使用信號(hào)渡越時(shí)間來監(jiān)控心血管狀況的制作方法
【專利說明】使用信號(hào)渡越時(shí)間來監(jiān)控心血管狀況
[0001]本申請(qǐng)為分案申請(qǐng)，原申請(qǐng)的申請(qǐng)日為2010年06月25日，申請(qǐng)?zhí)枮?01080032609.7 (PCT/US2010/040059)，發(fā)明名稱為“使用信號(hào)渡越時(shí)間來監(jiān)控心血管狀況”。
[0002]優(yōu)先權(quán)聲明
[0003]本申請(qǐng)要求于2009年6月29日提交的、標(biāo)題為“Monitoring Card1vascularCondit1ns Using Signal Transit Times”且已并轉(zhuǎn)讓給本受讓人的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)N0.61/221，238的權(quán)益，全文已包含在此，以供參考。
【背景技術(shù)】
[0004]指標(biāo)(indicator)不僅對(duì)于疾病的診斷是重要的，而且對(duì)于“實(shí)時(shí)”即連續(xù)的監(jiān)控對(duì)象在臨床上的重要變化也是重要的，其中所述指標(biāo)例如每搏量(SV)、心輸出量(CO)、心舒張期末容積、射血分?jǐn)?shù)、每搏量變異(SVV)、搏壓變異(PPV)以及收縮壓變異(SPV)。例如，醫(yī)護(hù)人員對(duì)預(yù)載依賴性(preload dependence)、流體反應(yīng)性或容量反應(yīng)性以及例如人和動(dòng)物對(duì)象二者中從中心到外周的去耦的改變感興趣。因此，極少的醫(yī)院缺少某些形式的設(shè)備來監(jiān)控一個(gè)或多個(gè)心臟指標(biāo)以便致力于提供對(duì)象正發(fā)生一個(gè)或多個(gè)指示的變化的警告。在文獻(xiàn)中很多技術(shù)被使用，包括侵入性技術(shù)、非侵入性技術(shù)以及它們的聯(lián)合，并且更多技術(shù)被建議。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明描述了用于監(jiān)控對(duì)象的心血管狀況的方法。該方法涉及測(cè)量與對(duì)象的心臟活動(dòng)成比例的或作為對(duì)象心臟活動(dòng)的函數(shù)的中心信號(hào)，以及測(cè)量與中心信號(hào)成比例的或作為與中心信號(hào)相關(guān)的信號(hào)的函數(shù)的外周信號(hào)。然后計(jì)算針對(duì)中心信號(hào)和外周信號(hào)代表相同心臟事件的信號(hào)特征之間的時(shí)間差，并且若時(shí)間差大于閾值，指明心血管狀況。
[0006]用于監(jiān)控對(duì)象心血管狀況的額外方法，涉及測(cè)量與對(duì)象心臟活動(dòng)成比例的或作為對(duì)象心臟活動(dòng)的函數(shù)的中心信號(hào)，以及測(cè)量與中心信號(hào)成比例的或作為與中心信號(hào)相關(guān)的信號(hào)的函數(shù)的外周信號(hào)。然后計(jì)算針對(duì)中心信號(hào)和外周信號(hào)代表相同心臟事件的信號(hào)特征之間的時(shí)間差，并且若特定時(shí)間段內(nèi)時(shí)間差存在重大統(tǒng)計(jì)學(xué)變化，則指明心血管狀況。
【附圖說明】
[0007]圖1同時(shí)示出在正常血液動(dòng)力狀況下，豬的動(dòng)物模型中升主動(dòng)脈(主動(dòng)脈的)、股動(dòng)脈(股的)和橈動(dòng)脈(橈的)中同時(shí)記錄的壓力波形。
[0008]圖2同時(shí)示出在借助大量流體來復(fù)蘇內(nèi)毒素休克(膿毒性休克)期間，豬的動(dòng)物模型中升主動(dòng)脈(主動(dòng)脈的)、股動(dòng)脈(股的)和橈動(dòng)脈(橈的)中同時(shí)記錄的壓力波形。
[0009]圖3示出流程圖，其圖示說明用于通過使用模擬心臟事件之間時(shí)間差的變化來監(jiān)控對(duì)象的心血管狀況的邏輯的示例。
[0010]圖4示出流程圖，其圖示說明一種邏輯的示例，該邏輯用于通過使用特定時(shí)間段內(nèi)模擬心臟事件之間時(shí)間差的重大統(tǒng)計(jì)學(xué)變化來監(jiān)控對(duì)象的心血管狀況。
[0011]圖5示出中心(ECG)和外周橈壓力信號(hào)，其中指明了模擬心臟事件之間的時(shí)間差。
[0012]圖6示出中心主動(dòng)脈壓和外周橈壓力信號(hào)，其中指明了模擬心臟事件之間的時(shí)間差。
[0013]圖7為方塊圖，其示出用于實(shí)現(xiàn)在此說明的方法的系統(tǒng)的主要組件。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明描述了用于監(jiān)控心臟狀況的方法，該心臟狀況即中心到外周的動(dòng)脈壓去耦、高動(dòng)力學(xué)狀況、血管舒張或血管收縮。這些方法涉及測(cè)量與對(duì)象心臟活動(dòng)成比例的或作為對(duì)象心臟活動(dòng)的函數(shù)的中心信號(hào)，以及與中心信號(hào)成比例的或作為與中心信號(hào)相關(guān)的信號(hào)的函數(shù)的外周信號(hào)。然后計(jì)算表示相同心臟事件的中心和外周信號(hào)中特征之間的時(shí)間差，例如，若壓力被測(cè)量，則計(jì)算經(jīng)識(shí)別的心臟博動(dòng)周期的壓力最大值和在外周位置測(cè)量的相同壓力最大值之間的時(shí)間差。若時(shí)間差高于或低于閾值，指明心血管狀況。該時(shí)間差可被監(jiān)控一段特定時(shí)間段，特定時(shí)間段內(nèi)的隨時(shí)間的重大統(tǒng)計(jì)學(xué)變化也指明心血管狀況的出現(xiàn)。這些方法可警告用戶對(duì)象正在經(jīng)受心血管狀況，其使臨床醫(yī)生能夠適當(dāng)?shù)亟o對(duì)象提供治療。
[0015]如在此所用，術(shù)語(yǔ)高動(dòng)力學(xué)和血管舒張表示如下情況，即外周動(dòng)脈壓和流動(dòng)斷開與中心主動(dòng)脈壓和流動(dòng)的耦連，且術(shù)語(yǔ)外周動(dòng)脈旨在表示位于遠(yuǎn)離心臟的動(dòng)脈，例如，橈動(dòng)脈、股動(dòng)脈或肱動(dòng)脈。去耦的動(dòng)脈壓表示外周動(dòng)脈和中心動(dòng)脈壓之間的正常關(guān)系無效且外周動(dòng)脈壓不能用于確定中心動(dòng)脈壓。這也包括外周動(dòng)脈壓不與中心動(dòng)脈壓成比例或不為中心動(dòng)脈壓的函數(shù)的情況。在正常血液動(dòng)力學(xué)情況下，隨著進(jìn)行測(cè)量處進(jìn)一步遠(yuǎn)離心臟，而血壓增加。圖1中示出這種壓力增加，即在橈動(dòng)脈測(cè)量的壓力波的振幅大于在股動(dòng)脈測(cè)量的壓力，其又大于主動(dòng)脈壓。這些壓的差異與波反射有關(guān)，即壓力朝向外周被放大。
[0016]醫(yī)學(xué)診斷中常常依賴于壓力的這種正常血液動(dòng)力學(xué)關(guān)聯(lián)，即遠(yuǎn)離心臟則壓力增加。然而，在高動(dòng)力性/血管舒張情況下，隨著動(dòng)脈壓變得低于中心主動(dòng)脈壓，該關(guān)聯(lián)會(huì)變得逆轉(zhuǎn)。已經(jīng)把這種逆轉(zhuǎn)歸因于，例如外周血管中動(dòng)脈緊張，其被認(rèn)為影響上文討論的波反射。圖2中示出這類高動(dòng)力性情況，即在橈動(dòng)脈測(cè)量的壓力波振幅小于股動(dòng)脈測(cè)量的壓力，其進(jìn)而小于主動(dòng)脈壓。使小外周動(dòng)脈擴(kuò)張的藥物(例如，硝酸鹽、ACE抑制劑和鈣抑制劑)被認(rèn)為促成高動(dòng)力性情況。常常恰在心肺分流術(shù)(冠狀分流)之后的情況下觀察到這些嚴(yán)重類型的血管擴(kuò)張情況，其中橈動(dòng)脈壓低估了主動(dòng)脈壓。通常在借助于大量流體治療從而導(dǎo)致嚴(yán)重血管擴(kuò)張的患有嚴(yán)重膿毒癥/敗血癥的病患中觀察到實(shí)質(zhì)的中心到外周壓力差，此時(shí)外周動(dòng)脈壓低估中心主動(dòng)脈壓。還在患有末期肝病的患者中觀察到非常相似的情況。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員十分清楚的是，在正常血液動(dòng)力學(xué)情況下用于對(duì)象的某些治療，將不同于高動(dòng)力性情況下用于對(duì)象的治療。因此，當(dāng)前公開了檢測(cè)心血管狀況(如果存在的話)的方法，該心血管狀況例如中心到外周動(dòng)脈壓去耦、高動(dòng)力性情況、血管舒張以及血管收縮。
[0017]圖3中流程圖示出用于監(jiān)控對(duì)象的心血管狀況的第一方法，并且該第一方法涉及測(cè)量與對(duì)象心臟活動(dòng)成比例的或作為對(duì)象心臟活動(dòng)的函數(shù)的中心信號(hào)(10)以及測(cè)量與中心信號(hào)成比例的或作為相當(dāng)于中心信號(hào)的外周的函數(shù)的外周信號(hào)(20)。然后計(jì)算在中心信號(hào)和外周信號(hào)中代表相同心臟事件的信號(hào)特征之間的時(shí)間差(30)。若時(shí)間差大于閾值或在特定時(shí)間段內(nèi)時(shí)間差大于閾值，則心血管狀況被指明。在另一種方法中(如圖4中流程圖所示)，若在特定時(shí)間段內(nèi)時(shí)間差存在重大統(tǒng)計(jì)學(xué)變化，則心血管狀況被指明。
[0018]如在此所用，術(shù)語(yǔ)與對(duì)象心臟活動(dòng)成比例的或作為對(duì)象心臟活動(dòng)的函數(shù)的中心信號(hào)被用于指明與對(duì)象心臟處或附近測(cè)量的心輸出量相關(guān)的信號(hào)，例如，與該心輸出量成比例、來自于該心輸出量的信號(hào)或該心輸出量的函數(shù)。這類信號(hào)的示例包括但不被限制于，主動(dòng)脈壓、主動(dòng)脈流量、脈搏血氧測(cè)定波形(例如在侵入手術(shù)期間來自中央動(dòng)脈)、反射血氧測(cè)定(例如在侵入手術(shù)期間來自頸動(dòng)脈或來自任意中央動(dòng)脈)、經(jīng)胸廓生物阻抗(b1impedance)波形、阻抗體積描記波形、心電圖(ECG)、超聲、心音以及Doppler波形?？芍苯踊蜷g接地監(jiān)控與對(duì)象心臟活動(dòng)成比例的或作為對(duì)象心臟活動(dòng)的函數(shù)的中心信號(hào)。侵入性技術(shù)的示例包括導(dǎo)管固定的壓力換能器、導(dǎo)管固定的流量計(jì)量器以及熱稀釋技術(shù)?？芍苯颖O(jiān)控對(duì)象的中央主動(dòng)脈壓，例如，借助一個(gè)或多個(gè)引入到主動(dòng)脈中的壓力換能器。為了直接測(cè)量，壓力換能器能夠例如被放置在對(duì)象的主動(dòng)脈弓、升主動(dòng)脈胸廓主動(dòng)脈、腹主動(dòng)脈或頸動(dòng)脈中一個(gè)或多個(gè)內(nèi)。其它壓力計(jì)量器及其放置位置對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的。非侵入性技術(shù)的示例包括中心生物阻抗體積描記法、非侵入張力測(cè)定法、超聲、心音以及脈搏/反射血氧測(cè)定法。