驱动光学传感器的系统和方法技术方案

本文描述了用于监控患者(40)的方法和装置。在一个示例中，被配置为检测患者(40)中的生理变化的传感器(14)被以第一电流水平驱动并且随后的传感器电压被测量。此后，电流被改变到第二电流水平，并且下一个传感器电压被测量。基于传感器电压和随后的传感器电压来预计下一个传感器电压，并且识别出可能产生下一个传感器电压的第三电流水平。将第三电流水平与阈值进行比较，并响应于该比较产生警报。该装置还包括有助于该方法的传感器(14)中的元件。

System and method of driving optical sensor

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】驱动光学传感器的系统和方法相关申请本申请要求于2017年6月9日提交的，标题为“SystemsandMethodsforDrivingOpticalSensors”的美国临时申请62/517,564的权益和优先权，其全部内容通过引用合并于此。本申请还要求2018年6月7日提交的，名称为“DrivesSensorsofSystemsandMethodsforOpticalSensors”的美国申请16/003,104的权益和优先权，其全部内容通过引用合并于此。
本公开总体上涉及医疗设备，并且更具体地涉及监控患者的生理参数的医疗设备，诸如脉搏血氧仪。
技术介绍
在医学领域，医生通常希望监控患者的某些生理特征。因此，已经开发了用于监控多个这种生理特性的各种设备。这样的设备为医生和其他医疗保健人员提供了为其患者提供最佳可能医疗保健所需的信息。因此，这样的监控设备已经成为现代医学的必不可少的部分。用于监控患者的某些生理特征的一种技术使用光的衰减来确定患者的生理特征。这被用于脉搏血氧饱和度测定，以及基于脉搏血氧饱和度测定技术构建的设备。光衰减还用于区域的或脑的血氧饱和度测定。血氧测定法可用于测量各种血液特征，例如血液或组织中的血红蛋白的氧饱和度，供应组织的单个血液搏动的体积和/或与患者的每个心跳相对应的血液搏动的速率。该信号可以导致进一步的生理测量，例如呼吸速率、葡萄糖水平或血压。随着技术的进步并且从衰减的光信号可以获得更多的测量值，许多护理人员发现在单个多参数监控设备中可得多个生理测量参数是很方便的。但是，此类设备可能具有特定的功率要求或有限的可用功率。另外，已经开发了无线的、可穿戴的监控器或传感器，以提高患者的移动性和舒适度，但是这些无线设备也可能具有例如通过可再充电电池或一次性电池可得的有限功率。本公开的其余部分提供了用于开发可以在低功率或降低的功率环境中或在新旧系统的组合中有效且可靠地操作的医疗监控器、传感器或模块的技术方案和改进。
技术实现思路
本文描述了用于监控患者的方法和装置。在一个示例中，被配置为检测患者的生理变化的传感器被以第一电流水平驱动并且第一传感器电压被测量。此后，将电流改变到第二电流水平，并测量第二传感器电压。基于第一传感器电压和第二传感器电压来预计下一个传感器电压，并且识别出可以产生下一个传感器电压的第三电流水平。将第三电流水平与阈值进行比较，并响应于该比较而产生警报。该装置还包括有助于该方法的传感器中的元件。进一步描述了一种制造传感器的方法。根据一个实施例，提供了通信接口，传感器可以通过该通信接口与监控器通信。能够检测来自患者的光的检测器被通信地耦合到存储器，该存储器也被通信地耦合到通信接口。与一个或多个发光元件的一个或多个波长有关的校准数据被连同与一个或多个发光元件的一个或多个输入规格有关的驱动信息一起存储在存储器中。附图说明在阅读以下详细说明并参考附图后，所公开技术的优点将变得显而易见。图1示出了根据实施例的包括患者监控器和传感器的患者监控系统的透视图；图2示出了根据实施例的图1的患者监控系统的框图，包括图1的患者监控器和传感器；图3示出了根据实施例的可从图2的监控器获得的驱动电压的图表；图4示出了根据实施例的用于LED的等效电路的示意图；图5示出了根据实施例的用于多个不同LED的V/I曲线的图示；图6示出了根据实施例的示出多个LED的V/I曲线与可从监控器获得的驱动电压的V/I曲线之间的交叉点的图示；图7示出了根据实施例的用于驱动传感器的方法；图8示出了根据实施例的用于驱动传感器的方法；图9示出了根据实施例的示出具有和不具有增加的缓冲/净空的LED的V/I曲线与可从监控器获得的驱动电压的V/I曲线之间的交叉点的图示；图10示出了根据实施例的包括患者监控器、传感器和适配器的患者监控系统的透视图；图11示出了根据实施例的用于驱动传感器的方法；图12示出了根据实施例的用于驱动传感器的方法；和图13示出了根据实施例的制造传感器的方法。具体实施方式本专利技术涉及医学传感器和监控器，尤其涉及可在低功率或受控功率环境中使用的、用于动态测试和确认传感器工作范围的系统和方法。描述了用于安全检查的系统和方法，其测量医疗监控环境中的可用电压或电流，测试传感器以评估其在该环境中的性能特征，并针对最低质量和安全标准评估该测试。不符合最低质量标准的传感器将由于它与医疗监控器不兼容而被拒绝，使得医疗护理人员可以代替选择不同的兼容的传感器，以确保不会因性能下降而损害患者的安全。这种类型的动态测试和传感器评估在可用功率受到限制或降低的低功率应用(例如可穿戴或无线的监控器或传感器)中尤其有用。例如，可穿戴式监控器可以具有紧凑的小尺寸，以使患者可穿戴，并且因此可以利用具有有限可用电压的小型电池。同时，可用于这些系统的单个电气组件不断改进或发展，这可能导致其功率轮廓发生变化。例如，诸如LED之类的发光组件可以在比过去更低的电流下被驱动到更高的亮度。但是，不断变化的功率消耗和受约束的功率可用性之间的相互作用可能导致在主动监控期间某些组件之间不兼容。为了防止在关键医疗程序期间发生系统故障，本文所述的系统和方法评估系统兼容性，以确保医疗监控系统满足安全和质量标准并具有有效的操作范围。下面将描述本技术的一个或多个具体实施例。为了提供对这些实施例的简要描述，说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何这样的实际实施方式的发展中，必须做出许多特定于实施方式的决定，该决定可能对于不同实施方式而不同。在一个实施例中，医疗监控系统包括在使用过程中被有源供电的传感器。随着技术向低功率患者监控器发展，可用于驱动传感器的功率也随之减少。在某些情况下，传感器驱动线上可用的电压可能不足以适当地将有源传感器驱动到患者监控期间所需的功率水平。因此，本文提出了一种操作过程，患者监控器可以通过该操作过程测试包括一个或多个传感器的系统，以确定系统组件的兼容性和操作参数。作为该处理过程的一部分，患者监控器可以在各种电流水平下测试系统，并确定患者监控系统中一个或多个点的电压/电流(V/I)曲线和/或关系。另外，该测量可以存储在传感器内的编码器中，这可以促进对不兼容传感器的测试，如下面更详细描述的。图1示出了患者监控系统10的实施例，其可以包括患者监控器12和传感器14(例如脉搏血氧饱和度传感器)以监控患者的生理参数。举例来说，传感器14可以是可从Medtronic(Boulder，CO)获得的NELLCORTM或INVOSTM传感器，或另一种类型的血氧饱和度传感器。尽管所描绘的实施例涉及在患者的指尖、脚趾或耳垂上使用的传感器，但应理解，在某些实施例中如本文提供的传感器14的特征可以并入在其他组织位置上使用的传感器中，例如前额和/或太阳穴、脚跟、胃、胸部、背部或任何其他合适的测量部位。另外，尽管图1中所示的患者监控系统10的实施例涉及血氧饱和度测定，但本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种初始化用于监控患者的传感器的方法，包括：/n以第一电流水平驱动血氧饱和度传感器，该血氧饱和度传感器包括光发射器；/n在第一电流水平下测量跨光发射器的第一电压；/n以第二电流水平驱动脉搏血氧饱和度传感器；/n在第二电流水平下测量跨光发射器的第二电压；/n至少基于第一电压和第二电压来预计下一个传感器电压；/n识别能够产生预计的下一个传感器电压的第三电流水平；/n将第三电流水平与阈值相比较；和/n响应于比较来产生警报。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170609 US 62/517,564;20180607 US 16/003,1041.一种初始化用于监控患者的传感器的方法，包括：
以第一电流水平驱动血氧饱和度传感器，该血氧饱和度传感器包括光发射器；
在第一电流水平下测量跨光发射器的第一电压；
以第二电流水平驱动脉搏血氧饱和度传感器；
在第二电流水平下测量跨光发射器的第二电压；
至少基于第一电压和第二电压来预计下一个传感器电压；
识别能够产生预计的下一个传感器电压的第三电流水平；
将第三电流水平与阈值相比较；和
响应于比较来产生警报。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，下一个传感器电压是高于电压阈值的电压。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，预计步骤包括分析用于传感器的电路模型。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，传感器包括红色LED和红外LED。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，传感器电压是在电流流过红色LED的状态下跨红色LED的电压。


6.根据权利要求4所述的方法，其中，传感器电压是在电流流过红外LED的状态下跨红外LED的电压。


7.根据权利要求1所述的方法，其中，警报是传感器与患者监控器不兼容的指示。


8.根据权利要求1所述的方法，其中，警报是能够由患者监控器提供给传感器的最大驱动电流的指示。


9.根据权利要求1所述的方法，其中，预计步骤包括分析患者监控器的能力。


10.一种患者监控系统，包括：
传感器，包括：
LED；
患者监控器，包括：
被配置为在多个不同的驱动电流水平下测量跨LED的多个电压水平的电路；和
被配置为基于所述多个传感器电压水平中的至少一个来确定发射器驱动电流阈值的处理器。


11.根据权利要求10所述的患者监控系统，其中，发射器驱动电流阈值是能够由患者监控器提供给传感器中的LED的...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·K·巴克斯顿，R·W·艾克尔，李友之，D·利索古尔斯基，C·J·米汉，
申请(专利权)人：柯惠有限合伙公司，
类型：发明
国别省市：美国;US