Sensor de pulsioxímetro con función a tramos.

Un sensor de oxímetro (15) que comprende: un emisor de luz (14) para dirigir luz a un paciente;

un detector de luz (16) montado para recibir la luz proveniente de dicho paciente; y una memoria (12) que almacena coeficientes para su uso en al menos una fórmula para determinar la saturación de oxígeno, incluyendo dichos coeficientes al menos un primer conjunto de coeficientes y un segundo conjunto de coeficientes, donde el primer y el segundo conjunto de coeficientes se aplican a diferentes márgenes de valores de saturación de oxígeno.

Sensor de pulsioxïmetro con funciïn a tramos ANTECEDENTES DE LA INVENCIïN

La presente invenciïn hace referencia a sensores de oxïmetros que tienen memoria.

La pulsioximetrïa se utiliza normalmente para medir diversas caracterïsticas del flujo sanguïneo incluyendo, sin carïcter limitativo, la saturaciïn de oxïgeno en sangre de la hemoglobina en la sangre arterial, y el ritmo de pulsaciones sanguïneas que corresponde a la frecuencia cardïaca de un paciente. La mediciïn de estas caracterïsticas se ha logrado mediante el uso de un sensor no invasivo que hace pasar la luz a travïs de una parte del tejido del paciente donde la sangre perfunde el tejido, y detecta de manera fotoelïctrica la absorciïn de luz en dicho tejido. La cantidad de luz absorbida se utiliza entonces para calcular la cantidad de componente de la sangre que se estï midiendo.

La luz que pasa a travïs del tejido se selecciona de forma que sea de una o mïs longitudes de onda que son absorbidas por la sangre en una cantidad representativa de la cantidad del componente de la sangre presente en la sangre. La cantidad de luz reflejada o transmitida pasada a travïs del tejido variarï segïn la cantidad cambiante del componente de la sangre en el tejido y la absorciïn de luz relacionada. Para medir el nivel de oxïgeno en sangre, dichos sensores se han provisto de fuentes de luz y fotodetectores que estïn adaptados para operar a dos longitudes de onda diferentes, segïn las tïcnicas conocidas para medir la saturaciïn de oxïgeno en sangre.

Se han propuesto diversos mïtodos en el pasado para codificar informaciïn en sensores, incluyendo sensores de pulsioxïmetro, para transmitir la informaciïn de utilidad a un monitor. Por ejemplo, se muestra un mecanismo de codificaciïn en la patente estadounidense de Nellcor nï 4.700.708. Este mecanismo hace referencia a una sonda de oximetrïa ïptica que utiliza un par de diodos emisores de luz (LEDs) para dirigir la luz a travïs del tejido perfundido por la sangre, con un detector que recoge la luz que no ha sido absorbida por el tejido. La operaciïn depende del conocimiento de la longitud de onda de los LEDs. Puesto que la longitud de onda de los LEDs puede variar de un dispositivo a otro, se sitïa una resistencia de codificaciïn en el sensor siendo el valor de la resistencia el correspondiente a la longitud de onda real de al menos uno de los LEDs. Cuando el instrumento del oxïmetro se enciende, determina primero el valor de la resistencia y asï los coeficientes de cïlculo de la saturaciïn adecuados para el valor de las longitudes de onda de los LEDs en la sonda.

Se han propuesto tambiïn otros mecanismos de codificaciïn en las patentes estadounidenses nï 5.259.381, 4.942.877, 4.446.715, 3.790.910, 4.303.984, 4.621.643, 5.246.003, 3.720.177, 4.684.245, 5.645.059, 5.058.588, 4.858.615 y 4.942.877. La patente '877 en particular revela el almacenamiento de una variedad de datos en una memoria de un sensor de pulsioximetrïa, incluyendo los coeficientes para una ecuaciïn de saturaciïn para oximetrïa.

Los sensores de pulsioxïmetros de Nellcor estïn codificados con un valor de resistencia (RCAL) que corresponde a la longitud de onda o longitudes de onda del/de los LED/-s en el emisor, como se describe en la patente nï 4.700.708. Los instrumentos de pulsioxïmetro de Nellcor leen este valor de codificaciïn de la resistencia y lo utilizan como un indicador a una tabla de consulta que contiene el conjunto adecuado de coeficientes para ese sensor para calcular la saturaciïn de oxïgeno arterial (SpO2) . La funciïn que convierte la ratio R (tambiïn conocida como la "ratio de ratios" o "rat-rat") de modulaciïn de la seïal IR y rojo medida en un valor de saturaciïn calculado se deriva de la forma bïsica de la ley de Lambert-Beer:

donde I1 e I2 se refieren a las seïales de luz detectadas en dos puntos diferentes en el ciclo cardïaco, y βs se 45 refiere a las propiedades de absorciïn de la luz caracterïsticas de la hemoglobina oxigenada y desoxigenada. Cuando se resuelve para la saturaciïn (S) , el resultado toma la siguiente forma:

La ecuaciïn 2 puede simplificarse mïs para requerir ïnicamente tres constantes (por ejemplo, dividiendo cada constante por c2) , pero se usarï como se muestra para el resto de la descripciïn. Aunque se basen en la 5 teorïa, las cuatro constantes c1-c4 se determinan de forma empïrica. Los valores teïricos de las constantes son insuficientes principalmente debido a la complejidad de dispersiïn de la luz y ïptica del sensor. Los valores de los conjuntos de constantes (c1 hasta c4) varïan con cada bin de codificaciïn de la resistencia (cada "bin" corresponde a un margen de diferentes longitudes de ondas de LED caracterizadas) . Se proporcionan mïltiples conjuntos de coeficientes (bins) en una tabla de consulta en los oxïmetros de Nellcor. Cuando los valores de SpO2 calculados segïn la Ec. 2 son inferiores al 70%, se utiliza un valor revisado de SpO2 usando una funciïn lineal:

donde ambos c5 y c6 varïan con el valor de codificaciïn de la resistencia. Se ha descubierto que esta funciïn lineal ajusta mejor el SpO2 (la saturaciïn de oxïgeno arterial medida por el pulsioxïmetro) con el SaO2 (el valor real de saturaciïn de oxïgeno arterial, medido directamente en una muestra de sangre) en observaciones realizada a bajas saturaciones.

Una limitaciïn de este mïtodo es que la correcta calibraciïn del sensor de pulsioxïmetro puede lograrse ïnicamente si la relaciïn entre la ratio de modulaciïn de la seïal (R) y la SaO2 de la sangre se ajusta a uno de los conjuntos de coeficientes de calibraciïn precodificados.

Otra limitaciïn de este mïtodo es que la relaciïn entre R y SaO2 del sensor de pulsioxïmetrïa puede no ser lineal en un regiïn de baja saturaciïn, o que el punto de corte puede no estar situado de manera ïptima en el 74% SpO2.

Otra limitaciïn mïs del mïtodo de esta tïcnica precedente es que la relaciïn funcional entre la verdadera saturaciïn de oxïgeno arterial y las seïales medidas puede no ajustarse a una sola funciïn en el espectro completo del margen de mediciïn.

Ademïs, el documento WO 93/06775 revela un sensor de oxïmetro extracorporal que comprende un emisor de luz para dirigir luz al trayecto del torrente sanguïneo de un paciente; un detector de luz montado para recibir la luz de dicho trayecto del torrente sanguïneo de un paciente; y una memoria que almacena diferentes fïrmulas para determinar la saturaciïn de oxïgeno en diferentes margenes de valores de saturaciïn de oxïgeno.

SUMARIO DE LA INVENCIïN

Se define un sistema segïn la invenciïn en la reivindicaciïn 1. En las reivindicaciones dependientes se definen algunas caracterïsticas preferidas.

La presente invenciïn aprovecha una memoria en el sensor para proporcionar un rendimiento mejorado. Se almacenan mïltiples conjuntos de coeficientes. Los mïltiples conjuntos se aplican a diferentes mïrgenes de valores de saturaciïn para proporcionar un mejor ajuste rompiendo la relaciïn de R a SpO2 en diferentes trozos, descritos cada uno por una funciïn diferente. Las diferentes funciones pueden ser tambiïn acordes a diferentes fïrmulas respectivas para determinar la saturaciïn de oxïgeno.

El sensor tambiïn puede almacenar un punto de corte variable entre las dos funciones usadas para la saturaciïn de oxïgeno. Las dos funciones podrïan ser bien fïrmulas separadas o bien la misma fïrmula con diferentes coeficientes. Esto permite la optimizaciïn a un valor diferente del valor de corte del 70% de la tïcnica precedente.

En otro aspecto de la presente invenciïn, el sensor puede almacenar mïs de un punto de corte para crear mïs de dos funciones que describen la relaciïn de R a SpO2.

En otro aspecto mïs de la presente invenciïn, se utiliza una funciïn spline, con corte de la relaciïn de R a SpO2 en un nïmero arbitrario de regiones.

En un modo de realizaciïn, los coeficientes almacenados en la memoria del sensor corresponden a una curva no lineal para valores de saturaciïn bajos por debajo del 70% u otro (s) punto (s) de corte.

Cada uno de los mïtodos descritos aquï mejoran el ajuste entre la funciïn matemïtica seleccionada y la saturaciïn de oxïgeno arterial cortando la relaciïn en subconjuntos de el margen medido completo y determinando los coeficientes ïptimos para cada margen. El ajuste de spline, en este contexto, corta de forma similar el margen de mediciïn completo en subconjuntos para describir de forma eficiente la relaciïn numïrica entre el parïmetro del tejido subyacente de interïs y las seïales reales que se usan para estimar su valor.

Para una mejor comprensiïn de la naturaleza y... [Seguir leyendo]

1. Un sensor de oxïmetro (15) que comprende: un emisor de luz (14) para dirigir luz a un paciente; un detector de luz (16) montado para recibir la luz proveniente de dicho paciente; y una memoria (12) que almacena coeficientes para su uso en al menos una fïrmula para determinar la saturaciïn de oxïgeno, incluyendo dichos coeficientes al menos un primer conjunto de coeficientes y un segundo conjunto de coeficientes, donde el primer y el segundo conjunto de coeficientes se aplican a diferentes mïrgenes de valores de saturaciïn de oxïgeno.

2. El sensor de oxïmetro (15) de la reivindicaciïn 1, en el que dichos coeficientes dependen de una longitud de onda media de dicho emisor de luz (14) .

3. El sensor de oxïmetro (15) de la reivindicaciïn 1 ï 2, en el que dicha memoria (12) almacena ademïs un 10 valor que indica un punto de corte de seïal entra dichos primer y segundo conjunto de coeficientes.

4. El sensor de oxïmetro (15) de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho primer y segundo conjunto de coeficientes se usan en fïrmulas diferentes.

5. El sensor de oxïmetro (15) de la reivindicaciïn 6, en el que dichas diferentes fïrmulas son fïrmulas no lineales.

6. El sensor de oxïmetro (15) de la reivindicaciïn 5, en el que dichas diferentes fïrmulas son fïrmulas lineales.

7. El sensor de oxïmetro (15) de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que al menos un tercer conjunto de coeficientes es almacenado en dicha memoria (12) para un tercer margen de dichos valores de saturaciïn.