血流动力学参数估计制造技术

一种用于估计一个或多个血流动力学参数(例如，心输出量或每搏输出量)的装置和方法。实施例基于将关于血管张力的信息结合到血流动力学参数估计中以提高准确度的构思。更具体地，实施例使用血液脉搏从心脏沿着动脉路径的特定长度行进的持续时间的测量结果作为针对血管张力的代理度量并将其结合到血流动力学参数估计中。实施例还基于结合针对多条不同动脉路径的血管张力代理测量结果来考虑循环系统的不同部分之间的血管张力变化。统的不同部分之间的血管张力变化。统的不同部分之间的血管张力变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】血流动力学参数估计


[0001]本专利技术涉及用于估计一个或多个血流动力学参数的装置和方法。

技术介绍

[0002]为了评估血流动力学稳定性，各种血流动力学参数对测量和监测很重要。这些参数包括例如中央血流动力学参数，例如，心输出量(CO)、每搏输出量(SV)及其随时间的变化。
[0003]心输出量(CO)被定义为每分钟从心脏泵送的血液的量[升/分钟]，因此受到两个因素的影响：心率(HR)[心跳次数/分钟]和每搏输出量(SV)，其中，每搏输出量是每次心跳时从心脏的左心室泵送到主动脉的血液的量[升/心跳]。
[0004]这些中央血流动力学参数能够是以有创或无创方式测量的。通常，这可以涉及获得一条或多条动脉中的血流量的度量。血流量Q被定义为每单位时间流经血管的血液体积。它在数学上能够被表示为Q＝vA，其中，Q是沿着动脉路径的位置处的血流量，v是所述位置处的血液流速(cm/s)，并且A(ml/s)是所述位置处的血管的横截面积(cm2)。
[0005]存在各种无创测量方法，包括例如使用超声感测单元来(例如使用多普勒超声)测量通过大动脉的血流量。其他测量血流量的方法也是已知的，例如使用血压测量结果来间接确定血流量。
[0006]如图1所示意性图示的，在已知的方法中，通常在(在一条动脉中的)血管树的分支14a
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14n中的一个分支中测量血流量，然后能够使用该血流量测量结果来估计一个或多个血流动力学参数。这能够例如通过使用预先确定的算法或传递函数来完成，所述预先确定的算法或传递函数将血流量测量结果作为输入并且提供血流动力学参数估计结果作为输出。图1示意性地图示了从心脏12通过循环系统的各个动脉分支14a
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14n的血流量。在每次心跳中从心脏输出的体积血流输出量为每搏输出量(SV)，并且每分钟的体积输出量为心输出量(CO)。
[0007]这样的方法简单快速，但是众所周知缺乏准确性。仅获取动脉系统的单条分支中的血流量测量结果可能无法准确估计血流动力学参数，因为不同动脉分支中的流速可能不同。此外，已知的估计方法无法考虑不同动脉分支存在的自动调节和血管收缩特性的差异。
[0008]因此，在该领域中，用于获得血流动力学参数的无创估计结果的改进方法通常是有价值的。

技术实现思路

[0009]本专利技术由权利要求来限定。
[0010]根据依据本专利技术的一个方面的示例，提供了一种适于确定对象的至少一个血流动力学参数的估计结果的控制器，所述控制器适于：
[0011]接收指示所述对象的至少一条动脉路径中的动脉流量测量结果的输入，所述动脉路径是中央动脉路径或外周动脉路径；
[0012]获得针对中央动脉路径和外周动脉路径中的每项的指示心脏射血事件与对应脉搏波沿着相应动脉路径到达预定位置之间的时间差ΔT的度量，作为血流从所述心脏流到所述位置的结果；
[0013]基于以下各项的组合来确定所述血流动力学参数的估计结果：来自所述至少一条动脉路径的所述血流量测量结果，以及针对所述中央动脉路径和所述外周动脉路径中的每项的时间差度量ΔT。
[0014]本专利技术的实施例基于这样的认识：能够通过考虑动脉系统的不同分支中的血管张力来改进用于估计血流动力学参数(例如，心输出量或每搏输出量)的已知方法。血管张力是指血管在任何给定时间相对于其最大扩张状态所经历的收缩程度。所有动脉和静脉血管(在正常状况下)都表现出一定程度的平滑肌收缩，这决定了血管的直径，从而决定了血管张力。任何给定局部区的血管张力可能在任何给定时间根据血流动力学条件而变化，并且受到竞争性血管收缩剂和血管舒张剂影响的调节。血管张力变化的作用是双重的：既调节全身动脉血压，又调节器官内的局部血流。因此，在任何给定时间在动脉路径中的血管张力都会影响可测量的血流动力学参数，例如，心输出量和每搏输出量。此外，由于不同动脉路径的血管张力不同，因此准确估计血流动力学参数应考虑到这种变化。
[0015]很难直接测量血管张力。本专利技术的实施例基于这样的认识：血液从心脏沿着动脉路径的预定长度行进所花费的时间取决于动脉路径的血管张力。这两者相互关联。鉴于此，本专利技术人认识到，该持续时间能够用作针对给定动脉路径中的血管张力的代理度量。
[0016]有两种标准临床测量结果给出了该持续时间的指示：脉搏到达时间(PAT)和脉搏传导时间(PTT)，并且本专利技术的某些实施例利用了这些临床测量结果来提供ΔT测量结果。然而，使用这些标准测量结果对于导出ΔT测量结果并不是必不可少的。
[0017]因此，总之，本专利技术的实施例基于将关于循环系统中的不同动脉路径的血管张力的信息整合到对中央血流动力学参数的确定中以提高其准确度。通过计算血液沿着一条或多条动脉路径的长度行进所花费的时间(例如，脉搏到达时间(PAT)或脉搏传导时间(PTT))来估计血管张力的代理度量。然后，这能够与针对至少一条动脉路径(优选为中央动脉路径)的动脉血流量测量结果相结合地集成到算法或计算或传递函数中，以确定一个或多个血流动力学参数。
[0018]这允许该计算对不同动脉路径中的有差异的自动调节(包括血管张力的动态变化)是敏感的。这使得对中央血流动力学参数的估计更加准确。准确估计中央血流动力学参数允许改善临床决策和医学介入，从而改善患者的医学预后。
[0019]血流量测量结果是在动脉路径中的测量位置处的每单位时间的体积血流量的测量结果。换句话说，血流量测量结果是每单位时间流过动脉路径(例如流过动脉路径中的测量位置)的血液体积的测量结果。它在数学上能够表示为Q＝vA，其中，Q是沿着动脉路径的位置处的血流量，v是所述位置处的血液流速(cm/s)，并且A(ml/s)是所述位置处的血管的横截面积(cm2)。
[0020]所述控制器可以适于提供针对所述至少一条动脉路径的所述血流量测量结果以及指示针对所述中央动脉路径和所述外周动脉路径这两者的所述时间差ΔT的所述度量或从所述度量导出的参数，作为针对预先确定的传递函数的输入，并且其中，所述传递函数适于基于所述输入来生成针对所述至少一个血流动力学参数的所述估计结果。
[0021]换句话说，控制器适于利用传递函数来处理针对至少一条动脉路径的血流量测量结果、ΔT或从所述ΔT导出的参数以生成针对至少一个血流动力学参数的估计结果。
[0022]传递函数可以定义或体现输入与至少一个血流动力学参数之间的预定函数关系。传递函数可以基于该预定函数关系并基于输入来生成血流动力学参数。
[0023]在一些示例中，传递函数可以是经典算法函数，并且/或者可以是机器学习模型。它可以包括线性输入函数。在一些示例中，它可以是多参数线性回归模型，所述多参数线性回归模型将目标血流动力学参数建模为输入参数中的每个输入参数的线性和，每个输入参数通过各自的加权系数进行加权。
[0024]控制器优选地还适于生成指示至少一个血流动力学参数的估计结果的数据输出。这可以是数据包，该数据包包括表示估计结果的数据或在一段时间内从中导出的一系列值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种适于确定对象的至少一个血流动力学参数的估计结果的控制器，所述控制器适于：接收指示所述对象的至少一条动脉路径中的动脉血流量测量结果的数据输入，所述动脉路径是外周动脉路径或中央动脉路径；获得针对外周动脉路径和中央动脉路径中的每项的指示心脏射血事件与对应脉搏波沿着相应动脉路径到达预定位置之间的时间差ΔT的度量，作为血流从所述心脏流到所述位置的结果；提供针对所述至少一条动脉路径的所述血流量测量结果以及指示针对所述中央动脉路径和所述外周动脉路径这两者的所述时间差ΔT的所述度量或从所述度量导出的参数，作为针对预先确定的传递函数的输入，并且其中，所述传递函数适于基于所述输入以及所述输入与所述至少一个血流动力学参数之间的预定函数关系来生成针对所述至少一个血流动力学参数的所述估计结果；并且生成指示所述至少一个血流动力学参数的所述估计结果的数据输出。2.根据权利要求1所述的控制器，其中，获得针对每条动脉路径的时间差度量包括获得针对每条动脉路径的脉搏到达时间(PAT)测量结果。3.根据权利要求1或2所述的控制器，其中，获得针对每条动脉路径的时间差度量包括获得针对每条动脉路径的脉搏传导时间(PTT)测量结果。4.根据权利要求3所述的控制器，其中，导出针对每条动脉路径的所述PTT测量结果包括：获得针对每条动脉路径的PAT测量结果，导出射血前期(PEP)持续时间的估计结果，以及通过从针对每条动脉路径的所述PAT测量结果中减去所述PEP持续时间来确定针对每条动脉路径的所述PTT测量结果。5.根据权利要求1
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4中的任一项所述的控制器，其中，所述控制器被配置为：获得针对所述动脉路径中的每条动脉路径的与不同心动周期相对应的多个时间差测量结果ΔT，并且确定指示针对每条动脉路径的ΔT值随时间的变化的度量，并且基于ΔT值的所述变化来确定所述血流动力学参数的所述估计结果。6.根据权利要求1
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5中的任一项所述的控制器，其中，确定所述血流动力学参数的所述估计结果包括确定针对外周路径和中央路径的一个或多个ΔT值的商。7.根据权利要求1
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6中的任一项所述的控制器，其中，所述至少一个血流动力学参数包括以下各项中的至少一项：心输出量、每搏输出量，以及每搏输出量变异度。8.根据权利要求1
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7中的任一项所述的控制器，其中，所述控制器被配置为使用超声感测单元获得指示针对所述动脉路径中的所述至少一条动脉路径的所述血流量测量结果的度量。9.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：