识别自动调节区的系统和方法技术方案

一种构造成监控自动调节的系统(10)，其包括：医疗传感器(14)，所述医疗传感器构造成应用于患者并且产生局部氧饱和度信号。该系统包括控制器(16)，所述控制器包括处理器，所述处理器构造成：接收所述局部氧饱和度信号和血压信号(12)；基于所述血压信号和所述局部氧饱和度信号确定脑血氧指数(COX)。所述处理器还构造成将数据聚类算法应用于血压范围内的群集COX数据点；识别COX数据点的第一群集，所述第一群集对应于所述患者的未损自动调节区；并且提供所述患者的所述未损自动调节区的第一输出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】识别自动调节区的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求2015年10月16日提交的美国临时申请No.62/242,715的权益，其全部内容通过引用并入本申请。
本公开整体涉及一种医疗装置，并且更具体地涉及用于监控自动调节的系统和方法。本部分旨在向读者介绍可能与下文描述和/或要求保护的本公开的各个方面相关的技术的各个方面。相信该讨论有助于向读者提供背景信息以便于更好地理解本公开的各个方面。因此，应该理解的是，这些陈述要从这个角度解读而非承认现有技术。
技术介绍
在医学领域，医疗专业人员通常希望监控患者的某些生理参数。在某些情况下，临床医生可能希望监控患者的自动调节。自动调节是一种生理过程，该生理过程试图维持最佳脑血流量，以为大脑提供适当水平的氧气和营养。在自动调节期间，脑小动脉扩张或收缩以保持最佳血流量。例如，在脑压降低时，脑小动脉扩张以试图维持血流量。在脑压增大时，脑小动脉收缩以减少可能导致大脑受伤的血流量。如果患者的自动调节过程不正常运行，则患者可能会经受不适当的脑血流量，这可能会对患者的健康产生负面影响。特别地，脑血流量的下降可能会导致局部缺血，这会导致组织损伤或脑细胞死亡。脑血流量增加可能引发充血，这可能导致脑肿胀或水肿。用于监控自动调节的一些现有系统和方法可以基于各种生理信号确定患者的自动调节状态。然而，用于确定患者的自动调节状态的现有系统和方法可能低效和/或不可靠。附图说明在参照附图阅读以下详细描述时公开的技术的优势将变得显而易见，在附图中：图1是用于监控患者自动调节的系统的实施例的方块图；图2是示出了氧饱和度值和血压值之间的线性相关性的图表的示例；图3是示出了针对平均动脉压力(MAP)标绘的脑血氧指数(COX)的图表的示例；图4是示出了针对MAP标绘的COX的图表的另一个示例；图5示出了在应用k均值聚类算法之后的图4的图表；图6示出了在应用高斯混合模型之后的图4的图表；并且图7是用于确定患者的自动调节区和目标血压的方法的实施例的流程图。具体实施方式下面将描述本技术的一个或多个具体实施例。为了提供这些实施例的简要描述，在说明书中没有描述实际实施方式的所有特征。应该理解的是，在任何这样的实际实施方式的研发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出多种具体实施决定以实现研发者的特定目标，诸如符合系统相关和商业相关的约束，实施方式之间的约束可能不同。此外，应该认识到的是这样的研发工作可能复杂且耗时，但对于受益于本公开的普通技术人员来说仍然是设计、装配和制造的常规任务。医生可以通过使用各种监控装置和系统来监控患者的自动调节。在一些情况下，可以通过使得患者的血压(例如动脉血压)的测量与患者的氧饱和度(例如局部氧饱和度)的测量相关来监控患者的自动调节。具体而言，可至少部分基于患者的血压与氧饱和度之间的线性相关性来推导出指示患者的自动调节状态的脑血氧指数(COX)在某些情况下，识别指示与患者血压有关的自动调节状态的自动调节区可能是有益的。患者的自动调节系统通常可以在一定的血压范围内运行良好。因此，每个患者通常表现出至少三个自动调节区：与患者的自动调节功能受损所处的较低血压相关的低受损自动调节区、与患者自动调节系统正常工作的中等血压相关的未损自动调节区以及与患者的自动调节功能受损所处的较高血压相关的高受损自动调节区。例如，尽管自动调节系统适当运行所处的血压可能因患者而异，但特定患者可能表现出：低受损自动调节区，所述低受损自动调节区与患者的自动调节功能受损所处的低于约60mmHg的较低血压相关；未损自动调节区，所述未损自动调节区与患者的自动调节系统正常工作所处的介于大约60mmHg和150mmHg之间的中等血压相关；以及高受损自动调节区，所述高受损自动调节区与患者的自动调节功能受损所处的高于大约150mmHg的较高血压相关。可能有利的是识别患者的自动调节区并且/或者确定自动调节上限(ULA)值和/或自动调节下限(LLA)，自动调节上限(ULA)值和/或自动调节下限(LLA)分别近似限定了上下血压(例如平均动脉压力(MAP))边界，在该边界内自动调节通常未损且运作正常。大约高于ULA和/或大约低于LLA的血压可能与受损的自动调节功能有关。在某些情况下，使用典型的系统和方法识别ULA、LLA、自动调节区和/或患者的自动调节状态可能低效和/或不可靠。因此，本文提供了用于有效和/或可靠地识别与自动调节区相关联的ULA、LLA和/或血压、由此能够有效和/或可靠地确定患者的自动调节状态的系统和方法。此外，在一些实施例中，系统和方法可以被构造成确定患者的目标血压。在一些实施例中，目标血压可以是未损自动调节区内的血压值或血压值范围。目标血压可以表示患者的自动调节功能最大所处的血压值或血压值范围，并且/或者可以用于临床管理患者血压。例如，目标血压可指导医疗保健提供者对患者进行治疗(例如，指示保健提供者是应施用药物降低患者血压还是提高患者血压以达到未损自动调节区内的目标血压)。如下面更详细讨论的那样，系统和方法可以构造成利用一个或多个数据聚类算法来促进自动调节区和/或目标血压的识别。在一些实施例中，系统可以构造成向操作者提供指示自动调节区的信息、自动调节状态的信息和/或目标血压的信息。这样的系统和方法进而可以改善患者监控和患者护理。图1是用于监控患者的自动调节的系统10的实施例的方框图。如图所示，系统10包括血压传感器12、氧饱和度传感器14(例如局部氧饱和度传感器)、控制器16和输出装置18。血压传感器12可以是构造成获得患者的血压(例如，平均动脉血压(MAP))的任何传感器或装置。例如，血压传感器12可以包括用于无创监控血压的血压袖带或用于有创监控血压的动脉导管。在某些实施例中，血压传感器12可以包括一个或多个脉搏血氧含量传感器。在一些这样的情况下，可以通过处理在从单脉搏血氧含量传感器获得的单个体积描记法(PPG)信号内的两个或更多个特征点之间的时间延迟来导出患者的血压。在题为“无创血压监控的系统和方法”的美国公报No.2009/0326386中描述了基于从单脉搏血氧含量传感器获得的单个PPG信号的某些分量之间的时间延迟的比较来导出血压的各种技术，其全部内容通过引用并入本申请。在其他情况下，可以通过放置在患者身体的多个位置处的多个脉搏血氧含量传感器而无创地连续监控患者的血压。如在题为“连续无创血压监控方法和设备”的美国专利No.6,599,251中描述的那样(其全部内容通过引用并入本申请)，可从多个脉搏血氧含量传感器获得多个PPG信号，并且PPG信号可以相互比较以估计患者的血压。不管其形式如何，血压传感器12均可以构造成随时间生成指示患者血压(例如，动脉血压)的血压信号。如在下面更详细描述的那样，血压传感器12可以将血压信号提供给控制器16或任何其他适当的处理装置，以使得能够识别自动调节区并能够评估患者的自动调节状态。如图所示，氧饱和度传感器14可以是局部氧饱和度传感器，其被构造成生成指示患者区域内的静脉、动脉和毛细血管系统内的血氧饱和度的氧饱和度信号。例如，氧饱和度传感器14可以被构造成放置在患者的前额上并且可以用于计算患者前额下方区域(例如，大脑皮层中)的静脉、动脉和毛细血管系统内的患者血液的氧饱和度。在这本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种构造成监控自动调节的系统，其包括：医疗传感器，所述医疗传感器构造成应用于患者并且产生局部氧饱和度信号；控制器，所述控制器包括处理器，所述处理器构造成：接收所述局部氧饱和度信号和血压信号；基于所述血压信号和所述局部氧饱和度信号确定脑血氧指数(COX)；应用数据聚类算法以在血压范围内将CO X数据点聚类；识别CO X数据点的第一群集，所述第一群集对应于所述患者的未损自动调节区；并且提供指示所述患者的所述未损自动调节区的第一输出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.16 US 62/242,7151.一种构造成监控自动调节的系统，其包括：医疗传感器，所述医疗传感器构造成应用于患者并且产生局部氧饱和度信号；控制器，所述控制器包括处理器，所述处理器构造成：接收所述局部氧饱和度信号和血压信号；基于所述血压信号和所述局部氧饱和度信号确定脑血氧指数(COX)；应用数据聚类算法以在血压范围内将COX数据点聚类；识别COX数据点的第一群集，所述第一群集对应于所述患者的未损自动调节区；并且提供指示所述患者的所述未损自动调节区的第一输出。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器构造成识别COX数据点的第二群集，所述第二群集对应于所述患者的受损自动调节区，并且所述处理器构造成提供指示所述患者的所述受损自动调节区的第二输出。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器构造成识别所述第一群集和第二群集之间的边界并且提供指示所述边界的第二输出。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器构造成响应于阈值数量的COX数据点的确定而应用所述数据聚类算法。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述数据聚类算法包括k-均值聚类算法。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述数据聚类算法包括高斯混合模型。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述数据聚类算法包括以下的一种或多种：基于密度的带噪声空间聚类算法(DBSCAN)、主分量分析(PCA)、独立分量分析(ICA)、线性判别分析(LDA)、学习矢量量化(LVQ)、自组织映射(SOM或Kohonen网)或其任何组合。8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器构造成基于所述第一群集的质心确定目标血压。9.根据权利要求1所述的系统，其包括血压监控装置，所述血压监控装置构造成从所述患者获得所述血压信号。10.一种构造成监控自动调节的系统，其包括：控制器，所述控制器包括处理器，所述处理器构造成：从一个或多个医疗传感器接收局部氧饱和度信号和血压信号；基于所述血压信号和所述局部氧饱和度信号确定脑血氧指数(COX)；评估在血压范围内的COX数据点；并且使用数据聚类算法识别COX数据点的第一群集，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·阿狄森，J·沃森，D·蒙哥马利，
申请(专利权)人：柯惠有限合伙公司，
类型：发明
国别省市：美国,US