Un procedimiento para operar un monitor fisiológico que comprende:

detectar una señal analógica de un paciente, en el que la señal analógica comprende una forma de onda fisiológica;

convertir la señal analógica en una señal digital;

demodular la señal digital para producir al menos dos señales fisiológicas desmoduladas;

aplicar una de las señales fisiológicas desmoduladas a un modulador delta-sigma (51) para proporcionar una señal de salida; y

filtrar dicha señal de salida para proporcionar una salida analógica filtrada con forma de onda fisiológica en tiempo real

Modulador delta-sigma para obtener una representación analógica de una señal fisiológica.

La presente invención versa acerca de oxímetros, y en particular acerca de paneles de visualización de formas de onda analógica en oxímetros de pulso.

Normalmente, se utiliza la oximetría de pulso para medir diversas características de química sanguínea, incluyendo, sin limitación, la saturación de oxígeno en sangre de la hemoglobina en sangre arterial, el volumen de pulsaciones individuales de sangre que se suministran al tejido, y la tasa de pulsaciones de sangre correspondiente a cada latido cardíaco de un paciente. La medición de estas características se ha llevado a cabo mediante el uso de un sensor no invasivo que difunde luz a través de una porción del tejido del paciente en la que la sangre perfunde el tejido, y detecta de forma fotoeléctrica la absorción de luz en dicho tejido. Entonces, se utiliza la cantidad de luz absorbida a diversas frecuencias para calcular la cantidad del componente sanguíneo que está siendo medida.

Se selecciona la luz difundida a través del tejido para que tenga una o más longitudes de onda que son absorbidas por la sangre en una cantidad representativa de la cantidad del componente sanguíneo presente en la sangre. La cantidad de luz difusa transmitida a través del tejido variará según la cantidad variable del componente sanguíneo en el tejido y la absorción de luz relacionada. Para medir el nivel de oxígeno en sangre, normalmente dichos sensores han estado dotados de una fuente de luz que está adaptada para generar luz de al menos dos longitudes de onda distintas, y con fotodetectores sensibles a ambas longitudes de onda, según técnicas conocidas para medir la saturación de oxígeno en sangre.

El documento US 5.921.921 da a conocer un oxímetro que detecta la transiluminación por luz roja e infrarroja de una porción de un individuo in vivo y produce señales analógicas representativas del mismo en dos canales. Tiene un modulador delta-sigma para la conversión de forma analógica a digital.

Los sensores no invasivos conocidos incluyen dispositivos que están fijados a una porción del cuerpo, tal como a un dedo, a un oído o al cuero cabelludo. En los animales y en los seres humanos, el tejido de estas porciones del cuerpo está perfundido con sangre y el sensor puede acceder fácilmente a la superficie del tejido.

Los oxímetros de pulso, después de procesar los datos del sensor y calcular la saturación de oxígeno, presentan la información en un panel de visualización. En algunos oxímetros de pulso, también es deseable representar visualmente la propia forma de onda analógica. Por ejemplo, la patente US nº 6.188.470 muestra una señal para un panel de visualización que refleja la forma de onda. La patente US nº 6.385.471 también da a conocer un panel de visualización de forma de onda, y expone que primero se digitalizan los datos, filtrados previamente y luego reconstituidos para la representación visual.

Nellcor Puritan Bennett, el cesionario de la presente invención, proporciona salidas analógicas en un número de sus productos. Las salidas analógicas son utilizadas para tales fines como una sincronización con otros instrumentos (por ejemplo, EKG, un monitor de múltiples parámetros) al igual que para un panel de visualización. A veces se proporcionan las formas de onda analógicas de la circuitería de hardware de procesamiento previo, para garantizar que la señal analógica es cercana en el tiempo a la forma de onda real del paciente.

Un problema al proporcionar una forma de onda analógica a un panel de visualización después de su procesamiento es que el procesamiento lleva algo de tiempo, y, por lo tanto, la señal proporcionada está retrasada y no es en tiempo real.

Un objetivo de la invención es proporcionar un procedimiento y un aparato para generar una representación sustancialmente en tiempo real de una representación analógica de una señal fisiológica. Se puede conseguir este objetivo mediante un procedimiento y un aparato como se definen en las reivindicaciones independientes. Se definen mejoras adicionales en las reivindicaciones dependientes. La presente invención proporciona un procedimiento y un aparato para proporcionar una representación sustancialmente en tiempo real de una representación analógica de una señal fisiológica. Se convierte la señal de la forma de onda del sensor en una forma digital. Se utiliza un modulador delta-sigma como un Convertidor de digital a analógico (ADC) sencillo. Entonces, se puede proporcionar la salida a través de un filtro sencillo de hardware para dar una señal analógica de salida casi en tiempo real, que puede ser utilizada para otros instrumentos, sincronización, panel de visualización, etc.

La invención permite que se convierta una forma de onda en una forma digital, y que se suministre al software, mientras que sigue permitiendo una conversión rápida de nuevo en hardware después de un procesamiento inicial en el software. En particular, para un oxímetro de pulso que lleva a cabo una desmodulación en el software, se puede obtener la señal digital IR después de esta desmodulación por software, pero antes del procedimiento de filtración por software mucho más lento utilizado como parte del procedimiento para calcular la saturación de oxígeno.

En una realización, se procesa la señal digital en un primer recorrido, pero un segundo recorrido aplica esta forma de onda digitalizada al modulador delta-sigma. El segundo recorrido capta la señal inmediatamente después de que se convierte a la forma digital y se desmodula. Para un oxímetro de pulso, se escoge una señal IR para la salida analógica porque normalmente tiene menos ruido.

En una realización, el modulador delta-sigma es un modulador de software que opera en la versión digitalizada de la forma de onda. El modulador delta-sigma proporciona una salida en serie de un único bit. Se proporciona esta salida a un filtro RC de hardware, y luego al panel de visualización.

Para una mayor comprensión de la naturaleza y de las ventajas de la invención, se debería hacer referencia a la siguiente descripción tomada en conjunto con los dibujos adjuntos.

La Fig. 1 es un diagrama de bloques de un oxímetro que incorpora la presente invención.

La Fig. 2 es un diagrama de bloques de un circuito de la técnica anterior para generar una señal analógica de salida.

La Fig. 3 es un diagrama de bloques de una realización de un circuito para generar una señal analógica de salida según la presente invención.

La Fig. 4 es un diagrama de bloques del modulador delta-sigma de software según una realización de la presente invención.

La Fig. 5 es un diagrama de circuito de una realización del filtro RC de hardware según una realización de la presente invención.

La Fig. 6 es una vista frontal de un monitor que muestra un panel de visualización analógica según una realización de la presente invención.

Sistema general

La Fig. 1 ilustra una realización de un sistema de oximetría que incorpora la presente invención. Un sensor 10 incluye LED rojos e infrarrojos y un fotodetector. Estos están conectados por un cable 12 a una placa 14. Se proporciona la corriente de alimentación para los LED por medio de una interfaz 16 de alimentación de LED. Se proporciona la corriente fotoeléctrica recibida del sensor a una interfaz I-V 18. Entonces, se proporcionan los voltajes IR y rojo a una interfaz sigma-delta 20 que incorpora la presente invención. Se proporciona la salida de la interfaz sigma-delta 20 a un microcontrolador 22. El microcontrolador 22 incluye memoria flash para un programa, y memoria RAM para los datos. El oxímetro también incluye un chip 24 de microprocesador conectado a una memoria flash 26. Finalmente, se utiliza un reloj 28 y se proporciona una interfaz 30 para una calibración digital en el sensor 10. Un anfitrión separado 32 recibe la información procesada, al igual que recibe una señal analógica en una línea 34 para proporcionar una representación visual analógica.

Desmodulación de la técnica anterior en hardware

La Fig. 2 muestra un ejemplo de un circuito de la técnica anterior para generar una señal analógica de salida. Se procesa una señal de un sensor de un paciente en hardware por medio de un convertidor 36 de corriente a voltaje (I-V), y de un filtro 37. Entonces,...

1. Un procedimiento para operar un monitor fisiológico que comprende:

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicha filtración se lleva a cabo por medio de un filtro (52) de hardware acoplado a una salida de dicho modulador delta-sigma (51).

3. El procedimiento de la reivindicación 1 o 2, en el que dicho modulador delta-sigma (51) proporciona una salida de un único bit.

4. El procedimiento de una de las reivindicaciones precedentes, en el que la forma de onda fisiológica comprende una representación de una señal IR devuelta desde un sensor fisiológico y una señal roja devuelta desde un sensor fisiológico.

5. El procedimiento de una de las reivindicaciones precedentes, en el que la forma de onda desmodulada comprende una representación de una señal IR recibida desde un sensor fisiológico.

6. El procedimiento de una de las reivindicaciones precedentes, en el que el modulador delta-sigma (51) está configurado para proporcionar una formación de ruido de segundo orden de las señales fisiológicas desmoduladas.

7. El procedimiento de una de las reivindicaciones precedentes, en el que el modulador delta-sigma (51) está configurado para dar salida a una corriente (54) de bits en serie que tiene una frecuencia dada.

8. El procedimiento de la reivindicación 2, en el que el filtro (52) de hardware comprende un filtro RC (62, 66, 64, 68).

9. El procedimiento de una de las reivindicaciones precedentes, que comprende, además, la filtración digital (49) de una de las señales fisiológicas desmoduladas para proporcionar una primera señal digital de salida.

10. El procedimiento de una de las reivindicaciones precedentes, que comprende, además, la filtración digital (50) de la otra señal fisiológica desmodulada para proporcionar una segunda señal digital de salida.

11. Un aparato de monitorización fisiológica que comprende:

12. El aparato de monitorización fisiológica de la reivindicación 11, en el que dicho modulador delta-sigma (51) es un modulador de software que produce una salida en serie de un único bit.

13. El aparato de monitorización fisiológica de la reivindicación 11, en el que dicho filtro (52) es un filtro RC (62, 64, 66, 68) de hardware.

14. El aparato de monitorización fisiológica de la reivindicación 11, que comprende, además, un primer filtro digital (49) para filtrar la al menos otra de las señales fisiológicas desmoduladas y/o un segundo filtro digital (50) para filtrar la al menos otra de las señales fisiológicas desmoduladas.

15. El aparato de monitorización fisiológica según una de las reivindicaciones precedentes 11-14, en el que el aparato de monitorización fisiológica es un aparato de oxímetro; la forma de onda fisiológica es una forma de onda de oximetría de pulso; el procesador incluye un demodulador (48) para separar dicha forma de onda en señales roja e IR, en el que el modulador delta-sigma (51) es un modulador delta-sigma de software que está configurado para convertir una de dichas señales roja e IR en forma digital de nuevo en una señal analógica al producir una salida en serie de un único bit; y en el que el filtro (52) es un filtro RC (62, 64, 66, 68) de hardware acoplado a una salida de dicho modulador delta-sigma (51) para filtrar dicha forma de onda.