DE69330487T2

DE69330487T2 - Druck-Datenüberwachungsgerät für Patienten-Überwachungssystem

Info

Publication number: DE69330487T2
Application number: DE69330487T
Authority: DE
Inventors: Robert R. Addiss; Kenneth Fuchs; Bernd Rosenfeldt
Original assignee: Siemens Medical Systems Inc
Current assignee: Draeger Medical Systems Inc
Priority date: 1992-12-11
Filing date: 1993-12-09
Publication date: 2002-04-25
Anticipated expiration: 2013-12-10
Also published as: EP0603666A3; EP0603666B1; US5566676A; DE69330487D1; DK0603666T3; ATE203383T1; EP0603666A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft medizinische Systeme und insbesondere Patientenüberwachungssysteme, die medizinische Daten zu einem Patienten sammeln, speichern und darstellen.

Stand der Technik

In Krankenhäusern und anderen Einrichtungen der Gesundheitsfürsorge müssen häufig viele medizinische Daten eines Patienten fortlaufend gesammelt und analysiert werden. Diese Daten können umfassen Elektrokardiogrammsignale, die Körpertemperatur, den Blutdruck, die Atmung, den Puls und andere beobachtete Körperparameter.
Bekannte Überwachungssysteme auf diesem Gebiet fallen normalerweise in eine von zwei allgemeinen Kategorien, nämlich in Multifunktionssysteme zum Überwachen, Aufzeichnen und Darstellen, die sämtliche gewünschte Daten sammeln und verarbeiten, aber sperrig und schwer zu transportieren sind, und kleine tragbare Systeme, die leicht zu transportieren sind, aber weniger Datentypen sammeln und verarbeiten und eine begrenzte Speicherfähigkeit aufweisen. Der Patient wird zuerst (beispielsweise in einem Ambulanz- oder Notfallraum) an ein einfaches tragbares Überwachungssystem angeschlossen, um eine begrenzte Anzahl medizinischer Merkmale zu beobachten, z. B., das EKG oder den nichtinvasiven Blutdruck. Wird der Patient in Einrichtungen mit höherer Versorgungsstufe verlegt (z. B., auf eine Intensivstation oder in einen Operationssaal), so sollen die einfachen Überwachungssysteme erweitert und weitere Parameter beobachtet werden. Normalerweise erfolgt dies dadurch, dass man das einfache Überwachungssystem vom Patienten löst und ihn an ein Überwachungssystem mit umfassenderen Möglichkeiten anschließt. Ein Beispiel für ein derartiges tragbares System ist in EP 0212278 (Policastro) offenbart.
Das fortlaufende Datenaufnehmen und -darstellen ist in Notfällen am dringendsten. Das Krankenhauspersonal will zusätzliche Parameter überwachen, die Auswahl der dargestellten Parameter verändern, oder Verlaufsdaten in der Vorgeschichte des Patienten auffinden. Gleichzeitig kann es nötig sein, den Patienten in eine andere Versorgungseinheit zu verlegen. Bei einem Notfall kann die Schnelligkeit, mit der ein Patient aus einem Bett in einen Operationssaal oder eine Intensivstation verlegt wird, die Überlebenschancen des Patienten wesentlich beeinflussen. Das Krankenhauspersonal muss in der Lage sein, dem Patientenüberwachungssystem rasch Funktionen zuzufügen und/oder den Patienten schnell in leistungsfähigere Versorgungseinheiten zu verlegen.
Zwei Hauptgesichtspunkte beim Entwurf von Überwachungssystemen sind das schnelle und einfache Umkonfigurieren des Systems. Ganz besonders unerwünscht ist dabei, vor einem Transport oder vor dem Ausführen kritischer Abläufe Sensoren an einen Patienten anzuschließen oder sie abzunehmen. Die US-Patente 4,715,385 und 4,895,385 (Cudahy et al.) beschreiben ein Überwachungssystem, das eine feststehende Anzeigeeinheit und eine tragbare Anzeigeeinheit enthält. Ein digitales Erfassungs- und Verarbeitungsmodul (DAPM, DAPM = Digital Acquisition and Processing Module) empfängt Daten von am Patienten befestigten Sensoren und liefert die Daten entweder an die feststehende oder die tragbare Anzeigeeinheit oder an beide. Das DAPM bleibt während des Patiententransports am Patienten befestigt, so dass man vor dem Transport keine invasiven Vorrichtung vom Patienten abnehmen muss, die nach dem Transport wieder angeschlossen werden müssen. Das DAPM befindet sich normalerweise in einer dezentralen Anzeigeeinheit, die nahe am Patientenbett angeordnet ist. Eine elektrische Verbindung mit der dezentralen Anzeigeeinheit wird beim Einsetzen des DAPM in die dezentrale Anzeigeeinheit hergestellt. Zum Anordnen des DAPM in der dezentralen Überwachungseinheit stehen ausreichend lange Kabel, die bis zur Bettanzeige reichen, zwischen den Sensoren und dem DAPM zur Verfügung.
Damit man das DAPM in die Bettanzeige einsetzen kann, sind die Leitungen, die die analogen Datensignale vom Patienten zum DAPM übertragen, so lang, dass sie vom Patienten zur Bettanzeige reichen. Aufgrund dieser langen Kabel können die Analogsignale beispielsweise aufgrund von Hochfrequenzstörungen (RFI, RFI Radio Frequency Interference) aus äußeren Quellen durch Rauschen beeinträchtigt werden.
Weiterhin weist das digitale Erfassungs- und Verarbeitungsmodul des Systems von Cudahy et al. eine feste Parameterkonfiguration auf. Ändern sich die Anforderungen an die Parameter, weil sich der Zustand des Patienten ändert, so muss man das digitale Erfassungs- und Verarbeitungsmodul abtrennen und ein anderes Modul anschließen, das die neuen Parameter enthält, die überwacht werden müssen. Dieser Vorgang kostet durch den Neuanschluss der Sensoren und Kabel zwischen dem Patienten und dem Modul nicht nur Zeit, sondern er zerstört auch Daten, da beim Abtrennen des ersten Verarbeitungsmoduls darin erfasste Daten verloren gehen. Zudem ist das Verarbeitungsmodul von Cudahy et al. sperrig und nur schwer nahe am Patienten anzuordnen. Weiterhin erfordert das Verarbeitungsmodul von Cudahy et al. eine umfangreiche Verkabelung zu den unterschiedlichen Patientensensoren. Dies vergrößert die Kompliziertheit und die Einrichtezeit des Systems weiter und erschwert es, den Patienten zu behandeln.
Neben den Zeitverzögerungen, die auftreten können, wenn man der Überwachungsanordnung neue Sensoren zufügt, lassen herkömmliche Systeme vor allem bei der Kabelhandhabung einiges zu wünschen übrig. Mit der wachsenden Zahl von am Patienten angebrachten Sensoren vergrößert sich die Anzahl der Kabel zwischen dem Patienten und der Überwachungsvorrichtung. Dieses Kabelbündel erschwert die Bewegung im Umkreis des Patientenbetts. Datenerfassungsmodule oder Kassetten zum Aufnehmen von Blutdruckdaten aus invasiven Sensoren (die beispielsweise mit einem Katheter verwendet werden) weisen zusätzlich Nachteile auf. Jeder Druckmesswandler ist mit dem Patienten über einen Schlauch verbunden, der Fluid überträgt, und der Messwandler ist mit einem Elektrokabel mit der Überwachungsvorrichtung verbunden. Bevorzugt ordnet man die Messwandler in der Höhe des Patientenherzens an, um im linken und rechten Vorhof den Druck korrekt zu messen. Ändert sich die Lage des Patienten, so muss die Höhe der Messwandler dem Patientenherzen folgen, damit die Messgenauigkeit erhalten bleibt.
Eine Lösung des Messwandler-Anordnungsproblems ist im europäischen Patent EP 0466272 (von den Berg) offenbart. Dieses Patent beschreibt eine Verbindungsbox, die so eingerichtet ist, dass sie an der Außenseite vier Druckmesswandler aufnehmen - kann. Die Kabel eines jeden Messwandlers laufen in die Verbindungsbox. Aus der Verbindungsbox kommt ein einziges Kabel mit einem Mehrfachsteckverbinder (Mehrfachstecker) heraus, das mit der Überwachungsvorrichtung verbunden wird. Eine Klemme ermöglicht es, die Höhe der Messwandler einzustellen.
Eine weitere Schwierigkeit bei der Druckdaten-Erfassungsvorrichtung stellt die Anordnung der Kalibriersteuerung für die Blutdruck-Messwandler dar. Bei den meisten derzeit verfügbaren Systemen sind die Steuerungen in den Überwachungsvorrichtungen angeordnet, d. h. entfernt von den Messwandlern. Zum Kalibrieren der Messwandler in herkömmlichen Systemen muss die Bedienperson die Messwandler dem atmosphärischen Druck aussetzen. Anschließend muss die Bedienperson um die Kabel herum zur Überwachungsvorrichtung laufen und die darauf angezeigten Druckwerte auf Null setzen. Dann muss die Bedienperson um die Kabel herum zurück zu den Messwandlern gehen und sie gegen die Atmosphäre abschließen. Diese Vorgänge erfordern viel Zeit. Zum Lösen dieses Problems ist in einigen Systemen eine mit der Überwachungsvorrichtung verbundene Fußpedalsteuerung enthalten, mit der die Bedienperson ein Druck-Null-Signal an die Überwachungsvorrichtung senden kann, während sie am Patientenbett arbeitet.
Ein ähnliches Problem tritt beim Messen des Pulmonalarterien-Verschlussdrucks auf. Zum Messen des Verschlussdrucks führt man einen Katheter in die Pulmonalarterie ein, der an seiner Spitze einen kleinen aufblasbaren Ballon trägt. Man bläst den Ballon auf, und das strömende Blut schwemmt den Katheter in die Pulmonalarterien, die er verschließt. Damit wird der Blutfluss unterbrochen. Der Druck zwischen dem Ballon und dem linken Vorhof (über die Pulmonarkapillaren und die Pulmonarvene) fällt ab und stellt sich auf den Druck des linken Vorhofs ein. Normalerweise befinden sich die Steuerungen für den Beginn der Verschlussdruckmessung an der Überwachung. Zum Einleiten der Messung muss die Bedienperson den Ballonkatheter in den Patienten einführen und den Ballon aufblasen. Anschließend muss die Bedienperson um die Kabel herum zur Überwachung laufen und den Schalter für den Verschlussbeginn betätigen.
Ein weiteres Merkmal herkömmlicher Datenerfassungsvorrichtungen besteht darin, dass sie keine selbständig arbeitenden Geräte sind. Ein Beispiel ist das SirecustTM-Kassettensystem, das von Siemens Medical Equipment hergestellt wird. Bei diesem System werden medizinische Patientendaten von einer oder mehreren Multiparameterkassetten gesammelt. Zum Darstellen der Daten setzt man die Kassetten in eine SIREMTM-Modulbox ein. Die großen Abmessungen der Modulbox erlauben es nicht, die Box am oder über dem Bett anzuordnen. Man muss sie daher meist neben dem Bett anordnen. Dort kann sie dem Krankenhauspersonal im Weg sein, das den Patienten pflegt. Wie beschrieben ist nicht nur die Lage der Box störend, sondern die zahlreichen Kabel zwischen der Kassette und dem Patienten stören auch die Bewegung des Krankenhauspersonals. Das Merlin-System von Hewlett-Packard und die TRAM-Systeme von Marquette sind ähnlich aufgebaut. Auch bei ihnen muss man eine Kassette in eine Modulbox einsetzen, um Daten auf der Überwachung am Bett darzustellen. Das Patent von Cudahy weist eine ähnliche Einschränkung auf. Zum Darstellen der Daten, die ein DAPM gesammelt hat, muss man es in eine feste Anzeige (am Bett) einsetzen.
Zudem ist keines dieser Geräte eine selbständig arbeitende Vorrichtung.
Man wünscht eine weitergehende Vereinfachung, um die zahlreichen Kabel und Schläuche zu verringern, die den Patienten umgeben. Erwünscht ist auch eine vereinfachte Steuerung zum Bedienen der Druckdatenerfassungs-Messwandler.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Erfindungsgemäß wird eine Datenerfassungsvorrichtung zum Gebrauch mit einem Patientenüberwachungssystem bereitgestellt, wobei das Patientenüberwachungssystem eine Signalverarbeitungs- und Anzeigevorrichtung enthält und mehrere mit einem Patienten verbundene Druckmesswandler, und die Messwandler mehrere Blutdrucksignale des Patienten erzeugen, und die Datenerfassungsvorrichtung umfasst:
ein erstes Gehäuse, das von einem zweiten Gehäuse, das die Signalverarbeitungs- und Anzeigevorrichtung enthält, entfernt und unabhängig plaziert werden kann, wobei das erste Gehäuse eine Montageeinrichtung aufweist, mit der man die Druckmesswandler abnehmbar am ersten Gehäuse befestigen kann;
eine Empfangsvorrichtung im ersten Gehäuse, die Signale empfängt, die den Blutdruck der Druckmesswandler darstellen;
eine mit der Empfangsvorrichtung verbundene Aufbereitungsvorrichtung, die in dem ersten Gehäuse untergebracht ist und auf Steuersignale aus der Signalverarbeitungs- und Anzeigevorrichtung anspricht, damit sie kontrollierbar die empfangenen Signale aufbereitet, die den von der Signalverarbeitungs- und Anzeigevorrichtung übertragenen Blutdruck darstellen, wobei die Aufbereitungsvorrichtung, da sie im ersten Gehäuse untergebracht ist, unabhängig von der Signalverarbeitungs- und Anzeigevorrichtung angeordnet werden kann, die sich im zweiten Gehäuse befindet;
eine Vorrichtung, die die Druckmesswandler elektrisch mit der Aufbereitungsvorrichtung verbindet; und
eine bidirektionale Kommunikationsvorrichtung, die die Aufbereitungsvorrichtung ausgewählt mit der Signalverarbeitungs- und Anzeigevorrichtung verbindet, die sich im gleichen Patientenüberwachungsbereich befindet, damit die Steuersignale von der im zweiten Gehäuse untergebrachten Signalverarbeitungs- und Anzeigevorrichtung an die im ersten Gehäuse untergebrachte Datenerfassungsvorrichtung übertragen werden, die Aufbereitungsvorrichtung gesteuert wird und die aufbereiteten Blutdrucksignale aus dem ersten Gehäuse an die Signalverarbeitungs- und Anzeigevorrichtung im zweiten Gehäuse übertragen werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Zeichnung eines Systems, das eine erfindungsgemäße Datenerfassungsvorrichtung enthält;
Fig. 2 eine perspektivische Zeichnung der Datenerfassungsvorrichtung in Fig. 1;
Fig. 3 eine Draufsicht eines Messwandlerhalters, den man an der Datenerfassungsvorrichtung in Fig. 2 montieren kann;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines anderen Halters, den man dafür einsetzen kann, mehrere Messwandler mit einer Datenerfassungsvorrichtung nach Fig. 1 zu verbinden;
Fig. 5 eine rückwärtige perspektivische Ansicht des Halters in Fig. 4;
Fig. 6 ein teilweise skizzenhaftes Funktionsblockdiagramm der Datenerfassungsvorrichtung in Fig. 2;
Fig. 7 ein teilweise skizzenhaftes Blockdiagramm eines Umsetzers zum Gebrauch in der Datenerfassungsvorrichtung nach Fig. 6, der Differenzsignale in unsymmetrische Signale umsetzt; und
Fig. 8 eine Zeitverlaufsdarstellung, die der Beschreibung der Arbeitsweise der Datenerfassungsvorrichtung in Fig. 2 und 6 dient.

BESCHREIBUNG DER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN ÜBERBLICK

Fig. 1 zeigt ein System, das eine beispielhafte Datenerfassungsvorrichtung 30 der Erfindung enthält. Die Vorrichtung 30 ist so konfiguriert, dass sie Daten empfängt, die entweder den Blutdruck darstellen oder Blutdruck und Temperatur. Man kann die Vorrichtung am Bett oder am Nachttisch anordnen. Wahlweise kann man sie am Bett, an einem Infusionsständer oder einem eigenen Ständer befestigen.
Die Datenerfassungsvorrichtung ist über eine einzige Verbindungsleitung 34 wählbar und trennbar mit einer Anzeige 20 verbunden, die eine tragbare Anzeige sein kann. Die Leitung 34 ist in einen Port 35 der Vorrichtung 30 eingesteckt. Wünscht man aus irgendeinem Grund, die Anzeige 20 durch eine weitere ausgewählte Anzeige (nicht dargestellt) zu ersetzen, so trennt man hierzu die Verbindungsleitung 34 von der Anzeige 20 ab und befestigt die Leitung 34 an der neuen Anzeige. Dargestellt ist noch eine weitere Datenerfassungsvorrichtung 10. Die Vorrichtung 30 kann für sich allein oder zusammen mit einer anderen Vorrichtung verwendet werden, beispielsweise der Vorrichtung 10, um mehrere Parameter in einem Datenerfassungssystem zu überwachen. Die Vorrichtung 10 kann mehrere Anschlüsse 14 enthalten, die beispielsweise mit EKG-Elektroden verbunden sind. Die Vorrichtung 10 kann auch zahlreiche Anschlüsse 12 enthalten, die mit Widerstandssensoren verbunden sind, beispielsweise über eine Anzahl Empfangsleitungen 16 mit Wärmeleitfähigkeitssensoren für Temperatur, Nasenatmung und Herzminutenvolumen. Man kann die Vorrichtung 30 unabhängig von der Vorrichtung 10 und der Anzeige 20 anordnen. Die Vorrichtung 30 ist so klein, dass man sie bequem nahe an einem Patienten unterbringen kann.
Die Datenerfassungsvorrichtung 30 umfasst ein Gehäuse 48 und eine Vorrichtung, mit der man das Gehäuse 48 lösbar an einer äußeren Struktur befestigen kann, z. B. einem Infusionsständer (IV), einem Bettgitter, einem Ständer oder einem geeigneten Stativ. Die Befestigungsvorrichtung kann eine Klemme 46 sein oder ein Haken, ein Klettverschluss oder eine andere bekannte Befestigung. Die Klemme 46 erlaubt eine rasche Höheneinstellung der Datenerfassungsvorrichtung 30, wenn sich die Lage des Patienten verändert. Die Klemme 46 erlaubt es der Bedienperson auch, die Datenerfassungsvorrichtung 30 sehr rasch abzunehmen, wenn der Patient transportiert wird.
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht der Vorrichtung 30. Die Sensoren oder Druckmesswandler sind gemeinsam mit der Datenerfassungselektronik angeordnet, die in einem Gehäuse untergebracht ist, und auf dem Gehäuse nahe an der Elektronik montiert. In Fig. 2 sind nur zwei Messwandler 302a und 302c dargestellt. Bei den beiden anderen Messwandlern (nicht dargestellt) kann es sich um identische Messwandler handeln, die in gleicher Weise montiert sind. In der beispielhaften Ausführungsform sind die Messwandler an der Vorderseite des Gehäuses 48 montiert. Jeder Druckmesswandler ist in einen von vier Kanälen 38a-38d an der Vorderseite des Gehäuses 48 eingesetzt. Die Kanäle 38a-38d bieten eine Vorrichtung, mit der man die Messwandler lösbar am Gehäuse 48 montieren kann. Jeder Druckmesswandler besitzt ein kurzes Kabel 54, das in einen Verbinder 50a-50d eingesetzt wird. Die Verbinder 50a-50d empfangen elektrische Signale, die den Druck an den Messwandlern darstellen. Jedes Kabel 54 übermittelt diese Signale von einem entsprechenden Messwandler 302a-302d an die Datenerfassungselektronik in der Vorrichtung 30. Die Verbinder 50a-50d sind gemeinsam mit den jeweiligen Montagekanälen 38a-38d angeordnet, damit das Kabel 54 möglichst kurz wird, das die Druckmesswandler elektrisch an die Verbinder 50a-50d anschließt.
Man kann auch andere Verfahren zum Befestigen der Messwandler einsetzen. Beispielsweise kann man die Messwandler in einem abnehmbaren Messwandlerhalter 404 montieren, von dem ein Teil in Fig. 3 zu sehen ist. Der Halter 404 ist von der Datenerfassungsvorrichtung 30 getrennt. Der Halter 404 kann bis zu vier Glieder 406 aufweisen, die in die Befestigungskanäle 38a-38d des Gehäuses 48 passen. Der Halter 404 umfasst drei zusätzliche mit dem Kanal 406 identische Messwandlerkanäle (nicht dargestellt) zur Aufnahme von drei weiteren Messwandlern (nicht dargestellt), die mit dem Messwandler 402 baugleich sein können. Der Adapter 404, siehe Fig. 3, ist so ausgebildet, dass er einen Messwandler 402 aufnimmt, der kleiner ist als der Kanal 38a. Fachleute wissen, dass man den Adapter 404 so konstruieren kann, dass er beliebig große Messwandler aufnimmt, und einen Messwandlerkanal 406 haben kann, der größer oder kleiner ist als der Befestigungskanal 38a.
Der Einsatz von getrennten Messwandlerhaltern 404 kann in einer Klinik vorteilhaft sein, in der verschieden große Messwandler von verschiedenen Quellen beschafft werden. Man kann dann eine einzige Datenerfassungsvorrichtung 30 zusammen mit beliebigen Messwandlern verwenden. Die Klinik muss für einen beliebigen neuen Messwandler 402 nur einen zusätzlichen Halter beschaffen, der einen Messwandlerkanal geeigneter Größe hat.
Ein weiteres Befestigungsverfahren (nicht dargestellt) vereinfacht die Verbindung der Messwandler mit der Datenerfassungselektronik. Bei diesem Verfahren enthält jeder Kanal 38a-38d Elektroden 40a und 40b, die Elektroden auf der Oberfläche der Messwandler berühren. Die elektrischen und mechanischen Verbindungen stellt man gleichzeitig durch das Einsetzen der Messwandler in ihre jeweiligen Kanäle her. Man braucht keine getrennten Kabel an die Verbinder 50a-50d anschließen.
Fig. 4 und 5 zeigen weitere Mittel zum Befestigen der Messwandler. Fig. 4 zeigt die Frontplatte 500 einer anderen Ausführungsform des Vorrichtungsgehäuses. Die Platte 500 besitzt fünf hervorstehende Glieder 560, 562, 564, 566 und 568, die vier Kanäle 502a-502d mit veränderlicher Breite bilden. Jeder Kanal 502a-502d enthält drei getrennte Abschnitte (z. B. die Abschnitte 504, 506 und 508 des Kanals 502a). Jeder Abschnitt ist dafür bemessen, einen Druckmesswandler 530 aufzunehmen, der Montageplatten 532 und 534 einer vorbestimmten Breite aufweist. Jeder Kanal 502a-502d enthält einen Durchführungsverbinder 510 (dargestellt als weiblicher Stecker), der zu einem Verbinder 536 (siehe Fig. 5) am Druckmesswandler 530 passt.
Die Platte 500 kann aus einem geeigneten Kunststoffmaterial geformt sein; man kann sie ohne irgendwelche Löcher zum Aufnehmen des Verbinders 510 ausbilden. Anschließend kann man ein rechteckiges Loch in einen der drei Abschnitte 514, 516 oder 518 der Kanäle 502a-502d stanzen. Mit diesem einzelnen Loch ist die Platte 500 dann dem Gebrauch mit einem Messwandler zugewiesen, der so groß ist, dass er in den Kanalabschnitt 514, 516 oder 518 neben dem Loch passt, siehe Fig. 4 und 5. Wahlweise kann die Platte 500 drei Löcher (nicht dargestellt) aufweisen, die jeweils in der Nähe eines entsprechenden Abschnitts 514, 516 oder 518 des Kanals 502a -502d liegen.
Fig. 5 zeigt eine rückwärtige Darstellung einer Platte 501. Die Platte 501 gleicht der Platte 500, lediglich das Loch zur Aufnahme des Verbinders 510 befindet sich in der Nähe des Kanalabschnitts 516 und nicht beim Abschnitt 518 wie in Fig. 4 dargestellt. Der Verbinder 536 auf dem Messwandler 530 enthält Stifte 538, die in den Verbinder 510 auf der Platte 501 passen. Bevorzugt trägt der Messwandler 530 den männlichen Verbinder und die Platte 501 den weiblichen Verbinder. Man bevorzugt diese Anordnung, da der männliche Verbinder leichter beschädigt wird als der weibliche Verbinder. Der Messwandler 530 ist ein Einwegartikel. Damit ist es kostengünstig, die Stifte 538 auf dem Einweg-Messwandler 530 anzuordnen. Man könnte natürlich auch dem Messwandler 530 einen weiblichen Verbinder geben, und der Verbinder 510 könnte männlich sein.
Die Vorrichtung 30, siehe nochmals Fig. 1, umfasst zwei Eingabeports 24a und 24b, die Temperaturdaten aus invasiven Temperatursensoren aufnehmen.
Anders als bei den herkömmlichen Datenerfassungskassetten, siehe Fig. 1, ist die Datenerfassungsvorrichtung 30 eine vorkonfigurierte selbständige (unabhängige) Einheit. Als vorkonfigurierte Einheit enthält die Vorrichtung 30 sämtliche Elektronik, die zum Empfang der analogen elektrischen Signale von den Druckmesswandlern erforderlich ist, die die Druckmesswerte darstellen, zum Filtern und Klemmen der Signale, zum Zusammensetzen der Signale zu einem einzigen Analogsignal und zum Umsetzen des einzigen Analogsignals in ein digitales Ausgangssignal. Dieses digitale Ausgangssignal kann direkt zur Anzeigevorrichtung 20 übertragen werden, und zwar über ein Kabel 34 oder über eine drahtlose Verbindung (z. B. Infrarot, nicht dargestellt). Als unabhängige Vorrichtung wird die Vorrichtung 30 (anders als bei den herkömmlichen Kassetten) zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit der Anzeigevorrichtung weder in eine sperrige Box oder ein Regal eingesetzt noch in die Anzeigevorrichtung selbst. Setzt man die im Weiteren anhand von Fig. 6 und 7 beschriebene Datenerfassungselektronik ein, so kann man die Vorrichtung 30 mit einem so kleinen Gehäuse ausbilden, dass man sie bequem an zahlreichen Orten sehr nahe am Patienten unterbringen kann.
Das Verkleinern der Vorrichtung 30, so dass man sie gezielt nahe am Patienten anordnen kann, ist vorteilhaft, da der Schlauch 56 kürzer wird, der den Katheter im Patienten mit dem Messwandler verbindet. Je kürzer der Schlauch ist, desto geringer wird die Wahrscheinlichkeit, dass er verdreht, gebogen oder geknickt wird, wodurch verfälschte Messwerte entstehen könnten. Bei einem kurzen Schlauch ist es auch weniger wahrscheinlich, dass er versehentlich gestoßen, getroffen oder abgezogen wird. Damit verbessert sich die Sicherheit des Schlauchs, des Messwandlers, der Vorrichtung 30 und, am wichtigsten, des Patienten.
Auf dem Gehäuse 48 der Datenerfassungsvorrichtung 30 sind gut bedienbar zwei Steuerschalter angeordnet, nämlich ein Druck-Null-Schalter 42 und ein Verschluss-Start-Schalter 44. Während eines Kalibriervorgangs werden die Fluideinlässe der jeweiligen Messwandler (durch Abziehen des Schlauchs) für den Atmosphärendruck geöffnet. Anschließend betätigt die Bedienperson den Druck-Null-Schalter 42. Dadurch sendet die Vorrichtung 30 ein Signal an die Anzeigevorrichtung 20. Dieses Druck-Null-Signal veranlasst die Anzeigevorrichtung 20, die Druckkurve auf der Anzeige auf Null zu setzen. Nach dem Rücksetzen der Bezugsspannung wird der an den Patienten angeschlossene Sehlauch 56 wieder mit dem Druckmesswandler verbunden.
Durch das Anordnen des Druck-Null-Schalters 42 auf der Vorrichtung 30 nahe an den Messwandlern vereinfacht sich der Kalibriervorgang der Messwandler. Nachdem die Messwandler dem Atmosphärendruck ausgesetzt sind, kann die Bedienperson den Schalter 42 betätigen, ohne zur Anzeigevorrichtung 20 zu gehen und ohne um die Schläuche 56 und das Kabel 34 herumzulaufen. Der Kalibriervorgang wird schneller, einfacher und sicherer.
In ähnlicher Weise vereinfacht sich der Messvorgang des Pulmonalarterien-Verschlussdrucks. Beim Messen des Verschlussdrucks führt die Bedienperson in Patientennähe den Katheter ein und bläst den Ballon auf. Dann drückt die Bedienperson den Schalter 44, damit die Verschlussdruckmessung beginnt. Das Betätigen des Schalters 44 bewirkt, dass die Vorrichtung 30 ein Verschlussstartsignal an die Anzeigevorrichtung 20 sendet. Das Verschlussstartsignal veranlasst die Anzeigevorrichtung, mit der Verschlussdruckmessung zu beginnen, d. h., die empfangenen Datensignale mit Koeffizienten und Verarbeitungsparametern darzustellen, die zur Verschlussdruckmessung gehören. Die Bedienperson braucht zum Einleiten der Messung wiederum nicht zur Anzeige hinüber zu laufen oder um irgendwelche Schläuche und Drähte herumzugehen.
Die Nähe der Messwandler zur Elektronik (am Gehäuse 48 montiert) hat den weiteren Vorteil, dass die elektrischen Wege zwischen den Messwandlern und der Elektronik kurz sind, so dass Hochfrequenzstörungen (HF) geringer sind. Das jedem Signal vor der Verstärkung zugefügte Rauschen verringert sich durch Verkürzen der elektrischen Wege, die das Signal vor der Verstärkung durchläuft. Rauschen und Signalübertragungs- Artefakte werden vermieden, die sonst auftreten, wenn die Verstärkung weiter vom Patienten entfernt erfolgt, und die ohne äußere Rauschquellen dann entstehen, wenn die Kopplungsimpedanzen zum Patienten nicht angepasst sind. Die Signale werden in einem A/D-Umsetzer (nicht dargestellt) in der Bausteinelektronik digitalisiert, bevor sie über die vergleichsweise lange Verbindungsleitung 34 zwischen der Datenerfas- Sungsvorrichtung 30 und der Anzeigevorrichtung 20 übertragen werden. Nach dem Umsetzen in digitale Form sind die Daten weniger anfällig für Signalübersprechen und Hochfrequenzstörungen. Obgleich eine Leitung 34 dargestellt ist, ist beabsichtigt, dass die abnehmbare Verbindung zwischen der Datenerfassungsvorrichtung 30 und der Anzeigevorrichtung 20 sämtliche Weisen umfasst, die erfassten Datensignale zur Anzeigevorrichtung 20 zu übermitteln, beispielsweise eine drahtlose Kommunikationsverbindung (nicht dargestellt), die eine Infrarotverbindung sein kann.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG

Fig. 6 zeigt ein Blockdiagramm der Druck/Temperatur- Datenerfassungsvorrichtung 30 in Fig. 2. Die Vorrichtung 30 empfängt Daten von bis zu vier Druckmesswandlern 302a-302d und zwei Temperaturmesswandlern 350a und 350b. Die Spannung wird über eine einzige spannungserniedrigende Stromversorgung 310 zugeführt. Die Ausgangssignale der Messwandler 302a- 302d werden an die jeweiligen Klemm- und Filternetzwerke 304a -304d angelegt, die den Dynamikbereich der Signale begrenzen und Rauschen entfernen.
Die Ausgangssignale 303a, 303b aus jedem Netzwerk 304a -304d werden an einen Umsetzer für Differenzsignale in unsymmetrische Signale und einen 4-in-1-Multiplexer 308 angelegt. Der Umsetzer für Differenzsignale in unsymmetrische Signale 308 erzeugt ein einziges Signal 314, das die Druckdifferenz eines jeden Signalpaars 303a und 303b darstellt.
Man legt nun als Erregungsspannung (d. h., als Betriebsspannung am Widerstandsbrückenbauteil, das in allen vier Messwandlern enthalten ist) nicht an alle vier Messwandler eine fortdauernde Gleichspannung an, sondern man legt für eine Zeitspanne an jeweils einen Messwandler die Spannung gepulst an. Ein Schalter 370a schließt und legt Spannung an einen der Messwandler 302a an. Ein Kondensator (in Fig. 6 nicht dargestellt) im Umsetzer 308 lädt sich auf die Differenzspannung auf, die proportional zum Druck im Messwandler 302a ist (der Messwandler 302a besitzt ein Brückenausgangssignal, das seinem Wesen nach ein Differenzsignal ist). Anschließend öffnet der Schalter 370a, und die Spannung am Messwandler 302a wird abgeschaltet. Die Spannung, die das Ausgangssignal des Messwandlers darstellt, ist im internen Kondensatorumsetzer 308 eingefangen. Nachfolgend werden nacheinander die Schalter 370b-370d einzeln geschlossen; sie legen nacheinander Spannung an die jeweiligen Druckmesswandler 302b-302d an.
Ein vorteilhaftes Merkmal dieser Anordnung besteht darin, dass relativ zu einem System, bei dem man die Erregungsspannung gleichzeitig an alle vier Messwandler anlegt, Energie eingespart wird. In der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung werden vier Messwandler eingesetzt; sie verbrauchen aber nicht mehr Energie als für den fortlaufenden Betrieb eines einzigen Messwandlers erforderlich ist. Den Energieverbrauch zu reduzieren ist besonders dann wichtig, wenn die Datenerfassungsvorrichtung für den Gebrauch mit einer tragbaren Anzeige gedacht ist, beispielsweise der Anzeigevorrichtung 20, die eine begrenzte Batteriekapazität aufweist. Dieses Merkmal erlaubt es betriebsfähigen Messwandlern, auch dann weiter zu arbeiten, wenn ein Messwandler mit einem elektrischen Kurzschluss ausfällt.
Die Ausgangssignale der Netzwerke 304b-304d werden in Druckdifferenzsignale umgesetzt. Der Umsetzer 308 wird über Signale 309a-309f gesteuert, die über einen Timingbus 368 zugeführt werden. Der Timingbus 368 steuert auch die Messwandler, so dass der Umsetzer 308 als Zeitmultiplexer wirkt, der die Signale der jeweiligen Messwandler, die die Ausgangssignale darstellen, im zyklischen Multiplex überträgt.
Das Ausgangssignal 314 wird im Multiplexer 312 zusammen mit den Bezugsdrucksignalen 316a, 316b gemultiplext. Der Multiplexer 312 wird von den Signalen 313a-313c gesteuert, die über den Timingbus 368 empfangen werden. Das Signal 317 wird im Verstärker 318 verstärkt, so dass es einen Wertebereich einnimmt, der den Eingabebereich des A/D-Umsetzers 320 ausschöpft, der das Signal in digitale Form umsetzt. Das digitale Ausgangsdatensignal 322 wird in einem Logik-Gate-Array 324 Manchester-codiert und vom Datenübertrager 332 an die Anzeigevorrichtung 20 gesendet.
Die Logik 324 steuert die zeitlichen Abläufe zum Ingangsetzen der Messwandler 302a-302d durch das Schließen der entsprechenden Schalter 370a-370d, zum Umsetzen der Differenzspannung in eine unsymmetrische Spannung im Umsetzer 308 und zum Multiplexen der Ausgangssignale des Umsetzers 308.
Eine weitere Funktion der Logik 324 besteht darin, auf das Betätigen entweder des Druck-Null-Schalters 42 oder des Verschluss-Start-Schalters 44 zu antworten. Wird der Schalter 42 oder der Schalter 44 betätigt, so veranlasst die Logik 324 die Vorrichtung 30, ein entsprechendes Druck-Null-Signal oder ein Verschlussstartsignal an die Anzeigevorrichtung 20 zu übertragen. Die Logik 324 kann als anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) oder mit einer programmierbaren Logik (PAL, PAL = Programmable Array Logic) umgesetzt werden.
Das Gatearray 324 kann eine Speichertorrichtung, die ein herkömmliches EEPROM 326 (EEPROM = Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sein kann, zum lokalen Speichern von Kalibrierkoeffizienten und/oder Alarmgrenzen einsetzen. Ein Datenempfänger 334 empfängt Befehle von der Anzeigevorrichtung 20. Eine zweite Speichervorrichtung, die ebenfalls ein EEPROM 372 sein kann, speichert permanente Daten, beispielsweise die Seriennummer oder den Überarbeitungsstand einer gedruckten Schaltungsplatine. Fachleute wissen, dass man diesen Speicher außerhalb des Gehäuses 48 der Blutdruckbaugruppe 30 anbringen (siehe den Speicher 434 in Fig. 2) und mit der Baugruppe 30 verbinden kann. Der Speicher 434 kann gezielt von der Baugruppe 30 abnehmbar sein. Verbunden mit dem Messwandler 302c ist ein einzelner Speicher 434 dargestellt. Gleiche Speicher können an jeden Messwandler angeschlossen werden. Hat jeder Messwandler einen zugehörigen Speicher, so ist es bequem, wenn die Speicher die Messwandler begleiten können, falls ein Patient verlegt wird. Erlaubt eine Abteilung nicht, dass ihre Baugruppe 30 den Patienten in einen anderen Teil der Klinik begleitet (wenn man z. B. befürchtet, dass die Vorrichtung nicht zurückgebracht wird), so kann man den Speicher 434 von der Baugruppe 30 abnehmen und ihn für den Transport in einen anderen Teil der Klinik mit einer anderen gleichwertigen Baugruppe verbinden. Dies schafft zusätzliche Flexibilität beim ausgewählten Verbinden der Vorrichtungen 30 mit der Anzeigevorrichtung 20.
Durch das Speichern dieser Daten in der Vorrichtung 30 vereinfacht sich der Austausch von Anlagenteilen (z. B. das Ersetzen einer Anzeige 20 durch eine andere). Man kann die Baugruppe 30 von der Anzeigevorrichtung 20 abnehmen und sie mit einer anderen Anzeige verbinden, ohne dass ein zeitaufwendiges Herunterladen von Daten von der Anzeigevorrichtung 20 auf die andere Anzeige erforderlich ist.
Die Schaltungen 352a und 352b filtern und klemmen die Ausgangssignale 351a und 351b aus den jeweiligen Temperaturmesswandlern 350a und 350b, um Rauschen abzutrennen und den Signalbereich zu begrenzen. Die gefilterten Signale werden in den Multiplexer 356 eingegeben, der ein einziges TDM-Signal 357 (Zeitmultiplexsignal) erzeugt. Im Addierer 358 wird ein Offsetsignal 360 zum TDM-Signal 357 addiert, und das entstehende Signal wird im Verstärker 362 in der Amplitude verstärkt. Das verstärkte Signal 363 wird im Multiplexer 364 zusammen mit den Plus- und Minus-Fünf-Volt-Überwachungssignalen gemultiplext, die die spannungserniedrigende Stromversorgung 310 liefert. Die Stromversorgungs-Überwachungssignale erlauben es, Abweichungen vom nominalen Fünf-Volt-Betriebsspannungssignal zu erkennen, das die Stromversorgung 310 liefert. Das Multiplexer-Ausgangssignal wird nun im Verstärker 366 verstärkt. Das entstehende Signal wird in den A/D-Umsetzer 320 eingegeben. Die Temperaturdaten werden an das Logik- Gatearray 324 angelegt, in dem es Manchester-codiert wird, und an die Anzeige übertragen.
Der Differenzmultiplexer 308 greift auf den Kondensator 378 zu. Das Eingangssignal des Multiplexers 308 ist ein Differenzsignal. Das Ausgangssignal 314 des Multiplexers 308 ist ein Differenzsignal, wobei jedoch eine der Differenzausgangsleitungen des Multiplexers 308 mit Masse verbunden ist. Eine Elektrode des Kondensators ist über den Multiplexer 308 mit Masse verbunden. Sobald der Multiplexer 308 auf den Kondensator zugreift, geht das Kondensatorausgangssignal von einer Differenzspannung in eine unsymmetrische Spannung über. Das Ausgangssignal 314 ist damit eine unsymmetrische Spannung mit Massenbezug. Dieses Signal kann man mit einem unsymmetrischen Verstärker erfassen, z. B. dem Verstärker 318.
Fig. 7 zeigt ausführlicher einen Teil der Schaltung in Fig. 6. Sie zeigt insbesondere Details des Umsetzers 308 für Differenzsignale in unsymmetrische Signale. Fig. 7 zeigt nur einen einzigen Druckmesswandler 302a und seine zugehörigen Schaltungen, die umfassen: das Klemm- und Filternetzwerk 304a, den Schalter 370a und die elektrischen Pfade 303a und 303b, 380a und 380b und 390a. Fachleuten ist bekannt, dass sich diese Bauteile und elektrischen Pfade bei jeder der vier Messwandler-Datenerfassungsschaltungen in Fig. 6 wiederholen.
Zum Umsetzen des von einem Messwandler 302a gelieferten Spannungssignals von einem Differenzsignal in ein unsymmetrisches Signal steuern zwei Schalter 374 und 376 den Stromfluss vom Messwandler 302a. Die Schalter 374 und 376 empfangen Spannung von den Leitungen 386a, 386b, 388a und 388b. Ein Anschluss des Messwandlers 302ä ist mit dem Schalter 374 verbunden, der andere Anschluss mit dem Schalter 376. Die Differenzausgangsspannungen 392 und 394 der jeweiligen Schalter 374 und 376 werden an den Kondensator 378 angelegt. Die Schalter 374 uni 376 empfangen Steuersignale S1 und S2 aus der Logikschaltung 324 (dargestellt in Fig. 6). Sind die Signale S1 und S2 auf ihre niederen Spannungswerte eingestellt, so sind die entsprechenden Schalter 374 und 376 geschlossen, und das Differenzspannungssignal liegt am Kondensator 378. Sind die Signale S1 und S2 auf ihre hohen Spannungswerte eingestellt, so sind die entsprechenden Schalter geöffnet, und der Kondensator 378 hält die Differenzspannung.
Fig. 8 zeigt die Arbeitsweise des Umsetzers 308 für Differenzsignale in unsymmetrische Signale. Fig. 8 ist eine zeitabhängige Darstellung, die das Aufnehmen von Druckdaten von den zwei Druckmesswandlern 302a und 302b darstellt. Es ist klar, dass die wiedergegebenen Daten nur ein Hälfte des kompletten Zyklus für den Multiplexer 312 darstellen. Die Zeitspanne zwischen T0 und T8 beträgt 3 Millisekunden, d. h. drei Zeitschlitze zu einer Millisekunde. 2 zusätzliche Millisekunden verstreichen, bevor das Ausgangssignal des vierten Messwandlers 302d vom A/D-Umsetzer 320d (dargestellt in Fig. 6) aufgenommen ist. Die zeitlichen Zusammenhänge zwischen der Aktivierung des zweiten Messwändlers 302b und des dritten Messwandlers 302c gleichen den zeitlichen Zusammenhängen zwischen der Aktivierung des ersten Messwandlers 302a und des zweiten Messwandlers 302b. Die gleichen zeitlichen Zusammenhänge gelten zwischen der Aktivierung des dritten Messwandlers 302c und des vierten Messwandlers 302d.
Schließlich gelten die gleichen zeitlichen Zusammenhänge auch zwischen der Aktivierung des vierten Messwandlers 302d und ersten Messwandlers 302a im nächsten nachfolgenden Zyklus der Messwandler-Datenabfrage durch den Multiplexer 312. Beginnend mit dem Zeitpunkt T0 ist der Schalter 370a geschlossen; damit liegt die Erregungsspannung PVREF am Messwandler 302a. Der Schalter 370a bleibt - bis T3 - noch eine Millisekunde geschlossen. Bei T1, ungefähr 15 Mikrosekunden nach T0, sind die beiden Schalter 374 und 376 geschlossen. Sie legen damit die Differenzspannung am Ausgang des Messwandlers 302a (zwischen den Leitungen 392 und 394) an den Kondensator 378. Der Kondensator 378 lädt sich über die Reihenersatz-Ausgangsimpedanz des Messwandlers 302a auf die Messwandler-Ausgangsspannung auf. Der Kondensator 378 und die Ausgangsimpedanz des Messwandlers 302a bilden ein Widerstands-Kondensator-Netzwerk (RC), das in der Zeitspanne zwischen T1 und T2, wenn sich der Kondensator 378 auflädt, Rauschen filtert.
Der Zeitpunkt T2 tritt 15 Mikrosekunden vor dem Ende des ersten Zeitschlitzes ein. Zum Zeitpunkt T2 werden die Schalter 374 und 376 geöffnet, so dass der Kondensator 378 und der Messwandler 302a getrennt sind. 15 Mikrosekunden nach T2, also zum Zeitpunkt T3, verbindet der Differenzmultiplexer 312 den Kondensator 378 über eine unsymmetrische massenbezogene Ausgangsleitung 317 mit dem Eingang des Verstärkers 318 (dargestellt in Fig. 6). Die Differenzspannung am Kondensator 378 wird somit in eine unsymmetrische Spannung umgesetzt.
Während dieses Vorgangs wird eine unsymmetrische Störspannung unterdrückt. Der Multiplexer 312 tastet die Spannung am Kondensator 378 bis zum Zeitpunkt T7 ab, d. h. eine Millisekunde nach T3.
Während des zweiten Zeitschlitzes (insbesondere zwischen T3 und T7) wird das Ausgangssignal auf der Leitung 317 im Verstärker 318 verstärkt (dargestellt in Fig. 6) und zum A/D- Umsetzer 320 (dargestellt in Fig. 6) übertragen. Der A/D- Umsetzer 320 beginnt nicht unmittelbar zum Zeitpunkt T3 mit der Umsetzung. Statt dessen liegt eine geeignete Beruhigungszeit zwischen T3 und T6, bevor der A/D-Umsetzer 320 das Ausgangssignal 319 des Verstärkers 318 abtastet.
Das Erregen der Messwandler und das Einsammeln der Daten von ihnen erfolgt überlappend (im Pipeline-Verfahren). Lädt einer der Messwandler 302a-302d einen Kondensator im Umsetzer 308, so wird die Spannung des letzten vorher geladenen Kondensators verstärkt und abgetastet. Während des zweiten Zeitschlitzes zwischen T3 und T6 ist also der Schalter 370b geschlossen, und der Messwandler 302b wird in Gang gesetzt. Zum Zeitpunkt T4 wird ein weiteres Schalterpaar (nicht dargestellt) geschlossen, um eine Spannung, die die Spannung am Messwandler 302b darstellt, an einen weiteren Kondensator (nicht dargestellt) anzulegen. Zwischen T5 und T7 ist das weitere Schalterpaar geöffnet. Während des dritten Zeitschlitzes tastet der Multiplexer 312 zwischen T7 und T9 die Spannung am weiteren Kondensator ab. Der A/D-Umsetzer 320 digitalisiert diese Spannung zwischen T8 und T9.
Fachleute können ersehen, dass eine Erregungsspannung während des dritten Zeitschlitzes an den dritten Messwandler 302c angelegt wird. Sein Ausgangssignal wird während des vierten Zeitschlitzes digitalisiert. Während des vierten Zeitschlitzes wird die Erregungsspannung an den vierten Messwandler 302d angelegt. Sein Ausgangssignal wird während des fünften Zeitschlitzes digitalisiert. Die Erregungsspannung wird während des fünften Zeitschlitzes erneut an den ersten Messwandler 302a angelegt. Sein Ausgangssignal wird während des sechsten Zeitschlitzes digitalisiert.
Die beschriebene Schaltungstopologie hat mehrere vorteilhafte Merkmale. Der Energieverbrauch ist gering, da die Bezugsspannung zu einem Zeitpunkt nur an einen Messwandler angelegt wird. Die vier Messwandler 302a-302d teilen sich eine einzige strombegrenzte Bezugsspannung; dies kann die Kosten senken. Die beschriebene Schaltung hat eine geringe Anfälligkeit für Gleichtaktrauschen. Dies ist in Klinikumgebungen besonders wichtig, in der elektrochirurgische Einheiten (ESU, ESU = Electro-Sürgery Unit) häufig ein hochfrequentes Gleichtaktrauschsignal erzeugen. Anders als bei den in herkömmlichen Kassetten normalerweise verwendeten Differenzmessverstärkern besitzt die in Fig. 6 und 7 dargestellte Schaltung ein hohes Gleichtakt-Unterdrückungsverhältnis, das nahezu frequenzunabhängig ist. Die in diesen herkömmlichen Kassetten eingesetzten Differenzmessverstärker haben normalerweise eine geringere Gleichtaktunterdrückung für hochfrequente Rauschsignale (wie sie beispielsweise von ESUs erzeugt werden) als für niederfrequente Rauschsignale.
Die strombegrenzte Bezugsspannung 306 liefert eine Bezugsspannung für jeweils einen der Messwandler 302a-302d während seines zugehörigen Zeitschlitzes. Die Bezugsspannung 306 enthält Vorrichtungen, die erkennen, ob bei einem der Messwandler 302a-302d ein Kurzschluss aufgetreten ist. Die Bezugsspannung 306 liefert über eine vorbestimmte Grenze hinaus keinen zusätzlichen Strom, damit der Patient und die Anlage vor weiteren Schäden geschützt sind. In einem solchen Zustand wird das Bezugsspannungssignal 390a-390d für den ausgefallenen Messwandler 302a-302d jedesmal auf dem vorbestimmten Grenzstrom gehalten, wenn die Vorrichtung 30 versucht, eine Erregungsspannung an den ausgefallenen Messwandler anzulegen. Die Bezugsspannung 306 kann den vorbestimmten Grenzstrom während der 15 Mikrosekunden zwischen dem Schließen der Schalter 370a-370d und dem Schließen der Schalter 374 und 376 stabilisieren, um eine Spannung an den Kondensator 378 anzulegen. Die Bezugsspannung 306 kann während der gleichen 15 Mikrosekunden ebenso auf die gewünschte Bezugsspannung zurückkehren, bevor die Schalter geschlossen werden, um die Differenzspannung aus dem folgenden Messwandler anzulegen.
Fig. 6 zeigt auch Schaltungen zum Empfangen und Verarbeiten von Signalen, die die Temperatur aus den Temperatursensoren 350a und 350b darstellen. Die Temperatursignale werden in den Filtern 352a und 352b aufbereitet. Die gefilterten Signale werden in einem Multiplexer 356 gemultiplext. An den A/D-Umsetzer 320 wird ein gemultiplextes Signal angelegt, um ein einziges digitales Temperatursignal 322 zu liefern.
Die beispielhaften Ausführungsformen enthalten Datenerfassungsvorrichtungen 30, die für die Aufnahme von bis zu vier Messwandlern eingerichtet sind. Natürlich kann man die erfindungsgemäßen Vorrichtungen so auslegen, dass man sie mit einer anderen Anzahl an Messwandlern verwenden kann.

Claims

1. Datenerfassungsvorrichtung (30) zum Gebrauch mit einem Patientenüberwachungssystem, wobei das Patientenüberwachungssystem eine Signalverarbeitungs- und Anzeigevorrichtung (20) enthält und mehrere mit einem Patienten verbundene Druckmesswandler (302), und die Messwandler mehrere Blutdrucksignale des Patienten erzeugen, und die Datenerfassungsvorrichtung umfasst:

ein erstes Gehäuse, das von einem zweiten Gehäuse, das die Signalverarbeitungs- und Anzeigevorrichtung (20) enthält, entfernt und unabhängig plaziert werden kann, wobei das erste Gehäuse eine Montageeinrichtung (38) aufweist, mit der man die Druckmesswandler (302) abnehmbar am ersten Gehäuse befestigen kann;

eine Empfangsvorrichtung (50a .. 50d) im ersten Gehäuse, die Signale empfängt, die den Blutdruck der Druckmesswandler (302) darstellen;

eine mit der Empfangsvorrichtung (50a .. 50d) verbundene Aufbereitungsvorrichtung, die in dem ersten Gehäuse untergebracht ist und auf Steuersignale aus der Signalverarbeitungs- und Anzeigevorrichtung (20) anspricht, damit sie kontrollierbar die empfangenen Signale aufbereitet, die den von der Signalverarbeitungs- und Anzeigevorrichtung übertragenen Blutdruck darstellen, wobei die Aufbereitungsvorrichtung, da sie im ersten Gehäuse untergebracht ist, unabhängig von der Signalverarbeitungs- und Anzeigevorrichtung (20) angeordnet werden kann, die sich im zweiten Gehäuse befindet;

eine Vorrichtung (54), die die Druckmesswandler elektrisch mit der Aufbereitungsvorrichtung verbindet; und

eine bidirektionale Kommunikationsvorrichtung (34), die die Aufbereitungsvorrichtung ausgewählt mit der Signalverarbeitungs- und Anzeigevorrichtung (20) verbindet, die sich im gleichen Patientenüberwachungsbereich befindet, damit die Steuersignale von der im zweiten Gehäuse untergebrachten Signalverarbeitungs - und Anzeigevorrichtung (20) an die im ersten Gehäuse untergebrachte Datenerfassungsvorrichtung übertragen werden, die Aufbereitungsvorrichtung gesteuert wird und die aufbereiteten Blutdrucksignale aus dem ersten Gehäuse an die Signalverarbeitungs- und Anzeigevorrichtung im zweiten Gehäuse übertragen werden.

2. Datenerfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Empfangsvorrichtung einen Verbinder enthält, der gemeinsam mit der Montagevorrichtung angeordnet ist.

3. Datenerfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Montagevorrichtung einen Kanal (38a .. 38d) im ersten Gehäuse enthält, und der Kanal so bemessen ist, dass er die Befestigungseinrichtung des Messwandlers aufnimmt.

4. Datenerfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, zudem umfassend einen Schalter (42), der am ersten Gehäuse untergebracht und mit der bidirektionalen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist und ein Druck-Null-Signal an die Anzeige überträgt, um damit die Anzeigevorrichtung zu veranlassen, das von der Aufbereitungsvorrichtung empfangene aufbereitete Signal einem Kurvendarstellungswert von Null zuzuordnen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Montagevorrichtung einen Messwandlerhalter umfasst, der einen weiteren Kanal zum Aufnehmen des Messwandlers aufweist, der für die Aufnahme des Messwandlers bemessen ist, und wobei der Kanal im ersten Gehäuse für die Aufnahme des Halters bemessen ist.

6. Datenerfassungsvorrichtung nachirgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, zudem umfassend einen auf dem ersten Gehäuse angeordneten Schalter (44), der ein Verschlussstartsignal an die Anzeige überträgt und die Anzeigevorrichtung damit veranlasst, einen Pulmonalarterienverschluss-Messvorgang zu beginnen.

7. Datenerfassungsvorrichtung nachirgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, zudem umfassend ein Hilfsmittel, mit dem man die Vorrichtung relativ zum Patienten unterschiedlich hoch anordnen kann.

8. Datenerfassungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Anordnungshilfsmittel eine Vorrichtung (46) umfasst, mit der man das erste Gehäuse an einem Infusionsständer montieren kann.

9. Datenerfassungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Anordnungshilfsmittel eine Vorrichtung (46) umfasst, mit der man das erste Gehäuse an einem Bett montieren kann.

10. Datenerfassungsvorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aufbereitungsvorrichtung eine Verknüpfungsvorrichtung umfasst, damit man die Signale, die den von allen Messwandlern empfangenen Blutdruck darstellen, über ein einziges Kabel übertragen kann.

11. Datenerfassungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Verknüpfungsvorrichtung einen Zeitmultiplex enthält.

12. Datenerfassungsvorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aufbereitungsvorrichtung eine Schaltervorrichtung beinhaltet, die auf die Steuersignale anspricht und von allen Messwandlern ausgewählt zu einem Zeitpunkt nur einen für sich in Gang setzt.

13. Datenerfassungsvorrichtung nachirgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die den Blutdruck darstellenden Signale Spannungsdifferenzsignale sind, und die Aufbereitungsvorrichtung eine auf die Steuersignale ansprechende Einrichtung enthält, die die Spannungsdifferenzsignale in unsymmetrische Spannungssignale umsetzt.

14. Datenerfassungsvorrichtung nachirgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, zudem umfassend eine Einrichtung, die auf die Steuersignale anspricht und ein Bezugsspannungssignal mit einem vorbestimmten Spannungswert und einer vorbestimmten Stromstärke an den Messwandler anlegt und Einrichtungen einschließt, die die Stromstärke des Bezugsspannungssignals unter einer vorbestimmten Grenze halten.

15. Datenerfassungsvorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, zudem umfassend einen Speicher zum Speichern von Daten, die Kalibrierdaten für die Druckmesswandler und Alarmgrenzen enthalten.