(57)【要約】  適応性警報システムは、生理学的パラメータに応答して、パラメータにおけるベースライン漂流に適応する警報閾値を生成し、見逃される真の警報における対応する増加なしに誤認警報を低減する。適応性警報システムは、生物と連絡するセンサを使用して生理学的測定システムから引き出されるパラメータを有する。ベースラインプロセッサは、パラメータ傾向からパラメータベースラインを計算する。パラメータ限界は、パラメータの許容範囲を指定する。適応性閾値プロセッサは、パラメータベースライン及びパラメータ限界から適応性閾値を計算する。警報生成器は、パラメータ及び適応性閾値に応答して、適応性閾値と交差するパラメータを表示する警報を誘発する。適応性閾値は、パラメータベースラインに応答して、パラメータベースラインが、より高いパラメータ値へ漂流するにつれて値を増加させ、パラメータベースラインが、より低いパラメータ値へ漂流するにつれて値を減少させる。【選択図】図４Ａ
2013521054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生理学的パラメータに応答して、該パラメータにおけるベースライン漂流に適応する警報閾値を生成し、見逃される真の警報における対応する増加なしに誤認警報を低減する適応性警報システムであって、
生物と連絡するセンサを有する生理学的測定システムから引き出されたパラメータと、
該パラメータの平均値からパラメータベースラインを計算するベースラインプロセッサと、
前記パラメータの許容範囲を指定する複数のパラメータ限界と、
前記パラメータベースライン及び前記パラメータ限界から適応性閾値を計算する適応性閾値プロセッサと、
前記パラメータ及び前記適応性閾値に応答して、前記適応性閾値と交差する前記パラメータを表示する警報を誘発する警報生成器と、
前記パラメータベースラインに応答して、前記パラメータベースラインが、より高いパラメータ値へ漂流するにつれて値を増加し、前記パラメータベースラインが、より低いパラメータ値へ漂流するにつれて値を減少する前記適応性閾値と、
を備える適応性警報システム。
【請求項２】
前記ベースラインプロセッサは、
パラメータ値の時間スライスを識別するスライドウィンドウと、
前記時間スライスにおける前記パラメータ値の平均から傾向を決定する傾向計算器と、
前記傾向の比較的長期の遷移のみを追跡する応答リミッタと、
を備える請求項１に記載の適応性閾値警報システム。
【請求項３】
前記時間スライスにおける複数の最高パラメータ値及び前記時間スライスにおける複数の最低パラメータ値の１つを削除して、それぞれ、より低い値及び、より高い値の１つへ前記ベースラインを調節するバイアス計算器を更に備える、請求項２に記載の適応性閾値警報システム。
【請求項４】
前記適応性閾値は、前記ベースラインが所定のパラメータ限界へ接近するにつれてベースライン漂流へ、より少なく応答するようになる、請求項３に記載の適応性閾値警報システム。
【請求項５】
第１の適応性閾値が下方パラメータ限界へ応答し、
第２の適応性閾値が上方パラメータ限界へ応答する、
請求項４に記載の適応性閾値警報システム。
【請求項６】
前記警報生成器は、前記第１の適応性閾値及び前記第２の適応性閾値に従って、前記ベースラインからの正及び負の遷移の双方に応答する、請求項５に記載の適応性閾値警報システム。
【請求項７】
前記ベースラインが、より低いパラメータ値への傾向を有するにつれて、前記第１の適応性閾値は負の遷移へ増加的に応答し、前記第２の適応性閾値は正の遷移へ減少的に応答する、請求項６に記載の適応性閾値警報システム。
【請求項８】
適応性警報方法であって、
生理学的パラメータを測定することと、
前記パラメータについてベースラインを確立することと、
前記ベースラインの漂流に従って警報閾値を調節することと、
前記警報閾値と交差する前記パラメータ測定値に応答して警報を誘発することと、
を備える適応性警報方法。
【請求項９】
ベースラインを確立することは、
前記パラメータのセグメントをバイアスすることと、
該バイアスされたセグメントから、バイアスされた傾向を計算することと、
該バイアスされた傾向の遷移応答を制限することと、
を備える請求項８に記載の適応性警報方法。
【請求項１０】
警報閾値を調節することは、
パラメータ限界を設定することと、
前記パラメータ限界に従って、前記ベースラインの線形関数として前記警報閾値と前記ベースラインとの間のデルタ差を計算することと、
を備える請求項９に記載の適応性閾値警報方法。
【請求項１１】
デルタ差を計算することは、
前記ベースラインが前記パラメータ限界の方へ漂流するにつれてデルタを減少することと、
前記ベースラインが前記パラメータ限界から離れるように漂流するにつれて前記デルタを増加することと、
を備える請求項１０に記載の適応性閾値警報方法。
【請求項１２】
パラメータ限界を設定することは、
遅延される警報に関して第１のパラメータ限界を選択することと、
遅延されない警報に関して第２のパラメータ限界を選択することと、
を備える請求項１１に記載の適応性閾値警報方法。
【請求項１３】
前記パラメータのセグメントをバイアスすることは、
前記パラメータ測定値をウィンドウ化することと、
該ウィンドウ化されたパラメータ測定値の、より低い値の部分を除去することと、
前記ウィンドウ化されたパラメータ測定値の残りの部分を平均することと、
を備える請求項１２に記載の適応性閾値警報。
【請求項１４】
上方警報閾値と前記ベースラインとの間の上方デルタ差を計算することと、
下方警報閾値と前記ベースラインとの間の下方デルタ差を計算することと、
を更に備える請求項１３に記載の適応性閾値警報。
【請求項１５】
適応性警報システムであって、
パラメータを入力し、該パラメータの傾向に従ってベースラインを出力するベースラインプロセッサと、
前記ベースラインからのデルタ差に警報閾値を確立する適応性閾値プロセッサと、
前記警報閾値と交差する前記ベースラインからのパラメータ遷移に基づいて警報を誘発する警報生成器と、
を備える適応性警報システム。
【請求項１６】
バイアスされた傾向を出力する傾向計算器と、
前記ベースラインは、前記バイアスされた傾向に応答して、前記警報を誘発する遷移のサイズを低減することと、
を更に備える請求項１５に記載の適応性警報システム。
【請求項１７】
パラメータ遷移に起因してベースライン移動を低減する応答リミッタを更に備える、請求項１６に記載の適応性警報システム。
【請求項１８】
前記適応性閾値プロセッサは、前記ベースラインの下に下方警報閾値を確立し、前記ベースラインの上に上方警報閾値を確立し、前記警報生成器は、前記ベースラインからの正及び負の遷移の双方に応答する、請求項１７に記載の適応性警報システム。
【請求項１９】
前記ベースラインプロセッサは、前記パラメータ傾向の上へバイアスされた下方ベースラインを確立し、前記パラメータ傾向の下へバイアスされた上方ベースラインを確立する、請求項１８に記載の適応性警報システム。
【請求項２０】
前記ベースラインが、より低いパラメータ値への傾向を有するにつれて、前記下方警報閾値は負の遷移へ増加的に応答し、前記上方警報閾値は正の遷移へ減少的に応答する、請求項１９に記載の適応性警報システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連する仮出願への優先権主張）
本願は、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）のもとで、２０１０年３月１日に出願され「Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ  Ａｌａｒｍ  Ｓｙｓｔｅｍ」と題する米国仮特許出願第６１／３０９，４１９号、及び２０１０年４月２７日に出願され「Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ａｌａｒｍ  Ｓｙｓｔｅｍ」と題する米国仮特許出願第６１／３２８，６３０号への、優先権の利益を主張する。これらの仮特許出願の全ては、本明細書での参照によって、ここに組み入れられる。
【背景技術】
【０００２】
循環する血液の成分を測定するパルス酸素濃度計システムは、外科病棟、集中治療及び新生児室、一般病棟、在宅医療、体育、及び略全てのタイプのモニタリングシナリオを含む極めて多様な医学的応用で急速に受け入れられている。パルス酸素濃度計システムは、一般的に、患者へ適用される光学センサ、センサ信号を処理して結果を表示するモニタ、及びセンサとモニタとを電気的に相互接続する患者ケーブルを含む。パルス酸素濃度計センサは、典型的には、１つの発光ダイオードが赤の波長を放出し、１つの発光ダイオードが赤外（ＩＲ）の波長を放出する発光ダイオード（ＬＥＤ）及び光ダイオード検出器を有している。発光器及び検出器は、典型的には指へ取り付けられ、患者ケーブルは、モニタから、これらの発光器へ駆動信号を伝送する。発光器は、駆動信号に応答して指先の肉質組織の中へ光を伝送する。検出器は、指先内の脈動血流によって減衰された後の放出光に応答して信号を生成する。患者ケーブルは、検出器信号をモニタへ伝送し、モニタは、この信号を処理して生理学的パラメータ、例えば、酸素飽和（ＳｐＯ２）及び脈拍数の数値読み出しを提供する。
【発明の概要】
【０００３】
従来のパルス酸素濃度計は、動脈血が測定場所での唯一の脈動血流であると仮定する。患者の動きの間に、静脈血も動き、これは従来のパルス酸素濃度計の中で誤差を引き起こす。先進的パルス酸素濃度計は静脈血信号を処理し、患者の動きの条件のもとで、真の動脈酸素飽和及び脈拍数を報告する。先進的パルス酸素濃度計は、低かん流（小さい信号振幅）、強烈な周囲光（人工又は日光）、及び電気手術器具干渉の条件のもとでも機能する。これは従来のパルス酸素濃度計が失敗しやすいシナリオである。
【０００４】
先進的パルス酸素濃度計は、少なくとも米国特許第６，７７０，０２８号、第６，６５８，２７６号、第６，１５７，８５０号、第６，００２，９５２号、第５，７６９，７８５号、及び第５，７５８，６４４号に説明されている。これらの特許は、カリフォルニア、アービンのマシモ社（「マシモ」）へ譲渡されており、参照によって本明細書の中に組み入れられる。対応する低雑音光学センサは、少なくとも米国特許第６，９８５，７６４号、第６，８１３，５１１号、第６，７９２，３００号、第６，２５６，５２３号、第６，０８８，６０７号、第５，７８２，７５７号、及び第５，６３８，８１８号に開示されている。これらの特許もマシモへ譲渡されており、参照によって本明細書の中に組み入れられる。ＳｐＯ２、脈拍数（ＰＲ）、及びかん流指数（ＰＩ）を測定するためのＭａｓｉｍｏ  ＳＥＴ（登録商標）低雑音光学センサ及び読み合わせ動きパルス酸素濃度計モニタを含む先進的パルス酸素濃度計システムは、マシモから入手可能である。光学センサは、Ｍａｓｉｍｏ  ＬＮＯＰ（登録商標）、ＬＮＣＳ（登録商標）、ＳｏｆＴｏｕｃｈ（商標）、及びＢｌｕｅ（商標）接着又は再使用可能センサのいずれかを含む。パルス酸素濃度計モニタは、Ｍａｓｉｍｏ  Ｒａｄ−８（登録商標）、Ｒａｄ−５（登録商標）、Ｒａｄ（登録商標）−５ｖ、又はＳａｔＳｈａｒｅ（登録商標）モニタのいずれかを含む。
【０００５】
先進的血液パラメータ測定システムは、少なくとも、２００６年３月１日に出願され「Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ」と題する米国特許第７，６４７，０８３号、２００６年３月１日に出願され「Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ  Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ」と題する米国特許第７，７２９，７３３号、２００６年３月１日に出願され「Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒ  Ｃｏｎｆｉｄｅｎｃｅ  Ｍｅａｓｕｒｅ」と題する米国特許公開第２００６／０２１１９２５号、及び２００６年３月１日に出願され「Ｎｏｎｉｎｖａｓｉｖｅ  Ｍｕｌｔｉ−Ｐａｒａｍｅｔｅｒ  Ｐａｔｉｅｎｔ  Ｍｏｎｉｔｏｒ」と題する米国特許公開第２００６／０２３８３５８号で説明されている。これらの全ては、カリフォルニア州、アービンのマシモ研究所（マシモラボ）へ譲渡されており、全ては参照によって本明細書の中に組み入れられる。音響モニタリングを含む先進的パラメータ測定システムは、２００９年１２月２１日に出願され「Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ」と題する米国特許公開第２０１０／０２７４０９９号で説明されている。これはマシモへ譲渡されており、参照によって本明細書の中に組み入れられる。
【０００６】
先進的血液パラメータ測定システムは、Ｍａｓｉｍｏ  Ｒａｉｎｂｏｗ（登録商標）ＳＥＴを含む。これは、ＳｐＯ２に加えて、トータルヘモグロビン（ＳｐＨｂ（商標））、酸素含有量（ＳｐＯＣ（商標））、メトヘモグロビン（ＳｐＭｅｔ（登録商標））、カルボキシヘモグロビン（ＳｐＣＯ（登録商標））、及びＰＶＩ（登録商標）のような測定値を提供する。先進的血液パラメータセンサは、Ｍａｓｉｍｏ  Ｒａｉｎｂｏｗ（登録商標）接着、ＲｅＳｐｏｓａｂｌｅ（商標）、及び再使用可能センサを含む。先進的血液パラメータモニタは、Ｍａｓｉｍｏ  Ｒａｄｉｃａｌ−７（商標）、Ｒａｄ−８７（商標）、及びＲａｄ−５７（商標）モニタを含む。これらの全ては、マシモから入手可能である。先進的パラメータ測定システムは、例えば、マシモから入手可能なＲａｉｎｂｏｗ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｓｅｎｓｏｒ（商標）及びＲａｄ−８７（商標）モニタを使用して音響呼吸数（ＲＲａ（商標））をモニタする音響モニタリングを更に含む。そのような先進的パルス酸素濃度計、低雑音センサ、及び先進的生理学的パラメータ測定システムも、外科病棟、集中治療及び新生児室、一般病棟、在宅医療、体育、及び略全てのタイプのモニタリングシナリオを含む極めて多様な医学的応用で急速に受け入れられている。
【０００７】
図１〜図３は、固定閾値警報スキーマを有する生理学的パラメータ測定システムに関連づけられた課題及び問題を示す。図１は、酸素飽和（ＳｐＯ２）パラメータに関する下方限界固定閾値警報スキーマを示す。２つの警報閾値、ＤＬ（遅延）及びＮＤＬ（非遅延）が定義される。もし酸素飽和が、ＴＤよりも大きい時間遅延の間、ＤＬの下へ降下するならば、警報が誘発される。もし酸素飽和がＮＤＬの下へ降下するならば、警報が即時に誘発される。ＤＬ１２０は、典型的には、９０％の酸素飽和又はその幾分上に設定され、ＮＤＬ１３０は、典型的には、ＤＬの５％から１０％下に設定される。例えば、或る人の酸素飽和１１０がｔ＝ｔ１１６２でＤＬ１２０の下へ降下し、少なくとも時間遅延ＴＤ１６３の間、ＤＬの下に留まるとする。これは、ｔ＝ｔ２１６４で遅延警報１４０を誘発する。ここで、ｔ２＝ｔ１＋ＴＤである。警報１４０は、酸素飽和１１０がｔ＝ｔ３１６６でＤＬ１２０の上へ上昇するまで、アクティブに留まる。他の例として、酸素飽和１１０が、ＮＤＬ１３０の下へ降下するとする。これはｔ＝ｔ４１６８で即時警報１５０を誘発する。警報１５０は、酸素飽和１１０がｔ＝ｔ５１６９でＤＬ１２０の上へ上昇するまで、アクティブに留まる。
【０００８】
図２は、酸素飽和（ＳｐＯ２）パラメータに関して上方限界固定閾値警報スキーマを示す。この警報シナリオは、ＲＯＰ（未熟児網膜症）の回避へ特に応用可能である。再び、２つの警報閾値、ＤＵ（遅延）及びＮＤＵ（非遅延）が定義される。ＤＵ２２０は、８５％又はそのあたりの酸素飽和に設定され、ＮＤＵ２３０は、９０％又はそのあたりの酸素飽和に設定される。例えば、新生児の酸素飽和２１０は、ｔ＝ｔ１２６２でＤＵ２２０の上へ上昇し、少なくとも時間遅延ＴＤ２６３の間、ＤＵの上に留まる。これは、ｔ＝ｔ２２６４で遅延警報２４０を誘発する。ここで、ｔ２＝ｔ１＋ＴＤである。警報２４０は、酸素飽和２１０がｔ＝ｔ３１６６でＤＵ２２０の下へ降下するまで、アクティブに留まる。酸素飽和２１０は、次いでＮＤＵ２３０の上へ上昇する。これはｔ＝ｔ４２６８で即時警報２５０を誘発する。警報２５０は、酸素飽和２１０がｔ＝ｔ５２６９でＤＵ２２０の下へ降下するまで、アクティブに留まる。
【０００９】
図３は、上記で説明された固定閾値警報スキーマを有するベースライン漂流課題を示す。或る人の酸素飽和が、酸素飽和（ＳｐＯ２）対時間グラフ３００の上でプロットされる。具体的には、或る人は、第１の時間区間Ｔ１３６２の間に、浅い遷移飽和度低下事象３１４によって中断される比較的安定した「ベースライン」３１２を有する酸素飽和３１０を有する。このシナリオは、その人が酸素を吸入した後に起こり、ベースライン酸素飽和は１００％に近い。したがって、例えば、９０％へ設定された固定閾値警報３３０の場合、遷移事象３１４は迷惑警報を誘発しない。しかしながら、酸素処置の効果は時間と共に徐々に消え、酸素飽和レベルは下方３５０へ漂流する。具体的には、第２の時間区間Ｔ２３６４の間、或る人は比較的安定したベースライン３２２を有する酸素飽和３２０を有する。後のベースライン３２２は、前のベースライン３１２よりも略低い酸素飽和に確立される。このシナリオにおいて、浅い遷移飽和度低下事象３２４は、ここで警報閾値３３０を超過して迷惑警報を生じる。多くのそのような迷惑警報の後に、看護人は警報閾値３３０を非安全レベルへ引き下げるか、警報を全くオフにする。これは酸素飽和のモニタリング効果を著しく妨害する。
【００１０】
例えば、パルス酸素濃度計から引き出される酸素飽和パラメータに関して、固定閾値警報スキーマが上記で説明される。しかしながら、固定閾値警報挙動の課題は、少数の例を挙げれば、循環、呼吸、神経、胃腸、尿、免疫、筋骨格、内分泌、又は生殖器官に関連した生理学的パラメータ、例えば、上記で引用された循環及び呼吸パラメータを計算する多様なパラメータ測定システムで顕示される。
【００１１】
適応性警報システムは、下記で詳細に説明されるように、有利には、他の問題の中でベースライン漂流に関連づけられる誤認警報及び見逃される真の警報の課題を解決する適応性閾値警報を提供する。例えば、下方限界実施形態の場合、適応性警報システムは、パラメータベースラインが、より低い値に確立されるとき、警報閾値を下方へ調節する。同様に、上方限界実施形態の場合、適応性警報システムは、迷惑警報を回避するように、ベースライン漂流に従って警報閾値を上方へ調節する。一実施形態において、ベースライン移動のレートは、遷移のマスキングを回避するように限定される。一実施形態において、ベースラインは、パラメータエンベロープの上方又は下方部分に沿って確立され、それぞれ下方限界又は上方限界システムにおける安全マージンを提供する。
【００１２】
適応性警報システムの１つの態様は、生理学的パラメータに応答して、パラメータにおけるベースライン漂流に適応する警報閾値を生成し、見逃される真の警報における対応する増加なしに誤認警報を低減する。適応性警報システムは、生物と連絡するセンサを使用して生理学的測定システムから引き出されるパラメータを有する。ベースラインプロセッサは、パラメータの平均値からパラメータベースラインを計算する。パラメータ限界は、パラメータの許容範囲を指定する。適応性閾値プロセッサは、パラメータベースライン及びパラメータ限界から適応性閾値を計算する。警報生成器は、パラメータ及び適応性閾値に応答して、適応性閾値と交差するパラメータを表示する警報を誘発する。適応性閾値は、パラメータベースラインに応答して、パラメータベースラインが、より高いパラメータ値へ漂流するにつれて値を増加させ、パラメータベースラインが、より低いパラメータ値へ漂流するにつれて値を減少させる。
【００１３】
様々な実施形態において、ベースラインプロセッサは、パラメータ値の時間スライスを識別するスライドウィンドウを有する。傾向計算器は、時間スライス内のパラメータ値の平均から傾向を決定する。応答リミッタは、傾向の比較的長期の遷移のみを追跡する。バイアス計算器は、時間スライス内の最高パラメータ値又は時間スライス内の最低パラメータ値を削除して、それぞれ、より低い値、又は、より高い値へベースラインを調節する。適応性閾値は、ベースラインが所定のパラメータ限界へ接近するにつれて、ベースライン漂流へ、より少なく応答するようになる。第１の適応性閾値は下方パラメータ限界に応答し、第２の適応性閾値は上方パラメータ限界に応答する。警報生成器は、第１の適応性閾値及び第２の適応性閾値に従って、ベースラインからの正及び負の遷移の双方に応答する。ベースラインが、より低いパラメータ値への傾向を有するにつれて、第１の適応性閾値は負の遷移へ増加的に応答し、第２の適応性閾値は正の遷移へ減少的に応答する。
【００１４】
適応性警報システムの他の態様は、生理学的パラメータを測定し、パラメータについてベースラインを確立し、ベースラインの漂流に従って警報閾値を調節し、警報閾値と交差するパラメータ測定値に応答して警報を誘発する。様々な実施形態において、パラメータのセグメントをバイアスし、バイアスされたセグメントから、バイアスされた傾向を計算し、バイアスされた傾向の遷移応答を制限することによって、ベースラインが確立される。パラメータ限界を設定し、警報閾値とベースラインとの間のデルタ差を、パラメータ限界に従ったベースラインの線形関数として計算することによって、警報閾値が調節される。ベースラインがパラメータ限界の方へ漂流するにつれてデルタを減少させ、ベースラインがパラメータ限界から離れるように漂流するにつれてデルタを増加させることによって、デルタ差が計算される。遅延される警報との関係で第１のパラメータ限界を選択し、遅延されない警報との関係で第２のパラメータ限界を選択することによって、パラメータ限界が設定される。パラメータ測定値をウィンドウ化し、ウィンドウ化されたパラメータ測定値の、より低い値の部分を除去し、ウィンドウ化されたパラメータ測定値の残りの部分を平均することによって、パラメータのセグメントがバイアスされる。上方警報閾値とベースラインとの間の上方デルタ差が計算され、下方警報閾値とベースラインとの間の下方デルタ差が計算される。
【００１５】
適応性警報システムの更なる態様は、パラメータを入力して、パラメータの傾向に従ってベースラインを出力するベースラインプロセッサを有する。適応性閾値プロセッサは、ベースラインからのデルタ差に警報閾値を確立する。警報生成器は、警報閾値と交差するベースラインからのパラメータ遷移に基づいて警報を誘発する。様々な実施形態において、傾向計算器は、バイアスされた傾向を出力し、ベースラインは、バイアスされた傾向に応答して、警報を誘発する遷移のサイズを低減する。応答リミッタは、パラメータ遷移に起因するベースライン移動を低減する。適応性閾値プロセッサは、ベースラインの下へ下方警報閾値を確立し、ベースラインの上へ上方警報閾値を確立して、警報生成器がベースラインからの正及び負の遷移の双方に応答するようにする。ベースラインプロセッサは、パラメータ傾向の上へバイアスされた下方ベースライン及びパラメータ傾向の下へバイアスされた上方ベースラインを確立する。ベースラインが、より低いパラメータ値への傾向を有するにつれて、下方警報閾値は負の遷移へ増加的に応答し、上方警報閾値は正の遷移へ減少的に応答する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】固定閾値警報スキーマを有する生理学的パラメータ測定システムに関連づけられる課題及び問題を示す例示的グラフである。
【図２】固定閾値警報スキーマを有する生理学的パラメータ測定システムに関連づけられる課題及び問題を示す例示的グラフである。
【図３】固定閾値警報スキーマを有する生理学的パラメータ測定システムに関連づけられる課題及び問題を示す例示的グラフである。
【図４Ａ】下方パラメータ限界を有する適応性警報システムの概略ブロック図である。
【図４Ｂ】下方パラメータ限界を有する適応性警報システムの概略ブロック図である。
【図５Ａ】それぞれ、生理学的パラメータ対デルタ空間のグラフ及びデルタ対ベースラインのグラフであって、ベースライン、下方限界適応性閾値、及びベースラインと適応性閾値との間の可変差デルタを示すグラフである。
【図５Ｂ】それぞれ、生理学的パラメータ対デルタ空間のグラフ及びデルタ対ベースラインのグラフであって、ベースライン、下方限界適応性閾値、及びベースラインと適応性閾値との間の可変差デルタを示すグラフである。
【図６】生理学的パラメータ対時間の例示的グラフであって、下方限界適応性閾値を有する適応性警報システムを示すグラフである。
【図７】酸素飽和対時間のグラフであって、適応性閾値を決定するためのベースラインを示すグラフである。
【図８】酸素飽和対時間のグラフであって、適応性閾値警報性能と固定閾値警報性能とを比較するグラフである。
【図９Ａ】上方パラメータ限界を有する適応性警報システムの概略ブロック図である。
【図９Ｂ】上方パラメータ限界を有する適応性警報システムの概略ブロック図である。
【図１０Ａ】それぞれ、生理学的パラメータ対デルタ空間のグラフ及びデルタ対ベースラインのグラフであって、ベースライン、上方限界適応性閾値、及びベースラインと適応性閾値との間の可変デルタ差の関係を示すグラフである。
【図１０Ｂ】それぞれ、生理学的パラメータ対デルタ空間のグラフ及びデルタ対ベースラインのグラフであって、ベースライン、上方限界適応性閾値、及びベースラインと適応性閾値との間の可変デルタ差の関係を示すグラフである。
【図１１】生理学的パラメータ対時間の例示的グラフであって、上方限界適応性閾値を有する適応性警報システムを示すグラフである。
【図１２Ａ】下方警報限界及び上方警報限界の双方を有する適応性警報システムの概略ブロック図である。
【図１２Ｂ】下方警報限界及び上方警報限界の双方を有する適応性警報システムの概略ブロック図である。
【図１３Ａ】生理学的パラメータ対デルタ空間のグラフであって、下方限界適応性閾値、上方限界適応性閾値、及び様々なデルタ空間における下方及び上方限界適応性閾値の組み合わせを示すグラフである。
【図１３Ｂ】生理学的パラメータ対デルタ空間のグラフであって、下方限界適応性閾値、上方限界適応性閾値、及び様々なデルタ空間における下方及び上方限界適応性閾値の組み合わせを示すグラフである。
【図１３Ｃ】生理学的パラメータ対デルタ空間のグラフであって、下方限界適応性閾値、上方限界適応性閾値、及び様々なデルタ空間における下方及び上方限界適応性閾値の組み合わせを示すグラフである。
【図１３Ｄ】生理学的パラメータ対デルタ空間のグラフであって、下方限界適応性閾値、上方限界適応性閾値、及び様々なデルタ空間における下方及び上方限界適応性閾値の組み合わせを示すグラフである。
【図１３Ｅ】生理学的パラメータ対デルタ空間のグラフであって、下方限界適応性閾値、上方限界適応性閾値、及び様々なデルタ空間における下方及び上方限界適応性閾値の組み合わせを示すグラフである。
【図１４】生理学的パラメータ対時間の例示的グラフであって、下方警報限界及び上方警報限界の双方を有する適応性警報システムを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図４Ａ〜図４Ｂは、下方パラメータ限界Ｌ１及びＬ２を有する適応性警報システム４００の実施形態を示す。図４Ａで示されるように、適応性警報システム４００は、パラメータ４０１、第１の限界（Ｌ１）４０３、第２の限界（Ｌ２）４０５、及び最大パラメータ値（最大）４０６入力を有し、対応する警報４１２出力を生成する。パラメータ４０１入力は、生理学的パラメータプロセッサ、例えば、上記で説明されたパルス酸素濃度計又は先進的血液パラメータプロセッサによって生成される。適応性警報システム４００は、警報生成器４１０、ベースラインプロセッサ４２０、及び適応性閾値プロセッサ４４０を有する。警報生成器４１０は、パラメータ４０１及び適応性閾値（ＡＴ）４４２入力を有し、それらに従って警報４１２出力を生成する。ベースラインプロセッサ４２０は、パラメータ４０１入力を有し、パラメータベースライン（Ｂ）４２２出力を生成する。ベースラインプロセッサ４２０は、図４Ｂに関して下記で詳細に説明される。適応性閾値プロセッサ４４０は、パラメータベースライン（Ｂ）４２２、Ｌ１４０３、Ｌ２４０５、及び最大４０６入力を有し、適応性閾値（ＡＴ）４４２を生成する。適応性閾値プロセッサ４４０は、図５Ａ〜図５Ｂに関して下記で詳細に説明される。
【００１８】
図４Ａで示されるように、一実施形態において、Ｌ１４０３及びＬ２４０５は、それぞれ、警報時間遅延を有するか有しない従来の固定警報閾値に対応する。しかしながら、適応性閾値スキーマの場合、Ｌ１４０３及びＬ２４０５は、それ自体、警報閾値を決定せず、適応性閾値（ＡＴ）４４２を決定するための参照レベルである。一実施形態において、Ｌ１４０３は、ベースラインが最大パラメータ値（最大）に近いときの適応性警報閾値ＡＴの上方限界であり、Ｌ２４０５は、図５Ａ〜図５Ｂに関して下記で詳細に説明されるように、適応性警報閾値の下方限界である。例示的一実施形態において、パラメータが酸素飽和であるとき、Ｌ１４０３は、９０％又はその近くに設定され、Ｌ２４０５は、Ｌ１よりも５〜１０％だけ下、すなわち、８５％〜８０％の酸素飽和に設定される。多くの他のＬ１及びＬ２値が、本明細書で説明される適応性閾値スキーマについて使用される。
【００１９】
図４Ａで更に示されるように、一実施形態において、警報４１２出力は、パラメータ４０１入力がＡＴ４４２の下へ降下するときに誘発され、パラメータ４０１入力がＡＴ４４２の上へ上昇するかキャンセルされたときに終了する。一実施形態において、警報４１２出力は、固定又は可変である時間遅延（ＴＤ）の後に誘発される。一実施形態において、時間遅延（ＴＤ）は適応性閾値（ＡＴ）４４２の関数である。一実施形態において、時間遅延（ＴＤ）は、適応性閾値（ＡＴ）が第２の下方限界（Ｌ２）４０５にあるときゼロである。
【００２０】
図４Ｂで示されるように、ベースラインプロセッサ４２０の実施形態は、スライドウィンドウ４５０、バイアス計算器４６０、傾向計算器４７０、及び応答リミッタ４８０を有する。スライドウィンドウ４５０は、パラメータ４０１を入力し、パラメータ４０１の時間セグメント４５２を出力する。一実施形態において、各々のウィンドウは、パラメータ値の５分スパンを組み入れる。バイアス計算器４６０は、有利には、見逃される真の警報に対して追加の誤差マージンを得るため、ベースライン（Ｂ）４２２における上方変動を提供する。すなわち、図７〜図８に関して下記で詳細に図示及び説明されるように、パラメータ値の、平均よりも高い範囲を追跡するベースライン４２２が生成され、真のパラメータ平均に基づいて計算された閾値よりも少し上へ適応性閾値ＡＴを効果的に引き上げる。一実施形態において、バイアス計算器４６０は、スライドウィンドウからの各時間セグメント４５２からパラメータ値の、より低い範囲を拒絶して、バイアスされた時間セグメント４６２を生成する。
【００２１】
図４Ｂで更に示されるように、傾向計算器４７０は、各々のバイアスされたセグメント４６２におけるパラメータ値の残りの、より高い範囲のバイアスされた傾向４７２を出力する。一実施形態において、バイアスされた傾向４６２は、バイアスされた時間セグメント４６２における値の平均である。他の実施形態において、バイアスされた傾向４６２は、バイアスされた時間セグメント４６２における値の中央値又は最頻値である。応答リミッタ４８０は、有利には、ベースライン４２２出力が、バイアスされた傾向４７２を追跡する範囲を限定する。したがって、ベースライン４２２は、パラメータの比較的長く存在する遷移のみを追跡し、生理学的に顕著なパラメータ事象、例えば、例を１つだけ挙げれば、ＳｐＯ２パラメータについて酸素飽和度の低下を追跡しない（したがってマスクする）。一実施形態において、応答リミッタ４８０はローパス伝達関数を有する。一実施形態において、応答リミッタ４８０はスルー・レート・リミッタである。
【００２２】
図５Ａ〜図５Ｂは、適応性閾値プロセッサ４４０（図４Ａ）を示す。適応性プロセッサ４４０は、ベースライン（Ｂ）４２２入力を有し、上記で説明されたように、パラメータ限界Ｌ１４０３、Ｌ２４０５、及び最大４０６に従って適応性閾値（ＡＴ）４４２出力及びデルタ（Δ）４４４補助出力を生成する。図５Ａで示されるように、ベースライン（Ｂ）４２２が減少（増加）するにつれて、適応性閾値（ＡＴ）４４４はＬ１４０３とＬ２４０５との間で単調に減少（増加）する。更に、ベースライン（Ｂ）４２２が減少（増加）するにつれて、ベースライン（Ｂ）４２２と適応性閾値（ＡＴ）４４２との間のデルタ（Δ）４４４の差は、最大−Ｌ１とゼロとの間で単調に減少（増加）する。
【００２３】
図５Ｂで示されるように、デルタ（Δ）４４４とベースライン（Ｂ）４４４との間の関係は、少数の例を挙げれば、線形５５０（実線）、非線形５６０（小さいダッシュ線）、又は区分的線形（大きいダッシュ線）である。一実施形態において、適応性閾値プロセッサ４４０（図４Ａ）は、線形関係に従って、ベースライン（Ｂ）４２２に応答して適応性閾値（ＡＴ）４４２出力を計算する。線形実施形態において、適応性閾値プロセッサ４４０（図４Ａ）は、式１〜式２に従って適応性閾値（ＡＴ）４４２を計算する。
2013521054.tif 000003
ＡＴ＝Ｂ−Δ                                      （２）
ここで、Δ＝最大−Ｌ１＠Ｂ＝最大；Δ＝０＠Ｂ＝Ｌ２であり、
したがって、ＡＴ＝Ｌ１＠Ｂ＝最大；ＡＴ＝Ｌ２＠Ｂ＝Ｌ２である。
【００２４】
図６は、上記の式に従って、パラメータ限界の最大６１２、Ｌ１６１４、及びＬ２６１６、及びベースライン（Ｂ）６２２、６３２、６４２へ応答する警報、適応性閾値（ＡＴ）６２８、６３８、６４８、及び対応するΔ６２６、６３６、６４６を有する適応性警報システム４００（図４Ａ）の動作特性を示す。具体的には、生理学的パラメータ６１０は、様々な時間セグメントｔ１、ｔ２、ｔ３６９２〜６９６の間、時間６９０に対して図表化される。パラメータ範囲（ＰＲ）６５０は、
ＰＲ＝Ｍａｘ−Ｌ２ （３）であり、
適応性閾値の範囲（ＡＴＲ）６６０は、
ＡＴＲ＝Ｌｌ−Ｌ２ （４）である。
【００２５】
図６で示されるように、第１の時間周期ｔ１６９２の間、パラメータセグメント６２０は最大６１２のあたりにベースライン（Ｂ）６２２を有する。それゆえに、Δ６２６＝最大−Ｌ１であり、適応性閾値（ＡＴ）６２８はＬ１６１４のあたりにある。したがって、Δ６２６よりも小さいサイズを有する遷移６２４は、警報４１２を誘発しない（図４Ａ）。
【００２６】
図６で更に示されるように、第２の時間周期ｔ２６９４の間、パラメータセグメント６３０はＬ１６１４のあたりにベースライン（Ｂ）６３２を有する。それゆえに、Δ６３６は最大−Ｌ１よりも小さく、適応性閾値（ＡＴ）６３８はＬ１とＬ２との間にある。したがって、第１の時間セグメントにおける遷移６２４と比較して、より小さい遷移６３４が警報を誘発する。
【００２７】
図６で更に示されるように、第３の時間周期ｔ３６９６の間、パラメータセグメント６４０はＬ２６１６のあたりにベースライン（Ｂ）６４２を有する。それゆえに、Δ６４６は、およそゼロであり、適応性閾値（ＡＴ）６４８はＬ２のあたりにある。したがって、小さい負の遷移でも警報を誘発する。それゆえに、警報閾値ＡＴ６２８、６３８、６４８の挙動は、有利には、より高い、又は、より低いベースライン値に適応し、警報４１２（図４Ａ）を誘発するか誘発しない負の遷移のサイズを増加又は減少する。
【００２８】
図７は、図４〜図６に関して上記で説明されたように、適応性警報システム４００（図４Ａ〜図４Ｂ）の特性を示すパラメータ対時間のグラフ７００である。ここで、パラメータは酸素飽和（ＳｐＯ２）である。グラフ７００は、ＳｐＯ２トレース７１０及び重畳されたベースライントレース７２０を有する。グラフ７００は、ベースライン７２０がＳｐＯ２値の上方部分に追随する追跡周期７３０、ベースライン７２０が遷移ＳｐＯ２事象に追随しない遅滞周期７４０を更に描写する。追跡時間周期７３０は、上記で説明されたように、ベースライン７２０が、有利には、比較的安定した（平坦な）周期の間、ＳｐＯ２値７１０の、より高い範囲において追跡することを示す。遅滞時間周期７４０は、ベースライン７２０が、有利には、遷移飽和度低下事象への応答において限定され、顕著な飽和度低下が適応性閾値（図示されず）の下へ降下し、したがって警報を誘発することを示す。
【００２９】
図８は、図４〜図６に関して上記で説明されたように、適応性警報システム４００（図４Ａ〜図４Ｂ）の特性を示すパラメータ対時間のグラフ８００である。ここで、パラメータは酸素飽和（ＳｐＯ２）である。垂直軸（ＳｐＯ２）分解能は１％である。垂直ハッシュマーク間の時間区間８０１は５分である。グラフ８００は、ＳｐＯ２トレース８１０及びベースライントレース８２０を有する。グラフ８００は、固定閾値トレース８３０、第１の適応性閾値（ＡＴ）トレース８４０、及び第２のＡＴトレース８５０を更に有する。グラフ８００は、固定閾値警報トレース８６０、第１の適応性閾値警報トレース８７０、及び第２の適応性閾値警報トレース８８０を更に有する。この例において、第１のＡＴトレース８４０及び第１のＡＴ警報トレース８７０について、Ｌ１は９０％であり、Ｌ２は８５％である。第２のＡＴトレース８５０及び第２のＡＴ警報トレース８８０について、Ｌ２は８０％である。固定閾値８３０は多くの迷惑警報８６０を生じる。これと比較して、Ｌ２＝８５％を有する適応性閾値警報は、おおまかに６％（９２％から８６％まで）の飽和度低下周期の間、警報８７２の時間区間を１つだけ有する。Ｌ２＝８０％を有する適応性閾値警報は、１時間２５分のモニタリング周期の間に警報を有しない。
【００３０】
図９Ａ〜図９Ｂは、上方パラメータ限界Ｕ１及びＵ２を有する適応性警報システム９００を示す。図９Ａで示されるように、適応性警報システム９００は、パラメータ９０１、第１の限界（Ｕ１）９０３、第２の限界（Ｕ２）９０５、及び最小パラメータ値（最小）９０６入力を有し、対応する警報９１２出力を生成する。パラメータ９０１入力は、生理学的パラメータプロセッサ、例えば、上記で説明されたパルス酸素濃度計又は先進的血液パラメータプロセッサによって生成される。適応性警報システム９００は、警報生成器９１０、ベースラインプロセッサ９２０、及び適応性閾値プロセッサ９４０を有する。警報生成器９１０は、パラメータ９０１及び適応性閾値（ＡＴ）９４２入力を有し、これらに従って警報９１２出力を生成する。ベースラインプロセッサ９２０は、パラメータ９０１入力を有し、パラメータベースライン（Ｂ）９２２出力を生成する。ベースラインプロセッサ９２０は、図９Ｂに関して下記で詳細に説明される。適応性閾値プロセッサ９４０は、パラメータベースライン（Ｂ）９２２、Ｕ１９０３、Ｕ２９０５、及び最小９０６入力を有し、適応性閾値（ＡＴ）９４２を生成する。適応性閾値プロセッサ９４０は、図１０Ａ〜図１０Ｂに関して下記で詳細に説明される。
【００３１】
図９Ａで示されるように、一実施形態において、Ｕ１９０３及びＵ２９０５は、それぞれ、警報時間遅延を有するか有しない従来の固定警報閾値に対応する。しかしながら、適応性閾値スキーマの場合、Ｕ１９０３及びＵ２９０５は、それら自体、警報閾値を決定せず、適応性閾値（ＡＴ）９４２を決定するための参照レベルである。一実施形態において、Ｕ１９０３は、ベースラインが最小パラメータ値（最小）に近いときの適応性警報閾値ＡＴの下方限界であり、Ｕ２９０５は、図１０Ａ〜図１０Ｂに関して下記で詳細に説明されるように、適応性警報閾値の上方限界である。例示的一実施形態において、パラメータが酸素飽和であるとき、Ｕ１９０３は８５％又はそのあたりに設定され、Ｕ２９０５は９０％又はそのあたりの酸素飽和に設定される。本明細書で説明されるように、多くの他のＵ１及びＵ２値が適応性閾値スキーマについて使用される。
【００３２】
図９Ａで更に示されるように、一実施形態において、警報９１２出力は、パラメータ９０１入力がＡＴ９４２の上へ上昇するときに誘発され、パラメータ９０１入力がＡＴ９４２の下へ降下するかキャンセルされたときに終了する。一実施形態において、警報９１２出力は、固定又は可変である時間遅延（ＴＤ）の後に誘発される。一実施形態において、時間遅延（ＴＤ）は、適応性閾値（ＡＴ）９４２の関数である。一実施形態において、時間遅延（ＴＤ）は、適応性閾値（ＡＴ）が第２の上方限界（Ｕ２）９０５にあるときゼロである。
【００３３】
図９Ｂで示されるように、ベースラインプロセッサ９２０の実施形態は、スライドウィンドウ９５０、バイアス計算器９６０、傾向計算器９７０、及び応答リミッタ９８０を有する。スライドウィンドウ９５０は、パラメータ９０１を入力し、パラメータ９０１の時間セグメント９５２を出力する。一実施形態において、各々のウィンドウは、パラメータ値の５分スパンを組み入れる。バイアス計算器９６０は、有利には、見逃される真の警報に対する追加の誤差マージンを得るため、ベースライン（Ｂ）９２２における下方変動を提供する。すなわち、パラメータ値の、平均よりも低い範囲を追跡するベースライン９２２が生成され、真のパラメータ平均に基づいて計算された閾値の少し下へ適応性閾値ＡＴを効果的に引き下げる。一実施形態において、バイアス計算器９６０は、スライドウィンドウからの各時間セグメント９５２からパラメータ値の上方範囲を拒絶して、バイアスされた時間セグメント９６２を生成する。
【００３４】
図９Ｂで更に示されるように、傾向計算器９７０は、各々のバイアスされたセグメント９６２におけるパラメータ値の残りの、より低い範囲のバイアスされた傾向９７２を出力する。一実施形態において、バイアスされた傾向９６２は、バイアスされた時間セグメント９６２における値の平均である。他の実施形態において、バイアスされた傾向９６２は、バイアスされた時間セグメン９６２における値の中央値又は最頻値である。応答リミッタ９８０は、有利には、ベースライン９２２出力が、バイアスされた傾向９７２を追跡する範囲を限定する。したがって、ベースライン９２２は、パラメータの比較的長く存在する遷移のみを追跡し、生理学的に顕著なパラメータ事象、例えば、例を１つだけ挙げれば、ＳｐＯ２パラメータについて酸素飽和度の低下を追跡しない（したがってマスクする）。一実施形態において、応答リミッタ９８０はローパス伝達関数を有する。一実施形態において、応答リミッタ９８０はスルー・レート・リミッタである。
【００３５】
図１０Ａ〜図１０Ｂは、適応性閾値プロセッサ９４０（図９Ａ）を更に示す。適応性閾値プロセッサ９４０は、ベースライン（Ｂ）９２２入力を有し、上記で説明されたように、パラメータ限界Ｕ１９０３、Ｕ２９０５、及び最小９０６に従って適応性閾値（ＡＴ）９４２出力及びデルタ（Δ）９４４補助出力を生成する。図１０Ａで示されるように、ベースライン（Ｂ）９２２が減少（増加）するにつれて、適応性閾値（ＡＴ）９４４はＵ１９０３とＵ２９０５との間で単調に減少（増加）する。更に、ベースライン（Ｂ）９２２が減少（増加）するにつれて、ベースライン（Ｂ）９２２と適応性閾値（ＡＴ）９４２との間のデルタ（Δ）９４４差は、最小−Ｕ１とゼロとの間で単調に減少（増加）する。
【００３６】
図１０Ｂで示されるように、デルタ（Δ）９４４とベースライン（Ｂ）９４４との間の関係は、例を少し挙げれば、線形５５０（実線）、非線形５６０（小さいダッシュ線）、又は区分的線形（大きいダッシュ線）である。一実施形態において、適応性閾値プロセッサ９４０（図９Ａ）は、線形関係に従って、ベースライン（Ｂ）９２２に応答して適応性閾値（ＡＴ）９４２出力を計算する。線形実施形態において、適応性閾値プロセッサ９４０（図９Ａ）は、式５〜式６に従って適応性閾値（ＡＴ）９４２を計算する。
2013521054.tif 000004
ＡＴ＝Ｂ＋Δ                                      （６）
ここで、Δ＝Ｕ１―最小＠Ｂ＝最小；Δ＝０＠Ｂ＝Ｕ２であり、
したがってＡＴ＝Ｕ１＠Ｂ＝最小；ＡＴ＝Ｕ２＠Ｂ＝Ｕ２である。
【００３７】
図１１は、適応性警報システム９００（図９Ａ）の動作特性を示す。適応性警報システム９００は、上記の式５〜式６に従ってパラメータ限界最小１１１２、Ｕ１１１１４、Ｕ２１１１６、及びベースライン（Ｂ）１１２２、１１３２、１１４２に応答する警報、適応性閾値（ＡＴ）１１２８、１１３８、１１４８、及び対応するΔ１１２６、１１３６、１１４６を有する。具体的には、生理学的パラメータ１１１０は、様々な時間セグメントｔ１、ｔ２、ｔ３１１９２〜１１９６の間、時間１１９０に対して図表化される。パラメータ範囲（ＰＲ）１１５０は、
ＰＲ＝Ｕ２−Ｍｉｎ （７）であり、
適応性閾値の範囲（ＡＴＲ）１１６０は、
ＡＴＲ＝Ｕ２−Ｕ１ （８）である。
【００３８】
図１１で示されるように、第１の時間周期ｔ１１１９２の間、パラメータセグメント１１２０は最小１１１２のあたりにベースライン（Ｂ）１１２２を有する。それゆえに、Δ１１２６＝Ｕ１−最小であり、適応性閾値（ＡＴ）１１２８はＵ１１１１４のあたりにある。したがって、Δ１１２６よりも小さいサイズを有する遷移１１２４は、警報９１２（図９Ａ）を誘発しない。
【００３９】
図１１で更に示されるように、第２の時間周期ｔ２１１９４の間、パラメータセグメント１１３０はＵ１１１１４のあたりにベースライン（Ｂ）１１３２を有する。それゆえに、Δ１１３６はＵ１−最小よりも小さく、適応性閾値（ＡＴ）１１３８は、Ｕ１とＵ２との間にある。したがって、第１の時間セグメントにおける遷移１１２４と比較して、より小さい遷移１１３４が警報を誘発する。
【００４０】
図１１で更に示されるように、第３の時間周期ｔ３１１９６の間、パラメータセグメント１１４０はＵ２１１１６のあたりにベースライン（Ｂ）１１４２を有する。それゆえに、Δ１１４６は、およそゼロであり、適応性閾値（ＡＴ）１１４８はＵ２のあたりにある。したがって、小さい正の遷移でも警報を誘発する。それゆえに、警報閾値ＡＴ１１２８、１１３８、１１４８の挙動は、有利には、より高い、又は、より低いベースライン値へ適応し、警報９１２（図９Ａ）を誘発するか誘発しない正の遷移のサイズを増加又は減少する。
【００４１】
図１２Ａ〜図１２Ｂは、例えば図４Ａ〜図４Ｂに関して上記で説明された下方限界Ｌ１、Ｌ２１２０３、又は、例えば図９Ａ〜図９Ｂに関して上記で説明された上方限界Ｕ１、Ｕ２１２０５、又は、これらの双方を有する適応性警報システム１２００の実施形態を示す。図１２Ａで示されるように、適応性警報システム１２００は、パラメータ１２０１、下方限界１２０３、及び上方限界１２０５入力を有し、対応する警報１２１２出力を生成する。パラメータ１２０１入力は、生理学的パラメータプロセッサ、例えば、上記で説明されたパルス酸素濃度計又は先進的血液パラメータプロセッサによって生成される。適応性警報システム１２００は、警報生成器１２１０、ベースラインプロセッサ１２２０、及び適応性閾値プロセッサ１２４０を有する。警報生成器１２１０は、パラメータ１２０１及び適応性閾値（ＡＴ）１２４２入力を有し、これらに従って警報１２１２出力を生成する。ベースラインプロセッサ１２２０は、パラメータ１２０１入力を有し、１つ又は複数のパラメータベースライン１２２２出力を生成する。ベースラインプロセッサ１２２０は、図１２Ｂに関して下記で詳細に説明される。適応性閾値プロセッサ１２４０は、パラメータベースライン１２２２、下方限界Ｌ１、Ｌ２１２０３、及び上方限界Ｕ１、Ｕ２１２０５入力を有し、下方及び上方適応性閾値ＡＴｌ、ＡＴｕ１２４２出力を生成する。適応性閾値プロセッサ１２４０は、補助上方及び下方デルタ１２４４出力を更に生成する。適応性閾値プロセッサ１２４０は、図１３Ａ〜図１３Ｅに関して下記で詳細に説明される。
【００４２】
図１２Ａで示されるように、一実施形態において、Ｌ１、Ｌ２１２０３及びＵ１、Ｕ２１２０５は、警報遅延（Ｌ１、Ｕ１）を有するか警報遅延（Ｌ２、Ｕ２）を有しない従来の固定警報閾値に対応する。しかしながら、適応性閾値スキーマの場合、これらの限界１２０３、１２０５は、それ自体、警報閾値を決定せず、下方及び上方適応性閾値ＡＴｌ、ＡＴｕ１２４２を決定するための参照レベルである。
【００４３】
図１２Ａで更に示されるように、一実施形態において、警報１２１２出力は、パラメータ１２０１入力がＡＴｌ１２４２の下へ降下したときに誘発され、パラメータ１２０１入力がＡＴｌ１２４２の上へ上昇するか警報がキャンセルされたときに終了する。更に、警報１２１２出力は、パラメータ１２０１入力がＡＴｕ１２４２の上へ上昇したときに誘発され、パラメータ１２０１入力がＡＴｕ１２４２の下へ降下するか警報がキャンセルされたときに終了する。一実施形態において、警報１２１２出力は、固定又は可変の時間遅延（ＴＤ）の後に誘発される。一実施形態において、時間遅延（ＴＤ）は、適応性閾値（ＡＴｌ、ＡＴｕ）１２４２の関数である。一実施形態において、下方適応性閾値（ＡＴｌ）１２４２が第２の下方限界（Ｌ２）１２０３にあるか、上方適応性警報閾値ＡＴｕ１２４２が第２の上方限界（Ｕ２）１２０５にあるとき、時間遅延（ＴＤ）はゼロである。
【００４４】
図１２Ｂで示されるように、ベースラインプロセッサ１２２０の実施形態は、スライドウィンドウ１２５０、上方バイアス計算器１２６０、下方バイアス計算器１２６５、傾向計算器１２７０、及び応答リミッタ１２８０を有する。スライドウィンドウ１２５０はパラメータ１２０１を入力し、パラメータ１２０１の時間セグメント１２５２を出力する。一実施形態において、各々のウィンドウは、パラメータ１２０１値の５分スパンを組み入れる。
【００４５】
図１２Ｂで更に示されるように、上方バイアス計算器１２６０は、有利には、見逃される下方の真の警報に対して追加の誤差マージンを得るため、下方ベースライン（Ｂｌ）１２８２における上方変動を提供する。すなわち、パラメータ値の、平均よりも高い範囲を追跡する下方ベースライン（Ｂｌ）１２８２が生成され、真のパラメータ平均に基づいて計算された閾値の少し上へ下方適応性閾値ＡＴｌを効果的に引き上げる。一実施形態において、上方バイアス計算器１２６０は、スライドウィンドウ１２５０の各時間セグメント１２５２からパラメータ値の、より低い範囲を拒絶して、上方バイアスされた時間セグメント１２６２を生成する。
【００４６】
図１２Ｂで更に示されるように、下方バイアス計算器１２６５は、有利には、見逃される上方の真の警報に対して追加の誤差マージンを得るため、上方ベースライン（Ｂｕ）１２８７における下方変動を提供する。すなわち、パラメータ値の、平均よりも低い範囲を追跡する上方ベースライン（Ｂｕ）１２８７が生成され、真のパラメータ平均に基づいて計算された閾値の少し下へ上方適応性閾値ＡＴｕを効果的に引き下げる。一実施形態において、下方バイアス計算器１２６７は、スライドウィンドウ１２５０の各時間セグメント１２５２からパラメータ値の上方範囲を拒絶して、下方バイアスされた時間セグメント１２６７を生成する。
【００４７】
図１２Ｂで追加的に示されるように、傾向計算器１２７０は、各々の上方バイアスされたセグメント１２６２において、パラメータ値の残りの、より高い範囲の上方バイアスされた傾向１２７２を出力する。更に、傾向計算器１２７０は、各々の下方バイアスされたセグメント１２６７において、パラメータ値の残りの、より低い範囲の下方バイアスされた傾向１２７７を出力する。一実施形態において、バイアスされた傾向１２７２、１２７７の各々は、対応するバイアスされた時間セグメント１２６２、１２６７における値の平均である。他の実施形態において、バイアスされた傾向１２７２、１２７７の各々は、対応するバイアスされた時間セグメント１２６２、１２６７における値の中央値又は最頻値である。応答リミッタ１２８０は、有利には、ベースライン１２２２出力が、バイアスされた傾向１２７２、１２７７を追跡する範囲を限定する。したがって、ベースライン１２２２出力は、パラメータ１２０１の比較的長く存在した遷移のみを追跡し、生理学的に顕著なパラメータ事象を追跡しない（したがってマスクする）。一実施形態において、応答リミッタ１２８０はローパス伝達関数を有する。一実施形態において、応答リミッタ１２８０はスルー・レート・リミッタである。
【００４８】
図１３Ａ〜図１３Ｅは、下方及び上方パラメータ限界の双方を考慮に入れて、パラメータ（Ｐ）の動作範囲及び理想範囲を示す。図１３Ａで示されるように、ベースライン（Ｂｌ）１３１７が減少（増加）するにつれて、適応性閾値（ＡＴｌ）１３１８はＬ１とＬ２との間で単調に減少（増加）する。更に、ベースライン（Ｂｌ）１３１７が減少（増加）するにつれて、ベースライン（Ｂｌ）１３１７と適応性閾値（ＡＴｌ）１３１８との間のデルタ（Δｌ）１３１９差は、最大−Ｌ１と０との間で単調に減少（増加）する。
【００４９】
図１３Ｂで示されるように、ベースライン（Ｂｕ）１３２７が増加（減少）するにつれて、適応性閾値（ＡＴｕ）１３２８はＵ１とＵ２との間で単調に増加（減少）する。更に、ベースライン（Ｂｕ）１３２７が増加（減少）するにつれて、適応性閾値（ＡＴｕ）１３２８とベースライン（Ｂｕ）１３２７との間のデルタ（Δｕ）１３２９差は、最小−Ｕ１と０との間で単調に減少（増加）する。
【００５０】
図１３Ｃで示されるように、図１３Ａ〜図１３Ｂを組み合わせると、パラメータ（Ｐ）の動作範囲は、Ｕ２の上方境界及びＬ２の下方境界を有する図１３Ａ及び図１３Ｂの重複領域１３３０によって境界を定められる。具体的には、Ｌ１及びＬ２は、下方適応性警報閾値ＡＴｌの上方及び下方限界であり、Ｕ２及びＵ１は、上方適応性警報閾値ＡＴｕの上方及び下方限界である。
【００５１】
図１３Ｄは、図１３Ａ〜図１３Ｃに基づいて、上方及び下方ベースラインＢｕ、Ｂｌ、適応性閾値ＡＴｕ、ＡＴｌ、及びデルタΔｕ、Δｌの重複する独立デルタ定義域Ｆｕ、Ｆｌに対するパラメータ（Ｐ）を示す。図１３Ｅは、上方及び下方ベースラインＢｕ、Ｂｌ、適応性閾値ＡＴｕ、ＡＴｌ、及びΔｕ、Δｌの重複する独立デルタ定義域Ｆｕ、Ｆｌ（反転された）に対するパラメータ（Ｐ）を示す。
図１３Ｅで示されるように、両側適応性閾値の式は、
2013521054.tif 000005
ＡＴｕ＝Ｂ＋Δｕ                                  （１０）である。
ここで、Δｕ＝Ｕ１−Ｌ２＠Ｂ＝Ｌ２；及びΔｕ＝０＠Ｂ＝Ｕ２；及び
ＡＴｕ＝Ｕ１＠Ｂ＝Ｌ２；及びＡＴｕ＝Ｕ２＠Ｂ＝Ｕ２である。
更に、
2013521054.tif 000006
ＡＴｌ＝Ｂ−Δｌ                                  （１２）である。
ここで、Δｌ＝Ｕ２−Ｌ１＠Ｂ＝Ｕ２；及びΔｌ＝０＠Ｂ＝Ｌ２；及び
ＡＴｌ＝Ｌ１＠Ｂ＝Ｕ２；ＡＴｌ＝Ｌ２＠Ｂ＝Ｌ２である。
【００５２】
線形関係として示されるが、一般的には、
Δｌ＝ｆ１（Ｂ）；Δｕ＝ｆ２（Ｂ）である。
すなわち、Δｌ及びΔｕの各々は、図５Ｂ及び図１０Ｂに関して上記で説明されたように、例を少し挙げれば、Ｂの線形関数、Ｂの非線形関数、又はＢの区分的線形関数である。
【００５３】
図１４Ａ〜図１４Ｂは、上方限界Ｕ１、Ｕ２１４１２、１４１４及び下方限界Ｌ１、Ｌ２１４２２、１４２４を有する適応性警報システム１２００（図１２Ａ〜図１２Ｂ）の動作特性を示す。警報１２１２（図１２Ａ）出力は、上記の式９〜式１０に従って、ベースライン（Ｂ）１４３２、１４４２、１４５２、１４６２、上方デルタ（Δｕ）１４３７、１４４７、１４５７、１４６７、及び対応する上方適応性閾値（ＡＴｕ）１４３９、１４４９、１４５９、１４６９に応答する。更に、警報１２１２（図１２Ａ）出力は、上記の式１１〜式１２に従って、下方デルタ（Δｌ）１４３６、１４４６、１４５６、１４６６、及び対応する下方適応性閾値（ＡＴｌ）１４３８、１４４８、１４５８、１４６８に応答する。
【００５４】
図１４Ａ〜図１４Ｂで示されるように、生理学的パラメータ１４１０は、様々な時間セグメントｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４１４９２〜１４９８の間、時間１４９０に対して図表化される。パラメータ範囲（ＰＲ）１４８０は、
ＰＲ＝Ｕ２−Ｌ２   （１３）であり、
下方適応性閾値ＡＴｌの範囲は、
ＡＴＲｌ＝Ｌ１−Ｌ２      （１４）であり、
上方適応性閾値ＡＴｕの範囲は、
ＡＴＲｌ＝Ｕ２−Ｕ１      （１５）である。
【００５５】
図１４Ａで示されるように、第１の時間周期ｔ１１４９２の間、パラメータセグメント１４３０は、Ｕ２１４１４のあたりにベースライン（Ｂ）１４３２を有する。それゆえに、Δｌ１４３６＝Ｕ２−Ｌ１；Δｕ１４３７＝０；ＡＴｌ１４３８＝Ｌ１；ＡＴｕ１４３９＝Ｕ２である。したがって、Ｕ２−Ｌ１よりも小さいサイズを有する負の遷移１４３４は警報を誘発しない。
【００５６】
図１４Ａで更に示されるように、第２の時間周期ｔ２１４９４の間、パラメータセグメント１４４０は、Ｕ２よりも小さいベースライン（Ｂ）１４４２を有する。それゆえに、Δｌ１４４６はＵ１―Ｌ１よりも小さく、適応性閾値（ＡＴｕ）１４４７はＵ１とＵ２との間にある。したがって、第１の時間セグメント１４３０における負の遷移１４３４と比較して、より小さい負の遷移１４４４が警報を誘発する。
【００５７】
図１４Ａで更に示されるように、第３の時間周期ｔ３１４９６の間、パラメータセグメント１４５０はＵ１１４１２よりも小さいベースライン（Ｂ）１４５２を有する。それゆえに、第２の時間セグメント１４４０における負の遷移１４４４と比較して、より小さい負の遷移１４５４が警報を誘発する。しかしながら、警報を誘発するためには、第２の時間セグメント１４４０における正の遷移１４４５と比較して、より大きい正の遷移１４５５が必要である。
【００５８】
図１４Ａで追加的に示されるように、第４の時間周期ｔ４１４６０の間、パラメータセグメント１４６０はＬ２１４２４のあたりにベースライン（Ｂ）１４６２を有する。それゆえに、Δｌ１４６６＝０；Δｕ１４６７＝Ｕ１−Ｌ２；ＡＴｌ１４６８＝Ｌ２；ＡＴｕ１４６９＝Ｕ１である。したがって、Ｕ１―Ｌ２よりも小さいサイズを有する正の遷移１４６５は、警報を誘発しない。
【００５９】
適応性警報システムは、様々な実施形態と関連させて詳細に開示された。これらの実施形態は単なる例として開示され、後続する特許請求の範囲を限定しない。当業者は、多くの変形及び修正を理解するであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１３Ｅ】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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