[发明专利]紧凑节能的生理参数传感器系统

说明书

生理参数传感器系统包括壳体，该壳体具有第一单元和多个第二单元。第一传感器系统元件(或是发射器或是探测器)位于第一单元中。第二传感器系统元件位于第二单元的至少一些中。如果第一传感器系统元件为发射器，那么每个第二传感器系统元件则为探测器，反之亦然。壳体适应于患者的轮廓以确保传感器系统元件被紧密地耦接到患者的皮肤上。系统识别出能在探测器处产生最佳质量信号的发射器(或者识别出能从发射器接收到最佳质量信号的探测器)。然后系统仅使用被识别出的发射器/探测器配对。系统是紧凑的，仅对电池电力有适当的要求，并且容忍被放置在患者身体上的非最佳位置处。

技术领域

本文所描述的主题涉及生理参数传感器系统，尤其涉及适用于需要紧凑性且电力非常宝贵的应用中的传感器系统。

背景技术

一些生理参数传感器系统包括用于将电磁能量发射到受试者(例如医院的患者)的组织中的发射器和用于探测与所发射信号相关联的返回信号的探测器。处理器使用关于所发射信号和返回信号的一个或多个特性的信息来估计生理参数。

这种系统的一个例子是反射式脉搏血氧计，其确定受试者(例如内科患者)的血红蛋白的氧饱和度(SpO₂)。血氧计具有一个或多个用于发射红光和红外光的发射器。血氧计还包括光电探测器。处理器使发射器交替地用红光和红外光照射组织部位。(如在整个说明书中所使用的，“光”不限于电磁光谱的可见部分。)通过光电探测器探测由于用红光和红外光照射而返回到脉搏血氧计的光。处理器响应于在患者的心搏周期的搏动阶段和非搏动阶段期间的红光照射和红外光照射，以公知的方式将患者的血氧饱和度作为光电探测器处所接收的光的强度的函数来进行估计。

刚才所描述的血氧计和采用发射和反射的能量来确定生理参数的其他监视器可被设计为能由患者佩戴，或者可被设计成作为还包括其他类型传感器的可穿戴装置中的一个感测组件。这种监视器可包括用于将监视器附着到患者皮肤的粘合剂层。可穿戴式传感器因为可以提供对患者的持续监测而是有利的。依赖于机载电池电力而不是通过电线被连接到电源的可穿戴式监视器也是有利的，因为它们为患者提供了更大的移动自由度。电池供电的可穿戴式监视器的一个缺点是它们的使用寿命部分取决于它们的电子组件(例如发射器和探测器)对电池的需求量。因此，保持尽可能小的电力需求是有帮助的，例如小到足以使电池持续至少五天。

可穿戴式监视器的设计中的另一个考虑因素与其物理尺寸有关。较大的监视器对患者来说比较小的监视器更会引起抵触。较大的监视器也不太可能被长时间可靠地粘附在患者身上。因此需要紧凑性。

可穿戴监视器的设计中的另一个考虑因素与将监视器放置在患者身体上有关。监视器所附着的一般性位置是公知的。然而，最佳操作所需的确切位置在患者中各不相同。如果监视器包括用于将其附着到患者皮肤的粘合剂层，那么直到护理人员将监视器粘附到患者的皮肤之后才会知道所选位置的适合性。如果监视器运行不良，可能需要将其从原始位置移除并将其重新施加于不同位置上。监视器的移除可能会导致患者不适。此外，粘合剂的粘合特性可能受到折损，足以使得监视器不能再被可靠地固定到患者身体上的另一个位置。在这种情况下，护理人员必须丢弃该可穿戴式监视器并使用新的可穿戴式监视器。

避免上述关于监视器放置的问题的一种方法是允许发射器、探测器和其他电动组件汲取足够的电池电力，以使得即使是被不当定位的监视器也能令人满意地运行。然而，这样做要么会降低电池寿命，要么需要体积更大的电池并因此需要体形更大的监视器。缩短的电池寿命和增加的监视器尺寸都与上述长寿命和紧凑性的目标相反。因此，需要替代性地提供一种即使未被最优地定位在患者的身体上也能令人满意地运行的监视器。

可穿戴式监视器的设计中的另一个考虑因素是确保发射器和探测器均紧密地耦接到患者的皮肤上。

因此，需要一种生理监测器，其足够紧凑以可佩戴，仅对电池电力有适度要求，能够容忍被放置在患者身体上的非最优位置处，并且其传感器系统元件紧密地耦接到患者的皮肤上。

发明内容