[發明專利]機械通氣期間血液動力學參數的非侵入性估計

在審

• 申請號: 201980045600.0
• 申請日: 2019-06-25
• 公開（公告）號: CN112399821A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 卡爾-埃里克·特羅伊利;托馬斯·韋斯特隆德
• 申請（專利權）人: 馬奎特緊急護理公司
• 主分類號: A61B5/02
• 分類號: A61B5/02;A61B5/0205;A61B5/021;A61B5/087;A61M16/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 杜誠;楊林森

本公開內容涉及用于非侵入性地確定機械通氣的對象(3)的血液動力學參數的方法，該確定基于對象的心跳的時間點(t_hb)和由心跳引起的血壓脈沖到達對象的肺部處的到達時間點(t_{arr_pulm})。該方法包括以下步驟：測量(S31)呼吸壓力和/或呼吸流量；以及根據由血壓脈沖到達對象的肺部導致的肺容積的變化而引起的測量的呼吸壓力和/或呼吸流量的變化來確定(S33)到達時間點(t_{arr_pulm})。

技術領域

本發明涉及用于在對象的機械通氣期間血液動力學參數的非侵入性估計的方法、計算機程序和通氣系統。

背景技術

在機械通氣期間，需要監測通氣患者的生理狀態。心電圖(ECG)測量系統、血壓傳感器和脈沖血氧儀是公知的醫療設備的示例，并且用于監測機械通氣患者的心血管功能。

與通氣患者的肺和/或全身循環有關的血液動力學參數的監測對于患者的心血管功能的評估可能是重要的。例如，可能期望監測選自由以下組成的組中的一個或更多個血液動力學參數：全身血壓(SBP)、肺血壓(PBP)、全身心輸出量(SCO)、肺心輸出量(PCO)和心內分流。

大多數已知的用于確定這些和其他血液動力學參數的方法不適合在機械通氣期間使用，這是因為它們的侵入性和復雜性，它們不能被連續執行，以及/或者它們需要通常在機械通氣患者的床邊不可用的附加設施。

用于SBP確定的非侵入性技術的示例是由Nihon Koden開發并且在https：//eu.nihonkohden.com/en/innovativetechnologies/escco(2019-04-17)上描述的esCCO技術。esCCO的原理基于沖程量(SV)與全身脈沖傳輸時間(PTT)(有時也被稱為脈沖波傳輸時間(PWTT))之間的逆相關。根據該原理，可以根據以下公式計算患者的組合心輸出量(即心臟的左側和右側的輸出量之和)的估計(“esCCO”)：

esCCO＝K×(α×PTT+β)×HR，

其中，α是常數，K和β是需要針對每個患者進行個體化的常數，并且可以基于患者特征例如患者長度、體重、性別等進行估計，以及HR是患者的心律。

通過根據測量的心電圖(ECG)和外圍毛細血管氧飽和度(SpO2)信號——例如隨著從ECG R波峰至SpO2脈沖波的上升點測量的時間——確定全身PTT，esCCO技術允許僅使用ECG傳感器和SpO2傳感器來非侵入性地確定SCO。

全身PTT也可以用于SBP的非侵入性且無袖帶確定，如例如在Wang等人,“Cuff-free blood pressure estimation using pulse transit time and heart rate”,201412^th International Conference on Signal Processing(ICSP),pp.115-118,2014中所描述的。這種用于血壓確定的非侵入性且無袖帶技術允許根據以下公式計算患者的全身血壓：

其中，α是常數，r是血管的內半徑，ρ是血液密度，L是血管長度，h是血管壁厚度，以及E₀是血管壁的零壓力彈性模量。因此，ECG測量和SpO2測量可以用于全身心輸出量和全身血壓的非侵入性確定。

上述技術的缺點在于它們不能容易地用于PCO和PBP的確定，原因是不能容易地非侵入性地確定沿患者的肺動脈傳播的血壓脈沖的PTT。為了確定PTT，必須能夠確定血壓脈沖到達測量點的時間點，這是沿患者的肺動脈的重要任務。

上述技術的另一缺點在于它們需要使用ECG傳感器來檢測用于確定PTT的產生血壓脈沖的心跳的時間點。盡管在機械通氣期間進行ECG監測很普遍，但是期望能夠在不需要ECG傳感器或其他外圍設施的情況下確定血液動力學參數例如SBP、SCO、PBP和PCO。