Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft Experten module und Verfahren für Beatmungsgeräte und ECLS- Systeme für Patienten sowie Beatmungsgeräte, ECLS-Systeme und Systeme mit entsprechenden Beatmungsgeräten und ECLS-Systemen, insbesondere um optimierte Betriebsparameter derselben im Hinblick auf Vitalparameter des Patienten vorzuschlagen.

Stand der Technik

Bei gravierenden bzw. fortgeschrittenen Lungenerkrankungen, wie beispielsweise ARDS, mit starker Lungenschädigung und unzureichendem Gasaustausch kann eine Beatmung des Patienten erforderlich werden. Dies insbesondere dann, wenn die patienteneigene Atmungskapazität derart unzureichend ist, dass eine Atmung des Patienten weitgehend unterbleibt. In diesen Fällen muss die Atmung durch ein Beatmungsgerät unterstützt oder der Patient sogar künstlich beatmet werden, beispielsweise mithilfe eines invasiven mechanischen Ventilators. Solche Eingriffe können nicht nur bei Lungenerkrankten, sondern auch bei Patienten mit Herzerkrankungen oder während Operationen oder Therapien veranlasst sein, während derer der Patient vollständig anästhetisiert bzw. sediert ist, so dass die spontane Atmung des Patienten künstlich verhindert wird.

Um den Zustand des Patienten zu stabilisieren und auf Dauer zu verbessern, müssen die Betriebsparameter an die Vital parameter des Patienten angepasst werden. Dabei stehen den Betriebsparametern physiologische Grenzzustände gegenüber, sodass diese nicht beliebig, sondern nur unter Berücksichtigung von Patienten potenziell gefährdenden Umständen eingestellt werden können. Eine zu starke Erhöhung des Atmungsvolumens kann nämlich ein mechanisches Lungentrauma verursachen, während ein zu geringes Atmungsvolumen bspw. zu einer Azidose führen kann. Im klinischen Kontext einer Behandlung bspw. auf einer Intensivstation muss also in der Regel eine Vielzahl von kritischen Vitalparametern und physiologischen Faktoren berücksichtigt werden, sodass höchste Sorgfalt bei der Auswahl der einzustellenden Betriebsparameterwerte geboten ist.

Entsprechend sollten die Einstellungen eines Beatmungsgeräts regelmäßig an den jeweiligen Zustand und die Vital parameter des Patienten angepasst und die Beatmung kontinuierlich überwacht werden, um einerseits die bestmögliche Therapie für den Patienten bereitzustellen und andererseits- naturgemäß - das Risiko von negativen Auswirkungen auf die Gesundheit des Patienten zu verringern.

Die Vielzahl der zu berücksichtigenden Parameter und die hohe Komplexität der physiologischen Wechselwirkungen ist jedoch sogar für medizinisches Fachpersonal schwer zu erfassen, sodass Einstellungen oft anhand von bekannten klinischen Richtwerten vorgenommen werden, welche jedoch ggf. nicht die optimale therapeutische Unterstützung für den jeweiligen Patienten bieten. Die Entscheidung des Arztes ist also von Erfahrungswerten abhängig.

Eine Therapie mit einem mechanischen Ventilator kann im Übrigen eine Kontraindikation für Lungentransplantationen sein, zumal diese Therapie die Morbiditätsrate erhöht, nicht zuletzt wegen der Gefahr einer Entwicklung von durch den Ventilator ausgelösten Infektionen, welche den Patientenzustand mithin eher noch stärker beeinträchtigen. Für Patienten, die sich einer Lungentransplantation zum Lebenserhalt unterziehen müssen, ist eine Verkürzung der mechanischen Ventilierung und Beschleunigung der Heilung ohnedies indiziert.

Bei sich stark verändernden Vital parameterwerten des Patienten ist es nach dem Stand der Technik schwierig, die Betriebsparameterwerte derart anzupassen, dass physiologische Grenzzustände oder Toleranzbereiche keinesfalls überschritten werden. Akute Änderung von Vital parameterwerten und deren Auswirkungen können also nach dem Stand der Technik nicht hinreichend berücksichtigt werden, insbesondere nicht bei langfristigen Therapieerfordernissen. In einem kritischen Zustand des Patienten ist es nicht ungewöhnlich, dass im klinischen Alltag im Übrigen keine der Einstellungen des Beatmungsgeräts einen hinreichend sicheren und effektiven therapeutischen Ansatz bereitstellen kann.

Wenn also keine Verbesserung möglich ist bzw. kein anhand von klinischen Richtwerten voreingestellter Betriebsmodus für den jeweiligen Zustand des Patienten akzeptabel ist, muss der Arzt entscheiden, wie vorzugehen bzw. zu verfahren ist.

Als Alternative zur künstlichen Beatmung des Patienten kann eine extrakorporale Membranoxygenierung eingesetzt werden. Bei einem solchen Verfahren, auch als ECMO („ extracorporea! membrane oxygenation ") bekannt, wird die Atemfunktion des Patienten von einem externen Medizingerät übernommen. Die Lungenfunktion bzw. die Atmung des Patienten wird also durch ein solches Medizingerät ersetzt, wobei das Verfahren über Tage oder Wochen eine Oxygenierung und insbesondere Kohlendioxidverringerung des Bluts gewährleisten kann und damit die Lunge entlastet, so dass diese ohne exogene Beatmung heilen kann.

Als extrakorporale Lebenserhaltungssysteme, auch als ECLS („ extracorporea! Ute supporf) bekannt, können somit ECMO-Systeme eingesetzt werden, welche einen Membranoxygenator umfassen und als Gasaustauscher für das Blut des Patienten dienen. Kanülen werden dabei in zwei Blutgefäße eingebracht und das Blut wird kontinuierlich durch einen Membranoxygenator, der den Gasaustausch in der Lunge ersetzt, gepumpt. Kohlendioxid wird derart aus dem Blut entfernt und mit Sauerstoff angereichertes Blut zum Patienten zurückgeführt. Das Blut kann beispielsweise einem venösen Zugang entnommen und über einen venösen oder arteriellen Zugang zurückgeführt werden. Dann erfolgt die Oxygenierung beispielsweise mittels einer veno venösen ECMO (VV-ECMO) bzw. einer veno-arteriellen ECMO (VA-ECMO).

Durch die technischen und personellen Anforderungen beim Einsatz von ECMO wird eine ECMO-Therapie im klinischen Alltag gegenwärtig regelmäßig nur als Beatmungsalternative eingesetzt, und zwar häufig sogar auch nur dann, wenn die Beatmung keine hinreichende Verbesserung des Patientenzustands verspricht. Beim Überschreiten von kritischen Grenzen kann es jedoch Vorkommen, dass auch eine anschließende ECMO-Therapie den Zustand des Patienten nicht mehr hinreichend stabilisieren kann. Ein rechtzeitiger Einsatz von ECLS-Systemen, wie ECMO-Systemen, kann somit für die Lebenserhaltung entscheidend sein.

Die Parameter der ECMO-Therapie werden weiterhin manuell von einem ausgebildeten Arzt oder Kardiotechniker eingestellt. Bei der therapeutischen Entscheidung, ob auf eine ECMO- Therapie gewechselt werden soll, muss das medizinische Fachpersonal somit die komplexen Bedienungsvorgänge und die weiteren Therapierisiken beherrschen bzw. berücksichtigen. Die Entscheidungsfindung wird auch durch die komplexen Wechselwirkungen mit bzw. die Auswirkungen der avisierten ECMO-Therapie auf die zahlreichen physiologischen Aspekte erschwert. Für den behandelnden Arzt ist es daher gegenwärtig sehr schwierig, die Vital parameter des Patienten, Betriebsparameter der Vorrichtung und die physiologischen Umstände in zufriedenstellender Balance zu halten.

Entsprechend besteht ein Bedarf, die Beatmungsparameter weiter zu verbessern und an kritische Patientenzustände anzupassen, um eine verbesserte therapeutische Wirkung und somit den gesundheitlichen Zustand des Patienten weiter zu verbessern und eine Heilung zu beschleunigen.

Darstellung der Erfindung

Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kontinuierliche Verbesserung der Betriebsparameterwerte zu ermöglichen. Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren.

Entsprechend wird ein Expertenmodul für ein Beatmungsgerät eines Patienten vorgeschlagen, welches dazu eingerichtet ist, mindestens einen aktuellen Vital parameter des Patienten kontinuierlich zu detektieren. Das Expertenmodul umfasst eine Evaluierungseinheit, welche dazu eingerichtet ist, mindestens einen Vital parameter für einen vorgegebenen Zeitraum zu speichern, einen Zielwert des mindestens einen Vital parameters basierend auf einem Verlauf des/der Vital parameter und/oder vorgegebenen klinischen Angaben zu bestimmen, und einen Soll-Wert mindestens eines Betriebsparameters des Beatmungsgeräts - basierend auf dem Verlauf des mindestens einen Vital parameters und dem Zielwert des Vital parameters und in Abhängigkeit von mindestens zwei physiologischen Faktoren des Patienten - zu bestimmen. Weiterhin ist die Evaluierungseinheit dazu eingerichtet, einen Soll-Wert von mindestens einem Betriebsparameter eines mit dem Patienten gekoppelten ECLS-Systems - basierend auf dem Verlauf des Vital parameters und dem Zielwert des Vital parameters und in Abhängigkeit von den physiologischen Faktoren - zu bestimmen. Die Evaluierungseinheit ist schließlich dazu eingerichtet, ein für die Soll-Werte der Betriebsparameter kennzeichnendes Signal auszugeben.

Durch das automatische Bestimmen der Soll-Werte wird dem behandelnden Arzt eine Entscheidungshilfe gegeben, um die im Hinblick auf den Patientenzustand bestmöglichen Einstellungen am Beatmungsgerät vorzunehmen. Gleichzeitig wird durch das erfindungsgemäße Expertenmodul die therapeutische Integration von ECLS-Systemen, insbesondere von ECMO- Systemen bzw. von extrakorporalen Membranoxygenatoren ermöglicht, wobei die Einflussnahme des Membranoxygenators auf die Vital parameter und die physiologischen Faktoren berücksichtigt werden kann. Derart wird auch ein dualer bzw. simultaner therapeutischer Ansatz unter Verwendung von Beatmung und ECMO ermöglicht, ohne dass die individuelle Komplexität jeder einzelnen dieser Therapien durch deren Kombination weiter gesteigert würde. Manuelle Handhabung, nach dem Stand der Technik, durch das medizinische Personal gelangt im Falle einer solchen Kombinationstherapie nämlich an seine Grenzen. Gleichzeitig wird erfindungsgemäß durch das automatische Bestimmen der Soll-Werte des ECLS- Systems eine verbesserte Verwendung von ECMO-Systemen ermöglicht.

Das Bestimmen der Soll-Werte kann durch das kontinuierliche Empfangen bzw. Detektieren von Vital parameterwerten des Patienten zumindest periodisch, bevorzugt jedoch ebenfalls kontinuierlich erfolgen, sodass die Betriebsparameterwerte zu jedem Zeitpunkt an den Zustand des Patienten angepasst werden können. Eine automatische Einstellung dieser Werte ist zwar möglich, erfolgt jedoch vorzugsweise nicht, sondern bleibt dem Arzt überlassen. In diesem Fall also schlägt die Evaluierungseinheit die Soll-Werte vor. Es kann jedoch vorgesehen sein, dass das Signal eine Annahmemöglichkeit der Soll-Werte enthält, sodass die entsprechenden Betriebsparameterwerte nach Annahme des Entscheidungsvorschlags durch einen Arzt automatisch eingestellt werden können.

Erfindungsgemäß wird somit dem Arzt eine Entscheidungshilfe an die Hand gegeben, indem mindestens ein optimierter Wert eines Betriebsparameters vorgeschlagen wird, der die wichtigsten Vital parameter des Patienten, die Einstellungen des Beatmungsgeräts und deren Auswirkungen auf die wichtigsten physiologischen Faktoren berücksichtigt. Wie oben bereits beschrieben, stellt die Auswahl der Einstellungen des Beatmungsgeräts bereits gegenwärtig eine Herausforderung für das medizinische Fachpersonal dar. Die gewählte Einstellung mag nämlich für den einen physiologischen Faktor des Patienten vorteilhaft, für den anderen physiologischen Faktor jedoch kontraindiziert sein. Als Unterstützung bieten derzeitige Systeme nur eine Überwachung der Vital parameter und Betriebsparameterwerte. So wird gegenwärtig bei Überschreiten von Toleranzbereichen eine Alarmfunktion ausgelöst, wenn ein aktueller Wert für den Patienten nachteilig oder sogar bedrohlich sein sollte. Hierdurch wird jedoch keine Optimierung ermöglicht, denn eine solche Überwachung beruht nur auf einer Momentaufnahme. Die weitergehenden Auswirkungen auf die Entwicklung des Patientenzustands bzw. der entsprechenden physiologischen Faktoren können also im Stand der Technik nicht berücksichtigt werden.

Hingegen wird erfindungsgemäß durch das automatische Bestimmen der Soll-Werte und die Berücksichtigung all dieser Faktoren die therapeutische Entscheidungsfindung erheblich vereinfacht, sodass das medizinische Fachpersonal von der Bedien- und Überwachungsaufgabe entlastet und das Auftreten von Fehlern bei den Einstellungen reduziert wird.

Gleichzeitig wird durch die Erfindung auch die ärztliche Entscheidung, ob auf eine extrakorporale Membranoxygenierung gewechselt oder diese notfalltherapeutisch hinzugezogen werden soll, erleichtert, wobei bevorzugte bzw. optimierte Einstellungen automatisch von der Evaluierungseinheit vorgeschlagen werden. Dadurch, dass die Bedienung von ECMO-Systemen ihrerseits bereits herausfordernd ist und nur von spezifisch geschultem Personal vorgenommen werden kann, wird die Integration solcher Systeme in einen Therapieplan, auch in Kombination mit einer Beatmungsfunktion, durch die Erfindung deutlich vereinfacht und vielerorts überhaupt erst ermöglicht. Die Beherrschbarkeit einer simultanen Verwendung von ECMO-Systemen gemeinsam mit einer Beatmung stellt somit eine verbesserte therapeutische Wirkung sicher und verringert die Morbiditätsrate der Patienten durch schnellere Heilungsprozesse.

Alternativ können die automatisch bestimmten Soll-Werte jedoch indizieren, dass eine Beatmung des Patienten ohne Zuschaltung eines extrakorporalen Lebenserhaltungssystems oder eine Therapie bevorzugt ausschließlich mit einem ECLS-System fortgesetzt werden soll. Eine Entscheidung bezüglich der Einstellung kann somit stufenweise erfolgen, wobei zunächst die Verwendung der therapeutischen Systeme eingegeben bzw. bestätigt und die Soll-Werte anschließend (erneut) bestimmt und ggf. übernommen werden. Beispielsweise kann ein Arzt manuell eine Zuschaltung eines ECLS-Systems vorsehen. Die Evaluierungseinheit berechnet die Soll-Werte des Beatmungsgeräts und des ECLS-Systems automatisch nach.

Die Entscheidungshilfe für den Arzt wird durch Ausgeben eines Signals bereitgestellt, wobei das Signal den bestimmten Soll-Werten entspricht. Mit anderen Worten kann das Signal ein Indikator für eine vorgeschlagene Verringerung oder Erhöhung eines bestimmten Betriebsparameterwerts sein, beispielsweise mittels eines optischen und/oder akustischen Indikators. So können eine oder mehrere LEDs an einer Oberfläche des Expertenmoduls vorgesehen sein, welche durch ihre Farbe oder Positionierung eine entsprechende Änderung eines jeweiligen Betriebsparameterwerts vorschlagen.

Die Soll-Werte werden bevorzugt von einem physiologischen Modell bestimmt, das in der Evaluierungseinheit gespeichert ist und die Vital parameterwerte des Patienten empfängt. Das physiologische Modell kann Zielwerte a priori ermitteln. Das Modell beruht also nicht nur auf einer Momentaufnahme, sondern schließt den Verlauf bzw. eine Entwicklung und Variation des Vital parameters ein. Bevorzugt werden klinische Richtwerte für das Krankheitsbild des jeweiligen Patienten berücksichtigt. Weiterhin werden die Auswirkungen eines Betriebsparameterwerts auf mindestens zwei physiologische Faktoren des Patienten berücksichtigt. Beispielsweise kann eine Korrelation mit zuvor erhobenen und in einer Datenbank gespeicherten Patientendaten, also von einem Patientenkollektiv mit vergleichbaren Krankheitsbildern und Vital parameterwerten und/oder durch einem Abgleich mit Versuchsreihen und experimentellen Werten, hergestellt werden. Auch kann ein lernender Algorithmus eingesetzt werden, der bspw. auch den patientenspezifischen Krankheitsverlauf berücksichtigt.

Für die Behandlung des Patienten können verschiedene Gasgemische als Beatmungsgas vorgesehen sein, sodass neben Luft der natürlichen Zusammensetzung beispielsweise medizinische Gasgemische mit einer Anreicherung von Sauerstoff, Stickoxid, Helium, Kohlenmonoxid und/oder einer oder mehreren vernebelten Medikamenten vorgesehen sein können. Das physiologische Modell kann so beschaffen sein, dass die Auswirkungen der Zusammensetzung des medizinischen Gasgemisches auf die physiologischen Faktoren und Vital parameter berücksichtigt werden oder umgekehrt ein Vorschlag für eine geeignete Auswahl des zugeführten Gasgemisches erfolgen kann.

Das Expertenmodul, welches als Entscheidungsunterstützung dient und als Überwachungsmodul für den mindestens einen Vitalparameter und/oder der Betriebsparameterwerte konfiguriert sein kann, ist eine modulare Einheit, welche beispielsweise in einem Beatmungsgerät oder einer ECMO-Konsole implementiert oder als separate Einheit damit kommunikativ gekoppelt werden kann. Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass das Expertenmodul mit einem Monitor oder einem externen Gerät, beispielsweise mit einem tragbaren, bevorzugt drahtlosen Gerät des medizinischen Personals und/oder einem zentralen Überwachungssystem kommunikativ gekoppelt werden kann. So können die Vital parameter, und insbesondere die Betriebsparameterwerte für mehrere Beatmungsgeräte und/oder ECLS-Systeme, beispielsweise mittels eines integrierten Kommunikationsmoduls, einfach und sogar extern überwacht werden. Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass über ein solches Kommunikationsmodul entpersonalisierte Daten, wie die empfangenen Vital parameter und die berechneten Soll-Werte, in ein zentrales physiologisches Lernmodul eingespeist werden, um somit eine Vergrößerung des Datensatzes und eine Verbesserung des physiologischen Modells zu ermöglichen. Solche Daten können beispielsweise über einen Server oder Cloud versandt und/oder darin gespeichert und ggf. verarbeitet werden.

Bevorzugt ist das Expertenmodul weiterhin dazu eingerichtet, Ist-Werte der Betriebsparameter von dem Beatmungsgerät und dem ECLS-System zu empfangen, wobei die Evaluierungseinheit dazu eingerichtet ist, die Soll-Werte in Abhängigkeit von den Ist-Werten zu bestimmen. Derart kann evaluiert werden, ob die bevorzugten Einstellungen mit den momentanen Einstellungen übereinstimmen oder ob eine Anpassung der Betriebseinstellungen bzw. der Betriebsparameterwerte zum Optimieren der Therapie vorgenommen werden sollte. Hierdurch wird eine Rückkoppelung bereitgestellt, wenn und soweit die vorgeschlagenen Betriebsparameter-Werte übernommen worden sind; dies erlaubt auch zu überprüfen, ob die berechneten bzw. modellierten Auswirkungen auf die physiologischen Faktoren und/oder Vital parameter hinreichend dargestellt werden können.

Die Ist-Werte werden bevorzugt kontinuierlich über eine Schnittstelle empfangen. Über eine solche Schnittstelle können ebenfalls ein oder mehrere Vital parameter empfangen werden, beispielsweise über eine kommunikative Verbindung mit einem externen Messgerät oder mit integrierten Messgeräten des Beatmungsgeräts oder des ECLS-Systems, wenn das Expertenmodul in einem Beatmungsgerät bzw. einem ECLS-System implementiert ist.

Das Beatmungsgerät kann dazu konfiguriert sein, eine Spontanatmung des Patienten zu unterstützen oder eine künstliche Beatmung des Patienten bereitzustellen. Mechanische Ventilatoren können nach invasiver Einführung in die Atemwege, etwa über eine endotracheale Intubation oder mittels einer Tracheostomie, die Atmung unterstützen oder die Atmung des Patienten ggf. ersetzen. Auf Intensivstationen werden solche Maßnahmen bei etwa 10 bis 15% der ARDS-Patienten vorgenommen. Allerdings gilt, dass etwa 20% dieser Patienten diese Therapie benötigen würden. Der Betriebsmodus des Beatmungsgeräts bzw. des Ventilators kann von dem Zustand des Patienten abhängig sein, wobei der Ventilator beispielsweise unterstützend sein kann, um ein „Weaning" bzw. eine Entwöhnung oder eine Nachversorgung zu ermöglichen. Wenn der Ventilator in einen kontrollierenden Betriebsmodus geschaltet ist, erfolgt eine vollständig künstliche Beatmung. In diesem Betriebsmodus wird die Atmungsaktivität durch den Ventilator allein bereitgestellt, soweit eine spontane Atmung des Patienten nicht oder nur geringfügig vorhanden sein sollte. Hierbei wird der Patient in der Regel sediert, sodass die spontane Atmung entfällt. Eine zu hohe bzw. andauernde Sedierung birgt jedoch Risiken, sodass die Zieldosis normalerweise derart eingestellt wird, dass der Patient so wach wie möglich gehalten wird, eine Spontanatmung durch den Patienten jedoch nicht ausgeschlossen wird.

Bei gravierenden Indikationen, wie bei ARDS, besteht diese Möglichkeit zur Sedierung jedoch häufig nicht. Gleichwohl sollte versucht werden, die Dauer der künstlichen Beatmung weitestgehend zu reduzieren. Eine geeignete Vorgehensweise wird durch die erfindungsgemäße Kombination einer Beatmung und einer ECLS- oder ECMO-Therapie ermöglicht. Indem die bestmögliche Therapie des Patienten vorgeschlagen wird, können der Zustand und die Heilung des Patienten verbessert und auch das grundsätzliche Ziel erreicht werden, die Therapiedauer zu verkürzen. Hierbei kann das Expertenmodul bzw. die Evaluierungseinheit eine Entscheidungshilfe bieten, ob eine Kombinationstherapie mit Hilfe eines Beatmungsgeräts und beispielsweise eines ECMO-Systems angezeigt ist oder ob eine Monotherapie nur mit dem ECMO-System oder dem Beatmungsgerät den aussichtsreicheren Therapieerfolg darstellen kann. Für die Therapie werden Hilfestellungen bei der Wahl der Betriebsparameter von ECMO-System und/oder Beatmungsgerät bereitgestellt. Im Falle des ECMO-Systems betreffen die Betriebsparameter insbesondere die Einstellung des Blutflusses (in Form der Drehzahleinstellung oder l/m Angabe) und die Einstellung des Gasflusses (l/min) für den Gasaustauscher. Einzustellende Betriebsparameter des Beatmungsgeräts können bspw. der Inspirationsdruck, die Inspirationszeit und die Exspirationszeit sein.

Bevorzugt ist das Expertenmodul mit einem Monitor gekoppelt, wobei das Ausgeben des Signals eine grafische Wiedergabe des Soll-Werts, des Ist-Werts, des Zielwerts, und/oder des Verlaufs des entsprechenden Werts umfasst. Der Monitor kann beispielsweise ein Monitor oder eine Benutzeroberfläche eines Beatmungssystems bzw. des Beatmungsgeräts sein, wobei das Expertenmodul mit dem Beatmungsgerät gekoppelt oder darin implementiert ist. Alternativ kann das Expertenmodul auch als separate modulare Einheit oder auch in einer ECMO-Konsole mit einem Monitor implementiert sein. Durch die Darstellung der bevorzugten Soll-Werte kann das medizinische Personal unmittelbar verfolgen, welche Betriebsparameterwerte des Beatmungsgeräts geändert werden könnten oder müssten, um den Zustand des Patienten zu stabilisieren oder zu verbessern. Durch die Darstellung des Ist-Werts wird auch ein Vergleich mit den jeweils aktuellen Einstellungen ermöglicht, sodass das Personal bzw. der Arzt unmittelbar erkennen kann, welche Abweichung des vorgeschlagenen Soll-Werts vom aktuellen Ist-Wert auftritt. Sollte dieser beispielsweise nur geringfügig abweichen, kann der Arzt entscheiden, ob eine geringe Anpassung veranlasst wäre oder umgekehrt, ob es keiner weiteren Anpassung bedürfte. Hingegen kann eine große Abweichung den Arzt veranlassen, den Zustand des Patienten und insbesondere die Einstellungen und Funktionalität des Beatmungsgeräts und des ECLS-systems nochmals zu überprüfen.

Schließlich bietet die Darstellung des Zielwerts die Möglichkeit, dass die Auswirkungen auf den Vital parameter auf verständliche Weise veranschaulicht werden, wobei der Zielwert optional auch manuell geändert oder eingegeben werden kann. Die Darstellung des Verlaufs bietet eine weitere Entscheidungshilfe, wobei der Arzt einen Überblick über den Verlauf der Erkrankung bzw. den Zustand des Patienten erhält und entsprechend - im Falle einer Verschlechterung oder ausbleibenden Verbesserung - durch Anpassung der vorgeschlagenen Soll-Werte einschreiten kann.

Die Evaluierungseinheit bestimmt die Soll-Werte bevorzugt anhand eines in der Evaluierungseinheit gespeicherten physiologischen Modells, wobei das Signal eine grafische Wiedergabe einer von der Evaluierungseinheit modellierten Auswirkung der Soll-Werte auf die physiologischen Faktoren umfassen kann. Das vorstehend beschriebene physiologische Modell kann die Auswirkungen auf die physiologischen Faktoren mittels einer Bewertungsfunktion prognostizieren, wobei beispielsweise eine Skala zwischen einem negativen Bereich und einem positiven Bereich gewählt oder ein beliebiges anderes Bewertungsschema eingesetzt werden kann. So kann eine negative Auswirkung durch die Darstellung eines negativen Werts, eine neutrale bzw. stabilitätserhaltende Auswirkung mit einem Wert um einen Nullbereich, und eine den Patientenzustand verbessernde Prognose mit einem positiven Wert gekennzeichnet sein. Eine solche Bewertung kann alternativ oder zusätzlich auch mittels einer (graphischen) Darstellung bspw. gegenläufige (d.h. eine prognostizierte Verbesserung eines physiologischen Faktors bei gleichzeitiger prognostizierter Verschlechterung eines anderen physiologischen Faktors) physiologische Faktoren darstellen. Beispielsweise kann, wenn mehr als zwei physiologische Faktoren berücksichtigt werden, ein Vieleck abgebildet werden, dessen Randbereich einer negativen Auswirkung und dessen zentraler Bereich einer positiv prognostizierten Auswirkung entspricht. Die unterschiedlichen Auswirkungsprognosen können als Punkte im Vieleck dargestellt werden. Zum Erleichtern und Vereinfachen der Interpretation durch den Arzt können die Punkte optional als Vieleck miteinander verbunden werden.

Die jeweiligen physiologischen Faktoren können sich, wie oben bereits erwähnt, auch abweichend voneinander entwickeln, sodass eine Anpassung des Betriebsparameterwerts beispielsweise einen Faktor geringfügig verbessert, während ein anderer Faktor sich dadurch hingegen in einen kritischen Bereich bewegen kann. Diese Entwicklungen individueller Faktoren können ebenfalls in der grafischen Darstellung berücksichtigt werden, sodass erfindungsgemäß die mentale Bewältigung komplexer Zusammenhänge in Folge zahlreicher Variablen nicht mehr durch den Arzt geleistet werden muss und die Entscheidung hierdurch erleichtert werden kann. Im Gegensatz zu einer Darstellung der relevanten Parameter auf verschiedenen Geräten und dem Ausgeben von Alarmsignalen bei Abweichung von Einzelwerten, sind alle entscheidungsrelevanten Daten somit erfindungsgemäß vorzugsweise unmittelbar auf einem zentralen Monitor einsehbar und im Kontext des Verlaufs des Patientenzustands ersichtlich.

Bevorzugt kann es sein, die Auswirkungen der Einstellungen separat für das Beatmungsgerät und das ECLS-System auszuweisen. Zusätzlich zu den prognostizierten Auswirkungen der Soll-Werte kann eine bspw. grafische Wiedergabe der modellierten Auswirkung der Ist-Werte auf die physiologischen Faktoren erfolgen. Durch eine solche graphische Darstellung, beispielsweise mittels von Vielecken, kann der Arzt bzw. das medizinische Personal unmittelbar erkennen, für welche Faktoren eine Verbesserung zu erwarten ist, insbesondere durch den Vergleich des Ist- Zustands mit dem berechneten bzw. vorgeschlagenen Zustand. Weiterhin ermöglicht die Darstellung eines Ist-Zustands ohne Einsatz eines ECLS-Systems und die Darstellung des vorgeschlagenen Zustands nach Einsatz eines ECLS-Systems, dass der Arzt die zu erwartenden Auswirkung bspw. einer Gasaustauscherfunktion auf den Zustand des Patienten unmittelbar erkennen kann. Die Darstellung der Soll-Werte für das ECLS-System kann dessen Implementierung vereinfachen, sodass die Entscheidung des Arztes diesbezüglich erleichtert wird.

Obwohl die physiologischen Faktoren eine Vielzahl von patientenrelevanten Faktoren umfassen, also typischerweise keine Betriebsparameter des Beatmungsgeräts sind, betreffen diese bevorzugt die Lungenfunktion, das Atmungssystem und/oder Herzkreislaufsystem des Patienten. Entsprechend sind die physiologischen Faktoren bevorzugt für eine Überventilierung oder eine Ventilierungsinsuffizienz kennzeichnend. Insbesondere können die physiologischen Faktoren aus der Gruppe, umfassend mechanisches Lungentrauma, Atrophie, Barotrauma, Volutrauma, Alkalose, Sauerstofftoxizität, Absorptionsatelektase, Azidose, Hypoxie, Stress, und hämodynamische Nebenwirkungen ausgewählt sein. In einer Ausführungsform ist keiner der mindestens zwei physiologischen Faktoren der Blutdruck des Patienten. Es kann sich erfindungsgemäß um die Darstellung eines oder mehr dieser physiologischen Faktoren handeln.

So können der eine oder mehr Betriebsparameter beispielsweise einerseits dahingehend optimiert werden, dass das Atemzugvolumen und der Spitzendruck des inspiratorischen Atemwegsdrucks verringert werden, um beispielsweise ein Lungentrauma zu verhindern. Andererseits sollte jedoch eine Azidose vermieden werden, sodass der Beatmungsdruck entsprechend nur geringfügig angepasst werden sollte, ohne jedoch hierdurch ein erhöhtes Risiko für das Entwickeln eines Lungentraumas zu bewirken. Die berechneten Auswirkungen auf die physiologischen Faktoren können optional durch eine Rückkoppelung und entsprechende Verrechnung mit den vom Patienten empfangenen aktuellen Vital parametern kontinuierlich in ihrer prognostischen Zuverlässigkeit verbessert werden. Es kann optional vorgesehen sein, dass das Expertenmodul bzw. die Evaluierungseinheit die Messung mindestens eines weiteren Vital parameters anfordern kann, um das Ergebnis der Rückkopplungsoptimierung zu verbessern.

Dadurch, dass der Zustand des Patienten in der Regel durch viele Vitalparameter gekennzeichnet ist, welche in Zusammenhang mit einer entsprechenden großen Anzahl von physiologischen Faktoren stehen, ist die Evaluierungseinheit bevorzugt dazu eingerichtet, den Soll-Wert in Abhängigkeit von drei oder mehr, bevorzugt fünf oder sechs physiologischen Faktoren zu bestimmen. Bevorzugt wird zumindest einer der Faktoren aus der Gruppe von mechanischem Lungentrauma, Atrophie, Sauerstofftoxizität, Azidose, Hypoxie oder geringer Sauerstoffsättigung, und/oder Stress berücksichtigt.

Wie vorstehend beschrieben, können die physiologischen Faktoren sich gegenseitig beeinflussen, sodass eine Verbesserung eines Faktors ggf. eine Verschlechterung eines anderen Faktors verursachen kann. Bevorzugt ist die Evaluierungseinheit daher dazu eingerichtet, den Soll-Wert anhand eines in der Evaluierungseinheit gespeicherten physiologischen Modells derart zu bestimmen, dass negative Auswirkungen auf alle berücksichtigten physiologischen Faktoren minimiert werden und/oder die physiologischen Faktoren nach Veränderung jeweils vorgegebener Toleranzbereiche jedenfalls nicht überschreiten.

Regelmäßig wird zu beobachten sein, dass zwar keine Optimalbedingungen für alle der jeweiligen Faktoren erreicht werden, die Soll-Werte jedoch eine Verbesserung der Vital parameter und physiologischen Faktoren bewirken, ohne dass jedenfalls Toleranzbereiche der einzelnen Faktoren überschritten werden. Obwohl also die Auswirkungen auf einen Faktor sich ggf. als therapeutisch weniger vorteilhaft erweisen können, kann ein solcher Umstand im Hinblick auf die resultierende Verbesserung insgesamt (durch Verbesserung anderer Faktoren) individuell und einzelfallabhängig akzeptabel sein. Ebenfalls können eine oder mehrere Faktoren gezielt verbessert werden, wobei die Evaluierungseinheit den Soll-Wert jedoch vorzugsweise derart bestimmt, dass dies nicht zu einer Überschreitung des Toleranzbereichs der übrigen Faktoren führt.

Die physiologischen Faktoren können weiterhin - je nach Patientenzustand oder bevorzugter Behandlung - unterschiedlich gewichtet werden, sodass beim Bestimmen der Soll-Werte ein oder mehrere Faktoren besonders berücksichtigt werden können. Erfindungsgemäß wird es weiterhin möglich, durch die (vorgeschlagene) Zuschaltung eines ECLS-Systems die Therapie zu ergänzen, zumal hierdurch Beatmungsparameter und -bedingungen vermieden werden können, die im kritischen Zustand des Patienten - ohne Einsatz eines ECLS-Systems - ggf. ihrerseits eine Gefährdung des Patienten bewirken könnten. Ggf. kann also durch die Zuschaltung eines ECLS- Systems die Beatmung reduziert oder abgeschaltet werden, sodass grundsätzlich auch auf ein ECLS-System gewechselt werden kann.

Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass die Gewichtung variabel ist, sodass der Arzt das physiologische Modell an die Behandlungsmethode und den jeweiligen Patienten anpassen kann. In einer weiter entwickelten Variante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Arzt die Punkte in der grafischen Darstellung manuell ändern kann, wobei das physiologische Modell bzw. die Evaluierungseinheit die dafür erforderlichen Soll-Werte bestimmt und ggf. anzeigt, ob die Soll-Werte physiologische Grenzzustände überschreiten. Somit kann der Arzt bei der Entscheidung verschiedene Alternativen und die Auswirkungen etwaiger von den vorgeschlagenen Soll-Werten abweichender Soll-Werte vergleichen, sodass eine weitergehende Unterstützung bei der ärztlichen Entscheidungsfindung bereitgestellt wird.

Die Vital parameter können direkt von mit dem Expertenmodul kommunikativ gekoppelten Messgeräten bereitgestellt und von der Evaluierungseinheit empfangen werden, beispielsweise wenn das Expertenmodul in einem Beatmungsgerät implementiert ist, oder das Expertenmodul kann auch mit weiteren externen Geräten gekoppelt sein. Der mindestens eine Vitalparameter ist dabei bevorzugt aus einer Liste umfassend pulsoximetrische Sauerstoffsättigung, exspiratorische Sauerstoff-Fraktion, exspiratorische Kohlendioxid-Fraktion, Sauerstoffaufnahmekapazität, Kohlendioxidabgabe und Bl ut-pH-Wert ausgewählt.

Um die Genauigkeit des zu bestimmenden Soll-Werts zu erhöhen, ist das Expertenmodul bevorzugt dazu eingerichtet, mindestens zwei Vital parameter, bevorzugt mindestens drei oder vier Vitalparameter zu empfangen.

Weiterhin umfasst der mindestens eine Betriebsparameter des Beatmungsgeräts bevorzugt das Atmungsvolumen, den inspiratorischen Spitzendruck, den positiven endexspiratorischen Druck, die Atmungsfrequenz, die inspiratorische Sauerstoff-Fraktion, die inspiratorische Kohlendioxid- Fraktion und/oder das Verhältnis zwischen der Einatmungsdauer und der Ausatmungsdauer. Und der mindestens eine Betriebsparameter des ECLS-Systems umfasst bevorzugt die Blutpumpenflussrate, den Gasvolumenstrom und/oder den Systemdruck.

Der positive endexspiratorische Druck, auch bekannt als PEEP („ ositive end-expiratory pressur ') dient dazu, einer Verringerung der Restfunktionskapazität und einem Kollaps der Alveolen, also einer sogenannten Atelektasebildung, entgegenzuwirken. Eine Erhöhung kann sich negativ auswirken, und zwar durch eine Überdehnung der ventilierten Bereiche der Lungen, eine reduzierte Herzleistung, und/oder ein erhöhter interkranialer Druck. Gleichwohl kann eine Erhöhung des positiven endexspiratorischen Drucks insbesondere bei ARDS-Patienten deren Mortalitätsrate verringern. Für die Einstellung des Drucks sind im Stand der Technik grundsätzlich Protokolle vorgesehen. Diese protokollierten Tabellen berücksichtigen jedoch nicht die unterschiedliche, individuelle respiratorische Mechanik und bieten somit nur eine unzuverlässige Entscheidungshilfe für den behandelnden Arzt. Die erfindungsgemäß eingesetzte Evaluierungseinheit berücksichtigt jedoch nicht nur die prognostizierten Auswirkungen auf die verschiedenen physiologischen Faktoren, sondern auch die Einflüsse der Verwendung eines zugeschalteten ECLS-Systems, sodass der vorgeschlagene Soll-Wert das Gesamtsystem mit seinen zahlreichen Variablen berücksichtigen kann.

Weiterhin kann durch die Anpassung der inspiratorischen Sauerstoff-Fraktion (Fi0 ₂ ) ein hypoxischer Zustand des Patienten verhindert werden, wobei die Fraktion generell restriktiv eingestellt werden sollte, um beispielsweise eine Sauerstofftoxizität zu vermeiden. Beispielsweise kann die Sauerstofffraktion derart eingestellt werden, dass eine arterielle Sauerstoffsättigung von zwischen etwa 80-95 Prozent oder ein arterieller Partialdruck des Sauerstoffs von zwischen etwa 50 und 90 mmHg erreicht wird.

Ein zu hohes Atmungsvolumen kann durch Überdehnung ein Lungentrauma verursachen, sodass das Atmungsvolumen bevorzugt, beispielsweise bei ARDS-Patienten, mit nicht mehr als 6 mL/kg des Patientengewichts eingestellt wird. Für Patienten, die nicht unter ARDS leiden, kann dies jedoch ggf. auf bis zu 8 mL/kg des Patientengewichts erhöht werden.

Weiterhin kann, um beispielsweise ein Barotrauma zu vermeiden, der inspiratorische Spitzendruck angepasst werden, sodass der Spitzendruck bevorzugt unter 30 cm H ₂ 0 liegt.

Um das medizinische Fachpersonal bei der Vielzahl von Einstellungen des Beatmungsgeräts und/oder des ECLS-Systems bestmöglich zu unterstützen, ist die Evaluierungseinheit bevorzugt dazu eingerichtet, einen Soll-Wert für zwei, drei, oder vier Betriebsparameter des Beatmungsgeräts und einen Soll-Wert für zwei Betriebsparameter des ECLS-Systems zu bestimmen. Bevorzugt werden Soll-Werte für die inspiratorische Sauerstoff-Fraktion, das Atmungsvolumen, den positiven endexspiratorischen Druck und die Atmungsfrequenz bestimmt, um dem Arzt optimierte Einstellungen vorzuschlagen, welche sich unmittelbar auf die physiologischen Faktoren auswirken.

Bevorzugt ist die Evaluierungseinheit weiterhin dazu eingerichtet, den Soll-Wert in Abhängigkeit von einem von der Evaluierungseinheit bestimmten Verhältnis von (i) Unterstützung durch das Beatmungsgerät zur (ii) Unterstützung durch das ECLS-System, bezogen auf den Vital parameter, zu bestimmen. So kann der Soll-Wert bewirken, dass beispielsweise eine maximale Sauerstoffaufnahme zu etwa 70 Prozent von dem ECLS-System bereitgestellt wird, wenn die Respiration zu etwa 70 Prozent von dem ECLS-System und etwa 30 Prozent vom Beatmungsgerät unterstützt werden soll.

Eine Anpassung der Soll-Werte und/oder eine Änderung der Unterstützungsverhältnisse von Beatmungsgerät und ECLS-System kann es weiterhin sinnvoll erscheinen lassen, dass bestimmte Vital parameter gemessen werden, um eine hinreichende Überwachung und eine kontinuierliche Optimierung der Soll-Werte zu ermöglichen. Entsprechend kann vorgesehen sein, dass das Signal weiterhin eine Anforderung zum Empfangen eines weiteren, bevorzugt spezifischen Vital parameters umfasst.

Die Evaluierungseinheit kann auch dazu eingerichtet sein, den Verlauf des Vital parameters mit einem Toleranzbereich und/oder einem modellierten Verlauf zu vergleichen und ein Signal, umfassend eine Alarmfunktion, auszugeben, wenn eine Abweichung des Vital parameters detektiert wird, welche einen vorgegebenen Schwellen- oder Grenzwert überschreitet. Anstelle der Ausgabe eines Alarmsignals bei Überschreiten eines aktuellen Ist-Werts, wird dann nur im Fall einer insgesamt negativen Tendenz des Patientenzustands ein Alarmsignal ausgegeben.

Eine Anpassung der Betriebsparameterwerte wird also nur dann erforderlich, wenn eine Destabilisierung des Patientenzustands insgesamt auftritt. Beispielsweise kann ein Spitzenwert eines Vital parameters einen Toleranzbereich überschreiten, sich jedoch kurzfristig wieder normalisieren, sodass keine Anpassung des entsprechenden Betriebsparameterwerts erforderlich wird. Somit wird erfindungsgemäß eine intelligente Überwachung des Patienten ermöglicht, welche die zeitintensive Kontrolle durch den Arzt weitgehend begrenzt und gleichzeitig sogar einen entsprechenden, bestimmten Soll-Wert für den Betriebsparameter vorschlägt, um den Zustand des Patienten zu verbessern.

Die oben gestellte Aufgabe wird weiterhin durch ein Beatmungsgerät gelöst, welches das erfindungsgemäße Expertenmodul umfasst. Bevorzugt ist das Beatmungsgerät ein mechanischer Ventilator. Entsprechend kann das Beatmungsgerät eine invasive oder nicht-invasive Beatmung des Patienten bereitstellen, wobei die Atmung entweder unterstützt oder künstlich ersetzt wird, und wobei der Grad der Unterstützung während der Behandlung variabel eingestellt werden kann.

Das Expertenmodul ist in diesem Fall vorzugsweise in das Beatmungsgerät integriert, sodass ein Monitor des Experten moduls beispielsweise als Benutzeroberfläche des Beatmungsgeräts ausgebildet sein kann. Weiterhin kann zum Empfangen von Vital parametern eine Schnittstelle vorgesehen sein und/oder das Beatmungsgerät kann eine Vorrichtung zum Erfassen von mindestens einem Vital parameter eines Patienten umfassen, welche mit dem Expertenmodul kommunikativ gekoppelt ist.

Die oben gestellte Aufgabe wird weiterhin durch ein ECLS-System gelöst, welches das erfindungsgemäße Expertenmodul umfasst. Bevorzugt ist das ECLS-System ein ECMO-System. Entsprechend kann das ECLS-System eine extrakorporale Membranoxygenierung des Bluts des Patienten bereitstellen, wobei die Lungenfunktion bzw. die Respiration vom ECLS-System unterstützt oder künstlich ersetzt wird. Das ECLS-System kann eine Konsole mit einem Monitor enthalten, wobei der Monitor dazu eingerichtet ist, das Signal abzubilden.

Weiterhin wird ein System vorgeschlagen, das ein entsprechendes Beatmungsgerät sowie ein ECLS-System umfasst. Somit können die Komponenten des Experten moduls, des Beatmungsgeräts und des ECLS-Systems jeweils aneinander angepasst sein, sodass auf eine Redundanz weitestgehend verzichtet und das System kompakter ausgebildet werden kann. Auch kann hierdurch eine direkte Steuerung sowohl des Beatmungsgeräts als auch des ECLS-Systems implementiert werden. Es kann eine zentrale Kommunikationsschnittstelle vorgesehen werden, wodurch die relevanten Komponenten des Systems vom Expertenmodul eingestellt und angepasst werden können.

Die oben gestellte Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zum Überwachen von

Vital parametern (16) eines Patienten (14) gelöst, wobei das Verfahren mindestens die folgenden

Schritte umfasst: kontinuierliches Empfangen von mindestens einem aktuellen Vital parameter des Patienten von einem Expertenmodul;

Speichern des mindestens einen Vital parameters für einen vorgegebenen Zeitraum in dem Expertenmodul;

Bestimmen eines Zielwerts des mindestens einen Vital parameters basierend auf einem Verlauf des mindestens einen Vital parameters und/oder vorgegebenen klinischen Angaben in dem Expertenmodul;

Bestimmen eines Soll-Werts von mindestens einem Betriebsparameter eines für den Patienten vorgesehenen Beatmungsgeräts in dem Expertenmodul, wobei der Soll- Wert basierend auf einem Verlauf des mindestens einen Vital parameters und dem Zielwert des mindestens einen Vital parameters und in Abhängigkeit von mindestens zwei physiologischen Faktoren des Patienten bestimmt wird; Bestimmen eines Soll-Wert von mindestens einem Betriebsparameter eines für den Patienten vorgesehenen ECLS-Systems in dem Expertenmodul, wobei der Soll-Wert basierend auf dem Verlauf des mindestens einen Vital parameters und dem Zielwert des mindestens einen Vital parameters und in Abhängigkeit von den physiologischen Faktoren bestimmt wird; und

Ausgeben eines für die Soll-Werte der Betriebsparameter kennzeichnenden Signals durch das Expertenmodul.

Das Verfahren kann in einem Expertenmodul implementiert und davon ausgeführt werden, wobei die einzelnen Schritte bevorzugt von einer im Expertenmodul integrierten Evaluierungseinheit ausgeführt werden. Das Verfahren dient als Entscheidungshilfe für einen Arzt, eine für den Patienten vorteilhafte und bestmögliche Therapie zu ermöglichen.

Insbesondere kann das Verfahren somit für Patienten mit einer respiratorischen Insuffizienz vorteilhaft sein, wobei das Verfahren den Arzt bei der Abwägung des einzusetzenden medizinischen Geräts bzw. Systems unterstützt.

Bevorzugt kann das Signal eine vorgeschlagene Verwendung des Beatmungsgeräts und/oder des ECLS-Systems, beispielsweise eines ECMO-Systems, indizieren. Entsprechend kann optional zunächst angegeben werden, ob ein medizinisches Gerät eingesetzt bzw. zugeschaltet oder ob auf ein weiteres medizinisches Gerät gewechselt werden sollte. Das Signal kann anschließend oder gleichzeitig spezifische Betriebsparameterwerte des jeweiligen Geräts bzw. Systems indizieren, sodass der Arzt beim Vornehmen und/oder Anpassen von Einstellungen unterstützt und die Betriebsparameterwerte derart optimiert werden können, dass eine Verbesserung der physiologischen Faktoren und/oder des Vital parameters erreicht wird. Es handelt sich beim Signal und den Soll-Werten mithin um modellierte Werte, wobei eine Vielzahl von Faktoren und Variablen berücksichtigt werden. Diese werden dem Arzt vorgeschlagen, um eine therapeutische Entscheidung und Inbetriebnahme oder Anpassung von Einstellungen zu vereinfachen.

Das Integrieren von weiteren oder alternativen medizinischen Geräten oder Systemen wird dadurch erheblich erleichtert, wobei die Entscheidungsunterstützung entsprechend stufenweise erfolgen kann. Weiterhin werden die Soll-Werte ebenfalls anhand von dem mindestens einen empfangenen Vital parameter bestimmt, sodass Schwankungen oder wechselnde Werte beim Bestimmen der Soll-Werte berücksichtigt werden. Bevorzugt erfolgt das Bestimmen des Zielwerts und/oder der Soll-Werte somit kontinuierlich oder periodisch.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Expertenmodul den Zielwert und/oder die Soll-Werte nach einer manuellen Einstellung der Betriebsparameterwerte erneut bestimmt. Somit wird eine Rückkoppelung bzw. eine Feedback-Schleife bereitgestellt, wobei das Verfahren optional vorsehen kann, dass die Auswirkungen der Einstellungen auf die physiologischen Faktoren und/oder den mindestens einen Vital parameter in ein physiologisches Modell bzw. in einen lernenden Algorithmus eingespeist werden.

Um dem Arzt anzuzeigen, ob eine weitere Optimierung der Betriebsparameterwerte oder der in der Therapie verwendeten medizinischen Geräte bzw. Systeme möglich ist, kann das Expertenmodul weiterhin Ist-Werte der Betriebsparameter von dem Beatmungsgerät und/oder dem ECLS-System empfangen, wobei die Soll-Werte in Abhängigkeit von den Ist-Werten bestimmt werden. Somit findet ein Abgleich zwischen dem Ist-Zustand und einem berechneten Soll-Zustand statt, wobei das Signal indiziert, ob eine weitere therapeutische Verbesserung basierend auf der theoretisch berechneten Auswirkung auf die physiologischen Faktoren ggf. möglich wäre.

Obwohl das Signal, wie vorstehend beschrieben, beispielsweise in Form einer oder mehrerer FEDs als Indikator für eine vorgeschlagene Verringerung oder Erhöhung eines bestimmten Betriebsparameterwerts ausgegeben werden kann, erleichtert eine detailliertere bzw. inhaltlich konkretere visuelle Darstellung der Soll-Werte in vielen Fällen die Entscheidung des Arztes. Hierdurch wird ein Vergleich mit beispielsweise üblichen oder richtliniengemäßen Betriebsparameterwerten ermöglicht. Entsprechend wird das Signal bevorzugt als grafische Wiedergabe des Soll-Werts, des Ist-Werts, des Zielwerts, und/oder des Verlaufs des/der entsprechenden Werts/e auf einem mit dem Expertenmodul kommunikativ gekoppelten Monitor ausgegeben.

Dabei können die Soll-Werte weiterhin anhand eines in dem Expertenmodul gespeicherten physiologischen Modells bestimmt werden, wobei das Signal eine grafische Wiedergabe einer von dem Expertenmodul modellierten Auswirkung der Soll-Werte auf die physiologischen Faktoren umfassen kann. Weiter bevorzugt ist die Wiedergabe der Auswirkung separat für das Beatmungsgerät und das ECLS-System und/oder es umfasst das Signal, zusätzlich zur Auswirkung der Soll-Werte, eine grafische Wiedergabe einer modellierten Auswirkung der Ist-Werte auf die physiologischen Faktoren.

Wie vorstehend beschrieben, können durch das physiologische Modell die Auswirkungen auf die physiologischen Faktoren mittels einer Bewertungsfunktion prognostiziert werden, wobei beispielsweise eine negative Auswirkung durch die Darstellung eines negativen Werts, eine neutrale bzw. stabilitätserhaltende Auswirkung mit einem Wert um einen Nullbereich, und eine den Patientenzustand verbessernde Prognose mit einem positiven Wert gekennzeichnet sein können. Entsprechend kann vorgesehen sein, dass die Soll-Werte anhand eines in dem Expertenmodul gespeicherten physiologischen Modells derart bestimmt werden, dass eine negative Auswirkung auf die physiologischen Faktoren minimiert wird und/oder die physiologischen Faktoren einen vorgegebenen Toleranzbereich nicht überschreiten.

Beispielsweise können die physiologischen Faktoren für eine Überventilierung oder eine Ventilierungsinsuffizienz kennzeichnend sein. Somit können bei der Bestimmung der Soll-Werte physiologische Faktoren berücksichtigt werden, die gegenläufig sind, d. h. dass eine prognostizierte Verbesserung eines physiologischen Faktors gleichzeitig eine prognostizierte Verschlechterung eines anderen physiologischen Faktors bewirken kann. Derartige gegenläufige Auswirkungen können optional in einer graphischen Darstellung dargestellt werden, sodass, beispielsweise wenn mehr als zwei physiologische Faktoren berücksichtigt werden, ein Vieleck abgebildet werden kann, dessen Randbereich einer negativen Auswirkung und dessen zentraler Bereich einer positiv prognostizierten Auswirkung entspricht, wobei jede Ecke einem physiologischen Faktor entspricht und die jeweiligen Auswirkungsprognosen als Punkte im Vieleck dargestellt werden können. Zum Erleichtern und Vereinfachen der Interpretation durch den Arzt können die Punkte optional als Vieleck miteinander verbunden werden. Somit ist die Auswirkung der vorgeschlagenen Soll-Werte auf die jeweiligen physiologischen Faktoren vereinfacht und auf einem Blick ersichtlich.

Sollte das Signal indizieren, dass eine Kombination einer Therapie mit einem Beatmungsgerät und einem ECFS-System, beispielsweise einem ECMO-System, empfehlenswert ist, so kann das Verfahren weiterhin vorsehen, dass die Soll-Werte in Abhängigkeit von einem von dem Expertenmodul bestimmten Verhältnis der Unterstützungsintensität durch das Beatmungsgerät gegenüber der Unterstützungsintensität durch das ECFS-System, bezogen auf den mindestens einen Vital parameter, bestimmt werden.

Ebenfalls kann das Signal eine Anforderung zum Empfangen mindestens eines weiteren, bevorzugt spezifischen Vital parameters umfassen. Beispielsweise kann es für eine Zuschaltung eines ECMO-Systems erforderlich sein, dass spezifische Blutwerte gemessen und bereitgestellt werden und/oder es kann für die berechneten, vorgeschlagenen Soll-Werte vorteilhaft sein, dass weitere Vitalparameter berücksichtigt werden, um die Soll-Werte anhand des mindestens einen weiteren Vital parameters im Hinblick auf die physiologischen Faktoren weiter zu optimieren.

Bevorzugt wird weiterhin der Verlauf des Vital parameters mit einem Toleranzbereich und/oder einem modellierten Verlauf in dem Expertenmodul verglichen, wobei ein Alarmsignal ausgegeben wird, wenn eine Abweichung des Vital parameters detektiert wird, welche einen vorgegebenen Schwellenwert oder Grenzwert überschreitet. Alternativ, oder zusätzlich, kann das Expertenmodul ein Alarmsignal ausgeben, wenn eine manuelle Einstellung der Betriebsparameterwerte einen vorgegebenen Schwellenwert oder Grenzwert der Betriebsparameterwerte, des mindestens einen Vital parameters und/oder der modellierten Auswirkung auf die physiologischen Faktoren überschreitet. Somit kann der Arzt schnellstmöglich auf einen systemischen Fehler und/oder ein physiologisch kritischen Zustand aufmerksam gemacht werden bzw. auf ein potentielles physiologisches Risiko hingewiesen werden, wenn eine vorgenommene manuelle Einstellung den Patienten ggf. gefährden könnte.

Obwohl das Verfahren nicht auf das erfindungsgemäße Expertenmodul beschränkt ist, wird das Verfahren bevorzugt mit dem erfindungsgemäßen Expertenmodul ausgeführt. Ebenfalls können die vorstehend beschriebenen verschiedene Aspekte des Expertenmoduls, soweit diese nicht bereits explizit im Hinblick auf das Verfahren beschrieben worden sind, im Verfahren implementiert sein, ohne dass das Verfahren sich auf eine strukturelle Ausgestaltung des Expertenmoduls beschränkt.

Kurze Beschreibung der Figuren

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1 ist eine schematische Darstellung einer Implementierung eines Expertenmoduls auf einer logischen Ebene;

Figur 2 ist eine schematische Darstellung eines in einer Evaluierungseinheit gespeicherten physiologischen Modells;

Figuren 3A bis 3C zeigen alternative Ausführungsformen von Systemen mit einem Expertenmodul zusammen mit einem kommunikativ gekoppelten Beatmungsgerät und ECLS-System; und

Figuren 4A und 4B zeigen einen Verlauf, Vital parameterwerte und vorgeschlagene, bestimmte Soll-Werte von Betriebsparametern des Beatmungsgeräts und des ECLS-Systems.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.

In Figur 1 ist schematisch ein Expertenmodul 10 für ein Beatmungsgerät eines Patienten dargestellt, wobei es sich im Wesentlichen um eine Implementierung auf einer logischen Ebene handelt, wie durch die gestrichelte Linie gekennzeichnet. Es handelt sich also um eine Logik, welche beispielsweise von einem im Experten modul 10 vorgesehenen Mikroprozessor ausgeführt werden kann und welche in einem entsprechenden Speicher gespeichert ist. Als Eingangssignal für die Logik wird mindestens ein Vital parameter 16 über eine nicht dargestellte Schnittstelle von einer im Expertenmodul 10 vorhandenen Evaluierungseinheit 18 empfangen. Die Evaluierungseinheit 18 bildet eine zentrale Komponente und kann als Hardware- und/oder Programmmodul im Expertenmodul 10 integriert sein. Beispielsweise kann die Evaluierungseinheit 18 als Teil einer Steuer-/Regeleinheit des Experten moduls 10 implementiert sein, wenn das Expertenmodul 10 optional als Teil eines Beatmungsgeräts und/oder als Steuerung für das Beatmungsgerät ausgebildet ist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Expertenmodul 10 als Teil eines ECLS-Systems oder als separate Einheit ausgebildet ist, welche mit einem Beatmungsgerät und/oder einem ECLS-System, wie beispielsweise ein ECMO-System, kommunikativ gekoppelt ist.

Die Evaluierungseinheit 18 verarbeitet den mindestens einen Vital parameter 16 und bestimmt einen Zielwert 20, beispielsweise anhand von klinischen Richtwerten, wie mit den entsprechenden Pfeilen gezeigt. Weiterhin wird der Vital parameter 16 kontinuierlich empfangen und gespeichert, sodass ein Verlauf 22 des Vitalparameters 16 beim Bestimmen des Zielwerts 20 berücksichtigt werden kann. Anhand des Verlaufs 22 und des Zielwerts 20 wird ein Soll-Wert 24A für einen Betriebsparameter des Beatmungsgeräts prognostisch bestimmt, welcher den physiologischen Zustand des Patienten verbessern sollte. Beim Bestimmen dieses Werts werden weiterhin die Auswirkungen des Soll-Werts auf mindestens zwei physiologische Faktoren 26A, 26B berücksichtigt, sodass beim Optimieren des jeweiligen Betriebsparameters und mindestens eines physiologischen Faktors 26A, 26B eventuelle negative Auswirkungen auf einen anderen physiologischen Faktor 26A, 26B minimiert werden, wie nachfolgend im Hinblick auf Figur 2 erläutert werden wird.

Beispielsweise kann als Vital parameter 16 die aktuelle maximale Sauerstoffaufnahme am Patienten gemessen werden. Dieser kann durch eine Erhöhung des Atmungsvolumens verbessert werden. Durch die Erhöhung des Atmungsvolumens besteht jedoch ggf. in Folge einer Überdehnung auch das Risiko eines mechanischen Lungentraumas. Um diese prognostizierte, negative Auswirkung zu vermeiden oder zu reduzieren, kann der Betriebsparameterwert für das Atmungsvolumen bspw. nur bis zu einer Toleranzgrenze für die anderen physiologischen Faktoren erhöht werden. Hierdurch wird eine eventuelle Gefährdung des Patienten a priori weitestgehend ausgeschlossen.

Weiterhin ist das Expertenmodul 10 mit einem (nicht gezeigten) ECMO-System, das einen extrakorporalen Membranoxygenator umfasst und eine Konsole enthalten kann, gekoppelt, wobei ein solches System nicht nur für bestimmte Krankheitsbilder des Patienten und bei kritischen Patientenzuständen erforderlich sein kann, sondern generell eine Verbesserung der physiologischen Faktoren 26A, 26B bewirken kann. Die Handhabung eines ECLS-Systems oder ECMO-Systems als solchem ist für das Bedienpersonal bereits herausfordernd. Es müssen nun aber, wenn dieser einer parallelen Beatmung zugeschaltet werden sollte, zusätzlich zu den Vital parametern 16 und den Betriebsparametern des Beatmungsgeräts, weitere Betriebsparameter für das ECMO-System berücksichtigt werden. Dies dürfte sogar für qualifiziertes medizinisches Fachpersonal ganz erhebliche Eingangshürden für den Einsatz einer Kombinationstherapie von Membranoxygenierung oder ECMO und Beatmung darstellen. Zunächst ist also durch das Bedienpersonal die Entscheidung zu treffen, ob überhaupt eine parallele kombinierte Therapie von ECMO und Beatmungsgerät erfolgen soll oder ob Beatmung allein oder ECMO allein erfolgen soll. So können die Bedingungen bspw. den Einsatz eines ECMO-Systems mit einem extrakorporalen Membranoxygenator als Ersatz für eine Beatmung des Patienten vorsehen, d.h., das Beatmungsgerät kann dann abgeschaltet werden. Wie auch immer, die Betriebsparameter sind unter Berücksichtigung der physiologischen Faktoren für jede Therapieführung zu ermitteln.

Das Expertenmodul 10 berücksichtigt jedoch auch das zugeschaltete ECLS-System, beispielsweise ein ECMO-System, wobei in einer ECMO-Konsole alle Steuerungsparameter für das ECMO-System bzw. die ECMO-Therapie zusammenlaufen. Somit wird auch das Bestimmen von mindestens einem Soll-Wert 24B des ECLS-Systems ermöglicht, beispielsweise des Blutflusses für die Blutpumpe und/oder den Gasfluss für den Gas-Blender, zusätzlich zum Beatmungsgerät. Ermöglicht wird dies durch ein physiologisches Modell 32, welches mit der gestrichelten Linie gekennzeichnet ist.

Die Evaluierungseinheit 18 bestimmt mithin nicht nur mindestens einen Soll-Wert 24A für das Beatmungsgerät, sondern auch mindestens einen Soll-Wert 24B für das ECLS-System. Diese Soll- Werte 24A, 24B können dem Arzt oder dem medizinischen Fachpersonal mittels eines entsprechenden Signals 30 übermittelt werden, beispielsweise als grafische Darstellung des Soll- Werts 24A, 24B für den jeweiligen Betriebsparameter. Damit wird dem Arzt erfindungsgemäß eine sachgerechte Entscheidungsunterstützung geboten, sodass eine therapeutisch sinnvolle Einstellung des Beatmungsgeräts und des ECLS-Systems auch bei der Vielzahl an Variablen und zu berücksichtigender Faktoren erleichtert oder ggf. überhaupt erst ermöglicht wird.

In Figur 2 ist das physiologische Modell 32 schematisch gezeigt. Wie oben beschrieben, wird aus dem empfangenen Vital parameter 16 der Verlauf aufgezeichnet und ein entsprechender Zielwert 20 bestimmt. Aus dem Zielwert 20 und dem Verlauf (nicht gezeigt) wird dann eine bevorzugte Einstellung des Beatmungsgeräts und des ECLS-Systems berechnet, sodass entsprechende Soll-Werte 24A bzw. 24B bestimmt werden. Für jeden Soll-Wert 24A, 24B werden die Auswirkungen auf mindestens einen physiologischen Faktor 26A berechnet bzw. modelliert, wobei die Auswirkung bevorzugt nach einer Bewertung auf einer Skala erfolgt. Beispielsweise kann die Skala einen minimalen Negativwert und einen maximalen Positivwert umfassen, wobei eine neutrale Auswirkung, d. h. weder eine Verschlechterung noch eine Verbesserung des physiologischen Faktors, bei einem Wert gleich Null liegt.

Das physiologische Modell 32 sieht weiterhin vor, dass nach dem Bestimmen einer (maximal) positiven Auswirkung auf den einen physiologischen Faktor 26A die Auswirkungen auf mindestens einen weiteren physiologischen Faktor 26B berechnet bzw. simuliert oder modelliert wird, wie mit den entsprechenden Pfeilen gezeigt. Sollten die prognostizierten diesbezüglichen Auswirkungen negativ sein und bspw. einen Toleranzbereich überschreiten, so wird der Soll- Wert 24A, 24B erneut bestimmt. Die Anpassung des Soll-Werts 24A, 24B berücksichtigt die Auswirkung auf den weiteren physiologischen Faktor 26B derart, dass dieser sich innerhalb eines Toleranzbereichs befindet. Dadurch, dass die physiologischen Faktoren 26 sich gegenseitig bedingen können, kann vorgesehen sein, dass nur einer der physiologischen Faktoren 26A, 26B durch den entsprechenden Soll-Wert 24A, 24B verbessert werden kann, wobei eine nur geringfügige Verbesserung, Stabilisierung oder sogar eine mehr oder weniger geringfügige Verschlechterung des anderen physiologischen Faktors 26A, 26B als unvermeidlich hingenommen wird.

Bevorzugt ist dieser Prozess iterativ. Die Soll-Werte 24A, 24B werden kontinuierlich und mit dynamischen Werten eingegeben. Die Auswirkungen auf die physiologischen Faktoren 26A, 26B sind rückgekoppelt. Beispielsweise kann ein erster Soll-Wert 24A eine positive Auswirkung auf einen physiologischen Faktor 26A haben (bspw. eine Bewertung von beispielsweise 5 auf einer Skala von -10 bis 10), während diese Wahl gleichzeitig negative Auswirkungen auf einen weiteren physiologischen Faktor 26B mit einer Bewertung von beispielsweise -4 haben kann. Zwar kann vorgesehen sein, dass dieser Negativwert den Toleranzbereich nicht überschreiten soll. Bei einer zweiten iterativen Berechnung wird der Soll-Wert 24A jedoch um bspw. 20 Prozent verringert. Dies bewirkt eine Verringerung des ersten physiologischen Faktors 26A auf zwar nur noch 4, jedoch eine Verbesserung des weiteren physiologischen Faktors auf 0. Die Auswirkungen auf die physiologischen Faktoren 26A, 26B können naturgemäß linear oder nicht linear sein. Somit kann dieser Soll-Wert 24A insgesamt eine Verbesserung des physiologischen Zustands des Patienten bewirken.

Eine dritte iterative Berechnung bei einer weiteren Anpassung bzw. Verringerung des Soll-Werts 24A könnte jedoch sowohl den ersten als auch den weiteren physiologischen Faktor 26A, 26B verbessern, was den Genesungsprozess des Patienten langfristig vorteilhaft verkürzen könnte. Es wird aber erfindungsgemäß vorzugsweise eher keine automatische Einstellung vorgenommen, sondern nur ein Soll-Wert 24A, 24B vorgeschlagen, sodass der Arzt seinerseits die Einstellung vornehmen muss, bei der Einstellungsentscheidung jedoch unterstützt wird. So kann der Soll- Wert 24A, 24B übernommen oder es kann davon abgewichen werden, um beispielsweise einen spezifischen physiologischen Faktor 26A, 26B konkret zu verbessern, beispielsweise wenn eine akute Verschlechterung eines solchen Faktors auftreten sollte. Der Arzt muss somit nur wenige Betriebsparameter und Faktoren überblicken und wird weiterhin durch die vorgeschlagenen Soll- Werte 24A, 24B beim Vornehmen oder Anpassen von Einstellung sowohl des Beatmungsgeräts als auch des ECLS-Systems unterstützt. Eine Vollautomatisierung des Einstellungsverfahrens ist jedoch, obwohl nicht primär avisiert, erfindungsgemäß möglich.

In Figur 3A ist ein System mit einem in einem Beatmungsgerät 12 implementierten Expertenmodul 10 und einem gekoppelten extrakorporalen Membranoxygenator 28 gezeigt, wobei ein Patient 14 gleichzeitig von dem Beatmungsgerät 12 und einem ECLS-System 28 behandelt wird. Wie vorstehend beschrieben, ist diese Konfiguration jedoch lediglich optional und es kann ebenfalls vorgesehen sein, dass das Expertenmodul 10 in dem ECLS-System 28 oder als separate Einheit, die mit dem Beatmungsgerät 12 und dem ECLS-System 28 koppelbar ist, ausgebildet ist. Beispielsweise kann das Beatmungsgerät 12 ein mechanischer Ventilator sein, der über eine endotracheale Intubation invasiv mit den Atemwegen des Patienten 14 fluidisch verbunden ist. Das ECLS-System 28 ist vorliegend ein ECMO-System, das beispielsweise mittels zweier Kanülen mit dem Kreislauf des Patienten 14 verbunden sein kann, wobei das Blut beispielsweise einem venösen Zugang entnommen und über einen venösen oder arteriellen Zugang zurückgeführt wird. Extrakorporal wird es kontinuierlich durch einen Membranoxygenator, der den Gasaustausch in der Lunge ersetzt, gepumpt, sodass Kohlendioxid aus dem Blut entfernt und mit Sauerstoff angereichertes Blut zum Patienten zurückgeführt wird. Wie mit den entsprechenden Pfeilen gezeigt, findet somit eine simultane Behandlung des Patienten 14 sowohl mit dem Beatmungsgerät 12 als auch mit dem ECMO-System 28 statt.

Das Expertenmodul 10 ist in dieser Ausführungsform im Beatmungsgerät 12 integriert. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Expertenmodul 10 als separate oder externe Vorrichtung ausgebildet oder in einem anderen Gerät integriert ist. Das Expertenmodul 10 empfängt, wie vorstehend beschrieben, mindestens einen Vital parameter 16 des Patienten 14, sodass die Evaluierungseinheit (nicht gezeigt) beispielsweise mittels eines physiologischen Modells einen Soll-Wert für sowohl das Beatmungsgerät 12 als auch das ECLS-System 28 prognostisch bestimmen und vorschlagen kann, um den physiologischen Zustand des Patienten 14 zu verbessern. Diese Soll-Werte werden mittels eines entsprechenden Signals 30 ausgegeben, vorliegend an einen Monitor 34, welcher eine grafische Darstellung der im Signal 30 vorhandenen Soll-Werte sowie der von dem ECMO-System 28 und dem Beatmungsgerät 12 empfangenen Ist-Werte 36A, 36B ermöglicht.

Der Monitor 34 ist vorliegend ebenfalls optional als externe Einheit dargestellt, kann jedoch ebenfalls in dem Beatmungsgerät 12 oder in einer Konsole des ECLS-Systems oder ECMO- Systems 28 integriert sein, beispielsweise als Teil einer Benutzeroberfläche. Der Monitor 34, der optional als Benutzeroberfläche eines Steuermoduls ausgebildet ist, ist weiterhin dazu eingerichtet, Einstellungen des Beatmungsgeräts 12 und des ECMO-Systems 28 vorzunehmen und ggf. anzupassen, wie durch die gestrichelten Linien gezeigt. Der Monitor 34 ermöglicht somit, dass der Arzt beim Einstellen der lebenserhaltenden Geräte durch die Wiedergabe der Soll-Werte unterstützt wird und die Betriebsparameterwerte an einer Stelle anpassen kann, sodass komplexe Berechnungen seitens des Arztes entfallen können und weiterhin ein Hin- und Herbewegen verhindert wird. So werden die kognitiven Anstrengungen des Arztes bei der Geräteeinstellung reduziert und es wird ermöglicht, dass die bestmöglichen Betriebsparameterwerte unter Berücksichtigung aller relevanten Faktoren und Variablen eingestellt werden können.

In Figur 3B ist ein entsprechendes System mit einem separaten Expertenmodul 10 gezeigt, wobei das Expertenmodul 10 mit einem Beatmungsgerät 12 und einem ECLS-System 28 gekoppelt ist. In dieser Ausführungsform ist das Expertenmodul 10 optional mit einem Monitor 34 versehen, wobei mittels des Monitors 34 Einstellungen des Beatmungsgeräts 12 und des ECLS-Systems 28 vorgenommen oder angepasst werden können, wie mit den gestrichelten Linien schematisch dargestellt ist. In Figur 3C ist weiterhin eine Ausführungsform mit einem in einem ECLS-System 28 integrierten Expertenmodul 10 gezeigt, wobei das ECLS-System 28 ebenfalls einen Monitor 34, beispielsweise integriert in einer Konsole, umfasst. Die Ist-Werte 36B des ECLS-Systems 28 werden dabei durch die Implementierung des Experten moduls 10 in dem ECLS-System 28 direkt über eine gemeinsame Schnittstelle empfangen.

Ein konkretes Beispiel von gemessenen Vital parametern 16 und einem Verlauf 22 sowie die jeweilige Unterstützung von einem Beatmungsgerät und eines ECLS-Systems ist in Figur 4A gezeigt. In diesem Beispiel werden vier Vital parameter 16 vom Expertenmodul empfangen, nämlich die exspiratorische Sauerstoff-Fraktion (Fet0 ₂ ), das Sauerstoffangebot (D0 ₂ ), die Sauerstoffaufnahmekapazität (V0 ₂ ) und die Kohlendioxidabgabe (VC0 ₂ ). Es kann jedoch auch ein alternativer Vital parameter 16 oder auch eine alternative Anzahl von Vital parametern 16 empfangen werden.

Der Verlauf 22 der Vital parameter 16 wird beispielhaft für die letzten 20 Minuten in fünfminütigen Abschnitten über der horizontalen Zeitachse dargestellt, beispielsweise wenn zuvor gemessene Werte für die aktuelle Entwicklung des Krankheitsbildes ggf. nicht mehr relevant sind. Die Messwerte der Vital parameter 16 sind, im Prozentsatz oder als ml/min, neben dem Gesamtwert (Gesamt, durchgehende Linie) getrennt für den spezifischen Anteil des Beatmungsgeräts (Resp, Strichpunktlinie) einerseits und des ECLS-Systems (ECMO, gestrichelte Linie) andererseits dargestellt, wobei das nominale Verhältnis 38 bzw. der Anteil des Beatmungsgeräts ebenfalls als Wert im Prozentsatz des Gesamtwerts dargestellt ist. In Figur 4B ist ein konkretes Beispiel von vorgeschlagenen Soll-Werten 24A für das Beatmungsgerät 12 und das ECLS-System 28 dargestellt. Die Soll-Werte 24A für das Beatmungsgerät sind in diesem Beispiel die inspiratorische Sauerstoff-Fraktion (Fi0 ₂ ), das Atmungsvolumen (Vt), der positive endexspiratorische Druck (PEEP) und die Atmungsfrequenz (Rf), wobei die Soll-Werte 24B für das ECLS-System die Blutpumpenflussrate und den Gasvolumenstrom umfassen. Zusätzlich zu den vorgeschlagenen Soll-Werten 24A, 24B sind ebenfalls die momentanen Ist-Werte 36A bzw. 36B dargestellt, sodass der Arzt den momentanen Zustand und eine eventuelle vorgeschlagene Anpassung der Werte leicht überblicken kann.

Weiterhin sind auf der rechten Seite ebenfalls die Auswirkungen der berechneten Soll-Werte 24A, 24B grafisch dargestellt, wobei die relevanten physiologischen Faktoren 26A, 26B in einem Vieleck, hier einem Hexagon, dargestellt sind. Die physiologischen Faktoren 26A, 26B sind derart angeordnet, dass sich gegenseitig bedingende Faktoren gegenübergestellt sind, wobei ein Punkt im Randbereich einer negativen Auswirkung und ein Punkt im zentralen Bereich einer positiven Auswirkung auf den physiologischen Zustand des Patienten entsprechen. Die physiologischen Faktoren 26A, 26B sind derart dargestellt, dass die oberen physiologischen Faktoren 26A für eine Überventilierung und die unteren physiologischen Faktoren 26B für eine Ventilierungsinsuffizienz kennzeichnend sind. Diese Ausgestaltung ist nur optional, bietet aber eine weitere Erleichterung und gesteigerte Übersichtlichkeit für den behandelnden Arzt, indem die Auswirkungen auf die aktuelle Therapie und die technischen und physiologischen Faktoren gleichzeitig auf eine verständliche Weise dargestellt und interpretiert werden können.

In der grafischen Darstellung sind die Auswirkungen weiterhin als Vieleck dargestellt, wobei sowohl die Auswirkungen der aktuellen Ist-Werte 36A, 36B der Betriebsparameterwerte als auch die Auswirkungen der vorgeschlagenen Soll-Werte 24A, 24B separat und in unterschiedlichen Farben gezeigt sind, wie mit den Bezugszeichen 42 bzw. 40 gekennzeichnet. Somit ist unmittelbar ersichtlich, wie sich eine Anpassung der jeweiligen Betriebsparameterwerte auf den physiologischen Zustand des Patienten auswirkt, sodass der Arzt die Behandlung in Echtzeit im Hinblick auf die relevantesten (weil für den Patienten besonders kritischen) physiologischen Faktoren 26A, 26B ggf. anpassen kann. Dabei kann weiterhin eine farbliche Kennung oder ein farblicher Gradient als Hintergrund in der grafischen Darstellung vorgesehen sein, wie vorstehend mit der unterschiedlichen Schraffierung dargestellt, um eine Verbesserung und/oder ein Toleranzbereich für den jeweiligen physiologischen Faktor 26A, 26B anzuzeigen und die Interpretation der Auswirkungen der Soll-Werte 24A, 24B weiter zu erleichtern.

Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Bezugszeichenliste

10 Expertenmodul

12 Beatmungsgerät

14 Patient

16 Vital parameter

18 Evaluierungseinheit

20 Zielwert

22 Verlauf

24A,B Soll-Wert

26A,B Physiologischer Faktor

28 ECLS-System oder ECMO-System

30 Signal

32 Physiologisches Modell

34 Monitor

36A,B Ist-Wert 38 Verhältnis

40 Auswirkung der Soll-Werte

42 Auswirkung der Ist-Werte