DE60032405T2

DE60032405T2 - Anordnung zur Patientenüberwachung mit bidirektionaler Kommunikation

Info

Publication number: DE60032405T2
Application number: DE60032405T
Authority: DE
Inventors: James Mequon Brinsfield; Michael F. Grafton Steinike
Original assignee: GE Marquette Medical Systems Inc
Current assignee: GE Medical Systems Information Technologies Inc
Priority date: 1999-03-24
Filing date: 2000-03-24
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2020-03-25
Also published as: US6870484B1; EP1038497A1; DE60032405D1; JP2000300523A; EP1038497B1; JP4627344B2

Description

Die Erfindung betrifft Patientenüberwachungssysteme und insbesondere Patientenüberwachungssysteme, die es einem Patienten ermöglichen, sich in der Pflegestation einer Klinikanlage frei zu bewegen.
Die meisten Patientenüberwachungssysteme, die es einem Patienten ermöglichen, sich in der Pflegestation einer Klinikanlage frei zu bewegen, verwenden Telemetrie-basierende Kommunikationsverfahren. In der üblichsten Form trägt ein Patient einen Telemetriesender, der an dem Patienten unter Verwendung üblicher EKG-Elektroden angeschlossen ist. Der Telemetrieempfänger erfasst ein EKG-Signal, führt eine bestimmten Betrag an Filterung an dem EKG-Signal aus und sendet das EKG-Signal an eine Antennenanordnung, die typischerweise in der Decke der Pflegestation angeordnet ist. Das EKG-Signal wird durch die Antennenanordnung an einen Telemetrieempfänger gesendet, welcher wiederum mit einer zentralen Station verbunden ist, die die EKG-Information zur Betrachtung und Bewertung durch die die Pflegestationen betreuenden Ärzte analysiert und darstellt.
Es ist jedoch häufig erwünscht, den Patienten in einer Pflegestation schnell lokalisieren zu können, wenn Umstände anzeigen, dass mit dem Patienten ein Problem vorliegt. In anderen Fällen ist es erwünscht, Daten aus der zentralen Station an den Telemetriesender zurückzusenden.
Demzufolge schafft die vorliegende Erfindung ein Telemetrie-basierendes Patientenüberwachungssystem, das es dem Arzt ermöglicht, die Stelle des Telemetriesenders zu ermit teln, und das es dem Arzt ermöglicht, Daten aus der zentralen Station an den Telemetriesender zu senden.
Ein derartiges System ist in dem unabhängigen Anspruch 1 definiert. Ein System gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 wird von EP 0 602 459 gelehrt. Ein Verfahren zur Verwendung des Systems von Anspruch 1 ist im Anspruch 10 definiert.
Insbesondere beinhaltet die Erfindung einen tragbaren Telemetriesender. Der Telemetriesender ist mit dem Patienten verbunden, um physiologische Signale von dem Patienten aufzunehmen und diese Signale an die Antennenanordnung zu übertragen. Der Telemetriesender enthält einen HF-Empfänger.
Die Erfindung schafft auch ein Patientenüberwachungssystem, das eine zentrale Station zur Analyse und Darstellung der physiologischen Signale enthält. Das Patientenüberwachungssystem umfasst ferner ein Empfängersubsystem, das mit der zentralen Station verbunden ist, und eine Antennenanordnung, die mit dem Empfängersubsystem verbunden ist. Die Antennenanordnung enthält mehrere Antennen, die mit einem HF-Verstärker und einer Unterstützungsschaltung verbunden sind. Mit jeder Antenne ist auch ein entsprechender Sender verbunden. In einer Form der Erfindung enthält jede Antenne eine gedruckte Leiterplatte und der Sender ist auf der gedruckten Leiterplatte mit der Antennenschaltung d.h., der HF-Verstärker und die Unterstützungsschaltung, montiert. In einer weiteren Form der Erfindung ist der Sender eine diskrete Komponente, die mit der Antenne verbunden werden kann, nachdem das System bereits in der Pflegeanlage installiert wurde, um das Patientenüberwachungssystem "nachzurüsten".
An jede Antenne ist eine diskrete Adresse vergeben, deren Lage in die zentrale Station einprogrammiert ist. Die Antenne verwendet den Antennensender, um die Adresse als ein Bakensignal mit geringer Leistung zu senden. Wenn das Bakensignal von dem Telemetriesender empfangen wird, kombiniert der Telemetriesender die physiologischen Daten mit der Adresse und sendet das kombinierte Datensignal über die Antennenanordnung an das Empfängersubsystem. Aus dem Empfängersubsystem werden die Daten an die zentrale Station zur Verarbeitung und Anzeige nach Bedarf durch die Ärzte gesendet.
Das Empfängersubsystem ermöglicht auch eine Kommunikation von der zentralen Station mit dem jeder Antenne zugeordneten Sender. Am häufigsten liegen die Daten in der Form einer Sprachkommunikation vor und werden an den Telemetriesender gesendet und von dem Sender auf einem Lautsprecher ausgegeben, so dass die Kommunikation für den Patienten oder den den Patienten betreuenden Arzt hörbar ist.
In noch einer weiteren Form der Erfindung enthält jeder Telemetriesender ein Mikrofon zum Aufnehmen von Sprachdaten und zum Zurücksenden der Sprachdaten an die zentrale Station.
Ein prinzipieller Vorteil der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Telemetrie-basierenden Patientenüberwachungssystems, das eine vollständige Zwei-Wege-Kombination sowohl von Sprache als auch physiologischen Daten er möglicht, und das es dem Arzt ermöglicht, genau die Position des Telemetriesenders zu detektieren.
Es ist ein weiterer Vorteil der Erfindung, eine Nachrüstungsmöglichkeit für vorhandene Telemetrie-basierende Überwachungssysteme mit einem Sender an jeder Antenne in der Antennenanordnung bereitzustellen, um dadurch eine vollständige Zwei-Wege-Kommunikation von Sprachdaten und physiologischen Daten zu ermöglichen, und einem Arzt zu ermöglichen, genau die Lage des Telemetriesenders zu ermitteln.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der nachstehenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen dargelegt, in welchen:
1 eine Blockdarstellung des die Erfindung verkörpernden Patientenüberwachungssystems ist.
2 ein Schaltbild des Antennensendersubsystems ist.
3 eine schematische Darstellung des tragbaren Telemetrieeinheit-Empfängersubsystems ist.
In 1 von den Zeichnungen ist eine Blockdarstellung eines die Erfindung verkörpernden Telemetrie-basierenden Patientenüberwachungssystems 10 dargestellt. Wie es im Fachgebiet allgemein bekannt ist, enthält das Patientenüberwachungssystem 10 eine zentrale Station 14. Die zentrale Station 14 weist typischerweise eine CPU oder eine zentrale Verarbeitungseinheit 18 auf, welche in der üblichsten Form ein Computer ist. Die Zentralstation 14 enthält auch eine Anzeige oder Anzeigeeinheiten 22, die mit der CPU 18 verbunden sind. Die Anzeigevorrichtung 22 zeigt typischerweise Patientenwellenformen und andere Patientendaten an.
Die zentrale Station 14 enthält auch verschiedenen Einrichtungen für den Arzt, um mit der CPU 18 zu interagieren. Gemäß Darstellung in 2 umfassen diese Einrichtungen eine Tastatur zum Eingeben von den Patienten betreffender Information, eine Maus zum Steuern von CPU-Operationen, einen Lautsprecher 34 zum Erzeugen hörbarer Alarme, Daten oder hörbarer Information, und ein Mikrofon 36 zu Aufnehmen von Audioinformation und Übertragen dieser Information in elektronischer Form an die CPU 18.
Die zentrale Station 14 ist mit einem Empfängersubsystem 42 verbunden. Das Empfängersubsystem 42 enthält nur einen einzigen Eingabe/Ausgabe-(I/O)-Anschluss 46, der mit der zentralen Station 14 verbunden ist, und eine Reihe von I/O-Anschlüssen 50, die mit mehreren Antennen 54 verbunden sind, die über den Bereich der Pflegestation in Abständen angeordnet sind, um eine mit dem Empfängersubsystem 42 verbundene Antennenanordnung zu bilden. Obwohl die Anzahl von Antennen 54 in einer speziellen Situation variieren kann, sind die Antennen 54 alle identisch und demzufolge wird nur die in 1 dargestellte eine Antenne 54 beschrieben.
Die Antenne 54 enthält eine Steuerschaltung 58, die mit einem Hochfrequenz-(HF)-Verstärker verbunden ist. Eine gemeinsame HF-Antenne 62 ist mit dem Steuerverstärker und dem HF-Verstärker 58 so verbunden, dass ankommende Hochfrequenzsignale von der HF-Antenne 62 aufgenommen und an die Steuerschaltung und den HF-Verstärker 58 übertragen werden, wo sie gefiltert, verstärkt und an das Empfängersubsystem 42 übertragen werden.
Die Antenne 54 enthält auch eine Antennensenderschaltung (66), die mit der Steuerschaltung und dem HF-Verstärker 58 verbunden ist. Die Antennensenderschaltung 66 erzeugt ein HF-Trägersignal 70 niedriger Leistung (dargestellt als Strichlinie in 1). 2 stellt ein Schaltbild der Antennensenderschaltung 66 dar. Gemäß Darstellung in 2 enthält die Antennensenderschaltung einen EPROM-basierenden 8-Bit CMOS Microcontroller 68 (Microchip Technology, Inc. Part No. PIC16C62X), der mit einer HF-Antenne 72 über einen Invertierungspuffer 78 und einen Sender 82 verbunden ist. Obwohl jeder geeignete Sender verwendet werden kann, ist der für die bevorzugte Ausführungsform als Prototyp verwendete Sender 82 ein 303,825 Megahertz-Hybridsender (Modell Nr. HX1006, hergestellt von RF-Monolytics, Inc.). Gemäß Darstellung in 2 enthält die Antennensenderschaltung 66 auch einen Oszillator 86 und verschiedene Unterstützungsschaltungen, sowie Energieversorgungsverbindungen 90 und allgemeine Verbindungen 94, welche wie der Fachmann auf diesem Gebiet weiß, für den Betrieb der Antennensenderschaltung 66 erforderlich sind.
Gemäß nochmaligem Bezug auf 1 enthält das Telemetrie-basierende Patientenüberwachungssystem 10 auch einen tragbaren Telemetrie-Monitor 98. In Betrieb ist der tragbare Telemetrie-Monitor 98 mit dem (nicht dargestellten) Patienten über (ebenfalls nicht dargestellte) EKG-Leitungen oder über eine Patientenverbindung verbunden, die für die Messung anderer Patientenparameter geeignet ist. Sobald der Patient angeschlossen ist, kann sich der Patient frei durch die gesamte Pflegestation nach Wunsch oder Möglichkeit be wegen. Wie es im Fachgebiet allgemein bekannt ist, enthält der tragbare Telemetrie-Monitor 98 eine mit einer Sendeantenne 106 verbundene Sendersubschaltung 102. Die Sendersubschaltung 102 erzeugt ein (als eine Strichlinie in 1 dargestelltes) HF-Trägersignal 110, um Patienten- und andere Daten an die Antennenanordnung zu übertragen.
Der tragbare Telemetrie-Monitor 98 enthält auch eine Empfängersubschaltung 114, die mit einer Empfangsantenne 118, einem Lautsprecher 122 und einem Mikrofon 128 verbunden ist. 3 stellt detaillierter ein Schaltbild der Empfängersubschaltung 114 dar. Gemäß Darstellung in 3 enthält die Empfängersubschaltung 114 einen mit der Antenne 118 verbundenen HF-Empfänger 130. Obwohl jeder geeignete HF-Empfänger verwendet werden kann, ist der als Prototyp verwendete Empfänger 130 ein 303,825 Megahertz Reihenverstärker-Hybridempfänger (Modell Nr. RX1120, hergestellt von RF-Monolytics, Inc.). Die Empfängersubschaltung 114 enthält auch eine Unterstützungsschaltung, Energieversorgungseingänge 134 und gemeinsame Verbindungen 138 die wie der Fachmann auf diesem Gebiet weiß, für den Betrieb der Antennensenderschaltung 66 erforderlich sind. Die Empfängersubschaltung 114 enthält auch einen mit dem (nicht dargestellten) Mikroprozessor der tragbaren Telemetrieeinheit verbundenen Mikroprozessoreingang 142. Der Mikroprozessor ist für die Aufnahme aller physiologischen Daten und weiteren ankommenden Signale und deren Weiterleitung zu der Sendersubschaltung 102 verantwortlich. Ein invertierender Puffer 144 ist zwischen den Mikroprozessoreingang 142 und einem HF-Empfänger 130 geschaltet.
Im Betrieb funktioniert die Antennensenderschaltung 66 im Allgemeinen in einem Vorgabe- oder Bakenmodus. In diesem Modus erzeugt die Antennensenderschaltung 66 eine 8-Bit-Adresse und sendet (über den HF-Träger 70 mit geringer Leistung) die Acht-Bit-Adresse. In dem Bakenmodus mit geringer Leistung kann der Träger 70 durch den tragbaren Telemetrie-Monitor 98 in einem Bereich von angenähert 3 bis 6 m (10 bis 20 feet) von der HF-Antenne 62 empfangen werden. Obwohl der Bereich der Bake mit geringer Leistung variieren kann, ist es wichtig, dass der Bereich ausreichend beschränkt ist, so dass er sich nicht mit der Bakenmodus-Übertragung mit geringer Leistung eines anderen Antennensenders überlappt. Der Ort der HF-Antenne 62 wird zum Zeitpunkt der Installation unter Verwendung der 8-Bit-Adresse in die zentrale Station 14 programmiert. In der bevorzugten Ausführungsform wird die Acht-Bit-Adresse alle 500 ms neu übertragen und repräsentiert angenähert 5 Prozent der gesamt verfügbaren Sendezeit des Antennensenders. Die restlichen 95 Prozent der Antennensendersendezeit werden für die Datenkommunikation verfügbar gehalten.
Die Empfängersubschaltung 114 in dem tragbaren Telemetrie-Monitor 98 nimmt die 8-Bit-Sequenz auf und kombiniert die 8-Bit-Sequenz mit den physiologischen Patientendaten, die von dem tragbaren Telemetrie-Monitor 98 erfasst werden. Die Sendersubschaltung 102 in dem tragbaren Telemetrie-Monitor 98 sendet dann die kombinierte 8-Bit-Adresse und das physiologische Datensignal über das HF-Trägersignal 110 an die Antennenanordnung zurück. Die Signale an den verschiedenen Antennen 54 werden dann an das Empfängersubsystem 42 und von dort an die zentrale Station 14 zur Verarbeitung und anschließende Darstellung übertragen.
In dem Falle, dass eine Datenkommunikation erwünscht ist, d.h., dass der Arzt Information von der zentralen Sta tion 14 an den tragbaren Telemetrie-Monitor 98 senden möchte, schaltet die Antennensenderschaltung 66 in einen Kommunikationsmodus um. In diesem Betriebsmodus wird ein digitales Signal durch die zentrale Station 14 codiert und an alle Antennen 54 in der Antennenanordnung gesendet, wo es über den Antennensender 66 an die Empfängersubschaltung 114 in dem tragbaren Telemetrie-Monitor 98 gesendet wird. Die in diesen Daten enthaltene Information kann entweder digitale Sprachkommunikation oder Systembefehlsdaten sein. Die Daten werden mit einer Vorspannadresse, die für jeden einzelnen tragbaren Telemetrie-Monitor 98 eindeutig ist, gesendet. Auf diese Weise verarbeitet und reagiert nur der tragbare Telemetrie-Monitor 98, der die Information empfangen soll, die Information.

Claims

Patientenüberwachungssystem mit: einem tragbaren Sender (98), der so betrieben werden kann, dass er mit einem Patienten verbunden ist, um physiologische Daten von dem Patienten aufzunehmen, wobei der tragbare Sender (98) eine Senderschaltung (102) aufweist; wenigstens einer Antenne (54); und einem mit der Antenne (54) verbundenen Systemempfänger (42); wobei der tragbare Sender (98) ferner eine Empfängerschaltung (114) aufweist; dadurch gekennzeichnet, dass: die Antenne (54) dafür eingerichtet ist, eine Adresse zu erzeugen und die Adresse mit geringer Leistung an den tragbaren Sender (98) zu übertragen; die Empfängerschaltung (114) des tragbaren Senders (98) dafür eingerichtet ist, die durch die Antenne (54) übertragene Adresse zu empfangen und die Adresse mit den physiologischen Daten zu kombinieren; und die Senderschaltung (102) dafür eingerichtet ist, die kombinierten Adressen und physiologischen Daten an die Antenne (54) zu übertragen.
Patientenüberwachungssystem nach Anspruch 1, ferner mit einem die Senderschaltung (102) aufweisenden tragbaren Patientenmonitor (98).
Patientenüberwachungssystem nach Anspruch 1, ferner mit: einer zentralen Station (14) zum Analysieren und Anzeigen von Patientendaten, wobei die zentrale Station (14) mit dem Systemempfänger (42) verbunden ist; und wobei die wenigstens eine Antenne ein mit dem Systemempfänger (42) verbundenes Antennenarray umfasst, das mehrere Antennen enthält, die jeweils an einen entsprechenden Sender angeschlossen sind.
Patientenüberwachungssystem nach Anspruch 1, ferner mit einer mit dem Systemempfänger (42) verbundenen zentralen Station (14), wobei der Systemempfänger (42) dafür eingerichtet ist, Daten von der Antenne an die zentrale Station zu übertragen und Daten von der zentralen Station an den Antennensender zu übertragen.
Patientenüberwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der tragbare Sender (98) ein mit dem Sender verbundenes Mikrophon (126), um die Übertragung von Sprachdaten von dem Patienten an die zentrale Station (14) zu ermöglichen, und einen mit dem Empfänger verbundenen Lautsprecher (122) enthält, um die Übertragung von Sprachdaten von der zentralen Station an den Patienten zu ermöglichen.
Patientenüberwachungssystem nach Anspruch 2 oder Anspruch 4, wobei der oder jeder einzelne Sender dafür eingerichtet ist, einen für die entsprechende Antenne eindeutigen Positionscode zu erzeugen, und wobei von dem Sender übertragene Daten mit dem Positionscode kombiniert werden, bevor sie an die zentrale Station übertragen werden.
Patientenüberwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die entsprechenden Sender Telemetriesender sind.
Patientenüberwachungssystem nach einem der An sprüche 1 bis 7, wobei die oder jede einzelne Antenne eine Leiterplatte enthält und wobei der entsprechende Sender auf der Leiterplatte montiert ist.
Patientenüberwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die oder jede einzelne Antenne eine diskrete Komponente des entsprechenden Senders ist.
Verfahren zum Betreiben eines Patientenüberwachungssystems, wobei das System aufweist: einen tragbaren Sender (98) zur Verbindung mit einem Patienten, um physiologische Daten von dem Patienten aufzunehmen, wobei der tragbare Sender (98) eine Senderschaltung (102) und eine Empfängerschaltung (114) aufweist; wenigstens eine Antenne (54); und einen mit der Antenne (54) verbundenen Systemempfänger (42); wobei das Verfahren die Schritte aufweist, dass: die Antenne (54) eine Adresse erzeugt und die Adresse mit geringer Leistung an den tragbaren Sender (98) überträgt; die Empfängerschaltung (114) des tragbaren Senders (98) die durch die Antenne (54) übertragene Adresse empfängt und die Adresse mit dem physiologischen Daten kombiniert; und die Senderschaltung (102) die kombinierten Adressen und physiologischen Daten an die Antenne (54) überträgt.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die wenigstens eine Antenne (54) eine von mehreren Antennen ist; jede Antenne (54) eine entsprechende Position hat, und wobei das Verfahren ferner den Vorgang einer Einprogrammierung der entsprechenden Positionen der Antenne in eine zentrale Station (14) enthält.
Verfahren nach Anspruch 11, und ferner mit dem Vorgang der Übertragung von Daten von der zentralen Station (14) an das Antennenarray.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Vorgang der Übertragung von Daten von der zentralen Station an das Antennenarray den Vorgang der Übertragung einer für jede Antenne eindeutigen Vorspannadresse beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Daten Sprachdaten sind.