專利名稱：病人特定生命特征估計的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及病人監(jiān)視的領(lǐng)域。更特定地，本發(fā)明涉及在病人監(jiān)視中生命特征極限估計的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，有各種系統(tǒng)被用于外科手術(shù)期間監(jiān)視病人的生命特征，諸如血壓、心率、溫度、和其它生理變量。這些系統(tǒng)包括對于諸如血壓和心率那樣的參數(shù)超出范圍時的報警器。高的和低的閾值范圍當(dāng)前可由用戶選擇。然而，對于特定病人是正常的參數(shù)值范圍會隨不同病人而有很大的變化。
例如，1-10歲兒童具有在60-140 bpm的范圍內(nèi)的正常的靜止心率，而身體良好的成人運(yùn)動員具有40-60 bpm的正常的靜止范圍。所以，120 bpm的靜止值對于5歲兒童是正常的，但對于運(yùn)動員是極為異常的。另一個例子是婦女的血壓的正常變動是在懷孕期間是較高的。
許多因素影響個人的正常心率或血壓，包括年齡、性別、體重、身高、身體條件、藥物處理和醫(yī)療條件或歷史。由于這種變化，不可能設(shè)置適合于所有的病人的單獨(dú)一個組的心率、或血壓、或任何其它生理參數(shù)報警范圍。監(jiān)視器的用戶必須人工調(diào)整報警極限值以適合于個別的病人，或禁止或忽略報警。
有需要在外科手術(shù)/麻醉期間針對基于簡單的閾值報警和先進(jìn)的多參數(shù)智能報警來估計病人特定的參數(shù)值。雖然醫(yī)生能夠根據(jù)年齡、性別、體重、身高、身體條件、藥物處理、和醫(yī)療條件或歷史以及所用的麻醉法。對這些數(shù)值作出估計，但他們由于許多任務(wù)而已經(jīng)是非常繁忙的，并且他們通常沒有時間對每個病人/手術(shù)情況進(jìn)行報警參數(shù)的人工調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的病人特定的生命特征估計系統(tǒng)和方法包括一個專家系統(tǒng)，它具有由醫(yī)療專家導(dǎo)出的多個參數(shù)、公式和法則(專家法則)。對特定病人的影響因素被輸入到專家系統(tǒng)，然后專家系統(tǒng)根據(jù)影響因素與專家法則計算估計的血壓范圍、心率范圍、或任何其它想要的醫(yī)療參數(shù)范圍。這些估計的范圍被用來設(shè)置監(jiān)視器上的最大和最小報警值。該系統(tǒng)和方法還被配置成把一個附加的專家法則組包括在專家系統(tǒng)中，用來計算當(dāng)病人處在麻醉時的估計范圍。
本發(fā)明的一方面，用于估計病人特定的生命特征極限的系統(tǒng)包括監(jiān)視器，被配置成監(jiān)視病人的生理參數(shù)；專家系統(tǒng)，包括存儲媒體和處理器，它被配置成與監(jiān)視器通信，并且還被配置成具有第一組專家法則；以及輸入裝置，被配置成把一組影響因素輸入到專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)被配置成通過使用第一組專家法則和影響因素來計算對于生理參數(shù)的第一可接受范圍，并按照第一可接受范圍設(shè)置監(jiān)視器上的最小報警極限和最大報警極限。系統(tǒng)還包括麻醉劑輸送裝置，被配置成對病人供給麻醉劑，以及它還被配置成把麻醉劑的目標(biāo)濃度傳送到專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)被配置成通過使用第一可接受范圍、第二組專家法則、影響因素和目標(biāo)濃度來計算對于生理參數(shù)的第二可按受范圍，專家系統(tǒng)還被配置成按照第二可接受范圍重新設(shè)置最小報警極限和最大報警極限。專家系統(tǒng)也可以可移動地耦合到監(jiān)視器，或永久地附著在監(jiān)視器上。系統(tǒng)的影響因素包括年齡、性別、體重、身高、身體條件、藥物處理和病人的歷史。
本發(fā)明的另一方面是估計病人特定的生命特征極限的方法，把第一組和最近的一組專家法則與一組影響因素輸入到專家系統(tǒng)，根據(jù)第一組專家法則與影響因素計算第一參數(shù)范圍，和按照第一參數(shù)范圍設(shè)置最大和最小報警值。該方法還包括當(dāng)病人在麻醉時把麻醉劑的目標(biāo)濃度輸入到專家系統(tǒng)，并根據(jù)第一參數(shù)范圍、第二組專家法則、影響因素和麻醉劑的目標(biāo)濃度計算第二參數(shù)范圍，并按照第二參數(shù)范圍重新設(shè)置最大報警值和最小報警值。


圖1顯示按照本發(fā)明的系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖。
圖2a-2b顯示按照本發(fā)明的系統(tǒng)的實(shí)施例的方塊圖。
圖3顯示按照本發(fā)明的方法的實(shí)施例的流程圖。
部件表

具體實(shí)施方式
該系統(tǒng)和方法通過使用多個參數(shù)和來自像麻醉學(xué)專家那樣的專家組的法則來估計用于生理監(jiān)視器的報警極限值，從而把參數(shù)組合中的臨床重大變化警告用戶。這些“專家”法則，如由醫(yī)療領(lǐng)域的專家表達(dá)的那樣，有時包括諸如“血壓低”或“心率高”的詞語，“低”和“高”的數(shù)值對于給定的病人是特定的，正如下面解釋的。所監(jiān)視的生理參數(shù)將受在外科手術(shù)時所給予的麻醉劑的影響，這樣，報警系統(tǒng)和方法還必須對此進(jìn)行調(diào)節(jié)。
參照圖1，估計系統(tǒng)10包括專家系統(tǒng)12，專家系統(tǒng)包含由麻醉學(xué)專家以及其它醫(yī)療專家使用的知識和法則。特別地，麻醉學(xué)專家和其它醫(yī)療專家根據(jù)已知的或公布的參考值和對于諸如病人年齡、性別、身高、體重、身體條件、藥物處理、醫(yī)療條件/歷史、和所使用的麻醉劑那樣的因素來調(diào)整、補(bǔ)償或應(yīng)用法則以估計在麻醉/手術(shù)期間對于特定的病人的生理參數(shù)的預(yù)期的和可接受的范圍。在為了調(diào)整它們而應(yīng)用專家法則或計算之后的這些參考值，連同使用上述輸入因素的專家系統(tǒng)，是本發(fā)明的基礎(chǔ)。
優(yōu)選地，該系統(tǒng)和方法首先估計未麻醉情況下的參數(shù)范圍，然后應(yīng)用附加法則以便得到在麻醉下的估計值。只使用未麻醉的結(jié)果使得本發(fā)明在手術(shù)場所以外諸如在病人床邊監(jiān)視和強(qiáng)化護(hù)理單元中是有用的。而且，雖然血壓和心率是要估計的最關(guān)心的生命特征，但可以看到，本發(fā)明也可以估計其它生理變量的病人特定的數(shù)值。
參照圖1，圖上顯示按照本發(fā)明的系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖。這里，包括存儲媒體與處理器的專家系統(tǒng)12被使用來按照多個輸入估計病人的特定的生命特征和報警極限。估計系統(tǒng)10包括把第一組專家法則14輸入到專家系統(tǒng)12。如前所述，第一組專家法則14是由該領(lǐng)域中的專家，諸如麻醉學(xué)專家或其它醫(yī)療專家推導(dǎo)出的，并包括用于確定醫(yī)療參數(shù)的可接受的范圍和某些影響因素18如何影響這些范圍的一組法則。例如，第一組專家法則可包括一個法則人的靜止心率的可接受范圍是40-140 bpm。第一組專家法則然后可包括一個法則如果病人的年齡小于10歲，但大于1歲，則可接受的靜止心率是在60與140 bpm之間。第一組專家法則14然后可包括還按照身高和體重、性別、當(dāng)前的處方藥、醫(yī)療條件和許多其它影響因素18來進(jìn)一步規(guī)定靜止心率的這個可接受范圍的附加法則，它們也被輸入到專家系統(tǒng)12，以便估計病人特定的生命特征。優(yōu)選地，第一組專家法則14當(dāng)估計系統(tǒng)10在醫(yī)院中被實(shí)施之前被輸入到專家系統(tǒng)。
再次地，第一組專家法則14被輸入到專家系統(tǒng)12。對于特定的病人的影響因素18，諸如年齡、身高和體重、性別、和現(xiàn)有的醫(yī)療情況(但不限于此)被輸入到專家系統(tǒng)12。優(yōu)選地，影響因素18由醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)自動輸入，但也可設(shè)想由人工輸入。影響因素18與存儲在專家系統(tǒng)12的存儲媒體中的專家法則14進(jìn)行比較，而處理器計算想要的醫(yī)療參數(shù)的第一估計范圍20。回到以前的例子，對于沒有輸入其它影響因素18到專家系統(tǒng)的一個6歲兒童，靜止心率的第一估計范圍20是60-140bpm。第一估計范圍20然后被用來設(shè)置第一組報警值26，包括最小報警值，本例中是60bpm，和最大報警值，本例中是140bpm。
估計系統(tǒng)10還能夠估計在病人處在麻醉時所需的醫(yī)療參數(shù)的第二估計范圍22。如前所述，用戶可得到的影響因素18是由HIS輸入到專家系統(tǒng)12的。另外，第一估計范圍20被利用于計算這個第二估計范圍22。還要利用第二組專家法則16，它也在以前被輸入到專家系統(tǒng)，并被保存在專家系統(tǒng)12的存儲媒體中。如上所述，這個第二組專家法則16與第一組專家法則14不同之處在于，第二組專家法則16被調(diào)整成反映處在麻醉下的病人?；氐揭陨系睦?，對于6歲兒童的正常的靜止心率，在第二組專家法則下，或許要比40-120bpm的范圍更大。另外，麻醉劑的目標(biāo)濃度24也被輸入到專家系統(tǒng)，以便計算第二估計范圍22。所以，在計算第二估計范圍22時，專家系統(tǒng)12的處理器鑒于影響因素18和麻醉劑的目標(biāo)濃度24來檢查第一估計范圍20，并應(yīng)用第二組專家法則16，以便計算第二估計范圍22。然后從第二估計范圍22導(dǎo)出第二組報警值28，包括最小報警值和最大報警值。
現(xiàn)在參照圖2a 2b，估計系統(tǒng)10以框圖的形式被顯示。在圖2a，專家系統(tǒng)12被物理地包含在監(jiān)視器32內(nèi)，并且一個用于輸入影響因素的輸入裝置38(諸如HIS)被耦合到監(jiān)視器32中的專家系統(tǒng)12。病人36被監(jiān)視器32連續(xù)地監(jiān)視，而專家系統(tǒng)12能夠調(diào)整對于在監(jiān)視器上任何所需生理參數(shù)的最小和最大報警值。
現(xiàn)在參照圖2b，監(jiān)視器32在監(jiān)視病人的同時被連接到專家系統(tǒng)12，該專家系統(tǒng)是分開地和可移動地耦合到監(jiān)視器32的。雖然專家系統(tǒng)12在本實(shí)施例中沒有物理地包含在監(jiān)視器32中，但專家系統(tǒng)12處在與監(jiān)視器通信的狀態(tài)，使得專家系統(tǒng)12可以調(diào)整監(jiān)視器32的所需生理參數(shù)的最小和最大報警值。再次地，輸入裝置38被耦合到專家系統(tǒng)12，以便輸入影響因素和麻醉劑的目標(biāo)濃度。
圖3顯示本發(fā)明的估計方法40。在估計方法40的步驟42，第一和第二組專家法則被輸入到專家系統(tǒng)。在步驟44，相應(yīng)于特定病人的一組影響因素被輸入到專家系統(tǒng)。在步驟46，根據(jù)第一組專家法則和影響因素計算第一參數(shù)范圍，以及在步驟48，按照第一參數(shù)范圍設(shè)置最大報警值和最小報警值。
仍參照圖3的估計方法40，在步驟50確定病人是否處在麻醉下。如果病人不是處在麻醉下，則在步驟60確定新的病人是否需要被監(jiān)視，從而需要新的估計。如果沒有新的病人，則方法結(jié)束。如果在步驟60有新的病人要被監(jiān)視，則方法返回步驟44。
回到步驟50，如果病人處在麻醉下，則在步驟54麻醉劑的目標(biāo)濃度被輸入到系統(tǒng)，以及在步驟56，根據(jù)第一參數(shù)范圍、第二組專家法則、影響因素和麻醉劑的目標(biāo)濃度計算第二參數(shù)范圍。在步驟58，按照第二參數(shù)范圍重新設(shè)置最大報警值和最小報警值。該估計方法40然后繼續(xù)到步驟60，在該步驟確定是否有新的病人要被監(jiān)視。
如前所述，在現(xiàn)有技術(shù)病人監(jiān)視系統(tǒng)中使用的根據(jù)閾值來報警的缺點(diǎn)在于，因?yàn)樵诟鱾€病人之間正常值的大的變化，用戶必須以每個病人為基礎(chǔ)人工調(diào)整高的和低的極限值，以便從報警系統(tǒng)得到最大效用。另外，先進(jìn)的多參數(shù)“智能”報警器也需要高的和低的參數(shù)值的估值，以便提高它們的精度。然而，用戶常常太忙而不能按每個情形來人工設(shè)置這些數(shù)值。因此，報警系統(tǒng)的有用性對于醫(yī)生和病人都被減小。本公開的系統(tǒng)和方法使醫(yī)生節(jié)省在人工輸入病人特定的報警極限值中所花費(fèi)的時間，提高基于閾值的報警的利用性和質(zhì)量，以及提供輸入給需要提高其靈敏度和專一性的“智能”的多參數(shù)報警器。
本發(fā)明是根據(jù)引用細(xì)節(jié)的具體的實(shí)施例描述的，以方便了解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和操作的原理。這里對于本發(fā)明的特定的實(shí)施例和細(xì)節(jié)的這樣的參考不打算限制所附權(quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會看到，在用于說明的選擇的實(shí)施例中可以作出修改而不背離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于估計病人的特定生命特征極限值的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括監(jiān)視器，被配置成監(jiān)視病人的生理參數(shù)；專家系統(tǒng)，包括存儲媒體和處理器，被配置成與監(jiān)視器通信，并且還被配置成具有第一組專家法則；以及輸入裝置，被配置成把一組影響因素輸入到專家系統(tǒng)，其中專家系統(tǒng)被配置成通過使用第一組專家法則和影響因素來計算對于生理參數(shù)的第一可接受范圍，并按照第一可接受范圍設(shè)置監(jiān)視器上的最小報警極限和最大報警極限。
2.如在權(quán)利要求1中要求的系統(tǒng)，還包括麻醉劑輸送裝置，被配置成對病人供給麻醉劑，并且還被配置成把麻醉劑的目標(biāo)濃度傳送到專家系統(tǒng)。
3.如在權(quán)利要求2中要求的系統(tǒng)，其中專家系統(tǒng)被配置成通過使用第一可接受范圍、第二組專家法則、影響因素和目標(biāo)濃度來計算對于生理參數(shù)的第二可接受范圍，專家系統(tǒng)還被配置成按照第二可接受范圍重新設(shè)置最小報警極限和最大報警極限。
4.如在權(quán)利要求1中要求的系統(tǒng)，其中專家系統(tǒng)是可移動地耦合到監(jiān)視器的。
5.如在權(quán)利要求1中要求的系統(tǒng)，其中專家系統(tǒng)是永久地固定在監(jiān)視器上的。
6.如在權(quán)利要求1中要求的系統(tǒng)，其中影響因素包括年齡、性別、體重、身高、身體條件、藥物處理或病人的歷史。
7.一種估計病人特定的生命特征極限的方法，該系統(tǒng)包括把第一組和第二組專家法則與一組影響因素輸入到專家系統(tǒng)；根據(jù)第一組專家法則與影響因素計算第一參數(shù)范圍；和按照第一參數(shù)范圍設(shè)置最大和最小報警值。
8.如在權(quán)利要求7中要求的方法，還包括當(dāng)病人處在麻醉時把麻醉劑的目標(biāo)濃度輸入到專家系統(tǒng)。
9.如在權(quán)利要求8中要求的方法，還包括根據(jù)第一參數(shù)范圍、第二組專家法則、影響因素和麻醉劑的目標(biāo)濃度計算第二參數(shù)范圍。
10.如在權(quán)利要求9中要求的方法，還包括按照第二參數(shù)范圍重新設(shè)置最大報警值和最小報警值。
全文摘要
本發(fā)明的病人的特定生命特征估計系統(tǒng)和方法包括一個專家系統(tǒng)，具有由醫(yī)療專家導(dǎo)出的多個參數(shù)、公式和法則(專家法則)。對特定病人的影響因素被輸入到專家系統(tǒng)，然后專家系統(tǒng)根據(jù)該影響因素與專家法則計算估計的血壓范圍、心率范圍、或任何其它所需的醫(yī)療參數(shù)范圍。這些估計的范圍用來設(shè)置監(jiān)視器上的最大和最小報警值。該系統(tǒng)和方法還被配置成把附加的專家法則組包括在專家系統(tǒng)中，以用來計算當(dāng)病人處在麻醉時的估計的范圍。
文檔編號A61M19/00GK1994219SQ20071000215
公開日2007年7月11日 申請日期2007年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月3日
發(fā)明者M·D·帕爾馬 申請人:通用電氣公司