專(zhuān)利名稱：心輸出量相關(guān)波形的參數(shù)檢測(cè)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
背景技術(shù)：
可以根據(jù)心輸出量相關(guān)波形(例如外周壓力波形)確定的許多參數(shù)不僅對(duì)疾病的診斷是重要的，而且對(duì)“實(shí)時(shí)”即連續(xù)監(jiān)控受試者的臨床顯著的變化都很重要。存在各種方法，用于基于心輸出量相關(guān)波形的各種特征的分析來(lái)識(shí)別和/或計(jì)算這些參數(shù)。幾乎沒(méi)有醫(yī)院沒(méi)有使用這些方法監(jiān)控一個(gè)或多于一個(gè)心輸出量相關(guān)參數(shù)從而提供受試者的狀態(tài)正在變化的警報(bào)的設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
描述了用于檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的參數(shù)的方法。該方法包括檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的方法，檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的指定起點(diǎn)中的錯(cuò)誤的方法，檢測(cè)心輸出量波形的個(gè)體心搏周期的重搏切跡的方法，和檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的指定重搏切跡中的錯(cuò)誤的方法。檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的方法包括提供心輸出量相關(guān)波形數(shù)據(jù)和計(jì)算波形數(shù)據(jù)的一階導(dǎo)函數(shù)。然后在時(shí)間上反轉(zhuǎn)一階導(dǎo)函數(shù)的數(shù)據(jù)的順序。接著一階導(dǎo)函數(shù)的振幅與閾值比較，該閾值是一階導(dǎo)函數(shù)的最大振幅的百分率。然后識(shí)別剛好在一階導(dǎo)函數(shù)的振幅大于經(jīng)反轉(zhuǎn)時(shí)間順序數(shù)據(jù)中的閾值的點(diǎn)(即，時(shí)間上在其之前)之后一階導(dǎo)函數(shù)第一次等于零，來(lái)確定心搏周期的起點(diǎn)。一階導(dǎo)函數(shù)第一次等于零表明心搏周期的起點(diǎn)ο檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的指定起點(diǎn)的錯(cuò)誤的方法包括提供個(gè)體心搏周期的心輸出量相關(guān)波形數(shù)據(jù)，個(gè)體心搏周期具有預(yù)定的起點(diǎn)，并且確定心輸出量相關(guān)波形數(shù)據(jù)的最大值。接著確定心輸出量相關(guān)波形的第一點(diǎn)，該第一點(diǎn)是在心輸出量相關(guān)波形上在最大值之前具有等于最大值一半的值的第一點(diǎn)。然后查找起點(diǎn)和第一點(diǎn)之間的心搏周期部分的局部最大值。如果找到局部最大值，那么查找第一點(diǎn)和局部最大值之間的心搏周期部分的局部最小值點(diǎn)，并將個(gè)體心搏的起點(diǎn)重新指定為局部最小值點(diǎn)。檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的重搏切跡的方法包括提供個(gè)體心搏周期的心輸出量相關(guān)波形數(shù)據(jù)，個(gè)體心搏周期具有先前確定的起始時(shí)間點(diǎn)，并且計(jì)算波形數(shù)據(jù)的一階導(dǎo)函數(shù)。接著根據(jù)一階導(dǎo)函數(shù)確定第一時(shí)間點(diǎn)和第二時(shí)間點(diǎn)，所述第一時(shí)間點(diǎn)是一階導(dǎo)函數(shù)的起始時(shí)間點(diǎn)之后的第一個(gè)過(guò)零點(diǎn)，所述第二時(shí)間點(diǎn)是一階導(dǎo)函數(shù)的起始時(shí)間點(diǎn)之后的第二個(gè)過(guò)零點(diǎn)。還計(jì)算波形數(shù)據(jù)的二階導(dǎo)函數(shù)，并根據(jù)二階導(dǎo)函數(shù)確定第三時(shí)間點(diǎn)和第四時(shí)間點(diǎn)，所述第三時(shí)間點(diǎn)是二階導(dǎo)函數(shù)的第二時(shí)間點(diǎn)之后的第一個(gè)過(guò)零點(diǎn)，所述第四時(shí)間點(diǎn)是二階導(dǎo)函數(shù)的第二時(shí)間點(diǎn)之后的第二個(gè)過(guò)零點(diǎn)。然后查找第三時(shí)間點(diǎn)和第四時(shí)間點(diǎn)之間的二階導(dǎo)函數(shù)部分的局部最大值，該局部最大值出現(xiàn)在第五時(shí)間點(diǎn)。在第五時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)于重搏切跡位于個(gè)體心搏周期的心輸出量相關(guān)波形數(shù)據(jù)處的時(shí)間點(diǎn)。檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的指定重搏切跡的錯(cuò)誤的方法包括提供個(gè)體心搏周期的心輸出量相關(guān)波形數(shù)據(jù)，該個(gè)體心搏周期具有先前確定的重搏切跡時(shí)間點(diǎn)、先前確定的起始時(shí)間點(diǎn)、先前確定的心輸出量最大值點(diǎn)和先前確定的結(jié)束時(shí)間點(diǎn)，以及計(jì)算波形數(shù)據(jù)的一階導(dǎo)函數(shù)。然后確定一階導(dǎo)函數(shù)的心輸出量最大值點(diǎn)和查找時(shí)間點(diǎn)之間的所有局部最大值，查找時(shí)間點(diǎn)是起始時(shí)間點(diǎn)加上起始時(shí)間點(diǎn)與結(jié)束時(shí)間點(diǎn)之間的時(shí)間的三分之二。如果找到多于一個(gè)局部最大值，那么重搏切跡被指定為第二個(gè)局部最大值處的時(shí)間點(diǎn)。


圖1示出了圖示說(shuō)明用于檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的邏輯示例的流程圖。圖2A示出了關(guān)于幾個(gè)心搏周期記錄的動(dòng)脈壓波形。圖2B示出圖2A所示動(dòng)脈壓波形的一階導(dǎo)函數(shù)。圖3示出圖示說(shuō)明用于核實(shí)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期數(shù)目的邏輯示例的流程圖。圖4A-D示出發(fā)生心率不齊的心輸出量波形的示例。圖5示出圖示說(shuō)明用于檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的指定起點(diǎn)的錯(cuò)誤的邏輯示例的流程圖。圖6A示出了關(guān)于幾個(gè)心搏周期記錄的動(dòng)脈壓波形，其中已經(jīng)錯(cuò)誤識(shí)別心搏周期的啟始。圖6B示出用于檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的指定起點(diǎn)的錯(cuò)誤的應(yīng)用方法的心搏周期相關(guān)點(diǎn)。圖7示出圖示說(shuō)明用于檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的重搏切跡的邏輯示例的流程圖。圖8A示出了關(guān)于幾個(gè)心搏周期記錄的動(dòng)脈壓波形。圖8B示出根據(jù)圖8A的波形的一階導(dǎo)函數(shù)。圖8C示出根據(jù)圖8A的波形的二階導(dǎo)函數(shù)。圖9示出圖示說(shuō)明用于檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的指定重搏切跡中的錯(cuò)誤的邏輯示例的流程圖。圖IOA示出了關(guān)于幾個(gè)心搏周期記錄的動(dòng)脈壓波形。圖IOB示出根據(jù)圖IOA的波形的一階導(dǎo)函數(shù)。圖11是示出實(shí)現(xiàn)本文所描述的方法的系統(tǒng)的主要部件的方框圖。
具體實(shí)施例方式本文描述用于檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的參數(shù)的方法。具體地，本文描述的方法包括檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期，檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的指定起點(diǎn)的錯(cuò)誤，檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的重搏切跡，和檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的指定重搏切跡中的錯(cuò)誤。除了對(duì)臨床醫(yī)生而言是重要的參數(shù)之外，心輸出量相關(guān)波形中的個(gè)體心搏周期和重搏切跡構(gòu)成計(jì)算許多其他心輸出量相關(guān)參數(shù)的基礎(chǔ)，因此，最初準(zhǔn)確地識(shí)別心搏周期和重搏切跡構(gòu)成臨床醫(yī)生為受試者適當(dāng)?shù)靥峁┲委煹摹鍪?。如這里所使用的，短語(yǔ)心輸出量相關(guān)波形用于表明例如與心輸出量成比例的、由心輸出量獲取的或是心輸出量的函數(shù)的相關(guān)的信號(hào)。這些信號(hào)的示例包括但不限于外周動(dòng)脈壓和中央動(dòng)脈壓和/或流量、脈搏血氧測(cè)定波形、阻抗體積描記波形和多普勒波形。術(shù)語(yǔ)外周動(dòng)脈壓是為了表示在動(dòng)脈樹(shù)中任一點(diǎn)(例如橈動(dòng)脈、股動(dòng)脈或肱動(dòng)脈)以侵入或非侵入方式測(cè)量的壓力。如果使用侵入式儀器，特別地，安裝導(dǎo)管的壓力傳感器，那么任一動(dòng)脈可以是可能的測(cè)量點(diǎn)。放置非侵入式傳感器通常將由儀器本身指示，例如，手指箍帶、上臂壓力箍帶和耳垂夾具。測(cè)量到進(jìn)一步遠(yuǎn)離心臟的外周動(dòng)脈壓增加。無(wú)論是使用具體的儀器或測(cè)量法，獲得的數(shù)據(jù)將最終產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于心輸出量(例如，與心輸出量成比例)的電信號(hào)。如這里所公開(kāi)的用于檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的方法在圖1中的流程圖中示出，該方法包括提供心輸出量相關(guān)波形數(shù)據(jù)(10)，計(jì)算波形數(shù)據(jù)的一階導(dǎo)函數(shù)并且反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的時(shí)間順序00)。比較一階導(dǎo)函數(shù)的振幅和閾值(30)，即一階導(dǎo)函數(shù)的最大振幅百分率。在一階導(dǎo)函數(shù)的振幅大于反轉(zhuǎn)時(shí)間順序數(shù)據(jù)的閾值的點(diǎn)之后識(shí)別一階導(dǎo)函數(shù)第一次等于零，來(lái)確定心搏周期的開(kāi)始(40)，即一階導(dǎo)函數(shù)第一次等于零表明心搏周期的起始(50)。圖2A是關(guān)于幾個(gè)心搏周期記錄的動(dòng)脈壓波形的示例。個(gè)體心搏周期是由靠近波形最小值的點(diǎn)來(lái)表明的。使用剛剛描述的用于檢測(cè)個(gè)體心搏周期的方法包括計(jì)算一階導(dǎo)函數(shù)，作為圖2A中所示波形的一階導(dǎo)函數(shù)在圖2B中示出(注意當(dāng)時(shí)間順序反轉(zhuǎn)時(shí)的一階導(dǎo)函數(shù)未在圖2B中示出)。然后比較一階導(dǎo)函數(shù)和閾值，為了該示例的目的閾值在圖2B中用粗線示出。然后，剛好在一階導(dǎo)函數(shù)的振幅大于閾值的點(diǎn)之后(表現(xiàn)為在時(shí)間之前)，定位第一個(gè)過(guò)零點(diǎn)。一階導(dǎo)函數(shù)的該部分的第一個(gè)過(guò)零點(diǎn)在圖2B中用虛線表明。對(duì)于圖2B 中所示的導(dǎo)函數(shù)，選擇一階導(dǎo)函數(shù)峰值的上升部分或下降部分的閾值交叉點(diǎn)不會(huì)影響在峰值之前的第一個(gè)過(guò)零點(diǎn)的識(shí)別。識(shí)別的過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻是個(gè)體心搏周期開(kāi)始的時(shí)刻(參見(jiàn)從圖 2B至圖2A的虛線箭頭指示)。為了計(jì)算下一個(gè)心搏周期，查找一階導(dǎo)函數(shù)的振幅大于閾值的一階導(dǎo)函數(shù)的下一個(gè)點(diǎn)，并重復(fù)該過(guò)程?？梢苑磸?fù)進(jìn)行該方法，直到到達(dá)所提供波形的終點(diǎn)(或，如果連續(xù)地提供數(shù)據(jù)例如實(shí)時(shí)監(jiān)控，則可以無(wú)限地進(jìn)行下去)?？梢赃^(guò)濾波形數(shù)據(jù)以便于在計(jì)算一階導(dǎo)函數(shù)波形之前去除高頻和低頻噪聲。例如高通濾波器可以用于抑制基線漂移和消除受試者的呼吸影響。通過(guò)利用正向和反向數(shù)字濾波技術(shù)保留與輸入信號(hào)相同相位，高通濾波器與這里描述的方法一起使用可以實(shí)現(xiàn)零相位失真。與這里描述的方法一起使用的高通濾波器的另一個(gè)參數(shù)包括去除基線漂移和呼吸的低頻(如，0.25Hz)截止頻率。對(duì)于進(jìn)一步的示例，低通濾波器可以用于在計(jì)算一階導(dǎo)數(shù)之前平滑波形信號(hào)。低通濾波器可以降低動(dòng)脈脈壓信號(hào)的任何快速時(shí)域轉(zhuǎn)換和/或變換的影響。有限脈沖響應(yīng)濾波器可以用于限制低通濾波器操作中的時(shí)延。使用低通濾波器和高通濾波器有助于數(shù)據(jù)的處理性能對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是眾所周知的。檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的心搏周期中的常見(jiàn)問(wèn)題是心率無(wú)規(guī)律。這種心率無(wú)規(guī)律的示例包括但不限于出現(xiàn)心房過(guò)早收縮或心室過(guò)早收縮、心律不齊和心房顫動(dòng)。心率無(wú)規(guī)律一般包括過(guò)早搏動(dòng)，這可以在任何時(shí)刻發(fā)生。這些過(guò)早搏動(dòng)一般產(chǎn)生比主要搏動(dòng)更少的容量和更低的壓力。這些搏動(dòng)的低容量和小壓力引起所有心輸出量相關(guān)波形的信號(hào)中出現(xiàn)小的搏動(dòng)。由過(guò)早的心臟收縮產(chǎn)生的小的搏動(dòng)具有與在心輸出量相關(guān)波形的心臟舒張階段或晚期心臟收縮階段期間產(chǎn)生的壓力反射相類(lèi)似的振幅和頻率特征，這使得這些搏動(dòng)難以區(qū)分壓力反射。例如，如果較低的閾值用于檢測(cè)由過(guò)早的心臟收縮產(chǎn)生的小的搏動(dòng)，那么較大的壓力反射會(huì)錯(cuò)誤地被當(dāng)作是心動(dòng)周期。為了克服將壓力反射視為心動(dòng)周期的可能，如上面所述的用于檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的方法可以在不同的閾值水平重復(fù)執(zhí)行，從而核實(shí)所檢測(cè)的心搏周期數(shù)目。為了核實(shí)心搏周期的數(shù)目(如圖3中所示)，如以上所述，利用第一閾值來(lái)執(zhí)行該方法(10)，然后利用第二(較低的)閾值第二次執(zhí)行該方法00)。然后，比較利用不同閾值所檢測(cè)的心搏周期數(shù)目(30)。如果利用第一閾值檢測(cè)的心搏周期數(shù)目與利用第二閾值檢測(cè)的心搏周期數(shù)目之比小于65%，但每分鐘高于150的搏動(dòng)數(shù)不大于所檢測(cè)的每分鐘搏動(dòng)的 35%，那么利用第二閾值確定的心搏周期作為心搏周期的實(shí)際數(shù)目00)。如果利用第一閾值檢測(cè)的心搏周期數(shù)目與利用第二閾值檢測(cè)的心搏周期數(shù)目之比小于65%并且每分鐘高于150的搏動(dòng)數(shù)大于所檢測(cè)的每分鐘搏動(dòng)的35%，那么利用第一閾值確定的心搏周期作為心搏周期的實(shí)際數(shù)目(50)。如果利用第一閾值檢測(cè)的心搏周期數(shù)目與利用第二閾值檢測(cè)的心搏周期數(shù)目之比不小于65%，那么利用第二閾值確定的心搏周期作為心搏周期的實(shí)際數(shù)目(60)。利用額外的成對(duì)的第一閾值和第二(較低的)閾值可以重復(fù)進(jìn)行該方法。用于檢測(cè)個(gè)體心搏周期的方法中的閾值選擇取決于各種因素。與這里所描述的方法一起使用的閾值示例包括 0. 8,0. 75,0. 7,0. 65,0. 6,0. 55,0. 5,0. 45,0. 4,0. 35 和 0. 3。與這些方法一起使用的閾值和更低閾值對(duì)示例包括這些閾值的各種組合，例如0. 75和0. 6或 0.6和0.3。其他的閾值和閾值對(duì)可以是有用的，這取決于實(shí)際情況。圖4A至4D示出了發(fā)生心律不齊的心輸出量波形的示例。這些波形中的每個(gè)波形都表示根據(jù)心輸出量相關(guān)波形的非常挑戰(zhàn)的情形中的心搏檢測(cè)。本方法用于成功地檢測(cè)用點(diǎn)所示的搏動(dòng)。圖4A-4D顯示了在非常挑戰(zhàn)的情形中該方法的優(yōu)良性能。這里還描述(如圖5中的流程圖所示)用于檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的指定起點(diǎn)的錯(cuò)誤的方法。指定起點(diǎn)被錯(cuò)誤指定的情形的示例包括心律不齊情況或心動(dòng)過(guò)速情況，其中在波形的心臟舒張階段會(huì)出現(xiàn)較大的壓力反射，和下一個(gè)心動(dòng)周期在先前的心動(dòng)周期的心臟舒張階段的反射結(jié)束之前就開(kāi)始。在這些情況中，心搏周期的開(kāi)始包含圖6A和圖6B中所示的類(lèi)似小的峰值。在這些類(lèi)型的情況中，標(biāo)準(zhǔn)搏動(dòng)檢測(cè)方法可能在先前周期的心臟舒張階段的最小值點(diǎn)的小的峰值之前而不是峰值之后(搏動(dòng)真正的起點(diǎn)所在的位置)就錯(cuò)誤地檢測(cè)心搏的開(kāi)始。這種心搏起點(diǎn)的錯(cuò)誤檢測(cè)可以引起基于正在分析的波形確定其他心臟參數(shù)中的明顯錯(cuò)誤。檢測(cè)個(gè)體心搏周期的指定起點(diǎn)的錯(cuò)誤的方法(如圖 5中所示)包括提供具有預(yù)定起點(diǎn)的個(gè)體心搏周期的心輸出量相關(guān)波形數(shù)據(jù)(10)。然后確定心輸出量相關(guān)波形數(shù)據(jù)的最大值00)并且找到第一點(diǎn)(30)。該第一點(diǎn)是在最大值之前具有等于最大值一半的值的心輸出量相關(guān)波形上的第一點(diǎn)。接著查找起點(diǎn)和第一點(diǎn)之間的心搏周期部分的局部最大值GO)。如果在起點(diǎn)和第一點(diǎn)之間找到局部最大值，那么查找第一點(diǎn)和局部最大值之間的心搏周期部分的局部最小值點(diǎn)(50)，個(gè)體心搏的起點(diǎn)被重新指定為局部最小值點(diǎn)(60)。如果在起點(diǎn)和第一點(diǎn)之間未找到局部最大值，那么保留心搏的當(dāng)前起點(diǎn)(70)。該方法可以進(jìn)一步包括找到下一個(gè)個(gè)體心搏的起點(diǎn)，其也將是當(dāng)前的個(gè)體心搏周期的終點(diǎn)。為了進(jìn)一步說(shuō)明該方法，圖6A示出了已經(jīng)錯(cuò)誤地檢測(cè)每個(gè)心搏周期的起點(diǎn)的波形(參見(jiàn)局部最小值的點(diǎn))。圖6B示出了應(yīng)用該方法的心搏周期的相關(guān)點(diǎn)，S卩，k是心搏周期的預(yù)定起點(diǎn)(k+Ι是下一個(gè)心搏周期的起點(diǎn))，s是心輸出量相關(guān)波形數(shù)據(jù)的最大值，h是在最大值之前具有等于最大值一半的值的心輸出量相關(guān)波形上的第一點(diǎn)，1是起點(diǎn)和第一點(diǎn)之間的局部最大值，d是利用該方法計(jì)算的心搏周期的正確起點(diǎn)。這里進(jìn)一步描述(并在圖7中的流程圖中示出)用于檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的重搏切跡的方法。該方法包括提供具有先前確定的起點(diǎn)的個(gè)體心搏周期的心輸出量相關(guān)波形數(shù)據(jù)(10)，和計(jì)算波形數(shù)據(jù)的一階導(dǎo)函數(shù)00)。然后根據(jù)一階導(dǎo)函數(shù)確定第一時(shí)間點(diǎn)(在一階導(dǎo)函數(shù)的起始時(shí)間點(diǎn)之后的第一個(gè)過(guò)零點(diǎn))和第二時(shí)間點(diǎn)(在一階導(dǎo)函數(shù)的起始時(shí)間點(diǎn)之后的第二個(gè)過(guò)零點(diǎn))(30)。還計(jì)算波形數(shù)據(jù)的二階導(dǎo)函數(shù)(40)。 然后根據(jù)二階導(dǎo)函數(shù)確定第三時(shí)間點(diǎn)(在二階導(dǎo)函數(shù)的第二時(shí)間點(diǎn)之后的第一個(gè)過(guò)零點(diǎn)) 和第四時(shí)間點(diǎn)(在二階導(dǎo)函數(shù)的第二時(shí)間點(diǎn)之后的第二個(gè)過(guò)零點(diǎn))(50)。然后查找第三時(shí)間點(diǎn)和第四時(shí)間點(diǎn)之間的二階導(dǎo)函數(shù)部分的局部最大值，該局部最大值發(fā)生在第五時(shí)間點(diǎn) (60)。最后，第五時(shí)間點(diǎn)被指定為重搏切跡。如上所述可以過(guò)濾該方法中使用的函數(shù)。為了進(jìn)一步說(shuō)明該方法，圖8示出了利用該方法分析的心輸出量數(shù)據(jù)。具體地，圖 8A示出具有三個(gè)標(biāo)明的心搏周期(在局部極小處的點(diǎn))的波形，圖8B示出圖8A中所示波形的一階導(dǎo)函數(shù)，圖8C示出圖8A中所示波形的二階導(dǎo)函數(shù)。圖8A的點(diǎn)1是正在分析的心搏周期的起點(diǎn)，圖8A和8B之間的虛線2示出了一階導(dǎo)函數(shù)中的心搏周期的起始時(shí)間點(diǎn)，并且還在一階導(dǎo)函數(shù)的第一時(shí)間點(diǎn)(即，起點(diǎn)之后的第一個(gè)過(guò)零點(diǎn))之前出現(xiàn)。圖8B中的點(diǎn) 3示出一階導(dǎo)函數(shù)的第二時(shí)間點(diǎn)(即，起始時(shí)間點(diǎn)之后的第二個(gè)過(guò)零點(diǎn))。虛線4示出第二時(shí)間點(diǎn)被轉(zhuǎn)換至圖8C中所示的二階導(dǎo)函數(shù)的位置從而開(kāi)始查找第三時(shí)間點(diǎn)(即，二階導(dǎo)函數(shù)中的第二時(shí)間點(diǎn)之后的第一個(gè)過(guò)零點(diǎn))，并且圖8C中的點(diǎn)5是第三時(shí)間點(diǎn)。圖8C中的點(diǎn)6是第四時(shí)間點(diǎn)(即，二階導(dǎo)函數(shù)中的第二時(shí)間點(diǎn)之后的第二個(gè)過(guò)零點(diǎn))。圖8C中的點(diǎn) 7 (即第五時(shí)間點(diǎn))是第三時(shí)間點(diǎn)和第二時(shí)間點(diǎn)之間的局部最大值。所示第五時(shí)間點(diǎn)被轉(zhuǎn)換回圖8A的波形中，此處該時(shí)間點(diǎn)表明重搏切跡的位置(在點(diǎn)9處所示)。這里額外描述(并在圖9中的流程圖中示出)用于檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的指定重搏切跡中的錯(cuò)誤的方法。當(dāng)在信號(hào)中在圍繞重搏切跡位置處出現(xiàn)較大的反射波時(shí)，這些類(lèi)型的錯(cuò)誤通常出現(xiàn)在重搏切跡的檢測(cè)中。該方法包括提供具有先前確定的重搏切跡時(shí)間點(diǎn)、先前確定的起始時(shí)間點(diǎn)、先前確定的心輸出量最大值和先前確定的結(jié)束時(shí)間點(diǎn)的個(gè)體心搏周期的心輸出量相關(guān)波形數(shù)據(jù)(10)，并且計(jì)算波形數(shù)據(jù)的一階導(dǎo)函數(shù) (20)。然后，確定一階導(dǎo)函數(shù)中的心輸出量最大值點(diǎn)和查找時(shí)間點(diǎn)之間的所有局部最大值 (30)。查找時(shí)間點(diǎn)是通過(guò)相加起始時(shí)間點(diǎn)和起始時(shí)間點(diǎn)與結(jié)束時(shí)間點(diǎn)之間的時(shí)間間隔的三分之二確定的。如果找到多于一個(gè)局部最大值，那么重搏切跡被重新指定為第二個(gè)局部最大值的時(shí)間點(diǎn)GO)。如果僅找到一個(gè)局部最大值，那么重搏切跡仍然是先前確定的重搏切跡(50)。為了進(jìn)一步說(shuō)明該方法，圖10示出利用該方法分析的心輸出量數(shù)據(jù)。具體地，圖 IOA示出具有大約三個(gè)心搏周期(和可能是重搏切跡的兩個(gè)局部極小值)的波形，圖IOB示出圖IOA中所示波形的一階導(dǎo)函數(shù)。圖IOA的點(diǎn)10是正在分析的心搏周期的起點(diǎn)，圖IOA 和圖IOB之間的虛線20示出了分析一階導(dǎo)函數(shù)的起始時(shí)間點(diǎn)。虛線30表明查找點(diǎn)，其是起點(diǎn)和終點(diǎn)40之間的時(shí)間間隔的三分之二，因此虛線20和虛線50之間的時(shí)間段表明用于找到一階導(dǎo)函數(shù)的局部最大值的查找窗口。在查找窗口中找到兩個(gè)局部最小值禮和禮。因?yàn)檎业蕉嘤谝粋€(gè)局部最大值，所以重搏切跡被指定為第二個(gè)局部最小值M2，其對(duì)應(yīng)于圖IOA 中的點(diǎn)60。圖11示出可以用于實(shí)施這里描述的方法的系統(tǒng)的主要部件，所述方法用于檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期，檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的指定起點(diǎn)中的錯(cuò)誤，檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的重搏切跡和檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的指定重搏切跡中的錯(cuò)誤。該方法可以在現(xiàn)存的病人監(jiān)控裝置中實(shí)施，或可以作為專(zhuān)用監(jiān)控器來(lái)實(shí)施。如上所述，心輸出量相關(guān)波形，或是與心輸出量成比例的、從心輸出量獲取的或是心輸出量的函數(shù)的某些其他信號(hào)可以用以下兩種方式之一或同時(shí)用兩種方式來(lái)感測(cè)侵入地和非侵入地。為了方便起見(jiàn)，系統(tǒng)被描述為測(cè)量動(dòng)脈血。為了完整性圖11同時(shí)示出了兩種類(lèi)型的壓力感測(cè)。在這里所描述的方法的大多數(shù)實(shí)際應(yīng)用中，一般將實(shí)施一種變化或幾種變化。在這里所描述的方法的侵入性應(yīng)用中，常規(guī)壓力傳感器100被安裝在導(dǎo)管110上，導(dǎo)管110被插入病人或患病動(dòng)物的身體一部分130 的動(dòng)脈120中。動(dòng)脈120是動(dòng)脈系統(tǒng)中的任一動(dòng)脈，例如股動(dòng)脈、橈動(dòng)脈或肱動(dòng)脈。在這里所描述的方法的非侵入性應(yīng)用中，常規(guī)壓力傳感器200(諸如，光體積描記血壓探測(cè)器)以任何傳統(tǒng)的方式安裝在外部，例如利用圍繞指狀物230的箍帶或安裝在病人手腕上的傳感器。圖11示意性地同時(shí)示出了這兩種類(lèi)型。通過(guò)任何已知的連接器傳遞來(lái)自傳感器100、200的信號(hào)，作為處理系統(tǒng)300的輸入，處理系統(tǒng)300包括一個(gè)或多于一個(gè)處理器和其他的支持硬件以及通常包括的用于處理信號(hào)和執(zhí)行代碼的系統(tǒng)軟件(未示出)。這里描述的方法可以利用修改的、標(biāo)準(zhǔn)的、個(gè)人計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)施，或是并入更大的、專(zhuān)門(mén)的監(jiān)控系統(tǒng)。為了使用這里所描述的方法，處理系統(tǒng)300 還可以包括或連接到調(diào)節(jié)電路302，該調(diào)節(jié)電路302按需要執(zhí)行正常信號(hào)處理任務(wù)，例如放大、過(guò)濾或分類(lèi)。然后通過(guò)普通的模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC 304，被調(diào)整的檢測(cè)到的輸入壓力信號(hào) P(t)被轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式，ADC 304具有或采用來(lái)自時(shí)鐘電路305的時(shí)間參考。眾所周知，應(yīng)當(dāng)關(guān)于Nyquist (尼奎斯特)準(zhǔn)則來(lái)選擇ADC 304的采樣頻率，以便避免壓力信號(hào)的效果失真(該過(guò)程在數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域中是非常著名的)。來(lái)自ADC 304的輸出將是離散壓力信號(hào)P(k)，其值可以存儲(chǔ)在常規(guī)存儲(chǔ)電路(未示出)中。通過(guò)包含用于執(zhí)行這里所描述的方法的一個(gè)方面或多于一個(gè)方面的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼的軟件模塊310，可以將值P(k)傳遞至存儲(chǔ)器或從存儲(chǔ)器中存取。軟件模塊310的這種設(shè)計(jì)對(duì)計(jì)算機(jī)編程領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是直截了當(dāng)?shù)?。方法所使用的額外的比較和/ 或處理可以在額外的模塊(如320和330)中執(zhí)行。如果使用，諸如先前確定的重搏切跡時(shí)間點(diǎn)、先前確定的起始時(shí)間點(diǎn)和先前確定的結(jié)束時(shí)間點(diǎn)等的信號(hào)具體數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器區(qū)域315中，其也可以按需要存儲(chǔ)其他的預(yù)定參數(shù)。這些值可以通過(guò)利用任何已知的輸入設(shè)備400以常規(guī)方式輸入。如圖11所示，結(jié)果最終顯示在常規(guī)顯示器或記錄設(shè)備500上，呈現(xiàn)給用戶和由用戶解譯。與輸入設(shè)備400 —樣，顯示器500通常同樣由處理系統(tǒng)使用，用以其他目的。上面已經(jīng)參考方法、裝置和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的方框圖和流程解描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，方框圖和流程解的每個(gè)模塊與方框圖和流程解的模塊組合可以分別通過(guò)包括計(jì)算機(jī)程序指令的各種裝置來(lái)執(zhí)行。這些計(jì)算機(jī)程序指令可以載入通用計(jì)算機(jī)、專(zhuān)用計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置，以制造機(jī)器，因此在計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置上執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于執(zhí)行在流程圖模塊或多個(gè)模塊中指定的功能的方法。這里描述的方法進(jìn)一步涉及可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的計(jì)算機(jī)程序指令， 其可以指示計(jì)算機(jī)或諸如處理器或處理系統(tǒng)(如圖11中的300所示)的其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置以特定的方式起作用，從而使得存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生一種包括用于執(zhí)行圖11中的模塊中指定的功能的計(jì)算機(jī)可讀指令的制造產(chǎn)品。計(jì)算機(jī)程序指令可以加載到計(jì)算機(jī)、處理系統(tǒng)300或其他的可編程數(shù)據(jù)處理裝置中，從而使得一系列操作步驟在計(jì)算機(jī)、處理系統(tǒng)300或其他可編程裝置中執(zhí)行以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)執(zhí)行過(guò)程，因此在計(jì)算機(jī)或其他可編程裝置中執(zhí)行的指令提供用于執(zhí)行模塊中指定的功能的步驟。而且，用于執(zhí)行各種計(jì)算和執(zhí)行這里描述的相關(guān)方法步驟的各種軟件模塊310、320和330也可以作為計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上，以便允許方法被加載到不同的處理系統(tǒng)和由不同的處理系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行。因此，方框圖模塊和流程解支持用于執(zhí)行指定功能的裝置的組合、用于執(zhí)行指定功能的步驟的組合、用于執(zhí)行指定功能的程序指令裝置。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，通過(guò)執(zhí)行指定功能或步驟的基于硬件的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或?qū)Ｓ糜布陀?jì)算機(jī)指令的組合，可以實(shí)施方框圖和流程解的每個(gè)模塊以及方框圖和流程解中的模塊的組合。本發(fā)明并不限于這里所公開(kāi)的作為本發(fā)明的一些方面的說(shuō)明的實(shí)施例的范疇，并且是功能等價(jià)物的任何實(shí)施例都在本發(fā)明的范疇。除了那些示出和這里所描述的方法以外，各種方法的改進(jìn)對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是明顯的，且落入相關(guān)權(quán)利要求的范疇。進(jìn)一步，盡管在上面的實(shí)施例中只具體地討論了這里公開(kāi)的方法步驟的某些典型組合，方法步驟的其他組合對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是明顯的，且落入相關(guān)權(quán)利要求的范疇。因此， 這里明確地涉及步驟的組合；然而，盡管沒(méi)有明確說(shuō)明，也包括步驟的其他組合。這里使用的術(shù)語(yǔ)“包含”及其變體與術(shù)語(yǔ)“包括”及其變體同義使用，且都是開(kāi)放的、非限制的術(shù)語(yǔ)。
權(quán)利要求
1.一種檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的方法，其包含 提供心輸出量相關(guān)波形數(shù)據(jù)；計(jì)算所述波形數(shù)據(jù)的一階導(dǎo)函數(shù)和反轉(zhuǎn)所述數(shù)據(jù)的時(shí)間順序； 將所述一階導(dǎo)函數(shù)的振幅與閾值作比較，所述閾值是所述一階導(dǎo)函數(shù)的最大振幅的百分率；和識(shí)別剛好在所述一階導(dǎo)函數(shù)的振幅大于經(jīng)反轉(zhuǎn)時(shí)間順序數(shù)據(jù)中的閾值的點(diǎn)之后所述一階導(dǎo)函數(shù)第一次等于零，來(lái)確定心搏周期的起點(diǎn)，其中，所述一階導(dǎo)函數(shù)第一次等于零表明心搏周期的起點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述閾值是所述一階導(dǎo)函數(shù)的最大振幅的75%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述閾值是所述一階導(dǎo)函數(shù)的最大振幅的60%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述閾值是所述一階導(dǎo)函數(shù)的最大振幅的30%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定每個(gè)心搏周期的起點(diǎn)是通過(guò)分析反轉(zhuǎn)時(shí)間順序的一階導(dǎo)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包含通過(guò)識(shí)別在時(shí)間上剛好在所述一階導(dǎo)函數(shù)的振幅大于較低的閾值時(shí)的每個(gè)點(diǎn)之前出現(xiàn)的一階導(dǎo)函數(shù)的每個(gè)過(guò)零點(diǎn)，而額外地確定每個(gè)心搏周期的起點(diǎn)，從而核實(shí)所檢測(cè)的心搏周期的數(shù)目；和比較利用所述閾值確定的心搏周期數(shù)目與利用所述較低的閾值確定的心搏周期數(shù)目；其中，如果利用所述閾值確定的心搏周期數(shù)目與利用所述較低的閾值確定的心搏周期數(shù)目之比小于65%，且每分鐘高于150的心搏數(shù)目大于檢測(cè)的每分鐘心搏數(shù)目的35%，那么用所述閾值確定的心搏周期用作心搏周期的實(shí)際數(shù)目，否則，用所述較低的閾值確定的心搏周期用作心搏周期的實(shí)際數(shù)目。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述閾值是0.6且所述較低的閾值是0. 3。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述閾值是0.75且所述較低的閾值是0. 6。
9.一種檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的指定起點(diǎn)中的錯(cuò)誤的方法，其包含 提供個(gè)體心搏周期的心輸出量相關(guān)波形數(shù)據(jù)，所述個(gè)體心搏周期具有預(yù)定的起點(diǎn)； 確定所述心輸出量相關(guān)波形數(shù)據(jù)的最大值；確定所述心輸出量相關(guān)波形中的第一點(diǎn)，所述第一點(diǎn)是在所述心輸出量相關(guān)波形上在所述最大值之前具有等于所述最大值一半的值的第一點(diǎn)；查找所述起點(diǎn)和所述第一點(diǎn)之間的心搏周期部分的局部最大值； 其中，如果找到局部最大值，那么查找所述第一點(diǎn)和所述局部最大值之間的心搏周期部分的局部最小值點(diǎn)，并且將所述個(gè)體心搏的起點(diǎn)重新指定為所述局部最小值點(diǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包含找到下一個(gè)個(gè)體心搏的起點(diǎn)，其中所述下一個(gè)個(gè)體心搏的起點(diǎn)是個(gè)體心搏周期的終點(diǎn)。
11.一種檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的重搏切跡的方法，其包含提供個(gè)體心搏周期的心輸出量相關(guān)波形數(shù)據(jù)，所述個(gè)體心搏周期具有先前確定的起始時(shí)間點(diǎn)；計(jì)算所述波形數(shù)據(jù)的一階導(dǎo)函數(shù)；根據(jù)所述一階導(dǎo)函數(shù)確定第一時(shí)間點(diǎn)和第二時(shí)間點(diǎn)，所述第一時(shí)間點(diǎn)是所述一階導(dǎo)函數(shù)的所述起始時(shí)間點(diǎn)之后的第一個(gè)過(guò)零點(diǎn)，所述第二時(shí)間點(diǎn)是所述一階導(dǎo)函數(shù)的所述起始時(shí)間點(diǎn)之后的第二個(gè)過(guò)零點(diǎn)；計(jì)算所述波形數(shù)據(jù)的二階導(dǎo)函數(shù)；根據(jù)所述二階導(dǎo)函數(shù)確定第三時(shí)間點(diǎn)和第四時(shí)間點(diǎn)，所述第三時(shí)間點(diǎn)是所述二階導(dǎo)函數(shù)的所述第二時(shí)間點(diǎn)之后的第一個(gè)過(guò)零點(diǎn)，所述第四時(shí)間點(diǎn)是所述二階導(dǎo)函數(shù)的所述第二時(shí)間點(diǎn)之后的第二個(gè)過(guò)零點(diǎn)；和查找所述第三時(shí)間點(diǎn)和所述第四時(shí)間點(diǎn)之間的所述二階導(dǎo)函數(shù)部分的局部最大值，所述局部最大值出現(xiàn)在第五時(shí)間點(diǎn)，其中，所述第五時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)于重搏切跡位于所述個(gè)體心搏周期的心輸出量相關(guān)波形數(shù)據(jù)處的時(shí)間點(diǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包含利用低通濾波器過(guò)濾所述二階導(dǎo)函數(shù)。
13.—種檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的指定重搏切跡的錯(cuò)誤的方法，其包含提供個(gè)體心搏周期的心輸出量相關(guān)波形數(shù)據(jù)，所述個(gè)體心搏周期具有先前確定的重搏切跡時(shí)間點(diǎn)、先前確定的起始時(shí)間點(diǎn)、先前確定的心輸出量最大值點(diǎn)和先前確定的結(jié)束時(shí)間點(diǎn)；計(jì)算所述波形數(shù)據(jù)的一階導(dǎo)函數(shù)；確定所述心輸出量最大值點(diǎn)和一階導(dǎo)函數(shù)中的查找時(shí)間點(diǎn)之間的所有局部最大值，所述查找時(shí)間點(diǎn)是起始時(shí)間點(diǎn)加上所述起始時(shí)間點(diǎn)與所述結(jié)束時(shí)間點(diǎn)之間的時(shí)間的三分之 --，其中，如果找到多于一個(gè)局部最大值，那么重搏切跡被指定為在所述第二個(gè)局部最大值處的時(shí)間點(diǎn)。
全文摘要
描述用于檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的參數(shù)的方法。該方法包括檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的方法，檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的指定起點(diǎn)中的錯(cuò)誤的方法，檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的重搏切跡的方法，和檢測(cè)心輸出量相關(guān)波形的個(gè)體心搏周期的指定重搏切跡中的錯(cuò)誤的方法。確定這些參數(shù)對(duì)臨床醫(yī)生而言非常重要，因?yàn)檫@些參數(shù)構(gòu)成計(jì)算許多其他的心輸出量相關(guān)參數(shù)的基礎(chǔ)。
文檔編號(hào)A61B5/02GK102387742SQ201080016241
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2010年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月11日
發(fā)明者F·哈迪布, L·D·羅特里克 申請(qǐng)人:愛(ài)德華茲生命科學(xué)公司