CN116018087A - 用于估计心输出量测量结果的可靠性的方法和装置 - Google Patents

用于估计心输出量测量结果的可靠性的方法和装置 Download PDF

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Abstract

根据一个方面，提供了一种估计使用动脉波形分析AWA技术获得的对象的心输出量CO测量结果的可靠性的方法。使用CO测量结果校准所述AWA技术，所述CO测量结果是使用热稀释CO测量技术获得的。所述方法包括：(a)在使用所述热稀释CO测量技术针对所述对象获得第一CO测量结果的第一时间段期间：(i)开始(203)所述对象上的第一位置处的袖带的充气；(ii)在充气期间获得(205)包括所述袖带内部的压力的测量结果的第一袖带压力信号；(iii)分析(207)所述第一袖带压力信号以导出所述袖带下的动脉体积中的振荡与动脉中的压力之间的关系；并且(iv)基于所确定的关系来估计(209)针对袖带压力的范围的所述动脉的第一动脉顺应性；(b)在所述第一时间段之后的第二时间段期间，重复(211)步骤(i)‑(iv)以估计所述动脉的第二动脉顺应性；以及(c)使用(213)所述第一动脉顺应性和所述第二动脉顺应性的比较的结果以确定在所述第二时间段期间使用所述AWA技术获得的CO测量结果的可靠性。

Description

用于估计心输出量测量结果的可靠性的方法和装置
技术领域
本公开内容涉及用于估计针对对象的心输出量(CO)测量结果的可靠性的方法和装置，并且具体而言，涉及估计使用动脉波形分析AWA技术获得的CO测量结果的可靠性。
背景技术
心输出量(CO)是重症护理中测量的关键血液动力学参数。CO是每单位时间由心脏泵送的血液的体积。CO与心率(HR)和每搏输出量(SV)相关，每搏输出量是每个搏动期间由心脏泵送的血液体积。由于CO的相关性，若干方法可用于CO测量，具有不同程度的侵入性和可靠性。例如，技术包括通过肺动脉导管或通过有创访问静脉和动脉部位的间歇热稀释、对有创测量的压力波形(通过热稀释校准或未通过热稀释校准)的连续动脉波形分析(AWA)、食管多普勒、胸骨上多普勒、超声心动图、生物阻抗/电抗和部分二氧化碳(CO2)再呼吸。
经校准的AWA可以连续、准确地测量CO，并具有针对护理提供者(例如医师、护士等)的最小的额外的训练。然而，为了进行准确的测量，AWA需要针对另一类型的CO测量(通常为热稀释)的重复的校准。
推断AWA的基本方法可以通过动脉网络的简单模型来讨论，如图1所示。图1也可以在X.Aubert和J.Muehlsteff的“Non-Invasive Cuff-less Measurements of theArterial Blood Pressure:What does Pulse-Transit-Time tell us all about？”(Proc.European Study Group on Cardiovascular Oscillations,211-214(2006))中找到。数学上，CO可以根据测量的压力(其在AWA中来自有创血压波形)和动脉网络的参数(例如，主动脉阻力(在图1中由具有电阻R0的电阻器表示)，系统阻力(在图1中由具有电阻R0的电阻器表示)和动脉网络有效顺应性C)来估计。基于这个模型，心输出量(指代为Qa)可以由下式给出：
Figure BDA0004104742960000011
其中，pa是动脉压力并且ps是系统压力。
当前，这些参数不能或不容易在临床实践中测量。作为实践方法，C、R0和Rs因此被视为开放参数，其是经由提供参考CO测量结果的间歇热稀释“校准”的，并且参数然后保持恒定。在热稀释测量中，将加热或冷却的流体引入血流中，并在血液循环系统的不同部位处测量温度(团剂温度)。在经肺热稀释测量中，可以测量中央静脉线与中央动脉线之间的温度改变。
发明内容
因此，一旦经由校准(例如，热稀释测量)确定，然后参数C、R0和Rs保持恒定。然而，对象中存在未被识别的生理改变的风险，这将使基于这些参数的CO推断无效，并且因此目前的血流动力学监测实践的限制是，难以获得间歇热稀释测量之间的心输出量的可靠估计。特别地，从做出热稀释校准测量时动脉顺应性(C)的改变可以导致动脉压力波形的不正确解释和因此心脏输出量的不正确估计，如Jean-Louis Vincent Andrew Rhodes,AzrielPerel,Greg S Martin,Giorgio Della Rocca,Benoit Vallet,Michael R Pinsky,Christoph K Hofer,Jean-Louis Teboul,Willem-Pieter de Boode,Sabino Scolletta,Antoine Vieillard-Baron,Daniel De Backer,Keith R Walley,Marco Maggiorini和Mervyn Singer的“Clinical review:Update on hemodynamic monitoring-a consensusof 16”。没有用于识别动脉顺应性的改变的临床实现的直接模态，并且因此存在基于波形的CO测量结果的可靠性的不确定性。
在典型的临床实践中，推荐每隔几个小时进行间歇热稀释校准。这是有问题的，因为基于时间的重新校准忽略了校准之间可能发生的生理改变，并且人体在更小的时间尺度上持续调节CO。因此，通过AWA获得的CO的准确性通常是受限制的，并导致不正确的诊断、决策和处置，并最终导致受损的患者结果。
因此，期望提供用于估计使用AWA技术获得的CO测量结果的可靠性的技术。
根据第一特定方面，提供了一种估计使用动脉波形分析AWA技术获得的对象的心输出量CO测量结果的可靠性的方法。使用CO测量结果校准AWA技术，所述CO测量结果是使用热稀释CO测量技术获得的。所述方法包括(a)在第一时间段(其中，使用热稀释CO测量技术获得针对对象的第一CO测量结果)期间：(i)开始处于对象上的第一位置处的袖带的充气；(ii)在充气期间获得包括袖带内部的压力的测量结果的第一袖带压力信号；(iii)分析第一袖带压力信号以导出袖带下的动脉体积中的振荡与动脉中的压力之间的关系；并且(iv)基于所确定的关系估计针对袖带压力的范围的动脉的第一动脉顺应性；(b)在第一时间段之后的第二时间段期间，重复步骤(i)-(iv)以估计动脉的第二动脉顺应性；以及(c)使用第一动脉顺应性和第二动脉顺应性的比较的结果以确定在第二时间段期间使用AWA技术获得的CO测量结果的可靠性。
在一些实施例中，如果在第二时间段期间使用AWA技术获得的CO测量结果被确定为可靠，那么所述方法还能够包括(d)在第二时间段之后的第三时间段期间重复步骤(i)-(iv)以估计动脉的第三动脉顺应性；并且(e)使用第二动脉顺应性和第三动脉顺应性来重复步骤(c)。以这种方式，能够连续或周期性地评估CO测量结果的可靠性。
在一些实施例中，如果在第二时间段期间使用AWA技术获得的CO测量结果被确定为不可靠，则所述方法还可以包括以下各项中的一项或多项：开始热稀释CO测量技术以获得第二CO测量结果并且使用第二CO测量结果校准AWA技术；向用户指示使用AWA技术获得的测量结果的不可靠性；并且基于比较的结果确定对AWA技术中使用的动脉顺应性参数的值的调节。在第一种情况下，当CO测量结果被确定为不可靠可以自动触发一个重新校准时。在第二种情况下，当CO测量结果被确定为不可靠时可以通知用户并且用户可以手动触发重新校准。在第三种情况下，可以通过对AWA技术中使用的动脉顺应性参数做出调节来避免重新校准流程。
在一些实施例中，所述方法还包括使用AWA技术确定一个或多个CO测量结果。
在一些实施例中，所述方法还包括：当执行步骤(i)和(ii)时获得针对对象的光电体积描记PPG信号和/或心电图ECG信号；并且分析PPG信号和/或ECG信号以确定针对对象的第一脉搏到达时间PAT和/或第一脉搏波速度PWV。步骤(iv)包括基于所确定的关系和第一PAT和/或第一PWV估计针对袖带压力的范围的动脉的第一动脉顺应性。该实施例提供了第一动脉顺应性的改进的估计。在这些实施例中，所述方法还可以包括：在步骤(iv)之后，获得针对对象的另外的PPG信号和/或另外的ECG信号；分析另外的PPG信号和/或另外的ECG信号以确定针对对象的第二PAT；比较第二PAT与第一PAT；并且基于第二PAT与第一PAT的比较的结果确定是否执行步骤(b)。这些实施例提供简单方式来监测对象以确定何时动脉顺应性可能已经改变，并且其能够被用于触发使用袖带对动脉顺应性的更准确测量。在这些实施例中，确定是否执行步骤(b)的步骤能够包括如果第二PAT与第一PAT之间的差异大于阈值则确定要执行步骤(b)，并且否则确定不执行步骤(b)。
在替代实施例中，第二时间段是第一时间段之后的预定义时间。以这种方式，使用袖带检查的动脉顺应性被定期执行，使得能够检测动脉顺应性的改变。
在替代实施例中，所述方法还包括：当执行步骤(i)和(ii)时获得针对对象的PPG信号；分析PPG信号以确定第一PPG形态；在步骤(iv)之后，获得针对对象的另外的PPG信号；分析另外的PPG信号以确定第二PPG形态；比较第二PPG形态与第一PPG形态；并且基于第二PPG形态与第一PPG形态的比较的结果确定是否执行步骤(b)。这些实施例提供另一简单方式来监测对象以确定何时动脉顺应性可能已经改变；并且其能够被用于触发使用袖带对动脉顺应性的更准确测量。
在一些实施例中，所述方法还包括：当执行步骤(i)和(ii)时获得表示对象的AP的针对对象的动脉压力AP信号；并且步骤(iii)包括分析第一袖带压力信号和AP信号以导出袖带下的动脉体积中的振荡与动脉中的压力之间的关系。AP测量结果的使用改进了估计的关系的准确性。在这些实施例中，所述袖带能够在对象的第一手臂上，并且所述AP信号是从对象的相同手臂获得的。
根据第二方面，提供了一种包括计算机可读介质的计算机程序产品，在所述计算机可读介质上实现有计算机可读代码，所述计算机可读代码被配置为使得，在由合适的计算机或处理器运行时，使计算机或处理器执行根据第一方面或其任何实施例的方法。
在一些实施例中，所述合适的计算机或处理器被配置为执行以下操作中的任一项：连接到与所述袖带相关联的泵；连接到包括所述袖带的无创血压测量设备；并且连接到输出第一袖带压力信号的袖带压力传感器。在另外的实施例中，合适的计算机或处理器能够被配置为执行以下操作中的任一项：连接到PPG传感器；并且连接到ECG传感器。
根据第三特定方面，提供了用于估计使用AWA技术获得的针对对象的CO测量结果的可靠性的装置。AWA技术是使用利用热稀释CO测量技术获得的CO测量结果校准的。所述装置包括：处理单元，其被配置为(a)在第一时间段(其中，使用热稀释CO测量技术获得针对对象的第一CO测量结果)期间：(i)开始对象上的第一位置处的袖带的充气；(ii)在充气期间获得包括袖带内部的压力的测量结果的第一袖带压力信号；(iii)分析所述第一袖带压力信号以导出袖带下的动脉体积中的振荡与动脉中的压力之间的关系；并且(iv)基于所确定的关系来估计针对袖带压力的范围的动脉的第一动脉顺应性；(b)在第一时间段之后的第二时间段期间，重复功能(i)-(iv)以估计动脉的第二动脉顺应性；并且(c)使用第一动脉顺应性和第二动脉顺应性的比较的结果以确定在第二时间段期间使用AWA技术获得的CO测量结果的可靠性。
在一些实施例中，所述处理单元还被配置为：如果在第二时间段期间使用AWA技术获得的CO测量结果被确定为可靠，则(d)在第二时间段之后的第三时间段期间重复功能(i)-(iv)以估计动脉的第三动脉顺应性；并且(e)使用第二动脉顺应性和第三动脉顺应性来重复功能(c)。以这种方式，能够连续或周期性地评估CO测量结果的可靠性。
在一些实施例中，所述处理单元还被配置为：如果在第二时间段期间使用AWA技术获得的CO测量结果被确定为不可靠，则执行以下各项中的一项或多项：开始热稀释CO测量技术以获得第二CO测量结果并且使用所述第二CO测量结果来校准AWA技术；向用户指示使用AWA技术获得的测量结果的不可靠性；并且基于比较的结果来确定对AWA技术中使用的动脉顺应性参数的值的调节。在第一种情况下，当CO测量结果被确定为不可靠时可以自动触发重新校准。在第二种情况下，当CO测量结果被确定为不可靠时可以通知用户并且用户可以手动触发重新校准。在第三种情况下，可以通过对AWA技术中使用的动脉顺应性参数进行调节来避免重新校准流程。
在一些实施例中，所述处理单元还被配置为使用AWA技术确定一个或多个CO测量结果。
在一些实施例中，所述处理单元还被配置为：当执行功能(i)和(ii)时获得针对对象的PPG信号和/或ECG信号；并且分析PPG信号和/或ECG信号以确定针对对象的第一PAT和/或第一PWV。功能(iv)包括基于所确定的关系和第一PAT和/或第一PWV来估计针对袖带压力的范围的动脉的第一动脉顺应性。该实施例提供了对第一动脉顺应性的改进的估计。在这些实施例中，所述处理单元还被配置为：在功能(iv)之后，获得针对对象的另外的PPG信号和/或另外的ECG信号；分析所述另外的PPG信号和/或所述另外的ECG信号以确定针对所述对象的第二PAT；比较所述第二PAT与所述第一PAT；并且基于所述第二PAT与所述第一PAT的所述比较的结果确定是否执行功能(b)。这些实施例提供了简单方式来监测对象以确定何时动脉顺应性可能已经改变，并且其能够被用于触发使用袖带对动脉顺应性的更准确测量。在这些实施例中，所述处理单元能够被配置为如果第二PAT与第一PAT之间的差异大于阈值则确定要执行功能(b)，并且否则确定不执行功能(b)。
在替代实施例中，第二时间段是第一时间段之后的预定义时间。以这种方式，使用袖带检查的动脉顺应性被定期执行，使得能够检测动脉顺应性的改变。
在替代实施例中，所述处理单元还被配置为：当执行功能(i)和(ii)时获得针对对象的PPG信号；分析PPG信号以确定第一PPG形态；在功能(iv)之后，获得针对对象的另外的PPG信号；分析另所述外的PPG信号以确定第二PPG形态；将所述第二PPG形态与所述第一PPG形态进行比较；并且基于所述第二PPG形态与第所述一PPG形态的所述比较的结果来确定是否执行功能(b)。这些实施例提供了另一简单方式来监测对象以确定何时动脉顺应性可能已经改变；并且其能够被用于触发使用袖带对动脉顺应性的更准确测量。
在一些实施例中，所述处理单元还被配置为：当执行功能(i)和(ii)时获得表示对象的AP的针对对象的AP信号；并且步骤(iii)包括分析所述第一袖带压力信号所述和AP信号以导出袖带下的动脉体积中的振荡与动脉中的压力之间的关系。AP测量结果的使用改进了估计的关系的准确性。在这些实施例中，所述袖带能够在对象的第一手臂上，并且所述AP信号是从对象的相同手臂获得的。
在一些实施例中，所述装置还包括或者包含一个或多个接口以使得能够连接到以下各项中的一项或多项：所述袖带、针对所述袖带的泵以及袖带压力传感器，所述袖带压力传感器测量所述袖带中的所述压力并且输出所述第一袖带压力信号。
根据第四特定方面，提供了一种用于估计使用AWA技术获得的针对对象的CO测量结果的可靠性的系统。所述系统包括根据第三方面或其任何实施例的装置以及以下各项中的一项或多项：所述袖带、针对所述袖带的泵以及袖带压力传感器，所述袖带压力传感器测量所述袖带中的所述压力并且输出所述第一袖带压力信号。
这些和其他方面将根据下文描述的(一个或多个)实施例而显而易见，并且将参考下文描述的(一个或多个)实施例而得到阐述。
附图说明
现在将参考以下附图仅通过示例描述示例性实施例，在附图中：
图1是动脉网络的模型；
图2是能够被用于实施本文中描述的技术的装置的框图；
图3是根据实施例的对象上的示例性测量设置的图示，其中，存在袖带被放置于的身体的不同部分上的动脉有创访问；
图4是图示根据第一特定实施例的确定AWA CO测量结果的可靠性的方法的流程图；
图5是图示在执行校准流程时跨壁压力的范围上的动脉顺应性值的曲线图；
图6是图示新采集的动脉顺应性值与在执行校准流程时测量的动脉顺应性之间的比较的曲线图；
图7是图示动脉顺应性对跨壁压力的曲线图；
图8是根据实施例的对象上的示例性测量设置的图示，其中，存在袖带被放置于其中的相同手臂上的动脉有创访问；并且
图9是图示根据一般实施例的估计AWA CO测量结果的可靠性的方法的流程图。
具体实施方式
如指出的，技术被提供用于估计使用AWA技术获得的心输出量(CO)测量结果的可靠性。特别地，技术旨在识别自做出校准测量起何时对象的动脉顺应性(C)的改变已经发生，因为动脉顺应性的改变被识别为CO校准漂移的主要原因(例如，如在“Clinicalreview:Update on hemodynamic monitoring-a consensus of 16”中所描述的)。这些改变可以导致对动脉压力波形的不正确解读并且因此和心输出量的不正确估计。动脉顺应性中的改变提供了使用AWA技术获得的CO测量结果的可靠性的指示。例如，如果动脉顺应性没有改变，或没有改变超过阈值量，那么使用AWA获得的CO测量结果可以被认为是可靠的或足够可靠的，和/或如果动脉顺应性已经改变或已经改变超过阈值量，那么使用AWA获得的CO测量结果可以被认为是不可靠的。AWA获得的CO测量结果的可靠性的指示能够被用于确定是否应该使用热稀释技术做出新校准测量。替代地(或额外的)，并且特别是在动脉顺应性的微小改变的情况下，AWA获得的CO测量结果的可靠性指示能够被用于确定对AWA模型中使用的C(动脉顺应性)的值的调节。
在本公开内容中，术语“校准流程”指的是一流程，其中，对象的心输出量的测量结果是由除了AWA(诸如热稀释)之外的测量技术获得的，并用于校准在用于对CO的基于AWA的测量的模型中使用的参数(即确定其值)。使用校准流程获得的CO测量结果在本文被称为“校准CO测量结果”。用于校准流程的测量技术优选的是热稀释，但是可以使用其他技术，诸如经由染料溶液、回声或二氧化碳(CO2)再呼吸来测量CO。术语“热稀释CO测量结果”是指使用热稀释获得的CO测量结果。术语“AWA CO测量结果”用于在本文中指使用AWA技术获得的心输出量的测量结果，其中，AWA模型已经使用校准流程被校准。本领域技术人员将了解AWA技术的细节，例如，另外的细节在脉搏轮廓心输出量(PICCO)学习包(2016)中找到，网址：https://www.aci.health.nsw.gov.au/__data/assets/pdf_file/0005/306590/Pulse_Contour_Cardiac_Output_Learning_Package.pdf。
本文提出了各种实施例，以使得能够估计使用AWA技术获得的CO测量结果的可靠性。特别地，基于袖带的无创血压(NIBP)测量设备(或至少一个袖带和用于测量袖带中的压力振荡的传感器)用于在执行校准流程时(即与之同时)获得关于动脉顺应性的信息。袖带的使用使得能够估计要从关于动脉体积对施加的袖带压力的信息中获得的动脉顺应性(这得到施加于动脉的有效跨壁压力)。根据各种实施例，动脉顺应性中的改变然后能够通过评价另外的压力振荡信号和/或来自一个或多个其他类型的传感器的测量信号来识别，所述传感器诸如为光电体积描记PPG传感器(或其他类型的脉搏血氧测定传感器)、心电图ECG传感器和/或(有创)动脉压力AP传感器。这些类型的传感器通常应用于，或至少可用于应用于经历热稀释的CO测量的对象，因为热稀释测量通常在临床环境中执行。在存在PPG传感器和/或ECG传感器的实施例中，这些传感器能够被用于导出或确定脉搏到达时间(PAT)，其与脉搏波速度(PWV)有关，并且其自身与动脉顺应性有关。
NIBP测量设备可以被设置为自动获得基于袖带的血压(BP)测量结果，例如，每5至60分钟，并且PPG传感器或ECG传感器可以提供搏动到搏动波形。因此，能够可能在相对短的时间尺度内检测动脉顺应性的改变，例如在分钟的量级上。
如果检测到显著的动脉顺应性改变(指示AWA CO测量结果可能不可靠)，那么能够采取一个或多个动作。一个动作是向护理提供者(例如经由显示器或者患者监测器上的其他用户接口部件)标记动脉顺应性可能已经改变，其能够例如促使护理提供者执行或触发校准流程。另一动作是自动触发校准流程，另一动作是根据检测到的动脉顺应性的改变来校正或调节AWA模型中的动脉顺应性参数值。
图2是根据各种实施例的用于估计使用AWA获得的针对对象的心输出量测量结果的可靠性的系统2的框图。
系统2包括袖带4、连接到袖带4的泵6(例如经由连接管7)和用于测量袖带4中的压力的袖带压力传感器8。袖带4要被放置在感兴趣对象的身体部分的周围，例如放置在诸如手臂或腿的肢体周围。泵6是可控制的以选择性地对袖带4充气。泵6还可以能够选择性地对袖带4放气，和/或可以提供阀(未示出)以使得能够对袖带4放气。至少在袖带4在位于袖带4下的动脉上应用定义的刺激时袖带压力传感器8测量袖带4中的压力(这可以是在袖带4的充气、袖带4的放气、或在袖带4的压力保持在特定水平期间)。袖带压力传感器8输出袖带压力信号，其表示随时间的袖带4中的压力或与之有关。袖带4、泵6和袖带压力传感器8可以是NIBP测量设备10的部分，并且可以包括一个或多个另外的部件，所述一个或多个另外的部件被配置为处理来自袖带压力传感器8的信号以确定对象的血压。替代地，系统2可能不包括NIBP测量设备10，而袖带4、泵6和袖带压力传感器8可以特别地提供以由系统2在确定使用AWA获得的CO测量结果的可靠性中使用。
统2还包括装置12，装置12操作根据本文描述的技术以确定使用AWA获得的CO测量结果的可靠性。装置12被配置为从袖带压力传感器8接收袖带压力测量信号。在一些实施例中，装置12被配置为控制泵6的操作，并且由此开始适当时间的袖带4的充气。
在一些实施例中，除了估计AWA CO测量结果的可靠性之外，装置12还可以被配置为确定AWA CO测量结果。因此，在一些实施例中，装置12被配置为实施常规基于AWA的CO测量技术以确定WA CO测量结果。
装置12可以采取以下形式或是以下项的部分：计算设备，例如服务器、台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、智能手表等；或通常在临床环境中发现的其他类型的设备，例如患者监测设备(例如位于临床环境中的患者床边的监测设备)，其用于监测(和任选地显示)对象/患者的各种生理特征。
在其中袖带4、泵6和袖带压力传感器8专门被提供以由系统2在确定AWA CO测量的可靠性中使用的实施例中，装置12也可以配置为处理来自袖带压力传感器8的信号以确定对象的血压。
系统2还可以包括热稀释测量设备14，该设备用于获得对象的心输出量的测量，并在校准流程期间获得和使用。热稀释测量设备14可以是或者可以包括一个或多个温度传感器，所述温度传感器可以被定位于对象的动脉和/或静脉系统的相应部位，并且随时间测量这些部位的血液的区域温度。热稀释测量设备14还可包括使加热或冷却的流体能够被可控制地引入对象的血液中的机构。热稀释测量设备14可以包括一个或多个另外的部件，所述部件被配置为处理来自(一个或多个)温度传感器的(一个或多个)信号，以确定CO测量结果(即校准CO测量结果)。替代地，来自(一个或多个)温度传感器的(一个或多个)信号可以被提供给装置12，并且装置12可以通过分析(一个或多个)温度信号来确定CO测量结果。
在一些实施例中，系统2可以包括一个或多个额外的传感器，其用于测量对象/患者的生理特征。
(一个或多个)额外的传感器可以包括一个或多个PPG传感器16，所述一个或多个PPG传感器要被放置在对象的身体上，并且输出与穿过该身体部分的血液体积有关的PPG信号。如本领域技术人员已知的，PPG传感器16包括光传感器并且通常包括一个或多个光源。由(一个或多个)PPG传感器16输出的PPG信号可以是来自光传感器的原始测量信号(例如，PPG信号可以是表示随时间的光强度的信号)，或者(一个或多个)PPG传感器16可以对光强度信号执行一些处理，以确定一个或多个生理特性的值，诸如心率、氧饱和度等。在这种情况下，PPG信号是该/那些生理特性的测量结果的时间序列。
(一个或多个)额外的传感器可以包括ECG传感器18，所述ECG传感器18要被放置在对象的身体上，并输出与对象心脏的电活动有关的ECG信号。如本领域技术人员已知的，ECG传感器18包括放置在身体的不同部分的多个电极，并且ECG信号可以包括表示由电极随时间测量的电压的一个或多个信号。由ECG传感器18输出的ECG信号可以是来自电极的(一个或多个)原始测量信号，或者ECG传感器18可以执行对电压测量结果的一些处理，以确定诸如心率、心率变异性等的一个或多个生理特性的值。在这种情况下，ECG信号是该/那些生理特性的测量结果的时间序列。
在系统2或装置12本身是为了确定AWA CO测量值的情况下，(一个或多个)额外的传感器可以包括动脉压力(AP)传感器20。AP传感器20是有创使用的传感器(即在动脉内使用，或以其他方式需要访问动脉)，并且因此AP传感器20要被放置在对象的身体的动脉系统中的测量部位处。AP传感器20测量动脉压力，并且输出与测量部位的动脉中的血液的压力有关的AP信号。由AP传感器20输出的AP信号可以是表示随时间的动脉压力波形的原始测量信号。在系统2或装置12确定AWA CO测量结果的实施例中，系统2或装置12根据AWA技术分析AP信号以确定CO。
装置12包括处理单元22，该处理单元22控制装置12的操作，并且可以被配置为运行或执行本文中描述的方法。处理单元22可以以多种方式来实施，通过软件和/或硬件，以执行本文所描述的各种功能。处理单元22可以包括一个或多个微处理器或数字信号处理器(DSP)，其可以使用软件或计算机程序代码进行编程，以执行所需的功能和/或控制处理单元22的部件来实现所需的功能。处理单元22可以被实施为执行一些功能的专用硬件(例如放大器、预放大器、模数转换器(ADC)和/或数模转换器(DAC))和执行其他功能的处理器(例如，一个或多个编程微处理器、控制器、DSP和相关联的电路)的组合。可在本公开内容的各种实施例中采用的部件的示例包括但不限于常规微处理器、DSP、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、用于实现神经网络的硬件和/或所谓的人工智能(AI)硬件加速器(即，(一个或多个)处理器或专门为可以与主处理器一起使用的AI应用而设计的其他硬件)。
处理单元22被连接到存储器单元24，它可以存储由处理单元22在控制装置12的操作和/或运行或执行上述方法时使用的数据、信息和/或信号。在一些实施方式中，存储器单元24存储可以由处理单元22运行的计算机可读代码，使得处理单元22执行一个或多个功能，包括本文所描述的方法。在具体实施例中，程序代码可以采取针对智能手表、智能手机、平板电脑、膝上型电脑或计算机的应用程序的形式。存储器单元24可以包括任何类型的非瞬态机器可读介质，诸如缓存或系统存储器，包括易失性和非易失性计算机存储器，诸如随机存取存储器(RAM)、静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)和电可擦除PROM(EEPROM)，并且存储器单元24可以以存储器芯片、光盘(诸如磁盘(CD)、数字多功能光盘(DVD)或蓝光光盘)、硬盘、磁带存储解决方案或固态硬盘(SSD)、存储器卡等。
在一些实施例中，装置12包括用户接口26，用户接口26包括一个或多个部件，其使得装置12的用户能够将信息、数据和/或命令输入到装置12中，和/或使得装置12能够向装置12的用户输出信息或数据。可以由用户接口26输出的信息可以包括以下中的任一项：AWACO测量结果的可靠性的指示、AWA CO测量结果、动脉顺应性的指示、或者自上次执行校准流程以来动脉顺应性的变化的指示、对于应该执行校准流程以获得新的校准CO测量结果的指示、以及校准CO测量结果。用户接口26可以包括(一个或多个)任何适当的输入部件，包括但不限于键盘、小键盘、一个或多个按钮、开关或拨盘、鼠标、轨迹板、触摸屏、触控笔、相机、麦克风等，和/或用户接口26可以包括(一个或多个)任何适当的输出部件，包括但不限于显示屏、一个或多个灯或光元件、一个或多个扬声器、振动元件等。
将意识到，装置12的实际实施方式可以包括图2中所示那些的额外部件。例如，装置12还可以包括诸如电池的电源，或者用于使得装置12能够连接到主电源的部件。装置12还可以包括用于使得数据能够连接到其他设备和/或与其他设备进行数据交换的接口电路，包括NIBP测量设备10(或单独的袖带压力传感器8)、传感器16、18、20、服务器、数据库和用户设备中的任一个或多个。
图3示出了根据第一组示例性实施例的对象上的示例性测量设置。在该组实施例中，在不利用有创获得的动脉压力测量结果情况下(例如在不利用来自AP传感器20的AP信号的情况下)估计AWA CO测量结果的可靠性。在这些实施例中，用于热稀释测量的动脉访问部位和AP传感器20通常不是与袖带4在相同肢体(例如手臂)上。然而，将意识到，在第一组实施例的一些实施方式中，用于热稀释测量的动脉访问部位可以与袖带4在相同肢体上，但是动脉压力测量结果不用来估计AWA CO测量结果的可靠性。
图3示出了对象30，针对其，经由到动脉部位32和静脉部位34的有创访问来执行热稀释CO测量。动脉通路可位于股动脉、腋窝、臂动脉或桡动脉中的任何处，并且在图3中动脉访问部位示出为位于股动脉访问部位32处。静脉访问部位也可以是股静脉、腋窝静脉、臂静脉或桡静脉部位中的任一项。在图3中，静脉访问部位被示出为位于腋窝静脉访问部位34。温度传感器(例如，热敏电阻)通常会存在于在部位中的每个处，以使得能够进行热稀释测量。更具体地说，在热稀释测量中，经由中心静脉线将冰冷的盐水溶液注射到体内，并且可以经由装备有热敏电阻或其他温度传感器的动脉线导管远端地测量温度的变化。尽管没有在图3中示出，但AP传感器20通常位于用于热稀释的相同动脉访问部位(例如，图3中的股骨部位32)，但它可以位于动脉系统的不同部分。AP传感器20测量动脉压力并输出AP信号，其也称为动脉血压(ABP)波形。
袖带4被放置在对象30的左臂36上，并且图3还示出了放置在对象30的左手上(或左手的一个或多个手指上)的PGG传感器16，并且ECG传感器18被放置在对象30的心脏区域中(以针对ECG传感器的典型方式)。PPG传感器16应与袖带4存在于相同肢体上。如下面指出的，在一些实施例中，不需要PPG传感器16和/或ECG传感器18。
在第一具体实施例中，使用袖带4中的压力振荡的测量结果和来自PPG传感器16的PPG信号和来自ECG传感器18的ECG信号中的一个或两个来估计针对对象30的AWA CO测量结果的可靠性。在图4中示出了根据本实施例的示例性方法。图4中的步骤中的一个或多个可以由系统2、装置12和/或处理单元22执行。
在步骤101中，执行校准流程以确定用于校准对象30的AWA技术的校准CO测量结果。特别是，执行基于热稀释的校准流程，以获得对象30的心输出量的一个或多个测量结果。校准CO测量结果用于确定AWA模型中使用的参数的值，并且特别是动脉顺应性C的值。该校准步骤以常规方式执行。
在执行热稀释CO测量流程时(例如同时，或在热稀释CO测量流程期间)，对袖带4充气，使得其对肢体(例如手臂36)施加压力。这示出为步骤103。在袖带4的充气期间(并且任选地也在随后的充气期间)，袖带压力传感器8测量袖带4中的压力振荡并输出袖带压力信号。PPG传感器16和/或ECG传感器18也在袖带4的充气期间操作，并输出与袖带充气时段相关的相应信号。
对袖带压力信号进行分析，以获得动脉壁跨壁压力范围内的动脉大小/体积信息，而跨壁压力随袖带的充气和/或放气而变化4。袖带压力信号也被处理以确定对象30的血压的测量结果。这得到了袖带4下动脉体积的振荡和导出的动脉压力之间的关系。
对在步骤103期间获得的PPG信号和/或ECG信号(如适当的话)进行分析，以估计对象30的脉搏到达时间(PAT)。估计的PAT提供了沿着PPG传感器16附接到的肢体中的动脉的一定范围的动脉壁跨壁压力(如由袖带4施加)上的脉搏波速(PWV)的指示。除了或代替于PAT，可以通过使用PPG信号和ECG信号、ECG信号和AP信号或PPG信号和AP信号来确定脉搏传输时间(PTT)。
在步骤105中，可以分析导出的动脉体积和动脉压力的振荡与估计的脉搏波速之间的关系，以获得对象30在跨壁压力范围内的动脉顺应性的估计。这种对动脉顺应性的估计被认为是“基线动脉顺应性”，因为它是在执行校准流程时动脉顺应性的估计。图5中的图形图示了在执行校准流程时的跨壁压力范围内的动脉顺应性值。
本领域的技术人员将了解可以通过振荡测定法(即动脉压力振荡的测量)和/或PAT导出的PWV无创地估计动脉顺应性的各种不同的方法，本文不提供进一步的细节。然而，在WO 2020/126576和国际(PCT)专利申请号PCT/EP2020/068331中描述了可以使用的一些示例性技术。
跟随热稀释校准流程，AP传感器20用于测量随时间的动脉压力，并使用校准的AWA模型评价AP信号，以确定CO测量结果。如前所述，在该时间期间，可能的是，动脉顺应性可能会发生改变，并且这可能导致AWA CO测量结果变得不可靠。
因此，在该实施例中，为了识别动脉顺应性何时可能发生改变，在步骤105中估计基线动脉顺应性之后，PPG传感器16和/或ECG传感器18随着时间继续测量它们各自的参数并输出测量信号(步骤107)。这些测量信号被分析以确定对象30的PAT。在一些实施例中，可以基于逐拍的基础来确定对象30的PAT。PAT的变化可以(但不一定)是由于动脉顺应性的改变。
因此，在步骤109中，将在步骤107中确定的对象30的PAT与在步骤103/105中确定的PAT进行比较。如果PAT没有改变，或者PAT估计之间的差异在可接受的裕度内(例如差异的幅值小于阈值量，或者百分比变化小于阈值量)，那么认为动脉顺应性没有改变会使AWACO测量结果不可靠的量，并且方法返回到步骤107并重复。
然而，如果PAT已经改变，或者PAT估计之间的差异大于可接受的裕度(例如差异的幅值大于阈值量，或者百分比变化大于阈值量)，那么可能的是，动脉顺应性已经改变会使AWA CO测量结果不可靠的量。然而，尽管动脉顺应性的改变导致了PAT的变化，但并不是所有PAT的变化都是由于动脉顺应性的变化引起的，并且因此搏动到搏动PAT并不足以指示动脉顺应性的变化。这是因为PAT改变可以是由于动脉平滑肌张力的改变而发生，但也可以是由于血压或心脏射血前期的改变。因此，当在步骤109中检测到PAT的变化或足够的变化时，有必要使用来自袖带压力传感器8的振荡测定信号来确定动脉顺应性的另一个估计值。因此，当在步骤109中检测到PAT的变化或充分的变化时，执行类似于步骤103和105中的袖带充气流程，使得获得对动脉顺应性的另外的估计(步骤111和113)。如在步骤105中一样，步骤113提供了在跨壁压力的范围内对象30的动脉顺应性的进一步估计。
在步骤115中，可以将步骤113中确定的对动脉顺应性的另外的估计与步骤105中确定的基线动脉顺应性进行比较，以确认PAT变化是否由于动脉顺应性的改变而发生。与在步骤103和105中一样，动脉顺应性的新估计基于从袖带压力传感器8获得的振荡测定信号和在动脉壁透壁压力范围内同时采集的PAT导出的PWV。图6中的曲线图图示了跨壁压力范围(被指代为P_tm)的动脉顺应性值(从第113步)与执行校准流程时测量的动脉顺应性之间的比较。图6中的线60表示在跨壁压力范围内的基线动脉顺应性值，并且线62表示在跨壁压力范围内新采集的动脉顺应性值。在一些实施例中，步骤115中的比较可以指示，如果在任何透壁压力处，新采集的动脉顺应性值与执行校准流程时测量的动脉顺应性相差超过阈值量(例如10％，尽管可以使用其他值)，则由于动脉顺应性的改变而发生PAT变化。替代地，步骤115中的比较可以涉及确定所测量的动脉顺应性的绝对差异或比率，并任选地整合这些差异，以获得在跨壁压力范围内的聚合值。
如果动脉顺应性已经从基线动脉顺应性估计值改变，那么当前和未来的AWA CO测量结果应该被认为是不可靠的。
在一些实施例中，AWA CO测量结果的不可靠性可以被标记或指示给护理提供者。例如，该不可靠性的视觉和/或听觉指示可以由装置12提供(例如，患者监测设备的屏幕上的标签)。在观察到不可靠性的指示时，护理提供者可以开始另外的校准流程(例如，热稀释)，以便确定新的校准CO测量结果。在这种情况下，该方法从步骤101开始重复。
在一些实施例中，AWACO测量结果的不可靠性的指示可以用于触发或开始新的校准流程(例如，热稀释流程)。在这种情况下，该方法可以返回到步骤101并重复以获得新的校准CO测量结果和对基线动脉顺应性的估计。
替代地(或额外地)，并且特别是在动脉顺应性的较小变化(例如，小于阈值的变化)的情况下，新采集的动脉顺应性值可以用于确定对AWA模型中使用的C(动脉顺应性)的值的调节。图7是图示动脉顺应性对跨壁压力的曲线图，并且提供了可以在肱动脉部位获得的动脉顺应性值的示例。由于这些值仅表示袖带4下的动脉段的性质(动脉段的大小由袖带本身的大小确定，例如袖带可以覆盖大约14cm的动脉)，因此然后该数据可以用于缩放以前通过热稀释获得的C的值。C的缩放可以是按比例增加或减少，例如，考虑动脉树的整个长度，和/或考虑其他患者特异性特性，诸如体重指数(BMI)或体长(身高)。
图7还示出了可以如何在更宽的透壁压力值范围内获得动脉顺应性信息，从而允许推导出血压和动脉顺应性之间的关系。这对于在BP改变的情况下更准确的CO估计是有用的，因为公式(1)中的C参数依赖于BP。袖带4对手臂36施加外部压力，并且在动脉壁上的跨壁压力(Ptm)被定义为：
Ptm＝Part–P袖带   (2)
其中，Part是在收缩压与舒张压值之间变化的动脉压力，并且P袖带是袖带4内的压力。因此，P袖带的变化可以改变Ptm，并且“模拟”血压的变化。这允许在该范围内推断C，并且可以存储值，例如在查找表中存储值。
图7示出了动脉顺应性值的示例，其可以在袖带直到收缩压的逐渐充气上测量。然而，袖带的该完全充气是不必要的，因为在护理环境中的典型患者条件下，血压不太可能改变超过20-40mmHg。这在图7中被示出为“操作区域”70。由于这个原因，袖带4只能充气到平均动脉压力(例如)，或者可能更低。在这种情况下，收缩压和舒张压的值可以通过有创动脉部位获得32。
因此，上述方法将使使用AWA能够比当前可用的技术更准确地估计CO。这是由于动脉顺应性可用于一定的压力范围，而目前只考虑在获得校准CO测量结果时的血压上的点校准。特别是，通过获得一定血压范围内的动脉顺应性值，可能的是，根据测量压力调整AWACO推断过程中的动脉顺应性参数。例如，使用AWA技术处理未经改变(未经处理的)AP波形来估计CO，例如在100mmHg平均动脉压力时，这导致跨动脉壁的100mmHg平均跨壁压力。通过袖带4，可以改变跨动脉壁的跨壁压力。如果在袖带压力保持在平台状态(例如袖带压力＝20mmHg，导致平均透壁压力为80mmHg)时记录AP波形，则将获得不同的波形。随后，如果血压从100mmHg平均压力下降到80mmHg平均压力，则在校准期间可以基于先前在20mmHg袖带压力下执行的CO测量来调节AWA CO技术。
在第二个具体实施例中，仅使用对袖带4中的压力振荡的测量来估计对象30的AWACO测量的可靠性。也就是说，与上述第一实施例不同，PPG传感器16或ECG传感器18都不存在或不使用。在该第二实施例中，除了未获得PPG信号和ECG信号外，还如上执行步骤101和103。在步骤105中，通过分析在校准流程期间获得的袖带压力信号来估计基线动脉顺应性。简单地说，将获得的袖带压力振荡转化为手臂体积变化，并且然后量化动脉体积变化，由此推断动脉顺应性。本领域的技术人员将了解根据在校准流程期间获得的袖带压力信号来估计动脉顺应性的各种技术。例如，在Bogatu,L.I.,Turco,S.,Mischi,M.,Woerlee,P.,Bouwman,A.,Korsten,E.H.H.M.,&Muehlsteff,J.的“A modelling framework forassessment of arterial compliance by fusion of oscillometry and pulse wavevelocity information”(Computer Methods and Programs in Biomedicine,196,(2020))中描述了合适的技术。其他合适的技术可以在WO 2020/126576，以及国际(PCT)专利申请PCT/EP2020/068331中找到。
省略步骤107和109，并且在校准流程(步骤101)之后，继续获得袖带压力信号，例如连续地，或者优选是间歇地(因为它需要袖带4的充气，这可能对对象30不方便)。这通常对应于步骤111，以及在步骤113中分析的袖带压力信号，以估计动脉顺应性。步骤115将动脉顺应性的基线估计与新确定的估计值进行比较，以确定AWA CO测量结果是否仍然可靠。
在第三个具体实施例中，可以通过分析来自PPG传感器16的PPG信号的形态(例如，形状)来推断自执行校准流程起的动脉顺应性的潜在变化。如在第一和第二具体实施例中一样，袖带压力信号被获得并且用于估计动脉顺应性。
在该第三实施例中，如上执行步骤101和103，包括在校准流程期间获得PPG信号。然而，可以分析PPG信号的形态，而不是确定PAT或PWV，以提供基线形态(即与当执行校准流程时对应的形态)。可以考虑的形态学方面包括分解为正向波和反射波，或者使用高阶导数，从其可以导出脉搏通过时间(PTT)。其他方面包括在搏动到搏动的基础上，PPG的幅值与动脉脉搏压的比率(PPGamp/PP，如相应血管顺应性)对总外围阻力(TCR)和从模型流CO算法获得的温克塞尔顺应性(Cwk)(如在Wook-Jong Kim等人的“The photoplethysmographicamplitude to pulse pressure ratio can track sudden changes in vascularcompliance and resistance during liver graft reperfusion”(在Medicine(Baltimore),2017年7月2日；96(22):e7045中)中所描述的)。
在步骤105中，通过分析在校准流程期间获得的袖带压力信号来估计基线动脉顺应性。这可以以类似于在上述第二具体实施例中的方式执行。
在此第三实施例中，步骤107和109包括获得PPG信号并分析PPG信号的形态，以确定自校准流程起该形态是否已经变化。如果在步骤109中识别了形态的变化，则可以执行步骤111和113以重新估计动脉顺应性。步骤115将动脉顺应性的基线估计与新确定的估计进行比较，以确定AWA CO测量结果是否仍然可靠，如在第一具体实施例中。
将意识到，对PPG信号形态的分析也可以在第一具体实施例中使用，以及对PAT和PWV的估计。
图8图示了根据第二组示例性实施例的对象上的示例性测量设置。在该组实施例中，通过考虑有创获得的动脉压力测量结果来估计AWA CO测量结果的可靠性。这可以提高对动脉顺应性的估计。在这些实施例中，用于热稀释测量的动脉访问部位和AP传感器20需要位于与袖带4相同的肢体(例如手臂)上。
图8示出了对象80，针对对象80，经由对动脉部位82和静脉部位84的有创访问执行了热稀释CO测量。如指出的，动脉访问部位应与袖带位于相同肢体上，而动脉访问部位/AP传感器20应相对于袖带4位于远端。在图8中，动脉访问部位被示出为在对象80的左臂86上的桡动脉访问部位82，袖带4在上臂上，尽管可以代替地使用肱动脉访问部位(假定袖带4在手臂上足够高)。静脉访问可以是任何中心静脉部位。图8中，静脉访问84示出为位于腋窝静脉访问部位84。温度传感器通常会存在于每个部位处，以使能进行热稀释测量。尽管没有在图8中示出，但AP传感器20通常位于用于热稀释的相同动脉访问部位(例如，图8中的动脉访问部位82)。
袖带4被放置在与动脉访问部位82相同的手臂上，并且因此袖带4被放置在对象80的左臂86上。图8还示出了放置在对象80的左手(或左手的一个或多个手指)上的PGG传感器16，而ECG传感器18被放置在对象80的心脏的区域(以针对ECG传感器的典型方式)。PPG传感器16应与袖带4存在于相同肢体上。如下面指出的，在一些实施例中，不需要PPG传感器16和/或ECG传感器18。
在第二组实施例的第一具体实施例中，使用袖带4中的压力振荡的测量结果、AP传感器20获得的动脉压力(AP)的测量结果以及来自PPG传感器16的PPG信号或来自ECG传感器18的ECG信号中的一个或两者来估计对象30的AWA CO测量结果的可靠性。根据该实施例的示例性方法类似于图4中所示的方法。然而，在校准流程(步骤101)期间，并且特别是在步骤103中当袖带4充气时，以及在步骤111中当袖带4充气时，由AP传感器20获得AP测量结果。
进入在肱/桡动脉部位(例如部位82)的动脉线可以提高步骤105和113中的动脉顺应性估计的准确性。具有AP信号允许在估计动脉顺应性时考虑整个压力和体积波形，而不是单独依赖于振荡振幅(即来自袖带压力信号)。因此，步骤105和步骤113还考虑了AP测量结果以用于估计动脉顺应性，并且由于无创测量结果(袖带压力信号)由有创测量结果(AP信号)补充，因此实现了更准确的动脉顺应性估计。
该方法基于经由公式(3)估计动脉顺应性：
Figure BDA0004104742960000111
如果动脉体积Va和压力波Pa可用，则可以获得动脉顺应性。在OR和ICU环境中，动脉压力波Pa通常通过有创动脉线获得。出于冗余的原因，也使用了基于无创袖带的振荡测定BP测量。血管壁振荡被检测为袖带中的压力振荡。如果已知袖带顺应性(袖带中从压力到体积变化的转换)，则可以获得有关动脉体积Va的信息。通过关于同步性对信号进行适当处理，动脉顺应性可以通过以下等式导出：
Figure BDA0004104742960000112
在实际实施方式中，采集的和同步的低噪声导数需要被计算和相除。”
在第二组实施例的第二具体实施例中，在袖带4充气期间的AP测量结果、ECG信号和PPG信号的同时记录可以用于区分中央发生的动脉顺应性变化和外围发生的动脉顺应性变化。在W.Zong,G.Moody和R.Mark的“Effects of vasoactive drugs on therelationship between ECG-pulse wave delay time and arterial blood pressure inICU patients”(在Computers in Cardiology 1998，第25卷中)和Jani,B和C Rajkumar的“Ageing and vascular ageing”(Postgraduate medical journal，第82,968卷(2006):357-62)中描述了这些类型的动脉顺应性变化。
因此，在步骤105和113中，可以通过ABP和PPG导出的PAT的测量结果来估计周围动脉顺应性，中央动脉顺应性可以通过心电图和ABP导出的PAT和振荡测定(即袖带压力信号)来估计中心动脉顺应性。这些估计的动脉一致性的差异可以用来确定AWA CO测量结果是否可靠。例如，AWA CO测量的可靠性可以通过比较外围动脉顺应性(因为外围动脉顺应性更容易改变)，或通过比较更多的中央动脉顺应性来发现。替代地，还可以导出外围动脉顺应性和中央动脉顺应性之间的基线关系，并可以检查在随后的测量中是否存在同样的关系。
根据本文所描述的技术的一般方法如图9所示。图9中的一个或多个步骤可以由系统2、装置12和/或处理单元22来执行。
在步骤203中，开始在对象上的第一位置(例如，围绕在如手臂的肢体周围)的袖带4的充气。
接下来，在在袖带4充气时发生的步骤205中，获得袖带4压力信号，包括充气期间袖带4内部的压力测量。步骤203和205一般对应于上述具体实施例中的步骤103。
在步骤207中，分析了袖带压力信号，以导出袖带4下的动脉体积的振荡与动脉中的压力之间的关系。
在步骤209中，针对袖带(跨壁)压力的范围估计动脉的动脉顺应性。基于在步骤207中确定的关系来估计动脉顺应性。通常如上面参考上述具体实施例的步骤105描述步骤207和209。
步骤203-209的“第一轮”是在使用热稀释CO测量技术针对对象获得校准CO测量结果的第一时间段期间执行的。因此，AWA技术使用在第一时间段内获得的热稀释CO测量结果进行校准。当获得校准CO测量时执行步骤203-209时，该“轮”可以称为“校准轮”。任选的步骤201(其在步骤203之前或与步骤同时执行)表示热稀释校准流程的开始。步骤201通常可以对应于上述具体实施例的步骤101。在该第一轮步骤203-209中，步骤209的输出被称为“第一动脉顺应性”，并且如所指出的，表示在透壁压力的范围内的动脉的动脉顺应性。因此，第一时间段是测量第一动脉顺应性的时间段，并且是获得校准CO测量结果并用于校准AWA技术的时间段。因此，通常在直接测量CO的相同时间测量第一动脉顺应性，例如使用热稀释。
在由系统2、装置12和/或处理单元22实施该方法的实施例中，当获得热稀释CO测量结果时可以手动控制处理单元22以执行第一轮步骤203-209。替代地，(例如响应于从热稀释CO测量装置接收控制信号)可以在获得热稀释CO测量时自动控制处理单元22以执行第一轮步骤203-209。替代地，处理单元22可以被自动控制以在期望的时间(例如根据时间表)执行第一轮步骤203-209，并开始热稀释CO测量。以这些方式中任一种，将在获得热稀释CO测量结果的时间段期间测量第一动脉顺应性。
随后，在步骤211中，即在第一时间段之后的第二个时间段中，触发第二轮步骤203-209，其中，重复步骤203-209，以提供对动脉的动脉顺应性的另外的估计。该另外的估计被称为“第二动脉顺应性”。如前所述，“第二动脉顺应性”表示针对跨壁压力的范围的动脉的动脉顺应性。由步骤211触发的步骤203-209的重复通常可以对应于上述具体实施例的步骤111和113。
一旦由步骤211触发的步骤203-209的重复完成，该方法就传递到步骤213。在步骤213中，比较第一动脉顺应性和第二动脉顺应性，并使用第一动脉顺应性和第二动脉顺应性之间的比较的结果(例如，差异)来确定使用AWA技术获得的CO测量结果的可靠性。
在一些实施例中，如果AWACO测量结果被认为是可靠的，则该方法可以在一些随后的第三时间段处返回到步骤203，并执行另一轮步骤203-209。如果AWA CO测量结果被认为是不可靠的，那么可能需要新的校准CO测量结果。在这种情况下，该方法可以返回到步骤201，以便自动开始新的热稀释CO测量和AWA模型的校准。替代地，该方法还可以包括向装置12或系统2的用户(例如经由装置12或系统2的显示屏或其他用户接口部件向护理提供者)指示AWA CO测量的不可靠性，并且护理提供者可以在步骤201中手动开始新的热稀释测量。作为另一种替代，如果对AWA CO的测量值被认为是不可靠的，那么可以确定对AWA模型中的动脉顺应性参数(C)的值的调节，而不是获得新的校准CO测量结果。该调节可以根据第二动脉顺应性的函数来确定，和/或根据第一动脉顺应性和第二动脉顺应性之间的差异来确定。例如，可以将新测量的动脉顺应性输入到Windkessel模型，以输出CO的更准确的估计。替代地，输出CO可以相对于校准处的动脉顺应性(顺应性1)和当前的动脉顺应性(顺应性2)的比率进行缩放。在确定了对AWA模型中的C的调节的实施例中，该方法可以在随后的一些时间段内返回到步骤203。
在一些实施例中，步骤213可以包括将比较的结果与阈值进行比较。比较的结果可能是差异、差异的幅值、或动脉顺应性的分数或百分比变化。如果差异、差异的幅值或分数或百分比变化(如适当)高于阈值，那么AWA CO测量结果可以被认为是不可靠的，并且否则是可靠的。在有分数或百分比变化的情况下，10％的阈值可能是合适的。在存在差异或差异的幅值的情况下，可以将合适的阈值设置在典型动脉顺应性值的10％周围。
在一些实施例中，由系统2或装置12执行的方法还可以包括获得一个或多个AWACO测量结果。该步骤可以连续地、定期地或在需要CO测量结果时执行。这一步包括获得表示随时间的AP的动脉压力(AP)信号，并使用AWA模型处理AP信号，以确定心输出量。
在其中由AWA模型使用的AP信号从袖带4放置于其周围的相同肢体获得的一些实施例中，可以在步骤203和205期间获得AP信号，并且步骤207可以包括分析第一袖带压力信号和AP信号，以导出袖带4下的动脉体积的振荡和动脉的压力之间的关系。
在一些实施例中，当执行步骤203和205时，获得PPG信号和ECG信号中的一个或两者。在步骤207中分析这个或这些信号以确定对象的PAT和/或PWV，并且在步骤209中使用PAT和/或PWV以及在步骤207中确定的关系，以估计第一动脉顺应性。
在另外的实施例中，当在步骤203-209的校准轮中确定PAT时，一旦校准轮完成，就可以继续获得和分析PPG信号和/或ECG信号，以确定针对对象的PAT。可以将这个或这些PAT值与在校准轮中确定的PAT值进行比较，并且PAT值的比较的结果可以用于确定是否应执行步骤211并估计第二动脉顺应性。特别是，如上面指出的，PAT的变化可以(但不一定)指示动脉顺应性的变化，并且因此监测PAT的变化可以提供动脉顺应性是否可能已经改变的指示。因此，如果比较的结果指示PAT已经改变了足够的量(例如，10％，但可以使用其他值)，则可以执行步骤211。如果比较的结果指示PAT没有改变足够的量，那么使用AWA技术获得的CO测量结果可以继续被认为是可靠的。
在PPG信号和ECG信号不可用的实施例中(例如，因为系统2不包括PPG传感器16和ECG传感器18)，然后在步骤209中，可以仅基于第一袖带压力信号来估计第一动脉顺应性。在这些实施例中，步骤(b)可以间歇地或周期性地重复，即步骤(b)中的第二时间段是第一时间段之后的预定义时间。在一些实施例中，步骤(b)可以每X分钟执行一次，其中，X可以是在5到60的范围内的值。
在PPG信号可用的实施例中，可以从PPG信号形态的变化中推断出动脉顺应性的变化。因此，在一些实施例中，当执行步骤203和205时获得PPG信号，并分析PPG信号以确定第一PPG形态。在步骤209之后，获得了该对象的进一步PPG信号，并分析该另外的PPG信号以确定第二PPG形态。基于第二PPG形态与第一PPG形态的比较结果，将第二PPG形态与第一PPG形态得到比较用于确定是否执行步骤211。
因此，提供了一种用于估计使用AWA技术获得的CO测量结果的可靠性的方法、装置和系统。
将意识到，本文描述的技术可以由计算机程序，特别是在载体上或载体中的计算机程序实施。该程序可以采取源代码、目标代码、源代码与目标代码之间的代码的形式，诸如部分编译的形式，或者适于使用在本文描述的方法的实施方式中的任何其他形式。还将意识到，此类程序可以具有许多不同的架构设计。例如，实施本文描述的方法、装置或系统的功能的程序代码可以被细分为一个或多个子例程。在这些子例程中间分配功能的许多不同方式对于技术人员而言将是显而易见的。子例程可以一起存储在一个可执行文件中，以形成自包含的程序。这样的可执行文件可以包括计算机可执行指令，例如，处理器指令和/或解释器指令(例如，Java解释器指令)。替代地，一个或多个或所有子例程可以被存储在至少一个外部库文件中，并且静态地或动态地(例如，在运行时)与主程序链接。主程序包含对子例程中至少一个的至少一个调用。子例程还可以包括彼此的函数调用。与计算机程序产品有关的实施例包括与本文阐述的方法中的至少一个方法的每个处理阶段相对应的计算机可执行指令。这些指令可以细分为子例程和/或存储在可以静态或动态链接的一个或多个文件中。与计算机程序产品有关的另一实施例包括与本文阐述的装置、系统和/或产品中至少一个的每个模块相对应的计算机可执行指令。这些指令可以细分为子例程和/或存储在可以静态或动态链接的一个或多个文件中。
计算机程序的载体可以是能够承载程序的任何实体或设备。例如，载体可以包括数据存储设备，诸如ROM，例如，CD ROM或半导体ROM、或者磁记录介质，例如，硬盘。此外，载体可以是可传输的载体，诸如电或光信号，其可以经由电缆或光缆或通过无线电或其他模块来传达。当程序以此类信号实现时，载体可以由此类线缆或其他设备或模块构成。替代地，载体可以是其中嵌入程序的集成电路，该集成电路适于执行相关方法或在相关方法的执行中使用。
本领域技术人员通过研究附图、公开内容和所附权利要求，在实践本文描述的原理和技术时可以理解和实现所公开的实施例的变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以完成权利要求中所记载的若干项目的功能。尽管特定措施是在互不相同的从属权利要求中记载的，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。计算机程序可以存储在/分布在合适的介质上，例如与其他硬件一起提供或作为其他硬件的部分提供的光学存储介质或固态介质，但是计算机程序也可以以其他形式分布，例如经由因特网或其他有线或无线电信系统分布。权利要求中的任何附图标记不应被解释为对范围的限制。

Claims (15)

1.一种估计使用动脉波形分析AWA技术获得的针对对象的心输出量CO测量结果的可靠性的方法，其中，所述AWA技术是使用利用热稀释CO测量技术获得的CO测量结果来校准的，所述方法包括：
(a)在使用利用所述热稀释CO测量技术获得的第一CO测量结果来校准所述AWA技术的第一时间段期间：
(i)开始(203)对在所述对象上的第一位置处的袖带的充气；
(ii)获得(205)包括在充气期间所述袖带内部的压力的测量结果的第一袖带压力信号；
(iii)分析(207)所述第一袖带压力信号以导出所述袖带下的动脉体积中的振荡与动脉中的压力之间的关系；并且
(iv)基于所确定的关系来估计(209)针对一范围的袖带压力的所述动脉的第一动脉顺应性；
(b)在所述第一时间段之后的第二时间段期间，重复(211)步骤(i)-(iv)以估计所述动脉的第二动脉顺应性；并且
(c)使用(213)所述第一动脉顺应性与所述第二动脉顺应性的比较的结果来确定在所述第二时间段期间使用所述AWA技术获得的CO测量结果的可靠性。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，如果在所述第二时间段期间使用所述AWA技术获得的所述CO测量结果被确定为可靠，则所述方法还包括：
(d)在所述第二时间段之后的第三时间段期间重复步骤(i)-(iv)以估计所述动脉的第三动脉顺应性；并且
(e)使用所述第二动脉顺应性和所述第三动脉顺应性来重复步骤(c)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，如果在所述第二时间段期间使用所述AWA技术获得的所述CO测量结果被确定为不可靠，则所述方法还包括以下各项中的一项或多项：
开始所述热稀释CO测量技术以获得第二CO测量结果并且使用所述第二CO测量结果来校准所述AWA技术；
向用户指示使用所述AWA技术获得的所述测量结果的不可靠性；并且
基于所述比较的所述结果来确定对在所述AWA技术中使用的动脉顺应性参数的值的调节。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：
当执行步骤(i)和(ii)时获得针对所述对象的光电体积描记PPG信号和/或心电图ECG信号；并且
分析所述PPG信号和/或所述ECG信号以确定针对所述对象的第一脉搏到达时间PAT和/或第一脉搏波速度PWV；
其中，步骤(iv)包括基于所确定的关系和所述第一PAT和/或所述第一PWV来估计(209)针对所述一范围的袖带压力的所述动脉的所述第一动脉顺应性。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述方法还包括：
在步骤(iv)之后，获得针对所述对象的另外的PPG信号和/或另外的ECG信号；
分析所述另外的PPG信号和/或所述另外的ECG信号以确定针对所述对象的第二PAT；
比较所述第二PAT与所述第一PAT；并且
基于所述第二PAT与所述第一PAT的所述比较的结果来确定是否要执行步骤(b)。
6.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中，所述第二时间段是所述第一时间段之后的预定义时间。
7.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：
当执行步骤(i)和(ii)时获得针对所述对象的光电体积描记PPG信号；
分析所述PPG信号以确定第一PPG形态；
在步骤(iv)之后，获得针对所述对象的另外的PPG信号；
分析所述另外的PPG信号以确定第二PPG形态；
比较所述第二PPG形态与所述第一PPG形态；并且
基于所述第二PPG形态与所述第一PPG形态的所述比较的结果来确定是否要执行步骤(b)。
8.根据权利要求1-7中的任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：
当执行步骤(i)和(ii)时获得针对所述对象的表示所述对象的动脉压力AP的AP信号；
其中，步骤(iii)包括分析(207)所述第一袖带压力信号和所述AP信号以导出所述袖带下的动脉体积中的振荡与所述动脉中的压力之间的所述关系。
9.一种用于估计使用动脉波形分析AWA技术获得的针对对象的心输出量CO测量结果的可靠性的装置(12)，其中，所述AWA技术是使用利用热稀释CO测量技术获得的CO测量结果来校准的，所述装置(12)包括处理单元(22)，所述处理单元被配置为：
(a)在使用利用所述热稀释CO测量技术获得的第一CO测量结果来校准所述AWA技术的第一时间段期间：
(i)开始对在所述对象上的第一位置处的袖带(4)的充气；
(ii)获得包括在充气期间所述袖带(4)内部的压力的测量结果的第一袖带压力信号；
(iii)分析所述第一袖带压力信号以导出所述袖带(4)下的动脉体积中的振荡与动脉中的压力之间的关系；并且
(iv)基于所确定的关系来估计针对袖带压力的范围的所述动脉的第一动脉顺应性；
(b)在所述第一时间段之后的第二时间段期间，重复功能(i)-(iv)以估计所述动脉的第二动脉顺应性；并且
(c)使用所述第一动脉顺应性与所述第二动脉顺应性的比较的结果来确定在所述第二时间段期间使用所述AWA技术获得的CO测量结果的可靠性。
10.根据权利要求9所述的装置(12)，其中，所述处理单元(22)还被配置为：
当执行功能(i)和(ii)时获得针对所述对象的光电体积描记PPG信号和/或心电图ECG信号；并且
分析所述PPG信号和/或所述ECG信号以确定针对所述对象的第一脉搏到达时间PAT和/或第一脉搏波速度PWV；
其中，功能(iv)包括基于所确定的关系和所述第一PAT和/或所述第一PWV来估计针对所述一范围的袖带压力的所述动脉的所述第一动脉顺应性。
11.根据权利要求10所述的装置(12)，其中，所述处理单元(22)还被配置为：
在功能(iv)之后，获得针对所述对象的另外的PPG信号和/或另外的ECG信号；
分析所述另外的PPG信号和/或所述另外的ECG信号以确定针对所述对象的第二PAT；
比较所述第二PAT与所述第一PAT；并且
基于所述第二PAT与所述第一PAT的所述比较的结果来确定是否要执行功能(b)。
12.根据权利要求9所述的装置(12)，其中，所述第二时间段是所述第一时间段之后的预定义时间。
13.根据权利要求9所述的装置(12)，其中，所述处理单元(22)还被配置为：
当执行功能(i)和(ii)时获得针对所述对象的光电体积描记PPG信号；
分析所述PPG信号以确定第一PPG形态；
在功能(iv)之后，获得针对所述对象的另外的PPG信号；
分析所述另外的PPG信号以确定第二PPG形态；
比较所述第二PPG形态与所述第一PPG形态；并且
基于所述第二PPG形态与所述第一PPG形态的所述比较的结果来确定是否要执行功能(b)。
14.根据权利要求9-13中的任一项所述的装置(12)，其中，所述处理单元(22)还被配置为：
当执行功能(i)和(ii)时获得针对所述对象的表示所述对象的动脉压力AP的AP信号；
其中，功能(iii)包括分析所述第一袖带压力信号和所述AP信号以导出所述袖带(4)下的动脉体积中的振荡与所述动脉中的压力之间的所述关系。
15.一种包括计算机可读介质的计算机程序产品，在所述计算机可读介质上实现有计算机可读代码，所述计算机可读代码被配置为使得在由合适的计算机或处理器运行时使所述计算机或处理器执行根据权利要求1-8中的任一项所述的方法。
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