DE69533708T2 - System für die Optiemierung des kontinuierlichen, positiven Atemwegdrucks zur Behandlung des Atemstillstandes im Schlaf bei verlegten Atemwegen - Google Patents

System für die Optiemierung des kontinuierlichen, positiven Atemwegdrucks zur Behandlung des Atemstillstandes im Schlaf bei verlegten Atemwegen Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Einstellung des positiven Luftwegdrucks eines Patienten auf einen optimalen Wert bei der Behandlung von obstruktiver Schlafapnoe und spezieller eine Atmungsvorrichtung, die einen konstanten positiven Luftwegdruck aufrechterhält, und ein Verwendungsverfahren, das eine Einatmungsstrom-Wellenform analysiert, um einen derartigen Druckwert zu titrieren.
  • Das obstruktive Schlafapnoe-Syndrom (OSAS) ist eine gut anerkannte Störung, die so viel wie 1–5% der Erwachsenenpopulation beeinträchtigen kann. Das OSAS ist eine der häufigsten Ursachen von übermäßiger Schläfrigkeit am Tag. Das OSAS ist am häufigsten bei fettleibigen Männern anzutreffen und ist die einzelne häufigste Ursache für eine Überweisung in Schlafstörungskliniken.
  • Das OSAS ist mit allen Zuständen verbunden, bei denen eine anatomische oder funktionelle Verengung des oberen Luftwegs des Patienten vorliegt, und ist durch eine intermittierende Verlegung des oberen Luftwegs gekennzeichnet, die während des Schlafs auftritt. Die Verlegung hat ein Spektrum von Atmungsstörungen im Bereich von vollständiger Abwesenheit eines Luftstroms (Apnoe) bis zu einer signifikanten Verlegung mit oder ohne verringerten Luftstrom (Hypopnoe und Schnarchen) trotz anhaltender Atmungsanstrengungen zum Ergebnis. Die Morbidität des Syndroms entsteht aus Hypoxämie, Hyperkapnie, Bradykardie und Schlafzerrissenheit, die mit den Apnoen und dem Erwachen aus dem Schlaf verbunden ist.
  • Die Pathophysiologie des OSAS ist nicht vollständig ausgearbeitet. Jedoch ist es nun gut anerkannt, dass die Verlegung des oberen Luftwegs während des Schlafs teilweise auf dem kollabierbaren Verhalten des supraglottischen Abschnitts während des negativen intraluminalen Drucks beruht, der durch eine Einatmungsanstrengung erzeugt wird. So verhält sich der menschliche obere Luftweg während des Schlafs wie ein Starling-Widerstand, der durch die Eigenschaft definiert ist, dass der Strom auf einen festgesetzten Wert beschränkt ist, unbeachtlich des antreibenden (Einatmungs-) Drucks. Ein partieller oder vollständiger Luftwegkollaps kann dann auftreten, der mit dem Verlust des Luftwegtonus verbunden ist, welcher für den Schlafbeginn charakteristisch ist und beim OSAS übertrieben sein kann.
  • Seit 1981 hat sich ein kontinuierlicher positiver Luftwegdruck (CPAP; "continuous positive airway pressure"), der durch eine eng anliegende Atemmaske angewendet wird, die während des Schlafs getragen wird, als die wirksamste Behandlung für diese Störung entwickelt und ist nun die Standardtherapie. Die Verfügbarkeit dieser nicht-invasiven Therapieform hat eine umfangreiche öffentliche Aufmerksamkeit für Apnoe und das Erscheinen einer großen Zahl von Patienten zur Folge gehabt, die früher die medizinischen Einrichtungen wegen der Angst vor Tracheostomie vermieden haben könnten. Die Erhöhung der Bequemlichkeit des Systems, welche teilweise durch Minimierung des erforderlichen Nasendrucks festgelegt wird, war ein Hauptziel der Forschung, die auf eine Verbesserung der Patienten-Compliance mit der Therapie abzielte. Verschiedene Systeme zur Behandlung von obstruktiver Schlafapnoe sind beispielsweise in "Reversal of Obstructive Sleep Apnea by Continuous Positive Airway Pressure Applied Through The Nares", Sullivan et al., Lancet, 1981, 1: 862–865; und "Reversal of the "Pickwickian Syndrome" By Long-Term Use of Nocturnal Nasal-Airway Pressure"; Rapaport et al., New England Journal of Medicine, 7. Oktober 1982, offenbart. Ähnlich erörtert der Artikel "Induction of upper airway occlusion in sleeping individuals with subatmospheric nasal pressure", Schwartz et al., Journal of Applied Physiology, 1988, 64, S. 535–542, verschiedene polysomnographische Techniken.
  • Trotz dessen Erfolg gibt es Beschränkungen bei der Verwendung von nasalem CPAP. Diese nehmen meistens die Form einer Beeinträchtigung durch die Maske und den Nasendruck an, der erforderlich ist, um die Apnoen zu obliterieren. Systeme zur Minimierung der Beeinträchtigung durch die Maske sind beispielsweise in den U.S. Patenten Nr. 4,655,213, Rapaport et al., und 5,065,765, Rapaport, sowie in "Therapeutic Options For Obstructive Sleep Apnea", Garay, Respiratory Management, Jul./Aug. 1987, S. 11–15; und in "Techniques For Administering Nasal CPAP", Rapaport, Respiratory Management, Jul./Aug. 1987, S. 18–21 offenbart. Die Minimierung des erforderlichen Drucks bleibt ein Ziel des vorläufigen Testens eines Patienten im Schlaflabor. Jedoch wurde gezeigt, dass dieser Druck im Lauf der Nacht mit dem Schlafstadium und der Körperlage variiert. Weiter kann sich der therapeutische Druck im Lauf der Zeit bei Patienten mit sich ändernder Anatomie (Nasenstauung/Polypen), Gewichtsänderung, sich ändernder Medikation oder mit Alkoholgebrauch sowohl erhöhen als auch erniedrigen. Deshalb verschreiben die meisten Schlaflabors derzeit die Einstellung des Drucks zur Verwendung von nasalem CPAP zu Hause auf der Grundlage des einzelnen höchsten Werts der Drücke, die erforderlich sind, um Apnoen während einer Nacht der Überwachung im Schlaflabor zu obliterieren. Ein erneutes Testen ist häufig nötig, wenn der Patient über eine unvollständige Beseitigung der Schläfrigkeit am Tag klagt, und kann eine Änderung des erforderlichen Drucks anzeigen.
  • Die WO-A-93/09834 offenbart Systeme und Verfahren zur automatischen und kontinuierlichen Regulierung des Niveaus des Nasendrucks auf einen optimalen Wert während obstruktiver Schlafapnoe (OSA). Die OSA-Therapie wird durch eine Vorrichtung vorgenommen, die automatisch einen angelegten Druck wiederbewertet und kontinuierlich nach einem minimalen Druck sucht, der erforderlich ist, um den pharyngealen Luftweg eines Patienten ausreichend zu dehnen. Die Druck erzeugende Vorrichtung ist ein Computer-gesteuerter Druckgenerator, der über eine Nasenmaske, die von dem Patienten getragen wird, einen Betätigungsdruck an den pharyngealen Luftweg eines Patienten liefert. Die Nasenmaske weist einen Abluftöffnung auf, und deshalb liegt ein Strom mit systematischem Fehler vor. Das System verwendet auch Pneumotachie zum Messen des Luftstroms. Der Luftstrom wird verwendet, um die Atmungs- und dynamischen mechanischen Merkmale des pharyngealen Luftwegs von Patienten während des Schlafs zu beurteilen, den therapeutischen Druck, der am Patienten angelegt wird, wie erforderlich einzustellen.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Atmungsvorrichtung zum Nachweis einer Strombegrenzung im Luftweg eines Patienten bereitgestellt, umfassend: ein Nasen-Passstück in Fluidkommunikation mit dem Luftweg eines Patienten, wobei das Nasen-Passstück einen Einlass für Umgebungsluft bei Atmosphärendruck zum Eintreten in das Nasen-Passstück und für ausgeatmete Luft zum Austreten daraus, wenn der Patient ein- und ausatmet, und eine Strombegrenzungseinrichtung aufweist, die zwischen dem Einlass und dem Luftweg des Patienten angeordnet ist; einen Strommessfühler in Fluidkommunikation mit dem Nasen-Passstück und so konfiguriert, dass erste Datenwerte erzeugt werden, welche für einen Einatmungsstrom von Umgebungsluft zu dem Patienten repräsentativ sind; einen Mikroprozessor, der so konfiguriert ist, dass er festlegt, ob die ersten Datenwerte eine Strombegrenzung in dem Patienten anzeigen, und zweite Datenwerte erzeugt, die für eine Strombegrenzung repräsentativ sind; einen Computerspeicher, der so konfiguriert ist, dass er die ersten, von dem Strommessfühler erzeugten Datenwerte und die zweiten, von dem Mikroprozessor erzeugten Datenwerte speichert.
  • Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit der begleitenden Zeichnung genommen wird. Die 1 bis 18 betreffen eine therapeutische Ventilation nicht gemäß der vorliegenden Erfindung, werden aber für Erläuterungszwecke beibehalten. Die 19 bis 22 erläutern beispielhaft die Prinzipien der Erfindung.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • 1 ist die Wellenform des Luftstroms einer 30-sekündigen Epoche zu einem schlafenden Patienten aus einem CPAP-Generator mit einem CPAP-Druck von 9,8 mBar (10 cm H2O).
  • 2 ist die Wellenform des Luftstroms einer 30-sekündigen Zeitspanne zu dem schlafenden Patienten von 1 aus einem CPAP-Generator mit einem CPAP-Druck von 7,8 mBar (8 cm H2O).
  • 3 ist die Wellenform des Luftstroms einer 30-sekündigen Zeitspanne zu dem schlafenden Patienten von 1 aus einem CPAP-Generator mit einem CPAP-Druck von 5,9 mBar (6 cm H2O).
  • 4 ist die Wellenform des Luftstroms einer 30-sekündigen Zeitspanne zu dem schlafenden Patienten von 1 aus einem CPAP-Generator mit einem CPAP-Druck von 3,9 mBar (4 cm H2O).
  • 5 ist die Wellenform des Luftstroms einer 30-sekündigen Zeitspanne zu dem schlafenden Patienten von 1 aus einem CPAP-Generator mit einem CPAP-Druck von 2 mBar (2 cm H2O).
  • 6 ist eine vereinfachte Schnittansicht eines Starling-Widerstands.
  • 7 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines experimentellen Aufbaus unter Verwendung eines Starling-Widerstands.
  • 8 ist ein Satz von Wellenformen, die unter Verwendung des Aufbaus von 7 erzeugt werden.
  • 9 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Systems.
  • 10 ist ein Flussdiagramm, welches eine Technik zur Einstellung des CPAP-Drucks erläutert.
  • 11 ist ein Übergangsdiagramm einer Dreiphasen-Zustandsmaschine mit Zuständen, welche den Phasen der Atmung entsprechen.
  • 12 ist eine graphische Darstellung eines Gesamt-Stromsignals, welche den in 11 gezeigten Übergangszustand darstellt.
  • 13 ist ein Satz von Wellenformen, der verwendet wird, um eine Einatmungswelle mit einer sinusförmigen Halbwelle zu korrelieren.
  • 14 zeigt eine Regressionsanpassung an das mittlere Drittel einer Einatmungswelle und an eine sinusförmige Halbwelle.
  • 15 ist eine graphische Darstellung eines Gesamt-Stromsignals und eine Ableitung einer Einatmungswellenform, die einen Atmungsanstrengungsindex darstellt.
  • 16 enthält eine Tabelle der Wahrscheinlichkeitsfaktoren, die verwendet werden, um die Strombegrenzungsparameter zu modifizieren.
  • 17 ist ein Flussdiagramm, welches eine Technik zur Bestimmung erläutert, ob und wie der gesteuerte positive Druck gemäß der Erfindung anzupassen ist.
  • 18 ist ein detailliertes Blockdiagramm einer therapeutischen Vorrichtung.
  • 19 ist ein detailliertes Blockdiagramm eines diagnostischen Systems gemäß der Erfindung.
  • 20 ist ein perspektivische Ansicht eines Nasen-Passstücks zur diagnostischen Verwendung mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung.
  • 21 ist eine teilweise Schnittansicht eines Nasen-Passstücks zur diagnostischen Verwendung mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung.
  • 22 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Diagnose und Behandlung eines Patienten gemäß der Erfindung erläutert.
  • DETAILLIERTE OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Die 1–5 erläutern die Wellenformen eines Stroms aus einem CPAP-Generator, die während des Testens eines Patienten in Schlafstudien erhalten werden. In diesen Tests trug der Patient eine CPAP-Maske, die an eine Luftquelle angeschlossen war, auf die Weise, die im U.S. Patent Nr. 5,065,765 veranschaulicht ist. Jeder dieser Tests veranschaulicht eine Zeitspanne von 30 Sekunden, wobei die vertikalen Linien Sekunden während des Tests darstellen. Die 1–5 stellen getrennte Durchläufe dar, die im Abstand von 1 bis 2 Minuten und bei verschiedenen Drücken aus der Luftquelle aufgenommen wurden.
  • 1 veranschaulicht eine "normale" Wellenform, in diesem Fall mit einem CPAP-Druck von 9,8 mBar (10 cm H2O). Es wurde festgestellt, dass dieser Druck einer Apnoe-freien Atmung entsprach. Es wird angemerkt, dass diese Wellenform zumindest in den Einatmungsperioden im Wesentlichen sinusförmig ist. Die Wellenformen der 2–5 erläutern, dass, wenn der gesteuerte positive Druck erniedrigt wird, vor dem Auftreten von offener Apnoe, periodischer Atmung oder Aufwachen ein vorhersagbarer Index der Erhöhung der Kollabierbarkeit des Luftwegs auftritt.
  • Als der CPAP-Druck auf 7,8 mBar (8 cm H2O) verringerte wurde, wie in 2 veranschaulicht, begann eine teilweise Abflachung der Einatmungsstrom-Wellenform in den Bereichen 2a aufzutreten. Diese Abflachung wurde definierter, als der gesteuerte positive Druck auf 5,9 mBar (6 cm H2O) verringert wurde, wie durch das Bezugszeichen 3a in 3 veranschaulicht. Die Abflachung wird noch ausgeprägter, wie in den Bereichen 4a von 4 ersichtlich, als der gesteuerte positive Druck auf 3,9 mBar (4 cm H2O) verringert wurde. Die Verringerungen des CPAP-Drucks unter den Druck Apnoe-freier Atmung hatten bei dem Patienten ein Schnarchen zur Folge. Als der gesteuerte positive Druck auf 2 mBar (2 cm H2O) verringert wurde, wie in 5 veranschaulicht, gab es während der Atmungsanstrengung praktisch keinen Einatmungsstrom, wie in den Abschnitten 5a zu sehen. Kurz nach der Aufzeichnung der Wellenform von 5 entwickelte der Patient eine offene Apnoe und erwachte.
  • Die Wellenformen der 1–5 stehen mit Experimenten in Einklang, bei denen der kollabierbare Abschnitt der Luftpassage durch eine Starling-Widerstand simuliert wird. Ein Starling-Widerstand 10, wie in 6 veranschaulicht, umfasst ein starres äußeres Rohr 11, das ein inneres kollabierbares Rohr 12 trägt. Wasser wird in den Raum zwischen dem äußeren Rohr 11 und dem inneren Rohr 12 z. B. durch ein Rohr eingeführt, das mit einer Wassersäule 13 mit einstellbarer Höhe verbunden ist, um eine Variation des äußeren Drucks zu ermöglichen, welcher an dem kollabierbaren Rohr 12 angelegt wird. Mit Bezug auf 7 wird in diesem Experiment ein kommerzieller CPAP-Strom-Generator 14 an das "distale" Ende des Starling-Widerstands 10 gekoppelt, und eine "Atmung" wird durch eine Sinuspumpe 15 simuliert, welche an das "proximale" oder "intrathorakale" Ende des Widerstands 10 gekoppelt ist. Ein Volumenreservoir 16 ist an das proximate Ende des Starling-Widerstands gekoppelt, um ein kapazitives Volumen bereitzustellen, das verhindert, dass sich ein übermäßiger negativer Druck während der Gesamt-Systemokklusion (Apnoe) entwickelt.
  • Die Stromverfolgung von 8 wurde unter Verwendung des Systems von 6 erzeugt, wobei der Wasserpegel in der Säule 13 zwischen 4,9 (5) und 14,7 mBar (15 cm H2O) eingestellt war. Der Luftstrom aus dem CPAP-Strom-Generator wurde bei einem Druck von 13,7 mBar (14 cm H2O) gestartet, dann nacheinander auf 11,8 mBar, 10,8 mBar, 7,9 mBar und 5,9 mBar (12 cm, 11 cm, 8 cm und 6 cm H2O) verringert und schließlich auf 12,7 mBar (13 cm H2O) zurückgeführt. In 8 zeigt die obere Kurve die Wellenform des Luftstroms, zeigt die mittlere Kurve die Wellenform des proximalen Drucks (d. h. am Einlass des Sinus-Generators 15), und die untere Kurve veranschaulicht den CPAP-Druck. Die Graduierungen am oberen Ende von 8 bezeichnen Sekunden. 8 spiegelt so die große Zunahme des Widerstands wieder und ahmt den zunehmenden negativen intrathorakalen Druck nach, der routinemäßig bei Patienten mit Apnoe, Schnarchen und jedem Syndrom mit erhöhtem Widerstand des oberen Luftwegs zu beobachten ist.
  • Wellenformen des Luftstroms der Art, die in den 1–5 veranschaulicht sind, werden verwendet, um den Luftstrom aus einem CPAP-Generator zu steuern, um dadurch den Luftstrom aus dem Generator zu minimieren, während immer noch sichergestellt wird, dass keine Strombegrenzung auftritt.
  • Wie in 9 veranschaulicht, wird eine CPAP-Maske 20 über einen Schlauch 21 angeschlossen, um Luft aus einem CPAP-Strom-Generator 22 zu empfangen. Diese Elemente können der Art sein, die im U.S. Patent Nr. 5,065,556 offenbart ist, oder alternativ kann jedes herkömmliche CPAP-System verwendet werden. Ein herkömmlicher Strommessfühler 23 ist an das Rohr 21 gekoppelt, um ein elektrisches Ausgangssignal bereitzustellen, welches der Wellenform des Luftstroms im Rohr 21 entspricht. Dieses Signal wird zu einem Signalprozessor 24 übertragen, welcher das Vorliegen von Bedingungen in den Wellenformen nachweist, die eine Strombegrenzung anzeigen. Der Signalprozessor 24 gibt ein Signal an eine herkömmliche Stromsteuerung 25 zur Steuerung des Drucks aus, der von dem Stromgenerator an dem Rohr 21 angelegt wird. Es ist natürlich ersichtlich, dass abhängig von der Art des Stromgenerators 22 der Signalprozessor anstelle der Steuerung einer Stromsteuerungsvorrichtung 25 direkt den Stromgenerator steuern kann.
  • Ein Verfahren zur Einstellung des CPAP-Drucks ist in 10 veranschaulicht. Nachdem die CPAP-Maske einem Patienten angepasst und der CPAP-Generator mit der Maske verbunden worden ist (Schritt 40), wird der CPAP-Druck bei einem Ausgangsdruck eingestellt. Dieser Druck ist ein Druck, bei dem keine Strombegrenzung bei dem Patienten auftritt. Nach einer Beruhigungszeitspanne von etwa 30 Sekunden (Schritt 41) wird das Stromsignal analysiert (Schritt 42).
  • Wenn bestimmt wird, dass eine Strombegrenzung aufgetreten ist (Schritt 43) und dass der CPAP-Druck geringer ist als der maximal erlaubte (Schritt 44), wird der CPAP-Druck um 0,5 cm H2O erhöht (Schritt 45), und das Verfahren kehrt zum Beruhigungsschritt 41 für eine weitere Verarbeitung zurück. Falls bei dem Druckvergleichsschritt 44 der Druck nicht geringer war als der maximal erlaubte CPAP-Druck, kehrt das Verfahren zum Beruhigungsschritt 41 zurück, ohne den CPAP-Druck zu erhöhen.
  • Falls bestimmt wurde, dass keine Strombegrenzung anwesend war (Schritt 43), wird eine Bestimmung vorgenommen (Schritt 46), ob nach der letzten Änderung des CPAP-Drucks eine festgelegte Zeit verstrichen ist. Die festgelegte Zeit kann z. B. zwei Minuten betragen. Falls die festgelegte Zeit nicht verstrichen ist, kehrt das Verfahren zum Beruhigungsperiodenschritt 41 zurück. Falls die festgelegte minimale Zeit verstrichen ist, wird bestimmt, ob der CPAP-Druck größer ist als der minimal erlaubte Druck (Schritt 47). Falls er größer ist als der minimal erlaubte Druck, wird der CPAP-Druck um 0,5 mBar (0,5 cm H2O) verringert (Schritt 48), und das Verfahren kehrt zum Beruhigungsschritt 41 zurück. Andernfalls kehrt es zum Beruhigungsschritt 41 zurück, ohne den CPAP-Druck zu verringern.
  • Während das oben beschriebene Beispiel des Verfahrens der Erfindung CPAP-Druck-Änderungsschritte von 0,5 mBar (0,5 cm H2O) verwendet wird, ist es offensichtlich, dass die Erfindung nicht auf Druckänderungen dieser Größe beschränkt ist. Zusätzlich müssen die Druckänderungen nicht notwendigerweise im ganzen Bereich der Einstellung gleich sein.
  • Ähnlich kann der Strombegrenzungs-Bestimmungsschritt 43 irgendeines einer Anzahl von Wellenformen-Analyseverfahren beinhalten. Beispielsweise kann das Signal, welches der Luftstrom-Wellenform entspricht, in den Abschnitten differenziert werden, die der Einatmung entsprechen. Ein Ergebnis mit einem deutlichen Maximum aus einer derartigen Differenzierung zeigt die Anwesenheit einer Strombegrenzung an, wie es aus der Analyse der Ableitungen der Wellenformen der 1–5 ersichtlich ist. Alternativ kann die Wellenform bezüglich Harmonischer der Kreisfrequenz der Wellenform in der Einat mungsperiode analysiert werden, da die Anwesenheit von signifikanten Amplituden von Harmonischen der Kreisfrequenz (d. h. der Atmungsfrequenz) die Anwesenheit einer Wellenform anzeigt, die eine Strombegrenzung anzeigt. Es ist offensichtlich, dass Analysen dieser Art durch herkömmliche Hardware oder Software bewirkt werden können. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die obigen speziellen Techniken zur Bestimmung der Abweichung der Wellenform von der normalen nicht-strombegrenzten Wellenform zu einer Wellenform hin beschränkt, welche die Anwesenheit einer Strombegrenzung anzeigt.
  • Das Optimierungsverfahren zur Bestimmung, ob der gesteuerte positive Druck zu erhöhen oder zu erniedrigen ist, umfasst mehrere Schritte. Der erste Schritt besteht darin, die Anwesenheit eines gültigen Atemzugs nachzuweisen und Datenwerte, die einer Einatmungsstrom-Wellenform dieses Atmungszugs entsprechen, zur weiteren Analyse zu speichern. Alternativ können die Stromdatenwerte des gesamten Atemzugs gespeichert werden. Als nächstes wird die gespeicherte Atemzug-Wellenform bezüglich ihrer Form auf die Anwesenheit einer Strombegrenzung analysiert. Ob eine Strombegrenzung vorliegt, wird zum Teil durch Strombegrenzungs-Parameter bestimmt, die aus der Form der Wellenformen des aktuellen Atemzugs und des unmittelbar vorangehenden Atemzugs berechnet werden. Wenn die Anwesenheit einer Strombegrenzung analysiert worden ist, legt das System eine Handlung fest, um eine Anpassung des gesteuerten positiven Drucks vorzunehmen. Die Druckeinstellung wird erhöht, erniedrigt oder aufrechterhalten, abhängig davon, ob eine Strombegrenzung nachgewiesen worden ist, und von den vorherigen Handlungen, die von dem System vorgenommen worden sind.
  • Das Optimierungsverfahren weist mehrere Eingabeparameter auf, die bei der Bestimmung der Handlung verwendet werden, welche während des automatischen Anpassungsmodus vorzunehmen ist. Beispielsweise muss der anfängliche gesteuerte positive Druck oder "Startwert" zur Verwendung verfügbar sein, wenn die Atmungsvorrichtung eingeschaltet wird. Ähnlich erfordert das Verfahren ein "therapeutisches Niveau" des gesteuerten positiven Drucks, zu dem es zurückkehren kann, wann immer eine Ausnahmesituation nachgewiesen wird, wie ein hoher konstanter Strom. Wenn das System nicht mit vernünftiger Gewissheit bestimmen kann, dass eine Atmung vorhanden ist, führt es den gesteuerten positiven Druck auf das verschriebene therapeutische Niveau zurück. Auch sind eine "untere Grenze" und eine "obere Grenze" erforderlich, um das minimale und maximale gesteuerte positive Druckniveau zu bestimmen, welches das System erzeugt, wenn es im automatischen Anpassungsmodus arbeitet. Das Verfahren kann nicht verursachen, dass der gesteuerte positive Druck die maximale oder minimale Druckgrenze überschreitet.
  • Das Verfahren zur Optimierung des gesteuerten positiven Drucks wird nun in mehr Einzelheit beschrieben. Der erste Schritt im Optimierungsverfahren ist der Nachweis eines gültigen Atemzugs. Ein gültiger Atemzug wird durch eine zyklische Fluktuation im Atmungssignal bestimmt, die dem konstanten Systemlecken überlagert ist. Dieser Nachweis wird unter Verwendung einer Dreiphasen-Zustandsmaschine verwirklicht, wobei die Zustände den Phasen der Patientenatmung entsprechen. Das Übergangsdiagramm dieser Zustandsmaschine ist in 11 gezeigt und wird nachstehend beschrieben. Wie es in der Technik wohlbekannt ist, kann die Logik für die Zustandsmaschine in die Software eines Mikroprozessors oder einer ähnlichen Computer-Hardware einprogrammiert werden.
  • Das Gesamt-Stromsignal, das innerhalb des Generators des positiven Druckstroms vorliegt, wird als Grundlage für die Atemzug-Nachweisverfahrensschritte verwendet. Das Atemzug-Nachweisverfahren erzeugt Messdaten, die der Atmungsstrom-Wellenform entsprechen. Ähnlich schätzt das Atemzug-Nachweisverfahren den konstanten Leckstrom ab und bestimmt mehrere Atemzug-Beschreibungsparameter, die in mehr Einzelheit nachstehend beschrieben werden. Diese gemessenen und berechneten Daten bilden die Eingabe zum Strombegrenzungs-Nachweisschritt des Optimierungsverfahrens.
  • Wie in 12 gezeigt, verwendet die Zustandsmaschine das tatsächliche Stromsignal aus der Quelle des gesteuerten positiven Drucks und zwei abgeleitete Bezugsstrom-Signale, um Zustandsübergänge zu bestimmen. Der erste Zustand der Zustandsmaschine ist der Einatmungszustand (INSP). Der zweite Zustand ist der Ausatmungszustand (EXP). Im dritten Zustand (PAUSE) befindet sich die Zustandsmaschine im Übergang von INSP zu EXP oder von EXP zu INSP. Der Beginn eines INSP-Zustands definiert den Beginn eines gültigen Atemzugs. Gleichermaßen definiert der Beginn des nächsten INSP-Zustands das Ende eines gültigen Atemzugs.
  • Die vier Zustandsänderungen (C1, C2, C3 und C4) sind in den 11 und 12 gezeigt. Die erste Zustandsänderung (C1) wird durch die Zustandsmaschine bestimmt, indem sie vom PAUSE-Zustand zum INSP-Zustand übergeht. Dieser Übergang markiert die Beendigung des vorangehenden Atemzugs, welcher verarbeitet wird, bevor zum nächsten Atemzug übergegangen wird. Die für einen Atemzug gesammelten und berechneten Daten werden verworfen, falls sie nicht gewisse vorprogrammierte Zeit- und Amplituden-Kriterien erfüllen. Der erste Übergang findet statt, wann immer sich das System in PAUSE befindet und das Gesamt-Stromsignal die Summe eines berechneten durchschnittlichen Leckwertes (ALV) plus eines berechneten Sicherheitswertes (SAFE) überschreitet, welche als tote Zone verwendet wird. Zusätzlich muss die Ableitung des Stromsignals größer als ein minimal eingestellter Wert sein. Diese Kriterien ermöglichen, dass das System zwischen dem Beginn einer Einatmung und bloßen Veränderungen im Stromlecken in der Atmungsvorrichtung unterscheiden kann.
  • Der durchschnittliche Leckwert (ALV) ist ein berechneter dynamischer Durchschnitt des tatsächlichen Stromsignals, der so modifiziert ist, dass er die mögliche Abwesenheit eines Ausatmungssignals widerspiegelt. Die Abschätzung des durchschnittlichen Leckstroms wird während jeder der drei Phasen INSP, EXP, PAUSE aktualisiert. Der Sicherheits-Bezugswert (SAFE) ist der Fluktuationspegel im Stromsignal, der als Rauschen angesehen wird. Dieser wird als Durchschnitt eines Bruchteils des Strommaximums in jedem Atemzug berechnet. Alternativ kann das Gesamt-Stromsignal zuerst differenziert und dann integriert werden, um die konstante Gleichstrom-Versetzungskomponente (Leckstrom) zu entfernen, und der Wert von ALV auf null eingestellt werden. Die Verfahrensschritte können auch auf den abgeschätzten Stromsignal-Ausgang eines CPAP-Generators (bei dem ein konstanter Leckwert abgezogen wurde) angewendet werden und der ALV kann auf null eingestellt werden.
  • Im zweiten Übergang (C2) ändert sich der Maschinenzustand vom INSP-Zustand zum PAUSE-Zustand. Dieser Übergang findet statt, wenn sich das System im INSP-Zustand befindet und das Gesamt-Stromsignal unter den ALV fällt. Im nächsten Übergang (C3) ändert sich die Zustandstandsmaschine vom PAUSE-Zustand in den EXP-Zustand. Dieser Übergang findet statt, wenn sich das System im PAUSE-Zustand befindet und das Gesamt-Stromsignal unter den ALV minus des SAFE-Bezugwerts fällt. Schließlich geht die Zustandsmaschine vom EXP-Zustand zum PAUSE-Zustand (C4) über. Dieser Übergang findet statt, wenn sich das System im EXP-Zustand befindet und das Gesamt-Stromsignal über den ALV ansteigt.
  • Das System führt während der Phasenzustände (INSP, EXP, PAUSE) und Phasenübergänge (C1, C2, C3, C4) gewisse Berechnungen durch. Während der Einatmungsphase (INSP) akkumuliert und speichert das System Messdaten des Gesamtstroms z. B. in einem Strompuffer. Ebenfalls während der Einatmungsphase bestimmt das System den maximalen Einatmungsstromwert und den maximalen Ableitungswert des Gesamt-Stromsignals. Während der Ausatmungsphase (EXP) bestimmt das System den maximalen Ausatmungsstromwert.
  • Während des ersten Übergangs (C1) bestimmt das System, ob der aktuelle Atemzug die Gültigkeitskriterien bezüglich Zeit und Größe erfüllt. Gleichzeitig berechnet das System einen neuen Sicherheitswert (SAFE) als Bruchteil der Atemzugsgröße. Während des zweiten Übergangs (C2) bestimmt das System die Einatmungszeit und berechnet den dynamischen Durchschnitt des Ableitungsmaximums. Während des vierten Übergangs (C4) berechnet das System die Ausatmungszeit.
  • Die Bestimmung des Grades der vorhandenen Strombegrenzung beruht auf vier Formnachweis-Parametern, dem Sinusförmigkeitsindex, dem Flachheitsindex, dem Atmungsanstrengungsindex und dem relativen Stromgrößenindex. Der Sinusförmigkeitsparameter oder -index wird als Korrelationskoeffizient der tatsächlichen gesamten Einatmungsstrom-Welle (gefiltert) mit einer sinusförmigen Bezugs-Halbwelle berechnet. Wie in 13 gezeigt, wird eine Halbsinus-Schablone 50, welche an die Zeitpunkte und Amplitude der tatsächlichen Gesamt-Einatmungsstromdaten angepasst ist, mit den tatsächlichen Gesamt-Einatmungsstromdaten z. B. unter Verwendung eines Standard-Pearson-Produktmoment-Korrelationskoeffizienten verglichen. Dieser Korrelationskoeffizient ist ein Index im Bereich von 1 (sinusförmig oder nicht strombegrenzt) bis 0 (nicht sinusförmig).
  • Eine typische nicht strombegrenzte Form 52 und strombegrenzte Form 54 sind in 13 zum Vergleich gezeigt. Der Vergleich kann bei einer vollständigen Einatmungs-Wellenform (Halbwelle) oder dem Mittelabschnitt angewendet werden, dessen Form für entweder einen normalen oder einen strombegrenzten Atemzug am charakteristischsten ist. Der bevorzugte Abschnitt der Einatmungs-Wellenform ist derjenige, der am meisten zwischen normalem und strombegrenztem Verhalten unterscheidet, z. B. der Mittelabschnitt der Einatmungsstromdaten.
  • Der Flachheitsparameter ist eine Darstellung des Grades der Flachheit (oder Krümmung), die in dem gesamten Einatmungsstromsignal vorhanden ist. Dieser Index wird als Varianzverhältnis des tatsächlichen Signals um eine berechnete Regressionsgerade herum (tatsächliche Krümmung) und eines idealen Halbsinus-Signals um dieselbe Regressionsgerade herum (Krümmungsstandard) berechnet. Wie in 14 gezeigt, wird die Regression (REGR) unter Verwendung des Mittelabschnitts der Einatmungsstromdaten 56 z. B. vom Ende des ersten Drittels des Einatmungsabschnitts des Atemzugs T0 bis zum Beginn des letzten Drittels des Einatmungsabschnitts des Atemzugs T1 berechnet. Diese Regression wird unter Verwendung von Techniken der kleinsten Quadrate berechnet. Die Varianz der tatsächlichen Gesamt-Einatmungsstromdaten 56 um die Regressionsgerade herum wird dann für den Mittelabschnitt der Einatmung berechnet. Gleichermaßen wird auch die Varianz des Mittelabschnitts einer reinen Halbsinus-Schablone mit angepasster Periode und Amplitude um die Regressionsgerade herum berechnet. Das Verhältnis dieser zwei Varianzen erzeugt den Flachheitsparameter oder -index, der im Bereich von 1 (sinusförmig) bis 0 (flach) liegt.
  • Das System berechnet den Atmungsanstrengungsindex als das Verhältnis des Maximums der Ableitung (Stromveränderungsrate bezüglich der Zeit) der frühen Einatmungs-Wellenform zum maximalen Stromwert der Einatmungs-Wellenform. 15 zeigt das Maximum (A) der Gesamt-Einatmungsstrom-Wellenform aufgetragen gegen das Maximum (B) der Wellenform für die Ableitung des Einatmungsstroms. Das Verhältnis der Maximumwerte (B/A) ist auch als der "Anstrengungsindex" bekannt. Dieser Parameter ist nützlich, da eine erhöhte Atmungsanstrengung sich in einer erhöhten Steigung der Einatmungsstrom-Wellenform manifestiert.
  • Das System berechnet den relativen Stromgrößenindex als Strommaximum der Einatmungsstrom-Wellenform minus des Strommaximums der vorangehenden Einatmungsstrom-Wellenformen, die eine Strombegrenzung zeigen, dividiert durch den dynamischen Durchschnitt der Strommaxima der nicht-begrenzten Atemzüge minus des Durchschnitts der strombegrenzten Atemzüge. Dieser Parameter wird berechnet als:
    Figure 00160001
    WORIN:
    STROM die maximale Stromgeschwindigkeit des aktuellen Atemzugs ist
    MIN ein Durchschnitt des Strommaximums der 20 letzten strombegrenzten Atemzüge ist
    MAX ein Durchschnitt des Strommaximums der 20 letzten normalen Atemzüge ist.
  • Dies hat einen Parameter oder Index zum Ergebnis, der im Bereich von 0 (strombegrenzt) bis 1 (normal) liegt.
  • Die vier vorstehend beschriebenen Formnachweis-Parameter werden für den aktuellen gültigen Atemzug berechnet, und die Werte werden unter Verwendung einer mathematischen Funktion, wie einer logistischen Regressionssumme, vereinigt. Ähnlich können Wichtungsfaktoren verwendet werden, wobei das Gewicht, das einem oder mehreren der Indizes zugeordnet wird, 0, positiv oder negativ sein kann. Die vereinigten Werte stellen einen Strombegrenzungsparameter bereit, der einen Wert zwischen 0 und 1 aufweist und die Wahrscheinlichkeit kennzeichnet, dass der aktuelle Atemzug eine Formcharakteristik der Strombegrenzung aufweist. Der Wert des Strombegrenzungsparameters wird weiter auf der Grundlage des Werts der Strombegrenzungsparameter der vorangehenden Atemzüge modifiziert, welche als frühere Wahrscheinlichkeit verwendet werden, was die Berechnung einer späteren Wahrscheinlichkeit ermöglicht.
  • Die vier Formnachweis-Parameter (Sinusförmigkeitsindex, Flachheitsindex, Atmungsanstrengungsindex und relativer Strömungsgrößenindex) werden in einer mathematischen Funktion verwendet, um eine Wahrscheinlichkeit einer Strombegrenzung unter Verwendung einer logistischen Regressionsgleichung:
    Figure 00170001
    zu bestimmen, worin "p" die Wahrscheinlichkeit einer Strombegrenzung ist; "e" die Basis des natürlichen Logarithmus ist; X1, X1, X1 und X1 die Formnachweis-Parameter sind; B0, B1, B2, B3 und B4 die Wichtungskoeffizienten sind (die null einschließen können) und f(x) = B0 + B1·X1 + B2·X2 + B3·X3 + B4·X4.
  • Die Wahrscheinlichkeit einer Strombegrenzung (p) weist einen begrenzten Bereich von 0 (Strombegrenzung) bis 1 (normal) auf und ist für alle Werte der Funktion f(x) gültig.
  • 16 zeigt den früheren Wahrscheinlichkeitsfaktor, der auf den anfänglichen Wert des Strombegrenzungsparameters angewendet wird, welcher aus den Formparametern berechnet wird, um einen Endwert für den aktuellen gültigen Atemzug zu liefern. Die früheren Wahrscheinlichkeitsfaktoren werden verwendet, um den Strombegrenzungsparameter auf der Grundlage des Werts der Strombegrenzung des früheren Atemzugs zu modifizieren. Der unterstrichene Wert ist eine Abschätzung des besten Wertes, der multiplikativ oder additiv für den Index zu verwenden ist. So wird der Strombegrenzungsparameter wichtiger gemacht, wenn andere strombegrenzte Atemzüge nachgewiesen worden sind. Ähnlich wird der Index weniger "strombegrenzt" gemacht, wenn das aktuelle Auftreten ein isolierter Vorfall ist.
  • Wenn der Strombegrenzungsparameter zwischen 1 und einem vorbestimmten normalen Bezugswert, z. B. 0,65–0,8, liegt, wird der Atemzug als "normal" klassifiziert. Wenn der Strombegrenzungsparameter zwischen 0 und einem vorbestimmten strombegrenzten Bezugswert liegt, z. B. 0,4, wird der Atemzug als "strombegrenzt" klassifiziert. Wenn der Strombegrenzungsparameter zwischen dem normalen und dem strombegrenzten Bezugswert liegt, wird der Atemzug als "dazwischenliegend" klassifiziert.
  • Wenn jeder gültige Atemzug identifiziert wird, wird dessen Wahrscheinlichkeit, strombegrenzt zu sein, berechnet. Der Strombegrenzungsparameter nähert sich einem Wert von 1 bei einem normalen Atemzug und von 0 bei einem strombegrenzten Atemzug. Im Verfahren der vorliegenden Erfindung wird eine Entscheidung vorgenommen, ob der gesteuerte positive Druck angepasst werden soll. Diese Entscheidung hängt von drei Faktoren ab:
    • 1) dem Wert des Strombegrenzungsparameters für den aktuellen Atemzug;
    • 2) dem Wert der Strombegrenzungsparameter im vorangehenden Intervall (mehrere Atemzüge);
    • 3) ob der gesteuerte positive Druck im vorangehenden Zeitintervall angepasst worden ist (und der Richtung).
  • Im Allgemeinen wird, wenn eine Strombegrenzung nachgewiesen wird, der gesteuerte positive Druck erhöht. Ähnlich wird, wenn über ein Zeitintervall keine Strombegrenzung nachgewiesen wird, der gesteuerte positive Druck erniedrigt, um die Entwicklung der Strombegrenzung zu testen. Die gewünschte Auswirkung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass der gesteuerte positive Druck trotz Änderungen des optimalen therapeutischen Druckniveaus, welche im Laufe der Zeit auftreten können, etwas oberhalb oder unterhalb des optimalen positiven Drucks verbleibt.
  • Wie im Flussdiagramm von 17 gezeigt, verwendet das Verfahren einen Entscheidungsbaum, um zu bestimmen, ob der gesteuerte positive Druck des Luftwegs des Patienten verändert werden soll. Die Schritte des Verfahrens können in der Software eines Mikroprozessors oder ähnlichen Computers programmiert sein. Als Teil des Entscheidungsprozesses berechnet das System eine zeitgewichtete Hauptfunktion (HF) aus den Strombegrenzungsparameter-Werten für eine gewisse Anzahl von vorangehenden Atemzügen, z. B. drei, fünf oder zehn Atemzügen, abhängig von der Art des aktuellen Atemzugs. Abhängig von der Kombination der Parameter wird der gesteuerte positive Druck um einen großen (1,0 mBar (1,0 cm H2O)) oder kleinen (0,5 mBar (0,5 cm H2O)) Schritt erhöht oder erniedrigt, zu dem Wert vor der letzten Änderung zurückgeführt oder vom letzten Wert unverändert gelassen.
  • Wenn es keine Änderung (KÄ) des gesteuerten positiven Drucks in dem vergangenen Intervall gegeben hat, der aktuelle Atemzug normal (N) ist und die Hauptfunktion normal ist, wird der gesteuerte positive Druck um einen großen Schritt erniedrigt (ERN. GR). Wenn jedoch der aktuelle Atemzug dazwischenliegend (D) ist und die Hauptfunktion dazwischenliegend oder strombegrenzt ist (SB), wird der gesteuerte positive Druck um einen kleinen Schritt erhöht (ERH. KL). Ähnlich wird, wenn der aktuelle Atemzug strombegrenzt ist, der gesteuerte positive Druck um einen kleinen Schritt, wenn die Hauptfunktion dazwischenliegend ist, und um einen großen Schritt erhöht (ERH. GR), wenn die Hauptfunktion strombegrenzt ist. Anderenfalls wird keine Änderung des gesteuerten positiven Drucks vorgenommen.
  • Wenn der gesteuerte positive Druck im vergangenen Intervall erniedrigt worden ist, der aktuelle Atemzug normal ist und die Hauptfunktion normal ist, wird der gesteuerte positive Druck um einen großen Schritt erniedrigt (ERN. KL). Wenn jedoch der aktuelle Atemzug dazwischenliegend oder strombegrenzt ist und die Hauptfunktion dazwischenliegend oder strombegrenzt ist, wird der gesteuerte positive Druck auf das vorangehende Niveau angehoben (ERH. VN). Anderenfalls wird keine Änderung des gesteuerten positiven Drucks vorgenommen.
  • Wenn der gesteuerte positive Druck im vergangenen Intervall erhöht worden ist, wird über eine Zeitspanne, z. B. 10 Atemzüge, keine Handlung vorgenommen. Dann wird, wenn der aktuelle Atemzug normal ist und die Hauptfunktion normal ist, der gesteuerte positive Druck um einen kleinen Schritt erniedrigt (ERN. KL). Umgekehrt wird, wenn der aktuelle Atemzug dazwischenliegend oder strombegrenzt ist, der gesteuerte positive Druck um einen kleinen Schritt, wenn die Hauptfunktion dazwischenliegend ist, und um einen große Schritt erhöht, wenn die Hauptfunktion strombegrenzt ist. Anderenfalls wird keine Änderung des gesteuerten positiven Drucks vorgenommen.
  • Zusätzlich wird der Nachweis von Apnoen verwendet, um die Entscheidung zu initiieren, den gesteuerten positiven Druck zu erhöhen. Wenn zwei Apnoen einer Dauer von zehn Sekunden oder länger innerhalb einer Minute auftreten, wird der gesteuerte positive Druck erhöht. Wenn eine lange Apnoe mit einer Dauer von zwanzig Sekunden oder länger auftritt, wird der gesteuerte positive Druck erhöht. Wenn eine scheinbare Apnoe mit einem sehr hohen Leckstrom verbunden ist, was einen Zustand der Maskenentfernung bedeutet, wird der gesteuerte positive Druck auf einen vorbestimmten oder voreingestellten Druck zurückgeführt.
  • Alternativ kann der gesteuerte positive Druck kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit angepasst werden, die durch einen Steigungsparameter festgelegt wird, z. B. 0,1 cm pro zwei Sekunden. Der Steigungsparameter und sein Vorzeichen würden dann auf der Grundlage des Strombegrenzungsparameters jedes Atemzugs aktualisiert. Auf keinen Fall kann der gesteuerte positive Druck unterhalb des Untergrenzen- oder oberhalb des Obergrenzen-Bezugswerts eingestellt werden.
  • 18 zeigt einen alternativen therapeutischen Apparat. Die Atmungsvorrichtung 70 ist aus einem Strommessfühlerkreislauf 72 zusammengesetzt, welcher die Strömungsgeschwindigkeit des Atmungsgases in dem Rohr oder Schlauch 74 ermittelt, das bzw. der zum Patienten führt. Der Strommessfühler erzeugt eine analoge Ausgangsspannung, die proportional zur Atmungsgasströmungsgeschwindigkeit ist und über einen Multiplexer 76 an einen Analog-Digital-Wandler-Schaltkreis 78 übertragen wird, welcher einen digitalen Ausgangswert erzeugt, der proportional zu dem analogen Spannungsausgangswert aus dem Strommessfühler ist.
  • Ein Mikroprozessor 80 mit zugehörigem Speicher 81 und anderen peripheren Schaltkreisen führt ein Computerprogramm aus, das die bisher beschriebenen Optimierungsverfahren verwendet. Der Mikroprozessor oder eine ähnliche Computervorrichtung verwendet die digitalen Ausgangswerte aus einem Multiplexer 76 und einem Analog-Digital-Wandler 78. Der Mikroprozessor erzeugt ein Geschwindigkeitssteuersignal, das einen Motorgeschwindigkeits-Steuerschaltkreis 82 einstellt, welcher die Geschwindigkeit eines Verdichtermotors 84 steuert. Ähnlich treibt der Motor mit veränderlicher Geschwindigkeit die Ventilatorflügel eines Verdichters 86, welcher den Luftstrom durch oder an dem Luftstrommessfühler 72 vorbei zu dem Patienten liefert. Die Geschwindigkeit des Verdichters legt den Druck im Patientenkreislauf fest. So kann der Mikroprozessor den Druck des Patientenkreislaufs 70 als Reaktion auf die Datenwerte aus dem Strommessfühler einstellen.
  • Die Atmungsvorrichtung 70 kann auch einen Druckmessfühlerschaltkreis 90 enthalten, um zu ermöglichen, dass der Mikroprozessor 80 über den Analog-Digital-Wandler-Schaltkreis 78 eine direkte Messung des Drucks im Patientenschlauch 74 empfängt. Eine derartige Konfiguration würde ermöglichen, dass der Mikroprozessor den Druck innerhalb der maximalen und minimalen Druckgrenze aufrechterhalten wird, die von dem verschreibenden Arzt festgelegt werden. Die tatsächlichen Betriebsdruckniveaus können im Speicher 81 des Mikroprozessors alle paar Minuten gespeichert werden, was so eine Geschichte der Druckniveaus während der Verwendungsstunden bereitstellt, wenn die gespeicherten Datenwerte gelesen und weiter von einem getrennten Computerprogramm verarbeitet werden.
  • Ein Signal, das für die Geschwindigkeit des Verdichters repräsentativ ist, könnte anstelle der Druckatenwerte in dem Speicher gespeichert werden. Jedoch ändern sich derartige Geschwindigkeitswerte nicht so rasch wie gemessene Druckwerte. Wenn der Verdichterdruck gegen die Geschwindigkeitscharakteristika geeignet ist, d. h. ein etwa konstanter Druck bei einer gegebenen Geschwindigkeit, unbeachtlich der Luftstromgeschwindigkeit, kann der Druckmessfühlerschaltkreis weggelassen werden, wodurch die Kosten zur Herstellung des Apparats verringert werden und eine größere Zahl von Patienten diesen sich leisten kann. Alternativ kann ein Patientenkreislauf mit einer Atmungsgasquelle mit positivem Druck und ein Drucksteuersteuerventil verwendet werden, wie im U.S. Patent Nr. 5,065,756 offenbart.
  • Die Methode zum Nachweis einer Strombegrenzung kann durch eine automatisierte oder manuelle Analyse der Einatmungsstrom-Wellenform aus dem Generator des positiven Drucks oder aus jeder Messung der Einatmungsstrom-Wellenform angewendet werden. So kann das Verfahren und der Apparat, die vorstehend beschrieben wurden, für diagnostische Zwecke in einem Krankenhaus, Schlaflabor oder zu Hause verwendet werden. Der Nachweis und die Messung des Einatmungs- und Ausatmungsstroms können aus einem Standard-CPAP-System mit einer Stromsignalausgabe oder durch ein diagnostisches System 100, wie in 19 gezeigt, vorgenommen werden. Die Datenwerte, die für den gemessenen Einatmungs- und Ausatmungsstrom repräsentativ sind, können von einem Mikroprozessor 110 in verschiedene Formen eines Computerspeichers 114 eingetragen werden.
  • Wie in den 20 und 21 gezeigt, werden der Nachweis und die Messung des Atmungsgasstroms aus einem dicht anliegenden Nasen-Passstück 102 (Maske oder Gabeln) vorgenommen, das mit einem Widerstandselement 106 konfiguriert ist, welches in den Stromfluss eingefügt ist, wenn Atmungsgas aus dem Passstück austritt oder in dieses eintritt. Das Nasen-Passstück ist weiter mit einem Anschluss 108 zur Verbindung mit einem Strom- oder Druckmesswandler 104 versehen. Das Widerstandselement verursacht, dass ein Druckunterschied zwischen der Stromaufwärts-Seite und der Stromabwärts-Seite auftritt, wenn Luft durch das Element strömt. Die Größe des Druckunterschiedes ist proportional zu der Größe des Luftstroms durch das Widerstandselement. Durch kontinuierliches Messen des Druckunterschieds wird die Messung des Luftstroms durch das Widerstandselement wirksam bewerkstelligt. In der bevorzugten Ausführungsform wird die Druckmessung zwischen der Innenseite des Nasen-Passstücks und dem Umgebungsdruck im Raum vorgenommen. Zusätzliche Einzelheiten bezüglich des Aufbaus eines derartigen Nasen-Passstücks können im U.S. Patent Nr. 4,782,832 gefunden werden.
  • Ein alternatives Nasen-Passstück kann aus einer dicht passenden Nasenmaske bestehen, wie derjenigen, die im U.S. Patent Nr. 5,065,756 offenbart ist. Eine verbesserte Maskenabdichtung kann erzielt werden, indem man einen Ring aus doppelseitigem Klebeband verwendet, das zu einem Ring oder Oval entlang dem Umfang der Maske gebildet ist, wo die Nasenmaske mit dem Patienten in Kontakt kommt. Zusätzlich kann der Umfang der Nasenmaske mit einem biegsamen Material konfiguriert sein, das sich an die Form des Gesichts des Patienten anpassen kann. Eine Belüftung und eine Strombegrenzungseinrichtung können in der Maske konfiguriert sein und in Fluidkommunikation mit einem Strom- und/oder Druckmessfühler oder -messwandler gebracht werden.
  • In den 20 und 21 ist eine Nasengabel 102 mit einem Maschensieb-Widerstand 106 am Lufteinlass konfiguriert worden, welcher ein Drucksignal innerhalb der Nasengabel schafft, das proportional zum Luftstrom durch die Nasengabel ist. Obwohl die Figuren einen äußeren Druckmesswandler 104 zeigen, der durch einen flexiblen Schlauch 108 an das Nasen-Passstück gekoppelt ist, könnte der Druckmesswandler innerhalb der Struktur des Nasen-Passstücks eingebettet sein, wodurch der Druckunterschied zwischen der Innenseite und Außenseite des Nasen-Passstücks ermittelt wird. Die Druck- und Stromdatenwerte können kontinuierlich gemessen und auf einer Datenaufzeichnungsvorrichtung, wie einem Mikroprozessor 110 mit einem Programmspeicher 111 und einem Speichermedium 114, aufgezeichnet werden. So kann das aufgezeichnete Stromsignal während oder nach dem Sammeln analysiert werden, um Atemzüge zu kategorisieren, wie vorstehend beschrieben.
  • Eine derartige Analyse kann auf mehrere Weisen tabelliert werden, welche entweder die Diagnose von leichten Zunahmen des Widerstands des oberen Luftwegs (die keine offene Apnoe zum Ergebnis haben) oder die Einstellung eines einzigen vorgeschriebenen CPAP-Drucks auf gut standardisierte Weise entweder im Labor oder auf der Grundlage von Untersuchungen zu Hause ermöglichen. Mögliche Tabellierungen der prozentualen Zeit oder Anzahl von Atemzügen mit normalen, dazwischenliegenden und strombegrenzten Umrissen können die Nachtzeit, die Patientenlage (die gleichzeitig mit einem Lagemessfühler 112 in der Maske oder auf dem Körper des Patienten aufgezeichnet werden kann), das Schlafstadium (wie getrennt aufgezeichnet) und den gesteuerten positiven Druck einschließen.
  • Der gesteuerte positive Druck könnte während der ganzen Nacht konstant sein oder auf mehrere Weisen variiert werden, um eine diagnostische und therapeutische Information zu erhalten, die für den Zustand eines Patienten von Relevanz ist. Beispielsweise könnte der gesteuerte positive Druck während einer ganzen Nacht manuell in einem Schlaflabor von einem Techniker geändert werden. Ähnlich könnte der gesteuerte positive Druck automatisch über ein automatisiertes System entweder als Ansprechen auf eine Feedback-Steuerung oder unter Verwendung von voreingestellten kontinuierlichen Veränderungen oder Schritten bei dem gesteuerten positiven Druck während der ganzen Nacht (im Labor oder zu Hause) geändert werden. Gleichermaßen könnte der gesteuerte positive Druck über mehrere einzelne Nächte z. B. zu Hause geändert werden.
  • Wie in 18 gezeigt, können die Stromwellenformen in einer Aufzeichnungsvorrichtung, wie einem Mikroprozessor 80 mit zugehörigem Speicher 81, aufgezeichnet werden. Wie vorstehend beschrieben, können Datenwerte aufgezeichnet werden, während der Patient einen hierin beschriebenen Apparat mit sich selbst anpassendem gesteuertem positivem Druck verwendet. Ähnlich können Datenwerte aufgezeichnet werden, während der Patient an eine Luftversorgung mit konstantem Druck mit einem Strommessfühler angeschlossen ist. Derartige Stromwellenformen werden bei positiven Luftwegdrücken oberhalb des Umgebungsdrucks erhalten. Jedoch ist es zur Bestimmung der Frequenz und Schwere von Strombegrenzungen und Apnoe bei einem Patienten, der keine Therapie erhält, erforderlich, Stromwellenformen zu erhalten, wenn der Patient bei Umgebungsdruck atmet.
  • Die 19, 20 und 21 veranschaulichen eine Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, in der ein Nasen-Passstück 102 ohne Verbindung zu einer Atmungsgaszuführung verwendet wird, um Stromdatenwerte bei Umgebungsdruck zu erhalten. Das Nasen-Passstück ist mit einem Druck- oder Strommessfühler 104 verbunden, der Datenwerte über einen Multiplexer 166 und einen Analog-Digital-Wandler 118 an einen Mikroprozessor 100 liefert. Eine Software zum Speichern und Analysieren der Daten kann in einem Nur-Lese-Programmspeicher 111 gespeichert sein, während die Datenwerte in einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff oder nicht-flüchtigen Speicher 114 gespeichert werden. Zusätzlich können ein Oximeter 120 und/oder ähnliche diagnostische Vorrichtungen mit dem Patienten und Multiplexer verbunden sein, um zusätzliche Datenwerte zur Verwendung und Speicherung durch den Mikroprozessor zu erzeugen.
  • Eine alternative Nasenverbindung könnte erzielt werden, indem man eine "Standard"-Nasenkanüle verwendet, die üblicherweise für die Zufuhr einer ergänzenden Sauerstofftherapie an Patienten verwendet wird. Eine derartige Kanüle stellt keine Dichtung zwischen der Nasengabel und dem Nasenloch bereit, so dass sie nicht die ganze Luft einfängt, die zum und vom Patienten strömt. Jedoch fängt sie die kleinen Druckschwankungen in den Nasenlöchern ein und überträgt sie zu einem angebrachten Druckmessfühler, so dass ein Signal bereitgestellt wird, das für die tatsächliche Stromwellenform repräsentativ ist.
  • Die Aufzeichnungsvorrichtung kann mit einen Mikroprozessor 110, der eine Abtast-Halte-Schaltung verwendet, und einem Analog-Digital-Wandler 118 konfiguriert sein, um Stichproben von analogen Spannungssignalen mit einer geeigneten Geschwindigkeit und Auflösung zu digitalisieren, um das relevante Wellenformdetail einzufangen, z. B. mit 50 Stichproben pro Sekunden und einer Auflösung von einem Teil in 256 ("acht Bit") für Atmungsstrom-Wellenformen. Die digitalisierten Stichproben werden dann in der zeitlichen Abfolge in einer nichtflüchtigen Speichereinrichtung 114, z. B. einem Magnetplattenlaufwerk, einem "Flash-"Speicher oder einem Batterie-gestützten Speicher mit wahlfreiem Zugriff, gespeichert.
  • Um mehr als ein Signal, z. B. die Strom- und Druckwellenform und ein Lagesignal, in einer zeitkorrelierten Abfolge aufzuzeichnen, können die einzelnen Signale wiederholt nacheinander durch einen Multiplexer-Schaltkreis 116 mit der Abtast-Halte-Schaltung verbunden werden. Alle diese Aufzeichnungsvorrichtungsschaltkreise und -vorrichtungen sind dem Fachmann auf dem Gebiet des Baus von elektronischen Schaltkreisen wohlbekannt und können leicht im Handel erhalten werden.
  • Um das diagnostische Potential dieser Stromwellenformerfassungs- und analysetechnik zu erhöhen, könnte der Strommessfühler 104 mit einem Lagemessfühler 112 kombiniert werden, um die Abhängigkeit der Strombegrenzung von Lageattributen zu bestimmen. Gleichermaßen würde der Zusatz von Pulsoximetrie 120, welche den Oxihämoglobin-Sättigungsspiegel im Blut des Patienten misst, zu der Strom- und Lagemessung eine sehr nützliche Kombination von diagnostischen Signalen bereitstellen, die ausreichen würde, um die Schwere der Verlegungen des oberen Luftwegs zu diagnostizieren und dokumentieren.
  • Das Folgende beschreibt ein Verfahren zur Diagnose und Behandlung des obstruktiven Schlafapnoe- und oberen Luftwegswiderstands-Syndroms unter Verwendung der Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Strombegrenzung bei einem Patienten, wie vorstehend beschrieben. Vorliegend weist ein Patient, der um ärztliche Behandlung bittet, Symptome von übermäßiger Schläfrigkeit und möglicherweise Schnarchen auf, obwohl der Patient scheinbar genügend Zeit im Bett verbringt, um für einen ausreichenden Schlaf zu sorgen. Derartige Symptome können eine obstruktive Schlafapnoe anzeigen oder nicht und erfordern eine weitere Analyse, typisch in einem Aufenthalt über Nacht in einem Schlaflabor. Gemäß der vorliegenden Erfindung versorgt der Arzt den Patienten mit einer diagnostischen Vorrichtung zur Verwendung während des Schlafens zu Hause. Das diagnostische System zeichnet Strom- und Druckwellenformen, wie vorstehend beschrieben, unter Verwendung einer Nasenmaske, einer Nasenkanüle oder eines ähnlichen Nasen-Passstücks mit einer Strombegrenzungseinrichtung und einem Druck- oder Strommesswandler auf.
  • Während der Patient die diagnostische Vorrichtung zu Hause verwendet, werden die digitalisierten Wellenformen im nicht-flüchtigen Speicher, wie einem Flash-Speicher, einer Diskette oder Festplatte oder einem Batterie-gestützten Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), gespeichert. Ein oder zwei zusätzliche Messungen können gegebenenfalls aufgezeichnet werden: die Schlafposition des Patienten von einem Lagemessfühler am Patienten und der Blut-Oxihämoglobin-Sättigungsspiegel (in Prozent SaO2) mit einer Vorrichtung wie einem Pulsoximeter. Da sich der Wert dieser zwei Messungen nicht relativ rasch ändert (ein Wert pro Sekunde für jede zusätzliche Messung gegenüber fünfzig Werten pro Sekunde für den Strom), wären die Speicheranforderungen nicht signifikant erhöht.
  • Nach Verwendung der diagnostischen Vorrichtung, um die gewünschten Parameter während des Schlafs in einer oder mehreren Nächten aufzuzeichnen, gibt der Patient die Vorrichtung oder Datenspeichereinheit, z. B. eine Diskette oder eine Karte mit einem nicht-flüchtigem Speicher, dem Arzt zurück. Der Arzt ruft die Daten aus dem Speicher aus und analysiert sie, um die vorhandene Menge an Strombegrenzung und Apnoe zusammen mit den anderen zwei Parametern, falls sie aufgezeichnet wurden, zu bestimmen. Die resultierende Analyse wird verwendet, um zu bestimmen, ob der Patient eine detailliertere Schlafstudie (in einem Schlaflabor oder zu Hause) benötigt oder ob ohne weitere Studien mit einer Therapie begonnen werden sollte.
  • Wenn entschieden wird, mit der Therapie zu beginnen, da ausreichend Strombegrenzung und/oder Apnoe vorliegen, wird der Patient mit einer sich selbst einstellenden Therapievorrichtung für die Verwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens der vorliegenden Erfindung zu Hause versorgt. Die Heimtherapievorrichtung enthält auch eine Aufzeichnungskomponente, die den Strom, Druck und ein oder zwei fakultative Parameter aufzeichnet, wie oben beschrieben. Nach Verwendung dieser Therapievorrichtung während des Schlafs in einer oder mehreren Nächten werden die Daten dem Arzt zurückgegeben. Der Arzt analysiert sie, um die Verringerung der Strombegrenzung und Apnoe zu dokumentieren, welche von der Therapievorrichtung erzielt wurde, um die Verringerung der SaO2-Entsättigungen zu dokumentieren, wenn der fakultative Parameter aufgezeichnet wurde, und um zu bestimmen, ob der Zustand des Patienten wirksam mit einer weniger teuren Therapievorrichtung behandelt werden könnte, die sich nicht selbst einstellt, z. B. mit einem kontinuierlichen positiven Standard-Luftwegdruck.
  • Dem Patienten wird dann die geeignete Therapievorrichtung gegeben, oder der Patient kann, falls Anomalien im Atmungsmuster während der aufgezeichneten Therapienächte beobachtet werden, zu einer umfangreicheren Schlafstudie überwiesen werden. Nachdem der Patient die Therapievorrichtung mehrere Wochen oder Monate verwendet hat, sollte eine wiederholte Verwendung der sich selbst einstellenden Therapievorrichtung mit einer Aufzeichnungskomponente für eine Nachfolgestudie vorgenommen werden. Die Daten werden wie oben analysiert, und die geeigneten Handlungen werden vorgenommen.
  • 22 zeigt ein Verfahren zur Diagnose und Behandlung eines Patienten, der über übermäßige Schläfrigkeit und vielleicht auch Schnarchen berichtet. Anfänglich berichtet der Patient im Schritt 150, dass er übermäßig schläfrig ist und möglicherweise Schnarchepisoden hat, vielleicht rauhes, schnarrendes Schnarchen mit plötzlichen Unterbrechungen der Schnarchgeräusche, die für obstruktive apnoeische Episoden charakteristisch sind. Im Schritt 152 wird der Patient belehrt, wie die diagnostische Vorrichtung zu verwenden ist und wie der oder die Messfühler anzuordnen sind. Die diagnostische Vorrichtung sammelt Stromdaten und gegebenenfalls Lage- und/oder Oximetriedaten. Die Daten werden mit einer ausreichend hohen Geschwindigkeit gesammelt, um die Einzelheiten jeder Wellenform einzufangen. Für den Strom ist eine Geschwindigkeit von 50 Stichproben pro Sekunde geeignet, während die Lage und Oximetrie jeweils nur eine Stichprobe pro Sekunde erfordern. Die Datendatei enthält auch eine Information, um die Daten mit der Zeit und dem Datum zu korrelieren, so dass Schlafmuster ermittelt werden können.
  • Vor der Zeitspanne des diagnostischen Schlafs liegt der Patient den oder die Messfühler an, schaltet die diagnostische Vorrichtung ein und geht zu Bett. Wenn der Patient am Morgen erwacht, schaltet der Patient die diagnostische Vorrichtung aus. Während des Schlafzeitraums sammelt die diagnostische Vorrichtung die Daten, wie vorstehend beschrieben. Wenn das diagnostische Verfahren eine Schlafperiode mit mehreren Nächten sein soll, wiederholt der Patient diese Datensammlungsphase über so viele Nächte, wie es erforderlich ist. Im Schritt 154 und nach der erforderlichen Anzahl von Nächten der Datensammlung gibt der Patient die diagnostische Vorrichtung mit den gespeicherten Daten zurück. Falls die Studie ausgedehnt wird, entfernt der Patient das Datenspeichermodul und gibt dem Arzt nur das Modul zurück.
  • Die gespeicherten Daten werden im Schritt 156 analysiert, um die Menge und Schwere der Strombegrenzung und die Anzahl und Schwere der Apnoen, falls vorhanden, zu bestimmen. Diese Analyse kann entweder manuell oder bevorzugt durch ein automatisiertes Verfahren durchgeführt werden, wie die vorstehend beschriebenen Verfahren zur Bestimmung der Strombegrenzung. Im Schritt 158 wird entschieden, ob der Patient eine Strombegrenzung hat. Falls es in den gespeicherten Daten keinen Beleg für eine Strombegrenzung oder Apnoe gibt, dann wird der Patient im Schritt 160 für eine umfangreichere Studie zu einem Schlaflabor überwiesen, um zu bestimmen, ob der Patient andere Probleme hat, wie das Syndrom der unruhigen Beine usw.
  • Wenn eine Strombegrenzung vorliegt oder Apnoen gefunden werden, wird der Patient belehrt, wie die sich selbst einstellende Therapievorrichtung mit gesteuertem positivem Druck zu verwenden ist, Schritt 162. Die Therapievorrichtung wird mit einem Modul ausgestattet, das Strom- und Druckdaten zusammen mit den (fakultativen) Lage- und Oximetriedaten sammelt und speichert, wie vorstehend beschrieben. Man bemerke, dass dieser Schritt das Sammeln von Daten aus einem Druckmessfühler einschließt, der den Druck am Luftstromauslass der Therapievorrichtung misst. Derartige Druckdaten könnten auch von einem Druckmessfühler erhalten werden, der mit der Befestigungsvorrichtung am Patienten (ADAM-Schale oder Nasenmaske usw.) verbunden ist. Obwohl es wegen der Ungewissheit des tatsächlichen Drucks am Patienten weniger wünschenswert ist, könnten die Druckdaten durch Daten ersetzt werden, welche die Verdichtergeschwindigkeit repräsentieren, falls die Therapievorrichtung den Druck durch eine sich ändernde Verdichtergeschwindigkeit einstellt. Der Patient schläft zu Hause über die erforderliche Anzahl von Nächten mit der Therapievorrichtung. Während jeder Nacht sammelt und speichert die Therapievorrichtung Daten, wie oben beschrieben.
  • Im Schritt 164 gibt der Patient die Therapievorrichtung oder deren Datenspeichermodul für die Analyse der gespeicherten Daten nach der erforderlichen Anzahl von Nächten der Datensammlung zurück. Dann werden die gespeicherten Stromdaten im Schritt 166 analysiert, um die Menge und Schwere der Strombegrenzung und die Anzahl und Schwere der Apnoen, falls welche vorliegen, zu bestimmen. Die Strombegrenzungs-Analyse kann entweder manuell oder bevorzugt durch ein automatisiertes Verfahren vorgenommen werden, wie durch die vorstehend beschriebenen Verfahren. Im Schritt 168 werden die gespeicherten Druckdaten analysiert, um den Druck zu bestimmen, der erforderlich ist, um die Strombegrenzungen und Apnoen zu beheben, sowie die Verteilung der erforderlichen Drücke während der diagnostischen Schlafperiode. Wenn die Druckdaten-Werte vom Auslass der Therapievorrichtung gesammelt werden, können die Datenwerte korrigiert werden, um den abgeschätzten Druck am Nasen-Passstück widerzuspiegeln, falls der Widerstand des Schlauchs oder der Schlauchverbindung zwischen dem Auslass und dem Nasen-Passstück bekannt ist. Beispielsweise PNase = PAuslass – STROM·WIDERSTAND.
  • Im Schritt 170 wird eine Entscheidung getroffen, ob die Analyse bestimmt, dass es immer noch eine signifikante Anzahl von schlafstörenden Atmungsepisoden während der Nacht gibt und/oder dass die Therapievorrichtung nicht in der Lage ist, derartige Episoden bei ihrer höchsten Druckgrenze zu mildern. Eine derartige Grenze kann durch den verschreibenden Arzt bei einem Niveau ausgewählt worden sein, das geringer ist als die maximale Fähigkeit der Therapievorrichtung. Wenn die Therapievorrichtung eine normale Atmung nicht wiederherstellt hat, wird der Patient für eine umfassendere Studie in ein Schlaflabor überwiesen, Schritt 160.
  • Wenn die Therapievorrichtung bei dem Patienten normale Atmungsmuster wiederherstellt, werden die Druckdaten im Schritt 172 bezüglich einer geeigneten Verschreibung einer Therapievorrichtung mit gesteuertem positiven Druck überprüft. Wenn die Therapie-Druckmaxima signifikant schwanken, wird der Patient mit einer Verschreibung für eine Therapievorrichtung mit sich selbst einstellendem gesteuertem positiven Druck für die fortgesetzte Verwendung zu Hause versorgt, Schritt 174. Um die Kosten für den Patienten zu verringern, würde eine derartige Vorrichtung nicht notwendigerweise die Datenspeicherungsfähigkeiten der Therapievorrichtung enthalten, die für die vorangehenden Schritte in diesem Verfahren verwendet wurde. Wenn jedoch die Druckdaten übereinstimmende Druckmaxima von Nacht zu Nacht zeigen und der maximale Druck, der verwendet wird, um die schlafstörenden Atmungsereignisse zu beheben, relativ niedrig ist, z. B. ein Druck von acht Zentimetern Wasser oder weniger, dann würde dem Patienten eine herkömmliche (nicht sich selbst einstellende) CPAP-Therapie verschrieben, Schritt 176.

Claims (5)

  1. Atmungsvorrichtung (100) zum Nachweis einer Strombegrenzung im Luftweg eines Patienten, umfassend: ein Nasen-Passstück (102) in Fluidkommunikation mit dem Luftweg eines Patienten, wobei das Nasen-Passstück einen Einlass für Umgebungsluft bei Atmosphärendruck zum Eintreten in das Nasen-Passstück und für ausgeatmete Luft zum Austreten daraus, wenn der Patient ein- und ausatmet, und eine Strombegrenzungseinrichtung (106) aufweist, die zwischen dem Einlass und dem Luftweg des Patienten angeordnet ist; einen Strommessfühler (104) in Fluidkommunikation mit dem Nasen-Passstück und so konfiguriert, dass erste Datenwerte erzeugt werden, welche für einen Einatmungsstrom von Umgebungsluft zu dem Patienten repräsentativ sind; einen Mikroprozessor (110), der so konfiguriert ist, dass er festlegt, ob die ersten Datenwerte eine Strombegrenzung in dem Patienten anzeigen, und zweite Datenwerte erzeugt, die für eine Strombegrenzung repräsentativ sind; und einen Computerspeicher (114), der so konfiguriert ist, dass er die ersten, von dem Strommessfühler erzeugten Datenwerte und die zweiten, von dem Mikroprozessor erzeugten Datenwerte speichert.
  2. Atmungsvorrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend einen Positionsmessfühler (112), der so konfiguriert ist, dass er dritte Datenwerte erzeugt, welche für die physikalische Position des Patienten repräsentativ sind, wobei der Computerspeicher (114) weiter so konfiguriert ist, dass er die dritten Datenwerte speichert.
  3. Atmungsvorrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend ein Oximeter (120), das so konfiguriert ist, dass es vierte Datenwerte erzeugt, die für die Oxihämoglobin-Sättigungskonzentration des Blutes des Patienten repräsentativ sind, wobei der Computerspeicher (114) weiter so konfiguriert ist, dass er die vierten Datenwerte speichert.
  4. Atmungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Strommessfühler (104) weiter so konfiguriert ist, dass er fünfte Datenwerte erzeugt, die für einen Ausatmungsstrom von Umgebungsluft aus dem Patienten repräsentativ sind, und der Computerspeicher (114) weiter so konfiguriert ist, dass er die fünften Datenwerte speichert.
  5. Atmungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Mikroprozessor (110) Verarbeitungsmittel zum Korrelieren der gespeicherten Datenwerte mit einer sinusförmigen Kontur, zum Analysieren der gespeicherten Datenwerte bezüglich Flachheit, zum Analysieren der gespeicherten Datenwerte bezüglich Atmungsanstrengung und zum Analysieren der gespeicherten Datenwerte bezüglich relativer Stromgröße umfasst.
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