用於檢測患者的危急血液動力學事件的方法和設備的製作方法

2023-09-23 00:00:55 4

專利名稱：用於檢測患者的危急血液動力學事件的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及檢測患者的危急生理狀態領域，特別是用於檢測即將發生的危急血液動力學事件。本發明還涉及提供用於檢測這樣的危急血液動力學事件的相應設備。
背景技術：
為防止醫療錯誤以及不利的醫療事件，人們己越來越多地注意醫院中的患者安全。存在改善患者安全性的明確趨勢，其要求對可預防的傷害及死亡的更好覆蓋。在這一背景下，在醫院以及家庭場景中的低敏銳度環境下對危急血液動力學事件(例如危急的收縮壓下降)的早期檢測的需求仍然未得到滿足。血液動力學調節失常——這可以引起由 於昏厥患者的摔倒引起的嚴重傷害一基於最新的監測裝備以及現有算法的方法目前是不能檢測的。因此在低敏銳度環境下臨床醫務人員通常不會注意到或者推遲注意到與這種調節失常有關的危急患者狀態，因為沒有監測或者很少監測患者。只採集基本參數，如心率、呼吸率以及體溫，這些基本參數不反映突然的危急血液動力學過程。調節不穩定以及調節失常的根源在於脫水、發展的感染、藥物不相容、錯誤的藥物劑量，等等。現有的傳統傳感器組合最初是針對高敏銳度環境而發展的，其在可用性、魯棒性以及舒適性方面並不適於在低敏銳度環境下的連續、可靠以及舒適的患者監測。例如，血壓是通過基於袖套的不舒適且大體積的系統來無創地測量的，這僅僅是間歇性地(通常一天僅兩次或者甚至更少)。然而，調節失常可能在幾秒內發生。在普通病房中，最新的監測仍然是基於巡行護士通常一天兩次來完成，並且其限於生命體徵，如心率、呼吸率以及體溫。因而，危急事件或者患者代償失調的發作較晚才被注意到，這可能導致非最佳的患者治療、在醫院中獲得傷害、更長的住院時間以及因而增加的花費。

發明內容
本發明的目的在於提供一種用於檢測如上所述的患者的危急血液動力學事件的方法，其允許對與血液動力學過程相關的患者生理參數的持續分析，以及對其即將發生的危急狀態的早期檢測，從而臨床醫務人員、旁觀者和/或患者可以提早收到警報以便適當地作出反應。這帶來諸如急診候診室、患者轉移期間、普通病房環境下等低敏銳度環境下的改善的患者安全性。本發明的另一目的在於提供一種用於檢測這種危急血液動力學事件的相應設備。這一目的通過包括權利要求I的特徵的方法，以及通過包括權利要求10的特徵的設備來實現。根據本發明的方法包括測量生理參數值的集合的步驟，所述生理參數包括心率(HR)和脈搏到達時間(PAT)。心率由心血管調節系統改變並且可以通過最新的算法從所測量的心電圖(ECG)中提取出來。脈搏到達時間對每搏輸出量(SV)、射血前期(PEP)以及血壓變化敏感。其可通過ECG的R峰與在某個身體部位處測得的與動脈中通過脈搏相關的信號的特徵之間的時間間隔來測量。可以使用各種模態來測量這一通過脈搏，例如光電血管容積描記(PPG)傳感器(動脈血液體積變化)或者壓電傳感器(由通過脈搏壓力波造成的振動或者動脈擴張)。
在這一步驟中被測量的生理參數的集合可以還包括-脈搏傳導時間(PTT)，其被估計為從主動脈瓣關閉直到到達脈搏開始的時間間隔;-左心室射血時間(LVET)，其可以從PPG脈搏輪廓分析信號來估計，或者通過對心音的分析來估計；-射血前期(PEP)，其作為PAT的一部分被測量，或者通過對心音的分析來測量；-脈搏形狀特徵，例如PPG中降中峽的出現和形態；-量化的活動水平，其從加速計信號中導出；-患者的姿勢，其從例如加速度傳感器中導出。就本發明的意義而言，以上給出的列表僅包含將被測量的身體參數的範例，並且並不意味著限定生理參數的測量值的集合。基於所測量的生理參數值的集合，針對估計危急血液動力學事件的發生的可能性而執行風險評估的步驟。在這一風險評估中，將作為向量空間中向量及的所測量的值的集合的表示分配給預定風險水平，該預定風險水平表示危急血液動力學事件的發生風險。例如，在一個時間點t處所測量的心率和脈搏到達時間的值可以由二維向量空間中的向量先 = [HR(t'), PAT(t)]表示，該向量空間中的第一維度表示心率的參數，並且第二維度表示脈搏到達時間。可以將這一向量分配至這個二維向量空間中的表示特定風險水平的預定區域。例如，如果向量尾^指向向量空間中表示危急血液動力學事件高發生風險的區域，則可以顯示相應的警報。像這樣的向量、相應的當前測量值等等的顯示可以表示危急事件出現的進一步可視化。這種風險評估是基於這樣的發現不同生理參數值的特定組合表示危急生理狀態的特定發生風險。這尤其代表了心率和脈搏到達時間。例如，當前發明人已經發現，心率增大與脈搏到達時間增大的組合與即將發生的危急狀態有關，而PAT降低與HR增大可能不一定是危急的。然而，通過本方法，自動檢測和分析HR與PAT兩者的危急組合。根據本發明的優選實施例，通過向量空間中的預定區域來表示風險水平。根據另一優選實施例，所述向量空間包括至少兩個維度，也就是代表心率的第一維度和代表脈搏到達時間的第二維度。優選地，所述向量空間的原點是由心率和脈搏到達時間的值(HRtl, PAT0)的集合所定義的參考點，該值是在時間點h時測量的，或者該值被確定為來自預定義時間間隔[tcr Δ T-t0]的平均值，該平均值例如在從h開始的監測期之前提取。在這一優選的實施例中，由參考點來定義患者的基礎狀態。定義這一參考點的值HR0和PATtl是時間h時的測量值，或者被確定為來自預定義時間間隔[tcrAT-tJ的平均值，該平均值例如在從h開始的監測期之前提取。關於這一向量空間來評估生理參數值的集合的隨後的測量結果。優選地通過脈搏到達時間的最小閾值PATiwt在第二維度中劃界代表風險水平的預定區域。這意味著在PAT降低到PATiwt之下的情況下，可以獨立於心率而推斷出危急血液動力學狀態的發生。根據另一優選實施例，針對低於HRtl的心率值，通過由斜線形成的閾值來進一步劃界預定區域，該斜線隨著心率值的下降而上升至更高的脈搏到達時間值。例如，如果向量/7(/)= [HR⑴/ HR0;PAT(t)/PAT0]的末端點位於比從HR=HRtl開始並且以HR值在HRtl的負方向上延伸的方式上升的斜線更高，則可以檢測到HR和PAT的危
急組合。根據另一優選實施例，風險評估還包括趨勢分析，包括對向量々(O-Zfq..的方向和/或長度的確定，其中，及⑴表示所測量的值的集合，並且指示時間相關的自適應參考 點，其中，在預定時間間隔內及(O顯著變化的情況下時，發生改變。趨勢分析考慮到參考點$@可能隨時間改變。例如，只要向量對O-的方向與短期變化及(t) -!(t-At)相比不顯著改變的話，就使用in。在這一背景下，At是將被適當
定義的參數。這種改變的「顯著性」可以通過以下閾值來定義
及(,)一及m ■及(/) - Rjt - At) -1以可視化這一趨勢。優選地，根據本發明的方法包括在屏幕上顯示向量空間之內的向量及(O和/或所測量的值的集合的可視化步驟。更優選地，這一可視化步驟包括在屏幕上圖形化顯示向量珩c.這一可視化步驟可以優選地包括在屏幕上圖形化顯示當前的風險水平。一種根據本發明的用於檢測患者的危急血液動力學事件，特別是即將發生的危急血液動力學事件的設備，其包括用於測量生理參數值的集合的傳感器，所述生理參數包括心率和脈搏到達時間；以及用於處理所測量的值的計算設備，提供所述計算設備以執行風險評估，所述風險評估包括將作為向量空間中向量辦/)的所測量的值的集合的表示分配到表示危急血液動力學事件的發生風險的風險水平。優選地，提供所述傳感器以執行參考測量，在所述參考測量中，心率和脈搏到達時間的值的集合在時間點Ttl測量，或者被確定為來自預定義時間間隔[TcrAT-TJ的平均值，該平均值例如是在從Ttl開始的監測期之前提取的，所述值的集合定義了參考點。優選地，提供所述計算設備以將作為向量及(/)的所測量的值的集合的表示分配到二維向量空間中的預定區域，該二維向量空間包括代表心率的第一維度和代表脈搏到達時間的第二維度，這一向量空間的原點是所述參考點。根據優選的實施例，提供所述計算設備以確定向量珩O-瓦μ的方向和/或長度，其中對O表示所測量的值的集合，並且指示時間相關的自適應參考點，還提供所述計算設備以在預定時間間隔內及(/)有顯著變化的情況下改變ip ^。根據另一優選實施例，所述設備還包括顯示器，其用於顯示以下中的至少一項所測量的值的集合、向量空間內的向量_)、向量如)-、當前風險水平。根據另一優選實施例，所述傳感器被集成至身體佩戴系統，該身體佩戴系統與包括所述計算設備的監測站無線連接。


參考下文中所描述的實施例，本發明的這些和其他方面將變得顯而易見並且得到闡述。 在附圖中圖I表示的圖表圖形地示出了將作為二維向量空間中的向量的兩個所測量值的集合的表示分配到風險水平；圖2的視圖是根據本發明的表示風險評估的可視化的截屏；以及圖3是根據本發明的設備的一個實施例的示意圖。
具體實施例方式以下描述了用於檢測患者的危急血液動力學事件的方法的第一實施例。在這一方法中，持續地測量患者生理參數值的集合，以獲得與不同時間點t相關的值的集合。這些值表示多個傳感器的輸出，該傳感器包括一個用於測量心率(HR)值的傳感器，以及另一個用於確定脈搏到達時間(PAT)值的傳感器。可以通過ECG的R峰與在特定身體部位處使用例如PPG傳感器或者壓電傳感器測得的與動脈中通過脈搏相關的信號的特徵之間的時間間隔來測量PAT。對於每個時間點t，獲得兩個值的集合，也就是一個心率(HR)值以及一個脈搏到達時間(PAT)值。如以下將展示地，可以使用兩個生理參數的這種組合導出即將發生的危急血液動力學事件的特定發生風險。應該指出，本發明的這一實施例不限於僅測量心率(HR)和脈搏到達時間(PAT)，而是可以擴展到測量另外的生理參數並且將它們考慮在內，例如，脈搏傳導時間(PTT)、左心室射血時間(LVET)、射血前期(PEP)，等等。用於風險評估的額外信息也可以包括基於ECG通過最新算法檢測到的心律不齊，如在心電圖中所使用，以及受試者的姿勢信息和/或身體活動水平。在特定時間t測量的兩個生理參數值的集合可以被表示為二維向量空間10中的向量&(/)，如通過圖I中的歐幾裡得平面所表示，包括兩個維度。第一維度(對應於這一坐標系中的橫軸14)代表心率(HR)而第二維度(由圖I中的縱軸16表示)代表脈搏到達時間(PAT)。在這一平面中的一個點代表與脈搏到達時間和心率有關的值的集合。這一坐標系也代表向量空間10,其中，兩個值的集合可以被表不為向量及(/)。這一向量及的兩個分量代表兩個所測量的生理參數的值。由於這些參數變化，因而向量及的方向和長度可以隨時間變化。這一向量空間10的原點12是由在時間點tQ測量到的心率(HR)和脈搏到達時間(PAT)的兩個值(HRtl, PATtl)的集合所定義的參考點。也可以通過在特定基礎時期上對所測量到的HR和PAT值取平均，並且計算作為這些值的平均的HRtl和PATtl來定義這一參考點。為了定義這一基礎參考點(HRtl, PAT0)與通過HR和PAT的值的集合的隨後測量結果而定義的向量及⑴之間的關係，見可以被表示為
權利要求
1.一種用於檢測患者的危急血液動力學事件的方法，其包括以下步驟 -測量生理參數值的集合，所述生理參數包括心率(HR)和脈搏到達時間(PAT)，以及 -執行風險評估，所述風險評估包括將作為向量空間(10)中的向量辦t)的所測量的值的集合的表示分配給表示危急血液動力學事件的發生風險的風險水平。
2.根據權利要求I所述的方法，其中，通過所述向量空間(10)中的預定區域來表示所述風險水平。
3.根據權利要求I或2所述的方法，其中，所述向量空間(10)包括至少兩個維度(14，16)，也就是代表所述心率(HR)的第一維度(14)和代表所述脈搏到達時間(PAT)的第二維度(16)。
4.根據權利要求1，2或3所述的方法，其中，所述向量空間(10)的所述原點(12)是由所述心率(HR)和所述脈搏到達時間(PAT)的值(HRtl,PATtl)的集合所定義的參考點(12)，所述值是在時間點h時測量的，或者是在特定基礎時期上所測量的HR和PAT值的平均，並且計算作為這些值的平均的HRtl和PA!；。
5.根據權利要求4所述的方法，其中，通過所述脈搏到達時間(PAT)的最小閾值PATw^在所述第二維度(16)中劃界所述預定區域。
6.根據權利要求4或5所述的方法，其中，對於低於HRtl所述心率(HR)值，通過由斜線(20)形成的閾值來進一步劃界所述預定區域，所述斜線隨著所述心率(HR)值的下降上升至更高的所述脈搏到達時間(PAT)值。
7.根據前述權利要求中的任一項所述的方法，其中，所述風險評估包括趨勢分析，其包括對向量~)-見^的方向和/或長度的確定，其中，如)表示所測量的值的集合，並且及料指示時間相關的自適應參考點，其中，在預定時間間隔內及仍顯著變化的情況下及##發生改變。
8.根據前述權利要求中的任一項所述的方法，包括在屏幕上顯示所述向量空間內的所述向量/)(/)和/或所測量的值的集合的可視化步驟。
9.根據權利要求8所述的方法，其中，所述可視化步驟包括在屏幕上圖形化顯示所述向量及。
10.一種用於檢測患者的危急血液動力學事件的設備(100)，其包括 -用於測量生理參數值的集合的傳感器(102，104)，所述生理參數包括心率(HR)和脈搏到達時間(ΡΑΤ)，以及 -用於處理所測量的值的計算設備(110)，提供所述計算設備(110)以執行風險評估，所述風險評估包括將作為向量空間(10)中的向量/)(/.)的所測量的值的集合的表示分配到表示危急血液動力學事件的發生風險的風險水平。
11.根據權利要求10所述的設備，其中，提供所述傳感器(102，104)以執行參考測量，在所述參考測量中所述心率(HR)和所述脈搏到達時間(PAT)的值(HRtl, PAT0)的集合在時間點h時測量，或者是在特定基礎時期上所測量到的HR和PAT值的平均，並且計算作為這些值的平均的HRtl和PATtl，所述值(HR。，PAT0)的集合定義了參考點。
12.根據權利要求10或11所述的設備，其中，提供所述計算設備(110)以將作為向量Λ的所測量的值的集合的表示分配到二維向量空間(10)中的預定區域，所述二維向量空間包括代表所述心率(HR)的第一維度和代表所述脈搏到達時間(PAT)的第二維度，這一向量空間(10)的原點是所述參考點。
13.根據權利要求10、11或12所述的設備，其中，提供所述計算設備(110)以確定向量及⑴-I e.的方向和/或長度，其中，R表示所測量的值的集合，並且指示時間相關的自適應參考點，以及在預定時間間隔之內及(/}有顯著變化的情況下改變O
14.根據權利要求10-13之一所述的設備，還包括顯示器(112)，其用於顯示以下中的至少一個 所測量的值的集合； 所述向量空間(10)內的所述向量似7); 所述向量八V)-瓦4 ； 所述當前風險水平。
15.根據權利要求10-14之一所述的設備，其中，所述傳感器(102，104)被集成至身體佩戴系統(106)中，所述身體佩戴系統與包括所述計算設備(110)的監測站(108)無線連接。
全文摘要
本發明涉及用於檢測患者的危急生理狀態的方法和設備，特別是用於檢測危急血液動力學事件的方法和設備。測量生理參數值的集合，所述生理參數包括心率和脈搏到達時間。基於這些測量結果，執行風險評估，包括將作為向量空間中的向量的所測量值的集合的表示分配給表示危急血液動力學事件的發生的風險的風險水平。
文檔編號A61B5/0285GK102958427SQ201180030747
公開日2013年3月6日 申請日期2011年6月17日 優先權日2010年6月24日
發明者J·米爾施特夫, G·G·G·莫倫, C·邁爾 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司