FI81249B - Anordning foer foeljande med en patients livsfunktioner. - Google Patents

Description

1 81249

LAITE POTILAAN ELINTOIMINTOJEN SEURAAMISEKSI

Laite potilaan elintoimintojen ja liikkeiden seuraamiseksi, johon laitteeseen kuuluu anturi, joka on 5 tarkoitettu sijoitettavaksi potilaan alle ja havainnointi- ja/tai rekisteröintilaite, johon anturi on liitetty.

Hengityksen ja sydämen toiminnan pitkäaikaisseuranta on usein kliinisesti tärkeää erityisesti lapsipotilailla. Myös postoperatiivisen hoidon teho-osastot 10 tarvitsevat usein kyseistä seurantaa. Myös monilla sisätautien aloilla seuranta on tärkeää.

Sydämen toiminnan seurannan osalta ovat erilaiset EKG-järjestelmät vallanneet ja ilmeisesti kattavat riittävässä määrin tarpeet sekä diagnostisen tarkkuuden 15 että käytännöllisyyden suhteen.

Hengityksen seuranta varsinkin pikkulapsilla on usein todettu vaikeaksi toteuttaa nykyisin käytössä olevilla järjestelmillä, sillä riittävän suureen luotettavuuteen pääsemiseksi, esim. impedanssimenetelmässä, 20 elektrodeja joudutaan liimaamaan lapsen herkälle iholle, joka pitkäaikaiskäytössä voi ärtyä. Lapsi kokee elektrodit usein kiusallisina ja pyrkii poistamaan ne. Nämä laitteet ja menetelmät ovat käytännössä alttiita monille häiriötekijöille.

25 Kehoon kiinnitettävien anturien lisäksi käytös sä on myös kehon ulkoisia hengityksen seurantajärjestelmiä, joihin kuitenkin harvoin on liitetty hälytinjärjes-telmiä. Esimerkkinä voidaan mainita Biorec Oy:n SCSB-unipatja, jota käytetään lähinnä unitutkimuksessa. Nämä 30 tuotteet eivät ole saavuttaneet kovin laajaa käyttöä.

Edelleen englantilaisesta patenttihakemusjulkaisusta GB 2 166 871 tunnetaan hengityksen seurantaan käytettävä pietsosähköinen anturi, joka on tarkoitettu sijoitettavaksi potilaan alle potilaan hengityksen 35 seuraamiseksi anturisignaalin perusteella. Tämä laite on tarkoitettu ja rakennettu vain hengityksen seurantaa varten.

2 81249

Suomalaisesta patenttijulkaisusta FI 59718 tunnetaan rekisteröintilaite potilaan ruumiin liikkeiden valvomiseksi ja/tai rekisteröimiseksi, esim. epileptisten kohtausten varalta. Laitteeseen kuuluu olennaisesti 5 erityiset antennilaitteet, jotka ovat yhteydessä vahvistin- ja rekisteröintilaitteisiin. Antennilaitteet voi olla esim. potilaan vaatetuksessa, vuodevaatteissa ja/tai patjassa.

Kansainvälisestä hakemusjulkaisusta W0834172 10 ja amerikkalaisesta patenttijulkaisusta US 4506678 tunnetaan elektroninen laite potilaan terveyden tilan seuraamiseksi. Julkaisut perustuvat erillisten signaalien vastaanottoon kutakin toimenpidettä esim. hengityksen seurantaa, elektrokardiograafista seurantaa jne 15 varten. Kukin erillinen signaali käsitellään tällöin erikseen.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on kehittää uudenlainen laite potilaan elintoimintojen, so. hengitystiheyden, sydämen lyöntitaajuuden ja kehoniiik-20 keiden seuraamiseksi siten, että samalla laitteella voidaan seurata potilaan elintoimintoja jatkuvasti, tarkasti ja yksityiskohtaisesti ilman elektrodien tms. kiinnitystä potilaaseen.

Erityisesti keksinnön tarkoituksena on kehit-25 tää laite potilaan hengityksen, sydämen toiminnan ja mahdollisesti kehon liikkeiden seuraamiseksi siten, että samalla laitteella voidaan seurata kaikkia mainittuja potilaan elintoimintoja pitkä- tai lyhytaikais-rekisteröintinä.

30 Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta viitataan patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosaan.

Keksinnön mukaisessa laitteessa käytetään pietsosähköistä anturia, kuten pietsosähköistä polyvi-nyylidenfluoridikalvoa (PVDF-kalvo), joka on liitetty 35 havainnointilaitteeseen potilaan hengityksen ja sydämen toiminnan sekä haluttaessa kehon liikkeiden rekisteröimiseksi. Anturi sijoitetaan sopivasti potilasvuotee-

II

3 81 249 seen potilaan alle.

Anturi ei edellytä minkäänlaista kiinnitystä potilaaseen. Anturin käyttö on näinollen vaivatonta ja yksinkertaista, eikä anturin käyttö häiritse potilasta 5 ja potilaan elintoimintojen seuranta voidaan toteuttaa potilaan sitä huomaamatta.

Pietsosähköinen PVDF-kalvo on sinänsä tunnettu, ja sillä on kyky muuttaa mekaaninen liike sähköiseksi signaaliksi. PVDF-kalvon taajuuskaista on hyvin laaja. 10 Se pystyy ilmaisemaan signaaleja lähes 0 hertsistä gigahertseihin saakka. Keksinnön mukaisen sovelluksen kannalta on myös merkittävää, että PVDF-kalvo ei ole helposti rikkoontuvaa ja lisäksi se on suhteellisen lämpöstabiili huoneenlämpötilassa. PVDF-kalvoa ei kuvata 15 yksityiskohtaisemmin tässä yhteydessä.

Esillä olevan keksinnön mukaan potilaan elintoimintojen seuranta toteutetaan suodattamalla yhden ja saman anturin antamasta signaalista hengitystaajuuskais-ta ja samaten ballistokardiografinen kaista. Signaali 20 saadaan PVDF-kalvoanturista. Järjestelmässä ei tarvita erillisiä antureita ja/tai signaaleja potilaan eri ruumiin toimintojen toimintaan; menetelmässä käytetään PVDF-kalvoanturia yhdessä hengitystaajuuden kaistasuo-dattimen ja ballistokardiografian kaistasuodattimen 25 yhteydessä.

Keksinnön ansiosta potilaan elintoimintojen ja liikkeiden seurantaa voidaan suorittaa erittäin helposti ja yhtenäisesti, so eri elintoimintoja varten ei tarvita lisäantureita. Seuranta voi tapahtua potilasta milläa . 30 tavoin häiritsemättä, potilaaseen ei tarvitse kiinnittää antureita. Edelleen, verrattuna esim. julkaisuun US 4506678, keksinnön ansiosta menettelyssä ei tarvitse käyttää potilaan lävitse johdettavaa kantoaaltoa, menetelmässä voidaan seurata potilaan toimintoja täysin 35 passiivisesti, silti aiempaa tehokkaammin ja helpc rotin.

Keksinnön mukaisessa laitteessa pietsosähköinen anturi on liitetty sinänsä tunnetulla tavalla ha- 4 81249 vainnointi- ja/tai rekisteröintilaitteeseen, kuten vahvistinlaitteeseen, muunnoslaitteeseen, monitoriin ja/tai rekisteröintilaitteeseen, kuten piirturiin, sähköiseen rekisteröintilaitteeseen jne. Käytettävät 5 vahvistimet, muuntimet, muut signaalin käsittelylaitteet, rekisteröintilaitteet jne., ovat tavanomaisia ja niitä ei kuvata yksityiskohtaisemmin tässä yhteydessä.

Tulostuslaite voi olla esim. nauha tai piirturi, jolloin esim. yöllä rekisteröityjä hengityksen ja 10 sydämen lyöntitaajuuden muutoksia voidaan tutkia jälkeenpäin, vaikka mitään vakavaa hengitys- tai sydän-pysähdystä ei olisikaan esiintynyt.

Keksinnön mukaisesti laitteeseen kuuluu hengi-tystaajuuden kaistasuodatin, joka on järjestetty suodat-15 tamaan anturisignaalista hengitystä vastaava taajuuskaista, noin 0,1 - 3 Hz, ballistokardiografiän (BCG) kaistasuodatin, joka on järjestetty suodattamaan anturi-signaalista BCG-signaalin taajuutta vastaava taajuuskaista, noin 10 - 30 Hz. Edelleen laitteeseen voi kuulua 20 suodatin, joka on järjestetty suodattamaan anturisignaalista potilaan kehonliikkeitä vastaava taajuuskaista, noin 0,1 - 30 Hz.

Kehonliikkeet eivät välttämättä tarvitse omaa kanavaa, sillä kehonliikkeet näkyvät korkean amplitudin 25 takia suoraan hengitys- ja/tai BCG-kanavilta ja kehon-liikkeiden analysointi voidaan suorittaa suoraan niiltä.

Kaistansuodattimet ovat tavanomaisia ja tunnettuja yleisesti heikkovirtatekniikan alueelta. Kaistasuo-dattimien järjestäminen anturin, vahvistimen, muuntimen, 30 havainnointi- ja/tai rekisteröintilaitteen tai muun signaalinkäsittely-yksikön yhteyteen on sinänsä tunnettua, ja sitä ei käsitellä yksityiskohtaisemmin tässä yhteydessä.

Keksinnön mukaiseen laitteeseen voi edelleen 35 kuulua erilliset rekisteröintilaitteet hengityksen ja sydämen lyöntitaajuuksien rekisteröimiseksi. Tällöin potilaan hengitystä ja sydämen lyöntitaajuutta voidaan

II

5 81249 seurata täysin toisistaan riippumatta. Luonnollisesti laitteeseen voi kuulua myös yksi rekisteröintilaite hengityksen ja/tai sydämen lyöntitaajuuden rekisteröimiseksi; tällöin laitteessa on erilliset kanavat 5 eritaajuisille havainnoitaville kaistoille. Luonnollisesti laitteessa voi olla erillinen kanava tai vaihtoehtoisesti erillinen rekisteröintilaite potilaan liikkeiden rekisteröintiä varten.

Lisäksi laite voi olla järjestetty antamaan 10 hälytyksen, kun käyttäjän asettamat hälytyskriteerit toteutuvat, Fälytyskriteereinä voidaan käyttää hengitys-signaalin amplitudia, hengityskatkoksen pituutta, sydämen lyöntitaajuutta ja kehon liikkeitä.

Laitteeseen voi kuulua erityinen hälytyslaite, 15 äänihälytys, valohälytyslaite, tai muu hälytyslaite, joka on liitetty laitteeseen kuuluvaan vahvistuslait-teeseen, muunnoslaitteeseen, havainnointilaitteeseen, rekisteröintilaitteeseen, anturiin tai muuhun laitteeseen kuuluvaan elimeen.

20 Keksinnön mukaista laitetta käytettäessä poti las sijoitetaan anturin päälle, anturi potilasvuoteen lakanan alla. Anturilta saatava signaali aiheutuu lähinnä hengityksestä ja sydämenlyönneistä. Tarkasteltaessa hengitystä on sydämen liikesignaali eli BCG-signaali 25 suodatettava pois. Kaistasuodatus 0,1 - 3 Hz suodattaa yleensä BCG-signaalin pois riittävän tehokkaasti, jolloin saatava signaali kuvaa pääasiassa potilaan hengitystä.

Potilaan elintoimintojen kannalta on tärkeää 30 tunnistaa ylipitkä hengityspysähdys (yleensä yli 20 s). Hengityspysähdys tunnistetaan vertaamalla hengityssig-naalin amplitudia vertailutasoon, jonka käyttäjä on asettanut. Amplitudin alittaessa vertailutason käynnistetään ajan mittaus hengityspysähdyksen eli apneaperio-35 din pituuden määrittämiseksi. Hälytys annetaan, jos apneaperiodin pituus ylittää Käyttäjän asettaman rajan.

Keksinnön mukainen laite valvoo sydämen toimin- 6 81 249 taa mittaamalla sydämen lyöntitaajuutta. Laite on järjestetty vertaamaan näitä parametrejä käyttäjän asettamiin vertailuarvoihin, ja laite on järjestetty antamaan hälytys sydämen lyöntitaajuuden laskiessa.

5 Hengityssignaalin amplitudin ja/tai hengitys- pysähdyksen mittaus samaten kuin sydämen lyöntitaajuuden mittaus ja näiden arvojen vertailu voidaan suorittaa sähköisesti esim. tietokoneohjelman mukaan.

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskoh-10 taisesti suoritusesimerkkien avulla viitaten oheiseen piirustukseen, jossa: kuva 1 esittää halkileikkausta eräästä keksinnön mukaisesta PVDF-anturista, ja kuva 2 esittää kaaviokuvaa havainnoiduista 15 signaaleista ja hälytyksestä.

Kuvassa 1 näkyvät anturin ylä- ja alapinnat 11 ovat esim. kumi- tai muovikalvoa. Pintakerroksen alla ovat maadoitetut metallifoliokerrokset 12, näiden sisäpuolella vaahtomuovikerrokset 13, näiden sisäpuolella 20 metallikalvot, esim. Al-Cr-kalvot, paksuus n. 30 um, 14 ja keskellä PVDF-muovikalvo, paksuus esim. n. 40 um.

Kuvassa 2 on graafisesti esitetty havainnoitu hengitys- tai BCG-signaali 21, joka muodostaa aaltomaisen käyrän. Vertailutasoa on merkitty suoralla 22. Laite 25 on järjestetty mittaamaan aikaa hetkestä to, jolloin signaali alittaa vertailutason, ajankohtaan ti, ta, jolloin seuraava vertailutason ylitys tapahtuu. Mikäli mitattu aikaväli ylittää laitteeseen asetetun arvon, laite on järjestetty antamaan hälytys.

30 Suoritusesimerkit on tarkoitettu ainoastaan havainnollistamaan keksintöä.

Il

Claims (4)

7 81 249

1. Laite potilaan elintoimintojen ja liikkeiden seuraamiseksi, johon laitteeseen kuuluu anturi (1), 5 joka on tarkoitettu sijoitettavaksi potilaan alle ja havainnointi- ja/tai rekisteröintilaite (21), johon anturi on liitetty? tunnettu siitä, että anturi (1) on PVDF-kalvoanturi, että laitteeseen kuuluu hen-gitystaajuuden kaistasuodatin (3), ia ballistokardiogra- 10 fian (BCG) kaistasuodatin (4), jotka on järjestetty suodattamaan samanaikaisesti anturin (1) antamasta signaalista taajuuskaista 0,1 - 3 Hz hengityksen rekis-teröintilaitteeseen (2), ja ballistokardiografiän taajuuskaista 10 - 30 Hz ballistogardiokrafiän rekisteröin- 15 tilaitteeseen (21).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu matala-taajuuskaistasuodatin (5), joka on järjestetty suodattamaan taajuuskaistan 0,1 - 30 Hz.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu hälytyslaite (6), joka on järjestetty antamaan hälytys, kun hengitystaajuuskaistasuodattimen (3) suodattama taajuus on alle asetetun tason.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen laite, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu hälytyslaite (7), joka on järjestetty antamaan hälytys, kun pulssitaajuuskaistasuodattimen (4) suodattama taajuus on alle asetetun tason. 30 | 3 81249