DE60032128T2

DE60032128T2 - Gerät zur qualitäts- und genauigkeitsanzeige von physiologischen messungen

Info

Publication number: DE60032128T2
Application number: DE60032128T
Authority: DE
Inventors: Charles Orinda PORGES; Clark Castro Valley BAKER; J. Thomas San Ramon YORKLEY; Michael San Ramon BERNSTEIN; Paul Danville MANNHEIMER
Original assignee: Mallinckrodt Inc
Current assignee: Mallinckrodt Inc
Priority date: 1999-04-14
Filing date: 2000-04-14
Publication date: 2007-10-25
Anticipated expiration: 2020-04-15
Also published as: US8133176B2; ES2277835T3; JP2002540879A; EP1168959A1; US20060030764A1; WO2000061000A9; ATE346541T1; US6675031B1; US7457652B2; WO2000061000A1; EP1168959B1; JP4689842B2; US20040097797A1; DE60032128D1; US20120143025A1; CA2369037A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft physiologische Überwachungsinstrumente und insbesondere Überwachungsvorrichtungen und Sensoren, die Mechanismen zum Anzeigen einer Qualität von detektierten Signalen und eines Genauigkeits- oder Vertrauensgrads von physiologischen Messungen, die von den Signalen geschätzt werden, beinhalten.
Typischerweise ist für physiologische Überwachungsinstrumente, die eine Überwachungsvorrichtung und einen Patientensensor beinhalten, die Überwachungsvorrichtung nicht in der Lage, eine Qualität eines Signals, das vom Sensor erhalten wird, genau zu bestimmen. Die Erfindung wird mit Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform erklärt werden, die Pulsoxymeter-Überwachungsvorrichtungen und Pulsoxymetrie-Sensoren betrifft, es sollte jedoch erkannt werden, dass die Erfindung auf jede beliebige allgemeine Patientenüberwachungsvorrichtung und damit verbundenen Patientensensor anwendbar ist. Die Erfindung stellt einen Weg der genaueren Bestimmung einer Qualität eines Signals, das von einem Sensor detektiert wird; einen Weg der Bestimmung einer relativen Genauigkeit einer physiologischen Charakteristik, die vom Signal abgeleitet oder berechnet wird; und einen Weg des Skizzierens einer Übergangsgrenze zwischen einem normalen Signal für den in seiner normalen Anwendung verwendeten Sensor und einem Signal, das als anormal für den verwendeten Sensor betrachtet wird, um es einer Überwachungsvorrichtung zu erlauben, zu bestimmen, ob der Sensor falsch angewendet wird, bereit.
Pulsoxymetrie wird typischerweise verwendet, um verschiedene Blutflusscharakteristiken zu messen, einschließend jedoch nicht beschränkt auf die Blutsauerstoffsättigung vom Hämoglobin in arteriellem Blut und den Herzschlag eines Patienten. Eine Messung dieser Charakteristiken wurde bewerkstelligt durch die Verwendung eines nichtinvasiven Sensors, der Licht durch einen Abschnitt eines blutdurchströmten Gewebes eines Patienten passiert und photoelektrisch die Absorption und Streuung von Licht in derartigem Gewebe fühlt. Die Menge des absorbierten und gestreuten Lichts wird dann verwendet, um die Menge an Blutbestandteil im Gewebe unter Verwendung von verschiedenen im Stand der Technik bekannten Algorithmen zu schätzen. Der "Puls" in der Pulsoxymetrie kommt von der Zeitvariierenden Menge von arteriellem Blut im Gewebe während eines Herzzyklus. Das vom gefühlten optischen Signal verarbeitete Signal ist eine vertraute plethysmographische Wellenform aufgrund der zyklischen Lichtabschwächung.
Das durch das Gewebe passierte Licht ist typischerweise ausgewählt, dass es von zwei oder mehreren Wellenlängen ist, die vom Blut in einer Menge absorbiert werden, die mit der Menge des im Blut vorhandenen Blutbestandteils verbunden ist. Der Betrag an transmittiertem Licht, der durch das Gewebe passiert, variiert gemäß der sich verändernden Menge des Blutbestandteils im Gewebe und der damit verbundenen Lichtabsorption.
Um die arterielle Blutsauerstoffsättigung eines Patienten zu schätzen emittieren herkömmliche Zweiwellenlängen-Pulsoxymeter Licht von zwei lichtemittierenden Dioden (LEDs) in ein pulsierendes Gewebebett und sammeln das transmittierte Licht mit einer Photodiode (oder Photodetektor), die auf einer gegenüberliegenden Fläche (d. h. für Transmissionspulsoxymetrie) oder einer benachbarten Fläche (d. h. für Reflexionspulsoxymetrie) positioniert ist. Die LEDs und der Photodetektor sind typischerweise in einem wiederverwendbaren oder wegwerfbaren Oxymetersensor untergebracht, der an eine Pulsoxymeterelektronik und Anzeigeeinheit koppelt. Eine der zwei Primärwellenlängen der LEDs ist bei einem Punkt im elektromagnetischen Spektrum ausgewählt, wo die Absorption von Oxyhämoglobin (HbO₂) von der Absorption von reduziertem Hämoglobin (Hb) abweicht. Die Zweite der Wellenlängen der LEDs ist bei einem anderen Punkt im Spektrum ausgewählt, wo die Absorption von Hb und HbO₂ von jenen der ersten Wellenlänge abweicht. Kommerzielle Pulsoxymeter verwenden typischerweise eine Wellenlänge in der Nähe des roten Abschnitts des sichtbaren Spektrums nahe 660 Nanometer (nm) und eine im Nahinfrarot (IR)-Abschnitts des Spektrums im Bereich von 880 bis 940 nm.
Sauerstoffsättigung kann unter Verwendung verschiedener Techniken geschätzt werden. In einer üblichen Technik werden erste und zweite Photostromsignale, die vom Photodetektor von rotem und infrarotem Licht erzeugt werden, angepasst und verarbeitet, um AC- und DC-Signalkomponenten und ein Modulationsverhältnis der roten und infraroten Signale zu bestimmen. Für dieses Modulationsverhältnis wurde beobachtet, dass es gut mit der arteriellen Sauerstoffsättigung korreliert. Pulsoxymeter und Sensoren werden empirisch kalibriert durch Messen des Modulationsverhältnisses über einen Bereich von in vivo gemessenen arteriellen Sauerstoffsättigungen (SaO₂) bei einer Gruppe von Patienten, gesunden Freiwilligen oder Tieren. Die beobachtete Korrelation wird in einer inversen Weise verwendet, um die Blutsauerstoffsättigung (SpO₂) basierend auf dem gemessenen Wert von Modulationsverhältnissen zu schätzen. Die Schätzung der Sauerstoffsättigung unter Verwendung des Modulationsverhältnisses ist beschrieben im US Patent Nr. 5,853,364, mit dem Titel "METHOD AND APPARATUS FOR ESTIMATING PHYSIOLOGICAL PARAMETERS USING MODEL-BASED ADAPTIVE FILTERING", erteilt am 29. Dezember 1998, und dem U.S. Patent Nr. 4,911,167, mit dem Titel "METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING OPTICAL PULSES", erteilt am 27. März 1990. Die Beziehung zwischen der Sauerstoffsättigung und dem Modulationsverhältnis ist ferner beschrieben im US Patent 5,645,059, mit dem Titel "MEDICAL SENSOR WITH MODULATED ENCODING SCHEME" erteilt am 8. Juli 1997. Alle drei Patente sind dem Bevollmächtigten der vorliegenden Erfindung zugeteilt.
Die Genauigkeit der Schätzungen der Blutflusscharakteristiken hängt von einer Anzahl von Faktoren ab. Beispielsweise variieren die Lichtabsorptionscharakteristiken typischerweise von Patient zu Patient in Abhängigkeit von deren Physiologie. Darüber hinaus variieren die Absorptionscharakteristiken in Abhängigkeit vom Ort (z. B. Fuß, Finger, Ohr, usw.), wo der Sensor angewendet bzw. angelegt wird. Ferner variieren die Lichtabsorptionscharakteristiken in Abhängigkeit vom Design oder Modell des Sensors. Ferner variieren die Lichtabsorptionscharakteristiken von jedem beliebigen einzelnen Sensordesign von Sensor zu Sensor (z. B. aufgrund von unterschiedlichen Charakteristiken der Lichtquellen oder des Photodetektors oder beidem). Der Kliniker, der den Sensor korrekt oder inkorrekt anbringt bzw. anwendet, kann ferner einen großen Einfluss auf die Ergebnisse haben, beispielsweise durch loses oder festes Anbringen des Sensors oder durch Anbringen des Sensors an einen Körperteil, der ungeeignet für das jeweilige verwendete Sensordesign ist.
Manche Oxymeter "qualifizieren" Messungen, bevor sie diese auf dem Monitor bzw. der Überwachungsvorrichtung anzeigen. Eine herkömmliche Technik verarbeitet (d. h. filtert) die gemessene plethysmographische Wellenform und führt Tests durch, um Messungen zu detektieren und zu verwerfen, die als fehlerhaft und ungenau wahrgenommen werden. Da Oxymeter typischerweise entworfen sind, mit einer breiten Vielfalt von Sensoren verwendet zu werden, die sehr verschiedene Leistungscharakteristiken aufweisen, sind die Überwachungsvorrichtungssignal-"Qualifizierungs"-Algorithmen zwangsläufig grob und resultieren häufig in lediglich oberflächlichen Anzeigen der Signalqualität, der Signalzuverlässigkeit und schließlich eines Vertrauensgrads bezüglich einer physiologischen Charakteristik des Patienten, die vom Signal geschätzt oder berechnet wird. In vielen Fällen verwirft die Überwachungsvorrichtung einfach Daten, die mit Signalen von geringer Qualität verbunden sind, gibt jedoch andererseits keine Anzeige an einem Gesundheitsdienstleister aus, ob irgendeine physiologische Charakteristik, die auf einem Monitor bzw. einer Überwachungsvorrichtung angezeigt wird, hochzuverlässig ist oder nicht. Folglich sind die Signalqualitätsmessungen, die von derartigen groben Algorithmen erhalten werden, relativ schlecht und übermitteln wenig nützliche Informationen an einen Gesundheitsdienstleister.
Das US Patent Nr. 4942877 offenbart eine Vorrichtung zum Messen des Sauerstoffsättigungsgrads in arteriellem Blut, das europäische Patent Nr. 0221357 offenbart einen elektrooptischen Koppler für einen Katheteroxymeter, das europäische Patent Nr. 0571225 offenbart eine Messvorrichtung und ein Verfahren der Kalibrierung und das US Patent Nr. 4848615 offenbart einen Kathetersensor und eine Speichereinheit.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Folglich ist es ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine Patientenüberwachungsvorrichtung und einen Sensor bereitzustellen, die Mittel zur genauen Detektion einer Qualität und Genauigkeit eines Signals, das vom Sensor detektiert wird, und zum Anzeigen dieser Information auf einem Monitor beinhalten.
Diese und andere Gegenstände der Erfindung werden erreicht mittels einer Überwachungsvorrichtung gemäß Anspruch 1. Die abhängigen Ansprüche beinhalten weitere Verbesserungen. Jede Grenze definiert einen Bereich eines Signalqualitätsdiagramms und korrespondiert mit einem anderen Grad der Qualität in den detektierten Signalen und einer Genauigkeit oder eines Vertrauensgrads von einer physiologischen Charakteristik, geschätzt von den detektierten Signalen. Grenzen können ferner für verschiedene Sensortypen und Überwachungsvorrichtungstypen definiert und damit verbunden werden. Die Grenzen werden typischerweise in einen Speicher gespeichert und abgerufen, wenn sie benötigt werden.
Eine Ausführungsform der Erfindung stellt einen Sensor zum Fühlen von zumindest einer physiologischen Charakteristik eines Patienten bereit. Der Sensor ist mit einer Überwachungsvorrichtung verbindbar, die einen physiologischen Zustand von den Signalen schätzt, die vom Sensor detektiert wurden. Der Sensor beinhaltet einen Detektor zum Detektieren der Signale vom Patienten, die indikativ für die physiologische Charakteristik sind. Der Sensor ist mit einem Speicher verbunden, der konfiguriert ist, um Daten zu speichern, die Sensorsignalspezifikationsgrenzen für die detektierten Signale definieren. Die Grenzen sind indikativ für eine Qualität der Signale und eine Genauigkeit der physiologischen Charakteristik, die von den Signalen mittels der Überwachungsvorrichtung geschätzt wird. Der Sensor beinhaltet ferner Mittel zum Bereitstellen eines Zugriffs auf den Speicher, um eine Übertragung an die Überwachungsvorrichtung der Daten zu gestatten, die die zumindest eine Sensorgrenze definieren.
In einer Ausführungsform sind die Grenzen indikativ für einen Übergang zwischen einer Signalordnung, die als normal für den Sensor in seiner üblichen Anwendung betrachtet wird, und einer Signalordnung, die als anormal betrachtet wird. Die normale Ordnung kann eine sein, in der es für den Sensor wahrscheinlich ist, dass er richtig an Patienten angewendet bzw. angelegt ist, und die anormale Ordnung kann eine sein, in der sich der Sensor teilweise oder vollständig vom Patienten gelöst haben kann.
Das Vorherige wird zusammen mit anderen Aspekten dieser Erfindung ersichtlicher werden, wenn auf die folgende Beschreibung, die Ansprüche und die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Pulsoxymetersystems;
2A zeigt ein Diagramm einer speziellen Ausführungsform eines Sensors;
2B und 2C zeigen Diagramme von speziellen Ausführungsformen, in denen ein Speicher jeweils innerhalb des Sensorsteckers und innerhalb des Sensorkabels angeordnet ist;
2D zeigt ein Diagramm einer speziellen Ausführungsform einer Überwachungsvorrichtung;
3 zeigt ein Diagramm einer vereinfachten optischen Wellenform, detektiert vom Sensor;
4 zeigt ein Signalqualitätsdiagramm, das Daten der gemessenen DC- und AC-Komponenten beinhaltet;
5 zeigt ein Signalqualitätsdiagramm, das definierte Regionen aufweist, die mit verschiedenen Vertrauensgraden in der Sättigungsschätzung korrespondieren;
6 zeigt ein Signalqualitätsdiagramm, das definierte Anzeige- und Nicht-Anzeigeregionen (ähnlich denen von 5) und Übergangszonen definiert hat;
7 zeigt ein Flussdiagamm einer Ausführungsform des Messungsbekanntgabeverfahrens der Erfindung;
8 zeigt ein Signalqualitätsdiagramm mit von einer Patientenpopulation gesammelten Daten; und
9 zeigt ein Signalqualitätsdiagramm, das Unbestimmtheitskonturen über einen Abschnitt der Anzeigeregion aufgezeichnet bzw. geplottet beinhaltet.
BESCHREIBUNG DER SPEZIELLEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Erfindung ist auf eine Messung (oder Schätzung) der Sauerstoffsättigung von Hämoglobin in arteriellem Blut und die Herzfrequenz eines Patienten anwendbar. Die Erfindung wird im Detail bezüglich einer Ausführungsform für die Pulsoxymetrie beschrieben, es muss jedoch realisiert werden, dass die Erfindung eine Anwendbarkeit auf alternative Patientenüberwachungscharakteristiken wie beispielsweise EKG, Blutdruck, Temperatur etc. aufweist und nicht auf lediglich die Verwendung mit Oxymetrie oder Pulsoxymetrie zu beschränken ist.
1 zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Pulsoxymetersystems 100. Das System 100 beinhaltet ein Pulsoxymeter (oder -überwachungsvorrichtung) 110, das über ein elektrisches Kabel 128 an einen Sensor 130 koppelt, der an einem Patienten 132 angebracht bzw. angewendet ist. Der Sensor 130 beinhaltet ein Sensorkabel 129 und einen Verbindungsstecker 120. Der Sensor weist ferner erste und zweite Lichtquellen (z. B. LEDs) und einen Photodetektor gemeinsam mit geeigneten Komponenten, um diese elektrooptischen Komponenten an das elektrische Kabel 128 zu koppeln, auf.
Wie oben angemerkt kann die Sauerstoffsättigung unter Verwendung verschiedener Techniken geschätzt werden. In einer gewöhnlichen Technik werden die optischen Signale vom Photodetektor empfangen und vom Oxymeter angepasst und verarbeitet, um AC- und DC-Komponenten zu erzeugen. Diese Komponenten werden dann verwendet, um ein Modulationsverhältnis der roten zu den infraroten Signalen zu berechnen. Das berechnete Modulationsverhältnis wird dann gegen eine Tabelle indiziert, um eine Sättigungsschätzung korrespondierend zu diesem Modulationsverhältnis zu erhalten.
2A zeigt ein Diagramm einer speziellen Ausführungsform eines Sensors 130. Der Sensor 130 beinhaltet zwei oder mehrere LEDs 230 und einen Photodetektor 240. Der Sensor 130 kann optional einen Speicher 236a und eine Schnittstelle 238 beinhalten. Die LEDs 230 empfangen Antriebssignale, die (d. h. alternativ) die LEDs aktivieren. Wenn aktiviert, passiert das Licht von den LEDs 230 in Gewebe 234 eines Patienten. Nachdem es durch die Gewebe transmittiert oder davon reflektiert wurde, wird das Licht vom Photodetektor 240 empfangen. Der Photodetektor 240 wandelt das empfangene Licht in ein Photostromsignal um, welches dann an die nachfolgende Signalverarbeitungseinheit bereitgestellt wird.
Der Sensorspeicher speichert Daten, die repräsentativ für zumindest eine Sensorsignalspezifikationsgrenze sind, und stellt auf Anfrage die Sensorgrenze bereit. Die Schnittstellenschaltung 238 stellt eine Signalanpassung bereit und kann ferner andere Funktionen bereitstellen. Durch die Schnittstellenschaltung 238 werden Daten zum und vom Sensorspeicher transferiert. Der Speicher 236a und die Schnittstellenschaltung 238 können innerhalb einer integrierten Schaltung für reduzierte Größe und Kosten integriert sein.
Der mit dem Sensor verbundene Speicher kann physikalisch in einer Vielzahl von Orten angeordnet sein. Zuerst kann er auf dem Körper des Sensors, in einer näheren Umgebung des Photodetektors, den LEDs, oder anderen Sensorkomponenten angeordnet sein. Oder der Speicher kann im Sensorkabel 129 oder im Sensorstecker 122 oder in einem Adaptermodul sein, das an eine Vorderseite eines Oxymeters, an ein Oxymeterkabel oder an einen Sensorstecker oder -kabel verbindet.
2B zeigt ein Diagramm einer speziellen Ausführungsform, in der ein Speicher 236 innerhalb des Sensorsteckers 122 angeordnet ist. Der Speicher 236b koppelt an eine und bildet eine Schnittstelle mit einer externen Schaltungstechnik durch manche oder alle Signallinien, die an den Sensorstecker bereitgestellt werden.
2C zeigt ein Diagramm einer speziellen Ausführungsform, in der ein Speicher 236c innerhalb des Sensorkabels 129 angeordnet ist. Der Speicher 236c wiederum koppelt an und bildet eine Schnittstelle mit externer Schaltungstechnik durch einen Satz von Signallinien.
Der Speicher 236 kann als ein Direktzugriffsspeicher (RAM), ein FLASH-Speicher, ein programmierbarer Lesespeicher (PROM), ein löschbarer PROM (EPROM), ein elektrisch löschbarer PROM (EEPROM), ein einmal beschreibbarer Speicher oder als andere Speichertechnologien implementiert sein, die zu Schreib- und Leseverfahren fähig sind. In einer speziellen Ausführungsform, um die im Speicher gespeicherten Daten zu bewahren und ein versehentliches Löschen zu verhindern, kann der Sensorspeicher nur einmal beschrieben werden. Diese Speichercharakteristik verhindert ferner ein Löschen der Daten während des Sensorbetriebs. Ein spezielles Beispiel einer Speichervorrichtung, die lediglich einmal beschrieben werden kann, ist eine 2-Draht EPROM-Vorrichtung, verfügbar von Dallas Semiconductor Corp.
2D zeigt ein Diagramm einer speziellen Ausführungsform einer Überwachungsvorrichtung 110. Eine Empfangsschaltung 250 koppelt an den Sensor und den mit dem Sensor verbundenen Speicher zum Empfangen von Signalen, die vom Sensor detektiert wurden, sowie Daten vom Sensorspeicher. Die Empfangsschaltung 250 koppelt an eine Verarbeitungsschaltung 252, die die empfangenen Signale verarbeitet, um eine Schätzung einer physiologischen Charakteristik zu erzeugen. Die Verarbeitungsschaltung 252 kann ferner eine Anzeige der Qualität des empfangenen Signals und eine Anzeige der Genauigkeit der geschätzten physiologischen Charakteristik erzeugen. Die geschätzte physiologische Charakteristik und verbundene Indikationen werden an eine Anzeigeeinheit 254 zur Anzeige an einen Benutzer der Überwachungsvorrichtung bereitgestellt.
3 zeigt ein Diagramm einer vereinfachten optischen Wellenform 300, die von einem Sensor (z. B. Sensor 130) detektiert wurde. Die optische Wellenform 300 in 3 kann das detektierte optische Signal für entweder die rote oder die infrarote LED repräsentieren. Wie in. 3 gezeigt beinhaltet die optische Wellenform 300 ein periodisches Muster, das im Allgemeinen mit dem Herzschlag eines Patienten korrespondiert. Für einen Arrhythmiepatienten kann die Wellenform aperiodisch sein. Die Wellenform 300 beinhaltet eine Serie von Peaks bzw. Spitzen mit einem Maximalwert (Max) und eine Serie von Tälern mit einem Minimalwert (Min). Die folgenden Größen werden definiert: AC = Max – Min; Gl.(1)
wobei Instrumentenverstärkung ein Verstärkungswert ist, der spezifisch für die Kombination des Pulsoxymeters und eines speziellen Sensors ist, der während der Detektion der Pulse in Wellenform 300 verwendet wird. Die Instrumentenverstärkung beinhaltet sowohl den LED-Ansteuerstrom als auch die Verstärkung des Instruments. Nanoampere virtuell "normalisiert" das Signal auf eine 50 mA LED-Ansteuerung.
Das Modulationsverhältnis der roten Signale zu den infraroten Signalen, manchmal als das "Verhältnis der Verhältnisse" ("ratio of ratios", Ratrat) bezeichnet, kann angenähert werden als:
wobei AC_Rot und DC_Rot die jeweiligen AC- und DC-Komponenten der roten LED sind, und AC_IR und DC_IR die jeweiligen AC- und DC-Komponenten der infraroten LED sind. Eine Sauerstoffanreicherung, die von Ratrat unter Verwendung von Gleichung (5) abgeleitet wird, ist ausreichend genau für viele Anwendungen, wenn die Bedingung (AC << DC) erfüllt ist. Insbesondere ist der Annäherungsfehler klein, wenn beide AC-Termini in Gleichung (5) kleiner als 10 Prozent der diesbezüglichen DC-Termini sind (d. h. sowohl rote als auch infrarote Modulationen sind kleiner als 10%).
Wie oben angegeben steht die Sauerstoffsättigung in (inverser) Beziehung zu Ratrat. Die Beziehung zwischen Ratrat und der Sauerstoffsättigung wird typischerweise als eine Kurve geplottet (d. h. Sättigung gegen Ratrat) und als eine Tabelle im Speicher innerhalb des Oxymeters gespeichert. Anschließend wird ein kalkuliertes Ratrat verwendet, um die Tabelle zu indizieren und einen Eintrag in der Tabelle für die Sauerstoffsättigungsschätzung korrespondierend zu diesem Ratrat zu erhalten. Die Schätzung der Sauerstoffsättigung unter Verwendung von Ratrat ist ferner beschrieben in den US Patent Nrn. 4911167, 5645059 und 5853364.
Im Allgemeinen werden die roten Termini im roten Abschnitt des optischen Spektrums unter Verwendung der roten LED gemessen, und die IR-Termini werden im infraroten Abschnitt des optischen Spektrums unter Verwendung der infraroten LED gemessen. Die AC-Termini werden durch den Blutdruckpuls erzeugt und stehen in gewisser Weise in Beziehung zur "Perfusion". Die DC-Termini stehen in (inverser) Beziehung zur "Undurchlässigkeit" bzw. „Opazität" (oder Dunkelheit) des überwachten Patienten und stehen gewissermaßen in Beziehung zur "Translucenz". Im Allgemeinen sind die vier Termini in Gleichung (5) unabhängig voneinander. Empirische Studien jedoch schlagen vor, dass die zwei DC-Termini in gewisser Weise korreliert sind (d. h. nicht wild divergent) und Patienten, die "undurchlässig" bzw. "opak" sind, tendieren dazu, sowohl in roten als auch in infraroten Abschnitten des Spektrums opak zu sein. Die zwei AC-Termini sind jedoch typischerweise nicht korreliert (d. h. die AC-Termini können ziemlich divergent für einen Patienten sein).
Es wurde bestimmt, dass die Größenordnungen der DC- und AC-Komponenten die Genauigkeit der Sättigungsschätzungen beeinflussen und diese Größenordnungen hängen vom verwendeten Sensordesign, von den Spezifikationen der im Sensor verwendeten Komponenten und davon, wie der Sensor am Patienten angewendet bzw. angebracht wurde, ab. Die Erfindung verwendet vorteilhafterweise dieses Wissen, um ein Oxymetersystem bereitzustellen, das geeignet ist, Indikationen der Genauigkeit und Verlässlichkeit der Sättigungsschätzungen bereitzustellen. Zusätzliche Merkmale werden von der Erfindung bereitgestellt basierend auf der Analyse der gemessenen DC- und AC-Komponenten, wie unten beschrieben.
4 zeigt ein Signalqualitätsdiagramm, das Daten der gemessenen DC- und AC-Komponenten beinhaltet. Die vertikale Achse dieses Signalqualitätsdiagramms korrespondiert mit dem Modulationsprozentsatz (Mod%), der wie in Gleichung (3) für jedes der roten und infraroten Signale berechnet wird. Die horizontale Achse korrespondiert mit der DC-Komponente und ist in Einheiten von virtuellen Nanoampere (nAv) und ist durch Gleichung (4) gegeben. Wie in 4 gezeigt sind sowohl die vertikale als auch die horizontale Achse auf einer logarithmischen Skala geplottet.
Wie oben betont beinhaltet die detektierte optische Wellenform eine AC-Komponente und eine DC-Komponente. Die DC-Komponente ist auf der horizontalen Achse geplottet und das Verhältnis von AC zu DC ist als ein Prozentsatz (z. B. Mod%) ausgedrückt und auf der vertikalen Achse geplottet. Da zwei unterschiedliche optische Signale gemessen werden (d. h. für die roten und infraroten Wellenlängen), werden zwei Punkte auf dem Signalqualitätsdiagramm erzeugt und geplottet, um eindeutig die AC- und DC-Komponenten von sowohl den roten als auch den infraroten optischen Signalen zu identifizieren. In 4 werden die mit der roten Wellenlänge korrespondierenden Datenpunkte durch ein Quadrat identifiziert und die mit der infraroten Wellenlänge korrespondierenden Punkte werden durch einen Diamant identifiziert.
4 zeigt die relativen Positionen der zwei Datenpunkte, die mit zwei Patienten auf dem Signalqualitätsdiagramm verbunden sind. Für einen (stabilen) Patienten und über eine kurze Dauer (d. h. von wenigen Pulsen), bleiben alle vier Ratrat-Konstituenten (rotes-AC, DC; und infrarotes AC, DC) annähernd konstant. Die Datenpunkte für Patient A weisen auf einen Patienten mit geringen Lichtgraden (d. h. geringen DC-Komponentenwerten) und geringer Modulation (d. h. geringem Mod%) hin.
Diese Datenpunkte könnten mit Daten von beispielsweise einem dicklichen dunkelhäutigen Neugeborenen korrespondieren, das eine schlechte Perfusion aufweist, oder einem Reflexionssensor, der an einer schlecht perfundierten bzw. durchströmten Stelle (d. h. auf dem Fuß) angewendet bzw. angebracht ist. Umgekehrt deuten die Datenpunkte für Patient B auf einen sehr translucenten Patienten mit guter Perfusion hin, was in hohen Lichtgaden resultiert.
Das Paar von Datenpunkten für jeden Patienten, ein Datenpunkt für die rote Wellenlänge und einer für die infrarote Wellenlänge, definiert die gegenwärtigen (Ratrat) Zustände des Patienten. Entsprechend beschreibt das Paar von Datenpunkten den "Betriebspunkt" des Oxymeters, wenn das Oxymeter den Patienten überwacht. Für einen speziellen Patienten kann das Paar von Datenpunkten verwendet werden, um die Sättigung des Patienten unter Verwendung von Gleichung (5) und einer Tabelle für die Sättigung versus Ratrat zu schätzen. Beispielsweise ist das Ratrat für Patient A annähernd 0,12/0,25 oder 0,48. Für ein typisches Oxymeter korrespondiert dieses Ratrat mit einer Sättigung von annähernd 100%. Das Ratrat für Patient B ist annähernd 6/7 oder 0,86, was mit einer Sättigung von annähernd 85% korrespondiert.
In einer Ausführungsform, für jede spezielle Kombination eines Oxymetermodells und eines Sensormodells, werden Datenpunkte für zahlreiche "Patienten" gesammelt. Diese Datenpunkte können unter einer kontrollierten bzw. gesteuerten Testumgebung gesammelt werden, wo die wahre Sauerstoffsättigung bekannt ist, und eine Genauigkeit der von den roten und infraroten Signalen geschätzten Sättigung kann bestimmt werden. Basierend auf den gesammelten Daten kann das Diagramm in Regionen partitioniert werden, die mit verschiedenen Graden der Qualität und Genauigkeit in der Sättigungsschätzung korrespondieren. Die Regionen zeigen ferner eine Qualität der detektierten Signale an. Jede Region ist durch eine Signalgrenze definiert.
Die Signalgrenzen sind abhängig von vielen Faktoren wie beispielsweise dem Monitor- bzw. Überwachungsvorrichtungstyp, dem Sensortyp, den Spezifikationen der Komponenten im Sensor (z. B. Wellenlänge, LED Charakteristiken) sowie anderen Faktoren. In einer Ausführungsform werden die sensorspezifischen Grenzen im Sensorspeicher oder in anderen Orten, die mit dem Sensor verbunden sind, gespeichert.
5 zeigt ein Sensorsignalqualitätsdiagramm, das definierte Regionen aufweist, die mit verschiedenen Vertrauensgraden in der Sättigungsschätzung korrespondieren. Eine Anzeigeregion 510 definiert einen Abschnitt des Signalqualitätsdiagramms, der mit Sättigungsschätzungen verbunden ist, die einen vorbestimmten Qualitäts- und Genauigkeitsgrad erfüllen und eine Bekanntmachung (oder Anzeige) auf dem Monitor verdienen. Die Anzeigeregion 510 beinhaltet den Satz von "Patientenzuständen", resultierend in ausreichend genauen Sättigungsschätzungen für eine spezielle Anwendung. Folglich, wenn die Datenpunkte in den Anzeigebereich 510 fallen, wird die Sättigungsschätzung (die von den Datenpunkten abgeleitet ist) bekannt gegeben. Umgekehrt, wenn die Datenpunkte außerhalb der Anzeigeregion 510 in eine Nicht-Anzeigeregion 512 fallen, wird die Sättigungsschätzung, die mit diesen Datenpunkten korrespondiert, nicht auf der Oxymeteranzeige bekannt gegeben. Die Nicht-Anzeigeregion 512 liegt außerhalb der Anzeigeregion 510 und umgibt diese im Allgemeinen.
Das mit der roten LED korrespondierende detektierte Signal ist im Allgemeinen "schwächer" als das von der infraroten LED detektierte Signal. Da diese Charakteristik a priori bekannt ist, kann das Oxymeter entworfen werden, um diesem Unterschied Rechnung zu tragen. In einer Implementierung ist die rote LED mit einer ersten Anzeigeregion verbunden und die infrarote LED ist mit einer zweiten Anzeigeregion verbunden. Beispielsweise, bezugnehmend auf 5, ist die rote Anzeigeregion definiert durch Linien 520, 522, 526 und 528, und die infrarote Anzeigeregion ist definiert durch Linien 520, 524, 526 und 530. Da die roten Signale im Allgemeinen schwächer als das infrarote Signal sind, tendiert die Grenze der roten Anzeigeregion dazu, näher an der linken Ecke des Signalqualitätsdiagramms zu liegen.
Die Anzeigeregion ist im Allgemeinen abhängig von zahlreichen Betriebsbedingungen. Beispielsweise kommt Umgebungslicht typischerweise zu den detektierten optischen Signalen hinzu (d. h. erhöht die DC-Komponenten) und ändert folglich die Anzeigeregion. In diesem Fall kann die Anzeigeregion justiert werden, um diesen Beitrag von (oder Verzerrung, eingeführt durch) Umgebungslicht Rechnung zu tragen. Beispielsweise können Anzeigeregionen für typische Bürolichtbedingungen (d. h. 5000 Lumen/Meter² bei 120 Hz AC) oder für helles Sonnenlicht erzeugt werden. Die geeignete Anzeigeregion für die anwendbare Betriebsbedingung wird für die Verwendung abgerufen (d. h. durch den Kliniker oder durch das Oxymeter automatisch, basierend auf gefühlten Betriebsbedingungen).
6 zeigt ein Signalqualitätsdiagramm, das definierte Anzeige- und Nicht-Anzeigeregionen (ähnlich denen von 5) sowie eine Übergangszone 614 aufweist. Die Übergangszone 614 beinhaltet Regionen des Diagramms, die zwischen den Anzeige- und Nicht-Anzeigeregionen liegen. Die Übergangszone repräsentiert Regionen, die mit einer anderen (z. B. dazwischenliegenden) Qualität und einem anderen Genauigkeitsniveau als jene der Anzeige- und Nicht-Anzeigeregionen verbunden sind. Ein anderer Satz von Kriterien kann verwendet werden, wenn Datenpunkte evaluiert bzw. bewertet werden, die in die Übergangszone fallen, wie unten beschrieben.
Die in 5 und 6 gezeigten Regionen sind lediglich Repräsentanten einer speziellen Oxymeter/Sensor-Kombination und für einen speziellen Satz von Betriebsbedingungen. Jedes Oxymeter (oder jedes Oxymetermodell oder -typ) ist typischerweise mit seinem eigenen Satz von Anzeige- und Nicht-Anzeigeregionen verbunden, welche von jenen in den 5 und 6 gezeigten abweichen können. Manche Oxymeter können sogar schlecht definierte Nicht-Anzeigeregionen aufweisen, wo die Grenzen abhängig von einem Satz von Faktoren variieren. Diese Faktoren beinhalten das Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR) des Oxymeters, die Menge an Umgebungslicht, die Wellenlänge der Sensor-LEDs usw.
In einer Ausführungsform arbeitet das Oxymeter gemäß dem folgenden Satz von Regeln:

– Wenn beide Datenpunkte (d. h. für die roten und infraroten Signale) in deren jeweilige Anzeigeregionen fallen, gibt das Oxymeter die Ergebnisse (z. B. die Sättigungsschätzung und Herzrate) bekannt.
– Wenn jeder Datenpunkt in seine Nicht-Anzeigeregion fällt, macht das Oxymeter das Ergebnis nicht bekannt.
– In allen anderen Fällen kann das Oxymeter das Ergebnis bekannt geben oder nicht. Diese Fälle beinhalten Fälle, in denen eines der Signale in die Übergangszone fällt und kein Signal in die Nicht-Anzeigeregion fällt.

Folglich wird die Sättigungsschätzung bekannt gegeben, wenn der Modulationsprozentsatz (Mod%) und der Lichtgrad (DC-Komponenten) für sowohl die roten als auch infraroten Wellenlängen innerhalb der eingegrenzten Bereiche von deren jeweiligen Anzeigeregionen fallen. In einer Ausführungsform, wenn das rote Signal in die rote Nicht-Anzeigeregion fällt, oder wenn das infrarote Signal in die infrarote Nicht-Anzeigeregion fällt oder beides, dann gibt das Oxymeter die Sättigungsschätzung nicht bekannt. Es kann betont werden, dass andere Sätze von Regeln ebenfalls angewendet werden können. Beispielsweise, in einer weiteren Ausführungsform, wird das Ergebnis bekannt gegeben, wenn einer der Datenpunkte in dessen Anzeigeregion fällt und der andere Datenpunkt in die Übergangszone fällt. In noch einer weiteren Ausführungsform gibt das Oxymeter die Sättigungsschätzung bekannt und zeigt ferner an entweder die Regionen, in die die Datenpunkte fallen, oder einen Vertrauensgrad, basierend auf den Regionen, in die die Datenpunkte fallen.
Zur Klarheit zeigt 5 lediglich Anzeige- und Nicht-Anzeigeregionen. Diese Regionen korrespondieren mit Datenpunkten, die anzuzeigen und nicht anzuzeigen sind. Jedoch können zusätzliche Regionen innerhalb des Signalqualitätsdiagramms definiert werden, wobei die zusätzlichen Regionen mit verschiedenen Vertrauensgraden in der Sättigungsschätzung korrespondieren. Im Allgemeinen ist der Vertrauensgrad hoch für Datenpunkte, die nahe des Zentrums des Diagramms fallen, und nimmt ab, wenn die Datenpunkte sich vom Zentrum wegbewegen. Für die Ausführungsform, die mehrere Vertrauensgrade aufweist, kann das Oxymeter die Sättigungsschätzung gemeinsam mit dem Vertrauensgrad anzeigen.
Beispielsweise kann eine "inaktive" Region definiert und verwendet werden, um anzuzeigen, wenn ein Sensor nicht am Patienten angebracht ist. Die inaktive Region kann verwendet werden, um zu detektieren und zu benachrichtigen, wenn der Sensor vom Patienten entfernt wurde (d. h. abgefallen ist). Die inaktive Region liegt außerhalb der Anzeige- und Übergangsregionen, korreliert mit Messungen von Sensoren, die nicht am Patienten befestigt sind, und umfasst typischerweise einen Teil der Nicht-Anzeigeregion. Diese Region kann definiert werden durch Simulation oder durch empirische Messungen. Das Oxymeter berechnet die Datenpunkte in der oben beschriebenen Weise. Wenn die Datenpunkte in die inaktive Region fallen, zeigt das Oxymeter eine Anzeige an, dass der Sensor vom Patienten entfernt worden ist.
7 zeigt ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des Messungsanzeigeverfahrens der Erfindung. Bei einem Schritt 712 werden ein oder mehrere Signale, die Indikativ für einen physiologischen Parameter sind, detektiert. Für ein Oxymeter, das verwendet wird, um eine Sauerstoffsättigung zu messen, kann dieser Detektionsschritt beispielsweise das Empfangen von optischen Signalen von zwei LEDs und das Anpassen dieser Signale beinhalten. Bei Schritt 714 wird das detektierte Signal bzw. werden die detektierten Signale verarbeitet, um dazwischen liegende Datenpunkte zu erzeugen. Für die Sauerstoffsättigung kann dieser Verarbeitungsschritt das Filtern der Datenproben beinhalten, um DC- und AC-Komponenten zu erzeugen, sowie das Verwenden dieser Komponenten, um den Modulationsprozentsatz (Mod%) zu erzeugen. Die Zwischen-Datenpunkte würden gefilterte Werte für die DC-Komponenten und berechnete Werte des Modulationsprozentsatzes enthalten. Die Zwischen-Datenpunkte werden dann mit einem Signalqualitätsdiagramm verglichen (Schritt 716). Dieses Diagramm wird zuvor in einer oben beschriebenen Weise erzeugt.
Bei Schritt 718 wird bestimmt, ob die Zwischen-Datenpunkte in die Anzeigeregion fallen. Wenn die Antwort ja ist, wird der physiologische Parameter geschätzt, basierend auf dem bzw. den detektierten und verarbeiteten Signal(en). Beispielsweise kann die Sauerstoffsättigung vom berechneten Mod% für die zwei LEDs unter Verwendung der Gleichung (5) geschätzt werden. Bei Schritt 722 wird der geschätzte physiologische Parameter angezeigt und das Verfahren endet.
Wenn bei Schritt 718 bestimmt wird, dass die Datenpunkte nicht in die Anzeigeregion fallen, wird eine Bestimmung durchgeführt, ob die Datenpunkte in die inaktive Region fallen (Schritt 724). Wenn die Antwort ja ist, wird eine Fehlermeldung bei Schritt 726 angezeigt. Diese Fehlermeldung kann den Kliniker über die Fehlerdatenpunkte informieren (z. B. "FEHLERMESSUNG"), einen Vorschlag bereitstellen (z. B. "VERSUCHE ANDERE STELLE") usw. Das Verfahren endet dann. In manchen Ausführungsformen der Erfindung wird Schritt 724 nicht ausgeführt.
Wenn bei Schritt 724 bestimmt wird, dass die Datenpunkte nicht in die inaktive Region fallen, wird eine Bestimmung durchgeführt, ob die Datenpunkte in die Nicht-Anzeigeregion fallen, bei einem Schritt 730. Wenn die Antwort ja ist, wird die Messung nicht angezeigt. Eine Fehlermeldung kann angezeigt werden, um den Kliniker zu informieren. Diese Fehlermeldung kann dem Kliniker über die ungültigen Datenpunkte informieren (z. B. "UNGÜLTIGE MESSUNG" oder "SCHWACHES SIGNAL"), einen Vorschlag bereitstellen (z. B. "VERSUCHE ANDERE STELLE") usw. Das Verfahren endet dann.
Wenn bei Schritt 730 bestimmt wird, dass die Datenpunkte nicht in die Nicht-Anzeigeregion fallen, wird eine Bestimmung durchgeführt, ob die Datenpunkte in die Übergangsregion fallen, bei Schritt 736. Wenn die Antwort ja ist, kann eine Warnmeldung angezeigt werden, um den Kliniker zu warnen. Diese Warnmeldung kann anzeigen, dass die Datenpunkte von fraglicher Genauigkeit sind (z. B. "UNGENAUE MESSUNG" oder "SCHWACHES SIGNAL"), einen Vorschlag bereitstellen (z. B. "VERSUCHE ANDERE STELLE"), usw. Der physiologische Parameter kann ferner gemeinsam mit der Warnmeldung berechnet und angezeigt werden. Das Verfahren endet dann. In manchen Ausführungsformen der Erfindung wird Schritt 736 nicht ausgeführt.
8 zeigt ein Signalqualitätsdiagramm mit Daten, die von einer Patientenpopulation gesammelt wurden. Die Patientendaten können verwendet werden, um die Anzeige- und Nicht-Anzeigeregionen zu definieren, den Durchschnittsmodulationsprozentsatz der Patientenpopulation und den Durchschnitts-nAv für sowohl rote als auch infrarote Wellenlängen zu charakterisieren, die Messungsunbestimmtheit zu charakterisieren, die Indikativ für die Genauigkeit des Instruments ist, oder eine Kombination von obigem. Die Unbestimmtheit kann als der mittlere Fehler (d. h. Bias-Fehler) der Instrumentenmessung und der Stabilität (d. h. Fluktuation oder Wanderung) der Ablesungen charakterisiert werden.
Die Unbestimmtheit oder der geschätzte Fehler für verschiedene Kombinationen der Modulation und der DC-Komponente werden dann auf dem Signalqualitätsdiagramm geplottet. Durchschnittliche Sättigung, Sättigungs-Bias, Sättigungswanderung und Unbestimmtheit können unter Verwendung von gleicher Gewichtung (d. h. Vergeben derselben Wichtigkeit für jeden Datenpunkt) oder ungleicher Gewichtung, die Populationsstatistiken Rechnung trägt (d. h. Vergeben einer geringeren Wichtigkeit für Datenpunkte, die seltener auftreten) berechnet werden. Signalspezifikationsgrenzen können ferner für eine spezielle Patientensubpopulation (z. B. perinatalen Patienten) erhalten werden, um die Genauigkeit des Messberichts zu verbessern, wenn das Instrument für die spezielle Patientensubpopulation verwendet wird.
9 zeigt ein Signalqualitätsdiagramm, das Unbestimmtheitskonturen über einen Abschnitt der Anzeigeregion geplottet beinhaltet. Jede Konturlinie korrespondiert mit einer speziellen Unbestimmtheit, in Sättigungspunkten. Als ein Beispiel, bei einem Infrarot-Betriebspunkt von 10 nAv und 3 Prozent Modulation, zeigen die Plots eine Unbestimmtheit von zwischen 10 und 12 Sättigungspunkten. Die Konturlinien können erzeugt werden durch Sammeln von Datenpunkten, Gruppieren der Datenpunkte, die ähnliche Infratot-DC-Komponenten aufweisen und Auswähle einer repräsentativen Unbestimmtheit für jene Datenpunkte. Die ausgewählten Unbestimmtheiten für die Gruppen von Datenpunkten werden als ein zweidimensionaler Konturplot geplottet.
In einer Ausführungsform wird die größte Unbestimmtheit in jeder Gruppe als repräsentativ für die Gruppe ausgewählt und ein Konturplot der Unbestimmtheit des schlechteren Falls wird erzeugt. Diese Informationen sind nützlich beispielsweise in einem Oxymeter, das eine garantierte Grenze bezüglich der Sättigungsunbestimmtheit aufweist, und nur Datenpunkte innerhalb der garantierten Grenze werden bekannt gegeben. Andere Variationen der in 9 gezeigten Konturplots sind möglich. Beispielsweise können Konturplots erzeugt werden für: (1) die Unbestimmtheit des schlechteren Falls, (2) die durchschnittliche Unbestimmtheit, (3) den schlechteren Fall oder den Durchschnittsabsolutwert des Bias, (4) den schlechteren Fall oder den Durchschnittswert des Wanderns, und anderen. Die Konturplots bezüglich der durchschnittlichen Unbestimmtheit werden erzeugt basierend auf dem Durchschnitt der Unbestimmtheiten, die für jede Gruppe erhalten wurden, und sind nützlich zum Anzeigen der typischen Unbestimmtheit, die wahrscheinlich für diese Modulation und diese Infrarot-DC-Komponente auftritt.
Die Konturplots des Signalqualitätsdiagramms können ferner für verschiedene Pulsraten und anormale Herzrhythmen wie beispielsweise Arrhythmien, Kammerextrasystolen, Bigeminie, Fibrillation, Herzstillstand und andere Herzkrankheiten justiert werden und diese berücksichtigen.
Die Erfindung stellt Vorteile bereit, die in herkömmlichen Oxymetern nicht verfügbar sind. Beispielsweise durch Detektieren von Datenpunkten, die mit Sättigungsschätzungen korrespondieren, die einen geringen Grad des Vertrauens aufweisen, und Verwerfen dieser Schätzungen (oder Anzeigen des geringen Grads des Vertrauens), stellt die Erfindung ein Oxymeter bereit, das eine verbesserte diagnostische Genauigkeit und Verlässlichkeit aufweist. Dies stellt sicher, dass die Ergebnisse, auf die der Kliniker angewiesen ist, vorbestimmte Zuverlässigkeitskriterien erfüllen. Die Erfindung kann ferner verwendet werden, um zu detektieren und zu benachrichtigen, wenn der Sensor vom Patienten entfernt worden ist (d. h. abgefallen ist), wie oben beschrieben.
Das Oxymeter der Erfindung kann ferner verwendet werden, um den Kliniker zu unterstützen, genauere Messungen zu nehmen. Dies ist eine insbesondere nützliche Anwendung der Erfindung, da bekannt ist, dass manche Kliniker die Sensoren an verschiedene Abschnitte des Patienten beim Versuch, bessere Ablesungen zu erzielen, bewegen. Um den Kliniker zu unterstützen, kann das Oxymeter programmiert werden, ein Indikatorsignal anzuzeigen, das anzeigt, ob eine ausgewählte Stelle gut oder schlecht für die Anwendung bzw. Aufbringung des Sensors ist. Dieser Prompt kann ferner verwendet werden, um einen weniger erfahrenen Kliniker dabei zu unterstützen, die Sättigungsmessung anzuwenden.
Die Erfindung kann für verschiedene physiologische Messungen verwendet werden. Die Anwendung der Erfindung auf Pulsoxymetrie wurde lediglich als eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Die Erfindung kann ferner auf andere physiologische Messungen wie beispielsweise EKG, Blutdruck, Temperatur, Herzfrequenz usw. angewendet werden. Folglich ist die Erfindung nicht auf die Verwendung lediglich mit Oxymetrie oder Pulsoxymetrie beschränkt. Die vorherige Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen wird bereitgestellt, um es einem beliebigen Fachmann zu ermöglichen, die vorliegende Erfindung zu verwenden. Verschiedene Modifikationen dieser Ausführungsformen werden Fachleuten leicht ersichtlich sein, und die hierin definierten allgemeinen Prinzipien können auf andere Ausführungsformen ohne Verwendung weiterer Erfindung angewendet werden. Beispielsweise kann die Erfindung auf Messungen von anderen physiologischen Charakteristiken angewendet werden.

Claims

Überwachungsvorrichtung zum Bereitstellen einer Anzeige einer Genauigkeit einer geschätzten physiologischen Charakteristik eines Patienten, wobei die Überwachungsvorrichtung (110) mit einem Sensor (130) verbindbar ist, der Signale detektiert, die indikativ für zumindest eine physiologische Charakteristik des Patienten (132) sind, wobei die Überwachungsvorrichtung (110) umfasst: zumindest eine Empfangsschaltung (250), konfiguriert zum Empfangen der Signale, die indikativ für die zumindest eine physiologische Charakteristik sind, sowie Daten, die eine Vielzahl von Sensorsignalspezifikationsgrenzen für die detektierten Signale definieren, wobei die Grenzen indikativ für eine Qualität der Signale sind, die vom Sensor (130) detektiert werden, sowie für eine Genauigkeit der physiologischen Charakteristik, geschätzt von den detektierten Signalen; zumindest eine Verarbeitungsschaltung (252), konfiguriert zum Schätzen der physiologischen Charakteristik des Patienten, basierend auf den empfangenen Signalen, Vergleichen der empfangenen Signale gegen die Sensorsignalspezifikationsgrenzen, und Erzeugen der Anzeige der Genauigkeit der geschätzten physiologischen Charakteristik; und Mittel (254) zum Bereitstellen der Anzeige der Genauigkeit der geschätzten physiologischen Charakteristik an einen Benutzer der Überwachungsvorrichtung (110), wobei die zumindest eine Verarbeitungsschaltung (252) konfiguriert ist, zu bestimmen, die Schätzung der physiologischen Charakteristik anzuzeigen oder nicht anzuzeigen, basierend auf den Signalen und deren Beziehung relativ zu der Vielzahl von Sensorsignalspezifikationsgrenzen und zu einer Vielzahl von Überwachungsgrenzen, vorprogrammiert in die Überwachungsvorrichtung (110).
Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Sensorsignalspezifikationsgrenzen indikativ sind für einen Übergang zwischen einer Signalordnung, die als normal für den Sensor in seiner üblichen Anwendung betrachtet wird, und einer Signalordnung, die als anormal betrachtet wird.
Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher die zumindest eine Verarbeitungsschaltung (252) ferner konfiguriert ist, zu bestimmen, ob die empfangenen Signale innerhalb der normalen Ordnung oder der anormalen Ordnung liegen.
Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher die zumindest eine Verarbeitungsschaltung (252) ferner konfiguriert ist, eine Anzeige zu berechnen, ob es für den Sensor (130) wahrscheinlich ist, dass er am Patienten (132) angebracht ist, oder ob er sich teilweise oder vollständig vom Patienten (132) abgelöst hat.
Physiologisches Überwachungssystem, umfassend eine Überwachungsvorrichtung (110) gemäß Anspruch 1 und ferner umfassend: einen Sensor (130), der einen Detektor beinhaltet zum Detektieren von Signalen von einem Patienten, welche indikativ sind für zumindest eine physiologische Charakteristik des Patienten; einen Speicher (236a), dem Sensor (130) zugewiesen und konfiguriert, Daten zu speichern, die Sensorsignalspezifikationsgrenzen für die detektierten Signale definieren.
Physiologisches Überwachungssystem nach Anspruch 5, bei welchem die Grenzen indikativ sind für einen Übergang zwischen einer Signalordnung, die als normal für den Sensor (130) in seiner üblichen Anwendung betrachtet wird, und einer Signalordnung, die als anormal betrachtet wird.
Physiologisches Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 6, bei welchem die Grenzen charakteristisch für ein Modell des Sensors (130) sind.
Physiologisches Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei welchem die Grenzen charakteristisch für individuelle Komponenten sind, die in der Herstellung des Sensors (130) verwendet werden.
Physiologisches Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 8, ferner umfassend Mittel (254) zum Informieren eines Benutzers des Systems, ob das Signal normal oder anormal ist.
Physiologisches Überwachungssystem nach Anspruch 9, bei welchem die Mittel (254) zum Informieren des Benutzers ein Alarm sind, der ausgelöst wird, wenn sich das Signal von der normalen Ordnung zur anormalen Ordnung bewegt.
Physiologisches Überwachungssystem nach Anspruch 9 oder 10, bei welchem die normale Ordnung eine ist, in welcher es für den Sensor (130) wahrscheinlich ist, dass er richtig am Patienten angebracht ist, und die anormale Ordnung eine ist, in welcher der Sensor sich teilweise oder vollständig vom Patienten abgelöst haben kann.
Physiologisches Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 11, bei welchem die Grenzen Grenzwerte beinhalten für eine Wechselstrommodulationskomponente der Signale.
Physiologisches Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 12, bei welchem die Grenzen Grenzwerte beinhalten für eine Gleichstromkomponente der Signale.
Physiologisches Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 13, bei welchem die Überwachungsvorrichtung (110) Werte von den Signalen berechnet, wobei die Sensorsignalspezifikationsgrenzen Grenzwerte bezüglich der Wechselstrom- und Gleichstromkomponenten der berechneten Werte darstellen, und wobei die Wechselstrom- und Gleichstromkomponenten abhängig sind von entweder einem physiologischen Status des Patienten, dem Sensortyp oder dem Sensorort.
Physiologisches Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 14, bei welchem die vom Patienten detektierten Signale erste und zweite Gruppen von Signalen beinhalten, abgeleitet von detektiertem Licht, das vom Patienten gestreut wird, wobei das Licht erste und zweite Wellenlängen aufweist, wobei die Signale, die vom detektierten Licht abgeleitet sind, jeweils eine Wechselstrommodulationskomponente und eine Gleichstromkomponente aufweisen und die Grenze Grenzwerte bezüglich der Wechselstrom- und Gleichstromkomponenten beinhaltet.
Physiologisches Überwachungssystem nach Anspruch 15, bei welchem die Signale, die vom detektierten Licht abgeleitet sind, Indikativ sind für eine arterielle Sauerstoffsättigung des Patienten.
Physiologisches Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 16, bei welchem der Speicher einen digitalen Speicher (236a) umfasst, konfiguriert, eine digitale Darstellung der Sensorsignalspezifikationsgrenzen zu speichern, und wobei die physiologische Charakteristik die arterielle Sauerstoffsättigung ist.
Physiologisches Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 17, bei welchem die Überwachungsvorrichtung (110) eine Anzeige der Qualität der Signale anzeigt, basierend auf deren Verhältnis relativ zur Vielzahl der Sensorgrenzen und zu einer Vielzahl von Überwachungsgrenzen, die in die Überwachungsvorrichtung (110) vorprogrammiert sind.