[发明专利]用于指示剂稀释测量的装置

说明书

本发明涉及指示剂稀释测量方法和装置。具体而言，本发明涉及容量生理监测的方法和设备。

指示剂稀释测量常常应用多输入分支和多输出分支进行。例如，在热稀释测量中，注射物在上腔静脉中被引入血流，并在进入右心室时随后与来自下腔静脉的血流混合。另一个实例是记录血流被分入几个动脉血管中之后股动脉下游的血液温度的情形。只要输入分支和输出分支引起的容量和延迟可忽略不计，这个过程就不会改变感兴趣的中心容量的测量结果。但是，在各个分支内有显著的容量和延迟的情况下，引起显著的误差。

尤其是，心输出量(CO)和总舒张末期容量(GEDV)的测量已成为一种确定方法，用以监测和处理危重病患者及处于增加的生理学紊乱危险中的患者的血液动力学和容量状态。

为了进行测量，目前通过中心静脉导管注射冷等渗溶液推注剂(bolus)(例如15ml冰冷或室温的0.9％盐水)。该导管通常这样放置；其顶端在接近于右心房的上腔静脉内(颈静脉或锁骨下静脉导管)。中心静脉注射后，冷指示剂在通过心肺系统移动时与血液混合并以最大可及容量稀释。

此外，热指示剂不严格地限制于血管内区域或间隙，而是取决于时间和可用的表面也进入肺内血管外间隙，进入的方式取决于血管交换表面(这在肺毛细血管系统中是最大的)、血管外结构的热容和热导率。由于肺的血管外结构包括80％以上的水，冷指示剂主要通过对流和扩散而扩散入和渗入这些间隙。跟着(随后的)冷推注剂的温暖的血液再次从肺血管外间隙冲洗出冷指示剂。这样，冷指示剂与心肺血容量和血管外肺水完全混合，也与大的输入和输出血管的血容量混合，它们的总和被称为胸内热容量(ITTV)。

在大多数患者中，通过股动脉中的末端带热敏电阻导管来记录得到的经肺热稀释曲线。

根据该热稀释曲线，应用传统的Stewart-Hamilton算法计算心输出量CO。

根据指示剂稀释原理，已知在带有多个流入而带有唯一的主流——所述主流带有几个串联混合室——和多个流出的管道系统中，可通过平均通过时间(MTt)和流量的乘积来计算主流区室的容量，而主流区室中的最大混合室的容量可根据指数下降时间(exponential downslopetime，DSt)乘以流量的乘积来计算。

通过应用这些原理，可通过经肺热稀释来计算下面的容量：

ITTV＝MTt·CO

PTV＝Dst·CO，这里PTV＝肺热容量

GEDV＝ITTV-PBV＝CO·(MTt-DSt)

该方法在一些特例中具有局限性，在这些特例中，注射位点和/或检测位点分别不能放置在右心房或左心室附近。作为一个例子，在一些患者中，不可能将用于冷指示剂注射的中心静脉导管的顶端放到上腔静脉中(例如，因肺部疾病或凝血异常而禁忌的锁骨下通路，或因局部的感染或血栓形成过程而禁忌的颈静脉通路，或因为插入点是在烧伤区域内)。在这种情况下，下腔静脉导管必须用于冷指示剂注射。当热指示剂通过下腔静脉导管——通常是股静脉导管——注射时，注射位点和右心房之间的血液容量是冷指示剂的附加的分布容量。结果，当用股静脉通路进行冷指示剂注射时，平均通过时间MTt和因而GEDV被人为地增加。因为GEDV的正常范围已根据上腔静脉测量被确定，所以，用股静脉导管测量GEDV导致患者容量状态的过高评价。就此而言，血容量减少的患者可能被错误地认为是血量正常的，以及血容量正常的患者可能被错误地认为是血容量过多的。由于血容量过多和血容量不足都是病理状态，所以它们经常导致治疗决定。因此，通过用股静脉导管评价GEDV可能导致错误的治疗干预，并对患者造成伤害。

进一步地，根据现有技术，该方法不允许对真实的心充盈量(CFV)或(同义词：真实的心脏血容量(CBV)或真实的心脏舒张末期容量(HEDV))进行估算。实际上，GEDV依赖于CFV，还依赖于主动脉瓣和检测位点——通常是股动脉导管的顶端——之间含有的血液容量。主动脉血容量可根据年龄、性别、身高、体重、总血容量和血压在一个患者和另一个患者之间变化。主动脉瘤(圆柱状的、圆锥形的或囊状)也引起主动脉血容量的显著变异，并进一步夸大GEDV与CFV或HEDV之间的偏差。

而且，根据现有技术，该方法不允许对这样患者的真实的心充盈量(CFV)进行估算，其中指示剂注射这样进行：

a)或是进入体外的亚循环(subcirculation)，如进入再输送血液给患者的管道系统，所述再输送血液是从例如血液透析机(或肾脏取代机或人工肝支持机或其它的体外循环)到静脉系统中，或是

b)直接进入外科手术创建的动静脉旁路，例如在患者的前臂处。