[发明专利]机械通气期间血液动力学参数的非侵入性估计

说明书

本公开内容涉及用于非侵入性地确定机械通气的对象(3)的血液动力学参数的方法，该确定基于对象的心跳的时间点(t_hb)和由心跳引起的血压脉冲到达对象的循环系统中的到达点处的到达时间点(t_{arr_pulm}，t_{arr_sys})。该方法包括以下步骤：测量(S41)呼吸压力和/或呼吸流量；以及根据由心脏在心跳期间对该对象(3)的肺部的物理冲击而引起的测量的呼吸压力和/或呼吸流量的变化来确定(S43)心跳的时间点(t_hb)。

技术领域

本发明涉及用于在对象的机械通气期间血液动力学参数的非侵入性估计的方法、计算机程序和通气系统。

背景技术

在机械通气期间，需要监测通气患者的生理状态。心电图(ECG)测量系统、血压传感器和脉冲血氧仪是公知的医疗设备的示例，并且用于监测机械通气患者的心血管功能。

与通气患者的肺和/或全身循环有关的血液动力学参数的监测对于患者的心血管功能的评估可能是重要的。例如，可能期望监测选自由以下组成的组中的一个或更多个血液动力学参数：全身血压(SBP)、肺血压(PBP)、全身心输出量(SCO)、肺心输出量(PCO)和心内分流。

大多数已知的用于确定这些和其他血液动力学参数的方法不适合在机械通气期间使用，这是因为它们的侵入性和复杂性，它们不能被连续执行，以及/或者它们需要通常在机械通气患者的床边不可用的附加设施。

用于SBP确定的非侵入性技术的示例是由Nihon Koden开发并且在https://eu.nihonkohden.com/en/innovativetechnologies/escco(2019-04-17)上描述的esCCO技术。esCCO的原理基于冲程量(SV)与全身脉冲传输时间(PTT)(有时也被称为脉冲波传输时间(PWTT))之间的逆相关。根据该原理，可以根据以下公式计算患者的组合心输出量(即心脏的左侧和右侧的输出量之和)的估计(“esCCO”)：

esCC0＝K×(α×PTT+β)×HR

其中，α是常数，K和β是需要针对每个患者进行个体化的常数，并且可以基于患者特征例如患者长度、体重、性别等进行估计，以及HR是患者的心律。

通过根据测量的心电图(ECG)和外围毛细血管氧饱和度(SpO2)信号——例如随着从ECG R波峰至SpO2脉冲波的上升点测量的时间——确定全身PTT，esCCO技术允许仅使用ECG传感器和SpO2传感器来非侵入性地确定SCO。

全身PTT也可以用于SBP的非侵入性且无袖带确定，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。这种用于血压确定的非侵入性且无袖带技术允许根据以下公式计算患者的全身血压：

其中，α是常数，r是血管的内半径，ρ是血液密度，L是血管长度，h是血管壁厚度，以及E₀是血管壁的零压力弹性模量。因此，ECG测量和SpO2测量可以用于全身心输出量和全身血压的非侵入性确定。

上述技术的缺点在于它们不能容易地用于PCO和PBP的确定，原因是不能容易地非侵入性地确定沿患者的肺动脉传播的血压脉冲的PTT。为了确定PTT，必须能够确定血压脉冲到达测量点的时间点，这是沿患者的肺动脉的重要任务。