ПЕРЕНОСНОЕ СЕНСОРНОЕ УСТРОЙСТВО И ПРИБОР ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗА СОСТОЯНИЕМ ПАЦИЕНТА
PORTABLE SENSORY DEVICE AND DEVICE FOR MONITORING THE STATUS OF THE PATIENT

Данное изобретение относится к переносному сенсорному устройству, а точнее, переносному сенсорному устройству, которое включает электронный чувствительный компонент для измерения физиологических переменных в точке замера на теле пациента, интерфейс точки замера средствами соединения для установки связи между точкой замера и электронным чувствительным компонентом, интерфейса прибора для контроля за состоянием пациента (монитора) для установки связи между электронным чувствительным компонентом и прибором для контроля за состоянием пациента при помощи сопутствующих средств соединения, а также корпуса датчика для размещения электронного датчика, интерфейса точки замера и интерфейса прибора для контроля за состоянием пациента.
Далее, изобретение относится к прибору для контроля за состоянием пациента, а точнее, прибору для контроля за состоянием пациента, состоящего из интерфейса сенсорной системы для соединения средствами соединения с прибором для контроля за состоянием пациента и установления связи между переносным датчиком указанного выше типа и прибором для контроля за состоянием пациента.
Подобные портативные сенсорные устройства и сопутствующие приборы для контроля за состоянием пациента широко известны во многих областях клинической медицины. В частности, приборы для контроля за состоянием пациента, контролирующие давление внутри сосудов при помощи артериальных зондов широко используются в течение продолжительного времени. Данный метод предполагает передачу давления жидкости посредством нагнетательной трубки к переносному сенсорному устройству, состоящему из электронного датчика давления внутри корпуса, а также штыкового контакта для вывода сигнала датчика на контрольный прибор посредством соответствующего кабеля.
Подобные сенсорные устройства и приборы для контроля за состоянием пациента доступны на рынке, например как "PiCCO technology" от заявителя патента, компании PULSION Medical Systems AG.
В ходе клинического использования переносных сенсорных устройств и сопутствующих приборов для контроля за состоянием пациента упомянутого выше типа могут возникнуть проблемы в связи с необходимостью дополнительной нагрузки на медицинский персонал, от которого требуется ввод данных, относящихся к использованию сенсорного устройства или необходимых для пользования им, в прибор для контроля за состоянием пациента. К таким данным относится, например, информация о пациенте, калибровочные данные, данные о типе сенсорного устройства и т.д. Ввод таких данных требует времени и внимания от медицинского персонала, и соответственно, количество времени, уделяемого непосредственно пациенту, сокращается. Часто расход времени на ввод данных незначителен, но в целом, увеличивается возможность ошибок; и чем чаще требуется ввод данных, тем более вероятны ошибки.
Более того, ошибки при вводе данных могут привести к неверной постановке диагноза, например, в случае если физиологические параметры нормализуются за счет неправильного веса пациента.
Часто бывает, что пациент клиники проходит через несколько этапов, в ходе которых требуется контроль за физиологическими переменными с помощью приборов для контроля за состоянием пациента, например, неотложная госпитализация, предоперационный период в отделении интенсивной терапии и послеоперационный период в отделении интенсивной терапии. Если на каждом этапе заново требуется ввод комплексных данных в прибор для контроля за состоянием пациента, проблема ошибок значительно увеличивается.
В связи с указанными выше проблемами, целью данного изобретения является представление переносного сенсорного устройства и сопутствующего прибора для контроля за состоянием пациента, снижающих трудозатраты на ввод данных.
В данном изобретении цель достигнута за счет предоставления дополнительного канала в сочетании с каналом для передачи информационного сигнала и передачи данных между сенсорным устройством и прибором для контроля состояния пациента. Таким образом, могут быть полезны не только модификации, позволяющие передачу данных за пределами сигнала датчика, передаваемого прибору для контроля за состоянием пациента, но и модификации, которые позволяют передачу данных от прибора для контроля за состоянием пациента к сенсорному устройству. Сочетание этих двух модификаций может быть особенно эффективным.
Ввод данных в прибор для контроля за состоянием пациента часто служит для взаимодействия между прибором для контроля за состоянием пациента и сенсорным устройством. Это взаимодействие может быть улучшено в соответствии с изобретением не только путем передачи данных за пределами сигнала датчика (например, идентификации типа датчика или величины калибровочных значений), но и путем обеспечения передачи данных как от датчика к прибору для контроля за состоянием пациента, так от прибора к сенсорному устройству.
В соответствии с одним из аспектов данного изобретения, цель достигнута за счет предоставления переносного сенсорного устройства указанного выше типа, где интерфейс прибора для контроля за состоянием пациента состоит из канала ввода для получения сигнала от прибора для контроля состояния пациента, и переносное сенсорное устройство содержит по меньшей мере один дополнительный электронный компонент, на который влияет сигнал передачи данных.
Сигнал передачи данных, как правило, является цифровым сигналом, но данное изобретение может быть использовано в сочетании с аналоговым сигналом (например, модулированным сигналом).
Другой аспект данного изобретения позволяет достичь цели путем включения в конструкцию прибора для контроля состояния пациента, который состоит из сенсорного интерфейса, к которому подключаются средства соединения для установления связи между прибором для контроля за состоянием пациента, охарактеризованным в данном изобретении, и сенсорным устройством, где сенсорное устройство состоит из канала вывода данных для вывода данных, посредством средств соединения с прибором для контроля за состоянием пациента, на сенсорное устройство.
Как правило, по меньшей мере один дополнительный электронный компонент сенсорного устройства представляет собой или содержит блок памяти для хранения данных пациента. Таким образом, данные пациента, такие как возраст, пол, рост или вес, а также, где применимо, переменные на основе этих данных, такие как индекс массы тела, определенный участок поверхности тела и т.д., введенные в прибор для контроля за состоянием пациента ранее или рассчитанные прибором, доступны для считывания сенсорным устройством. В случае если пациент клиники проходит через несколько этапов, например, неотложная госпитализация, предоперационный период в отделении интенсивной терапии, хирургическое вмешательство в операционной и послеоперационный период в отделении интенсивной терапии, необходимость в повторном вводе данных на каждом из этапов отпадает. Вместо этого, достаточно ввести данные в первый из используемых приборов для контроля за состоянием пациента. Затем переносное сенсорное устройство остается с пациентом в качестве электронной идентификационной карты пациента (например, на подставке у кровати пациента, или на ремне, прикрепленном к плечу или груди пациента), и позволяет считывание данных каждым из используемых в дальнейшем приборов для контроля за состоянием пациента. Данные пациента такого типа часто требуются с целью нормализации определяемых физиологических параметров или настройки вывода определенных данных, поддерживающих диагноз, т.е. например, выдать сигнал тревоги при достижении наблюдаемым параметром критического значения или в случае, когда определяемый параметр не может быть точно рассчитан в данных обстоятельствах. Например, пороговые значения, при превышении которых определенные гемодинамические параметры считаются критическими, значительно различаются для пациента-ребенка и пациента пожилого возраста; или те же параметры пригодны только для диагностики в том случае, если сделана поправка на рост, вес, индекс массы тела и т.д.
Описанная выше модификация требует наличия канала для вывода сохраненной информации на другие приборы для контроля за состоянием пациента, передача данных от прибора для контроля за состоянием пациента к сенсорному устройству снижает нагрузку на медицинский персонал даже в том случае, если канал для передачи данных, сохраненных в сенсорном устройстве, не предоставлен. Например, как будет пояснено ниже, сигнальные функции, зависящие от данных пациента, могут быть применены в сенсорном устройстве, а не в приборе для контроля за состоянием пациента. В качестве альтернативного варианта возможно применение адаптивных функций для связи между прибором для контроля за состоянием пациента и сенсорным устройством со стороны сенсорного устройства, а не прибора для контроля за состоянием пациента (например, адаптация выходного сопротивления сенсорного устройства к контрольному прибору вместо адаптации входного сопротивления соединения прибора для контроля за состоянием пациента).
В соответствии с наилучшим вариантом воплощения, сенсорное устройство оснащено оптическим и/или акустическим устройством вывода. Предпочтительным может быть, например, один или более светодиод, небольшой жидкокристаллический экран, электронная звуковая микросхема с динамиком, и т.д. В зависимости от электронного оснащения сенсорного устройства, такое устройство вывода контролируется соответствующими компонентами сенсорного устройства или непосредственно прибором для контроля за состоянием пациента, посредством канала ввода сенсорного устройства. Таким образом, возможно эффективное применение различных функций сигнала тревоги, например, сигнал тревоги раздается в случае, если критическое пороговое значение физиологического параметра не достигнуто или превышено, в случае проблем со связью между прибором для контроля за состоянием пациента и сенсорным устройством, или в случае других технических проблем, и т.д. Вместо или в дополнение к простым функциям сигнала тревоги, возможно эффективное применение более сложных функций экрана, например, отображение данных пациента на жидкокристаллическом экране. Такие устройства вывода могут быть интегрированы в корпус сенсорного устройства, а также выполнены в виде дополнительного подключаемого модуля.
В наиболее предпочтительной модификации изобретения, электронный чувствительный элемент сконфигурирован для измерения давления и/или потока. Возможно применение уже известных по предыдущим разработкам технологий сенсорных устройств для этой цели, например, емкостные мембранные датчики давления или пьезодатчики давления.
Предпочтительна конфигурация интерфейса, позволяющая подсоединение трубки для передачи давления для обеспечения гидравлической связи между точкой замера и электронным сенсорным компонентом. Возможно исполнение в виде винтового соединения Люэра, например. Как правило, для соединения переносного сенсорного устройства и средств соединения второго сенсорного устройства предоставляется интерфейс нагнетательной трубки для обеспечения гидравлической связи между передающим давление элементом и дополнительным сенсорным устройством. Таким образом, возможно подсоединение двух датчиков давления к нагнетательной трубке, т.е. сенсорное устройство, охарактеризованное в данном изобретении, может находиться в середине соединения между традиционным сенсорным устройством и зондом для измерения давления, например, так что возможно одновременное использование двух приборов для контроля за состоянием пациента (например, для определения гемодинамических параметров посредством анализа пульсационных контуров и прибор для наблюдения за давлением более простой конструкции), с соответствующими совместимыми сенсорными устройствами.
Как правило, переносное сенсорное устройство обладает меньшими размерами, не более 100 мм по наибольшему габаритному измерению, и/или легче 100 г, что в особенности предпочтительно в случае, если сенсорное устройство остается с пациентом в различных отделениях клиники, что позволяет перенос данных пациента при смене приборов для контроля состояния пациента, как описано выше. Предпочтительна конструкция корпуса, предусматривающая механические средства крепления сенсорного устройства к кровати пациента, желательно без применения инструментов (желательна также возможность снятия крепления без необходимости в инструментах). В особенно эффективной модификация, крепление может быть скомбинировано с адаптером, который обеспечивает соединение с различными системами креплениями, используемыми в медицинской практике.
Как правило, сенсорное устройство стерильно и может быть использовано в операционной. Для этой цели сенсорное устройство хранится в стерильной упаковке до его использования.
В особенно эффективной модификации, интерфейс прибора для контроля за состоянием пациента выполнен таким образом, чтобы обеспечить аналоговую связь между электронным сенсорным компонентом и прибором для контроля за состоянием пациента для передачи сигнала аналогового датчика; переносное сенсорное устройство оснащено компонентом электронной идентификации для обеспечения идентификационного сигнала, который определяет свойства сигнала, передаваемого по средствам аналоговой связи, а интерфейс прибора для контроля за состоянием пациента оснащен отдельным каналом идентификации для вывода идентификационного сигнала на прибор для контроля за состоянием пациента.
В целом, вне зависимости от того, оснащен ли интерфейс прибора для контроля за состоянием пациента каналом ввода для получения сигнала от прибора для контроля за состоянием пациента в соответствии с одной из особенностей изобретения, представляется переносное сенсорное устройство, оснащенное следующими компонентами. Электронный чувствительный компонент для измерения физиологических переменных в точке замера на теле пациента, интерфейс точки замера, к которому подсоединяются средства соединения точки замера для установления измерительной связи между электронным сенсорным компонентом и точкой замера; интерфейс прибора для контроля за состоянием пациента, к которому подсоединяются средства соединения с электронным сенсорным компонентом для установления аналоговой сигнальной связи между электронным сенсорным компонентом и прибором для контроля за состоянием пациента и передачи аналогового сигнала, а также корпус сенсорного устройства, в котором находятся: электронный чувствительный компонент, интерфейс точки замера и интерфейс прибора для контроля за состоянием пациента. В данной модификации, переносное сенсорное устройство оснащено электронным идентификационным компонентом для обеспечения идентификационного сигнала, который определяет свойства сигнала датчика для передачи посредством аналоговых средств соединения, а интерфейс прибора для контроля за состоянием пациента оборудован отдельным идентификационным каналом для вывода идентификационного сигнала на прибор для контроля за состоянием пациента.
Таким образом, калибровочные данные, которые сохраняются в сенсорном устройстве, например, могут быть переданы прибору для контроля за состоянием пациента, с тем чтобы обеспечить верную оценку сигнала. При этом, возможно использование предпочтительной модификации с гибкой системой соединений, позволяющей подсоединение нескольких и/или различных сенсорных устройств к прибору для контроля за состоянием пациента, определяющему надлежащий метод обработки поступающих сигналов, соответственно.
В качестве идентификационного сигнала предпочтителен сигнал в цифровой форме, но данное изобретение может быть эффективно использовано и с аналоговым идентификационным сигналом (например, модулированным сигналом).
Что касается соответствующей предпочтительной модификации прибора для контроля за состоянием пациента, интерфейс для средств соединения выполнен таким образом, чтобы обеспечить аналоговую сигнальную связь между переносным сенсорным устройством и прибором для контроля за состоянием пациента, а прибор для контроля за состоянием пациента оборудован отдельным каналом опознания для передачи идентификационного сигнала на прибор для контроля за состоянием пациента. Прибор для контроля за состоянием пациента адаптирован для обработки сигнала датчиков, передаваемого по аналоговым средствам соединения в зависимости от идентификационного сигнала.
Например, прибор для контроля за состоянием пациента может- быть оснащен несколькими соединениями для сенсорных устройств таким образом, что неважно, какое именно соединение используется для каждого индивидуального датчика, поскольку прибор для контроля за состоянием пациента распознает соответствующий идентификационный сигнал и распределяет и обрабатывает сигнал датчика, поступивший через соответствующее соединение сенсорного устройства.
В наиболее предпочтительной модификации изобретения, идентификационный компонент оснащен средствами распознания нулевой установки для распознания коррекции нуля, и идентификационный сигнал опознает сигнал сенсорного устройства как нулевой сигнал. В предпочтительной модификации, такая функция идентификации сигнала датчика как нулевого может быть скомбинирована с другими идентификационными сигналами для передачи данных о типе датчика и т.д.
Средства опознания нуля могут быть выполнены различными способами. В случае, если электронный чувствительный элемент сенсорного устройства, охарактеризованный в изобретении, выполнен в виде датчика давления, и если конструкция сенсорного устройства предусматривает наличие клапана с ручным управлением (например, трехходовой кран) для обнуления давления до атмосферного, клапан может быть оборудован переключающим контактом, который распознает положение клапана, в котором устанавливается связь с атмосферой. В альтернативном варианте исполнения, сенсорное устройство может быть оснащено микроконтроллером, ЦОС, и т.д. для распознания прогрессии сигнала, типичной для коррекции нуля или калибровочного измерения, например, неожиданное падение уровня давление и/или падение давления ниже определенного значения, с последующим постоянным уровнем давления в определенных пределах значений.
Более того, сенсорное устройство может быть оснащено переключателем или каким-либо другим ручным выключателем, который активируется вручную при осуществлении коррекции нуля (т.е. калибровочном измерении). По сравнению с вводом данных в прибор для контроля за состоянием пациента, этот метод обладает преимуществом, состоящим в простоте в обращении, поскольку при осуществлении калибровочных измерений персонал работает только с сенсорным устройством, вместо сенсорного устройства и прибора для контроля за состоянием пациента одновременно.
В целом, все описанные или упомянутые в технических условиях применения модификации данного изобретения могут быть предпочтительными вариантами, в зависимости от экономических и технических условий в каждом конкретном случае. За исключением случаев, когда указано иначе, и в пределах технических возможностей, отдельные детали описанных модификаций взаимозаменяемы и совместимы друг с другом или устройствами, известными из уровня техники.
Далее будут подробно рассмотрены примеры предпочтительных модификаций данного изобретения, с использованием сопутствующих чертежей.
Приведенные ниже чертежи являются схематическими изображениями и в интересах наглядности, точные пропорции не соблюдены. В частности, соотношение размеров может значительно отличаться от истинного размера модификаций.
Компоненты, показанные на обоих чертежах, обозначены одними и теми же символами в соответствующих отдельных чертежах. Тем не менее, не все компоненты, показанные на фиг.2, обозначены на фиг.1.
Фиг.1 изображает два сенсорных устройства, охарактеризованных в изобретении, в компоновке с сопутствующим прибором для контроля за состоянием пациента, удаленным датчиком, а также дополнительным прибором для контроля давления, соединенным с удаленным датчиком.
Фиг.2 схематически изображает одно из сенсорных устройств, показанных на фиг.1.
Переносное сенсорное устройство la подсоединено к артериальному зонду 3а для измерения артериального давления в точке замера 4а в бедренной артерии пациента 5, посредством нагнетательной трубки 2а. Нагнетательная трубка 2а соединена с сенсорным устройством 1а посредством интерфейса точки замера 6а, выполненного в виде винтового соединения Люэра. Электронный датчик давления 13а находится в корпусе датчика 12а сенсорного устройства 1а. Аналоговый сигнал датчика давления 13а выводится на прибор для контроля за состоянием пациента 15 посредством кабеля 10а, соединенного с интерфейсом прибора для контроля за состоянием пациента 14а.
Помимо канала 16 для аналогового сигнала датчика, конструкцией предусмотрены дополнительные каналы для связи между сенсорным устройством 1а и прибором для контроля за состоянием пациента 15. Двусторонний канал 17 служит для записи данных и запросов в модуль памяти 18а, в котором сохраняются данные пациента. При помощи идентификационного канала 19, идентификационный сигнал считывается идентификационным компонентом 20а. В предпочтительной модификации, идентификационный сигнал является идентификацией типа датчика, что позволяет прибору для контроля за состоянием пациента 15 опознать тип используемого сенсорного устройства 1а. Идентификационный сигнал также может быть закодирован для защиты от подделок (например, посредством известных методов кодирования), что позволяет обеспечить использование только соответствующих сенсорных устройств 1a, 1b в сочетании с прибором для контроля за состоянием пациента 15, за счет того, что последний принимает только сенсорные сигналы от сенсорных устройств 1а, 1b, предоставляющих закодированный надлежащим образом сигнал. Таким образом можно избежать использования сенсорных устройств, не разрешенных к применению или опасных для пациента. Устройство вывода 22а с двумя светодиодами 23 контролируется через дополнительный канал 21. Таким образом, предупреждающие сигналы прибора для контроля за состоянием пациента, например, в случае если физиологический параметр достигает критического значения могут быть выведены в непосредственной близости от пациента, например, при помощи красного светодиода 23. Другой светодиод, например, зеленого цвета, показывает наличие работающей связи между интерфейсом прибора для контроля за cсостоянием пациента 14а и сенсорным интерфейсом прибора для контроля за состоянием пациента 15, осуществляемой посредством кабеля 10а.
Сенсорное устройство 1а состоит из клапана 24а, используемого для калибровки датчика давления 13а но атмосферному давлению, другими словами, для обнуления. Для этой цели, конструкцией предусмотрено калибровочное отверстие 25а, Конструкция клапана 24а предусматривает трехходовой кран с положениями «М» (рабочее положение) и «0» (калибровка). Замыкатель 26 и контакт 27 совмещаются в положении «0». Образованный таким образом переключающий контакт обнаруживается детектором 29 (представляющим собой емкостный датчик, например), и соответствующий сигнал передается на прибор для контроля за состоянием пациента 15 при помощи канала 28. Таким образом, обнуление сенсорного устройства 1а автоматически сообщается прибору для контроля за состоянием пациента 15.
Сенсорное устройство 1а может быть прикреплено к креплению на кровати пациента посредством адаптера для панели крепления 28а, предусмотренного конструкцией в задней части корпуса сенсорного устройства 12а, а также снято с крепления, желательно, без применения дополнительных инструментов.
Гидравлическая связь 30 между интерфейсом точки замера 14а и дополнительным датчиком 9, который соединен с устройством для контроля кровяного давления 11 посредством кабеля 10с, устанавливается посредством интерфейса нагнетательной трубки 7, выполненного в виде винтового соединения Люэра, и нагнетательной трубки 8.
Далее, второе сенсорное устройство 1b в модификации охарактеризованной в данном изобретении, соединяется с прибором для контроля за состоянием пациента 15. Переносное сенсорное устройство 1b соединено с центральным венозным зондом ЗЬ для измерений венозного давления в точке 4b в верхней полой вене (vena cava superior) пациента 5, посредством нагнетательной трубки 2b. Нагнетательная трубка 2b соединена с сенсорным устройством 1b посредством интерфейса точки замера 6b, выполненного в виде винтового соединения Люэра. Электронный датчик давления 13b расположен в корпусе 12b сенсорного устройства 1a. Аналоговый сигнал датчика давления 13b выводится на прибор для контроля за состоянием пациента 15 посредством кабеля 10b, соединенного с интерфейсом прибора для контроля за состоянием пациента 14b.
Как и сенсорное устройство 1а, сенсорное устройство 1b оснащено модулем памяти 18b для сохранения данных пациента, калибровочных данных и т.д., а также идентификационным компонентом 20b, в котором сохраняются данные о типе датчика, относительно которых возможны запросы от прибора для контроля за состоянием пациента 15 с целью опознания типа сенсорного устройства 1b.
Более того, конструкцией предусмотрено устройство вывода 22b, контролируемое прибором для контроля за состоянием пациента. Сенсорное устройство 1b также оборудовано адаптером насадочного типа 28b на задней стенке, при помощи которого устройство может быть прикреплено без помощи инструментов к панели крепления на кровати пациента и снято с нее, также без помощи инструментов.
Прибор для контроля за состоянием пациента 15 приспособлен для оценки аналогового сигнала датчиков давления 13а и 13b. В связи с этим, неважно к какому именно из соединений 31а, 31b сенсорного интерфейса прибора для контроля за состоянием пациента 15 подсоединены соответствующие кабели 10а, 10b, поскольку прибор для контроля за состоянием пациента 15 способен распознать, на основании идентификационного сигнала, от какого именно датчика поступает сигнал.
Обработка и оценка сигнала в приборе для контроля за состоянием пациента 15 происходит таким же образом, что и в известных модификациях приборов для контроля за состоянием пациента. Например, прибор для контроля за состоянием пациента может быть запрограммирован на выполнение общих алгоритмов пульсационных контуров. Более того, прибор для контроля за состоянием пациента 15 может быть оборудован соединениями 31с, 31d для подсоединения датчиков, получая таким образом возможность обработки большего количества сигналов датчиков. Как известно из предыдущих разработок, прибор для контроля за состоянием пациента 15 может быть оснащен для выполнения методов термоделюции (в особенности транспульмональных), обработки сигналов плетизмографии, измерения кислородного насыщения центральной вены и т.д.
Физиологические параметры, определенные на основании сигналов датчиков, такие как объемная скорость кровотока сердца (Объемная скорость кровотока сердца ОС), измерения объема сердечно-легочных камер и т.д. могут отображаться графически и в цифровой форме при помощи экрана 32.
Зонды 3а, 3b могут быть оснащены дополнительными портами 33а, 33b, известных по предыдущим разработкам, для осуществления дополнительных измерений, указанных выше.