DE60037106T2

DE60037106T2 - Universelles/verbesserndes pulsoximeter

Info

Publication number: DE60037106T2
Application number: DE60037106T
Authority: DE
Inventors: Massi E. Laguna Niguel KIANI; Ammar Al Tustin ALI; Mohamed K. Mission Viejo DIAB; Val E. Hillsborough VADEN
Original assignee: Masimo Corp
Current assignee: Masimo Corp
Priority date: 1999-01-25
Filing date: 2000-01-25
Publication date: 2008-09-11
Anticipated expiration: 2020-01-26
Also published as: EP1992278A2; AU2859600A; EP1992278B1; JP2010012335A; CA2684695C; JP2014064929A; ATE378001T1; EP1148809A1; CA2358454A1; CA2358454C; CA2684695A1; DE60037106D1; JP2011045733A; JP2002535026A; EP1992278A3; JP4987057B2; US6584336B1; EP1148809B1; JP4986324B2; WO2000042911A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Oximetrie bezeichnet die Messung des Sauerstoffgehalts von Blut. Eine frühzeitige Erfassung eines niedrigen Blutsauerstoffgehalts ist im medizinischen Bereich entscheidend, beispielsweise in Intensiv- und Notfallanwendungen bzw. chirurgischen Behandlungen, weil eine unzureichende Sauerstoffzufuhr innerhalb von Minuten zu einer Gehirnschädigung und sogar zu Tod führen kann. Pulsoximetrie ist als nichtinvasives Verfahren zum Messen des Sauerstoffsättigungspegels von arteriellem Blut, einem Indikator der Sauerstoffversorgung, allgemein akzeptiert. Ein Pulsoximetriesystem besteht aus einem an einem Patienten angebrachten Sensor, einem Pulsoximeter und einem Patientenkabel zum Verbinden des Sensors mit dem Pulsoximeter.
Der Pulsoximeter kann ein eigenständiges Gerät sein oder als Modul oder eingebauter Abschnitt eines Mehrparameter-Patientenüberwachungssystems bereitgestellt werden, durch das auch Messungen ausgeführt werden, z. B. für den Blutdruck, die Respirationsrate und ein EKG. Durch einen Pulsoximeter wird normalerweise eine numerische Anzeige für die Sauerstoffsättigung des Patienten, eine numerische Anzeige für die Pulsrate und ein in Antwort auf jeden Pulsschlag auftretendes akustisches Signal oder "Piep"-Signal bereitgestellt. Außerdem kann der Pulsoximeter den Plethysmograph eines Patienten darstellen, durch den eine visuelle Darstellung der Pulskontur und der Pulsrate des Patienten erhalten wird.
Kurze Beschreibung der Erfindung
1 zeigt einen herkömmlichen Pulsoximeter 100 und einen zugeordneten Sensor 110. Herkömmlich weist ein Pulsoximetriesensor 110 LED-Emitter 112, typischerweise einen für eine rote Wellenlänge und einen für eine infrarote Wellenlänge, und einen Fotodiodendetektor 114 auf. Der Sensor 110 wird typischerweise bei einem erwachsenen Patienten an einem Finger und bei einem Kleinkind am Fuß befestigt. Für einen Finger ist der Sensor 110 derart konfiguriert, dass die Emitter 112 Licht durch den Fingernagel und durch die darunter liegenden Blutgefäße und Kapillaren projizieren. Die LED-Emitter 112 werden durch Steuersignale 122 vom Pulsoximeter 100 aktiviert. Der Detektor 114 ist an der Fingerspitze gegenüberliegend dem Fingernagel angeordnet, um das von der LED emittierte und vom Fingergewebe austretende Licht zu erfassen. Das durch die Fotodiode 124 erzeugte Signal wird durch ein Kabel an den Pulsoximeter 100 übertragen.
Der Pulsoximeter 100 bestimmt die Sauerstoffsättigung (SpO₂) durch Berechnen der differentiellen Absorption der durch den Sensor 110 emittierten beiden Wellenlängen durch das arterielle Blut. Der Pulsoximeter 100 weist eine Sensorschnittstelle 120, einen SpO₂-Prozessor 130, einen Gerätemanager 140, ein Display 150, eine akustische Anzeigeeinrichtung (Tongenerator) 160 und ein Tastenfeld 170 auf. Durch die Sensorschnittstelle 120 wird ein LED-Treiber- oder Steuerstrom 122 bereitgestellt, der den roten und infraroten (IR) Sensor-LED-Emitter 112 alternierend aktiviert. Die Sensorschnittstelle 120 weist außerdem eine Eingangsschaltung zum Verstärken und Filtern des durch den Fotodiodendetektor 114 erzeugten Signals 124 auf, das der roten und der infraroten Lichtenergie entspricht, die durch den Durchgang durch die Gewebestelle des Patienten abgeschwächt werden. Der SpO₂-Prozessor 130 berechnet ein Verhältnis zwischen der erfassten roten Lichtintensität und der erfassten infraroten Lichtintensität, und basierend auf diesem Verhältnis wird ein arterieller Sauerstoffsättigungswert empirisch bestimmt. Der Gerätemanager 140 stellt Hardware- und Software-Schnittstellen zum Managen des Displays 150, der akustischen Anzeigeeinrichtung 160 und des Tastenfeldes 170 bereit. Das Display 150 zeigt, wie vorstehend beschrieben, den berechneten Sauerstoffstatus an. Die akustische Anzeigeeinrichtung 160 erzeugt einen Puls-Piepton sowie Entsättigungszustände anzeigende Warnsignale. Durch das Tastenfeld 170 wird eine Benutzerschnittstelle beispielsweise zum Setzen von Alarmschwellenwerten, Alarmaktivierungen und Displayoptionen bereitgestellt.
Die Berechnung des SpO₂-Status basiert auf der differentiellen Lichtabsorption von sauerstoffreichem Hämoglobin HbO₂ und sauerstoffarmen Hämoglobin Hb, zum Bestimmen ihrer jeweiligen Konzentrationen im arteriellen Blut. Insbesondere werden Pulsoximetriemessungen bei roten und IR-Wellenlängen ausgeführt, die derart gewählt werden, dass sauerstoffarmes Hämoglobin mehr rotes Licht absorbiert als sauerstoffreiches Hämoglobin, und umgekehrt sauerstoffreiches Hämoglobin mehr Infrarotlicht absorbiert als sauerstoffarmes Hämoglobin, wobei z. B. für rotes Licht eine Wellenlänge von 660 nm und für Infrarotlicht eine Wellenlänge von 905 nm gewählt wird.
Zum Unterscheiden zwischen Gewebeabsorption bei den beiden Wellenlängen wird dem roten und dem infraroten Emitter 112 ein Steuerstrom 122 zugeführt, so dass jeweils nur einer der Emitter Licht emittiert. Beispielsweise können die Emitter zyklisch alternierend ein- und ausgeschaltet werden, wobei jeweils nur einer der Emitter für einen Viertelzyklus aktiv ist und die Aktivierungszeiten durch einen Viertelzyklus getrennt sind. Dadurch können durch eine stromabwärtsseitige Signalverarbeitung rote und infrarote Signale getrennt und Umgebungslichtpegel entfernt werden. Weil nur ein einzelner Detektor 114 verwendet wird, spricht er sowohl auf das rote als auch auf das infrarote emittierte Licht an und erzeugt ein zeitlich gemultiplextes ("moduliertes") Ausgangssignal 124. Dieses modulierte Signal 124 wird dem Eingang der Sensorschnittstelle 120 zugeführt.
Außer auf der differentiellen Absorption von Hämoglobinderivaten basiert Pulsoximetrie auch auf der pulsatilen Eigenschaft von arteriellem Blut, so dass Hämoglobinabsorption von Absorption anderer Bestandteile der umgebenden Gewebe unterscheidbar ist. Lichtabsorption zwischen Systole und Diastole ändert sich aufgrund der Blutvolumenänderung vom Zufluss und Abfluss von arteriellem Blut von Umgebungsgewebe. Dieses Gewebe könnte auch Haut, Muskeln, Knochen, venöses Blut, Fett, Pigment, usw. aufweisen, die jeweils Licht absorbieren. Es wird vorausgesetzt, dass die Hintergrundabsorption aufgrund dieses Umgebungsgewebes unveränderlich ist und ignoriert werden kann. Daher basieren Blutsauerstoffsättigungsmessungen auf einem Verhältnis des zeitlich veränderlichen oder AC-Anteils der erfassten roten und infraroten Signale bezüglich des zeitlich unveränderlichen oder DC-Abschnitts. RD/IR = (RedAC/RedDC)/(IRAC/IRDC)
Der gewünschte SpO₂-Messwert wird dann basierend auf diesem Verhältnis berechnet. Die Beziehung zwischen RD/IR und SpO₂ wird durch statistische Regression experimenteller Messungen, die von freiwilligen Personen erhalten werden, und kalibrierten Messwerten der Sauerstoffsättigung sehr genau bestimmt. In einem Pulsoximeter kann diese empirische Beziehung als "Kalibrierungskurve" in einem Festwertspeicher (ROM) oder einer Lookup-Tabelle (LUT) gespeichert werden, so dass der SpO₂-Wert in Antwort auf zugeführte RD/IR-Messwerte direkt aus dem Speicher ausgelesen werden kann.
Pulsoximetrie ist in verschiedenen Klinik- und Notfallbehandlungsumgebungen Standard. Die Nachfrage hat zu Pulsoximetern und Sensoren geführt, die durch verschiedenartige Hersteller hergestellt werden. Leider existiert weder ein Standard für die Leistungsfähigkeit noch für die Kompatibilität zwischen Pulsoximetern oder Sensoren. Infolgedessen werden durch einen Hersteller hergestellte Sensoren wahrscheinlich nicht mit Pulsoximetern funktionieren, die durch einen anderen Hersteller hergestellt sind. Außerdem sind herkömmliche Pulsoximeter und Sensoren nicht in der Lage, Messungen bei Patienten auszuführen, bei denen eine schlechte periphere Zirkulation vorliegt, oder die durch Bewegungsartefakte teilweise oder vollständig behindert sind, während durch den Anmelder der vorliegenden Erfindung hergestellte moderne Pulsoximeter und Sensoren unter diesen Bedingungen funktionieren. Dies stellt ein Dilemma für Kliniken und andere Versorgungseinrichtungen dar, die ihre Patienten-Sauerstoffgehaltüberwachungsfähigkeiten nach- oder aufrüsten möchten. Sie müssen entweder alle ihre herkömmlichen Pulsoximeter, einschließlich Mehrparameter-Patientenüberwachungssysteme, ersetzen, oder mit möglicherweise inkompatiblen Sensoren und minderwertigen Pulsoximetern für die am Installationsort verwendete Pulsoximetrieeinrichtung arbeiten, die durch verschiedene Anbieter hergestellt werden.
Kliniken und andere Versorgungseinrichtungen stehen außerdem dem Problem der Überwachung von Patienten während eines Transports von einem Ort zu einem anderen Ort gegenüber. Beispielsweise wird ein Patient, der durch eine Ambulanz zu einem Notaufnahmeraum einer Klinik transportiert wird, während des Übergangs von der Ambulanz zum Notaufnahmeraum wahrscheinlich unüberwacht bleiben, und im Notaufnahmeraum müssen inkompatible Sensoren entfernt und ersetzt werden. Ein ähnliches Problem tritt in einer Klinik auf, wenn ein Patient zwischen einem Operationsort, einer Intensivstation (ICU) und einer Wachstation bewegt wird. Inkompatibilitäts- und Transportprobleme werden durch die Verbreitung teurer und nicht-transportabler Mehrparameter-Patientenüberwachungssysteme mit Pulsoximetriemodulen verstärkt.
Der erfindungsgemäße, universelle/verbessernde bzw. als Erweiterungsgerät verwendbare Pulsoximeter (UPO) wurde insbesondere entwickelt, um diese Leistungsfähigkeits-, Inkompatibilitäts- und Transportprobleme zu lösen. Durch den UPO wird ein transportables Pulsoximeter bereitgestellt, der beim Patienten verbleiben und den Patienten ununterbrochen überwachen kann, während er von einem Ort zu einem anderen Ort transportiert wird. Außerdem wird durch den UPO ein synthetisiertes Ausgangssignal bereitgestellt, das den Sensoreingang anderer Pulsoximeter ansteuert. Dadurch kann der UPO als universelle Schnittstelle dienen, die inkompatible Sensoren an andere Pulsoximeter anpasst. Außerdem dient der UPO als Erweiterungsgerät für vorhandene Pulsoximeter, die durch eine geringe Gewebeperfusion und Bewegungsartefakte nachteilig beeinflusst werden. Ähnlicherweise kann der UPO einen SpO₂-Sensoreingang von Mehrparameter-Patientenüberwachungssystemen ansteuern, so dass der UPO in die zugeordneten Mehrparameterdisplays, Patientendokumentationssysteme und Alarmmanagementfunktionen integrierbar ist.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein Messgerät nach Anspruch 1 bereitgestellt.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Messgerät mit einem transportablen Abschnitt mit einem Sensoranschluss, einem Prozessor, einem Display und einem Docking-Verbinder bereitgestellt. Der Sensoranschluss ist dazu geeignet, in Antwort auf den Sauerstoffgehalt von arteriellem Blut an einer Gewebestelle ein Intensitätssignal zu empfangen. Der Prozessor ist derart programmiert, dass er basierend auf dem Intensitätssignal einen Sauerstoffsättigungswert berechnet und den Wert an das Display ausgibt. Eine Dockingstation weist einen transportablen Verbinder auf und ist dazu geeignet, das transportable Gerät derart aufzunehmen, dass der Docking-Verbinder mit dem transportablen Verbinder zusammenpasst. Dadurch wird eine elektrische Konnektivität zwischen der Dockingstation und einem transportablen Gerät bereitgestellt. Das transportable Gerät ist in einer nicht angedockten Position von der Dockingstation getrennt und als Handheld-Pulsoximeter betreibbar. Das transportable Gerät ist außerdem in einer angedockten Position zumindest teilweise in der Dockingstation gehalten, wobei durch die Kombination aus dem transportablen Gerät und der Dockingstation im Vergleich dazu, dass das transportable Gerät nicht angedockt ist, mindestens eine Zusatzfunktion bereitgestellt wird.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Messgerät bereitgestellt, das sowohl in einer ersten als auch in einer zweiten räumlichen Ausrichtung betreibbar ist. Das Gerät weist einen Sensoranschluss auf, der dazu geeignet ist, ein auf einen physiologischen Zustand ansprechendes Signal zu empfangen. Das Gerät weist außerdem einen Neigungssensor auf, der in Antwort auf die Schwerkraft ein Ausgangssignal erzeugt. Außerdem kommuniziert ein Prozessor mit dem Sensoranschluss und dem Neigungssensorausgang. Der Prozessor ist derart programmiert, dass er basierend auf dem Signal einen physiologischen Messwert berechnet und basierend auf dem Neigungssensorausgangssignal bestimmt, ob das Messgerät sich in der ersten oder in der zweiten Ausrichtung befindet. Ein Display arbeitet in einem ersten Modus und in einem zweiten Modus und wird durch den Prozessor angesteuert. Das Display stellt den Messwert im ersten Modus dar, wenn das Gerät sich in der ersten Ausrichtung befindet, und stellt den Messwert im zweiten Modus dar, wenn das Gerät sich in der zweiten Ausrichtung befindet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Pulsoximeters;
2 zeigt ein Diagramm zum Darstellen eines Patientenüberwachungssystems mit einem universellen/verbessernden erfindungsgemäßen Pulsoximeter (UPO);
3 zeigt ein Übersichts-Blockdiagramm einer UPO-Ausführungsform;
4 zeigt ein detailliertes Blockdiagramm eines Wellenformgeneratorabschnitts der in 3 dargestellten UPO-Ausführungsform;
5 zeigt eine Darstellung einer Handheld-Ausführungsform des UPO;
6 zeigt ein Übersichts-Blockdiagramm einer anderen UPO-Ausführungsform mit einem transportablen Pulsoximeter und einer Dockingstation;
7 zeigt ein detailliertes Blockdiagramm des transportablen Pulsoximeterabschnitts von 6;
8A zeigt eine Darstellung der Benutzerschnittstelle des transportablen Pulsoximeters mit einer Tastatur und einem Display;
8B–C zeigen Darstellungen des Displays des transportablen Pulsoximeters im Porträt- bzw. Landschaftsmodus;
9 zeigt ein detailliertes Blockdiagramm des Dockingstationsabschnitts von 6;
10 zeigt eine schematische Darstellung des Schnittstellenkabelabschnitts von 6;
11A zeigt eine Vorderansicht einer Ausführungsform eines transportablen Pulsoximeters; und
12 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer lokalen Netzwerkschnittstelle für eine Dockingstation.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
2 zeigt die Verwendung eines universelles/verbessernden Pulsoximeters ("UPO") 210 zum Ausführen einer Patientenüberwachung. Ein Pulsoximetriesensor 110 wird an einem Patient (nicht dargestellt) befestigt und führt dem UPO 210 über ein Patientenkabel 220 ein moduliertes rotes und infrarotes (IR) Foto-Plethysmographsignal zu. Der UPO 210 berechnet einen Sauerstoffsättigungswert und die Pulsrate des Patienten vom Sensorsignal und stellt optional den Sauerstoffstatus des Patienten dar. Der UPO 210 kann eine interne Spannungsquelle 212 aufweisen, z. B. herkömmliche Alkali-Batterien oder eine wiederaufladbare Spannungsquelle. Der UPO 210 kann auch eine externe Spannungsquelle 214 verwenden, z. B. eine Standard-110V-Wechselspannungsquelle, die mit einem externen Abwärtstransformator oder einem internen oder externen AC/DC-Wandler verbunden ist.
Der UPO 210 führt nicht nur Pulsoximetriemessungen aus, sondern erzeugt außerdem ein Signal, das durch einen extern vom UPO 210 angeordneten Pulsoximeter 268 empfangen wird. Das Signal wird von dem durch den UPO 210 berechneten Sättigungswert synthetisiert, so dass der externe Pulsoximeter 268 die durch den UPO 210 berechnete äquivalente Sättigung und Pulsrate berechnet. Der externe Pulsoximeter 268, das das UPO-Signal empfängt, kann ein Mehrparameter-Patientenüberwachungssystem (MPMS) 260 mit einem Pulsoximetermodul 268, ein eigenständiges Pulsoximeter oder ein andere Host-Gerät sein, das dazu geeignet ist, den SpO₂-Wert zu messen. Das in 2 dargestellte MPMS 260 hat einen Rahmen 262, der mehrere Module zum Überwachen von Patientenparametern aufnimmt, z. B. des Blutdrucks, des EKG, des Atemgases und des SpO₂-Wertes. Die durch diese verschiedenen Module erhaltenen Messwerte werden auf einem Mehrparameterdisplay 264 dargestellt, das typischerweise ein Video(CRT)gerät ist. Der UPO 210 wird durch ein Kabel 230 mit einem vorhandenen MPMS 260 verbunden, wobei vorzugsweise die UPO-Sauerstoffstatusmessungen mit anderen MPMS-Messungen integriert werden. Dadurch wird ermöglicht, dass UPO-Rechenergebnisse in einer einheitlichen Darstellung wichtiger Patientenparameter, vernetzt mit anderen Patientendaten, die in elektronischen Patientenakten oder -dateien archiviert und in ein Alarmmanagement integriert sind, was alles für einen Versorger geeignete MPMS-Funktionen sind, angezeigt werden können.
3 zeigt die Hauptfunktionen des UPO 210 mit einem internen Pulsoximeter 310, einem Wellenformgenerator 320, einer Spannungsversorgung 330 und einem optionalen Display 340. Am UPO 210 sind ein Sensor 110 und ein externer Pulsoximeter 260 angeschlossen. Durch den internen Pulsoximeter 310 wird dem Sensor 110 ein Steuersignal 312 zugeführt, durch das auf herkömmliche Weise die rote und die infrarote LED des Sensors alternierend aktiviert werden. Der interne Pulsoximeter 310 empfängt ein entsprechendes Detektorsignal 314. Der interne Pulsoximeter 310 berechnet eine Sauerstoffsättigung, eine Pulsrate und in einigen Ausführungsformen andere physiologische Parameter, wie beispielsweise das Auftreten eines Pulses, Plethysmographmerkmale und die Zuverlässigkeit der Messung. Diese Parameter 318 werden an den Wellenformgenerator 320 ausgegeben. Ein Teil dieser Parameter kann auch zum Erzeugen von Displaysteuerungssignalen 316 verwendet werden, so dass der Zustand des Patienten beispielsweise auf einem LED- oder LCD-Displaymodul 340 des UPO abgelesen werden kann.
Der interne Pulsoximeter 310 kann ein herkömmlicher Pulsoximeter sein, oder ein Erweiterungsgerät für einen externen Pulsoximeter 260, er kann auch ein weiterentwickelter oder moderner Pulsoximeter sein, der für eine geringe Perfusions- und Bewegungsartefaktleistungsfähigkeit geeignet ist, die herkömmliche Pulsoximeter nicht aufweisen. Ein zur Verwendung als ein interner Pulsoximeter 310 geeigneter moderner Pulsoximeter ist im für den Anmelder der vorliegenden Erfindung erteilten US-Patent Nr. 5632272 beschrieben. Ein zur Verwendung als am internen Pulsoximeter 310 angeschlossener Sensor 110 geeigneter moderner Pulsoximetriesensor ist im für den Anmelder der vorliegenden Erfindung erteilten US-Patent Nr. 5638818 beschrieben, auf das hierin durch Verweis Bezug genommen wird. Außerdem sind vom Anmelder der vorliegenden Erfindung eine Reihe moderner Pulsoximeter-OEM-Karten des Typs Masimo SET^® erhältlich.
Der Wellenformgenerator 320 synthetisiert eine Wellenform, z. B. eine Dreieckswellenform mit einer Sägezahnform oder der Form symmetrischer Dreiecke, das in Antwort auf ein Steuereingangssignal 322 als ein moduliertes Signal 324 ausgegeben wird. Das Steuereingangssignal 322 und das Modulationsausgangssignal 324 des Wellenformgenerators 320 werden dem Sensoranschluss 262 des externen Pulsoximeters 260 zugeführt. Die synthetisierte Wellenform wird derart erzeugt, dass der externe Pulsoximeter 260 einen Sättigungs- und einen Pulsratenwert berechnet und darstellt, die den durch den internen Pulsoximeter 310 und den Sensor 110 gemessenen Werten äquivalent sind. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Wellenformen für die Pulsoximetrie derart ausgewählt, dass sie dem externen Pulsoximeter 260 einen Perfusi onswert von 5% anzeigen. Der externe Pulsoximeter 260 empfängt daher immer ein starkes Signal. In einer alternativen Ausführungsform kann der Perfusionswert der für den externen Pulsoximeter synthetisierten Wellenformen derart gesetzt werden, dass ein Perfusionswert angezeigt wird, der dem durch den internen Pulsoximeter 310 angezeigten Perfusionswert des Patienten gleicht oder näherungsweise gleicht. Als eine Alternative zur erzeugten Wellenform ist ein digitaler Datenausgang 326 mit dem Datenanschluss 264 des externen Pulsoximeters 260 verbunden. Auf diese Weise können Sättigungs- und Pulsratenmesswerte und auch Abtastwerte der unmodulierten, synthetisierten Wellenform dem externen Pulsoximeter 260 direkt zugeführt und darin dargestellt werden, wobei die Signalverarbeitungsfunktionen des externen Pulsoximeters umgangen werden. Außerdem können die vom internen Pulsoximeter 310 ausgegebenen gemessenen Plethysmographwellenformabtastwerte über den digitalen Datenausgang 326 an den externen Pulsoximeter 260 ausgegeben werden.
Anhand der vorstehenden Diskussion ist ersichtlich, dass die synthetisierte Wellenform keine physiologischen Daten vom durch den internen Pulsoximeter 310 überwachten Patient darstellt, sondern eine von vorgegebenen gespeicherten Wellenformdaten synthetisierte Wellenform ist, um zu veranlassen, dass der externe Pulsoximeter 260 einen Sauerstoffsättigungswert und eine Pulsrate berechnet, die den durch den internen Pulsoximeter 310 berechneten Werten äquivalent oder (innerhalb einer klinischen Signifikanz) im Wesentlichen äquivalent sind. Die durch den Detektor empfangene tatsächliche physiologische Wellenform vom Patienten wird in der vorliegenden Ausführungsform dem externen Pulsoximeter 260 nicht zugeführt. Tatsächlich wird die dem externen Pulsoximeter zugeführte Wellenform normalerweise der plethys mographischen Wellenform physiologischer Daten vom durch den internen Pulsoximeter 260 überwachten Patient ähnlich sein.
Durch das zwischen dem Wellenformgenerator 320 und dem externen Pulsoximeter 260 angeschlossene Kabel 230 (2) wird dem UPO eine Monitor-ID 328 zugeführt, wodurch vorgegebene Kalibrierungskurven des externen Pulsoximeters identifiziert werden können. Beispielsweise kann dieses Kabel eine Codiereinrichtung, z. B. einen Widerstand, oder eine Speichereinrichtung, z. B. einen PROM 1010 (10) aufweisen, der durch den Wellenformgenerator 320 ausgelesen wird. Die Codiereinrichtung stellt einen Wert bereit, der einen bestimmten Typ des externen Pulsoximeters 260, der eine bekannte Kalibrierungskurve, eine bekannte LED-Steuerungs- und Modulationssignalcharakteristik aufweist, eindeutig identifiziert. Obwohl die Kalibrierungskurven des externen Pulsoximeters 260 berücksichtigt werden, müssen die Wellenlängen des Sensors 110 vorzugsweise nicht der durch die Monitor-ID 328 angezeigten bestimmten Kalibrierungskurve entsprechen, d. h., derjenigen des externen Pulsoximeters 260. D. h., die Wellenlänge des am internen Pulsoximeter 310 angeschlossenen Sensors 110 ist für den externen Pulsoximeter 260 nicht relevant und dem externen Pulsoximeter unbekannt.
4 zeigt eine Ausführungsform des Wellenformgeneratorabschnitts 320 des UPO 210 (3). Obwohl diese Ausführungsform als Hardware dargestellt und beschrieben wird, ist für Fachleute offensichtlich, dass die Funktionen des Wellenformgenerators in Software oder Firmware oder in einer Kombination aus Hardware, Software und Firmware implementierbar sind. Der Wellenformgenerator 320 führt eine Wellenformsynthese unter Verwendung einer Wellenform-Lookup-Tabelle ("LUT") 410, einer Wellenform-Formungseinrichtung (Shaper) 420 und eines Wellenform-Splitters 430 aus. Die Wellenform-LUT 410 ist vorzugsweise eine Speichereinrich tung, z. B. ein ROM-Speicher (Festwertspeicher), der Abtastwerte eines oder mehrerer Wellenformabschnitte oder -segmente aufweist, die eine einzelne Wellenform enthalten. Die gespeicherten Wellenformsegmente können z. B. eine einfache Wellenform, beispielsweise eine einzelne Periode einer Dreieckswellenform mit einer Sägezahn- oder einer symmetrischen Dreiecksform, oder eine kompliziertere Wellenform darstellen, z. B. einen simulierten plethysmographischen Impuls mit verschiedenen physiologischen Merkmalen, z. B. Anstiegszeiten, Abfallzeiten und dikroten Lücken.
Die Wellenform-Formungseinrichtung 420 erzeugt eine kontinuierliche gepulste Wellenform von den durch die Wellenform-LUT 410 bereitgestellten Wellenformsegmenten. Die Wellenform-Formungseinrichtung 420 weist einen Formparametereingang 422 und einen Ereignisanzeigeeingang 424 auf, denen gepufferte (470) Parameter 318 zugeführt werden, die vom internen Pulsoximeter 310 (3) ausgegeben werden. Der Formparametereingang 422 bestimmt ein spezifisches Wellenformsegment in der Wellenform-LUT 410. Das ausgewählte Wellenformsegment wird durch die erste Adresse spezifiziert, die auf Adressenleitungen 426 an die Wellenform-LUT 410 übertragen wird. Das ausgewählte Wellenformsegment wird als Folge von Abtastwerten über Wellenformdatenleitungen 412 an die Wellenform-Formungseinrichtung 420 übertragen.
Der Ereignisanzeigeeingang 424 spezifiziert das Auftreten von Impulsen in der durch den internen Pulsoximeter 310 (3) verarbeiteten Plethysmographwellenform. Beispielsweise kann die Ereignisanzeige eine Deltazeit vom Auftreten einer vorangehend erfassten Abfallimpulsflanke sein, oder die Anzeige könnte eine Echtzeitanzeige oder näherungsweise eine Echtzeitanzeige für das Auftreten eines Impulses darstellen. Die Wellenform-Formungseinrichtung 420 greift auf eine Weise auf die Wellenform-LUT 410 zu, gemäß der eine entsprechende Deltazeit zwischen Impulsen im synthetisierten Wellenformausgangssignal 428 erzeugt wird. In einer Ausführungsform wird die Wellenform-Formungseinrichtung mit einer vorgegebenen Abtastrate getaktet. Basierend auf einer bekannten Anzahl von Abtastwerten pro gespeichertem Wellenformsegment und der zugeführten Deltazeit von der Ereignisanzeige bestimmt die Wellenform-Formungseinrichtung 420 die Anzahl aufeinanderfolgender Adressen, um entsprechend zwischen Abtastwerten und Zugriffen auf die Wellenform-LUT 410 zu springen. Dadurch wird das abgerufene Wellenformsegment effektiv "gestreckt" oder "geschrumpft", so dass es in die Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden, durch den UPO erfassten Impulsen passt.
Der Wellenform-Splitter 430 erzeugt eine erste Wellenform 432, die einer ersten Wellenform (z. B. einer roten Wellenlänge) entspricht, die der externe Pulsoximeter 260 (3) erwartet, und eine zweite Wellenform (z. B. einer infraroten Wellenlänge) 434, die der externe Pulsoximeter 260 erwartet. Die relativen Amplituden der ersten Wellenform 432 und der zweiten Wellenform 434 werden derart eingestellt, dass sie einem Verhältnisausgangssignal 444 von einer Kalibrierungskurven-LUT 440 entsprechen. Daher wird für jeden gemessenen Sauerstoffsättigungswert am SAT-Eingang 442 durch die Kalibrierungskurven-LUT 440 ein entsprechendes Verhältnisausgangssignal 444 bereitgestellt, durch das die erste Wellenform 432 und die zweite Wellenform 434 erhalten werden, deren Amplitudenverhältnis durch den externen Pulsoximeter 260 (3) derart berechnet wird, dass es der durch den internen Pulsoximeter 310 (3) gemessenen Sauerstoffsättigung entspricht.
Wie vorstehend beschrieben wurde, ist ein besonders vorteilhafter Aspekt des UPO, dass die Arbeitswellenlängen des Sensors 110 (3) für die durch den externen Pulsoxi meter 260 (3) erforderlichen Arbeitswellenlängen nicht relevant sind, d. h. die Arbeitswellenlängen, die der (den) durch den externen Pulsoximeter verwendeten Kalibrierungskurve(n) entsprechen. Die Kalibrierungskurven-LUT 440 ermöglicht einfach die Erzeugung einer durch den externen Pulsoximeter 260 (3) erwarteten synthetisierten Wellenform basierend auf der durch den externen Pulsoximeter 260 (3) verwendeten Kalibrierungskurve. Die Kalibrierungskurven-LUT 440 enthält Daten über die bekannte Kalibrierungskurve des externen Pulsoximeters 260 (3), die durch das Monitor-ID-Eingangssignal 328 spezifiziert ist. D. h., die tatsächlich synthetisierte Wellenform ist keine plethysmographische Wellenform eines Patienten. Sie ist lediglich eine gespeicherte Wellenform, durch die veranlasst wird, dass der externe Pulsoximeter den geeigneten Sauerstoffsättigungswert und den geeigneten Pulsratenwert berechnet. Obwohl hierdurch für einen Kliniker kein Patient-Plethysmograph auf dem externen Pulsoximeter bereitgestellt wird, werden die berechneten Werte, d. h. die tatsächlich gesuchten Werte, exakt sein.
Ein Modulator 450 spricht auf ein LED-Steuereingangssignal 322 an, um ein von der ersten Wellenform 432 und der zweiten Wellenform 434 gewonnenes moduliertes Wellenformausgangssignal 324 zu erzeugen. Außerdem überträgt eine Datenkommunikationsschnittstelle 460 als digitales Datenausgangssignal 326 die vom SAT-Eingang 442, von der Pulsrate 462 und den synthetisierten Wellenformen 428 erhaltenen Daten.
5 zeigt einen Handheld-UPO 500. Der Handheld-UPO 500 weist Tasten 510, ein LCD-Display 520, einen Eingang 530 für eine externe Spannungsversorgung, einen Ausgangsanschluss 540 für eine Verbindung mit einem externen Pulsoximeter und einen Sensoreingang 550 an einem oberen Rand (nicht sichtbar) auf. Das Display 520 stellt den gemessenen Sauerstoffsättigungswert 522, die gemessene Pulsrate 524, einen mit der Pulsrate oder Pulsereignissen synchronisierten pulsierenden Balken 526 und einen Zuverlässigkeitsbalken 528 dar, der die Zuverlässigkeit der Messwerte für die Sättigung und die Pulsrate anzeigt. Außerdem werden Zustandsanzeigen für einen niedrigen Batterieladezustand 572 und eine Alarmaktivierung 574 dargestellt.
Die in Verbindung mit 5 beschriebene Handheld-Ausführungsform kann außerdem vorteilhaft in Verbindung mit einer Dockingstation betrieben werden, die die Handheld-Einheit mechanisch aufnimmt und damit elektrisch verbunden wird. Die Dockingstation kann zusammen mit einem Patientenüberwachungssystem bereitgestellt werden und mit einem entsprechenden SpO₂-Modul-Sensoranschluss, einer externen Spannungsversorgung, einem Drucker und einer Telemetrieeinrichtung verbunden sein, um nur einige Optionen zu nennen. In dieser Konfiguration kann der Handheld-UPO von einer an einem Ort angeordneten ersten Dockingstation entfernt und zusammen mit einem Patienten während eines Transports zu einem zweiten Ort transportiert werden, so dass der Patient ununterbrochen überwacht werden kann. Der Handheld-UPO kann dann bei der Ankunft am zweiten Ort geeignet in einer zweiten Dockingstation angeordnet werden, wo die UPO-Messwerte auf dem Patientenüberwachungssystem dargestellt werden.
6 zeigt ein Blockdiagramm einer UPO-Ausführungsform, wobei die Funktionen des UPO 210 zwischen einem transportablen Pulsoximeter 610 und einer Dockingstation 660 verteilt sind. Der transportable Pulsoximeter 610 ("transportables Gerät") ist ein batteriebetriebenes, voll funktionsfähiges eigenständiges Pulsoximetergerät. Das transportable Gerät 610 ist über ein an einem Patienten-Kabelverbinder 618 angeschlossenes UPO-Patientenkabel 220 (2) mit einem Sensor 110 (2) verbunden. Das transportable Gerät 610 führt dem Sensor 110 auf bekannte Weise ein Steuersignal 612 zu, durch das die rote und die infrarote LED des Sensors abwechselnd aktiviert werden. Das transportable Gerät empfängt außerdem ein entsprechendes Detektorsignal 614 vom Sensor. Dem transportablen Gerät kann außerdem eine Sensor-ID über die Steuersignalleitung 612 zugeführt werden, wie im US-Patent Nr. 5758644 mit dem Titel "Manual and Automatic Probe Calibration", erteilt für den Anmelder der vorliegenden Erfindung, beschrieben ist.
Das transportable Gerät 610 kann in einer Dockingstation 660 installiert werden, um seine Funktionalität zu erweitern. Im installierten Zustand kann das transportable Gerät 610 Leistung 662 von der Dockingstation 660 empfangen, wenn die Dockingstation 660 mit einer externen Spannungsquelle 668 verbunden ist. Alternativ kann das transportable Gerät 610, wenn keine externe Spannungsquelle 668 für die Dockingstation 660 zur Verfügung steht, der Dockingstation 660 Spannung 662 zuführen. Das transportable Gerät 610 kommuniziert mit der Dockingstation über eine bidirektionale serielle Datenleitung 664. Insbesondere führt das transportable Gerät 610 der Dockingstation den SpO₂-Wert, eine Pulsrate und damit in Beziehung stehende Parameter zu, die vom Sensordetektorsignal 614 berechnet werden. Wenn das transportable Gerät 610 installiert ist, kann die Dockingstation 660 ein vom transportablen Gerät 610 externes Host-Gerät 260 (2) ansteuern. Alternativ kann die Kombination aus dem transportablen Gerät 610 und der Dockingstation 660 als eigenständiges Pulsoximetergerät dienen, wie nachstehend unter Bezug auf 13 beschrieben wird.
In einer Ausführungsform führt die Dockingstation 660 keinerlei Funktion aus, wenn das transportable Gerät 610 nicht angedockt ist. Die Benutzerschnittstelle für die Do ckingstation 660, d. h. das Tastenfeld und das Display, befindet sich auf dem transportablen Gerät 610. Eine LED-Anzeige auf der Dockingstation 660 leuchtet, wenn das transportable Gerät angedockt ist. Die Dockingstation 660 erzeugt in Antwort auf LED-Steuersignale 672 vom Host-Gerät und SpO₂-Werte und damit in Beziehung stehende Parameter, die vom transportablen Gerät 610 empfangen werden, ein Detektorausgangssignal 674 für das Host-Gerät 260 (2). Die Dockingstation 660 erzeugt außerdem ein serielles Datenausgangssignal 682, ein Schwesternrufsignal 684 und ein analoges Ausgangssignal 688.
Ein Schnittstellenkabel 690 verbindet die Dockingstation 660 mit dem Patientenkabel 230 (2) des Host-Geräts. Die LED-Steuersignale 672 und das Detektorausgangssignal 674 werden zwischen der Dockingstation 660 und dem Host-Gerät 260 (2) über das Schnittstellenkabel 690 übertragen. über das Schnittstellenkabel 690 wird ein Synchronisationsdatenausgangssignal 692 für die Dockingstation 660 bereitgestellt, wodurch Sensor-, Host-Gerät- (z. B. die Monitor-ID 328, 3) und Kalibrierungskurvendaten bereitgestellt werden. Durch diese Daten wird vorteilhaft ermöglicht, dass die Dockingstation 660 für ein bestimmtes Host-Gerät als ein spezifischer Sensor erscheint, der Patientenmesswerte bereitstellt.
7 zeigt ein weiteres Detail des transportablen Geräts 610. Die transportablen Komponenten weisen einen Pulsoximeterprozessor 710, einen Managementprozessor 720, eine Spannungsversorgung 730, ein Display 740 und ein Tastenfeld 750 auf. Der Pulsoximeterprozessor 710 dient als ein interner Pulsoximeter, der als Schnittstelle zwischen dem transportablen Gerät und einem Sensor 110 (2) dient und einen SpO₂-Wert, eine Pulsrate, einen Plethysmograph und eine Pulsanzeige bereitstellt. Ein zur Verwendung als Pulsoxime terprozessor 710 geeigneter moderner Pulsoximeter ist im vorstehend erwähnten US-Patent Nr. 5632272 beschrieben. Ein zur Verwendung als am Pulsoximeterprozessor 710 anschließbarer Sensor 110 (2) geeigneter moderner Pulsoximetriesensor ist im vorstehend erwähnten US-Patent Nr. 5638818 beschrieben. Außerdem sind eine Serie moderner Pulsoximeter-OEM-Karten und Sensoren des Typs Masimo SET^® vom Anmelder der vorliegenden Erfindung erhältlich. In einer Ausführungsform ist der Pulsoximeterprozessor 710 eine MS-3L-Karte des Typs Masimo SET^® oder eine niedrigere MS-5-Karte.
Der Managementprozessor 720 steuert die verschiedenen Funktionen des transportablen Geräts 610, wie beispielsweise asynchrone serielle Datenkommunikationen 724 mit dem Pulsoximeterprozessor 710 und synchrone serielle Kommunikationen 762 mit der Dockingstation 660 (6). Die mechanische und elektrische Verbindung mit der Dockingstation 660 (6) werden über einen Dockingstationsverbinder 763 bzw. die Dockingstationsschnittstelle 760 hergestellt. Der Prozessor 720 verwendet eine Echtzeituhr 702 zum Halten des aktuellen Datums und der Uhrzeit, die Zeit- und Datumsinformation enthält, die zusammen mit SpO₂-Parametern gespeichert wird, um Tendenz- oder Trenddaten zu erzeugen. Der Prozessor des transportablen Geräts 610 und der Dockingstation 660 (6) können Prozessoren der gleichen Familie sein, die gemeinsame Routinen verwenden, um die Codeentwicklungszeit zu minimieren.
Der Prozessor 720 steuert außerdem die Benutzerschnittstelle 800 (8A) durch Übertragen von Daten 742 an das Display 740, einschließlich Displayaktualisierungen und visuelle Alarme, und durch Interpretieren von Tastenhubdaten 742 vom Tastenfeld 750. Der Prozessor 720 erzeugt nach Erfordernis verschiedene Warnsignale über ein Freigabesignal 728, das einen Lautsprechertreiber 770 steuert. Der Lautsprechertreiber 770 aktiviert einen Lautsprecher 772, der akustische Anzeigen, wie beispielsweise Warnsignale und Pieptonimpulse, erzeugt. Der Prozessor 720 überwacht außerdem den Systemzustand, wie beispielsweise den Batteriezustand 736 durch Anzeigen des Batteriepegels, und den Andockzustand 764, der anzeigt, ob das transportable Gerät 610 mit der Dockingstation 660 (6) verbunden ist. Wenn das transportable Gerät 610 angedockt und eingeschaltet ist, entscheidet der Prozessor 720 außerdem, wann die Dockingstationsspannung 732 ein- oder ausgeschaltet werden soll.
Der Versorger kann vorteilhaft das Verhalten des Displays 740 des transportablen Geräts und Alarme setzen (d. h. konfigurieren oder programmieren), wenn das angedockte transportable Gerät 610 erfasst, dass ein mit der Dockingstation 660 verbundenes Schnittstellenkabel 690 mit einem externen Pulsoximeter, z. B. einem Mehrparameter-Patientenüberwachungssystem, verbunden ist. Gemäß einer Benutzereinstellung unterbricht beispielsweise das Display 740 des transportablen Geräts die Darstellung des SpO₂-Wertes 811 (8) und der Pulsrate 813 (8), wenn es mit einem externen Pulsoximeter verbunden ist, um eine Verwirrung des Versorgers zu vermeiden, der äquivalente Werte auf dem Patientenüberwachungssystem ablesen kann. Das Display 740 zeigt jedoch weiterhin die Wellenformen des Pethysmographen 815 (8) und der visuellen Pulsanzeige 817 (8) an. Für eine derartige Benutzereinstellung bleiben die Alarme des transportablen Geräts aktiv.
Der Prozessor 720 hat ferner die Aufgabe, die Überwachungsfunktion aufrechtzuerhalten. Die Überwachungsfunktion 780 überwacht den Prozessorzustand auf dem Überwachungsdateneingang 782 und erzeugt das Mikroprozessor- (μP) Rücksetz-Ausgangssignal 784, wenn eine Störung erfasst wird. Da durch wird der Managementprozessor 720 zurückgesetzt, und die Störung wird durch akustische und visuelle Warnungen angezeigt.
Das transportable Gerät 610 erhält seine Spannung von Batterien in der Spannungsversorgung 730 oder von der von der Dockingstation 660 (6) über die Dockingstationsschnittstelle 760 zugeführten Spannung. Ein Spannungsmanager 790 überwacht den Ein-/Aus-Schalter des Tastenfeldes 750 und schaltet die Spannung des transportablen Geräts entsprechend ein. Der Spannungsmanager 790 schaltet das transportable Gerät basierend auf einem durch den Prozessor 720 ausgegebenen Befehl aus. DC/DC-Wandler innerhalb der Spannungsversorgung 730 erzeugen die erforderlichen Spannungen 738 für den Betrieb des transportablen Geräts 610 und die Dockingstationsspannung 732. Die Batterien des transportablen Geräts können entweder wiederaufladbare Alkali-Batterien oder eine andere austauschbare Spannungsquelle sein. Die Batterien der Spannungsversorgung 730 führen die Dockingstationsspannung 732 zu, wenn die Dockingstation 660 (6) keine externe Spannungsquelle aufweist. Ein Batterieladegerät innerhalb der Dockstationsspannungsversorgung führt den wiederaufladbaren Batterien in der Spannungsversorgung 730 einen Ladestrom 768 zu. Die Dockingstationsspannungsversorgung 990 (9) überwacht die Temperatur 734 basierend auf einem Thermistor in der wiederaufladbaren Batterieeinheit, wodurch eine Anzeige für den Batterieladezustand bereitgestellt wird.
Ein nichtflüchtiger Speicher 706 ist über einen Hochgeschwindigkeitsbus 722 mit dem Managementprozessor 720 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Speicher 706 eine löschbare und feld-umprogrammierbare Einrichtung zum Speichern von Boot-Daten, Fertigungsseriennummern, eines Diagnosestörungsprotokolls, SpO₂- und Pulsraten-Grenzwerten für Erwachsene, SpO₂- und Pulsraten-Grenzwerten für Neugebo rene, SpO₂- und Pulsraten-Trenddaten und Programmdaten. Es sind auch andersartige nichtflüchtige Speicher bekannt. Die SpO₂- und Pulsraten-Grenzwerte sowie mit den SpO₂-Werten in Beziehung stehende Algorithmusparameter können basierend auf dem Typ des mit dem transportablen Gerät 610 verbundenen Sensors 110 (2), d. h. für Erwachsene oder Neugeborene, automatisch ausgewählt werden.
Das LCD-Display 740 verwendet LEDs für eine Hintergrundbeleuchtung, um das Kontrastverhältnis und den Sichtabstand in einer dunklen Umgebung zu erhöhen. Die Intensität der Hintergrundbeleuchtung wird durch die Spannungsquelle für das transportable Gerät 610 bestimmt. Wenn das transportable Gerät 610 durch eine Batterieeinheit in seiner Spannungsversorgung 730 oder eine Batterieeinheit in der Dockingstationsspannungsversorgung 990 (9) mit Spannung versorgt wird, hat die Hintergrundbeleuchtung eine minimale Intensität. Wenn das tragbare Gerät 610 durch eine externe Spannungsversorgung 668 (6) versorgt wird, hat die Hintergrundbeleuchtung eine höhere Intensität, um den Sichtabstand und -Winkel zu vergrößern. In einer Ausführungsform können diese Intensitätseinstellungen durch eine Taste auf dem transportablen Gerät aufgehoben werden, und die Intensität kann neu eingestellt werden. Die Hintergrundbeleuchtung wird auf zwei Weisen gesteuert. Immer wenn irgendeine Taste gedrückt wird, wird die Hinterleuchtung für eine vorgegebene Anzahl von Sekunden aktiviert und dann ausgeschaltet, außer wenn das transportable Gerät angedockt ist und Spannung von einer externen Quelle erhält. In diesem Fall ist die Hintergrundbeleuchtung normalerweise eingeschaltet, bis sie durch eine Taste auf dem transportablen Gerät 610 deaktiviert wird.
8A zeigt die Benutzerschnittstelle 800 des transportablen Geräts, die ein Display 740 und ein Tastenfeld 750 aufweist. In einer Ausführungsform ist das Display 740 ein Punktmatrix-LCD-Display mit 160×480 Pixeln. Das Display 740 kann auf einen in 8B dargestellten Porträtmodus oder einen in 8C dargestellten Landschafts-Modus eingestellt werden. Der Porträt- oder Landschaftsmodus wird durch einen Neigungssensor 950 (9) in der Dockingstation 660 (6) oder eine Displaymodustaste auf dem transportablen Gerät 610 (6) bestimmt. Der Neigungssensor 950 (9) kann ein schwerkraftaktivierter Schalter oder eine andere auf die Ausrichtung ansprechende Einrichtung sein, und kann alternativ im transportablen Gerät 610 (6) angeordnet sein. In einer spezifischen Ausführungsform ist der Neigungssensor 950 (9) ein quecksilberfreier Neigungssensorschalter, Teilenummer CW 1300-1, erhältlich von Comus International, Nutley, NJ (www.comus-intl.com). Der Neigungssensor 950 (9) kann auch ein Quecksilber-Neigungssensor sein.
Beispiele dafür, wie die Displayfläche zum Darstellen des SpO₂-Wertes 811, der Pulsrate 813, der plethysmographischen Wellenform 815, einer visuellen Pulsanzeige 817 und Tastenhinweis- bzw. Softkey-Icons 820 im Porträt- und Landschaftsmodus verwendet werden kann, sind in den 8B bzw. 8C dargestellt. Das Softwareprogramm des Managementprozessors 720 (7) kann leicht geändert werden, um die Kategorie, das Layout und die Größe der in den 8B und 8C dargestellten Displayinformation zu modifizieren. Andere vorteilhafte darzustellende Informationen sind SpO₂-Grenzwerte, "Alarm aktiviert", "Alarm deaktiviert", Ausnahmemeldungen und der Batteriezustand.
Das Tastenfeld 750 weist Softkey-Tasten 870 und feste Tasten 880 auf. Die festen Tasten 880 haben jeweils eine feste Funktion. Die Softkey-Tasten 870 haben jeweils eine Funktion, die programmierbar ist und durch einen der in der Nähe der Softkey-Tasten 870 angeordneten Softkey-Icons 820 angezeigt wird. D. h., ein spezifischer der Softkey-Icons 820 ist in der Nähe einer spezifischen der Softkey-Tasten 870 angeordnet und weist einen Text oder eine Form auf, die die Funktion diese spezifischen Softkey-Taste 870 anzeigt. In einer Ausführungsform ist der Oberflächenabschnitt jeder Taste des Tastenfeldes 750 aus einem fluoreszierenden Material konstruiert, so dass die Tasten 870, 880 in der Dunkelheit leicht sichtbar sind.
In einer Ausführungsform weist das Tastenfeld 750 eine Reihe aus vier Softkey-Tasten 870 und eine Reihe aus drei festen Tasten 880 auf. Es sind natürlich auch andere Konfigurationen möglich, und die spezifische Anordnung ist nicht wesentlich. Die Funktionen der drei festen Tasten 880 sind "Spannung", "Alarmstummschaltung" und "Licht/Kontrast". Die Spannungsfunktion wird durch einen Ein-/Aus-Kippschalter bereitgestellt. Die "Alarmstummschaltungs"funktion und die "Licht/Kontrast-"-Funktion erfüllen in Abhängigkeit von der Dauer der Tastenbetätigung einen doppelten Zweck. Durch der "Alarmstummschaltungs"funkion entsprechendes kurzzeitiges Betätigen der Taste wird der akustische Alarm für eine vorgegebene Zeitdauer deaktiviert. Um den akustischen Alarm unbegrenzt zu deaktivieren, wird die der "Alarmstummschaltungs"funktion entsprechende Taste für eine vorgegebene Zeitdauer gedrückt gehalten. Wenn die der "Alarmstummschaltungs"funktion entsprechende Taste gedrückt wird, während der akustische Alarm stummgeschaltet ist, wird der akustische Alarm wieder aktiviert. Wenn die der "Licht/Kontrast"-Funktion entsprechende Taste kurzzeitig gedrückt wird, dient sie als Ein-/Aus-Kippschalter für die Hintergrundbeleuchtung. Wenn die der "Licht/Kontrast"-Funktion entsprechende Taste gedrückt gehalten wird, wird der Displaykontrast über seine möglichen Werte zyklisch geschaltet.
In der vorliegenden Ausführungsform entsprechen die Default-Funktionen der vier Softkey-Tasten 870 einer Erhöhung der Puls-Piepton-Lautstärke, einer Verminderung der Puls-Piepton-Lautstärke, einer Menüauswahl und dem Displaymodus. Diese Funktionen werden auf dem Display durch Softkey-Icons 820 angezeigt, die einen nach oben gerichteten Pfeil, einen nach unten gerichteten Pfeil, "Menü" und einen gekrümmten Pfeil darstellen. Durch die Lautstärkeerhöhungs- und -minderungsfunktionen wird die Lautstärke des jedem erfassten Puls zugeordneten akustischen Tons oder "Pieptons" erhöht oder vermindert. Durch die Displaymodusfunktion wird das Display 740 bei jeder Betätigung der entsprechenden Taste über alle vier orthogonalen Ausrichtungen gedreht, die den Porträtmodus (8B) und den Landschaftsmodus (8C) einschließen. Die Menüauswahlfunktion ermöglicht, dass den Softkey-Tasten 870 eine von den vorstehend beschriebenen Default-Funktionen verschiedene Funktionalität zugeordnet werden kann. Beispiele zusätzlicher Softkey-Funktionen, die unter Verwendung dieses Menümerkmals ausgewählt werden können, sind ein oberer/unterer SpO₂-Grenzwert, Setzen eines oberen/unteren Pulsratengrenzwertes, Setzen von Alarm-Lautstärkewerten, Einstellen des Displays zum Darstellen von Trenddaten, Drucken von Trenddaten, Löschen von Trenddaten, Setzen einer Mittelungszeit, Setzen eines Empfindlichkeitsmodus, Ausführen einer Synchronisation, Ausführen einer Wartung der wiederaufladbaren Batterie (tiefes Entladen/Wiederaufladen zum Eliminieren des Batterie-Memory-Effekts), und Darstellen der Produktversionsnummer.
9 zeigt weitere Details der Dockingstation 660, die einen Dockingstationsprozessor 910, einen nichtflüchtigen Speicher 920, einen Wellenformgenerator 930, eine PROM-Schnittstelle 940, einen Neigungssensor 950, eine Schnittstelle 970 für ein transportables Gerät und einen zugeordne ten Verbinder 972, Zustandsanzeigen 982, einen seriellen Datenanschluss 682, einen Schwesternruf-Ausgang 684, einen Analogausgang 688 und eine Spannungsversorgung 990 aufweist. In einer Ausführungsform ist die Dockingstation 660 dazu vorgesehen, einem festinstallierten (nicht-transportablen) Host-Gerät zugeordnet zu werden, z. B. einem Mehrparameter-Patientenüberwachungsgerät in einem Klinik-Notaufnahmeraum. In einer transportablen Ausführungsform ist die Dockingstation 660 beweglich und weist eine Batterieeinheit in der Spannungsversorgung 990 auf.
Der Dockingstationsprozessor 901 managt die Funktionen der Dockingstation 660. Der Prozessor 910 führt dem Wellenformgenerator 930 Parameter 932 zu, wie vorstehend unter Bezug auf die 3 und 4 diskutiert wurde. Der Prozessor 910 stellt außerdem asynchrone serielle Daten 912 für Kommunikationen mit externen Geräten und synchrone serielle Daten 971 für Kommunikationen mit dem transportablen Gerät 610 (6) bereit. Außerdem bestimmt der Prozessor 910 den Systemzustand, wie beispielsweise einen Synchronisationszustand 942, einen Neigungszustand 952 und einen Spannungszustand 992. Der Managementprozessor 720 (7) des transportablen Geräts führt eine Überwachungsfunktion für den Dockingstationsprozessor 910 aus. Der Dockingstationsprozessor 910 überträgt Überwachungsmeldungen an den Prozessor 720 (7) des transportablen Geräts als Teil der synchronen seriellen Daten 972, um den korrekten Betrieb des Dockingstationsprozessors 910 zu gewährleisten.
Der Dockingstationsprozessor 910 greift über einen Hochgeschwindigkeitsbus 922 auf den nichtflüchtigen Speicher 920 zu. Der nichtflüchtige Speicher 920 ist umprogrammierbar und enthält Programmdaten für den Prozessor 910, wie beispielsweise Gerätekommunikationsprotokolle, Synchronisati onsinformation, ein Boot-Bild, Protokolldaten über den Fertigungsverlauf und Fehlerdiagnoseprotokolldaten.
Der Wellenformgenerator 930 erzeugt eine synthetisierte Wellenform, die ein herkömmliches Pulsoximeter verarbeiten kann, um SpO₂- und Pulsratenwerte oder Ausnahmemeldungen zu erzeugen, wie vorstehend unter Bezug auf 4 beschrieben wurde. In der vorliegenden Ausführungsform spiegelt das Wellenformgeneratorausgangssignal jedoch, wie vorstehend beschrieben wurde, keine physiologische Wellenform wider. Es ist lediglich eine Wellenform, die so konstruiert ist, dass veranlasst wird, dass der externe Pulsoximeter die korrekten Sättigungs- und Pulsratenwerte berechnet. In einer alternativen Ausführungsform könnten dem externen Pulsoximeter physiologische Daten zugeführt werden, aber der externe Pulsoximeter wäre im Allgemeinen nicht in der Lage, die geeigneten Sättigungswerte zu berechnen, so dass das Erweiterungsmerkmal verloren gehen würde. Der Wellenformgenerator 930 wird aktiviert, wenn ein nachstehend unter Bezug auf 10 beschriebenes Schnittstellenkabel 690 (6) mit gültiger Synchronisierungsinformation angeschlossen ist. Ansonsten wird die Spannungszufuhr zum Wellenformgenerator 930 deaktiviert.
Die Zustandsanzeigen 982 werden durch LEDs auf der Vorderseite der Dockingstation 660 bereitgestellt und zum Anzeigen verschiedener Zustände verwendet, z. B. zum Anzeigen einer externen Spannung (AC), des angedockten Zustands des transportablen Geräts, des Batterieladevorgangs des transportablen Geräts, des Batterieladevorgangs der Dockingstation, und von Alarmzuständen. Der serielle Datenanschluss 682 wird als Schnittstelle entweder zu einem Computer, serieller Anschluss herkömmlicher Pulsoximeter oder serieller Drucker über einen Standard-RS-232-DB-9-Verbinder 962 verwendet. Über den Anschluss 682 können im Speicher gespeicherte Trend daten, SpO₂- und Pulsratenwerte ausgegeben werden und können Systemprotokolle verschiedener Hersteller unterstützt werden. Der Analogausgang 688 wird als Schnittstelle zum Analogeingang von Diagramm- oder Kennlinienschreibern über einen Verbinder 964 verwendet und kann "Echtzeit"- oder Trend-SpO₂- und Pulsratenwerte ausgeben. Der Schwesternrufausgang 684 von einem Verbinder 964 wird aktiviert, wenn Alarmgrenzwerte für eine vorgegebene Anzahl aufeinanderfolgender Sekunden überschritten werden. In einer anderen Ausführungsform könnten Daten, wie beispielsweise Alarmwerte, zu einer beliebigen Anzahl von Kommunikationsanschlüssen, und sogar über das Internet, weitergeleitet werden, um eine abgesetzte Verwendung des als Erweiterungsgerät verwendeten Pulsoximeters zu ermöglichen.
Die PROM-Schnittstelle 940 greift auf Synchronisationsdaten 692 vom PROM 1010 (10) im Schnittstellenkabel 690 (6, 10) zu und führt dem Dockingstationsprozessor 910 den Synchronisationszustand 942 zu. Die Schnittstelle 970 des transportablen Geräts stellt über die Dockingstationsschnittstelle 760 (7) eine Verbindung zum transportablen Gerät 610 (6) her.
Wie in 9 dargestellt ist, wird der Dockingstation 660 über einen Standard-AC-Verbinder 968 und einen Ein-/Aus-Schalter 969 eine externe Spannung 668 zugeführt. Wenn der Dockingstation 660 eine externe Spannung 668 zugeführt wird, lädt die Spannungsversorgung 990 die Batterie der Spannungsversorgung 730 (7) des transportablen Geräts und gegebenenfalls die Batterie der Spannungsversorgung 990 der Dockingstation auf. Wenn das transportable Gerät 610 (6) entfernt oder ausgeschaltet wird, wird die Dockingstationsspannung 973 entfernt, und die Dockingstation 660 wird bis auf den Batterieladeabschnitt der Spannungsversorgung 990 ausgeschaltet. Die Dockingstationsspannung 973 und damit die Dockingstation 690 werden immer dann eingeschaltet, wenn ein angedocktes transportables Gerät 610 (6) eingeschaltet wird. Das transportable Gerät 610 (6) führt für eine Ausführungsform der Dockingstation 660 ohne Batterie Spannung zu, wenn die externe Spannung 668 entfernt wird oder ausfällt.
10 zeigt ein weiteres Detail des Schnittstellenkabels 690, das für eine Verbindung zwischen der Dockingstation 660 (6) und dem Patientenkabel 230 (2) eines Host-Geräts 260 (2) verwendet wird. Das Schnittstellenkabel 690 ist derart konfiguriert, dass es als Schnittstelle zu einem spezifischen Host-Gerät dient und für das Host-Gerät als ein spezifischer Sensor erscheint. Ein im Schnittstellenkabel 690 eingebauter PROM 1010 enthält Information zum Identifizieren eines Sensortyps, eines spezifischen Host-Geräts und der Kalibrierungskurve des spezifischen Host-Geräts. Die PROM-Information kann durch die Dockingstation 660 (6) als Synchronisationsdaten 692 gelesen werden. Die Synchronisationsdaten 692 ermöglichen es der Dockingstation 660 (6) vorteilhaft, eine Wellenform für das Host-Gerät zu erzeugen, durch die veranlasst wird, dass das Host-Gerät SpO₂-Werte darstellt, die den durch das transportable Gerät 610 (6) berechneten Werten entsprechen. Das Schnittstellenkabel 690 weist einen LED-Treiber- oder Steuerpfad 672 auf. In der in 10 dargestellten Ausführungsform ist der LED-Steuerpfad 672 für LEDs mit einer gemeinsamen Anode konfiguriert und weist Signale für eine infrarote (IR) Kathode, eine rote Kathode und eine gemeinsame Anode auf. Das Schnittstellenkabel 690 weist außerdem einen Detektorsteuerungspfad 674 mit Detektoranoden- und Detektorkathodensignalen auf.
Eine Menüoption des transportablen Geräts 610 (6) ermöglicht auch die Berechnung von Synchronisationsinforma tion im Feld. Durch eine manuelle Synchronisation erzeugt die Dockingstation 660 (6) eine Wellenform für das Host-Gerät 260 (2) und stellt einen erwarteten SpO₂-Wert dar. Der Benutzer gibt den auf dem Host-Gerät dargestellten SpO₂-Wert unter Verwendung des Tastenfeldes 750 (7) des transportablen Geräts ein. Diese Schritte werden wiederholt, bis eine vorgegebene Anzahl von Datenpunkten eingegeben wurde und der durch das transportable Gerät und das Host-Gerät dargestellte SpO₂-Wert miteinander übereinstimmen.
11A zeigt eine vorstehend unter Bezug auf 6 beschriebene Ausführungsform des transportablen Geräts 610.
11A zeigt die Vorderwand 1110 des transportablen Geräts. Das transportable Gerät 610 weist einen Patientenkabelverbinder 618 auf, wie vorstehend unter Bezug auf 6 beschrieben wurde. Der Verbinder 618 ist vorzugsweise drehbar montiert, um auf ein angeschlossenes Patientenkabel (nicht dargestellt) ausgeübte Belastungen zu minimieren. In einer Ausführungsform ist der Verbinder 618 zwischen einer sich parallel zur Vorderwand 1110 erstreckenden Ebene und einer sich parallel zur Seitenwand 1130 erstreckenden Ebene frei schwenkbar. In einer anderen Ausführungsform ist der Verbinder 618 zwischen drei Verriegelungspositionen schwenkbar und kann in den drei Verriegelungspositionen gehalten werden. Eine erste Verriegelungsposition ist die dargestellte Position, in der der Verbinder in einer sich parallel zur Vorderwand 1110 erstreckenden Ebene angeordnet ist. Eine zweite Verriegelungsposition ist eine Position, in der der Verbinder 618 in einer sich parallel zur Seitenwand 1130 erstreckenden Ebene angeordnet ist. Der Verbinder 618 weist außerdem eine Zwischenverriegelungsposition auf, die unter einem Winkel von 45° zwischen der ersten und der zweiten Verriegelungsposition angeordnet ist. Der Verbinder 618 wird in der ersten Verriegelungsposition angeordnet, um ihn mit der Dockingstation 660 zu verbinden.
Wie in 11A dargestellt ist, weist die Vorderwand 1110 des transportablen Geräts außerdem einen Lautsprecher 772 auf, wie unter Bezug auf 7 beschrieben wurde. Außerdem weist die Vorderwand 1110 eine Reihe von Softkey-Tasten 870 und festen Tasten 880 auf, wie vorstehend unter Bezug auf 8 beschrieben wurde. Außerdem weist die Vorderwand 1110 einen fingerbetätigten Riegel 1120 auf, der mit einer entsprechenden Klinke in der Dockingstation 660 in Eingriff kommt, wodurch das transportable Gerät 610 durch die Dockingstation 660 lösbar gehalten werden kann. Ein OEM-Etikett kann an einem vertieften Bereich 1112 der Vorderwand 1110 befestigt werden.
Die Rückwand des transportablen Geräts weist eine Buchse 763, eine Polklemmen-Gegenfläche und ein Batterieeinheit-Aufnahmefach auf. Die Buchse 763 ist derart konfiguriert, dass sie mit einem entsprechenden Dockingstationsstecker 972 zusammenpasst. Durch die Buchse 763 und den Stecker 972 wird eine elektrische Verbindungsschnittstelle zwischen dem transportablen Gerät 610 und der Dockingstation 660 bereitgestellt. Die Buchse 763 nimmt mehrere Federkontakte auf, die gegen plattierte Randverbinderabschnitte des Dockingstationssteckers 972 drücken. Eine (nicht dargestellte) herkömmliche Polklemme kann an der Gegenfläche entfernbar befestigt werden. Dadurch wird auf bequeme Weise ermöglicht, dass das transportable Gerät 610 durch verschiedenartige patientenseitige oder bettseitige Halterungen gehalten werden kann, wodurch eine Pulsoximetrieüberwachung ermöglicht wird, während die Hände frei sind. Die Spannungsversorgung 730 (7) des transportablen Geräts ist im Batterieeinheit-Aufnahmefach aufgenommen. Das Aufnahmefach weist eine entfernbare Abdeckung zum Schützen, Einsetzen und Entfernen der Batterieeinheit des transportablen Geräts auf. Produktetiketten, z. B. eine Seriennummer zum Identifizieren eines spezifischen transportablen Geräts, können an einer Vertiefung der Rückwand befestigt werden.
Die Vorderseite der Dockingstation 660 weist ein Docking-Aufnahmefach, eine Polklemmenvertiefung, Gelenke, eine Klinke, einen Steckverbinder 972 und LED-Zustandsanzeigen 982 auf. Das Docking-Aufnahmefach nimmt das transportable Gerät 610 (11A) auf und hält es. Wenn das transportable Gerät 610 (11A) im Aufnahmefach angedockt ist, nimmt die Polklemmenvertiefung eine an der Polklemmen-Gegenfläche befestigte Polklemme (nicht dargestellt) auf, wodurch die Polklemme seine geschlossene Position annimmt. Das transportable Gerät 610 (11A) wird durch Gelenke im Aufnahmefach gehalten, die in entsprechende Öffnungen in der Seitenfläche 1130 des transportablen Geräts passen, und eine Klinke, die mit dem Riegel 1120 (11A) des transportablen Geräts in Eingriff kommt. Daher wird das transportable Gerät 610 (11A) angedockt, indem es zuerst an einem Ende an den Gelenken befestigt wird und dann um die Gelenke in das Aufnahmefach gedreht wird, wo es auf der Klinke in Position verriegelt wird. Das transportable Gerät 610 (11A) wird in umgekehrter Folge entfernt, indem zuerst der Riegel 1120 (11A) gedrückt wird, wodurch das transportable Gerät von der Klinke gelöst wird, woraufhin das transportable Gerät 610 (11A) um die Gelenke aus dem Aufnahmefach gedreht und dann von den Gelenken entfernt. wird. Wenn das transportable Gerät in das Aufnahmefach gedreht wird, wird der Dockingstationsstecker 972 in die Buchse 763 des transportablen Geräts eingeführt, wodurch eine elektrische Verbindung oder Schnittstelle zwischen dem transportablen Gerät 610 und der Dockingstation 660 hergestellt wird. Die Zu standsanzeigen 982 sind wie vorstehend unter Bezug auf 9 beschrieben konfiguriert.
Die Rückseite der Dockingstation 660 weist einen seriellen (RS-232 oder USB) Verbinder 962, einen Analogausgang und einen Schwesternrufverbinder 964, einen Erweiterungsanschlussverbinder 966, einen AC-Spannungsstecker 968, einen Ein-/Aus-Schalter 969 und eine Erdungsöse auf. Ein Griff ist an einem Ende angeordnet, und Ventilatoröffnungen sind am gegenüberliegenden Ende angeordnet. Ein Paar Füße sind in der Nähe der Rückseite sichtbar. Ein entsprechendes Paar Füße (nicht sichtbar) sind in der Nähe der Vorderseite angeordnet. Die Füße in der Nähe der Vorderseite erstrecken sich derart, dass die Vorderseite nach oben geneigt wird, so dass das Display 740 eines angedockten transportablen Geräts 610 leichter lesbar ist.
Das transportable Gerät 610 und die Dockingstation 660 bilden drei verschiedene Pulsoximetriegeräte. Erstens ist das transportable Gerät 610 selbst, wie in 11A dargestellt, ein Handheld-Pulsoximeter, der für verschiedene Patientenüberwachungsaufgaben verwendbar ist, für die Batteriespannung oder eine wesentliche Mobilität erforderlich sind, wie beispielsweise in Ambulanz- oder Notaufnahmesituationen. Zweitens ist das in der Dockingstation 660 angedockte transportable Gerät 610 ein eigenständiges Pulsoximeter, das für ein breites Spektrum typischer Patientenüberwachungssituationen, vom Klinikraum bis zum Operationsraum verwendbar ist. Drittens bilden das angedockte transportable Gerät 610 und der Erweiterungsanschluss 966, der durch ein Schnittstellenkabel mit dem Sensoranschluss eines herkömmlichen Pulsoximetermoduls 268 (2) in einem Mehrparameter-Patientenüberwachungsgerät 260 (2) oder eines anderen herkömmlichen Pulsoximeters verbunden ist, ein hierin beschriebener, universeller/verbessernder Pulsoximeter (UPO) 210. Daher wird durch die Konfiguration aus dem transportablen Gerät 610 und der Dockingstation 660 vorteilhaft eine Drei-in-Eins-Pulsoximetriegerätfunktionalität bereitgestellt.
Eine andere Ausführungsform der Dockingstation 660 weist einen Eingangsanschluss auf, der mit einem Blutdrucksensor verbunden ist, und einen Ausgangsanschluss, der mit einem Blutdrucksensoranschluss eines Mehrparameter-Patientenüberwachungssystems (MPMS) verbunden ist. Die Dockingstation 660 weist einen Signalprozessor auf, der einen Blutdruckmesswert basierend auf einem Eingangssignal von einem Blutdrucksensor berechnet. Die Dockingstation 660 weist außerdem einen mit dem Ausgangsanschluss verbundenen Wellenformgenerator auf, der basierend auf dem berechneten Messwert eine synthetisierte Wellenform erzeugt. Das Wellenformgeneratorausgangssignal ist so einstellbar, das der auf dem MPMS dargestellte Blutdruckwert dem berechneten Blutdruckmesswert entspricht. Außerdem stellt, wenn das transportable Gerät 610 in der Dockingstation 660 angedockt und der Blutdrucksensor mit dem Eingangsanschluss verbunden ist, das transportable Gerät einen Blutdruckwert gemäß dem berechneten Blutdruckmesswert dar. Daher wird in der vorliegenden Ausführungsform durch die Dockingstation 660 eine universelle-/Erweiterungs-Fähigkeit für den Blutdruck und den SpO₂-Wert bereitgestellt.
Ähnlicherweise kann die Dockingstation 660 als universelles-/Erweiterungsgerät für andere Vitalmessungen dienen, z. B. für die Atemrate, ein EKG oder ein EEG. Für diese Ausführungsform weist die Dockingstation 660 entsprechende Sensorverbinder und zugeordnete Sensorsignalprozessoren und Erweiterungsverbinder für eine MPMS oder ein eigenständiges Gerät auf. Auf diese Weise können verschiedenartige Vitalmessungen in die Dockingstation 660 integriert werden, ent weder individuell oder in Kombination mit oder ohne den SpO₂-Wert als Messparameter, und mit oder ohne das transportable Gerät 610. In einer noch anderen Ausführungsform kann die Dockingstation 660 als einfache SpO₂-Erweiterungsbox mit einem SpO₂-Prozessor und einem Patientenkabelverbinder für einen SpO₂-Sensor konfiguriert sein, der mit oder ohne das transportable Gerät 610 funktioniert.
Anders als ein herkömmlicher eigenständiger Pulsoximeter weist die in 13 dargestellte eigenständige Konfiguration ein drehbares Display 740 auf, das es ermöglicht, das Gerät entweder in einer vertikalen oder in einer horizontalen Ausrichtung zu betreiben. Ein Neigungssensor 950 (9) zeigt an, wenn die Unterseite entlang einer horizontalen Fläche angeordnet, d. h. horizontal ausgerichtet ist. In dieser horizontalen Ausrichtung erscheint das Display 740 in einem Landschaftsmodus (8C). Der Neigungssensor 950 (9) zeigt außerdem an, wenn die Seitenfläche entlang einer horizontalen Fläche angeordnet, d. h. horizontal ausgerichtet ist. In dieser vertikalen Ausrichtung erscheint das Display 740 in einem Porträtmodus (8B). Durch eine Softkey-Taste 870 auf dem transportablen Gerät 610 kann der Neigungssensor deaktiviert werden, so dass die Darstellung des Displays unter einer beliebigen 90°-Ausrichtung, d. h. in der Porträtausrichtung, in der Landschaftsausrichtung, in einer umgekehrten Porträtausrichtung oder in einer umgekehrten Landschaftsausrichtung, bereitgestellt werden kann. Durch die Handheld-Konfiguration (11A) kann ebenfalls die Darstellung des Displays 740 unter Verwendung einer Softkey-Taste 870 unter einer beliebigen 90°-Ausrichtung bereitgestellt werden. In der vorstehend beschriebenen spezifischen Ausführungsform weist das transportable Gerät 610 jedoch keinen Neigungssensor auf, so dass, wenn es nicht an gedockt ist, eine Softkey-Taste 870 zum Ändern der Ausrichtung der Darstellung verwendet werden muss.
12 zeigt die in einem lokalen Netzwerk (LAN) integrierte Dockingstation 660. Das dargestellte LAN basiert auf einem Ethernet 1460 unter Verwendung eines LAN-Servers 1420 zum Verbinden verschiedener LAN-Klienten 1430 und anderer Systemressourcen, z. B. Drucker und Speicher (nicht dargestellt). Ein Ethernet-Controllermodul 1410 ist in der Dockingstation 660 integriert. Das Controllermodul 1410 kann im Gehäuse der Dockingstation 660 angeordnet oder als externe Einheit konstruiert sein. Auf diese Weise kann der erfindungsgemäße UPO mit anderen Geräten des LAN oder über das Internet 1490 kommunizieren.
Im Ethernet-Controllermodul 1410 kann Web-Server-Firmware, z. B. Hewlett-Packard (HP) BFOOT-10501 eingebettet sein. Das Modul 1410 weist sowohl eine Base-T-Ethernet-Schnittstelle für eine Verbindung zum Ethernet 1460, als auch eine serielle Schnittstelle, z. B. RS-232 oder USB, für eine Verbindung mit der Dockingstation 660 auf. Die Modul-Firmware weist HTTP- und TCP/IP-Protokolle für Standardkommunikationen über das World Wide Web auf. Die Firmware weist außerdem einen Mikro-Web-Server auf, gemäß der beispielsweise Kunden-Webseiten für abgesetzte Klienten über das Internet betreut werden können. Durch eine herkömmliche C++-Programmierung können erweiterte Fähigkeiten, z. B. Datenreduzierung, Ereigniserfassung und dynamische Webseitenkonfiguration, bereitgestellt werden.
Wie in 12 dargestellt ist, kommen viele Anwendungen für die Dockingstation 660 bezüglich der Ethernet-Schnittstelle in Betracht. Mehrere UPOs können mit einem Klinik-LAN verbunden werden, und ein Computer des LAN könnte verwendet werden, um Pulsraten- und Sättigungsdaten von verschiedenen UPOs hochzuladen und die Ergebnisse darzustellen.
Daher könnte die Ethernet-Schnittstelle zum Implementieren einer zentralen Pulsoximetrieüberwachungsstation in einer Klinik verwendet werden. Außerdem können mehrere UPOs auf der ganzen Welt von einem zentralen Ort über das Internet überwacht werden. Jeder UPO ist als eine individuelle Webseite adressierbar und lädt auf einem Standard-Browser darstellbare Webseiten herunter, wobei die Webseiten die Sauerstoffsättigung, die Pulsrate und damit in Beziehung stehende Messwerte des UPO darstellen. Dieses Merkmal ermöglicht es einem Versorger, einen Patienten unabhängig von dem Ort zu überwachen, an dem der Patient oder der Versorger sich befindet. Beispielsweise könnte ein Versorger in einer Stadt oder in einem bestimmten Klinik Messwerte von einem Patienten herunterladen, der sich in einer anderen Stadt oder in der gleichen oder in einer anderen Klinik befindet. Andere Anwendungen sind beispielsweise Fehlersuche für neu installierte UPOs oder das Heraufladen von Software-Patches oder Upgrades zu UPOs über das Internet. Außerdem könnten an die URL des den Patienten überwachenden Klinikers Alarme weitergeleitet werden.
Der UPO kann, außer dass er wie in Verbindung mit 5 beschrieben, als Handheld-Einheit, oder wie in Verbindung mit 11 beschrieben, als eine Kombination aus einem transportablen Gerät 610 und einer Dockingstation 660 konstruiert ist, auch eine andere Konfiguration haben. Der UPO kann ein Modul mit oder ohne Display sein, das durch ein Armband, ein Halsband oder auf ähnliche Weise an einem Patienten lösbar befestigt werden kann. In einer kleinformatigeren Ausführungsform kann das UPO-Modul in einem Kabel oder einem Verbinder integriert sein, das/der zum Anschließen eines Sensors an ein Pulsoximeter verwendet wird. Der UPO kann auch eine Schaltungskarte oder ein Modul sein, das in ein eigenständiges Pulsoximeter oder ein Mehrparameter- Patientenüberwachungssystem extern oder intern gesteckt werden kann oder damit zusammenpasst. Alternativ kann der UPO als ein einfaches eigenständiges Erweiterungsgerät konfiguriert sein.
Außerdem ist die vorliegende Erfindung, obwohl eine universelle/verbessernde Vorrichtung und ein Verfahren hauptsächlich hinsichtlich einer Ausführungsform für Pulsoximetriemessung beschrieben worden sind, gleichermaßen auf andere physiologische Messparameter anwendbar, wie beispielsweise auf den Blutdruck, die Atemrate, ein EEG und ein EKG, um nur einige zu nennen. Außerdem ist innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung auch ein universelles/Erweiterungsgerät mit der Fähigkeit zum Messen eines einzigen physiologischen Messparameters oder mehrerer Messparameter realisierbar, das als Handheld-Gerät, eigenständiges Gerät, transportables Gerät, Dockingstation, Modul, Einsteckgerät, Schaltungskarte, um nur einige zu nennen, konfiguriert sein kann.
Der UPO ist in Verbindung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden. Diese Ausführungsformen wurden lediglich anhand von Beispielen beschrieben und sollen den durch die beigefügten Patentansprüche definierten Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken. Für Fachleute ist ersichtlich, dass innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung zahlreiche Änderungen und Modifikationen möglich sind.

Claims

Messgerät, das aufweist: einen transportablen Abschnitt (610) mit einem Sensoranschluss (618), einem Prozessor (720) und einem Display (740), wobei der Sensoranschluss (618) so konfiguriert ist, dass er ein Intensitätssignal empfängt, das einen physiologischen Parameter anzeigt, wobei der Prozessor (720) so programmiert ist, dass er eine physiologische Parametermessung auf der Basis des Intensitätssignals berechnet und die physiologische Parametermessung zu dem Display (740) ausgibt, wobei der transportable Abschnitt (610) so konfiguriert ist, dass er als ein tragbarer physiologischer Monitor arbeitet, wobei der Prozessor (720) außerdem so programmiert ist, dass er eine synthetisch erzeugte Wellenform (324, 762) für einen externen physiologischen Monitor erzeugt, wobei die synthetisch erzeugte Wellenform so konfiguriert ist, dass sie den externen physiologischen Monitor einen physiologischen Parameterwert anzeigen lässt, der im Allgemeinen mit der physiologischen Parametermessung im Einklang steht; und eine Dockingstation (660), die so konfiguriert ist, dass sie mit dem transportablen Geräteteil (610) in einer angedockten Position in Verbindung steht und mechanisch damit zusammenpasst.
Messgerät nach Anspruch 1, wobei die physiologische Parametermessung eine arterielle Blutsauerstoffsättigung aufweist.
Messgerät nach Anspruch 1, wobei die physiologische Parametermessung eine Pulsfrequenz aufweist.
Messgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der transportable Abschnitt (610) ein tastenbetätigtes, das Bild drehbares Display (740) hat.
Messgerät nach Anspruch 4, wobei das das Bild drehbare Display (740) eine Funktion der Ausrichtung des transportablen Abschnitts ist, wenn sich der transportable Abschnitt in der angedockten Position befindet.