CN102026576A - 估测用测血压布袖袋得到的中心压力波形的方法 - Google Patents

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Abstract

将基于物理学的数学模型用于估测中心压力波形,该中心压力波形来自使用上心脏收缩的布袖袋测量的肱压波形的测量结果。已经在许多接受心导管插入术的受试者中测试了该方法。中心压力一致性是在11mmHg内,且如使用中的示波装置和所谓的“黄金标准”之间的公开的非侵入血压一致性一样好。其也超过了非侵入血压测量装置的性能的国际标准。该方法具有许多优点,包括使用简单、快速计算和预测精确。另外,模型参数具有物理含义,因此可以为单个受试者调节。中心波形的精确估测也允许使用包括光体积描记术在内的其它非侵入测知系统进行连续测量(间隔校准)。

Description

估测用测血压布袖袋得到的中心压力波形的方法
相关申请的交叉参考
本申请要求2006年2月21日提交的美国专利申请号11/358,283 (现在美国专利公开号2006/0224070-A1,于2006年10月5日公开)、2008年6月13日提交的美国专利申请号12/157,854 (现在美国专利公开号2009/0012411-A1,于2009年1月8日公开)、2008年5月15日提交的美国临时申请系列号61/127,736和2008年9月24日提交的美国临时申请号 61/194,193的优先权的权益。在此公开且要求保护的发明的主题与在1999年6月22日授权的美国专利号5,913,826、2006年2月7日授权的美国专利号6,994,675和前述美国专利公开号2006/0224070-A1和美国专利公开号2009/0012411-A1中公开的主题有关,它们都通过参考并入本文。
背景技术
本发明涉及测量来自上臂测血压布袖袋的上心脏收缩(suprasystolic)波形的方法。这些波形的分析和解读,可以直接在测量和处理的信号上进行。已经证实,上心脏收缩波形随着血管活性剂的施用、生理学挑战、正常成熟过程和病态而显著地且可预测地变化。
近期的文献已经指出了中心血压(波形和值,诸如心脏收缩的、心脏舒张的、和平均值)在心血管风险控制中的潜在重要性。为此,如果能估测中心压力,将是有利的。
更具体地,本发明涉及波形测量系统和待研究的动脉系统的基于物理学的模型化方法。由奥克兰科技大学生物医学技术研究所(Institute of Biomedical Technologies, Auckland University of Technology)的Joe El-Aklouk构建的这类早期模型之一,是基于管道中的声压波传播。
El-Aklouk的工作包含,开发在给定已知的材料性质、几何形状、约束条件和驱动输入的情况下模拟波传播的模型。El-Aklouk也研究了动脉中的压力振荡向外表施加的充气布袖袋的传播。
Berend Westerhof等人(Am J Physiol Heart Circ Physiol 292:800-807, 2007)已经提出了更多新的模型,他们假定更多周边的动脉存在已知的端阻抗,检查了锁骨下根和未阻塞的肱动脉之间的压力转移。在另一篇近期的文章(J Appl Physiol 105:1858-1863, 2008)中,Westerhof 等人尝试证实,周边循环中的变化造成的阻抗的变化对中心压力预测具有可忽略的影响。Westerhof 等人没有考虑使用上心脏收缩布袖袋来从周边循环隔离肱动脉。
发明内容
本发明的首要目的是,通过应用上心脏收缩布袖袋,并使用反转肱动脉布袖袋-压力模型,改善中心压力波形的估测。
本发明的更具体的目的是,扩展El-Aklouk和Westerhof 等人完成的理论工作,包括反转模型的推导,并将它具体应用于锁骨下-肱动脉分支。该反转模型允许通过测量上心脏收缩波形,预测驱动输入压力(在主动脉弓中)。已经发现,可以解决反转模型问题,无需求助于计算成本昂贵且迭代数值的方法。已经在假定下推导出了解决方案,以允许以封闭方式呈现。该模型仅利用物理上有意义的参数。
根据本发明的该模型已经应用于在受试者的研究中收集的临床数据,所述受试者在Wil Harrison博士领导的奥克兰城市医院(Auckland City Hospital)接受心导管插入术。下文阐述了该研究的结果,它们验证了该模型。
模型推导
在考察的动脉系统中,压力波通过左锁骨下和肱动脉封闭的血量传播。在肱末端,通过施加上心脏收缩测血压布袖袋,基本上封闭动脉。
已经做出如下的许多假设以及它们的论证:
●动脉在横断面上为环形。MRI成像已经证实这是基本上正确的。
●动脉具有平行侧。在400 mm的距离上锁骨下根和肱动脉之间的半径变化是约1.5毫米。
●动脉圆筒是薄壁的,也就是说,壁厚度远远小于内径。在该文献中报道的动脉壁厚度是半径的约1/5。
●血流速度远远小于声速。也就是说,动能向势能的转化是可忽略的。另外,可以忽略血流的粘弹性性质。在导致动脉阻塞的上心脏收缩布袖袋条件下,在动脉内基本上没有血流。
●在动脉区段内没有分叉。左锁骨下-肱管道基本上没有分叉(尽管存在许多小分支)。另一个主要分叉是肱动脉向桡动脉和尺动脉中的分支。这发生在远离上心脏收缩布袖袋的位置。
●动脉区段的约束条件可以描述为阻抗的陡变。有限元模型证实,在上心脏收缩布袖袋下向封闭状态的转变发生在超过几毫米的空间上。同样地,锁骨下根从直径要大得多的主动脉弓突然分支。
●沿着动脉没有流体静力学压力差。医学实践建议,与心脏接近水平地进行布袖袋的非侵入测量。因此该假设是合理的。
应当指出,许多这样的假设不适用于其它测量方法。更具体地,使用动脉管路或眼压测量方法,不允许假设持久的阻抗陡变,也不允许假设零血流。在桡部位的测量,也将显著的分叉引入待研究的动脉系统中,并进一步危及薄壁管假设。还应当指出,该模型对于左臂是最正确的。右锁骨下动脉是远离主动脉产生的一个分支。
使用上面的假设,可以证实,通过一维声波方程,可以描述系统中的压力传播:
Figure 843624DEST_PATH_IMAGE001
其中pt是声压(与围压的局部偏差),c是声速,x是空间坐标,且t是时间。
Figure 760765DEST_PATH_IMAGE002
其中E是动脉壁物质的弹性模量,h是壁厚度,r是管道半径,且ρ是血密度。
在恒定动脉横断面的情况下,声速相对于时间和空间恒定,所以通解可以描述为:
Figure 540502DEST_PATH_IMAGE003
其中pp、pn分别表示正向和负向压力波,总压力pt是双组分波的叠加。
还已知,在阻抗变化(造成声速的变化)的情况下,会反射一部分波,并传递一部分(剩余部分)波。
使用该信息,对于在图1中所述的系统,可以书写出主动脉中的总压力和在阻塞处的总压力之间的下述关系:
Figure 748760DEST_PATH_IMAGE004
其中下标0、1和2分别表示在锁骨下动脉以外的主动脉(源)中、在锁骨下动脉的根中和在阻塞之前且紧邻的位置。因子a是在布袖袋处的反射系数,且物理地限定在0至1的范围内。常量dt是波从锁骨下根传递到布袖袋阻塞所需的时间。
可以看出,在上述的上心脏收缩测量特有的条件和假设下,在理论上,使用仅2个参数a和dt,可以容易地从阻塞压重建主动脉压波形。
测量模型
该公式迄今已经仅考虑动脉内压力波传播的内部物理学。但是,根据本发明的测知系统是非侵入性的,且依赖于内部压力振荡向外表施加的充气布袖袋的转移。
在文献中已经报道,转移的压力振荡的波幅由大量因素决定。但是,临界参数似乎是透壁压力——即外表施加的布袖袋压力和内部动脉压之间的压力差。在图2中用图表显示了该关系,它表明,在零透壁压力时转移最大相对波幅。随着绝对透壁压力增加,在布袖袋处观察到更少的振荡。在接近恒定的布袖袋压力的情况下,正如上心脏收缩测量的情况,可以看到,透壁压力会随着心动周期而变化。
该信息允许补偿示波波形,以估测动脉压。将本文所述的程序表达为函数实施例,且可能不是唯一或甚至最佳的补偿方法。
过滤后,上心脏收缩波形pOsc表示布袖袋压力振荡,其波幅小于几mmHg。将该波形重新换算成测量的心脏收缩压SBP和心脏舒张压DBP,得到pss
Figure 563133DEST_PATH_IMAGE005
将pss和布袖袋压力pCuff之间的差计算为透壁压力ptp。在上心脏收缩测量的情况下,布袖袋压力可以假定为在SBP以上25 mmHg的值。
ptp = pCuff - pss
将校正量
Figure DEST_PATH_IMAGE007A
计算为透壁压力的函数。为了匹配在图2中所示的关系,在零透壁压力时的校正量应当是零,且随着透壁压力增加,校正量以增量来增加。下述形式的函数可以满足这些要求:
Figure 182333DEST_PATH_IMAGE008
其中d是比例因子。
也可以应用其它校正形式。从我们的分析已经发现,校正形式应当是这样,如果校正过的和未校正的波形被归一化,则校正函数应当在0和1之间单调增加,但是在0和1之间的压力成比例地增大,如图12所示。
满足该要求的一个函数具有形式
Figure DEST_PATH_IMAGE009
其中pSSnorm是未校正的归一化的波形值,pCorr是校正过的归一化的波形值,且d是控制校正量的控制参数。
一旦已经计算出校正量,可以如下重新换算估测的动脉压PAat
Figure 26530DEST_PATH_IMAGE010
在图3中显示了估测的压力波的一个实例(归一化成SBP=1, DBP=0)。
血压换算
在上面的讨论中,将pArt换算成测量的心脏收缩压和心脏舒张压。实际上,该理论认为这不是正确的处理。动脉血压实际上通过来自周边循环的波反射产生。但是,通过上心脏收缩测量估测的动脉压是来自布袖袋的反射的函数。因此,具有上心脏收缩布袖袋时的动脉压可能高于没有上心脏收缩布袖袋时的压力。其正确程度可能取决于许多因素。在该模型中,将换算处理为常量因子c。
pt2 = c(pArt –平均(pArt))
再一次指出,pt2是在平均压力上下的压力微扰,而不是测量血压。假设推断,平均压力不会沿着锁骨下-肱动脉的长度而变化。因此,可以通过下述方程估测主动脉血压:
pAO = pt0 +平均(pArt))
模型总结
总之,本发明是基于模型的预测中心主动脉压(具体地,在左锁骨下动脉开口处)的方法。模型的输入是上心脏收缩的示波波形。该模型具有下述参数:
●a: 在布袖袋处的反射系数的绝对值。a∈(0至1);
●dt: 压力波从锁骨下根传播到咬合的布袖袋的时间(大于0 秒);
●d: 透壁偶合校正的比例因子;和
●c: 上心脏收缩压波形的比例因子。
附图说明
图1是表示根据本发明的动脉系统模型的图。
图2是显示根据本发明的模型的振荡反应的图。
图3是显示在根据本发明的模型中校正过的压力波(上面的线)和原始波(下面的线)的时间图。
图4显示了示波地测定的肱心脏收缩血压(SBP)和测量的主动脉SBP的对比。图4A是Bland Altman图,图4B是X-Y图。
图5显示了示波地测定的肱心脏舒张血压(DBP)和测量的主动脉DBP的对比。图5A是Bland Altman图,图5B是X-Y图。
图6显示了上心脏收缩地测量的肱增强指数(AI)和侵入地测量的AI的相关性。
图7显示了使用根据本发明的模型预测中心心脏收缩血压,和测量的中心心脏收缩血压。图7A是Bland Altman图,图7B是X-Y图。
图8显示了使用根据本发明的模型预测中心心脏舒张血压,和测量的中心心脏舒张血压。图8A是Bland Altman图,图8B是X-Y图。
图9显示了使用根据本发明的模型预测中心增强指数(AI),和测量的中心增强指数。图9A是Bland Altman图,图9B是X-Y图。
图10表明,测量的和预测的波形的一阶导数之间的相关性是模型参数的函数。
图11显示了测量的(实线)和预测的(虚线)压力相对于平均值的偏差的时间序列(图11A)和压力偏差的一阶导数(图11B)。
图12显示了归一化的、未校正的布袖袋压力波形和归一化的、校正过的肱动脉波形之间的单调增加关系。
图13是非侵入地校准中心压力波形的方法的流程图。
图14 是单个心脏射血周期的时间图,它显示了心音的定时、ECG脉搏、中心压力和布袖袋振荡波形。
具体实施方式
使用在受试者的研究中收集的临床数据,所述受试者在Wil Harrison博士领导的奥克兰城市医院(Auckland City Hospital)接受心导管插入术,实验地验证根据本发明的理论和模型。
临床验证
在Wil Harrison博士领导下,从奥克兰城市医院的心脏研究实验室收集用于临床验证的数据。从连续的病例中招募了27位受试者,排除具有已知的严重的动脉瘤、中度至严重的心律失常或异常的锁骨下/肱解剖学的那些。使用测血压布袖袋,非侵入地收集上心脏收缩的示波波形,并使用根据本发明的模型进行分析。同时,利用在主动脉根附近的导管尖,收集10秒侵入压力波形。用监护仪测量非侵入血压(NIBP),使用它的内部的Welch Allyn示波NIBP模块。在收集波形数据之前,测定NIBP约30秒。
在招募的27位受试者中,由于技术困难没有测量前2位受试者。在另外2位受试者上记录下了差质量的导管描记图。在分析时没有得到另外一位受试者的导管描记图。从剩余的22位受试者得到波形测量,平均(sd)信噪比SNR为13.4 (3.06) dB。这代表非常好的信号质量。
非侵入和侵入测量
作为参照点,对比了从非侵入和侵入测量直接推导出的统计学。
图4显示了示波心脏收缩压和测量的侵入心脏收缩压之间的一致性和相关性。Pearson氏相关系数r是0.88。但是,一致性的限度(成对的测量之间的差异的标准偏差的2倍)是5.9 ± 24.2 mm Hg。 这意味着,约95%的测量在这些限度内是精确的。在临床上,这么宽的一致性限度和显著的偏倚表明,非侵入心脏收缩压难以估测中心心脏收缩压。
在图5所示的心脏舒张压的情况下,一致性限度稍微更紧一些,是10.7 ± 11.0 mmHg。但是,平均偏倚较大。相关性是相当的,r = 0.84。
由于不同的计算方法,通过R6.5装置(AIss)和中心增强指数AI计算出的上心脏收缩增强指数之间的直接对比是不合理的。但是,如果进行,会给出非常差的一致性限度57 ± 94%,且r=0.56。X-Y图如图6所示。
模型-预测的和测量的侵入测量
将上述模型应用于临床数据,以研究预测中心压力的可行性。如下设定模型参数:a = 0.7, c = 1.25, dt = 0.045 秒,且d = 0.045。
从图7可以看出,与直接对比非侵入压力相比,中心心脏收缩压表现出好得多的一致性。一致性限度是0.2 ± 8.7 mmHg,相关系数r是0.98。鉴于Welch Allyn公开的关于使用的NIBP模块(它的一致性限度是2 ± 11 mmHg)的精确度的结果,应当考虑这些一致性限度。
为心脏舒张血压得到了类似的结果,如图8所示。预测的一致性限度是-0.3 ± 10.6 mmHg。为了对比,Welch Allyn非侵入心脏舒张压的一致性限度是-0.5 ± 11 mmHg。
也对比了侵入和预测的增强指数。相关的图如图9所示。一致性限度是4.1 ± 24.6%,,相关系数是0.54。
临床研究的结果
可以看出,使用根据本发明的模型和方法预测的中心压力紧密匹配侵入地测量的实际值。根据本发明的方法不需要对中心波形参数(诸如心脏舒张压和平均压力)做出任何校正。鉴于文献记载的NIBP估测的不准确性,似乎不会显著改善中心压力变化。实际上,血压预测容易地通过血压仪器精确度的国际标准(尽管该标准不严格适用于中心压力估测)。
当前的研究存在几个方法缺点,下面进行描述。
●在主动脉根处测量中心压力,而模型预测在左锁骨下动脉入口处的压力,所述入口位于主动脉弓顶部附近。
●为每位患者使用单个NIBP测定。通过多次连续测量,或通过侵入测量,可以得到引入的理想差异性。
●稍微武断地确定模型参数。更好的方案应当是从独立的数据集合或通过数学模型化估测它们。
●在22位受试者中的7位中,测量的侵入波形的升支切迹的鉴别有待讨论。这可以解释模型-预测的和测量的增强指数之间的某些一致性差异。
理想地,通过测量每个单独的受试者,确定模型参数。在dt的情况下,使用额外的、非侵入的传感器,可以相对容易地确定,或可能从诸如年龄、身高、体重和性别等统计信息估测出来。预测的波形的导数和测量的波形的导数之间的相关性分析表明,该相关性对于参数dt的敏感性远远高于对参数a的敏感性。对于特定受试者,这显示在图10中,但是该表面的总形状是典型的。
应当指出,在图10中显示的相关性是针对波形的一阶导数。预测的和测量的波形之间的相关性大于0.97。对应的时间序列如图11所示。
结论
根据本发明的方法有利地包括下述步骤:
●非侵入测量压力波形;
●使用上心脏收缩测血压布袖袋;
●测量左肱动脉的血压;和
●应用上述的具体数学模型。
所述方法因而通过使用测血压布袖袋在周边位置测量压脉波信号,估测中心动脉压力和压力波形。
该方法的基本用途是:
●将已知的阻抗约束条件施加于中心动脉的动脉下游断面上。在该实例中,上心脏收缩布袖袋造成阻塞,并隔离在布袖袋远侧上的动脉断面。
●测量来自已知约束条件和中心动脉之间的动脉断面的心脏-脉搏同步信号。
●基于数学模型的计算方法,其与心脏-脉搏同步信号和在周边动脉根处的中心压力有关。
●估测数学模型的参数的方法。基于以前测量的数据、患者特征(诸如年龄、体重、身高)和/或从受试者测量,可以估测它们。例如,参照图14;
○可以使用心音传感器来估测压脉进入锁骨下动脉的时间。通过假设在布袖袋压力波上测得的心脏收缩射血期与中心波形相同,通过从与主动脉瓣关闭相对应的心音时间减去心脏收缩射血期,估测压脉的进入时间。
○可以假定ECG的R-波发生在射出每搏输出量之前的恒定时间增量,并从而估测中心压力波的根的时间。 
○如果同时用一个上心脏收缩布袖袋测量使左颈动脉扁平,可以认为扁平波的根时间与压力波进入锁骨下动脉几乎同步。
●应用数学模型从测量的波形估测中心压力的方法。
因此,已经证实和描述了新颖的估测用测血压布袖袋得到的中心压力波形的方法,该方法满足了为其寻求的所有目的和优点。但是,本领域技术人员在考虑本说明书和附图(它们公开了本发明的优选实施方案)后,会明白本发明的许多变化、修改、变动和其它应用和用途。本发明覆盖了所有这些没有脱离本发明的精神和范围的变化、修改、变动和其它应用和用途,本发明将仅由下面的权利要求书来限定。
例如,本发明的其它方面可以包括:
●估测的中心波形可以用于计算估测的中心压力和另一个心脏脉搏同步信号之间的传递函数。
●该第二个信号(例如,手指光体积描记术(finger photoplethysmograph)或PPG)可以从周边动脉的另一个断面测量,并使用或不使用已知的阻抗约束条件。以此方式,PPG信号可以用于连续估测中心或周边压力波形。中心-压力波形估测平均值的重新校准,可以在预设的间隔进行,由临床医师触发,或当测量的波形的特征变化时。该算法如图13所示。
●估测的中心波形可以与另一个心脏脉搏同步信号和其它数学模型或传递函数结合使用,以估测血流特征,包括心输出量。

Claims (34)

1. 使用测血压布袖袋和布袖袋压力转换器测量从患者臂肱动脉非侵入地得到的上心脏收缩血压波形的方法,所述方法包含下述步骤:
(a) 将患者臂上的测血压布袖袋充气至上心脏收缩压;
(b) 测量与肱动脉有关的连续的布袖袋压力波形,其代表至少一个心脏射血周期;
(c) 使用关于心脏-脉搏同步布袖袋压力信号和布袖袋附近的肱压的数学模型,分析布袖袋压力波形,以得到估测的肱压信号和压力波形;
(d) 使用关于估测的肱压信号和在肱动脉根部的中心压力的数学模型,分析估测的肱压波形,以得到估测的中心动脉压力和压力波形,其中该数学模型包括至少一个选自下述的具有物理含义的参数:在布袖袋处的阻抗关系,和将基本上在锁骨下根处的压力波相位与在咬合的布袖袋处的压力波相位相关联的参数;和
(e) 产生基于分析的输出。
2. 根据权利要求1的方法,其中通过相对于以前测量的心脏收缩压和心脏舒张压换算布袖袋压力信号,建立关于布袖袋压力信号和在布袖袋附近的肱压的模型,使得估测的肱压信号的波幅与测量的心脏收缩压和心脏舒张压之间的差成比例。
3. 根据权利要求2的方法,其中在测量上心脏收缩压波形之前、过程中或之后,使用测血压布袖袋测量心脏收缩的和心脏舒张血压。
4. 根据权利要求2的方法,另外包含校正步骤,从而通过非线性函数校正最大和最小估测肱压之间的估测肱压,所述非线性函数从最小估测肱压向最大估测肱压单调增加,但是在最大和最小估测肱压之间的压力成比例地增大。
5. 根据权利要求1的方法,其中关于估测的肱压信号和在周边动脉根部的中心压力的数学模型采取这样的形式,其中估测的中心压力是被传播时间在时间上向前转移的估测肱压的第一部分和被传播时间在时间上向后转移的估测肱压的第二部分的总和,从而所述第一部分是反射系数/(反射系数+1)之比,所述第二部分是1/(反射系数+1)之比。
6. 根据权利要求4的方法,其中所述校正采取这样的形式,使得校正过的压力估测(如果在0至1之间换算)等于(控制变量-1+在0至1之间换算的未校正的压力)/(控制变量+1+在0至1之间换算的未校正的压力)之比,从而控制变量控制非线性校正的量。
7. 根据权利要求1的方法,其中在布袖袋处的反射系数是预定的常量。
8. 根据权利要求1的方法,其中基于施加上心脏收缩的布袖袋引起的动脉横断面的估测变化,确定在布袖袋处的反射系数。
9. 根据权利要求8的方法,其中反射系数的确定依赖于估测的未咬合的动脉大小、上心脏收缩的布袖袋压力和测量的心脏收缩压和心脏舒张压之间的预定关系。
10. 根据权利要求1的方法 ,其中所述传播时间取作预定的常量。
11. 根据权利要求1的方法,其中通过使用预定关系估测动脉长度和脉搏波速度,确定传播时间,所述预定关系是关于至少一个选自下述的患者参数:性别、年龄、身高、上臂围和肱增强指数。
12. 根据权利要求1的方法,还包含测量肱动脉中的传播时间的步骤。
13. 根据权利要求12的方法,其中所述传播时间是估测肱压脉搏根出现和同步收集的ECG信号的在前R-波出现之间的时间差。
14. 根据权利要求12的方法,其中所述传播时间是估测肱压脉搏根出现和同时收集的颈动脉压力测量信号根出现之间的时间差。
15. 根据权利要求12的方法, 其中所述传播时间是估测肱压脉搏中的重搏切迹出现和与从心音传感器同时收集的主动脉瓣关闭相对应的心音时间之间的时间差。
16. 根据权利要求1的方法,其中所述分析的输出是中心心脏收缩血压。
17. 根据权利要求1的方法,其中所述分析的输出是中心心脏舒张血压。
18. 根据权利要求1的方法,其中所述分析的输出是中心脉搏压力。
19. 根据权利要求1的方法,其中所述分析的输出是中心增强指数。
20. 根据权利要求1的方法,其中所述分析的输出是中心压力随时间的最大变化速率。
21. 根据权利要求1的方法,其中所述分析的输出是中心心脏收缩射血期。
22. 根据权利要求1的方法,其中所述在布袖袋处的阻抗关系是反射系数。
23. 根据权利要求1的方法,其中所述在布袖袋处的阻抗关系是频率响应函数。
24. 根据权利要求1的方法,其中所述在布袖袋处的阻抗关系是数字滤波器。
25. 根据权利要求1的方法,其中所述将基本上在锁骨下根处的压力波相位与在咬合的布袖袋处的压力波相位相关联的参数是传播时间。
26. 根据权利要求1的方法,其中所述将基本上在锁骨下根处的压力波相位与在咬合的布袖袋处的压力波相位相关联的参数是频率响应函数。
27. 根据权利要求1的方法,其中所述将基本上在锁骨下根处的压力波相位与在咬合的布袖袋处的压力波相位相关联的参数是数字滤波器。
28. 使用作为第一个非侵入传感器的测血压布袖袋和布袖袋压力转换器和心脏同步脉搏信号的第二个非侵入传感器,连续测量非侵入地来自患者臂肱动脉的中心血压波形的方法,所述方法包含下述步骤:
(a) 将患者臂上的测血压布袖袋充气至上心脏收缩压;
(b) 测量与肱动脉有关的第一个连续的布袖袋压力波形,其代表至少一个心脏射血周期;
(c) 使用关于心脏-脉搏同步布袖袋压力信号和布袖袋附近的肱压的数学模型,分析布袖袋压力波形,以估测肱压和压力波形;
(d) 使用关于估测的肱压信号和在肱动脉根部的中心压力的数学模型,分析估测的肱压波形,以得到估测的中心动脉压力和压力波形,其中该数学模型包括至少一个选自下述的具有物理含义的参数:在布袖袋处的阻抗关系,和将基本上在锁骨下根处的压力波相位与在咬合的布袖袋处的压力波相位相关联的参数;
(e) 从在时间上与第一个连续的布袖袋压力波形适当对应的第二个非侵入传感器,测量第二个连续的脉搏信号;
(f) 计算将估测的中心动脉压力与第二个连续的脉搏信号相关联的数学关系;
(g) 将测血压布袖袋放气至下心脏舒张压;
(h) 从第二个非侵入传感器收集第三个连续的脉搏信号;和
(i) 通过使用以前计算的数学关系,来估测中心动脉压力,其中该数学关系将估测的中心动脉压力与第二个连续的脉搏信号和来自第二个非侵入传感器的第三个连续的脉搏信号相关联。
29. 根据权利要求28的方法,其中所述心脏同步脉搏信号的第二个非侵入传感器是光体积描记术传感器。
30. 根据权利要求28的方法,其中所述心脏同步脉搏信号的第二个非侵入传感器是压力测量传感器。
31. 根据权利要求28的方法,其中所述心脏同步脉搏信号的第二个非侵入传感器是施加到患者另一臂上的测血压布袖袋。
32. 根据权利要求28的方法,其中所述将估测的中心动脉压力与第二个连续的脉搏信号相关联的数学关系采取传递函数的形式。
33. 根据权利要求28的方法,其中所述将估测的中心动脉压力与第二个连续的脉搏信号相关联的数学关系采取数字滤波器的形式。
34. 根据权利要求28的方法,还包含下述步骤:将来自第二个非侵入传感器的第三个连续的脉搏信号和来自第二个非侵入传感器的第二个连续的脉搏信号之间的差异与预定标准进行对比,且如果所述差异满足所述标准,根据权利要求28的方法进行另一个测量,以重新校准第二个非侵入传感器信号和估测的中心血压之间的关系。
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