CN115737957A - 一种va模式下基于血压监测的ecmo自动调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种VA模式下基于血压监测的ECMO自动调节方法，涉及体外膜肺技术领域，方法为基于人体血压数据的采集，ECMO得到人体动脉压数据，并根据人体动脉压数据，设定平均动脉压最低边界值，ECMO通过自动调节自身转速来维持压力不低于所设定的最低边界值，以维持患者自身有效血压供应。本发明具有在ECMO和监护仪之间建立连接，根据病人的血压，ECMO通过监测和计算得出人体平均动脉压数据，根据指标范围，自动调节ECMO机器的运行状态，从而维持患者有效血压供应，减少了对医护人员专业性的要求以及主观性上的误差，具有提高治疗效率和质量，加快治疗进程的效果。

Description

一种VA模式下基于血压监测的ECMO自动调节方法

技术领域

本发明涉及体外膜肺技术领域，更具体地说，它涉及一种VA模式下基于血压监测的ECMO自动调节方法。

背景技术

ECMO的本质是一种改良的体外心、肺替代辅助装置，核心的部分是膜肺和血泵，ECMO是利用体外循环代替自身循环，由离心泵提供血流动力，通过氧合器对静脉血进行氧合并清除二氧化碳，成为含氧高的动脉血，注回人体完成血压的维持及氧气的供应，从而部分或者完全替代患者的心肺功能，相当于患者体外的一个“人工肺”、“人工心脏”。由于ECMO分别起人工肺和人工心脏的作用，其可以对重症心肺功能衰竭患者进行长时间心脏替代支持，长时间维持血压并进行体外氧合和CO2清除，支持心肺功能，降低心、肺负荷，为心脏和肺脏疾病的恢复提供时间，为危重症病人的抢救赢得宝贵的时间。在ECMO的工作过程中，需要对人体的各方面指标和参数进行监测，从而评估病患血压维持情况、氧合改善情况和二氧化碳清除情况，从而适时的对各项功能进行调节。

ECMO设备包括VA-ECMO与VV-ECMO两种常规工作模式，在VA模式下的ECMO，其主要是实现对人体心脏功能的替代支持，直至患者的心脏功能运转正常。在其工作中，医护人员需确定多项参数在特定时间范围内保持稳定，当参数发生改变，为了维持参数的稳定，需要判断并调整ECMO设备接下来的工作情况。其中的参数包括人体血压数据，人体血压数据目前是通过有创血压监测在血压监测设备上进行监测的。基于人体血压数据采集，由医护人员结合监测所得的数据来计算并判断是否需要调节ECMO至适合人体当前状态的参数或是否可以停止使用ECMO设备。

而目前的技术中，由于ECMO和血压监测设备是两个相互独立工作的机器，那么就会导致在上述过程中，血压的测量、血压的判断(是否稳定在一个符合病患当前状况的特定范围值内)、调节ECMO设备的参数以及判断ECMO设备脱机的及时性、准确性均对医护人员的专业性要求较高，且与医护人员自身的医疗经验存在主观上的联系，血压过高或过低，对于ECMO设备的调节或断开均存在影响，断开ECMO设备对人体的心肺支持过早或者过晚，均会影响患者的恢复。因此，为辅助医疗人员能够基于血压监测以及时、准确地对ECMO设备的参数调节、脱机判断，减小因主观因素调节ECMO设备对人体心肺支持的不良影响，本发明提出一种VA模式下基于血压检测的ECMO自动调节方法。

发明内容

针对实际运用中这一问题，本发明目的在于提出一种VA模式下基于血压监测的ECMO自动调节方法，具体方案如下：

一种VA模式下基于血压监测的ECMO自动调节方法，所述方法为基于人体血压数据的采集，ECMO得到人体平均动脉压数据，并根据人体平均动脉压数据，设定平均动脉压最低边界值，ECMO通过自动调节自身转速来维持压力不低于所设定的最低边界值，以维持患者自身有效血压供应。

进一步的，所述人体血压数据由监护仪完成数据采集，所述监护仪与ECMO之间建立连接，监护仪将采集的人体血压数据传递至ECMO， ECMO接收并基于该人体血压数据实现自动调节；

其中，采集的所述人体血压数据包括心脏收缩压、心脏舒张压与平均动脉压。

进一步的，所述ECMO得到平均动脉压的数据包括两种方式：

第一种方式是ECMO直接接收并识别监护仪所采集的平均动脉压；

第二种方式是ECMO获取监护仪所采集的心脏收缩压和心脏舒张压，并基于心脏收缩压和心脏舒张压数据，计算得到平均动脉压。

进一步的，在第二种方式中，平均动脉压的计算方式包括两种：

一种计算方式为：平均动脉压＝2/3心脏舒张压+1/3心脏收缩压；

另一种计算方式为：平均动脉压＝心脏舒张压+1/3脉压差，脉压差＝心脏收缩压-心脏舒张压。

进一步的，ECMO自动调节转速的方式为：当ECMO监测或计算出平均动脉压低于最低边界值时，自动增加转速，使得平均动脉压提升到设定的最低边界值之上；当ECMO监测或计算出平均动脉压升高并稳定维持时，自动降低转速，维持平均动脉压不低于设定的最低边界值；

其中，调节ECMO的转速通过调节电机的转速实现。

进一步的，在利用ECMO治疗的过程中，需要维持平均动脉压不低于65mmHg。

进一步的，所述ECMO在自动调节转速以维持患者自身有效血压供应的基础上，血流量相应改变，自动实现对血流速度的供应，同时自动调节并匹配到血流速度需求的气流速度。

进一步的，自动调节并匹配到血流速度需求的气流速度的方式具体为：基于气流速度和血流速度的采集，ECMO自动计算“气流/血流”比，并锁定“气流/血流”比计算值，按照锁定的“气流/血流”比计算值，自动调节气流速度；

其中，所述气流速度数据通过空氧混合器气流设定完成采集。

进一步的，所述VA-ECMO使用中，要求“气流/血流”比范围在 0.5:1-1:1之间。

进一步的，ECMO在以维持患者有效血压供应为前提，匹配调节“气流/血流”比和氧浓度在需求范围内，过程中需调整抗凝管理方案，当人体心脏功能满足自身需求后，则给出ECMO脱机的提示；

ECMO基于血压监测自动调节的过程中，还会不断给出提示ECMO 撤离的概率和时机。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)本发明中，通过提供一种基于血压监测在ECMO自动调节方法，在ECMO与血压监测设备之间建立连接，基于监护仪对人体血压数据的采集，ECMO监测或计算得到人体平均动脉压数据，并根据人体平均动脉压数据，设定平均动脉压最低边界值，ECMO通过自动调节自身转速来维持平均动脉压不低于所设定的最低边界值，以使得人体血压达到并稳定保持在预设的特定范围值内，从而维持患者自身有效血压供应，并且ECMO自动调节的过程中，还会不断给出提示ECMO 撤离的概率和时机；当人体心脏功能满足自身需求后，则给出ECMO脱机的提示，可操控ECMO实现脱机。

(2)本发明中，通过在VA模式下基于血压监测实现ECMO的自动调节，通过对人体血压数据的采集，计算相关结果，该计算结果不仅可提示医疗人员需要对ECMO进行调节，同时给出的参考信息可供医疗人员参考具体该如何调节ECMO模式，辅助医护人员进行判断和操作，能够减少对医护人员专业性的要求及主观性上的误差，提高参数调节的及时性和准确性，减少对人体心肺功能的不良影响，以实现较佳的血液功能调节。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在心肺支持领域中，ECMO通过将人体右心中的血液引出体外进行氧合，然后再输送回到大动脉或右心内。从而部分或者完全替代患者的心肺功能，相当于患者体外的一个“人工肺”、“人工心脏”。在此过程中，对于人体生命体征的持续监测是十分重要的。

在目前的医疗过程中，患者血压数据是通过有创血压监测在血压监测设备(如监护仪)上进行监测的，血压监测设备是用来可以实时、连续并且长时间的监测病人的一些重要生命体征参数，一般都是由包含各种传感器的物理模块和内置计算机系统构成。各种生理信号由传感器转换成电信号，经前置放大处理后送入计算机进行结果显示、存储和管理。多功能参数综合血压监测设备可以同时监护心电、呼吸、体温、血压、血氧等参数。

当血压超出维持人体生命体征的基础范围值以外时，需要对应调节降低ECMO的工作参数，以维持基础血压值。

鉴于目前监护仪与ECMO作为两个独立的设备和机器，各自独立工作，监测数据结果需要依赖于医护人员的专业性和主观性进行判断，而导致的ECMO难以及时、准确地实现调节。因此，本申请的实质是给出一种VA模式下基于血压监测的ECMO自动调节方法，通过在监护仪和ECMO之间建立连接，基于监护仪监测所得的人体血压数据， ECMO自动实现转速的调节。

ECMO的基础模式有VA、VV两种基础模式，模式的确定是根据插管的位置确定的，VA模式一根插管在静脉(引流)，一根插管在动脉 (供血)。VV模式一根插管在静脉(引流)，另一根也在静脉(供血)。本申请所提供的技术方案是在VA模式下，基于血压监测来实现的ECMO自动调节方法。

在ECMO的VA模式下，ECMO的自动调节主要是以维持人体有效血压为基础，那么本申请实际上给出的自动调节方法核心就是ECMO 如何基于监护仪采集的血压数据、通过自动调节来维持人体有效血压。

接下来对本申请给出的VA模式下基于血压监测的ECMO自动调节方法具体阐述如下：

人体血压是血液在血管内流动时作用于单位面积血管壁的侧压力，是推动血液流动的动力，一般血压的维持需要以下几个方面：1、要有足够的循环血量来满足血管容量，心脏收缩时产生的压力为收缩压；2、心脏收缩将血液泵至主动脉，压力会推动血液向前输送到各个周围的重要脏器，维持脏器的重要生理功能；3、动脉血管弹性回缩时产生的压力为舒张压，当心脏收缩结束时，心脏进入舒张期，主动脉瓣关闭，血管内压力开始下降，动脉血管的弹性回缩维持一定的压力，压力的最低值称为舒张压。压力下降的过程中，一部分血液灌注到冠状动脉中，对心肌细胞进行供血、供氧。

而一旦人体血压发生变化时，相对应的，为了维持人体血压保持在特定的范围值内，此时就需要改变ECMO的转速，以对人体血液流量进行调节，即：在其余条件不变的情况下，当人体血压上升时，表明人体心脏输出增加，这时则降低所述ECMO的转速，血泵对血液流量进行调节，以调节血压值至人体正常范围，同时体外膜肺的气流量自动匹配血液流量进行调节；反之，在其余条件不变的情况下，当人体血压下降时，表明人体心脏输出减弱，这时则增加所述ECMO的转速，血泵对血液流量进行调节，以调节血压值至人体正常范围，同时体外膜肺的气流量自动匹配血液流量进行调节。

维持患者自身有效血压的实质就是维持平均动脉压在设定的需求范围内。

在VA模式下，利用ECMO治疗的过程中，ECMO中平均动脉压不宜太低，需要维持平均动脉压不低于65mmHg。基于对患者血压的监测，平均动脉压的维持可通过ECMO的自动调节来实现。

本申请给出的一种VA模式下基于血压监测的ECMO自动调节方法，方法实质为：一、基于外部设备对人体血压数据的采集，ECMO 自动获取该数据以实现自动调节。具体核心为，ECMO得到人体平均动脉压数据，并根据人体平均动脉压数据，设定平均动脉压最低边界值，ECMO通过自动调节自身转速来维持平均动脉压不低于所设定的最低边界值，以维持患者自身有效血压供应。

二、ECMO在自动调节转速以维持患者自身有效血压供应的基础上，血流量相应改变，自动实现对血流速度的供应，同时自动调节并匹配到血流速度需求的气流速度。

首先，一、ECMO自动调节转速以维持患者自身有效血压供应的具体方式为：由监护仪完成人体血压数据的数据采集，基于监护仪与 ECMO之间建立的连接，监护仪将采集的人体血压数据传递至ECMO，ECMO则接收该人体血压数据，基于该人体血压数据实现后续的自动调节。

其中，监护仪采集的人体血压数据包括心脏收缩压、心脏舒张压与平均动脉压。

由于ECMO与监护仪建立连接的目的是为了获取平均动脉压，那么在监护仪采集到心脏收缩压、心脏舒张压与平均动脉压之后，ECMO 得到平均动脉压的数据包括两种方式：

第一种方式是ECMO直接接收并识别监护仪所采集的平均动脉压，以此监测获得平均动脉压数据。

第二种方式是ECMO接收监护仪所采集的心脏收缩压和心脏舒张压，并基于心脏收缩压和心脏舒张压数据，计算得到平均动脉压。

那么在第二种方式中，平均动脉压的计算方式包括两种：

一种计算方式为：平均动脉压＝2/3心脏舒张压+1/3心脏收缩压。也就是说，利用心脏舒张压和心脏收缩压数据直接根据公式计算得出平均动脉压。

另一种计算方式为：平均动脉压＝心脏舒张压+1/3脉压差，脉压差＝心脏收缩压-心脏舒张压。也就是说，利用心脏舒张压和心脏收缩压获得脉压差数据，再利用脉压差和心脏舒张压数据根据公式计算得出平均动脉压。

在上述患者某一特定时间范围内平均动脉压的获得过程中，ECMO 自动读取监护仪的数据，监测或计算得出平均动脉压，而不需要依赖于医护人员的专业性和主观性判断，有助于减少对医护人员专业性的要求及主观性上的误差。

ECMO内预先设定有平均动脉压最低边界值，ECMO在得到平均动脉压之后，基于该预设的平均动脉压最低边界值，其自动调节转速的方式为：当ECMO监测或计算出平均动脉压低于最低边界值时，自动增加转速，使得平均动脉压提升到设定的最低边界值之上；当ECMO 监测或计算出平均动脉压升高并稳定维持时，自动降低转速，维持平均动脉压不低于设定的最低边界值，即基于人体平均动脉压不低于 65mmHg的范围指标进行指标设定，ECMO自动调节，以维持患者的血压要求。

其中，调节ECMO的转速通过调节电机的转速实现。

通过上述的基于血压监测的调节方式，ECMO不仅能实现自动调节，而且是能够及时、准确地实现自动调节。

其次，当ECMO维持有效的血压后，由于血流量的改变，ECMO需同步调节气流速度，治疗过程中，要求“气流/血流”比范围在 0.5:1-1:1之间。

匹配血流速度自动调节气流速度的方式具体为：基于气流速度的采集，其中，气流速度数据通过空氧混合器气流设定完成采集，和设备上血流速度的采集，ECMO自动计算“气流/血流”比，并锁定“气流/血流”比计算值，按照锁定的“气流/血流”比计算值，自动调节气流速度。当ECMO转速自动调节时，血流量发生改变，按照锁定的“气流/血流”比计算值，ECMO自动调节气流速度。

本发明的方法中还包括一个功能，即，ECMO在以维持患者有效血压供应为前提，匹配调节“气流/血流”比和氧浓度在需求范围内，过程中需调整抗凝管理方案，还会不断给出提示ECMO撤离的概率和时机；当人体心脏功能满足自身需求后，则给出ECMO脱机的提示。

ECMO脱机的基础就是维持人体有效基础血压，也就是说，在VA 模式下，其核心指标是需要ECMO和患者自身的心脏共同给病人提供一个有效的血压，在自动调节转速和血流速度的状态下，维持有效的血压。

当维持人体有效基础血压时，根据ECMO提供的血液流量与心输出量的比例关系，判断是否能够进行ECMO脱机，要求ECMO提供的血液流量占心输出量15％以下，且维持正常的生命体征一段时间后，ECMO 提示并自动调节脱机，即ECMO会给到临床一个提醒或反馈，可临床确认完成后自动完成ECMO脱机。

通过上述方式，在ECMO完成自动调节至人体心脏满足自身需求后，还能实现ECMO的脱机。

总的来说，在VA模式下，基于ECMO和监护仪之间建立的连接，通过人体血压数据的采集，ECMO实现自动调节，不仅能有效减少医护人员作出判断、手动调节机器的工作，避免医护人员因主观判断而造成的失误，提高治疗质量和效率，加快治疗进程，而且在临床治疗中，将ECMO和血压监测设备建立连接后，二者机器除实现本身各自的功能后，还能进行双向调节，实现了一加一大于二的效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种VA模式下基于血压监测的ECMO自动调节方法，其特征在于，所述方法为基于人体血压数据的采集，ECMO得到人体平均动脉压数据，并根据人体平均动脉压数据，设定平均动脉压最低边界值，ECMO通过自动调节自身转速来维持平均动脉压不低于所设定的最低边界值，以维持患者自身有效血压供应。

2.根据权利要求1所述的VA模式下基于血压监测的ECMO自动调节方法，其特征在于，所述人体血压数据由监护仪完成数据采集，所述监护仪与ECMO之间建立连接，监护仪将采集的人体血压数据传递至ECMO，ECMO接收并基于该人体血压数据实现自动调节；

其中，采集的所述人体血压数据包括心脏收缩压、心脏舒张压与平均动脉压。

3.根据权利要求1所述的VA模式下基于血压监测的ECMO自动调节方法，其特征在于，所述ECMO得到平均动脉压的数据包括两种方式：

第一种方式是ECMO直接接收并识别监护仪所采集的平均动脉压；

第二种方式是ECMO获取监护仪所采集的心脏收缩压和心脏舒张压，并基于心脏收缩压和心脏舒张压数据，计算得到平均动脉压。

4.根据权利要求3所述的VA模式下基于血压监测的ECMO自动调节方法，其特征在于，在第二种方式中，平均动脉压的计算方式包括两种：

一种计算方式为：平均动脉压＝2/3心脏舒张压+1/3心脏收缩压；

另一种计算方式为：平均动脉压＝心脏舒张压+1/3脉压差，脉压差＝心脏收缩压-心脏舒张压。

5.根据权利要求4所述的VA模式下基于血压监测的ECMO自动调节方法，其特征在于，ECMO自动调节转速的方式为：当ECMO监测或计算出平均动脉压低于最低边界值时，自动增加转速，使得平均动脉压提升到设定的最低边界值之上；当ECMO监测或计算出平均动脉压升高并稳定维持时，自动降低转速，维持平均动脉压不低于设定的最低边界值；

其中，调节ECMO的转速通过调节电机的转速实现。

6.根据权利要求5所述的VA模式下基于血压监测的ECMO自动调节方法，其特征在于，在利用ECMO治疗的过程中，需要维持平均动脉压不低于65mmHg。

7.根据权利要求6所述的VA模式下基于血压监测的ECMO自动调节方法，其特征在于，所述ECMO在自动调节转速以维持患者自身有效血压供应的基础上，血流量相应改变，自动实现对血流速度的供应，同时自动调节并匹配到血流速度需求的气流速度。

8.根据权利要求7所述的VA模式下基于血压监测的ECMO自动调节方法，其特征在于，自动调节并匹配到血流速度需求的气流速度的方式具体为：基于气流速度和血流速度的采集，ECMO自动计算“气流/血流”比，并锁定“气流/血流”比计算值，按照锁定的“气流/血流”比计算值，自动调节气流速度；

其中，所述气流速度数据通过空氧混合器气流设定完成采集。

9.根据权利要求8所述的VA模式下基于血压监测的ECMO自动调节方法，其特征在于，所述VA-ECMO使用中，要求“气流/血流”比范围在0.5:1-1:1之间。

10.根据权利要求9所述的VA模式下基于血压监测的ECMO自动调节方法，其特征在于，ECMO在以维持患者有效血压供应为前提，匹配调节“气流/血流”比和氧浓度在需求范围内，过程中需调整抗凝管理方案，当人体心脏功能满足自身需求后，则给出ECMO脱机的提示；

ECMO基于血压监测自动调节的过程中，还会不断给出提示ECMO撤离的概率和时机。