FI59718C - Foerfarande inom laekarvetenskapen foer oevervakning och/eller registrering av en pao en saeng liggande persons t ex en patients kroppsroerelser - Google Patents

Description

RSr*! Γβΐ m,KUULUTUSjULKAISU CQ ΠΛ Q

JBT*[ lBJ (11)UTLÄGGNINOSSKRIFT 5971 8 X c Patentti cy innot ly 12 10 1911 ' ' Patent r,:.Melat ^ (51) Kv.lke/IntXI.3 A 61 B 5/0^ SUOMI—FINLAND (21) PMMttlhtkemu* — P«t*ntin*eknlng 7908^7 (22) Hakcmlipiivi — Ameknlnftdtg 13.03.79 (23) Alkupllvt —GHtlfhMsdtg 13.03*79 (41) Tullut Julkltak·! — Bllvit offantilf 1U . 09 80

Patentti· )a rekisterihallitut . .

Patent- och regirte«tyrel^ (44) utl.tkrlftan publlcarad 30.06.8l (32)(33)(31) Pjryduttjr acuoikaua —B«|ird prlorltat (71) Instrumentarium Oy, Elimäenkatu 22-2k, 00510 Helsinki 51, Suomi-Finland(Fl) (72) Jukka Alihanka, Littoinen, Kaarle Vaahtoranta, Turku, Stig-Eyrik Björkqvist, Turku, Suomi-Finland(Fl) (7U) Leitzinger Oy (5U) Menetelmä lääketieteessä vuoteella olevan henkilön esim. potilaan ruumiinliikkeiden valvomiseksi ja/tai rekisteröimiseksi - För-farande inom läkarvetenskapen för övervakning och/eller registre-ring av en pä en säng liggande persons, t.ex. en patients kropps-rörelser

Keksinnön kohteena on menetelmä lääketieteessä vuoteella olevan henkilön esim. potilaan ruumiinliikkeiden valvomiseksi ja/tai rekisteröimiseksi, esim. epileptisten kouristuskohtausten, muun poikkeavan liikehdinnän, vapinan, hengityksen, sydämen mekaanisen toiminnan tai potilaan tai tutkittavan henkilön muun vastaavan motoriikan tai sen muutoksen valvomista varten, jolloin mainittu henkilö on sijoitettu sellaiseen vuoteeseen, jossa on antennilajtteet, jotka ovat yhteydessä vahvistin- ja rekisteröintilaitteisiin ja mahdollisesti myös hälytyslaitteisiin.

Keksinnön tekniikan tason osalta viitataan aluksi hakijan aikaisempaan FI-patenttijulkaisuun n:o 55113, jossa antennilaitteiden avulla mitataan potilaan biosähköisten ilmiöiden indusoimia sähkökenttiä biosähköisten toimintojen seuraamiseksi. Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on kehittää edelleen em. julkaisussa esitettyä keksintöä ja ennenkaikkea laajentaa sen käyttöalaa alussa mainittuihin sovellutuskohteisiin .

On ennestään tunnettua rekisteröidä sydämen lyöntien aiheuttamia ruumiinliikkeitä, ns. sydämen rekyyliliikkeitä, ballistografiällä.

2 59718 Tällaisessa rekisteröinnissä potilas makaa vuoteella, joka on viritetty erilaisien jousijärjestelmien varaan, jossa sydämen rekyyli-liikettä eri tasoissa voidaan seurata ja monitoroida. Menetelmä on kallis ja vaatii hyvin tasapainotetun laitteiston ja tärinättömän huoneen. Tämän vuoksi menetelmän käyttö kliinisessä työssä on jäänyt hyvin vähäiseksi.

Ennestään tunnetaan erilaisia esim. potilaan pulssin valvontajärjestelmiä, joissa potilaaseen on kytkettävä erityiset elektrodit, jotka irrotessaan antavat yleensä virheellisen hälytyksen. Lisäksi valveillaoloaikana näiden elektrodien käyttö aiheuttaa psyykkistä stressiä. Toisaalta haitalliset virhehälytykset ovat henkilökunnan taholta tunnetuissa järjestelmissä koettu huonoiksi jopa siinä määrin, että automaattiset hälyttimet mieluummin jätetään kytkemättä, koska vikahälytykset häiritsevät sekä hoitohenkilökuntaa sekä potilaita osastolla. Lisäksi potilaaseen kiinnitettävät elektrodit rajoittavat potilaan liikkuvuutta.

Edellä esitettyjen epäkohtien poistamiseksi ja keksinnön päämääriin pääsemiseksi keksinnön menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että antennilaitteita käytetään vuoteella olevan henkilön liikkeiden hänen vaatetuksessaan, vuodevaatteissa ja/tai patjassa aiheuttamien staattisten varausten muutosten havaitsemiseen ja että mainittujen varausten muutosten antennilaitteisiin indusoimat potentiaalierot vahvistetaan ja näin aikaansaatua sähköistä signaalia käytetään ruumiinliikkeiden valvontasignaalina.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetylle vuoteelle on puolestaan pääasiallisesti tunnusomaista se, että se käsittää vuoteen patjan alle sijoitetun antennilaitteen, joka muodostuu kahdesta välin päässä toisistaan olevasta antennilevystä, verkosta, sauvasta tai vastaavasta .

Keksinnön mukaisen vuoteen yhteydessä käytetylle valvontajärjestelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että järjestelmä käsittää yhden tai useamman edellä selostetun kaltaisen vuoteen ja että järjestelmään kuuluu kullekin vuoteelle oma esivahvistin sekä suojattu johto, jolla kunkin vuoteen antenni on yhdistetty esi-vahvistimeen ja että järjestelmään edelleen kuuluu joko poti- 5971 8 3 lashuoneessa tai erityisessä valvontahuoneessa olevat suodatinlaitteet, rekisteröinti- ja/tai monitorilaitteet sekä tarvittaessa hälytinlaitteet.

Keksinnön mukaisesti aikaansaadaan uusi menetelmä ja laite, josta seuraavas-sa käytetään lyhennystä SCSB-menetelmä ja laite (SCSB = Static Charge Sensitive Bed). Keksinnön tärkeimpiä sovellutuskohteita ovat unenaikaisen motoriikan rekisteröinti, potilaan motoriikan seuraaminen myös valvetilassa, tarkoituksena esim. havaita epileptiset kouristuskohtaukset, tai muu poikkeava liikehdintä. Lisäksi voidaan mitata potilaan vapinaa, sen laajuutta ja muutoksia siinä eri aikoina tai esim. lääkkeen vaikutuksesta.

Hengitysliike aiheuttaa keksinnön mukaisessa SCSB-rekisteröinnissä hitaan, hengityksen tahdissa tapahtuvan aaltoilun, jonka esiin (havainnoitavaksi) saattamiseksi SCSB-signaali on suodatettava siten, että hitaat n. 0,2-3 Hz luokkaa olevat signaalikomponentit korostuvat. Tämä voidaan suorittaa siten, että suodatetaan suuremmat taajuudet säädettävällä kaistanpäästösuodattimel-la, jonka jälkeen vahvistusta lisäämällä hengitysvaihtelu tulee esiin. Potilaan hengitystä voidaan helposti seurata pitkiäkin aikoja käyttämällä hitaalla paperinopeudella toimivaa piirturimonitorointia. Tällaisella rekisteröinnillä on merkitystä diagnostisestikin esim. uniapnean, ns. Cheynne-Stokes hengitystyypin havaitsemiseksi, jotka liittyvät tiettyihin sairauksiin.

Keksinnön mukaista SCSB-rekisteröintiä voidaan käyttää myöskin sydämen mekaniikan tutkimiseen. SCSB-rekisteröinnissä sydämen rekyyliliike aiheuttaa poikkeaman, joka muistuttaa hyvin paljon aikaisemmilla menetelmillä rekisteröityjä ballistograafisiä käyriä. SCSB-ballistografia ei täysin vastaa mitään tunnettua ballistografiän komponenttisignaalia, vaan on jonkinlainen summakuvaaja samasta ilmiöstä. Kuitenkin sen antama informaatio kliinisen merkityksen kannalta antaa runsaasti, ja todennäköisesti tarpeeksi, informaatiota jotta päätelmiä sydämen mekaniikassa tapahtuvista muutoksista voidaan tehdä. Helppokäyttöisenä menetelmänä SCSB-ballistografiällä on todennäköisesti kliinistä merkitystä ja ballistografiän antama informaatio voitaisiin kliinisesti tehokkaammin hyödyntää tulevaisuudessa. Etuna on myös se, että potilasta ei tarvitse siirrellä paikasta toiseen rekisteröinnin ajaksi ja pitkiä ja jatkuviakin monitorointeja voitaisiin suorittaa.

Keksinnön mukaista SCSB-ballistografiaa hyväksi käyttäen voidaan myöskin seurata potilaan pulssia suodattamalla säädettävällä kaistanpäästösuodattimella signaalia siten, että ballistografia-aallot korostuvat taustakohinasta, joi- 5971 8 4 loin voidaan käyttää ennestään tunnettuja menetelmiä pulssin seuraamiseen erilaisilla näyttölaitteilla ja monitoreilla. Lisäksi keksintöä voidaan soveltaa automaattiseen hälytysjärjestelmään, jota voidaan käyttää potilasvalvon-taan ja seurantaan. Voidaan seurata pulssia, hengitystä, liikkeitä, esim. yön aikana, potilasta häiritsemättä.

Koska keksintöä sovellettaessa potilaaseen ei tarvitse kytkeä mitään erillisiä elektrodeja, vähennetään valvontatilanteeseen liittyvää ylimääräistä psyykkistä stressiä, jonka on katsottu olevan haitallinen tekijä ennestään tunnetuissa järjestelmissä. SCSB-systeemissä hälytys tulee tapahtumaan silloin kun ballistografinen sydämen liike lakkaa tai hengitys lakkaa. Keksinnön järjestelmä ei rajoita potilaan liikkuvuutta. Kun potilas nousee vuoteelta hän kytkee järjestelmän pois päältä tai tämä voidaan toteuttaa myös automaattisesti siten, että potilaan painon poistuessa vuoteelta painokytkin kytkee järjestelmän toimimattomaksi.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisen piirustuksen kuvioissa esitettyihin keksinnön eräisiin sovellutusesimerkkeihin ja keksinnön avulla aikaansaatuihin erilaisiin rekisteröinteihin.

Kuvio 1 esittää kaaviollisesti keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta sivukuvana .

Kuvio 2 esittää lohkokaaviona keksinnön mukaisen seuranta- ja valvontajärjestelmän erästä toteutusta.

Kuvio 3 esittää kolmea eri rekisteröintiä, joista rekisteröinti a esittää suo-dattamatonta, keksinnön menetelmällä rekisteröityä SCSB-signaalia, rekisteröinti b ilmaisee hengitysliikkeitä ja rekisteröinti c kuvaa rekisteröintiä, jonka yhteydessä käytetään ballistografista liipaisua.

Kuviossa 4 rekisteröinti a esittää ennestään tunnetulla EKG I-kytkennällä aikaansaatua rekisteröintiä ja rekisteröinti b keksinnön mukaisella ballistograf iällä aikaansaatua vastaavaa rekisteröintiä.

Kuvioon 5 on kuvattu keksinnön mukaisella menetelmällä taltioituna yhdentoista erilaisen liikkeen aikaansaamaa rekisteröintiä.

Kuvion 1 mukaisesti potilas tai tutkittava henkilö P makaa vuoteella 10, jos- 5 5971 8 sa on patja, sopivimrain vaahtomuovipatja 11. Potilaan vuodevaatteet 16 ja vaatetus ovat normaaleja. Patjan 11 alla on kaksi samankokoista ja samanmuotoista metallilevyä tai vastaavat metalliverkot, sauvat tai ritilät, jotka toimivat antenneina. Metallilevyjen 12a ja 12b välissä on vankka puulevy 13, joka toimii antennilevyjen 12a ja 12b välisenä eristeenä sekä mekaanisena tukena niin, että antennilevyt 12a ja 12b pysyvät tukevasti toisiinsa nähden liikkumattomina potilaan P liikkeistä huolimatta. Edellä esitetyllä tavalla potilas P ja hänen vuodevaatteensa on saatu mahdollisimman lähelle antennia.

Vuode 10 potilaineen on sijoitettu tilaan, jota ympäröi verkko 15 tai vastaava, joka muodostaa Faradayn-häkin, joka ei ole välttämätön. Verkko 15 on johdolla 20 maadoitettu. Metallilevyt 12a ja 12b ovat suojatulla johdolla 14 yhdistetty esivahvistimeen 17, joka on esim. tavanomainen EEG-tekniikassa käytetty differentiaalivahvistin, jolle on ominaista suuri tuloimpedanssi. Kuvion 1 mukaisesti differentiaalivahvistin 17 on suojatulla kaapelilla 18 yhdistetty valvonta- ja rekisteröintilaitteeseen 19.

Vuoteella 10 makaavan potilaan P pienetkin liikkeet esim. yhden sormen koukistaminen aiheuttavat potilaan P tai valvottavan tai tutkittavan henkilön vaatetuksessa, vuodevaatteissa ja/tai patjassa staattisten varausten muutoksia, jotka indusoivat potentiaalieroja antennilevyjen 12a ja 12b välille, jotka on sijoitettu mahdollisimman lähelle potilasta, jotta saataisiin aikaan mahdollisimman kiinteä kytkentä antennin ja mainittujen varausmuutosten edustamien lähteiden välille. Antennilevyjen 12a,12b asemesta voidaan käyttää vastaavia sauvoja.

Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta soveltavaa sairaalan seuranta- ja valvontajärjestelmää. Tähän järjestelmään kuuluu potilashuone 20, joka on varustettu edellä selostetun kaltaisella Faradayn-häkillä tai vastaavalla suojauksella, joka kuten sanottu ei aina ole välttämätön. Potilashuoneeseen 20 on sijoitettu edellä selostetun kaltaiset antenneilla 12 varustetut vuoteet 10a,10b,10c jne., joiden antennit on yhdistetty kaapelilla esivahvistimiin 17a,17b ja 17c ja nämä puolestaan suojatuilla kaapeleilla 18a,18b,18c valvonta- ja rekisterilaitteisiin 19. Koska potilas-huone 20 joudutaan usein sijoittamaan verraten kauas valvontahuoneesta 27, on näiden huoneiden välillä käytettävä erityistä sähköistä siirtojärjestelmää, jossa käytetään hyväksi modulointia ja esimerkiksi aikajakoperiaatetta. Nämä järjestelmät ovat sinänsä tunnettuja eikä niitä tässä yhteydessä ruveta sen tarkeimmin selostamaan. Kuviosta 2 tämän järjestelmän osalta näkyvät Line Driver 21, Multiplexer 22 ja Line Reciever 23.

5971 8 6

Vastaanottimesta 23 saadut signaalit johdetaan suodattimeen 24, jossa on 50 Hz:n imupiiri sekä säädettävä kaistanpäästö, joka valitaan kuhunkin käyttötarkoitukseen sopivaksi, esim. hengitystä tarkkailtaessa kaista on alueella 0,2-3 Hz, liikeanturissa yönaikana 0,5-100 Hz. Suodattimen 24 jälkeen signaalit johdetaan monitoriin tai piirturiin 25, jotka ovat sinänsä tunnettuja laitteita. Monitorina 25 voidaan käyttä oskilloskooppia, tavallisia piirtureita, esim. EKG-piirturia. Monitoriin 25 on kytketty hälytin 26, joka antaa hälytyksen esim. siinä tapauksessa, että potilaan hengitys tai sydänliikkeet kokonaan lakkaavat tai siinä tapauksessa, että näissä liikkeissä esiintyy olennainen poikkeama normaalista. Hälytin 26 järjestetään laukeavaksi sopivimmin signaalin amplitudin perusteella, esim. joko hengityksen amplitudin laskiessa tietyn rajan alapuolelle tai ballistografisen aaltoilun laskiessa alle tietyn rajan tai jäädessä pois. Hälyttimen liipaisu tapahtuu esim. ballistografisen aaltoilun liipaiseman pulssinäytön perusteella pulssin laskiessa tietyn rajan alapuolelle.

Kuviossa 3 näkyy kolme erilaista keksinnön mukaisella menetelmällä rekisteröityä signaalia. Rekisteröinti a on suodattamaton keksinnön mukainen SCSB-signaali ja kuviossa b vastaava signaali, joka on johdettu alipäästö- tai kaistanpäästösuodattimen läpi, esim. sellaisen suodattimen, jonka kaista on alueella 0,2-3 Hz. Tällöin saadaan rekisteröinnistä korostuneesti esille hen-gitysliikkeiden aikaansaama aaltoilu.

Kuvion 3c rekisteröinnistä selviää ballistografisen liipaisun periaate. Rekisteröinnin yhteyteen on asetettu tietty jännitetaso L, jonka alituksen perusteella syntyvät liipaisut jne. Näiden liipaisujen t lukumäärä aikayksikössä on esim. sydämen lyöntinopeuden mittana ja sen laskiessa asetetun rajan alapuolelle tapahtuu hälyttimen 26 liipaisu.

Kuvion 3 rekisteröinti c kuvaa edellä selostettua ballistografisen liipaisun periaatetta keksinnön mukaiseen menetelmään sovellettuna.

Kuvioon 4 on kuvattu keksinnön mukainen ballistografia (rekisteröinti b) rekisteröitynä yhtä aikaa ennestään tunnetun EKG I-kytkennän avulla aikaansaadun rekisteröinnin kanssa (rekisteröinti a).

Kuvioon 5 on kuvattu useita potilaan P eri liikkeiden aikaansaamia rekisteröintejä. Rekisteröinti a kuvaa täysin liikkumatonta tilaa, jolloin tässä rekis-

Claims (1)

1. 7 59718 teröinnissä ilmenevät jaksolliset värähtelyt kuvaavat potilaan sydämen sykkeen ja hengityksen aikaansaamia värähtelyjä. Rekisteröinti a^ on rekisteröinti a suuremmassa mittakaavassa. Rekisteröinti b kuvaa etusormen aikaansaamaa rekisteröintiä, c ranteen liikkeen, d nilkan liikkeen, e pään liikkeen, f potilaan kääntymisen, g kaikkien sormien liikkeiden, h olkapään liikkeen, i polven liikkeen, j isometrisen supistuman ja k puheen liikkeen aikaansaamia rekisteröintejä. Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaihdella. Patenttivaatimus Menetelmä lääketieteessä vuoteella olevan henkilön esim. potilaan ruumiinliikkeiden valvomiseksi ja/tai rekisteröimiseksi, esim. epileptisten kouristuskohtausten, muun poikkeavan liikehdinnän, vapinan, hengityksen, sydämen mekaanisen toiminnan tai potilaan tai tutkittavan henkilön muun vastaavan motoriikan tai sen muutoksen valvomista varten, jolloin mainittu henkilö on sijoitettu sellaiseen vuoteeseen (10), jossa on antennilaitteet (12a, 12b), jotka ovat yhteydessä vahvistin- ja rekisteröintilaitteisiin (17, 18, 19) ja mahdollisesti myös hälytyslaitteisiin (26) , tunnettu siitä, että antennilaitteita (12a, 12b) käytetään vuoteella (10) olevan henkilön liikkeiden hänen vaatetuksessaan, vuodevaatteissa ja/tai patjassa (11) aiheuttamien staattisten varausten muutosten havaitsemiseen ja että mainittujen varausten muutosten antennilaitteisiin (12a, 12b) indusoimat potentiaalierot vahvistetaan ja näin aikaansaatua sähköistä signaalia käytetään ruumiinliikkeiden valvontasig-naalina.