中央腔(例如，胸)的灌注和患者體內(nèi)該灌注的改變是評估患者的心血管狀態(tài)的非常有用的信息。已經(jīng)存在量化中央腔的灌注的許多嘗試。然而，用于量化中央腔的灌注的現(xiàn)有系統(tǒng)和方法是低效、笨重和/或有創(chuàng)的。例如，胸電阻抗方法需要將額外的傳感器連同條帶/電纜一起放置在患者身上。多普勒血流圖方法也可以用于量化中央腔的灌注，但是不提供連續(xù)的測量，因?yàn)樵O(shè)備笨重、昂貴并且需要醫(yī)師親手操作使用。還能夠使用中心靜脈壓(CVP)測量來計(jì)算灌注和心臟輸出信息，但是這涉及有創(chuàng)導(dǎo)管的使用。

附圖說明

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的系統(tǒng)的示意圖。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的方法的流程圖。

圖3示出了患者的示例性基于阻抗的呼吸速率波形的曲線圖。

圖4示出了圖3的呼吸速率波形的示例性傅立葉變換。

圖5示出了基于經(jīng)由圖4的傅立葉變換識(shí)別的心臟偽影的示例性灌注波形的曲線圖。

具體實(shí)施方式

示例性實(shí)施例包括一種用于監(jiān)測患者的灌注的方法。所述方法包括：接收經(jīng)由第一電極跨患者的胸部施加的電壓的指示；接收經(jīng)由第二電極對由所施加的電壓產(chǎn)生的跨所述患者的胸部的電流的測量結(jié)果；基于所施加的電壓和所測量的電流生成基于阻抗的呼吸速率波形；生成相對于所述患者的心跳的所述呼吸速率波形的傅立葉變換；隔離所述傅立葉變換中的心臟偽影；并且基于所隔離的心臟偽影生成指示所述患者的胸腔的灌注的灌注波形。

示例性實(shí)施例還包括一種用于監(jiān)測患者的灌注的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括：第一電極，其跨所述患者的胸部施加電壓；第二電極，其測量由所施加的電壓產(chǎn)生的跨所述患者的胸部的電流；以及處理器，其基于所施加的電壓和所測量的電流生成基于阻抗的呼吸速率波形，生成相對于所述患者的心跳的所述呼吸速率波形的傅立葉變換，隔離所述傅立葉變換中的心臟偽影，并且基于所隔離的心臟偽影生成指示所述患者的胸腔的灌注的灌注波形。

示例性實(shí)施例還包括一種非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其包括能由處理器執(zhí)行的指令集。所述指令集當(dāng)由所述處理器執(zhí)行時(shí)令所述處理器執(zhí)行如下操作，包括：接收經(jīng)由第一電極跨所述患者的胸部施加的電壓的指示；接收經(jīng)由第二電極對由所施加的電壓產(chǎn)生的跨所述患者的胸部的電流的測量結(jié)果；基于所施加的電壓和所測量的電流生成基于阻抗的呼吸速率波形；生成相對于所述患者的心跳的所述呼吸速率波形的傅立葉變換；隔離所述傅立葉變換中的心臟偽影；并且基于所隔離的心臟偽影生成指示所述患者的胸腔的灌注的灌注波形。

示例性實(shí)施例可以參考以下描述和附圖而進(jìn)一步理解，其中，相同的元件用相同的參考數(shù)字來指代。示例性實(shí)施例涉及用于評估患者的心血管狀態(tài)的系統(tǒng)和方法。具體地，示例性實(shí)施例描述了量化患者的中央腔的灌注以確定患者的心血管狀態(tài)。盡管例性實(shí)施例示出并描述了使用電極來確定患者的呼吸速率，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可以諸如例如使用用于確定呼吸速率的其他設(shè)備。

如在圖1中所示，根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的系統(tǒng)100測量患者的中央腔的灌注。系統(tǒng)100包括處理器102、用戶接口104、顯示器106和存儲(chǔ)器108。系統(tǒng)100還包括第一電極110和第二電極112，所述第一電極110和第二電極112中的每個(gè)電極均被(直接或間接地)連接到處理器102，使得由第一電極110施加的電壓和由第二電極112測量的電流能夠經(jīng)由處理器102進(jìn)行檢測并監(jiān)測。第一電極110和第二電極112可以被粘附到患者的胸部，并且經(jīng)由用戶接口104進(jìn)行控制，所述用戶接口104可以包括例如輸入設(shè)備，諸如鍵盤、鼠標(biāo)和/或顯示器106上的觸摸屏。第一電極110可以是跨胸部施加小的、高頻電壓的EKG電極，并且第二電極112可以是測量跨胸部得到的電流的第二EKG電極?；谧杩沟暮粑俾蕼y量基于如下事實(shí)：胸部阻抗隨著空氣吸入和呼出而改變。由于空氣是不良導(dǎo)體，在空氣進(jìn)入肺時(shí)，胸變得傳導(dǎo)性更小。在空氣被呼出時(shí)，這通過跨胸部的增加的阻抗來反映。一旦電壓被施加并且跨胸部的得到的電流被測量，處理器102就通過將跨胸部的電壓除以得到的電流來計(jì)算阻抗。第一電極110和第二電極112可以分別連續(xù)地施加電壓和測量得到的電流，使得處理器102確定患者的連續(xù)的呼吸速率?；咀杩勾蠹s為數(shù)百歐姆，這是相對靜止的，并且呼吸阻抗大約為例如2歐姆。然而，另一可檢測的振蕩阻抗是由正在被心臟泵入胸和泵出胸的血液引起的阻抗。該阻抗變化大約為0.5歐姆。特別在呼氣之后肺為空時(shí)，該阻抗可觀察到。該信息可以被用于估計(jì)進(jìn)入中央腔的血液量。

具體地，處理器102獲得連續(xù)的呼吸波形并在新的時(shí)域上對其重新采樣，為此，心臟是時(shí)鐘，并且為此，任何兩次心跳之間的距離都是相等的。關(guān)于心跳的信息通過相關(guān)聯(lián)的EKG來收集。呼吸信號然后在該新的基于心跳的時(shí)域上被插值。在這一點(diǎn)上，處理器102獲得患者的呼吸速率波形的傅立葉變換，x-軸是1/心跳而非1/s。結(jié)果是突出通過阻抗—例如，由正在被泵入和泵出胸的血液引起的跨胸部的阻抗所測量的心臟偽影的變換。處理器102然后隔離心臟偽影并對心臟偽影的傅立葉變換求逆，以生成表示正在被泵入和泵出胸的血液量的波形。該新的信號經(jīng)由插值被重新采樣回到原始時(shí)間?？梢苑治龅盟降牟ㄐ蔚姆鹊淖兓?，以確定胸腔的灌注，給予醫(yī)師患者的血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)的想法。得到的灌注波形可以被顯示在顯示器106上。應(yīng)當(dāng)理解，得到的灌注波形連同任何相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，諸如連續(xù)的呼吸速率和傅立葉變換，可以被存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器108。

圖2示出了系統(tǒng)100生成表示患者的灌注的波形以供分析的示例性方法。如在上面關(guān)于系統(tǒng)100所論述的，第一電極110和第二電極112被粘附到患者的胸部。第一電極110和第二電極112能夠以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式沿著胸部被定位并被粘附到其上。在步驟210中，第一電極110跨患者的胸部施加連續(xù)的小的、高頻電壓。在步驟220中，第二電極210測量由施加的電壓產(chǎn)生的跨患者的胸部的電流。所施加的電壓和所測量的電流可以由處理器102來監(jiān)測，使得在步驟230中，處理器102生成如例如圖3中所示的由將所施加的電壓除以所得到的電流而產(chǎn)生的基于阻抗的呼吸速率波形。該呼吸速率波形可以被存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器108和/或被顯示在顯示器106上。在步驟240中，處理器102獲得呼吸速率波形并在心臟充當(dāng)時(shí)鐘的新的時(shí)域中對其重新采樣。兩次心跳之間的距離可以是相等的。呼吸信號然后在該新的基于心跳的時(shí)域上被插值。在步驟250中，處理器102然后獲得經(jīng)重新采樣的呼吸速率波形的傅立葉變換，例如在圖4中，x-軸是1/心跳而非1/s。具體地，傅立葉變換可以隨著時(shí)間被擴(kuò)展和/或被壓縮，使得每次患者心跳與彼此相等地間隔開。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，DC分量還可以被移除以歸一化在傅立葉變換中示出的信號。心臟偽影可以以一次心跳的頻率作為狹窄尖峰在傅立葉變換中被示出。

在步驟260中，心臟偽影可以被隔離，移除例如源自患者的運(yùn)動(dòng)和呼吸的其他不必要的信號。在步驟270中，處理器102可以獲得這些隔離的心臟偽影的逆傅立葉變換，以生成如例如圖5中所示的表示正在被泵入和泵出胸腔的血液量的波形。在步驟280中，逆傅立葉變換經(jīng)由插值被重新采樣回到原始時(shí)間以生成灌注波形。該灌注波形可以被存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器108和/或被顯示在顯示器106上。在步驟290中，灌注波形可以被分析，以確定患者的心臟狀態(tài)。灌注波形的幅度的變化指示正在胸腔中循環(huán)的血液的量的變化，并且是患者的身體如何處理其血液供應(yīng)以及患者的身體被灌注有多好的良好指示器。例如，幅度隨著時(shí)間的減小可以指示患者沒有被很好地灌注并且可能有低血壓。因此，對灌注波形的分析可以包括確定灌注波形的幅度的變化。例如當(dāng)幅度的減小超過預(yù)定的閾值或在值的預(yù)定范圍之內(nèi)時(shí)，處理器102可以向用戶(例如，醫(yī)師)生成指示患者沒有被很好地灌注并且可能正在經(jīng)歷低血壓的警報(bào)。警報(bào)可以是聽覺的，和/或可以被顯示在顯示器106上。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，預(yù)定的閾值和值的預(yù)定范圍可以由系統(tǒng)的用戶經(jīng)由用戶接口104進(jìn)行改變或更新。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)理解，灌注波形可以連同如通過光學(xué)體積描記術(shù)測量的其他可用信息(諸如，例如，患者的身體的外周部位中的血液量)一起被分析，以更好地理解患者的身體的血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，灌注波形可以在給定的時(shí)間段內(nèi)生成，或者只要第一電極110和第二電極112分別正在施加電壓和測量電流，則灌注波形就可以是在給定的時(shí)間段內(nèi)生成的連續(xù)波形。每次心跳可以包括多個(gè)幅度，使得其可以有益于能夠以更小的時(shí)間增量觀察灌注波形。例如，用戶可以能夠經(jīng)由用戶接口104選擇窗口或幀，所述窗口或幀可以在灌注波形的多個(gè)部分上被移動(dòng)以更好地觀察在更小的時(shí)間窗口內(nèi)的幅度變化。

應(yīng)當(dāng)注意，權(quán)利要求書可以包括根據(jù)PCT規(guī)則6.2(b)的參考符號/數(shù)字。然而，本權(quán)利要求書不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為限制于對應(yīng)于參考符號/數(shù)字的示例性實(shí)施例。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，上述示例性實(shí)施例可以以任何數(shù)量的方式被實(shí)施，包括作為單獨(dú)的軟件模塊、作為硬件與軟件的組合等。例如，灌注波形的生成可以通過包含多行代碼的程序來實(shí)施，當(dāng)被編譯時(shí)所述多行代碼可以在處理器上被執(zhí)行。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)顯而易見的是，在不脫離本公開的精神或范圍的情況下，可以對所公開的示例性實(shí)施例和方法以及備選選擇進(jìn)行各種修改。因此，旨在將本公開覆蓋所有這種修改和變型，只要其落入權(quán)利要求書及其等價(jià)方案的范圍之內(nèi)。