DE60125326T2

DE60125326T2 - Pulsoximeter

Info

Publication number: DE60125326T2
Application number: DE60125326T
Authority: DE
Inventors: Börje Rantala; Erno Muuranto; Markku Spoof; Matti Huiku
Original assignee: GE Healthcare Finland Oy
Current assignee: GE Healthcare Finland Oy
Priority date: 2001-05-03
Filing date: 2001-05-03
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2021-05-04
Also published as: US20020198442A1; EP1254628A1; EP1254628B1; ATE348566T1; DE60125326D1; US6963767B2

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Vorrichtungen, die für die nichtinvasive Bestimmung des Betrags wenigstens einer lichtabsorbierenden Substanz in einem Probanden verwendet werden. Üblicherweise sind diese Vorrichtungen Impulsoximeter, die zur Messung der Blutoxygenisation eines Patienten verwendet werden. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Detektion des Nebensignaleffekts in diesen Vorrichtungen und auf solche Vorrichtungen, die mit Mitteln zum Detektieren des Nebensignaleffekts versehen sind. Ferner bezieht sich die Erfindung auf solche Vorrichtungen, die mit Mitteln zum Entfernen des Nebensignaleffekts versehen sind. Wie im Folgenden diskutiert wird, bezieht sich der Nebensignaleffekt hier auf einen direkten elektrischen Nebensignaleffekt, der innerhalb eines einzelnen Messkanals auftritt.
Hintergrund der Erfindung
Die Impulsoximetrie ist derzeit der Pflegestandard für die ununterbrochene Überwachung der arteriellen Sauerstoffsättigung (SpO₂). Impulsoximeter liefern z. B. momentane In-vivo-Messungen der arteriellen Oxygenisation und dadurch z. B. eine Frühwarnung vor der arteriellen Hypoxie.
Ein Impulsoximeter umfasst eine computergestützte Messeinheit und eine Sonde, die an dem Patienten, üblicherweise an seinem Finger oder Ohrläppchen, befestigt wird. Die Sonde enthält eine Lichtquelle zum Senden eines optischen Signals durch das Gewebe und einen Photodetektor zum Empfangen des Signals nach Durchgang durch das Gewebe. Anhand der gesendeten und empfangenen Signale kann die Lichtabsorption durch das Gewebe bestimmt werden. Während jedes Herzzyklus ändert sich die Lichtabsorption durch das Gewebe zyklisch. Während der diastolischen Phase wird durch venöses Blut, Gewebe, Knochen und Pigmente Absorption verursacht, während es während der systolischen Phase eine Zunahme der Absorption gibt, die durch den Zufluss arteriellen Bluts in das Gewebe verursacht wird. Impulsoximeter konzentrieren die Messung durch Bestimmung der Differenz zwischen der Spitzenabsorption während der systolischen Phase und der konstanten Absorption während der diastolischen Phase auf diesen arteriellen Blutanteil. Somit beruht die Impulsoximetrie auf der Annahme, dass die pulsierende Komponente der Absorption lediglich eine Folge von arteriellem Blut ist.
Die Lichtdurchlässigkeit durch eine ideal absorbierende Probe ist wie folgt Iaus = Ieine–εDC (1)durch die bekannte Lambert-Beer-Gleichung bestimmt, wo I_ein die in die Probe eintretende Lichtintensität, I_aus die von der Probe empfangene Lichtintensität, D die Weglänge durch die Probe, ε der Extinktionskoeffizient des Analyten in der Probe bei einer spezifischen Wellenlänge und C die Konzentration des Analyten sind. Wenn I_ein, D und ε bekannt sind und I_aus gemessen wird, kann die Konzentration C berechnet werden.
Um in der Impulsoximetrie zwischen den zwei Hämoglobinsorten, Oxyhämoglobin (HbO₂) und Desoxyhämoglobin (RHb), zu unterscheiden, muss die Absorption bei zwei verschiedenen Wellenlängen gemessen werden, d. h., die Sonde enthält zwei verschiedene Lichtemitterdioden (LEDs). Die allgemein verwendeten Wellenlängenwerte sind 660 nm (rot) und 940 nm (infrarot), da die zwei Hämoglobinsorten bei diesen Wellenlängen wesentlich verschiedene Absorptionswerte haben. Jede LED wird nacheinander mit einer Frequenz leuchten gelassen, die üblicherweise mehrere hundert Hz beträgt.
Die Genauigkeit eines Impulsoximeters wird von mehreren Faktoren beeinflusst. Dies wird im Folgenden kurz diskutiert.
Zunächst absorbieren die Dyshämoglobine, die nicht am Sauerstofftransport teilnehmen, d. h. Methämoglobin (MetHb) und Carboxyhämoglobin (CoHb), bei den in der Messung verwendeten Wellenlängen Licht. Impulsoximeter sind so aufgebaut, dass sie die Sauerstoffsättigung unter der Annahme messen, dass die Blutzusammensetzung des Patienten dieselbe wie die eines gesunden Nichtrauchers ist. Somit kann ein Impulsoximeter fehlerhafte Daten anzeigen, falls diese Hämoglobinsorten in höheren Konzentrationen als normal vorhanden sind.
Zweitens können intravenöse Farbstoffe, die für Diagnosezwecke verwendet werden, eine beträchtliche Abweichung der Impulsoximeterablesungen verursachen. Da die Leber das Blut effizient reinigt, hält die Wirkung dieser Farbstoffe allerdings nicht lange an.
Drittens können in der Praxis Beschichtungen wie etwa Nagellack die Genauigkeit eines Impulsoximeters beeinträchtigen, obgleich die von ihnen verursachte Absorption konstant, nicht pulsierend, ist und somit theoretisch keine Wirkung auf die Genauigkeit haben sollte.
Viertens kann das optische Signal sowohl durch Rauschen als auch durch Bewegungsartefakte verschlechtert werden. Eine Rauschquelle ist das von dem Photodetektor empfangene Umgebungslicht. Es sind viele Lösungen erdacht worden mit dem Ziel, die Wirkung der Bewegung des Patienten auf das Signal zu minimieren oder zu entfernen, wobei die Fähigkeit eines Impulsoximeters, in Anwesenheit von Patientenbewegung richtig zu funktionieren, von der Konstruktion des Impulsoximeters abhängt. Eine Möglichkeit, den Bewegungsartefakt aufzuheben, ist die Verwendung einer zusätzlichen Wellenlänge für diesen Zweck.
Ein weiterer Faktor, der die Genauigkeit eines Impulsoximeters beeinflusst, ist der direkte elektrische Nebensignaleffekt zwischen der Schaltungsanordnung, die die LEDs antreibt, und der Schaltungsanordnung, die das Signal von dem Photodetektor empfängt. Wegen des Nebensignaleffekts können sich nicht optische Signalkomponenten dem empfangenen Signal überlagern und somit fehlerhafte Sauerstoffsättigungsablesungen verursachen. Bei herkömmlichen Impulsoximetern, die breite Impulse verwenden, besteht dieses Problem nicht, während es mit dem momentanen Trend zu niedrigerem Energieverbrauch aufgetaucht ist, der z. B. für batteriebetriebene Oximeter wesentlich ist. Ein niedrigerer Energieverbrauch verlangt schmalere Impulse zum Antreiben der LEDs, wobei die schmaleren Impulse anfällig für den Nebensignaleffekt sind. Falls das Gewebe des Patienten dicker als normal ist, wodurch das von dem Photodetektor empfangene Signal schwächer als normal ist, wird das Problem weiter verschärft.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Lösung zu schaffen, mit der es möglich ist zu entscheiden, ob ein Nebensignaleffekt vorhanden ist und ob er in den Sauerstoffsättigungsmessungen fehlerhafte Ergebnisse verursacht. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der die Messung in der Weise ausgeführt werden kann, dass der Nebensignaleffekt, selbst wenn er stark ist, keine fehlerhaften Ablesungen verursacht.
Zusammenfassung der Erfindung
In Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung werden diese und weitere Aufgaben der Erfindung durch die Schaffung eines Impulsoximeters mit Mitteln, um in Verbindung mit jeder Messung die Anwesenheit des Nebensignaleffekts zu detektieren, gelöst. Wie oben erwähnt wurde, bezieht sich der Begriff "Nebensignaleffekt" in diesem Kontext auf den elektrischen Intrakanal-Nebensignaleffekt, d. h. auf die direkte kapazitive, induktive oder konduktive (resistive) Kopplung von Energie aus der Schaltungsanordnung, die die LEDs antreibt, in die Schaltungsanordnung, die das Signal von dem Photodetektor empfängt.
In seiner Grundausführungsform umfasst das Impulsoximeter der Erfindung Mittel zum Detektieren der Anwesenheit des Nebensignaleffekts. Somit wird der Benutzer in der Grundausführungsform der. Erfindung nur vor der Anwesenheit des Nebensignaleffekts gewarnt, wobei der Nebensignaleffekt nicht, wenigstens nicht automatisch, in dem Impulsoximeter entfernt wird. Dies ergibt sich aus der Tatsache, dass das Wesen des Nebensignaleffekts derart sein kann, dass ein automatisches Entfernen nicht möglich ist, während eher eine Benutzeraktion erforderlich ist, um den Betrag des Nebensignaleffekts zu verringern. Darüber hinaus kann das Detektieren des Nebensignaleffekts für Zwecke, die sich nicht direkt auf die Verringerung des Nebensignaleffekts beziehen, wie etwa für das Detektieren einer fehlerhaften Sonde oder für die Bestimmung, ob der Kabeltyp für die Messung geeignet ist, verwendet werden.
Dagegen wird der Detektionsprozess in einer bevorzugten Ausführungsform immer dann, wenn dies möglich ist, zum Entfernen der Wirkung des Nebensignaleffekts auf die Messergebnisse verwendet. Mit anderen Worten, in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Nebensignaleffekt zunächst detektiert und daraufhin entfernt. Wie im Folgenden diskutiert wird, kann das Entfernen auf viele Arten realisiert werden. Allerdings kann der Nebensignaleffekt in einigen Fällen so schwer sein, dass keine richtigen Ergebnisse erhalten werden können, wobei der Benutzer vor dieser Situation gewarnt wird.
Außerdem kann sich das Impulsoximeter automatisch selbst rekonfigurieren oder den Benutzer anweisen, die Messanordnung zu rekonfigurieren, z. B. die Art des verwendeten Kabels zu ändern, um den Betrag des Nebensignaleffekts zu verringern.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen mit Bezug auf die folgende ausführliche Beschreibung und auf die beigefügte Zeichnung hervor.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Im Folgenden werden die Erfindung und ihre bevorzugten Ausführungsformen eingehender anhand der Beispiele beschrieben, die in den 1 bis 10 in der beigefügten Zeichnung gezeigt sind, in der:
1 den Mechanismus der Nebensignaleffekterzeugung in einem Standardimpulsoximeter veranschaulicht,
2a bis 2c veranschaulichen, wie ein Nebensignaleffekt in Oximetersignalen erscheint,
3 ein Impulsoximeter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt,
4 das Prinzip der Nebensignaleffektdetektion in der Ausführungsform aus 3 veranschaulicht,
5 ein Ablaufplan ist, der den Betrieb der Steuereinheit in Verbindung mit der Blutoxygenisationsmessung zeigt,
6 eine zum Detektieren eines resistiven Nebensignaleffekts bestimmte Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht,
7a bis 7c die Detektion eines resistiven Nebensignaleffekts in der Ausführungsform aus 6 veranschaulichen,
8a ein weiteres Verfahren zum Detektieren eines resistiven Nebensignaleffekts veranschaulicht,
8b die Ermittlung der Nebensignaleffektkomponente in dem Verfahren aus 8a veranschaulicht,
9 und 10 zwei weitere Verfahren zum Detektieren eines resistiven Nebensig naleffekts veranschaulichen, und
11 ein Impulsoximeter gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
1 veranschaulicht den Mechanismus der Nebensignaleffekterzeugung in einem Standardimpulsoximeter. Licht von zwei LEDs 10a und 10b, die jeweils bei einer jeweiligen Wellenlänge arbeiten, geht in das Patientengewebe wie etwa in einen Finger 11. Das durch das Gewebe fortgepflanzte oder von dem Gewebe reflektierte Licht wird von einem Photodetektor 12 empfangen, der das empfangene optische Signal in ein elektrisches Signal wandelt und es einer Verstärkerstufe 13 zuführt. Das verstärkte Signal wird daraufhin an eine Steuereinheit (in der Figur nicht gezeigt) geliefert, die die Verarbeitung des empfangenen Signals ausführt. Ferner steuert die Steuereinheit den LED-Treiber 15, um die LEDs abwechselnd zu aktivieren. Wie oben erwähnt wurde, wird üblicherweise jede LED mehrere hundert Mal in einer Sekunde leuchten gelassen. Der Nebensignaleffekt bezieht sich hier auf die unerwünschte kapazitive, induktive oder konduktive (resistive) Kopplung von Impulsenergie von dem LED-Treiber 15 auf die Schaltungsanordnung 40, die das Signal von dem Photodetektor empfängt. Somit ist das von der Steuereinheit empfangene Signal eine Kombination des tatsächlichen Detektorsignals, von Rauschen und des Nebensignaleffekts von dem LED-Treiber. Die Eigenschaften des Nebensignaleffekts hängen von verschiedenen Punkten, die sich auf den Übertragungsweg zwischen der Sonde und der Vorrichtung beziehen, wie etwa von den Eigenschaften des Kabels 20 und der verwendeten Verbinder und von dem Sondenaufbau ab. Somit ist der Nebensignaleffekt auf nicht vorhersagbare Weise veränderlich.
Der Nebensignaleffekt stellt einen unteren Grenzwert für die akzeptable Signalebene ein, da er häufig größer als das Rauschen und synchron zum Betrieb des LED-Treibers ist. Normalerweise ist er dem Wesen nach kapazitiv und am größten bei Signalabschnitten mit der höchsten Anstiegsgeschwindigkeit, d. h. auf den Signalflanken. Wie in den 2a und 2b gezeigt ist, erscheint ein kapazitiver/induktiver Nebensignaleffekt üblicherweise als ein Überschwingen oder Nachschwingen an den Vorderflanken der Impulse, die die LEDs antreiben. Auf den Hinterflanken ist ein ähnliches Unterschwingen zu sehen. Die Dauer des Überschwingens, das häufig exponentiell abfällt, ist veränderlich und hängt hauptsächlich von der Verkabelungskapazität zwischen der Elektronik und der Sonde ab. In einigen Verkabelungskonfigurationen kann der Nebensignaleffekt als Nachschwingen auf allen Signalflanken erscheinen.
Eine weitere Art des Nebensignaleffekts ist der resistive Nebensignaleffekt, der durch einen Leckwiderstand verursacht wird, der die Impulsenergie mit der Empfangsschaltungsanordnung verbindet. Insbesondere dann, wenn das Oximeterkabel 20 aus zwei Teilen, üblicherweise einem längeren Fernkabel und einem kürzeren Sondenkabel, besteht, verursachen Feuchtigkeit und Schmutz in den Verbindern einen solchen Widerstand und somit einen resistiven Nebensignaleffekt. Wie in 2c gezeigt ist, verursacht der (durch den Buchstaben R bezeichnete) resistive Nebensignaleffekt eher Amplitudenänderungen als eine Impulsdeformation. Üblicherweise hängt das Vorzeichen des durch einen resistiven Nebensignaleffekt verursachten Fehlers (d. h. das Vorzeichen der Komponente R) von der Polarität der Antriebsimpulse ab. Ein resistiver Nebensignaleffekt kann somit die Gleichstromebene des Rotsignals erhöhen und die Gleichstromebene des Infrarotsignals verringern oder umgekehrt, was wiederum einen Fehler in der Messung verursacht.
3 ist ein Blockschaltplan einer Ausführungsform eines Impulsoximeters gemäß der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform beruht auf einem herkömmlichen Impulsoximeter, bei dem eine synchrone Detektion verwendet wird. Die Steuereinheit 14 aktiviert durch Steuern des LED-Treibers 15 abwechselnd die LEDs. Das von der Sonde 10 (d. h. von dem Photodetektor) empfangene Signal wird an eine Verstärkerstufe 30 geliefert, die üblicherweise mehrere aufeinander folgende Verstärker wie etwa einen Vorverstärker (der eine Vorverstärkung ausführt), einen wechselstromgekoppelten Verstärker (der durch Gleichstromlicht verursachte Störung filtert) und einen steuerbaren Verstärker (der das Signal auf eine für die nachfolgende Analog/Digital-Wandlung geeignete Ebene verstärkt) enthält. Nach der Verstärkerstufe stellt ein durch die Steuereinheit gesteuerter Analogschalter 31 sicher, dass das Signal zwischen aufeinander folgenden Impulsen null gesetzt wird. Danach ist der Empfangszweig in zwei Zweige geteilt: in den IR-Zweig für das Infrarotsignal und in den R-Zweig für das Rotsignal. Jedem Zweig geht ein (in der Figur nicht gezeigter) Analogschalter voran, der durch die Steuereinheit so gesteuert wird, dass die Impulse mit ihrem jeweiligen Zweig (die R-Impulse mit dem R-Zweig und die IR-Impulse mit dem IR-Zweig) verbunden werden. Daraufhin nimmt eine Abtasteinheit (32, 33) in jedem Zweig Abtastungen der durch den Zweig empfangenen Impulse vor. Die Steuereinheit steuert die R-Abtasteinheit so, dass sie die R-Impulse abtastet, und steuert die IR-Abtasteinheit so, dass sie die IR-Impulse abtastet. Üblicherweise enthalten die Abtasteinheiten einen Abtastschalter und einen Kondensator, der auf die in dem Abtastmoment aktuelle Impulsspannung geladen wird. Daraufhin werden die abgetasteten Signale an einen A/D-Wandler 34 geliefert, der sie für die Steuereinheit in ein digitalisiertes Format wandelt.
Um die Anwesenheit eines kapazitiven/induktiven Nebensignaleffekts zu detektieren, wird die oben beschriebene bekannte Impulsoximeterstruktur so geändert, dass die Steuereinheit 14 die Impulse vor der tatsächlichen Messung der Blutoxygenisation untersucht. Dies wird dadurch realisiert, dass für die Steuereinheit Zeitsteuerungsmittel bereitgestellt werden, um die Zeitgebung der Abtastung, d. h. den Abtastmoment in Bezug auf die Impulsflanken, anzupassen. Wie in 4 gezeigt ist, tastet die Steuereinheit zuerst das Signal mit mehreren Verzögerungen D1 ... Dn von der Forderflanke der empfangenen Impulse (R oder IR oder beide) ab und speichert die abgetasteten Werte in ihrem Speicher. Die Steuereinheit kann daraufhin unter Verwendung der gespeicherten Daten vor der tatsächlichen Messung die Art und den Betrag des Nebensignaleffekts bestimmen. Basierend auf dieser Analyse kann die Steuereinheit ferner entscheiden, ob das Entfernen des Nebensignaleffekts möglich ist. Zum Beispiel kann das Impulsoximeter zunächst die Verzögerung D1 verwenden und die Impulswerte beim Abtastmoment T1 für eine bestimmte Periode wie etwa für eine Sekunde speichern (d. h., über diese Periode wird eine Abtastung pro Impuls vorgenommen). Daraufhin stellt die Steuereinheit die Verzögerung auf D2 ein, wobei die Impulswerte beim Abtastmoment T2 für eine Periode mit der gleichen Zeitdauer gespeichert werden. Nachdem mehrere Mengen von Abtastungen erhalten wurden, wobei eine einzelne Menge i (i = 1, 2, ...) der Verzögerung Di entspricht, hat die Steuereinheit ein deutliches Bild des Betrags und der Wellenform des Nebensignaleffekts.
Um die Anwesenheit des Nebensignaleffekts zu bestimmen, kann in der Steuereinheit eine vorgegebene Vorschrift gespeichert sein. Um ein Beispiel zu geben, entscheidet die Steuereinheit, dass ein Nebensignaleffekt vorhanden ist, falls die Differenz zwischen der höchsten und der niedrigsten Abtastung größer oder gleich einem bestimmten Grenzwert ist. Ferner können bestimmte Vorschriften gespeichert sein, um zu bewerten, ob der Nebensignaleffekt entfernt werden kann. Diese Vorschriften können z. B. von der verwendeten Impulsbreite abhängen.
5 veranschaulicht den Betrieb einer Ausführungsform des Impulsoximeters der vorliegenden Erfindung. Wie oben diskutiert wurde, untersucht das Impulsoximeter zunächst die Impulse auf einen Nebensignaleffekt, um zu bestimmen, ob ein Nebensignaleffekt vorhanden ist (Schritte 51 und 52). Falls es detektiert, dass in dem Detektorsignal kein Nebensignaleffekt vorhanden ist, führt es eine normale Messung aus, d. h., bestimmt es die Blutoxygenisation auf normale Weise (Schritt 53). Falls dagegen ein Nebensignaleffekt vorhanden ist, bewertet das Impulsoximeter, ob er entfernt werden kann (Schritt 54). Falls es detektiert, dass der Nebensignaleffekt so schwer ist, dass er nicht entfernt werden kann, wird eine Warnung an den Benutzer gegeben. Allerdings kann der Nebensignaleffekt in einem typischen Fall entfernt werden, wobei das Impulsoximeter die Messung in diesem Fall so ausführt, dass der Nebensignaleffekt keine Wirkung auf das Ergebnis der Messung hat (Schritt 55). Wie im Folgenden diskutiert wird, kann dies auf verschiedene Weise realisiert werden. Falls das Impulsoximeter detektiert, dass der Nebensignaleffekt entfernt werden kann, kann es außerdem ein internes Warnsignal erzeugen, das daraufhin verwendet wird, um den Schritt 55 zu beginnen.
Im Folgenden werden die Verfahren diskutiert, die zum Detektieren eines resistiven Nebensignaleffekts verwendet werden. Wie oben erwähnt wurde, verursacht der resistive Nebensignaleffekt eher Amplitudenänderungen als eine Impulsdeformation. Somit beruhen die Verfahren zum Detektieren des resistiven Nebensignaleffekts nicht auf der Untersuchung der Impulsform. 6 veranschaulicht die Auswirkung einer nassen Sonde in Verbindung mit einer üblichen Detektorschaltungsanordnung. Der Nebensignaleffekt trägt mit der Verstärkung R₂/(R_{Nebensignaleffekt} + R₁) die Spannung bei, die die Sende-LEDs zu dem Detektorsignal antreibt. Wie im Folgenden gezeigt wird, verursacht dies einen Fehler in dem Detektorwechselstromsignal. Infolgedessen kann das Impulsoximeter im Vergleich zu der richtigen Sauerstoffsättigung des Patienten höhere oder niedrigere oder gleiche Sättigungsablesungen zeigen. Am höchsten ist das Patientenrisiko für fehlerhaft hohe SpO₂-Ablesungen, die sich z. B. aus einer positiven Nebensignaleffektkomponente in dem roten Gleichstrom und aus einer negativen Nebensignaleffektkomponente in dem i-roten Gleichstrom ergeben können.
Das erste Verfahren zum Detektieren des Nebensignaleffekts durch einen Leckwi derstand ist die Verwendung einer LED-Antriebsspannung weit unter dem LED-Durchlassspannungs-Grenzwert (üblicherweise 1 bis 3 Volt), der zum Leuchten der LED notwendig ist. Da in diesem Fall kein optisches Signal durchgelassen wird, ist irgendein empfangenes Detektorsignal eine Folge eines Lecks (d. h. eines resistiven Nebensignaleffekts). Somit wird der Nebensignaleffekt in diesem Fall dadurch analysiert, dass eine LED mit einer Spannung angetrieben wird, die unter dem Durchlassspannungs-Grenzwert der LED liegt, und das resultierende Detektorsignal gemessen wird. Um Echtzeitinformationen über den Nebensignaleffekt zu erhalten, ohne die SpO₂-Messung zu beeinflussen, kann der Nebensignaleffekt-Detektionsimpuls, wie in den 7a bis 7c gezeigt ist, zu dem IR- und R-Impulszug addiert werden, der die LEDs antreibt. 7a veranschaulicht den Antriebsimpulszug, bei dem der Impuls 70 nach jedem IR- und R-Impuls addiert wird. 7b zeigt die entsprechende Detektorspannung, wenn kein Nebensignaleffekt vorhanden ist, und 7c zeigt die entsprechende Detektorspannung, wenn ein Nebensignaleffekt vorhanden ist, wobei der Nebensignaleffektimpuls mit dem Bezugszeichen 71 bezeichnet ist. Wie zu sehen ist, veranlasst die Nebensignaleffektkomponente, dass in den detektieren Amplituden der R- und IR-Impulse ein Missverhältnis erscheint, da ein negativer Antriebsimpuls (IR) veranlasst, dass an dem Detektor ein positiver Impuls, aber eine negative Nebensignaleffektkomponente erscheint. Wenn die Impulsspannungen auf der Emitter- und auf der Detektorseite bekannt sind, kann die Nebensignaleffektkomponente in den R- und IR-Impulsen mathematisch gemäß den folgenden Gleichungen entfernt werden:
wobei das Vorzeichen von V_IR,Emitter negativ ist, wenn die tatsächlichen Werte in die Gleichungen eingesetzt werden.
Somit erfordert dieses Verfahren anstelle des in Impulsoximetern üblicherweise verwendeten Konstantstromtreibers einen Konstantspannungstreiber. Wie in 6 gezeigt ist, ist die Sendeseite des Impulsoximeters (die Emitterseite) somit vorzugsweise sowohl mit einem Konstantspannungstreiber 15a als auch mit einem Konstantstromtreiber 15b versehen. Die Steuereinheit wählt durch Steuern des Schalters SW, der einen der Treiber mit der Schaltung verbindet, die Spannungs- oder die Strombetriebsart aus. Außerdem ist es möglich und häufig praktisch, die LED-Antriebsspannung in der Konstantstromtreiberbetriebsart zu messen und den gemessenen Spannungswert daraufhin zu verwenden, um den Nebensignaleffekt zu kompensieren, wodurch keine Spannungstreiberbetriebsart notwendig ist.
Das zweite Verfahren zum Detektieren eines resistiven Nebensignaleffekts ist das Ändern der Amplitude der Antriebsstromimpulse gemäß einem vorgegebenen Muster, vorzugsweise linear, wie in 8a gezeigt ist. Dies veranlasst, dass sich das Detektorgleichstromsignal ebenfalls linear ändert. Obgleich die optische Komponente und die Nebensignaleffektkomponente des Detektorsignals nicht voneinander getrennt werden können, kann die Summe dieser Komponenten (d. h. das gemessene Detektorsignal) auf den Strom null extrapoliert werden, bei dem kein optisches Signal vorhanden ist, und dadurch die Detektorgleichstromebene wegen des Nebensignaleffekts liefern. Dieser Punkt ist in 8b durch den Buchstaben P bezeichnet. Falls kein Nebensignaleffekt vorhanden ist, sollte die Extrapolationslinie durch den Ursprung gehen. Falls die extrapolierte Gleichstromebene einen vorgegebenen Wert übersteigt, entscheidet das Impulsoximeter, dass ein Nebensignaleffekt vorhanden ist.
Falls der LED-Treiber die Stromanpassung unterstützt, sind keine Hardware-Änderungen notwendig, wobei das Verfahren zu vorhandenen Impulsoximetern durch Ändern ihrer Steuer-Software hinzugefügt werden kann.
Das dritte Verfahren zum Detektieren eines resistiven Nebensignaleffekts ist das Modulieren der Wechselstromkomponente der Antriebsstromimpulse, wie es in 9 gezeigt ist (die nur die R-Impulse zeigt). Somit wiederholt sich in diesem Fall eine Amplitudenänderung in dem Impulszug (jeder zweite Impuls derselben Art hat im Wesentlichen dieselbe Stromebene). Da das emittierte Licht proportional zu dem Strom ist, der durch die LEDs geht, sollte das emittierte Licht dasselbe Verhältnis Wechselstrom zu Gleichstrom wie der Impulszug haben. Falls kein Nebensignaleffekt erscheint, sollte dieses Verhältnis auf der Detektorseite dasselbe sein.
Falls ein Nebensignaleffekt vorhanden ist, ändert sich das Verhältnis Wechselstrom zu Gleichstrom auf der Detektorseite, da die Modulation des LED-Stroms die Spannung über die LED nur wenig ändert. Dies führt zu einer Verringerung des Verhältnisses Wechselstrom zu Gleichstrom, da die Spannung über die LED mit einer nahezu konstanten Amplitude von der LED-Seite zu der Detektorseite geführt wird. Somit nimmt die Gleichspannung gemäß der Polarität des Nebensignaleffekts zu oder ab, wenn ein Nebensignaleffekt vorhanden ist, während die Wechselspannungskomponente nahezu ungeändert bleibt.
Dieses Verfahren wird hauptsächlich nur zum Detektieren eines resistiven Nebensignaleffekts verwendet. Falls die Änderung des Verhältnisses Wechselstrom zu Gleichstrom einen bestimmten Grenzwert übersteigt, entscheidet das Impulsoximeter, dass ein Nebensignaleffekt vorhanden ist. Die Modulationsfrequenz der Wechselstromkomponente sollte von der Frequenz des physiologischen Signals (d. h. von der von dem Patienten ausgehenden pulsierenden Komponente), das die Impulse moduliert, deutlich abweichen.
Das vierte Verfahren beruht auf der Tatsache, dass der Nebensignaleffekt die gemessenen SpO₂-Werte ändert. Da der Betrag des Nebensignaleffekts unbekannt ist, bevor er auf irgendeine Weise detektiert wird, kann der Nebensignaleffekt basierend auf einer einzelnen SpO₂-Ablesung nicht detektiert werden. Allerdings ändert sich dann, wenn sich das Gleichstromlicht auf der LED-Seite ändert, die Spannung über die LEDs ebenfalls etwas. Die Änderung des Gleichstromlichts sollte das (bekannte) Modulationsverhältnis R = [(AC_R)/(DC_R)/(AC_IR/DC_IR)] nicht beeinflussen, es sei denn, dass ein Nebensignaleffekt vorhanden ist. Falls die Änderung in R einen bestimmten Grenzwert übersteigt, entscheidet das Impulsoximeter, dass ein Nebensignaleffekt vorhanden ist.
Das obige erste Verfahren des Detektierens eines resistiven Nebensignaleffekts bietet eine Echtzeitmessung, da die Detektionsimpulse 70 zu der Impulsfolge addiert werden, die die LEDs antreibt, während das zweite, das dritte und das vierte Verfahren vor der tatsächlichen SpO₂-Messung eine vorherige Nebensignaleffektmessung erfordern. Die der tatsächlichen Messung vorausgehende Nebensignaleffektmessung dauert üblicherweise höchstens wenige Sekunden. Andererseits erfordern das zweite, das dritte und das vierte Verfahren keine Hardware-Änderungen in dem Impulsoximeter, sondern nur Änderungen in der Steuer-Software der Steuereinheit, um zu ermöglichen, dass der Antriebsstrom gemäß dem jeweiligen Verfahren gesteuert wird. Das erste Verfahren ist das zum Entfernen des Nebensignaleffekts am besten geeignete, da die Hardware unter Berücksichtigung des Entfernens des Nebensignaleffekts konstruiert werden kann. Das zweite, das dritte und das vierte Verfahren sind wiederum hauptsächlich für die Nebensignal effektdetektion, da die Hardware vorhandener Impulsoximeter in der Praxis nicht für die obigen Verfahren konstruiert ist. Somit ist das erste Verfahren das bevorzugte, falls eines der obigen Verfahren in ein neues Impulsoximetermodell eingeführt werden soll.
10 veranschaulicht ein weiteres Verfahren zum Detektieren eines Nebensignaleffekts durch einen Leckwiderstand, wobei das Verfahren in dem Sinn, dass eine LED angetrieben wird, ohne dass ein optisches Signal durchgelassen wird, analog zu dem oben beschriebenen ersten Verfahren ist. In diesem Verfahren wird einer der Drähte einer LED aktiviert, um eine Spannung anzutreiben, und ein zweiter in einem schwebenden Zustand gehalten, um nicht zu veranlassen, dass Strom durch die LED geht. Dies kann z. B. dadurch ausgeführt werden, dass gleichzeitig, wenn der Spannungsimpuls geliefert wird, ein Schalter SW1 getrennt wird, der sich an einem Punkt entlang des anderen Drahts befindet. Da kein optisches Signal durchgelassen wird, kann irgendeine wesentliche Änderung in dem Detektorsignal als Nebensignaleffekt interpretiert werden. Ähnlich den 7a bis 7c können die Nebensignaleffekt-Detektionsimpulse CP in dem Impulszug sein, der die LEDs antreibt, um Echtzeitinformationen über den Nebensignaleffekt zu erhalten, ohne die SpO₂-Messung zu beeinflussen. Daraufhin wird der Schalter für die Dauer der Impulse getrennt, um zu detektieren, ob ein Nebensignaleffekt vorhanden ist. Da die Realisierung dieses Verfahrens erfordert, dass in die gegenwärtigen Impulsoximeter ein steuerbarer Schalter (SW1) eingebaut wird, erfordert das Verfahren sowohl Hardware- als auch Software-Änderungen.
11 veranschaulicht ein Impulsoximeter gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform beruht auf einer schnellen A/D-Wandlung. Das von dem Photodetektor empfangene und in einer Verstärkerstufe 100 verstärkte Signal wird von einem schnellen A/D-Wandler 101 direkt gelesen. Der resultierende digitalisierte Datenstrom wird an die Steuereinheit geliefert. Die Abtastrate des Wandlers ist üblicherweise etwa 50 Kilo-Abtastungen/s (was somit zu etwa 100 Abtastungen pro Impuls führt), was ermöglicht, dass in der Steuereinheit ein genauer Schätzwert der Impulsform gespeichert wird. Somit ist die Ausführungsform, die auf der schnellen A/D-Umwandlung basiert, besonders geeignet für die Detektion und für das Entfernen eines kapazitiven/induktives Nebensignaleffekts und zum Analysieren des Typs des Nebensignaleffekts, obgleich sie zum Detektieren und Entfernen von resistivem Nebensignaleffekt ebenfalls geeignet ist.
Wie oben diskutiert wurde, wird das von dem Photodetektor empfangene Signal gemäß der vorliegenden Erfindung analysiert, um zu detektieren, ob ein Nebensignaleffekt vorhanden ist. Daraufhin wird die Blutoxygenisationsmessung durchgeführt, sodass der Nebensignaleffekt zumindest immer dann, wenn es möglich ist, keine Wirkung auf das Ergebnis der Messung hat.
Um nebensignaleffektfreie Ergebnisse zu erhalten, kann der detektierte Nebensignaleffekt durch die Steuereinheit mathematisch entfernt werden. Dies betrifft insbesondere Impulse, bei denen das Überschwingen exponentiell (kapazitiver Nebensignaleffekt), aber klein ist. Somit umfasst der Schritt 55 aus 5 in diesem Fall zwei Phasen: (1) Messen der Blutoxygenisation auf normale Weise und (2) mathematisches Entfernen des Nebensignaleffekts aus dem digitalisierten Signal. Zum Detektieren der Anwesenheit des Nebensignaleffekts und um ihn zu entfernen, können verschiedene Vorschriften verwendet werden.
Zweitens kann der Nebensignaleffekt dadurch entfernt werden, dass Messungen derart ausgeführt werden, dass der Nebensignaleffekt keine Wirkung auf die Werte der Abtastungen hat. Mit anderen Worten, der Abtastmoment kann so gewählt werden, dass das Überschwingen abgeklungen ist. Dies trifft insbesondere auf das Nachschwingen (kapazitiv-induktiver Nebensignaleffekt) zu. Bei Bedarf kann die Impulsbreite erhöht werden, um zu ermöglichen, dass das Überschwingen abfällt. Somit steuert die Steuereinheit in diesem Fall die Zeitgebung der Abtasteinheiten (32, 33) und verbreitert möglicherweise außerdem die Impulse in der Weise, dass der Nebensignaleffekt in dem Abtastmoment nicht vorhanden ist.
Drittens können die obigen Verfahren des Entfernens kombiniert werden. Falls die Impulse z. B. sehr schmal sind und der Nebensignaleffekt mathematisch nicht entfernt werden kann, können die Impulse nur in dem Umfang verbreitert werden, der notwendig ist, um das mathematische Entfernen zu ermöglichen.
Außerdem kann die Detektion des Nebensignaleffekts für andere Zwecke als für das direkte und automatische Entfernen des Nebensignaleffekts ausgeführt werden. Zum Beispiel kann die detektierte Impulsform verwendet werden, um die Art des verwendeten Kabels und/oder der verwendeten Sonde zu detektieren und den Benutzer vor einer falschen Art zu warnen. Alternativ kann der Benutzer vor einer fehlerhaften oder verschmutzten Sonde gewarnt werden, falls ein übermäßiger kapazitiver oder resistiver Nebensignaleffekt detektiert wird. Eine fehlerhafte Sonde zeigt sich üblicherweise in der Impulsform, während sich eine verschmutzte Sonde in übermäßigem resistiven Nebensignaleffekt zeigt. Außerdem kann das Impulsoximeter die Verstärkerschaltungsanordnung in Reaktion auf den detektierten Nebensignaleffekt automatisch in der Weise anpassen, dass der Nebensignaleffekt minimiert wird. Falls das Impulsoximeter einen übermäßigen Nebensignaleffekt detektiert, kann es verschiedene Verstärkerkonfigurationen ausprobieren, um diejenige zu ermitteln, die den Nebensignaleffekt optimal minimiert. Falls das Impulsoximeter detektiert, dass der übermäßige Nebensignaleffekt eine Folge einer bestimmten Kabelart wie etwa eines Koaxialkabels ist, kann es die Verstärkerschaltungsanordnung so einstellen, dass sie für ein solches Kabel besser geeignet ist. Diese Möglichkeit ist in den 3 und 11 durch die Pfeile A veranschaulicht. Anstelle der Rekonfiguration der Verstärkerschaltungsanordnung oder zusätzlich zu ihr kann das Impulsoximeter die Abschirmung des verwendeten Koaxialkabels erden.
Die Erfindung und ein erfindungsgemäßes Impulsoximeter unterscheiden sich von Lösungen des Standes der Technik. Das erfindungsgemäße Impulsoximeter soll den Nebensignaleffekt detektieren und möglicherweise entfernen, der innerhalb eines einzelnen Messkanals auftritt. Als ein Beispiel soll das in dem US-Patent 4.942.877 beschriebene Impulsoximeter den "optischen Nebensignaleffekt", d. h. den Nebensignaleffekt, den die Emitter (LEDs) des Impulsoximeters verursachen, entfernen.
Obgleich die Erfindung oben anhand der in der beigefügten Zeichnung gezeigten Beispiele beschrieben wurde, ist die Erfindung offensichtlich nicht auf diese beschränkt, sondern kann von dem Fachmann auf dem Gebiet geändert werden, ohne von dem in seinem umfassendsten Aspekt in Anspruch 1 definierten Umfang der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel kann das Impulsoximeter mit mehr als zwei Wellenlängen versehen sein. Darüber hinaus kann das Verfahren ebenfalls in. anderen Vorrichtungen als Impulsoximetern verwendet werden, wobei die Vorrichtungen andere Substanzen auf ähnliche Weise, d. h. nicht invasiv durch Bestrahlen des Patienten, messen. Ein Beispiel einer solchen Messung ist die Bestimmung des Glukosebetrags in dem Gewebe eines Patienten.

Claims

Verfahren zum Detektieren der Gültigkeit von Messumständen in Verbindung mit einer Übenwachungsvorrichtung, vorgesehen zur Bestimmung des Betrags mindestens einer lichtabsorbierenden Substanz in einem Probanden, die Überwachungsvorrichtung umfassend – Emitter (10a, 10b) zur Emittierung einer Strahlung bei mindestens zwei Wellenlängen, – Treibermittel (15) zur Aktivierung der Emitter, und – einen Detektor (12) zum Empfangen der Strahlung bei den Wellenlängen und zum Erzeugen eines elektrischen Signals in Reaktion auf die Strahlung, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst – Antreiben eines Emitters (10a) durch ein Treibersignal, das vorgegebene Eigenschaften aufweist, – synchrones Abtasten von Impulsen des elektrischen Signals mit dem Treibersignal, – Verschieben der Abtastmomente, so dass Abtastungen der Impulse an verschiedenen Punkten zur Ermittlung der Wellenform der Impulse erhalten werden, – Analysieren der Abtastungen, um zu detektieren, ob eine Nebensignaleffektkomponente einer der folgenden Arten vorliegt: direkt kapazitiv, induktiv oder konduktiv, die durch elektrische Energie verursacht werden, die direkt von dem Treibersignal gekoppelt wird, und – Ergreifen vorgegebener Maßnahmen, wenn die Nebensignaleffektkomponente in dem Analyseschritt detektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Analyseschritt mindestens eine der folgenden Analysen umfasst: Deformationen der Impulse, Amplitudenänderungen der Impulse.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtastschritt-durch einen synchronen Detektor durchgeführt wird, der eine Abtastung pro Impuls des elektrischen Signals vornimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtastschritt von einem A/D-Wandler durchgeführt wird, der mehrere Abtastungen pro Impuls des elektrischen Signals vornimmt.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Ergreifens der vorgegebenen Maßnahmen das Erzeugen eines Messsignals umfasst, das die Nebensignalkomponente im Wesentlichen nicht enthält.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Erzeugungsschritt das mathematische Entfernen der Nebensignaleffektkomponente umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Erzeugungsschritt umfasst – Anpassen der Abtastmomente basierend auf den Abtastungen, um der Nebensignaleffektkomponente das Entweichen aus dem elektrischen Signal zu ermöglichen, und – Erzeugen des Messsignals durch Abtasten des elektrischen Signals an den angepassten Abtastmomenten.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Erzeugungsschritt umfasst – Anpassen der Impulsbreite des Treibersignals und – Erzeugen des Messsignals durch Abtasten des elektrischen Signals, das aus dem Treibersignal mit den angepassten Impulsbreiten resultiert.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Erzeugungsschritt das Ändern der Konfiguration einer Verstärkerstufe durch Verstärken des elektrischen Signals umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Erzeugungsschritt das Erden der Abschirmung eines Kabels umfasst, das das elektrische Signal enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Analyseschritt das Bestimmen der Art des Nebensignaleffekts umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Ergreifens der vorgegebenen Maßnahmen das Erzeugen einer Warnung vor bevorstehenden Messfehlern umfasst, wenn das elektrische Signal vorgegebene Kriterien erfüllt.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass – das Treibersignal Spannungsimpulse umfasst, deren Amplitude nicht ausreicht, um den mindestens einen Emitter zu aktivieren, und – der Erzeugungsschritt des Erstellens der Warnung umfasst, wenn die Amplitude des elektrischen Signals während der Spannungsimpulse einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Treibersignal Stromimpuls mit verschiedenen Amplituden umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner folgende Schritte umfasst – Speichern der Werte des elektrischen Signals, die den verschiedenen Amplituden entsprechen und – Schätzen des Wertes des elektrischen Signals, der der Nullamplitude entspricht, wobei die Warnung erzeugt wird, wenn der geschätzte Wert einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner den Schritt des Modulierens der Wechselstromkomponente der Stromimpulse umfasst, wobei die Warnung erzeugt wird, wenn das Verhältnis Wechselstrom zu Gleichstrom des elektrischen Ausgabesignals wesentlich von dem des Treibersignals abweicht.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner den Schritt des Änderns der Gleichstromebene des Treibersignals umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass – das Treibersignal Spannungsimpulse umfasst, deren Amplitude nicht ausreicht, um den mindestens einen Emitter zu aktivieren, und – der Treiberschritt umfasst das Verhindern, dass der Strom während des Impulses durch den mindestens einen Emitter fließt, wodurch verhindert wird, dass der Emitter Strahlung erzeugt, wobei die Warnung erzeugt wird, wenn die Amplitude des elektrischen Signals während des Impulses einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag der mindestens einen lichtabsorbierenden Substanz in dem Blut eines Probenden bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnung an die Vorrichtung selbst gegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnung an einen Benutzer der Vorrichtung gegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsvorrichtung ein Impulsoximeter ist.
Vorrichtung für nicht invasives Bestimmen des Betrags mindestens einer lichtabsorbierenden Substanz in einem Probanden, die Vorrichtung umfassend – Emitter (10a, 10b) zur Emittierung einer Strahlung bei mindestens zwei verschiedenen Wellenlängen, – Treibermittel (15) zur Aktivierung der Emitter, – einen Detektor (12) zum Empfangen der Strahlung bei den Wellenlängen und Erzeugen eines elektrischen Signals in Reaktion auf die Strahlung, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ferner umfasst – Abtastmittel (32, 33) zum Abtasten der Impulse des elektrischen Signals derart, dass die Abtastmomente verschoben werden und die Abtastungen der Impulse an verschiedenen Punkten zur Bestimmung der Wellenform der Impulse ermittelt werden, wobei ein abgetastetes Signal ermittelt wird, – Signalverarbeitungsmittel (34) zur Ermittlung des Betrags durch Verarbeitung des abgetasteten Signals und – Erkennungsmittel für Nebensignaleffekte (14) zur Analyse, ob eine Nebensignaleffektkomponente einer der folgenden Arten in dem elektrischen Signal vorliegt: direkt kapazitive Komponente, induktive Komponente oder konduktive Komponente, die durch elektrische Energie verursacht werden, die direkt von dem Treibermittel an das elektrische Signal gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner Entfernungsmittel für Nebensignaleffekte zur Erzeugung eines Messsignals umfasst, das im Wesentlichen keine Nebensignaleffektkomponente enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass – die Abtastmittel einen synchronen Detektor umfassen, der eingerichtet ist, eine Abtastung pro Impuls des elektrischen Signals zu nehmen, und – die Entfernungsmittel für Nebensignaleffekte eingerichtet sind, die Abtastmomente derart anzupassen, dass die Abtastungen an Impulspunkten ermittelt werden, an denen die Nebensignaleffektkomponente im Wesentlichen vernachlässigbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass – die Abtastmittel umfassen einen A/D-Wandler, der mehrere Abtastungen pro Impuls des elektrischen Signals vornimmt, und – Detektiermittel für Nebensignaleffekte und Eliminiermittel für Nebensignaleffekte werden in das Signalverarbeitungsmittel eingeführt.
Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel umfassen – einen Stromtreiber, der eingerichtet ist, die Stromimpulse zur Aktivierung der Emitter auszugeben, und – einen Spannungstreiber, der eingerichtet ist, die Spannungsimpulse auszugeben, deren Amplitude nicht ausreicht, um die Emitter zu aktivieren.
Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass – die Antriebsmittel eingerichtet sind, (1) die Spannung an eine Zuführung eines Emitters bereitzustellen und (2) gleichzeitig den Strom daran zu hindern, durch den Emitter zu fließen, wodurch der Emitter daran gehindert wird, Strahlung zu erzeugen.
Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Treibermittel eingerichtet sind, eine andere Zuführung des Emitters zu trennen, wodurch der Strom am Fließen gehindert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine nicht invasive Überwachungsvorrichtung ist, vorzugsweise ein Impulsoximeter.