經(jīng)受異常心跳的病人的示波無損血壓測量的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種由一個或多個數(shù)據(jù)處理器實施的方法，包括利用施加在病人的一部分周圍的可充氣的袖帶，通過將袖帶充氣到大于病人收縮血壓的壓力，由至少一個數(shù)據(jù)處理器采集無損血壓數(shù)據(jù)，以及在放氣步驟中檢測袖帶內(nèi)的第一振蕩脈沖。該方法還包括通過用連接到病人的ECG導(dǎo)線檢測對應(yīng)于第一心跳的ECG波形，從病人采集心電圖（ECG）數(shù)據(jù)，將ECG波形分為正?；蛘叻钦?，如果ECG波形被分類為正常，則將第一振蕩脈沖與對應(yīng)于第一心跳的ECG波形對正，如果ECG波形被分類為非正常，則剔除第一振蕩脈沖，以及用對正的第一振蕩脈沖計算血壓。還描述了相關(guān)的裝置、系統(tǒng)、方法和/或產(chǎn)品。
【專利說明】經(jīng)受異常心跳的病人的示波無損血壓測量
[0001]相關(guān)申請
[0002]根據(jù)35U.S.C.§ 119(e)，本專利申請要求享有2011年4月28日提交的并且名稱為“Method for Improve Accuracy of Non-1nvasive Blood Pressure Measurements inArrhythmia Patients Using ECG Beat Class Information and System Timing BetweenNIBP and ECG (用心電節(jié)拍分類信息和在無損血壓和心電圖之間同步的系統(tǒng)來改善心律不齊病人的無損血壓測量精度的方法)”的美國臨時專利申請序列號61/479，999的優(yōu)先權(quán)，該申請的公開內(nèi)容通過引用被整體結(jié)合于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]此處描述的主題通常涉及醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，更特別的是涉及用于改善無損血壓測量精度的設(shè)備、系統(tǒng)、制品和方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 自動化的血壓監(jiān)護器通常用在各種醫(yī)療裝置中，醫(yī)療裝置包括急救室、加強且重要的護理單位、手術(shù)室和其他常規(guī)部分的病人環(huán)境，以監(jiān)測無損血壓(NIBP)。無損血壓測量的一種形式是聽診的方法，它涉及使用血壓計和聽診器。一個可充氣的袖帶被定位在病人的上臂周圍，大致跟病人的心臟平齊。將與壓力計相連的袖帶充氣，直到肘部的肱動脈被完全阻斷。當袖帶中的壓力慢慢地被釋放時，聽診器用于聽肱動脈。當血液再次開始流入動脈時，作用在動脈壁上的湍流振蕩，產(chǎn)生被稱為科羅特科夫氏音的嗖的噪音?？屏_特科夫氏音的五個階段的第一階段出現(xiàn)在袖帶內(nèi)的壓力等于血管內(nèi)的收縮壓或者峰值壓力時。然后，袖帶中的壓力進一步被釋放，直到血液層流恢復(fù)，并且聽不到聲音為止，這表示第五個克羅特科夫階段，是動脈舒張壓的表征。因為聽診方法的主要實施方式涉及到聽診器，并且由臨床醫(yī)生人工解釋科羅特科夫氏音，所以與連續(xù)的無損血壓讀取相比，最適合周期性的讀取。
[0005]示波器法是另一種無損血壓測量方法，它涉及由袖帶充氣和放氣引起動脈流中的改變導(dǎo)致的血壓計袖帶壓力中的振蕩的電子觀測。使用壓力傳感器或者變換器和電子儀器觀測袖帶壓力振蕩，以自動解釋振蕩。適合位于病人四肢上的可充氣袖帶被充氣到高于病人估計收縮壓的預(yù)定壓力。然后袖帶壓力經(jīng)過相對短的時期以預(yù)定的減幅被逐漸降低到低于舒張壓。在每個水平，袖帶中的振蕩都被變換器監(jiān)測。當血流不通和當血流無阻時，袖帶壓力會相對固定，并且無振蕩出現(xiàn)。當有些血流出現(xiàn)，但受到限制時，由壓力變換器監(jiān)測到的袖帶壓力會隨著肱動脈的周期性的膨脹和收縮而改變，產(chǎn)生振蕩信號。隨著繼續(xù)衰減，振蕩的峰值振幅通常會從低水平增加到相對最大值，此后會減小。這些振幅形成病人的示波曲線(envelope)。振蕩具有極大值時的袖帶壓力被認為是平均動脈壓(MAP)的代表。
[0006]示波器法提供了某些優(yōu)點，其中讀數(shù)可以呈現(xiàn)在幾乎連續(xù)的基礎(chǔ)上，并且與有創(chuàng)傷法相比，對病人的危險最小，甚至沒有。示波器法也可以自動進行，與聽診法相比，最省事，并且與聽診法不同，聽診法可以僅僅直接獲得收縮和舒張的測量結(jié)果，示波器法可以獲得收縮壓、舒張壓和平均動脈壓的測量結(jié)果。此外，可以由躺著的人進行讀數(shù)，并且因為它們是自動的，所以在醫(yī)院裝置中，充當監(jiān)測工具，以連續(xù)地監(jiān)測血壓，提供血壓的任何變化趨勢和/或警告臨床醫(yī)生有任何顯著的變化。
[0007]示波器無損血壓監(jiān)控的其中一個限制是能夠可靠地將檢測到的脈沖分類為與異常脈動相對的正常心搏或者非生理性膺象。有創(chuàng)傷的血壓監(jiān)控提供波形，以便臨床醫(yī)生可以評定讀數(shù)是否受異常脈搏的影響。相比之下，示波器無損血壓是"盲目"進行的，因為沒有參考波形，只有數(shù)字。
[0008]正常病人的振蕩脈沖通常具有相同的形狀，并且可以可靠地配合彎曲輪廓，允許計算病人的隨時間變化的非常精確的血壓值。相比之下，在經(jīng)受異常心跳的病人中，振蕩脈沖會改變，并且隨后可以降低根據(jù)曲線輪廓計算的血壓測量結(jié)果的精度。因此，經(jīng)受異常心跳、尤其是心律不齊的病人的無損血壓測量的成功仍然是一個重大問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]就一方面而言，公開了一種由一個或多個數(shù)據(jù)處理器實施的方法。該方法包括利用施加在病人的一部分周圍的可充氣的袖帶，通過將袖帶充氣到大于病人收縮血壓的壓力，由至少一個數(shù)據(jù)處理器采集無損血壓數(shù)據(jù)，以及在放氣步驟中檢測袖帶內(nèi)的第一振蕩脈沖。該方法還包括通過用連接到病人的心電圖導(dǎo)線檢測對應(yīng)于第一心跳的心電圖波形，由至少一個數(shù)據(jù)處理器從病人采集心電圖(ECG)數(shù)據(jù)。該方法還包括由至少一個數(shù)據(jù)處理器將心電圖波形分類為正?；蚍钦！Ｔ摲椒ò?如果心電圖波形被分類為正常，那么由至少一個數(shù)據(jù)處理器將第一振蕩脈沖與對應(yīng)于第一心跳的心電圖波形對正，或者如果心電圖波形被分類為非正常，那么剔除第一振蕩脈沖。該方法包括使用對正的第一振蕩脈沖，由至少一個數(shù)據(jù)處理器計算血壓。
[0010]該方法還可以包括在放氣步驟中，由至少一個數(shù)據(jù)處理器檢測袖帶內(nèi)的第二振蕩脈。第二振蕩脈沖可以鄰近第一振蕩脈沖。該方法還可以包括通過用連接到病人的心電圖導(dǎo)線檢測表征第二心跳的第二心電圖波形，由至少一個數(shù)據(jù)處理器從病人采集心電圖(ECG)數(shù)據(jù)。該方法還可以包括由至少一個數(shù)據(jù)處理器將第二心電圖波形分類為正?；蚍钦?。該方法還可以包括:如果第二心電圖波形被分類為正常，那么由至少一個數(shù)據(jù)處理器將第二振蕩脈沖與對應(yīng)于第二心跳的第二心電圖波形對正，或者如果第二心電圖波形被分類為非正常，那么剔除第二振蕩脈沖。該方法還可以包括由至少一個數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行在對正的第一振蕩脈沖和對正的第二振蕩之間的振蕩脈沖匹配，以識別第一振蕩脈沖是否有資格包括在在計算血壓計算中。
[0011]第二振蕩脈沖可以發(fā)生在與第一振蕩脈沖相同的放氣步驟中。第二振蕩脈沖可以發(fā)生在與第一振蕩脈沖不同的放氣步驟中。脈沖匹配可以包括識別第一和第二振蕩脈沖的面積、上升時間和脈沖振幅中的至少一個之間的相似性。有資格包括在計算血壓計算中的第一振蕩脈沖可以被儲存到振蕩脈沖輪廓中。振蕩脈沖輪廓可以包括在袖帶內(nèi)檢測到的額外的、有資格的振蕩脈沖。該方法還包括由至少一個數(shù)據(jù)處理器評估振蕩脈沖輪廓是否完整。該方法還可以包括由至少一個數(shù)據(jù)處理器使完整的振蕩脈沖輪廓適合曲線。計算血壓可以包括根據(jù)適合曲線的振蕩脈沖輪廓，計算病人的收縮、舒張和平均動脈血壓。計算血壓可以包括計算病人的收縮、舒張和平均動脈血壓。
[0012]被分類為非正常的心電圖波形可以包括早期心室收縮(PVC)、早期心房收縮(PAC)、心房纖顫、心房撲動、陣發(fā)性室上性心動過速(PSVT)、旁道心動過速、房室結(jié)折返性心動過速、心室性心動過速(V-tach)、心室纖顫、長QT綜合癥、慢脈型心律不齊、竇房結(jié)功能障礙和心傳導(dǎo)阻滯。
[0013]就一個相關(guān)的方面而言，公開了一種系統(tǒng)，其包括用于提供無損血壓數(shù)據(jù)的無損血壓監(jiān)測器，用于提供心電圖數(shù)據(jù)的心電圖傳感器，至少一個數(shù)據(jù)處理器，連接到至少一個數(shù)據(jù)處理器的存儲器，其存儲指令，當執(zhí)行指令時，讓至少一個數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行上述方法。
[0014]還描述了制品，其包括永遠儲存在非暫時的計算機可讀介質(zhì)上的計算機可執(zhí)行指令，在由計算機執(zhí)行時，讓計算機執(zhí)行此處的操作。類似地，還描述了計算機系統(tǒng)，其可能包括處理器和連接到處理器的存儲器。存儲器可以暫時或者永遠儲存(例如，非暫時性地儲存等等)一個或多個程序，其讓處理器執(zhí)行一個或多個此處描述的操作。另外，此處描述的方法可以由一個或多個數(shù)據(jù)處理器在單個計算系統(tǒng)內(nèi)實施，或者被分配給兩個或多個計算系統(tǒng)來實施。
[0015]此處描述的主題的一個或多個變化的細節(jié)在附圖和說明書中描述如下。根據(jù)說明書和附圖以及權(quán)利要求，此處描述的主題的其他特征和優(yōu)點會變得明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是根據(jù)一個實施方式的示波血壓監(jiān)測器系統(tǒng)的圖示；
[0017]圖2是充氣和逐步放氣曲線的原始信號；
[0018]圖3是隨時間的血壓曲線(BP)和同時采集的ECG ；
[0019]圖4是高級工藝流程圖，展示了數(shù)據(jù)流和信號處理，用于計算經(jīng)受異常心跳的病人的收縮壓、舒張壓和平均動脈壓(MAP )。
[0020]各附圖中相同的附圖標記表示相同的元件。
【具體實施方式】
[0021]常規(guī)的無損血壓(NIBP)監(jiān)護受限于監(jiān)護者可靠地對正檢測到的振蕩脈沖與正常心跳的能力。正常的心臟病人(例如未經(jīng)受心律不齊或者異常脈沖的病人)會產(chǎn)生通常彼此相等的壓力振蕩脈沖，該壓力振蕩脈沖可以被儲存到一個輪廓中，并且可以符合一條曲線，提供非常精確的血壓測量。相比之下，有異常心跳的病人往往會出現(xiàn)改變的壓力振蕩輪廓形狀，從而使得當符合正常的高斯曲線時，血壓測量的精度會下降。
[0022]此處描述的是供經(jīng)受異常心跳的病人使用的無損血壓監(jiān)測器系統(tǒng)、設(shè)備、制品和方法。所述系統(tǒng)、設(shè)備、制品和方法使用檢測到的心電圖數(shù)據(jù)，以從檢測到的無損血壓脈搏中過濾出反常壓力振蕩脈沖。心電圖(ECG或者EKG)算法在將每次心跳分為正?；蛘弋惓７矫婢哂懈呖煽啃浴Ｍǔ?，心電圖具有偏轉(zhuǎn)，任意命名為"P"、"Q"、" R"、" S"、" T"，有時還有"U"。這些偏轉(zhuǎn)及其組合，比如QRS綜合波，可用于評定不規(guī)則心跳和心律不齊的出現(xiàn)率。
[0023]下面會對此進行詳細的描述，每個檢測的振蕩脈沖可以是與相應(yīng)的心電圖檢測的心跳匹配或者對正。如果檢測到的相應(yīng)心跳的心電圖波形是正常的，那么檢測到的與該心跳對正或者相配的無損血壓振蕩脈沖就會被儲存到數(shù)據(jù)庫中，并變成振蕩脈沖輪廓的一部分。如果檢測到的相應(yīng)心跳的 心電圖波形是異常的，那么檢測到的與該心跳對正或者相配的無損血壓振蕩脈沖就會被剔除。剔除的脈沖不會被歸入數(shù)據(jù)庫中，也不會變成振蕩脈沖輪廓的一部分。此處描述的主題允許實時檢測，并且允許使用心電圖節(jié)拍分類信息，從無損血壓數(shù)據(jù)庫中去除異常脈沖，從而在經(jīng)受異常心跳的病人中，改善無損血壓監(jiān)測器系統(tǒng)的精確性。
[0024]此處描述的主題適合連續(xù)的、自動的、無損血壓讀取，因此可以用來作病人的實時監(jiān)護，在各種醫(yī)療設(shè)施中，比如醫(yī)院病房、手術(shù)室、重病監(jiān)護室、康復(fù)室(recovery)、急救室或者其他應(yīng)急服務(wù)環(huán)境。不難理解，此處描述的系統(tǒng)、設(shè)備、制品和方法可以用在治療病人的任何地方，而不應(yīng)該被限制為特殊的醫(yī)療設(shè)備。
[0025]監(jiān)測器系統(tǒng)
[0026]圖1是根據(jù)一個實施方式的示波血壓監(jiān)測器系統(tǒng)的圖示。監(jiān)測器系統(tǒng)100包括信號采集電路，用于采集壓力信號，并由壓力信號產(chǎn)生示波信號。監(jiān)測器系統(tǒng)100可以與適當?shù)囟ㄎ辉诓∪吮凵系男鋷?01連接。袖帶101可以是常規(guī)的撓性的可充氣和可放氣的袖帶101，當完全充氣時，其可以阻斷肱動脈。袖帶101可以用放氣閥105放氣，放氣閥105有排氣口 110，以逐漸減輕動脈阻塞。袖帶101的放氣可以通過由微處理器75控制的放氣閥105進行。
[0027]壓力變換器115可以由管120連接到袖帶101，并且用于感測袖帶101內(nèi)的壓力。如上所述，肱動脈內(nèi)的壓力振蕩可以通過袖帶101的反壓力的改變感測到。這些壓力振蕩可以通過壓力變換器115被轉(zhuǎn)換成電信號(示波信號)，并且經(jīng)路徑125被連接到微處理器75進行處理。微處理器75可以處理來自壓力變換器115的信號，從而產(chǎn)生血壓數(shù)據(jù)。
[0028]另外，壓縮空氣源130可以經(jīng)過通過充氣閥140的管135和連接到壓力袖帶101的管155連接。充氣閥140可以通過連接部145由微處理器75電控制。放氣閥105可以通過管150與通往袖帶101的管155連接。
[0029]監(jiān)測器系統(tǒng)100也可以用于從定位在病人身體上并連接到監(jiān)測器系統(tǒng)100 (比如通過心電圖導(dǎo)線組103)的心電圖電極102采集信號。根據(jù)3-導(dǎo)線，5-導(dǎo)線，6-導(dǎo)線，或者12-導(dǎo)線心電圖配置，心電圖電極102可以定位在病人身體上，這是本領(lǐng)域已知的。最接近病人的心電圖導(dǎo)線組103可以連接到每個電極102，或者可以集成到心電圖導(dǎo)線組103的遠端，并從病人身體接收生物電勢信號。心電圖導(dǎo)線組103的另一端可以通過例如心電圖輸入接頭連接到監(jiān)測器系統(tǒng)100，向它供應(yīng)來自病人身體的生物電勢信號。如在下面詳細所述，監(jiān)測器系統(tǒng)100可以使用由心電圖檢測到的關(guān)于心跳分類的信息，以限制或者防止由異常心跳引起的袖帶壓力振蕩，用于計算血壓數(shù)據(jù)。不難理解其他傳感器系統(tǒng)也可以并入，以提供關(guān)于心跳的信息，例如脈沖血氧計或者其它類型的傳感器。
[0030] 在系統(tǒng)100的操作過程中，當希望開始測量血壓時，微處理器75可以提供信號，以打開充氣閥140并關(guān)閉放氣閥105。來自源130的空氣可以通過充氣閥140和管155傳遞，以將袖帶101充氣到所需的程度。該程度通常高于所估計的病人的收縮壓。當袖帶101中的壓力達到高于所估計的病人的收縮壓的預(yù)定值時，壓力變換器115通過路徑125向微處理器75發(fā)送表征袖帶101中的瞬時壓力的信號，從而中斷袖帶101的充氣。該信號指令充氣閥140閉合，并且開始逐步放氣過程，以便經(jīng)過一系列放氣步驟106可以獲得血壓測量結(jié)果(見圖2)。當袖帶101被充氣到高于收縮壓時,沒有到袖帶101的流動末端，當袖帶101被放氣到低于收縮壓時，會出現(xiàn)振蕩脈沖(表現(xiàn)為電阻波形的改變)。每個放氣步驟的大小可以不同，例如，包括但不局限于每個放氣步驟106為l，2，3，4，5，6，7，8mmHg或更大。每個放氣步驟的長度也可以不同，例如，包括但不局限于每個放氣步驟106為1，2，3，4，5，6，7，8秒或更長。每個測量循環(huán)一完成，放氣閥105可以再打開足夠長，以便通過排氣口 110使袖帶壓力基本完全釋放。放氣閥105可以保持關(guān)閉，準備開始新的測量循環(huán)。
[0031 ] 再來對圖1而言，微處理器75可以包括至少一個連接到微處理器75的存儲器80，該存儲器包括至少一個存儲在它上面的程序。存儲器80可以是任何類型的的存儲器80，它能夠儲存數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳遞到系統(tǒng)100的一個或多個其他部件，例如處理器75。存儲器80與信號采集電路相連，并且可以儲存袖帶壓力信號、示波信號和心電圖信號。
[0032]監(jiān)測器系統(tǒng)100可以包括至少一個顯示器50，該顯示器包括圖形用戶界面(⑶I)55。顯示器50可以向用戶提供信息-例如病人專用信息以及由系統(tǒng)100從病人采集到
的數(shù)據(jù)。顯示器50可以不同，包括IXD、LED、等離子、OLED等等。顯示器50可以是具有輸入設(shè)備的交互式或者觸敏屏幕，例如觸摸屏、電容屏幕、磁抗屏幕等等。用戶接口系統(tǒng)55可以包括一個或多個輸入端60，例如與固定功能有關(guān)的固定按鈕，或者可變的功能，例如與顯示器50關(guān)聯(lián)的軟鍵。軟鍵可以提供若干能顯示出來的功能，并且顯示器50在不同情形下可以改變提供不同功能。固定輸入鍵也可以具有能根據(jù)提供的顯示器改變的功能。輸入端60可以用來，例如，手動將數(shù)值輸入到設(shè)備里。測量結(jié)果也可以自動從在相同的設(shè)備上獲得的另一參數(shù)測量結(jié)果(例如侵入式動脈內(nèi)數(shù)值)提供，或者通過有線或者無線連接的另一設(shè)備(例如手動血壓計或者心電記錄儀或者其他設(shè)備)提供。用戶接口系統(tǒng)55也可以包括一個或多個指示器和/或報警裝置65，它們可以是可視的、通過揚聲器可聽的、觸摸式的等
等o
[0033]系統(tǒng)100可以包括電源系統(tǒng)85。電源系統(tǒng)85可以包括通過電源線與交流墻壁電源相連的連接部。電源系統(tǒng)85也可以包括內(nèi)電池，例如不可再充電的或者可再充電的電池。有些實施方式可以使用可再充電的電池，例如鎳鎘電池、鋰聚電池、鎳氫電池等等。
[0034]監(jiān)測器系統(tǒng)100可以是固定的、便攜式的或者能遙測的設(shè)備。例如，監(jiān)測器系統(tǒng)100可以并入病人監(jiān)護儀，病人監(jiān)護儀包括Infinity ?系列的病人監(jiān)護儀，其包括Delta，DeltaII, DeltaXL，或者M540便攜式病人監(jiān)護儀(DrSger醫(yī)療有限公司)。監(jiān)測器系統(tǒng)100可以包括分配給特殊病人并且位于病人床邊的設(shè)備。病人分配監(jiān)測器系統(tǒng)100可以是已編程的，用于被分配有監(jiān)測器系統(tǒng)100的特殊病人。系統(tǒng)100可以與位于病人床邊的硬連接的配接站37對接，并且收集來自一個或多個數(shù)據(jù)采集設(shè)備的除無損血壓之外的數(shù)據(jù)，即額外采集自病人的臨床資料。
[0035]如上所述，監(jiān)測器系統(tǒng)100可以包括通信模塊90，并且可以與其他設(shè)備通信。該通信可以是有線或者無線通信，其能夠遙控發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，例如通過WLAN。通信模塊90可以包括發(fā)射機和/或接收器、IEEE802.11 (WiFi)連接、ZigBee, RFID、紅外、藍牙通信裝置等等。系統(tǒng)100可以通過醫(yī)院或者其他保健供應(yīng)機構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)與醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)連通。監(jiān)測器系統(tǒng)100的一個或多個部件也可以與中心病人監(jiān)護儀連通。
[0036]脈沖對if和兀配
[0037]對于正常病人(即未經(jīng)受異常心跳的病人)，監(jiān)測器系統(tǒng)100可以檢測并記錄每個袖帶壓力水平下一個或多個無損血壓振蕩脈沖的振幅。壓力變換器115可以測量袖帶內(nèi)部壓力，并且提供表征血壓振蕩復(fù)量的模擬信號。當袖帶壓力下降時，系統(tǒng)100可以檢測壓力振蕩，并將每個袖帶壓力下的壓力振蕩記錄在數(shù)據(jù)庫或者存儲器80中。在測量每個信號波動之后，算法可以存儲振蕩脈沖，并且將該振蕩脈沖與閾值或者相鄰的振蕩脈沖比較。脈沖匹配程序可以讀取脈沖數(shù)據(jù)庫，并且通過比較特殊的振蕩脈沖與同一個步驟或者前一個步驟上的相鄰的振蕩脈沖確定每個脈沖是否是有效的脈沖。振蕩脈沖可以變得更大，直到最大，然后當袖帶壓力繼續(xù)朝著完全放氣變化時，振蕩脈沖變小，形成一條曲線，例如鐘形曲線或者高斯曲線。對于正常病人，匹配的振蕩脈沖在大小、形狀和振幅方面通常幾乎相同。因此，當振蕩脈沖被存儲為振蕩脈沖輪廓并且符合標準曲線時，平均動脈壓(MAP)、收縮壓和舒張壓的處理器75的計算非常精確。相比之下，經(jīng)受異常心跳的病人的血壓的計算可能導(dǎo)致錯誤。
[0038]如下詳細所述，監(jiān)測器系統(tǒng)100可以獲得包括一系列振蕩脈沖的無損血壓波形，這些振蕩脈沖可以與心電圖波形所示的相應(yīng)的心跳對正。監(jiān)測器系統(tǒng)100使用心電圖節(jié)拍分類信息以剔除和除去異常脈沖，從而改善計算的血壓的精確性 。
[0039]圖3表示血壓曲線(BP)以及同時采集的心動周期(心跳)的ECG軌跡和光電血管容積圖(PPG)，表示多個ECG，BP和PPG對時間的波形。在該實施例中，檢測的是早期心室復(fù)合波(PVC)脈沖。在心室復(fù)合波或者其他異常脈沖時出現(xiàn)的無損血壓脈沖，如果儲存在無損血壓脈沖輪廓中，最終會影響計算的血壓測量的精度。不難理解，心臟的異常脈沖可以包括但不局限于PVC、早期心房收縮(PAC)、心房纖顫、心房撲動、陣發(fā)性室上性心動過速(PSVT)、旁道心動過速、房室結(jié)折返性心動過速、心室性心動過速(V-tach)、心室纖顫、長QT綜合癥、慢脈型心律不齊、竇房結(jié)功能障礙、心傳導(dǎo)阻滯等等。
[0040]圖4是高水平工藝流程圖，展示了數(shù)據(jù)流和信號處理，可用于計算經(jīng)受異常心跳的病人的收縮壓、舒張壓和平均動脈壓(MAP)。如上所述，監(jiān)測器系統(tǒng)100可以從病人身上連續(xù)采集無損血壓數(shù)據(jù)(401)以及心電圖數(shù)據(jù)(402)?？梢允褂帽绢I(lǐng)域已知的各種技術(shù)過濾無損血壓數(shù)據(jù)，并取樣。例如，系統(tǒng)可以包括低頻濾波器和/或高頻濾波器，以處理采集的信號，從而限制例如由運動引起的人為因素或者產(chǎn)生結(jié)果的其他人為因素。
[0041]仍然來看圖4，采集的無損血壓數(shù)據(jù)和心電圖數(shù)據(jù)可以被提供給系統(tǒng)算法。系統(tǒng)算法可以檢測無損血壓振蕩脈沖(405)和心電圖波形(406)。通過比較檢測的波形或者心跳與參考波形或者心跳，系統(tǒng)算法可以將心電圖波形(407)分類。例如，新檢測的心跳可以與一個或多個表示正常和異常心跳的心跳模板比較。心跳模板可以逐個心跳動態(tài)更新，例如在系統(tǒng)的重新學(xué)習階段。心跳模板可以允許系統(tǒng)將新檢測的正常心跳和異常心跳區(qū)分開。一個或多個用于特殊病人的主模板可以實時產(chǎn)生，并且當從病人身上檢索到額外的數(shù)據(jù)時，不斷更新。對于特殊病人來說，主模板可以是被認為是正常心電圖波形的模板，并且可以由許多普通心跳組成。如果心跳與正常的普通模板不嚴格相似，就可以丟棄它，并且重算普通心跳。如果新檢測的心跳與模板不匹配，那么該心跳就可以被系統(tǒng)當做異常心跳。不難理解主模板也可以包括病人的異常心電圖波形，并且根據(jù)新檢測的心跳與該異常模板的匹配良好程度，心跳可以被系統(tǒng)識別為正常或者異常。收集并且并入計算以產(chǎn)生基準或者模板的心跳的數(shù)目可以不同。不難理解相關(guān)程序可以不同，并且上面提供的僅僅舉例。
[0042]如果心電圖波形被分類為非正常(408)，系統(tǒng)可以剔除(409)該心電圖波形，并且檢測的無損血壓脈沖不會被存儲為壓力脈沖輪廓。如果心電圖波形被分類為正常(408)，系統(tǒng)可以將無損血壓脈沖與對應(yīng)于特殊心跳的心電圖波形對正(410)。然后可以用對正的無損血壓脈沖啟動脈沖匹配(411)階段。
[0043]不難理解，系統(tǒng)算法可以包括一個或多個算法。例如，監(jiān)測器系統(tǒng)100可以包括一個用于分析采集的心電圖數(shù)據(jù)的算法和一個用于分析采集的無損血壓數(shù)據(jù)的獨立算法。如果心電圖和無損血壓算法都在相同的硬件上運行，那么在監(jiān)測器系統(tǒng)上，兩個算法之間就會有一個固定的系統(tǒng)延遲，例如，由于處理時間造成的延遲，以及由于過濾和采樣速度造成的延遲。固定的系統(tǒng)延遲可以在實驗室實驗中通過收集兩種信號的數(shù)據(jù)并且通過個人計算機上的某些軟件工具(例如通過黑箱系統(tǒng)研究)來表征并確定。時間延遲可用于將每個心電圖檢測的心跳與其相應(yīng)的在測量進行時的實時無損血壓脈沖關(guān)聯(lián)并對正。例如，在用心電圖算法表征系統(tǒng)時間延遲以后，無損血壓算法可以使用心跳分類信息作為輸入，以研究心跳的類型并且評估對應(yīng)于該心跳的心電圖波形是正常還是異常(例如PVC、PAC等等)。如果對應(yīng)于該心跳的心電圖波形正常，那么無損血壓算法可以將無損血壓脈沖和心電圖波形與相應(yīng)的心跳對正，并且將無損血壓脈沖包括在無損血壓測量輪廓中。如果對應(yīng)于心跳的心電圖波形不正常，那么無損血壓脈沖可以從數(shù)據(jù)庫剔除和除去，以便它不被存儲到振蕩脈沖輪廓中。心電圖算法一報告最近的心跳分類結(jié)果，剔除就可以實時進行。 [0044]再來看圖4，一旦無損血壓脈沖與正常心電圖波形進行對正，就可以啟動脈沖匹配和趨勢分析階段。在這一階段的脈沖數(shù)據(jù)庫可能缺乏與異常心跳對正的任何脈沖，以便在脈沖匹配(411)過程中只使用與正常心跳對正的脈沖。無損血壓脈沖可以與單步放氣或者跨步放氣上相鄰的無損血壓脈沖比較。無損血壓脈沖之間的相似性可以通過例如評估面積、上升時間、脈沖振幅、交互作用等等來確定。有資格的(412)無損血壓脈沖被儲存在脈沖輪廓(413)，由算法進一步使用。沒有資格的(412)無損血壓脈沖被剔除(409)。
[0045]系統(tǒng)算法可以確定壓力脈沖輪廓何時完成(414)。如果系統(tǒng)算法確定壓力脈沖輪廓是完整的，該輪廓將會曲線擬合(415)，并且計算收縮壓、舒張壓和平均動脈壓(416)。如果系統(tǒng)算法檢測到壓力脈沖輪廓不完整，袖帶可以進行再充氣，以便采集額外的無損血壓數(shù)據(jù)(401)，以填入缺失數(shù)據(jù)段。
[0046]該算法可以允許至少1、2、3、4或更多次的再充氣，以完成脈沖輪廓?？偟臏y量時間可以不同。預(yù)定的最大時間周期可以選擇，以便一達到最大時間周期，就完成或者停止測量。在某些實施方式中，對于成人，總測量時間可以達到100、120、140、160、180、200、220、240或者更多秒，對于兒童，可達60、80、100、120、140、160、180或者更多秒，對于嬰兒，可達
30、45、60、75、90、100、110或更多秒。也可以引入額外的期限，例如，在額外的期限已經(jīng)達到之后，袖帶可以被完全放氣，并且算法重算啟動。在重算過程中，袖帶可以被充氣到比在該輪廓中檢測到的上次的振蕩脈沖高15毫米汞柱。如果在該輪廓中無檢測到的脈沖，袖帶可以被充氣到160毫米汞柱，以進行重試。
[0047]此處描述的主題的各個方面可以在數(shù)字電子線路、集成電路、特別設(shè)計的ASIC(專用集成電路)、計算機硬件、固件、軟件和/或其組合中實現(xiàn)。這些實施方式可以包括在一個或多個計算機程序中實施，該計算機程序可以在可編程的系統(tǒng)上執(zhí)行和/或解釋，該系統(tǒng)包括至少一個可編程處理器，可編程處理器可以是專用的或者通用的，經(jīng)耦合以從存儲器、至少一個輸入設(shè)備以及至少一個輸出設(shè)備(例如顯示器)中接收數(shù)據(jù)和指令，并且向它們發(fā)送數(shù)據(jù)和指令。
[0048]這些計算機程序(亦稱程序、軟件、軟件應(yīng)用或者代碼)包括用于可編程處理器的機器指令，并且可以用高級程序語言和/或面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言和/或用匯編/機器語言實現(xiàn)。在此使用時，術(shù)語“機器可讀介質(zhì)”指的是任何計算機程序產(chǎn)品、裝置和/或設(shè)備(例如磁盤、光盤、存儲器、可編程邏輯器件(PLD))，用于向可編程處理器提供機器指令和/或數(shù)據(jù)，包括接收機器指令作為機器可讀信號的機器可讀介質(zhì)。術(shù)語“機器可讀信號”指的是用于向可編程處理器提供機器指令和/或數(shù)據(jù)的任何信號。
[0049]在上述說明書中闡述的實施方式不代表符合此處描述的主題的所有實施方式。相反，它們僅僅是符合所述主題的某些方面的某些實施例。特別的是，除了此處闡述的那些特征和/或變化之外，還可以提供其他的特征和/或變化。例如，如上所述的實施方式可以涉及所公開的特征的不同組合和子組合，和/或上面公開的若干其他特征的組合和子組合。另外，用于此處描述的用途的邏輯流程和步驟不需要所示的特別順序，或者連續(xù)的順序，以實現(xiàn)所需的結(jié)果。其他實施方式可以在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種由一個或多個數(shù)據(jù)處理器實施的方法，包括: 利用施加在病人的一部分周圍的可充氣的袖帶，通過將袖帶充氣到大于病人收縮血壓的壓力，由至少一個數(shù)據(jù)處理器采集無損血壓數(shù)據(jù)，以及在放氣步驟中檢測袖帶內(nèi)的第一振蕩脈沖； 通過利用連接到病人的心電圖導(dǎo)線檢測對應(yīng)于第一心跳的心電圖波形，由至少一個數(shù)據(jù)處理器從病人采集心電圖(ECG)數(shù)據(jù)； 由至少一個數(shù)據(jù)處理器將心電圖波形分類為正常或者非正常； 如果心電圖波形被分類為正常，那么由至少一個數(shù)據(jù)處理器將第一振蕩脈沖與對應(yīng)于第一心跳的心電圖波形對正，或者如果心電圖波形被分類為非正常，那么剔除第一振蕩脈沖；以及 使用對正的第一振蕩脈沖，由至少一個數(shù)據(jù)處理器計算血壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 在放氣步驟中，由至少一個數(shù)據(jù)處理器檢測袖帶內(nèi)的第二振蕩脈沖，其中第二振蕩脈沖鄰近弟一振湯脈沖； 通過利用連接到病人的心電圖導(dǎo)線檢測表征第二心跳的第二心電圖波形，由至少一個數(shù)據(jù)處理器從病人采集 心電圖(ECG)數(shù)據(jù)； 由至少一個數(shù)據(jù)處理器將第二心電圖波形分類為正?；蛘叻钦?； 如果第二心電圖波形被分類為正常，那么由至少一個數(shù)據(jù)處理器將第二振蕩脈沖與對應(yīng)于第二心跳的第二心電圖波形對正，或者如果第二心電圖波形被分類為非正常，那么剔除第二振蕩脈沖；以及 由至少一個數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行對正的第一振蕩脈沖和對正的第二振蕩之間的振蕩脈沖匹配，以識別第一振蕩脈沖是否有資格包括在計算血壓計算中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中第二振蕩脈沖發(fā)生在與第一振蕩脈沖相同的放氣步驟內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中第二振蕩脈沖發(fā)生在與第一振蕩脈沖不同的放氣步驟內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中脈沖匹配包括識別第一和第二振蕩脈沖的面積、上升時間和脈沖振幅中的至少一個之間的相似性。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中有資格包括在計算血壓計算中的第一振蕩脈沖被儲存到振蕩脈沖輪廓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中振蕩脈沖輪廓包括在袖帶內(nèi)檢測到的額外的、有資格的振蕩脈沖。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括由至少一個數(shù)據(jù)處理器評估振蕩脈沖輪廓是否完整。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括由至少一個數(shù)據(jù)處理器使該完整的振蕩脈沖輪廓適合曲線。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中計算血壓包括根據(jù)適合曲線的振蕩脈沖輪廓計算病人的收縮、舒張和平均動脈血壓。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的方法，其中計算血壓包括計算病人的收縮、舒張和平均動脈血壓。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的方法，其中被分類為非正常的心電圖波形選自于由以下組成的群組:早期心室收縮(PVC)、早期心房收縮(PAC)、心房纖顫、心房撲動、陣發(fā)性室上性心動過速(PSVT)、旁道心動過速、房室結(jié)折返性心動過速、心室性心動過速(V-tach)、心室纖顫、長QT綜合癥、慢脈型心律不齊、竇房結(jié)功能障礙和心傳導(dǎo)阻滯。
13.—種系統(tǒng),包括: 無損血壓監(jiān)測器，用于提供無損血壓數(shù)據(jù)； 心電圖傳感器，用于提供心電圖數(shù)據(jù)； 至少一個數(shù)據(jù)處理器； 連接到至少一個數(shù)據(jù)處理器的存儲器，其存儲指令，指令在執(zhí)行時使得至少一個數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行如權(quán)利要求1-12中任一項的方法。
14.一種非暫時的計算機程序產(chǎn)品，其存儲指令，以使得至少一個數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行如權(quán)利要求1-12中任一項的方法。
【文檔編號】A61B5/0452GK103648376SQ201280028687
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月28日
【發(fā)明者】陳宇, M·M·艾爾-高奇, 張哲
申請人:德爾格醫(yī)療系統(tǒng)有限公司