專利名稱:病人特定生命特征估計的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及病人監(jiān)視的領域。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域。
背景技術：
當前，有各種系統(tǒng)被用于外科手術期間監(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超出范圍時的報警器。高的和低的閾值范圍當前可由用戶選擇。然而，對于特定病人是正常的參數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的范圍內的正常的靜止心率，而身體良好的成人運動員具有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，不可能設置適合于所有的病人的單獨一個組的心率、或血壓、或任何其它生理參數報警范圍。監(jiān)視器的用戶必須人工調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/麻醉期間針對基于簡單的閾值報警和先進的多參數智能報警來估計病人特定的參數值。雖然醫(yī)生能夠根據年齡、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。對這些數值作出估計，但他們由于許多任務而已經是非常繁忙的，并且他們通常沒有時間對每個病人/手術情況進行報警參數的人工調節(jié)。

發(fā)明內容本發(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)療專家導出的多個參數、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)療參數范圍。這些估計的范圍被用來設置監(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；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的第一可接受范圍，并按照第一可接受范圍設置監(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、影響因素和目標濃度來計算對于生理參數的第二可按受范圍，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)，根據第一組專家法則與影響因素計算第一參數范圍，和按照第一參數范圍設置最大和最小報警值。該方法還包括當病人在麻醉時把麻醉劑的目標濃度輸入到專家系統(tǒng)，并根據第一參數范圍、第二組專家法則、影響因素和麻醉劑的目標濃度計算第二參數范圍，并按照第二參數范圍重新設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)的實施例的示意圖。
圖2a-2b顯示按照本發(fā)明的系統(tǒng)的實施例的方塊圖。
圖3顯示按照本發(fā)明的方法的實施例的流程圖。
部件表
具體實施方式
該系統(tǒng)和方法通過使用多個參數和來自像麻醉學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)療領域的專家表達的那樣，有時包括諸如“血壓低”或“心率高”的詞語，“低”和“高”的數值對于給定的病人是特定的，正如下面解釋的。所監(jiān)視的生理參數將受在外科手術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行調節(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，麻醉學專家和其它醫(yī)療專家根據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整、補償或應用法則以估計在麻醉/手術期間對于特定的病人的生理參數的預期的和可接受的范圍。在為了調整它們而應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。
優(yōu)選地，該系統(tǒng)和方法首先估計未麻醉情況下的參數范圍，然后應用附加法則以便得到在麻醉下的估計值。只使用未麻醉的結果使得本發(fā)明在手術場所以外諸如在病人床邊監(jiān)視和強化護理單元中是有用的。而且，雖然血壓和心率是要估計的最關心的生命特征，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值。
參照圖1，圖上顯示按照本發(fā)明的系統(tǒng)的實施例的示意圖。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是由該領域中的專家，諸如麻醉學專家或其它醫(yī)療專家推導出的，并包括用于確定醫(yī)療參數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、當前的處方藥、醫(yī)療條件和許多其它影響因素18來進一步規(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當估計系統(tǒng)10在醫(yī)院中被實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進行比較，而處理器計算想要的醫(yī)療參數的第一估計范圍20?；氐揭郧暗睦?，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被調整成反映處在麻醉下的病人?；氐揭陨系睦樱瑢τ?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和麻醉劑的目標濃度24來檢查第一估計范圍20，并應用第二組專家法則16，以便計算第二估計范圍22。然后從第二估計范圍22導出第二組報警值28，包括最小報警值和最大報警值。
現在參照圖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，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能夠調整對于在監(jiān)視器上任何所需生理參數的最小和最大報警值。
現在參照圖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可以調整監(jiān)視器32的所需生理參數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，根據第一組專家法則和影響因素計算第一參數范圍，以及在步驟48，按照第一參數范圍設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麻醉劑的目標濃度被輸入到系統(tǒng)，以及在步驟56，根據第一參數范圍、第二組專家法則、影響因素和麻醉劑的目標濃度計算第二參數范圍。在步驟58，按照第二參數范圍重新設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，在現有技術病人監(jiān)視系統(tǒng)中使用的根據閾值來報警的缺點在于，因為在各個病人之間正常值的大的變化，用戶必須以每個病人為基礎人工調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，先進的多參數“智能”報警器也需要高的和低的參數值的估值，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置這些數值。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的時間，提高基于閾值的報警的利用性和質量，以及提供輸入給需要提高其靈敏度和專一性的“智能”的多參數報警器。
本發(fā)明是根據引用細節(jié)的具體的實施例描述的，以方便了解本發(fā)明的結構和操作的原理。這里對于本發(fā)明的特定的實施例和細節(jié)的這樣的參考不打算限制所附權利要求
的范圍。本領域技術人員將會看到，在用于說明的選擇的實施例中可以作出修改而不背離本發(fā)明的精神和范圍。
權利要求
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；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的第一可接受范圍，并按照第一可接受范圍設置監(jiān)視器上的最小報警極限和最大報警極限。
2.如在權利要求
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濃度傳送到專家系統(tǒng)。
3.如在權利要求
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、影響因素和目標濃度來計算對于生理參數的第二可接受范圍，專家系統(tǒng)還被配置成按照第二可接受范圍重新設置最小報警極限和最大報警極限。
4.如在權利要求
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)；根據第一組專家法則與影響因素計算第一參數范圍；和按照第一參數范圍設置最大和最小報警值。
8.如在權利要求
7中要求的方法，還包括當病人處在麻醉時把麻醉劑的目標濃度輸入到專家系統(tǒng)。
9.如在權利要求
8中要求的方法，還包括根據第一參數范圍、第二組專家法則、影響因素和麻醉劑的目標濃度計算第二參數范圍。
10.如在權利要求
9中要求的方法，還包括按照第二參數范圍重新設置最大報警值和最小報警值。
專利摘要
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)療專家導出的多個參數、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)療參數范圍。這些估計的范圍用來設置監(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，以用來計算當病人處在麻醉時的估計的范圍。
文檔編號A61M19/00GK1994219SQ200710002156
公開日2007年7月11日 申請日期2007年1月4日
發(fā)明者M·D·帕爾馬 申請人:通用電氣公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan