一種利用壓脈帶的壓力脈波震蕩訊號(hào)以預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方法及其裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種利用壓脈帶的壓力脈波震蕩訊號(hào)以預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方法，其包含：(I)提供一預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓方程式；(II)量測(cè)壓脈帶內(nèi)之的壓力脈波震蕩訊號(hào)，其包含肱動(dòng)脈收縮壓、舒張壓及壓脈帶內(nèi)壓力脈波震蕩訊號(hào)波形；(III)平均該所述壓力脈波震蕩訊號(hào)波形并利用收縮壓及舒張壓進(jìn)行校正；(IV)將校正后的壓力脈波震蕩訊號(hào)波形進(jìn)行分析并獲得復(fù)數(shù)個(gè)特征訊號(hào)數(shù)值，其中這些特征訊號(hào)為步驟（I）之方程式之獨(dú)立預(yù)測(cè)變項(xiàng)；及(V)將所述預(yù)測(cè)變項(xiàng)之?dāng)?shù)值代入該所述預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓方程式，以取得中心主動(dòng)脈的脈搏壓。本發(fā)明進(jìn)一步利用本發(fā)明的方法提供一種預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的裝置。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種利用壓脈帶的壓力脈波震蕩訊號(hào)以預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方法及其裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種利用壓脈帶的壓力震蕩波形以預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方法及其裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]動(dòng)脈高壓的特征在于周邊血管阻力增加，導(dǎo)致細(xì)小動(dòng)脈(arteriole)中的血液流動(dòng)的阻礙增加及平均血壓上升。高血壓的診斷依據(jù)是利用傳統(tǒng)水銀柱或電子血壓計(jì)所量測(cè)的肱動(dòng)脈收縮壓(systolic blood pressure)或舒張壓(diastolic blood pressure)數(shù)值，脈搏壓(pulse pressure)則由收縮壓與舒張壓的數(shù)值相減而得。心室搏出量(ventricular stroke volume)和動(dòng)脈的可容度(arterial compliance),反映大動(dòng)脈的硬化程度，是決定脈搏壓主要的兩大因素。因此，脈搏壓的數(shù)值可代表大血管的硬度或老化程度。在過(guò)去研究顯示，肱動(dòng)脈脈搏壓比平均血壓更能預(yù)測(cè)未來(lái)心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，肱動(dòng)脈為周邊動(dòng)脈，其血壓波形和數(shù)值受到肱動(dòng)脈血管硬度及手臂局部反射波影響，其與中心動(dòng)脈所記錄的血壓波形和數(shù)值有所差異，已有相當(dāng)多的流行病學(xué)研究及臨床藥物試驗(yàn)證明，中心動(dòng)脈的收縮壓和脈搏壓比周邊動(dòng)脈的收縮壓和脈搏壓更有臨床應(yīng)用價(jià)值，尤其是中心動(dòng)脈的脈搏壓(central pulse pressure)可視為有效的生物機(jī)械性標(biāo)記物(mechanical biomarker)。
[0003]由于脈搏壓是由收縮壓和舒張壓相減所得，故其準(zhǔn)確度同時(shí)受到收縮壓及舒張壓的量測(cè)誤差所影響。過(guò)去研究顯示，電子血壓計(jì)所量測(cè)的肱動(dòng)脈收縮壓通常略低于心導(dǎo)管直接測(cè)量的收縮壓，而電子血壓計(jì)所量測(cè)的肱動(dòng)脈舒張壓通常顯著高于心導(dǎo)管直接測(cè)量的舒張壓，且有明顯的系統(tǒng)性誤差(systematic bias)存在。也就是說(shuō)，當(dāng)血壓偏高時(shí)，電子血壓計(jì)的舒張壓可能會(huì)低估血管內(nèi)的舒張壓；而在當(dāng)血壓偏低時(shí)，電子血壓計(jì)的舒張壓卻可能會(huì)大幅高估血管內(nèi)的舒張壓。由此可知，不精確的舒張壓必然會(huì)產(chǎn)生不準(zhǔn)確的脈搏壓。
[0004]目前已有一些非侵入式的方法可用于估計(jì)中心動(dòng)脈的收縮壓及舒張壓。然而，這些可以直接估計(jì)中心動(dòng)脈的收縮壓及舒張壓的方法，其共通點(diǎn)都是先利用壓力記錄器(arterial tonometer)取得燒動(dòng)脈或頸動(dòng)脈壓力波形,然后再利用電子血壓計(jì)所測(cè)量的收縮壓和舒張壓，或舒張壓和平均血壓進(jìn)行校正動(dòng)脈壓力波形。由于電子血壓計(jì)的舒張壓不準(zhǔn)確度高且有顯著的系統(tǒng)性誤差，這些誤差都會(huì)經(jīng)由校正壓力波形的過(guò)程轉(zhuǎn)移到最后所估計(jì)的中心動(dòng)脈舒張壓，計(jì)算所得的中心動(dòng)脈壓亦必然承襲了源自電子血壓計(jì)的舒張壓之不準(zhǔn)確度及系統(tǒng)性誤差。目前利用非侵襲的方式計(jì)算中央動(dòng)脈脈搏壓的方法可分為兩類(lèi):第一類(lèi)的執(zhí)行方式是利用筆型的壓力記錄器(arterial tonometer)取得橈動(dòng)脈壓力波形，同時(shí)利用一般電子血壓計(jì)量測(cè)肱動(dòng)脈的收縮壓及舒張壓以校正橈動(dòng)脈壓力波形，再運(yùn)用已知的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換方程式將校正后的橈動(dòng)脈壓力波形重建成升主動(dòng)脈的壓力波形，由此重建的升主動(dòng)脈的壓力波形直接估計(jì)收縮壓及舒張壓，兩者相減即為脈搏壓。此項(xiàng)技術(shù)已商品化，然而此項(xiàng)產(chǎn)品必須配備昂貴的筆型壓力記錄器及專(zhuān)屬的筆記型計(jì)算機(jī)，筆型壓力記錄器的操作有一定的門(mén)坎，會(huì)影響估計(jì)值的準(zhǔn)確性；此外，該技術(shù)最大的限制在于數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換程序無(wú)法克服來(lái)自電子血壓計(jì)所測(cè)量的肱動(dòng)脈舒張壓的不準(zhǔn)度和系統(tǒng)系誤差，因此使得預(yù)估的中心動(dòng)脈脈搏壓的準(zhǔn)確度降低。第二類(lèi)是采用其它的方式估計(jì)中心動(dòng)脈的收縮壓，使用者將一般血壓計(jì)所量測(cè)的肱動(dòng)脈之舒張壓視為中心動(dòng)脈的舒張壓，再將前述的中心動(dòng)脈收縮壓減去肱動(dòng)脈舒張壓即為中心動(dòng)脈的脈搏壓，這樣的計(jì)算方式更會(huì)將電子血壓計(jì)所測(cè)量肱動(dòng)脈舒張壓的不準(zhǔn)度和系統(tǒng)系誤差完整導(dǎo)入計(jì)算所得的中心動(dòng)脈脈搏壓，如商品化的手腕或手表型壓力記錄器設(shè)備(HEM-9000AI)及運(yùn)用類(lèi)似數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換方程式和壓脈帶內(nèi)壓力脈波震蕩訊號(hào)波形重建升主動(dòng)脈波型以估計(jì)中央動(dòng)脈收縮壓的電子血壓計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是一種改良脈波分析方法，利用從受試者所獲得的校正后壓力脈波震蕩訊號(hào)波形(非侵入式)建構(gòu)一多變量預(yù)測(cè)模型，并產(chǎn)生一直接預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方程式。此外，使用者更可利用本發(fā)明的方法開(kāi)發(fā)一高準(zhǔn)確度的新型血壓計(jì)，該血壓計(jì)不需配備昂貴的筆型壓力記錄器及專(zhuān)屬的筆記型計(jì)算機(jī)，其操作方式與一般血壓計(jì)類(lèi)同。
[0006]因此，本發(fā)明提供一種利用壓脈帶的壓力脈波震蕩訊號(hào)以實(shí)時(shí)預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方法，該方法包括:(I)提供一預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方程式；(II)量測(cè)壓脈帶內(nèi)的壓力脈波震蕩訊號(hào)，其包含肱動(dòng)脈收縮壓、舒張壓及壓脈帶內(nèi)壓力脈波震蕩訊號(hào)；
(III)平均所述壓力脈波震蕩訊號(hào)波形并利用收縮壓及舒張壓進(jìn)行校正；(IV)將校正后的壓力脈波震蕩訊號(hào)波形進(jìn)行分析并獲得復(fù)數(shù)個(gè)特征訊號(hào)數(shù)值，并用以作為步驟(1)的預(yù)估方程式的獨(dú)立預(yù)測(cè)變項(xiàng)，其中該預(yù)測(cè)變項(xiàng)包含:(a)收縮末期壓力(ESP)、(b)收縮期的壓力時(shí)間積分(As)、( c)舒張期的壓力時(shí)間積分(Ad)、( d)舒張壓(DBP)及(e)心跳速率(HR);及(V)將所述預(yù)測(cè)變項(xiàng)的數(shù)值代入步驟(1)所述預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方程式，以預(yù)估中心主動(dòng)脈的脈搏壓。
[0007]在一具體實(shí)施例中，該所述預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方程式系由以線性回歸法取得復(fù)數(shù)個(gè)預(yù)測(cè)變項(xiàng)及其預(yù)測(cè)系數(shù)構(gòu)成，其中該所述預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方程式結(jié)構(gòu)=a+ bX收縮末期壓力(ESP)+ cX收縮期的壓力時(shí)間積分(As) + dX舒張期的壓力時(shí)間積分(Ad)+ eX舒張壓(DBP)+ fX心跳速率(HR)。在一較佳實(shí)施例中，所述預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方程式=-88.2+0.79 X收縮末期壓力(ESP)+1.41 X收縮期的壓力時(shí)間積分(As)+0.68X舒張期的壓力時(shí)間積分(Ad) - 1.16X舒張壓(DBP) +0.84X心跳速率(HR)，其中預(yù)測(cè)系數(shù)a、b、C、d、e及f為預(yù)估方程式的變項(xiàng)系數(shù)，其由Stepwise線性回歸法取得。
[0008]在一具體實(shí)施例中，本發(fā)明所述的中心主動(dòng)脈定義上可包含頸動(dòng)脈或升主動(dòng)脈，其脈搏壓即為本發(fā)明的非侵入式方法所預(yù)估的目標(biāo)，而所述壓脈帶內(nèi)的訊號(hào)來(lái)自肱動(dòng)脈脈波的訊號(hào)。
[0009]另外，本發(fā)明另提供一種利用壓脈帶的脈波震蕩壓力波形用以預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的裝置，其包括如下組件:(a) —調(diào)控壓脈帶壓力組件，其控制壓脈帶于在量測(cè)位置發(fā)生加壓、維持壓力及減壓過(guò)程；(b) 一記錄及儲(chǔ)存壓脈帶的壓力脈波震蕩訊號(hào)的組件；及(C) 一分析中心主動(dòng)脈脈搏壓組件，其包含一儲(chǔ)存組件，所述儲(chǔ)存組件用于儲(chǔ)存一預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方程式，其利用預(yù)測(cè)變項(xiàng)的數(shù)值實(shí)時(shí)計(jì)算中心主動(dòng)脈脈搏壓的數(shù)值，其中所述方程式包括復(fù)數(shù)個(gè)預(yù)測(cè)變項(xiàng)及其預(yù)測(cè)系數(shù)，其中預(yù)測(cè)變項(xiàng)為(a)收縮末期壓力(ESP)、(b)收縮期的壓力時(shí)間積分(As)、(c)舒張期的壓力時(shí)間積分(Ad)、(d)舒張壓(DBP)及(e)心跳速率(HR)。[0010]在一具體實(shí)施例中，本發(fā)明所述裝置所使用的預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方程式由以線性回歸法取得復(fù)數(shù)個(gè)預(yù)測(cè)變項(xiàng)及其預(yù)測(cè)系數(shù)構(gòu)成，其中所述預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方程式結(jié)構(gòu)=a+ bX收縮末期壓力(ESP) + CX收縮期的壓力時(shí)間積分(As) + d X舒張期的壓力時(shí)間積分(Ad)+ eX舒張壓(DBP)+ fX心跳速率(HR)，其中預(yù)測(cè)系數(shù)a、b、C、d、e及f為預(yù)估方程式的變項(xiàng)系數(shù)，其由Stepwise線性回歸法取得；在一較佳實(shí)施例中，該預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方程=-88.2+0.79X收縮末期壓力(ESP) +1.41 X收縮期的壓力時(shí)間積分(As)+0.68 X舒張期的壓力時(shí)間積分(Ad)-L 16X舒張壓(DBP)+0.84 X心跳速率(HR)0
[0011]在一具體實(shí)施例中，本發(fā)明的調(diào)控壓脈帶壓力組件所量測(cè)位置為肱動(dòng)脈。
[0012]在一具體實(shí)施例中，本發(fā)明所述的儲(chǔ)存組件為一芯片或記憶儲(chǔ)存裝置。
[0013]本文中用語(yǔ)“脈波震蕩壓力波形”除了另外定義，是指肱動(dòng)脈之脈波容積記錄波形(pulse volume plethysmography, PVP)。
[0014]本文中的用語(yǔ)“一”或“一種”是用于敘述本發(fā)明的組件及成分。此術(shù)語(yǔ)僅為了敘述方便及給予本發(fā)明的基本觀念。此敘述應(yīng)被理解為包括一種或至少一種，且除非明顯地另有所指，表示單數(shù)時(shí)亦包括復(fù)數(shù)。本文中的用語(yǔ)“或”其意同“及/或”。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明的預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的流程方塊圖。
[0016]圖2為脈波震蕩壓力波形所包含的特征點(diǎn)示意圖。
[0017]圖3為多種預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓方法的流程圖。
[0018]圖4顯示結(jié)合基礎(chǔ)狀態(tài)與服用舌下含片后的各種血壓數(shù)值與侵 入式中心主動(dòng)脈脈搏壓Bland-Altman分析結(jié)果圖；
圖4 (A)顯示在方程式驗(yàn)證組中，利用非侵入式所量測(cè)的中心主動(dòng)脈脈搏壓(PP-C)及利用壓脈帶所量測(cè)的脈搏壓(Cuf f-PP )
之準(zhǔn)確性；圖4 (B)及(C)是利用廣義轉(zhuǎn)換函數(shù)方法所計(jì)算 的脈搏壓，如 PP_C TFSBp- TFDBP

及 PP-C


TFSBP- Cuff DBP 的準(zhǔn)確度；
圖4 (D)是透過(guò)脈波分析法所獲得的中心主動(dòng)脈收縮壓預(yù)估值及壓脈帶舒張壓所計(jì)算的中心主動(dòng)脈脈搏壓的準(zhǔn)確度。
[0019]圖5為利用脈波震蕩壓力波形(PVP)所獲得的中心主動(dòng)脈脈搏壓預(yù)測(cè)值與侵入式測(cè)量的中心主動(dòng)脈脈搏壓相比較圖，圖5 (A)方程式產(chǎn)生組；圖5 (B)方程式驗(yàn)證組。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖示，作詳細(xì)說(shuō)明如下:
以下將以圖示及詳細(xì)說(shuō)明清楚說(shuō)明本發(fā)明的精神，如本領(lǐng)域技術(shù)人員在了解本發(fā)明的實(shí)施例后，當(dāng)可由本發(fā)明所教示的技術(shù)，加以改變及修飾，其并不脫離本發(fā)明的精神與范圍。[0021]實(shí)施例:建立預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方程式并與其它計(jì)算中心主動(dòng)脈脈搏壓的方法比較
研究群體及獲取訊號(hào)過(guò)程
將受試者分為兩組群組，第一群組為方程式產(chǎn)生組(Generation Group)，另一群組為方程式驗(yàn)證組(Validation Group)。在本實(shí)施例中，受試者預(yù)備接受經(jīng)燒動(dòng)脈心導(dǎo)管檢查冠狀動(dòng)脈的狀態(tài)，并排除有急性冠狀動(dòng)脈癥候群或外圍血管疾??；除了正常竇性節(jié)律的受試者，左右手臂的血壓超過(guò)3mmHg的受試者皆被排除本試驗(yàn)。
[0022]中心主動(dòng)脈壓力標(biāo)準(zhǔn)一般是采用心導(dǎo)管技術(shù)取得侵入式的中心主動(dòng)脈血壓，本實(shí)施例采用相同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行本發(fā)明的準(zhǔn)確度驗(yàn)證。
[0023]方程式產(chǎn)生組(Generation Group)獲取訊號(hào)過(guò)程:
首先招募40位受試者并以高傳真壓力波形記錄導(dǎo)管(model SSD-1059, MillarInstrument Inc.，USA)的第一傳感器及第二傳感器分別放置在受試者的升主動(dòng)脈及右肱動(dòng)脈同步記錄侵入式肱動(dòng)脈及主動(dòng)脈血壓的波形；另一方面，利用震蕩式血壓計(jì)(WatchBPOffice; Microlife AG; Widnau,瑞士)測(cè)量受試者左臂的收縮壓及舒張壓，同時(shí)記錄當(dāng)平均壓脈帶壓力維持在60mmHg時(shí)的脈波容積記錄訊號(hào)30秒。
[0024]方程式驗(yàn)證組(Validation Group)獲取訊號(hào)過(guò)程:
利用高傳真壓力波形記錄導(dǎo)管(model SPC-320, Millar Instrument Inc., USA)記錄100位受試者的中央動(dòng)脈壓(central aortic pressure),同步利用另一種震蕩式血壓計(jì)(VP-2000, Colin Corporation, Komaki,日本)測(cè)量受試者左臂的收縮壓及舒張壓,并記錄當(dāng)平均壓脈帶壓力維持在60mmHg時(shí)的脈波容積記錄訊號(hào)30秒。
[0025]每位受試者均接受兩次測(cè)量；包括基礎(chǔ)狀態(tài)以及服用硝化甘油舌下含片3分鐘后，記錄所有波形訊號(hào)。
[0026]數(shù)據(jù)分析及計(jì)算方式:
記錄兩組群組數(shù)據(jù)后，取得中心主動(dòng)脈壓力波形及上臂的脈波震蕩壓力波形(pulsevolume plethysmography, PVP),并進(jìn)一步擷取20跳的波形訊號(hào)進(jìn)行波形平均。由平均的中心主動(dòng)脈壓力波形的高峰點(diǎn)及心舒末期(end-diastole)分別估算中心主動(dòng)脈收縮壓(systolic blood pressure, SBP)及舒張壓(diastolic blood pressure, DBP),兩者相減即為測(cè)量所得的侵入式中心主動(dòng)脈脈搏壓(pulse pressure, PP)。
[0027]本發(fā)明:建立預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方程式的方法
將脈波震蕩壓力波形訊號(hào)平均后，再利用電子血壓計(jì)所測(cè)量的肱動(dòng)脈收縮壓及舒張壓進(jìn)行校正，然后再進(jìn)行波形分析并找到特征訊號(hào)(特征點(diǎn))，最后經(jīng)由Stepwise線性回歸法選取較佳的預(yù)測(cè)變項(xiàng)(特征點(diǎn))并獲得方程式的預(yù)測(cè)變項(xiàng)系數(shù)。
[0028]本實(shí)例是利用自動(dòng)分析技術(shù)(Matlab?,version 4.2, The Math works, Inc.)量測(cè)上述所有PVP波形的特征點(diǎn)以避免人為估計(jì)的誤差，如圖2顯示，這些波形預(yù)測(cè)變項(xiàng)(特征點(diǎn))包含:舒張壓、反射波強(qiáng)度的第二收縮壓(secondary peak systolic bloodpressure, SBP2)、收縮期的壓力時(shí)間積分(areas under the pressure tracing insystole,As)、舒張期的壓力時(shí)間積分(areas under the pressure tracing in diastole,Ad)、收縮末期的壓力(end-systolic pressure, ESP)以及心跳速率(heart rate)。
[0029]其它計(jì)算中心主動(dòng)脈脈搏壓的方法:廣義轉(zhuǎn)換函數(shù)(Generalized TransferFunction)及脈波分析(pulse wave analysis, PWA)方法
1.廣義轉(zhuǎn)換函數(shù)方法(Generalized Transfer Function, GTF)
目前有多種方法以非侵入方式獲得中心主動(dòng)脈血壓。第一種方法是透過(guò)廣義轉(zhuǎn)換函數(shù)(Generalized Transfer Function)方法轉(zhuǎn)換周邊動(dòng)脈(燒動(dòng)脈或肱動(dòng)脈)壓力波形以重建中心主動(dòng)脈壓力波形。圖3顯示其流程，校正后的脈波震蕩壓力波形(pulse volumeplethysmography,PVP)透過(guò)廣義轉(zhuǎn)換函數(shù)(Generalized Transfer Function)方法重建主動(dòng)脈脈波波形，以獲得中心主動(dòng)脈收縮壓及中心主動(dòng)脈舒張壓數(shù)值。第二種方法忽略一般電子血壓計(jì)的不準(zhǔn)確度，將壓脈帶舒張壓視為中心主動(dòng)脈舒張壓。上述兩種計(jì)算中心主動(dòng)脈脈搏壓的方法如下述公式:
第一種方法:中心主動(dòng)脈脈搏壓(PP-C TFSBP- TFDBP)=利用廣義轉(zhuǎn)換函數(shù)所建構(gòu)的主動(dòng)脈收縮壓(TFSBP)-利用廣義轉(zhuǎn)換函數(shù)所建構(gòu)的主動(dòng)脈舒張壓(TFDBP)；
第二種方法:中心主動(dòng)脈脈搏壓(PP-C TFSBP_ Cuff DBP)=利用廣義轉(zhuǎn)換函數(shù)所建構(gòu)的主動(dòng)脈收縮壓(TFSBP)-壓脈帶舒張壓(Cuff DBP)。
[0030]脈波分析(pulsewave analysis, PWA)方法
先前研究揭示利用多變量預(yù)測(cè)模型的壓脈帶脈波分析的方法(cuff-based PWA)用以預(yù)估中心主動(dòng)脈收縮壓。脈波震蕩壓力波形(pulse volume plethysmography, PVP)經(jīng)由自動(dòng)波形分析技術(shù)可識(shí)別一些與反射波(wave reflection)及動(dòng)脈可容度(arterialcompliance)有關(guān)的參數(shù)。在多變量模型中，多個(gè)波形參數(shù)包含反射波造成的第二收縮壓(SBP2)、收縮末期壓力(ESP)、舒張期的壓力時(shí)間積分(Ad)、收縮期的壓力時(shí)間積分(As)。第二收縮壓的數(shù)值與壓力反射波的強(qiáng)度有關(guān)，而ESP、Ad及As則與動(dòng)脈的可容度有關(guān)。先前研究證實(shí)利用上述方法預(yù)估中心主動(dòng)脈收縮壓的準(zhǔn)確度相當(dāng)高，其計(jì)算中心主動(dòng)脈脈搏壓的方法如下述公式:
第三種方法:中心主動(dòng)脈脈搏壓(PP-C PWASBP- cuff DBP)=利用脈波分析法所獲得的主動(dòng)脈收縮壓(PWASBP)-壓脈帶舒張壓(Cuff DBP)。
[0031]統(tǒng)計(jì)分析:
本實(shí)施例將所有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)使用Shapiro-Wilk常態(tài)性檢定法，成對(duì)血壓及其差距的比較是以學(xué)生t檢定或Wilcoxon符號(hào)等級(jí)檢定(無(wú)母數(shù)統(tǒng)計(jì)檢定)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。所有波形參數(shù)在多變量模型中為常態(tài)分布；此外，本實(shí)施例更將PVP中的波形特征點(diǎn)及預(yù)測(cè)公式所產(chǎn)生的預(yù)測(cè)值將與利用心導(dǎo)管技術(shù)所獲得的脈搏壓進(jìn)行一致性的評(píng)估，評(píng)估的指針包括平均差、差異的標(biāo)準(zhǔn)差，并利用一致性常用的圖型檢定法Bland-Altman分析法進(jìn)行比較。統(tǒng)計(jì)學(xué)的差異是以雙尾p〈0.05表示或Bonferroni校正法。
[0032]結(jié)果:
其它計(jì)算中心主動(dòng)脈脈搏壓的方法
如表一顯示，在方程式產(chǎn)生組及方程式驗(yàn)證組中，未服用硝化甘油舌下含片受試者作為基礎(chǔ)狀態(tài)(Baseline)，利用壓脈帶所量測(cè)的脈搏壓低估非侵入式中心主動(dòng)脈脈搏壓；而服用硝化甘油舌下含片受試者(After NTG)，利用壓脈帶所量測(cè)的脈搏壓則高估非侵入式中心主動(dòng)脈脈搏壓。如圖4顯示結(jié)合基礎(chǔ)狀態(tài)的受試者與服用舌下含片的受試者之波形訊號(hào)數(shù)據(jù)并利用Bland-Altman分析法分析。圖4 (A)顯示在方程式驗(yàn)證組中，利用非侵入式所量測(cè)的中央動(dòng)脈脈搏壓(PP-C)及利用壓脈帶所量測(cè)的脈搏壓(CufT-PP)顯示有系統(tǒng)性誤差，該誤差與PP-C的數(shù)值成比例以及差異的標(biāo)準(zhǔn)差為12.4mmHg。
[0033]此外，表一亦顯示在基礎(chǔ)狀態(tài)中的受試者，利用廣義轉(zhuǎn)換函數(shù)所估計(jì)的兩種脈搏壓，如PP-C TFSBP_ TFDBP及PP-C TFSBP_ Cuff DBP仍明顯低估了侵入式中心主動(dòng)脈脈搏壓，其散度差異(scatter of differebce)(成對(duì)測(cè)量的差異的標(biāo)準(zhǔn)差，SSD)仍相當(dāng)大,如圖4 (B)及(C), Bland-Altman分析顯示，PP-C TFSBP_ TFDBP及PP-C TFSBP_ Olff DBP亦有成比例的系統(tǒng)性誤差存在。計(jì)算中心主動(dòng)脈脈搏壓的第三種方法(PP-CPWASBP_euff DBP)結(jié)果亦非常類(lèi)似，如圖4 (D)所示。
[0034]本發(fā)明:改良脈波分析(pulse wave analysis, PWA)方法用以估計(jì)中心主動(dòng)脈脈搏壓
本發(fā)明是一種改良脈波分析方法，利用方程式產(chǎn)生組所獲得的校正壓力脈波震蕩波形訊號(hào)(非侵入式)建構(gòu)一多變量預(yù)測(cè)模型，產(chǎn)生一預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方程式=-88.2+0.79X收縮末期壓力(ESP) +1.41X收縮期的壓力時(shí)間積分(As) +0.68X舒張期的壓力時(shí)間積分(Ad) -1.16X舒張壓(DBP) +0.84x心跳速率(HR)以直接預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓。
[0035]如表二顯示，經(jīng)由St印wise篩選后存留下來(lái)的變項(xiàng)構(gòu)成一最佳預(yù)測(cè)模型，其總變異量(R2)為0.88 CP<0.00 1)，而各個(gè)變數(shù)的部份變異量(R2)分別為ESP=0.694、As=0.123、Ad=0.001、DBP=0.055及心跳速率=0.012 ;在基礎(chǔ)狀態(tài)及服用舌下含片(0.6毫克)后的平均差(MD)及差異的標(biāo)準(zhǔn)差(SDD)分別為-0.9±7.1及0.9±5.7毫米汞柱。另一方面，加入如年齡、性別、身高、體重及腰圍等變項(xiàng)，對(duì)于本發(fā)明的預(yù)測(cè)公式均無(wú)影響及改善，以Bland-Altman分析,并未發(fā)現(xiàn)顯著的系統(tǒng)性誤差。
[0036]圖5分別顯示預(yù)測(cè)中心主動(dòng)脈脈搏壓的方程式在方程式產(chǎn)生組及驗(yàn)證組的準(zhǔn)確度。圖5 (A)顯示在方程式產(chǎn)生組(40名受試者，80次量測(cè))中，透過(guò)脈波震蕩壓力波形(PVP)的波形分析及預(yù)測(cè)方程式所產(chǎn)生的中心主動(dòng)脈脈搏壓可以顯著降低與侵入式測(cè)量的中心主動(dòng)脈脈搏壓的平均差(O毫米汞柱)及差異的標(biāo)準(zhǔn)差(6.5毫米汞柱)；再者，圖5 (B)顯示在方程式驗(yàn)證組(100位受試者，200次量測(cè))中，本發(fā)明的非侵入式中心主動(dòng)脈脈博壓預(yù)測(cè)值仍具有相當(dāng)高的準(zhǔn)確度(平均差=3毫米汞柱及差異的標(biāo)準(zhǔn)差=7.1毫米汞柱)。以Bland-Altman分析,并未發(fā)現(xiàn)顯著的系統(tǒng)性誤差。
[0037]本領(lǐng)域技術(shù)人員能很快體會(huì)到本發(fā)明可很容易達(dá)成目標(biāo)，并獲得所提到的結(jié)果及優(yōu)點(diǎn)，以及那些存在于其中的東西。本發(fā)明中的一種利用壓脈帶的壓力脈波震蕩波形訊號(hào)以預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方法及其裝置乃較佳實(shí)施例的代表，其為示范性且不僅局限于本發(fā)明領(lǐng)域。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)想到其中可修改之處及其它用途。這些修改都蘊(yùn)含在本發(fā)明的精神中，并在申請(qǐng)專(zhuān)利范圍中界定。
[0038]本發(fā)明的內(nèi)容敘述與實(shí)施例均揭示詳細(xì)，得使任何本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制造及使用本發(fā)明，即使其中有各種不同的改變、修飾、及進(jìn)步之處，仍應(yīng)視為不脫離本發(fā)明的精神及范圍。
[0039]說(shuō)明書(shū)中提及的所有專(zhuān)利及出版品，都以和發(fā)明有關(guān)領(lǐng)域的一般方法為準(zhǔn)。所有專(zhuān)利和出版品都在此被納入相同的參考程度，就如同每一個(gè)個(gè)別出版品都被具體且個(gè)別地指出納入?yún)⒖肌Ｔ诖怂m當(dāng)?shù)嘏e例說(shuō)明的發(fā)明，可能得以在缺乏任何要件，或許多要件、限制條件或并非特定為本文中所揭示的限制情況下實(shí)施。所使用的名詞及表達(dá)是作為說(shuō)明書(shū)的描述而非限制，同時(shí)并無(wú)意圖使用這類(lèi)排除任何等同于所示及說(shuō)明的特點(diǎn)或其部份的名詞及表達(dá)，但需認(rèn)清的是，在本發(fā)明的專(zhuān)利申請(qǐng)范圍內(nèi)有可能出現(xiàn)各種不同的改變。因此，應(yīng)了解到雖然已根據(jù)較佳實(shí)施例及任意的特點(diǎn)來(lái)具體揭示本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員仍會(huì)修改和改變其中所揭示的內(nèi)容，諸如此類(lèi)的修改和變化仍在本發(fā)明的申請(qǐng)專(zhuān)利范圍內(nèi)。
[0040]表一:以侵入式所量測(cè)的中心主動(dòng)脈脈搏壓與壓脈帶的脈搏壓及多種非侵入式的預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓比較
【權(quán)利要求】
1.一種利用壓脈帶的壓力脈波震蕩訊號(hào)以預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方法，其特征在于，包括如下步驟: (I )提供一預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方程式； (II)量測(cè)壓脈帶內(nèi)的壓力脈波震蕩訊號(hào)，其包含肱動(dòng)脈收縮壓、舒張壓及壓脈帶內(nèi)壓力脈波震蕩訊號(hào)波形； (III)平均所得壓力脈波震蕩訊號(hào)的波形并利用收縮壓及舒張壓進(jìn)行校正； (IV)將校正后的壓力脈波震蕩訊號(hào)波形進(jìn)行分析并獲得復(fù)數(shù)個(gè)特征訊號(hào)數(shù)值，其中該特征訊號(hào)作為該預(yù)測(cè)變項(xiàng)，其中該預(yù)測(cè)變項(xiàng)包含:(a)收縮末期壓力ESP、(b)收縮期的壓力時(shí)間積分As、(C)舒張期的壓力時(shí)間積分Ad、(d)舒張壓DBP及(e)心跳速率HR ;及 (V)將所述預(yù)測(cè)變項(xiàng)的數(shù)值代入所述預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方程式，以取得中心主動(dòng)脈脈搏壓。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方程式由以線性回歸法取得復(fù)數(shù)個(gè)預(yù)測(cè)變項(xiàng)及其預(yù)測(cè)系數(shù)構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方程式結(jié)構(gòu)=a+ bX收縮末期壓力ESP+ cX收縮期的壓力時(shí)間積分As+ dX舒張期的壓力時(shí)間積分Ad+eX舒張壓DBP+ f X心跳速率HR,其中a、b、c、d、e及f為預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方程式的變項(xiàng)系數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方程式=-88.2+0.79X收縮末期壓ESP+1.41X收縮期的壓力時(shí)間積As+ 0.68X舒張期的壓力時(shí)間積Ad-L 16 X舒張壓D`BP+ 0.84 X心跳速率HR。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述中心主動(dòng)脈包含頸動(dòng)脈或升主動(dòng)脈。
6.如權(quán)利要求1項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述該壓脈帶內(nèi)的訊號(hào)來(lái)自肱動(dòng)脈脈波的訊號(hào)。
7.一種利用壓脈帶脈波震蕩壓力訊號(hào)以預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的裝置，其特征在于，包括如下組件: (a)—調(diào)控壓脈帶壓力組件，其控制一壓脈帶在一量測(cè)位置發(fā)生加壓、維持壓力及減壓過(guò)程； (b)一記錄及儲(chǔ)存壓脈帶的壓力脈波震蕩訊號(hào)的組件 '及 (c)一分析中心主動(dòng)脈脈搏壓組件，其包含一儲(chǔ)存組件，所述儲(chǔ)存組建用于儲(chǔ)存一預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方程式，其利用預(yù)測(cè)變項(xiàng)的數(shù)值實(shí)時(shí)計(jì)算中心主動(dòng)脈脈搏壓數(shù)值，其中該方程式包括復(fù)數(shù)個(gè)預(yù)測(cè)變項(xiàng)及其預(yù)測(cè)系數(shù)，其中預(yù)測(cè)變項(xiàng)為(a)收縮末期壓力ESP、(b)收縮期的壓力時(shí)間積分As、(c)舒張期的壓力時(shí)間積分Ad、(d)舒張壓DBP及(e)心跳速率HR。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方程式由以線性回歸法取得復(fù)數(shù)個(gè)預(yù)測(cè)變項(xiàng)及其預(yù)測(cè)系數(shù)構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方程式結(jié)構(gòu)=a+ bX收縮末期壓力ESP+ cX收縮期的壓力時(shí)間積分As+ dX舒張期的壓力時(shí)間積分Ad+eX舒張壓DBP+ fX心跳速率HR,其中a、b、c、d、e及f為預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方程式的變項(xiàng)系數(shù)。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于所述預(yù)估中心主動(dòng)脈脈搏壓的方程=-88.2+0.79X收縮末期壓力ESP+1.41 X收縮期的壓力時(shí)間積分As+ 0.68X舒張期的壓力時(shí)間積分Ad-1.16X舒張壓DBP+ 0.84 X心跳速率HR。
11.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述中心主動(dòng)脈包含頸動(dòng)脈或升主動(dòng)脈。
12.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述量測(cè)位置為肱動(dòng)脈。
13.如權(quán)利要求7所述的裝置，其`特征在于所述儲(chǔ)存組件為一芯片或記憶儲(chǔ)存裝置。
【文檔編號(hào)】A61B5/022GK103505191SQ201210204839
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月20日
【發(fā)明者】陳震寰, 鄭浩民, 宋思賢 申請(qǐng)人:法瑪科技顧問(wèn)股份有限公司