CN101394785A - 具有用于记录血压的测量装置的透析设备,和测定血压的方法,及用在透析设备中的存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种透析设备,具有分配给透析设备并且记录血压的测量单元,具有分配给透析设备并且记录脉搏波传播时间的测量装置和具有被配置为使得代表血压的信号可以从这个脉搏波传播时间导出的评价单元,其中脉搏波传播时间和血压间关系的参数可以从来自于用于记录血压的测量单元的多个测量值和来自于用于记录脉搏波传播时间的测量装置的同时测量值确定,其中至少两个这些测量值对可以当脉搏波传播时间和/或血压的绝对和/或相对差值在阈值以上时被确定。本申请还涉及一种用于确定描述脉搏波传播时间信号和血压测量信号间关系的参数的方法。
Description
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的透析设备,根据权利要求7的前序部分所述的测定血压的方法,以及根据权利要求11的前序部分所述的用在透析设备中的存储介质。
已知其中在透析治疗期间血压被透析设备自动地测量的这种透析设备。这里使用的术语透析设备包括所有用于干预患者的体液平衡的肾替代疗法的机器,不论机器是血液透析、血液过滤、血液渗滤还是其它这样的机器。
在透析治疗期间血压的下降是最频繁的并发症之一。它们在治疗过程进行到大约20-30%时发生。这种低渗发作经常突然发生并且可能导致:首先患者失去知觉,然后有必要终止治疗过程甚至昂贵的和复杂的介入治疗。结果,消极地影响了患者的发病率和死亡率。
需要许多调节机制来维持稳定的血压。这些可能被血液透析疗法和患者所患的各种较早的和伴随的疾病所削弱。
超滤导致血浆容量的下降。如果主体没有设法从胞间隙恢复血浆容量,心脏的充盈压和血压会下沉。如果要求高的超滤这将发生地更快。血压的下降经常在有心血管限制的患者中遇到,如老年人、心机功能不全或糖尿病肾病和服用循环系统药物的患者。
有各种已知的配置透析设备的方法以便血压的下降能够被早期识别和/或预防。举例来说,有在透析治疗期间测量相对血容量并且,如果必要的话,调节超滤的监测装置。另一个例子,有通过测定脉搏波传播时间(PTT)连续监测患者血压变化并且,如果必要的话,调节超滤的监测装置。压力脉动沿患者血管从一点到另一点传播的时间是血压的函数。这个时间可以比较容易地测定。作为开始信号,可以使用心电图信号,而作为停止信号,可以使用位于远离心脏的外围点的光学脉搏计。这个方法已经在US-PS 6,736,789中进行了描述,其公开的主题被明确引用。
从US-PS 6,852,083已知反复校准参数的一种方法。根据这种方法,触发信号决定于导出信号(例如,从脉搏波传播时间导出的血压)。如果这个触发信号超出了给定阈值,更新的校准被执行。US-PS6,852,083没有解释这个触发信号标准是怎样满足的。
US-PS 5,603,329描述了怎样从在规定时间从脉搏波传播时间得到的血压测量确定线性方程的参数。为此,心脏收缩的脉搏波的时间点被识别并且对应的血压被测量。此外,与心脏收缩的脉搏波对应的心脏舒张的脉搏波的时间点被识别,并且对应的血压也被测量。然后,这两个测量值对被用来确定描述脉搏波传播时间与血压间关系的线性方程的参数。一旦这些参数被定义,它们可以用来从测得的脉搏波传播时间确定血压。直线的斜率还可以用来作为患者动脉硬化程度的指示。
方程(1)是线性描述BP和PTT间关系的例子,
BP(t)=m-n·PTT(t) (1)
其中m和n是从长期来看可能发生变化的与患者相关的常数。方程(1)接下来是
其中BP(0)是在透析时间t0测量的血压(mmHg)
PTT(0)是在透析时间t0测量的脉搏波传播时间(ms)
BP(i)是在透析时间ti测量的血压(mmHg)
PTT(i)是在透析时间ti测量的脉搏波传播时间(ms)
方程(2)表示相对PTT变化和相对BP变化是通过参数K相关联的。K是m和n的函数。为了可以将相对PTT变化精确地转换为BP变化,常数m和n必须在两次校准测量中被确定。
通过传统的袖套测量的方法监测血压的方法也已知。患者可能发现袖套每隔一定时间(例如每30分钟)就要被打气以便进行测量。另一个更重要的袖套测量的缺点是突然的血压下降难以检测,因为测量是不连续的。
本发明的目标是提出一种绝对血压和/或血压变化的简易(对于患者舒适的)测量的方法。
根据本发明这个问题通过如权利要求1中所述的透析设备来解决,根据本发明血压测量单元、脉搏波传播时间测量系统和评价单元被分配给所述透析设备。根据本发明,评价单元被配置为描述脉搏波传播时间和血压间关系的参数可以从由血压测量单元所做的测量和由脉搏波传播时间测量系统所做的同时测量确定,当绝对和/或相对脉搏波传播时间差在阈值之上时可测定至少两个这些测量值对。
在本发明的一个优选的实施例中绝对和/或相对差被理解为总为正值的差量。如果不是评价总为正值的差量而是评价差量本身,则必须要做额外的努力来考虑测量值在较低阈值以下的强烈的下跌。总是正值的偏差量的评价意味着测量值的强烈下跌可以被容易地加以考虑。
已经发现,如果血压值有足够大的变化,对于确定描述至少两个测量值对之间的关系的参数是有益的,所以可以设想参数尤其是能够被足够精确地确定。
脉搏波传播时间和血压间的关系可以被参数化,例如以直线的形式线性相关。
如果参数已经基于早先的治疗过程被确定了,这些参数可以被用于从测得的脉搏波传播时间获得血压值。在该情况下,确定进一步测量值对的关于阈值的标准可以与血压本身相关联,这是从测得的脉搏波传播时间导出的。
如果还没有确定参数,则可以使用从脉搏波传播时间确定的阈值。这可以是脉搏波传播时间中的绝对差值,或者也可以是脉搏波传播时间的相对差值。
根据所提出的解决方案的另一个实施例,脉搏波传播时间被相对于阈值测量和监测。一旦阈值标准适用,由测量单元执行的血压测量可以被启动。这种更加详细的配置具有不必每隔一定时间测量血压以便能够确定参数的优点,例如在测量阶段完成时。如果脉搏波传播时间的阈值标准在提出的更详细的实施例中满足,合适的血压测量可以被启动。
除了以这种方式导出的测量值对之外,其它测量值对也可以在透析治疗过程期间被记录。在该情况下,描述关系的参数可以从超定方程组通过统计方法确定,例如最小二乘法。
在透析设备的情况中,在治疗过程开始时执行初始测量是有意义的。在这个时间点,患者的血压是高的,因为血还没有被抽出以治疗。在透析过程期间脉搏波传播时间和血压的阈值自动地达到,如可以预期当血液被换出时导致血压下降。这里如果参数被基于阈值确定证明非常有益。已经发现这些由阈值定义的标准被在血液换出之前执行的初始测量被满足,并且至少一个附加的测量在体外回路被从患者抽取的血液填满之后执行。
由于透析设备还具有从患者的体外血液回路抽取液体的装置,由阈值定义的标准也在透析期间被满足。透析过程完成后体外血液返回时是同样的。因此无论如何没有额外测量的必要。
评价单元可以被配置为允许脉搏波传播时间和血压测量在以下时间被特定地记录:在患者被连接到体外回路之前,在患者被连接之后并且体外回路被充满血液但是在透析开始之前,在透析完成和/或在透析完成后血液回到患者后。透析固有血压变化在所有这些时间发生,使这些时间特别适合满足阈值标准。评价单元适当地连接到相应配置的、也被连接到液体抽取装置的透析设备控制单元。还可以为液体抽取装置特定地抽取液体以实现所要求的血压变化,以及为了正常治疗的目抽取液体。
关于患者的体位应该改变(从仰卧变成侧卧位或反之亦然)以实现血压的变化的指示可以附带地通过输出单元发布,例如在屏幕上或通过语音系统发布。这种措施可以作为附加帮助提供,尽管已发现透析治疗本身将导致阈值被超过。
对于权利要求2中所述的实施例中的参数确定,测量值对可以根据值被记录的时间被加权,而时间靠后的记录的测量值对的权重降低。
由于参数可以随时间变化,权利要求2所述的过程确保在参数确定期间最近的测量值被更强地加权。因此参数是足够新的。
根据权利要求3的实施例中,测得的最大和最小血压以及对应的脉搏波传播时间可以被用于确定描述脉搏波传播时间和血压间关系的参数。
这个过程使得从最大和最小值确定参数相对容易。
根据权利要求4所述的实施例,只有像这样的在给定时间窗口内获得的测量值对可以被用于确定描述关系的参数。
作为获得测量值对的时间的函数对在测量值对进行加权是一个特别的变体。在给定时间窗口之前获得的值的权重被置为零,所以这些测量值对不再计数。
权利要求5涉及其中数据输入单元被分配或可分配给透析设备的实施例,所述输入单元用于从存储介质把由测量单元和测量系统在先前治疗过程期间获得的相同患者的值对提供给评价单元。
数据出入单元可以物理地连接到透析设备。也可以提供连接到此后可以继续被用于多个透析设备的便携数据输入单元的端口。
这个解决方案提供了数据不必存储在透析设备中心处计算机中的优点。而是,它们可以被存储在存储介质上并且保存在患者的档案中。在下一个治疗过程中,所要求的数据可以简单的被再次使用。
根据权利要求6的实施例中,数据输入单元同时是数据输出单元,利用它来自当前治疗过程的测量值对可以被写在存储介质上。
然后这些数据也再次有益地可用于将来的治疗过程。
在一种用于确定描述脉搏波传播时间和血压测量信号间关系的参数的方法的实施例中,所述描述脉搏波传播时间和血压间关系的参数根据本发明的权利要求7从血压测量信号值和同时的脉搏波传播时间值被确定,至少两个这些测量值对在当绝对和/或相对脉搏波传播时间差在阈值以上时的时间点获得。
如果血压值有足够大的变化,对于确定描述至少两个测量值对之间的关系的参数是有益的。假若参数定义了一条直线,可以设想特别是直线的斜率可以被足够精确地确定。
如果参数已经基于早先的治疗过程被确定了,这些参数可以被用于从测得的脉搏波传播时间获得血压值。在该情况下,确定进一步测量值对的关于阈值的标准可以与血压本身相关联,这是从测得的脉搏波传播时间导出的。
如果还没有确定参数,则可以使用从脉搏波传播时间确定的阈值。这可以是脉搏波传播时间中的绝对差值,或者也可以是脉搏波传播时间的相对差值。
根据所提出的解决方案的另一个实施例,脉搏波传播时间被相对于阈值测量和监测。一旦阈值标准适用,由测量单元执行的血压测量可以被启动。这种更加详细的配置具有不必每隔一定时间测量血压以便能够确定参数的优点,例如在测量阶段完成时。如果脉搏波传播时间的阈值标准在提出的更详细的实施例中满足,合适的血压测量可以被启动。
除了以这种方式导出的测量值对之外,其它测量值对也可以在透析治疗过程期间被记录。在该情况下,描述关系的参数可以从超定方程组通过统计方法确定,例如最小二乘法。
在透析设备的情况中,在治疗过程开始时执行初始测量是有意义的。在这个时间点,患者的血压是高的,因为血还没有被抽出用于治疗。在透析过程期间脉搏波传播时间和血压的阈值自动地达到,可以预测当血液被换出时导致血压下降。这里当参数确定基于阈值时证明非常有益。已经发现这些由阈值定义的标准被在血液换出之前执行的初始测量满足,并且至少一个附加的测量在体外回路被从患者抽取的血液填满之后执行。
由于透析设备还具有从患者的体外血液回路抽取液体的装置,由阈值定义的标准也在透析期间被满足。透析过程完成后体外血液返回时是同样的。因此无论如何没有额外测量的必要。
关于患者的体位应该改变(从仰卧变成侧卧位或反之亦然)以实现血压的变化的指示可以通过附带地输出单元发布,例如在屏幕上或通过语音系统发布。这种措施可以作为附加帮助提供,尽管已发现透析治疗本身将导致阈值被超过。
对于在权利要求8所述的实施例中参数确定,测量值对根据值被记录的时间加权,而时间靠后的记录的测量值对则权重降低。
由于参数可以随时间变化,权利要求8所述的过程了确保在参数确定期间最近的测量值被更强地加权。因此参数是足够新的。
根据权利要求9的实施例中,测得的最大和最小血压以及对应的脉搏波传播时间可以被用于确定描述脉搏波传播时间和血压间关系的参数。
这个过程使得从最大和最小值确定参数相对容易。
在根据权利要求10的实施例中,只有像这样的在给定时间窗口内获得的测量值对可以被用于确定描述关系的参数。
作为获得测量值对的时间的函数对测量值对进行加权是一个特别的变体。在给定时间窗口之前获得的值的权重被置为零,所以这些测量值对不再计数。
权利要求11涉及一种用于根据权利要求5或6中任一项所述的透析设备的存储介质。
这种存储介质的优点是属于单个测量的数据可用于后续治疗过程。
根据权利要求12,存储介质可以是磁的、光的或电的。这里已经证明使用标准技术是有益的,所以这些可以被立即实施于新应用。存储介质例如可以是在其上存储有其它医疗相关的数据、例如关于其它临床表现或和医疗费用的构成和财务结算相关的数据的存储介质。
以下详细解释本发明的一个实施例。
方程(1)中的参数m和n是患者和与时间相关的并且可以通过两次校准测量确定,如下:
BPmax=m-n·PTTmax (4)
BPmin=m-n·PTTmin (5)
其中BPmax是测得的最大血压,
PTTmax-BPmax是对应的测得的PTT,
BPmin是测得的最小血压,
PTTmin-BPmin是对应的测得的PTT,
从方程(4)和(5)我们得到
考虑用于方程(1)的广泛的适用性范围,校准时标准
|BP(tk2)-BP(tki)|≥THBp (8)
应该被满足。其中,THBp是血压差的预定的阈值,例如,THBp=30mmHg。
脉搏波传播时间和血压间的关系被作为线性关系示出,不是在总结限制意义上的而是仅作为一个具体的实施例。
校准数据可以在血液透析过程的普通疗程期间被确定。患者血压的变化这里可以通过适当地改变患者的体位或通过修改超滤率产生。尽管如此,在透析过程的正常疗程期间也可能获得患者血压的变化。
对于接下来本发明的解释,假设
a)利用袖套的常规振动法血压监测器被集成在透析设备中和
b)患者卡在手边,用于把数据从一个疗程转移到另一个疗程。
图1是描述关系的参数的校准流程图;在这里描述的实施例中,这个关系是线性的。
在透析开始后,如步骤101描述的,数据首先从患者卡被读出并被存储在透析设备中(步骤102)。该数据包括
●(Date0,m0,n0)-方程(1)中的具有日期的常数
●(Datemin0,BPmin0,PTTmin0)-先前注册的具有日期的最小BP和对应的PTT
●(Datemax0,BPmax0,PTTmax0)-先前注册的具有日期的最大BP和对应的PTT
透析开始后,基于参数m和n是否已经在先前的疗程确定做出具体问题具体分析的决定(步骤103)。如果这样的话,则跟在正在进行的流程“B”之后(步骤104),其在图3中进行解释。如果参数m和n还没有被确定,它们将仍然具有值0。在这种情况下,步骤103中执行的检验后面跟随流程“A”(步骤105),其在图2中进行解释。
一旦合适的流程“A”或“B”已经完成,实现参数和其它数据的变换(步骤106)。这些是:
Date0=Date,m0=m,n0=n
Datemin0=Datemin,BPmin0=BPmin,PTTmin0=PTTmin
Datemax0=Datemax,BPmax0=BPmax,PTTmax0=PTTmax
其中Date=Datemax或Date=Datemin,基于哪个数据在时间上靠后。
在步骤107中,校准数据和确定的参数m和n的值被如下存储在患者卡上:
(Date0,m0,n0)
(Datemin0,BPmin0,PTTmin0)
(Datemax0,BPmax0,PTTmax0)
图1中所述的程序流程在步骤108结束。
图2示出图1的步骤105中使用的流程图,这里称为“A”。
在步骤201中,PTT参考值(PTTref)在透析初始阶段期间被确定。
步骤202在透析期间提供给数据存储器以下每个振动BP测量。
测量1:(t1,BP1,PTT1)
测量2:(t1,BP2,PTT2)
测量3:(tn,BPn,PTTn)
首先,这些测量值对以周期的间隔、例如30分钟(与步骤201、203和204中执行的检验同时进行)被记录。其次,这种类型的测量值对可能需要作为步骤204中执行的检验的结果被记录。然后步骤204中执行的检验在这个时间点启动血压测量。
在步骤203中,根据方程(9),为每个新PTT值PTT(i)确定相对PTT变化
在步骤204中,执行关于PTT的改变或是否导致阈值被超过的检验。在这里描述的实施例中,这种检验通过确定相对变化实现;尽管如此,检验也可以通过确定绝对变化而执行。
relPttChg≥THPttChg (10)
其中THPttChg是相对PTT变化的预定阈值。
阈值的超出表示BP下降的发生;如步骤202中所提供的,振动BP测量被激活并且结果被存储。
如果步骤204中执行的检验没有显示阈值已经被超过,下一个步骤205被执行,其在于检验治疗过程是否已经终止。
如果不是这样,步骤203被再一次执行,其中PTT变化被再一次检验。
如果识别到治疗终止,步骤206被执行。最大和最小BP值和对应的PTT值被从存储数据确定:
BPmin1=Min(BP1,BP1,…,BPn)=>PTTmin1=PTT|BP=BPmin1
BPmax1=Max(BP1,BP1,…,BPn)=>PTTmax1=PTT|BP=BPmax1
在这个实施例中,利用两对测量值确定参数:
(Datemax1,BPmax1,PTTmax1)和(Datemin1,BPmin1,PTTmin1)
接下来是变量的变换
Datemin=Datemin1,BPmin=BPmin1,PTTmin=PTTmin1
Datemax=Datemax1,BPmax=BPmax1,PTTmax=PTTmax1
关于标准
BPmax-BPmin≥THBp
PTTmin-PTTmax≥THPtt
是否被满足的检验在步骤207中执行。THBp是作为绝对脉搏波传播时间差的PTT差的预定阈值,而THBp是作为绝对血压差的血压差的预定阈值。也可以用相对差代替绝对差。
如果在步骤207中确定这些标准被满足,步骤208被执行,其中方程(10)中的参数m和n根据方程(7)和(6)确定。
在步骤207中执行的检验如果确定至少两个标准中的一个不满足,根据这个实施例推断来自当前治疗过程的数据不足以适合参数的确定。在这种情况下,步骤209被执行,其中执行“数据优化”。
BPmin=Min(BPmin0,BPmin1),PTTmin,Datemin
BPmax=Max(BPmax0,BPmax1),PTTmax,Datemax
这种优化过程包括比较当前数据和在先前的测量中获得的数据,其可能已经被存储在例如患者卡上。以便确保测量值的当前状态,至少三倍的当前测量值被使用。
接下来,在步骤210中,标准在步骤207中被再一次检验,这次使用新确定的数据。此外,第三阈值THDate由于方程(1)的时间可变性被插入:
|Datemax-Datemin|≤THDate
如果在步骤210中执行的检验表明新数据满足上述标准,方程(1)中的常数m和n根据方程(7)和(6)确定。
如果在步骤210中执行的检验表明即使利用新数据仍然没有满足该标准,程序流程终止。
图3示出图1的步骤104中将使用的流程图,这里称为“B”。
在图3中所示的流程图中的步骤301-308与图2的流程图中的相对照步骤201-208相对应。这里描述的实施例中仅有的区别是参数m和n的值已经是可用的,所以对于步骤304中的检验阈值,血压值可以从PTT值利用已经确定了的参数值m和n直接确定。因此阈值可以直接与血压相联系。
可以看出步骤308后面跟着另一个步骤,即步骤310。在这个步骤中,参数m和n可以重新确定。参数m和n在这个步骤中通过在当前治疗过程期间计算出的参数m和n和先前计算的参数m0和n0的加权组合而被估计。所述估计利用以下方程14和15执行:
m=α·m+(1-α)·m0 0≤α≤1 (14)
n=β·n+(1-β)·n0 0≤β≤ (15)
其中α和β是两个它们本身是其它变量、例如时间或各自的压力差的函数的预定的参数。
在步骤307中执行的检验,如果确定标准中的至少一个没有被满足,根据这个实施例推断来自当前治疗过程的数据它们本身不足以适合参数的确定。
在这种情况下,步骤309被执行,其中执行数据“优化”。
BPmin=Min(BPmin0,BPmin1),PTTmin,Datemin
BPmax=Min(BPmax0,BPmax1),PTTmax,Datemax
为此,需要在先前的治疗过程获得的测量值对。只有这样的在给定时间窗口内被记录的测量值对是合格的。这些测量值对被用于确定最小和最大血压值。在步骤307中的检验现在被基于这些值重新执行以确定这些标准是否被满足。如果这样的话,执行步骤308。
Claims (12)
1.一种透析设备,具有分配给所述透析设备的血压测量单元,分配给所述透析设备的脉搏波传播时间测量系统和评价单元,其特征在于评价单元被配置为使得描述脉搏波传播时间和血压间关系的参数(m,n)能够从由血压测量单元所做的测量和由脉搏波传播时间测量系统所做的同时的测量确定(208,308),当脉搏波传播时间和/或血压的绝对和/或相对差值在阈值以上时能够确定这些测量值对中的至少两个。
2.如权利要求1中所述的透析设备,其特征在于为了进行参数确定,测量值对可以根据值被记录的时间被加权(310),在靠后的时间记录的测量值对的权重降低。
3.如权利要求1或2中所述的透析设备,其特征在于测得的最大和最小血压和相应的测得的脉搏波传播时间可以被用于确定描述脉搏波传播时间和血压间关系的参数(208,308)。
4.如权利要求1至3中任一项所述的透析设备,其特征在于只有在给定时间窗口内获得的测量值对可以被用于确定描述所述关系的参数(309)。
5.如上述权利要求中任一项所述的透析设备,其特征在于数据输入单元被分配给或可分配给透析设备,所述输入单元用于从存储介质把由测量单元和测量系统在先前治疗过程期间获得的相同患者的值对提供给评价单元。
6.如权利要求5中所述的透析设备,其特征在于数据输入单元同时是数据输出单元,使用它将来自当前治疗过程的测量值对写入到存储介质上。
7.一种确定描述脉搏波传播时间信号和血压测量信号间关系的参数的方法,其特征在于描述脉搏波传播时间和血压间关系的参数(m,n)能够从多个血压测量信号值和同时的脉搏波传播时间值确定(208,308),这些测量值对中的至少两个当脉搏波传播时间和/或血压的绝对和/或相对差值在阈值以上时获得。
8.如权利要求7中所述的方法,其特征在于为了进行参数确定,测量值对可以根据值被记录的时间被加权(310),在靠后的时间记录的测量值对的权重降低。
9.如权利要求7或8中所述的方法,其特征在于测得的最大和最小血压和相应的测得的脉搏波传播时间被用于确定描述脉搏波传播时间和血压间关系的参数(208,308)。
10.如权利要求7至9中任一项所述的方法,其特征在于只有在给定时间窗口内获得的测量值对可以被用于确定描述所述关系的参数(309)。
11.一种用在权利要求5或6所述透析设备中的存储介质。
12.根据权利要求11中所述的存储介质,其特征在于所述存储介质是磁的、光的或电的。
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