在主流監(jiān)測與側(cè)流監(jiān)測之間自動(dòng)切換的呼氣末二氧化碳監(jiān)測模塊的制作方法
【專利說明】在主流監(jiān)測與側(cè)流監(jiān)測之間自動(dòng)切換的呼氣末二氧化碳監(jiān)測模塊
[0001]交叉引用
[0002]本說明書要求于2013年5月30日提交的題為“在主流監(jiān)測與側(cè)流監(jiān)測之間自動(dòng)切換的呼氣末二氧化碳監(jiān)測模塊(Capnography Module with Automatic SwitchingBetween Mainstream and Sidestream Monitoring)” 的美國專利臨時(shí)申請第61/829，222號的優(yōu)先權(quán)，通過引用將其全部內(nèi)容結(jié)合于本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本說明書總體上涉及患者監(jiān)測系統(tǒng)。更具體地說，本說明書涉及能夠在主流監(jiān)測(mainstream monitoring)與側(cè)流監(jiān)測(sidestream monitoring)之間自動(dòng)切換的用于患者監(jiān)測系統(tǒng)的呼氣末二氧化碳監(jiān)測(capnography)模塊。
【背景技術(shù)】
[0004]患者監(jiān)測系統(tǒng)是電子醫(yī)療系統(tǒng)，其測量患者的各項(xiàng)生命體征，收集并將所有的測量結(jié)果處理成數(shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)以圖形和/或數(shù)字的形式顯示在顯示屏上。圖形數(shù)據(jù)在時(shí)間軸(波形)上作為數(shù)據(jù)通道連續(xù)地顯示出來?；颊弑O(jiān)測系統(tǒng)放置于醫(yī)院病床連接近，通常放置于加護(hù)病房中，通過連接到患者身上的測量裝置連續(xù)地監(jiān)測患者狀況并可被醫(yī)院人員查看。一些患者監(jiān)測系統(tǒng)只可在本地顯示器上查看，而其他患者監(jiān)測系統(tǒng)則可連接到網(wǎng)絡(luò)中，從而在其他地點(diǎn)顯示數(shù)據(jù)，例如中央監(jiān)測站或護(hù)士站。
[0005]便攜式患者監(jiān)測系統(tǒng)可供緊急醫(yī)療服務(wù)(EMS)人員使用。這些系統(tǒng)通常包括具有監(jiān)測器的除顫器。其他便攜式裝置(例如霍爾特氏監(jiān)測器)佩戴于患者身上一段時(shí)間后送回到醫(yī)生那里，對已測量和收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行評價(jià)?，F(xiàn)有患者監(jiān)測系統(tǒng)可測量并顯示各種生命體征，包括脈搏血氧飽和度(SpO2)、心電圖(ECG)、有創(chuàng)血壓(IBP)、無創(chuàng)血壓(NIBP)、腦電圖(EEG),體溫、心輸出量、二氧化碳(CO2)，混合靜脈氧飽和度(SvO2)、腦電雙頻指數(shù)(BISx)和呼吸?；颊弑O(jiān)測系統(tǒng)能夠測量和顯示最大值、最小值、平均值和頻率，例如，脈搏和呼吸率。已收集數(shù)據(jù)可通過固定線連接或無線數(shù)據(jù)通信進(jìn)行傳輸?；颊弑O(jiān)測系統(tǒng)通過電力干線或電池供電。
[0006]現(xiàn)有患者監(jiān)測系統(tǒng)通常包括呼氣末二氧化碳監(jiān)測模塊(capnographymodule)。呼氣末二氧化碳監(jiān)測是對患者呼吸氣體中二氧化碳(CO2)的濃度或分壓進(jìn)行監(jiān)測。呼氣末二氧化碳監(jiān)測通常在麻醉期間或特護(hù)病房中使用。通過呼氣末二氧化碳監(jiān)測測定的0)2水平用于監(jiān)測麻醉期間患者的生理狀態(tài)和評估通氣充足性。呼氣末二氧化碳監(jiān)測通常測量呼氣末二氧化碳(ETC02)(即患者呼氣末的二氧化碳的濃度或分壓)，最低二氧化碳(MinCO2)和呼吸率。呼氣末二氧化碳監(jiān)測包括主流呼氣末二氧化碳監(jiān)測和側(cè)流呼氣末二氧化碳監(jiān)測。主流呼氣末二氧化碳監(jiān)測通過直接連接至氣管插管和呼吸電路之間的呼吸道的內(nèi)嵌式紅外傳感器測量CO2水平。側(cè)流呼氣末二氧化碳監(jiān)測包括收集所述呼吸電路的呼吸道氣體樣本。然后通過遠(yuǎn)程監(jiān)測單元內(nèi)的紅外傳感器來測量CO2水平。
[0007]雖然現(xiàn)有呼氣末二氧化碳監(jiān)測模塊可有效監(jiān)測患者呼出氣中的⑶2水平，但其也有自身的缺點(diǎn)。例如，可進(jìn)行主流監(jiān)測和側(cè)流監(jiān)測兩者的現(xiàn)有呼氣末二氧化碳監(jiān)測模塊需要在兩個(gè)解析器之間進(jìn)行手動(dòng)切換。主流監(jiān)測與側(cè)流監(jiān)測之間的手動(dòng)切換經(jīng)常包括暫時(shí)斷開所述模塊的電源和/或重啟主機(jī)接口呼氣末二氧化碳監(jiān)測模塊。這一操作不但耗時(shí)而且可導(dǎo)致CO2水平在短時(shí)間內(nèi)未被監(jiān)測到。因此，在不引起電源丟失或重啟模塊的情況下，需要一種可在兩個(gè)分析器之間實(shí)現(xiàn)主流監(jiān)測與側(cè)流監(jiān)測自動(dòng)切換的呼氣末二氧化碳監(jiān)測模塊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供了一種用于患者監(jiān)測系統(tǒng)的呼氣末二氧化碳監(jiān)測模塊，所述呼氣末二氧化碳監(jiān)測模塊包括:監(jiān)測器連接器，用于將所述呼氣末二氧化碳監(jiān)測模塊連接至所述患者監(jiān)測系統(tǒng)，所述監(jiān)測器連接器提供用于在所述呼氣末二氧化碳監(jiān)測模塊與所述患者監(jiān)測系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂剑恢髁鬟B接器，用于將主流呼氣末二氧化碳監(jiān)測傳感器連接至所述呼氣末二氧化碳監(jiān)測模塊；側(cè)流端口(sidestream port )，用于將側(cè)流取樣線(sidestream sampling line)連接至所述呼氣末二氧化碳監(jiān)測模塊;主流氣體值解析器(mainstream gas values parser)，用于分析由連接至所述主流連接器的主流呼氣末二氧化碳監(jiān)測傳感器提供的數(shù)據(jù);側(cè)流呼氣末二氧化碳監(jiān)測傳感器，用于監(jiān)測由連接至所述側(cè)流端口的側(cè)流取樣線提供的氣體;側(cè)流氣體值解析器，用于分析由所述側(cè)流呼氣末二氧化碳監(jiān)測傳感器提供的數(shù)據(jù);硬件切換機(jī)構(gòu)，包括多個(gè)電路和在所述電路之間的通信接口；控制器電路，與所述硬件切換機(jī)構(gòu)和所述患者監(jiān)測系統(tǒng)的所述監(jiān)測器進(jìn)行通信；以及，軟件切換機(jī)構(gòu)，包括存儲在非易失性存儲器上的程序化指令，所述軟件切換機(jī)構(gòu)響應(yīng)于由所述硬件切換機(jī)構(gòu)生成的標(biāo)志并且與所述控制器電路進(jìn)行通信，其中，當(dāng)所述主流呼氣末二氧化碳監(jiān)測傳感器或所述側(cè)流取樣線中的任何一個(gè)分別物理連接到所述主流連接器或所述側(cè)流端口時(shí)，所述硬件切換機(jī)構(gòu)生成表示所連接的主流呼氣末二氧化碳監(jiān)測傳感器或側(cè)流取樣線的標(biāo)志，進(jìn)一步地，其中，所述軟件切換機(jī)構(gòu)通過通知所述控制器電路所述主流氣體值解析器單元或所述側(cè)流氣體值解析器單元中的任何一個(gè)的可用性而響應(yīng)于所述標(biāo)志，更進(jìn)一步地，其中，所述控制器電路基于由所述軟件切換機(jī)構(gòu)指示的所述值解析器單元中哪個(gè)能夠使用而在主流監(jiān)測模式或側(cè)流監(jiān)測模式中自動(dòng)地運(yùn)行所述呼氣末二氧化碳監(jiān)測模塊。
[0009]可選地，所述呼氣末二氧化碳監(jiān)測模塊進(jìn)一步包括除氣端口(gas scavengingport) ο
[0010]可選地，所述呼氣末二氧化碳監(jiān)測模塊進(jìn)一步包括連接器鎖定機(jī)構(gòu)，連接器鎖定機(jī)構(gòu)用于將所述主流呼氣末二氧化碳監(jiān)測傳感器牢固地連接到所述主流連接器上，以防止所述主流呼氣末二氧化碳監(jiān)測傳感器從所述呼氣末二氧化碳監(jiān)測模塊意外斷開。
[0011]該硬件切換機(jī)構(gòu)可包括電源電流隔離電路以保護(hù)所述主流氣體值解析器單元免于靜電放電?？蛇x地，所述硬件切換機(jī)構(gòu)可進(jìn)一步包括用于調(diào)節(jié)來自所述電源電流隔離電路的DC電源并且向所述主流氣體值解析器單元提供調(diào)節(jié)后的5V電源的切換模式降壓調(diào)節(jié)器。
[0012]可選地，所述硬件切換機(jī)構(gòu)包括數(shù)據(jù)和控制線電流隔離電路，以保護(hù)所述主流氣體值解析器單元免于靜電放電。
[0013]可選地，所述硬件切換機(jī)構(gòu)包括主流冷連接感測電路(mainstream coldconnected sensing circuit)以在所述呼氣末二氧化碳監(jiān)測模塊在所述側(cè)流運(yùn)行模式下運(yùn)行時(shí)，檢測主流呼氣末二氧化碳監(jiān)測傳感器至所述呼氣末二氧化碳監(jiān)測模塊的連接并且將所述呼氣末二氧化碳監(jiān)測模塊保持在所述側(cè)流運(yùn)行模式中?？蛇x地，所述硬件切換機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括用于所述主流氣體值解析器單元的電流感測電路、放大器和平均電路(amplifer and averaging circuit)以及具有開漏輸出(open drain output)的比較器、以及用于所述側(cè)流氣體值解析器單元的電流感測電路、放大器和平均電路以及具有開漏輸出的比較器，其中，當(dāng)所述主流呼氣末二氧化碳監(jiān)測傳感器和所述側(cè)流取樣線連接至所述呼氣末二氧化碳監(jiān)測模塊時(shí)，所述電路分別監(jiān)測所述主流氣體值解析器單元和所述側(cè)流氣體值解析器單元的電流電平的增加，進(jìn)一步地，其中，當(dāng)所述電流電平為高時(shí)，相應(yīng)的所述比較器通知所述控制器面板相應(yīng)的所述氣體值解析器單元的可用性?？蛇x地，所述硬件切換機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括用于接收來自所述主流冷連接感測電路和用于所述主流氣體值解析器單元的具有開漏輸出的所述比較器的信號的或門，進(jìn)一步地，其中，所述或門基于所述信號確定所述主流氣體值解析器單元是否能夠使用。
[0014]可選地，所述主流氣體值解析器單元和所述側(cè)流氣體值解析器單元配置有用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的RS-232電壓電平，并且所述控制器電路在5V的標(biāo)準(zhǔn)DC電源下工作，其中，所述硬件切換機(jī)構(gòu)包括用于將所述氣體值解析器單元的RS-232電壓電平轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)晶體管-晶體管邏輯(TTL)信號電平的至少兩個(gè)RS-232電平轉(zhuǎn)換器。
[0015]可選地，所述硬件切換機(jī)構(gòu)包括用于控制所述軟件切換機(jī)構(gòu)的雙極雙通開關(guān)(double pole double through switch)。
[0016]可選地，所述硬件切換機(jī)構(gòu)包括選擇線，所述選擇線包括隨著所述主流氣體值解析器單元與所述側(cè)流氣體值解析器單元之間的電源切換而用于切換數(shù)據(jù)輸入和輸出的1/0引腳。
[0017]可選地，所述主流連接器包括9引腳DE-9主流值解析器連接器并且所述監(jiān)測器連接器包括具有模塊電源15引腳陽型連接器的同步數(shù)據(jù)鏈路控制(SDLC)協(xié)議。
[0018]本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種在患者監(jiān)測系統(tǒng)的呼氣末二氧化碳監(jiān)測模塊上在主流監(jiān)測與側(cè)流監(jiān)測之間自動(dòng)切換的方法，所述方法包括以下步驟:設(shè)置用于患者監(jiān)測系統(tǒng)的呼氣末二氧化碳監(jiān)測模塊，所述呼氣末二氧化碳監(jiān)測模塊包括:監(jiān)測器連接器，用于將所述呼氣末二氧化碳監(jiān)測模塊連接至所述患者監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測器，所述監(jiān)測器連接器提供用于在所述呼氣末二氧化碳監(jiān)測模塊與所述患者監(jiān)測系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂?；主流連接器，用于將主流呼氣末二氧化碳監(jiān)測傳感器連接至所述呼氣末二氧化碳監(jiān)測模塊;側(cè)流端口，用于將側(cè)流取樣線連接至所述呼氣末二氧化碳監(jiān)測模塊;主流氣體值解析器，用于分析由連接至所述主流連接器的主流呼氣末二氧化碳監(jiān)測傳感器提供的數(shù)據(jù);側(cè)流呼氣末二氧化碳監(jiān)測傳感器，用于監(jiān)測由連接到所述側(cè)流端口的側(cè)流取樣線提供的氣體;側(cè)流氣體解析器，用于分析由所述側(cè)流呼氣末二氧化碳監(jiān)測傳感器提供的數(shù)據(jù);硬件切換機(jī)構(gòu)，包括多個(gè)電路和在所述電路之間的通信接口；控制器電路，與所述硬件切換機(jī)構(gòu)和所述患者監(jiān)測系統(tǒng)的所述監(jiān)測器進(jìn)行通信；以及軟件切換機(jī)構(gòu)，包括存儲在非易失性存儲器上的程序化指令，所述軟件切換機(jī)構(gòu)響應(yīng)于由所述硬件切換機(jī)構(gòu)生成的標(biāo)志并且與所述控制器電路進(jìn)行通信，其中，當(dāng)所述主流呼氣末二氧化碳監(jiān)測傳感器或所述側(cè)流取樣線中的任何一個(gè)分別物理連接到所述主流連接器或所述側(cè)流端口時(shí)，所述硬件切換機(jī)構(gòu)生成表示所連接的主流呼氣末二氧化碳監(jiān)測傳感器或側(cè)流取樣線的標(biāo)志，進(jìn)一步地，其中，所述軟件切換機(jī)構(gòu)通過通知所述控制器電路所述主流氣體值解析器單元或所述側(cè)流氣體值解析器單元中的任何一個(gè)的可用性而響應(yīng)于所述標(biāo)志，更進(jìn)一步地，其中，所述控制器電路基于由所述軟件切換機(jī)構(gòu)指示的所述值解析器單元中的