BRPI0714207A2 - Method and apparatus for continuous assessment of a cardiovascular parameter using waveform and arterial pulse pressure propagation time - Google Patents

Method and apparatus for continuous assessment of a cardiovascular parameter using waveform and arterial pulse pressure propagation time Download PDF

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BRPI0714207A2
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arterial
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BRPI0714207-2A
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Feras S Hatib
Charles R Mooney
Luchy D Roteliux
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Abstract

MÉTODO E APARELHO PARA AVALIAÇçO CONTÍNUA DE UM PARÂMETRO CARDIOVASCULAR USANDO FORMA DE ONDA E TEMPO DE PROPAGAÇçO DE PRESSçO DE PULSO ARTERIAL. A presente invenção refere-se a um método e um aparelho para determinar um parâmetro cardiovascular incluindo o receber de um sinal de entrada correspondendo a uma medição de pressão arterial por um intervalo que cobre ao menos um ciclo cardiaco, determinar um tempo de propagação do sinal de entrada, determinar ao menos um momento estatístico do sinal de entrada, e determinar uma estimativa do parâmetro cardiovascular usando o tempo de propagação e ao menos um momento estatístico.METHOD AND APPARATUS FOR CONTINUOUS EVALUATION OF A CARDIOVASCULAR PARAMETER USING WAVE SHAPE AND PRESSURE TIME FOR ARTERIAL PULSE PRESSURE. The present invention relates to a method and apparatus for determining a cardiovascular parameter including receiving an input signal corresponding to a blood pressure measurement over an interval that covers at least one cardiac cycle, determining a signal propagation time input, determine at least one statistical moment of the input signal, and determine an estimate of the cardiovascular parameter using the propagation time and at least one statistical moment.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO E APARELHO PARA AVALIAÇÃO CONTÍNUA DE UM PARÂMETRO CAR- DIOVASCULAR USANDO FORMA DE ONDA E TEMPO DE PROPAGA- ÇÃO DE PRESSÃO DE PULSO ARTERIAL".Report of the Invention Patent for "METHOD AND APPARATUS FOR THE CONTINUOUS EVALUATION OF A CARDIOVASCULAR PARAMETER USING WAVE FORM AND PULSE PRESSURE TIME".

Reivindicação de Prioridade sob 35 U.S.C. §119Priority Claim under 35 U.S.C. §119

O presente Pedido de Patente reivindica a prioridade ao Pedido Provisório N0 60/830.735 intitulado "MÉTODO E APARELHO PARA AVALI- AÇÃO CONTÍNUA DE UM PARÂMETRO CARDIOVASCULAR USANDO A FORMA DE ONDE E O TEMPO DE PROPAGAÇÃO DA PRESSÃO DE PULSO ARTERIAL", depositado em 13 de julho de 2006, e cedida ao ces- sionário deste e aqui expressamente incorporado por referência. Campo da InvençãoThe present patent application claims the priority of Provisional Application No. 60 / 830,735 entitled "METHOD AND APPARATUS FOR A CONTINUOUS EVALUATION OF A CARDIOVASCULAR PARAMETER USING THE WHERE AND TIME OF PROPAGATION OF THE ARTERIAL PULSE PRESSURE". July 2006, and assigned to its owner and hereby expressly incorporated herein by reference. Field of the Invention

A presente invenção refere-se geralmente a um sistema e um método para monitoramento hemodinâmico. Mais particularmente, a inven- ção refere-se a um sistema e um método para estimativa de ao menos um parâmetro cardiovascular, tal como tônus vascular, desempenho ou resis- tência arterial, volume sistólico (SV), saída cardíaca (CO), etc., de um indiví- duo que usa uma medição de tempo de propagação da pressão de pulso arterial e uma forma de onda. Descrição da Técnica RelacionadaThe present invention generally relates to a system and method for hemodynamic monitoring. More particularly, the invention relates to a system and method for estimating at least one cardiovascular parameter, such as vascular tone, arterial performance or endurance, stroke volume, cardiac output (CO), etc. ., from an individual using a pulse pulse pressure propagation time measurement and a waveform. Description of Related Art

A saída cardíaca (CO) é um importante indicador não somente para diagnóstico de doenças, mas também para monitoramento contínuo da condição de ambos os indivíduos humano e animal, incluindo os pacientes. Poucos hospitais estão, portanto, sem alguma forma de equipamento con- vencional para monitorar a saída cardíaca.Cardiac output (CO) is an important indicator not only for disease diagnosis but also for continuous monitoring of the condition of both human and animal individuals, including patients. Few hospitals are therefore without some form of conventional equipment to monitor cardiac output.

Uma forma de medir a CO é usando a fórmula bem conhecida:One way to measure CO is by using the well-known formula:

CO = HR * SV, (Equação 1)CO = HR * SV, (Equation 1)

onde SV representa o volume sistólico e HR representa a taxa cardíaca. O SV é tipicamente medido em litros e o HR é tipicamente medido em bati- das por minuto, embora outras unidades de volume e de tempo possam ser usadas. A equação 1 expressa que a quantidade de sangue que o coração bombeia por uma unidade de tempo (tal como um minuto) é igual à quanti- dade que ele bombeia em cada batida (curso) vezes o número de batidas por unidade de tempo.where SV represents the systolic volume and HR represents the heart rate. SV is typically measured in liters and HR is typically measured in beats per minute, although other volume and time units may be used. Equation 1 expresses that the amount of blood the heart pumps for one unit of time (such as one minute) is equal to the amount it pumps in each beat (stroke) times the number of beats per unit of time.

Visto que o HR é de fácil medição usando uma ampla variedadeSince HR is easy to measure using a wide range

de instrumentos, o cálculo de CO geralmente depende de alguma técnica para estimar o SV. De modo oposto, qualquer método que produz direta- mente um valor para CO pode ser usado para determinar o SV dividindo pe- lo HR. As estimativas de CO ou SV podem então ser usadas para estimar, ou contribuir para estimar qualquer parâmetro que pode ser derivado de qualquer desses valores.of instruments, the calculation of CO usually depends on some technique to estimate SV. Conversely, any method that directly produces a value for CO can be used to determine SV by dividing by HR. CO or SV estimates can then be used to estimate, or contribute to estimating any parameter that can be derived from any of these values.

Um método invasivo para determinar CO (ou equivalentemente SV) é montar um dispositivo de medição de fluxo em um cateter, e então passar o cateter no indivíduo e manobrá-lo tal que o dispositivo está no co- ração do indivíduo ou próximo a ele. Alguns tais dispositivos de medição de fluxo injetam ou um bolus de material ou energia (geralmente aquecido) em uma posição ascendente, tal como no átrio direito, e determinam o fluxo ba- seado nas características do material ou energia injetada em uma posição descendente, tal como na artéria pulmonar. As patentes que descrevem as implementações de tais técnicas invasivas (em particular, termodiluição) in- cluem:An invasive method for determining CO (or equivalently SV) is to mount a flow measuring device on a catheter, and then pass the catheter on the individual and maneuver it such that the device is in or near the individual's heart. Some such flow metering devices inject either a bolus of (usually heated) material or energy in an upward position, such as in the right atrium, and determine the flow based on the characteristics of the material or energy injected in a downward position, such as as in the pulmonary artery. Patents describing implementations of such invasive techniques (in particular thermodilution) include:

Patente U.S. N0 4.236.527 (Newbower e Outros, 2 de dezembroU.S. Patent No. 4,236,527 (Newbower et al., December 2

de 1980),1980),

Patente U.S. N0 4.507.974 (Yelderman, 2 de abril de 1985), Patente U.S. N0 5.146.414 (McKown e Outros, 8 de setembro deU.S. Patent No. 4,507,974 (Yelderman, April 2, 1985), U.S. Patent No. 5,146,414 (McKown et al., September 8,

1992), e de 1997).1992), and 1997).

Patente U.S. N0 5.687.733 (McKown e outros, 18 de novembroU.S. Patent No. 5,687,733 (McKown et al., November 18

Ainda outros dispositivos invasivos são baseados na técnica co- nhecida de Fick, de acordo com a qual CO é calculada como uma função de oxigenação dos sangues venoso e arterial misturados. Na maioria dos ca- sos, a oxigenação é captada usando cateterismo do lado direito do coração. Tem havido, entretanto, propostas por sistemas que medem de forma não invasiva a oxigenação venosa e arterial, em particular, usando múltiplos comprimentos de onda da luz, mas até agora eles não têm sido precisos o suficiente para permitir medições satisfatórias de CO em pacientes reais.Still other invasive devices are based on Fick's known technique, according to which CO is calculated as a function of oxygenation of mixed venous and arterial blood. In most cases, oxygenation is captured using right-heart catheterization. However, there have been proposals for systems that noninvasively measure venous and arterial oxygenation, in particular using multiple wavelengths of light, but so far they have not been accurate enough to allow satisfactory CO measurements in real patients. .

Os métodos invasivos têm desvantagens óbvias. Uma tal des-Invasive methods have obvious disadvantages. One such

vantagem é que o cateterismo do coração é potencialmente perigoso, espe- cialmente considerando que os indivíduos (especialmente pacientes com cuidados intensivos) nos quais ele é executado já estão freqüentemente hospitalizados devido a alguma condição realmente ou potencialmente séria. Métodos invasivos também têm desvantagens menos óbvias. Uma tal des- vantagem é que a termodiluição conta com hipóteses tais como dispersão uniforme do calor injetado que afeta a precisão das medições dependendo de como elas são realizadas. Além disso, a introdução de um instrumento no fluxo sangüíneo pode afetar o valor (por exemplo, taxa de fluxo) que o ins- trumento mede. Então, havia uma necessidade antiga por um método que determinasse CO que é não invasivo (ou ao menos tão minimamente invasi- vo quanto possível) e acurado.The advantage is that heart catheterization is potentially dangerous, especially considering that individuals (especially intensive care patients) in whom it is performed are often hospitalized due to some really or potentially serious condition. Invasive methods also have less obvious disadvantages. One such disadvantage is that thermodilution relies on assumptions such as uniform dispersion of injected heat that affects the accuracy of measurements depending on how they are performed. In addition, introducing an instrument into blood flow may affect the value (eg flow rate) that the instrument measures. So there was an old need for a method that determined CO that is noninvasive (or at least as minimally invasive as possible) and accurate.

Uma característica sangüínea que foi particularmente compro- vada prometendo a determinação precisa de CO de forma menos invasiva ou não invasiva é a pressão sangüínea. Sistemas baseados em pressão ar- terial mais conhecidos contam com o método de contorno de pulso (PCM), que calcula uma estimativa de CO a partir de características da forma de onda da pressão arterial batida a batida. No PCM, os parâmetros de "Wind- kessel" (palavra alemã que significa câmara de ar) (impedância característi- ca da aorta, desempenho, e resistência periférica total) são usados para construir um modelo hemodinâmico linear ou não linear da aorta. Em essên- cia, o fluxo sangüíneo faz analogia a um fluxo de corrente elétrica em um circuito no qual uma impedância está em série com uma resistência e capa- citância conectadas em paralelo (desempenho). Os três parâmetros exigidos do modelo são geralmente determi-One blood feature that has been particularly proven to promise accurate determination of CO in a less invasive or noninvasive form is blood pressure. Popular blood pressure-based systems rely on the pulse contour method (PCM), which calculates an estimate of CO from beat-to-beat blood pressure waveform characteristics. In PCM, Windkessel (German word for tube) parameters (characteristic aortic impedance, performance, and total peripheral resistance) are used to construct a linear or nonlinear hemodynamic model of the aorta. In essence, blood flow is analogous to an electric current flow in a circuit in which an impedance is in series with a resistance and capacitance connected in parallel (performance). The three required parameters of the model are generally determined

nados ou empiricamente, através de um processo de calibração complexo, ou de dados "antropométricos" compilados, ou seja, dados sobre a idade, sexo, altura, peso, etc., de outros pacientes ou indivíduos de teste. A Paten- te U.S. N0 5.400.793 (Wesseling, 28 de março de 1995) e Patente U.S. N0 5.535.753 (Petrucelli e outros, 16 de julho de 1996) são representativos de sistemas que utilizam um modelo de circuito Windkessel para determinar CO.or empirically, through a complex calibration process, or compiled "anthropometric" data, ie data on the age, sex, height, weight, etc., of other patients or test subjects. US Patent No. 5,400,793 (Wesseling, March 28, 1995) and US Patent No. 5,535,753 (Petrucelli et al., July 16, 1996) are representative of systems using a Windkessel circuit model to determine CO .

Muitas extensões para o modelo Windkessel de dois elementos simples foram propostas esperando melhor precisão. Uma tal extensão foi desenvolvida pelos fisiologistas suíços Broemser e Ranke em seu artigo de 1930 intitulado "Ueber die Messung des Schlagvolumens des Herzens auf unblutigem Wegf," Zeitung für Biologie 90 (1930) 467-507. Em essência, o modelo de Broemser, também conhecido como um modelo Windkessel de três elementos, adiciona um terceiro elemento ao modelo Windkessel básico de dois elementos para simular a resistência ao fluxo sangüíneo devido à válvula pulmonar ou aórtica. Os sistemas PCM podem monitorar a CO mais ou menos conti-Many extensions to the simple two-element Windkessel model have been proposed hoping for better accuracy. Such an extension was developed by the Swiss physiologists Broemser and Ranke in their 1930 article entitled "Ueber die Messung des Schlagvolumens des Herzens auf unblutigem Wegf," Zeitung für Biologie 90 (1930) 467-507. In essence, Broemser's model, also known as a three-element Windkessel model, adds a third element to the basic two-element Windkessel model to simulate resistance to blood flow due to the pulmonary or aortic valve. PCM systems can monitor more or less continuous CO

nuamente, sem a necessidade que um cateter seja deixado no paciente. De fato, alguns sistemas PCM operam usando as medições de pressão arterial obtidas pela ponta do dedo. Uma desvantagem dos sistemas PCM, entretan- to, é que eles não são mais precisos do que o modelo particularmente sim- pies de três parâmetros a partir do qual eles são derivados; em geral, um modelo de uma ordem muito mais alta seria necessário para se responsabi- lizar precisamente por outro fenômeno, tal como o padrão complexo de re- flexões de onda da pressão devido a múltiplas combinações mal sucedidas de impedâncias causadas, por exemplo, por ramificação arterial. Outros a- perfeiçoamentos foram então propostos, com vários graus de complexidade.again, without the need for a catheter to be left on the patient. In fact, some PCM systems operate using fingertip blood pressure measurements. A disadvantage of PCM systems, however, is that they are no more accurate than the particularly simple three-parameter model from which they are derived; In general, a much higher order model would be needed to account for precisely another phenomenon, such as the complex pattern of pressure waveforms due to multiple unsuccessful combinations of impedances caused, for example, by arterial branching. Further improvements were then proposed, with varying degrees of complexity.

O "Método e Aparelho para Medir Saída Cardíaca" descritos por Salvatore Romano na Patente U.S. N0 6.758.822, por exemplo, representa uma tentativa diferente de aperfeiçoamento mediante métodos PCM esti- mando-se SV, ou de forma invasiva ou não invasiva, como uma função da relação entre a área sob a curva de pressão inteira e uma combinação linear de vários componentes de impedância. Na tentativa de se responsabilizar por reflexões de pressão, o sistema Romano conta com não somente as es- timativas precisas de derivadas com ruído inerente da função de pressão, mas também conta com uma série de ajustamentos numéricos determinados empiricamente para um valor de pressão médio.The "Method and Apparatus for Measuring Cardiac Output" described by Salvatore Romano in US Patent No. 6,758,822, for example, represents a different attempt to improve upon PCM methods by estimating SV, either invasively or noninvasively such as a function of the relationship between the area under the entire pressure curve and a linear combination of various impedance components. In an attempt to be responsible for pressure reflections, the Roman system not only relies on the accurate estimates of noise inherent derivatives of the pressure function, but also relies on a series of numerical adjustments empirically determined to a mean pressure value.

No núcleo de vários métodos para estimar CO está uma expres- são da forma:At the core of various methods for estimating CO is an expression of the form:

CO = HR*(K*SVest), (Equação 2)CO = HR * (K * SVest), (Equation 2)

onde HR é a taxa cardíaca, SVest é o volume sistólico estimado, e K é um fator de escalonamento relacionado ao desempenho arterial. Romano e Pe- trucelli, por exemplo, contam com esta expressão, como para obter os apa- relhos descritos na Patente U.S. N0 6.071.244 (Band e outros, 6 de junho de 2000) e Patente US N0 6.348.038 (Band e outros, 19 de fevereiro de 2002).where HR is the heart rate, SVest is the estimated systolic volume, and K is a scaling factor related to arterial performance. Romano and Petrucelli, for example, rely on this term, as for the apparatus described in US Patent No. 6,071,244 (Band et al., June 6, 2000) and US Patent No. 6,348,038 (Band et al. others, February 19, 2002).

Outra expressão freqüentemente usada para determinar CO é:Another expression often used to determine CO is:

CO = MAP*C/teu, (Equação 3)CO = MAP * C / thy, (Equation 3)

onde MAP é a pressão arterial média, tau é uma constante de caimento de pressão exponencial, e C, como K, é um fator de escalonamento relacionado ao desempenho arterial Κ. A Patente U.S. N0 6.485.431 (Campbell, 26 de novembro de 2002) descreve um aparelho que usa tal expressão.where MAP is mean arterial pressure, tau is an exponential pressure drop constant, and C, such as K, is a scaling factor related to arterial performance Κ. U.S. Patent No. 6,485,431 (Campbell, November 26, 2002) describes an apparatus using such an expression.

A precisão destes métodos pode depender de como os fatores de escalonamento KeC são determinados. Em outras palavras, uma esti- mativa precisa do desempenho (ou de algum outro valor funcionalmente re- lacionado ao desempenho) pode ser exigida. Por exemplo, Langwouters ("The Static Elastic Properties of 45 Human Thoracic e 20 Abdominal Aortas in vitro and the Parameters of a New Model" J. Biomechanics, Vol. 17, N0 6, págs. 425-435, 1984) descreve a medição de desempenho vascular por uni- dade de comprimento em aortas humanas e a relaciona à idade e ao sexo do paciente. Um comprimento aórtico é determinado como sendo proporcio- nal à altura e ao peso do paciente. Um nomograma, baseado nessa informa- ção do paciente, é então derivado e usado em conjunto com a informação derivada de uma forma de onda de pressão arterial para aperfeiçoar uma estimativa do fator de desempenho. É provável que cada um dos diferentes aparelhos da técnica an- terior identificados acima, tenha uma ou mais desvantagens. O aparelho de Band, por exemplo, exige uma calibração externa usando uma medição in- dependente de CO para determinar um fator relacionado à impedância vas- cular que é então usado nos cálculos de CO. A Patente U.S. N0 6.315.735 (Joeken e outros, 13 de novembro de 2001) descreve outro dispositivo com a mesma desvantagem.The accuracy of these methods may depend on how the KeC scaling factors are determined. In other words, an accurate estimate of performance (or some other functionally performance-related value) may be required. For example, Langwouters ("The Static Elastic Properties of 45 Human Thoracic and 20 In vitro Abdominal Aortas and the Parameters of a New Model" J. Biomechanics, Vol. 17, No. 6, pp. 425-435, 1984) describes the measurement. vascular performance per unit length in human aortas and relates it to the age and gender of the patient. An aortic length is determined to be proportional to the patient's height and weight. A nomogram, based on this patient information, is then derived and used in conjunction with information derived from a blood pressure waveform to refine an estimate of the performance factor. Each of the different prior art apparatuses identified above is likely to have one or more disadvantages. The Band apparatus, for example, requires external calibration using an independent CO measurement to determine a factor related to vascular impedance that is then used in CO calculations. U.S. Patent No. 6,315,735 (Joeken et al., November 13, 2001) describes another device with the same disadvantage.

Wesseling (Patente U.S. N0 5.400.793, 28 de março de 1995) tenta determinar um fator relacionado ao desempenho vascular a partir de dados antropométricos tal como a altura, peso, sexo, idade do paciente, etc. Este método conta com uma relação que é determinada a partir de medições nominais humanas e pode não se aplicar robustamente a uma ampla faixa de pacientes.Wesseling (U.S. Patent No. 5,400,793, March 28, 1995) attempts to determine a factor related to vascular performance from anthropometric data such as height, weight, gender, patient age, etc. This method has a relationship that is determined from human nominal measurements and may not apply robustly to a wide range of patients.

Romano tenta determinar um fator relacionado à impedância vascular unicamente a partir das características da forma de onda da pres- são arterial, e assim falha em obter vantagem das relações conhecidas entre as características e o desempenho do paciente. Em outras palavras, liberan- do seu sistema de uma necessidade por dados antropométricos, Romano também perde a informação contida em tais dados. Além disso, Romano baseia-se em vários cálculos intermediários em valores das derivadas da forma de onda da pressão. Como é bem conhecido, entretanto, tais estimati- vas de derivadas são inerentemente ruidosas. O método de Romano foi, conseqüentemente, considerado não confiável.Romano attempts to determine a factor related to vascular impedance solely from the characteristics of the arterial pressure waveform, and thus fails to take advantage of the known relationships between patient characteristics and performance. In other words, by freeing his system from a need for anthropometric data, Roman also loses the information contained in such data. In addition, Romano relies on several intermediate calculations on pressure waveform derivative values. As is well known, however, such derivative estimates are inherently noisy. Roman's method was therefore considered unreliable.

O que é necessário é um sistema e um método para estimar mais robustamente e mais precisamente os parâmetros cardiovasculares tal como a desempenho ou resistência arterial (K ou C), tônus vascular, tau, ou valores calculados a partir destes parâmetros, tais como SV e CO.What is needed is a system and method for more robustly and more accurately estimating cardiovascular parameters such as blood performance or endurance (K or C), vascular tone, tau, or values calculated from these parameters such as SV and CO.

Um dos presentes inventores publicou previamente que o SV pode ser aproximado sendo proporcional ao desvio padrão da forma de onda da pressão arterial P(t), ou de algum outro sinal que ele mesmo é proporcio- nal a P(t): Pedido de Patente U.S. Publicado N0 2005/0124903 A1 (Luchy Roteliuk e outros, 9 de junho de 2005), "Pressure based System and Method for Determining Cardiac Stroke Volume"). Assim, uma forma de estimar o SV é aplicar a relação:One of the present inventors has previously published that SV may be approximated by being proportional to the standard deviation of the blood pressure waveform P (t), or some other signal which is itself proportional to P (t): Patent Application US Published No. 2005/0124903 A1 (Luchy Roteliuk et al., June 9, 2005), "Pressure Based System and Method for Determining Cardiac Stroke Volume"). So one way to estimate SV is to apply the ratio:

SV = Κσ(Ρ) = K desvio padrão(P) (Equação 4)SV = Κσ (Ρ) = K standard deviation (P) (Equation 4)

onde K é um fator de escalonamento e a partir do qual se segue: CO = Ko(P)HR = K desvio padrão(P)HR. (Equação 5)where K is a scaling factor and from which follows: CO = Ko (P) HR = K standard deviation (P) HR. (Equation 5)

Esta proporcionalidade entre o SV e o desvio padrão da forma de onda da pressão arterial é baseada na observação de que a pulsabilidade de uma forma de onda de pressão é criada pelo SV cardíaco na árvore arte- rial como uma função do tônus vascular (isto é, o desempenho vascular e a resistência periférica). O fator de escalonamento K das equações 4 e 5 é uma estimativa do tônus vascular. Recentemente, um dos presentes inventores também publicouThis proportionality between the SV and the standard deviation of the blood pressure waveform is based on the observation that the pulsability of a pressure waveform is created by the cardiac SV in the artery tree as a function of vascular tone (ie. , vascular performance and peripheral resistance). The scaling factor K of equations 4 and 5 is an estimate of vascular tone. Recently one of the present inventors also published

que o tônus vascular pode ser confiavelmente estimado usando as caracte- rísticas de formação da forma de onda da pressão de pulso arterial em com- binação com uma medição do desempenho vascular dependente da pressão e dos dados antropométricos do paciente tais como idade, sexo, altura, peso e área de superfície do corpo (BSA): Patente U.S. Publicada N0 2005/0124904 A1 (Luchy Roteliuk, 9 de junho de 2005), "Arterial pressure- based automatic determination of a parameter cardiovascular"). Para quanti- ficar a informação da forma de onda da pressão de pulso arterial, ele usou momentos estatísticos no domínio de tempo de ordem mais alta da forma de onda da pressão de pulso arterial (tal como curtose e obliqüidade) em adição aos momentos estatísticos ponderados da pressão novamente derivados. Assim, o tônus vascular é calculado como uma função de uma combinação de parâmetros usando um modelo de regressão multivariada com a seguinte forma geral:that vascular tone can be reliably estimated using the characteristics of arterial pulse pressure waveform formation in combination with a pressure-dependent vascular performance measurement and anthropometric patient data such as age, sex, height , weight and body surface area (BSA): US Patent Publication No. 2005/0124904 A1 (Luchy Roteliuk, June 9, 2005), "Automatic blood pressure-based determination of a cardiovascular parameter"). To quantify arterial pulse pressure waveform information, he used statistical moments in the highest-order time domain of arterial pulse pressure waveform (such as kurtosis and obliquity) in addition to weighted statistical moments. of pressure again derived. Thus, vascular tone is calculated as a function of a combination of parameters using a multivariate regression model with the following general form:

K =χ(μΤι,μτ2,.. μτκ,μρι,μρ2,···μρκ,C(P),BSA1Idade,G...) (Equação 6)K = χ (μΤι, μτ2, .. μτκ, μρι, μρ2, ··· μρκ, C (P), BSA1Age, G ...) (Equation 6)

2525

ondeWhere

K é tônus vascular (o fator de calibração nas equações 4 e 5), Xé um modelo estatístico de múltipla regressão,K is vascular tone (the calibration factor in equations 4 and 5), X is a multiple regression statistical model,

μτι·..μτκ são os momentos estatísticos no domínio de tempo da 1a a ka or- dem da forma de onda da pressão de pulso arterial,μτι · ..μτκ are the time-domain statistical moments from the 1st to the 3rd order of the arterial pulse pressure waveform,

μρι...μρκ são os momentos estatísticos ponderados de pressão da 1a a ka ordem da forma de onda da pressão de pulso arterial,μρι ... μρκ are the weighted statistical pressure moments from the 1st to the 1st order of the arterial pulse pressure waveform,

C(P) é o desempenho vascular dependente da pressão calculado usando os métodos propostos por Langwouters e outros, 1984 ("The Static Properties of 45 Human Thoracic and 20 Abdominal Aortas in vitro and the Parameters of a New Model", J. Biomechanics, Vol. 17, N0 6, pág. 425-435, 1984), BSA é uma área de superfície do corpo do paciente (função da altura e do peso),C (P) is the pressure-dependent vascular performance calculated using the methods proposed by Langwouters et al., 1984 ("The Static Properties of 45 Human Thoracic and 20 Abdominal Aortas in vitro and the Parameters of a New Model", J. Biomechanics, Vol 17, No. 6, pp 425-435, 1984), BSA is a surface area of the patient's body (function of height and weight),

Idade é a idade de um paciente, e G é o sexo de um paciente.Age is the age of a patient, and G is the gender of a patient.

O conjunto de vaiáveis preditoras para calcular o fator K do tô- nus vascular usando o modelo multivariado χ, estava relacionado à "verda- deira" medição do tônus vascular, determinada como uma função de CO medida através da termodiluição e da pressão de pulso arterial, para uma população de teste ou indivíduos de referência. Isso cria um grupo de medi- ções de tônus vascular, cada uma das quais é uma função dos parâmetros de componente χ. A função de aproximação multivariada é então calculada, usando métodos numéricos conhecidos, que melhor se referem aos parâme- tros de χ a um dado grupo de medições de CO em algum sentido pré- definido. Uma função de ajustamento multivariado polinomial é usada para gerar os coeficientes do polinômio que fornece um valor de χ para cada con- junto de variáveis preditoras. Assim, o modelo multivariado tem a seguinte forma geral:The set of predictive variables for calculating vascular tone K factor using the multivariate model χ was related to the "true" measurement of vascular tone, determined as a function of CO measured by thermodilution and arterial pulse pressure. , for a test population or reference individuals. This creates a group of vascular tone measurements, each of which is a function of the χ component parameters. The multivariate approximation function is then calculated using known numerical methods, which best refer to the parameters of χ to a given group of CO measurements in some predefined sense. A polynomial multivariate adjustment function is used to generate the polynomial coefficients that provide a value of χ for each set of predictor variables. Thus, the multivariate model has the following general form:

2' = [A1 A2 ... *2 '= [A1 A2 ... *

X~2 n.X ~ 2 no.

(Equação 7)(Equation 7)

onde Ai...An são os coeficientes do modelo de multiregressão polinomial, e X são as variáveis preditoras do modelo: Π/ \Pll - Pl.m]\where Ai ... An are the coefficients of the polynomial multiregression model, and X are the predictor variables of the model: Π / \ Pll - Pl.m] \

I Lu-!... Urk Up1... μΡί... hpk C(P) BSA Idcde G ...]Λ .......... JI Lu -! ... Urk Up1 ... μΡί ... hpk C BSA Idcde G ...] Λ .......... J

Ρ,Λ Ργι, τη-Ρ, Λ Ργι, τη-

(Equação 8)(Equation 8)

O método listado acima conta unicamente com uma medição de pressão de pulso arterial. Sua simplicidade e o fato de que ele não exige uma calibração são as vantagens deste método. Entretanto, devido à natu- reza empírica das relações de estimativa do tônus vascular, a precisão deste método pode ser baixa em algumas situações clínicas extremas onde as relações empíricas básicas do modelo não são válidas. Por essa razão, uma segunda medição independente pode ser benéfica se adicionada ao modelo de multiregressão básico. Como mostrado acima, muitas técnicas foram inventadas, am-The method listed above relies solely on an arterial pulse pressure measurement. Its simplicity and the fact that it does not require calibration are the advantages of this method. However, due to the empirical nature of vascular tone estimation ratios, the accuracy of this method may be poor in some extreme clinical situations where the basic empirical ratios of the model are not valid. For this reason, a second independent measurement can be beneficial if added to the basic multiregression model. As shown above, many techniques have been invented, both

bas não invasivas e invasivas, para medir SV e CO, e particularmente para detectar o desempenho vascular, a resistência periférica e o tônus vascular. Deveria ser apreciado que existe uma necessidade por um sistema e méto- do para estimar CO, ou qualquer parâmetro que pode ser derivado dele ou usando CO, que é robusto e preciso e que é menos sensível à calibração e erros computacionais. Breve Descrição dos Desenhosnoninvasive and invasive methods to measure SV and CO, and particularly to detect vascular performance, peripheral resistance and vascular tone. It should be appreciated that there is a need for a system and method for estimating CO, or any parameter that can be derived from it or using CO, which is robust and accurate and which is less sensitive to calibration and computational errors. Brief Description of the Drawings

A Figura 1 ilustra um exemplo de duas curvas de pressão san- güínea representando duas medições diferentes de pressão arterial recebi- das a partir de um indivíduo de acordo com uma modalidade da invenção.Figure 1 illustrates an example of two blood pressure curves depicting two different blood pressure measurements received from an individual according to one embodiment of the invention.

A Figura 2 ilustra um exemplo de uma medição de Eletrocardio- grama (ECG) e uma medição de pressão arterial recebida a partir de um in- divíduo de acordo com uma modalidade da invenção.Figure 2 illustrates an example of an Electrocardiogram (ECG) measurement and a blood pressure measurement received from an individual according to one embodiment of the invention.

A Figura 3 é um gráfico que ilustra a relação entre o tempo de propagação da pressão de pulso arterial e o desempenho arterial de acordo com uma modalidade da invenção.Figure 3 is a graph illustrating the relationship between arterial pulse pressure spread time and arterial performance according to one embodiment of the invention.

A Figura 4 é um gráfico que ilustra a relação entre o tempo de propagação da pressão de pulso arterial e o tônus vascular na recuperação dos pacientes de interrupção cardíaca de acordo com uma modalidade da invenção. As Figuras 5 e 6 são gráficos que ilustram a correlação entre o tempo de propagação da pressão de pulso arterial e o tônus vascular para diferentes condições hemodinâmicas dos indivíduos de acordo com várias modalidades da invenção.Figure 4 is a graph illustrating the relationship between the propagation time of arterial pulse pressure and vascular tone in the recovery of patients from cardiac interruption according to one embodiment of the invention. Figures 5 and 6 are graphs illustrating the correlation between the propagation time of arterial pulse pressure and vascular tone for different hemodynamic conditions of subjects according to various embodiments of the invention.

As Figuras 7 a 9 são gráficos que ilustram a correlação entre aFigures 7 to 9 are graphs illustrating the correlation between the

CO calculada usando o tempo de propagação da pressão de pulso arterial, valores de Saída Cardíaca Contínua (CCO) e valores de CO medidos por medições de bolus de termodiluição (TD-CO) para estados hemodinâmicos diferentes dos indivíduos de acordo com várias modalidades da invenção. A Figura 10 é um gráfico que mostra a relação entre o CO esti-CO calculated using arterial pulse pressure propagation time, Continuous Cardiac Output (COC) values, and CO values measured by thermodilution bolus measurements (TD-CO) for different hemodynamic states of individuals according to various embodiments of the invention. . Figure 10 is a graph showing the relationship between estimated CO

mado usando o tempo de propagação da pressão de pulso arterial de acordo com várias modalidades da invenção e o CO estimado usando o sinal de pressão de pulso arterial.using the pulse pulse pressure propagation time according to various embodiments of the invention and the estimated CO using the pulse pulse pressure signal.

A Figura 11 é um diagrama de bloco que mostra um sistema e- xemplificado usado para executar os vários métodos descritos aqui de acor- do com várias modalidades da invenção.Figure 11 is a block diagram showing an exemplified system used to perform the various methods described herein according to various embodiments of the invention.

A Figura 12 é um fluxograma que mostra um método de acordo com uma modalidade da invenção. Sumário da Invenção Uma modalidade da invenção fornece um método para determi-Figure 12 is a flow chart showing a method according to one embodiment of the invention. Summary of the Invention One embodiment of the invention provides a method for determining

nar um parâmetro cardiovascular que inclui receber um sinal de entrada cor- respondendo a uma medição de pressão arterial por um intervalo que cobre ao menos um ciclo cardíaco, determinar um tempo de propagação do sinal de entrada, determinar ao menos um momento estatístico do sinal de entra- da, e determinar uma estimativa do parâmetro cardiovascular usando o tem- po de propagação e ao menos um momento estatístico.determine a cardiovascular parameter that includes receiving an input signal corresponding to a blood pressure measurement over an interval covering at least one cardiac cycle, determining an input signal propagation time, determining at least one statistical signal input, and determine an estimate of the cardiovascular parameter using the propagation time and at least one statistical moment.

Uma modalidade da invenção fornece um aparelho para deter- minar um parâmetro cardiovascular incluindo uma unidade de processamen- to para receber um sinal de entrada que corresponde a uma medição de pressão arterial em um intervalo que cobre ao menos um ciclo cardíaco, de- terminar um tempo de propagação do sinal de entrada, determinar ao menos um momento estatístico do sinal de entrada e determinar uma estimativa do parâmetro cardiovascular usando o tempo de propagação e ao menos umOne embodiment of the invention provides an apparatus for determining a cardiovascular parameter including a processing unit for receiving an input signal that corresponds to a blood pressure measurement over a range covering at least one cardiac cycle, determining a heart rate. propagation time of the input signal, determine at least one statistical moment of the input signal and determine an estimate of the cardiovascular parameter using the propagation time and at least one

momento estatístico.statistical moment.

Descrição Detalhada da InvençãoDetailed Description of the Invention

Métodos e sistemas que implementam as modalidades das vá- rias características da invenção serão agora descritos com relação aos de- senhos.Methods and systems that implement the embodiments of the various features of the invention will now be described with respect to the drawings.

Os desenhos e as descrições associadas são fornecidos para ilustrar as modalidades da invenção e não limitam o escopo da invenção. Referência na especificação a "uma modalidade" pretende indicar que uma característica, estrutura, ou característica particular descrita em conjunto com a modalidade está incluída em ao menos uma modalidade da invenção. Os aspectos da frase "uma modalidade" em vários lugares na especificação não estão necessariamente todos se referindo a mesma modalidade. Por todos os desenhos, os números de referência são reutilizados para indicar a correspondência entre os elementos referenciados.The drawings and associated descriptions are provided to illustrate embodiments of the invention and do not limit the scope of the invention. Reference in the specification to "one embodiment" is intended to indicate that a particular feature, structure, or feature described in conjunction with the embodiment is included in at least one embodiment of the invention. Aspects of the phrase "one modality" in various places in the specification are not necessarily all referring to the same modality. Throughout the drawings, reference numbers are reused to indicate the correspondence between the referenced elements.

Em termos mais amplos, a invenção envolve a determinação de um valor cardíaco, tal como um volume sistólico (SV), e/ou um valor derivado a partir do SV tal como a saída cardíaca (CO), usando o tempo de propaga- ção da pressão de pulso arterial. O tempo de propagação da pressão de pulso arterial pode ser medido usando as formas de onda de pressão arterial que são proporcionais ou derivadas da pressão de pulso arterial, medições de ele- trocardiograma, medições de bioimpedância, outros parâmetros cardiovascu- lares, etc. Essas medições podem ser feitas com um instrumento invasivo, não invasivo ou minimamente invasivo ou uma combinação de instrumentos. A invenção pode ser usada com qualquer tipo em questão, seMore broadly, the invention involves the determination of a cardiac value, such as a systolic volume (SV), and / or a value derived from the SV such as cardiac output (CO), using propagation time. of arterial pulse pressure. Arterial pulse pressure propagation time can be measured using arterial pressure waveforms that are proportional to or derived from arterial pulse pressure, electrocardiogram measurements, bioimpedance measurements, other cardiovascu- lar parameters, and so on. These measurements can be made with an invasive, noninvasive or minimally invasive instrument or a combination of instruments. The invention may be used with any type in question if

humano ou animal. Como é antecipado que o uso mais comum da invenção será em humanos em uma configuração de diagnóstico, a invenção é descri- ta abaixo primariamente em uso com um "paciente". Isto é a título de exem- plo somente, entretanto, pretende-se que o termo "paciente" deva abranger todos os indivíduos, ambos os seres humanos e animais, sem levar em con- sideração a configuração.human or animal. As it is anticipated that the most common use of the invention will be in humans in a diagnostic configuration, the invention is described below primarily in use with a "patient". This is by way of example only, however, it is intended that the term "patient" should encompass all individuals, both humans and animals, without regard to configuration.

A Figura 1 ilustra um exemplo de duas curvas de pressão san- güínea representando duas medições diferentes de pressão arterial recebi- das de um indivíduo. A curva de topo representa uma medição de pressão arterial central detectada da aorta do indivíduo e a curva de base representa uma medição detectada a partir da artéria radial do indivíduo. O tempo de propagação da pressão de pulso (tpr0p) pode ser medido como o tempo de trânsito entre as duas medições de pressão arterial.Figure 1 illustrates an example of two blood pressure curves representing two different blood pressure measurements received from an individual. The top curve represents a measurement of the central arterial pressure detected from the subject's aorta and the base curve represents a measurement from the individual's radial artery. Pulse pressure propagation time (tpr0p) can be measured as the transit time between the two blood pressure measurements.

O raciocínio de usar o tempo de propagação da pressão de pul- so para medições hemodinâmicas é baseado em um princípio básico de bi- omecânica cardiovascular. Ou seja, se o sangue bombeado do coração do indivíduo através de um vaso completamente rígido, mediante a contração do coração, a forma de onda de pressão estaria instantaneamente presente em qualquer localização arterial distai no corpo do indivíduo. Entretanto, se o sangue bombeado do coração do indivíduo através de um vaso compatível, mediante a contração do coração, a forma de onda de pressão estaria pre- sente por algum período de tempo após o coração ser contraído em uma localização arterial distai no corpo do indivíduo.The reasoning for using pulse pressure propagation time for hemodynamic measurements is based on a basic principle of cardiovascular biomechanics. That is, if blood pumped from the individual's heart through a completely rigid vessel, upon contraction of the heart, the pressure waveform would be instantly present at any distal arterial location in the individual's body. However, if blood pumped from the individual's heart through a compatible vessel, upon contraction of the heart, the pressure waveform would be present for some time after the heart was contracted at a distal arterial location in the body of the subject. individual.

O tempo de propagação da pressão de pulso pode ser medido invasivamente ou não invasivamente em várias localizações diferentes na forma de onda de pressão (ou qualquer outra forma de onda relacionada à forma de onda de pressão). No exemplo mostrado na Figura 1, o tempo de propagação da pressão de pulso pode ser medido usando duas diferentes medições de pressão arterial, por exemplo, uma medição de referência a partir da aorta e uma medição periférica a partir da artéria radial.Pulse pressure propagation time can be measured invasively or noninvasively at several different locations on the pressure waveform (or any other pressure waveform-related waveform). In the example shown in Figure 1, pulse pressure propagation time can be measured using two different blood pressure measurements, for example, a reference measurement from the aorta and a peripheral measurement from the radial artery.

A Figura 2 ilustra um exemplo de usar um sinal de eletrocardio- grama como um sinal de referência para a medição do tempo de propagação. A curva de topo representa um sinal de eletrocardiograma (ECG) detectado com eletrodos localizados próximos ao coração do indivíduo e a curva de ba- se representa uma medição de pressão arterial detectada a partir da artéria periférica do indivíduo. Neste exemplo, o tempo de propagação da pressão de pulso arterial (tpr0p) pode ser medido usando o tempo de trânsito entre o sinal de ECG e a pressão arterial periférica. Similarmente, uma medição de bioim- pedância transtorácica poderia ser usada como um sítio de referência, e o tempo de propagação poderia ser medido como um tempo de trânsito contra uma medição periférica derivada ou proporcional à pressão arterial.Figure 2 illustrates an example of using an electrocardiogram signal as a reference signal for propagation time measurement. The top curve represents an electrocardiogram (ECG) signal detected with electrodes located near the subject's heart, and the base curve represents a measurement of blood pressure detected from the individual's peripheral artery. In this example, the propagation time of arterial pulse pressure (tpr0p) can be measured using the transit time between the ECG signal and peripheral arterial pressure. Similarly, a transthoracic bioimpedance measurement could be used as a reference site, and propagation time could be measured as a transit time against a peripheral measurement derived or proportional to blood pressure.

O tempo de propagação da pressão de pulso arterial fornece uma medição indireta das propriedades físicas (isto é, mecânicas) de um segmento de vaso entre os dois sítios de gravação. Estas propriedades incluem primari- amente as propriedades geométricas e elásticas das paredes arteriais. As propriedades das paredes arteriais, por exemplo, suas espessuras e diâme- tros de lúmen, são alguns dos principais determinantes do tempo de propaga- ção da pressão de pulso arterial. Como um resultado, o tempo de propagação da pressão de pulso depende principalmente do desempenho arterial.Arterial pulse pressure propagation time provides an indirect measurement of the physical (i.e. mechanical) properties of a vessel segment between the two recording sites. These properties primarily include the geometric and elastic properties of arterial walls. The properties of arterial walls, for example, their lumen thickness and diameter, are some of the main determinants of the propagation time of arterial pulse pressure. As a result, pulse pressure spread time depends mainly on arterial performance.

A Figura 3 ilustra um exemplo onde o tempo de propagação da pressão de pulso aumenta com o aumento do desempenho arterial (C). Por- tanto, o tempo de propagação da pressão de pulso (tpr0p) pode ser represen- tado como uma função de um desempenho arterial (C), isto é,Figure 3 illustrates an example where pulse pressure propagation time increases with increasing arterial performance (C). Therefore, pulse pressure propagation time (tpr0p) can be represented as a function of arterial performance (C), that is,

ttrop = f(C). (Equação 9)ttrop = f (C). (Equation 9)

O tempo de propagação da pressão de pulso arterial pode entãoThe propagation time of arterial pulse pressure can then

ser usado como uma medição simples para estimar o desempenho arterial. O tempo de propagação pode ser usado como uma medição separada para avaliar um estado vascular do paciente ou pode ser usado em um algoritmo de saída cardíaca de contorno de pulso junto com outros parâmetros para se responsabilizar pelos efeitos do desempenho vascular, da resistência vascu- lar e tônus vascular. Em uma modalidade, o tempo de propagação da pres- são de pulso arterial é medido usando um sinal de pressão de pulso arterial a partir de artérias relativamente grandes (por exemplo, radial, femoral, etc.) e então a influência da resistência periférica é mínima. Também, esta medi- ção pode incluir o desempenho arterial médio entre os sítios de medição e pode não refletir a dependência de pressão do desempenho arterial.be used as a simple measurement to estimate arterial performance. Propagation time may be used as a separate measurement to assess a patient's vascular status or may be used in a pulse contour cardiac output algorithm along with other parameters to account for the effects of vascular performance, vascular resistance. and vascular tone. In one embodiment, the propagation time of arterial pulse pressure is measured using an arterial pulse pressure signal from relatively large arteries (eg, radial, femoral, etc.) and then the influence of peripheral resistance is minimum. Also, this measurement may include mean arterial performance between measurement sites and may not reflect pressure dependence on arterial performance.

A relação básica poderia ser derivada a partir da equação bem conhecida de Bramwell-Hill usada para calcular a velocidade da onda de pulso (PVW): PWVz =----VThe basic relationship could be derived from the well-known Bramwell-Hill equation used to calculate pulse wave velocity (PVW): PWVz = ---- V

dv P (Equação 10)dv P (Equation 10)

ondeWhere

dP é a mudança na pressão, dV é a mudança no volume, ρ é a densidade sangüínea, e V é o volume da linha de base.dP is the change in pressure, dV is the change in volume, ρ is the blood density, and V is the baseline volume.

O desempenho arterial (C) pode ser definido como a relação da mudança incrementai no volume (dV) resultando de uma mudança incre- mentai na pressão (dP), isto é,Arterial performance (C) can be defined as the ratio of incremental change in volume (dV) resulting from an incremental change in pressure (dP), ie

áV C = —áV C = -

dP (Equação 11)dP (Equation 11)

Substituindo a equação (11) na equação (10), obtém-se a se- guinte equação:Substituting equation (11) into equation (10) gives the following equation:

ι ιι ι

PWV2 -----FPWV2 ----- F

c P (Equação 12)c P (Equation 12)

Por outro lado, PWV é definido como segue:On the other hand, PWV is defined as follows:

LL

PWV = -PWV = -

tProp (Equação 13)tProp (Equation 13)

onde L é o comprimento vascular entre dois sítios de gravação e tpr0p é o tempo de propagação da pressão de pulso arterial.where L is the vascular length between two recording sites and tpr0p is the propagation time of arterial pulse pressure.

Se a equação 13 é substituída pela equação 12, o desempenhoIf equation 13 is replaced by equation 12, the performance of

arterial pode ser dado por:can be given by:

_ ι_ ι_ ι_ ι

c- -v-I^v (Equação14)c-v-I ^ v (Equation 14)

Se γ é definido como:If γ is defined as:

1 1 γ = — ■ - ■ V1 1 γ = - ■ - ■ V

^ P (Equação 15)^ P (Equation 15)

O desempenho arterial pode ser representado como:Arterial performance can be represented as:

C=Vipr0p (Equação 16)C = Vipr0p (Equation 16)

onde o fator de escalonamento y é uma função que depende da densidade sangüínea, da distância vascular eficaz entre os dois sítios de gravação e o volume básico, isto é, y depende do volume vascular físico entre os dois sí- tios de gravação e viscosidade sangüínea (isto é, Hematócrito, etc.).where the scaling factor y is a function that depends on blood density, the effective vascular distance between the two recording sites and the basic volume, that is, y depends on the physical vascular volume between the two recording sites and blood viscosity. (ie Hematocrit, etc.).

Baseado nas equações acima, o tempo de propagação da pres- são de pulso arterial pode ser usado em inúmeras diferentes formas.Based on the above equations, the arterial pulse pressure spread time can be used in a number of different ways.

1. O uso do tempo de propagação da pressão de pulso arterial para estimar o desempenho arterial. O tempo de propagação da pressão de pulso pode ser usado como uma entrada para um modelo hemodinâmico baseado no desvio padrão da pressão de pulso arterial para avaliar as mu- danças dinâmicas na pressão arterial criada pela ejeção sistólica. A CO po- de ser representada como uma função do desvio padrão da pressão de pul- so arterial como segue:1. The use of arterial pulse pressure spread time to estimate arterial performance. Pulse pressure propagation time can be used as an input to a hemodynamic model based on the standard deviation of arterial pulse pressure to assess the dynamic changes in blood pressure created by systolic ejection. CO can be represented as a function of the standard deviation of arterial pulse pressure as follows:

CO = K * dvp(P) * HR (Equação 17)CO = K * dvp (P) * HR (Equation 17)

onde K, como foi mostrado acima, é um fator de escalonamento proporcional ao desempenho arterial, o dvp(P) é o desvio padrão da pressão de pulso arterial, e HR é a taxa de batimentos cardíacos.where K, as shown above, is a scaling factor proportional to arterial performance, dvp (P) is the standard deviation of arterial pulse pressure, and HR is the heart rate.

Entende-se também que:It is also understood that:

MAPMAP

CO = C--CO = C--

τ (Equação 18)τ (Equation 18)

onde MAP é a pressão arterial média, τ é uma constante de caimento de pressão exponencial, e C1 como K, é um fator de escalonamento relacionado ao desempenho arterial.where MAP is mean arterial pressure, τ is an exponential pressure drop constant, and C1 as K is a scaling factor related to arterial performance.

A partir das equações 17 e 18, o fator de escalonamento K é uma medida igual ao desempenho vascular. Se o fator de escalonamento K na equação 17 fosse substituído pelo desempenho como dado na equação 16, CO pode ser calculado usando o desvio padrão da forma de onda de pressão de pulso arterial e o tempo de propagação da pressão de pulso arte- rial:From equations 17 and 18, the scaling factor K is a measure equal to vascular performance. If the scaling factor K in equation 17 were replaced by performance as given in equation 16, CO can be calculated using the standard deviation of the arterial pulse pressure waveform and the arterial pulse pressure propagation time:

^O=Y- t~rop ■ dvp(Ρ) · H R (EqUação 19) onde o desvio padrão da pressão de pulso arterial pode ser calculado usan- do a equação:^ O = Y- top • dvp (Ρ) · H R (Equation 19) where the standard deviation of arterial pulse pressure can be calculated using the equation:

I nI n

dvp(p)= j_J_£[P(>)_ pméiia]zdvp (p) = j_J_ £ [P (>) _ pmeia] z

fe=1 (Equação 20)fe = 1 (Equation 20)

onde η é o número total de amostras, P(k) é a pressão de pulso instantânea, e Pmédia é a pressão arterial média. A pressão arterial média pode ser defini- da como:where η is the total number of samples, P (k) is the instantaneous pulse pressure, and Pmedia is the mean arterial pressure. Mean blood pressure can be defined as:

ι nno

Pmiàia ~ ~ ^ P(Ji)Pmiàia ~ ~ ^ P (Ji)

k=i (Equação 21)k = i (Equation 21)

A Figura 4 é um gráfico que ilustra a relação entre o quadrado do tempo de propagação da pressão de pulso arterial e o fator de escalona- mento K de pacientes durante a recuperação da cirurgia de enxerto cardía- co. A Figura 4 esboça dez (10) pontos de dados médios a partir de dez (10) diferentes pacientes. No exemplo da Figura 4, o tempo de propagação da pressão de pulso arterial foi calculado como um tempo de trânsito entre o sinal de ECG e a pressão arterial radial. Os dados mostrados na Figura 4 ilustram que os fatores de escalonamento K da equação 17 podem ser efi- cazmente estimados usando o tempo de propagação da pressão de pulso arterial como dado pela equação 16.Figure 4 is a graph illustrating the relationship between the square of the propagation time of arterial pulse pressure and the scaling factor K of patients during recovery from cardiac graft surgery. Figure 4 outlines ten (10) average data points from ten (10) different patients. In the example in Figure 4, the propagation time of arterial pulse pressure was calculated as a transit time between the ECG signal and radial arterial pressure. The data shown in Figure 4 illustrate that the scaling factors K of equation 17 can be effectively estimated using the arterial pulse pressure propagation time as given by equation 16.

As Figuras 5 e 6 são gráficos que ilustram a correlação entre o tempo de propagação da pressão de pulso arterial e o fator de escalonamen- to K de equação 17 para diferentes estados hemodinâmicos dos dois indiví- duos. Ambas as tendências correspondem a dados animais obtidos de expe- rimentos que usam modelos animais suínos. Essas figuras mostram tendên- cias idênticas do fator de escalonamento Keo quadrado do tempo de pro- pagação da pressão de pulso. Os dados nas figuras 5 e 6 ilustram que os fatores de escalonamento K ou C das equações 17 e 18 podem ser eficaz- mente estimados usando o tempo de propagação da pressão de pulso arte- rial.Figures 5 and 6 are graphs illustrating the correlation between the propagation time of arterial pulse pressure and the scaling factor K of equation 17 for different hemodynamic states of the two individuals. Both trends correspond to animal data obtained from experiments using porcine animal models. These figures show identical trends in the scaling factor K and squared pulse pressure time. The data in Figures 5 and 6 illustrate that the scaling factors K or C of equations 17 and 18 can be effectively estimated using the arterial pulse pressure propagation time.

O fator de escalonamento γ da equação 19 pode ser determina- do usando qualquer função pré-determinada do tempo de propagação e da pressão P(t); assim,The scaling factor γ of equation 19 can be determined using any predetermined propagation time and pressure function P (t); like this,

Y=Titpmp,P) (Equação 22)Y = Titpmp, P) (Equation 22)

onde Γ é uma função pré-determinada do tempo de propagação e da pres- são, usados para desenvolver os métodos computacionais para estimar γ.where Γ is a predetermined function of propagation time and pressure, used to develop computational methods for estimating γ.

Qualquer técnica de CO conhecida e independente pode ser u- sada para determinar esta relação, se invasiva, por exemplo, termodiluição, ou não invasiva, por exemplo, ecocardiografia transesofágica (TEE) ou me- dição de bioimpedância. A invenção fornece tendência contínua de CO entre as medições intermitentes tais como TD ou TEE.Any known and independent CO technique can be used to determine this relationship, whether invasive, for example, thermodilution, or noninvasive, for example, transesophageal echocardiography (TEE) or bioimpedance measurement. The invention provides continuous CO bias between intermittent measurements such as TD or TEE.

Mesmo se uma técnica invasiva tal como o cateterismo é usada para determinar γ, ela não será geralmente necessária para deixar o cateter no paciente durante a sessão subseqüente de monitoramento de CO. Além disso, mesmo quando usando uma técnica de calibração baseada em cate- ter para determinar y, não é necessário que a medição seja feita próxima ao coração, de preferência, a medição de calibração pode ser feita na artéria femoral. Como tal, mesmo quando uma técnica invasiva é usada para de- terminar γ, a invenção como um todo é ainda minimamente invasiva já que qualquer cateterismo pode ser periférico ou temporário.Even if an invasive technique such as catheterization is used to determine γ, it will not usually be necessary to leave the catheter on the patient during the subsequent CO monitoring session. In addition, even when using a catheter-based calibration technique to determine y, it is not necessary for the measurement to be made close to the heart, preferably the calibration measurement may be performed on the femoral artery. As such, even when an invasive technique is used to determine γ, the invention as a whole is still minimally invasive since any catheterization may be peripheral or temporary.

Como discutido acima, ao invés de medir a pressão arterial dire- tamente, qualquer outro sinal de entrada pode ser usado que é proporcional à pressão sangüínea. Isto significa que a calibração pode ser feita em quais- quer ou todos os vários pontos nos cálculos. Por exemplo, se algum sinal além da própria pressão arterial é usado como um sinal de entrada, então ele pode ser calibrado para pressão sangüínea antes que seus valores se- jam usados para calcular o desvio padrão, ou subseqüentemente, caso no qual ou valor de desvio padrão resultante pode ser escalonado, ou o valor SV resultante pode ser calibrado (por exemplo, configurando γ apropriada- mente), ou alguma função final de SV (tal como CO) pode ser escalonada. Em resumo, o fato de que a invenção pode em alguns casos usar um sinal de entrada diferente de uma medição direta da pressão arterial não limita sua capacidade de gerar uma estimativa SV precisa.As discussed above, instead of measuring blood pressure directly, any other input signal can be used that is proportional to blood pressure. This means that calibration can be done at any or all of the various points in the calculations. For example, if any signal other than blood pressure itself is used as an input signal, then it can be calibrated for blood pressure before its values are used to calculate standard deviation, or subsequently, in which case the value of The resulting standard deviation can be scaled, or the resulting SV value can be calibrated (eg by setting γ appropriately), or some final SV function (such as CO) can be scaled. In summary, the fact that the invention may in some cases use an input signal other than a direct blood pressure measurement does not limit its ability to generate an accurate SV estimate.

Em adição à viscosidade sangüínea, γ depende principalmente do volume vascular físico entre dois sítios de gravação. É claro, o compri- mento eficaz (L) e o volume eficaz (V) entre os dois sítios de gravação po- dem não ser conhecidos. A ramificação vascular e as diferenças de paciente para paciente são duas principais razões de porque o volume vascular físico eficaz entre dois sítios de gravação pode não ser conhecido. Entretanto, é óbvio que esse volume físico é proporcional aos parâmetros antropométricos do paciente e então ele pode ser estimado indiretamente usando os parâme- tros antropométricos do paciente. Os parâmetros antropométricos podem ser derivados de vários parâmetros tais como distância medida (I) entre os dois sítios de gravação, peso do paciente, altura do paciente, sexo do paciente, idade do paciente, bsa do paciente, etc., ou qualquer combinação desses fatores. Em uma modalidade, todos os parâmetros antropométricos, por e- xemplo, a distância (I) entre os sítios de gravação, peso do paciente, altura do paciente, sexo do paciente, idade do paciente, bsa do paciente, podem ser usados para calcular y. Valores adicionais são também preferencialmen- te incluídos no cálculo para levar outras características em consideração. Em uma modalidade, a taxa cardíaca HR (ou o período de R ondas) pode ser usada. Assim,In addition to blood viscosity, γ depends mainly on the physical vascular volume between two recording sites. Of course, the effective length (L) and effective volume (V) between the two recording sites may not be known. Vascular branching and patient-to-patient differences are two main reasons why the effective physical vascular volume between two recording sites may not be known. However, it is obvious that this physical volume is proportional to the patient's anthropometric parameters and so it can be estimated indirectly using the patient's anthropometric parameters. Anthropometric parameters can be derived from various parameters such as measured distance (I) between the two recording sites, patient weight, patient height, patient gender, patient age, patient's bsa, etc., or any combination of these. factors. In one embodiment, all anthropometric parameters, for example, the distance (I) between recording sites, patient weight, patient height, patient gender, patient age, patient bsa, can be used to calculate y. Additional values are also preferably included in the calculation to take other characteristics into account. In one embodiment, the HR heart rate (or R wave period) may be used. Like this,

γ = ΓΜ(Ι, Η, W, BSA1Idade1G, HR) (Equação 23)γ = ΓΜ (Ι, Η, W, BSA1Age1G, HR) (Equation 23)

ondeWhere

I é a distância medida entre os dois sítios de gravação, H é a altura do paciente, W é o peso do paciente, BSA é o bsa do paciente, Idade é a idade do paciente, G é o sexo do paciente, HR é a taxa cardíaca do paciente, ΓΜ é um modelo multivariado.I is the distance measured between the two recording sites, H is the patient's height, W is the patient's weight, BSA is the patient's bsa, Age is the patient's age, G is the patient's gender, HR is the Patient's heart rate, ΓΜ is a multivariate model.

O conjunto de variáveis preditoras para calcular γ, usando o modelo multivariado Γ, está relacionado à medição de desempenho vascular "verdadeira", determinada como uma função de CO medida através da ter- modiluição e da pressão de pulso arterial, para uma população de teste ou indivíduos de referência. Isto cria um grupo de medições de desempenho, cada uma das quais é uma função dos parâmetros de componente de ΓΜ. A função de aproximação multivariada é então calculada usando métodos nu- méricos que melhor se referem aos parâmetros de ΓΜ a um dado grupo de medições de CO de uma forma pré-definida. Uma função de ajustamento multivariada polinomial é usada para gerar os coeficientes do polinômio que fornece um valor de ΓΜ para cada conjunto das variáveis preditoras. Assim, o modelo multivariado tem a seguinte equação geral:The set of predictive variables for calculating γ using the multivariate model relacionado is related to the measurement of "true" vascular performance, determined as a CO function measured by thermodilution and arterial pulse pressure, for a test population. or reference individuals. This creates a group of performance measurements, each of which is a function of the component parameters of ΓΜ. The multivariate approximation function is then calculated using numerical methods that best refer to the parameters of ΓΜ to a given group of CO measurements in a predefined way. A polynomial multivariate adjustment function is used to generate the polynomial coefficients that gives a value of ΓΜ for each set of predictor variables. Thus, the multivariate model has the following general equation:

ΓΜ = [O1 Q2 - qJ*ΓΜ = [O1 Q2 - qJ *

»1"1

(Equação 24)(Equation 24)

Onde ai...an são os coeficientes do modelo de multiregressão polinomial, e Y são as variáveis preditoras do modelo:Where ai ... an are the coefficients of the polynomial multiregression model, and Y are the predictor variables of the model:

Kn,!= [~]|[Z H W BSA Idãàe G HR]Λ ·.'· - ■·■ jKn,! = [~] | [Z H W BSA Id G G HR] Λ ·. '· - ■ · ■ j

TM s ^n 1 »·' m ./TM s ^ n 1 »· 'm ./

·· iHrnJ/ (Equação 25)·· iHrnJ / (Equation 25)

O uso do tempo de propagação da pressão de pulso arterial é para estimar o tônus vascular. O tônus vascular é um parâmetro hemodinâ- mico usado para descrever o efeito combinado de desempenho vascular e de resistência periférica. Na técnica anterior, as características de forma da forma de onda de pressão arterial em combinação com dados antropométri- cos dos pacientes e outros parâmetros cardiovasculares foram usados para estimar o tônus vascular (ver Roteliuk, 2005, "Arterial pressure-based auto- matic determination of a parameter cardiovascular"). O tempo de propaga- ção da pressão de pulso arterial pode ser também usado para estimar o tô- nus vascular. Em uma modalidade, o tempo de propagação da pressão de pulso arterial pode ser usado como um termo independente para um modelo de regressão multivariado para estimar continuamente o tônus vascular. Em uma modalidade, o tempo de propagação da pressão de pulso arterial pode ser usado em combinação com a informação de forma da forma de onda de pressão de pulso arterial para estimar o tônus vascular. Os momentos esta- tísticos da pressão arterial sensível à forma de ordem mais alta e os momen- tos de tempo ponderados por pressão podem ser usados como variáveis preditoras no modelo multivariado junto com o tempo de propagação da pressão de pulso arterial. Valores adicionais são também preferencialmente incluídos no cálculo para levar outras características em consideração. Por exemplo, a taxa cardíaca HR (ou período de ondas R), a área de superfície do corpo BSA, bem como o valor de desempenho não linear dependente de pressão C(P) podem ser calculados usando um método conhecido descrito por Langwouters, que calcula o desempenho como uma função polinomial da forma de onda da pressão e da idade e do sexo do paciente. Assim,The use of arterial pulse pressure propagation time is to estimate vascular tone. Vascular tone is a hemodynamic parameter used to describe the combined effect of vascular performance and peripheral resistance. In the prior art, blood pressure waveform characteristics in combination with patient anthropometric data and other cardiovascular parameters were used to estimate vascular tone (see Roteliuk, 2005, "Arterial pressure-based auto- matic determination"). of a cardiovascular parameter "). Arterial pulse pressure propagation time can also be used to estimate vascular tone. In one embodiment, arterial pulse pressure propagation time can be used as an independent term for a multivariate regression model to continually estimate vascular tone. In one embodiment, the arterial pulse pressure propagation time may be used in combination with the arterial pulse pressure waveform shape information to estimate vascular tone. Statistical moments of the highest order-sensitive blood pressure and pressure-weighted time points can be used as predictor variables in the multivariate model along with the propagation time of arterial pulse pressure. Additional values are also preferably included in the calculation to take other characteristics into account. For example, HR heart rate (or R-wave period), BSA body surface area as well as C (P) -dependent nonlinear performance value can be calculated using a known method described by Langwouters, which calculates performance as a polynomial function of the patient's pressure waveform and age and gender. Like this,

K = X(tProp, μη, μτ2,·.·, μτκ, μρι, μρ2.....Μρκ, C(P), BSA, Idade, G...) (EquaçãoK = X (tProp, μη, μτ2, ·. ·, Μτκ, μρι, μρ2 ..... Μρκ, C (P), BSA, Age, G ...) (Equation

26) onde26) where

K é tônus vascular, Xé um modelo estatístico de multiregressão,K is vascular tone, X is a multiregression statistical model,

tprop é o tempo de propagação da pressão de pulso arterial, μτι...μτκ são os momentos estatísticos no domínio do tempo da 1a a ka or- dem da forma de onda de pressão de pulso arterial,tprop is the propagation time of arterial pulse pressure, μτι ... μτκ are the time-domain statistical moments from the 1st to the 1st of the arterial pulse pressure waveform,

μρι.,.μρκ são os momentos estatísticos ponderados por pressão da 1a a ka ordem da forma de onda de pressão de pulso arterial,μρι.,. μρκ are the pressure-weighted statistical moments from the 1st to the 1st order of the arterial pulse pressure waveform,

C(P) é o desempenho vascular dependente da pressão calculado usando os métodos propostos por Langwouters e outros, 1984 ("The Static Elastic Pro- perties of 45 Human Thoracic e 20 Abdominal Aortas in vitro and the Para- meters of a New Model" J. Biomechanics, Vol. 17, N0 6, págs. 425-435, 1984),C (P) is the pressure-dependent vascular performance calculated using the methods proposed by Langwouters et al., 1984 ("The Static Elastic Pro- perties of 45 Human Thoracic and 20 Abdominal Aortas in vitro and the Parameters of a New Model" J. Biomechanics, Vol. 17, No. 6, pp. 425-435 (1984),

BSA é uma área de superfície do corpo do paciente (função da altura e do peso),BSA is a surface area of the patient's body (function of height and weight),

Idade é a idade do paciente; e G é o sexo do paciente. Dependendo das necessidades de uma dada implementação daAge is the age of the patient; and G is the patient's gender. Depending on the needs of a given implementation of the

invenção, um pode escolher não incluir ou a obliqüidade ou a curtose, ou um pode incluir até momentos de ordem mais alta. O uso dos primeiros quatro momentos estatísticos foi provado ser bem sucedido em contribuir para uma estimativa robusta e precisa de desempenho. Além disso, os parâmetros antropométricos além da HR e da BSA podem ser usados adicionalmente, ou ao invés de outros métodos que podem ser usados para determinar C(P)1 que pode até ser completamente omitido.invention, one may choose not to include either obliquity or kurtosis, or one may include even higher order moments. The use of the first four statistical moments has been proven to contribute to a robust and accurate performance estimate. In addition, anthropometric parameters other than HR and BSA may be used additionally, or instead of other methods that may be used to determine C (P) 1 which may even be completely omitted.

O método descrito exemplificado abaixo para calcular um valor do tônus vascular atual pode ser ajustado de uma forma conhecida para re- fletir o conjunto de parâmetros aumentado, diminuído, ou alterado. Uma vez que o conjunto de parâmetros para calcular K foi montado, ele pode estar relacionado a uma variável conhecida. Dispositivos e métodos existentes, incluindo as técnicas invasivas, tal como a termodiluiçâo, podem ser usados para determinar CO, HR e SVest para uma população de teste ou indivíduos de referência. Para cada um em questão, os dados antropométricos tais co- mo a idade, peso, BSA, altura, etc. podem também ser gravados. Isto cria um grupo de medições CO, cada um dos quais é uma função (inicialmente desconhecida) dos parâmetros de componente de K. Uma função de apro- ximação pode então ser calculada, usando os métodos numéricos conheci- dos, que melhor refere-se aos parâmetros para K dado o grupo de medições de CO no mesmo sentido pré-definido. Uma função de aproximação facil- mente calculada e bem entendida é a função polinomial. Em uma modalida- de, um rotina de ajustamento multivariado padrão é usada para gerar os coeficientes de um polinômio que fornece um valor de K para cada conjunto de parâmetros tprop, HR, C(P), BSA, μιΡ, oP, μ3Ρ, μ4ρ, μιτ, στ, μ3τ, Μ4Τ- Em uma modalidade, K é calculado como segue:The described method exemplified below for calculating a current vascular tone value can be adjusted in a known manner to reflect the increased, decreased, or altered set of parameters. Once the parameter set for calculating K has been assembled, it may be related to a known variable. Existing devices and methods, including invasive techniques such as thermodilution, can be used to determine CO, HR, and SVest for a test population or reference individuals. For each concerned, anthropometric data such as age, weight, BSA, height, etc. can also be recorded. This creates a group of CO measurements, each of which is a (initially unknown) function of the K component parameters. A approximation function can then be calculated using the best known numerical methods. parameters for K given the CO measurement group in the same predefined direction. An easily calculated and well understood approximation function is the polynomial function. In one mode, a standard multivariate fitting routine is used to generate the coefficients of a polynomial that gives a value of K for each parameter set tprop, HR, C (P), BSA, μιΡ, oP, μ3Ρ, μ4ρ , μιτ, στ, μ3τ, Μ4Τ- In one embodiment, K is calculated as follows:

K = [A1 A2 ... An]*K = [A1 A2 ... An] *

A1 XnA1 Xn

(Equação 27)(Equation 27)

ondeWhere

r-r / , Γ^-ι.χ - P„r-r /, Γ ^ -ι.χ - P

λ'η,Ι = I I f [tvrcp>P71,Pn, - PTk P2,-V-Pk "0*) BSA ^ade G...]λ'η, Ι = I I f [tvrcp> P71, Pn, - PTk P2, -V-Pk "0 *) BSA ^ ade G ...]

Λ.1 ■* «n JΛ.1 ■ * «n J

(Equação 28)(Equation 28)

O uso da propagação de pressão de pulso arterial para estimar diretamente CO é discutido abaixo.The use of arterial pulse pressure propagation to directly estimate CO is discussed below.

O tempo de propagação da pressão de pulso pode ser usado como um método independente para estimar CO. Isto é, o tempo de propa- gação da pressão de pulso arterial é independentemente proporcional a SV1 como mostrado abaixo:Pulse pressure propagation time can be used as an independent method for estimating CO. That is, the arterial pulse pressure propagation time is independently proportional to SV1 as shown below:

LL

SV= Kp ■SV = Kp ■

tprop (Equação 29)tprop (Equation 29)

CO pode ser estimado se a equação 29 é multiplicada por HR:CO can be estimated if equation 29 is multiplied by HR:

LL

CO = Kp---HRCO = Kp --- HR

tprop (Equação 30)tprop (Equation 30)

O fator de escalonamento Kp pode ser estimado usando uma calibração direta, por exemplo, usando um valor de CO conhecido a partir de uma medição de termodiluição de bolus ou outra medição CO de padrão ouro. As Figuras 7 a 9 são gráficos que ilustram a correlação entre o CO cal- culado usando o tempo de propagação da pressão de pulso como mostrado na equação 30 (COprop), Saída Cardíaca Contínua (CCO) e valores CO medidos por medições de bolus por termodiluição intermitente (ICO). O CCO e o ICO são medidos usando o monitor de Vigilância fabricado por Edwards Lifesciences of Irvine, Califórnia. As medições foram executadas em mode- los de animais suínos em diferentes estados hemodinâmicos dos animais. Esses gráficos mostram experimentalmente que as mudanças em CO são referidas às mudanças no tempo de propagação da pressão de pulso e que este pode ser usado como um método independente para estimar CO. O fator de escalonamento Kp da equação 30 pode ser determi-The scaling factor Kp can be estimated using a direct calibration, for example using a known CO value from a bolus thermodilution measurement or other gold standard CO measurement. Figures 7 to 9 are graphs illustrating the correlation between calculated CO using pulse pressure propagation time as shown in equation 30 (COprop), Continuous Cardiac Output (OCC), and CO values measured by bolus measurements by intermittent thermodilution (ICO). CCO and ICO are measured using the Surveillance monitor manufactured by Edwards Lifesciences of Irvine, California. Measurements were performed on models of swine animals in different hemodynamic states of the animals. These graphs show experimentally that changes in CO are referred to as changes in pulse pressure propagation time and that this can be used as an independent method to estimate CO. The scaling factor Kp of equation 30 can be determined by

nado usando qualquer função pré-determinada do tempo de propagação e CO ou SV. Qualquer técnica independente de CO pode ser usada para de- terminar esta relação, se invasiva, por exemplo, termodiluição, ou não inva- siva, por exemplo, a ecocardiografia transesofágica (TEE) ou medição de bioimpedância. A invenção fornece a tendência contínua de CO entre as medições intermitentes tais como TD ou TEE.using any predetermined propagation time function and CO or SV. Any CO-independent technique can be used to determine this relationship, whether invasive, for example, thermodilution, or noninvasive, for example, transesophageal echocardiography (TEE) or bioimpedance measurement. The invention provides the continuous trend of CO between intermittent measurements such as TD or TEE.

Mesmo se uma técnica invasiva, tal como o cateterismo, é usada para determinar Kp, ela pode não ser necessária para deixar o cateter no paciente durante a sessão de monitoramento de CO subseqüente. Além dis- so, mesmo quando usando a técnica de calibração baseada em cateter para determinar Kp, ela não é necessária para que a medição seja feita próxima do coração, de preferência, a medição de calibração pode ser feita na artéria femoral. Como tal, mesmo quando uma técnica invasiva é usada para de- terminar Kp, o método é ainda minimamente invasivo já que qualquer catete- rismo pode ser periférico ou temporário.Even if an invasive technique, such as catheterization, is used to determine Kp, it may not be necessary to leave the catheter in the patient during the subsequent CO monitoring session. In addition, even when using the catheter-based calibration technique to determine Kp, it is not necessary for measurement to be made close to the heart, preferably calibration measurement can be performed on the femoral artery. As such, even when an invasive technique is used to determine Kp, the method is still minimally invasive since any catheterization may be peripheral or temporary.

A abordagem mostrada na equação 30 permite que a medição que CO seja executada completamente de forma não invasiva, se as técni- cas não invasivas são usadas para medir o tempo de propagação e se uma função pré-definida ou relação é usada para medir Kp. As técnicas não inva- sivas para medir o tempo de propagação podem incluir, mas não estão limi- tadas a: ECG, medições de pressão arterial não invasivas, medições de bio- impedância, medições de oximetria de pulso óptica, medições de ultrasom Doppler, ou quaisquer outras medições derivadas ou proporcionais a elas ou qualquer combinação delas (por exemplo: usando a medição da velocidade de pulso de ultrasom Doppler para medir o sinal de referência próximo ao coração e usando uma medição de bioimpedância para medir o sinal perifé- rico, etc.).The approach shown in equation 30 allows CO measurement to be performed completely noninvasively, if noninvasive techniques are used to measure propagation time and if a predefined function or ratio is used to measure Kp. Noninvasive techniques for measuring propagation time may include, but are not limited to: ECG, noninvasive blood pressure measurements, bioimpedance measurements, optical pulse oximetry measurements, Doppler ultrasound measurements, or any other measurements derived from or proportional to them or any combination thereof (for example: using Doppler ultrasound pulse rate measurement to measure the reference signal near the heart and using a bioimpedance measurement to measure the peripheral signal, etc.).

O fator de escalonamento Kp, depende principalmente da visco- sidade sangüínea e a distância vascular física e do volume entre os dois sí- tios de gravação. É claro que o comprimento eficaz (L) e o volume eficaz (V) entre os sítios de gravação podem não ser conhecidos. A ramificação vascu- lar e as diferenças de paciente para paciente são duas principais razões de porque o volume vascular físico eficaz entre os dois sítios de gravação pode não ser conhecido. Entretanto, o volume físico pode ser proporcional aos parâmetros antropométricos do paciente e então ele pode ser estimado indi- retamente usando os parâmetros antropométricos do paciente. Os parâme- tros antropométricos podem ser derivados de vários parâmetros tais como distância medida (L) entre dois sítios de gravação, peso do paciente, altura do paciente, sexo do paciente, idade do paciente, bsa do paciente, etc., ou qualquer combinação destes parâmetros. Em uma modalidade, todos os pa- râmetros antropométricos, por exemplo, a distância (L) entre os sítios de gravação, peso do paciente, altura do paciente, sexo do paciente, idade do paciente, bsa do paciente, podem ser usados para calcular Kp. Assim, Kp = M(L, H, W, BSA, Idade, G) (Equação 31) ondeThe scaling factor Kp depends mainly on blood viscosity and the physical vascular distance and volume between the two recording sites. Of course, the effective length (L) and effective volume (V) between the recording sites may not be known. Vascular branching and patient-to-patient differences are two main reasons why the effective physical vascular volume between the two recording sites may not be known. However, the physical volume may be proportional to the patient's anthropometric parameters and so it may be estimated indirectly using the patient's anthropometric parameters. Anthropometric parameters can be derived from various parameters such as measured distance (L) between two recording sites, patient weight, patient height, patient gender, patient age, patient's bsa, etc., or any combination. of these parameters. In one embodiment, all anthropometric parameters, for example, the distance (L) between recording sites, patient weight, patient height, patient gender, patient age, patient bsa, can be used to calculate Kp. Thus, Kp = M (L, H, W, BSA, Age, G) (Equation 31) where

L é a distância entre os dois sítios de gravação, H é a altura do paciente, W é o peso do paciente, BSA é a bsa do paciente, Idade é a idade do paciente, G é o sexo do paciente,L is the distance between the two recording sites, H is the patient's height, W is the patient's weight, BSA is the patient's bsa, Age is the patient's age, G is the patient's gender,

M é um modelo de regressão linear multivariado.M is a multivariate linear regression model.

modelo multivariado M, é relacionado à medição de CO "verdadeira", deter- minada como uma função do tempo de propagação, onde CO é medida a- través da termodiluição, para uma população de teste ou indivíduos de refe- rência. Isso cria um grupo de medições, cada uma das quais é uma função dos parâmetros de componente de Μ. A função de aproximação multivariada é então calculada usando métodos numéricos conhecidos que melhor se referem aos parâmetros de M a um dado grupo de medições de CO em al- gum sentido pré-definido. Uma função de ajustamento multivariado polino- mial é usada para gerar os coeficientes do polinômio que fornecem um valor de M para cada conjunto das variáveis preditoras. Assim, o modelo multiva- riado tem a seguinte equação:multivariate model M, is related to "true" CO measurement, determined as a function of propagation time, where CO is measured by thermodilution, for a test population or reference individuals. This creates a group of measurements, each of which is a function of the component parameters of Μ. The multivariate approximation function is then calculated using known numerical methods that best refer to the parameters of M to a given group of CO measurements in some predefined sense. A polynomial multivariate adjustment function is used to generate the polynomial coefficients that provide a value of M for each set of predictor variables. Thus, the multivariate model has the following equation:

onde a-i...an são os coeficientes do modelo de multiprogressão polinomial, e Y são as variáveis preditoras do modelo:where a-i ... an are the coefficients of the polynomial multiprogression model, and Y are the predictor variables of the model:

O conjunto de variáveis preditoras para calcular Kp, usando oThe set of predictor variables for calculating Kp using the

M = Ja1 a2 ... a j *M = Ja1 a2 ... j *

YlYl

(Equação 32)(Equation 32)

Jl [L H W BSA Idade G]A ' (Equação 33)Jl [L H W BSA Age G] A '(Equation 33)

A Figura 10 é um gráfico que mostra a relação entre a CO esti- mada usando a equação 17 (COstd sobre o eixo x) e a CO estimada usando a equação 30 (COpr0p sobre o eixo y) a partir de uma série de experimentos com animais. Os dados mostram as medições de CO a partir de um total de dez (10) porcos. Três (3) pontos de dados selecionados de cada porco são usados para o gráfico. De modo a cobrir uma ampla faixa de CO1 cada ponto de dados selecionado corresponde a um diferente estado hemodinâmico do porco: estados vasodilatado, vasoconstrito, hipovolêmico, respectivamente. A proporcionalidade mostrada na figura 10 é a prova experimental da eficá- cia e a confiabilidade de usar o tempo de propagação para estimar CO. A Figura 11 é um diagrama de bloco que mostra um sistema e-Figure 10 is a graph showing the relationship between estimated CO using equation 17 (x-axis COstd) and estimated CO using equation 30 (y-axis COpr0p) from a series of experiments with animals. The data show CO measurements from a total of ten (10) pigs. Three (3) selected data points from each pig are used for the chart. In order to cover a wide range of CO1 each data point selected corresponds to a different hemodynamic state of the pig: vasodilated, vasoconstrictive, hypovolemic states, respectively. The proportionality shown in figure 10 is the experimental proof of the effectiveness and reliability of using propagation time to estimate CO. Figure 11 is a block diagram showing an electronic system.

xemplificado usado para executar os vários métodos descritos aqui. O sis- tema pode incluir um paciente 100, um transdutor de pressão 201, um cate- ter 202, eletrodos de ECG 301 e 302, unidades de condicionamento de sinal 401 e 402, um multiplexador 403, um conversor analógico-digital 405 e uma unidade de computação 500. A unidade de computação 500 pode incluir um módulo de dados específico de paciente 501, um módulo de fator de escalo- namento 502, um módulo de momento 503, um módulo de desvio padrão 504, um módulo de tempo de propagação 505, um módulo de volume sistóli- co 506, um módulo de saída cardíaca 507, um módulo de taxa cardíaca 508, um dispositivo de entrada 600, um dispositivo de saída 700, e um monitor de taxa cardíaca 800. Cada unidade e módulo podem ser implementados em hardware, software, ou uma combinação de hardware e software.This example is used to perform the various methods described here. The system may include a patient 100, a pressure transducer 201, a catheter 202, ECG electrodes 301 and 302, signal conditioning units 401 and 402, a multiplexer 403, an analog to digital converter 405 and a computing unit 500. Computing unit 500 may include a patient-specific data module 501, a scaling factor module 502, a momentum module 503, a standard deviation module 504, a propagation time module 505, a system volume module 506, a cardiac output module 507, a heart rate module 508, an input device 600, an output device 700, and a heart rate monitor 800. Each unit and module can be implemented in hardware, software, or a combination of hardware and software.

O módulo de dados específicos de paciente 501 é um módulo de memória que armazena os dados do paciente tais como a idade, altura, pe- so, sexo, BSA do paciente, etc. Esses dados podem ser inseridos usando o dispositivo de entrada 600. O módulo de fator de escalonamento 502 recebe os dados do paciente e executa os cálculos para calcular o fator de desem- penho de escalonamento. Por exemplo, o módulo de fator de escalonamento 502 coloca os parâmetros na expressão dada acima ou em alguma outra expressão derivada criando-se uma função de aproximação que melhor se ajusta a urn conjunto de dados ae teste. O móduio de fator de escalonamen- to 502 pode também determinar a janela de tempo [tO, tf] pela qual cada de- sempenho vascular, tônus vascular, estimativa de SV e/ou CO é gerada. Isso pode ser feito simplesmente escolhendo quais e quantos dos valores armazenados, consecutivos e discretos são usados em cada cálculo.Patient Specific Data Module 501 is a memory module that stores patient data such as age, height, weight, gender, patient BSA, etc. This data can be entered using input device 600. The scaling factor module 502 receives the patient data and performs calculations to calculate the scaling performance factor. For example, the scaling factor module 502 places the parameters in the expression given above or some other derived expression by creating an approximation function that best fits a test data set. The scaling factor module 502 may also determine the time window [tO, tf] by which each vascular performance, vascular tone, SV and / or CO estimation is generated. This can be done simply by choosing which and how many of the stored, consecutive and discrete values are used in each calculation.

O módulo de momento 503 determina ou estima o momento no domínio do tempo estatístico de ordem mais alta da pressão de pulso arterial e os momentos ponderados. O módulo de desvio padrão 504 determina ou estima o desvio padrão da forma de onda de pressão de pulso arterial. O módulo de tempo de propagação 505 determina ou estima o tempo de pro- pagação da forma de onda da pressão de pulso arterial. O fator de escalonamento, os momentos estatísticos de ordemMomentum module 503 determines or estimates the momentum in the highest order statistical time domain of arterial pulse pressure and the weighted moments. Standard Deviation Module 504 determines or estimates the standard deviation of the arterial pulse pressure waveform. Propagation time modulus 505 determines or estimates the arterial pulse pressure waveform propagation time. The scaling factor, the statistical moments of order

mais alta, o desvio padrão e o tempo de propagação são inseridos no módu- lo de volume sistólico 506 para produzir ou estimar um valor SV. Um monitor de taxa cardíaca 800 ou rotina de software 508 (por exemplo, usando a aná- lise de Fourier ou derivada) pode ser usado para medir a taxa cardíaca do paciente. O valor ou estimativa de SV da taxa cardíaca do paciente é inseri- do no módulo de saída cardíaca 507 para produzir uma estimativa de CO usando, por exemplo, a equação CO = SV*HR.In the highest range, the standard deviation and propagation time are entered into the stroke volume module 506 to produce or estimate an SV value. A heart rate monitor 800 or 508 software routine (for example, using Fourier or derivative analysis) can be used to measure the patient's heart rate. The SV value or estimate of the patient's heart rate is entered into the cardiac output module 507 to produce an estimate of CO using, for example, the equation CO = SV * HR.

Como mencionado acima, pode ser necessário que o sistema calcule SV ou CO se esses valores não são de interesse. O mesmo é verda- deiro para o desempenho vascular, para o tônus vascular e para a resistên- cia periférica. Em tais casos, os módulos correspondentes podem não ser necessários e podem ser omitidos. Por exemplo, a invenção pode ser usada para determinar o desempenho arterial. Entretanto, como a figura 11 ilustra, quaisquer ou todos os resultados, SV, CO, o desempenho vascular, o tônus vascular e a resistência periférica podem ser exibidos no dispositivo de saída 700 (por exemplo, um monitor) para apresentação e interpretação por um usuário. Como com o dispositivo de entrada 600, o dispositivo de saída 700 pode tipicamente ser o mesmo quando é usado pelo sistema para outros propósitos.As mentioned above, the system may need to calculate SV or CO if these values are not of interest. The same is true for vascular performance, vascular tone, and peripheral resistance. In such cases, the corresponding modules may not be required and may be omitted. For example, the invention may be used to determine arterial performance. However, as Figure 11 illustrates, any or all results, SV, CO, vascular performance, vascular tone, and peripheral resistance may be displayed on output device 700 (for example, a monitor) for presentation and interpretation by a user. As with input device 600, output device 700 may typically be the same when used by the system for other purposes.

A invenção adicionalmente refere-se a um programa de compu-The invention further relates to a computer program

tador carregável em urna unidade de computador ou uma unidade de com- putação 500 de modo a executar o método da invenção. Além disso, os vá- rios módulos 501 a 507 podem ser usados para executar os vários cálculos e executar as etapas do método referidas de acordo com a invenção e po- dem também ser armazenadas como instruções executáveis por computador em um meio legível por computador de modo a permitir que a invenção seja carregada e executada por diferentes sistemas de processamento.chargeable loader on a computer unit or a computer unit 500 to perform the method of the invention. In addition, the various modules 501 to 507 may be used to perform the various calculations and perform the method steps referred to in accordance with the invention and may also be stored as computer executable instructions in a computer readable medium. to allow the invention to be carried and carried out by different processing systems.

Enquanto certas modalidades exemplificadas foram descritas e mostradas nos desenhos em anexo, entende-se que tais modalidades são meramente ilustrativas e não restritivas na invenção ampla, e que esta in- venção não está limitada às construções e arranjos específicos mostrados e descritos, visto que várias outras mudanças, combinações, omissões, modi- ficações e substituições, adicionalmente àquelas apresentadas nos parágra- fos acima, são possíveis. Aqueles versados na técnica apreciarão que várias adaptações e modificações da modalidade preferencial descrita podem ser configuradas sem abandonar o escopo e o espírito da invenção. Então, en- tende-se que, dentro do escopo das reivindicações em anexo, a invenção pode ser praticada além de como especificamente descrito aqui.While certain exemplary embodiments have been described and shown in the accompanying drawings, it is understood that such embodiments are merely illustrative and not restrictive in the broad invention, and that this invention is not limited to the specific constructions and arrangements shown and described, as various Other changes, combinations, omissions, modifications and substitutions, in addition to those presented in the paragraphs above, are possible. Those skilled in the art will appreciate that various adaptations and modifications of the preferred embodiment described may be configured without departing from the scope and spirit of the invention. Thus, it is to be understood that within the scope of the appended claims, the invention may be practiced in addition to as specifically described herein.

Claims (37)

REIVINDICAÇÕES 1. Método para determinar um parâmetro cardiovascular com- preendendo: receber um sinal de entrada correspondendo a uma medição de pressão arterial por um intervalo que cobre ao menos um ciclo cardíaco; determinar um tempo de propagação do sinal de entrada; e determinar uma estimativa do parâmetro cardiovascular usando o tempo de propagação.A method for determining a cardiovascular parameter comprising: receiving an input signal corresponding to a blood pressure measurement over a range covering at least one cardiac cycle; determine a propagation time of the input signal; and determine an estimate of the cardiovascular parameter using propagation time. 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, adicionalmente compreendendo determinar ao menos um momento estatístico do sinal de entrada.A method according to claim 1 further comprising determining at least one statistical moment of the input signal. 3. Método, de acordo com a reivindicação 2, onde a etapa de de- terminar uma estimativa do parâmetro cardiovascular usando o tempo de propagação inclui determinar uma estimativa do parâmetro cardiovascular usando ao menos um momento estatístico.A method according to claim 2, wherein the step of determining an estimate of the cardiovascular parameter using propagation time includes determining an estimate of the cardiovascular parameter using at least one statistical moment. 4. Método, de acordo com a reivindicação 2, onde ao menos um momento estatístico do sinal de entrada é selecionado a partir de um grupo que consiste de um desvio padrão do sinal de entrada e um momento esta- tístico que tem uma ordem maior do que dois, da curtose do sinal de entrada e da obliqüidade do sinal de entrada.A method according to claim 2, wherein at least one statistical moment of the input signal is selected from a group consisting of a standard deviation of the input signal and a statistical moment that has a larger order of the input signal. than two, the kurtosis of the input signal and the obliquity of the input signal. 5. Método, de acordo com a reivindicação 1, onde o parâmetro cardiovascular é selecionado a partir de um grupo que consiste do desem- penho arterial, resistência vascular, saída cardíaca e volume sistólico.Method according to claim 1, wherein the cardiovascular parameter is selected from a group consisting of arterial performance, vascular resistance, cardiac output and stroke volume. 6. Método, de acordo com a reivindicação 1, onde a etapa de de- terminar um tempo de propagação do sinal de entrada inclui determinar um tempo de trânsito entre um sinal de referência detectado próximo ao coração de um indivíduo e um sinal arterial periférico detectado próximo a uma arté- ria do indivíduo.The method of claim 1, wherein the step of determining an input signal propagation time includes determining a transit time between a detected reference signal near an individual's heart and a detected peripheral arterial signal close to an artery of the individual. 7. Método, de acordo com a reivindicação 6, onde o sinal de re- ferência é selecionado a partir de um grupo que consiste de uma medição de eletrocardiograma, urna medição de pressão da aorta centrai, uma medição de bioimpedância transtorácica e uma medição da velocidade sangüínea de ultrasom Doppler.A method according to claim 6, wherein the reference signal is selected from a group consisting of an electrocardiogram measurement, a central aortic pressure measurement, a transthoracic bioimpedance measurement and a measurement of the Doppler ultrasound blood velocity. 8. Método, de acordo com a reivindicação 6, onde o sinal da ar- téria periférica é selecionado a partir de um grupo que consiste de uma me- dição de pressão arterial, uma medição de oximetria óptica que mede a satu- ração de oxigênio do sangue do indivíduo, uma medição de bioimpedância periférica e uma medição da velocidade sangüínea do ultrasom Doppler.A method according to claim 6, wherein the peripheral artery signal is selected from a group consisting of a blood pressure measurement, an optical oximetry measurement that measures oxygen saturation. individual's blood, a peripheral bioimpedance measurement and a Doppler ultrasound blood velocity measurement. 9. Método, de acordo com a reivindicação 1, onde determinar uma estimativa do parâmetro cardiovascular usando o tempo de propagação também inclui usar o desvio padrão do sinal de entrada para determinar uma estimativa do parâmetro cardiovascular.The method of claim 1, wherein determining an estimate of the cardiovascular parameter using propagation time also includes using the standard deviation of the input signal to determine an estimate of the cardiovascular parameter. 10. Método, de acordo com a reivindicação 1, adicionalmente compreendendo receber um parâmetro antropométrico do indivíduo.The method of claim 1 further comprising receiving an anthropometric parameter from the subject. 11. Método, de acordo com a reivindicação 10, onde determinar uma estimativa do parâmetro cardiovascular usando o tempo de propagação também inclui usar o parâmetro antropométrico para determinar uma estima- tiva do parâmetro cardiovascular.The method of claim 10, wherein determining an estimate of the cardiovascular parameter using propagation time also includes using the anthropometric parameter to determine an estimate of the cardiovascular parameter. 12. Método, de acordo com a reivindicação 10, adicionalmente compreendendo estimar um valor de desempenho arterial usando o tempo de propagação e o parâmetro antropométrico.The method of claim 10, further comprising estimating an arterial performance value using the propagation time and the anthropometric parameter. 13. Método, de acordo com a reivindicação 12, adicionalmente compreendendo estimar um volume sistólico usando o valor de desempenho arterial e um desvio padrão do sinal de entrada.A method according to claim 12 further comprising estimating a stroke volume using the arterial performance value and a standard deviation of the input signal. 14. Método, de acordo com a reivindicação 13, adicionalmente compreendendo: receber uma medição da taxa cardíaca de um indivíduo; e estimar a saída cardíaca usando a medição da taxa cardíaca e o volume sistólico.A method according to claim 13 further comprising: receiving a heart rate measurement from an individual; and estimate cardiac output using heart rate measurement and stroke volume. 15. Método, de acordo com a reivindicação 14, adicionalmente compreendendo estimar a saída cardíaca usando o desempenho arterial e o desvio padrão.The method of claim 14, further comprising estimating cardiac output using arterial performance and standard deviation. 16. Método, de acordo com a reivindicação 15, adicionalmente compreendendo: receber um valor de saída cardíaca de calibração; e calcular uma constante de calibração como um quociente entre a estimativa de saída cardíaca de calibração e o produto da taxa cardíaca, do desempenho arterial e do desvio padrão.The method of claim 15 further comprising: receiving a calibration cardiac output value; and calculate a calibration constant as a quotient between the estimated cardiac output calibration and the product of heart rate, arterial performance and standard deviation. 17. Método, de acordo com a reivindicação 12, onde estimar um valor de desempenho arterial compreende adicionalmente: determinar uma função de aproximação referindo-se a uma plu- ralidade de medições de referência para o desempenho arterial, onde a fun- ção de aproximação é uma função do tempo de propagação do sinal de en- trada e do parâmetro antropométrico; e estimar o valor de desempenho arterial do indivíduo avaliando a função de aproximação com o tempo de propagação do sinal de entrada e do parâmetro antropométrico.A method according to claim 12, wherein estimating an arterial performance value further comprises: determining an approximation function by referring to a plurality of reference measurements for arterial performance, where the approximation function is a function of the propagation time of the input signal and the anthropometric parameter; and to estimate the individual's arterial performance value by assessing the approximation function with the propagation time of the input signal and the anthropometric parameter. 18. Método, de acordo com a reivindicação 1, adicionalmente compreendendo: calcular um valor de tempo de propagação do componente para cada uma da pluralidade de ciclos cardíacos; calcular um valor de tempo de propagação composto como uma média dos valores do tempo de propagação de componente; e usar o valor de tempo de propagação composto no cálculo de uma estimativa do parâmetro cardiovascular.The method of claim 1 further comprising: calculating a component propagation time value for each of the plurality of cardiac cycles; calculate a composite propagation time value as an average of component propagation time values; and use the composite propagation time value to calculate an estimate of the cardiovascular parameter. 19. Aparelho para determinar um parâmetro cardiovascular, compreendendo: uma unidade de processamento para: receber um sinal de entrada que corresponde a uma medição de pressão arterial por um intervalo que cobre ao menos um ciclo cardíaco; determinar um tempo de propagação do sinal de entrada; e determinar uma estimativa do parâmetro cardiovascular usando o tempo de propagação.A device for determining a cardiovascular parameter, comprising: a processing unit for: receiving an input signal corresponding to a blood pressure measurement over a range covering at least one cardiac cycle; determine a propagation time of the input signal; and determine an estimate of the cardiovascular parameter using propagation time. 20. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, onde a unidade de processamento determina ao menos um momento estatístico do sinal de entrada.Apparatus according to claim 19, wherein the processing unit determines at least one statistical moment of the input signal. 21. Aparelho, de acordo com a reivindicação 20, onde a unidade de processamento determina uma estimativa do parâmetro cardiovascular usando ao menos um momento estatístico.Apparatus according to claim 20, wherein the processing unit determines an estimate of the cardiovascular parameter using at least one statistical moment. 22. Aparelho, de acordo com a reivindicação 20, onde ao menos um momento estatístico do sinal de entrada é selecionado a partir de um grupo que consiste de um momento estatístico tendo uma ordem maior do que dois, da curtose do sinal de entrada, da obliqüidade do sinal de entrada e de um desvio padrão do sinal de entrada.Apparatus according to claim 20, wherein at least one statistical moment of the input signal is selected from a group consisting of a statistical moment having an order greater than two, of the kurtosis of the input signal, the input signal obliquity and a standard deviation of the input signal. 23. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, onde o parâme- tro cardiovascular é selecionado a partir de um grupo que consiste de de- sempenho arterial, resistência vascular, saída cardíaca e volume sistólico.Apparatus according to claim 19, wherein the cardiovascular parameter is selected from a group consisting of arterial performance, vascular resistance, cardiac output and systolic volume. 24. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, onde a unidade de processamento determina um tempo de propagação do sinal de entrada determinando um tempo de trânsito entre um sinal de referência detectado próximo a um coração de um indivíduo e um sinal arterial periférico detecta- do próximo a uma artéria do indivíduo.Apparatus according to claim 19, wherein the processing unit determines an input signal propagation time by determining a transit time between a detected reference signal near an individual's heart and a detected peripheral arterial signal. next to an artery of the individual. 25. Aparelho, de acordo com a reivindicação 24, onde o sinal de referência é selecionado a partir de um grupo que consiste de uma medição de eletrocardiograma, uma medição de pressão aórtica central, uma medi- ção de bioimpedância transtorácica e uma medição da velocidade sangüínea do ultrasom Doppler.Apparatus according to claim 24, wherein the reference signal is selected from a group consisting of an electrocardiogram measurement, a central aortic pressure measurement, a transthoracic bioimpedance measurement, and a velocity measurement. Doppler ultrasound. 26. Aparelho, de acordo com a reivindicação 24, onde o sinal ar- terial periférico é selecionado a partir de um grupo que consiste de uma me- dição de pressão arterial, de uma medição de oximetria óptica que mede a saturação de oxigênio do sangue do indivíduo, uma medição de bioimpe- dância periférica e uma medição da velocidade sangüínea do ultrasom Dop- pler.Apparatus according to claim 24, wherein the peripheral arterial signal is selected from a group consisting of a blood pressure measurement, an optical oximetry measurement that measures the oxygen saturation of the blood. a bioimpedance measurement and a Doppler ultrasound blood velocity measurement. 27. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, onde a unidade de processamento determina uma estimativa do parâmetro cardiovascular usando um desvio padrão do sinal de entrada.Apparatus according to claim 19, wherein the processing unit determines an estimate of the cardiovascular parameter using a standard deviation of the input signal. 28. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, onde a unidade de processamento recebe um parâmetro antropométrico do indivíduo.Apparatus according to claim 19, wherein the processing unit receives an anthropometric parameter from the individual. 29. Aparelho, de acordo com a reivindicação 28, onde a unidade de processamento determina uma estimativa do parâmetro cardiovascular usando o tempo de propagação e o parâmetro antropométrico.Apparatus according to claim 28, wherein the processing unit determines an estimate of the cardiovascular parameter using the propagation time and the anthropometric parameter. 30. Aparelho, de acordo com a reivindicação 28, onde a unidade de processamento estima um valor de desempenho arterial usando o tempo de propagação e o parâmetro antropométrico.Apparatus according to claim 28, wherein the processing unit estimates an arterial performance value using the propagation time and the anthropometric parameter. 31. Aparelho, de acordo com a reivindicação 30, adicionalmente compreendendo estimar um volume sistólico usando o valor de desempenho arterial e um desvio padrão do sinal de entrada.The apparatus of claim 30 further comprising estimating a stroke volume using the arterial performance value and a standard deviation of the input signal. 32. Aparelho, de acordo com a reivindicação 31, adicionalmente compreendendo: receber uma medição de taxa cardíaca de um indivíduo; e estimar a saída cardíaca usando a medição de taxa cardíaca e o volume sistólico.The apparatus of claim 31 further comprising: receiving a heart rate measurement from an individual; and estimate cardiac output using heart rate measurement and stroke volume. 33. Aparelho, de acordo com a reivindicação 32, adicionalmente compreendendo estimar a saída cardíaca usando o desempenho arterial e o desvio padrão.Apparatus according to claim 32, further comprising estimating cardiac output using arterial performance and standard deviation. 34. Aparelho, de acordo com a reivindicação 33, adicionalmente compreendendo: receber um valor de saída cardíaca de calibração; e calcular uma constante de calibração como um quociente entre a estimativa de saída cardíaca de calibração e o produto da taxa cardíaca, do desempenho arterial e do desvio padrão.The apparatus of claim 33 further comprising: receiving a calibration cardiac output value; and calculate a calibration constant as a quotient between the estimated cardiac output calibration and the product of heart rate, arterial performance and standard deviation. 35. Aparelho, de acordo com a reivindicação 29, onde estimar um valor de desempenho arterial adicionalmente compreende: determinar uma função de aproximação referindo-se a uma plu- ralidade de medições de referência para o desempenho arterial, onde a fun- ção de aproximação é uma função do tempo de propagação do sinal de en- trada e do parâmetro antropométrico; e estimar o valor de desempenho arterial do indivíduo avaliando a função de aproximação com o tempo de propagação do sinal de entrada e do parâmetro antropométrico.The apparatus of claim 29, wherein estimating an arterial performance value further comprises: determining an approximation function by referring to a plurality of reference measurements for arterial performance, where the approximation function is a function of the propagation time of the input signal and the anthropometric parameter; and to estimate the individual's arterial performance value by assessing the approximation function with the propagation time of the input signal and the anthropometric parameter. 36. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, adicionalmente compreendendo: calcular um valor de tempo de propagação de componente para cada um da pluralidade de ciclos cardíacos; calcular um valor de tempo de propagação composto como uma média dos valores de tempo de propagação do componente; e usar o valor de tempo de propagação composto no cálculo de uma estimativa do parâmetro cardiovascular.The apparatus of claim 19 further comprising: calculating a component propagation time value for each of the plurality of cardiac cycles; calculate a composite propagation time value as an average of the component propagation time values; and use the composite propagation time value to calculate an estimate of the cardiovascular parameter. 37. Meio legível por máquina que fornece instruções, que quan- do executadas por um processador, leva o processador a determinar um parâmetro cardiovascular que compreende: receber um sinal de entrada correspondente a uma medição de pressão arterial por um intervalo que cobre ao menos um ciclo cardíaco; determinar um tempo de propagação do sinal de entrada; e determinar uma estimativa do parâmetro cardiovascular usando o tempo de propagação.37. Machine readable medium providing instructions, which when executed by a processor, causes the processor to determine a cardiovascular parameter comprising: receiving an input signal corresponding to a blood pressure measurement over a range covering at least one cardiac cycle; determine a propagation time of the input signal; and determine an estimate of the cardiovascular parameter using propagation time.
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