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1、(10)授權(quán)公告號(hào) CN 101785666 B (45)授權(quán)公告日 2014.02.12 CN 101785666 B (21)申請(qǐng)?zhí)?200910225935.9 (22)申請(qǐng)日 2009.11.23 08169615.5 2008.11.21 EP A61B 5/022(2006.01) A61B 5/0215(2006.01) A61B 5/029(2006.01) (73)專利權(quán)人 普爾松醫(yī)療系統(tǒng)公司 地址 德國(guó)慕尼黑 (72)發(fā)明人 S約肯 (74)專利代理機(jī)構(gòu) 中國(guó)專利代理(香港)有限公 司 72001 代理人 薛峰 曹若 EP 1884189 A1,2008.02.06, 說明。

2、書第 0022-0047 段 , 權(quán)利要求 1-34、 說明書附圖 1-9. CN 1117331 C,2003.08.06, 全文 . US 2005/0187481 A1,2005.08.25, 全文 . (54) 發(fā)明名稱 用于確定生理參數(shù)的儀器及方法 (57) 摘要 本發(fā)明涉及用于確定生理參數(shù)的儀器及方 法。 具體地， 提供了一種用于確定病人(6)的生理 參數(shù)的儀器， 該儀器包括 ： 壓力傳感器， 其適于提 供所述病人 (6) 的血壓讀數(shù)， 該血壓讀數(shù)被存儲(chǔ) 為至少一根隨時(shí)間變化的壓力曲線或其關(guān)于時(shí)間 的導(dǎo)數(shù) ； 以及評(píng)估裝置 (4)， 其適于從所述壓力曲 線或所述導(dǎo)數(shù)來確定代表了隨時(shí)。

3、間變化的心搏和 / 或隨時(shí)間變化的心搏變異度的至少一個(gè)心搏狀 態(tài)變量， 以及代表了隨時(shí)間變化的心臟前負(fù)荷和 / 或隨時(shí)間變化的心臟前負(fù)荷變異度的至少一個(gè) 心臟前負(fù)荷狀態(tài)變量。該評(píng)估裝置 (4) 進(jìn)一步適 于將所述生理參數(shù)確定為多個(gè)求和項(xiàng)的和， 該求 和項(xiàng)中的至少一個(gè)是心搏狀態(tài)變量的單調(diào)函數(shù)， 并且該求和項(xiàng)中的至少另一個(gè)是心臟前負(fù)荷狀態(tài) 變量的單調(diào)函數(shù)。 (30)優(yōu)先權(quán)數(shù)據(jù) (51)Int.Cl. (56)對(duì)比文件 審查員 黃曦 權(quán)利要求書 2 頁 說明書 7 頁 附圖 6 頁 (19)中華人民共和國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局 (12)發(fā)明專利 權(quán)利要求書2頁 說明書7頁 附圖6頁 (10)授權(quán)公告號(hào) CN。

4、 101785666 B CN 101785666 B 1/2 頁 2 1. 用于確定病人 (6) 的至少一個(gè)生理參數(shù)的儀器， 所述儀器包括 ： 壓力傳感器裝置， 其適于提供所述病人 (6) 的血壓讀數(shù) ； 存儲(chǔ)裝置， 其用于將所述讀數(shù)存儲(chǔ)為至少一根隨時(shí)間變化的壓力曲線或其關(guān)于時(shí)間的 導(dǎo)數(shù) ； 評(píng)估裝置 (4)， 其適于從所述壓力曲線或所述導(dǎo)數(shù)來確定代表了隨時(shí)間變化的心搏和 / 或隨時(shí)間變化的心搏變異度的至少一個(gè)心搏狀態(tài)變量， 其中所述評(píng)估裝置 (4) 進(jìn)一步適 于確定代表了隨時(shí)間變化的心臟前負(fù)荷和 / 或隨時(shí)間變化的心臟前負(fù)荷變異度的至少一 個(gè)心臟前負(fù)荷狀態(tài)變量 ； 其特征是， 所述評(píng)估裝置。

5、 (4) 進(jìn)一步適于將所述生理參數(shù)確定為多個(gè)求和項(xiàng)的和， 其 中所述求和項(xiàng)中的至少一個(gè)是一個(gè)所述心搏狀態(tài)變量的單調(diào)函數(shù)， 并且所述求和項(xiàng)中的至 少一個(gè)是一個(gè)所述心臟前負(fù)荷狀態(tài)變量的單調(diào)函數(shù)， 所述心搏狀態(tài)變量的所述單調(diào)函數(shù)是實(shí)數(shù)與所述心搏狀態(tài)變量的乘積或者實(shí)數(shù)與所 述心搏狀態(tài)變量的歸一化函數(shù)的乘積， 以及 / 或者， 所述心臟前負(fù)荷狀態(tài)變量的所述單調(diào)函數(shù)是實(shí)數(shù)與所述心臟前負(fù)荷狀態(tài)變量的乘積 或者實(shí)數(shù)與所述前負(fù)荷狀態(tài)變量的歸一化函數(shù)的乘積。 2. 如權(quán)利要求 1 所述的儀器， 其特征在于， 所述隨時(shí)間變化的心臟前負(fù)荷變異度是由 于病人 (6) 的自主呼吸狀態(tài)、 機(jī)械換氣狀態(tài)或輔助呼吸狀態(tài)期間可探。

6、測(cè)的病人 (6) 的吸氣 與呼氣而導(dǎo)致的心臟前負(fù)荷變異度。 3.如權(quán)利要求1或2所述的儀器， 其特征在于， 所述心搏狀態(tài)變量的歸一化函數(shù)是S型 函數(shù)。 4. 如權(quán)利要求 1 或 2 所述的儀器， 其特征在于， 所述前負(fù)荷狀態(tài)變量的歸一化函數(shù)是 S 型函數(shù)。 5.如權(quán)利要求1所述的儀器， 其特征在于， 所述評(píng)估裝置(4)進(jìn)一步適于從所述壓力曲 線或所述導(dǎo)數(shù)來確定至少一個(gè)所述心臟前負(fù)荷狀態(tài)變量。 6. 如權(quán)利要求 1 所述的儀器， 其特征在于， 進(jìn)一步包括提供額外讀數(shù)的額外傳感器裝 置。 7. 如權(quán)利要求 6 所述的儀器， 其特征在于， 所述額外讀數(shù)與心臟前負(fù)荷相關(guān)， 其中所述 存儲(chǔ)裝置進(jìn)一步適于。

7、存儲(chǔ)所述額外讀數(shù)的關(guān)于時(shí)間的導(dǎo)數(shù)， 并且其中所述評(píng)估裝置 (4) 進(jìn) 一步適于從所述額外讀數(shù)的關(guān)于時(shí)間的導(dǎo)數(shù)來確定至少一個(gè)心臟前負(fù)荷狀態(tài)變量。 8. 如權(quán)利要求 6 所述的儀器， 其特征在于， 所述額外讀數(shù)與至少一個(gè)心搏狀態(tài)變量相 關(guān)。 9. 如權(quán)利要求 1 所述的儀器， 其特征在于， 所述前負(fù)荷狀態(tài)變量是中心靜脈壓、 動(dòng)脈楔 壓、 全心舒張末期容積、 肺毛細(xì)血管楔壓或動(dòng)脈壓。 10. 如權(quán)利要求 6 所述的儀器， 其特征在于， 所述額外傳感器裝置是額外壓力傳感器裝 置。 11. 如權(quán)利要求 10 所述的儀器， 其特征在于， 所述額外壓力傳感器裝置適于測(cè)量中心 靜脈壓。 12. 如權(quán)利要求 1。

8、 所述的儀器， 其特征在于， 所述壓力傳感器裝置適于測(cè)量動(dòng)脈壓。 13. 如權(quán)利要求 1 所述的儀器， 其特征在于， 所述壓力傳感器裝置適于非侵入性測(cè)量。 權(quán) 利 要 求 書 CN 101785666 B 2 2/2 頁 3 14. 如權(quán)利要求 1 所述的儀器， 其特征在于， 所述至少一個(gè)生理參數(shù)包括每搏量?jī)?chǔ)備指 數(shù)或流體反應(yīng)性指數(shù)。 權(quán) 利 要 求 書 CN 101785666 B 3 1/7 頁 4 用于確定生理參數(shù)的儀器及方法 技術(shù)領(lǐng)域 0001 本發(fā)明涉及一種用于確定病人的至少一個(gè)生理參數(shù)的儀器。特別地， 本發(fā)明涉及 一種包括壓力傳感器裝置、 存儲(chǔ)裝置和評(píng)估裝置的用于確定病人的至少一個(gè)。

9、生理參數(shù)的儀 器， 其中 ： 壓力傳感器裝置適于提供所述病人的血壓讀數(shù) ； 存儲(chǔ)裝置用于將所述讀數(shù)存儲(chǔ) 為至少一條隨時(shí)間變化的壓力曲線或其關(guān)于時(shí)間的導(dǎo)數(shù) (derivative) ； 以及， 評(píng)估裝置適 于從所述壓力曲線或所述導(dǎo)數(shù)來確定代表了隨時(shí)間變化的心搏和 / 或隨時(shí)間變化的心搏 變異度的至少一個(gè)心搏狀態(tài)變量， 并且所述評(píng)估裝置進(jìn)一步適于確定代表了隨時(shí)間變化的 心臟前負(fù)荷和 / 或隨時(shí)間變化的心臟前負(fù)荷變異度的至少一個(gè)心臟前負(fù)荷狀態(tài)變量。 0002 此外， 本發(fā)明還涉及一種確定病人的至少一個(gè)生理參數(shù)的方法， 該方法包括 ： 從所 述病人的血壓讀數(shù)中進(jìn)行讀取 ； 將所述讀數(shù)存儲(chǔ)為至少一條隨時(shí)。

10、間變化的壓力曲線或其關(guān) 于時(shí)間的導(dǎo)數(shù) ； 以及， 從所述壓力曲線或所述導(dǎo)數(shù)來確定代表了隨時(shí)間變化的心搏和 / 或 隨時(shí)間變化的心搏變異度的至少一個(gè)心搏狀態(tài)變量， 以及確定代表了隨時(shí)間變化的心臟前 負(fù)荷和 / 或隨時(shí)間變化的心臟前負(fù)荷變異度的至少一個(gè)心臟前負(fù)荷狀態(tài)變量。 背景技術(shù) 0003 在過去， 許多不同的技術(shù)已經(jīng)被提出以研究人的每搏量與心臟前負(fù)荷的關(guān)系。 0004 Frdric Michard 和 Jean-Louis Teboul 在 “Predicting fluidresponsiveness in ICU patients” (Chest 121(2002)， 2000-2008)。

11、 中， 以及 DA Reuter 等人在 “Optimizing fluid therapy in mechanicallyventilated patients after cardiac surgery by on-fine monitoring of leftventricular stroke volume variations.Comparison with aortic systolicpressure variations.” (Br.J.Anaesth.88(2002)， 124-126) 中均 公開了使用每搏量變異度 (SVV) 和脈壓變異度 (PPV) 參數(shù)以用于確定病人的。

12、容量反應(yīng)性 (volume-responsiveness)。不過， 該途徑限于受控的機(jī)械換氣病人， 而不能用于自主呼吸 病人 0005 為了估定自主呼吸病人的容量反應(yīng)性， Monnet X.， RienzoM.， Osman D.， Anguel N.， Richard C.， Pinsky M.R. 和 Teboul J. 在 “Passive leg raising predicts fluid responsiveness in the critically ill” (Critical care medicine， 34， 1402-7， (2006) 中提出為了改變前負(fù)荷而升高病人的。

13、腿。不過， 取決于特定的情形 ( 例如， 被監(jiān)護(hù)病人的損 傷情況 )， 在某些情形下以限定的方式來機(jī)械地升高病人的腿可能是很困難的， 或者實(shí)際上 是不可能的。 0006 此外， 美國(guó)專利 5769082 中公開了一種對(duì)連續(xù)測(cè)量的血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)的變化進(jìn)行 分析的方法， 其中該連續(xù)測(cè)量的血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)的變化響應(yīng)于氣道壓 (airway pressure) 或潮氣量 (tidal volume) 的一組預(yù)定變化。該方法一般被稱作 “呼吸期心臟收縮變異試 驗(yàn)” (respiratory systolic variation test， RSVT)。對(duì)響應(yīng)于這樣的氣道壓操作的血液 動(dòng)力學(xué)參數(shù)變化的分析被。

14、用作估定病人心血管狀態(tài)(特別是容量反應(yīng)性)的非侵入性方法 或最小侵入性方法。 說 明 書 CN 101785666 B 4 2/7 頁 5 0007 美國(guó)專利申請(qǐng) 2004/0249297 涉及一種儀器， 該儀器用于心血管參數(shù)的確定， 特別 是用于那些表征病人左心室泵送活動(dòng)的參數(shù)的連續(xù)確定 ； 并涉及一種用于心臟容量反應(yīng)性 指數(shù)的連續(xù)確定的儀器。不過， 了解病人左心室泵送活動(dòng)的數(shù)值是進(jìn)一步確定心臟容量反 應(yīng)性的先決條件。此外， 還需要用于測(cè)量的第三傳感器， 例如， 應(yīng)變計(jì)。 0008 歐洲專利 1884189 描述了一種確定可用于表征容量反應(yīng)性的參數(shù)的技術(shù)。也 可 ( 或可替代地 ) 確定其它。

15、生理參數(shù) ( 例如， 心輸出量或潮氣量 )。根據(jù)關(guān)于心臟的 Frank-Starling 定律， 繪出了依賴于前負(fù)荷 ( 或者血液量 ) 的心輸出量的典型圖。取決于 該圖的局部斜率， 額外的容量可極大地增加心輸出量， 或者根本不增加心輸出量。 這在臨床 實(shí)踐中將進(jìn)一步有助于估定容量反應(yīng)性。盡管如此， 確定每搏量將會(huì)增加到什么程度是不 可能的。 發(fā)明內(nèi)容 0009 因此， 本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)就是提供一種最初所提及類型的儀器， 該儀器允許正確 地對(duì)病人當(dāng)前呼吸狀態(tài)的影響進(jìn)行解釋。此外， 本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是允許將最初所提及類 型的儀器應(yīng)用于機(jī)械換氣的病人， 并且同樣應(yīng)用于自主呼吸的病人。 在一個(gè)方面，。

16、 本發(fā)明的 一個(gè)特定目標(biāo)是提供一種最初所提及類型的儀器， 其中所確定的生理參數(shù)改善了對(duì)病人容 量反應(yīng)性的估定， 無論該病人是機(jī)械換氣的還是自主呼吸的。 0010 在本發(fā)明的一個(gè)方面下， 上述目標(biāo)通過如權(quán)利要求 1 所述的儀器得以實(shí)現(xiàn)。本發(fā) 明的有利實(shí)施例能根據(jù)權(quán)利要求 2 18 中任意一項(xiàng)進(jìn)行配置。 0011 同樣， 本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種如最初所提及類型的方法， 該方法允許正確 地對(duì)病人當(dāng)前呼吸狀態(tài)的影響進(jìn)行解釋。此外， 本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是允許將最初所提及類 型的方法應(yīng)用于機(jī)械換氣的病人， 并且同樣應(yīng)用于自主呼吸的病人。 在一個(gè)方面， 本發(fā)明的 一個(gè)特定目標(biāo)是提供一種如最初所提及類型的方。

17、法， 其中所確定的生理參數(shù)改善了對(duì)病人 容量反應(yīng)性的估定， 無論該病人是機(jī)械換氣的還是自主呼吸的。 0012 在本發(fā)明的一個(gè)方面下， 上述目標(biāo)通過如權(quán)利要求 19 所述的方法得以實(shí)現(xiàn)。 0013 本發(fā)明可應(yīng)用于自主呼吸生物， 并且可應(yīng)用于輔助呼吸的病人或完全受控?fù)Q氣的 病人。而且， 如果確定了容量反應(yīng)性， 那么不必需要額外的努力 ( 例如， 腿的升高操作、 流體 或藥物輸送 ) 即使得在臨床實(shí)踐中能利用本文所描述的途徑來確定流體反應(yīng)性。 0014 另外， 既不需要外科手術(shù)， 也不需要對(duì)病人的處理。除此之外， 本發(fā)明也不需要每 搏量和 / 或每搏量變異度的任何預(yù)先確定。特別地， 本發(fā)明允許反應(yīng)與。

18、非反應(yīng)循環(huán)系統(tǒng)狀 態(tài)之間 ( 特別是反應(yīng)性的不同水平之間 ) 容量反應(yīng)性的微分確定。 0015 對(duì)應(yīng)于動(dòng)脈壓， 肺活量和肺中呼吸壓是變化的。存在著不同類型的參數(shù)來表征肺 的狀態(tài)， 例如， 中心靜脈壓、 潮氣量、 以及還有呼吸器 ( 包括呼吸面具、 管 (tubus) 及導(dǎo)管 ) 的呼吸壓、 胸廓阻抗及生物阻抗測(cè)量、 胸內(nèi)壓等等。至少兩個(gè)狀態(tài)變量 (Z1、 Z2) 必須 分別從心臟的變異度 ( 例如， 動(dòng)脈壓 ) 并進(jìn)一步從受心臟前負(fù)荷漂移 (shifts in cardiac preload) 或者受呼吸影響的參數(shù) ( 例如， 中心靜脈壓或者動(dòng)脈壓 ) 來生成。上述狀態(tài)變量 之差和 / 或之和。

19、代表了流體反應(yīng)性指數(shù)。 0016 另外， 這些狀態(tài)變量適于用來表征心搏和呼吸活動(dòng)， 并因此適于用來表征前負(fù)荷 中的變化， 特別是當(dāng)考慮到有效的力、 能量和功率時(shí)。這些狀態(tài)變量的和 / 差是容量反應(yīng)性 說 明 書 CN 101785666 B 5 3/7 頁 6 的一個(gè)標(biāo)志。另外， 這些狀態(tài)變量還能顧及到血管和 / 或胸腔系統(tǒng)的不同特征。 0017 如果這些分別由心臟變異度與呼吸來規(guī)定的參數(shù)適當(dāng)?shù)爻杀壤?那么無需預(yù)先校 準(zhǔn)就能使用該方法。 作為對(duì)流體反應(yīng)性指數(shù)的補(bǔ)充， 在校準(zhǔn)之后可進(jìn)行每搏量的絕對(duì)測(cè)量。 0018 另外， 測(cè)得的信號(hào)不必源自血管內(nèi)壓的測(cè)量。關(guān)于心臟特征以及關(guān)于心臟前負(fù)荷 中變化。

20、 ( 例如， 關(guān)于呼吸活性 ) 所測(cè)得的信號(hào)可以是相同類型的。另外， 在相對(duì)容量反應(yīng)性 的校準(zhǔn)之后， 本發(fā)明允許對(duì)每搏量和心輸出量的連續(xù)確定。心輸出量的值由心率和每搏量 的乘積得到。為了確定每搏量和心輸出量， 病人身體的體重、 身高、 體表的參數(shù)可代替使用 任何校準(zhǔn)而充當(dāng)適應(yīng)性改變。此外， 至少一階導(dǎo)數(shù)能用于代替測(cè)得的數(shù)值。關(guān)于心輸出量 的確定， 血流量與下面公式 (5) 中所表述的壓力的微分 dP/dt 直接成正比。 0019 一般地， 取決于應(yīng)用的實(shí)際條件， 本文所描述的任何實(shí)施例或所提及的任何任選 項(xiàng)可為特別有利的。 此外， 就技術(shù)可能性而言并且除非另有說明， 一個(gè)實(shí)施例的特征可與另 一。

21、個(gè)實(shí)施例的特征結(jié)合在一起， 以及可與來自現(xiàn)有技術(shù)的已知特征本身組合在一起。 附圖說明 0020 現(xiàn)在將對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。附圖是示意性圖示， 其用于更好地理解本發(fā) 明的特征。附圖中 ： 0021 圖 1 是一個(gè)圖示， 其通過示出心輸出量隨前負(fù)荷變化的典型曲線來表示容量反應(yīng) 性概念 ； 0022 圖 2 表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的儀器的大體結(jié)構(gòu) ； 0023 圖 3 表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的儀器的大體結(jié)構(gòu) ； 0024 圖 4a 示出了隨呼吸周期變化的動(dòng)脈壓讀數(shù)的典型圖 ； 0025 圖 4b 示出了隨呼吸周期變化的中心靜脈壓讀數(shù)的典型圖 ； 0026 圖 5a 示出了對(duì)數(shù)坐標(biāo)下基于動(dòng)脈。

22、壓讀數(shù)的典型功率譜 ； 0027 圖 5b 示出了線性坐標(biāo)下基于動(dòng)脈壓讀數(shù)的典型功率譜 ； 0028 圖 6a 示出了對(duì)數(shù)坐標(biāo)下基于中心靜脈壓讀數(shù)的典型功率譜 ； 以及 0029 圖 6b 示出了線性坐標(biāo)下基于中心靜脈壓讀數(shù)的典型功率譜。 0030 在附圖中， 相同的附圖標(biāo)記用于相應(yīng)的特征。 具體實(shí)施方式 0031 圖 1 示出了一個(gè)圖示， 其通過示出心輸出量 (SV) 隨前負(fù)荷 ( 或血液量 ) 變化的典 型曲線來表示容量反應(yīng)性概念。根據(jù)心臟的 Frank-Starling 定律， 在圖 1 中表示了兩個(gè)生 物 A( 實(shí)線 ) 和 B( 虛線 ) 的每搏量和血液量之間的關(guān)系。該曲線隨著病人的。

23、不同而變化 ( 并且依賴于單個(gè)病人的當(dāng)前情況 )。因此， 取決于病人， 一個(gè)每搏量值能對(duì)應(yīng)于兩個(gè)不同 的前負(fù)荷值(反之亦然)。 取決于局部斜率， 額外的流體容量可極大地增加(該圖的左邊部 分 ) 或不增加每搏量 ( 該圖右邊部分中接近水平的線 )。由于對(duì)于一個(gè)處于特定條件的特 定病人而言， 圖 1 所示意性示出的曲線的實(shí)際進(jìn)程事先是未知的， 因此在臨床實(shí)踐中獲得 有助于估定容量反應(yīng)性的參數(shù)應(yīng)是非常關(guān)鍵的。根據(jù)心臟的 Frank-Starling 定律， 每搏量 越高， 則該值的敏感性越高。換言之， 如果每搏量較高， 則每搏量中的較小變化會(huì)對(duì)應(yīng)于前 負(fù)荷中相當(dāng)大的變化。在一定的每搏量之上， 導(dǎo)數(shù)。

24、 d( 前負(fù)荷 )/d(SV) 會(huì)極大地增加。 說 明 書 CN 101785666 B 6 4/7 頁 7 0032 圖 2 示出了本發(fā)明的一種儀器的大體結(jié)構(gòu)。動(dòng)脈導(dǎo)管 1 配備有壓力傳感器， 以用 于測(cè)量動(dòng)脈血壓。導(dǎo)管 1 的壓力傳感器經(jīng)由壓力變換器 2 連接到病人監(jiān)測(cè)儀器 4 的輸入通 道3。 除了用于獲得壓力信號(hào)的近端端口7之外， 導(dǎo)管1可包括一個(gè)或多個(gè)其它的近端端口 8 以執(zhí)行另外的功能， 例如血液溫度測(cè)量等等。對(duì)病人監(jiān)測(cè)儀器 4 進(jìn)行編程從而以下述方 式確定各種血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)， 并且在顯示器5上顯示所確定的參數(shù)(作為數(shù)值顯示、 以曲線 方式顯示或者二者兼有 )。另外， 所確定的參數(shù)。

25、可被存儲(chǔ)在記錄介質(zhì)中和 / 或被打印出來。 為了該目的， 病人監(jiān)測(cè)儀器 4 可包括用于連接外圍設(shè)備的各種接口端口。 0033 所描述的第一實(shí)施例僅需要一個(gè)單獨(dú)的動(dòng)脈壓傳感器。 盡管該傳感器被示作是侵 入式的， 但是也可代以實(shí)施非侵入式壓力傳感器。 0034 圖 3 進(jìn)一步示出了根據(jù)第二實(shí)施例的儀器的大體結(jié)構(gòu)， 其中使用了兩個(gè)壓力傳感 器。除了有關(guān)上述第一實(shí)施例所描述地進(jìn)行動(dòng)脈壓測(cè)量之外， 還使用中心靜脈導(dǎo)管 14 中的 壓力傳感器來測(cè)量中心靜脈壓 CVP。中心靜脈導(dǎo)管 14 的壓力傳感器經(jīng)由壓力變換器 10 連 接到病人監(jiān)測(cè)儀器4的第二輸入通道11。 除了用于獲得壓力信號(hào)的近端端口12之外， 。

26、導(dǎo)管 14 可包括一個(gè)或多個(gè)其它近端端口 13 以執(zhí)行另外的功能， 例如血液溫度測(cè)量、 注射等等。 一種肺動(dòng)脈導(dǎo)管 ( 未示出 ) 可用于代替中心靜脈導(dǎo)管 14， 以提供肺動(dòng)脈壓的讀數(shù)。一般而 言， 各種測(cè)量部位均適合于提供第一和第二血壓讀數(shù)。采用兩個(gè)侵入式壓力傳感器能實(shí)現(xiàn) 該系統(tǒng)的最佳性能， 正如圖 3 中所描繪的那樣。 0035 如上所述， 侵入式壓力傳感器的各種實(shí)施方式應(yīng)是特別有利的。壓力既能被液壓 傳遞到近端導(dǎo)管端口并由外部傳感器測(cè)量， 也可使用安裝在該導(dǎo)管尖端或附近的傳感器直 接現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?？墒褂秒娙輦鞲衅鳌?壓力傳感器或光壓傳感器 ( 例如， 基于法布里 - 珀羅干涉 儀 )。 00。

27、36 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中， 至少一個(gè)壓力傳感器還可為非侵入式的， 正如有 關(guān)上述第一實(shí)施例所提及的那樣。 0037 如上所述， 在病人 6 的身體中， 心臟容量、 血管容量以及肺容量相互作用。特別地， 心臟前負(fù)荷受到由呼吸所主導(dǎo)的容量的影響 ( 自主呼吸或者換氣式呼吸的任一種 )。由于 呼吸周期是循環(huán)的， 所以會(huì)發(fā)生對(duì)血壓和血流量的調(diào)制。圖 4a 是動(dòng)脈壓讀數(shù)隨時(shí)間變化并 隨呼吸周期變化的典型圖， 該圖示出了這種調(diào)制。 根據(jù)圖4b， 對(duì)于中心靜脈壓或者每搏量也 能觀察到這種調(diào)制。 0038 病人監(jiān)測(cè)儀器4將通過輸入通道3讀到的血壓讀數(shù)暫時(shí)存儲(chǔ)為隨時(shí)間變化的壓力 曲線 p(t)。因?yàn)樾穆省?/p>

28、和呼吸周期在頻率 (f) 上是不同的， 所以可將作用在壓力曲線上的呼 吸效應(yīng)與心臟活動(dòng)分開。病人監(jiān)測(cè)儀器 4 因而從壓力信號(hào)中確定呼吸周期和心率。 0039 總之， 容量反應(yīng)性的確定導(dǎo)致了對(duì)生物特別是人類的具體治療性控制。進(jìn)一步相 關(guān)的是作出如下決定 ： 是向病人供應(yīng)容量還是導(dǎo)數(shù)容量。 這些對(duì)于容量的操作處理(例如， 供應(yīng)生理鹽水溶液、 晶態(tài)液體 (crystalloid liquid) 或者例如為 HES 的膠態(tài)液體、 血漿瓶 或其它流體 ) 根據(jù)多樣化的臨床邊緣條件 ( 像急救室、 手術(shù)室、 外科手術(shù)期間等等 ) 來加以 進(jìn)行。在人工換氣之外， 病人還能進(jìn)行非人工換氣。示出了在 20 秒時(shí)。

29、間段上的動(dòng)脈壓和靜 脈壓 ( 以 mm Hg 為單位 )。 0040 當(dāng)前臨床實(shí)踐的方法目前限于用在完全受控?fù)Q氣的病人上。該方法的基礎(chǔ)在于， 作為呼吸器呼吸壓力結(jié)果的肺活量增加以及同時(shí)發(fā)生的心臟舒張期容積的損失， 這是因?yàn)?說 明 書 CN 101785666 B 7 5/7 頁 8 肺活量和舒張期容積確實(shí)只不過具有所提供的相同胸腔容積。 如圖4a、 圖4b中所描述的那 樣， 在機(jī)械換氣期間， 當(dāng)空氣吸入到肺中時(shí)， 每搏量降低。 因此， 在呼吸循環(huán)期間動(dòng)脈脈壓以 及每搏量是變化的 ( 圖 4a)。 0041 在中心靜脈壓或者每搏量上也能觀察到相應(yīng)的調(diào)制 ( 圖 4b)。 0042 圖 5a 和。

30、圖 5b 分別以對(duì)數(shù)坐標(biāo)和線性坐標(biāo)示出了心率為 105 次每分鐘時(shí)基于動(dòng)脈 壓讀數(shù)的典型功率譜以及基于中心靜脈壓讀數(shù)的典型功率譜。圖 6a 和圖 6b 分別以對(duì)數(shù)坐 標(biāo)和線性坐標(biāo)示出了每分鐘 22 次呼吸時(shí)基于中心靜脈壓讀數(shù)的典型功率譜。 0043 在主動(dòng)脈或中央動(dòng)脈中連續(xù)測(cè)量壓力 PA。進(jìn)一步計(jì)算并得到中等血壓 (medium blood pressure)MAD 及其方差 A2。除此之外， 還測(cè)量了胸內(nèi)或中心靜脈壓 CVP。進(jìn)一步 計(jì)算并得到方差 CVP2。 0044 心臟狀態(tài)由求和 Zk aMAD+bA2+. 來表征， 其中用到了 MAD 和 A2。字母 a、 b( 并且還有 c、 .、。

31、 f) 具有任選的正數(shù)和負(fù)數(shù)范圍。 0045 呼吸狀態(tài)由求和 Zr cCVP2+. 來表征， 其中用到了 CVP2。其中的另外的被 加數(shù)還可具有來自 PA和所得到的偏差變量的數(shù)據(jù)。 0046 然后， 代表心臟的相對(duì)心輸出量的參數(shù)分別由相應(yīng)的和與差求得， 即 ： 相對(duì)心輸出 量 eZk-fZr-.(1) 0047 在最簡(jiǎn)單的變異度方法中， 肺血管系統(tǒng)(例如順應(yīng)性)以及病人身高、 體重和體表 面積的影響可使用適當(dāng)?shù)谋壤齺硐?這樣， 不同病人之間的相對(duì)心輸出量， 以及該病人身 體內(nèi)在延長(zhǎng)的時(shí)間間隔上的相對(duì)心輸出量， 還可彼此相互比較。 特別地， 適于表征心搏的參 數(shù) ( 例如， MAD， A2)。

32、 能通過除法來比例化。 0048 相對(duì)心輸出量將會(huì)進(jìn)一步說明與最大可獲得的每搏量相比， 當(dāng)前每搏量是多大。 為了以確切的方式再現(xiàn)該生理學(xué)關(guān)系， 必須對(duì)相對(duì)心輸出量加以限制， 也必須進(jìn)一步對(duì)其 狀態(tài) (states) 或它們的和加以限制。 0049 一種 S 型函數(shù) (sigmoid-function)(Z) 充當(dāng)一種限制以再現(xiàn)該生理學(xué)關(guān)系 ： 對(duì) 于所有 Z， limZ- - (Z) 0， limZ- + (Z) 1， 并且 d/dZ 0 0050 在時(shí)間平均值之外， 變異度以及各自地另外的累積 (cumulates) 和矩 (moments) 還有變換參數(shù)與狀態(tài)的表征都是相關(guān)的。特別是， 病。

33、人監(jiān)測(cè)儀器 4 有利地含有快速傅里葉 變換裝置 (FFT)9， 以便對(duì)存儲(chǔ)的壓力曲線執(zhí)行傅里葉變換。壓力的傅里葉變換 P() p(t)e(-it)dt (2) 與功率譜 Sp() 均是進(jìn)一步相關(guān)的， 即同樣由 FFT 確定的自相 關(guān)函數(shù)的傅里葉變換都用于為了進(jìn)一步的評(píng)估來確定每個(gè)頻率 f /2 的貢獻(xiàn)。功率 譜 ( 即， 自相關(guān)函數(shù)的傅里葉變換器 ) 除了別的之外還提供了將具有心率以及心率倍數(shù) (2HR， 3HR， .) 的心臟活動(dòng)的相應(yīng)信號(hào)部分從相關(guān)的呼吸率以及呼吸率倍數(shù)分離開的 可能性。 0051 特別地， 病人監(jiān)測(cè)儀器 4 在壓力信號(hào)的譜密度中確定關(guān)于呼吸率及其更高次諧頻 的大小， 這就。

34、得到了呼吸功率譜。 同樣地， 從心率及其更高次諧頻處的譜密度中的幅度來確 定心功率譜。 0052 在整個(gè)頻率范圍上對(duì)譜密度的積分允許確定對(duì)應(yīng)于呼吸的呼吸功率， 以及對(duì)應(yīng)于 心臟活動(dòng)的心臟功率。 不過， 在許多情形中， 僅在部分頻率范圍上的積分將導(dǎo)致足夠的近似 度， 甚至改善結(jié)果的質(zhì)量 ： 當(dāng)積分不得不在一個(gè)合適的范圍上進(jìn)行時(shí)， 可抑制幾個(gè)頻率以減 說 明 書 CN 101785666 B 8 6/7 頁 9 少或消除信號(hào)干擾。 0053 關(guān)于圖 5a 和圖 5b， 心率 (HR) 及其倍數(shù)的譜功率將從功率譜中獲得。標(biāo)以 (*) 的 峰 (peak) 是 S(2HR) Sp(2HR)。標(biāo)以 (+。

35、) 的峰是 S (2kHR)， Sp (2kHR)， 其中另外， 呼吸率 (RR) 及其倍數(shù)的譜功率 ( 即 S(2RR)、 S(22HR) 等等 )、 特定峰的面積和寬度、 在頻譜底部處以及在該峰的 尖端上的斜率以及當(dāng) 0 時(shí)的特定頻譜將會(huì)從功率譜獲得。 0054 這 樣， 上 述 狀 態(tài) 參 數(shù) 能 表 征 為 如 下 形 式 ： 心 臟 狀 態(tài) 由 適 當(dāng) 的 求 和 Zk aA2+bA2/MAD+cS(2kHR)+. 來描述。必需的分量是 A2和 A2/MAD， 以 及具有適當(dāng)?shù)牡闹辽僖粋€(gè)頻譜分量 S(2kHR)+.。 0055 根 據(jù) 圖 6a、圖 6b，每 搏 量 的 修 正 總 。

36、體 上 由 適 當(dāng) 的 求 和 Zr dS(2IRR)+. 來描述。因此， 必要的分量是具有適當(dāng)?shù)?的頻譜分量 dS(2IRR)+.。其中的另外的被加數(shù)還能具有來自 PA和所得到的 偏差變量的數(shù)據(jù)。標(biāo)以 (*) 的峰是 S(2RR) SCVP(2RR)。標(biāo)以 (+) 的峰是 S (2kRR) SCVP(2IRR)， 其中 I 2， 3。 0056 這樣， 所確定的呼吸和心功率譜的值現(xiàn)在能被病人監(jiān)測(cè)儀器 4 用來計(jì)算感興趣的 血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)， 并將所確定的參數(shù)顯示在顯示器 5 上。 0057 隨后， 參數(shù)然后分別從和與差來求得， 其代表了心臟的相對(duì)心輸出量， 也就是相對(duì) 心輸出量 g(Zk)-h。

37、(Zr)-.(3) 因而， 這導(dǎo)致了流體反應(yīng)性指數(shù) FRI 的等式， 其具 有如下形式 ： FRI gtanh(Zk)-htanh(Zr)+.(4) 其中， Zk優(yōu)選是 A、 Sp、 Sdp/dt、 MAD 的 函數(shù)， Zr優(yōu)選是 A、 SCVP、 Sdp/dt、 CVP 的函數(shù)。 0058 如前面所述， 圖2示出了本發(fā)明儀器的大體結(jié)構(gòu)， 其中動(dòng)脈導(dǎo)管1配備有用于測(cè)量 動(dòng)脈血壓的壓力傳感器。與圖 2 相反， 圖 3 示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的儀器的大體結(jié) 構(gòu)， 其中使用了兩個(gè)壓力傳感器。 第一傳感器用于動(dòng)脈壓測(cè)量， 第二傳感器用于中心靜脈壓 測(cè)量。 0059 在肺中， 變化的肺活量和呼吸壓力。

38、會(huì)影響動(dòng)脈壓和中心靜脈壓， 如圖4a和圖4b中 所示那樣。如上面所提及的那樣， 存在不同類型的參數(shù)以表征呼吸的狀態(tài)。至少兩個(gè)狀態(tài) 變量 (Z1， Z2， .) 由心臟變異度 ( 例如動(dòng)脈壓 ) 以及另一個(gè)參數(shù) ( 例如中心靜脈壓或動(dòng)脈 壓 ) 生成。該參數(shù)分別由心臟前負(fù)荷中的漂移或者由呼吸作用影響。然后， 流體反應(yīng)性指 數(shù)由上述狀態(tài)變量的差和 / 或和來表示。 0060 特別地， 根據(jù)圖 3， 病人監(jiān)測(cè)儀器 4 在壓力信號(hào)的譜密度中確定呼吸率及其更高次 諧頻的大小， 這就得到了呼吸功率譜。從心率及其更高次諧頻處的譜密度中的幅度來確定 心功率譜。 0061 根據(jù)圖 3， 病人監(jiān)測(cè)儀器 4 從中心。

39、靜脈壓信號(hào)來確定呼吸周期。根據(jù)圖 6a、 圖 6b， 病人監(jiān)測(cè)儀器 4 使用快速傅立葉變換器 9 來確定頻率密度。在譜密度中， 確定呼吸率及其 更高次諧頻的大小， 這就得到了呼吸功率譜， 并因此得到呼吸功率， 正如上面已經(jīng)描述的那 樣。 0062 最后， 提供呼吸功率與心臟功率之比以作為容量反應(yīng)性的測(cè)量， 正如上面有關(guān)第 一實(shí)施例所描述的那樣。第二實(shí)施例導(dǎo)致相對(duì)心輸出量的更精確的值， 如等式 1 與 3 中所 示那樣。另外， 能獲得如等式 4 及其后續(xù)等式所示流體反應(yīng)性指數(shù)的更精確的值。 說 明 書 CN 101785666 B 9 7/7 頁 10 0063 作為確定流體反應(yīng)性指數(shù) FRI 。

40、的替代， 或者除了確定流體反應(yīng)性指數(shù) FBI 之外， 還可確定每搏量?jī)?chǔ)備指數(shù) SVRI(stroke volumereserve index)， 該指數(shù)被定義為 ： SVRI 1-FRI。 說 明 書 CN 101785666 B 10 1/6 頁 11 圖 1 說 明 書 附 圖 CN 101785666 B 11 2/6 頁 12 圖 2 說 明 書 附 圖 CN 101785666 B 12 3/6 頁 13 圖 3 圖 4a 說 明 書 附 圖 CN 101785666 B 13 4/6 頁 14 圖 4b 圖 5a 說 明 書 附 圖 CN 101785666 B 14 5/6 頁 15 圖 5b 圖 6a 說 明 書 附 圖 CN 101785666 B 15 6/6 頁 16 圖 6b 說 明 書 附 圖 CN 101785666 B 16 。

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