Eine Untersuchung der Anforderungen an das Patientenüberwachungssystem und die Implementierung in der Programmiersprache C++ der vorgegebenen Modellierung

Inhaltverzeichnis

1. Einführung
1.1. Computer in der Intensivmedizin
1.1.1. Verarbeitung administrativer Daten
1.1.2. Computergestütztes Monitoring

2. Intensivstationen - Aufbau und Beschreibung

3. Technische Anforderungen an das Patientenüberwachungssystem
3.1. Technische Anforderungen
3.2. Messmethodik

4. Ärztliche Anforderungen
4.1. Starten des Systems und Aufnahme eines Patienten
4.2. Erfassen der Messwerte

5. Erforderliche medizinische Messgrößen
5.1. EKG
5.1.1. Medizinischer Abriss
5.1.2. Anforderungen beim Einstellen
5.2. Puls
5.2.1. Medizinischer Abriss
5.2.2. Aufforderungen beim Einstellen
5.3. Temperatur
5.3.1. Medizinischer Abriss
5.3.2. Einstellen und Anforderungen
5.4. Blutdruck
5.4.1. Grundsätzliches
5.4.1.1. invasiver Blutdruck (IP)
5.4.1.2. nichtinvasiver Blutdruck (NIP)
5.5. Herzzeitvolumen (HZV)
5.5.1. Grundsätzliches Anforderungen beim Einstellen und Beschreibung der Soft-Key-Zeile
5.6. Atmung
5.6.1. Medizinischer Abriss
5.6.2. Anforderungen beim Einstellen und Beschreibung der Soft-Key-Zeile
5.7. Sauerstoffsättigung (SaO2)
5.7.1. Grundsätzliches
5.7.2. Anforderungen beim Einstellen und Beschreibung der Soft-Key-Zeile

6. Einstellen der Grenzwerte und der Normwerte und die Alarmorganisation
6.1. Alarme, Definitionen und klinische Anforderungen
6.2. Norm- und Grenzwert-Einstellung
6.3. Alarmorganisation

7. Problemdarstellung

8. Die Implementierung der vorgegebenen Modellierung
8.1. Die vorgegebene Modellierung
8.2. Die Implementierung in der Programmiersprache C++

Literaturverzeichnis

Dankeswort

Bei meinem Hochschullehrer Herrn Prof. Dr. rer. nat. habil. R. Schönefeld möchte ich mich für die wissenschaftliche Betreuung bedanken.

Ebenfalls möchte ich mich vor allem bei meinem Betreuer Herrn Dip.-Ing. M. Kwatly für die zahlreichen und wertvollen Hinweise und Anregungen bei der Erstellung und Bearbeitung der vorliegenden Studienarbeit und für die Unterstützung bei gesamten Arbeit bedanken.

Issam Al-Khouri Ilmenau, den 01.05.96

T H E M A

„ Eine Untersuchung der Anforderungen an das Patientenüberwachungs-

system und die Implementierung in der Programmiersprache C++ der vorgegebenen Modellierung “

Selbständigkeitserklärung

Hiermit versichere ich, dass ich diese Arbeit nur unter Verwendung der angegebenen Hilfsmittel erstellt habe.

Issam Al-Khouri Ilmenau, den 01.05.96

1. Einführung

Die Überwachung der Patienten während der Narkose und der Intensivpflege (Überwachung in der Akutmedizin) besteht zunächst einmal in der unmittelbaren klinischen Beobachtung des Patienten durch Ärzte und Pflegekräfte. Da viele wichtige Veränderungen im Patientenzustand den menschlichen Sinnen nicht oder nur schwer zugänglich sind, werden in zunehmendem Maße technische Hilfsmittel genutzt. Überwachungstechnik beinhaltet daher zunächst einmal das Registrieren quantitativer Größen, die vom Patienten abzuleiten sind (Patienten- oder Vitalparameter). Daneben werden aber auch quantitative Größen festgehalten, die mit der Behandlung zusammenhängen (Medikamentengaben, Infusionen und ähnliches). Dazu gehören letztlich auch die ,,Maschinenparameter". (Das sind Einstellungen z.B. von Beatmungsgeräten, Infusion- und Spritzenpumpen, Dialysegeräten oder von Herz-Lungen-Maschinen.).[6]

Von den pro Intensivpatient anfallenden Überwachungsdaten (100%) sind 42% Labordaten und nur 13% Monitordaten (Herz/Kreislauf, Atmung u.a.). Der Rest besteht aus klinischen Beobachtungen, Therapiekontrollen und Bilanzen (s. Abb.1). [8]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Überwachungsdaten

Als Überwachungsprinzip hat zu gelten, dass sowohl durch Einzelparameter mit sinnvollen Grenzwerten auf gravierende Akutveränderungen hinzuweisen, als auch mit einer Trendüberwachung über mehrere Stunden eine Trendenveränderung einzelner Funktionen aufzuzeigen ist. Die intensivmedizinische Patientenüberwachung wird also einerseits klinisch und laborchemisch durch Schwestern und Ärzte durchgeführt, andererseits elektronisch mit Hilfe von Monitoren. Es gibt unzählige Überwachungsparameter der verschiedenen lebenswichtigen Funktionen, für die intensivmedizinische Patientenüberwachung ist es allerdings entscheidend, nur unbedingt notwendige Größen zu überwachen.

1.1. Computer in der Intensivmedizin

In den vergangenen Jahren hat sich die Computertechnologie zu einem hilfreichen und mittlerweile unverzichtbaren Bestandteil in der Überwachung der Patienten während der Intensivtherapie entwickelt. Es liegt dabei in der Natur der verwendeten Technologie, dass die rasante Entwicklung auf dem Computermarkt zu einer ständigen Veränderung der Einsatz gebiete führt. So hat sich die Rechnerkapazität in den letzten 10 Jahren etwa um den Faktor 100 000 erhöht. Im Wesentlichen gleich geblieben ist dagegen die Leistung, die ein Fachmann innerhalb eines Jahres an Software erstellen kann.

Aufgrund dieses Miniaturisierungsprozesses wurde möglich, den Computer nun in vielen speziellen Situationen bzw. Untersuchungslabor und auch in der Intensivtherapie einzusetzen. Die Anwendungsbereiche der Computer im Rahmen der Intensivtherapie bewegen sich im Bereich des Monitorings, im Bereich Berechnungen und in der Darstellung von großen Datenmengen auf Bildschirmen. Durch den niedrigen Anschaffungspreis der Personalcomputer (PC) wurde der Umgang mit ihnen mehr und mehr üblich.

Der Computer kann im Rahmen der Intensivtherapie verschiedene Anwendungen finden. Verfolgt man die Entwicklung, so spielt die Computertechnologie zumeist bei der Behandlung des schwerkranken Patienten eine Rolle.

Trotz jahrelanger Untersuchung und intensiver Forschung ist zwar auch heute noch eine weitverbreitete Computergestützte Entscheidungsfindung nicht möglich, aber es gibt wertvolle Entwicklungen, die in eine hoffnungsvolle Zukunft der Computertechnologie weisen.

Hierbei haben sich im Wesentlichen 4 Hauptanwendungsgebiete herauskristallisiert: Verarbeitung administrativer Daten, Monitoring, Ausbildung und Entscheidungsfindung.

Darüber hinaus ist für zukünftige Planungen von Bedeutung, welches Computersystem für die anstehende Fragestellung am besten geeignet erscheint. Auf den Entwicklungsstand der genannten Anwendungsgebiete der Computertechnologie und der zukünftigen Entwicklungstendenzen soll nachfolgend näher eingegangen werden. [6].

1.1.1. Verarbeitung administrativer Daten

Der Einsatz von Computer bei der Handhabung administrativer Daten und bei der Abrechnung medizinischer Leistung ist in weiten Teilen der Medizin etabliert. Auch ist es z.B. möglich geworden, brauchbare Statistiken über die Komplikation verschiedener Therapieverfahren darzustellen. Auch werden vielfach schon automatisch erstellte Entlassungsberichte und Briefe an andere beteiligte Ärzte, Versicherung bzw. Kassen weitergeleitet. Insgesamt gesehen aber scheint der intensivmedizinische tätige Arzt nur spärlich Gebrauch von diesen Möglichkeiten zu machen. [6]

1.1.2. Computergestütztes Monitoring

Wesentlich häufiger wird die Computergestützte Kontrolle sowohl von Vitalparametern als auch von der medizinischen Ausrüstung akzeptiert. Die Überwachung und die Bearbeitung von physiologischen Parametern sind wohl als Haupteinsatzgebiete eines Rechners auf einer Intensivstation anzusehen. Die traditionelle Vorgehensweise auf einer Intensivstation besteht darin, die physiologischen Parameter, Druckwerte, Herzzeitvolumen, Herzfrequenz, Laborchemie, respiratorische Größen etc. zu beobachten und bei Auftreten pathologischer Veränderungen entsprechende therapeutische Maßnahmen zu beginnen. [6].

In den letzten Jahren brachten verschiedene Firmen eine neue Generation von Überwachungsgeräten auf den Markt, die die Entwicklung der vergangenen Jahre auf dem Sektor der Hardware berücksichtigen. So werden heute zahlreiche Monitorsysteme und Analysegeräte angeboten, die Mikroprozessoren mit elektronischen Signalgebern enthalten. Die Ausrüstung zur intensivmedizinischen Überwachung beinhaltet neben EKG-Displays und Arrhythmiecomputern automatische Blutdruckmonitore, Respiratoren, Gasanalysatoren und Alarmgeber. Die Protokollierung von Messergebnissen und die automatische Wiederholung von Elektroden und die Berechnung physiologischer Beziehungen. Der Überwachbahre Zeitraum ist allerdings durch die verwendeten Speicherkapazitäten auf wenige Tage begrenzt, wenn nicht Erweiterungen der Systeme vorgenommen werden.

In der Vergangenheit wurden auch von verschiedenen Arbeitsgruppen erstellte Überwachungssysteme zunehmend erfolgreich angewendet. Einige Arbeitsgruppen haben Computergestützte Überwachungssysteme erweitert mit dem Ziel, bestimmten klinischen oder patientenspezifischen Bedürfnissen Rechnung zu tragen. Der Schwerpunkt dieser Modelle liegt noch darin, Daten zu erfassen und zu dokumentieren. Eine geeignete transparente Datenerstellung, welche die konventionelle Dokumentation überflüssig werden ließe, wird bislang nicht geboten.

Ein anderes Einsatzgebiet der Computertechnologie ist die Speicherung von Patientendaten, so z.B. Druckwerte, Flows, Temperatur, Herzfrequenz, Arhthmien, Blutgase oder Ein- und Ausfuhr von Flüssigkeiten. Geeignete Softwareprogramme erlauben die Darstellung dieser Daten als Trend. So können Sauerstoff- und Kohlensäurespannung über 24 oder 48 h grafisch dargestellt werden. Der Luftwegsdruck und Arrhythmien können ebenfalls grafisch zur Darstellung kommen. Hierdurch wird auch eine Verbesserung der Überwachung der Vitalparameter eines Patienten erzielt, da Veränderungen der Vitalprameter aufgrund der Trendanalyse leichter zur Darstellung kommen. Andere Programme sind in der Lage, über 3 oder 4 Tage Blutdrucktrend, Temperaturverhalten oder Beatmungsparameter darzustellen.

Durch die Möglichkeit der prognostischen Trenddarstellungen, der Berechnung von Sekundärparametern, der Darstellung spezifischer Mechanismen und physiologischer Beziehungen vermittelt der Computer ein besseres Erkennen bei der Überwachung komplexer Zusammenhänge. Hierdurch erleichtert er frühzeitige therapeutische Maßnahmen.

Viele hämodynamischen Parameter des Sauerstofftransports können nicht direkt gemessen werden. Sie müssen aus anderen Größen, die direkt gemessen werden berechnet werden. Solche Berechnungen können mit Hilfe eines Mikroprozessor exakt und schnell durchgeführt werden und können darüber hinaus auch in ansprechender Form präsentiert werden. Bei den Werten der Blutgasanalyse kann der Computer behilflich sein, die Werte korrekt in Bezug zur Körpertemperatur zum Ausdruck zu bringen. Alveoloarterielle Gasgradienten und Sauerstoffsättigung können unschwer berechnet werden.

2. Intensivstationen - Aufbau und Beschreibung

Die Intensivmedizin wurde in den 50er Jahren in den USA aus der Idee heraus geboren, Patienten in Lebensgefahr einer Behandlung, Überwachung und Pflege zuzuführen, die primär

- vor der Behandlung eines etwaig vorhandenen Grundleidens - die Vitalfunktionen wiederhergestellt, erhält oder notfalls zeitweilig ersetzt. Danach lassen sich intensivemdizinischen Leistungen in den Bereichen Überwachung, Behandlung und Pflege wie folgt klassifizieren.
- Überwachung der Vitalfunktionen wie Atmung, Kreislauf, Temperatur, Bewusstseinslage, Nieren- und Leberfunktionen sowie sonstige Stoffwechselfunktionen,
- Behandlung von Patienten mit so stark gestörten Vitalfunktionen, dass sie einer apparativen Unterstützung bedürfen: Respiratorbehandlung (Beatmung), Transfusions- und Infusionstherapie, Hämo- und Peritonealdialyse, gestörte Temperaturregulation, temporäre Herzschrittmacher usw.,
- Ergänzung normalpflegerischer Maßnahmen (Ernährung, Wundpflege, Verbandswechsel, Waschen usw.) durch besondere Maßnahmen (z.B. Anti-Dekubitus-Prophylaxe).
Neben interdisziplinär genutzten Einheiten werden Intensivstationen überwiegend folgenden Fachbereichen zugeordnet:
- Chirurgisch-traumatologische Stationen (postoperative Behandlung, Unfälle, Blutungen, Wiederbelebung, Stoffwechselerkrankungen),
- internistisch-konservative Stationen (kardio-vaskuläre Erkrankungen, Vergiftungen, Lungenerkrankungen, Stoffwechselerkrankungen, Dialyse-Behandlung),
- Spezialeinheiten (Kinder-, Neugeborenen-Intensivstationen, Stationen für Schwerst-Brandverletzte, Stationen für Querschnittgelähmte, neurologische Intensivüberwachung usw.).

3. Technische Anforderungen an das Patientenüberwachungssystem

3.1. Technische Anforderungen

Während vor einigen Jahren die Überwachungsgeräte mit diskreten Bauelementen in Analogtechnik aufgebaut waren, folgte nach einer relativ kurzen Phase der Geräte mit fest verdrahteter Digitalelektronik die gegenwärtige Gerätegeneration, bei der ganz überwiegend die programmgesteuert Digitalelektronik eingesetzt wird.

Die damit verbundenen Verbesserungen haben eigentlich erst die Voraussetzung für die Erweiterung der Kenntnisse über Zustand und Reaktionen der Patienten unter den Bedingungen der Akutmedizin geschaffen, so dass auch die klinische Bewertung vieler Messverfahren noch keineswegs abgeschlossen ist.

Es wird aus diesen Gründen vor allem Wert darauf gelegt, die methodischen Aspekte herauszuarbeiten, mit dem Ziel, den Zugang zum Verständnis spezieller technischer Lösungen zu vereinfachen und die Einordnung in den Gesamtrahmen zu ermöglichen. Es wird daher insbesondere auch nicht eine Aufgliederung in Hardware- und Softwarelösungen erörtert, sondern die Methodik erläutert, die häufig eine Lösung mit verschiedenen Techniken erlaubt. (Die technischen Einzelheiten sind im konkreten Fall den entsprechenden Gerätebeschreibungen zu entnehmen).

Dazu jedoch eine generelle Feststellung: Nach dem Signalaufnehemer bzw. dem Transduser hat es die Überwachungstechnik mit der Übertragung, Verarbeitung und Speicherung elektrischer Größen zu tun. Eine spezifische Stärke der Digitalelektronik liegt nun gerade in der Speicherung - mit Auswirkungen auf die Möglichkeiten der Verarbeitung durch Rückgriff auf früher aufgenommene Daten-, so dass an dieser Stelle qualitative Vorteile entstehen, die vergleichbare Lösungen Analogtechnik nicht zulassen.

Als technische Anforderungen an das Patientenüberwachungssystem (PÜS) sind zu erläutern, dass das System eine freundliche Benutzung und leichte Bedienbarkeit für den Benutzer zur Verfügung stellt. Es bestehen vor allem aber auch einen hohe Anforderungen bezüglich der Bediensicherheit, wobei die Erfahrung im Umgang mit rechnergestützten Systemen beim Benutzer in der Regel nicht vorausgesetzt werden kann.

Auf Grund der hohen Personalfluktuation und Arbeitsbelastung steht nur extrem wenig Zeit zur Einarbeitung in die Handhabung des Systems zur Verfügung. Durch die Gestaltung von Darstellungen und Dialogen nach ergonomischen Prinzipen und durch den Einsatz Hochauflösender, farbgraphischer Bildschirme kann diesen Forderungen Rechnung getragen werden.

3.2. Messmethodik

Zunächst seien Kriterien genannt, welche im Weiteren zur Kennzeichnung der messtechnischen Methoden verwendet werden:

1a) den Patienten wenig belastende (oder weitgehend risikolose) Methoden,
1b) den Patienten belastende (oder Risikobehaftete) Methoden,
2a) punktuelle Messungen (in größeren, meist unregelmäßigen Zeitabständen durchgeführt),
2b) kontinuierliche (oder quasi kontinuierliche) Messungen.[6]

Einige erläuternde Bemerkungen zu dieser Einteilung:

Zu 1): Oft wird zwischen nichtinvasiven und invasiven Parametern unterschieden. Gelegentlich ergeben sich jedoch Grenzfälle, die diese Einteilung fragwürdig erscheinen lassen und dann letztlich auf die Diskussion der Patientenbelastung bzw. des Patientenrisikos führen. Tatsächlich gehören die nichtinvasiven Methoden im Regelfall zur Gruppe 1a), die invasiven zur Gruppe 1b).

Zu 2): Die zeitliche Auflösung ist immer begrenzt. Sie wird bei einer Analogregistrierung durch die Grenzfrequenz des Erfassungs- und Aufzeichnungssystems, bei einer Digitalregistrierung durch den zeitlichen Abstand zwischen jeweils zwei aufeinander folgenden Messungen, das Abtastintervall, bestimmt. Wir gehen von konstanten Abtastintervallen aus (Nyquistsample). Der Kehrwert des Abtastintervalls bezogen auf die Zeiteinheit ist die Abtastfrequenz (häufig in Anlehnung an das englische "rate" als Abtastrate bezeichnet).

Eine Beschränkung in der zeitlichen Auflösung ist wegen des begrenzten physiologischen Informationsgehalts des registrierten Signals sinnvoll. Da eine höhere zeitliche Auflösung außerdem höhere Kosten bedingt, sollte sie aus ökonomischen Gründen dem zu beobachtenden Phänomen angepasst sein.

Nach dem Shannon`schen Abtastet-Theorem sind Abtastfrequenz und Grenzfrequenz einander zugeordnet, so dass die zeitliche Auflösung entweder durch die Grenzfrequenz oder durch die Abtastfrequenz charakterisiert werden kann. Wir werden im Folgenden die Abtastfrequenz gegenüber der Grenzfrequenz bevorzugen, weil sie anschaulicher ist und die zunehmende Bedeutung der Digitaltechnik dafür spricht. Eine fortlaufende Registrierung von Messwerten ist also stets als quasikontinuierlich anzusehen. Die entscheidende Frage ist nur, ob die Grenzfrequenz bzw. die Abtastfrequenz ausreichend ist, die zeitliche Auflösung zu gewährleisten, die zur richtigen Beurteilung des Verlaufs der beobachteten Messgröße erforderlich ist. In diesem Sinn kann unter entsprechenden Bedingungen auch eine in längeren Zeitintervallen wiederholte Messung als quasikontinuierlich gelten. Wir verstehen unter einer punktuellen Messung deshalb eine solche, bei der die Intervalle so groß sind, dass sie den Verlauf des gemessenen Parameters nicht repräsentieren können.

Punktuelle Messungen werden angewandt, wenn sie aus Gründen ihres hohen messtechnischen Aufwandes oder wegen der Belastung des Patienten nicht häufiger durchführbar sind. Der erste Grund liegt beispielsweise bei den Bestimmungen im klinisch-chemischen Labor vor, der zweite bei der Bestimmung von hämodynamischen Parametern nach der Kälte-Verdünnungs-Methode, da die Zufuhr zu großer Flüssigkeitsmengen das Herz-Kreislauf-System des Patienten zu stark belasten würde.

Es ist einleuchtend, dass für die Entdeckung akuter Gefahrensituationen kontinuierliche Messungen vor den punktuellen Messungen den Vorzug haben. Außerdem wird man bestrebt sein, wenig belastende Verfahren anzuwenden. Da die belastenden Methoden oftmals genauere bzw. diagnostisch differenziertere Aufschlüsse geben, bedeutet das im Regelfall eine Abwägung der Risiken, die einerseits durch die Anwendung belastender Messverfahren und anderseits durch Unzulänglichkeiten in der Kenntnis des Patientenzustandes bei weniger belastenden Verfahren gegeben sind.

Die weiteren Erörterungen folgen der Abb.2, die eine grobe Übersicht über verschiedene Ebenen der Messwerteerfassung, -verarbeitung und -präsentation gibt [6].

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2 : Schema zur Messwertverarbeitung

In der Mehrzahl aller Kliniken werden sowohl bei der Narkose - als auch bei der Intensivüberwachung verfahren der Ebenen A, B und C angewandt.

Einzelmessungen im Sinne von punktuellen Messungen (Eben A, z.B. aus dem Blutgaslabor) werden in das Protokoll als numerische Werte aufgenommen. Ebenso werden Einzelwerte behandelt, welche aus verschiedenartigen Einzelmesswerten oder auch aus mehreren gleichartigen Messwerten eines Zeitabschnitts berechnet werden (z.B. Hämodynamik-Parameter, Flüssigkeitsbilanz).

Die erforderlichen Parameter des PÜS’s (Puls, Temperatur, Blutdruck, Herzaktionen, usw.) werden mit Hilfe so genannten Modulen erfasst. In diesen Modulen werden die Signale der zu überwachenden Vitalwerte durch einen Analog/Digital-Umwandler (ADU) digital aufbereitet und anschließend dem Monitor bzw. PC zugeführt. Diese Module werden in eine separate Modulbox eingesetzt, die zusammen oder getrennt angeordnet sein kann, so dass für jeden Anwendungsfall die optimale Signalkombination zur Verfügung steht.

4. Ärztliche Anforderungen

4.1. Starten des Systems und Aufnahme eines Patienten

Es wird ein Modell vorgestellt, aus dem durch strukturierten Entwurf eine Modellhierarchie zu entwickeln ist. Das Patientenüberwachungssystem (PÜS) soll sich in einer Intensivstation zur Verfügung stellen.

Das angenommene Intensivzimmer besteht aus einem Bett und der Patient wird mit Hilfe von Elektroden bzw. Sensoren durch das Bedside-Monitoring bzw. PÜS dauernd überwacht.

In dem System wird es gefordert, dass nach dem Einschalten des Systems mit dem Hauptschalter oder zugehörigen Funktion automatisch ein Bereitschaftsbild erscheint, damit wird angewiesen, dass das System gestartet ist. Das Bereitschaftsbild kann in einer Form einer MenüLeiste oder eines Patienten-Aufnahme-Bild erscheinen.

Während des Betriebs muss das System periodisch Selbsttest durchführen. Findet es dabei Fehler, die durch einen Neustart behoben werden können, löst es diesen automatisch aus. Sind durch die aufgetretenen Fehler einzelne oder mehrere Dateien nicht mehr einwandfrei, löscht das System diese Dateien und gibt einen entsprechenden Hinweis aus [13].

Findet das System bei diesem Selbsttest Fehler, die eine sichere Patientenüberwachung nicht mehr gewährleisten, gibt es ebenfalls entsprechende Hinweise. Kann das System aufgrund des aufgetretenen Fehlers selbst diesen Hinweis nicht mehr ausgeben, meldet es sich mit einem Warnton.

Die Oberflächen (Desktop) bzw. die Menüs des System muss so aufgebaut werden, dass sie durch den Benutzer sofort einwandfrei und mühelos bedient werden können, und sie so gestaltet werden, dass sie je nach Benutzungsebene mit dem entsprechenden Fenster aktiv oder nicht aktiv in der Sicht des Benutzer sein sollen, damit sie jedes Mal zugreifbar sein können.

Die Oberfläche des Systems soll immer in sich das aktuelle Datum und die aktuelle Uhrzeit haben, zu empfehlen ist, dass das Datum und die Uhrzeit in Sicht bleiben sollen (z.B. an der Oberkante).

Patientenaufnahme-Funktion: Die Patienten-Aufnahme-Funktion kann durch Drücken einer Taste oder Auswahl von einer Menü- Leiste aktiviert werden, als Antwort für Bereitschaft dieser Funktion wird ein Fenster zur Aufnahme eines neuen Patienten oder zum Ändern einzelner Patientendaten erscheinen.

Die erforderlichen Daten für eine neue Patienten-Aufnahme sind, in der Reihenfolge der von Ärzten an den häufig verwendeten Daten, in dieser Tabelle dargestellt:

Patienten-Name oder Id.: um zwischen verschiedenen Patienten (manchmal mit gleichen Namen) identifizieren zu können, und kann in dieser Stelle statt des Namen eine Patientenkennnummer eingegeben werden.

Gewicht [Kg]: Es wird hier aufgefordert, eine Zahl einzugeben, diese Zahl ist ein Art von natürlichen Zahlen einzugeben.

Größe [cm]: Es wird eine natürlichen Zahl eingegeben.

Körperfläche [m²] : Eine Zahl von Art Integer, wird nach Boyd-Gleichung automatisch berechnet

Geburtsdatum : Die Eingabe wird in Form [Tag-Monat-Jahr] eingegeben (z.B. 12.03.1952].

Aufnahmedatum: Die Eingabe wird auch in Form [Tag-Monat-Jahr] eingegeben (z.B. 10.10.1995).

Das System soll den Benutzer sicherheitshalber fragen, ob er wirklich eine neuen Patienten aufnehmen möchte, den dadurch ebenfalls alle früheren Daten gelöscht.

Bei Eingabe des Namens oder Kennummer soll der Name oder die Kennummer erscheinen werden (z.B. links oben im Bild) dazu auch der Bettnummer, dann wird so nach einander alle Daten eingegeben.

Die Körperfläche berechnet sich automatisch aus Gewicht und Größe nach der Formel von Boyd [1]:

KO = 0,01787 . G0,4838 . L0,5

Geburtsdatum und Aufnahmedatum sollen folgendermaßen eingegeben werden: Tag und Monat 2stellig, Jahr 4stellig. (Beispielsweise 2.Januar 1959 : 02 01 1959).

Achtung: ein Passwort-Schutz ist bei der Patientenaufnahme keine Aufförderung für die Aufnahme.

Für Änderung einzelner Aufnahmedaten bei einem bereits aufgenommenen Patienten wird aufgefordert, dass eine Taste bzw. Leiste mit der Funktion Datenändern gedrückt werden soll.

Alle angegebenen Daten werden automatisch nach der Bestätigung der Eingabe in einer Form von Datenbank gespeichert.

4.2. Erfassen der Messwerte

Achtung: Bevor man mit dem Anlegen von Elektroden oder anderen Messaufnehmern und ein Patientenüberwachungsprozess anfängt, ist man angefordert, alle Überwachungsfunktionen zu stoppen. Damit wird verhindert, dass das PÜS während dieser Zeit unnötig Alarm meldet.

5. Erforderliche medizinische Messgrößen

5.1. EKG

5.1.1. Medizinischer Abriss

Man bezeichnet die Ableitung der elektrischen Aktivität der Herzmuskelfasern als Elektrokardiogramm (EKG). Das EKG stellt die Aufzeichnung solcher Aktivität in Abhängigkeit von der Zeit dar und kann in der Nähe des Herzen, aber auch in großer Entfernung z.B. auf der Brustwand, gemessen werden, und es kann entweder mit einer 3- oder 5adrigen Überwachungsleitung abgenommen werden.

Eine typische EKG-System-Ableitung kann einen Kurvenverlauf entsprechend der Darstellung in (Abb. 3) entnommen werden [1].

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3 : Normalform des EKG mit den wichtigen Grenzwerten der Dauer einzelner Abschnitte

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4 : Anlegen der Elektroden mit 3adriger Leitung

Normwerte. Das PQ-Intervall, die sog. Überleitungszeit, umfasst den Zeitraum vom Beginn der Vorhoferregung bis zum Beginn der Kammererregung. Es dauert normalerweise kürzer als 0,2s. Verlängerungen über 0,2 s deuten auf Störungen der Erregungsleitung im Bereich des AV-Knotens bzw. des His-Bündels hin. Eine Verlängerung der QRS-Gruppe über 0,12 s spricht für Störungen der ventriculären Erregungsausbreitung. Die Gesamtdauer von QT ist von der Frequenz abhängig. Bei Zunahme der Herzfrequenz von 40 auf 180/min nimmt z.B. die QT-Dauer von etwa 0,5 auf 0,2 s ab. Für die Amplituden der einzelne Zacken gelten etwa folgende Richtwerte: P < 0,25 mV, Q < 1/4 von R, R+S > 0,6 mV, T= 1/6 bis 2/3 von R [1].

Anlegen der Elektroden.

Wenn Es eine 3adrige Leitung verwendet werden soll, wird die Elektroden entsprechend Abb. 4 [13] angelegt:

- schwarz = rechte, mittlere (hintere) Axillarlinie etwa in Höhe der 6. Rippe

- rot = Sternum in Höhe der 2. Rippe

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5 : Anlegen der Elektroden mit 3adriger Leitung

- gelb = linke, mittlere (hintere) Axillarlinie etwa in Höhe der 6. Rippe.

Ein weiteres Ableitungsschema (3adrige Leitung) zeigt Abb. 5 [13]:

- schwarz = Sternum

- rot, gelb = Schulter

5.1.2. Anforderungen beim Einstellen

Es wird hier von Ärzten aufgefordert, dass man diese Funktion mit einer Taste EKG das EKG-Signal vorübergehend aus und wiedereinschalten kann, damit wird ein Fenster herausgerufen. Bei dieser Funktion ist sehr wichtig, das EKG-Signal graphisch bzw. analytisch darzustellen, dazu muss gezeigt werden, die Messwerte von dem zugehörigen Patienten wie Blutdruck (Systolischer und Diastolischer Druck), gemessene Herzfrequenz und /oder die Pulsfrequenz.

In diesem Fenster soll die Ableitung vom EKG-Signal eingestellt werden. Das EKG-Signal soll (wie von Ärzten erforderlich) in Abhängigkeit zwischen der Amplitude und der Zeit graphisch dargestellt. Die Amplitude wird mit einer Taste aufgerufen und dabei vom Arzt eingestellt, dass der Darstellungsberiech unter Berücksichtigung des anliegenden EKG-Signals optimal ausgenützt wird.

Im EKG-Fenster soll eine Möglichkeit geben, ein EKG-Signal als Laufbild dargestellt werden kann, und zwar durch Aufrufen mit Hilfe einer Taste (z.B. Taste Laufkurve). Eine Verlaufsdarstellung beinhaltet den zeitlichen Verlauf eines oder mehrerer Parameter in graphische Form. Üblicherweise werden auf der Abszisse die Zeit und auf einer oder mehreren Ordinaten die Wertbereiche der Parameter notiert.

Verlaufsdarstellungen haben in der Patientenüberwachung besondere Bedeutung. Es stellen sich die folgenden Probleme:

- Minutenweise ist eine ganze Reihe von Originalsignalen simultan darzustellen, darunter mehrere gleichartige (z.B. Drucksignale).
- Bei Merkmalsequenzen und Parameterverläufen müssen nicht selten größenordnungsmäßig zehn Signale simultan dargestellt werden.

Ein EKG-Fenster soll möglichst ein Alarmstatus beinhaltet, wobei die Minutenwerte (Messwerte) und die Grenzwerte eingestellt werden können. Sowohl die Normwerte als auch die Grenzwerte werden von Arzt eingegeben, dabei muss ein gewiesen Sicherheit geben, indem das System den Arzt auffordert, ein Passwort einzugeben, bevor er die Werte (Norm- und Grenzwerte) eintippt. Wird dieses Passwort vom Arzt bestätigt und vom System anerkannt, wird der Arzt die Zugangsmöglichkeit haben, die Werte einzugeben, dabei wird auch entschieden, ob ein Wert grundsätzlich überwacht werden soll oder nicht. Wird der Grenzwert überschritten, wird sich ein Alarmsignal auslösen (mehr dafür im Abschnitt „ Einstellen der Grenzwerte “).

5.2. Puls

5.2.1. Medizinischer Abriss

Bei Verwendung eines Dehnungsstreifens oder eines photoelektrischen Senders am Finger oder am Ohr (s. Abb. 6) kann die periphere Pulswelle unblutig registriert werden. Die Pulswelle ist ein Maß für peripheren Blutfluss und Pärfusion, wobei die Fläche unter der Kurve (halbe Basis und Höhe) ein Maß für die Veränderung sein kann. Die absolute Höhe der Kurve hängt vom Anpressdruck des Sensors ab. Die periphere Pulswelle ist ein relatives Maß für eine Veränderung des effektiv zirkulierenden Blutvolumens, des Schlag- und Herzminutenvolumens [1].

Anlegen der Elektroden (Abb.6)

- Den Ohrpulsabnehmer wird je nach Durchblutung entweder am Ohrläppchen oder an der Ohrmuschel angelegt und wird die Zuleitung mit Heftpflaster am Hals fixiert.
- Den Fingerpulsabnehmer wird mit Heftpflaster an Finger oder Zehe befestigt [13].

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 6 : Anlegen des Ohrpulsabnehmers und Fingerpulsabnehmers

Normwerte

Die nachfolgenden angegebenen Werte gelten für eine gesunde männliche Person im alter von 20-30 Jahren:

Puls = 75 - 180 /min

5.2.2. Aufforderungen beim Einstellen

Puls wird mit einem Modul abgeleitet und in digitalem Form an dem Monitor (bzw. PC) weiter geleitet, wobei aus dem Pulssignal neben der Darstellung der Pulsverlaufkurve auch die Pulsfrequenz ermittelt werden kann.

Vom Arzt gewünschten Parameter (hier ist Pulse) wird durch Aktivieren der Funktion Pulse mit Hilfe einer Menüleiste Pulse aufgerufen. Es wird dabei aufgefordert, dass das System in dem Fall, wenn kein Modul sich an das Monitor bzw. System angeschlossen ist, ein Warnungssignal auslöst. Dieses Signal bleibt aktiv, solange die Warnnungsursache nicht beseitigt wird.

Beim angeschlossenen Modul und abgeleiteten Signal wird den gemessenen Messwert des Patienten analytisch (in Zahlen-Form) angezeigt. Mit der Menüleiste Puls kann das Signal vorübergehend aus- und wieder eingeschaltet werden, dabei wird bestimmt, ob die Herzfrequenz und / oder die Pulsfrequenz ermittelt werden soll, und wenn ja, aus welchem Signal die Pulsfrequenz ermittelt wird.

Zur Auswahl der verschiedenen Möglichkeiten wird ein Fenster zum Auswählen von der gewünschten Funktion erscheinen. Nach jeder Auswahl wird die gewünschte Stelle mit Enter-Taste bestätigt, aber nur wenn es sich um Grenzwerte-Einstellen bzw. vom Arzt Normalwerte-Eingabe geht, soll dann eine Passwort-Eingabe aufgefordert werden, erst dann nach der Eingabe des Passwortes, die Bestätigung und die Anerkennung vom System wird dem Arzt den Zugang erteilt, um die Grenzwerte und die Normalwerte ändern oder eingeben zu können.

5.3. Temperatur

5.3.1. Medizinischer Abriss

Zur Kennzeichnung des Temperaturzustandes der Körperschale misst man meist die leicht zugängliche Hauttemperatur. Noch viel weniger als bei der Kerntemperatur reicht hier ein Einzelwert zur Charakterisierung des Temperaturzustandes aus, man muss viel mehr die Temperatur mehrerer Hautstellen messen und einen Mittelwert bilden.

Zur Bildung der mittleren Hauttemperatur werden die Temperaturen von Stirn, Brust, Bauch, Oberarm, Unterarm, HandDrücken, Oberschenkel, Unterschenkel, Fußrücken gemessen und bei der Mittelwertbildung eine Gewichtung vorgenommen gemäß der Größe des Körperoberflächenanteils, der durch die einzelnen Hauttemperaturen repräsentiert wird. Bei behaglicher Umgebungstemperatur beträgt die so bestimmte mittlere Hauttemperatur beim unbekleideten Menschen ca. 33 - 34 C. Aus mittlerer Hauttemperatur und Kerntemperatur wird die“ mittlere Körpertemperatur“ bestimmt [1].

Anlegen der Temperaturfühler

Die Körpertemperatur kann mit Hilfe eines Thermometers (Temperaturfühler) abgenommen werden. (Darüber hinaus sind in der Bundesrepublik Deutschland grundsätzlich nur amtlich geeichte Temperaturfühler zulässig.). Die Temperaturfühler werden auf eine der o.g. Stelle angelegt und befestigt, die Temperatur kann nun gemessen und überwacht werden.

5.3.2. Einstellen und Anforderungen

Die Temperaturabmessung kann mit Hilfe eines Temperaturmessgeräts (Temperatur-Modul) abgeleitet und weiter zum System (PÜS) in einem digitalem Form geführt und überwacht werden, d.h. wird es an das System aufgefordert, die gemessene Temperatur- Signale anzuzeigen, darüber hinaus soll ein Test vorher durchgeführt werden, damit wird sicher, ob der Temperaturfühler schon angeschlossen ist oder nicht. Deshalb wird eine Testtaste aufgefordert, mit ihrer Hilfe eine Funktionskontrolle des Messgerätes durchführen zu können.

In dem Fall, dass keine Temperaturfühler angeschlossen sind, löst das System ein Warnungs-Signal aus, sonst bestätigt es die Bereitschaft des Moduls.

Mit Hilfe eines Fenster werden die vom Arzt angegebenen Normwerte bzw. die für Alarm-Status erforderlichen Grenzwerte eingestellt, natürlich (wie bei Puls und EKG) nach der Bestätigung und Anerkennung vom Arzt angegebenem Passwort.

Hierbei ist eine graphische Darstellung nicht nötig, sondern nur ein analytische Anzeige, d.h. die gemessene PatMeßwerte werden in Zahlen-Form angezeigt.

Mit Hilfe einer Taste (z.B. Temp) kann die Anzeige des PatMeßwertes vom Temperaturfühler vorübergehend aus- und wieder eingeschaltet werden.

5.4. Blutdruck

5.4.1. Grundsätzliches

Die Blutdrucküberwachung ist ein elementarer Teil des Kreislaufmonitorings vital bedrohter Patienten. Bei Rettung und Transport dieser Patienten sind Messungen in Abständen von wenigen Minuten notwendig. Gerade die Blutdruckamplitude ist ein wichtiges Kriterium zur Beurteilung des Schlagvolumens und damit des Herzzeitvolumens bei Schockpatienten. Das Maximum der Druckpulskurve während der Systole wird als systolischer (Blut-) Druck (PS) und das Maximum während der Diastole als diastolischer (Blut-) Druck (PD) bezeichnet (Abb. 7). Die Differenz zwischen beiden Werten ist die Blutdruckamplitude. Der ,,mittlere Blutdruck" (PM) bzw. der arterielle Mitteldruck entspricht der treibenden Kraft für die die Blutströmung und ist definiert als der zeitliche Mittelwert der Druckwerte in einem Gefäßabschnitt.

Er wird Integration der Druckpulskurven über die Zeit bestimmt. In zentralen Arterien kann der mittlere Druck ausreichend genau aus dem arithmetischen Mittel von PS und PD bzw. dem diastolischen Druck plus der Hälfte der Blutdruckamplitude (PM=PD+1/2 (PS-PD)), in peripheren Arterien aus dem diastolischen Druck plus 1/3 der Blutdruckamplitude (PM=PD + 1/3(PS-PD)) ermittelt werden (Abb. 7). [1]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 7: Bestimmung des mittleren arter. Drucks in der Aorta und einer peripheren Arterie

5.4.1.1. invasiver Blutdruck (IP)

Direkte (intravasale) Messungen des Drucks erfordern Einbringung von Kanülen oder Kathetern in die Gefäße. Sie wurden mit Hilfe der Membranmanometer, die auch zur Messung von schnelleren Druckänderungen geeignet sind. Moderne Membranmanometer können wegen der geringen Masse und der minimalen Auslenkung ihrer sehr harten Membranen Druckänderungen bis zu 1000 Hz und mehr exakt erfassen. [1]

Einstellen des Systems und die Anforderungen

Der invasiven Blutdruck (IP) wird mit dem zugehörigen Modul erfasst, von analogem in digitalem Form umgewandelt und weiter an das System geführt.

Das System soll den Arzt die Möglichkeit anbieten, wahlweise den arteriellen (ART) den pulmonalen (PAP) oder den venösen (ZVD) Blutdruck messen und überwachen zu können.

Mit Aufrufen des invasiven Blutdruck-Fenster durch Drücken einer Funktionstaste (wie z.B. IP) wird danach angefordert, einen Test durchzuführen, das System führt zuerst eine Testfunktion durch und überprüft, ob Blutdruck-Modul bzw. die Sensoren gut und sicher angeschlossen sind, falls nicht der Fall ist, löst das System ein Warnungssignal aus, das Signal bleibt aktiv, bis es manuell gestoppt und/ oder die Ursachen behoben werden.

Das System fordert durch Auswahl-Liste die gewünschte Druckart auf, was erst nur nach der Bestätigung mit Enter-Taste den Mess-Zyklus durchgeführt wird. Nach der Wahl und Bestätigung werden die PatMeßwerte vom System gelesen und automatisch im zugehörigen Fenster gezeigt. Die Funktions-Taste (IP) dient zum vorübergehenden Aus- und Einschalten des Signals.

Für die Auswahlliste der gewünschten Druckart wird durch Drücken einer Taste (z.B. Druckart), die wieder das Bildschirm-Fenster zum Auswählen der gewünschten Druckart öffnet.

In dem Fall, dass man bereits der einen Druck ausgewählt hat, und möchte einer anderen wählen, muss man zuerst der bereits dargestellten mit der Funktionstaste (im Bsp. IP) löschen, aber ist sehr wichtig dabei, eine Speicherfunktion einzugeben, um den augenblicklichen Druck speichern zu können.

Um die Grenzwerte (Maximale und Minimale) bzw. die Normwerte einzustellen, wird zuerst die Sicherheitsfrage gestellt, und zwar durch Anforderung einer Passwort-Kontrolle, gibt den Arzt das Passwort ein, so überprüft das System dieses eingegebene Passwort, wenn das Wort korrekt ist, dann und erst dann hat der Arzt den Zugang zu weiteren Anforderungen (in diesem Fall Norm- und Grenzwerte-Eingabe), sonst wird Passworteingabe-Korrektor verlangt. Nach diesem Schritt öffnet sich das Norm- und Grenzwert-Einstellen-Fenster und das System ist bereit für die Eingabe und Überprüfung vom Arzt eingegebenen Werte.

Ein Wertetest wird vom System für die Werte durchgeführt, ob die PatNormwerte korrekt sind oder nicht, wenn nicht dann wird angefordert, diese zu korrigieren.

Die Grenz- und Normwerte sind vom Arzt festzulegen und entsprechen dabei dem Startsignal des

Alarms (Siehe Abschnitt „ Einstellen der Grenzwerte “).

5.4.1.2. nichtinvasiver Blutdruck (NIP)

In Praxis und Klinik wird der arterielle Druck überwiegend sphygmomanometrisch mit der indirekten Methode (nichtinvasiv) nach Riva-Rocci bestimmt. Bei der oszillometrischen Methode werden die dem Manschettendruck im Rhythmus der Systole überlagerten Druckpulsastionen als Kriterium herangezogen und nicht die dadurch verursachten Geräusche (KOROTKOW).

Eine am Oberarm angelegte Manschette wird auf einen Druckwert aufgepumpt, der deutlich über dem systolischen Wert liegen sollte. Ein Druckmessumformer misst den Manschettendruck sowie die diesem Druck überlagerten Druckimpulse, die während der Manschettendruckverminderung besonders deutlich zwischen systolischem und diastolischem Wert im Rhythmus des Herzschlag auftreten (Abb. 8). [1]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 8 : Messung des Blutdrucks nach dem Prinzip von Riva-Rocci

Im Bereich der zunehmenden Pulsamplituden wird den systolischen Wert und im Bereich der abnehmenden Amplituden den diastolischen Wert ermittelt. Der Mittelwert entspricht dem Druck, bei dem die größten Pulsamplituden auftreten.

Während der Messung sollte der Patient möglichst ruhig und nicht verkrampft sein. Bewegungen des Patienten und mechanischer Druck auf die Manschette können die Messung beeinflussen

Messbereiche und Startdrücke1) in mmHg [1]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1) Aufpumpdruck der Manschette bei der ersten Messung

Anforderungen beim Einstellen und Beschreibung der Soft-Key-Zeile

Das nichtinvasiven Druck-Signal wird mit Hilfe eines Moduls oder Blutdruckmessgerätes abgeleitet und weiter in digitaler Form bearbeitet.

Das System führt zuerst vor der Messung oder der Überwachung eine Kontrolle durch, befindet sich die Modulbox nicht angeschlossen am System, so löst sich ein Warnungssignal aus, und bleibt bestehen so bis die Störungsursachen behoben werden oder das Warnungssignal manuell gestoppt wird.

Das Signalbild wird mit einer Taste (z.B. NIP) aufgerufen, mit der es zum vorübergehenden Aus- und Einschalten der laufenden Messung gelungen wird. Bei der nichtinvasiven Blutdruckmessung ist sehr wichtig, eine Zykluszeit einzustellen, diese Funktion ist mit Hilfe einer Taste (z.B. Zyklus) zu Auswählen einer Zykluszeit, nach der das System automatisch eine neue Messung startet, aufzurufen.

Die Messzykluszeit wird von dem Arzt eingestellt und kann so sein, dass die Messerfassung in bestimmter Zeit durchgeführt wird. Dieser Zyklus kann in zwei Formen eingestellt werden:

1. Form: erste Messzyklus -- : -- : -- (h : min : sek) nächste Messung -- : -- : -- (h : min : sek)

2. Form: Hier wird die gewünschte Zeit ausgewählt und danach mit Enter-Taste bestätigt, die sog. Zeiten sind in einer Liste dargestellt und können jeder Zeit abgeholt werden (z.B. je: 2 Std., 1 Std., 30 min., ... usw.).

Die PatMeßwerte sollen in diesem Fenster im Zahlen-Form gezeigt werden, und zwar sollen 4 Zahlen erscheinen:

1. Zahl: erscheint für nichtinvasiven systolischer Druck (NIPsys - - -) mmHg.
2. Zahl: erscheint für nichtinvasiven diastolischer Druck (NIPdia - - -) mmHg.
3. Zahl: erscheint für Manschettendruck (Pman - - -) mmHg.
4. Zahl: erscheint für nichtinvasiven mittleren Druck (MP - - -) mmHg.

Dieser Wert wird nach Referanzmethode berechnet: MP = 2 NIPdia + NIPsys / 3.

Für Einstellung der Norm- und Grenzwerte werden nach selbem Prinzip wie bei anderen vorigen Parameter eingestellt (Mehr dazu im Abschnitt „ Einstellen der Grenzwerte „).

5.5. Herzzeitvolumen (HZV)

5.5.1. Grundsätzliches

Das sog. Herzzeitvolumen, d.h. die Blutmenge, welche die rechte bzw. die linke Kammer in 1 min. auswirft, kann bei Bedarf auf mehr als das 5fache des Ruhewerts ansteigen. Beim Menschen kann das Herzzeitvolumen mit indirekten Methoden bestimmt werden, die keine größeren operativen Eingriffe erfordern. Es handelt sich dabei um Verfahren, die entweder direkt auf dem Fickschen Prinzip oder den damit verwandten Indikatorverdünnungsmethoden berühren.

Nach dem Fickschen Prinzip (Abb. 9) ist die O2-Aufnahme in der Lunge (V'O2) mit der arteriovenösen O2-Differenz (avDO2) und der Stromstärke im Lungenkreislauf (Q'L) folgendermaßen verbunden:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

In Abb. 9 ist als Beispiel eine Berechnung mit Werten durchgeführt, wie etwa bei körperlicher Ruhe vorliegen. [1]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 9 : Messung des Herzzeitvolumens nach dem Fickschen Prinzip

In ähnlicher Form können Herzzeitvolumenbistemmungen auch mit CO2 oder Fremdgasen wie Acetylen oder Stickoxydul als Indikator vorgenommen werden.

Bei den sog. Indikatorverdünnungsverfahren werden dem Kreislauf möglichst schlagartig Indikatoren in Form von Farbstoffe, Kälte, radioaktive Substanzen, u.a. zugeführt. Aus der Indikatorenkonzentration in ,,stromabwärts" gelegenen Abschnitten lässt sich das Blutvolumen bestimmen, das den Indikator aufgenommen und zu dieser Stelle transportiert hat. Die Konzentration des Indikators an der Messstelle wird dabei entweder in Durchflußküvetten oder durch schnell aufeinander folgende ,,punktförmige" Blutabnahmmen analysiert bzw. ,,unblutig" fortlaufend photoelektrisch registriert. Die dabei entstehenden Verdünnungskurven zeigen folgende charakteristische Merkmale (Abb. 10). [1]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 10 : Schematische Darstellung der Herzzeitvolumenbestimmung mit der Farbstoffverdünnungsmethode

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Normwerte. Die Normwerte des Herzzeitvolumens in körperlicher Ruhe und bei verschiedenen Arbeitsintensitäten sind in der Tabelle dargestellt [1]:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Anforderungen beim Einstellen und Beschreibung der Soft-Key-Zeile

Das Herzzeitvolumen wird mit dem Thermodilutionsverfahren ermittelt und in digitalem Form durch einen Modul erfasst und bearbeitet.

Das Signalbild wird mit einer Funktionstaste (z.B. HZV) gestartet und schließlich ein Test durchgeführt, damit wird sicher, ob die Modulbox an das System angeschlossen ist oder nicht, sonst löst sich ein Warnungssignal aus, wenn kein Modul oder Sensor angeschlossen ist.

Beim Drücken der Funktionstaste (HZV) soll das Signalbild erscheinen, wobei es die erforderlichen Einstellungen mit Hilfe der Soft-Key-Zeile vorgenommen werden können. In diesem Fenster soll die Messergebnisse 1...4, den Bluttempratur und die Mittelwerte gezeigt werden, dazu aber auch:

- Taste HZV Speichern : Durch Drücken dieser Taste wird der errechnete Mittelwert in die Datenbank übernommen, die Mittelwerte werden nach diesem Formel abgeleitet [1]:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

- Mess1 - Mess4: Diese Tasten dienen zum Aufrufen der Messergebnisse von Messung 1, 2, 3 oder 4.

Nach dem Starten der Funktion und während dieser Zeit bestimmt das System den Mittelwert der Bluttemperatur, sobald dieser Wert bestimmt ist, werden die Messwerte auf dem Signalbild am Ende der Messung erscheinen. Die geblendeten Messwerte sind Herzzeitvolumen (HZV), Herzzeitvolumen-Index (HI), Schlagvolumen (SV) und Schlagvolumen-Index (SI), sie erscheinen in der Tabelle unter Mess1.

Sobald die erste Messung zu Ende ist, beginnt nach einer Minute die nächste Messung und erscheinen in der Tabelle unter Mess2 usw. In der richten Spalten der Tabelle unter M (M für Mittelwert) wird der Mittelwert aus den Einzelmessungen angezeigt (Siehe Bsp.):

Beispiel 1 [13]:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Es kann nur maximal 4 Messungen innerhalb einer Messreihe durchgeführt werden, und am Ende wird dabei gefordert, eine Möglichkeit zugeben, alle Mittelwerte von der Tabelle unter M in einer Datenbank einschließlich der Uhrzeit gespeichert werden zu können.

Die Einstellung der Normwerte und der Grenzwerte werden nach gleichem Prinzip, wie üblicherweise in vorigen Parameter, ermittelt (Siehe Abschnitt „Einstellen der Grenzwerte“).

5.6. Atmung

5.6.1. Medizinischer Abriss

Die Lungenbelüftung (Ventilation) ist von der Tiefe des einzelnen Atemzuges (Atemzugvolumen) und von der Zahl der Atemzüge in der Zeiteinheit (Atmungsfrequenz) abhängig. Beide Größen können nach Maßgabe der jeweiligen Erfordernisse in weiten Grenzen variieren. Das Volumen des einzelnen Atemzuges ist bei der Ruheatmung verhältnismäßig klein, verglichen mit dem in der gesamten Lunge enthaltenen Gasvolumen. Für die quantitative Erfassung dieser Verhältnisse hat man die folgende Volumeneinteilung vorgenommen, wobei zusammengesetzte Volumina als Kapazitäten gekennzeichnet werden:

1. Atemzugvolumen -Tidalvolumen-(VT): normales In- bzw. Exspirationsvolumen.
2. Exspiratorisches Reservevolumen (ERV): Volumen, das nach normaler Exspiration noch zusätzlich ausgeatmet werden kann.
3. Inspiratorisches Reservevolumen (IRV): Volumen, das nach normaler Inspiration noch zusätzlich ausgeatmet werden kann.
4. Reidualvolumen (RV): Volumen, das nach maximaler Exspiration noch in der Lunge zurückbleibt.
5. Vitalkapazität (VK): Volumen, das nach maximaler Inspiration maximal ausgeatmet werden kann = Summe aus 1, 2 und 3.
6. Inspirationskapazität (IK): Volumen, das nach normaler Exspiration maximal eingeatmet werden kann = Summe aus 1 und 2.
7. Funktionelle Residualkapazität (FRC): Volumen, das nach normaler Exspiration noch in der Lunge enthalten ist = Summe aus 3 und 4.
8. Totalkapazität (TK): Volumen, das nach maximaler Inspiration in der Lunge enthalten ist = Summe aus 4 und 5, abhängig von Alter, Geschlecht und Konstitution.

Von diesen Größen kommt neben dem Atemzugvolumen nur der Vitalkapazität und der funktionellen Residualkapazität eine größere Bedeutung zu.

Die ein- oder ausgeatmeten Volumina können mit Hilfe eines Spirometers oder eines Pneumotachographen direkt registriert werden. Dagegen lassen sich das Residualvolumen und die funktionelle Residualkapazität nur durch indirekte Messung erfassen. [1]

Das Atemsignal wird entweder mit einem Thermistorabnehmer (Messung der Atemstrom-Temperatur) oder über die EKG-Elektroden (Impedanzpneumographie, Abb. 11) abgenommen. [13]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 11 : Prinzip der Impedanzpneumographie

Bei der Impedanzpneumografhie wird die Tatsache ausgenutzt, dass sich der elektrische Wechselstromwiderstand Z (Impedanz) zwischen zwei definierten Punkten auf dem menschlichen Thorax während der Inspiration durch Verdrängen des Blutes erhöht. Wird nun ein konstanter Wechselstrom i über zwei an diesen Punkten angebrachte Elektroden durch den Thorax geleitet, so kann an diesen Elektroden eine atmungsabhängige Spannung abgenommen werden. Das so gewonnene Signal wird über die EKG-Elektroden dem Gerät zugeführt.

Anlegen der Elektroden

In Abb. 12 wird ein Ableitschema gezeigt, das sich grundsätzlich für die gemeinsame Überwachung von Herzfrequenz und Respiration eignet. Die optimalen Abnahmestellen sind jedoch nur durch Beobachten der Verlaufskurven zu ermitteln. [13]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 12 : Ableitschema für Herzfrequenz und Respiration

Bei Säuglingen sollten die rote und gelbe Elektrode entsprechend Abb. 13 seitlich am Thorax angelegt werden. [13]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 13 : Elektrodenanlage bei Säuglingen

Normwerten: Die nachfolgend angegebenen Werte gelten für eine gesunde männliche Person im alter von 20-30 Jahren (nach Schmidt/Thews):

- Totalkapazität (TK) 6 l
- Vitalkapazität (VK) 4,7 l
- Inspiratorisches Reservevolumen (IRV) 3 l
- Tidalvolumen (TV) 0,5 l
- Exspiratorisches Reservevolumen (ERV) 1,2 l
- Residualvolumen (RV) 1,3 l
- fkt. Residualvolumen 2,5 l
- Totraumvolumen 0.15 l
- Atemfrequenz (AF) 14 l/min
- Atemminutenvolumen 7 l/min
- Atemgrenzwert 150 l/min
- Lungencompliance 200 ml/mbar
- Thoraxcompliance 100 ml/mbar
- Resistance 1-2 mbar/(l/s)
- Respiratorischer Quotient 0,82
- Ventilations-Perfusionsverhältnis 0,9
- O2-Diffusionskapazität 23 ml/(min*mbar)

Für Fraktionen und Partialdrücke der Atemgase gelten folgende Normalwerte:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

5.6.2. Anforderungen beim Einstellen und Beschreibung der Soft-Key-Zeile

Zur Überwachung des Signals dient ein Modul, mit dem das Signal abgeleitet und in digitalem Form an das System weiter geführt wird.

Zuerst wird gefordert, ein Test durch zuführen, um sicher zu sein, ob das Modul bzw. die Sensoren gut und sicher an das System angeschlossen sind, um diese Funktion zu aktivieren, dient eine Funktionstaste (z.B. Resp) und durch Drücken dieser Funktion erscheint ein Signalbild, welches die dazu entsprechenden Funktionen beinhaltet. Befindet sich die Modulbox nicht angeschlossen an das System, so löst sich ein Warnungssignal, und diese Meldung bleibt solange die Ursachen nicht behoben werden bestehen sonst werden die nächsten Funktionen bzw. Ereignisse aufgefordert.

In beiden Fällen soll man das Signalbild mit der entsprechenden Soft-Key-Zeilen erhalten, wobei durch Drücken der Taste (im Bsp. Resp.) das Signal vorübergehen aus- und wieder eingeschaltet wird.

Im Signalbild wird gefordert, dass es eine Taste (z.B. AF-Quelle) gibt, um zu bestimmen, aus welchem Signal die Atemfrequenz ermittelt wird. Da erscheint es ein Fenster mit der Möglichkeit aus dem Respirationssignal (RESP) zu ermitteln. Nach der Auswahl des gewünschten Signals man drückt die Entertaste, und wird anschließend das Fenster wieder geschlossen.

In dem meisten Fällen genügt bei Erwachsenen und größeren Kindern die Überwachung der Atemfrequenz. Zuweilen kann es erforderlich sein, Erwachsene und größere Kinder auch bezüglich der Atemstillstand (Apone) zu überwachen (Nur möglich, wenn das Resp-Signal mit Thermistorabnehmer oder per Impedanzpneumographie ermittelt wird).

Das System soll bei der Atmungsüberwachung zwischen Apnoe und Atempause unterscheiden, während beim Auftreten einer Apnoe das System sofort alarmiert (vorausgesetzt, die Apnoeüberwachung ist aktiviert), gibt es von dem Atempausen lediglich die Anzahl der aufgetretenen Pausen pro min und die Summe der Zeitdifferenzen pro min zwischen Atempause und folgender Inspiration an.

Das Vorhandensein einer Funktionstaste (z.B. Apnoe) ist erforderlich, um die Zeit einzustellen, die zwischen zwei Atemzügen liegen darf, ohne das System dies als Apnoe gewertet wird, und die Zeit, die zwischen zwei Atemzügen liegen darf, ohne das System als Atempause gewertet wird, wird durch Drücken einer Funktionstaste (wie z.B. Atempause) eingestellt.

Die beide Messwerte (Atempause und Atemdifferenz) können mit einem oberen Grenzwert überwacht werden. Für das Einstellen der Grenzwerte und die Normwerte ist ein gewisse Sicherheit zum anbieten erforderlich, in dem das System ein Passwort als Passwort-Schutz vom Arzt verlangt.

Der Arzt wird gebeten, ein Passwort einzugeben, damit ihm Zugang zu den weiteren Funktionen gestattet wird. Nach der Eingabe des Passworts überprüft das System das eingegebene Wort, wenn es korrekt ist, dann hat der Arzt den Zugang, sonst wird eine Eingabe -Korrektur verlangt.

Nach dem Zugang wird erforderlich, die Normwerte einzugeben, dann folgt eine Überprüfung der angegebenen Normwerte, wenn sie korrekt sind, dann kommt zu anderem Zugang, sonst Eingabe-Korrektur erforderlich ist. Die Grenzwerte werden wie bei anderen Parameter angestellt (Siehe Abschnitt „ Einstellen der Grenzwerte “).

5.7. Sauerstoffsättigung (SaO2)

5.7.1. Grundsätzliches

Die Sauerstoffsättigung des arteriellen Blutes ist definiert als das Verhältnis von Sauerstoffbeladenem Hämoglobin zu Gesamthämoglobin. So wird den Konzentrationsanteil des Oxyhämoglobins an der insgesamt vorliegenden Hämoglobinkonzentration als O²-Sättigung (SO²) des roten Blutfarbstoffes bezeichnet. Verwendet man für Oxyhämoglobin wieder die vereinfachte Schreibweise HbO², gilt nach dieser Definition SO² = [HbO²] / [Hb]gesamt.

SO² wird gewöhnlich in % angegeben. Liegt nur desoxygeniertes Hämoglobin vor, beträgt die O²-Sättigung 0%, ist das gesamte Hämoglobin in Oxyhämoglobin übergegangen, so besteht eine 100% ige O²-Sättigung.

Die arterielle Sauerstoffsättigung wird nach dem Pulsoxymetrieverfahren gemessen. Diese kontinuierliche, nichtinvasive Methode beruht auf der Messung der unterschiedlichen spektralen Eigenschaften von oxygeniertem und reduziertem Hämoglobin. Zur Unterscheidung des arteriellen vom venösen Blut wird nur der pulsatile Anteil der Messsignale ausgewertet, so dass auch gleichzeitig die Pulsfrequenz bestimmt werden kann.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 14 : O2-Bindungskurven des Hämoglobins Hb und des Myoglobins Mb

Die Messaufnehmer (Pulsoximeter) (auch Sensoren oder Proben genannt) bestehen deshalb aus einer Strahlungsquelle (meist 2 Leuchtdioden) und einer Photodiode als Strahlungsempfänger. Die Strahlung der Leuchtdioden (roter und infraroter Bereich zwischen 660 nm und 940 nm) trifft nach einer Wechselwirkung mit Blut und Gewebe (Finger, Ohrläppchen, Fußballen etc.) auf die Photodiode und ruft dort ein elektrisches Signal hervor. Der pulsatile Anteil wird als Plethysmogramm dargestellt. Die Messgenauigkeit ist, wie bei allen indirekten Methoden, von den individuellen Verhältnissen am Messort abhängig, sie nimmt von hohen zu tiefen Werten ab und beträgt 2 bis 5%.

Den Zusammenhang zwischen Sättigung und Partialdruck von Sauerstoff beschreibt die Dissozitionskurve (Abb. 14). [1]

Daraus lässt sich ablesen, wo die Sättigungsmessung ihre klinische Grenze hat: Soll zur Vermeidung von Augenschäden bei der Sauerstoffbehandlung ein Partialdruck von 100 mmHg nicht überschritten werden, dann ist diese Grenze mit der Sättigungsmessung nicht sicher festzustellen. Der Vorteil der Methode liegt in der sofortigen Messbereitschaft.

Anlegen der Sensoren

Ohrclip: Der Ohrclip-Sensor eignet sich besonders für Belastungsuntersuchungen. Der Sensor wird vor jeder Anwendung gereinigt, und vor dem Anlegen wird das Ohrläppchen hyperämisiert, um die Pärfusion zu erhöhen.

Der Sensor wird so angeklemmt, dass sich die runde Seite des Sensors hinter dem Ohrläppchen befindet. Dabei soll man darauf achten, dass das Fenster der Photozelle ganz bedeckt ist, damit kein Fremdlicht auf die Photozelle fällt. Der Sensor muss nicht an Stellen mit Knorpel angelegt werden gleichzeitig man muss vermeiden, dass er gegen den Kopf des Patienten drückt. Vorteilhaft ist die Verwendung eines Ohrclip-Stabilisators (Abb. 15). [13] Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten Abbildung 15: Anbringen des Ohrclip-Stabilisators (1) Lichtquelle (2) Photozelle (3) Stabilisator

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 16 : Anlegen des Fingersensors (1) Lichtquelle (2) Photozelle

Fingersensor: Der Zeige- oder Mittelfinger wird bis zum Anschlag so in das Sensorgehäuse eingeführt, dass die Fingerbeere das Sensorfenster ganz bedeckt. Dies ist erforderlich, damit kein Fremdlicht auf die Photozelle fällt. Man kann den Sensor an der Stelle, an der die Leitung austritt, mit Heftpflaster fixieren. Aber es muss darauf geachtet werden, dass dadurch die Blutzirkulation nicht beeinträchtigt wird (Abb. 16). [13]

Normwerte:

Die Normwerte für die O²-Sättigung, die Blutgasdaten und pH-Werte im arteriellen und venösen Blut des gesunden Jugendlichen in körperlicher Ruhe (Temperatur=37°C) sind in dieser Tabelle dargestellt:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

5.7.2. Anforderungen beim Einstellen und Beschreibung der Soft-Key-Zeile

Zur Messung der Sauerstoffsättigung (SaO2) des Hämoglobins im arteriellen Blut dient ein Modul und liefert ein Signal in einem digitalem Form an das System, wobei den SaO2-Wert überwacht wird.

Das Signalbild wird mit einer entsprechenden Funktionstaste (z.B. SaO2) aufgerufen, dabei wird aufgefordert, eine Funktionskontrolle durchzuführen, um sicher zu sein, ob die Modulbox an das System angeschlossen ist oder nicht, wenn nicht, dann löst sich ein Warnungssignal aus, und bleibt solange bestehen bis die Ursache dafür beseitigt wird.

Im Fall, dass das System die angeschlossene Modulbox anerkannt und beseitigt hat, erscheint ein Signalbild, an dem die gewünschte Betriebsart eingestellt werden kann. Als Anforderung wird eine Taste (z.B. SaO2) zum vorübergehenden Aus- und Einschalten des Signals verlangt, dabei werden - im Fall eingeschaltetes Signals- alle anderen Funktionen aktiv.

Die PatMeßwerte werden im Signalbild in Zahlenform erscheinen, für die Ermittlung des SaO2‑Meßwertes ist erforderlich, ein Integrierte Zeit einzustellen. Dieser Messwert ist ein Mittelwert über 6 oder 12 Sekunden, dafür soll eine Taste (wie z.B. IntegrZeit) zur Verfügung stehen, mit der ein Fenster (oder Liste) mit den beiden Zeiten zum Auswählen geöffnet wird, wobei ein gewünschten Wert ausgewählt und mit Enter-Taste bestätigt wird.

Die Sauerstoffsättigung kann durch Einschalten von Grenzwerte überwacht werden (30,0...100%), dafür können die Norm- und Grenzwerte - wie bei anderen Parameter- eingestellt werden.

Die Stabilität der Messwertanzeige dient gleichzeitig als Hinweis zur Zuverlässigkeit der Messergebnisse. Sie hängt von der Integrationszeit ab. Je länger diese Zeit ist (6 oder 12 Sekunden), desto stabiler ist die Messwertanzeige, wobei die folgenden Faktoren die Messgenauigkeit beeinflussen:

- Bewegungen des Patienten.
- Elektrische Störungen.
- Nutzsignalstärke.
- Umgebungslicht.
- nicht festsitzende Sensoren.

6. Einstellen der Grenzwerte und der Normwerte und die Alarmorganisation

6.1. Alarme, Definitionen und klinische Anforderungen

In einem Intensivpflegezimmer mit einem Bett kommt es vor, dass über 10 verschiedene Alarmgebende Funktionen installiert sind, jede mit akustischer und visueller Anzeige. Es liegt daher auf der Hand, eine Reduzierung bzw. Vereinheitlichung der möglichen Alarme anzustreben, um die Vitalfunktionen des Patienten so schnell und effektiv wie möglich zu schützen.

Dabei muss zuerst die Frage beantwortet werden, was das Wort „ Alarm “ bedeutet: In einer generellen Bedeutung meint Alarm die Anzeige jedes wichtigen Ereignisses, das einen Bezug zur aktuellen Zeit hat und die Aufmerksamkeit des Pflegepersonals auf sich lenken soll. Im engeren Sinne wird ein Alarm durch ein Akutes, lebensbedrohliches Ereignis ausgelöst, das die sofortige Anwesenheit eines Arztes am Krankenbett erfordert. Zur bessern sprachlichen Unterscheidung soll ein Alarm im engeren Sinne im Folgenden als Akutalarm bezeichnet werden. [6]

Ein Alarm im Weiteren Sinne, im folgenden einfachen Alarm genannt, kann Ereignisse unterschiedlicher Wichtigkeit (Priorität) anzeigen:

- Akutalarm, d.h. Meldung eines lebensbedrohlichen Ereignisse,
- Meldung (Warnung), d.h. Anzeige weniger wichtiger Ereignisse (z.B. technische Ereignisse).

Die Konsequenz daraus ist, sowohl die Zahl unterschiedlicher Alarme zu begrenzen als auch die Alarmgebung auf mehrere unabhängige Faktoren zu schützen. So müssen bei der Einführung komplexer Alarmalgorithmen weniger spezifische Alarme inaktiviert werden.

Unter Alarmgebende Faktoren treten Alarme bei folgenden Bedingungen auf:

Grenzwertüberschreitungen: Diese einfachste Form der Alarmgebung wird bei den meisten bettseitigen Monitoren angeboten, wobei die Grenzwerte fest eingestellt oder variabel sein können. Komplexere Systeme besitzen mehrere obere und untere Grenzwerte, deren Überschreiten zu abgestuften Alarmen führt.

Alarme bei speziellen Bedingungen: Hier sind hauptsächlich die sog. technischen Alarme zu nennen, mit denen Überwachungs- oder Behandlungsgeräte eine Fehlfunktion anzeigt.

6.2. Norm- und Grenzwert-Einstellung

Zum Einstellen der Grenzwerte bzw. der Normwerte sind hier zwei Möglichkeiten zu nennen:

1. Die Grenz- und Normwerte können direkt in jeweiligem Parameter-Signalbild eingegeben und überwacht werden.
2. Die Norm- und Grenzwerte können zusammen und gleichzeitig in einem Statusbild, was es hier beschriebe werden, eingestellt werden.

Zum Einstellen der Norm- und Grenzwerte eines Patienten wurde aufgefordert, durch Drücken einer Taste (z.B. AlarmStatus) das zugehörende Statusbild aufgerufen wird, dafür aber verlangt das System ein Passworteingabe als Passwort-Schutz für die Werteingabe,, Nachher führt das System auf das von Arzt eingegebene Passwort ein Test durch, wenn die Eingabe nicht korrekt ist, ist ein Eingabe-Korrektor erforderlich, sonst hat der Arzt den Zugang zur anderen Funktionen und dabei werden alle Funktionen aktiviert.

Die zu überwachenden Größen sind auf dem Statusbild nach Priorität geordnet, und es erscheint automatisch die Seite 1. Neben dem Messwert soll der Normwert (NW), oberen und unteren Grenze (OG, UG) in Reihenfolge (OG, NW, UG) dargestellt werden:

z.B. OG - -

HF NW - -

UG - -

Sind keine Grenzwerte vorhanden, so wird dieser Messwert nicht überwacht, aber dabei muss man sicher sein, dass die für die Überwachung wichtiger Parameter auch überwacht werden.

Dabei ist erforderlich zu beachten:

- dass man ein Ereignis als Alarm oder nicht konfigurieren kann.
- dass die Defaulteinstellung der Norm- und Grenzwerte erst wirksam wird nach der Neuaufnahme eines Patienten und wenn die Überwachung für diesen Grenzwert auch eingeschaltet ist.
- dass sich die Grenzwerte nicht überlappen können.

Darüber hinaus kann die Überwachung von Apnoe ein- und ausgeschaltet werden.

Die zum Einstellen der Norm- und Grenzwerte vorgestellte Mechanismen sind in folgenden Schritten dargestellt:

F1 mit der Funktionstaste (z.B. Status) wird das Statusbild aufgerufen (wenn z.B. das Arrhytmie-Statusbild aufgerufen ist), dann erscheint das Bild mit der zugehörenden Größen daneben stehen die zum OG, MW und UG-Eingabe-Felder leer, und das Statusbild ist zur Werte-Eingabe bereit.

F2 mit der Funktionstaste (z.B. Test) werden die eingegebenen Normwerte geprüft und in die Endstatus wird erscheint, ob Korrekt sind oder nicht. Sind sie Korrekt, wird der Übergang zu anderen Funktion frei, sonst Eingabekorrektur erforderlich.

Achtung: Es ist erforderlich, wenn eine oder mehrere vorgegebenen Grenzwerte verändert werden müssen, dass zunächst die Überwachungsfunktion ausgeschaltet wird, um während dieser Zeit unnötige Alarme zu vermeiden.

F3 mit einer Taste (wie z.B. Überwaus) wird zum vorübergehend einzelnen Grenzwert (z.B. oberer Herzfrequenzwert) ausgeschaltet. Bei ausgeschaltetem Grenzwert erlischt die Zahl in dem entsprechenden Feld. Soll dieser Wert wieder überwacht werden, wird mit anderer Taste (z.B. Überwein) wieder eingeschaltet und der zuvor eingestellte Wert erscheint im Feld.

Die Messwerte aus der Arrhythmie-Überwachung sind in einer speziellen Arrhy-Status-Tabelle zusammengefasst:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

6.3. Alarmorganisation

Zur Alarmierung ist es sehr wichtig und erforderlich, dass das System grundsätzlich zwischen medizinischen und technischen Ereignissen unterscheiden können soll.

Alle Meldungen unterscheiden sich grundsätzlich durch einen unterschiedlichen Signal-Ton (z.B. der medizinische Alarm wird durch einen modulierten Ton gekennzeichnet, und die technische Warnung durch einen unterbrochenen Zirpton).

Diese Alarmmeldungen sollen sowohl beim Arzt als auch bei Schwester erscheinen. Im Fall eines Alarms soll ratsam am Bildschirm ein entsprechender Text erscheinen, der zugehörende Signalton ertönen, eine Taste für Alarmquittieren Leuchten oder blinken und der Schwesteranruf aktiviert werden. [6]

Quittiert man mit Taste (z.B. Alarmquittieren) die Meldung, so erlischt das akustische oder / und optische Signal. Der Text im Bildschirm erscheint jedoch solange, wie die Alarmursache bestehen bleibt. Bleibt dieselbe Grenzwertüberschreitung bestehen, so meldet sich das System nach 2 min wieder akustisch oder / und optisch.

Treten mehrere Meldungen gleichzeitig auf, so wird diejenige mit der höchsten Priorität zuerst gemeldet. Die Priorität ist ratsam wie folgt festzustellen:

1. Medizinische Alarme
2. Technische Warnungen mit direkter Gefahr für den Patienten
3. Technische Warnungen, allgemein

Treten mehreren Meldungen in derselben Prioritätklasse auf, so werden sie der zeitlichen Reihenfolge nach gemeldet. Maximal werden zwei Meldungen gleichzeitig dargestellt.

Einstellen der Signalprioritäten

Zum Einstellen der Signalprioritäten wird durch Drücken der zugehörenden Funktionstaste (z.B. SignalPrio) das Statusbild mit der Soft-Key-Zeile aufgerufen.

Als Soft-Key-Zeile sollen unter anderem 3 verschiedene Funktionstasten zur Verfügung stehen,

4. Taste für Prioritätsänderung (z.B. Prioändern),

5. Taste für Prioritätserhöhung (z.B. PrioUp),

6. Taste für Prioritätserniedrigung (z.B. PrioDown),

7. Taste für Speicherung (z.B. PrioSpeich).

Die Signale werden nach ihrer Priorität geordnet, d.h. oben stehen das Signal mit der höchsten Priorität (z.B. EKG, Priorität 1) und unten das Signal mit niedrigsten Priorität (z.B. HZV, Priorität 10). Die Priorität eines Signals bestimmt die Reihenfolge beim Aufbau des Messwertstatus. Zum verändern der Priorität wird die Taste (im Bsp. Prioändern) gedrückt und erscheint ein bewegliche Cursor. Wird der Cursor auf das gewünschte Signal positioniert und mit Taste (im Bsp. PrioUp oder PrioDown) die Priorität geändert und zuletzt gespeichert.

7. Problemdarstellung

Mit der zunehmend komplexer werdenden Patientenüberwachung (PÜ) in der Anästhesie und der Intensivmedizin kommt der Kommunikation zwischen dem Arzt bzw. Peflegeperson einerseits und rechnergestützten Informationssystemen anderseits eine wachsende Bedeutung zu.

Zur Überwachung eines Patienten während der Narkose werden vom Arzt üblicherweise mehrere medizinische Messgrößen herangezogen. Deshalb ist die moderne Intensivmedizin ein Arbeitsbereich, der zunehmend auf eine leistungsfähige Informations- und Kommunikationstechnologie (inKT) angewiesen ist.

Eine Vielzahl von Befunden aus den verschiedensten Untersuchungsverfahren müssen in kurzer Zeit adäquat zum klinischen Bild des Patienten bewertet und daraus therapierelevante Entscheidungen getroffen werden.

Das umfangreiche hämodynamischen und respiratorische Monitoring bildet allein eine Datenflut, die bereits heute weder für das pflegerische noch für das ärztliche Personal valide beherrschbar ist. wobei die Tendenz zur Informationsüberflutung in den nächsten Jahren weitersteigen wird.

Unmittelbar beim Patienten gemessene Größen liegen entweder bereits als elektrische Größen vor (z.B. EKG) oder werden durch Messwandler in elektrischen Größen umgewandelt (z.B. Blutdruck, CO2-Gehalt in der Atemgase), dazu dienen spezielle Module, die je nach Signalarten und Signaleigenschaften angeordnet sind.

Nach elektronische Verstärkung und eventueller Filterung wird eine Reihe solcher Signale, die für die Zustandsbeurteilung des Patienten besonders wichtig sind, auf Bildschirm fortlaufend dargestellt. Diese Bildschirme werden häufig abkürzend „ Skop“ (von Oszilloskop) genant. Die Auswahl dieser Signale sollte variabel sein, um Sie entsprechend dem Krankheitsbild bzw. den klinischen Erfordernissen wählen zu können.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 17 : Abgrenzung des Problems von der Umgebung

Das Problem in dieser Arbeit stellt sich so dar, ein Patientenüberwachungssystem in einer Intensivstation eines Krankenhauses zu entwerfen. Das angenommene Intensivzimmer ist mit einem Bett vorzustellen. Um das Problem besser zu verstehen und damit schneller zu Lößen, muss es von der Umgebung abgegrenzt werden (s. Abb. 17) [17].

Der Patient wird mit Hilfe von Elektroden bzw. Sensoren durch das bestimmte Module dauernd überwacht, die erforderliche Parameter des vorgestellten Patientenüberwachungssystem werden damit erfasst und von analogen Signalen in digitale Signale umgewandelt.

Häufig und für die allgemeine Überwachung werden folgenden medizinischen Signalen genutzt:

- arterieller Blutdruck (invasiven und nichtinvasiver gemessen),
- Temperatur,
- Puls und
- EKG-Signal.

Parallel dazu werden diese (und weiter, auf dem Skop nicht dargestellte) Signale der Verarbeitungseinheit zugeführt. Hier werden aus den Signalen Parameter gewonnen. Dabei spricht man speziell von Vitalparametern (wenn sie, wie hier vorangesetzt, vom Patienten abgeleitet sind).

Die gemessenen und gelieferten Messwerte sind die gerade aktuellen und exakten Messwerte des Patienten (PatMeßwert) für Temperatur, Blutdruck, Puls und EKG-Signal, wobei die Anzahl der PatMeßwert pro Zeiteinheit festzulegen sei [17].

Mit dem Start des Patienetenüberwachungssystem wird die PÜS-Uhr und die Sensoren automatisch neu mit der vollen Minute der Funkuhr gestartet [17]. Als Hinweis für den Start des Systems könne automatisch ein Bereitschaftsbild erscheinen, wobei das Bereitschaftsbild verschiedene Form haben kann (z.B. Menüleiste).

Während des Betriebs muss das System gleich periodisch ein Selbsttest durchführen. Dabei wird geprüft, ob Fehler eine sichere Patientenüberwachung nicht mehr gewährleisten. Kann das System aufgrund angemeldeter Fehler nicht weiter arbeiten, wird automatisch ein Warnton ausgelöst.

Patienten-Daten:

Die Patientendaten sind die Daten, die zur Überwachung eines Patienten erforderlich sind (Name oder Id, Gewicht, Größe, Körperfläche, Geburtsdatum und Aufnahmedatum).

Diese Funktion könnte durch Drücken einer Taste oder Menü-Leiste aktiviert werden. als Reaktion für die Bereitschaft dieser Funktion erscheint ein Fenster zur Annahme neuer Patientendaten oder zum Ändern vorhandener Patientendaten.

Die erforderlichen Patientendaten sind hier zu verstehen:

- Patientenname oder Id.: dient zur Identifizierung verschiedener Patienten. Indem Fall, dass z.B. zwei Patienten die gleiche Namen haben, kommt denn die Id.-Nummer in Frage.
- Gewicht [Kg] und Größe [cm ]: werden im Zahlenform eingegeben (die Zahlen von Art Integer).
- Körperfläche [m ²]: wird entweder eingegeben oder nach Boyd-Gleichung automatisch berechnet.
- Geburtsdatum und Aufnahmedatum [Tag-Monat-Jahr ]: die Eingabe ist in Form [T-M-J] einzugeben.

Bei der Überwachung der Messgrößen eines Patienten ist es erforderlich zu beobachten, dass es bestimmte Parameter der Patientendaten (wie Name oder Id.) immer sichtbar sind, damit der Arzt sicher ist, dass er die Messwerte des zugehörigen Patienten überwacht. Nach der vollständigen Dateneingabe werden diese Daten in einer Datenbank gespeichert.

Das vorgestellte Patientenüberwachungssystem (PÜS) kontrolliert die immer anliegenden Messgrößen des Patienten gegenüber den vom Arzt vorgegebenen Normwerten. Die Messwerte, die vom System zu überwachen sind die EKG-, Temperatur-, Puls- und Blutdruckmesswerte.

Alle Signale werden am Anfang ähnlich bearbeitet, d.h. die Signale können erst mit Drücken einer Kommandotaste aus und wiedereingeschaltet werden, und damit wird ein Fenster herausgerufen. Alle o.g. Signale werden mit dem entsprechenden Modul abgeleitet, weiter in die digitale Form umgewandelt und an das System durchgeführt.

Zur Einstellung der EKG-Signalüberwachung dient eine Kommandotaste (EKG), zur Temperatureinstellung eine Taste (Temp), zum Blutdruck (invasiven) eine Taste (IP), zum nichtinvasiven Blutdruck eine Taste (NIP) und zum Puls eine Taste (Puls).

Für ein EKG-Signal ist analistisch und in Abhängigkeit zwischen der Amplitude und der Zeit graphisch als Laufbild darzustellen, aber für andere Signale ist ausreichend diese analytisch (im Zahlenform) darzustellen.

Eine Verlaufsdarstellung beinhaltet den zeitlichen Verlauf eines oder mehrerer Parameter in graphischer Form.

Jedes Fenster könne möglichst ein Aarmstatus beinhaltet, dabei werden sowie die Minutenwerte (Messwerte), die Grenzwerte und die Normwerte eingeschaltet, wobei die Norm- und Grenzwerte vom Arzt bestimmt und eingegeben werden müssen. dazu gehört auch die Einstellung der Signalprioritäten. Hier werden die Signale nach ihrer Priorität geordnet, d.h. oben steht das Signal mit der höchsten Priorität und unten das Signal mit der niedrigsten Priorität.

Für die Sicherheit bei der Eingabe und Bestimmung der Norm- und Grenzwerte stellt sich selbstverständlich eine Passwortanforderung dar, wobei es erst dann nach der Passworteingabe, -bestätigung und der -erkennung dem Arzt den Zugang zur Eingabe erteilt werden kann.

8. Die Implementierung der vorgegebenen Modellierung

8.1. Die vorgegebene Modellierung

Die vorgegebene Modellierung ist als Fallbeispiel in der Vorlesungsmanoskript (Einführung in die Softwaretechnik - Version 95/96) von Prof. Dr. rer. nat. habil. R. Schönefeld zu erhalten (s. Anhang B -).

Diese Modellierung basiert auf der strukturierten Analyse eines Problems, und besteht aus zwei Komponenten:

- dem Modell der Umgebung des zu analysierenden Systems und
- dem Verhaltensmodell.

Das Umgebungsmodell definiert die Schnittstellen zwischen dem zu analysierenden System und seiner Umgebung, und es sollte folgende Komponenten umfassen:

1. Absicht des zu analysierenden Systems,
2. Kontexdiagramm,
3. Ereignisliste.

Das endgültige Verhaltensmodell enthält folgende Dokumente:

- Absichtserklärung des Systems
- Kontextdiagramm
- Ereignisliste
- Vollständiger Satz von hierarchisch strukturierten T-Schemas
- Vollständiges ERD
- Vollständiger Satz von hierarchisch strukturierten ZÜD
- Vollständiges DatLex (für die Analyse)
- Vollständiger Satz von Minispez.

8.2. Die Implementierung in der Programmiersprache C++

Als Implementierung des Patientenüberwachungssystems ist die Programmiersprache C++ (Turbo Vision C++) angenommen.

Zuerst wird der Desktop mit sämtlichen Menüleisten hergestellt (s. Anhang A -). Nach dem Start des Programms meldet sich ein Hinweis an, dass das System in Bereitschaft ist.

Durch Drücken der Taste File öffnet sich ein Untermenü, was in sich fünf Untermenüleisten hat (Open, Save, ChDirectory, ShellDos und Exit).

Für die Patientenaufnahme steht eine Menüleiste (Patient) zur Verfügung, durch Drücken diese Leiste erscheint ein Dialogfenster (PatientenAufnahme) mit sämtlichen Patientendaten, die zur Aufnahme eines Patienten erforderlich sind

- ID-Nummer
- Bett-Nummer
- Patientenname
- Geburtsdatum
- Aufnahmedatum
- Gewicht
- Körperfläche.

Um die Parametergrößen eines Patienten zu überwachen und die Grenz- und Normwerte des Parameters einzustellen, stellen sich vier Menüleisten (EKG, Puls, Blutdruck (invasiven und nichtinvasiver), Temperatur) vor.

Beim Drücken je einer o.g. Menüleiste erscheint ein Dialogfenster, in dem die Einstellung von der Grenz- und Normwerten des Parameters beinhaltet.

Die Menüleiste (Windows) beinhaltet vier Untermenüleisten (Move, Next, Prev, Close), die in Reihenfolge zur Bewegung, zum Umschulten zwischen zwei Fenstern, zum Vorschauen des aktuellen Fenstern und zum Schließen des Fensters dienen.

In vorliegender Arbeit ist der erste Teil (Die Untersuchung der Anforderungen an einem Patientenüberwachungssystem) von mir vollständig gedeckt, weil diese Untersuchung sehr wichtig für die weitere Modellierung eines Systems bzw. für Aufbau eines Programms ist, und bilden die medizinische und technische Grundlagen, was man im Aufbau eines Patientenüberwachungssystems bräuchte. Für zweiten Teil ist für die vorgegebenen Modellierung von mir gedachten Oberfläche mit Programmiersprache C++ gestellt.

Als Vorschläge für weitere Erweiterungen könnte man z.B.:

- weitere Parameter einfügen und einstellen,
- Passwort-Eingabe,
- Alarmorganisation einfügen und einstellen,
- Einstellen der Signalprioritäten programmieren.

Literaturverzeichnis

[1] Schmidt. Thews: Physiologie des Menschen. Berlin Heidelberg: Springer- Lehrbuch, 1990.

[2] Joseph D. Bronzino: Management of Medical Technology. Boston USA: Butterworth- Heinemann, 1992.

[3] M. Michael Shabot: Decision Support Systems in Critical Care. New York: Springer Verlag 1994.

[4] K. Ikeda, M. Doi: Computing and Monitoring in Anaesthesia and Intensive Care. Tokyo: Springer Verlag 1992.

[5] Marion J. Ball, Morris F. Collen: Aspects of the Computer- Based Patient Record; New York : Springer Verlag 1992.

[6] Helmut Hutten: Biomedizinische Technik Band 3. Berlin Heidelberg: Springer Verlag 1990.

[7] Rudi Van de Velde: Hospital Information Systems. Berlin Heidelberg: Springer Verlag 1992.

[8] Rudolf Kucher: Intensiv- Station- pflege- Therapie. Stuttgart: Georg Thieme Verlag 1972.

[9] W: F: List, P: M: Osswald: Intensivmedizinische Praxis. Berlin Heidelberg: Springer Verlag 1992.

[10] Herden-H-N: Computerprogramm zur Leistungsdokumetation und Qualitätssicherung auf der Intensivstation. Zeitschrift: Management & Krankenhaus 4.94 (s.S. 17).

[11] H.-J. Popp: Anwendung von Techniken zur Informationsdarstellung und Bildschirminteraktion in der Anästhesie und Intensivmedizin. Zeitschrift: Biomed. Technik Band 35 (1990).

[12] H.-N. Herden: Computergestützte Dokumentation und Leistungserfassung auf der Intensivstation. Zeitschrift: Anästh. Intensiver. Notfallmed. 25 (1990) Seiten 79-82.

[13] VICOM-sm, Universalmonitor SMU 611 (Versio 6 und Version 4) Gebrauchanweisung. Firma: HELLIGE (1989).

[14] L. Moser, W. Schramm: Computerüberwachung auf PC-Basis für eine Intensivstation. Zeitschriftenaufsatz: Der Anästhesist, Band 39 (1990) Heft 10, Seite 561-564.

[15] Helmut Hutten: Biomedizinische Technik Band 2. Berlin Heidelberg: Springer Verlag 1990.

[16] E. Racenberg: Ein computergestütztes nichtinvasives Überwachungssystem mit graphischer Darstellung von On-Line erfaßten kardiovaskulären Parametern. Zeitschriftenaufsatz: Biomedizinische Technik, Band 34, Heft 11/1989, Seite 262-267.

[17] Prof. Dr. rer. nat. habil. R. Schönefeld: Einführung in die Softwaretechnik. Arbeitsunterlagen zur Vorlesung (Versio 95/96).

Indexverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Anhang A

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Abbildung 18 : Menü- und Bereitschaftsbild das System

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Abbildung 19 : File-Untermenü

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Abbildung 20 : Open-Dialog

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 21 : Change Directory-Dialog

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 22 : Patientenaufnahme-Dialog

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 23 : Einstellung der Pulswerte

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 24 : Einstellung der Temperaturwerte

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 25 : Einstellung der invasive Blutdruckwerte

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 26 : Einstellung der nichtinvasive Blutdruckwerte

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 27 : Das Menüleistebild mit dem Window-Menü

Anhang B

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Kontextdiagramm 1

Stimulus - Reaktion - List ( 1. Ansatz )

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Kontextdiagramm 2

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