DE102007048774A1

DE102007048774A1 - Detektion von Operations-Phasen und/oder Eingriffen

Info

Publication number: DE102007048774A1
Application number: DE102007048774A
Authority: DE
Inventors: Joanne Lynn Wauwatosa Messerges
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2006-10-10
Filing date: 2007-10-10
Publication date: 2008-05-15
Also published as: US20080114214A1; US20080083414A1; GB0719656D0; US20080114212A1; GB2442859A; US20140112938A1; US9402902B2; CN101161212A; GB2442859B; JP2008093439A; US20080086035A1

Abstract

Die Operationsüberwachungstechnik detektiert Operationszusammenhänge, wie beispielsweise Induktion, Intubation, Vorbereitung und Positionierung, Schneiden, Aufrechterhaltung und Nachsorge, Notfall, Erholung und/oder Therapieverabreichung, basierend auf einer Information, die von einem Patientenmonitor (112) und/oder anderer medizinischer Ausrüstung erhalten wird, die mit einem vorher bestimmten Datenmuster verglichen wird, was auf heuristischen oder statistischen Klassifikationen basieren kann. Da der Detektor (114) und/oder der Controller (116) in Verknüpfung miteinander und verschiedener Kombinationen hiervon arbeiten, können Antworten ebenfalls ausgeführt und/oder überschrieben werden.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Im Allgemeinen betreffen die erfindungsgemäßen Anordnungen die Patientenüberwachung und insbesondere die Überwachung von Patientendaten in verschiedenen Operationszusammenhängen, um Operations-Phasen und/oder Operations-Eingriffe zu erkennen und zu erfassen.
HINTERGUND DER ERFINDUNG
Während des Fortgangs eines Operationsprozesses (beispielsweise einer Lebertransplantation, einer Herzoperation, usw.) sind die Patienten zahlreichen Operations-Phasen und/oder Eingriffen als Teil der Operation ausgesetzt. Beispielsweise kann irgendeine Operationsprozedur eine oder mehrere der folgenden enthalten: i) Induktion, ii) Intubation, iii) Vorbereitung und Positionierung, iv) Schneiden oder Anlegen von Schnitten, v) Aufrechterhaltung oder Nachsorge, vi) Notfall, vii) Erholung und/oder viii) Therapie-Verabreichnung, usw.
Diese Operations-Phasen und Eingriffe sind wohl bekannt. Beispielsweise bezogen auf den allgemeinen Ausdruck, beinhaltet die Induktion die Verabreichung intravenöser und/oder inhalatorischer, anästetischer Substanzen, um einen schläfrigen oder relaxten, bzw. entspannten Zustand des Patienten zu erreichen und/oder zum Lindern von Schmerz des Patienten vor oder während der Operation. Während dieser Phase ist es nicht ungewöhnlich, beispielsweise verschiedene Pati enten-Überwachungseinrichtungen mit dem Patienten zu verbinden, um dadurch die Überwachung der Atmung, des Sauerstoffgehaltes oder Niveaus, des Blutdrucks und anderer Körperfunktionen zu ermöglichen.
Während dieser Phase kann ein Patient ebenfalls intubiert werden (beispielsweise mit einer Röhre, die in den Hals des Patienten eingeführt wird) oder er hat eine anästhetische Maske auf, die an ihm gesichert ist, um die Verabreichung von anästhetischen Substanzen zu gewährleisten.
Danach kann der Körper des Patienten für die Operation vorbereitet und positioniert werden, wonach verschiedene Schnitte an dem Patienten durchgeführt werden können, wie dies für die vorgesehene Operation geeignet oder notwendig ist.
Während der Aufrechterhaltungsphase oder Nachsorgephase der Operation kann die anästhetische Substanz überwacht und angepasst werden, je nachdem wie dies benötigt wird. In der Tat kann all dies oftmals während der gesamten Operationsprozedur erfolgen.
Während der Notfallphase kann die anästhetischen Substanz für den Patienten abgesetzt werden, wenn die Operation beendet ist. In einigen Fällen können ebenfalls Belebungssubstanzen verabreicht werden, um den Effekt von bestimmten anästhetischen Substanzen aufzuheben oder diesen entgegen zu wirken, und um die Zeit zu verringern, die der Patient benötigt, um sich davon zu erholen. In jedem Fall kann der Patient ins Bewusstsein zurückgebracht werden, wenn die Operation beendet und abgeschlossen ist.
Während der Erholungsphase wacht der Patient auf, erlangt seine Muskelstärke oder Muskelanspannung zurück, usw. und kehrt letztendlich in einen normalen, wachen Zustand zurück. Dies kann oftmals beispielsweise in einer Postanästhesie-Phase oder in der Intensivstation des Krankenhauses oder Ähnlichem auftreten.
Entweder während der Notfall- oder der Erholungsphase ist es nicht ungewöhnlich, den Patienten zu extubieren (beispielsweise die Röhre oder den Tubus aus dem Hals des Patienten zu entfernen) oder die Anästhesiemaske zu entfernen, sobald der Patient wieder in der Lage ist, unabhängig und selbstständig zu atmen.
Auf jeden Fall verlangen Patienten während dieser (oder anderer) unterschiedlicher Phasen und/oder Eingriffen der Operation oftmals eine konstante oder nahezu konstante Überwachungs- und Therapieverabreichung. Oftmals kann beispielsweise ein Einschreiten, wie eine Therapieverabreichung, die die Verabreichung eines Medikaments und/oder eine Anpassung der Beatmungseinstellung usw. mit messbaren Änderungen in den physiologischen Parametern zusammenhängen.
Auf jeden Fall wäre es während der Operation wünschenswert, automatisch die vorstehend genannten Phasen und Eingriffe zu erkennen und zu erfassen, was im Sinne der Erfindung als detektieren bezeichnet wird. Beispielsweise kann die automatische Identifikation der verschiedenen Operationsphasen oder Eingriffe zu einem ansteigenden intelligenten und dynamischen medizinischen Einrichtungsverhalten führen. Beispielsweise können viele Patientenüberwachungsalarme ausgelöst werden, sobald unterschiedliche physiologische Signale einen fest eingestellten und gewöhnlich vorherbestimmten Schwellenwert kreuzen. In der Praxis passt der Kliniker diesen Alarm selten von einem Patienten zum nächsten Patienten an und sie (die Kliniker) können diese (Signale) ebenso wenig von einer zur nächsten Phase im Verlauf der jeweiligen Operation anpassen. Der Schwellenwert, den die meisten Kliniker als normal kategorisieren würden, kann davon abhängen, in was für einem Zustand sich der Patient während der jeweiligen Operation befindet. Beispielsweise kann eine Herzfrequenz von 50 Schlägen pro Minute während der Nachsorge oder Aufrechterhaltung normal sein, aber kann im Notfall abnormal sein. Oder ein Patientenüberwachungssystem kann gleichzeitig einen Abfall des Blutdrucks und der Herzfrequenz gefolgt von jeweils einem schnellen Anstieg detektieren. Diese Information in Kombination mit der ausgeführten Zeit, wann eine bestimmte Operation begonnen wurde, könnte eine Intubation in einem bestimmten Zusammenhang erfordern. Als ein Ergebnis kann eine automatische Detektion oder ein automatisches Erkennen der Phasen während der Operation und/oder des Eingriffs den Schwellenwertalarm erlauben, um während einer gegebenen Operationsprozedur geeignet dynamisch zu sein.
Zusätzlich zu dem Schwellenwertalarm, kann beispielsweise die Änderung des Alarms von der Phase der Operation und/oder dem Eingriff profitieren und Informationen im Zusammenhang und Kontext liefern. Beispielsweise kann ein schneller Anstieg des Blutdrucks während der Intubation normal sein, aber nicht normal während der Nachsorge, wobei in letzterem Fall eine zusätzliche medizinische Aufmerksamkeit benötigt werden kann.
Darüber hinaus können die Überwachungseinstellungen, wie eine Wiederholrate für die Aufblähung der Manschette bei der Blutdruckmessung optimiert werden auf den jeweiligen operativen Zusammenhang.
Zusätzlich kann ein nicht physiologischer Faktor eine Rolle spielen. Beispielsweise können elektrische chirugische Messer ein Rauschen in von Elektroden abhängigen Signalen einbringen (beispielsweise Spannungsspitzen, Spitzenströme, usw.). Das Erkennen dieses Rauschens könnte beispielsweise in Zusammenhang mit einem wahrgenommenen Anstieg in der Herzfrequenz und/oder dem Blutdruck und/oder der verstrichenen Zeit in einer Operation den Beginn eines bestimmten operativen Eingriffs vorschlagen.
Gemäß dem Vorhergesagten, würde ein automatisches Erkennen von verschiedenen operativen Phasen und/oder operativen Eingriffen geeigneten und zufrieden stellenden Patientenüberwachungssystemen erlauben, um dadurch derartigen Systemen zu erlauben, ein geeignetes Einrichtungsverhalten und geeignete Antworten in geeigneten Zeiten und eine Verbesserung der gesamten intelligenten medizinischen Einrichtungen, eine Entscheidungsunterstützung für das System und Ähnliches zu interpretieren.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In einer Ausführungsform enthält eine Operationsüberwachungseinrichtung einen Detektor, der in elektronischer Kommunikation mit einem Patientenmonitor steht, um einen Operationskontext oder Operationszusammenhang auf der Basis von Information zu bestimmen, die von dem Monitor erhalten werden. Der Operationszusammenhang kann bestimmt werden durch Vergleichen der Information, die von dem Monitor erhalten ist, um Datenmuster vorher auf der Basis von heuristischen oder statistischen Klassifikationen zu bestimmen. Ein Controller, der in Verbindung hiermit betreibbar ist, kann eine Antwort auf der Basis des Operationszusammenhangs abrufen oder abfragen, die ebenfalls bevorzugt überschrieben werden kann, vorzugsweise per Hand oder per händischer Eingabe. Der Detektor kann ebenfalls in elektronischer Kommunikation mit anderen medizinischen Ausrüstungen betreibbar sein, wie beispielsweise einer Anästhesie-Einrichtung, einer intravenöse Pumpe und/oder eines elektronischen Aufzeichnungssystems, um den Operationszusammenhang zu bestimmen. Anwendbare Operationszusammenhänge können mindestens eine Induktion, Intubation, Vorbereitung und Positionierung, Schnitte, Aufrechterhaltung oder Nachsorge, Notfall, Erholung und/oder Therapieverwaltung enthalten.
In einer weiteren Ausführungsform enthält ein Operationsüberwachungsverfahren die Bestimmung eines Operationszusammenhangs auf der Basis von Informationen, die von einem Patientenmonitor erhalten sind, der enthält, dass die Informationen mit vorherbestimmten Mustern verglichen werden, die auf heuristischen oder statistischen Klassifikationen basiert sein können. Das Verfahren kann ferner enthalten, dass eine Antwort auf der Basis des Operationszusammenhangs abgerufen wird und/oder dass diese Antwort überschrieben wird von anderen medizinischen Ausrüstungen, wie beispielsweise einer Anästhesieeinrichtung, einer intravenöse Pumpe und/oder elektronischer Aufzeichnungssystemen. Der Operationszusammenhang kann wiederum mindestens eine der folgenden: Induktion, Intubation, Vorbereitung und Positionierung, Schnitt, Aufrechterhaltung oder Nachsorge, Notfall, Erholung und/oder Therapieverabreichung enthalten.
In einer weiteren Ausführungsform kann eine Operationsüberwachungseinrichtung einen Patientenmonitor und einen Detektor enthalten, die betreibbar sind, um den Operationszusammenhang zu bestimmen.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Operationsüberwachungsvorrichtung einen Patientenmonitor, einen Detektor, der betreibbar ist, um den Operationszusammenhang zu bestimmen, und einen Controller enthalten, der betreibbar ist, um eine Antwort abzurufen.
KUREZE BESCHREIBUNG VERSCHIEDENER ANSICHTEN DER ZEICHNUNG
Eine klare Vorstellung von den Vorteilen und Merkmalen, die die erfindungsgemäßen Anordnungen enthalten, und von verschiedenen Konstruktionen und betreibbaren Aspekten der typischen Abläufe und Mechanismen, die durch derartige Anordnungen geschaffen werden, werden deutlich durch den Bezug zu den nachfolgend dargestellten, beispielhaften, repräsentativen und nicht beschränkenden Figuren, die einen integralen Bestandteil dieser Spezifikation bilden, in der gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände in den verschiedenen Ansichten bezeichnen. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm einer Einrichtung zum Erkennen bzw. Detekieren von Operationsphasen und/oder Eingriffen;
2 ein Ablaufdiagramm, das eine Art und Weise darstellt, um einen Operationsphasen- und/oder Eingriffs-Algorithmus zu entwickeln;
3 eine Fuzzy-Logik-Einrichtung, die mit den erfindungsgemäßen Anordnungen verwendet werden kann;
4 verschiedene Alarm- und Kontrollsignale als Funktion von unterschiedlichem Verhalten in einer Operation;
5 ein Ablaufdiagramm, das eine Art und Weise darstellt, um die erfindungsgemäße Anordnungen zu implementieren;
6 ist eine graphische Darstellung eines repräsentativen Patientenmonitors, der ein automatisches Erkennen des Patientenblutdruck und der Herzfrequenz einer bestimmten Operationsphase und/oder Eingriffs darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VERSCHIEDENER BEVORZUGTER AUSFÜHRUGNSFORMEN
Bezug nehmend auf die Figuren, werden bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnungen bezogen auf eine Patientenüberwachungsvorrichtung beschrieben. Die erfindungsgemäßen Anordnungen sind diesbezüglich jedoch nicht beschränkend. Beispielsweise während verschiedene beschriebene Ausführungsformen Protokolle zum Überwachen der Patienten im Operationszusammenhang schaffen, werden hiermit andere Zusammenhänge ebenfalls betrachtet, einschließlich verschiedener anderer Benutzer-, Industrie-, radiologischen und Überwachungs-Systemen und Ähnliches.
Nachfolgend Bezug nehmend auf 1 wird eine medizinische Vorrichtung 100 dargestellt zum Erkennen oder Detektieren verschiedener Phasen oder Eingriffe eines Patien ten 110, der Objekt einer bestimmten Operationsprozedur ist oder bald sein wird. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Vorrichtung 100 folglich einen oder mehrere Patientenmonitore 112, einen Detektor 114 und/oder einen Controller 116 aufweisen, der eine separate oder eine integrierte Einheit sein kann, je nachdem was gewünscht ist.
Beispielsweise kann der Patient 110 mit dem Patientenmonitor 112 zum Überwachen, Darstellen und/oder Übermitteln der Vitalzeichen des Patienten 110 verbunden sein, wie beispielsweise seinen Blutdruck, seine Herzfrequenz, seinen Sauerstoffgehalt und/oder anderer Parameter, je nachdem wie dies gewünscht oder benötigt werden. Insbesondere kann der Patientenmonitor 112 verwendet werden, um die sich ändernden Zustände des Patienten 110 während verschiedener Operationsphasen und/oder Eingriffe zu beobachten, denen der Patient 110 ausgesetzt sein kann.
In ähnlicher Art und Weise ist der Patientenmonitor 112 bevorzugt in elektronischer Kommunikationsverbindung mit dem Detektor 114 durch Techniken, die im Stand der Technik wohlbekannt sind. Auf jeden Fall empfängt der Detektor 114 bevorzugt Daten und/oder andere Informationen von dem Patientenmonitor 112. In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Detektor 114 eine einzelne zentrale Prozessoreinheit (central processing unit: CPU), einen Speicher und/oder eine (nicht gezeigte) Benutzerschnittstelle enthalten und er kann ebenso mit anderen Einrichtungen kombiniert, integriert werden oder auf ähnliche Weise mit anderen Einrichtungen verbunden werden, wenn dies gewünscht ist. Beispielsweise können eine oder mehrere der folgenden anderen medizinischen Ausrüstungen oder Einrichtungen ebenfalls mit dem Detektor 114 verbunden und/oder verknüpft werden: eine Anästhesie-Einrichtung 120, eine intravenöse (IV) Pumpe 122 und/oder eine elektronische Aufzeichnungs-Einrichtung 118, wie beispielsweise eine Bild- und Archivierungs-Rechnereinheit (picture and archival computer system: PACS) und/oder Ähnliches.
Auf diese Art und Weise kann der Detektor 114 in elektronischer Kommunikationsverbindung mit dem Controller 116 stehen, durch Techniken, die im Stand der Technik wohlbekannt sind, einschließlich einer festen Drahtverbindung, einer drahtlosen Verbindung oder einer Kombination hiervon oder jeder anderen geeigneten Alternative. Auf jeden Fall empfängt der Controller 116 bevorzugt Daten und/oder andere Informationen von dem Detektor 114 und/oder dem Patientenmonitor 112 und/oder anderen medizinischen Einrichtungen (beispielsweise Anäethesie-Einrichtung 120, IV-Pumpe 122 und/oder elektronische Aufzeichnungs-Einrichtung 118).
In einer bevorzugten Ausführungsform überträgt der Detektor 114 Ausgabesteuersignale an den Controller 116, um eine dynamische Reaktion der medizinischen Einrichtung während verschiedener Operationsphasen und/oder Eingriffen zu ermöglichen. Der Controller 116 ist wiederum bevorzugt mit dem Patientenmonitor 112 verbunden und kann das gewünschte Darstellungs- und Alarmparameter während der Operationsprozedur steuern. Es sollte so verstanden werden, dass obwohl die Steuersignale von dem Controller 116 an den Patientenmonitor 112 gesendet werden, die Vorrichtung 100 ebenso eingerichtet sein kann, um mit jeder anderen Alarm- und/oder Benutzerschnittstelle (user interface: UI) und/oder medizinischen Einrichtungsanordnung in geeigneter Art und Weise zu agieren.
Bevorzugt kann die Vorrichtung 100, die die nachfolgend genannten Komponenten einzeln oder in Kombination aufweist: Patientenmonitor 112, Detektor 114 und/oder Controller 116, eingerichtet sein, um Operationsphasen und/oder Eingriffe mit einer grundlegenden Zuverlässigkeit zu identifizieren. Diese Zuverlässigkeit kann gesteigert werden, wenn die Vorrichtung 100 ausgedehnt wird, um beispielsweise die elektronische Aufzeichnungs-Einrichtung 120 und/oder die IV-Pumpe sowie jede andere geeignete medizinische Ausrüstung, zu enthalten.
Bevorzugt kann die elektronische Aufzeichnungs-Einrichtung 118 mit dem Detektor 114 verbunden sein, um Informationen bereitzustellen, die auf das Operationsprotokoll, die während der Operation verabreichten Namen der Medikamente, die Patientendemographien, usw. bezogen sind. Auf ähnliche Art und Weise kann die Anästhesie-Einrichtung 120 zwischen dem Patienten 110 und dem Detektor 114 verbunden sein, um Informationen, wie beispielsweise die Ventilationsauslese, die Medikamentenkonzentrationen während der Operation, usw. bereitzustellen. Die IV-Pumpe 122 kann zwischen dem Patienten 110 und dem Detektor 114 dazwischengeschaltet sein, um Informationen bereitzustellen, die auf die Infusionsrate und ähnliches bezogen sind. Es sollte ebenfalls klar sein, dass die Vorrichtung 100 Operationsphasen und/oder Eingriffe mit hundert oder nahezu hundert-prozentiger Sicherheit bei händischer Eingabe der Operationsphasen und/oder Eingriffe an den Detektor 114 und/oder den Controller 116 durch den Kliniker 124 oder eine ähnliche Person erkennen kann, um das Überschreiben einer automatischen Antwort, beispielsweise per Hand, zu erlauben.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Detektor 114 entweder ein heuristischer Klassifizierer (auf der Basis eines Expertensystems) oder ein statistischer Klassifi zierer sein. Ein heuristischer Klassifizierer imitiert Prozeduren, die von einem Experten (beispielsweise einem Anästhesist) verwendet werden, um Operationsphasen und Eingriffe zu erkennen. Beispielsweise kann ein heuristischer Klassifizierer programmierte Regeln verwenden, um lokale Merkmale mit Schwellenwerten, die von einem Experten bestimmt sind, zu vergleichen, und um zu bestimmen, ob ein Übergang von einer Phase und/oder einem Engriff in die nächste Phase aufgetreten ist. Diese programmierten Regeln können als Prozessparameter in einem (nicht gezeigten) Speicher gespeichert werden. Auf jeden Fall kann ein geeigneter heuristischer Klassifizierer verwendet werden.
Im Gegensatz zu dem vorstehend beschriebenen heuristischen Klassifizierer, der auf von Experten definierten Regeln beruht, kann der statistische Klassifizierer seine eigenen Klassifikationsregeln während einer Trainingsphase entwickeln. Der statistische Klassifizierer kann beispielsweise Techniken der multivarianten Regression, der k-nächsten Nachbar-Prozeduren, der Diskriminationsanalyse sowie neuronaler Netzwerkstechniken verwenden. Unter Verwendung der lokalen Merkmale, die aus den jeweiligen Trainingspopulationen entnommen sind, kann ein statistischer Klassifizierer beispielsweise trainiert werden, um bestimmte zugeordnete Muster in lokalen, zu diesen zugeordneten Eigenschaften mit klinischen Ereignissen von Interesse zuzuordnen. Beispielsweise kann ein statistischer Klassifizierer in diesem Zusammenhang mit Daten trainiert werden, die von bestimmten klinischen Phasen abgeleitet sind, um Muster von lokalen Merkmalen, die diesen und ausschließlich diesen bestimmten Phasen zugeordnet sind, zu identifizieren. Eine Ausgabe des statistischen Klassifizierers kann beispielsweise eine Klassifizierungsstatistik sein, die mit einem numerischen Schwellenwert verglichen wird, um eine endgültige Entscheidung herbeizuführen, beispielsweise ob oder ob nicht ein Patient in der Intubationsphase ist. Beispielsweise kann ein statistischer Klassifizierer, der eine Ausgabe erzeugt, die kleiner ist als der numerische Schwellenwert „t", die lokalen Eigenschaften oder die lokalen Merkmale als zu der Intubations-Phase gehörig klassifizieren, während eine Ausgabe erzeugt wird, die den Schwellenwert „T2 übersteigt, kann dies dazu führen, dass die lokale Merkmal als nicht in der Intubationsphase klassifiziert wird. Diese Ausgaben können dann in einem (nicht gezeigten) Speicher als Prozessparameter gespeichert werden. Auf jeden Fall können geeignete statistische Klassifizierer verwendet werden.
Um die statistischen Klassifizierer-Techniken durchzuführen, sollte eine geeignete Entwicklungsdatenbank von klinischen Daten verfügbar sein. 2 zeigt ein repräsentatives Verfahren, um die Entwicklungsdatenbank zu erhalten und die bekannten Datenmuster zu extrahieren. Mit geeigneten Einrichtungsschnittstellen können Daten in Schritt 126 (bevorzugt über Datenaufnahmesoftware) aus mindestens einer oder mehrerer Einrichtungen im Operationsbetrieb aufgenommen werden, um eine Datenbank aufzubauen, die viele Operationsfälle enthält. Wie jeweils durch die Schritte 128 und 130 dargestellt ist, kann eine derartige Datenbank beispielsweise Anfangs- und End-Zeiten für Operationsphasen und/oder Eingriffe enthalten, wie diese von einem Kliniker 124 oder ähnlichem Personal bestimmt sind, sowie andere relevante Operationsinformationen, wie beispielsweise Patientendemosgraphie, Flüssigkeiten- und Medikamentengabe, Laborwerte (labwork) und ähnliches, und andere Messungen, die während der Operation für bestimmte Operationsfälle, usw. aufgenommen wurden. Die Datenbank kann dann in die Daten aufgeteilt werden, die während jeder Operationsphase und/oder jedes Eingriffs aufgenom men wurden. Die Datenbank kann ebenfalls weiter aufgeteilt sein entsprechend einer Information, die über den Fall bekannt ist, beispielsweise der Operation, des Operationsprotokolls, der Patientendemographie, usw. Danach können in einem Schritt 132 die Schlüsselmerkmale, die jeder Operationsphase und/oder jedem Eingriff zugehören, identifiziert werden, wie beispielsweise die Verwendung von prinzipiellen Analysekomponenten. Sobald die Daten geeignet gruppiert sind, können Klassifizierungstechniken oder Ähnliches in einem Schritt 134 durchgeführt werden, um bestimmte Datenmuster in jeder Operationsphase und/oder jedem Eingriff zu identifizieren. Datenmuster können beispielsweise gemeinsame Trends, absolute Werte, Rauschcharakteristiken, die aus Vitalzeichen während der Induktion oder Nachsorge beobachtet werden, usw. enthalten. Beispielsweise kann man entdecken, dass ein Anstieg des Blutdrucks im Bereich von 5-20 mm HG innerhalb von 20 Minuten bei einer Operation immer wieder mit der Intubation zusammenfällt. Sobald die Klassifizierungstechniken gebildet sind, kann die Entwicklung den Erhalt eines gewünschten Alarmverhaltens für jede Operationsphase und/oder jeden Eingriff enthalten, wie dies in Schritt 136 dargestellt ist. Auf ähnliche Art und Weise kann das gewünschte Instrumentenverhalten, UI-Verhalten und die elektronische Dokumentation ebenfalls für jede Operationsphase und/oder jeden Eingriff erhalten werden, wie dies in den Schritten 138, 140 und 142 dargestellt ist. Danach können die Datenmuster, die aus der Entwicklungsdatenbank erhalten sind, verwendet werden, um die Performance oder Verbesserung gegenüber einer Validitäts-Datenbank zu prüfen, die während einer Echtzeitoperation akquiriert wurde, beispielsweise, wie dies in Schritt 144 dargestellt ist.
Die Datenmuster, die durch die Klassifizierungstechniken identifiziert sind, können die Entwicklung eines Expertensystems steuern, das in der Lage ist diese Muster in Echtzeit zu identifizieren. Obwohl zahlreiche Expertensysteme verwendet werden können, ist die Implementierung unter Verwendung der Fuzzy-Logik hierin beschrieben. Die Fuzzy-Logik-Systeme beruhen auf Beziehungsregeln, die in Echt-Zeit auf der Basis der eingehenden Daten evaluiert werden können. Oftmals können diese Regeln strukturiert sein als wenn/dann-Anweisungen, beispielsweise „wenn A und/oder B und/oder C, dann folgt daraus D". Die Implementierung der Detektion der der Operations-Phasen und/oder Eingriffe, die Entdeckung der statistischen Muster und/oder heuristischen Klassifikationen kann dann in Regeln übersetzt werden, beispielsweise „wenn der Blutdruck schnell ansteigt und die Operation gerade erst begonnen wurde, dann ist die Operationsphase die der Induktion". In dieser Anweisung oder Feststellung sind die Ausdrücke schnell ansteigen" und „gerade begonnen" fuzzy, das bedeutet es gibt einen Wertebereich, den man als „schnell ansteigend" oder „gerade begonnen" klassifizieren könnte, im Gegensatz zu einem festen Wert. Die Ergebnisse aus den statistischen und/oder heutristischen Techniken können verwendet werden, um geeignete Bereiche für jeden dieser Fuzzy-Ausdrücke zu definieren. Demzufolge kann die Fuzzy-Logik gut für das Erkennen von Operationsphasen und/oder Eingriffen geeignet sein, wie unterschiedliche Patientenfälle dazu tendieren einheitlich zu sein, beispielsweise kann die Rate bei der der Blutdruck während der Intubation ansteigt von Patient zu Patent variieren. Folglich erlaubt die Fuzzy-Logik eine Fall-zu-Fall-Analyse und Variabilität.
Mit einem aufgestellten Satz von Regeln können die Eingabemerkmale in eine Fuzzy-Logik-System definiert werden. Beispielsweise, wenn die Regeln Anweisungen oder Feststellungen enthalten über die Änderungen des Blutdrucks und der Zeit bei der Operation, dann kann ein derartiges Fuzzy-Logik-System mit Blutdruckentwicklungen und Operationszeiten bereitgestellt werden, um diese Regeln auszuführen. Diese Merkmale können die Signalverarbeitung definieren, die durchgeführt werden kann bevor die akquirierten Daten an das Fuzzy-Logik-System weitergeleitet werden. Die Signale können bearbeitet werden, um Merkmale zu schaffen, wie beispielsweise Datenentwicklungen, Rausch-Inhalt, integrierte Informaitonen, usw.
Die Signalbearbeitung, die von der Interpretation der Fuzzy-Logik gefolgt ist, kann verwendet werden, um den Übergang von einer Operationsphase und/oder einem Eingriff in die bzw. den nächste (n) zu identifizieren. Um dies auszuführen, könnte das Fuzzy-Logik-System die gegenwärtige Phase in Betracht ziehen, Regeln ausführen auf der Basis der eingehenden Daten und bestimmen, ob oder ob nicht die Daten eine nächste Phase anzeigen und oder einen nächsten Eingriff, wie dies in 3 dargestellt ist. Wenn entsprechend der Expertenregeln die Daten charakteristisch für die nächste Phase und/oder den nächsten Eingriff sind, dann kann die Vorrichtung 100 dahin gehend identifiziert werden, dass diese einen Übergangspunkt identifiziert hat. Andernfalls kann die Vorrichtung 100a annehmen, dass die Operationsphase und/oder der Eingriff sich nicht geändert haben.
Solange die Operationsphasen und/oder Eingriffe dazu tendieren allgemein konsistenten Zeitabläufen zu folgen, beispielsweise Induktion vor der Aufrechterhaltung, usw., können Algorithmen bevorzugt als statische Systeme modelliert werden, wodurch verschiedenen Zustände, die unterschiedliche Operationsphasen und/oder Eingriffe und Übergänge darstellen, durch die Ausgabe der Fuzzy-Logik gesteuert werden. In 4 beispielsweise können betroffene Merkmale, wie beispielsweise eine mögliche mittlere Blutdruckschwellenwert-Alarmgrenze, mögliche Benutzer-Schnittstellen-Layouts und mögliche nichtinvasive Blutdruck-Zykluszeiten für jede Operationsphase und/oder jeden Eingriff in Betracht gezogen werden. Darüber hinaus können Modelle von Vielfachübergängen in einem (nicht gezeigten) Speicher gespeichert werde, wobei jedes zu einem bestimmten Operationstyp, Protokoll, Patientendemographie, usw. gehört.
Alternative Modelle für die Bestimmung der Phasen und/oder Eingriffe enthalten neuronale Netzwerke und Versteckte Markov-Modell-(hidden Markov model: HMM)-Techniken. Wegen der bekannten Operationszustandsübergänge und vorgeschlagenen beobachtbaren Charakteristiken der verschiedenen Operationsphasen und/oder Eingriffe, kann die HMM-Technik besonders gut geeignet sein.
5 stellt ein Beispiel eines Ablaufdiagramms dar, das eine mögliche Echtzeit-Implementierung einer Detektions-Vorrichtung 100 der Operationsphasen und/oder Eingriffe während einer bestimmten Operationsphase repräsentiert. Wenn eine Eingabe des Klinikers nicht möglich ist, kann die Vorrichtung 100 in Schritt 146 Daten von dem Patientenmonitor 112 akquirieren, wie beispielsweise Blutdruck, Herzfrequenz, Sauerstoffniveau, usw. Für die verbesserte Zuverlässigkeit kann es ebenfalls wünschenswert sein, in den jeweiligen Schritten 148, 150 und 152 Daten einer Anästhesie-Einrichtung 120, einer IV-Pumpe 122 und einer elektronischen Auszeichnungs-Einrichtung 118 zu akquirieren. Danach können physiologische Signale in den jeweiligen Schritten 154 und 156 bearbeitet werden, um das Rauschen und/oder berechnete Schlüsselmerkmale zu entfernen. Diese physiologischen Signale können ebenso in einem Schritt 158 klassifiziert werden durch Vergleichen der Beziehungen und/oder Trends mit bekannten Datenmustern. Auf der Basis von verfügbaren Eingaben kann eine Bestimmung gemacht werden im Vertrauen zu der Operationsklassifizierung in Schritt 160.
Wenn in Schritt 162 bestimmt ist, dass die Operationsphase und/oder der Eingriff der gleiche ist, wie der vorher detektierte, dann kann der Detektionsprozess wiederholt werden, wie dies in Schritt 164 gezeigt ist. Wenn die Operationsphase und/oder Eingriff verschieden ist von der vorher detektierten Phase und/oder dem vorher detektierten Eingriff, kann in Schritt 166 eine Bestimmung durchgeführt werden, ob die Zuverlässigkeit oberhalb eines vorher definierten Schwellenwertes liegt. Wenn dies so ist, kann die neu bestimmte Operationsphase und/oder der Eingriff in Schritt 168 als die vorherige Phase und/oder der Eingriff gespeichert werden. In gegebener Zeit kann das System 100 einen klinisch gewünschten Alarm, ein Instrument und/oder ein UI-Verhalten jeweils in den Schritten 170, 172 und 174 ausführen und eine klinisch gewünschte elektronische Dokumentation in Schritt 176, falls dies gewünscht ist, ausführen, dann den Prozess in einem Schritt 178 wiederholen.
Wenn die Zuverlässigkeit, die in Schritt 166 erhalten ist, nicht oberhalb eines vorher bestimmten Schwellenwertes liegt, kann der Kliniker die detektierte Phase und/oder den Eingriff in Schritt 180 beenden. Wenn der Kliniker nicht mit der detektierten Phase und/oder dem Eingriff in Schritt 182 übereinstimmt, kann der Prozess beispielsweise in Schritt 164 wiederholt werden. Alternativ, wenn der Kliniker mit der detektierten Phase und/oder dem Eingriff in Schritt 182 übereinstimmt, dann kann der Prozess zu den Schritten 168-178 zurückkehren.
Ebenso, wenn der Kliniker die Operationsphase und/oder den Eingriff bestimmen kann, dann können die Schritte 168-178 ausgeführt werden, insbesondere zu der Zeit, zu der dies bestimmt wurde, dass die Eingabe des Klinikers verfügbar ist.
Die Identifikation der Operationsphasen und/oder Eingriffe kann ebenfalls auf dem Patientenmonitor 112 (siehe 1) dargestellt werden. Ein Beispiel einer automatisierten Detektion der Operationsphasen und/oder Eingriffe ist in 6 für ein frühes Stadium der Operation gezeigt. Hier kann ein Anfangsfall des systolischen Drucks, des mittleren arteriellen Drucks (mean arterial pressure: MAP), des diastoischen Drucks und der Herzfrequenzgefolgt von einem Anstieg in jedem dieser, anzeigen, dass eine Intubation der Induktion folgt.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Interpretation von Patientendaten im Sinne eines vorgegebenen Operationskontexts, bzw. Zusammenhangs. Dies stellt eine Möglichkeit dar, den Patientenalarm und die Entscheidung des Unterstützungssystems zu verbessern, sowie eine automatisierte, standardisierte und/oder ausgeführte elektronische Auszeichnungsmöglichkeit. Zusätzlich kann ein optimiertes Überwachungsprotokoll ebenfall in dem individuellen Kontext auftreten.
Es sollte deutliche geworden sein, dass diese Spezifikation die dargestellten, beispielhaften, repräsentativen und nicht beschränkenden Ausführungsformen der erfin dungsgemäßen Anordnungen beschreibt. Demzufolge ist der Schutzumfang der erfindungsgemäßen Anordnungen nicht auf irgendeine dieser Ausführungsformen beschränkt. Im Gegenteil, verschiedene Einzelheiten und Merkmale dieser Ausführungsformen werden offenbart, wenn dies verlangt ist. Folglich können viele Änderungen und Modifikationen -wie für den Fachmann offensichtlich- innerhalb des Schutzumfangs der erfindungsgemäßßen Anordnungen liegen, ohne von dem Geist und dem Schutzumfang hiervon abzuweichen, und die erfindungsgemäßen Anordnungen sind folglich eingeschlossen. Demzufolge werden die folgenden Ansprüche definiert, um die Öffentlichkeit von dem Geist und dem Umfang den erfindungsgemäßen Anordnungen in Kenntnis zu setzen.
Die Operationsüberwachungstechnik detektiert Operationszusammenhänge, wie beispielsweise Induktion, Intubation, Vorbereitung und Positionierung, Schneiden, Aufrechterhaltung und Nachsorge, Notfall, Erholung und/oder Therapie-Verabreichung, basierend auf einer Information, die von einem Patientenmonitor 112 und/oder anderer medizinischer Ausrüstung erhalten wird, die mit einem vorher bestimmten Datenmuster verglichen werden, was auf heuristischen oder statistischen Klassifikationen basieren kann. Da der Detektor 114 und/oder der Controller 116 in Verknüpfung miteinander und verschiedener Kombinationen hiervon arbeiten, können Antworten ebenfalls ausgeführt und/oder überschrieben werden.

100: Vorrichtung
110: Patient
112: Patientenmonitor
114: Detektor
116: Controller
118: elektronische Aufzeichnungs-Einrichtung
120: Anästhesie-Einrichtung
122: IV-Pumpe
124: Kliniker oder Überschreiben
126-114: Schritte
146-182: Schritte

Claims

Operationsüberwachungsvorrichtung, die aufweist: einen Detektor (114), der in elektronischer Kommunikation mit einem Patientenmonitor (112) betreibbar ist, um mindestens eine oder mehrere Operationsphasen, Operationseingriffe oder beide auf der Basis von, zumindest in Teilen, einer Information automatisch zu bestimmen, die von dem Monitor (112) empfangen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin der Detektor (114) betreibbar ist, um die Operationsphase, den Operationseingriff oder beide auf der Basis von, zumindest in Teilen, eines oder mehrerer Vergleiche der Information mit einem oder mehreren vorherbestimmten Datenmuster zu bestimmen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, worin die Datenmuster auf der Basis, zumindest in Teilen, einer oder mehrerer einer heuristischen oder einer statistischen Klassifikation erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin ein Controller (116) betreibbar ist, um mindestens eine oder mehrere Antworten auf der Basis, zumindest in Teilen, auf der Operationsphase, dem Operationseingriff oder beiden erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 4, worin die Antwort überschrieben werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 5, worin die Antwort per Hand überschrieben werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin der Detektor (114) in elektronischer Kommunikationsverbindung mit anderer medizinischer Ausrüstung betreibbar ist, um die Operationsphase, den Operationseingriff oder beide auf der Basis, zumindest in Teilen, der Information, die von der medizinischen Ausrüstung erhalten ist, zu bestimmen.
Vorrichtung nach Anspruch 7, worin die andere medizinische Ausrüstung aus der Gruppe ausgewählt wird, die mindestens eine oder mehrere der nachfolgend aufgeführten enthält: Anäsethesie-Einrichtung (120), intravenöse Pumpe (122) und elektronische Aufzeichnungs-Einrichtung (118).
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin mindestens eine der Operationsphasen, der Operationseingriffe oder beider aus der Gruppe ausgewählt wird, die die mindestens eine oder mehrere der Induktion, der Intubation, der Vorbereitung und Positionierung, des Schnittes, der Aufrechterhaltung, des Notfalls, der Erholung und der Therapieverabreichung enthält.
Operationsüberwachungsvorrichtung, die aufweist: einen Patientenmonitor (112), einen Detektor (114), der betreibbar ist in elektronsicher Kommunikationsverbindung mit dem Monitor (112), um automatisch mindestens eine oder mehrere der Operationsphase, des Operationseingriffs oder beider auf der Basis von, zu mindest in Teilen, Information, die von dem Monitor (112) erhalten ist, zu bestimmen; und einen Controller (116), der betreibbar ist, um mindesten eine oder mehrere der Antworten auf der Basis von, zumindest in Teilen, der Operationsphase, des Operationseingriffs oder beider auszuführen.