilator to the patient. This arrangement ensures that an opening of the safety valve at a pressure increase in the breathing system or connection system, which is monitored by the monitoring module, a pressure relief for the patient is made possible.

Auf diese Weise können dann in Zusammenwirkung von Kontrolleinheit, bzw. Überwachungsmodul für den Patienten durch überhöhte Atemwegsdrücke möglicherweise entstehende gesundheitsgefährdende Situationen vermieden werden.In this way, health-threatening situations which may possibly arise due to excessive airway pressures can then be avoided in cooperation with the control unit or monitoring module for the patient.

Die Kontrolleinheit ist, vorzugsweise mittels einer Schnittstelle, geeignet ausgebildet, Messwerte, vorzugsweise von dem Messmodul zu empfangen oder über eine oder mehrere Datenverbindungen einzulesen.The control unit is designed, preferably by means of an interface, to receive measured values, preferably from the measuring module, or to read them in via one or more data connections.

In üblichen Konfigurationen von Anästhesie- und Beatmungsgeräten sind das Messmodul und das Regelungsmodul als Elemente oder Module der Kontrolleinheit ausgeführt. Die Kontrolleinheit ist auf diese Weise mit dem Regelungsmodul und dem Messmodul in Verbindung mit der Gasförderungs- und Dosiereinheit geeignet ausgebildet, eine Anordnung von Ventilen, im Wesentlichen das Inspirationsventil und das Exspirationsventil geeignet zu steuern oder zu regeln, um den Beatmungsbetrieb 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 Beatmungsvorrichtung am Patienten wirksam werden zu lassen.In common anesthesia and ventilator configurations, the measurement module and the control module are implemented as elements or modules of the control unit. The control unit is designed in this way with the control module and the measuring module in conjunction with the gas delivery and metering unit adapted to control or regulate an array of valves, essentially the inspiratory valve and the expiratory valve to control the ventilation operation of respiratory control with pressure control or volume control, limit monitoring for pressures and volumes with the design of a ventilation frequency and time periods (I: E) of inspiratory phase and expiratory phases by means of the ventilator on the patient to take effect.

Zur Überwachung von in dem Atemsystem gegeben Drücken wie auch von Druckverläufen in dem Atemsystem ist ein Überwachungsmodul in der Beatmungsvorrichtung vorgesehen. Dies Überwachungsmodul kann in oder an der Kontrolleinheit angeordnet oder der Kontrolleinheit zugeordnet oder als ein Bestandteil der Kontrolleinheit ausgebildet sein. Das Überwachungsmodul ist zu einer Bewertung von Messwerten und/ oder Messwertverläufen der Sensorik, Vergleichen von Messwerten, welche Drücke oder Druckverläufe im Atemsystem indizieren mit Druckschwellenwerten und zu einer Analyse von Betriebszuständen der Beatmungsvorrichtung ausgebildet.In order to monitor pressures in the respiratory system as well as pressure profiles in the respiratory system, a monitoring module is provided in the ventilator. This monitoring module can be arranged in or on the control unit or assigned to the control unit or designed as a component of the control unit. The monitoring module is designed to evaluate measured values and / or measured values of the sensor system, compare measured values which indicate pressures or pressure profiles in the respiratory system with pressure threshold values and to analyze operating states of the respiratory device.

Die Kontrolleinheit ist damit mittels Messmodul und Überwachungsmodul dazu geeignet ausgebildet, den erfassten ersten Messwert, welcher einen Druck im Atemsystem indiziert, mit einem vorbestimmten ersten Druckschwellenwert zu vergleichen und auf Basis des Vergleichs festzustellen, ob der erfasste Messwert einen überhöhten Druck im Atemsystem der Beatmungsvorrichtung indiziert. Die Druckschwellenwerte werden dabei der Kontrolleinheit vom Datenspeicher bereitgestellt.By means of the measuring module and monitoring module, the control unit is thus designed to compare the detected first measured value, which indicates a pressure in the respiratory system, with a predetermined first pressure threshold value and to determine on the basis of the comparison whether the detected measured value indicates an excessive pressure in the respiratory system of the respiratory device , The pressure thresholds are thereby provided to the control unit from the data memory.

Die Ausgestaltung der Kontrolleinheit in Regelungsmodul und Überwachungsmodul ermöglicht in vorteilhafter Weise, dass die Ablaufsteuerung der Beatmung und Aktivierung, wie auch Deaktivierung des Sicherheitsventils unabhängig voneinander bewirkbar sind. Damit kann in Situationen, in denen eine Druckerhöhung im Atemsystem gegeben ist, das Überwachungsmodul unabhängig vom Zustand des Exspirationsventils und/ oder dem Exspirationsventil zugeordneten Regelsystemen im Regelungsmodul und deren Zuständen, eine Öffnung des Sicherheitsventils bewirken und damit eine Druckentlastung im Atemsystem bewirken. Dabei kann in vorteilhafter Weise diese unabhängige Einwirkung von Regelungsmodul und Überwachungsmodul auf den Betrieb des Beatmungsgerätes auf Basis der vom Messmodul gelieferten Messdaten, insbesondere von Messdaten, welche einen Druck im Atemsystem indizieren, erfolgen. Das bedeutet für die praktische Ausgestaltung, dass das Messmodul ausgestaltet sein kann, sowohl für das Überwachungsmodul, als auch das Regelungsmodul die für die jeweilige Funktion benötigten Messdaten, insbesondere der Messdaten, welche den Druck im Atemsystem indizieren, bereitzustellen.The design of the control unit in control module and monitoring module advantageously allows the flow control of the ventilation and activation, as well as deactivation of the safety valve can be effected independently of each other. Thus, in situations where there is an increase in pressure in the respiratory system, the monitoring module regardless of the state of the expiratory valve and / or the exhalation valve associated control systems in the control module and their states, causing an opening of the safety valve and thus cause a pressure relief in the breathing system. It can this independent action of regulation module and monitoring module advantageously takes place on the operation of the ventilator on the basis of the measurement data supplied by the measurement module, in particular of measurement data which indicate a pressure in the respiratory system. For the practical embodiment, this means that the measuring module can be configured to provide both the monitoring module and the control module with the measurement data required for the respective function, in particular the measurement data which indicates the pressure in the respiratory system.

Der Vergleich des, den Druck in dem Atemsystem indizierenden ersten Messwertes mit dem ersten Vergleichskriterium kann vorzugsweise mit Hilfe eines ersten Vergleichsdruckwertes erfolgen. Der Vergleichsdruckwert indiziert dabei eine Situation einer unzulässigen Druckerhöhung in dem Atemsystem. Ein möglicher Vergleichsdruckwert ist beispielsweise ein vorbestimmter Druckschwellenwert.The comparison of the first measured value indicating the pressure in the respiratory system with the first comparative criterion can preferably be carried out with the aid of a first comparative pressure value. The comparison pressure value indicates a situation of an impermissible pressure increase in the respiratory system. A possible comparison pressure value is, for example, a predetermined pressure threshold value.

Als eine Variante des ersten Vergleichskriteriums kann dabei ein mathematischer Vergleichsoperator > oder ≥ gewählt werden, um den aktuellen Messwert in Bezug zum Vergleichsdruckwert zu setzen und eine Überschreitung des vorbestimmten Druckschwellenwertes gewählt werden. So charakterisiert beispielsweise ein Druckwert oberhalb eines Druckschwellenwertes, beispielsweise von 30 hPa ± 3 hPa, einen erhöhten Druck im Atemsystem für einen erwachsenen Patienten und kann damit das erste Vergleichskriterium repräsentieren, welches die Situation einer unzulässigen Druckerhöhung in dem Atemsystem indiziert.As a variant of the first comparison criterion, a mathematical comparison operator oder or ≥ can be selected in order to set the current measured value in relation to the comparison pressure value and an exceeding of the predetermined pressure threshold value can be selected. For example, a pressure above a threshold pressure value, for example of 30 hPa ± 3 hPa, characterizes an increased pressure in the respiratory system for an adult patient and may thus represent the first comparison criterion indicating the situation of an impermissible pressure increase in the respiratory system.

Zusätzlich kann das erste Vergleichskriterium ein Zeitkriterium aufweisen.In addition, the first comparison criterion may have a time criterion.

Als eine solche alternative Variante des ersten Vergleichskriteriums in Kombination mit einem Zeitkriterium kann beispielsweise eine Überschreitung des vorbestimmten Druckschwellenwertes für eine vorbestimmte zeitliche Mindestzeitdauer gewählt werden. So charakterisiert beispielsweise eine Zeitdauer von 0,02 Sekunden bis 0,05 Sekunden eine zeitliche Mindestdauer und charakterisiert in Verbindung mit einem Druckwert oberhalb eines Druckschwellenwertes, beispielsweise von 30 hPa ± 3 hPa, einen erhöhten Druck im Atemsystem für einen erwachsenen Patienten und kann als eine Druckschwellenwert/ Zeitdauer-Kombination das erste Vergleichskriterium repräsentieren, welches die Situation einer unzulässigen Druckerhöhung in dem Atemsystem indiziert. Die von der Kontrolleinheit, vorzugsweise und insbesondere von dem Überwachungsmodul, durchgeführte Analyse des mindestens einen, den Druck in dem Atemsystem indizierenden ersten Messwertes und des mindestens einen weiteren, den Druck in dem Atemsystem indizierenden Messwertes mit dem mindestens einem Vorgabewert mit der Unterscheidung bezüglich des Vorliegens der ersten oder der zweiten Drucksituation im Atemsystem hat den Zweck, zu ermitteln, welche Situation des Drucks im Atemsystem gegeben ist und ob, basierend auf dem Vorliegen der ersten oder zweiten Drucksituation von der Kontrolleinheit die Aktivierung des Sicherheitsventil zur Druckentlastung im Atemsystem zu bewirken ist. Im Falle, dass die zweite Drucksituation gegeben ist, erfolgt eine Aktivierung des Sicherheitsventils durch die Kontrolleinheit.As such an alternative variant of the first comparison criterion in combination with a time criterion, for example, an exceeding of the predetermined pressure threshold value for a predetermined minimum time period of time can be selected. For example, a time period of 0.02 seconds to 0.05 seconds characterizes a minimum time duration and, in conjunction with a pressure above a threshold pressure value, for example of 30 hPa ± 3 hPa, characterizes an elevated pressure in the respiratory system for an adult patient Pressure threshold / duration combination represent the first comparison criterion, which indicates the situation of an impermissible pressure increase in the respiratory system. The analysis performed by the control unit, preferably and in particular by the monitoring module, of the at least one first measured value indicative of the pressure in the respiratory system and of the at least one further measured value indicative of the pressure in the respiratory system with the at least one default value with the distinction with respect to the presence The first or the second pressure situation in the respiratory system has the purpose of determining which situation of the pressure in the respiratory system is present and whether, based on the presence of the first or second pressure situation of the control unit, the activation of the safety valve to relieve pressure in the respiratory system. In the event that the second pressure situation is given, the safety valve is activated by the control unit.

Die Unterscheidung in die erste Drucksituation oder die zweite Drucksituation kann, wie in verschiedenen Ausführungsformen nachfolgend näher erläutert darlegt erfolgen. In den verschiedenen Ausführungsformen erfolgt die Analyse des ersten Druckwertes und des mindestens einen weiteren Druckwertes zur Ermittlung der Drucksituation auf eine oder mehrere der nachfolgend beschriebenen Weisen.The distinction in the first pressure situation or the second pressure situation can, as explained in more detail below in various embodiments set forth. In the various embodiments, the analysis of the first pressure value and of the at least one further pressure value for determining the pressure situation takes place in one or more of the ways described below.

Gemeinsam ist in diesen Ausführungsformen, dass von der Kontrolleinheit ein dekrementieller Verlauf des Drucks im Atemsystem im weiteren zeitlichen Verlauf des kontinuierlichen Beatmungsbetriebs mit der Unterschreitung des vorbestimmten Druckniveaus innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer abgeschätzt wird.It is common in these embodiments that the control unit estimates a decremental course of the pressure in the respiratory system during the further course of the continuous ventilation operation with the pressure level falling below the predetermined pressure level within a predetermined period of time.

So können die erste und/oder die zweite Drucksituation nach einer bevorzugten Ausführungsform mittels einer Abschätzung aus dem weiteren, an die erste und/ oder zweite Drucksituation zeitlich nachfolgenden Druckverlauf abschätzbar sein.Thus, according to a preferred embodiment, the first and / or the second pressure situation can be estimated by means of an estimation from the further pressure progression chronologically following the first and / or second pressure situation.

Die Abschätzung des weiteren Druckverlaufs kann beispielsweise mittels einer Trendabschätzung, mittels einer vergleichenden Analyse mit einem Vergleichsdruckverlauf, mittels eines Vergleichs einer prognostizierbaren Abfolge von Unter- bzw. Überschreitungen einer der Abfolge zugehörigen Anzahl von Druckschwellenwerten oder mittels mathematischer Methoden, wie linearer oder nichtlinearer Interpolation, exponentieller Interpolation, Polynom- oder Spline-Interpolation ausgeführt werden. Eine solche Abschätzung kann derart ausgestaltet sein, dass, wenn der Vergleich des ersten, den Druck in dem Atemsystem indizierenden Messwertes mit dem ersten Vergleichskriterium ergibt, dass zu einem ersten Zeitpunkt im Atemsystem ein überhöhter Atemwegsdruck gegeben ist, mindestens ein weiterer Messwert mit dem ersten Messwert verglichen wird. Dabei wird der erste Messwert von der Kontrolleinheit, vorzugsweise mittels des Messmoduls erfasst und steht damit der Kontrolleinheit zur Analyse und Abschätzung bereit. Der mindestens eine weitere Messwert wird dabei zu einem zu einem weiteren, nach einer Beobachtungszeitdauer gewählten Zeitpunkt, zeitlich nachfolgend nach dem Zeitpunkt der Erfassung des ersten Messwerts von der Kontrolleinheit, vorzugsweise mittels des Messmoduls erfasst und steht damit der Kontrolleinheit ebenfalls zur Analyse und Abschätzung bereit. Zur Ausgestaltung der Ausführungsformen der Analyse, insbesondere der Abschätzung und zur Ausgestaltung der Aktivierung des Sicherheitsventils stehen der Kontrolleinheit folgende Größen oder Kriterien gemäß der in Tabelle 2 nachfolgenden Auflistung jeweils für sich, wie auch zu Kombinationen miteinander bereit: Tabelle 2a)Variabilität der Beobachtungszeitdauerb)Druckdifferenzen von Messwerten im zeitlichen Verlaufc)Zeitliche Ableitungen von Druckänderungen oder Druckdifferenzendphysikalische LatenzzeiteneSystemische LatenzzeitenfDruck-Zeitprodukt (PTP, Pressure Time Product)gaktuelle Situationen im BeatmungsverlaufhDurchflussmengen von GasmengeniStrömungsgeschwindigkeiten von GasmengenjStrömungsrichtungen von GasmengenkVolumina-Verschiebungen von GasmengenlAlarm- und WarnsituationenThe estimation of the further pressure curve can be carried out, for example, by means of a trend estimation, by means of a comparative analysis with a comparison pressure curve, by means of a comparison of a predictable sequence of underflows or overflows of a number of pressure threshold values belonging to the sequence or by means of mathematical methods, such as linear or nonlinear interpolation, exponentially Interpolation, polynomial or spline interpolation. Such an estimate may be configured such that, if the comparison of the first measurement value indicative of the pressure in the respiratory system with the first comparison criterion shows that an inflated airway pressure is given at a first time in the respiratory system, at least one further measured value coincides with the first measured value is compared. In this case, the first measured value is detected by the control unit, preferably by means of the measuring module, and is thus ready for the control unit to analyze and estimate. The at least one additional measured value is In this case, it is detected by the control unit at a time selected further after an observation period, and subsequently by the control unit, after the time of detection of the first measured value, and is therefore also ready for analysis and estimation by the control unit. For configuring the embodiments of the analysis, in particular the estimation and the design of the activation of the safety valve, the control unit is provided with the following quantities or criteria according to the list below in Table 2, as well as with each other: Table 2 a) Variability of the observation period b) Pressure differences of measured values over time c) Time derivatives of pressure changes or pressure differences d physical latencies e Systemic latencies f Pressure Time Product (PTP) G current situations during the course of ventilation H Flow rates of gas quantities i Flow rates of gas quantities j Flow directions of gas quantities k Volume shifts of gas volumes l Alarm and warning situations

Nachfolgend wird beschrieben, was im Sinne der vorliegenden Erfindung unter den in Tabelle 2 gelisteten Ausgestaltungen a) bis I) von Analyse und Abschätzung zu verstehen ist.

1. a) Unter der Variabilität der Beobachtungszeitdauer ist die Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt der Erfassung des ersten Messwertes, welcher den Druck in dem Atemsystem indiziert und dem mindestens einen weiteren oder einer Vielzahl weiterer Messwerte, welche Drücke in dem Atemsystem indizieren, zu verstehen.
2. b) Unter Druckdifferenzen von Messwerten im zeitlichen Verlauf sind Druckdifferenzen ΔP von Messwerten zwischen dem ersten Messwert und dem mindestens einen weiteren Messwert oder der Vielzahl weiterer Messwerte zu verstehen.
3. c) Unter zeitlichen Ableitungen von Druckänderungen oder Druckdifferenzen sind zeitliche Ableitungen von Druckänderungen oder Druckdifferenzen$\frac{dP}{dt}$
   
   zwischen dem ersten Messwert und dem mindestens einen weiteren Messwert oder der Vielzahl weiterer Messwerte zu verstehen.
4. d) Unter physikalischen Latenzzeiten sind Latenzzeiten von Druckänderungen im Zeitverlauf, bedingt durch strömungstechnische Eigenschaften im Atemsystem, wie Strömungswiderstände, Volumina, Elastizität von Schlauchsystemen zu verstehen. Dabei zählen durch zum Druckausgleich bedingte Ausgleichsströmungen im Atemsystem hervorgerufene Zeitverzögerungen oder auch durch die Schallgeschwindigkeit bedingte Druckausbreitungsverzögerungen.
5. e) Unter systemischen Latenzzeiten sind durch Signalerfassung, Signalfilterung, Datenwandlung, Datenverarbeitung, Datenverteilung und durch Berechnungen im Betrieb von Beatmungsvorrichtung, Regelungsmodul, Überwachungsmodul Messmodul bedingte Latenzzeiten zu verstehen. Des Weiteren sind unter den systemischen Latenzzeiten auch bei Ansteuerung zur Einstellung bzw. Aktivierung oder Deaktivierung von Aktuatoren wie beispielsweise Inspirationsventil, Exspirationsventil, Sicherheitsventil vorhandene Totzeiten, Verzögerungszeiten und elektrischmechanische Umsetzungszeiten (Reaktionszeiten) zu verstehen. Die Einbeziehung von bekannten systemischen Latenzzeiten der Beatmungsvorrichtung, des Regelungsmoduls, des Überwachungsmoduls oder des Messmoduls können sich beispielsweise bei der Aktivierung des Sicherheitsventils von dem Aktivierungsbefehl im Überwachungsmodul, über die elektrische Aktivierung mittels Steuersignal am Ventil bis zum physikalischen Öffnungszustand des Ventils ergeben.
6. f) Unter einem Druck-Zeitprodukt (PTP, Pressure Time Product) ist das Produkt aus Druckmesswerten mit Zeitintervallen zu verstehen. Das Druck-Zeitprodukt indiziert oder charakterisiert dabei Zustände von Gasmengen im Atemsystem. Das Druck-Zeitprodukt (PTP, Pressure Time Product) wird gebildet aus Drücken, Druckdifferenzen oder Druckverläufen multipliziert mit einer Zeitdauer. Das Druck-Zeitprodukt ist vorteilhaft, um nach der Erkenntnis, dass im Atemsystem ein überhöhter Atemwegsdruck gegeben ist, die Folgen hinsichtlich des zu erwartenden weiteren Druckverlaufs, insbesondere eines weiteren Druckanstieges zu berücksichtigen. Das Druck-Zeitprodukt ist damit eine Möglichkeit, die das Gewicht oder Bedeutung einer Druckänderung im Atemsystem oder Gewicht, bzw. Bedeutung einer Änderung des Atemwegsdrucks hervorzuheben oder zu veranschaulichen und bietet die Möglichkeit, verschiedene Situationen vergleichbar zu machen. So kann auf diese Weise ein starker Druckanstieg in einem sehr kurzen Zeitintervall mit einem moderaten Druckanstieg über eine längere Zeitdauer mittels des Druck-Zeitprodukts verglichen werden. Auch hinsichtlich der Abschätzung einer Wirkung einer Druckentlastung bietet das Druck-Zeitprodukt den Vorteil, dass es abschätzbar wird, welche Druckentlastung sich beispielsweise für eine verbleibende Dauer einer aktuellen Exspirationsphase durch eine Öffnung des Sicherheitsventils ergeben kann oder erzielt werden muss.
7. g) Unter aktuellen Situationen im Beatmungsverlauf sind beispielsweise Beginn, Mitte oder Ende von Exspirationsphase oder von Inspirationsphase, wie auch inspiratorische Pausen oder exspiratorische Pausen im Verlauf der Beatmung zu verstehen.
8. h) Unter Durchflussmengen von Gasmengen sind Durchflussmengen an Ein- und/oder Ausatemgasen hin zum Patienten und/oder fort vom Patienten, wie auch Bilanzierungen von Durchflussmengen an Ein- und/oder Ausatemgasen hin zum Patienten und/oder fort vom Patienten zu verstehen.
9. i) Unter Strömungsgeschwindigkeiten von Gasmengen sind Strömungsgeschwindigkeiten im Verbindungssystem zu verstehen.
10. j) Unter Strömungsrichtungen von Gasmengen sind Strömungsrichtungen im Verbindungssystem, wie auch Strömungsrichtungen an Ein- und/oder Ausatemgasen hin zum Patienten und/oder fort vom Patienten, wie auch Bilanzierungen von Strömungsrichtungen an Ein- und/oder Ausatemgasen hin zum Patienten und/oder fort vom Patienten zu verstehen.
11. k) Unter Volumen- oder Volumina-Verschiebungen sind Verschiebungen oder Bewegungen von Volumen oder Volumina an Ein- und/oder Ausatemgasen hin zum Patienten und/oder fort vom Patienten, wie auch Bilanzierungen von Verschiebungen oder Bewegungen von Volumen oder Volumina an Ein- und/oder Ausatemgasen hin zum Patienten und/oder fort vom Patienten zu verstehen.
12. l) Unter Alarm- und Warnsituationen im Betrieb des Beatmungsgerätes sind Alarme, welche einen Mangel oder ein Übermaß von Druck, Durchflussmenge oder Volumen kennzeichnen zu verstehen, wie beispielsweise Paw_high, VT_Low, MV_Low.

The following is a description of what is meant by analysis and estimation (a) to (i) listed in Table 2 for the purposes of the present invention.

1. a) Among the variability of the observation period, the time difference between the time of detection of the first measurement, which indicates the pressure in the respiratory system and the at least one other or a plurality of further measurements, which indicate pressures in the respiratory system, to understand.
2. b) Pressure differences between measured values over time are pressure differences ΔP of measured values between the first measured value and the at least one further measured value or the multiplicity of further measured values.
3. c) Temporal derivatives of pressure changes or pressure differences are time derivatives of pressure changes or pressure differences$\frac{dP}{dt}$
   
   between the first measured value and the at least one further measured value or the plurality of further measured values.
4. d) Physical latencies are latencies of pressure changes over time due to fluidic properties in the respiratory system, such as flow resistance, volumes, elasticity of hose systems to understand. Counting caused by pressure equalization compensatory flows in the respiratory system caused time delays or due to the speed of sound pressure propagation delays include.
5. e) Systemic latencies are understood to mean latencies due to signal acquisition, signal filtering, data conversion, data processing, data distribution, and operational calculations of the respiratory device, control module, monitoring module, measurement module. Furthermore, under the systemic latencies, even when activated for setting or activating or deactivating actuators, such as inspiratory valve, expiration valve, safety valve, existing dead times, delay times and electrical mechanical conversion times (reaction times) are to be understood. The inclusion of known systemic latencies of the respiratory device, the control module, the monitoring module or the measuring module may result, for example, in the activation of the safety valve from the activation command in the monitoring module, via the electrical activation by means of control signal on the valve to the physical opening state of the valve.
6. f) Pressure Time Product (PTP) is the product of pressure readings with time intervals. The pressure-time product indicates or characterizes states of gas quantities in the respiratory system. The Pressure Time Product (PTP) is made up of pressures, pressure differences or pressure curves multiplied by a period of time. The pressure-time product is advantageous in order to take into account the consequences with regard to the expected further pressure curve, in particular a further pressure increase, after the knowledge that an excessive airway pressure is given in the respiratory system. The pressure-time product is thus a way to highlight or illustrate the weight or importance of a pressure change in the respiratory system or weight, or importance of a change in airway pressure and provides the ability to make different situations comparable. Thus, in this way, a large pressure increase in a very short time interval can be compared with a moderate pressure increase over a longer period of time by means of the pressure-time product. Also with regard to the estimation of an effect of a pressure relief, the pressure-time product offers the advantage that it can be estimated which pressure relief can be achieved, for example, for a remaining duration of a current expiratory phase by opening the safety valve or must be achieved.
7. g) Current situations in the course of ventilation include, for example, the beginning, middle or end of the expiratory phase or of the inspiratory phase, as well as inspiratory pauses or expiratory pauses during the course of ventilation.
8. h) Flow rates of gas quantities are to be understood as flow quantities of inhaled and / or exhaled gases towards the patient and / or away from the patient, as well as balancing of in and / or exhaled gas flow rates to the patient and / or away from the patient.
9. i) Flow rates of gas quantities are flow rates in the connection system.
10. j) Flow directions of gas quantities are flow directions in the connection system, as well as directions of flow of incoming and / or exhaled gases towards the patient and / or away from the patient, as well as balancing flow directions of incoming and / or exhaled gases towards the patient and / or fort to understand from the patient.
11. k) Volume or volume shifts are shifts or movements of volumes or volumes of inhaled and / or exhaled gases towards the patient and / or away from the patient, as well as accounting for shifts or movements of volumes or volumes of input and / or or exhalation gases towards the patient and / or away from the patient.
12. l) Under alarm and warning situations in the operation of the ventilator are alarms, which indicate a lack or an excess of pressure, flow rate or volume to understand, such as Paw_high , VT_Low , MV_Low .

Da es bei einer Druckerhöhung im Atemsystem gegeben sein kann, dass sich nach der Erkennung und Bestimmung der ersten Drucksituation ein Zeitintervall während der Beobachtungszeitdauer mit einem weiteren Anstieg des Drucks ergeben kann, ist es vorteilhaft die Wahl des Zeitpunktes zur messtechnischen Erfassung des weiteren Messwerts vorzugsweise auf einen Zeitpunkt nach dem Zeitpunkt der Erfassung des ersten Messwertes derart im Zeitverlauf vorzunehmen, wenn der im Atemsystem mögliche weitere Druckanstieg im Regelfall beendet ist oder bereits wieder ein Abfall des Drucks gegeben ist.Since it may be given an increase in pressure in the respiratory system that after detection and determination of the first pressure situation a time interval during the observation period may result in a further increase in pressure, it is advantageous to the choice of the time for metrological detection of the other measured value preferably on a time after the time of detection of the first measured value in such a way over time, if the possible further increase in pressure in the breathing system is usually completed or already a drop in pressure is given again.

Auch kann es in einer Ausführungsform ermöglicht sein, falls der weitere Messwert einen Druck oberhalb des Druck oder im Wesentlichen gleich dem Druck zum Zeitpunkt der Erfassung des ersten Messwertes indiziert, nach Ablauf eines weiteren Zeitintervalls innerhalb der Beobachtungszeitdauer ein erneuter weiterer Messwert zur Kontrolle von der Kontrolleinheit am Messmodul zu Erfassung veranlasst wird.It may also be possible in one embodiment, if the further measured value indicates a pressure above the pressure or substantially equal to the pressure at the time of detection of the first measured value, after another time interval has expired within the observation period another renewed measured value for control by the control unit on the measuring module for detection causes.

Weiterhin kann es in einer Ausführungsform ermöglicht sein, falls der weitere Messwert einen Druck oberhalb des Drucks oder im Wesentlichen gleich dem Druck zum Zeitpunkt der Erfassung des ersten Messwertes indiziert, die Kontrolleinheit diesen Zustand derart bewertet, dass dann die zweite Drucksituation im Atemsystem gegeben ist.Furthermore, in one embodiment it may be possible, if the further measured value indicates a pressure above the pressure or substantially equal to the pressure at the time of detection of the first measured value, the control unit evaluates this state such that the second pressure situation in the respiratory system is then given.

Die Beobachtungszeitdauer ist vorzugsweise als eine Zeitdauer gewählt, welche deutlich kleiner als die Dauer der Exspirationsphasen (Ausatmung) währt.The observation period is preferably chosen as a period of time which is significantly less than the duration of the expiration phases (exhalation).

Die nachfolgende Tabelle 3 zeigt für eine typische Atemfrequenz (RR, respiratory rate) von 12 Atemzyklen je Minute eines erwachsenen Menschen [RR= 12 min^-1] bei einem typischen Inspirations- zu Exspirationsverhältnis (I:E-Ratio) von 1 zu 2 [I:E= ½] einen Bereich von typischen Zeitdauern von Exspirationsphasen und geeignete Zeitbereiche der Beobachtungszeitdauer.Table 3 below shows for a typical respiratory rate (RR) of 12 adult respiratory cycles per minute [RR = 12 min^-1] for a typical inspiration Expiratory ratio (I: E ratio) of 1 to 2 [I: E = 1/2] a range of typical periods of expiratory phases and appropriate time periods of the observation period.

Als Zeitdauer der exspiratorischen Gasströmung ist im Sinne der vorliegenden Erfindung diejenige Zeitdauer innerhalb der Zeitdauer der Exspirationsphasen zu verstehen, in denen Mengen an Atemgas vom Patienten fortströmen bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Druckentlastung auf das vom Anwender vorgewählte Druckniveau (PEEP) abgeschlossen ist. Tabelle 3 (I:E-Ratio = 1:2)AtemfrequenzZeitdauer der exspiratorischenZeitbereich der Beobachtungszeitdauer t_watch,[1/min]Gasströmung [ms][ms]1230 - 1500-150For the purposes of the present invention, the duration of the expiratory gas flow is that time within the duration of the expiration phases in which quantities of breathing gas flow away from the patient until the time when the pressure relief to the pressure level preselected by the user (PEEP) is completed. Table 3 (I: E-Ratio = 1: 2) respiratory rate Duration of the expiratory Time range of the observation period t_watch , [1 / min] Gas flow [ms] [Ms] 12 30 - 150 0-150

In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Unterscheidung zwischen der ersten Drucksituation und der zweiten Drucksituation auf Basis des ersten Messwertes und des zweiten Messwertes derart, dass zu einem ersten Zeitpunkt (t₁) ein erster Messwert des Atemwegsdrucks (P₁) erfasst wird und innerhalb der Beobachtungszeitdauer (t_watch) und zu einem zweiten Zeitpunkt (t₂) ein zweiter Messwert des Atemwegsdrucks (P₂) erfasst wird. Anschließend wird das Verhältnis (Q) aus dem ersten Messwert des Atemwegsdrucks (P₁) und dem zweiten Messwert des Atemwegsdrucks (P₂) gebildet wird und mit einem Vergleichswert (k₁) verglichen. Das Verhältnis (Q) definiert ein zweites Vergleichskriterium, welches indiziert, wieviel kleiner oder größer der zweite Messwert (P₂) im Verhältnis zum ersten Messwert (P₁) ist.In a preferred embodiment, the distinction between the first pressure situation and the second pressure situation is based on the first measured value and the second measured value such that at a first time point (FIG. t₁ ) a first measured value of the airway pressure ( P₁ ) and within the observation period ( t_watch ) and at a second time ( t₂ ) a second measured value of the airway pressure ( P₂ ) is detected. Then the ratio ( Q ) from the first measured value of the airway pressure ( P₁ ) and the second measured value of the airway pressure ( P₂ ) and a comparative value ( k₁ ) compared. The relationship ( Q ) defines a second comparison criterion which indicates how much smaller or larger the second measured value ( P₂ ) in relation to the first measured value ( P₁ ).

Sofern das gebildete Verhältnis (Q) einen Wert ergibt, welcher unterhalb des Vergleichswerts (k₁) liegt, so ist im weiteren zeitlichen Verlauf eine Unterschreitung eines vorbestimmten Druckniveaus innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer abschätzbar, es ergibt sich dann die erste Drucksituation.If the ratio formed ( Q ) yields a value which is below the comparison value ( k₁ ), it is possible to estimate an undershooting of a predetermined pressure level within a predetermined period of time as the time progresses, the result then being the first pressure situation.

Sofern das gebildete Verhältnis (Q) einen Wert ergibt, welcher oberhalb des Vergleichswerts (k₁) liegt, so ist im weiteren zeitlichen Verlauf keine Unterschreitung eines vorbestimmten Druckniveaus innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer abschätzbar, es ergibt sich dann die zweite Drucksituation.If the ratio formed ( Q ) yields a value which is above the comparison value ( k₁ ) is, so in the further course of time no drop below a predetermined pressure level can be estimated within a predetermined period of time, then there is the second pressure situation.

Der Vergleichswert (k₁) definiert damit zusammen mit dem gebildeten Verhältnis (Q) der Messwerte (P₁,P₂) ein zweites Vergleichskriterium, um eine ausreichende Druckentlastung innerhalb der Beobachtungszeitdauer abschätzen zu können. Die nachfolgend angeführten Formeln 1 bis 3 beschreiben den Vergleich zur Unterscheidung zwischen der ersten und zweiten Drucksituation mit Hilfe des zweiten Vergleichskriteriums und dem Vergleichswert (k₁) auf Basis des aus den Messwerten (P₁,P₂) gebildeten Verhältnisses (Q).$$Q=\frac{P_2}{P_1}$$

$$Q\ge k_1\to \text{ zweite Drucksituation}$$

$$Q<k_1\to \text{ erste Drucksituation}$$

The comparative value ( k₁ ) defines together with the formed ratio ( Q ) of the measured values ( P₁ . P₂ ) a second comparison criterion in order to be able to estimate a sufficient pressure relief within the observation period. The followingformulas 1 to 3 describe the comparison for the distinction between the first and second pressure situation with the aid of the second comparison criterion and the comparison value ( k₁ ) based on the measured values ( P₁ . P₂ ) formed ratio (Q).$$Q=\frac{P_2}{{\mathrm{<figure-callout\; label="P"\; filenames="DE102018003026A1\_0011.png,DE102018003026A1\_0012.png"\; state="\{\{state\}\}">P</figure-callout>}}_1}$$

$$Q\ge {\mathrm{<figure-callout\; label="k"\; filenames="DE102018003026A1\_0011.png,DE102018003026A1\_0012.png"\; state="\{\{state\}\}">k</figure-callout>}}_1\to \text{second pressure situation}$$

$$Q<{\mathrm{<figure-callout\; label="k"\; filenames="DE102018003026A1\_0011.png,DE102018003026A1\_0012.png"\; state="\{\{state\}\}">k</figure-callout>}}_1\to \text{first pressure situation}$$

Der zweite Zeitpunktt₂ wird dabei vorzugsweise in zeitlicher Relation zum ersten Zeitpunktt₁ derart gewählt, dass ein möglicherweise nach dem ersten Zeitpunktt₁ noch im Atemsystem oder Verbindungssystem gegebener weiterer kurzzeitiger Anstieg des Drucks über einen Zeitraum von beispielsweise 0,01 bis 0,15 Sekunden abgeschlossen ist, weiter vorzugsweise wird der zweite Zeitpunktt₂ in zeitlicher Relation zum ersten Zeitpunktt₁ gewählt, dass zum zweiten Zeitpunktt₂ bereits eine Druckabnahme im Atemsystem oder Verbindungssystem erwartbar ist.The second time t₂ is preferably in temporal relation to the first time t₁ chosen so that one possibly after the first time t₁ is still completed in the breathing system or connection system further short-term increase in pressure over a period of, for example, 0.01 to 0.15 seconds, more preferably, the second time t₂ in temporal relation to the first time t₁ chosen that at the second time t₂ already a pressure decrease in the breathing system or connection system is expected.

Die nachfolgende Tabelle 4 zeigt für eine typische Atemfrequenz (RR, respiratory rate) von 12 Atemzyklen je Minute eines erwachsenen Menschen [RR= 12 min^-1] bei einem typischen Inspirations- zu Exspirationsverhältnis (I:E-Ratio) von 1 zu 2 [I:E-Ratio = ½] beispielhafte typische Werte fürt₁,t₂ und den Vergleichswertk₁ als zweites Vergleichskriterium innerhalb der Beobachtungszeitdauer. Tabelle 4 (I:E-Ratio = 1:2)Atemfrequenzt₁t₂k₁[1/min][ms][ms]120-2050 - 1500,8 ...1,0Table 4 below shows a typical inspiratory to expiratory ratio (I: E ratio) of 1 to 2 for a typical respiratory rate (RR) of 12 adult respiratory cycles per minute [RR = 12 min^-1 ]. I: E-Ratio = ½] exemplary typical values for t₁ . t₂ and the comparison value k₁ as the second comparison criterion within the observation period. Table 4 (I: E-Ratio = 1: 2) respiratory rate t₁ t₂ k₁ [1 / min] [Ms] [Ms] 12 0-20 50 - 150 0.8 ... 1.0

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Unterscheidung zwischen der ersten Drucksituation und der zweiten Drucksituation auf Basis des ersten Messwertes und des zweiten Messwertes derart, dass innerhalb der Beobachtungszeitdauer (t_watch) zu einem ersten Zeitpunkt (t₁) ein erster Messwert des Atemwegsdrucks (P₁) erfasst wird und zu einem zweiten Zeitpunkt (t₂) ein zweiter Messwert des Atemwegsdrucks (P₂) erfasst wird.In a further preferred embodiment, the distinction between the first pressure situation and the second pressure situation is based on the first measured value and the second measured value in such a way that within the observation period (FIG. t_watch ) at a first time ( t₁ ) a first measured value of the airway pressure ( P₁ ) and at a second time ( t₂ ) a second measured value of the airway pressure ( P₂ ) is detected.

Anschließend wird aus dem ersten Messwert des Atemwegsdrucks (P₁) und dem zweiten Messwert des Atemwegsdrucks (P₂) ein geschätzter dritter Wert des Atemwegsdrucks (P_{3_estimate}) zu einem dem ersten und zweiten Zeitpunkten (t₁,t₂) zeitlich nachfolgenden dritten Zeitpunkt (t₃) innerhalb der Beobachtungszeitdauer (t_watch) abgeschätzt und der geschätzte dritte Wert (P_{3_estimate}) des Atemwegsdrucks wird mit einem Vergleichsdruckmesswert (P_{3_compare}) verglichen.Subsequently, the first measured value of the airway pressure ( P₁ ) and the second measured value of the airway pressure ( P₂ ) an estimated third value of the airway pressure (P_{3_estimate} ) at one of the first and second times ( t₁ . t₂ ) subsequent to the third time ( t₃ ) within the observation period ( t_watch ) and the estimated third value (P_{3_estimate} ) of the airway pressure is compared with a comparison_{pressure measurement} value (P_{3_compare} ).

Der dritte Zeitpunktt₃ wird dabei innerhalb der Beobachtungszeitdauer (t_watch) vorzugsweise in zeitlicher Relation zu den ersten und zweiten Zeitpunkten (t₁,t₂) als ein Zeitpunkt gegen Ende der Zeitdauer der exspiratorischen Gasströmung, besonders bevorzugt im letzten Drittel der Zeitdauer der exspiratorischen Gasströmung gewählt.
Die Abschätzung des dritten Wert des Atemwegsdrucks (P_{3_estimate}) zum dritten Zeitpunkt (t₃) erfolgt mittels in der Kurvenanalyse geläufiger mathematischer und/ oder statistischer Verfahren, beispielsweise linearer oder Polynom-Interpolation.The third time t₃ is determined during the observation period ( t_watch ) preferably in temporal relation to the first and second times ( t₁ . t₂ ) as a time toward the end of the expiratory gas flow time, more preferably in the last third of the expiratory gas flow time.
The estimation of the third value of the airway pressure (P_{3_estimate} ) at the third time point ( t₃ ) takes place by means of mathematical and / or statistical methods familiar in curve analysis, for example linear or polynomial interpolation.

Die nachfolgend angeführten Formeln 4 bis 6 beschreiben den Vergleich zur Unterscheidung zwischen der ersten und zweiten Drucksituation mit Hilfe der Abschätzung des Atemwegsdrucks (P_{3_estimate}) zum dritten Zeitpunkt (t₃) und dem Vergleichswert auf Basis der Messwerte (P₁,P₂) und eines mittels eines Faktors (k₂) gewichteten Druck-Schwellenwertes (P_M)$$\begin{array}{l}{P}_{3\_estimate}=f\left(t_1;t_2;t_3;P_1;P_2\right)\\ \to InterpolationdesDruckwertes{P}_{3\_estimate}\end{array}$$

$$P_{3\_estimate}<P_M\ast k_2\to erste\text{ Drucksituation}$$

$$P_{3\_estimate}\ge P_M\ast k_2\to \text{ zweite Drucksituation}$$

The following formulas 4 to 6 describe the comparison for the distinction between the first and second pressure situation with the aid of the estimation of the airway pressure (P_{3_estimate} ) at the third time point ( t₃ ) and the comparison value based on the measured values ( P₁ . P₂ ) and one by means of a factor ( k₂ ) weighted pressure threshold (P_M )$$\begin{array}{l}{P}_{3\_estimate}=f\left({\mathrm{<figure-callout\; label="t"\; filenames="DE102018003026A1\_0011.png,DE102018003026A1\_0012.png"\; state="\{\{state\}\}">t</figure-callout>}}_1;{\mathrm{<figure-callout\; label="t"\; filenames="DE102018003026A1\_0011.png"\; state="\{\{state\}\}">t</figure-callout>}}_2;t_3;{\mathrm{<figure-callout\; label="P"\; filenames="DE102018003026A1\_0011.png,DE102018003026A1\_0012.png"\; state="\{\{state\}\}">P</figure-callout>}}_1;P_2\right)\\ \to InterpOlatiOndesDruckwertes{P}_{3\_estimate}\end{array}$$

$$P_{3\_estimate}<P_M*{\mathrm{<figure-callout\; label="k"\; filenames="DE102018003026A1\_0011.png"\; state="\{\{state\}\}">k</figure-callout>}}_2\to erste\text{pressure situation}$$

$$P_{3\_estimate}\ge P_M*{\mathrm{<figure-callout\; label="k"\; filenames="DE102018003026A1\_0011.png"\; state="\{\{state\}\}">k</figure-callout>}}_2\to \text{second pressure situation}$$

Die nachfolgende Tabelle 5 zeigt für eine typische Atemfrequenz (RR, respiratory rate) von 12 Atemzyklen je Minute eines erwachsenen Menschen [RR= 12 min^-1] bei einem typischen Inspirations- zu Exspirationsverhältnis (I:E-Ratio) von 1 zu 2 [I:E-Ratio = ½] typische Werte fürt₁,t₂,t₃ innerhalb der Beobachtungszeitdauer. Tabelle 5 (I:E-Ratio = 1:2)Atemfrequenzt₁t₂t₃k₂P_M[1/min][ms][ms][ms][hPa]120-2050 - 150150 - 2000,8...1,02-8Table 5 below shows a typical inspiratory to expiratory ratio (I: E ratio) of 1 to 2 for a typical respiratory rate (RR) of 12 adult respiratory cycles per minute [RR = 12 min^-1 ]. I: E-Ratio = ½] typical values for t₁ . t₂ . t₃ within the observation period. Table 5 (I: E-Ratio = 1: 2) respiratory rate t₁ t₂ t₃ k₂ P_M [1 / min] [Ms] [Ms] [Ms] [HPa] 12 0-20 50 - 150 150-200 0.8 ... 1.0 2-8

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Unterscheidung zwischen der ersten Drucksituation und der zweiten Drucksituation auf Basis des ersten Messwertes und des zweiten Messwertes derart, dass innerhalb der Beobachtungszeitdauer (t_watch) zu einem ersten Zeitpunkt (t₁) ein erster Messwert des Atemwegsdrucks (P₁) erfasst wird und zu einem zweiten Zeitpunkt (t₂) ein zweiter Messwert des Atemwegsdrucks (P₂) erfasst wird. Anschließend wird aus dem ersten Messwert des Atemwegsdrucks (P₁) und dem zweiten Messwert des Atemwegsdrucks (P₂) eine Druckdifferenz (ΔP_2,1) ermittelt und eine Zeitdifferenz (Δt_2,1) zwischen dem einem ersten Zeitpunkt (t₁) und dem zweiten Zeitpunkt (t₂) ermittelt und aus der Zeitdifferenz (Δt_2,1) und der Druckdifferenz (Δt_2,1) mittels Multiplikation das Druck-Zeitprodukt (PTP_2,1) bestimmt.In a further preferred embodiment, the distinction between the first pressure situation and the second pressure situation is based on the first measured value and the second measured value in such a way that within the observation period (FIG. t_watch ) at a first time ( t₁ ) a first measured value of the airway pressure ( P₁ ) and at a second time ( t₂ ) a second measured value of the airway pressure ( P₂ ) is detected. Subsequently, the first measured value of the airway pressure ( P₁ ) and the second measured value of the airway pressure ( P₂ ) a pressure difference ( ΔP_2.1 ) and a time difference ( Δt_2,1 ) between the first time ( t₁ ) and the second time ( t₂ ) and determined from the time difference (.DELTA.t_2.1 ) and the pressure difference (.DELTA.t_2.1 ) by means of multiplication of the pressure-time product (PTP_2.1 ).

Die nachfolgend angeführten Formeln 7 bis 9 beschreiben den Vergleich zur Unterscheidung zwischen der ersten und zweiten Drucksituation mit Hilfe der Abschätzung des Druck-Zeitprodukts (PTP_2,1) auf Basis der Messwerte (P₁,P₂) und eines Druck-Zeitprodukt-Schwellenwertes (PTP_M)$$\begin{array}{l}PT{P}_{\mathrm{2,1}}={\displaystyle \int \left(P_2\left(t_2\right)-P_1\left(t_1\right)\right)dt}\\ \to Druck-Zeitprodukt\end{array}$$

$$PT{P}_{\mathrm{2,1}}<PT{P}_M\to \text{ erste Drucksituation}$$

$$PT{P}_{\mathrm{2,1}}\ge PT{P}_M\to \text{ zweite Drucksituation}$$

The following formulas 7 to 9 describe the comparison for the distinction between the first and second printing situation with the aid of the estimation of the printing time product ( PTP_2.1 ) based on the measured values ( P₁ . P₂ ) and a pressure-time product threshold ( PTP_M )$$\begin{array}{l}PT{P}_{2.1}={\displaystyle \int \left(P_2\left(t_2\right)-P_1\left(t_1\right)\right)dt}\\ \to Druck-ZeitprOdukt\end{array}$$

$$PT{P}_{2.1}<PT{P}_M\to \text{first pressure situation}$$

$$PT{P}_{2.1}\ge PT{P}_M\to \text{second pressure situation}$$

Für Ausgestaltungen und Ausführungsformen zur Erfassung des Drucks im Atemsystem, bzw. des AtemwegdrucksP_AW ergeben sich mögliche Messorte und damit daraus resultierende bevorzugte Ausführungsformen für die Druckmessung aus der Tabelle 1.For embodiments and embodiments for detecting the pressure in the respiratory system or the respiratory tract pressure P_AW Possible measuring locations and thus resulting preferred embodiments for the pressure measurement from Table 1 result.

In einer besonderen Ausführungsform der Beatmungsvorrichtung wird der Druck im Atemsystem, bzw. des AtemwegdruckP_AW von der Kontrolleinheit mittels eines in oder am inspiratorischen Pfad des Verbindungssystems angeordneten Drucksensors und/ oder mittels eines in oder am exspiratorischen Pfad des Verbindungssystems angeordneten Drucksensors erfasst und ermittelt.In a particular embodiment of the ventilation device, the pressure in the respiratory system or the airway pressure P_AW detected and determined by the control unit by means of a pressure sensor arranged in or on the inspiratory path of the connection system and / or by means of a pressure sensor arranged in or on the expiratory path of the connection system.

In einer besonderen Ausführungsform der Beatmungsvorrichtung wird der wird der Druck im Atemsystem, bzw. des AtemwegdruckP_AW von der Kontrolleinheit mittels eines in oder am Patientenverbindungs-Pfad des Verbindungssystems angeordneten Drucksensors erfasst und ermittelt.In a particular embodiment of the respiratory device that will be the pressure in the respiratory system, or the airway pressure P_AW detected and determined by the control unit by means of a arranged in or on the patient connection path of the connection system pressure sensor.

In einer besonderen Ausführungsform der Beatmungsvorrichtung ist der Drucksensor als ein Messfühler nach einem Messprinzip eines Kolbenmanometers oder einer Druckwaage, eines Kompressions-Flüssigkeits-Manometers, einer Feder-Manometer, eines piezoelektrischen Messelements oder eines Dehnungs-Messelements ausgebildet.In a particular embodiment of the respiratory device, the pressure sensor is designed as a measuring sensor according to a measuring principle of a piston manometer or a pressure balance, a compression-liquid manometer, a spring-pressure gauge, a piezoelectric measuring element or a strain-measuring element.

Die beschriebenen Ausführungsformen stellen jeweils für sich, wie auch in Kombination oder Kombinationen miteinander besondere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Beatmungsvorrichtung 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.The embodiments described in each case constitute, as well as in combination or combinations with each other, special embodiments of the respiratory device according to the invention. All other possible embodiments and their advantages resulting from combinations or combinations of several embodiments are nevertheless also covered by the inventive concept, although not all Combination possibilities of embodiments thereof are executed in detail in each case.

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 Beatmungsvorrichtung mit einem Sicherheitsventil,
• 2 eine Darstellung einer Kontrolleinheit in der Beatmungsvorrichtung mit dem Sicherheitsventil,
• 3a eine schematische Darstellung einer Drucksituation mit einer Aktivierung des Sicherheitsventils,
• 3b eine schematische Darstellung einer Drucksituation ohne eine Aktivierung des Sicherheitsventils.

The present invention will now be explained in more detail with the aid of the following figures and the associated description of the figures without any limitations on the general concept of the invention. Show it:

• 1 a schematic representation of a ventilation device with a safety valve,
• 2 an illustration of a control unit in the ventilation device with the safety valve,
• 3a a schematic representation of a pressure situation with an activation of the safety valve,
• 3b a schematic representation of a pressure situation without activation of the safety valve.

Die1 zeigt eine schematische Darstellung einer zu einer Beatmung geeignet ausgebildeten Beatmungsvorrichtung1, beispielsweise und vorzugsweise ein Beatmungsgerät mit seinen wesentlichen Elementen. Diese wesentlichen Komponenten stellen auch die Grundkomponenten der Gasversorgung, Gasdosierung und Gaszuführung zum Patienten3 für ein Anästhesiegerät dar. Die zusätzlichen, weiteren für ein Anästhesiegerät erforderlichen Komponenten, welche in dieser1 nicht dargestellt und an dieser Stelle auch nicht abschließend aufgezählt werden sollen, das sie mit zur vorliegenden Erfindung bei einer Beatmungsvorrichtung1 keinen erfindungsgemäßen Beitrag leisten, sind beispielsweise Gasversorgungselemente für Lachgas und Narkosemitteldosierung, Gaskonzentrationsmessung (Anästhesiegas-Monitoring) für Narkosemittel und Gase, Kohlendioxidentfernung, Narkosegasfortleitung (AGS). Gleichwohl sollen durch die Darstellung nach1 Ausgestaltungen der Beatmungsvorrichtung als Anästhesiegerät, wie auch weitere Typen von Beatmungsgeräten mit unterschiedlichen Mitteln zur Erzeugung und Dosierung von Atemgas mit umfasst sein. Beispielhaft für unterschiedliche Mittel zur Erzeugung, Dosierung und Transport von Atemgas in einem Atemsystem10 seien hier technische Ausgestaltungen mit Radialverdichter, Blower, Lüfterrad, Kolbenantrieb, Ventile oder Düsen, wie beispielsweise Ejektoren oder überkritische Düsen, genannt. Das Beatmungsgerät1 weist eine Kontrolleinheit27 auf, welche vorzugsweise als eine elektronische Steuerung ausgebildet ist. Die Kontrolleinheit27 weist dabei ein Regelungsmodul271 (2) auf, welches dazu ausgebildet und vorgesehen ist, eine Gasförderungs- und Dosiereinheit23 mit einem darin angeordneten Inspirationsventil25 zur Ausgestaltung der Gasförderung und Dosierung von Atemgas in dem Atemsystem10 zu steuern oder zu regeln. Weiterhin sind in oder an dem Atemsystem10 des Beatmungsgerätes1 Messorte15,17,19,21 innerhalb des Beatmungsgerätes1 dargestellt. Stromabwärts der Gasförderungs- und Dosiereinheit23 sind ein Messort der inspiratorischen Durchflussmenge15 und ein Messort für einen inspiratorischen Druck19 angeordnet. Nachfolgend an diese Messorte15,19 ist ein Inspirationszweig7 eines pneumatischen Verbindungsystems des Atemsystems10 angeordnet, über welche das Beatmungsgerät1 den Patienten3 inspiratorisch Atemgase zuführt. Direkt am Patienten3, außerhalb150, bzw. des Beatmungsgerätes1, aber mit dem Beatmungsgerät1 in Zusammenwirkung stehend, sind an einem sog.Y-Stück11 als Verbindungselement ein Messort einer Patientendurchflussmenge11 und eines Patientendrucks13 angeordnet, von welchem aus der Patient3 über eine, zumeist als Endo-Tracheal-Tubus ausgebildete Patientengaszuführungsleitung5 zum Austausch von Ein- und Ausatemluft mit dem Beatmungsgerät1 verbunden ist.The 1 shows a schematic representation of a ventilation device designed to be suitable forventilation 1 For example, and preferably a respirator with its essential elements. These essential components also provide the basic components of the gas supply, gas metering and gas supply to the patient 3 for an anesthetic machine. The additional, further components required for an anesthetic machine, which are included in this 1 not shown and should not be enumerated at this point, they contribute to the present invention in arespiratory device 1 Contributing to the invention are, for example, gas supply elements for nitrous oxide and anesthetic metering, gas concentration measurement (anesthetic gas monitoring) for anesthetics and gases, carbon dioxide removal, anesthetic gas transfer (AGS). Nevertheless, should by the presentation after 1 Embodiments of the ventilation device as anesthetic device, as well as other types of respirators with different means of generating and metering respiratory gas. Exemplary of different means for generating, metering and transporting respiratory gas in arespiratory system 10 be here technical features with centrifugal compressor, blower, fan, piston drive, valves or nozzles, such as ejectors or supercritical nozzles, called. Theventilator 1 has acontrol unit 27 which is preferably designed as an electronic control. Thecontrol unit 27 has a control module 271 ( 2 ), which is designed and provided for this purpose, a gas delivery andmetering unit 23 with an inspiratory valve disposed therein 25 for the design of the gas delivery and metering of breathing gas in therespiratory system 10 to control or regulate. Furthermore, in or on therespiratory system 10 of theventilator 1measurement locations 15 . 17 . 19 . 21 within theventilator 1 shown. Downstream of the gas delivery andmetering unit 23 are a measuring point of theinspiratory flow rate 15 and a location forinspirational pressure 19 arranged. Following at theselocations 15 . 19 is an inspirational branch 7 a pneumatic connection system of therespiratory system 10 arranged over which theventilator 1 the patient 3 inspiratory respiratory gases. Directly at the patient 3 , outside 150 , resp. theventilator 1 but with theventilator 1 in cooperation, are at a so-called. Y -Piece 11 as connection element, a measuring location of apatient flow rate 11 and a patient'spressure 13 arranged, from which the patient 3 via a patient gas supply line, which is usually designed as an endo-tracheal tube 5 to exchange inhaled and exhaled air with theventilator 1 connected is.

Alternativ zum Endo-Tracheal-Tubus können auch nicht-invasive Elemente zur Patientengaszuführung5 als Patientenverbindungspfad, wie Masken, beispielweise Nasal-Masken amY-Stück Verwendung finden. VomY-Stück am Patienten3 wird über einen Exspirationszweig9 des pneumatischen Verbindungsystems des Atemsystems10 die Ausatemluft des Patienten3 exspiratorisch zum Beatmungsgerät1 zurückgeführt, wo über ein Exspirationsventil26 gesteuert und/oder geregelt die Ausatemluft aus dem Atemsystem10 an die Umgebung abfließt. Das Exspirationsventil26 wird dabei von der Kontrolleinheit27, bzw. dem Regelungsmodul (272) (2) zur Durchführung der Beatmung mit Inspirationsphasen (Exspirationsventil = geschlossen) und Exspirationsphasen (Exspirationsventil = geöffnet) kontrolliert. Innerhalb, bzw. im Innern160 des Beatmungsgerätes1 ist stromabwärts des Exspirationszweiges der Patientengaszuführungsleitung9 ein Messort der exspiratorischen Durchflussmenge17 und ein Messort für einen exspiratorischen Druck21 angeordnet.As an alternative to the endo-tracheal tube, non-invasive elements for patient gas delivery can also be used 5 as a patient connection path, such as masks, for example nasal masks on Y Use piece. from Y Piece on the patient 3 is via an expiratory branch 9 the pneumatic connection system of therespiratory system 10 the exhaled air of the patient 3 expiratory to theventilator 1 traced back where via anexpiratory valve 26 controlled and / or regulated the exhaled air from therespiratory system 10 flows to the environment. Theexpiratory valve 26 is doing by thecontrol unit 27 , or the control module ( 272 ) ( 2 ) to perform ventilation with inspiratory phases (expiratory valve = closed) and expiratory phases (expiratory valve = open). Inside, or inside 160 of theventilator 1 is downstream of the expiratory branch of the patient gas supply line 9 a measuring location of theexpiratory flow rate 17 and a location forexpiratory pressure 21 arranged.

Stromabwärts der Gasförderungs- und Dosiereinheit23 mit dem Inspirationsventil25 ist ein Sicherheitsventil24 im Inspirationszweig7 angeordnet, welches dazu ausgestaltet und vorgesehen ist, bei einer Druckerhöhung im pneumatischen Verbindungsystem, also im Exspirationszweig9 oder im Inspirationszweig7, eine Druckentlastung in eine Umgebung6 zu bewirken. Auf Basis der, mittels eines in oder an der Kontrolleinheit27 vorgesehenen Messmoduls272 (2), an den Messorten des exspiratorischen Drucks21, des inspiratorischen Drucks19 und des Patientendrucks13 erfassten Druckmesswerte99 wird von einem in oder an der Kontrolleinheit27 vorgesehenen Überwachungsmodul273 (2) die Drucksituation im pneumatischen Verbindungsystem7,9 analysiert.Downstream of the gas delivery andmetering unit 23 with theinspiration valve 25 is asafety valve 24 in the inspirational branch 7 arranged, which is designed and provided for, at an increase in pressure in the pneumatic connection system, ie in Exspirationszweig 9 or in the inspirational branch 7 , a pressure relief in an environment 6 to effect. On the basis of, by means of in or at thecontrol unit 27 provided measuring module 272 ( 2 ), at the sites ofexpiratory pressure 21 ,inspiratory pressure 19 andpatient pressure 13 recordedpressure readings 99 is from one in or at thecontrol unit 27 provided monitoring module 273 ( 2 ) the pressure situation in the pneumatic connection system 7 . 9 analyzed.

Bei einer Druckerhöhung im pneumatischen Verbindungsystem7,9 wird von dem Überwachungsmodul273 (2) der Verlauf des Drucks im Atemsystem10 überwacht und dabei eine Unterscheidung in eine erste Drucksituation oder zweite Drucksituation189,190 (2) vorgenommen. Die erste Drucksituation189 (2) im Atemsystem10 ist dadurch charakterisierbar, dass von dem Überwachungsmodul273 mittels Analyse eine Situation mit einem im weiteren zeitlichen Verlauf abnehmenden Druck99 im Atemsystem10 mit einer Unterschreitung eines vorbestimmten Druckniveaus innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer abschätzbar ist.For a pressure increase in the pneumatic connection system 7 . 9 is from the monitoring module 273 ( 2 ) the course of the pressure in therespiratory system 10 monitors and thereby distinguishing into a first pressure situation orsecond pressure situation 189 . 190 ( 2 ) performed. The first pressure situation 189 ( 2 ) in therespiratory system 10 is characterized by the fact that from themonitoring module 273 by analysis a situation with a decreasing pressure in the further course oftime 99 in therespiratory system 10 can be estimated with a drop below a predetermined pressure level within a predetermined period of time.

Die zweite Drucksituation190 (2) im Atemsystem10 ist dadurch charakterisierbar, dass von dem Überwachungsmodul273 mittels Analyse eine Situation mit einem im weiteren zeitlichen Verlauf abnehmenden Druck99 im Atemsystem10 mit einer Unterschreitung eines vorbestimmten Druckniveaus innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer nicht abschätzbar ist.The second pressure situation 190 ( 2 ) in therespiratory system 10 is characterized by the fact that from themonitoring module 273 by analysis a situation with a decreasing pressure in the further course oftime 99 in therespiratory system 10 is not estimable with a drop below a predetermined pressure level within a predetermined period of time.

Im Falle, dass die zweite Drucksituation190 (2) gegeben ist, wird vom Überwachungsmodul27 das Sicherheitsventil24 aktiviert, so dass eine Druckentlastung aus dem pneumatischen Verbindungsystem7,9 in die Umgebung6 erfolgt. Auf diese Weise lassen sich für den Patienten3 gesundheitlich bedenkliche Situationen mit Druckerhöhungen im pneumatischen Verbindungsystem7,9 vom Beatmungsgerät1 systematisch vermeiden. Eine weiter erläuternde Beschreibung der Analyse zur Ermittlung der ersten oder zweiten Drucksituation189,190 (2), sowie der davon abhängigen und damit einhergehenden Aktivierung des Sicherheitsventils24 mit Hilfe des Überwachungsmoduls ergibt sich aus der Beschreibung zur2 zusammen mit der2.In case of the second pressure situation 190 ( 2 ) is given by themonitoring module 27 thesafety valve 24 activated, allowing a pressure relief from the pneumatic connection system 7 . 9 in the nearby areas 6 he follows. In this way, for the patient 3 health-threatening situations with pressure increases in the pneumatic connection system 7 . 9 from theventilator 1 avoid systematically. A further explanatory description of the analysis for determining the first orsecond pressure situation 189 . 190 ( 2 ), as well as the dependent and associated activation of thesafety valve 24 with the help of the monitoring module results from the description of 2 together with the 2 ,

In alternativen und besonderen und, an die Anwendung speziell angepassten Ausgestaltungen von Beatmungsgeräten1, 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 Innen160 und außerhalb150 abweichend von der in dieser1 vereinfacht gezeigten Ausgestaltung realisiert sein. So können beispielsweise die Elemente15,17,19,21 außerhalb150 wie auch innerhalb160 des Beatmungsgerätes angeordnet sein. In alternative and special and specially adapted to the application embodiments ofventilators 1 such as emergency respirators or home respirators, as well as anesthesia devices, which in addition to the components necessary for anesthesia equipment for anesthesia components also have ventilation components, the division of measurement sites and components (sensors) with respect to the elements in the interior 160 and outside 150 different from the one in this 1 simplified embodiment shown be realized. For example, theelements 15 . 17 . 19 . 21 outside 150 as well as within 160 be arranged of the ventilator.

Solche Ausgestaltungen sind vom Gedanken der Erfindung mit umfasst, jedoch aus Gründen einer vereinfachten Darstellung und aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht mit dargestellt. Die Messorte11,13,15,17,19,21 und die an diesen Messorten angeordneten - in dieser1 aber aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht im Detail gezeigten - Sensoren (Durchflussmessfühler und Drucksensoren) sind jeweils über geeignete Signal- und Datenleitungen63,67,69,83,87,89 mit der Kontrolleinheit27 verbunden und stellen die Übertragung der Messwerte von Druck99 und Durchflussmenge97 an die Kontrolleinheit27, bzw. das Messmodul271 (2) sicher. In dieser1 ist das - in dieser1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigte - Messmodul271 (2) zur Erfassung der Messdaten der Sensoren als in die Kontrolleinheit27 integriert ausgeführt. Die Kontrolleinheit27 weist neben dem Messmodul271 (2), dem Regelungsmodul272 (2) und dem Überwachungsmodul273 (2) noch Elemente zur Datenverarbeitung und Datenwandlung (Signal-Verstärkung, Signalfilterung, A/D-Wandlung) auf, welche in dieser schematischen Darstellung nach1 nicht mit gezeigt sind. Die Kontrolleinheit27 weist weiterhin eine Prozessoreinheit29 und eine Datenspeichereinheit31 auf, um den Ablauf der Beatmung mittels des Regelungsmoduls272 (2) durch und mit dem Beatmungsgerät1 auszugestalten und durchzuführen, wie auch die Funktionen von Messmodul271 (2), Regelungsmodul272 (2) und Überwachungsmodul273 (2) auszuführen und zu koordinieren. Für die Beatmung benötigte Gase33, wie Sauerstoff und Luft, werden mittels in dieser1 nicht gezeigter Zuleitungen der Gasförderungs- und Dosiereinheit23 zugeführt und dort in ein Gasgemisch umgesetzt, welches zu einer Beatmung des Patienten3 mittels des Inspirationsventils25 geeignet ist. An die Kontrolleinheit27 ist oftmals eine Alarmierungseinheit40 mit einem optischen Signalgabeelement41 und mit einem akustischen Signalgabeelement42 angebunden, um Alarmsituationen, welche im Betrieb des Beatmungsgerätes1 auftreten können an den Anwender zu signalisieren. Daneben ist an die Kontrolleinheit eine Eingabeeinheit43 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 Beatmungsgerät1 vornehmen kann, als auch signalisierte Alarmsituationen quittieren kann.Such embodiments are included in the idea of the invention, but for reasons of a simplified representation and for reasons of clarity not shown. The measuringlocations 11 . 13 . 15 . 17 . 19 . 21 and those arranged at these sites - in this 1 but for the sake of clarity not shown in detail - sensors (flow sensors and pressure sensors) are each using appropriate signal and data lines 63 . 67 . 69 . 83 . 87 . 89 with thecontrol unit 27 connected and put the transmission of readings ofpressure 99 and flow rate 97 to thecontrol unit 27 , or the measuring module 271 ( 2 ) for sure. In this 1 is that - in this 1 not shown for reasons of clarity - measuring module 271 ( 2 ) for acquiring the measurement data of the sensors as in thecontrol unit 27 integrated running. Thecontrol unit 27 points next to the measuring module 271 ( 2 ), the control module 272 ( 2 ) and the monitoring module 273 ( 2 ) still elements for data processing and data conversion (signal amplification, signal filtering, A / D conversion), which in this schematic representation of 1 not shown. Thecontrol unit 27 also has aprocessor unit 29 and adata storage unit 31 on to the flow of ventilation by means of the control module 272 ( 2 ) through and with theventilator 1 design and perform, as well as the functions of measuring module 271 ( 2 ), Control module 272 ( 2 ) and monitoring module 273 ( 2 ) execute and coordinate. Gases needed forventilation 33 , such as oxygen and air, are used in this 1 not shown supply lines of the gas delivery andmetering unit 23 fed and converted there into a gas mixture, which to a ventilation of the patient 3 by means of theinspiration valve 25 suitable is. To thecontrol unit 27 is often analarm unit 40 with anoptical signaling element 41 and with anacoustic signaling element 42 Tied to alarm situations, which in the operation of theventilator 1 may occur to the user to signal. In addition to the control unit is an input unit 43 The user can access settings such as ventilation parameters such as ventilation frequency, tidal volume, ventilation pressure (Pinsp, PEEP) and associated alarm limits such as maximum permissible airway pressure (P_aw-high ), volume limits (MV_Low ) on theventilator 1 can make as well as signaled alarm situations can acknowledge.

Die2 zeigt schematisch eine Ausgestaltung einer Kontrolleinheit in der Beatmungsvorrichtung1' mit dem Sicherheitsventil24 im Inspirationszweig7 des Atemsystems10 in vereinfachter schematischer Darstellung und mit Beschreibung mit einer Analyse von Drucksituationen189,190 nach der1. Gleiche Elemente in den1 und2 sind in den1 und2 mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.The 2 schematically shows an embodiment of a control unit in the respiratory device 1' with thesafety valve 24 in the inspirational branch 7 of therespiratory system 10 in a simplified schematic representation and with a description with an analysis ofpressure situations 189 . 190 after 1 , Same elements in the 1 and 2 are in the 1 and 2 denoted by the same reference numerals.

Das Sicherheitsventil24 ist derart im Inspirationszweig7 des Atemsystems10 angeordnet, dass bei einer Druckerhöhung im pneumatischen Verbindungsystem, also im Exspirationszweig9 oder im Inspirationszweig7, eine Druckentlastung in eine Umgebung6 erfolgen kann. Die Kontrolleinheit27 ist mit den darin angeordneten oder der zugeordneten Regelungsmodul272, Messmodul271 und Überwachungsmodul273 gezeigt. Die Kontrolleinheit27 weist in den darin angeordneten oder dem zugeordneten Regelungsmodul272, Messmodul271 und Überwachungsmodul273 weiterhin eine Prozessoreinheit29 und eine Datenspeichereinheit31 oder auch mehrere Prozessoreinheiten29 und Datenspeichereinheiten31 zur Kontrolle der Beatmungsvorrichtung1', Beatmungsvorrichtung1 (1) und zu einer Bestimmung von Drucksituationen189,190 mit Aktivierung des Sicherheitsventils24 auf. Von der Gasförderungs-und Dosiereinheit23 gelangt eine dosierte Menge an frischem Atemgas255 über das inspiratorische passive Rückschlagventil28, das aktive Inspirationsventil25, die inspiratorische Durchflussmengenmessung15 mittels des pneumatischen Verbindungssystems9,5,10 zum Patienten3. Vom Patienten3 gelangt über das pneumatische Verbindungssystem7,5,10 die exspiratorische Durchflussmengenmessung17, das aktive Exspirationsventil26 und das exspiratorische passive Rückschlagventil28 in die Umgebung6. Das Messmodul271 ermöglicht eine Erfassung von Druckmesswerten67,69,99 und Durchflussmesswerten87,89,97 und deren Bereitstellung63,67,69,83,87,89 an Messorten13,15,17,19,21 von Drücken99 und Durchflussmengen97 im Atemsystem10,9,7,5. Das Regelungsmodul272 steuert und/ oder regelt einen Ablauf einer Beatmung mit Inspirationsphasen und Exspirationsphasen auf Basis der bereitgestellten Messwerte67,69,87,89,97,99 mit Hilfe von Steuersignalen98 zur Aktivierung, bzw. Deaktivierung von Inspirationsventil25 und Exspirationsventil26 in Koordination mit der Gasförderungs- und Dosiereinheit23, welche die Menge an Atemgas255 zum Patienten3 fördert. In der Kontrolleinheit27 sind das Regelungsmodul272, das Überwachungsmodul273 und das Messmodul271 mittels Daten-/ Steuerleitungen90 miteinander und untereinander verbunden. Das Überwachungsmodul273 verwendet die bereitgestellten Messwerte67,69,99 des Drucks, um einen überhöhten Druck im Atemsystem10,9,7,5 festzustellen. Dazu wird von dem Überwachungsmodul273 in eine Überschreitung eines ersten vorbestimmten Druckschwellenwerts Px274 mittels einer Analyse der bereitgestellten Messwerte67,69,99 als ein erstes Vergleichskriterium274 ausgewertet und eine Situation einer Druckerhöhung damit bestimmt und festgestellt. Dazu wird von dem Überwachungsmodul273 in einer Variante des ersten Vergleichskriteriums274,274' eine Überschreitung eines ersten vorbestimmten Druckschwellenwerts Px274 für eine vorbestimmte ZeitdauerT_x274' mittels einer Analyse der bereitgestellten Messwerte67,69,99 als ein erstes Vergleichskriterium ausgewertet und eine Situation einer Druckerhöhung damit bestimmt und festgestellt. Anschließend wird vom Überwachungsmodul273 ein zweites Vergleichskriterium275 herangezogen, um eine Abschätzung dahingehend durchzuführen, ob innerhalb einer Beobachtungszeitdauert_watch187 eine Unterschreitung eines zweiten vorbestimmten DruckschwellenwertsP_M188 erwartbar ist. Die Abschätzung des weiteren Druckverlaufs kann beispielsweise mittels einer Abschätzung oder Trendabschätzung auf Basis von während der Beobachtungszeitdauert_watch187 zu bestimmten vorherigen, aktuellen oder zukünftigen Zeitpunktent₁181,t₂182,t₃183 erfassten DruckmesswertenP₁191,P₂192,P₃193 mittels mathematischer Methoden oder Schätzverfahren, wie beispielsweise linearer oder nichtlinearer Interpolation, exponentieller Interpolation, Polynom- oder Spline-Interpolation oder weiterer Überprüfungen und/ oder Vergleiche mit Druckschwellenwerten und/oder Vergleichsdruckverläufen, vorzugsweise mit Betrachtung von Druck-Toleranzbereichen ausgeführt werden.Thesafety valve 24 is so in the inspiratory branch 7 of therespiratory system 10 arranged that at a pressure increase in the pneumatic connection system, ie in Exspirationszweig 9 or in the inspirational branch 7 , a pressure relief in an environment 6 can be done. Thecontrol unit 27 is with the arranged therein or the associatedcontrol module 272 , Measuring module 271 andmonitoring module 273 shown. Thecontrol unit 27 has in the arranged therein or the associatedcontrol module 272 , Measuring module 271 andmonitoring module 273 furthermore aprocessor unit 29 and adata storage unit 31 or more than oneprocessor unit 29 anddata storage units 31 to control the ventilator 1' , Ventilation device 1 ( 1 ) and to a determination ofpressure situations 189 . 190 with activation of thesafety valve 24 on. From the gas delivery anddosing unit 23 enters a metered amount of freshrespiratory gas 255 via the inspiratorypassive check valve 28 , theactive inspiration valve 25 , the inspiratoryflow rate measurement 15 by means of the pneumatic connection system 9 . 5 . 10 to the patient 3 , From the patient 3 passes through the pneumatic connection system 7 . 5 . 10 the expiratoryflow rate measurement 17 , the activeexpiratory valve 26 and the expiratorypassive check valve 28 in the nearby areas 6 , The measuring module 271 allows the acquisition ofpressure readings 67 . 69 . 99 andflow readings 87 . 89 . 97 and their provision 63 . 67 . 69 . 83 . 87 . 89 at measuringlocations 13 . 15 . 17 . 19 . 21 from pressing 99 and flow rates 97 in therespiratory system 10 . 9 . 7 . 5 , Thecontrol module 272 controls and / or regulates a course of ventilation with inspiration phases and expiratory phases on the basis of the provided measurement values 67 . 69 . 87 . 89 . 97 . 99 with the help of control signals 98 to activate or deactivateinspiratory valve 25 andexpiratory valve 26 in coordination with the gas delivery anddosing unit 23 indicating the amount ofrespiratory gas 255 to the patient 3 promotes. In thecontrol unit 27 are thecontrol module 272 , themonitoring module 273 and the measurement module 271 by means of data /control lines 90 connected with each other and with each other. Themonitoring module 273 uses the providedmetrics 67 . 69 . 99 of pressure to an excessive pressure in therespiratory system 10 . 9 . 7 . 5 determine. This is done by themonitoring module 273 in excess of a first predeterminedpressure threshold Px 274 by means of an analysis of the provided measured values 67 . 69 . 99 as afirst comparison criterion 274 evaluated and determined a situation of pressure increase and determined. This is done by themonitoring module 273 in a variant of thefirst comparison criterion 274 . 274 ' exceeding a first predeterminedpressure threshold Px 274 for a predetermined period of time T_x 274 ' by means of an analysis of the provided measured values 67 . 69 . 99 evaluated as a first comparison criterion and determined a situation of pressure increase and found. Subsequently, the monitoring module 273 asecond comparison criterion 275 to make an estimate as to whether within anobservation period t_watch 187 an undershooting of a second predetermined pressurethreshold value P_M 188 is expectable. The estimation of the further pressure curve can, for example, be made by means of an estimation or trend estimation on the basis of during theobservation period t_watch 187 at certain previous, current orfuture times t₁ 181 .t₂ 182 . t₃ 183 recordedpressure readings P₁ 191 .P₂ 192 .P₃ 193 by means of mathematical methods or estimation methods, such as linear or nonlinear interpolation, exponential interpolation, polynomial or spline interpolation or further checks and / or comparisons with pressure threshold values and / or comparison pressure profiles, preferably with consideration of pressure tolerance ranges.

Mittels der Abschätzung führt das Überwachungsmodul273 die Unterscheidung in eine erste Drucksituation189 oder zweite Drucksituation190 im Atemsystem10 durch und aktiviert mittels eines Steuersignals98 das Sicherheitsventil24, falls die zweite Drucksituation190 vorliegt.By means of the estimation the monitoring module leads 273 the distinction in afirst pressure situation 189 orsecond pressure situation 190 in therespiratory system 10 through and activated by means of acontrol signal 98 thesafety valve 24 if thesecond pressure situation 190 is present.

Dabei ist die erste Drucksituation189 dadurch charakterisierbar, dass im weiteren zeitlichen Verlauf während der Beobachtungszeitdauert_watch187 ein abnehmender Druck99 im Atemsystem10 mit Unterschreitung des zweiten vorbestimmten DruckschwellenwertsP_M188 abschätzbar ist.This is thefirst pressure situation 189 characterized in that in the further course of time during the observation period t_watch 187 a decreasingpressure 99 in therespiratory system 10 below the second predeterminedpressure threshold P_M 188 is estimable.

Dabei ist die zweite Drucksituation190 dadurch charakterisierbar, dass im weiteren zeitlichen Verlauf während der Beobachtungszeitdauert_watch187 keine ausreichende Abnahme des Drucks99 im Atemsystem10 mit Unterschreitung des zweiten vorbestimmten Druckschwellenwerts P_M 188 abschätzbar ist.Here is thesecond pressure situation 190 characterized in that in the further course of time during theobservation period t_watch 187 no sufficient decrease inpressure 99 in therespiratory system 10 is below the second predeterminedpressure threshold P_M 188 can be estimated.

Die Aktivierung des Sicherheitsventils24 führt zu einer Druckentlastung aus dem pneumatischen Verbindungsystem7,9 in die Umgebung6, wodurch eine möglicherweise gesundheitlich bedenkliche Situation für den Patienten3, welche sich durch einen überhöhten Druck im Atemsystem oder im pneumatischen Verbindungsystem7,9 vom Beatmungsgerät1 ergeben könnte, entschärft wird. Auf diese Weise können Situationen, welche bei der Anwendung des Beatmungsgerätes1,1' (1) gegeben sein können oder im Betrieb auftreten können im Risiko für den Patienten3 reduziert werden. Solche Situationen wären beispielsweise, wenn eine Okklusion, also eine Blockade im pneumatischen Verbindungssystem7,9 zu einer Druckerhöhung führt. Durch die zuvor ausgeführte Überwachung mit Trendanalyse kann eine kurzzeitige Blockade von einer länger andauernden Blockade unterschieden werden. Dies ermöglicht es, dass beispielsweise nur sehr kurzzeitige Blockaden nicht fälschlicherweise unmittelbar zu einer Aktivierung des Sicherheitsventils24 führen müssen.The activation of thesafety valve 24 leads to a pressure relief from the pneumatic connection system 7 . 9 in the nearby areas 6 , creating a potentially harmful situation for the patient 3 which are due to excessive pressure in the respiratory system or in the pneumatic connection system 7 . 9 from theventilator 1 could defuse. In this way, situations may arise when using theventilator 1 . 1' ( 1 ) or in operation may be at risk for the patient 3 be reduced. Such situations would be, for example, if an occlusion, so a blockage in the pneumatic connection system 7 . 9 leads to an increase in pressure. The previously performed trend analysis can be used to distinguish a short-term blockage from a longer-lasting blockage. This allows, for example, only very short-term blockages not falsely directly to an activation of thesafety valve 24 need to lead.

Die3a und3b zeigen in schematischer Art und Weise zwei unterschiedliche Druck-/ Zeitverläufe301,303 mit einer Drucküberhöhung im Atemsystem, welche bei einer mandatorischen Beatmung durch ein Beatmungsgerät1 (1) auftreten können. Die Drucküberhöhung wird in diesen3a und3b als eine einmalige Überschreitung eines ersten DruckschwellenwertesP_x274 in den Druck-/ Zeitverläufen301,303 verdeutlicht. Dabei sind zwei Drucksituationen mit und ohne eine Aktivierung des Sicherheitsventils24 (1,2) gezeigt. In den3a und3b sind auf den Ordinaten305,305' Werte, Schwellenwerte des Drucks über Zeitverläufe301,303 aufgetragen. Auf den Abszissen307,307' sind Zeitverläufe mit exemplarisch beispielhaften Zeitpunktent₁,t₂,t₃,t_1',t_2',t_3' abgetragen.The 3a and 3b show in a schematic way two different pressure /time courses 301 . 303 with a pressure increase in the respiratory system, which in a mandatory ventilation by a respirator 1 ( 1 ) may occur. The pressure increase is in these 3a and 3b as a one-time exceeding of a first pressurethreshold value P_x 274 in the pressure /time courses 301 . 303 clarified. There are two pressure situations with and without activation of the safety valve 24 ( 1 . 2 ). In the 3a and 3b are on theordinates 305 . 305 ' Values, thresholds of pressure overtime courses 301 . 303 applied. On theabscissa 307 . 307 ' are time courses with examples of exemplary times t₁ . t₂ . t₃ . t_{1 '} . t_{2 '} . t_{3 '} ablated.

Die3a zeigt in dem Druck-/ Zeitverlauf301 wobei eine Drucksituation gegeben ist, welche zu einer Aktivierung des Sicherheitsventils führt. Das Sicherheitsventil24 (1,2) wird in diesem Fall aktiviert, da die Kontrolleinheit27 (1,2) und/ oder das Überwachungsmodul273 (2) aus dem Zeitverlauf301 mittels einer Trendabschätzung309,275 (2) des voraussichtlichen Druckverlaufs309' ermitteln kann, dass innerhalb einer Beobachtungszeitdauert_watch187 eine Absenkung des Drucks nicht derart erfolgen wird, dass ein vorgegebener zweiter DruckschwellenwertP_M188 unterschritten wird. Der vorgegebener zweiter DruckschwellenwertP_M188 ist vorzugsweise in Anlehnung an den vom Anwender eingestellten end-exspiratorischen Druck (PEEP, positive end-expiratory pressure) gewählt. Es wird also auf Basis der Trendabschätzung309 von dem Überwachungsmodul273 (2) die zweite Drucksituation190 identifiziert, somit erfolgt während der Beobachtungszeitdauert_watch187 eine Aktivierung des Sicherheitsventils24 (1,2), so dass im weiteren Zeitverlauf307 des Druck-/ Zeitverlaufs301 in dieser3a eine Druckentlastung auf ein Niveau des Umgebungsdrucks, also unterhalb des vom Anwender eingestellten end-exspiratorischen Druck (PEEP, positive end-expiratory pressure) erfolgt.The 3a shows in the pressure /time course 301 wherein a pressure situation is given, which leads to an activation of the safety valve. The safety valve 24 ( 1 . 2 ) is activated in this case, since the control unit 27 ( 1 . 2 ) and / or the monitoring module 273 ( 2 ) from the passage oftime 301 by means of atrend estimate 309 . 275 ( 2 ) of the expected pressure curve 309 ' can determine that within an observation period t_watch 187 a reduction of the pressure will not be such that a predetermined secondpressure threshold P_M 188 is fallen short of. The default secondpressure threshold P_M 188 is preferably chosen based on the end-expiratory pressure set by the user (PEEP, positive end-expiratory pressure). It will be based on thetrend estimate 309 from the monitoring module 273 ( 2 ) thesecond pressure situation 190 identified, thus done during theobservation period t_watch 187 an activation of the safety valve 24 ( 1 . 2 ), so overtime 307 the pressure /time course 301 in this 3a a pressure relief to a level of ambient pressure, ie below the end-expiratory pressure set by the user (PEEP, positive end-expiratory pressure) takes place.

Die3b zeigt in dem Druck-/ Zeitverlauf303 wobei eine Drucksituation gegeben ist, welche nicht zu einer Aktivierung des Sicherheitsventils führt.The 3b shows in the pressure /time course 303 wherein a pressure situation is given, which does not lead to an activation of the safety valve.

Das Sicherheitsventil24 (1,2) wird in diesem Fall nicht aktiviert, weil die Kontrolleinheit27 (1,2) und/ oder das Überwachungsmodul273 (2) aus dem Zeitverlauf303 mittels einer Trendabschätzung308,275 (2) des voraussichtlichen Druckverlaufs308' ermitteln kann, dass innerhalb einer Beobachtungszeitdauert_watch187 der zweite DruckschwellenwertP_M188 sicher unterschritten werden wird. Es wird also auf Basis der Trendabschätzung308 von dem Überwachungsmodul273 (2) die erste Drucksituation189 identifiziert, so dass keine Aktivierung des Sicherheitsventils24 (1,2) und somit keine Druckentlastung auf ein Niveau des Umgebungsdrucks erfolgt. Es kann stattdessen auch für den weiteren Verlauf der Beatmung der vom Anwender eingestellte end-exspiratorische Druck (PEEP, positive end-expiratory pressure), in der Lunge aufrecht erhalten werden und somit ein Zusammenfallen oder Kollabieren (collapse) der Lungenbläschen (Alveolen) vermieden werden, was der Genesung des Patienten3 (1) zu Gute kommt.The safety valve 24 ( 1 . 2 ) is not activated in this case, because the control unit 27 ( 1 . 2 ) and / or the monitoring module 273 ( 2 ) from the passage oftime 303 by means of atrend estimate 308 . 275 ( 2 ) of the expected pressure curve 308 ' can determine that within anobservation period t_watch 187 the secondpressure threshold P_M 188 sure will fall below. It will be based on thetrend estimate 308 from the monitoring module 273 ( 2 ) thefirst pressure situation 189 identified, so no activation of the safety valve 24 ( 1 . 2 ) and thus no pressure relief to a level of ambient pressure occurs. Instead, it may also be maintained in the lungs for the further course of ventilation of the end-expiratory pressure set by the user (PEEP), thus avoiding collapse or collapse of the alveoli , which is the recovery of the patient 3 ( 1 ) benefits.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Medizingeräteanordnung, BeatmungsgerätMedical device assembly, respirator

33

Patientpatient

55

Patientengaszuführungsleitung (pneumatisches Verbindungssystem)Patient gas supply line (pneumatic connection system)

66

Umgebung, AtmosphäreEnvironment, atmosphere

77

Inspirationszweig (pneumatisches Verbindungssystem)Inspection branch (pneumatic connection system)

99

Exspirationszweig (pneumatisches Verbindungssystem)Expiratory branch (pneumatic connection system)

1010

Atemsystemrespiratory system

1111

Messort der Patientendurchflussmenge, Y-Stück, VerbindungselementPlace of measurement of patient flow rate, Y-piece, connection element

1313

Messort für Patientendruck, AtemwegsdruckLocation for patient pressure, airway pressure

1515

Messort der inspiratorischen DurchflussmengePlace of measurement of the inspiratory flow rate

1717

Messort der exspiratorischen DurchflussmengeSite of the expiratory flow rate

1919

inspiratorischer Druck, Messortinspiratory pressure, location

2121

exspiratorischer Druck, Messortexpiratory pressure, site

2323

Gasförderungs- und DosiereinheitGas conveying and dosing unit

2424

Sicherheitsventilsafety valve

2525

Inspirationsventilinspiration valve

2626

Exspirationsventilexpiratory

2727

Kontrolleinheit, elektronische SteuerungControl unit, electronic control

2828

Rückschlagventilecheck valves

2929

Prozessoreinheitprocessor unit

3131

DatenspeichereinheitData storage unit

4040

Alarmierungseinheit, AlarmausgabeAlarm unit, alarm output

4141

optisches Signalgabeelementoptical signaling element

4242

akustisches Signalgabeelementacoustic signaling element

4343

Eingabeeinheitinput unit

63, 67, 6963, 67, 69

Signal-/Datenleitungen der DruckmessorteSignal / data lines of the pressure measuring points

83, 87, 89 83, 87, 89

Signal-/Datenleitungen der Durchfluss-MessorteSignal / data lines of the flow measuring locations

9090

Daten-/ SteuerleitungenData / control lines

9595

Beatmungsbetrieb, GesamtfunktionVentilation mode, overall function

9797

DurchflussmesswerteFlow measurements

9898

Steuersignale zur Aktivierung / DeaktivierungControl signals for activation / deactivation

9999

Messwerte des Drucks, DruckmesswerteMeasured values of pressure, pressure readings

150150

Außerhalb des Gerätes angeordnete KomponentenComponents arranged outside the device

160160

Innerhalb des Gerätes angeordnete KomponentenComponents arranged inside the device

181, 182, 183181, 182, 183

Zeitpunktet₁,t₂, ...t₃ der Messwerterfassung307timings t₁ . t₂ , ... t₃ the measuredvalue acquisition 307

181', 182', 183'181 ', 182', 183 '

Zeitpunktet_1',t_2', ...t_3' der Messwerterfassung307'timings t_{1 '} . t_{2 '} , ... t_{3 '} the measured value acquisition 307 '

187187

Beobachtungszeitdauert_watchPeriod of observation t_watch

188188

zweiter DruckschwellenwertP_Msecond pressure threshold P_M

189189

erste Drucksituationfirst pressure situation

190190

zweite Drucksituationsecond pressure situation

191, 192, 193191, 192, 193

DruckmesswerteP₁,P₂, ...P₃ zu Zeitpunktent₁,t₂, ...t₃ der Messwerterfassung307Pressure readings P₁ . P₂ , ... P₃ at times t₁ . t₂ , ... t₃ the measuredvalue acquisition 307

191', 192', 193'191 ', 192', 193 '

DruckmesswerteP_1',P_2', ...P_3' zu Zeitpunktent_1',t_2', ...t_3' der Messwerterfassung307'Pressure readings P_{1 '} . P_{2 '} , ... P_{3 '} at times t_{1 '} . t_{2 '} , ... t_{3 '} the measured value acquisition 307 '

255255

Menge an AtemgasAmount of breathing gas

271271

Regelungsmodulcontrol module

272272

Messmodulmeasurement module

273273

Überwachungsmodulmonitoring module

274274

erstes Vergleichskriterium, erster DruckschwellenwertPxfirst comparison criterion, first pressure threshold px

274'274 '

Zeitdauer Tx, zugehörig zum ersten DruckschwellenwertTime Tx associated with the first pressure threshold

275275

zweites Vergleichskriteriumsecond comparison criterion

301301

Druck-/ Zeitverlauf mit Aktivierung des SicherheitsventilsPressure / time curve with activation of the safety valve

303303

Druck-/ Zeitverlauf ohne Aktivierung des SicherheitsventilsPressure / time curve without activation of the safety valve

305, 305'305, 305 '

Ordinate mit Werten, Schwellenwerten des DrucksOrdinate with values, thresholds of pressure

307, 307'307, 307 '

Abszisse mit Zeitverlauf und ZeitpunktenAbscissa with time and times

308, 308'308, 308 '

Trendabschätzung (erste Drucksituation189)Trend estimation (first pressure situation 189 )

309, 309'309, 309 '

Trendabschätzung (zweite Drucksituation190)Trend estimation (second pressure situation 190 )

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• US 2904035 [0001]US 2904035 [0001]
• US 5400777 [0001]US 5400777 [0001]
• US 5937853 [0001]US 5937853 [0001]
• WO 2007/085110 A1 [0001]WO 2007/085110 A1 [0001]
• US 7882835 B2 [0001, 0002]US 7882835 B2 [0001, 0002]
• WO 2008/098382 A1 [0003]WO 2008/098382 A1 [0003]
• US 6571792 [0003]US 6571792 [0003]
• US 6553990 [0003]US 6553990 [0003]
• US 5596984 A [0005]US 5596984 A [0005]
• US 2007181125 AA [0006]US 2007181125 AA [0006]

Claims (10)

Translated fromGerman

Beatmungsvorrichtung (1) mit einem Atemsystem (5, 7, 9, 10), mit einer Kontrolleinheit (27, 271, 272, 273) und einem Exspirationsventil (26), mit einer Gasförderungs- und Dosiereinheit (23) mit einem Inspirationsventil (25), mit einer Sensorik (13, 19, 21) und mit einem Sicherheitsventil (24),- wobei das Atemsystem (5, 7, 9, 10) als pneumatisches 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 und einen inspiratorischen Pfad (7) aufweist, welcher zu einer Hinführung einer inspiratorischen Menge an Atemgas zu der Beatmungsvorrichtung (1) zu dem Patienten (3) ausgebildet und vorgesehen ist und einen Patientenverbindungs-Pfad (5) aufweist, welcher zu einer Hinführung der inspiratorischen Menge an Atemgas von der Beatmungsvorrichtung (1) zu dem Patienten (3) und zu einer Fortführung der exspiratorischen Menge an Atemgas von dem Patienten (3) ausgebildet und vorgesehen ist,- wobei die Sensorik mindestens einen Drucksensor (13, 19, 21) aufweist, welcher in oder an der Beatmungsvorrichtung (1) oder dem Verbindungssystem (5, 7, 9) angeordnet und dazu vorgesehen ist, einen Messwert (99) eines Druckes zu erfassen, welcher einen Druck in dem Atemsystem (5, 7, 9, 10) indiziert,- wobei ein Messmodul (271) in oder an der Kontrolleinheit (27) an- oder dieser zugeordnet ist, welches ausgebildet ist, diesen mindestens einen erfassten Messwert (99), welcher einen Druck in dem Atemsystem (5, 7, 9, 10) indiziert, bereitzustellen,- wobei die Kontrolleinheit (27, 271, 273) dazu ausgebildet ist, den mindestens einen, den Druck in dem Atemsystem indizierenden Messwertes (99) mit einem ersten Vergleichskriterium zu vergleichen und auf Basis des Vergleichs eine Situation mit einer Druckerhöhung im Atemsystem (10) zu bestimmen, - wobei die Kontrolleinheit (27, 271, 273) dazu ausgebildet ist, mindestens einen weiteren erfassten und bereitgestellten Messwert (99) mit einem zweiten Vergleichskriterium (275) zu vergleichen und auf Basis des Vergleichs eine Unterscheidung zwischen einer ersten Drucksituation (189) und einer zweiten Drucksituation (190) vorzunehmen,- wobei die erste Drucksituation (189) im Atemsystem (10) dadurch charakterisierbar ist, dass von dem Überwachungsmodul (273) eine Situation mit einem im weiteren zeitlichen Verlauf abnehmenden Druck im Atemsystem (10) mit einer Unterschreitung eines vorbestimmten Druckniveaus P_M (188) innerhalb einer innerhalb einer Beobachtungszeitdauer t_watch (187) abschätzbar ist,- wobei die zweite Drucksituation (190) im Atemsystem (10) dadurch charakterisierbar ist, dass von dem Überwachungsmodul (273) eine Situation mit einem im weiteren zeitlichen Verlauf abnehmenden Druck im Atemsystem (10) mit Unterschreitung eines vorbestimmten Druckniveaus P_M (188) innerhalb der Beobachtungszeitdauer t_watch (187) nicht abschätzbar ist,- wobei die Kontrolleinheit (27, 273) weiterhin dazu ausgebildet ist, für den Fall, dass die zweite Drucksituation (190) gegeben ist, das Sicherheitsventil (24) zu aktivieren.Respiratory device (1) with a breathing system (5, 7, 9, 10), with a control unit (27, 271, 272, 273) and an expiratory valve (26), with a gas delivery and metering unit (23) with an inspiratory valve (25 ), with a sensor (13, 19, 21) and with a safety valve (24), - wherein the breathing system (5, 7, 9, 10) as a pneumatic connection system (5, 7, 9) has an expiratory path (9) which is designed and provided for the continuation of an expiratory amount of breathing gas from the patient (3) and has an inspiratory path (7) leading to an introduction of an inspiratory amount of breathing gas to the respiratory device (1) to the patient (3). is designed and provided and has a patient connection path (5) leading to an introduction of the inspiratory amount of breathing gas from the respiratory device (1) to the patient (3) and to a continuation of the expiratory amount of respiratory gas from the patient (3). a The sensor system has at least one pressure sensor (13, 19, 21) which is arranged in or on the respiratory device (1) or the connection system (5, 7, 9) and is provided for generating a measured value (99 ) of a pressure which indicates a pressure in the respiratory system (5, 7, 9, 10), - wherein a measuring module (271) in or on the control unit (27) is associated with or associated therewith, which is designed to this at least one detected measured value (99) which indicates a pressure in the respiratory system (5, 7, 9, 10), - wherein the control unit (27, 271, 273) is adapted to the at least one, the pressure in the Breath system indicative measured value (99) to compare with a first comparison criterion and based on the comparison to determine a situation with an increase in pressure in the breathing system (10), - wherein the control unit (27, 271, 273) is adapted to at least one further detected and ready gesture Compare measured value (99) with a second comparison criterion (275) and make a distinction between a first pressure situation (189) and a second pressure situation (190) on the basis of the comparison, - wherein the first pressure situation (189) in the respiratory system (10) can be characterized in that the monitoring module (273) can estimate a situation with a pressure decreasing in the course of time in the respiratory system (10) with a drop below a predetermined pressure level P_M (188) within an observation period t_watch (187), - wherein the second pressure situation (190) in the respiratory system (10) can be characterized in that of the monitoring module (273) a situation with a decreasing in the further course of time pressure in the respiratory system (10) falls below a predetermined pressure level P_M (188) within the observation period t_watch (187) can not be estimated, - wherein the control unit (27, 273) continues is designed to, in the event that the second pressure situation (190) is given to activate the safety valve (24).Beatmungsvorrichtung (1) nachAnspruch 1, wobei von der Kontrolleinheit (27, 273) als erstes Vergleichskriterium (274) eine Überschreitung eines ersten vorbestimmten Druckschwellenwerts P_x (274) durch den, den Druck in dem Atemsystem indizierenden Messwert (99) angewendet wird.Respiratory device (1) after Claim 1 in which, as the first comparison criterion (274), the control unit (27, 273) uses an exceeding of a first predetermined pressure threshold value P_x (274) by the measured value (99) indicative of the pressure in the breathing system.Beatmungsvorrichtung (1) nachAnspruch 1, wobei von der Kontrolleinheit (27, 273) als erstes Vergleichskriterium (274, 274') eine Überschreitung eines ersten vorbestimmten Druckschwellenwerts P_x (274) durch den, den Druck in dem Atemsystem indizierenden Messwert (99) für eine vorbestimmte Zeitdauer T_x (274') angewendet wird.Respiratory device (1) after Claim 1 in that the control unit (27, 273) as the first comparison criterion (274, 274 ') exceeds a first predetermined pressure threshold value P_x (274) by the measured value (99) indicative of the pressure in the respiratory system for a predetermined time period T_x ( 274 ') is applied.Beatmungsvorrichtung (1) nachAnspruch 1, wobei von der Kontrolleinheit (27, 273) die Abschätzung des im weiteren zeitlichen Verlauf abnehmenden Drucks im Atemsystem (10) während der Beobachtungszeitdauer t_watch (187) mittels einer Trendabschätzung vorgenommen wird.Respiratory device (1) after Claim 1 , wherein the control unit (27, 273) estimates the decreasing pressure in the respiratory system (10) during the observation period t_watch (187) by means of a trend estimation.Beatmungsvorrichtung (1) nachAnspruch 1, wobei von der Kontrolleinheit (27, 273) die Abschätzung des im weiteren zeitlichen Verlauf abnehmenden Drucks im Atemsystem (10) während der Beobachtungszeitdauer t_watch (187) mittels einer vergleichenden Analyse mit einem Vergleichsdruckverlauf vorgenommen wird.Respiratory device (1) after Claim 1 wherein the control unit (27, 273) estimates the decreasing pressure in the respiratory system (10) during the observation period t_watch (187) by means of a comparative analysis with a comparison pressure curve.Beatmungsvorrichtung (1) nachAnspruch 1, wobei von der Kontrolleinheit (27, 273) die Abschätzung des im weiteren zeitlichen Verlauf abnehmenden Drucks im Atemsystem (10) während der Beobachtungszeitdauer t_watch (187) mittels mathematischer Methoden, wie linearer oder nichtlinearer Interpolation, exponentieller Interpolation, Polynom- oder Spline-Interpolation vorgenommen wird.Respiratory device (1) after Claim 1 in which the control unit (27, 273) estimates the decreasing pressure in the respiratory system (10) during the observation period t_watch (187) by means of mathematical methods, such as linear or nonlinear interpolation, exponential interpolation, polynomial or spline analysis. Interpolation is made.Beatmungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Vorrichtungsansprüche, wobei der Atemwegsdruck P_AW (99) von der Kontrolleinheit (27, 271, 272, 273) mittels eines in oder am inspiratorischen Pfad (7) des Verbindungssystems (5, 7, 9) angeordneten Drucksensors (19) und /oder mittels eines in oder am exspiratorischen Pfad (9) des Verbindungssystems (5, 7, 9) angeordneten Drucksensors (21) erfasst und ermittelt wird.The respiratory device (1) according to one of the preceding device claims, wherein the airway pressure P_AW (99) from the control unit (27, 271, 272, 273) by means of in or on the inspiratory path (7) of the Connection system (5, 7, 9) arranged pressure sensor (19) and / or by means of a in or on the expiratory path (9) of the connection system (5, 7, 9) arranged pressure sensor (21) is detected and determined.Beatmungsvorrichtung (1), wobei der exspiratorische Pfad (9) und der inspiratorische Pfad (7) mittels eines Verbindungselements (11) miteinander und mit dem Patientenverbindungs-Pfad (5) verbunden sind.Respiratory device (1), wherein the expiratory path (9) and the inspiratory path (7) are connected to each other and to the patient communication path (5) by means of a connecting element (11).Beatmungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Vorrichtungsansprüche, wobei der Atemwegsdruck P_AW (99) von der Kontrolleinheit (27, 271, 272, 273) mittels eines in oder am Patientenverbindungs-Pfad (5) des Verbindungssystems (5, 7, 9) angeordneten Drucksensors (13) erfasst und ermittelt wird.A respiratory device (1) according to any one of the preceding device claims, wherein the airway pressure P_AW (99) is received from the control unit (27, 271, 272, 273) by means of a patient communication path (5) of the connection system (5, 7, 9). arranged pressure sensor (13) is detected and determined.Beatmungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Vorrichtungsansprüche, wobei der mindestens eine Drucksensor (13, 19,21) als ein Messfühler nach einem Messprinzip eines Kolbenmanometers oder einer Druckwaage, eines Kompressions-Flüssigkeits-Manometers, einer Feder-Manometer, eines piezoelektrischen Messelements oder eines Dehnungs-Messelements ausgebildet ist.Ventilation device (1) according to one of the preceding device claims, wherein the at least one pressure sensor (13, 19, 21) as a measuring sensor according to a measuring principle of a piston manometer or a pressure balance, a compression-liquid pressure gauge, a spring pressure gauge, a piezoelectric measuring element or a strain measuring element is formed.

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