專利名稱：一種心輸出量連續監測的參數校準方法與系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及醫療檢測與參數校準的技術領域，具體涉及一種心輸出量連續監測的參數校準方法與系統。
背景技術：
心輸出量是指每分鐘一側心室射出的血液總量，為心率與每搏輸出量的乘積，是 描述心血管系統機能狀態的關鍵臨床指標。在臨床中，尤其在手術室、ICU、心臟或血管介入治療中，心輸出量或者每搏輸出量能夠幫助醫護人員獲知病人的心臟機能，而對心輸出量的變化的連續監測有助于獲得即時的心輸出量的變化，因此對心輸出量或者每搏輸出量的連續監測與快速響應就顯得尤為重要。目前，用于對心輸出量的連續測量方法很多，根據設備的原理與結構的不同，以及其操作方式的不同，現有的心輸出量的測量方法主要分為無創和微創兩類。無創的測量方法，例如生物阻抗法(ICG)，這是一種根據胸腔電阻抗的動態變化，來測定心功能的非創傷性方法。這種方法在血管容積或血流變化與胸阻抗變化之間建立模型，但由于體動、呼吸、機械通氣、肥胖、水腫等同樣可能造成的胸阻抗變化，因此準確度較低；又如脈搏圖法，其是基于動脈脈搏波形的輪廓特征進行分析，通過不同波形與心輸出量之間的模型來計算心輸出量。由于不同病人的脈搏波形輪廓各不相同，尤其心血管疾病引發的脈搏波形輪廓異常也是造成著該方法測量困難的原因；因此無創的測量方法，容易受各種因素的干擾，大多準確度較低；
微創的連續測量心輸出量的方法，需要將與壓力傳感器的連接的導管穿刺入動脈之中，并長時間的滯留于人體體內，容易對病人造成損傷并且操作較為復雜。
發明內容
為克服上述缺陷，本發明的目的即在于提供一種心輸出量連續監測的參數校準方法與系統。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的
本發明一種心輸出量的連續監測的參數校準方法，包括
通過發光器件向被測目標的血管發射兩路不同波長的光信號，接收經過所述血管后的兩路光信號；同時，將接有壓力傳感器的導管接入被測目標的血管，測量標準心輸出量；將該兩路光信號轉換為相對應的電信號，并分別進行放大與處理得到兩路脈搏波數據信號;
對兩路脈搏波數據信號進行計算，得到一個周期的局部血流量；
計算得到標準心輸出量與局部血流量之間的映射關系，并根據該映射關系建立生理模
型；
在建立生理模型后，撤出與被測目標的血管相接的導管，并繼續通過發光器件連續的向被測目標的血管發射兩路不同波長的光信號，直到得到連續的脈搏波數據信號。
進一步，所述計算得到標準心輸出量與局部血流量之間的映射關系，并根據該映射關系建立生理模型還包括
計算標準心輸出量與局部血流量之間的映射關系，根據該映射關系建立生理模型，并對該生理模型存儲；
判斷是否需要再次計算映射關系，若需要再次計算，則再次進入測量標準心輸出量和接收經過所述血管后的兩路光信號；若不需要再次計算，則將所有被存儲的生理模型進行平均，并根據平均的結果更新生理模型。進一步，所述繼續通過發光器件連續的向被測目標的血管發射兩路不同波長的光信號，直到得到連續的脈搏波數據信號之后包括
從連續的脈搏波數據信號中獲得的脈率值，并對調整后的連續的脈搏波數據信號計算，得到連續的局部血流量；
將連續的局部血流量與生理模型結合，計算得到連續的每搏輸出量；
利用連續的每搏輸出量與脈率值進行計算，得到連續的心輸出量。進一步，所述得到連續的心輸出量之后包括
對連續的心輸出量進行顯示和/或打印和/或存儲。進一步，所述得到連續的心輸出量之后包括
判斷連續的心輸出量是否在預定范圍內，若不在預定范圍內，則對該連續的心輸出量進行標記。進一步，所述兩路不同波長的光信號包括紅光信號和紅外光信號。本發明一種心輸出量的連續監測系統，包括
光電信號接發模塊，所述光電信號接發模塊貼附于被測目標的血管上，用于通過發光器件向被測目標的血管發射兩路不同波長的光信號，并接收經過所述血管后的兩路光信號，將該兩路光信號轉換為相對應的電信號；
標準心輸出量測量模塊，所述標準心輸出量測量模塊與被測目標的血管相接，包括相互連接的標準心輸出量計算器、壓力傳感器，所述壓力傳感器通過導管采集標準心輸出量信息，再通過標準心輸出量計算器計算出標準心輸出量；并在建立生理模型后，撤出與被測目標的血管相接的導管；
脈搏波信號轉換模塊，所述脈搏波信號轉換模塊與光電信號接發模塊連接，用于分別對兩路進行電信號放大與處理得到兩路脈搏波數據信號；
局部血流量計算模塊，所述局部血流量計算模塊與脈搏波信號轉換模塊連接，用于對兩路脈搏波數據信號進行計算，得到局部血流量；
生理模型創建模塊，所述生理模型創建模塊分別與局部血流量計算模塊和標準心輸出量測量模塊連接，用于根據局部血流量與標準心輸出量，計算其映射關系，并根據該映射關系建立生理模型；
脈率值獲取模塊，所述脈率值獲取模塊與脈搏波信號轉換模塊連接，用于從脈搏波數據信號中獲得的脈率值；
每搏輸出量計算模塊，所述每搏輸出量計算模塊與局部血流量計算模塊和生理模型創建模塊連接，用于根據局部血流量與生理模型，計算得到連續的每搏輸出量；
連續心輸出量計算模塊，所述連續心輸出量計算模塊與每搏輸出量計算模塊和脈率值獲取模塊連接，用于對連續的每搏輸出量與脈率值進行計算，得到連續的心輸出量。進一步，本發明一種心輸出量的連續監測系統還包括
心輸出量顯示模塊，所述心輸出量顯示模塊與連續心輸出量計算模塊連接，用于對連續的心輸出量進行顯示；
心輸出量打印模塊，所述心輸出量打印模塊與連續心輸出量計算模塊連接，用于對連續的心輸出量進行打印；
心輸出量存儲模塊，所述心輸出量存儲模塊與連續心輸出量計算模塊連接，用于對連續的心輸出量進行存儲；
報警模塊，所述報警模塊與連續心輸出量計算模塊連接，用于判斷連續心輸出量是否在預定范圍內，若不在預定范圍內，則對該連續的心輸出量進行標記并進行報警提示。進一步，所述光電信號接發模塊包括紅光信號接發器和紅外光信號接發器。本發明的方法為在心輸出量的連續監測的過程中，對監測過程的中間參數進行校準的方法；其利用與壓力傳感器連接的導管穿刺入動脈之中對標準心輸出量進行測量，并利用光電傳感器采集局部血流量，并根據標準心輸出量與局部血流量之間的映射關系建立準確的生理模型，以實現參數的校準，在校準完成后，即可撤去刺入動脈之中的導管，使得本發明對心輸出量的監測結果更為準確；本發明的系統，對校準完成后的連續脈搏波數據信號進行分析與計算，以實現對心輸出量的連續監測；并且由于本發明不需要長期將導管滯留于病人體內，因此降低了醫護人員的操作復雜度，并且減少了病人的痛苦和潛在傷害。
為了易于說明，本發明由下述的較佳實施例及附圖作以詳細描述。圖I為本發明的心輸出量的連續監測的參數校準方法的工作流程 圖2為應用本發明的心輸出量的連續監測的參數校準方法進行連續監測的工作流程
圖3為本發明的心輸出量的連續監測系統的結構原理示意圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。請參閱圖1，本發明一種心輸出量的連續監測的參數校準方法，包括
101.發接光電信號
通過發光器件向被測目標的血管發射兩路不同波長的光信號，接收經過所述血管后的兩路光信號，并將該兩路光信號轉換為相對應的電信號IpI2 ;
102.測量標準心輸出量
在接收經過所述血管后的兩路光信號的同時，將接有壓力傳感器的導管接入被測目標的血管，測量標準心輸出量；· 103.得到脈搏波數據信號分別對電信號進行放大與處理得到兩路脈搏波數據信號；
104.得到局部血流量
對兩路脈搏波數據信號進行計算，得到一個心動周期內的局部血流量Q ；
105.建立生理模型
計算得到標準心輸出量與局部血流量之間的映射關系，并根據該映射關系建立生理模型；本發明涉及的經過該動脈血管的局部血流量^可以使用映射關系//來確定，即
Q=HU1J2);并由于局部血流量^與每搏輸出量之間存在著對應關系，因此，可以得到I1' I2與SK之間的映射關系/，即SF= JQ1,12,//),由于J,與I2不僅含有脈搏波形的相
關信息，同時也包含有動脈飽和度的信息，并因此包含有總血紅蛋白濃度與血管直徑的等信息。模型中的校準因子#，包含特定部位的動脈血管中的局部血流量^與每搏輸出量SK 之間的比例信息，同時包含了動脈血管周期性舒張和收縮時引起的光程與動脈血管直徑之間的比例信息。對于不同的病人，//的具體數值有所不同，因此，不同病人模型中的因子//可以通過校準的方法獲得。因此，通過標準心輸出量仍與局部血流量^即可計算出#，以建立準確的生理模型。106.撤出與的血管相接的導管
在建立生理模型后，撤出與被測目標的血管相接的導管；
107.繼續連續測量脈搏波數據信號
并通過發光器件連續的向被測目標的血管發射兩路不同波長的光信號，直到得到連續的脈搏波數據信號。請參閱圖2，作為一種擴展方式，可利用本發明的心輸出量的連續監測的參數校準方法進行心輸出量的連續監測，具體包括
201.發接光電信號
通過發光器件向被測目標的血管發射兩路不同波長的光信號，接收經過所述血管后的兩路光信號，并將該兩路光信號轉換為相對應的電信號；兩路不同波長的光信號經過該血管后的產生兩路透射或反射光信號，在本發明中的血管，是指足夠靠近人體主動脈的動脈，例如頸動脈、腋動脈或股動脈等。由于這些部位的動脈血管不容易溫度等因素的影響而發生血管收縮或擴張的變化。本發明涉及的生理模型中，選取的動脈血管越靠近主動脈，其局部血流量與每搏輸出量之間的對應關系越穩定，測量結果越準確。由于生理模型的相關參數是通過校準確定的，因此本發明所指出的特定部位，可以不局限于某一固定部位，操作者可以根據實際需要選擇測量部位，增加了操作的靈活性，使得操作更為簡便。在本發明的一種實施例中，選擇頸動脈作為獲取血氧脈搏波信號的部位。該部位距離主動脈較近，并且血管的舒張收縮程度較穩定。其中，兩路不同波長的光信號包括紅光信號和紅外光信號；
202.測量標準心輸出量
在接收經過所述血管后的兩路光信號的同時，將接有壓力傳感器的導管接入被測目標的血管，測量標準心輸出量；
由于被測目標的個體差異，連續測量的心輸出量的生理模型中的相關參數各不相同，因此在進行連續測量心輸出量之前，需要通過至少一次準確的標準心輸出量測量結果來計算該生理模型中相關參數；
而由于現有的測量心輸出量的方法多種多樣，因此本發明所指出的測量標準心輸出量，可以不局限于某一特定測量心輸出量的方法，操作者可以根據實際需要和現場條件選擇合適校準方法，增加了操作的靈活性，使得操作更為簡便。在本實施例中，可使用微創的經肺熱稀釋技術測量的心輸出量對生理模型進行測量標準心輸出量，其為一種既簡單安全又準確的方式。其方法是將容積與溫度已知的液體通過中心靜脈導管注入右心房。注射液與心臟中的血液混合后，隨著血液循環的進行，溫度得到稀釋和擴散，血液溫度的改變由一個溫度傳感器來測量，后者放在較大的體循環動脈，例如，股或腋動脈中的一條動脈導管的遠端處。通過血流溫度的改變與心輸出量之間存在相應關系來確定準確的心輸出量。這種微創的方式，因為其不需要將導管插入至病人的心臟中，因此可以避免引發心律失常、血栓、血管破裂等潛在風險。203.得到脈搏波數據信號 分別對電信號進行放大與處理得到兩路脈搏波數據信號；
204.得到局部血流量
對兩路脈搏波數據信號進行計算，得到一個心動周期內的局部血流量Q ；
205.建立生理模型
計算標準心輸出量與局部血流量之間的映射關系，根據該映射關系建立生理模型，并對該生理模型存儲；
206.判斷是否需要再次計算
判斷是否需要再次計算映射關系，若需要再次計算，則再次進入測量標準心輸出量和接收經過所述血管后的兩路光信號；
207.更新生理模型
若判斷結果為不需要再次計算，則將所有被存儲的生理模型進行平均，并根據平均的結果更新生理模型；
208.撤出與的血管相接的導管
在建立生理模型后，撤出與被測目標的血管相接的導管，
209.繼續連續測量脈搏波數據信號
并通過發光器件連續的向被測目標的血管發射兩路不同波長的光信號，直到得到連續的脈搏波數據信號；
210.獲得的脈率值
從連續的脈搏波數據信號中獲得的脈率值/^，
211.得到連續的局部血流量
對連續的脈搏波數據信號計算，得到連續周期的局部血流量P ;
212.計算每搏輸出量
將連續的局部血流量Q與生理模型結合，計算得到連續的每搏輸出量SK ；
213.計算連續的心輸出量
利用連續的每搏輸出量與脈率值W進行計算，得到連續的心輸出量仍，即CO = SV X HR ；
214.輸出連續的心輸出量在得到連續的心輸出量仍之后，對連續的心輸出量仍進行顯示和/或打印和/或存
儲；
215.標記連續的心輸出量
在得到連續的心輸出量仍之后，判斷連續的心輸出量仍是否在預定范圍內，若不在預定范圍內，則對該連續的心輸出量仍進行標記。請參看圖3，本發明一種心輸出量的連續監測系統，包括
光電信號接發模塊301，所述光電信號接發模塊301貼附于被測目標的血管上，用于通過發光器件向被測目標的血管發射兩路不同波長的光信號，并接收經過所述血管后的兩路光信號，將該兩路光信號轉換為相對應的電信號；
標準心輸出量測量模塊302，所述標準心輸出量測量模塊302與被測目標的血管相接，包括相互連接的標準心輸出量計算器、壓力傳感器，所述壓力傳感器通過導管采集標準心輸出量信息，再通過標準心輸出量計算器計算出標準心輸出量；并在建立生理模型后，撤出與被測目標的血管相接的導管；
脈搏波信號轉換模塊303，所述脈搏波信號轉換模塊303與光電信號接發模塊301連接，用于分別對兩路進行電信號放大與處理得到兩路脈搏波數據信號；
局部血流量計算模塊304，所述局部血流量計算模塊304與脈搏波信號轉換模塊303連接，用于對兩路脈搏波數據信號進行計算，得到局部血流量；
生理模型創建模塊305，所述生理模型創建模塊305分別與局部血流量計算模塊304和標準心輸出量測量模塊302連接，用于根據局部血流量與標準心輸出量，計算其映射關系，并根據該映射關系建立生理模型；
脈率值獲取模塊307，所述脈率值獲取模塊307與脈搏波信號轉換模塊303連接，用于從脈搏波數據信號中獲得的脈率值；
每搏輸出量計算模塊308，所述每搏輸出量計算模塊308與局部血流量計算模塊304和生理模型創建模塊305連接，用于根據調整后局部血流量與生理模型，計算得到連續的每搏輸出量；
連續心輸出量計算模塊306，所述連續心輸出量計算模塊306與每搏輸出量計算模塊308和脈率值獲取模塊307連接，用于對連續的每搏輸出量與脈率值進行計算，得到連續的
心輸出量。進一步，本發明一種心輸出量的連續監測系統還包括
心輸出量顯示模塊，所述心輸出量顯示模塊與連續心輸出量計算模塊連接，用于對連續的心輸出量進行顯示；
心輸出量打印模塊，所述心輸出量打印模塊與連續心輸出量計算模塊連接，用于對連續的心輸出量進行打印；
心輸出量存儲模塊，所述心輸出量存儲模塊與連續心輸出量計算模塊連接，用于對連續的心輸出量進行存儲；
報警模塊，所述報警模塊與連續心輸出量計算模塊連接，用于判斷連續心輸出量是否在預定范圍內，若不在預定范圍內，則對該連續的心輸出量進行標記并進行報警提示。進一步，所述光電信號接發模塊包括紅光信號接發器和紅外光信號接發器。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的 任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種心輸出量連續監測的參數校準方法，其特征在于，包括 通過發光器件向被測目標的血管發射兩路不同波長的光信號，接收經過所述血管后的兩路光信號；同時，將接有壓力傳感器的導管接入被測目標的血管，測量標準心輸出量； 將該兩路光信號轉換為相對應的電信號，并分別進行放大與處理得到兩路脈搏波數據信號; 對兩路脈搏波數據信號進行計算，得到一個周期的局部血流量； 計算得到標準心輸出量與局部血流量之間的映射關系，并根據該映射關系建立生理模型； 在建立生理模型后，撤出與被測目標的血管相接的導管，并繼續通過發光器件連續的向被測目標的血管發射兩路不同波長的光信號，直到得到連續的脈搏波數據信號。
2.根據權利要求I所述的心輸出量連續監測的參數校準方法，其特征在于，所述計算得到標準心輸出量與局部血流量之間的映射關系，并根據該映射關系建立生理模型還包括 計算標準心輸出量與局部血流量之間的映射關系，根據該映射關系建立生理模型，并對該生理模型存儲； 判斷是否需要再次計算映射關系，若需要再次計算，則再次進入測量標準心輸出量和接收經過所述血管后的兩路光信號；若不需要再次計算，則將所有被存儲的生理模型進行平均，并根據平均的結果更新生理模型。
3.根據權利要求2所述的心輸出量連續監測的參數校準方法，其特征在于，所述繼續通過發光器件連續的向被測目標的血管發射兩路不同波長的光信號，直到得到連續的脈搏波數據信號之后包括 從連續的脈搏波數據信號中獲得的脈率值，并對連續的脈搏波數據信號計算，得到連續周期的局部血流量； 將連續周期的局部血流量與生理模型結合，計算得到連續的每搏輸出量； 利用連續的每搏輸出量與脈率值進行計算，得到連續的心輸出量。
4.根據權利要求3所述的心輸出量連續監測的參數校準方法，其特征在于，所述得到連續的心輸出量之后包括 對連續的心輸出量進行顯示和/或打印和/或存儲。
5.根據權利要求3所述的心輸出量連續監測的參數校準方法，其特征在于，所述得到連續的心輸出量之后包括 判斷連續的心輸出量是否在預定范圍內，若不在預定范圍內，則對該連續的心輸出量進行標記。
6.根據權利要求4或5所述的心輸出量連續監測的參數校準方法，其特征在于，所述兩路不同波長的光信號包括紅光信號和紅外光信號。
7.一種心輸出量的連續監測系統，其特征在于，包括 光電信號接發模塊，所述光電信號接發模塊貼附于被測目標的血管上，用于通過發光器件向被測目標的血管發射兩路不同波長的光信號，并接收經過所述血管后的兩路光信號，將該兩路光信號轉換為相對應的電信號； 標準心輸出量測量模塊，所述標準心輸出量測量模塊與被測目標的血管相接，包括相互連接的標準心輸出量計算器、壓力傳感器，所述壓力傳感器通過導管采集標準心輸出量信息，再通過標準心輸出量計算器計算出標準心輸出量；并在建立生理模型后，撤出與被測目標的血管相接的導管； 脈搏波信號轉換模塊，所述脈搏波信號轉換模塊與光電信號接發模塊連接，用于分別對兩路進行電信號放大與處理得到兩路脈搏波數據信號； 局部血流量計算模塊，所述局部血流量計算模塊與脈搏波信號轉換模塊連接，用于對兩路脈搏波數據信號進行計算，得到局部血流量； 生理模型創建模塊，所述生理模型創建模塊分別與局部血流量計算模塊和標準心輸出量測量模塊連接，用于根據局部血流量與標準心輸出量，計算其映射關系，并根據該映射關系建立生理模型； 脈率值獲取模塊，所述脈率值獲取模塊與脈搏波信號轉換模塊連接，用于從脈搏波數據信號中獲得的脈率值； 每搏輸出量計算模塊，所述每搏輸出量計算模塊與局部血流量計算模塊和生理模型創建模塊連接，用于根據局部血流量與生理模型，計算得到連續的每搏輸出量； 連續心輸出量計算模塊，所述連續心輸出量計算模塊與每搏輸出量計算模塊和脈率值獲取模塊連接，用于對連續的每搏輸出量與脈率值進行計算，得到連續的心輸出量。
8.根據權利要求7所述的心輸出量的連續監測系統，其特征在于，還包括 心輸出量顯示模塊，所述心輸出量顯示模塊與連續心輸出量計算模塊連接，用于對連續的心輸出量進行顯示； 心輸出量打印模塊，所述心輸出量打印模塊與連續心輸出量計算模塊連接，用于對連續的心輸出量進行打印； 心輸出量存儲模塊，所述心輸出量存儲模塊與連續心輸出量計算模塊連接，用于對連續的心輸出量進行存儲； 報警模塊，所述報警模塊與連續心輸出量計算模塊連接，用于判斷連續心輸出量是否在預定范圍內，若不在預定范圍內，則對該連續的心輸出量進行標記并進行報警提示。
9.根據權利要求8所述的心輸出量的連續監測系統，其特征在于，所述光電信號接發模塊包括紅光信號接發器和紅外光信號接發器。
全文摘要
本發明涉及醫療檢測技術領域，具體涉及一種心輸出量連續監測的參數校準方法與系統。本發明包括通過發光器件測量脈搏波數據信號；同時，通過導管接入被測目標的血管，測量標準心輸出量；對脈搏波數據信號進行計算，得到局部血流量；并根據該映射關系建立生理模型；在建立生理模型后，撤出與被測目標的血管相接的導管，并通過發光器件連續的向被測目標的血管發射兩路不同波長的光信號，直到得到連續的脈搏波數據信號；根據生理模型對連續的脈搏波數據信號進行調整；本發明不需要長期將導管滯留于病人體內，因此降低了醫護人員的操作復雜度，并且減少了病人的痛苦和潛在傷害。
文檔編號A61B5/029GK102908134SQ20121047132
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月20日 優先權日2012年11月20日
發明者涂婭玲, 秦釗 申請人:深圳市理邦精密儀器股份有限公司