專利名稱：利用“就地”調(diào)制方案監(jiān)測患者的生命參數(shù)以避免干擾的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光衰減測量的領(lǐng)域，并且具體涉及通過測量發(fā)射到患者的組織上的光 的衰減來監(jiān)測患者生命參數(shù)的方法和裝置。
背景技術(shù)：
在傳播通過特定介質(zhì)或從特定介質(zhì)反射時測量光的吸收和/或散射構(gòu)成了各種 醫(yī)療領(lǐng)域的基礎(chǔ)，例如病人監(jiān)護(hù)儀中廣泛應(yīng)用的很多光學(xué)分光鏡分析法的基礎(chǔ)。一個說明 性的示例是透射脈沖血氧定量法。脈沖血氧定量法是用于非侵入性監(jiān)測患者動脈氧飽和度的光學(xué)方法，并且已經(jīng)成 為臨床實踐中最常使用的技術(shù)之一。在紅血球中蛋白質(zhì)血紅蛋白(Hb)與氧氣結(jié)合以通過 身體傳輸，其具有在被氧化時顏色從暗紅變?yōu)轷r紅的性質(zhì)。通過在兩個或更多波長發(fā)射和 檢測光，脈沖血氧定量計確定周邊血管床中的光吸收，以獲得對氧飽和度的間接估計，即， 氧絡(luò)血紅蛋白(HbO2)的濃度分?jǐn)?shù)。脈沖血氧定量計依賴心臟收縮和舒張導(dǎo)致的動脈血容積 變化來確定僅由脈動的動脈血吸收的光量，由此很大程度上排除了組織和靜脈血的貢獻(xiàn)。在很多應(yīng)用中，包括血氧定量法中，需要同時或準(zhǔn)同時測量不同波長，即不同顏色 的光路的衰減。為此目的，通常利用多個光源，它們通常與單個光探測器組合。為了能夠在 光探測器處區(qū)分來自每個發(fā)射器的信號，通常采用電復(fù)用方法，例如時分復(fù)用(TDM)、頻分 復(fù)用(FDM)或碼分復(fù)用(CDM)。在醫(yī)療實踐中，在例如病人監(jiān)護(hù)中應(yīng)用的光衰減測量受到電磁干擾的影響。通 常，這樣的干擾由各種光波長且具有不同調(diào)制頻率的環(huán)境光構(gòu)成。常見的示例包括自然 光，其通常未經(jīng)調(diào)制，以及來自白熾燈和來自熒光燈的人造光，白熾燈的光以雙倍市電頻率 (100Hz或120Hz)以及50Hz或60Hz諧波被調(diào)制，熒光燈的光閃爍率取決于具體的電子鎮(zhèn)流 器而從幾十到幾百千赫變化。通常，在光譜測定裝置中，采取措施來減輕外部干擾對測量的影響。例如，在脈沖 血氧定量計中，調(diào)制光源，使得在光探測器處，能夠通過濾波或解調(diào)將發(fā)射的光與環(huán)境光區(qū) 分開。不論應(yīng)用什么調(diào)制技術(shù)，常規(guī)方法都依賴于對環(huán)境光的頻譜調(diào)制的認(rèn)知，并假設(shè)所用 的光源調(diào)制頻率或頻帶在裝置使用壽命內(nèi)都維持固定。然而，如果事前僅部分知道或不知 道環(huán)境光調(diào)制頻譜，例如，在光譜測定裝置工作在光通信系統(tǒng)附近時就是這種情況，那么在 裝置工作頻率處探測到的光的調(diào)制頻譜中可能存在干擾。類似地，高強(qiáng)度放電(HID)燈的 新操作方案可能會導(dǎo)致具有寬頻率范圍的干擾信號。此外，預(yù)計新興的發(fā)光二極管(LED) 光源會使用寬范圍的調(diào)制頻率，從而產(chǎn)生新的干擾源。如果干擾信號損害了工作頻帶，信號 干擾比(SIR)可能下降很大程度，由此使測量質(zhì)量降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供這樣一種方法和對應(yīng)的裝置，該方法通過測量發(fā)射到患者 組織上的光的衰減來監(jiān)測患者的生命參數(shù)，該裝置以通用且可靠的方式實現(xiàn)高的信號干擾比。這個目標(biāo)是通過一種通過測量發(fā)射到患者組織上的光的衰減來監(jiān)測所述患者生 命參數(shù)的方法實現(xiàn)的，該方法包括以下步驟根據(jù)調(diào)制模式調(diào)制所述光；將經(jīng)調(diào)制光發(fā)射到所述患者的組織上；收集環(huán)境光和/或透射通過所述組織的光和/或從所述組織反射的光；根據(jù)所述調(diào)制模式對所收集的光進(jìn)行解調(diào)；關(guān)于所述環(huán)境光的貢獻(xiàn)對已解調(diào)的所收集的光進(jìn)行分析；確定使得環(huán)境光的貢獻(xiàn)最小化或降到預(yù)定閾值以下的調(diào)制模式；以及根據(jù)所確定的使得環(huán)境光的貢獻(xiàn)最小化或降到預(yù)定閾值以下的調(diào)制模式設(shè)置用 于調(diào)制光的調(diào)制模式。根據(jù)本發(fā)明，收集透射通過組織的光或/和從組織反射的光，這是衰減測量所必 需的，以便監(jiān)測患者的生命參數(shù)。然而，在收集這樣的光時，不可能完全避免也收集到至少 一些環(huán)境光。于是，“收集環(huán)境光”的步驟并非意味著必須要采取專門措施來收集這種環(huán)境 光?？墒?，當(dāng)然，采取這樣的措施落在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，在收集透射和/或反射光時始終 將收集到環(huán)境光。此外，如果因為沒發(fā)射光而沒有任何透射和/或反射光，也可能收集到環(huán) 境光。這意味著根據(jù)本發(fā)明的方法的上述步驟不必同時執(zhí)行。具體而言，這意味著，可以在 發(fā)射經(jīng)調(diào)制光期間和/或在不發(fā)射經(jīng)調(diào)制光從而僅收集環(huán)境光的時間段內(nèi)執(zhí)行“收集環(huán)境 光和/或透射通過組織的光和/或從組織反射的光”的步驟。因此，本發(fā)明的重要理念是在工作期間，即“就地(in-situ)”針對環(huán)境光的調(diào)制 頻譜調(diào)整調(diào)制方案。由于根據(jù)環(huán)境光的干擾(這是基于環(huán)境光的貢獻(xiàn)“就地”確定的)“就 地”設(shè)置調(diào)制方案，即調(diào)制頻率或調(diào)制編碼，所以大大減小了環(huán)境光對信號干擾比的負(fù)面影 響。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，術(shù)語“患者”不僅僅指患病的人，而是指所有的人和動物，無論是否健康。通常，有幾種執(zhí)行本發(fā)明的不同方式。不過，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，調(diào)制模式 為調(diào)制頻率或/和調(diào)制編碼。此外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，使將光發(fā)射到所述患者的組織上的步驟中斷預(yù) 定的中斷時間段，在這一中斷時間段期間，依次利用不同的調(diào)制頻率對所收集的光進(jìn)行解 調(diào)，以及將使得解調(diào)所收集的光的輸出最小化或降到預(yù)定閾值以下的調(diào)制頻率確定為所述 預(yù)定中斷時間段之后用于發(fā)射到所述患者的組織上的光的調(diào)制頻率。于是，根據(jù)本發(fā)明的 這一優(yōu)選實施例，利用了該方法可以操作在不同頻率，即不同F(xiàn)DM模式的事實。優(yōu)選地，這 些不同F(xiàn)DM模式在頻域中大致，最優(yōu)選精確地，彼此正交。對于本發(fā)明的這一優(yōu)選實施例而言，更優(yōu)選地，不同調(diào)制頻率是頻率的離散集或 在預(yù)定范圍內(nèi)是連續(xù)的。優(yōu)選使將光發(fā)射到所述患者的組織上的步驟周期性地中斷。此外， 除了在衰減測量和頻率調(diào)整之間交替改變之外，優(yōu)選基于對解調(diào)器輸出的分析而啟動調(diào)整 階段。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例，使將光發(fā)射到所述患者的組織上的步驟中斷預(yù)定 的中斷時間段，在這一中斷時間段期間，依次利用不同的調(diào)制編碼對所收集的光進(jìn)行解調(diào)，
5以及將使得解調(diào)所收集的光的輸出最小化或降到預(yù)定閾值以下的調(diào)制編碼確定為所述預(yù) 定中斷時間段之后用于發(fā)射到所述患者的組織上的光的調(diào)制編碼。此外，類似于前述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，優(yōu)選使將光發(fā)射到所述患者的組織上的 步驟周期性地中斷。此外，除了在衰減測量和編碼調(diào)整之間交替改變之外，優(yōu)選基于對解調(diào) 器輸出的分析而啟動調(diào)整階段。此外，對于使用調(diào)制編碼代替調(diào)制頻率的情況，在關(guān)于環(huán)境光的貢獻(xiàn)分析已解調(diào) 的所收集的光的步驟得到低水平貢獻(xiàn)的情況下，使用較短的調(diào)制編碼；在關(guān)于環(huán)境光的貢 獻(xiàn)分析已解調(diào)的所收集的光的步驟得到高水平貢獻(xiàn)的情況下，使用較長的調(diào)制編碼。此外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，使將光發(fā)射到所述患者的組織上的步驟中斷預(yù) 定的中斷時間段，在這一中斷時間段期間，使用傅里葉變換確定所收集的光的功率譜，以及 將這樣的頻率確定為所述預(yù)定中斷時間段之后用于發(fā)射到所述患者組織的光的調(diào)制頻率， 該頻率的功率譜具有其最小值或其功率譜下降到預(yù)定閾值。于是，本發(fā)明的這一優(yōu)選實施 例涉及直接，即在解調(diào)之前，評估所收集光的頻譜。還是對于該優(yōu)選實施例，進(jìn)一步優(yōu)選地， 使將光發(fā)射到所述患者的組織上的步驟周期性地中斷。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例，通過在至少兩個頻率模式或頻帶的預(yù)定集合內(nèi)循 環(huán)來連續(xù)改變發(fā)射到所述組織上的光的調(diào)制頻率；并且將使得解調(diào)所收集的光的輸出最大 化或超過預(yù)定閾值的調(diào)制頻率確定為用于發(fā)射到所述患者組織的光的有效(active)調(diào)制 頻率。這種優(yōu)選方法也稱為跳頻。在這種情況下，優(yōu)選調(diào)整頻率集以避免被調(diào)制的環(huán)境光干擾。通常，能夠預(yù)期，環(huán) 境光調(diào)制頻譜不覆蓋整個頻率集，并且能夠假定調(diào)制頻率中的至少一個不受干擾。為此，優(yōu) 選選擇頻率集，使得能夠確保高頻譜多樣性。因此，針對該集合中頻率中的至少一個，即無 干擾的那個頻率而探測到的光得到最大衰減測量值。對于給定顏色的光，衰減測量值與調(diào) 制頻率無關(guān)。如果該集合中的另一個頻率獲得了更低的衰減測量值，這是該調(diào)制頻帶中干 擾的結(jié)果，并且優(yōu)選替換對應(yīng)的頻率。原則上，能夠任意地選擇或基于一些選擇標(biāo)準(zhǔn)選擇該集合中的新頻率。優(yōu)選地，如 前所述，應(yīng)用頻譜感測來選擇用于跳頻的初始集合并替換該集合中的頻率。本發(fā)明的這一 優(yōu)選實施例的情況下，優(yōu)選不中斷光到患者組織上的發(fā)射。優(yōu)選地，在使用另一調(diào)制頻率的 同時選擇新的調(diào)制頻率或頻率集。此外，尤其優(yōu)選的是，使用僅有兩個頻率的集合，其中第 二個調(diào)制頻率是在利用第一頻率測量衰減時從頻譜中選擇的，反之亦然，由此連續(xù)尋找最 佳的調(diào)制頻率。自適應(yīng)調(diào)制跳頻的優(yōu)點在于，該方法基于對所接收的多個頻率的信號的準(zhǔn)同時評 估，由此允許連續(xù)測量而不會被調(diào)整階段打斷。上述目的還通過一種通過測量發(fā)射到患者組織上的光的衰減來監(jiān)測患者生命參 數(shù)的裝置來實現(xiàn)，該裝置具有光調(diào)制器，其適于根據(jù)調(diào)制模式調(diào)制所述光；光發(fā)射器，其適于發(fā)射經(jīng)調(diào)制光到所述患者的組織上；光探測器，其適于透射通過所述組織的光或/和從所述組織反射的光，并不可避 免地適于收集環(huán)境光；光解調(diào)器，其適于根據(jù)所述調(diào)制模式對所收集的光解調(diào)；
干擾分析器，其適于關(guān)于所述環(huán)境光的貢獻(xiàn)分析已解調(diào)的所收集的光；以及處理單元，其適于確定使得所述環(huán)境光的貢獻(xiàn)最小化或降到預(yù)定閾值以下的調(diào)制 模式，并根據(jù)所確定的使得環(huán)境光的貢獻(xiàn)最小化或降到預(yù)定閾值以下的調(diào)制模式設(shè)置用于 調(diào)制所述光的調(diào)制模式。對于根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的裝置而言，這種裝置適于以至少兩種不同波長發(fā) 射光。此外，尤其優(yōu)選的是該裝置為脈沖血氧定量計。


參考下文描述的實施例，本發(fā)明的這些和其他方面將顯而易見并得到闡述。在附圖中圖1示出了用于透射脈沖血氧定量法的典型布置；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的透射脈沖血氧定量法的一般化方框圖；圖3示出了具有周期性方波基準(zhǔn)信號的解調(diào)器；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的不同F(xiàn)DM模式的頻譜；以及圖5示出了來自WH256碼本的不同代碼頻譜。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明的實施例，不是在制造衰減測量裝置時固定光調(diào)制頻帶，而是“就地” 調(diào)整調(diào)制方案以適應(yīng)環(huán)境光的調(diào)制頻譜。這種調(diào)制方案是通過主動監(jiān)測環(huán)境光或其對檢測 性能的影響并改變透射和/或檢測參數(shù)使得能夠避免或抑制調(diào)制環(huán)境光的干擾而實現(xiàn)的。圖1示出了用于透射脈沖血氧定量法的典型布置紅光源1和紅外(IR)光源2用 于向患者的組織，即手指3上輻照660nm的紅光和940nm的頂光。然后利用公共光探測器 4收集透射通過手指3的光的部分。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的透射脈沖血氧測量計的一般方框圖。該系統(tǒng)包括 處理單元5，處理單元5調(diào)節(jié)光調(diào)制器6的參數(shù)，光調(diào)制器充當(dāng)脈沖控制器并調(diào)制光源1、2。 光調(diào)制器6的配置取決于所應(yīng)用的具體復(fù)用方案，例如，對于TDM而言，交替激活光源1、2， 而對于FDM而言，光源1，2同時發(fā)光，但具有不同的調(diào)制頻率。復(fù)用方案的理由是，通過這 種方式，能夠?qū)⑼还馓綔y器4用于估計來自光源1，2兩者的光衰減。光探測器4探測傳播通過手指3的介質(zhì)的光并將其轉(zhuǎn)換成電信號。該信號然后由 信號調(diào)節(jié)塊8預(yù)處理，信號調(diào)節(jié)塊包括模擬放大器和帶通濾波器，其使得信號適于被模數(shù) 轉(zhuǎn)換器(ADC)9轉(zhuǎn)換到數(shù)字域。每個相關(guān)器10都包括解調(diào)器11和解復(fù)用器12，用于對所探 測的光同時進(jìn)行解調(diào)和解復(fù)用，并將結(jié)果提供給處理單元5，處理單元5通過評估所透射和 已解調(diào)信號來確定關(guān)心的參數(shù)。為此，處理單元包括干擾分析器14。根據(jù)本發(fā)明實施例的方案與所應(yīng)用的具體復(fù)用技術(shù)無關(guān)，因為所有衰減測量方法 都結(jié)合了某種調(diào)制方法。為了使問題簡化，以下實施例的描述限于單個光源，由此忽略了具 體的解復(fù)用方法。對于單個光源而言，僅需要一個相關(guān)器10。那么，該相關(guān)器10簡單地等 于解調(diào)器11，例如如圖3所示。在這里，通過將所接收信號乘以相同基頻的局部基準(zhǔn)(fm = 1/Tm)使關(guān)于光衰減的信息存在于基帶中。接下來，通過低通濾波器13傳遞信號，僅保留基 帶信號，由此對帶外干擾不予考慮。
應(yīng)當(dāng)指出，圖3中的方波僅是說明性的，因為只要基頻和/或諧波重合，就可以應(yīng) 用任何周期信號來既調(diào)制光源1，2，又解調(diào)所接收信號。根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，應(yīng)用了這樣的事實系統(tǒng)能夠工作在不同頻率或FDM 模式。如圖4所示，這些FDM模式在頻域中大致正交。在經(jīng)歷的干擾具有頻譜色時，存在一 種使所經(jīng)歷干擾最小化的模式。此外，應(yīng)當(dāng)指出，可以將TDM系統(tǒng)解釋為還工作在單一或多 個FDM模式下。通過評估解調(diào)器輸出(y)針對干擾低的頻帶調(diào)整系統(tǒng)工作頻率(fm)。為此，首先 關(guān)閉光源，然后調(diào)整系統(tǒng)的解調(diào)頻率，使得解調(diào)器的輸出最小化或變得低于預(yù)定閾值，接下 來相應(yīng)地改變調(diào)制頻率。該方法能夠在衰減測量和頻率調(diào)整之間周期性交替，或能夠基于對解調(diào)器輸出信 號的分析啟動調(diào)整階段。要考慮的頻率能夠是離散集或在一定范圍內(nèi)連續(xù)的。處理單元能 夠調(diào)整解調(diào)頻率直到滿足一些選擇標(biāo)準(zhǔn)，例如獲得了某一最小SIR ；或者評估整個范圍或 頻率集，然后選擇最佳的；或者通過搜索算法評估預(yù)定的頻率空間。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，通過直接評估所接收信號的頻譜(即，在對信號解調(diào) 之前)，并選擇干擾低的頻率或頻率集，也能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的表現(xiàn)。為此，首先關(guān)閉光，然后利 用離散傅里葉變換確定所接收信號(X)的功率譜。接下來，根據(jù)功率譜的最小值或者向功 率譜施加閾值來選擇調(diào)制和對應(yīng)的解調(diào)頻率(fm)。同樣，該方法能夠在衰減測量和頻率調(diào)整之間周期性交替，或能夠基于對所接收 信號或解調(diào)器輸出信號的分析(例如通過瞬時功率變化)啟動調(diào)整階段。或者，能夠通過在至少兩個頻率模式或頻帶構(gòu)成的某一離散集內(nèi)循環(huán)，即通過跳 頻來連續(xù)改變調(diào)制頻率(fm)。在這種情況下，調(diào)整頻率集以便避免被調(diào)制的環(huán)境光所干擾。 通常，環(huán)境光調(diào)制頻譜不覆蓋整個頻率集，并且能夠假定調(diào)制頻率中的至少一個不受干擾。 為此，一開始應(yīng)當(dāng)選擇頻率集，從而確保充分的頻譜多樣性。因此，針對該集合中的頻率中 的至少一個，即無干擾的那個頻率而探測到的光得到最大衰減測量值。顯然，對于給定顏 色的光，衰減測量與調(diào)制頻率無關(guān)?，F(xiàn)在，如果該集合中的另一個頻率得到更低的衰減測量 值，這是該調(diào)制頻帶中干擾的結(jié)果，則應(yīng)當(dāng)替換對應(yīng)的頻率。原則上，能夠任意地選擇或基于一些選擇標(biāo)準(zhǔn)來選擇該集合中的新頻率。如先前 實施例中所述，可以應(yīng)用頻譜感測來選擇用于跳頻的初始集合并且還替換該集合中的頻 率。為了實現(xiàn)這種功能性，無須關(guān)閉光源，并且能夠在正使用另一調(diào)制頻率的同時選擇新的 調(diào)制頻率或頻率集。應(yīng)當(dāng)指出，尤其優(yōu)選地是，僅使用兩個頻率，其中第二個調(diào)制頻率是在 利用第一頻率測量衰減時從頻譜中選擇的，反之亦然，由此連續(xù)尋找最佳的調(diào)制頻率。這種自適應(yīng)調(diào)制跳頻的優(yōu)點在于，該方法是基于對所接收的多個頻率處信號的準(zhǔn) 同時評估，由此允許連續(xù)測量而不會被調(diào)整階段打斷。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，使用CDM，其中不同光源使用唯一的，優(yōu)選正交的編碼， 以使得光探測器能夠區(qū)分它們的光貢獻(xiàn)。適當(dāng)?shù)恼淮a例如是Walsh-Hadamard(WH)編碼， 其中能夠容納的光源數(shù)目大致等于編碼的長度。除了允許識別不同光源的光貢獻(xiàn)之外，這 些編碼還對光信號的頻譜進(jìn)行整形。作為示例，除了一個編碼之外的所有WH編碼實現(xiàn)無DC 頻譜，并且它們的頻譜是相互不同的。在圖5中針對長度256的WH碼示出了這種情況。其中，描繪了碼本中256個編碼中的4個的頻譜。從圖5可以得到結(jié)論，這些編碼具有顯著不同的頻譜。類似地，在接收端 與擴(kuò)展碼的相關(guān)實現(xiàn)了對與所發(fā)射編碼無關(guān)的頻率的抑制。應(yīng)當(dāng)指出，與圖3所示的頻率 復(fù)用相反，由這些編碼實現(xiàn)的頻譜一般將是交迭的。然后由自適應(yīng)選碼實現(xiàn)調(diào)制方案。將由系統(tǒng)使用的擴(kuò)展或調(diào)制碼調(diào)整到受干擾影 響最小的一個編碼，即與干擾最正交的編碼。這是通過評估解調(diào)器輸出實現(xiàn)的。為此，可以 應(yīng)用上述第一實施例的技術(shù)，其中，首先關(guān)閉光，然后調(diào)整系統(tǒng)的解調(diào)編碼，使得解調(diào)器輸 出最小化或變得低于特定閾值，接下來相應(yīng)地改變發(fā)射器擴(kuò)展碼。應(yīng)當(dāng)指出，在這樣的解決方案中，通過應(yīng)用具有不同碼長度的編碼，S卩，在干擾水 平低時使用短碼，在干擾水平高時使用較高碼長，還可以增減衰減測量的精確度/可靠性。 較長編碼的優(yōu)點是它們實現(xiàn)更好的頻譜整形，從而在接收端產(chǎn)生更好的噪聲和干擾抑制。 短碼的優(yōu)點是它們減少了測量時間。已經(jīng)針對單個光源描述了以上實施例。在這些解決方案中，系統(tǒng)搜索最佳調(diào)制頻 率/編碼。然而，對于具有N個光源的系統(tǒng)而言，系統(tǒng)找到N個編碼/頻率的集合，干擾和 噪聲對這些編碼/頻率的影響被最小化/低于特定閾值。在這里，根據(jù)工作模式，可以選擇 使光源之一的最壞情況誤差最小化或所有光源的平均誤差最小化。盡管已經(jīng)在附圖和上述說明中詳細(xì)圖示和描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)將這樣的圖示 和描述看作是示范性或示例性的，而不是限定性的；本發(fā)明不限于所公開的實施例。通過研究附圖、說明書和所附權(quán)利要求，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在實踐所要求保護(hù) 的本發(fā)明的過程當(dāng)中理解并實現(xiàn)針對所公開的實施例的其他變型。在權(quán)利要求中，“包括” 一詞不排除其他元件或步驟，不定冠詞“一”或“一個”不排除多個。在互不相同的從屬權(quán) 利要求中陳述某些措施不表示不能有利地采用這些措施的組合。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo) 記不應(yīng)被示為具有限制范圍的作用。
權(quán)利要求
1.一種通過測量發(fā)射到患者的組織上的光的衰減來監(jiān)測所述患者的生命參數(shù)的方法， 包括以下步驟根據(jù)調(diào)制模式調(diào)制所述光； 將經(jīng)調(diào)制的光發(fā)射到所述患者的所述組織上；收集環(huán)境光和/或透射通過所述組織的光和/或從所述組織反射的光； 根據(jù)所述調(diào)制模式對所收集的光進(jìn)行解調(diào)； 關(guān)于所述環(huán)境光的貢獻(xiàn)對已解調(diào)的所收集的光進(jìn)行分析； 確定使得所述環(huán)境光的貢獻(xiàn)最小化或降到預(yù)定閾值以下的調(diào)制模式；以及 根據(jù)所確定的使得所述環(huán)境光的貢獻(xiàn)最小化或降到預(yù)定閾值以下的調(diào)制模式設(shè)置用 于調(diào)制所述光的所述調(diào)制模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述調(diào)制模式為調(diào)制頻率或/和調(diào)制編碼。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，使將光發(fā)射到所述患者的所述組織上的步驟中 斷預(yù)定的中斷時間段，在這一中斷時間段期間，依次利用不同的調(diào)制頻率對所收集的光進(jìn)行解調(diào)，并且 將使得解調(diào)所收集的光的輸出最小化或降到預(yù)定閾值以下的調(diào)制頻率確定為所述預(yù) 定的中斷時間段之后用于發(fā)射到所述患者組織上的光的調(diào)制頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述不同的調(diào)制頻率是頻率的離散集或在預(yù)定 范圍內(nèi)是連續(xù)的。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，使將光發(fā)射到所述患者的所述組織上的步驟中 斷預(yù)定的中斷時間段，在這一中斷時間段期間，依次利用不同的調(diào)制編碼對所收集的光進(jìn)行解調(diào)，并且 將使得解調(diào)所收集的光的輸出最小化或降到預(yù)定閾值以下的調(diào)制編碼確定為所述預(yù) 定的中斷時間段之后用于發(fā)射到所述患者的組織上的光的調(diào)制編碼。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，在關(guān)于所述環(huán)境光的貢獻(xiàn)分析已解調(diào)的所收集 的光的步驟得到較低水平貢獻(xiàn)的情況下，應(yīng)用較短的調(diào)制編碼；且在關(guān)于所述環(huán)境光的貢 獻(xiàn)分析已解調(diào)的所收集的光的步驟得到較高水平貢獻(xiàn)的情況下，應(yīng)用較長的調(diào)制編碼。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，使將光發(fā)射到所述患者的所述組織上的步驟中 斷預(yù)定的中斷時間段，在這一中斷時間段期間，使用傅里葉變換確定所收集的光的功率譜，并且 將這樣的頻率確定為所述預(yù)定的中斷時間段之后用于發(fā)射到所述患者的組織上的光 的調(diào)制頻率該頻率的功率譜被確定為具有其最小值或其功率譜下降到預(yù)定閾值以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求3-7中的任一項所述的方法，其中，使將光發(fā)射到所述患者的所述組 織上的步驟周期性地中斷。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，通過在至少兩個頻率模式或頻帶的預(yù)定集合中 循環(huán)來連續(xù)改變發(fā)射到所述組織上的光的調(diào)制頻率；并且將使得解調(diào)所收集的光的輸出最大化或超過預(yù)定閾值的調(diào)制頻率確定為用于發(fā)射到 所述患者的所述組織上的光的有效調(diào)制頻率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，在利用第一調(diào)制頻率將光發(fā)射到所述患者的所 述組織上期間，從預(yù)定頻譜中選擇第二調(diào)制頻率，反之亦然。
11.根據(jù)權(quán)利要求1到10中的任一項所述的方法，其中，發(fā)射到所述患者的組織上的光 至少包括第一光和第二光，其中，所述第一光的波長與所述第二光的波長不同，且其中所述 第一光和所述第二光是復(fù)用的。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，應(yīng)用時分復(fù)用、頻率復(fù)用或/和碼分復(fù)用。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，其中，僅針對所述第一光和所述第二光之一，或 針對所述第一光和所述第二光的平均來執(zhí)行確定使得所述環(huán)境光的貢獻(xiàn)最小化或降到預(yù) 定閾值以下的調(diào)制頻率或/和調(diào)制編碼的步驟。
14.一種通過測量發(fā)射到患者的組織上的光的衰減來監(jiān)測所述患者的生命參數(shù)的裝 置，具有光調(diào)制器(6)，其適于根據(jù)調(diào)制模式調(diào)制所述光； 光發(fā)射器(1，2)，其適于將經(jīng)調(diào)制的光發(fā)射到所述患者的所述組織上； 光探測器(4)，其適于透射通過所述組織的光或/和從所述組織反射的光，并不可避免 地適于收集環(huán)境光；光解調(diào)器(11)，其適于根據(jù)所述調(diào)制模式對所收集的光進(jìn)行解調(diào)； 干擾分析器(14)，其適于關(guān)于所述環(huán)境光的貢獻(xiàn)分析已解調(diào)的所收集的光；以及 處理單元(5)，其適于確定使得所述環(huán)境光的貢獻(xiàn)最小化或降到預(yù)定閾值以下的調(diào)制 模式，并適于根據(jù)所確定的使得所述環(huán)境光的貢獻(xiàn)最小化或降到預(yù)定閾值以下的調(diào)制模式 來設(shè)置用于調(diào)制所述光的所述調(diào)制模式。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，提供了用于發(fā)射具有兩種不同波長的光的至 少兩個光源(1，2)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過測量發(fā)射到患者組織上的光的衰減來監(jiān)測所述患者生命參數(shù)的方法，包括以下步驟利用調(diào)制頻率或/和調(diào)制編碼來調(diào)制所述光；將經(jīng)調(diào)制光發(fā)射到所述患者的組織上；收集透射通過所述組織的光或/和從所述組織反射的光；對所收集的光進(jìn)行解調(diào)；關(guān)于所述環(huán)境光的干擾對已解調(diào)的所收集的光進(jìn)行分析；確定使得環(huán)境光的干擾最小化或降到預(yù)定閾值以下的調(diào)制頻率或/和調(diào)制編碼；以及根據(jù)所確定的使得環(huán)境光的干擾最小化或降到預(yù)定閾值以下的調(diào)制頻率或/和調(diào)制編碼設(shè)置用于調(diào)制所述光的調(diào)制頻率或/和調(diào)制編碼。通過這種方式，提供了一種可能，即通用而可靠地以高的信號干擾比監(jiān)測患者的生命參數(shù)。
文檔編號A61B5/00GK102065749SQ200980122685
公開日2011年5月18日 申請日期2009年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月16日
發(fā)明者H·R·M·韋伯恩, J·維恩, L·費里, T·C·W·申克, T·P·H·G·揚(yáng)森 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司