通過患者的動脈導(dǎo)管插入來監(jiān)測血壓測量的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于對使用傳感器(3)的血壓測量進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測的方法，所述傳感器(3)通過液壓連接(2)被連接到動脈導(dǎo)管(1)，所述方法包括以下步驟：確定所述連接(2)的動態(tài)參數(shù)；分析入射信號的頻率成分；檢測下列情況之一：(a)所述連接(2)能以低于閾值的失真?zhèn)鬏斔鋈肷湫盘枺?b)所述連接(2)能以高于所述閾值的失真?zhèn)鬏斔鋈肷湫盘柌⑶矣锌赡苄Ｕ粶y信號，(c)所述連接(2)不能以低于所述閾值的失真?zhèn)鬏斔鋈肷湫盘柌⑶也豢赡苄Ｕ霰粶y信號；周期性地將機(jī)械動作施加到提供所述液壓連接(2)的管道上。
【專利說明】通過患者的動脈導(dǎo)管插入來監(jiān)測血壓測量的方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通過患者的動脈導(dǎo)管來監(jiān)測動脈血壓測量并在需要時(shí)對動脈血壓測量進(jìn)行連續(xù)校正的方法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]通過動脈導(dǎo)管對患者的動脈血壓，尤其是橈動脈的血壓進(jìn)行測量目前被應(yīng)用在重癥加強(qiáng)護(hù)理病房、大外科手術(shù)室和介入心臟病學(xué)中。
[0003]實(shí)際上，這種技術(shù)一方面允許連續(xù)動脈血壓監(jiān)測，由于患者的病理所述動脈血壓可能會顯著且很大程度地變化。
[0004]此外，這種技術(shù)與用于血?dú)夥治龊脱荷锓治龅膭用}血的常規(guī)抽樣兼容。
[0005]圖1示出了一種目前廣泛使用的通過橈動脈的導(dǎo)管來對動脈血壓進(jìn)行測量的裝置。
[0006]該裝置包括引入患者橈動脈的導(dǎo)管I。
[0007]該導(dǎo)管有兩個端口:
[0008]動脈入口，患者的動脈壓的液壓信號被施加在此處，所述液壓信號被稱為“入射信號”。
[0009]外部出口，其通過管道2連接到壓力傳感器3上。
[0010]例如考慮到護(hù)理和盥洗，管道2相對較長，因此患者可以在無需移動壓力傳感器3的情況下移動。
[0011]所以，管道2通常約1.5米長，但也可以更短或更長。
[0012]傳感器3也通過相當(dāng)大的阻力連接到加壓鹽水填充袋4上，從而確保鹽水的緩慢連續(xù)流動以對來自導(dǎo)管的會導(dǎo)致血栓形成的血液回流加以防止。
[0013]經(jīng)過某些可能的形變，由理論上不可壓縮的鹽水填充管道2組成的液壓連接因而將患者的動脈壓傳輸?shù)絺鞲衅?中，所述壓力傳感器3將傳輸?shù)男盘栟D(zhuǎn)換成電信號，所述電信號被稱為“被測信號”。
[0014]對來自袋4的鹽水的通過加以阻礙的阻力由拉片5的動作來形成，從而使得通過大的鹽水流動能夠?qū)€路進(jìn)行快速沖洗。
[0015]另一方面，一個三通旋塞閥6被插入管道2中。
[0016]所述旋塞閥6可通過注射器7抽取血液樣本。
[0017]壓力傳感器3也構(gòu)成測量鏈的一部分，以下將對其進(jìn)行簡要地描述。
[0018]該壓力傳感器3通常是壓阻式傳感器，并且在惠斯通電橋組件中運(yùn)行。
[0019]該傳感器3通過電纜8連接到確保對其進(jìn)行饋送的前置放大器模塊9中。
[0020]前置放大器模塊9包括電(光電或其他)絕緣段，以確保對患者的電保護(hù)。
[0021]該模塊9還包括一種用于保護(hù)電子元件免受任何由使用除顫器所引起的過載的
>J-U ρ?α裝直。
[0022]所述模塊進(jìn)一步包括低通濾波器，其截止頻率可以變化或者甚至可以在5Hz與40Hz之間調(diào)節(jié)。
[0023]最后，前置放大器模塊9確保將測到的動脈壓信號數(shù)字化，因此所述信號可由放置在患者床邊的監(jiān)視器10運(yùn)行。
[0024]床邊監(jiān)視器10以動脈壓曲線的形式顯示數(shù)字化的信號，并將其傳輸?shù)街醒胂到y(tǒng)，所述信號被記錄在中央系統(tǒng)中。
[0025]所述床邊監(jiān)視器還顯示該動脈壓曲線的收縮壓值、舒張壓值和平均值，并將它們傳輸?shù)街醒胂到y(tǒng)，這些值被記錄在中央系統(tǒng)中。
[0026]由于這些侵入性測量的無菌性限制，傳感器3通常是一次性的，并且與管道2 —起以無菌包裝形式供應(yīng)。
[0027]該類裝置的優(yōu)點(diǎn)如下。
[0028]一方面，其對動脈壓進(jìn)行持續(xù)測量，這與血壓測量法和示波測量法不同。
[0029]這對監(jiān)測血液動力不穩(wěn)定的患者具有重要意義。
[0030]此外，收縮動脈壓(而不僅是平均動脈壓)的連續(xù)跟蹤在使用收縮動脈壓的導(dǎo)出指數(shù)的三個領(lǐng)域中被證明是是特別令人感興趣的信息。
[0031]第一示例是在機(jī)械通氣下對患者的血管內(nèi)容積進(jìn)行評估。
[0032]實(shí)際上，機(jī)械通氣產(chǎn)生左右心室預(yù)載、心臟輸出的變化并產(chǎn)生收縮動脈壓與舒張動脈壓之間差異的變化。
[0033]由蘭PP表示的指數(shù)被限定為單個呼吸周期內(nèi)收縮脈搏壓和舒張脈搏壓間的最大間隔和最小間隔之間的差值與脈搏壓的最大平均值和最小值的平均值之間的比值[I]。
[0034]導(dǎo)出指數(shù)的第二示例是基于動脈脈搏波形的心臟輸出測量[2]。
[0035]導(dǎo)出指數(shù)的第三示例是對心臟的心室收縮性進(jìn)行評估，為此測量了動脈中最大的動脈壓變化(dp/dtmax) [3]。
[0036]該裝置的另一優(yōu)點(diǎn)在于，其能夠易于獲取動脈血的大量血液樣本和氣體樣本，這是因?yàn)樗鰧?dǎo)管被長久地安裝在患者的動脈中。
[0037]此外，該測量方法是魯棒的，S卩，其對頻繁移動的患者具有最低限度的敏感，這與扁平動脈張力測定法和手指光學(xué)體積描記術(shù)相反。
[0038]最后，所述裝置的購買成本和服務(wù)成本低(傳感器和導(dǎo)管以無菌和一次性方式提供)。
[0039]盡管具有這些優(yōu)點(diǎn)，但該測量方法也具有多個缺點(diǎn)或限制。
[0040]一方面，導(dǎo)管與傳感器之間的液壓連接可能產(chǎn)生由傳感器引起的被測信號的失真。
[0041]許多科學(xué)和技術(shù)出版物確定了這種失真的頻率和原因[4] [5]。
[0042]實(shí)際上，包括有呈現(xiàn)一定柔韌性并包含鹽水柱的管道的液壓連接相當(dāng)于一種機(jī)械質(zhì)量/彈簧系統(tǒng)。
[0043]這個系統(tǒng)由二階微分方程確定并且可由以下傳遞函數(shù)H(p)表示:
[0044], 2z
?十 /7十i
叫 ?O
[0045]其中P是拉普拉斯變量，z是阻尼系數(shù)，并且ω ^是固有脈動，所述固有脈動用rad/s表不并且等于2 τι fo，其中fo是用Hz表不的固有頻率。
[0046]根據(jù)該傳遞函數(shù)的參數(shù)(&和z)的值，較顯著或較不顯著的失真可發(fā)生在被施加到對應(yīng)患者動脈壓的導(dǎo)管的動脈入口處(系統(tǒng)輸入端處)的入射信號與由(系統(tǒng)的輸出端處的)傳感器測到的信號之間，所述入射信號隨其頻譜成分而變化。
[0047]最顯著的失真可達(dá)到收縮動脈壓的20%。
[0048]這些失真一方面包括動脈收縮壓的過高估計(jì)，另一方面包括動脈舒張壓的過低估計(jì)，由具有低阻尼系數(shù)的諧振管所傳輸?shù)木哂锌焖偕仙吘壍男盘柛l繁地出現(xiàn)所述過高估計(jì)和過低估計(jì)。
[0049]通過由位于導(dǎo)管的動脈入口處的壓力傳感器所測到的參考圖形(曲線(a))和由位于距導(dǎo)管約1.5米處的壓力傳感器所測到的圖形(曲線(b))，圖2通過遠(yuǎn)程傳感器示出了大約為15%的收縮動脈壓的過高估計(jì)ae。
[0050]此外，該圖顯示傳遞函數(shù)的參數(shù)(&，z)可隨時(shí)間顯著變化，這可能是因?yàn)樵诠艿乐写嬖谖馀輀5]。
[0051]另一方面，由血栓導(dǎo)致的導(dǎo)管局部阻塞可導(dǎo)致動脈脈動的衰減并同時(shí)導(dǎo)致收縮動脈壓、舒張動脈壓、平均動脈壓的降低。
[0052]除了這些缺陷對收縮動脈壓和舒張動脈壓數(shù)值的直接影響之外，也觀察到了上文提到的對導(dǎo)出指數(shù)的數(shù)值的影響。
[0053]現(xiàn)在，與被顯示在監(jiān)視器上的信號的共振相比，臨床人員更易檢測到的所述信號的阻尼系數(shù)或衰減。
[0054]在第一種情況下，它通常執(zhí)行一次或更多次管道的快速沖洗，直到所述缺陷消失。
[0055]針對消除共振現(xiàn)象已經(jīng)提出了不同的裝置、使用建議和/或測試方法。
[0056]現(xiàn)在已被放棄的精確動態(tài)(Accudynamic)裝置[6]以這種方式手動地調(diào)整阻尼系數(shù)。
[0057]對于給定的測量配置，R.0.S.E.裝置[7]通過增加阻尼系數(shù)來穩(wěn)固地對測量組件的動態(tài)參數(shù)進(jìn)行校正。
[0058]Gabarith測試[8]通過其對新狀態(tài)的動態(tài)響應(yīng)來對包括監(jiān)視器的測量鏈組件加以驗(yàn)證。
[0059]然而，這些裝置未考慮液壓連接的參數(shù)隨時(shí)間變化的事實(shí)。
[0060]另一方面，醫(yī)生和臨床人員難以識別出信號在隨機(jī)周期內(nèi)意外地出現(xiàn)的任何變化。
[0061]臨床研究公開了一種傳感器，其位于最靠近導(dǎo)管處以使由于液壓連接的共振而產(chǎn)生的入射信號的失真最小化。
[0062]然而，這些建議在當(dāng)前的實(shí)踐中很難執(zhí)行，因?yàn)榕c患者的移動相關(guān)聯(lián)的偽影比在傳感器位于距導(dǎo)管約1.5米處的情況下的偽影更重要。
[0063]此外，由于相關(guān)患者是固定的，因此這種配置使臨床人員不太方便。
[0064]研究也表明了管道的材料的機(jī)械特征，尤其是靜態(tài)和動態(tài)楊氏(Young)模量對信號失真的影響。
[0065]然而，即使制造商選擇了特別適當(dāng)?shù)牟牧?，也只能改善液壓連接的動態(tài)性能但卻無法消除失真。
[0066]此外，通常應(yīng)用在監(jiān)視器上的低通濾波可以在一定程度上減少由于共振產(chǎn)生的過聞估計(jì)。
[0067]實(shí)際上，重癥加強(qiáng)護(hù)理病房的監(jiān)視器一般通過12-Hz的低通濾波器進(jìn)行編程，所述低通濾波器提供具有較低噪聲的平滑動脈壓曲線。
[0068]此外，如果液壓連接的共振頻率大約為14Hz，這是新管道和/或沒有氣泡的管道的通常情況，那么12-Hz的濾波能有效降低由于共振而產(chǎn)生的過高估計(jì)。
[0069]然而，執(zhí)行該濾波會有損于具有高頻的入射信號的固有分量，所述高頻被消除。
[0070]現(xiàn)在，通常估計(jì)的是，有必要考慮信號基頻(大約0.5-4Hz)的5到10次諧波以正確描述該信號，某些特殊治療需要多達(dá)20次諧波[9]。
[0071]因此，12-Hz濾波可導(dǎo)致信號的損失。
[0072]另一方面，12-Hz濾波不能避免由低頻共振造成的失真。
[0073]現(xiàn)在，在管道中積累了氣泡的情況下，共振頻率可下降至5或6Hz，在該頻率下12-Hz濾波沒有影響。
[0074]最后，某些商業(yè)可用的監(jiān)視器被配備有用于根據(jù)液壓連接的動態(tài)特性的函數(shù)來對被測信號進(jìn)行校正的功能，所述功能必須在監(jiān)視器中由操作員進(jìn)行參數(shù)化。
[0075]然而，臨床人員通常為受過這種類型的調(diào)節(jié)的培訓(xùn)，如果不正確的參數(shù)被發(fā)送到監(jiān)視器，則其將引起額外失真的風(fēng)險(xiǎn)。
[0076]另一方面，由于導(dǎo)管的特性隨時(shí)間而變化，因此所產(chǎn)生的校正只在短時(shí)內(nèi)有效。
[0077]文件DE 39 27 990 [10]公開了一種被測信號的校正方法，所述方法包括將壓力脈沖施加到管道外壁并對入射動脈壓信號與由所述脈沖產(chǎn)生的被抑制振蕩信號的疊加進(jìn)行測量。
[0078]對疊加信號進(jìn)行處理限定了被測信號的校正參數(shù)。
[0079]然而，該疊加信號是復(fù)雜的，因此校正參數(shù)的提取是棘手的。
[0080]此外，壓力脈沖幾乎不能對連接的阻尼系數(shù)加以限定。
[0081]此外，這種方法沒有考慮在測量期間可能出現(xiàn)的偽影，也沒有考慮管道會包含氣泡的事實(shí)，從而導(dǎo)致隨時(shí)間進(jìn)行必要的校正。
[0082]現(xiàn)在，所述脈沖僅通過臨床人員的操作產(chǎn)生，并且盡管被測信號在施加脈沖后的短時(shí)間內(nèi)被正確校正，但是不能保證該校正在很長時(shí)間內(nèi)保持有效。
[0083]因此，需要提高由傳感器測量到的動脈壓信號的質(zhì)量。
[0084]因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種在液壓連接的整個保質(zhì)期內(nèi)對被測信號的質(zhì)量以及提供給臨床工作人員的信息的可靠性加以改善的方法和裝置。
[0085]鑒于醫(yī)護(hù)人員使用傳統(tǒng)的、通過動脈導(dǎo)管來測量動脈壓的裝置長期以來所養(yǎng)成的習(xí)慣，最好盡可能少的修改現(xiàn)有裝置。
[0086]自然地，正如這類設(shè)備所要求的那樣，所述裝置應(yīng)該完全響應(yīng)于患者對無菌和安全性的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0087]根據(jù)本發(fā)明，提出了一種用于對由壓力傳感器所實(shí)現(xiàn)的動脈壓測量進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測并且在需要時(shí)進(jìn)行連續(xù)校正的方法，所述壓力傳感器通過液壓連接被連接到先前引入患者動脈的導(dǎo)管，所述液壓連接向所述傳感器傳輸患者的動脈壓信號，所述信號被稱為“入射信號”并被施加在所述導(dǎo)管的動脈入口處，并且所述傳感器將由所述液壓連接所傳輸?shù)男盘栟D(zhuǎn)換為電信號，所述電信號被稱為“被測信號”。
[0088]其特征在于，該方法包括以下步驟:
[0089]根據(jù)所述被測信號確定所述液壓連接的動態(tài)參數(shù)，所述參數(shù)包括所述液壓連接的固有頻率和阻尼系數(shù)，
[0090]分析所述入射信號的頻率成分，以確定所述信號的最大頻率分量，
[0091]根據(jù)所述液壓連接的動態(tài)參數(shù)并在需要所述最大頻率時(shí)根據(jù)待傳輸?shù)淖畲箢l率檢測下列情況之一:
[0092](a)所述液壓連接能以低于閾值的失真將所述入射信號傳輸?shù)剿鰝鞲衅鳎?br> [0093](b)所述液壓連接能以高于所述閾值的失真將所述入射信號傳輸?shù)剿鰝鞲衅鞑⑶矣锌赡苄Ｕ霰粶y信號，
[0094](C)所述液壓連接不能以低于所述閾值的失真將所述入射信號傳輸?shù)剿鰝鞲衅鞑⑶也豢赡苄Ｕ霰粶y信號，
[0095]所述方法還包括:周期性地將機(jī)械動作施加到形成所述液壓連接的管道的外壁上。
[0096]執(zhí)行該方法不包括導(dǎo)管插入，所述導(dǎo)管先前已被安裝到患者的動脈中。
[0097]特別有利地，所述機(jī)械動作包括對形成所述液壓連接的管道的外壁的叩診。
[0098]可替換地，所述機(jī)械動作包括:施加于形成所述液壓連接的管道的外壁上的一系列可變頻率的正弦應(yīng)力。
[0099]優(yōu)選地，所述機(jī)械動作與心臟舒張同步或被分段以與若干連續(xù)心臟舒張同步。
[0100]確定所述液壓連接的動態(tài)參數(shù)可以通過分析所述被測信號和/或分析所述信號的頻率成分來完成，所述被測信號響應(yīng)于快速沖洗和/或施加到確保所述液壓連接的管道的外壁上的所述機(jī)械動作。
[0101]根據(jù)一個實(shí)施例，對情況(a)、(b)或(C)中一種情況的檢測包括:對所述被測信號與根據(jù)所述液壓連接的動態(tài)參數(shù)所校正的被測信號進(jìn)行比較。
[0102]根據(jù)另一實(shí)施例，對情況(a)、(b)和(C)中一種情況的檢測包括:在固有頻率-阻尼系數(shù)的匯總表上相對于由所使用的信號的最大頻率分量確定的容許區(qū)域定位出所述液壓連接的動態(tài)參數(shù)的代表點(diǎn)。
[0103]在所述情況(b)中，所述方法有利地包括:根據(jù)所述液壓連接動態(tài)參數(shù)對所述被測信號進(jìn)行校正。
[0104]在所述情況(C)中，所述方法包括:發(fā)出報(bào)警信號，尤其是光信號。
[0105]優(yōu)選地，所述報(bào)警信號包括:需要臨床工作人員采取行動的指示，例如快速沖洗或更換所述液壓連接和/或所述導(dǎo)管。
[0106]此外，所述方法可包括:在需要校正時(shí)記錄所述被測信號。
[0107]所述方法還可包括:在需要校正時(shí)將所述被測信號傳輸?shù)教幚硐到y(tǒng)。
[0108]優(yōu)選地，如果所述分析入射信號的頻率成分檢測到頻移和/或較高頻率分量的相對權(quán)重的變化，則執(zhí)行所述確定液壓連接的動態(tài)參數(shù)的步驟以更新所述參數(shù)。
[0109]可選但有利地，所述方法還包括:檢測患者的中央動脈壓與橈動脈壓之間的去耦，所述檢測包括:監(jiān)測所述被測信號的高次諧波與低次諧波之間的比率，如果所述比率突然下降，則:
[0110]執(zhí)行對肱動脈和/或頸動脈的壓力測量，
[0111]確定所述肱動脈和/或頸動脈壓信號的高次諧波與低次諧波之間的比率，
[0112]將所述比率與所述被測信號的高次諧波與低次諧波之間的比率進(jìn)行比較。
[0113]可替換或附加地，所述方法還可包括:檢測患者的中央動脈壓與橈動脈壓之間的去耦，所述檢測包括:執(zhí)行對肱動脈/橈動脈和/或頸動脈的扁平壓力測量，監(jiān)測由所述扁平壓力測量和所述被測信號確定的患者的脈沖波的傳播速度，并將所述速度與參考值進(jìn)行比較。
[0114]在不能執(zhí)行頸動脈扁平壓力測量的情況下，主動脈壓根據(jù)對肱動脈的測量通過傳遞函數(shù)進(jìn)行估計(jì)。
[0115]優(yōu)選地，上述用于檢測去耦的兩個步驟中的每個步驟都被執(zhí)行，如果兩個檢測中的每個都顯示了所述患者的中央動脈壓和橈動脈壓的去耦，則發(fā)出報(bào)警。
[0116]另一目的涉及一種用于對壓力傳感器所實(shí)現(xiàn)的動脈壓測量進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測并且在需要時(shí)進(jìn)行連續(xù)校正的裝置，所述壓力傳感器通過液壓連接被連接到先前引入患者動脈的導(dǎo)管，所述液壓連接向所述傳感器傳輸患者的動脈壓信號，所述信號被稱為“入射信號”并被施加在所述導(dǎo)管的動脈入口處，并且所述傳感器將由所述液壓連接所傳輸?shù)男盘栟D(zhuǎn)換為電信號，所述電信號被稱為“被測信號”。
[0117]其特征在于，該裝置包括:
[0118]監(jiān)測和校正模塊，其適用于執(zhí)行以下步驟，包括:
[0119]根據(jù)所述被測信號確定所述液壓連接的動態(tài)參數(shù)，所述參數(shù)包括所述液壓連接的固有頻率和阻尼系數(shù)，
[0120]分析所述入射信號的頻率成分以確定待傳輸?shù)乃鲂盘柕淖畲箢l率分量，
[0121]根據(jù)所述液壓連接的動態(tài)參數(shù)并在需要時(shí)根據(jù)待傳輸?shù)淖畲箢l率檢測下列情況之一:
[0122](a)所述液壓連接能夠以低于閾值的失真將所述入射信號傳輸?shù)剿鰝鞲衅鳎?br> [0123](b)所述液壓連接能夠以高于所述閾值的失真將所述入射信號傳輸?shù)剿鰝鞲衅鞑⑶宜瞿K能夠校正所述被測信號，
[0124](C)所述液壓連接不能以低于所述閾值的失真將所述入射信號傳輸?shù)剿鰝鞲衅鞑⑶宜瞿K不能校正所述被測信號，
[0125]致動器模塊，其適用于周期性地將機(jī)械動作施加到形成所述液壓連接的管道的外壁上。
[0126]所述裝置被集成到包括所述導(dǎo)管、所述液壓連接和所述壓力傳感器的常規(guī)動脈壓測量鏈中。
[0127]這種裝置的優(yōu)點(diǎn)在于，可以其已知的優(yōu)點(diǎn)，尤其是所述傳感器對患者的運(yùn)動偽影較不敏感，以及保持患者更好的移動性來保護(hù)適用于臨床的常規(guī)配置(即具有遠(yuǎn)離導(dǎo)管的傳感器)。
[0128]一方面，所述裝置通過檢測并在需要時(shí)對由于液壓連接的動態(tài)特性產(chǎn)生的失真進(jìn)行校正來改正傳統(tǒng)配置的缺點(diǎn)。
[0129]所述裝置還確保了事件的參數(shù)跟蹤以及所述連接的質(zhì)量，從而允許臨床醫(yī)生獲知他是否可以相信其用于測量動脈壓的設(shè)備。
[0130]默認(rèn)地，所述裝置非常易于安裝，不需要由操作員進(jìn)行調(diào)整，并且隨后對醫(yī)院工作人員保持完全透明。
[0131]所述裝置的中性狀態(tài)、完成、暫時(shí)或針對所述連接使用壽命的剩余壽命可通過簡單按壓按鈕即刻完成。
[0132]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，所述監(jiān)測和校正模塊包括:
[0133]第一處理器，其適用于確定所述液壓連接的動態(tài)參數(shù)，分析所述入射信號的頻率成分，檢測所述情況(a)、(b)或(C)中的一種情況，并且在需要時(shí)根據(jù)所述液壓連接的動態(tài)參數(shù)限定所述被測信號的校正參數(shù)，
[0134]第二處理器，其適用于在需要時(shí)根據(jù)由所述第一處理器限定的校正參數(shù)連續(xù)校正所述被測信號。
[0135]特別有利地，所述第一和第二處理器被連接以確保冗余處理，從而加強(qiáng)該設(shè)備的安全性。
[0136]所述致動器模塊優(yōu)選地包括:壓電致動器或機(jī)電裝置。
[0137]根據(jù)一個實(shí)施例，所述裝置包括:所述監(jiān)測和校正模塊與所述致動器模塊之間的有線連接，所述有線連接適用于向所述致動器模塊提供與心臟舒張和/或來自所述監(jiān)測模塊的電功率同步的信號。
[0138]根據(jù)另一實(shí)施例，所述裝置包括:所述監(jiān)測和校正模塊(與所述致動器模塊之間的無線連接，所述無線連接適用于向所述致動器模塊提供與所述監(jiān)測和校正模塊所發(fā)出的心臟舒張同步的信號。
[0139]在這種情況下，所述致動器模塊包括用于其電源的可充電電池。
[0140]所述監(jiān)測和校正模塊可被包含在套管內(nèi)，所述套管可連接在所述壓力傳感器和顯示所述被測信號的監(jiān)視器之間。
[0141]根據(jù)特定實(shí)施例，所述致動器模塊被包含在與所述監(jiān)測模塊的套管相同的套管內(nèi)。
[0142]可替換地，所述致動器模塊適用于被附接到所述液壓連接上距所述監(jiān)測和校正模塊一定距離處。
[0143]特別有利地，所述裝置還包括:適用于與所述監(jiān)測和校正模塊進(jìn)行通信的處理系統(tǒng)。
[0144]所述處理系統(tǒng)適用于在需要校正時(shí)對由所述監(jiān)測模塊傳輸?shù)谋粶y信號進(jìn)行處理。
[0145]所述處理系統(tǒng)還適用于向所述監(jiān)測模塊傳輸用于修改所述監(jiān)測模塊的操作的指令。
[0146]所述處理系統(tǒng)可被包含在個人數(shù)字助理中。
[0147]所述裝置還可包括用于對中央動脈壓與外圍動脈壓之間的去耦進(jìn)行檢測的扁平壓力測量套管。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0148]本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將從以下參照附圖的詳細(xì)描述中顯現(xiàn)，其中:
[0149]圖1為用于通過橈動脈的動脈導(dǎo)管對動脈血壓進(jìn)行測量的常規(guī)裝置的示意圖；
[0150]圖2示出了由圖1中所示的這類裝置所獲得的動脈壓的譜線和由位于動脈入口水平處的導(dǎo)管-尖端壓力傳感器所獲得的基線；
[0151]圖3為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于通過橈動脈導(dǎo)管對動脈壓進(jìn)行測量的、包括有監(jiān)測和校正裝置的裝置示意圖；
[0152]圖4為示出了將監(jiān)測和校正模塊植入現(xiàn)有測量鏈的示意圖；
[0153]圖5圖示性地示出了監(jiān)測和校正模塊的結(jié)構(gòu)；
[0154]圖6為根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于通過橈動脈導(dǎo)管對動脈壓進(jìn)行測量的、包括有監(jiān)測和校正裝置的裝置示意圖；
[0155]圖7以梯形形式示出了對設(shè)定點(diǎn)的響應(yīng)曲線，該響應(yīng)曲線用在被稱為叩診法的方法中以確定液壓連接的動態(tài)參數(shù)，
[0156]圖8示出了對一系列可變頻率的機(jī)械正弦應(yīng)力的響應(yīng)曲線，該響應(yīng)曲線用在被稱為諧波法的方法中以確定液壓連接的動態(tài)參數(shù)；
[0157]圖9示出了入射信號的頻譜線，以確定所述信號的基頻(ff)以及待傳輸?shù)淖畲箢l率分量(fh)；
[0158]圖10示出了原始被測信號和已校正的被測信號的曲線，兩者的比較確定了對由共振的液壓連接所引起的收縮壓的過高估計(jì)；
[0159]圖11示出了對用于估計(jì)液壓連接能力的方法的執(zhí)行，以對具有低于給定值的失真的入射信號進(jìn)行再現(xiàn)；
[0160]圖12A和12B示出了主動脈壓(曲線(a))、橈動脈壓(曲線(b))以及股動脈壓(曲線(C))分別在正常情況下和敗血性休克的情況下的變化；
[0161]圖13A和13B分別示出了正常豬與處于敗血性休克情況下的豬的主動脈壓和橈動脈壓；
[0162]圖14分別示出了心肺分流術(shù)之前(上端的曲線)和心肺分流術(shù)之后(下端的曲線)的患者中的一位患者的主動脈對于燒動脈的動脈壓的分布，所述分布隨到達(dá)燒動脈的相對距離而變化；以及
[0163]圖15示出了具有主動脈-外圍動脈血壓梯度的患者在心肺分流術(shù)之前(曲線
(a))和心肺分流術(shù)之后(曲線(b))，隨與橈動脈的相對距離而變化的脈沖波的平均傳播速度。

【具體實(shí)施方式】
[0164]圖3為用于測量橈動脈導(dǎo)管的動脈壓的裝置實(shí)施例的示意圖，其中插入監(jiān)測模塊，并且在需要時(shí)插入之前所述的校正裝置。
[0165]對與參照圖1已描述的那些功能相同的功能加以實(shí)現(xiàn)的部件具有相同的附圖標(biāo)記。
[0166]監(jiān)測和校正裝置主要包括在下文中依次對其進(jìn)行描述的監(jiān)測和校正模塊100和致動器模塊200。
_7] 監(jiān)測和校[H模塊
[0168]由監(jiān)測和校正模塊實(shí)現(xiàn)的功能
[0169]監(jiān)測和校正模塊100包括用于實(shí)時(shí)地對進(jìn)行監(jiān)測并在需要時(shí)校正動脈血壓測量值的功能加以實(shí)現(xiàn)的電子部件和嵌入式計(jì)算機(jī)應(yīng)用。
[0170]一個功能包括表征液壓連接2固有的動態(tài)參數(shù)，尤其是所述液壓連接的固有頻率f0及其阻尼系數(shù)Z。
[0171]將在下文中對不同的方法進(jìn)行描述，某些方法使用允許這種表征的致動器模塊200。
[0172]另一功能包括入射動脈壓信號的頻率分析以確定最大頻率分量(標(biāo)記為fh)，液壓連接必須正確地傳輸該最大頻率分量以將患者動脈壓的準(zhǔn)確表示提供給臨床工作人員。
[0173]另一功能包括根據(jù)先前確定的參數(shù)以及可選地fh)對液壓連接再現(xiàn)具有給定范圍的失真的入射信號的能力進(jìn)行估計(jì)。
[0174]更準(zhǔn)確地說，這個估計(jì)階段檢測下列三種情況之一:
[0175](a)液壓連接能夠以低于確定容許閾值的失真(例如低于5%的失真)對入射信號進(jìn)行傳輸?shù)那闆r(在這種情況下不必校正被測信號)；
[0176](b)液壓連接能夠以高于所述容許閾值的失真對入射信號進(jìn)行傳輸?shù)O(jiān)測模塊有可能對被測信號進(jìn)行校正的情況；
[0177](C)液壓連接不能以低于所述容許閾值的失真對入射信號進(jìn)行傳輸?shù)O(jiān)測模塊不可能對被測信號進(jìn)行校正的情況。
[0178]監(jiān)測模塊100可能使用的另一功能是在可能的情況下(即，基本上在情況(b)中)通過使用在表征階段所確定的液壓連接的動態(tài)參數(shù)來自動校正被測信號。
[0179]另一功能包括對可能出現(xiàn)在液壓連接和導(dǎo)管中的測量偽影和不同的入射信號進(jìn)行檢測，以便對由監(jiān)視器給出的信息的相關(guān)性加以質(zhì)疑。
[0180]另一功能包括將與液壓連接的當(dāng)前狀態(tài)以及對其部分進(jìn)行校正操作的任何需要(通常是管道和/或?qū)Ч艿目焖贈_洗或更換)相關(guān)的信息提供給臨床工作人員。
[0181]優(yōu)選地，該信息通過簡化的人機(jī)界面來提供，例如包括根據(jù)情況(a)、(b)和(C)中的每一種情況可顯示不同顏色的指示燈。
[0182]有利地，臨床工作人員可以選擇監(jiān)測和校正模塊的下列三種操作模式之一:
[0183]被稱為“激活”的模式，例如默認(rèn)模式，在該模式中，監(jiān)測和校正模塊分析入射信號和液壓連接的動態(tài)參數(shù)，對所述連接用于如實(shí)地再現(xiàn)入射信號的能力進(jìn)行評估，可選地校正被測信號并且如果需要則向臨床工作人員報(bào)警以進(jìn)行干預(yù)；
[0184]被稱為“被動”的模式，在該模式中，監(jiān)測和校正模塊與激活模式中起相同的作用，不同之處在于該模式不修改被測信號(特別地，即使校正是必要且可行的，該模式也不進(jìn)行該校正)；只有監(jiān)測功能被激活；
[0185]被稱為“中性”的模式，在該模式中，監(jiān)測模塊完全無效。
[0186]監(jiān)測和校正模塊的結(jié)構(gòu)
[0187]特別有利地，監(jiān)測和校正模塊100包括兩個能夠互相通信的處理器并且每個處理器都能保證以上所述的某些功能。
[0188]這個結(jié)構(gòu)被圖示性地顯示在圖5中。
[0189]模塊100被插入在傳感器3與監(jiān)視器10的前置放大器9之間。
[0190]傳感器3向模塊100傳輸被標(biāo)記為Sb的原始被測信號。
[0191]被動模式與激活模式之間的交替通過標(biāo)記P與A之間的切換被圖示性地示出。
[0192]第一處理器101執(zhí)行對被測信號的大部分處理。
[0193]該第一處理器101被配置成表征液壓連接的動態(tài)參數(shù)。
[0194]在這方面，根據(jù)當(dāng)前監(jiān)測協(xié)議和/或由致動器模塊200周期性施加的對導(dǎo)管加壓的機(jī)械動作，第一處理器101分析液壓連接對由臨床人員發(fā)起的快速沖洗的響應(yīng)。
[0195]第一處理器101也對入射信號和該入射信號隨時(shí)間的變化進(jìn)行頻率分析，尤其用于確定所述信號的基頻--和其他重要的頻率成分(有助于分析)。
[0196]根據(jù)這些分析，第一處理器101隨后對液壓連接用于在給定容許范圍內(nèi)準(zhǔn)確再現(xiàn)入射信號的能力進(jìn)行評估。
[0197]根據(jù)情況(a)、(b)和(C)，第一處理器101限定了任意要對被測信號進(jìn)行的校正。
[0198]以這種方式,在情況(a)中，第一處理器101向監(jiān)視器提供未校正的原始信號。
[0199]在情況(b)中，第一處理器101確定新的待施加的校正參數(shù)并在第二處理器102中更新所述參數(shù)，正如隨后將說明的那樣，所述第二處理器102用于校正被測信號。
[0200]最后，在情況(C)中，第一處理器101通過先前所述的簡化的人機(jī)界面向臨床工作人員發(fā)送警報(bào)。
[0201]默認(rèn)地，在這種情況下，向監(jiān)視器提供所述信號的原始版本。
[0202]如果觀察到被測信號頻譜成分的實(shí)質(zhì)性變化(頻移和/或較高頻率分量的相對權(quán)重的變化)，則所述第一處理器101還對液壓連接的動態(tài)參數(shù)的可能漂移執(zhí)行早期檢測。
[0203]在這種情況下，所述連接的表征序列可以被預(yù)先發(fā)起。
[0204]所述第一處理器101也對測量期間發(fā)生的事件(運(yùn)動偽影、導(dǎo)管阻塞等)進(jìn)行檢測和跟蹤，并將所述事件記錄在日志中，所述日志在管道的整個保質(zhì)期內(nèi)被保存。
[0205]第一處理器101還通過有線連接或通過無線連接與致動器模塊200通信。
[0206]在適當(dāng)情況下，第一處理器101還通過無線連接與遠(yuǎn)程處理系統(tǒng)300通信。
[0207]為此，監(jiān)測和校正模塊100包括通信管理模塊103，所述通信管理模塊103利用例如射頻技術(shù)與致動器模塊200和/或處理系統(tǒng)300通信。
[0208]監(jiān)測和校正模塊100包括第二處理器102，所述第二處理器102專用于連續(xù)校正被測信號并且在激活模式A中通過前置放大器9將校正的被測信號Sc傳輸?shù)奖O(jiān)視器10。
[0209]校正參數(shù)由第一處理器101確定，并在第二處理器102中被周期性地更新以反映液壓連接的參數(shù)fo和Z隨時(shí)間的變化。
[0210]第二處理器102也可對液壓連接執(zhí)行某些監(jiān)測功能，例如檢測偽影。
[0211]然而，如果一事件被檢測到并且該事件需要大量的處理，則請求第一處理器101。
[0212]功率消耗由功率管理模塊104管理。
[0213]優(yōu)選地，監(jiān)測和校正模塊100通過由監(jiān)視器10提供到壓力傳感器3的電阻電橋的場電壓來進(jìn)行饋電。
[0214]現(xiàn)在，該電源具有有限的容量，并在監(jiān)測和校正模塊的能源效率方面需要特別經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)。
[0215]這樣的性能可通過仔細(xì)選擇處理器101和102兩者的結(jié)構(gòu)以及其必須確保的操作來獲得。
[0216]在這方面，一直激活的第二處理器102專用于使用最小電力的任務(wù)。
[0217]因此，選擇所述第二處理器的技術(shù)(例如，可編程模擬部件)。
[0218]相比之下，第一處理器101專用于信號的數(shù)字處理，因而需要密集工作，但是其間斷操作。
[0219]例如，所述第一處理器基于DSP技術(shù)(“數(shù)字信號處理器”)。
[0220]第一處理器101僅在重要事件(快速沖洗、偽影)期間被請求和/或在用于更新液壓連接的表征所選擇的基礎(chǔ)周期(僅作為說明，例如每隔半小時(shí))期間被請求。
[0221]所以，相對于不活躍時(shí)期的持續(xù)時(shí)間(睡眠模式允許非常低的功耗)，操作和計(jì)算的持續(xù)時(shí)間是有限的。
[0222]因此，監(jiān)測和校正模塊100的平均功耗保持很低，其功耗具有對應(yīng)于信號處理周期的局部峰值。
[0223]此外，監(jiān)測和校正模塊100可包括永久使用但電源有限的能量儲備，所述電源由傳感器提供，所述傳感器通過加載適用于響應(yīng)具體電力需求的緩沖存儲器來進(jìn)行饋電。
[0224]在隨后要描述的某些實(shí)施例中，所述電源還能用于對致動器模塊200進(jìn)行饋電。
[0225]此外，第一和第二處理器101、102各自一方面能夠驗(yàn)證另一處理器的有效操作，并且另一方面能夠?qū)τ伤鰞蓚€處理器冗余地提供的某些結(jié)果的一致性加以驗(yàn)證。
[0226]這確保了監(jiān)測和校正模塊100的安全性。
[0227]自然地，監(jiān)測和校正模塊可采用除以上所述結(jié)構(gòu)之外的任何其他結(jié)構(gòu)來實(shí)施，但是先前所述的功能可被實(shí)現(xiàn)。
[0228]監(jiān)測和校正模塊被包括在對處理器的保護(hù)加以確保的小型套管中并且包括連接器，所述連接器適于將所述模塊與現(xiàn)有的測量裝置相互連接。
[0229]正如從圖4可明顯看出的，監(jiān)測和校正模塊100被方便得連接在連接到傳感器3的插頭31的電纜8與監(jiān)視器10的插頭11之間。
[0230]以這種方式，監(jiān)測和校正模塊易于集成到現(xiàn)有測量鏈中而不產(chǎn)生額外的體積。
[0231]所述套管還可包括一個簡化的人機(jī)界面，所述人機(jī)界面包括用于根據(jù)情況(a)、
(b)或(c)產(chǎn)生不同顏色的指示燈106以及用于選擇激活模式、被動模式或中性模式的按鈕105。
[0232]例如，指示燈106在情況(a)下為綠色，在情況(b)下為橙色，在情況(C)下為紅色。
[0233]所述模塊優(yōu)選地設(shè)計(jì)成在被患者使用一次后不被丟掉而是被再利用。
[0234]為了實(shí)現(xiàn)該效果，所述套管必須能由醫(yī)院中目前使用的技術(shù)進(jìn)行消毒。
[0235]致動器模塊
[0236]致動器模塊200用于對管道施加機(jī)械動作以激發(fā)液壓連接，被測信號隨后由監(jiān)測模塊100進(jìn)行分析以由此推斷出所述連接的動態(tài)參數(shù)。
[0237]優(yōu)選地，所述機(jī)械動作被施加在導(dǎo)管I附近。
[0238]根據(jù)一個實(shí)施例，致動器模塊200產(chǎn)生一用以在液壓連接2的輸入端處提供短暫激發(fā)的脈沖。
[0239]根據(jù)另一實(shí)施例，致動器模塊200產(chǎn)生一簡短系列的可變頻率的正弦負(fù)載。
[0240]更為普遍的是，致動器模塊200可以在不明顯干擾動脈壓信號的情況下生成任何序列的短期機(jī)械負(fù)載并且能夠表征液壓連接2。
[0241]可以結(jié)合所述實(shí)施例并采用不同類型的機(jī)械動作來激發(fā)液壓連接。
[0242]因此，人們可以方便地使用脈沖來確定連接的固有頻率叩診法)并且使用一系列可變頻率的正弦負(fù)載來確定液壓連接的阻尼系數(shù)z (諧波法)。
[0243]在致動器模塊200的機(jī)械動作的影響下，液壓連接2提供了二階且依賴于其動態(tài)參數(shù)的系統(tǒng)的響應(yīng)特性。
[0244]該響應(yīng)被疊加在入射信號上以提供一個復(fù)雜的、由監(jiān)測模塊100進(jìn)行測量及分析的信號，所述監(jiān)測模塊100由此推導(dǎo)出優(yōu)選的動態(tài)參數(shù)。
[0245]根據(jù)一個有利的實(shí)施例，機(jī)械動作與心臟舒張同步，從而對應(yīng)于一信號部分，所述信號部分的頻率內(nèi)容比該信號的其他部分更易分析。
[0246]為了實(shí)現(xiàn)該效果，監(jiān)測模塊100(更準(zhǔn)確的說，在雙處理器結(jié)構(gòu)的情況下，以上所述的第一處理器101)向致動器模塊200發(fā)送在心臟舒張期間觸發(fā)機(jī)械動作的同步信號。
[0247]發(fā)送該同步信號可通過有線連接或無線連接進(jìn)行。
[0248]可選地，根據(jù)一系列機(jī)械負(fù)載的持續(xù)時(shí)間，后者可被分解成分布在若干連續(xù)心臟舒張上的若干序列。
[0249]致動器模塊200包括一個致動器，所述致動器被設(shè)置為夾緊管道2并完成與后者外壁的機(jī)械接觸而不會使其明顯變形。
[0250]由致動器產(chǎn)生的機(jī)械動作造成容納在管道中的鹽水的壓力變化。
[0251 ] 根據(jù)一個實(shí)施例，致動器是有源壓電元件。
[0252]在這種情況下，電源將電壓施加在壓電陶瓷傳感器的金屬面之間，因此所述壓電陶瓷傳感器的金屬面變形并通過機(jī)械接觸向管道傳輸形變應(yīng)力。
[0253]致動器模塊200的平均功耗非常低，這是因?yàn)楹笳邇H周期性地進(jìn)行操作。
[0254]因此，作為說明，按照半小時(shí)的周期對液壓連接發(fā)起機(jī)械動作，所述操作的持續(xù)時(shí)間為幾毫秒(叩診法)到幾秒(諧波法)。
[0255]為此，致動器模塊200可包括電池形式的內(nèi)部電源，所述內(nèi)部電源優(yōu)選地由非接觸式裝置進(jìn)行充電(感應(yīng))或通過與監(jiān)測模塊100的有線連接進(jìn)行外部充電。
[0256]根據(jù)其他實(shí)施例，致動器可以是包括線圈和螺線管的機(jī)電裝置，或者更普遍的可以是任何用于將電信號轉(zhuǎn)換成機(jī)械應(yīng)力的裝置。
[0257]所述模塊200優(yōu)選地設(shè)計(jì)成在被患者使用一次后不被丟掉而是被再利用。
[0258]為此，致動器模塊200必須能夠易于安裝在管道2上并易于從管道2上拆卸。
[0259]該致動器模塊還必須能由醫(yī)院中目前使用的技術(shù)進(jìn)行消毒。
[0260]根據(jù)一個實(shí)施例，致動器模塊200被安裝在距監(jiān)測和校正模塊100 —定距離處。
[0261]這樣的情況如圖3中所示，其中致動器模塊200被放置在導(dǎo)管附近，而監(jiān)測和校正模塊100位于壓力傳感器3附近。
[0262]這種實(shí)現(xiàn)有利于處理信號。
[0263]實(shí)際上，施加機(jī)械動作的點(diǎn)與壓力傳感器之間的距離使液壓連接動態(tài)參數(shù)的表征更容易。
[0264]根據(jù)另一實(shí)施例，如圖6所示，致動器模塊與監(jiān)測和校正模塊被安裝在同一套管400 中。
[0265]在這種情況下，套管400被安裝在壓力傳感器3附近。
[0266]例如，傳感器3和套管400被安裝在支撐鹽水袋4的輸液桿500的背板501、502上。
[0267]形成液壓連接2的管道被局部固定在套管400中以與致動器模塊進(jìn)行接觸。
[0268]套管400 —方面被電連接到傳感器3上并且另一方面通過電纜8被連接到監(jiān)視器10的前置放大器9。
[0269]為此安裝了適用于這些電纜的標(biāo)準(zhǔn)電插頭。
[0270]這種實(shí)現(xiàn)方式的優(yōu)點(diǎn)在于，由于整個裝置距傳感器附近很遠(yuǎn)，因此其釋放了連接到導(dǎo)管I側(cè)的管道的端部，所述管道的端部是醫(yī)院感染風(fēng)險(xiǎn)的敏感區(qū)域。
[0271]此外，對于會對放置在動脈管線附近的獨(dú)立致動器的存在感到尷尬的患者和醫(yī)務(wù)人員而言這種實(shí)現(xiàn)方式增加了其舒適度。
[0272]此外，套管400通過使其能夠聯(lián)合供電而簡化了對監(jiān)測和校正模塊與致動器模塊的饋電，這是因?yàn)檫@兩個模塊是鄰近的。
[0273]類似地，簡化了兩個模塊之間的信息傳輸。
[0274]套管400還使連接校正器的電纜易于通過從而到達(dá)傳感器和監(jiān)視器。
[0275]最后，包括狀態(tài)燈和用于模式選擇的發(fā)光按鈕的、監(jiān)測和校正模塊的用戶界面可被安裝在套管400的正面以使其位于臨床工作人員的視平線處。
[0276]遠(yuǎn)稈處理系統(tǒng)
[0277]有利但可選地，監(jiān)測裝置也可包括例如納入便攜式個人助理中的遠(yuǎn)程處理系統(tǒng)300。
[0278]所述處理系統(tǒng)300優(yōu)選地通過無線連接與監(jiān)測模塊100通信并且執(zhí)行與監(jiān)測和控制操作互補(bǔ)的操作。
[0279]因此，處理系統(tǒng)300可處理被測信號并由此推導(dǎo)出先前所述的收縮動脈壓的導(dǎo)出指數(shù)。
[0280]所述系統(tǒng)還可顯示動脈壓曲線，并對其進(jìn)行記錄以確保測量值的可追溯性和/或執(zhí)行質(zhì)量跟蹤。
[0281]特別地，所述系統(tǒng)可以以圖形和/或數(shù)字形式產(chǎn)生對不同的曲線和參數(shù)的詳細(xì)顯示，例如:
[0282]原始動脈壓和校正后的動脈壓的曲線，以對示出了過高估計(jì)或過低估計(jì)線進(jìn)行觀察，
[0283]導(dǎo)出指數(shù)ΔΡΡ，dP/dt max,
[0284]相對于其在給定容許范圍內(nèi)再現(xiàn)信號的限制的液壓連接的情況，
[0285]該連接的動態(tài)參數(shù)隨時(shí)間的變化，
[0286]事件(快速沖洗、阻塞、各種偽影等)的日志。
[0287]所述系統(tǒng)還可對監(jiān)測裝置進(jìn)行校準(zhǔn)和測試操作。
[0288]在通過密碼訪問的特定調(diào)整模式中，所述系統(tǒng)還可修改監(jiān)測模塊的某些參數(shù)(尤其是容許閾值)并且對嵌入在所述模塊中的軟件的版本進(jìn)行更新。
[0289]處理系統(tǒng)300可使用合適的軟件在個人數(shù)字助理(TOA)、便攜式計(jì)算機(jī)或特定設(shè)備類型的裝置上運(yùn)行。
[0290]所述系統(tǒng)配備有圖形顯示監(jiān)視器和使得用戶能夠與軟件交互的輸入單元(鍵盤、觸摸屏等)。
[0291]現(xiàn)在對可能被監(jiān)測模塊所使用的不同的信號處理方法進(jìn)行更詳細(xì)地描述。
[0292]確定液壓連接的動態(tài)參數(shù)
[0293]該確定使用不同的方法，各方法具有優(yōu)點(diǎn)并有時(shí)存在缺點(diǎn)。
[0294]出于這個原因，監(jiān)測裝置基于通過優(yōu)選地對這些參數(shù)中的每一個的置信度指數(shù)進(jìn)行設(shè)置所獲得的數(shù)值從而建立該方法的輸出結(jié)果。
[0295]利用快速沖洗的叩診法
[0296]叩診分析包括在系統(tǒng)的輸入處發(fā)送梯形信號并在輸出處觀察后者如何變化。
[0297]參考圖7，梯形形式的設(shè)定點(diǎn)信號C的施加產(chǎn)生了響應(yīng)信號R。
[0298]所述設(shè)定點(diǎn)返回特征(溢出ApA2和作為周期Tp倒數(shù)的振蕩頻率fp)基于以下公式求出系統(tǒng)的動態(tài)參數(shù)，特別是阻尼系數(shù)z和固有頻率&:


I
Z ―― 1.................................................................................................................................................................................................~
[0299]Γ7 π
I {Jn(為 f A2 j
[0300]以及.fp
[0301]/o =......■■￥==■
Vl-Z2
[0302]因此，這種方法使用由臨床工作人員發(fā)起并形成部分協(xié)議的快速沖洗，這提供據(jù)此可執(zhí)行所述方法的梯隊(duì)源。
[0303]對“快速沖洗”梯隊(duì)的響應(yīng)與患者的血液動力信號緊密融合，因而必須在進(jìn)行上述分析之前執(zhí)行提取操作。
[0304]該提取一方面通過使快速沖洗的激發(fā)信號與系統(tǒng)對該快速沖洗的響應(yīng)相分離來進(jìn)行，另一方面是通過使快速沖洗的激發(fā)信號與入射動脈壓信號相分離來進(jìn)行。
[0305]以這種方式，使得能夠精確并魯棒地確定液壓連接的動態(tài)參數(shù)&和z。
[0306]然而，在快速沖洗并不總是定期進(jìn)行(間隔可持續(xù)8小時(shí)甚至更長)或并不總是充分有力地進(jìn)行的程度上，并在未沖洗的情況下管道經(jīng)若干小時(shí)而變化的程度上，不同的現(xiàn)象(例如:微小氣泡或其他)能夠?qū)е?amp;和z的明顯漂移，在沒有快速沖洗的情況下基于快速沖洗的叩診分析優(yōu)選地與其他分析方法結(jié)合使用。
[0307]因此，例如，對&和z的初步估計(jì)可以通過提取對這些快速沖洗的液壓連接的響應(yīng)而得出，然后由以下所述的方法中的一種方法進(jìn)行改進(jìn)。
[0308]利用致動器模塊的叩診法
[0309]該方法與使用快速沖洗的方法類似，但在這種情況下，叩診由致動器模塊以簡短機(jī)械脈沖的形式進(jìn)行定期觸發(fā)，這識別出所述系統(tǒng)的兩次快速沖洗之間的fo和z。
[0310]該方法尤其通過提供執(zhí)行的周期性而糾正了前述基于快速沖洗方法的某些缺點(diǎn)。
[0311]如同前述的方法，該方法也需要提取。
[0312]然而，由于脈沖觸發(fā)受控于監(jiān)測模塊，因此該操作可以發(fā)生在較不均勻的信號周期內(nèi)，例如心臟舒張期。
[0313]該方法特別有利于計(jì)算固有頻率
[0314]利用致動器模塊的諧波法
[0315]該方法是特別準(zhǔn)確且可再現(xiàn)的，因而被優(yōu)選地使用，可選地與前述方法中的一種方法結(jié)合使用。
[0316]諧波分析包括在液壓連接的入口處發(fā)送一系列可變頻率的正弦信號。
[0317]如圖8所示，出口處的結(jié)果是由共振頻率f；處的最大振幅所表征的曲線。
[0318]這些特征可以通過以下公式求出液壓連接的動態(tài)參數(shù):

【權(quán)利要求】
1.一種用于對由壓力傳感器(3)所實(shí)現(xiàn)的動脈壓測量進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測并且在需要時(shí)進(jìn)行連續(xù)校正的方法，所述壓力傳感器(3)通過液壓連接(2)被連接到先前引入患者動脈的導(dǎo)管(I)，所述液壓連接(2)向所述傳感器(3)傳輸患者的動脈壓信號，所述信號被稱為“入射信號”并被施加在所述導(dǎo)管(I)的動脈入口處，并且所述傳感器(3)將由所述液壓連接(2)所傳輸?shù)男盘栟D(zhuǎn)換為電信號，所述電信號被稱為“被測信號”，其特征在于，該方法包括以下步驟: 根據(jù)所述被測信號確定所述液壓連接(2)的動態(tài)參數(shù)，所述參數(shù)包括所述液壓連接(2)的固有頻率(f0)和阻尼系數(shù)(z)， 分析所述入射信號的頻率成分以確定所述信號的最大頻率分量(fh)， 根據(jù)所述液壓連接(2)的動態(tài)參數(shù)并在需要時(shí)根據(jù)待傳輸?shù)淖畲箢l率檢測下列情況之一: (a)所述液壓連接(2)能以低于閾值的失真將所述入射信號傳輸?shù)剿鰝鞲衅?3)， (b)所述液壓連接(2)能以高于所述閾值的失真將所述入射信號傳輸?shù)剿鰝鞲衅?3)并且有可能校正所述被測信號， (c)所述液壓連接(2)不能以低于所述閾值的失真將所述入射信號傳輸?shù)剿鰝鞲衅?3)并且不可能校正所述被測信號， 所述方法還包括:周期性地將機(jī)械動作施加到形成所述液壓連接(2)的管道的外壁上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述機(jī)械動作包括對形成所述液壓連接的管道的外壁的叩診。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述機(jī)械動作包括:施加于形成所述液壓連接的管道的外壁上的一系列可變頻率的正弦應(yīng)力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述機(jī)械動作與心臟舒張同步或被分段以與若干連續(xù)心臟舒張同步。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，確定所述液壓連接的動態(tài)參數(shù)(fo和Z)是通過對響應(yīng)于快速沖洗和/或施加到形成所述液壓連接(2)的管道的外壁上的所述機(jī)械動作的被測信號進(jìn)行分析和/或分析所述信號的頻率成分來完成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，對情況(a)、(b)和(C)中一種情況的檢測包括:對所述被測信號與根據(jù)所述液壓連接(2)的動態(tài)參數(shù)(f^z)經(jīng)校正的被測信號進(jìn)行比較。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，對情況(a)、(b)和(C)中一種情況的檢測包括:在固有頻率-阻尼系數(shù)的匯總表上相對于由所使用的信號的最大頻率分量(fh)確定的容許區(qū)域定位出所述液壓連接的動態(tài)參數(shù)(fyz)的代表點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述情況(b)中，所述方法包括:根據(jù)所述液壓連接(2)的動態(tài)參數(shù)(&，z)對所述被測信號進(jìn)行校正。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述情況(c)中，所述方法包括:發(fā)出報(bào)警信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述報(bào)警信號包括:需要臨床工作人員采取行動的指示，例如快速沖洗或更換所述液壓連接(2)和/或所述導(dǎo)管。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法包括:在需要校正時(shí)記錄所述被測信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法包括:在需要校正時(shí)將所述被測信號傳輸?shù)教幚硐到y(tǒng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，如果所述分析入射信號的頻率成分檢測到頻移和/或較高頻率分量的相對權(quán)重的變化，則執(zhí)行所述確定液壓連接(2)的動態(tài)參數(shù)(f；，z)的步驟以更新所述參數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法還包括:檢測患者的中央動脈壓與橈動脈壓之間的去耦，所述檢測包括:監(jiān)測所述被測信號的高次諧波與低次諧波之間的比率，如果所述比率突然下降，則: 執(zhí)行對肱動脈和/或頸動脈的扁平壓力測量， 確定所述肱動脈和/或頸動脈壓信號的高次諧波與低次諧波之間的比率， 將所述比率與所述被測信號的高次諧波與低次諧波之間的比率進(jìn)行比較。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法還包括:檢測患者的中央動脈壓與橈動脈壓之間的去耦，所述檢測包括:執(zhí)行對肱動脈/橈動脈和/或頸動脈的扁平壓力測量，監(jiān)測由所述扁平壓力測量和所述被測信號確定的患者的脈沖波的傳播速度，并將所述速度與參考值進(jìn)行比較。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在不能執(zhí)行頸動脈扁平壓力測量的情況下，主動脈壓根據(jù)對肱動脈的測量通過傳遞函數(shù)進(jìn)行估計(jì)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15結(jié)合權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述用于檢測去耦的步驟中的每個步驟都被執(zhí)行，并且如果兩個檢測的每個都顯示了所述患者的中央動脈壓和橈動脈壓的去耦，則發(fā)出報(bào)警。
18.一種用于對由壓力傳感器(3)所實(shí)現(xiàn)的動脈壓測量進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測并且在需要時(shí)進(jìn)行連續(xù)校正的裝置(100，200，300)，所述壓力傳感器(3)通過液壓連接(2)被連接到先前引入患者動脈的導(dǎo)管(I)，所述液壓連接(2)向所述傳感器(3)傳輸患者的動脈壓信號，所述信號被稱為“入射信號”并被施加在所述導(dǎo)管(I)的動脈入口處，并且所述傳感器(3)將由所述液壓連接(2)所傳輸?shù)男盘栟D(zhuǎn)換為電信號，所述電信號被稱為“被測信號”，其特征在于，該裝置包括: 監(jiān)測和校正模塊(100)，其適用于執(zhí)行以下步驟，包括: 根據(jù)所述被測信號確定所述液壓連接(2)的動態(tài)參數(shù)，所述參數(shù)包括所述液壓連接(2)的固有頻率(f0)和阻尼系數(shù)(z)， 分析所述入射信號的頻率成分以確定待傳輸?shù)乃鲂盘柕淖畲箢l率分量(fh)， 根據(jù)所述液壓連接(2)的動態(tài)參數(shù)并在需要時(shí)根據(jù)待傳輸?shù)淖畲箢l率檢測下列情況之一: (a)所述液壓連接(2)能以低于閾值的失真將所述入射信號傳輸?shù)剿鰝鞲衅?3)， (b)所述液壓連接(2)能以高于所述閾值的失真將所述入射信號傳輸?shù)剿鰝鞲衅?3)并且所述模塊能校正所述被測信號， (c)所述液壓連接(2)不能以低于所述閾值的失真將所述入射信號傳輸?shù)剿鰝鞲衅?3)并且所述模塊不能校正所述被測信號， 致動器模塊(200)，其適用于周期性地將機(jī)械動作施加到形成所述液壓連接(2)的管道的外壁上。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述監(jiān)測和校正模塊(100)包括: 第一處理器(101)，其適用于確定所述液壓連接(2)的動態(tài)參數(shù)(f；，Z)，分析所述入射信號的頻率成分，檢測所述情況(a)、(b)或(C)中的一種情況，并且在需要時(shí)根據(jù)所述液壓連接⑵的動態(tài)參數(shù)(&，幻限定所述被測信號的校正參數(shù)， 第二處理器(102)，其適用于在需要時(shí)根據(jù)由所述第一處理器(101)限定的校正參數(shù)連續(xù)校正所述被測信號。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，所述第一和第二處理器(101，102)被連接以確保冗余處理。
21.根據(jù)權(quán)利要求18至20中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述致動器模塊(200)包括:壓電致動器或機(jī)電裝置。
22.根據(jù)權(quán)利要求18至21中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括:所述監(jiān)測和校正模塊(100)與所述致動器模塊(200)之間的有線連接，所述有線連接適用于向所述致動器模塊(200)提供與心臟舒張和/或來自所述監(jiān)測和校正模塊(100)的電功率同步的信號。
23.根據(jù)權(quán)利要求18至21中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括:所述監(jiān)測和校正模塊(100)與所述致動器模塊(200)之間的無線連接，所述無線連接適用于向所述致動器模塊(200)提供與所述監(jiān)測和校正模塊(100)所發(fā)出的心臟舒張同步的信號。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，所述致動器模塊(200)包括可充電電池。
25.根據(jù)權(quán)利要求18至24中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述監(jiān)測和校正模塊(100)被包含在套管內(nèi)，所述套管可連接在所述壓力傳感器(3)和顯示所述被測信號的監(jiān)視器(10)之間。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，所述致動器模塊(200)被包含在與所述監(jiān)測和校正模塊(100)的套管相同的套管(400)內(nèi)。
27.根據(jù)權(quán)利要求18至25中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述致動器模塊(200)適用于被附接到所述液壓連接(2)上距所述監(jiān)測和校正模塊(100) —定距離處。
28.根據(jù)權(quán)利要求18至27中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括:適用于與所述監(jiān)測和校正模塊(100)進(jìn)行通信的處理系統(tǒng)(300)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝置，其特征在于，所述處理系統(tǒng)(300)適用于在需要校正時(shí)對由所述監(jiān)測模塊(100)傳輸?shù)谋粶y信號進(jìn)行處理。
30.根據(jù)權(quán)利要求28或29中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述處理系統(tǒng)(300)還適用于向所述監(jiān)測和校正模塊(100)傳輸用于修改所述模塊(100)的操作的指令。
31.根據(jù)權(quán)利要求28至30中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述處理系統(tǒng)(300)被包含在個人數(shù)字助理中。
32.根據(jù)權(quán)利要求18到31中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括扁平壓力測量套管。
【文檔編號】A61B5/0215GK104135914SQ201280070507
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月22日
【發(fā)明者】弗朗西斯·格蘭貝爾, 伊夫·拉瓦烏特 申請人:約瑟夫福理埃大學(xué)-格勒諾布爾1, 工業(yè)信息自動化公司