相關專利申請的交叉引用

本pct申請根據(jù)35u.s.c.§119(e)要求由susans.eagle，colleenbrophy，kylemitchellhocking，franzbaudenbacher和richardboyer在2014年11月13日提交的題為“用于出血檢測和引導復蘇的裝置和方法及其應用(deviceandmethodforhemorrhagedetectionandguidedresuscitationandapplicationsofsame)”的美國臨時專利申請序列號62/079,367的優(yōu)先權和權益，其全部內(nèi)容通過引用并入本文。

該pct申請也是由susans.eagle，colleenbrophy，kylemitchellhocking，franzbaudenbacher和richardboyer在2015年9月14日提交的題為“利用外圍靜脈波形分析(piva)的低血容量/高血容量檢測及其應用(hypovolemia/hypervolemiadetectionusingperipheralintravenouswaveformanalysis(piva)andapplicationsofsame)”的美國專利申請系列號14/853,504的部分繼續(xù)申請，其自身根據(jù)35u.s.c.§119(e)要求由susans.eagle，colleenbrophy，kylemitchellhocking，franzbaudenbacher和richardboyer在2014年9月12日提交的題為“對外圍靜脈壓力波形進行諧波分析的方法及其應用(methodforharmonicanalysisofperipheralvenouspressurewaveformsandapplicationsofsame)”的美國臨時專利申請序列號62/049,829的優(yōu)先權和權益，所有上述公開內(nèi)容全部以引用方式并入本文。

在本發(fā)明的描述中引用和討論了一些參考文獻，其可包括專利、專利申請和各種出版物。此些參考文獻的引用和/或討論僅僅是為了闡明本發(fā)明的描述，而不是承認任何此些參考文獻是本文所述的本發(fā)明的“現(xiàn)有技術”。在本說明書中引用和討論的所有參考文獻通過引用整體并入本文，并且在程度上如同每個參考文獻通過引用單獨并入。下文中，在符號方面，“[n]”表示參考文獻列表中引用的第n個參考文獻。例如，[1]表示參考文獻列表中引用的第一個參考文獻，即hubetamannb，leferingr，taegerg等人的“院前流體復蘇對來自dgu創(chuàng)傷登記的患者的出血性休克多發(fā)性損傷患者的影響(influenceofprehospitalfluidresuscitationonpatientswithmultipleinjuriesinhemorrhagicshockinpatientsfromthedgutraumaregistry)”，緊急情況、創(chuàng)傷和休克雜志，2011；4：465-71。

本發(fā)明整體涉及活體受檢者的容量過負荷/過載(overload)、脫水、出血和復蘇的實時評估的檢測，以及更具體地，本發(fā)明涉及使用非侵入性血管分析(niva)來評估血液動力學參數(shù)(諸如活體受檢者的血容量狀況)的系統(tǒng)和方法及其應用。

背景技術：

從施用過量的流體和/或病理狀況進行流體過負荷檢測是困難的。流體過負荷導致發(fā)病率和死亡率增加。雖然流體施用對于維持組織灌注和預防出血患者的血液動力學塌陷(collapse)是至關重要的，但過量的流體施用產(chǎn)生減少的器官灌注、酸中毒、凝血病以及增加的死亡率[6，18，19]。追溯到二戰(zhàn)的研究已經(jīng)強調(diào)了在確定性的手術控制之前限制流體治療的重要性[20]。盡管如此，由于不足的血液動力學監(jiān)測和決策支持機制，流體復蘇在很大程度上仍然是無引導的[9]。標準生命體征監(jiān)測在復蘇期間無法檢測到正常血容量(euvolemia)或高血容量，從而產(chǎn)生無引導的、過量的流體施用。此外，侵入性監(jiān)測往往是不可行的。這為實時引導的流體復蘇的即時監(jiān)測器留下了極大的需求。類似地，患有充血性心力衰竭和腎功能衰竭的患者往往具有流體過負荷，導致重復住院治療[21]。該癥狀往往直到患者出現(xiàn)癥狀性肺水腫和呼吸短促之后才會檢測到。因此，存在對在門診環(huán)境中的在癥狀發(fā)展和需要住院治療之前，用于檢測心臟和腎功能衰竭患者的流體過負荷的非侵入性容量狀態(tài)監(jiān)測的尚未滿足的需求。

此外，出血性休克仍然是傷員護理環(huán)境中主要的可預防的死亡原因[2，3]。存活取決于早期識別出血、適當?shù)姆衷\和有目的的輸血治療[4，5]。及時損傷控制手術(dcs)和限制性流體復蘇(rfr)已被證明能顯著改善死亡率[6]。然而，認識到亞臨床出血和適當?shù)牧黧w復蘇仍然難以捉摸，從而導致急性失血患者的延誤分診和管理不善[7]。

亞臨床和持續(xù)失血很難檢測到。通常，直到發(fā)生出血性休克和血液動力學塌陷才能認識到持續(xù)的潛隱性出血，特別是在具有良好補償機制的年輕健康患者中[8，9]。無法識別的出血導致延遲分診和dcs，導致可預防的端器官損傷[10-12]。標準生命體征監(jiān)測，包括心率和血壓，無法在端器官損傷之前檢測到出血[7，13]。基于動脈的方法，如脈壓變化(ppv)、每搏量變異度(svv)和體積描記波呼吸變化只能預測流體反應性，但不直接測量容量狀態(tài)[14，15]。此外，ppv和svv依賴于經(jīng)由用于檢測低血容量的機械通氣的心肺相互作用的變化[14，16]。這種關鍵的限制使得基于動脈的監(jiān)測器對于自發(fā)呼吸患者中的低血容量檢測無效[17]。對于護理監(jiān)測點，存在急性的尚未滿足的需求，其中，該護理監(jiān)測點可以測量患者容量狀態(tài)，檢測早期亞臨床出血并警告即將發(fā)生的血流動力學塌陷。在傷員護理、緊急反應或農(nóng)村環(huán)境中，最佳的病人護理和容量狀態(tài)的測量特別具有挑戰(zhàn)性。傷員護理或農(nóng)村環(huán)境提出了若干獨特的挑戰(zhàn)，即，嚴峻的環(huán)境、醫(yī)療保健提供者的有限訪問、監(jiān)測裝置無效以及缺乏遠程監(jiān)測。迫切需要堅固的(rugged)實時移動監(jiān)測和決策支持機制來改善在這些環(huán)境中的生存。因此，存在對具有成本效益的護理裝置點的關鍵的尚未滿足的需求，以評估患者的流體狀態(tài)以用于出血檢測、有目的的復蘇、脫水、流體過負荷以及適當分診以改善死亡率和住院需要。

因此，迄今為止，本領域存在尚未解決的用以解決上述缺陷和不足之處的需求。

技術實現(xiàn)要素：

在一方面，本發(fā)明涉及用于檢測或監(jiān)測活體受檢者的血管內(nèi)容量狀態(tài)、容量過負荷、脫水、出血、心/腎/肝功能、肺栓塞、血管內(nèi)皮功能、血管順應性以及復蘇的實時評估的非侵入性血管分析(niva)系統(tǒng)。在某些實施例中，系統(tǒng)包括：至少一個傳感器，其被配置成在從t0到t2的時間段內(nèi)從活體受檢者的至少一個外圍靜脈、動脈或灌注組織實時地連續(xù)地獲取血管信號，其中，該時間段被分為從t0到t1的第一時間段和從t1到t2的第二時間段；以及通信耦合至至少一個傳感器的處理裝置，其被配置成接收從至少一個傳感器發(fā)送的血管信號并對該血管信號進行頻譜分析。在某些實施例中，頻譜分析包括以下步驟：處理在第一時間段獲取的血管信號以獲得基線外圍血管信號頻譜；在基線外圍血管信號頻譜上獲得多個基線峰值{bn-1}，其中，n為正整數(shù)，以及多個基線峰值{bn-1}分別對應于多個頻率{f0，f1，...，fn}，使得bn-1為滿足bn-1＝bn-1(fn-1)的fn-1的函數(shù)，其中，fn大于fn-1；處理在第二時間段獲取的血管信號以獲得外圍血管信號頻譜；在外圍血管壓力頻譜上獲得多個峰值{pn-1}，其中，多個峰值{pn-1}對應于多個頻率{f0，f1，...，fn}，使得pn-1為滿足pn-1＝pn-1(fn-1)的fn-1的函數(shù)；以及通過將峰值{pn-1}的幅值分別與基線峰值{bn-1}的幅值進行比較來確定在第二時間段的活體受檢者的至少一個血液動力學參數(shù)。

在某些實施例中，血管信號通過頻譜快速傅立葉變換(fft)分析來處理，以分別獲得基線外圍血管信號頻譜和外圍血管信號頻譜。

在某些實施例中，至少一個傳感器中的每者為壓電傳感器、電阻壓力/力傳感器、光學波長選擇性反射率或吸光率測量系統(tǒng)、血壓計、超聲波、生物阻抗、體描儀或壓力換能器或它們的任何組合。

在某些實施例中，至少一個傳感器和處理裝置形成非侵入性裝置，其中，該非侵入性裝置為與覆蓋至少一個外圍靜脈、動脈或灌注組織的活體受檢者的皮膚表面接觸的可穿戴帶、粘合劑或附接件。

在某些實施例中，處理裝置包括：處理器，其被配置成接收從至少一個傳感器發(fā)送的血管信號，其中，該至少一個傳感器和處理器形成該非侵入性裝置；以及監(jiān)測裝置，其被配置成經(jīng)由無線協(xié)議與該處理器通信以接收血管信號，并且執(zhí)行頻譜分析以用于對活體受檢者的狀況進行實時監(jiān)測。在一個實施例中，監(jiān)測裝置另外被配置成在非侵入性裝置上顯示頻譜分析的結果。在某些實施例中，監(jiān)測裝置被配置成經(jīng)由無線協(xié)議與處理器通信，并且為智能電話、平板計算裝置、膝上型計算裝置、臺式計算裝置或其任何組合。

在某些實施例中，活體受檢者的至少一個血液動力學參數(shù)包括活體受檢者的容量狀態(tài)、心率、心率變異性、血氧測定、血壓、脈壓變異性、溫度和呼吸速率的信息。

在某些實施例中，當從基線峰值{bn-1}到峰值{pn-1}檢測出的幅值變化大于閾值時，在第二時間段的活體受檢者的容量狀態(tài)指示低血容量或高血容量。

在某些實施例中，多個峰值{pn-1}包括對應于第一頻率f0的第一峰值p0、對應于第二頻率f1的第二峰值p1、對應于第三頻率f2的第三峰值p2和對應于第四頻率f3的第四峰值p3。在某些實施例中，對應于第一頻率f0的第一峰值p0與活體受檢者的呼吸速率相關聯(lián)；對應于第二頻率f1的第二峰值p1與活體受檢者的心率相關聯(lián)；以及對應于第三頻率f2的第三峰值p2和對應于第四頻率f3的第四峰值p3與活體受檢者的諧波相關聯(lián)。

本發(fā)明的另一方面涉及用于檢測或監(jiān)測活體受檢者的血管內(nèi)容量狀態(tài)、容量過負荷、脫水、出血、心/腎/肝功能、肺栓塞、血管內(nèi)皮功能、血管順應性以及復蘇的實時評估的niva系統(tǒng)。在某些實施例中，該系統(tǒng)包括：非侵入性裝置，包括：至少一個傳感器，其被配置成從活體受檢者實時地獲取血管信號；以及通信地耦合至該至少一個傳感器的控制器，其被配置成接收從至少一個傳感器發(fā)送的血管信號，并處理該血管信號以確定該活體受檢者的至少一個血液動力學參數(shù)。

在某些實施例中，至少一個傳感器中的每者為壓電傳感器、電阻壓力/力傳感器、光學波長選擇性反射率或吸光率測量系統(tǒng)、血壓計、超聲波、生物阻抗、體描儀或壓力換能器或它們的任何組合。

在某些實施例中，非侵入性裝置為可穿戴帶、粘合劑或附接件，其與覆蓋至少一個外圍靜脈、動脈或灌注組織的活體受檢者的皮膚表面接觸，其中，至少一個傳感器被配置成從至少一個外圍靜脈、動脈或灌注組織獲取血管信號。

在某些實施例中，控制器為微控制器或處理器。

在某些實施例中，系統(tǒng)另外包括監(jiān)測裝置，其被配置成與控制器通信以接收血管信號和至少一個血液動力學參數(shù)，用于實時監(jiān)測活體受檢者的狀況。在某些實施例中，監(jiān)測裝置為智能電話、平板計算裝置、膝上型計算裝置、臺式計算裝置或其任何組合。在一個實施例中，監(jiān)測裝置經(jīng)由無線協(xié)議與控制器通信。

在某些實施例中，監(jiān)測裝置或控制器執(zhí)行頻譜分析，并在來自至少一個傳感器的血管信號上利用算法來計算至少一個血液動力學參數(shù)的信息，并以圖形方式顯示該信息。

在某些實施例中，至少一個血液動力學參數(shù)包括活體受檢者的容量狀態(tài)、心率、心率變異性、血氧測定、血壓、脈壓變異性、溫度和呼吸速率。

在某些實施例中，至少一個傳感器被配置成在從t0至t2的時間段內(nèi)連續(xù)獲取來自活體受檢者的至少一個外圍靜脈、動脈或灌注組織的血管信號，其中，該時間段被劃分成從t0到t1的第一時間段以及從t1到t2的第二時間段。

在某些實施例中，頻譜分析包括以下步驟：處理在第一時間段獲取的血管信號以獲得基線外圍血管信號頻譜；在基線外圍血管信號頻譜上獲得多個基線峰值{bn-1}，其中，n為正整數(shù)，以及多個基線峰值{bn-1}分別對應于多個頻率{f0，f1，...，fn}，使得bn-1為滿足bn-1＝bn-1(fn-1)的fn-1的函數(shù)，其中，fn大于fn-1；處理在第二時間段獲取的血管信號以獲得外圍血管信號頻譜；在外圍血壓頻譜上獲得多個峰值{pn-1}，其中，多個峰值{pn-1}對應于多個頻率{f0，f1，...，fn}，使得pn-1為滿足pn-1＝pn-1(fn-1)的fn-1的函數(shù)；以及通過將峰值{pn-1}的幅值分別與基線峰值{bn-1}的那些幅值進行比較來確定在第二時間段的活體受檢者的容量狀態(tài)，其中，當從基線峰值{bn-1}到峰值{pn-1}檢測到的幅值變化大于閾值時，在第二時間段的活體受檢者的容量狀態(tài)指示低血容量或高血容量。

在某些實施例中，血管信號通過頻譜快速傅立葉變換(fft)分析來處理，以分別獲得基線外圍血管信號頻譜和外圍血管信號頻譜。

在某些實施例中，多個峰值{pn-1}包括對應于第一頻率f0的第一峰值p0和對應于第二頻率f1的第二峰值p1。在一個實施例中，對應于第一頻率f0的第一峰值p0與活體受檢者的呼吸速率相關聯(lián)；以及與對應于第二頻率f1的第二峰值p1與活體受檢者的心率相關聯(lián)。

在某些實施例中，多個峰值{pn-1}另外包括對應于第三頻率f2的第三峰值p2和對應于第四頻率f3的第四峰值p3；并且對應于第三頻率f2的第三峰值p2和對應于第四頻率f3的第四峰值p3與活體受檢者的諧波相關聯(lián)。

在本發(fā)明的另一方面，用于執(zhí)行niva的非侵入性裝置包括：至少一個傳感器，其被配置成從活體受檢者實時地獲取血管信號；以及通信地耦合至該至少一個傳感器的控制器，其被配置成接收從至少一個傳感器發(fā)送的血管信號，并處理該血管信號以確定該活體受檢者的至少一個血液動力學參數(shù)。

本發(fā)明的另一方面涉及用于檢測或監(jiān)測活體受檢者的血管內(nèi)容量狀態(tài)、容量過負荷、脫水、出血、心/腎/肝功能、肺栓塞、血管內(nèi)皮功能、血管順應性和復蘇的實時評估的非侵入性方法，包括：使用非侵入性裝置從活體受檢者的至少一個外圍靜脈、動脈或灌注組織實時獲取血管信號；以及處理所獲取的血管信號以獲得外圍血管壓力頻譜，以確定活體受檢者的至少一個血液動力學參數(shù)。

在某些實施例中，非侵入性裝置為與覆蓋至少一個外圍靜脈、動脈或灌注組織的活體受檢者的皮膚表面接觸的可穿戴帶、粘合劑或附接件。

在某些實施例中，非侵入性裝置包括：至少一個傳感器，其被配置成實時地獲取血管信號；以及通信地耦合至至少一個傳感器的控制器，其被配置成接收從至少一個傳感器發(fā)送的血管信號，并對該血管信號執(zhí)行頻譜分析以確定該活體受檢者的至少一個血液動力學參數(shù)。

在某些實施例中，至少一個血液動力學參數(shù)包括活體受檢者的容量狀態(tài)、心率、心率變異性、血氧測定、血壓、脈壓變異性、溫度和呼吸速率。

在某些實施例中，至少一個傳感器被配置成在從t0至t2的時間段內(nèi)連續(xù)獲取來自活體受檢者的至少一個外圍靜脈、動脈或灌注組織的血管信號，其中，該時間段被劃分成從t0到t1的第一時間段以及從t1到t2的第二時間段。在某些實施例中，頻譜分析包括：處理在第一時間段獲取的血管信號以獲得基線外圍血管信號頻譜；在基線外圍血管信號頻譜上獲得多個基線峰值{bn-1}，其中，n為正整數(shù)，以及多個基線峰值{bn-1}分別對應于多個頻率{f0，f1，...，fn}，使得bn-1為滿足bn-1＝bn-1(fn-1)的fn-1的函數(shù)，其中，fn大于fn-1；處理在第二時間段獲取的血管信號以獲得外圍血管信號頻譜；在外圍血壓頻譜上獲得多個峰值{pn-1}，其中，多個峰值{pn-1}對應于多個頻率{f0，f1，...，fn}，使得pn-1為滿足pn-1＝pn-1(fn-1)的fn-1的函數(shù)；以及通過將峰值{pn-1}的幅值分別與基線峰值{bn-1}的那些幅值進行比較來確定在第二時間段的活體受檢者的容量狀態(tài)，其中，當從基線峰值{bn-1}到峰值{pn-1}檢測到的幅值變化大于閾值時，在第二時間段的活體受檢者的容量狀態(tài)指示低血容量或高血容量。

在某些實施例中，血管信號通過頻譜快速傅立葉變換(fft)分析來處理，以分別獲得基線外圍血管信號頻譜和外圍血管信號頻譜。

在某些實施例中，多個峰值{pn-1}包括對應于第一頻率f0的第一峰值p0，對應于第二頻率f1的第二峰值p1，對應于第三頻率f2的第三峰值p2和對應于第四頻率f3的第四峰值p3；對應于第一頻率f0的第一峰值p0與活體受檢者的呼吸速率相關聯(lián)；對應于第二頻率f1的第二峰值p1與活體受檢者的心率相關聯(lián)；對應于第三頻率f2的第三峰值p2和對應于第四頻率f3的第四峰值p3與活體受檢者的諧波相關聯(lián)。

本發(fā)明的另一方面可涉及通過執(zhí)行上述的方法來檢測或監(jiān)測活體受檢者的血管內(nèi)容量狀態(tài)、容量過負荷、脫水、出血、心/腎/肝功能、肺栓塞、血管內(nèi)皮功能、血管順應性以及復蘇的實時評估的niva系統(tǒng)。

在另一方面，本發(fā)明涉及移動裝置，其存儲包含指令的移動應用，該指令當由該移動裝置的一個或更多個處理器執(zhí)行時，使系統(tǒng)執(zhí)行如上所述的方法。

在另一方面，本發(fā)明涉及存儲指令的非暫時性計算機可讀介質(zhì)，該指令當由一個或更多個處理器執(zhí)行時，使系統(tǒng)執(zhí)行如上所述的方法。

本發(fā)明的另一方面涉及系統(tǒng)，其包括如上所述的niva系統(tǒng)和與該niva系統(tǒng)通信地連接的施用裝置，用于基于由該niva系統(tǒng)提供的活體受檢者的至少一個血液動力學參數(shù)控制活體受檢者的藥物或流體施用，或用于控制從活體中去除流體的速率或超濾。在某些實施例中，施用裝置包括用于控制藥物或流體施用的靜脈內(nèi)(iv)泵。在某些實施例中，施用裝置被配置成基于活體受檢者的至少一個血液動力學參數(shù)來控制對該活體受檢者的藥物或流體的施用，以維持該活體受檢者的特定生理狀況。例如，一個特定的生理狀況可為正常血容量，并且可對流體或藥物的施用進行控制以防止過復蘇。

盡管各種變化和修改可在不脫離本公開的新穎概念的精神和范圍的情況下受影響，但是本發(fā)明的這些和其他方面將在下面結合附圖對優(yōu)選實施例的描述中變得顯而易見。

附圖說明

附圖示出了本發(fā)明的一個或更多個實施例，并且與書面描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。在可能的情況下，相同附圖標記用于整個附圖以指代實施例的相同或類似元件。

圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的niva系統(tǒng)。

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的用于使用niva系統(tǒng)檢測或監(jiān)測活體受試者的血管內(nèi)容量狀態(tài)、容量過負荷、脫水、出血、心/腎/肝功能、肺栓塞、血管內(nèi)皮功能、血管順應性和/或復蘇的實時評估的方法的流程圖。

圖3a示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的包括微控制器和壓電傳感器的非侵入性裝置。

圖3b示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的采用腕帶(wristband)形式的非侵入性裝置。

圖3c示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的從腕帶到智能電話應用以確定容量狀態(tài)的藍牙通信。

圖4a示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的在(a)正常血容量和(b)低血容量的狀態(tài)下來自患者腕部的血管信號的壓電換能器記錄的圖。

圖4b示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的從圖4a所示的血管信號獲得的外圍血管信號頻譜。

圖5a示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的用于針對容量狀態(tài)檢測人體模型中的出血的niva信號的f1幅值的圖。

圖5b示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的用于針對容量狀態(tài)檢測人體模型中的出血的平均動脈壓(map)、心率(hr)和肺動脈舒張壓(dpap)的圖。

圖6示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的用于在劇烈運動后檢測脫水的非侵入性血管分析(p<0.001，n＝33)。

圖7示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的25人的niva信號在基線時的個體間變異性(interindividualvariability)的圖。

圖8示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的由于患者的口服后(postoral)變化而產(chǎn)生的niva信號如何改變的圖和相應的表格。

圖9示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的接收器工作特性的圖。

圖10示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的患者的(a)預利尿和(b)后利尿的niva信號以及(c)控制患者的niva信號的圖。

圖11示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的δ％hf與從患者去除的容量的關系。

圖12示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的展示非侵入性傳感器預測平均肺動脈壓升高的能力的受試者工作特征曲線(roc)。

具體實施方式

現(xiàn)在將在下文中參考附圖更全面地描述本發(fā)明，其中，在附圖中示出了本發(fā)明的示例性實施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式實施，并且不應解釋為局限于本文所闡述的實施例。而是提供這些實施例，使得本公開將是徹底和完整的，并且將向本領域技術人員充分地傳達本發(fā)明的范圍。相同的附圖標記始終表示相同的元件。

在本發(fā)明的上下文中并且在使用每個術語的特定背景下，本說明書中所使用的術語通常具有本領域的普通含義。用于描述本發(fā)明的某些術語在下文或說明書的其他部分進行討論，以向?qū)嵺`者提供關于本發(fā)明的描述的附加指導。為了方便起見，可突出顯示某些術語，例如使用斜體和/或引號。使用突出顯示對術語的范圍和含義沒有影響；術語的范圍和含義在相同的上下文中是相同的，不管它是否被突出顯示。應理解，同樣的事情可以用多種方式說出來。因此，替代語言和同義詞可用于本文中討論的任何一個或更多個術語，對于術語是否在本文中進行闡述或討論也沒有任何特別的意義。提供某些術語的同義詞。詳述一個或更多個同義詞不排除使用其他同義詞。在本說明書中的任何地方使用示例，包括本文所討論的任何術語的示例僅僅為說明性的，而不應以任何方式限制本發(fā)明的或任何示例術語的范圍和含義。同樣，本發(fā)明不限于本說明書中給出的各種實施例。

應理解，當元件被稱為在另一元件“上”時，其可以直接在另一元件上或者它們可存在中間元件。相反，當元件被稱為“直接”在另一元件上時，那么沒有中間元件存在。正如本文所使用的，術語“和/或”包括一個或更多個關聯(lián)列出項目中的任意一個和全部組合。

應理解，盡管術語第一、第二、第三等可在本文用于描述不同的元件、組件、區(qū)域、層和/或段，但是這些元件、組件、區(qū)域、層和/或段應并不局限于這些術語。這些術語僅用于將一個元件、組件、區(qū)域、層或段與另一個元件、組件、區(qū)域、層或段區(qū)分開。因此，在沒有偏離本發(fā)明的教義的情況下，下面討論的第一元件、組件、區(qū)域、層或段可以被稱為第二元件、組件、區(qū)域、層或段。

本文所使用術語僅用于描述特定實施例的目的，并不旨在限制本發(fā)明。如本文所用，單數(shù)形式“一個/該(a、an、the)”旨在也包含復數(shù)形式，除非上下文明確指出不同。還應理解，當用于本說明書時，術語“包括(comprises、comprising、includes、including)”或“具有(has、having)”指定陳述特征、區(qū)域、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但不排除一個或更多個其他特征、區(qū)域、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或其組合的存在或添加。

此外，本文可使用諸如“下”或“底”和“上”或“頂”的相對術語來描述如圖所示的一個元件與另一元件的關系。應理解，除了在圖中示出的取向以外，相對的術語旨在包含裝置的不同取向。例如，如果裝置在一個圖中翻轉，則被描述為位于其他元件的“下”側上的元件將被取向在其他元件的“上”側上。因此，取決于附圖的特定取向，示例性術語“下”可以包括“下”和“上”的取向。類似地，如果裝置在一個圖中被翻轉，則被描述為在其他元件“下方”或“下面”的元件將被取向為在“其他元件”上方。因此，“下方”或“下面”的示例性術語可以包括上和下的取向。

除非另有定義，否則本文使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本公開所屬領域的普通技術人員通常理解的相同的含義。應進一步理解，諸如在通常使用的字典中定義的術語應解釋為具有與其相關領域和本公開的上下文中的含義一致的含義，并且不應以理想化的或過度正式的含義解釋，除非在本文中明確如此定義。

如本文所使用，“大約”、“約”、“基本上”或“近似”通常應表示在給定值或范圍內(nèi)的20％以內(nèi)、優(yōu)選在10％以內(nèi)以及更優(yōu)選在5％以內(nèi)。本文給出的數(shù)量為近似值，這意味著如果沒有明確說明，則可以推斷出術語“大約”、“約”、“基本上”或“近似”。

本文所使用，術語“包括(comprises、comprising、includes、including)”、“攜帶(carry、carrying)”、“具有(has/have、having)”或“含有(contain、containing)”、“包含(involve、involving)”等應理解為開放式的，即意味著包括但不限于此。

如本文所用，術語“非侵入性血管分析”或其縮寫“niva”是指通過非侵入性裝置從活體受檢者的外圍靜脈、動脈或灌注組織測量的外圍血管波形的分析。

如本文所用，術語“血液動力學”通常是指血液運動，以及“血液動力學復蘇”通常是指增加經(jīng)歷補償性休克癥狀的患者中的血液運動(或血壓)(例如，基于“血液動力學評分”或“復蘇評分”)。

如本文所用，術語“低血容量”是指血液容量減少，更具體地是指血漿容量減少的醫(yī)學狀況。在某些實施例中，低血容量源于由于出血、脫水或血管內(nèi)水分流失造成的血容量的損失。

如本文所用，術語“高血容量”是指血液中流體過負荷(即，具有太多流體)的醫(yī)學狀況。在某些實施例中，高血容量源于鈉處理的受損(compromised)調(diào)節(jié)機制，諸如充血性心力衰竭(chf)或腎功能衰竭或由于醫(yī)源性流體施用。

本發(fā)明概述

現(xiàn)在結合附圖對本發(fā)明的實施例進行描述。盡管本文公開的本發(fā)明的各種示例性實施例可在用于分析血管元素裝置的一種特定類型的傳感器的上下文中進行描述，其可被實施為niva系統(tǒng)、護理點(poc)裝置、使用該裝置的方法及其應用，但是應理解，在沒有脫離本文公開的本發(fā)明的范圍的情況下，本文公開的本發(fā)明的各方面不限于與系統(tǒng)、裝置和方法結合使用，并且可以結合其他類型的應用來實施。

不存在用于監(jiān)測和管理受傷運動員或戰(zhàn)斗傷員環(huán)境(但不限于創(chuàng)傷、平民環(huán)境中的icu或chf患者、腹瀉疾病或脫水)中的個人的容量狀況的非侵入性實時策略。非侵入性生命體征監(jiān)測諸如血壓和心率缺乏靈敏性以用于檢測早期亞臨床出血或補償性大出血?；趧用}波形分析的脈壓變化、每搏量變異度需要直接動脈通路，并且取決于輸送正壓通氣，使其對自發(fā)呼吸者無效。此外，目前的黃金標準測量需要超聲心動圖或肺動脈導管，并且這兩種測量具有很大的精度差異；標準生命體征監(jiān)測缺乏檢測容量狀態(tài)的能力，從而導致在復蘇期間流體無意中過度施用。這兩種裝置均構成侵入性監(jiān)測。因此，本發(fā)明的目標之一是提供用于早期出血檢測和引導流體復蘇的非侵入性裝置和決策支持算法。

在一方面，本發(fā)明涉及具有成本效益的護理點(poc)裝置，以及更具體地，涉及用于容量狀態(tài)測量、容量過負荷的早期和準確檢測、脫水和復蘇的實時評估的“用于分析血管元素的傳感器”(save)。傳感器可以非侵入性地放置在覆蓋患者血管的皮膚上。

在某些方面，本發(fā)明涉及基于智能無線腕帶的裝置和移動應用，其用于警告醫(yī)務人員、定量血管內(nèi)容量狀態(tài)、引導流體復蘇并為各種臨床環(huán)境中的患者管理提供引導的決策支持。所述裝置為創(chuàng)新的poc策略，其用于檢測包括補償性低血容量性休克的低血容量以及由于包括但不限于心臟和腎臟異常的各種情況引起的高血容量，并引導復蘇以改善結果。

在某些實施例中，系統(tǒng)可包括至少一個傳感器，諸如用于檢測來自至少一個外圍靜脈、動脈或血管的組合的信號的壓力/力敏傳感器。該系統(tǒng)也可包括被配置成接收來自壓力/力敏傳感器的信號的控制器裝置?？刂破骺捎糜趫?zhí)行時域數(shù)據(jù)的頻譜分析技術以處理信號以確定與心臟輸出量相關的參數(shù)，并與其他參數(shù)組合以允許檢測補償性休克。在一個實施例中，頻譜分析技術可為傅里葉變換。一旦產(chǎn)生傅立葉頻譜，則在基頻和更高階頻率測量對應于心率的諧波頻率的波的幅值或功率或任何其他參數(shù)的幅值或功率。將幅值和/或功率輸入到對每個諧振頻率進行加權的算法中，并且輸出容量狀態(tài)或與循環(huán)相關的任何其他參數(shù)的測量。在某些實施例中，還可能需要額外的輸入，包括但不限于：年齡、體重、性別和身高，這些變量可被輸入到算法中以確定對患者的生理狀況的更準確的描述。非侵入性外圍血管波形分析可包括但不限于對壓力/力換能器信號或相關信號進行傅里葉變換?；诜治?，可確定容量狀態(tài)和/或其他血液動力學參數(shù)，例如潛在的額外的主要器官(vital)，以生成復蘇評分。

在某些實施例中，已經(jīng)開發(fā)了用于使用靜脈和外圍血管波形和/或壓力分析來確定容量狀態(tài)的系統(tǒng)和方法。此方法意味著從用于確定血管內(nèi)容量狀態(tài)的常規(guī)的基于動脈的方法的主要范式轉變(paradigmshift)。非侵入性靜脈和外圍血管波形分析克服了與標準的基于動脈的監(jiān)測相關的許多關鍵障礙。本發(fā)明人首先發(fā)現(xiàn)通過標準靜脈內(nèi)(iv)導管中的壓力換能器獲得的外圍靜脈內(nèi)波形分析可用于檢測人體和豬模型中的出血。然而，在該領域中，在導管中應用壓力換能器受到限制。因此，本發(fā)明人尋求開發(fā)用于專業(yè)和消費者市場的非侵入性裝置并且消除對熟練醫(yī)療人員和靜脈內(nèi)導管插入的即時需要。此外，非侵入性裝置可以在干預或手術(maneuver)之前應用于患者，建立基線正常血容量狀態(tài)，從而檢測與正常血容量的偏差并增加出血檢測或容量狀態(tài)變化的靈敏性。本發(fā)明人利用低成本、高增益、現(xiàn)成的壓電傳感器技術的進步來檢測非侵入性脈搏波形并開始開發(fā)非侵入性裝置。

本發(fā)明的某些方面涉及用于檢測或監(jiān)測活體受檢者的血管內(nèi)容量狀態(tài)、容量過負荷、脫水、出血、心/腎/肝功能、肺栓塞、血管內(nèi)皮功能、血管順應性以及復蘇的進行實時評估的niva系統(tǒng)及其非侵入性裝置。圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的niva系統(tǒng)。如圖1所示，niva系統(tǒng)100包括非侵入性裝置110和處理裝置120。處理裝置120通信地連接到非侵入性裝置110。在某些實施例中，在非侵入性裝置110與處理裝置120之間的連接可通過網(wǎng)絡，該連接可通過有線連接或無線連接來實現(xiàn)。網(wǎng)絡的示例可包括但不限于局域網(wǎng)(lan)、廣域網(wǎng)(wan)、因特網(wǎng)或任何其他類型的網(wǎng)絡。

在某些實施例中，非侵入性裝置110可包括至少一個傳感器，其被配置成從活體受檢者實時地獲取血管信號。在某些實施例中，活體受檢者可為人體或可為其他動物。在一個實施例中，活體受檢者可為人體患者或動物患者。處理裝置120被配置成接收從至少一個傳感器發(fā)送的血管信號，并且對該血管信號執(zhí)行頻譜分析，以便確定活體受檢者的至少一個血液動力學參數(shù)。在某些實施例中，由至少一個傳感器獲取的血管信號可被傳送至與至少一個傳感器通信耦合的控制器。控制器被配置成接收從至少一個傳感器發(fā)送的血管信號，并處理該血管信號以確定活體受檢者的至少一個血液動力學參數(shù)。在某些實施例中，控制器可為微控制器或處理器。替代地，在某些實施例中，控制器可為與至少一個傳感器一體形成的非侵入性裝置110的一部分。另選地，在某些實施例中，控制器可為處理裝置120的一部分，該處理裝置通信地耦合到至少一個傳感器但是與該至少一個傳感器分開形成。

在某些實施例中，系統(tǒng)100可另外包括作為處理裝置120的一部分的監(jiān)測裝置。監(jiān)測裝置被配置成與控制器通信以接收血管信號和至少一個血液動力學參數(shù)，以用于實時監(jiān)測活體受檢者的狀況。

在某些實施例中，系統(tǒng)100的實現(xiàn)方案可改變。例如，非侵入性裝置110可采用可穿戴帶、粘合劑或附接件的形式，其與覆蓋至少一個外圍靜脈、動脈或灌注組織的活體受檢者的皮膚表面接觸，使得傳感器可從至少一個外圍靜脈、動脈或灌注組織獲取血管信號。在某些實施例中，控制器和/或監(jiān)測裝置可在非侵入性裝置110內(nèi)整體地形成，使得整個系統(tǒng)100可采用獨立裝置的形式(例如，手表、具有顯示器的腕帶等)，并且監(jiān)測裝置可在獨立裝置上顯示頻譜分析的結果，而無需使用任何額外的單獨裝置。另選地，處理裝置120的監(jiān)測裝置可為與非侵入性裝置110分開形成的智能電話、平板計算裝置、膝上型計算裝置、臺式計算裝置或其任何組合，使得可在監(jiān)測裝置上顯示頻譜分析的結果。在一個實施例中，監(jiān)測裝置經(jīng)由無線協(xié)議與非侵入性裝置110的控制器通信。

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的用于使用niva系統(tǒng)檢測或監(jiān)測活體受試者的血管內(nèi)容量狀態(tài)、容量過負荷、脫水、出血、心/腎/肝功能、肺栓塞、血管內(nèi)皮功能、血管順應性和/或復蘇的實時評估的方法的流程圖。在某些實施例中，如圖1所示的niva系統(tǒng)可用于執(zhí)行如圖2所示的方法。

如圖2所示，在步驟s210，非侵入性裝置110用于從活體受檢者獲取血管信號。具體地，非侵入性裝置110可被布置成與覆蓋至少一個外圍靜脈、動脈或灌注組織的活體受檢者的皮膚表面接觸，使得非侵入性裝置110的傳感器可獲取血管信號。

在步驟s220，處理裝置120在接收到來自非侵入性裝置110的血管信號時，對該血管信號執(zhí)行頻譜處理和分析，諸如頻譜快速傅里葉變換(fft)分析，以獲得外圍血管信號頻譜。在步驟s230，處理裝置120對外圍血管信號頻譜的峰值的幅值進行統(tǒng)計分析，以實時確定活體受檢者的至少一個血液動力學參數(shù)。在某些實施例中，活體受檢者的至少一個血液動力學參數(shù)可包括活體受檢者的容量狀態(tài)、心率、心率變異性、血氧測定、血壓、脈壓變異性、溫度和呼吸速率的信息。例如，當分析外圍血管信號頻譜的峰值的幅度以確定活體受檢者的容量狀態(tài)時，可基于該活體受檢者的容量狀態(tài)來檢測容量過負荷、脫水、出血和/或復蘇的實時評估。例如，在步驟s240，處理裝置120確定是否檢測到峰值的顯著幅值變化。如果是，則在步驟s250，處理裝置120根據(jù)該幅值變化確定活體受檢者具有容量過負荷、脫水或出血，諸如低血容量或高血容量。如果不是，則在步驟s260，處理裝置120確定對活體受檢者沒有檢測到任何東西。

具體地，步驟s210和s220可連續(xù)執(zhí)行，使得niva系統(tǒng)100可在兩個不同的時間段獲得兩組外圍血管信號頻譜。例如，在從t0到t2的時間段中，時間段可被分成從t0到t1的第一時間段、從t1到t2的第二時間段，以及第一時間段和第二時間段中的每個可用于獲得一組單獨的外圍血管信號頻譜。在某些實施例中，時間段可被分成不止兩個時間段，并且可獲得多組外圍血管信號頻譜。在某些實施例中，可將在較早時間段(例如，第一時間段)獲得的外圍血管信號頻譜用作基線外圍血管信號頻譜。因此，可通過從在基線外圍血管信號頻譜上的低頻側獲得多個基線峰值{bn-1}來執(zhí)行步驟s230的統(tǒng)計分析，其中，n為正整數(shù)，并且多個基線峰值{bn-1}分別對應于多個頻率{f0，f1，...，fn}，使得bn-1為滿足bn-1＝bn-1(fn-1)的fn-1的函數(shù)，其中，fn大于fn-1。換句話說，基線峰值可包括對應于第一頻率f0的第一基線峰值b0、對應于第二頻率f1的第二基線峰值b1、對應于第三頻率f2的第三基線峰值b2、對應于第四頻率f3的第四基線峰值b3，...，其中，頻率fn中的每個大于先前頻率fn-1。然后，可在當前獲得的外圍血管信號頻譜上獲得多個峰值{pn-1}，其中，多個峰值{pn-1}對應于多個頻率{f0，f1，...，fn}，使得pn-1為滿足pn-1＝pn-1(fn-1)的fn-1的函數(shù)。例如，峰值可包括對應于第一頻率f0的第一峰值p0，對應于第二頻率f1的第二峰值p1，對應于第三頻率f2的第三峰值p2，對應于第四頻率f3的第四峰值p3，...。在某些實施例中，在外圍血管信號頻譜上的峰值數(shù)量等于在基線外圍血管信號頻譜上的基線峰值數(shù)量。以此方式，可以分別通過將峰值的幅值與對應的基線峰值的幅值進行比較來實時確定活體受檢者的容量狀態(tài)或任何其他血液動力學參數(shù)。

在某些實施例中，當從基線峰值{bn-1}到峰值{pn-1}檢測到幅值變化大于閾值時，在第二時間段的活體受檢者的容量狀態(tài)指示低血容量或高血容量。

在某些實施例中，多個峰值{pn-1}包括對應于第一頻率f0的第一峰值p0、對應于第二頻率f1的第二峰值p1、對應于第三頻率f2的第三峰值p2和對應于第四頻率f3的第四峰值p3。具體地，與第一頻率f0對應的第一峰值p0與活體受檢者的呼吸速率相關聯(lián)；對應于第二頻率f1的第二峰值p1與活體受檢者的心率相關聯(lián)；以及對應于第三頻率f2的第三峰值p2和對應于第四頻率f3的第四峰值p3與活體受檢者的諧波相關聯(lián)。

可使用各種類型的傳感器作為非侵入性裝置110的傳感器。在某些實施例中，非侵入性裝置的傳感器可包括壓電傳感器、電阻壓力/力傳感器、光學波長選擇反射率或吸光率測量系統(tǒng)、血壓計、超聲波、生物阻抗、體描儀或壓力換能器或其任何組合。

圖3a示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的包括微控制器和壓電傳感器的非侵入性裝置。具體地，如圖3a所示，非侵入性裝置300由微控制器和壓電傳感器一體形成為單個裝置，而無需單獨的監(jiān)測裝置。在非侵入性裝置300中使用的傳感器為壓電傳感器。

在某些實施例中，由壓電傳感器獲得的非侵入性壓電傳感器數(shù)據(jù)可通過powerlab采集軟件實時發(fā)送至膝上型計算機上的labchart軟件。這種桌面系統(tǒng)可立即用于臨床測試。除了壓電傳感器之外，所有患者都利用最先進的非侵入性和侵入性血液動力學監(jiān)測器進行比較。

圖3b示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的采用腕帶形式的非侵入性裝置。如圖3b所示，非侵入性裝置300'以具有微控制器、電池和壓電傳感器陣列的可穿戴裝置諸如腕帶的形式實現(xiàn)。圖3c示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的從腕帶到智能電話應用以確定容量狀態(tài)的藍牙通信。具體地，如圖3c所示，非侵入性裝置300'以可穿戴裝置的形式實現(xiàn)，諸如如圖3b所示的腕帶，并且提供智能電話320作為系統(tǒng)的監(jiān)測裝置。告警機制可設置在可穿戴裝置本身和/或智能電話應用上。移動應用顯示各種血液動力學變量，包括心率、容量狀態(tài)(當前和趨勢)、溫度和呼吸速率。具體地，評價現(xiàn)有的微型薄膜基壓電傳感器，以便確定具有最佳信號和靈敏度的傳感器，該傳感器可以并入本發(fā)明的可穿戴腕帶配置中。不同的傳感器配置可以使用標準的powerlab/labchart數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)利用腕帶來測試?？稍O想將與具有藍牙功能的微型微控制器板接口的微型壓電傳感器陣列集成到電池操作的可穿戴腕帶中。

在某些實施例中，可穿戴裝置可包括可視化處理裝置(即，控制器和/或監(jiān)測裝置)的輸出的顯示裝置或顯示機構。例如，顯示裝置或機構可為顏色指示器，其包括用于顯示輸出的不同顏色的多個字段。另選地，顯示裝置或機構可為數(shù)字、燃料計、移動桿或適于顯示輸出(例如，活體受檢者的生理數(shù)據(jù))的任何其他裝置或機構。在某些實施例中，監(jiān)測裝置可以以與從血管床獲得的生理變量相結合的類似方式顯示輸出。

在某些實施例中，可穿戴裝置可以通過藍牙將數(shù)據(jù)流傳輸?shù)诫娫捇蛴嬎銠C，其中，非侵入性外圍血管波形分析包括但不限于傅里葉變換分析和算法實現(xiàn)以計算智能電話/計算機上的容量狀態(tài)。在智能電話上的實時信號處理的實施方案是直接的，并致使便攜式、無線、基于腕帶的裝置可以實時確定血管內(nèi)容量狀態(tài)。最終可以在微控制器上計算容量狀態(tài)或任何其他生理變量，這可以在腕帶上顯示狀態(tài)或經(jīng)由藍牙將任何狀況變化傳送至配對的智能電話以節(jié)省電池電量。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，壓電傳感器提供了優(yōu)異的實時外圍血管脈搏波形信號。圖4a示出了根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的(a)正常血容量和(b)低血容量狀態(tài)下來自患者手腕的血管信號的壓電換能器記錄的圖，以及圖4b示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的從如圖4a所示的血管信號獲得的外圍血管信號頻譜。具體地，通過對如圖4a所示的血管信號執(zhí)行傅里葉變換來獲得如圖4b所示的外圍血管信號頻譜。如圖4a和4b所示的初步低血容量數(shù)據(jù)基于直接放置在經(jīng)受計劃的自體獻血的心臟手術患者的皮膚上的或運動期間的非侵入性壓電傳感器的使用。傳感器與labchart(adinstruments(埃德儀器))接口以進行數(shù)據(jù)采集和分析。在自體獻血血液量達10％之前和期間實時測量信號。然后，使用傅里葉變換技術執(zhí)行頻譜分解。

如圖4b所示，在每個外圍血管信號頻譜中，可觀察到多個峰值，并且每個峰值可對應于多個頻率f0、f1、f2和f3。具體地，與第一頻率f0對應的第一峰值p0與活體受檢者的呼吸速率相關聯(lián)；對應于第二頻率f1的第二峰值p1與活體受檢者的心率相關聯(lián)；以及對應于第三頻率f2的第三峰值p2和對應于第四頻率f3的第四峰值p3與活體受檢者的諧波相關聯(lián)。

應注意，盡管壓電傳感器可用作非侵入性裝置的傳感器，但是也可以使用諸如力敏電阻器的其他壓力/力靈敏傳感器。在某些實施例中，所使用的傳感器可包括壓電傳感器、電阻壓力/力傳感器、光學波長選擇反射率或吸光率測量系統(tǒng)、血壓計、超聲波、生物阻抗、體描儀或壓力換能器或其任何組合。

在某些實施例中，系統(tǒng)、方法和niva裝置可用于早于標準和侵入性生命體征監(jiān)測的出血檢測：本發(fā)明人對諸如心率、阻抗、呼吸和血壓等生理信號的血液動力學監(jiān)測和頻譜分析進行了廣泛的研究。人體患者的初步跡象表明，用非侵入性壓電傳感器測量的外圍血管分析可用作出血的靈敏實時監(jiān)測。

圖5a示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的用于針對容量狀態(tài)檢測人體模型中的出血的niva信號的f1幅值的圖。相比之下，圖5b示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的用于針對容量狀態(tài)檢測人體模型中的出血的平均動脈壓(map)、心率(hr)和肺動脈舒張壓(dpap)的圖表。具體地，圖5a和5b示出了該裝置檢測人體早發(fā)性出血(n＝3)。如圖5b所示，血壓、心率或侵入性肺動脈壓力沒有變化，直到出現(xiàn)顯著(>10％)的失血。此外，已發(fā)現(xiàn)外圍非侵入性裝置獨立于機械通氣期間的胸內(nèi)變化——對于自發(fā)呼吸和機械通氣患者的非侵入性監(jiān)測的實質(zhì)性進展。

在某些實施例中，系統(tǒng)、方法和niva裝置可用于檢測脫水。圖6示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的在劇烈運動后檢測脫水的非侵入性血管分析(p<0.001，n＝33)。具體地，如圖6所示，與運動前后的％體重變化相比，用頻譜分析輸出表現(xiàn)出運動后含水量狀態(tài)的檢測。

如圖6所示，基于該研究，系統(tǒng)、方法和niva裝置可用于在強熱和運動期間檢測水中的脫水和鹽的損失。這些研究驗證了niva檢測各種年齡和體重指數(shù)的男性和女性血管內(nèi)容量消耗的能力。這項技術的有希望的延伸是脫水檢測和口服補液治療的有效性。這項技術將有助于指導口服補液治療，以用于在極熱、潮濕和干燥的環(huán)境條件下達到最佳的身體表現(xiàn)。另一拯救生命的應用是腹瀉病患者的早期低血容量檢測，特別是在全球環(huán)境下。

在某些實施例中，系統(tǒng)、方法和niva裝置可用于檢測人體中的流體過負荷。具體地，在具有充血性心力衰竭的患者(n＝25)中已經(jīng)證明了使用非侵入性血管分析的容量過負荷的獨特信號。本發(fā)明人在患者整個住院期間研究了患者從容量過負荷狀態(tài)通過利尿和治療期間直到恢復基線容量和生理狀態(tài)的充血性心力衰竭。圖7示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的25人的niva信號在基線時的個體間變異性的圖。如圖7所示，平均值為1.376，該平均值的標準平均誤差為0.03434。這些方法可用于管理容量過負荷的廣泛患者，包括但不限于心臟和腎衰竭患者。非侵入性方法可在門診或住院環(huán)境中使用，其中，告警和數(shù)據(jù)發(fā)送給患者和護理提供者以進行主動措施。在某些實施例中，門診或住院醫(yī)院監(jiān)測患者的告警/趨勢可與以下癥狀相關：心力衰竭、腎衰竭/透析、脫水等?？梢允褂脤崟r分析和歷史趨勢來預防住院患者的容量過負荷。

本發(fā)明的某些實施例可涉及壓電換能器記錄系統(tǒng)的微型化、無線、聯(lián)網(wǎng)的可穿戴裝置。該系統(tǒng)對應于用于容量狀態(tài)確定的無線非侵入性監(jiān)測器。在一個實施例中，低成本、現(xiàn)成的組件被用于具有智能電話應用的基于智能腕帶的裝置，以確定實時血管內(nèi)容量狀態(tài)，其比現(xiàn)有的用于檢測脫水、出血和引導性復蘇的方法具有實質(zhì)性的優(yōu)點。

在某些實施例中，可提供在戰(zhàn)斗或創(chuàng)傷傷害環(huán)境中可用的創(chuàng)新的基于護理點腕帶的裝置和相應的移動應用來檢測出血并引導流體復蘇。本發(fā)明的該方面包括但不限于制造用于出血檢測和分期的基于非侵入性腕帶的poc裝置；具有友好用戶界面的移動應用；和基于算法的出血決策支持。在某些實施例中，移動應用可控制該裝置以實時和歷史趨勢顯示血管內(nèi)容量分析，并且在評估和復蘇過程中發(fā)送低血容量、正常血容量和高血容量的告警。在某些實施例中，門診或住院醫(yī)院監(jiān)測患者的告警/趨勢可能與以下癥狀相關：心力衰竭、腎衰竭/透析、脫水等。在某些實施例中，移動應用可與遠程服務器或其他移動裝置進行通信以用于存儲和數(shù)據(jù)傳輸或與護理提供商進行通信。

在以下的示例中，本發(fā)明人在不同的模型，包括豬出血模型和可控的人體模型中利用niva。在豬出血模型中使用桌面數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲得的初步結果以及自體獻血期間的測量結果證明了非侵入性低成本可穿戴腕帶點護理裝置確定人體內(nèi)流體狀態(tài)的可行性。示例中的測試在標準化環(huán)境中進行，以便測試niva比標準和侵入性生命體征監(jiān)測更靈敏和特異性的假設。

示例1

在一個示例中，提供了包括但不限于如圖3b所示的基于腕帶的裝置的可穿戴裝置來代替桌面系統(tǒng)。該示例著重于優(yōu)化壓電換能器并評估基于微型壓電薄膜/箔的換能器系統(tǒng)(弗吉尼亞州漢普頓ldt0-028k-measurementspecialties公司)。具體地，ldt0-028k為柔性部件，該柔性部件包括28μm厚度的壓電pvdf聚合物膜，其帶有層壓到0.125mm的聚酯基材并配有兩個壓接觸點的絲網(wǎng)印刷的ag-墨水電極。當壓電薄膜受到運動時，其從機械中性軸線移位，彎曲在壓電聚合物內(nèi)產(chǎn)生非常高的應變并因此產(chǎn)生高電壓。所產(chǎn)生的電壓可以使用電阻網(wǎng)絡直接接口到桌面數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)或獨立微控制器系統(tǒng)的模擬數(shù)字轉換器。在一個實施例中，可將壓電換能器陣列安裝在腕帶的下周圍(lowercircumvent)上，以評估理想的最堅固的傳感器位置和配置，以獲得最佳脈壓波形。性能標準為信噪比和對檢測患者容量狀態(tài)的靈敏度。利用靈活的高增益壓電換能器陣列，信噪比增加并且消除傳感器放置所產(chǎn)生的誤差。使用ldt0-028k傳感器的初步測量顯示出比我們當前的傳感器配置更大的電壓輸出和相同的波形。然而，任何壓力/力靈敏換能器都可用于此目的。

一旦確定了理想的傳感器和傳感器配置，壓電換能器與具有來自松下(pan1721)的集成藍牙功能的微型微控制器板接口。pan1721為用于藍牙低能量應用的具有成本效益的超低功耗片上系統(tǒng)(soc)。該模塊包括8通道12位模數(shù)轉換器，19個gpio加電池和溫度傳感器。pan1721將優(yōu)異的射頻收發(fā)器與高性能低功耗8051微控制器、系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存、8kbram以及許多其他強大的支持功能相結合。本發(fā)明人(在baudenbacher實驗室)使用了來自松下的軟件兼容的藍牙模塊，并且已經(jīng)獲得了所有固件來在基于安卓(android)或蘋果的智能電話上實現(xiàn)藍牙協(xié)議棧。松下模塊將脈搏波形實時發(fā)送至智能電話。在一個實施例中，智能電話執(zhí)行數(shù)學分析、計算容量狀態(tài)并以圖形方式顯示信息。在一個實施例中，可部署裝置配備有微控制器平臺，該平臺能夠?qū)崟r地對波形執(zhí)行數(shù)學分析，在腕帶上顯示結果，并且如果發(fā)生關鍵狀態(tài)或者如果查詢以減少發(fā)送的數(shù)據(jù)量，則對電話告警。

基于算法的決策支持通過確定出血的速率和嚴重程度以及潛在的其他生理變量來實現(xiàn)。如圖3c所示，智能電話應用顯示實時血管內(nèi)容量分析，并發(fā)送在復蘇或脫水期間的低血容量和血容量正常的告警。持續(xù)的自動監(jiān)測和現(xiàn)場醫(yī)療或護理提供者的反饋允許目前在現(xiàn)場是不可能的引導的有目的的流體復蘇，以實現(xiàn)最佳的終末器官灌注并提高生存率。裝置數(shù)據(jù)可以無縫集成到現(xiàn)有的基于云的數(shù)據(jù)服務器和移動應用中，以用于遠程監(jiān)測、緊急醫(yī)療決策支持和記錄保存。集中化的數(shù)據(jù)收集和分析幫助優(yōu)先考慮和分診多個傷員?？梢詫oc裝置的功能擴展到包括多種傳感器模式，例如除容量狀態(tài)之外，還包括心率、心率變異性、心輸出量、血壓、體溫、呼吸速率、含水量或乳酸，以提供更完整的現(xiàn)場健康監(jiān)測裝置。

在一個實施例中，確定了用于檢測豬的出血和定量出血的基于可穿戴腕帶的裝置的靈敏度。早期，補償性出血性休克難以通過標準生命體征監(jiān)測來檢測。初步數(shù)據(jù)顯示，我們的裝置提供了檢測低血容量的靈敏方法。在一個實施例中，使用無線裝置來確定正常血容量和低血容量的閾值。

為證明概念驗證，重量為40-50公斤的成年約克郡地方雜種豬被麻醉、插管并機械通氣。除了標準的生命體征監(jiān)測以外，侵入性導管用于動脈壓力測量和肺動脈壓力測量。放置經(jīng)胸超聲心動圖探針來實時觀察心臟結構和腔室大小。該裝置放置在豬的上端。在labchart軟件上連續(xù)獲得并顯示標準侵入獲得的血液動力學測量和裝置輸出。以50ml/min的速率進行連續(xù)的分級放血，以用于確定豬動物模型中出血檢測的靈敏度。以收縮壓降低10％、血液動力學不穩(wěn)定性或休克臨床證據(jù)來終止放血。在放血后，自體血液的總容量以50ml/min的速率遞增輸回給豬，以確定我們的裝置的復蘇效果。除此之外，在整個協(xié)議中監(jiān)測以下參數(shù)：

●靜脈波形分析

●標準生命體征監(jiān)測：心率、心電圖和脈搏血氧飽和度(血壓經(jīng)由動脈內(nèi)導管直接測量)。

●中心靜脈壓。

●動脈內(nèi)血壓。

●心輸出量/指數(shù)。

●肺動脈壓力。

●經(jīng)胸超聲心動圖：左心室收縮功能和舒張末期面積；右心室功能和基礎/中室直徑。

在某些實施例中，靜脈波形分析可與整個方案中的估計失血量、流體復蘇的容量/類型、血清乳酸鹽和血紅蛋白水平進行比較。這些研究允許我們定義與實際容量變化相對應的具體參數(shù)。因此，代替由裝置確定的相對變化單位，存在與容量狀態(tài)的特定變化相對應的絕對值。

通過我們的算法，出血和正常血容量的平均差異為0.23a.u，并且標準偏差0.27，使用與測試0.05以及功率0.95相關的i型誤差概率，我們能夠確定20只豬將給出足夠的樣本量來用于實驗。假設x和y值為符合高斯分布的樣本。標準(pearson)相關用于將傅里葉頻率幅度和頻率比與侵入性監(jiān)測參數(shù)進行比較。所有x和y值都是獨立測量的。通過將統(tǒng)計學顯著性定義為p<0.05，測量正相關和負相關。接下來，確定系數(shù)r2確定由測量參數(shù)共享的方差的比例。在線性相關的情況下，使用統(tǒng)計軟件和學科間統(tǒng)計學咨詢進行多元回歸分析。

該協(xié)議的擴展是檢測由于過量的流體施用導致的血管內(nèi)容量過負荷的能力。在持續(xù)監(jiān)測生理參數(shù)、經(jīng)食管超聲心動圖和臨床發(fā)現(xiàn)時，通過對正常血容量的豬施用50ml/kg的平衡晶體溶液進行高血容量研究。在注入每升晶體后，獲得血紅蛋白水平，以考慮血液稀釋對靜脈波形分析的影響。在一個實施例中，傅里葉變換用于分解血管波形，并將頻率幅度與去除的總容量相關聯(lián)，以得出用于隨后人體研究的出血檢測和復蘇的魯棒算法。

示例2

在某些實施例中，使用用于人體的出血檢測和分期的非侵入性血管波形分析的裝置被驗證。根據(jù)機構審查委員會，本發(fā)明人計劃招募50名具有正常心室和瓣膜功能的冠狀動脈搭橋手術的患者?；颊呓?jīng)受術前自體獻血的標準做法是為了保存往往在體外循環(huán)期間消耗的凝血因子。心臟手術還提供了在具有挑戰(zhàn)性的異質(zhì)組患者中將血液動力學參數(shù)的實時變化與我們的裝置參數(shù)進行比較的機會。

在開始手術之前，患者全身麻醉誘導并機械通氣。根據(jù)標準麻醉方案插入侵入性監(jiān)測器包括中心靜脈、肺動脈和動脈內(nèi)導管插入。經(jīng)食道超聲心動圖為常規(guī)實施并用于本研究以測量心室的大小和功能。該裝置被附接至患者的手腕上，以用于外圍血管波形的逐搏動態(tài)記錄。上述公開的算法用于檢測和分期出血。在開始手術之前，在15分鐘內(nèi)發(fā)生高達10ml/kg的自體獻血。血液移除以10ml/kg血液流失或存在基線收縮壓降低10％而終止。將基于算法的裝置輸出與以下參數(shù)進行比較，這些參數(shù)表示目前用于心臟手術期間的容量確定和復蘇指導的護理標準：

●標準生命體征監(jiān)測：心率、心電圖、非侵入性血壓和脈搏血氧飽和度。

●中心靜脈壓

●肺動脈壓力

●侵入性動脈內(nèi)血壓

●心輸出量/心搏量

●經(jīng)食管超聲心動圖：左心室舒張末期面積和右心室基礎/中室直徑。

此外，將裝置輸出與整個心臟手術中的估計失血量、流體復蘇的容量/類型、血清乳酸鹽和血紅蛋白水平進行比較。標準心臟手術提供了在受控條件下實時監(jiān)測容量狀態(tài)和心血管血液動力學的急性變化的唯一機會。使用單變量和多變量分析，本發(fā)明人能夠確定來自裝置的結果與實際容量損失如何相關。該裝置與所有其他信號進行比較，以確保我們能夠更準確地估計血液動力學穩(wěn)定性。該策略允許我們定義裝置的絕對值，以檢測人體的血管內(nèi)容量狀態(tài)和各種出血階段。如果在測試期間發(fā)現(xiàn)缺陷，還允許優(yōu)化我們的裝置。沒有進行急性復蘇工作以外的患者隨訪(follow-up)。私人健康信息仍然識別不出。識別不出的數(shù)據(jù)無限期存儲在受密碼保護的計算機上。

所選擇的患者進行冠狀動脈搭橋手術。盡管該患者群體本身并不代表年輕人，但是此方法給予本發(fā)明人在具有實時侵入性血液動力學和超聲心動圖監(jiān)測的群體中受控出血模型。選擇代表年輕人的具有正常的心室和瓣膜功能的患者。此外，隨著用不同的人口統(tǒng)計學招募患者，信號輸出和檢測出血閾值可能有差異。本發(fā)明人并不期望這一情況，因為人體脫水模型中的初步數(shù)據(jù)在跨廣泛的身體質(zhì)量指數(shù)和年齡的男性和女性經(jīng)過強烈運動之后檢測到血管內(nèi)容量損失。人體誘導容量過負荷有道德上的限制。其中，標準偏差0.27使用與測試0.05以及功率0.95相關的i型誤差概率，

通過我們的算法，異質(zhì)人群中的出血和正常血容量的平均差異為0.23a.u，且標準偏差為0.37并使用與測試0.01以及功率0.95相關的i型誤差概率，我們能夠確定50個患者將獲得足夠的樣本量來用于實驗。

圖8示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的由于患者的口服后變化而導致的niva信號如何改變的圖和相應的表格。如圖8所示，站立時患者的niva信號明顯低于坐著、仰臥或仰臥舉腿(lr)時的niva信號。坐著時的niva信號低于仰臥或仰臥舉腿時的niva信號。

圖9示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的接收器工作特性的圖，其顯示可如何使用niva來檢測脫水。具體地，使用26個患者的含水量狀態(tài)的niva信號用于如圖9所示的數(shù)據(jù)，以便在曲線下面積(auc)為0.95的情況下檢測1％脫水的存在。

圖10示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的患者的(a)預利尿和(b)后利尿的niva信號以及(c)控制患者的niva信號的圖。具體地，圖10示出了在利尿前、利尿后以及與控制患者相比時的niva信號如何顯現(xiàn)，從而證明如何使用niva來檢測患者的容量過負荷。

圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的△％hf與從患者移除的容量的關系，其圖示出了當從患者移除容量時高頻分量如何減小。如圖11所示，r²＝0.71。

圖12示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的展示非侵入性傳感器預測平均肺動脈壓升高的能力的受試者工作特征曲線(roc)。如圖12所示，mpap>25mmhg，n＝20，以及auc＝0.92。

本發(fā)明的方面涉及使用niva執(zhí)行外圍血管信號分析的系統(tǒng)和方法及其應用，該系統(tǒng)和方法使用頻譜分析來估算活體受檢者的容量狀態(tài)或其他血液動力學參數(shù)。在某些方面，除此之外，本發(fā)明還列舉出：

1)外圍血管壓力波形分析算法。

2)測量外圍血管壓力變化并執(zhí)行頻譜分析以確定實時容量狀態(tài)的方法。

3)可以區(qū)分正常血容量和高血容量(所有現(xiàn)行技術都停止在正常血容量)的外圍血管壓力監(jiān)測算法。

4)用于評估自發(fā)呼吸以及機械通氣的患者的容量狀態(tài)的方法。

5)使用外圍iv或非侵入性血管監(jiān)測器的容量狀態(tài)監(jiān)測器。

6)用于通過外圍血管壓力監(jiān)測器和靜脈內(nèi)流體或藥物輸送系統(tǒng)來控制容量狀態(tài)的閉環(huán)系統(tǒng)。

除此之外，在本發(fā)明的某些實施例中公開的非侵入性裝置和niva系統(tǒng)將具有大量的軍事、臨床和消費意義。軍事需要用于傷員的早期出血檢測的穩(wěn)健的點護理方法。該裝置堅固耐用、無線、輕便和可穿戴、具有最少的獨立能源需求、有利于嚴峻的環(huán)境。非侵入性裝置的直觀設計和用戶友好的界面可消除對現(xiàn)場經(jīng)常不能立即獲得的復雜醫(yī)學訓練的需要。原型開發(fā)專注于基于非侵入性可穿戴腕帶的裝置。這提供了在血液動力學塌陷和終末器官損傷之前對受傷士兵的早期遠程容量狀態(tài)和出血檢測和決策支持以改善存活率。

此外，如本發(fā)明的某些實施例中所公開的非侵入性裝置和niva系統(tǒng)也將具有兒科意義。靜脈通路在兒科人群中是有問題的，以及非侵入性方法將代表兒科受試者和其他患者群體的血液動力學監(jiān)測的獨立可穿戴設計。

如在本發(fā)明的某些實施例中公開的非侵入性裝置以及系統(tǒng)和方法對于自發(fā)呼吸和機械通氣的患者都是有用的。目前的容量狀態(tài)監(jiān)測器需要機械通氣來檢測血管內(nèi)容量消耗。然而，在多種環(huán)境下，患者往往不機械通氣。相比之下，用于檢測容量狀態(tài)的非侵入性裝置不依賴于胸腔內(nèi)壓力變化以準確確定容量狀態(tài)，并因此適合于自發(fā)呼吸的患者。這提供了比分析每搏量變異度(svv)和脈壓變化(ppv)的基于動脈的裝置更顯著的優(yōu)點。

具體地，準確、直觀的點護理技術對于含水量監(jiān)測、出血檢測和有目的的流體復蘇至關重要。適當?shù)挠心康牡牧黧w治療保留終端器官功能、提高生存率并節(jié)省現(xiàn)場的醫(yī)療用品。目前沒有可用于監(jiān)測容量狀態(tài)的非侵入性侵入技術。無引導的復蘇往往導致流體過度輸送和相關聯(lián)的發(fā)病率和死亡率。根據(jù)我們的初步數(shù)據(jù)，我們的裝置可以檢測正常血容量，從而盡量減少流體過負荷的風險。我們目前裝置的所提出的移動版本提供了檢測特別是復蘇的容量狀態(tài)的優(yōu)異poc引導，以提高受傷者的生存率。

實時監(jiān)測和基于算法的決策支持對于及時分診和受傷人員管理至關重要。在一個實施例中，該裝置直接在另一個實施例中顯示容量狀態(tài)數(shù)據(jù)，它通過藍牙技術將數(shù)據(jù)發(fā)送至智能電話，以用于實時地圖形顯示患者的容量狀態(tài)。人員數(shù)據(jù)可以傳送至基于云的服務器，以用于集中化醫(yī)療保健指導和遠程醫(yī)療選項，從而允許早期干預和現(xiàn)場醫(yī)療人員的卸載任務。

仍然需要改善對患者的護理連續(xù)性。在戰(zhàn)斗或創(chuàng)傷環(huán)境中，受傷的士兵或患者可能會多次轉移到各醫(yī)療中心?；颊吣壳爸荒軓默F(xiàn)場來到醫(yī)院進行口頭交接。裝置或移動應用將患者的血管內(nèi)容量狀態(tài)以及其他生理變量存儲在基于云的服務器中，從而在整個護理持續(xù)時間內(nèi)提供所有提供者可訪問的整個復蘇歷史的圖形顯示。在患者在途中時，在接收醫(yī)院持續(xù)顯示患者的血管內(nèi)容量狀態(tài)，以允許在患者到達之前進行足夠的團隊和供應準備。

此外，根據(jù)本發(fā)明，非侵入性外圍血管分析裝置比現(xiàn)有的用于確定容量狀態(tài)的血液動力學監(jiān)測器提供了顯著的優(yōu)點。

具有成本效益的、最低能量需求和用戶友好界面的這些特征對平民創(chuàng)傷患者、兒科患者、服務不足人群和全球健康環(huán)境尤其有利。

在某些實施例中，檢測機械通氣和自發(fā)呼吸的患者的容量變化的特征比當前基于動脈的技術有顯著的進步，該基于動脈的技術取決于經(jīng)由正壓通氣的胸內(nèi)變化以便檢測低血容量。

在某些實施例中，該裝置為用于引導大容量復蘇的第一非侵入性監(jiān)測器。目前，正常血容量和高血容量的確定需要侵入性血管內(nèi)監(jiān)測，這在創(chuàng)傷或住院前環(huán)境中是不可行的，并且使患者處于血管損傷和基于導管的感染的風險。

此外，裝置和移動應用的開發(fā)可以促進實時患者信息的傳輸和存儲，從而允許接收醫(yī)院可以在患者到達之前充分地準備損傷控制手術和復蘇。

此外，自動化決策支持增強了在侵入性監(jiān)測和熟練醫(yī)護人員可能無法立即獲得的全球和住院前的環(huán)境中的患者護理。

在某些實施例中，可在各種應用中實現(xiàn)如上所述的niva系統(tǒng)、裝置和方法。例如，本發(fā)明的一個進一步的方面可涉及系統(tǒng)，其包括如上所述的niva系統(tǒng)和與該niva系統(tǒng)通信地連接的施用裝置，用于基于由該niva系統(tǒng)提供的活體受檢者的至少一個血液動力學參數(shù)控制到活體受檢者的藥物或流體的施用，或用于控制從活體受檢者中去除的流體的速率或超濾。例如，施用裝置可為iv裝置，其包括用于控制藥物或流體施用的iv泵。在某些實施例中，施用裝置被配置成基于活體受檢者的至少一個血液動力學參數(shù)來控制對該活體受檢者的藥物或流體的施用，以維持該活體受檢者的特定生理狀況。例如，一種特殊的生理狀況可能是正常血容量，并且可以進行對流體或藥物的施用的控制以防止過度復蘇。

總之，對用于出血檢測、有目的的復蘇以及對受傷者進行適當分診以改善傷員護理環(huán)境中死亡率的具有成本效益的點護理裝置仍然存在關鍵的尚未滿足的需求?；诒景l(fā)明人在豬動物模型中的研究，已經(jīng)表明，靜脈波形分析比用于檢測從亞臨床到低血容量性休克的出血的標準生命體征監(jiān)測更靈敏。另一方面，已經(jīng)表明，血管波形分析比用于檢測過量流體施用的標準生命體征和基于動脈的監(jiān)測方法更為靈敏。因此，本發(fā)明已經(jīng)從血管內(nèi)演變到靜脈波形的非侵入性桌面分析。

使用此裝置的擴展包括監(jiān)測脫水。已經(jīng)進行了劇烈運動的初步實驗，并且該初步實驗已經(jīng)表明非侵入性血管波形分析檢測與劇烈勞累相關聯(lián)的血管內(nèi)容量的降低。因此，此裝置對于在嚴峻的環(huán)境條件下優(yōu)化士兵的身體狀況是非常有用的。此外，可擴展裝置和平臺以測量額外的生命參數(shù)，諸如心臟和呼吸速率以及溫度，以輔助傷員、膿毒癥患者或創(chuàng)傷患者的臨床評估。

本發(fā)明人已驗證了以滴定方式進行術前自體獻血的患者的一部分。此環(huán)境為我們提供了將我們的非侵入性裝置與已知的出血率和數(shù)量、侵入性血液動力學監(jiān)測和超聲心動圖成像進行比較的非常好機會。此情況在不同患者人口統(tǒng)計學和持續(xù)復蘇方面對于算法確定和優(yōu)化是理想的。

僅為了說明和描述的目的而呈現(xiàn)了本發(fā)明的示例性實施例的前述描述，并不旨在窮舉或?qū)⒈景l(fā)明限制為所公開的精確形式。鑒于上述教義，許多修改和變化是可能的。

所述實施例之所以被選擇并描述，是為了解釋本發(fā)明的原理及其實踐應用，并使得本領域的技術人員能夠利用本發(fā)明和各個實施例及其適用于特定預期用途的不同修改。在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，替代實施例對于本發(fā)明所屬領域的技術人員將變得顯而易見。因此，本發(fā)明的范圍由隨附權利要求限定，而不是由前面的描述和本文所述的示例性實施例來限定。

參考文獻列表

[1].hubetamannb，leferingr，taegerg等人的“院前流體復蘇對來自dgu創(chuàng)傷登記的患者的出血性休克多發(fā)性損傷患者的影響(influenceofprehospitalfluidresuscitationonpatientswithmultipleinjuriesinhemorrhagicshockinpatientsfromthedgutraumaregistry)”，緊急情況、創(chuàng)傷和休克雜志，2011；4：465-71。

[2].holcombjb，mcmullinnr，pearsel等人的“美國特種部隊在全球反恐戰(zhàn)爭中的死因：2001-2004(causesofdeathinu.s.specialoperationsforcesintheglobalwaronterrorism：2001-2004)”，外科學年鑒，2007；245：986-91。

[3].eastridgebj，hardinm，cantrellj等人的“死于戰(zhàn)場上的傷口：改善戰(zhàn)斗傷員護理的因果關系和意義(diedofwoundsonthebattlefield：causationandimplicationsforimprovingcombatcasualtycare)”，創(chuàng)傷學雜志，2011；71：s4-8。

[4].swaroopm，strausdc，agubuzuo，espositotj，schermercr，crandallml.的“具有穿透性胸部創(chuàng)傷的低血壓患者的院前運輸時間和生存期(prehospitaltransporttimesandsurvivalforhypotensivepatientswithpenetratingthoracictrauma)”，緊急情況、創(chuàng)傷和休克雜志，2013；6：16-20。

[5].riskindj，tsaitc，riskinl等人的“大量輸血方案：侵襲性復蘇與產(chǎn)品比例在死亡率下降中的作用(massivetransfusionprotocols：theroleofaggressiveresuscitationversusproductratioinmortalityreduction)”，美國外科醫(yī)師學會雜志，2009；209：198-205。

[6].dukemd，guidryc，guicej等人的“與損傷控制復蘇相結合的限制性流體復蘇：適應時間(restrictivefluidresuscitationincombinationwithdamagecontrolresuscitation：timeforadaptation)”，創(chuàng)傷和急性護理手術雜志，2012；73：674-8。

[7].paladinol，sinertr，wallaced，andersont，yadavk，zehtabchis.的“基礎缺陷和動脈乳酸鹽在具有正常生命體征的創(chuàng)傷患者中鑒別主要與輕微損傷的功效(theutilityofbasedeficicitandarteriallactateindifferentiatingmajorwithminorinjuryintraumapatientswithnormalvitalsigns)”，復蘇，2008；77：363-8。

[8].convertinova.的“用于準確評估緊急醫(yī)療環(huán)境中的患者狀況的血壓測量(bloodpressuremeasurementforaccurateassessmentofpatientstatusinemergencymedicalsettings)”，航空、空間和環(huán)境醫(yī)學，2012；83：614-9。

[9].convertinova，ryankl，rickardsca等人的“用于作戰(zhàn)傷亡人員的路線護理的生理和醫(yī)療監(jiān)測(physiologicalandmedicalmonitoringforenroutecareofcombatcasualties)”，創(chuàng)傷雜志，2008；64：s342-53。

[10].gutierrezg，reineshd，wulf-gutierrezme.的“臨床綜述：出血性休克(clinicalreview：hemorrhagicshock)”，急救護理，2004；8：373-81。

[11].cocchimn，kimline，walshm，donninomw.的“處于休克中的創(chuàng)傷患者的識別和復蘇(identificationandresuscitationofthetraumapatientinshock)”，北美緊急醫(yī)學診所，2007；25：623-42，vii。

[12].parksjk，elliottac，gentilellolm，shafis.的“全身性低血壓是創(chuàng)傷后休克的晚期標志：大型國家樣本中先進創(chuàng)傷生命支持原則的驗證研究(systemichypensionisalatemarkerofshockaftertrauma：avalidationstudyofadvancedtraumalifesupportprinciplesinalargenationalsample)”，美國手術雜志，2006；192：727-31。

[13].vandrommemj，griffinrl，weinbergja，ruelw，3rd，kerbyjd.的“乳酸鹽是比用于測定血液需求和死亡率的收縮壓更好的預測因子：院前措施可以改善創(chuàng)傷分診嗎？(lactateisabetterpredictorthansystolicbloodpressurefordeterminingbloodrequirementandmortality：couldprehospitalmeasuresimprovetraumatriage？)”，美國外科醫(yī)師學會雜志，2010；210：861-7，7-9。

[14].marikpe，monnetx，tebouljl.的“指導流體治療的血液動力學參數(shù)(hemodynamicparameterstoguidefluidtherapy)”，重癥監(jiān)護年鑒，2011；1：1。

[15].desebbeo，cannessonm.的“使用通氣誘導的體積描記變化來優(yōu)化患者體液狀態(tài)(usingventilation-inducedplethysmographicvariationstooptimizepatientfluidstatus)”，麻醉學中的當前觀點，2008；21：772-8。

[16].marikpe，cavallazzir，vasut，hirania.的“機械通氣患者的動脈波形導出變量和流體反應性的動態(tài)變化：文獻的全身性評價(dynamicchangesinarterialwaveformderivedvariablesandfluidresponsivenessinmechanicallyventilatedpatients：asystematicreviewoftheliterature)”，急救護理醫(yī)學，2009；37：2642-7。

[17].tebouljl，monnetx.的“具有自發(fā)呼吸活動的危重病人的容量反應性的預測(predictionofvolumeresponsivenessincriticallyillpatientswithspontaneousbreathingactivity)”，急救護理的當前意見，2008；14：334-9。

[18].cottonba，guyjs，morrisja，jr.，abumradnn.的“侵襲性流體復蘇策略的細胞、代謝和系統(tǒng)后果(thecellular,metabolic,andsystemicconsequencesofaggressivefluidresuscitationstrategies)”，休克，2006；26：115-21。

[19].hussmannb，leferingr，waydhasc等人的“增加院前置換量會導致差的臨床病程和增加的死亡率嗎？德國創(chuàng)傷外科學會的創(chuàng)傷登記的由事故現(xiàn)場的緊急醫(yī)生管理的1896名患者的匹配對分析(doesincreasedprehospitalreplacementvolumeleadtoapoorclinicalcourseandanincreasedmortality？amatched-pairanalysisof1896patientsofthetraumaregistryofthegermansocietyfortraumasurgerywhoweremanagedbyanemergencydoctorattheaccidentsite)”，外傷，2013；44：611-7。

[20].beecherhk.的“戰(zhàn)斗傷員的外科手術準備(preparationofbattlecasualtiesforsurgery)”，手術年鑒，1945；121：769-92。

[21].khoury等人的“多重生物電阻抗矢量對充血性心力衰竭的可走動病人監(jiān)測(ambulatorymonitoringofcongestiveheartfailurebymultiplebioelectricimpedancevectors)”，jacc，2009年3月24日，53(12)：1075-81。