(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動きアーチファクトを識別するシステムであって、
関連する患者又は関連する患者の近くに配置され、前記関連する患者の生理学的パラメータを検出し、検出した生理学的パラメータを示す１つ以上の生理学的信号を生成するように形成されるプローブと、
前記プローブに配置され、前記プローブの近くに配置され又は前記プローブと一体化され、加速度を示す１つ以上の加速度信号を生成するように形成される加速度計と、
前記生理学的パラメータの測定値を決定するために前記プローブからの１つ以上の生理学的信号を処理するように形成され、かつ、測定された生理学的パラメータの信号対雑音比を表す信号品質インデックス（ＳＱＩ）を生成するように形成される第１の信号処理部と、
動き属性を決定するために前記加速度計からの１つ以上の加速度信号を処理するように形成される第２の信号処理部であって、該第２の信号処理部の処理は、前記第１の信号処理部の処理と並列的に独立して実行される、第２の信号処理部と、
決定された動き属性に基づいて、前記生理学的パラメータの測定値を、時間的に対応する動き属性により分類するように形成されるラベリング部と、
ＳＱＩ閾値未満のＳＱＩを伴う前記生理学的パラメータの測定値を破棄する又はウェイトを小さくし、生理学的パラメータのうち残りの又は小さなウェイトの測定値を前記ラベリング部に送るＳＱＩ閾値部と
を有し、前記ＳＱＩ閾値部は、
測定された加速度に基づいて、動きの有無を判断し、
動きが無い又は最小限度の動きしかないと判断したことに応じて、前記ＳＱＩ閾値を所定値に設定し、
動きが有ると判断したことに応じて、該動きが、前記プローブから受信した動きアーチファクトに関連するか否かを判断し、
動きが関連すると判断したことに応じて、動きの強さに関する関連ルックアップ関数を利用して、前記ＳＱＩ閾値を第１の値に設定し、
動きが関連しないと判断したことに応じて、動きの強さに関する非関連ルックアップ関数を利用して、前記ＳＱＩ閾値を第２の値に設定することにより、
前記ＳＱＩ閾値を決定するように形成される、システム。
【請求項２】
前記第２の信号処理部は、更に、決定された動き属性からの動き情報信号（ＭＩＳ）と、測定された加速度に対応するＭＩＳの振幅とを生成するように形成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記時間的に対応する動き属性により分類され許容可能な動き属性を示す前記生理学的パラメータの測定値に基づいてアラームを生成するように形成されるアラーム部を更に有し、前記アラーム部は、所定の閾値を超える前記ＭＩＳを示す動き属性に応じて所定の期間の間アラームの生成を止めるように形成される、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記生理学的パラメータの測定値と前記ＭＩＳの視覚的表現とを表示するように形成される表示装置を更に有する請求項２又は３のうちの何れか１項に記載のシステム。
【請求項５】
前記加速度計が三次元における加速度を測定するように形成され、前記ＭＩＳが各々の軸に沿う並進及び各々の軸の周りの回転を示す複合的信号を含む、請求項２〜４のうちの何れか１項に記載のシステム。
【請求項６】
前記生理学的パラメータは、飽和酸素濃度(SpO2)、脈拍数(PR)、飽和一酸化炭素ヘモグロビン濃度(SpCO)、脈圧変動(PPV)、脈遷移時間(PPT)、ヘモグロビン(HB)、ヘマトクリット(HCT)、グルコース(GLU)及びコレステロール(CHOL)のうちの何れかである、請求項１〜５のうちの何れか１項に記載のシステム。
【請求項７】
許容できない動き属性に分類された前記生理学的パラメータの測定値を破棄するように形成される選択部を更に有する請求項１〜６のうちの何れか１項に記載のシステム。
【請求項８】
動きアーチファクトを識別する方法であって、
関連する患者又は関連する患者の近くに配置されるプローブから、前記関連する患者についての検出された生理学的パラメータの１つ以上の生理学的信号を、少なくとも１つのプロセッサにより受信するステップと、
前記プローブに配置され、前記プローブの近くに配置され又は前記プローブと一体化される加速度計から、加速度を示す１つ以上の加速度信号を、少なくとも１つのプロセッサにより受信するステップと、
前記生理学的パラメータの測定値を決定するために前記プローブからの１つ以上の信号を処理するステップであって、測定された生理学的パラメータの信号対雑音比を表す信号品質インデックス（ＳＱＩ）を生成する、ステップと、
動き属性を決定するために前記加速度計からの１つ以上の信号を処理するステップであって、第２の信号処理部による該処理は、第１の信号処理部の処理と並列的に独立して実行される、ステップと、
ＳＱＩ閾値未満のＳＱＩを伴う前記生理学的パラメータの測定値を破棄する又はウェイトを小さくし、生理学的パラメータのうち残りの又は小さなウェイトの測定値をラベリング部に送る選別ステップと、
決定された動き属性に基づいて、前記生理学的パラメータの測定値を、時間的に対応する動き属性により、前記ラベリング部により分類するステップと、
を有し、前記ＳＱＩ閾値を決定するために前記選別ステップは、
測定された加速度に基づいて、動きの有無を判断するステップと、
動きが無い又は最小限度の動きしかないと判断したことに応じて、ＳＱＩ閾値を所定値に設定するステップと、
動きが有ると判断したことに応じて、該動きが、前記プローブから受信した動きアーチファクトに関連するか否かを判断するステップと、
動きが関連すると判断したことに応じて、前記動きの強さに関する関連ルックアップ関数を利用して、前記ＳＱＩ閾値を第１の値に設定するステップと、
動きが関連しないと判断したことに応じて、前記動きの強さに関する非関連ルックアップ関数を利用して、前記ＳＱＩ閾値を第２の値に設定するステップと、
を有する方法。
【請求項９】
決定された動き属性からの動き情報信号（ＭＩＳ）と、測定された加速度に対応するＭＩＳの振幅とを生成するステップを更に含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記時間的に対応する動き属性により分類され許容可能な動き属性を示す前記生理学的パラメータの測定値に基づいてアラームを生成するステップと、
所定の閾値を超える前記ＭＩＳを示す動き属性に応じて所定の期間の間アラームの生成を止めるステップと、
を更に有する請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記生理学的パラメータの測定値と前記ＭＩＳの視覚的表現とを表示するステップを更に有する請求項９又は１０のうちの何れか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記生理学的パラメータは、飽和酸素濃度(SpO2)、脈拍数(PR)、飽和一酸化炭素ヘモグロビン濃度(SpCO)、脈圧変動(PPV)、脈遷移時間(PPT)、ヘモグロビン(HB)、ヘマトクリット(HCT)、グルコース(GLU)及びコレステロール(CHOL)のうちの何れかである、請求項８〜１１のうちの何れか１項に記載の方法。
【請求項１３】
許容できない動き属性に分類された前記生理学的パラメータの測定値を破棄するステップを更に有する請求項８〜１２のうちの何れか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は一般に生理学的モニタリングに関連する。本願はパルスオキシメトリ(pulse  oximetry)に関する技術分野に特に有利であり、その観点から詳細に説明される。しかしながら、他の光電脈波測定環境(photoplethysmographic  measurement  scenarios)における技術分野にも有用であり、本願は上記の技術分野には限定されないことが理解されるべきである。
【背景技術】
【０００２】
パルスオキシメトリは、患者のヘモグロビンの酸化を監視できるようにする非侵襲的方法(non-invasive  method)である。患者の身体のうち薄い部分にセンサが設けられる。幼児の場合、通常、センサは足に配置される。それ以外の場合、センサは、通常、指や耳たぶを介して設けられる、或いは、額に設けられる。そして、赤い波長の光(例えば、660nm付近)及び赤外波長の光(例えば、940nm付近)が、患者を経由してフォトディテクタまで継続的に通過する。2つの波長各々の吸収度(又は吸光度)の相違が測定され、赤色光及び赤外光の各々について光電脈波(PPG)を形成する。
【０００３】
静脈血、皮膚、骨、筋肉、脂肪、マニキュア液(多くの場合)等を排除し、脈動する動脈血液のみに起因する吸収度を決定することが可能である。酸素結合した血液ヘモグロビン(明るい赤色)と酸素結合してない血液ヘモグロビン(暗い赤色又は極端な場合には青色)との間の色の相違により生じる赤色光及び赤外光についての変動する吸収度の比率を利用することにより、酸素飽和濃度(SpO2)の判定を行うことが可能である。酸素飽和度は、ヘモグロビン全体(酸素結合しているものと酸素結合していないものとを含む)に対する、酸素分子に結合したヘモグロビン分子の割合である。
【０００４】
パルスオキシメトリは非侵襲性でありかつ便利であるので、患者モニタリングを行う病院環境内だけでなく、在宅看護の環境においても普及しつつある。しかしながら、光電脈波測定の性質に起因して、SpO2計算の精度を下げてしまう多くの問題が存在する。そのような不都合な状況は、飽和一酸化炭素ヘモグロビン濃度(SpCO)、脈拍数(PR)、脈圧変動(PPV)、脈遷移時間(pulse  transient  time：PPT)、ヘモグロビン(HB)、ヘマトクリット(hematocrit：HCT)、グルコース(GLU)、コレステロール(CHOL)等を算出する場合や、PPGからの光電脈波測定値を利用することにより導出される他の任意の生理学的パラメータを算出する場合にも問題となることが懸念される。このような精度劣化は、誤った警報の回数を増やしてしまう。
【０００５】
精度を下げてしまう状態(又は要因)の1つは、低いかん流の状態(low-perfusion)(すなわち、ハイポかん流(hypo-perfusion)の状態)である。低いかん流の状態は、例えば、誤って低いSpO2を読み取ってしまうことを招く可能性がある。しかしながら、PPG信号が正しい限り(すなわち、ノイズ、雑音及び/又はアーチファクトがない限り)、PPG信号自体を分析することにより、その状態を区別することが可能である。そして、ユーザにその状態が通知され、ユーザは、現在の測定値が不正確であることを知る。
【０００６】
精度を下げてしまう別の状態(又は要因)は、センサの動き(移動又は運動)である。センサに動きがある場合、測定する状態が乱され(すなわち、赤色光及び赤外光のフォトセンサからの吸収度の間の関係がもはや合理的な状況ではなくなり)、動いている間の測定値は、もはや信頼できず、SpO2、SpCO、PR、PPV、PPT、HB、HCT、GLU及びHCOL等の患者の状態のうちの1つ以上を示すための表示及び/又はアラーム発動に使用されるべきではない。
【０００７】
動きアーチファクト(motion  artifact)を補償するためには、センサの動きを特定すること、及び、PPG信号のうち動きアーチファクトに関連する部分を特定することが、必要になる。動きアーチファクトを特定する方法の1つは、PPG信号を分析し、型に当てはまらない(非定型の)パターンを見出すことである。しかしながら、これは困難なタスクであり、その理由は、病理学的・生理学的状況に関連するPPGパターン及び動きアーチファクトを伴うPPGパターンは、何れも、広い範囲にわたって変動しかつ重複する可能性があるからである。すなわち、センサの動きに関連するPPG信号におけるノイズ及び/又はアーチファクトの時間領域特性及び/又は周波数領域特性は、PPG自身のものと類似して見える可能性がある。更に、PPG信号の中で動きアーチファクトを特定するために使用されるPPG信号処理技術は、複雑であることが多いことに加えて、「学習期間(Learning  Period)」及び「再学習(Re-Learn)」処理のような所定の動作制御を必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０２４２９３号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００５／１２５１８８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本願の課題は、上記及びその他の問題を克服する又は少なくとも軽減する新しい改善されたシステム及び方法等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一実施形態によるシステムは、
動きアーチファクトを識別するシステムであって、
関連する患者又は関連する患者の近くに配置され、前記関連する患者の生理学的パラメータを測定するプローブと、
前記プローブに配置され、前記プローブの近くに配置され又は前記プローブと一体化され、加速度を測定する加速度計と、
測定された加速度に基づいて、前記生理学的パラメータの測定値と一時的に対応する動き属性とを分類するラベリング部と、
を有するシステムである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態によるパルスオキシメトリシステムを示す図。
【図２】別の実施形態によるパルスオキシメトリシステムを示す図。
【図３】信号品質インデックス(SQI)を閾値判定するフローチャート。
【図４】非関連モーションSQIルックアップ関数を示す図。
【図５】関連モーションSQIルックアップ関数を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜実施形態の概要＞
一実施形態によれば、動きアーチファクトを識別するシステムが提供される。本システムは、関連する患者の生理学的パラメータを測定するプローブを含む。プローブは、関連する患者又は関連する患者の近くに配置される。プローブに配置され、プローブの近くに配置され又はプローブと一体化される加速度計が、加速度を測定する。ラベリング部は、測定された加速度に基づいて、生理学的パラメータの測定値と一時的に対応する動き属性とを分類する。
【００１３】
別の実施形態によれば、動きアーチファクトを識別する方法が提供される。本方法は少なくとも１つのプロセッサにより実行される。関連する患者又は関連する患者の近くに配置されるプローブから、関連する患者の生理学的パラメータの測定値が受信される。更に、プローブに配置され、プローブの近くに配置され又はプローブと一体化される加速度計から、加速度の測定値が受信される。測定された加速度に基づいて、生理学的パラメータの測定値と一時的に対応する動き属性とが分類される。
【００１４】
別の実施形態によれば、動きアーチファクトを識別するシステムが提供される。本システムは、関連する患者又は関連する患者の近くに配置されるプローブから、関連する患者の生理学的パラメータの測定値を受信するようにプログラムされる少なくとも1つのプロセッサを含む。更に、プローブに配置され、プローブの近くに配置され又はプローブと一体化される加速度計から、加速度の測定値が受信され、及び、測定された加速度に基づいて、生理学的パラメータの測定値が、動きの有無により分類される。
【００１５】
利点の1つは、誤警報の回数を減らす点にある。
【００１６】
別の利点は、酸素飽和度、脈拍数、或いは、光電脈波測定を利用することにより導出される何らかの他の生理学的事項の測定を高精度化する点にある。
【００１７】
別の利点は、動きアーチファクトを検出する直接的な方法にある
本発明に関する更に別の利点は、以下の詳細な説明を参照及び理解した当業者にとって更に明らかになるであろう。
【００１８】
＜図面＞
本発明は様々な素子及び素子の集まり並びに様々なステップ及びステップの集まりの形態により実現されてもよい。図面は、好適な実施形態を説明することのみを目的としており、本発明を限定するように解釈されるべきではない。
【００１９】
図1は一実施形態によるパルスオキシメトリシステムを示す。
【００２０】
図2は別の実施形態によるパルスオキシメトリシステムを示す。
【００２１】
図3は信号品質インデックス(SQI)を閾値判定するフローチャートを示す。
【００２２】
図4は非関連モーションSQIルックアップ関数を示す。
【００２３】
図5は関連モーションSQIルックアップ関数を示す。
【００２４】
＜実施形態の詳細な説明＞
動きアーチファクトを区別するパルスオキシメトリシステムが提供される。この場合における「区別」は、「識別」、「特定」、「判定」、「決定」、「確認」、「同定」等と言及されてもよい。「動きアーチファクト」は「モーションアーチファクト」等と言及されてもよい。本システムは、光電脈波(PPG)センサとともに一体化される、PPGセンサに設けられる或いはPPGセンサの近くに配置される加速度計を含み、PPGセンサの動きが直接的に検出されるようにする。加速度計からの1つ以上の加速度信号を処理することにより、動きの大きさ(movement  strength)及び持続時間(duration)を信頼性高く判定することが可能である。判定された動きに基づいて、PPGセンサにより生成された生理学的測定値(例えば、酸素飽和度(SpO2)の測定値や、脈拍の速さ(PR)の測定値等)が、「信頼できるもの」(すなわち、動きアーチファクトの影響がない)或いは「信頼できないもの」(すなわち、動きアーチファクトの影響を受けている)に分類されることが可能である。「分類」は、「仕分け」、「選別」、「並べ替え」等と言及されてもよい。有利なことに、信頼できる測定値のみが、診断者(又は臨床医)に提示され及び/又は警報に使用されることが可能である。確認された動きは、どの程度多いウェイト又はどの程度少ないウェイトが測定データに付与されるべきかを示すために使用されることが可能である。「ウェイト」は「重み」又は「重み係数」等と言及されてもよい。
【００２５】
図1及び図2において、パルスオキシメトリシステム10は、関連する患者の身体のうちの薄い部分の上又はその周りに配置されるPPGプローブ12を含む。幼児等の場合、PPGプローブ12は、通常、足(foot)をはさんで設けられる。それ以外の場合には、PPGプローブ12は、通常、指先や耳たぶの周りに又は額の上に配置される。PPGプローブ12は1つ以上の光源とともにセンサ14を含み、赤色波長の光(例えば、約660nm)及び赤外波長の光(例えば、約940nm)が、関連する患者を連続的に通過してフォトディテクタに至る。2つの波長各々の変動する吸収度が測定され、赤色光及び赤外光の各々に対するPPG信号を生成する。
【００２６】
PPG信号処理部(PSPU)16は、SpO2、PR、信号品質インデックス(SQI)及びPPGのうちの少なくとも1つを決定するためにPPG信号を処理する。PUPU16は、(発明者等に)よく知られたパルスオキシメトリ技術に従ってPPG信号を処理する。例えば、酸素が結合した血液ヘモグロビン(明るい赤色)と酸素が結合していない血液ヘモグロビン(暗い赤色又は極端な場合は青色)との間の色の相違に起因して生じる赤色光及び赤外光の変動する吸収度の比率に基づいて、SpO2を決定することが可能である。PSPU16は、ソフトウェア(すなわち、プロセッサにより実行可能な命令)、ハードウェア又はそれらの組み合わせとすることが可能である。PSPU16がソフトウェアである又はソフトウェアを含む場合、そのソフトウェアは、図示の例では、1つ以上のプログラムメモリ18に保存され、1つ以上のプロセッサ20により実行される。
【００２７】
関連する患者の近く(典型的には、関連する患者のベッドの場所に)配置されるパルスオキシメータ装置(POD)22は、PPGプローブ12からPPG信号を受信する。POD22は、典型的には、図示されているようにPSPU16を含む。PUPU16を利用して、POD22はPPG信号を処理し、SpO2、PR、SQI及びPPGのうちの少なくとも1つを決定する。しかしながら、PSPU16がPOD22から離れていること、例えば、患者モニタリングシステム(PMS)24の中に存在してよいことも本願では想定されている。そのような例の場合、POD22はPPG信号をPSPU16に中継する。POD22はPPGプローブ12とともに一体化されることも可能である。
【００２８】
PPGプローブ12とともに一体化される、PPGプローブ12の上に配置される或いはPPGプローブ12の近くに配置される加速度計26は、動きを測定し、1つ以上の加速度信号を生成する。図1に示される例のように加速度計26はPPGプローブの近傍に設けられてもよいし、或いは、図2に示される例のように加速度計26はPPGプローブ12に一体化されていてもよい。典型的には、加速度計26は3次元(3D)加速度計、すなわち3軸加速度計である。しかしながら、加速度計26は、3以下の次元の加速度を測定することも可能である。加速度計の信号は、典型的には、加速度計26の(次元の又は)各々の軸に対する加速度信号を含む。
【００２９】
加速度信号処理部(ASPU)28は、加速度信号を分析し、加速度計26の動きを検出する。例えば、加速度信号が加速度計26の軸各々についての加速度信号を含む場合、各々の軸からの動き情報を収集するために、信号統合処理(signal-integration  process)が使用されてもよい。そして、複合的な信号が生成され、加速度計26の動きを検出するために閾値判定される。例えば、その複合的な信号は、各々の軸に沿う並進運動及び各々の軸の周りの回転運動を示すことが可能である。その分析に基づいて、ASPU28はモーションインディケーション信号(motion  indication  signal：MIS)を生成する。「MIS」は「動きを示す信号」、「動き信号」、「モーション信号」等と言及されてもよい。
【００３０】
MISは、動く速度、加速度、方向、持続時間(又は継続時間)等を示すディジタルメッセージを搬送するために使用されることが可能である。例えば、各々のメッセージは、ある運動期間中の動きや、ある運動期間の開始及び終了時間等を特定することが可能である。或いは、MISの振幅が、動きの大きさ又は強さ(すなわち、加速度)を示すように変化してもよい。動きの強さは、典型的には、検出された動きの加速度に1つ以上の閾値を適用することにより決定され、それらの閾値は様々な動きの強さを区別する。例えば、動きがない状態(すなわち、僅かにしか動いていない状態)と動いている状態(すなわち、かなり動いている状態)とを区別するために、1つの閾値が使用されてもよい。別の例として、何れかの又は各々の方向に関して、動きのない状態、小さく動いている状態、中程度に動いている状態、大きく動いている状態、及び、非常に大きく動いている状態を区別するために、複数の閾値を使用することが可能である。
【００３１】
分析及び(信号)生成は、PSPU16によるPPG信号の処理と並列的に独立して適切に実行される。更に、ASPU28は、ソフトウェア(すなわち、プロセッサにより実行可能な命令)、ハードウェア又はそれらの組み合わせとすることが可能である。ASPU28がソフトウェアである又はソフトウェアを含む場合、そのソフトウェアは、図示の例では、1つ以上のプログラムメモリ30に保存され、1つ以上のプロセッサ32により実行される。
【００３２】
関連する患者の近くに配置される(典型的には、関連する患者のベッドに配置される)加速度分析装置34は、加速度計26から加速度信号を受信する。加速度分析装置34は、典型的には、図示されているようにASPU28を含む。ASPU28を利用して、加速度分析装置34は加速度信号を分析し、その分析に基づいて加速度計の動きを検出してMIS信号を生成する。しかしながら、ASPU28が加速度分析装置34から離れていること、例えば、PMS24の中に存在してよいことも本願では想定されている。そのような例の場合、加速度分析装置34は加速度信号をASPU28に中継する。加速度分析装置34はPOD22及び/又は加速度計26とともに一体化されることも可能である。
【００３３】
図1に示す具体例において、一実施形態によるパルスオキシメトリシステム10は、SpO2、PR、SQI及びPPGのうちの少なくとも1つをPSPU16から受信するラベリング部36を含む。ラベリング部36は更にASPU28からMIS信号を受信する。図示されているように、ラベリング部36は、ASPU28及びPSPU16から離れた位置にあり、有線及び/又は無線通信接続を介して、MIS信号とSpO2、PR、SQI及びPPGのうちの少なくとも1つとを別々に受信する。
【００３４】
MIS信号に基づいて、ラベリング部36は、SpO2、PR、SQI及びPPGのうちの少なくとも1つのそれぞれに、暫定的に対応する動き属性(例えば、「動き有り」又は「動き無し」)を示すラベルを、心拍毎に又は毎秒単位で付ける。例えば、現在の心臓サイクルにおけるSpO2又はPRに、「動き有り」のラベルが付される(或いは、「動き有り」として分類される)。動きが存在する場合、その測定値には、更に、小、中、大、特大の動き又はその他の動き属性に関連するラベルが付されてもよい。ラベリング部36は、ソフトウェア(すなわち、プロセッサにより実行可能な命令)、ハードウェア又はそれらの組み合わせとすることが可能である。ラベリング部36がソフトウェアである又はソフトウェアを含む場合、そのソフトウェアは、図示の例では、1つ以上のプログラムメモリ38に保存され、1つ以上のプロセッサ40により実行される。
【００３５】
選択部42は、ラベルが付されたSpO2、PR、SQI及びPPGのうちの少なくとも1つを受信し、「動き無し」のラベル又は許容可能な動き属性を示すラベルが付されたSpO2及び/又はPR測定値を選択する。そのような基準に合致しないSpO2及び/又はPR測定値は、破棄される或いは小さなウェイトしか与えられないようにマークされる。選択されたSpO2及び/又はPR測定値に基づいて、SpO2及び/又はPR測定値の短期的メジアン値(中央値)、及び/又は、SpO2及び/又はPR測定値の短期的な平均値が、生成される。例えば、(ユーザに出力するための)現在のSpO2又はPR測定値は、「動き無し」として分類された直前の所定数個の測定値の平均である。選択部42は、ソフトウェア(すなわち、プロセッサにより実行可能な命令)、ハードウェア又はそれらの組み合わせとすることが可能である。選択部42がソフトウェアである又はソフトウェアを含む場合、そのソフトウェアは、図示の例では、1つ以上のプログラムメモリ38に保存され、1つ以上のプロセッサ40により実行される。
【００３６】
システムアラーム管理部又はシステムアラームマネジャユニット(SAMU)44は、選択されたSpO2及び/又はPR測定値、SpO2及び/又はPR測定値の平均値、及び、SpO2及び/又はPR測定値のメジアン値のうちの1つ以上が、所定のアラーム条件に合致する場合に警報(アラーム)を発する。例えば、SpO2及び/又はPR測定値の選択された測定値、平均値、メジアン値、変化率等が、ある閾値を超える場合、選択された時間長についての閾値を超える場合、或いはその他のアラーム条件に合致する場合に、アラームが生成される。SAMU44は、MIS信号に基づいて、関連する患者を監視することも可能である。「監視」は「モニタ」等と表現されてもよい。MIS信号が、直前の所定期間内(例えば、10秒間)に動きを示す場合、アラームの生成は止められてもよい。すなわち、所定の期間にわたって動きが無い又は許容できるレベルの動きがある場合に限って、アラームを生成することが可能である。SAMU44は、ソフトウェア(すなわち、プロセッサにより実行可能な命令)、ハードウェア又はそれらの組み合わせとすることが可能である。SAMU44がソフトウェアである又はソフトウェアを含む場合、そのソフトウェアは、図示の例では、1つ以上のプログラムメモリ38に保存され、1つ以上のプロセッサ40により実行される。
【００３７】
PMS24は、SpO2及び/又はPR測定値についての選択された測定値、平均値、メジアン値又は変化率のうちの1つ以上に基づいて、関連する患者を監視する。表示装置24を利用して、PMS24はMIS信号の視覚的な表現をユーザに提示することが可能である。例えば、現在の動きの大きさ又は強さを表示することが可能である。更に、PMS24は、SpO2及び/又はPR測定値についての選択された測定値、平均値、メジアン値又は変化率のうちの1つ以上の視覚的な表現を提示することが可能である。例えば、現在のSpO2及び/又はPR測定値を表示することが可能である。別の例として、SpO2及び/又はPR測定値は、MIS状態(MIS  condition)の傾向として表示されることが可能である。更に、PMS24は、生成されたアラームの視覚的表現を提示することさえ可能である。図示されているように、PMS24は、SAMU44を含み、ラベリング部36及び選択部42を含むことが可能である。しかしながら、POD22がラベリング部36及び選択部42を含んでよいことも本願では想定されている。
【００３８】
図2には、別の実施形態によるパルスオキシメトリシステム10が示されている。この実施形態は図1に関して説明した実施形態と同様であるが、SQI部48を追加的に含んでいる点等が異なる。SQI部48は、SpO2、PR、SQI及びPPGのうちの少なくとも1つをPSPU16から受信する。SQI部48は更にASPU28からMIS信号を受信する。図示の例では、SQI部48は、ASPU28及びPSPU16から離れた位置にあり、有線及び/又は無線通信接続を介して、MIS信号とSpO2、PR、SQI及びPPGのうちの少なくとも1つとを別々に受信する。MIS信号とSpO2、PR、SQI及びPPGのうちの少なくとも1つとに基づいて、SQI部48は、測定値をラベリング部36に渡す前に測定値をSQIに基づいてフィルタリング(又は選別)する。
【００３９】
図3に示すフローチャートに従ってフィルタリングが適切に行われる。MIS信号を利用して、動きが検出されているか否かについての判断がなされる(50)。MIS信号が利用可能である場合において、動きが存在すること(十分に動いている状態)をMIS信号が示している場合に、動きが検出される。動きが無いと判断される場合、SQI閾値は、デフォルト値、所定の閾値或いは他の基準値(例えばパルスオキシメトリシステム10のオペレータにより決定される値)に設定される(52)。動きが有る場合、検出された動きが、PPGの振動成分(frequency  content)又は時間アライメント(temporal  alignment)に関連するか否かについての判断がなされる(54)。
【００４０】
動きが関連していない場合、SQI閾値を設定するために、非関連モーションSQIルックアップ関数(uncorrelated  motion  SQI  lookup  function)が使用される(56)。ルックアップ関数は、そのパルスオキシメトリシステムに特有であり、動きの強さの関数である。図4はそのようなルックアップ関数の一例をグラフで示し、横軸は動きの強さに対応し、縦軸はSQI閾値に対応する。動きが関連している場合、SQI閾値を設定するために、関連モーションSQIルックアップ関数(correlated  motion  SQI  lookup  function)が使用される(58)。ルックアップ関数は、そのパルスオキシメトリシステムに特有であり、動きの強さの関数である。図5はそのようなルックアップ関数の一例をグラフで示し、横軸は動きの強さに対応し、縦軸はSQI閾値に対応する。
【００４１】
閾値又は他の基準値を設定するステップ52、56、58の後、閾値又は基準値がSQIと比較され、SQIが閾値又は他の基準値を超えるか否かが判断される(60)。SQIが閾値を超える場合、対応する測定値(例えば、PR及びSpO2測定値)が出力され(62)、第1の実施形態に関して説明したように活用される。すなわち、ラベリング部36が測定値を分類し、選択部42が「動き無し」に分類される測定値又は「許容可能な動き」に分類される測定値を選択する、或いは、弱い動き(又は小さな動き)の測定値を、強い動き(又は大きな動き)の測定値よりも高く重み付けし、選択された測定値に基づいてSAMU44がアラームを生成する。SQIが閾値又は基準値を超えない場合、対応する測定値は破棄される(64)。
【００４２】
動きアーチファクトを検出する上記の方法は、パルスオキシメトリ及び脈拍に関連して説明されたが、これらの方法は、光電脈波測定を利用することにより導出される任意の様々な他の生理学的演算処理に広く適用可能であることが理解され、例えば、飽和一酸化炭素ヘモグロビン濃度(SpCO)、脈圧変動(PPV)、脈遷移時間(PPT)、ヘモグロビン(HB)、ヘマトクリット(HCT)、グルコース(GLU)、コレステロール(CHOL)等の算出に利用可能である。本方法は、心電図(ECG)モニタリング、呼吸(RESP)モニタリング及び動脈圧(ABP)モニタリング等のような他のタイプの生理学的モニタリングにも拡張可能であることが認められるべきである。そのような実施形態では、加速度計は、電極又はトランスデューサの動きを検出するために、フロントエンド電極又はトランスデューサに配置され、電極又はトランスデューサの何らかの動き(時間、持続時間、及び強さにより表現される)が、直接的かつ信頼性高く検出されることが可能である。加速度計により検出された動き方は、以後、対応する信号波形を分類するために使用されることが可能である。動きに関連付けられた波形から導出されるパラメータ測定値は、エンドユーザに出力する対象から除去されることになり、関連するアラームのトリガをもたらす基礎から除外される。このようにして、パラメータ測定値及び関連するアラームの精度及び信頼性がかなり強化される。
【００４３】
本願で使用されるように、メモリは、暫定的でないコンピュータ可読(コンピュータにより読み取ることが可能な)記憶媒体；磁気ディスク又は他の磁気記憶媒体；光ディスク又は他の光記憶媒体；ランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリメモリ(ROM)又は他の電子メモリ装置又はチップ又は動作可能に相互接続されたチップ群；インターネット/イントラネットサーバ(保存している命令が、インターネット/イントラネット又はローカルエリアネットワークを介して取り出される)等のうちの1つ以上を含む。更に、本願で使用されるように、プロセッサは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、グラフィック処理ユニット(GUI)、特定用途向け集積回路(ASIC)、FPGA等のうちの1つ以上を含み；コントローラは、(1)プロセッサ及びメモリ；又は(2)アナログ及び/又はディジタルハードウェアを含み、そのプロセッサはコントローラの機能を実現するメモリ内のコンピュータ実行可能命令を実行し；ユーザ入力装置は、マウス、キーボード、タッチスクリーンディスプレイ、1つ以上のボタン、1つ以上のスイッチ、1つ以上のトグル、音声認識エンジン等のうちの1つ以上を含み；データベースは1つ以上のメモリを含み；及び表示装置は、LCDディスプレイ、LEDディスプレイ、プラズマディスプレイ、プロジェクションディスプレイ、タッチスクリーンディスプレイ等のうちの1つ以上を含む。
【００４４】
本発明は好適な実施形態を参照しながら説明されてきた。上記の詳細な説明を参照及び理解した者は、変形例や代替例も把握するであろう。特許請求の範囲又は均等の範囲に属する限り、そのような変形例や代替例の全てを包含するように本発明は解釈されることが意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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