具有可调低血压阈值的低血压预测的制作方法

1.本公开总体上涉及动脉血压监测，并且更具体地涉及具有可调低血压阈值的低血压预测。


背景技术：

2.低血压或血压低可能是经历手术的患者和在重症监护室(icu)接受治疗的那些急性或危重患者的严重医学并发症并且甚至死亡的预兆。与患者的低血压发生相关联的危险是由于低血压本身引起的潜在损伤和低血压发生可能意味着的许多严重的潜在医学病症。
3.手术患者或危重患者的低血压本身是一种严重的医学病症。例如，在手术室(or)环境中，手术期间的低血压与增加的死亡率和器官损伤相关联。甚至在手术期间持续时间短的极度低血压与急性肾脏损伤和心肌损伤相关联。在危重患者中，紧急插管后经历低血压的患者的住院死亡率可能几乎翻倍。对于手术患者和危重患者，低血压如果不纠正，则会损害器官灌注，导致不可逆的缺血性损伤、神经缺陷、心肌病和肾脏损伤。
4.除了对手术患者和危重患者本身构成严重风险之外，低血压可以是一种或多种其他严重潜在医学病症的症状。低血压可能作为急性症状的潜在病症的示例包括败血症、心肌梗塞、心律失常、肺栓塞、出血、脱水、过敏反应、对药物的急性反应、血容量不足、心输出量不足和血管舒张性休克。由于低血压与这样的各种严重的医学病症相关联，低血压是相对常见的，并且通常被视为or和icu中的患者恶化的第一迹象之一。
5.在or和icu环境中对低血压的常规患者监测可以包括连续或周期性血压测量。然而，这样的监测(无论是连续的还是周期性的)通常仅提供实时评估。因此，手术患者或危重患者中的低血压通常仅在其开始发生之后才被检测到，使得直到患者已经进入低血压状态才开始补救措施和干预。尽管如上所述，极度低血压可以相当快地具有潜在破坏性的医疗后果，但是即使相对温和的低血压水平可能预示或促成具有有限心脏储备的患者的心脏骤停。
6.鉴于在or和icu环境中观察到低血压发生的频率，并且由于当低血压发生时可能导致的严重并且有时直接的医疗后果，非常需要一种使得能够在低血压发生之前预测未来低血压事件的解决方案。


技术实现要素：

7.在一个示例中，一种用于监测患者的动脉压并向医务人员提供所述患者的预测的未来低血压事件的警告的方法包括由血液动力学监测器接收表示所述患者的动脉压波形的感测到的血液动力学数据。所述方法还包括由所述血液动力学监测器基于低血压的标准map阈值与低血压的经调整的map阈值之间的差值来偏移所接收的血液动力学数据，以产生经调整的血液动力学数据。所述方法还包括由所述血液动力学监测器执行所述经调整的血液动力学数据的波形分析，由所述血液动力学监测器基于所述经调整的血液动力学数据的所述波形分析来确定表示所述患者的未来低血压事件的概率的风险评分，以及由所述血液
动力学监测器响应于所述风险评分满足预定风险准则而调用感官警报以产生感官信号。
8.在另一示例中，一种用于监测患者的动脉压并向医务人员提供所述患者的预测的未来低血压事件的警告的系统包括血液动力学传感器、系统存储器、用户接口和硬件处理器。所述血液动力学传感器产生表示所述患者的动脉压波形的血液动力学数据。所述系统存储器存储包括预测加权模块的低血压预测软件代码。所述用户接口包括感官警报，所述感官警报提供感官信号以在所述患者进入低血压状态之前警告所述医务人员所预测的未来低血压事件。
9.所述硬件处理器被配置为执行所述低血压预测软件代码基于低血压的标准平均动脉压(map)阈值与经调整的map阈值之间的差值来偏移表示所述患者的所述动脉压波形的所述血液动力学数据，以产生经调整的血液动力学数据。所述硬件处理器还被配置为执行所述低血压预测软件代码，以执行所述经调整的血液动力学数据的所述波形分析，以及使用所述预测加权模块并且基于所述经调整的血液动力学数据的所述波形分析来确定表示所述患者的未来低血压事件的概率的风险评分。所述硬件处理器还被配置为执行所述低血压预测软件代码，以响应于所述风险评分满足预定风险准则而调用所述用户接口的所述感官警报。
附图说明
10.图1是确定表示患者的未来低血压事件的概率的风险评分的示例血液动力学监测器的透视图。
11.图2是用于感测表示患者的动脉压的血液动力学数据的示例微创压力传感器的透视图。
12.图3是用于感测表示患者的动脉压的血液动力学数据的示例无创传感器的透视图。
13.图4是图示基于血液动力学数据来确定表示患者的未来低血压事件的概率的风险评分的示例性血液动力学监测系统的框图，所述血液动力学数据基于低血压的标准map阈值与经调整的map阈值之间的差值来调整。
14.图5a是图示动脉压波形的示例迹线的曲线图，其包括与患者的未来低血压的概率相对应的示例标记。
15.图5b是图示基于低血压的标准map阈值与低血压的经调整的map阈值之间的差值而偏移的经调整的动脉压波形的示例迹线的曲线图。
16.图6是图示血液动力学监测系统使用基于低血压的标准map阈值与低血压的经调整的map阈值之间的差值调整的血液动力学数据来确定表示未来低血压事件的概率的风险评分的示例操作的流程图。
具体实施方式
17.如本文所述，血液动力学监测系统实施产生表示患者未来低血压事件概率的风险评分的预测风险模型。基于预测未来低血压事件的多个低血压分析参数的加权组合来确定风险评分。基于低血压的标准(或定义的)平均动脉压(map)阈值(诸如65毫米汞柱(mmhg)的压力或其他定义的压力阈值)来选择实施加权的风险系数。风险系数和/或低血压分析参数
的选择可以经由使用机器学习或其他技术训练(例如，离线训练)预测风险模型来实现，以将表示预测风险模型输出的误差的成本函数最小化到根据低血压的标准map阈值定义低血压的训练子集的真实值。
18.根据本公开的技术，血液动力学监测系统可以利用低血压的可调map阈值来表示修改的低血压压力阈值。不是修改预测风险模型(经由重新训练或以其他方式)以适应可调的(例如，用户定义的或以其他方式调整的)map阈值，而是血液动力学监测系统调整表示患者的感测到的动脉压波形的血液动力学数据。也就是说，不需要对预测风险模型进行重新训练或其他修改来基于低血压的经修改的定义(即，经调整的map阈值)确定新的风险系数和/或血液动力学分析参数，而是血液动力学监测系统基于标准map阈值和经调整的map阈值之间的差值来调整输入信号(即，表示患者的动脉压波形的感测到的血液动力学数据)。对经调整的血液动力学数据执行波形分析以确定表示未来低血压事件的概率的风险评分。
19.因此，实施本公开的技术的血液动力学监测系统可以利用低血压的可调压力阈值，而不需要对预测风险模型进行重新训练或其他修改，从而使得能够在例如手术室(or)、重症监护室(icu)或其他患者护理环境中的操作期间实时更新低血压阈值。因此，系统可以提供表示患者的未来低血压的概率的风险评分，以实现及时且有效的干预，同时还利用可以保证修改的低血压阈值的使用的医务人员的训练和/或经验，从而增加患者护理的医务人员对系统的可用性。
20.图1是确定表示患者的未来低血压事件的概率的风险评分的血液动力学监测器10的透视图。如图1所示，血液动力学监测器10包括显示器12，在图1的示例中，显示器12呈现图形用户接口，该图形用户接口包括使得用户能够与血液动力学监测器10交互的控制元件(例如，图形控制元件)。血液动力学监测器10还可以包括被配置用于与一个或多个外围部件(诸如一个或多个血液动力学传感器)有线连接(例如，电连接和/或通信连接)的多个输入和/或输出(i/o)连接器，如下面进一步描述的。例如，如图1所示，血液动力学监测器10可以包括i/o连接器14。虽然图1的示例图示了五个单独的i/o连接器14，但是应当理解，在其他示例中，血液动力学监测器10可以包括少于五个i/o连接器或多于五个i/o连接器。在其他示例中，血液动力学监测器10可以不包括i/o连接器14，而是可以与各种外围设备无线通信。
21.如下面进一步描述的，血液动力学监测器10包括一个或多个处理器和存储低血压预测软件代码的计算机可读存储器，所述低血压预测软件代码可执行以产生表示患者的未来低血压事件的概率的风险评分。例如，血液动力学监测器10可以诸如经由一个或多个血液动力学传感器接收表示患者的动脉压波形的感测的血液动力学数据，所述一个或多个血液动力学传感器经由i/o连接器14连接到血液动力学监测器10。血液动力学监测器10执行低血压预测软件代码，以使用所接收的血液动力学数据获得多个低血压分析参数，其可以包括表征患者的生命体征数据的一个或多个生命体征参数、以及从一个或多个生命体征参数导出的微分和组合参数，如下面进一步描述的。血液动力学监测器10还执行低血压预测软件代码以将多个风险系数应用于低血压分析参数来产生加权组合，导致表示患者的未来低血压事件的概率的风险评分。如下面进一步详细描述的，可以基于标准平均动脉压(map)阈值(诸如65mmhg)或其他定义的压力阈值来确定多个风险系数。
22.如本文所述，血液动力学监测器10还可以利用低血压的经调整的map阈值，该经调
整的map阈值表示与标准map阈值的偏差，从该偏差确定由低血压预测软件代码使用的系数。例如，血液动力学监测器10可以呈现使得用户能够输入低血压的经调整的map阈值的图形控制元件(例如，在显示器12处呈现的图形用户接口处)，但是经由物理控件(例如，按钮、旋钮或其他物理输入控件)接收的输入是可能的。
23.例如，如图1所示，血液动力学监测器10可以在显示器12上呈现图形用户接口。显示器12可以是液晶显示器(lcd)、发光二极管(led)显示器、有机发光二极管(oled)显示器或适于以图形形式向用户提供信息的其他显示设备。在一些示例中，诸如图1的示例，显示器12可以是触敏和/或存在敏感显示设备，其被配置为接收手势形式的用户输入，诸如触摸手势、滚动手势、缩放手势、滑动手势或其他手势输入。血液动力学监测器10呈现控制元件，其使得用户能够输入经调整的map阈值，诸如绝对压力(例如，map阈值)、偏差值(例如，与标准map阈值的偏差)或在一些示例中可以是用户定义的(诸如由医务人员定义的)经调整的map阈值的其他指示。
24.血液动力学监测器10响应于接收到经调整的map阈值而基于低血压的标准map阈值和经调整的map阈值之间的差值来偏移表示患者的动脉压波形的血液动力学数据，以产生经调整的血液动力学数据，如下面进一步描述的。血液动力学监测器10执行低血压预测软件代码以使用基于标准map阈值确定的风险系数来确定表示患者的未来低血压事件的概率的风险评分。血液动力学监测器10可以响应于确定风险评分满足预定风险准则而调用感官警报，诸如听觉警报、触觉警报或其他感官警报。
25.因此，血液动力学监测器10可以在患者进入低血压状态之前向医务人员提供预测的患者未来低血压事件的警告。此外，不需要对低血压预测软件代码进行重新训练或其他修改来基于经调整的map阈值确定新的风险系数，而是血液动力学监测器10可以使用基于标准map阈值确定的风险系数来确定风险评分。因此，本公开的技术可以通过实现对可以基于医学人员的训练和专业知识的经调整的map阈值的动态适应来增加血液动力学监测器10的可用性。
26.图2是血液动力学传感器16的透视图，该血液动力学传感器16可以附接到患者以用于感测表示患者动脉压的血液动力学数据。图2所示的血液动力学传感器16是可以经由例如插入患者手臂中的桡动脉导管附接到患者的微创血液动力学传感器的一个示例。在其他示例中，血液动力学传感器16可以经由插入患者腿部中的股动脉导管附接到患者。
27.如图2所示，血液动力学传感器16包括外壳18、流体输入端口20、导管侧流体端口22和i/o电缆24。流体输入端口20被配置为经由管道或其他液压连接件连接到流体源，例如盐水袋或其他流体输入源。导管侧流体端口22被配置为经由管道或其他液压连接件连接到导管(例如，桡动脉导管或股动脉导管)，该导管插入患者手臂(即，桡动脉导管)或患者腿部(即，股动脉导管)中。i/o电缆24被配置为经由例如i/o连接器14(图1)中的一个或多个连接到血液动力学监测器10。血液动力学传感器16的外壳18包围一个或多个压力换能器、通信电路、处理电路和对应的电子部件，以感测对应于患者的动脉压的流体压力，该流体压力经由i/o电缆24传输到血液动力学监测器10(图1)。
28.在操作中，流体柱(例如，盐溶液)从流体源(例如，盐水袋)经由流体输入端口20被引入通过血液动力学传感器16朝向插入患者体内的导管到达导管侧流体端口22。动脉压通过流体柱传送到位于外壳16内的压力传感器，该压力传感器感测流体柱的压力。血液动力
学传感器16经由压力换能器将感测到的流体柱的压力转换为电信号，并经由i/o电缆24将对应的电信号输出到血液动力学监测器10(图1)。因此，血液动力学传感器16将表示患者的动脉压的基本上连续的逐搏监测的模拟传感器数据(或模拟传感器数据的数字表示)传输到血液动力学监测器10(图1)。
29.图3是用于感测表示患者的动脉压的血液动力学数据的血液动力学传感器26的透视图。图3所示的血液动力学传感器26是可以经由一个或多个指套附接到患者以感测表示患者的动脉压的数据的无创血液动力学传感器的一个示例。如图3所示，血液动力学传感器26包括可充气指套28和心脏参考传感器30。可充气指套28包括可充气血压囊，该可充气血压囊被配置为在由气动地连接到可充气指套28的压力控制器(未示出)控制时充气和放气。可充气指套28还包括光学(例如，红外)发射器和光学接收器，其电连接到心脏参考传感器30以测量手指中的动脉的变化体积。
30.在操作中，压力控制器连续地调整手指套箍内的压力，以维持由心脏参考传感器30经由可充气手指套箍28的光学发射器和光学接收器测量的手指中的动脉的恒定体积(即，动脉的未加载体积)。由压力控制器施加以连续地维持未加载体积的压力表示手指中的血压，并且由压力控制器传送到心脏参考传感器30。心脏参考传感器30将表示手指中的血压的压力信号转换为表示患者的动脉压波形的血液动力学数据，该血液动力学数据经由例如i/o连接器14(图1)传输到血液动力学监测器10(图1)。因此，血液动力学传感器26传输表示患者的动脉压的基本上连续的逐搏监测的传感器数据。
31.图4是基于血液动力学数据来确定表示未来低血压事件的概率的风险评分的血液动力学监测系统32的框图，所述血液动力学数据基于低血压的标准map阈值与经调整的map阈值之间的差值来调整。如图4所示，血液动力学监测系统32包括血液动力学监测器10和血液动力学传感器34。血液动力学监测系统32可以在患者护理环境(诸如icu、or或其他患者护理环境)内实施。如图4所示，患者护理环境可以包括患者36和受过训练以利用血液动力学监测系统32的医护人员38。
32.如上面参照图1描述的血液动力学监测器10可以是例如包括系统处理器40、系统存储器42、显示器12、模数(adc)转换器44和数模(dac)转换器46的集成硬件单元。在其他示例中，血液动力学监测器10的任何一个或多个部件和/或所描述的功能可以分布在多个硬件单元之间。例如，在一些示例中，显示器12可以是远离血液动力学监测器10并且与血液动力学监测器10可操作地耦合的单独显示设备。通常，尽管在图4的示例中被图示并描述为集成硬件单元，但是应当理解，血液动力学监测器10可以包括被电连接、通信连接或以其他方式可操作地连接以执行本文中归属于血液动力学监测器10的功能的设备和部件的任何组合。
33.如图4所示，系统存储器42存储低血压预测软件代码48。低血压预测软件代码48包括预测加权模块50和低血压分析参数52。显示器12提供用户接口54，其包括使得用户能够与血液动力学监测器10和/或血液动力学监测系统32的其他部件交互的控制元件56。如图4所示的用户接口54还提供感官警报58，以向医务人员提供患者36的预测的未来低血压事件的警告，如下面进一步描述的。
34.血液动力学传感器34可以附接到患者36以感测表示患者36的动脉压波形的血液动力学数据。血液动力学传感器34可操作地连接到血液动力学监测器10(例如，经由有线或
无线连接或两者电连接和/或通信地连接)，以将感测到的血液动力学数据提供给血液动力学监测器10。在一些示例中，血液动力学传感器34将表示患者36的动脉压波形的血液动力学数据作为模拟信号提供给血液动力学监测器10，该模拟信号由adc 44转换为表示动脉压波形的数字血液动力学数据。在其他示例中，血液动力学传感器34可以以数字形式将感测到的血液动力学数据提供给血液动力学监测器10，在这种情况下，血液动力学监测器10可以不包括或利用adc 44。在其他示例中，血液动力学传感器34可以将表示患者36的动脉压波形的血液动力学数据作为模拟信号提供给血液动力学监测器10，该模拟信号由血液动力学监测器10以其模拟形式进行分析。
35.血液动力学传感器34可以是附接到患者36的无创或微创传感器。例如，血液动力学传感器34可以采取微创血液动力学传感器16(图2)、无创血液动力学传感器26(图3)或其他微创或无创血液动力学传感器的形式。在一些示例中，血液动力学传感器34可以无创地附接在患者36的四肢(诸如患者36的手腕、手臂、手指、脚踝、脚趾或其他四肢)处。因此，血液动力学传感器34可以采取适合于由患者36长期佩戴以在延长的时间段(诸如数分钟或数小时)内提供对患者36的动脉压的基本上连续的逐搏监测的小型、轻质且舒适的血液动力学传感器的形式。
36.在某些示例中，血液动力学传感器34可以被配置为以微创方式感测患者36的动脉压。例如，血液动力学传感器34可以经由插入患者36的手臂中的桡动脉导管附接到患者36。在其他示例中，血液动力学传感器34可以经由插入患者36的腿部中的股动脉导管附接到患者36。这样的微创技术可以类似地使得血液动力学传感器34能够在延长的时间段(诸如数分钟或数小时)内提供对患者36的动脉压的基本上连续的逐搏监测。
37.系统处理器40被配置为执行低血压预测软件代码48，该低血压预测软件代码48利用低血压分析参数52来实施预测加权模块50以产生表示患者36的未来低血压事件的概率的风险分数。系统处理器40的示例可以包括微处理器、控制器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其他等效的离散或集成逻辑电路中的任何一个或多个。
38.系统存储器42可以被配置为在操作期间将信息存储在血液动力学监测器10内。在一些示例中，系统存储器42被描述为计算机可读存储介质。在一些示例中，计算机可读存储介质可包括非瞬态介质。术语“非瞬态”可以指示存储介质不体现在载波或传播信号中。在某些示例中，非瞬态存储介质可以存储可以随时间改变的数据(例如，在ram或高速缓存中)。系统存储器42可以包括易失性和非易失性计算机可读存储器。易失性存储器的示例可以包括随机存取存储器(ram)、动态随机存取存储器(dram)、静态随机存取存储器(sram)和其他形式的易失性存储器。非易失性存储器的示例可以包括例如磁性硬盘、光盘、闪存或电可编程存储器(eprom)或电可擦除可编程(eeprom)存储器的形式。
39.显示器12可以是液晶显示器(lcd)、发光二极管(led)显示器、有机发光二极管(oled)显示器或适合于以图形形式向用户提供信息的其他显示设备。用户接口54可以包括图形和/或物理控制元件，其使得用户输入能够与血液动力学监测器10和/或血液动力学监测系统32的其他部件交互。在一些示例中，用户接口54可以采取图形用户接口(gui)的形式，其呈现在例如显示器12的触敏和/或存在敏感显示屏处呈现的图形控制元件。在这样的示例中，可以以手势输入的形式接收用户输入，诸如触摸手势、滚动手势、缩放手势或其他
手势输入。在某些示例中，用户接口54可以采取物理控制元件的形式和/或包括物理控制元件，诸如物理按钮、键、旋钮或被配置为接收用户输入以与血液动力学监测系统32的部件交互的其他物理控制元件。
40.在操作中，血液动力学传感器34感测表示患者36的动脉压波形的血液动力学数据。血液动力学传感器34将血液动力学数据(例如，作为模拟传感器数据)提供给血液动力学监测器10。adc 44将模拟血液动力学数据转换为表示患者的动脉压波形的数字血液动力学数据。
41.系统处理器40执行低血压预测软件代码48，以使用所接收的血液动力学数据来确定表示患者36的未来低血压事件的概率的风险评分。例如，系统处理器40可以执行低血压预测软件代码48，以使用所接收的血液动力学数据获得多个低血压分析参数52。低血压分析参数52可以包括表征患者36的生命体征数据的一个或多个生命体征参数、以及从一个或多个生命体征参数导出的微分和组合参数，如下面进一步描述的。
42.低血压预测软件代码48的预测加权模块50基于低血压分析参数52的加权组合来确定对应于患者36的未来低血压事件的概率的风险评分。也就是说，预测加权模块50将存储在系统存储器42中的多个风险系数应用于低血压分析参数52，以产生导致风险评分的加权组合。可以经由使用机器学习或其他技术的训练操作(例如，离线训练)来确定风险系数，以最小化表示风险评分与集根据低血压的标准map阈值定义低血压的训练子集(例如，来自多个患者的数据的集合)的真实值的误差的的成本函数。也就是说，可以经由训练操作来选择由预测加权模块50利用的风险系数，以最小化由低血压预测软件代码48确定的预测风险评分的误差作为未来低血压事件的预测。可以相对于正训练数据子集和负训练数据子集来评估预测未来低血压事件的预测风险评分的误差，所述正训练数据子集和负训练数据子集相对于标准(例如，定义的)map阈值(诸如65mmhg或其他压力阈值)定义低血压的发生。
43.如本文所述，血液动力学监测器10可以经由用户接口54的控制元件56接收低血压的经调整的map阈值，诸如用户定义的map阈值。经调整的map阈值可以表示与标准map阈值的偏差，通过该偏差确定预测加权模块50使用的风险系数。由例如医护人员38提供的经调整的map阈值可以采取绝对压力(例如，map阈值)、偏差值(例如，与标准map阈值的偏差)或经调整的map阈值的其他指示的形式。
44.低血压预测软件代码48响应于接收到经调整的map阈值而基于可以经由用户接口54接收的低血压的标准map阈值和经调整的map阈值之间的差值来偏移表示患者36的动脉压波形的血液动力学数据，以产生经调整的数字血液动力学数据。例如，低血压预测软件代码48可以将标准map阈值与经调整的map阈值之间的差值添加到所接收的表示患者36的动脉压波形的血液动力学数据。系统处理器40执行低血压预测软件代码48以基于经调整的血液动力学数据来确定低血压分析参数52，并且使用基于标准map阈值确定的风险系数将预测风险评分确定为低血压分析参数52的加权组合。
45.系统处理器40执行低血压预测软件代码48，以响应于确定风险分数满足预定风险准则而经由用户接口54调用感官警报58，如下面进一步描述的。例如，低血压预测软件代码48可以调用感官警报58以警告预测将发生的低血压事件，例如，未来一至五分钟，或未来多达约三十分钟。感官警报58可以被实施为视觉警报、听觉警报、触觉警报或其他类型的感官警报中的一种或多警报。例如，感官警报58可以被调用为以下各项的任何组合：由显示器12
上的用户接口54示出的闪烁和/或彩色图形、经由显示器12上的用户接口54的风险评分显示、诸如警报器或重复音调的警告声音、以及被配置为引起血液动力学监测器10振动或以其他方式递送医护人员38或其他用户可感知的物理脉冲的触觉警报。
46.因此，血液动力学监测器10向医务人员提供患者36的预测的未来低血压事件的警告，从而实现及时且有效地干预以防止预测的未来低血压事件。此外，不需要重新训练预测风险模型来基于经调整的map阈值确定新的风险系数，而是实施本公开的技术的血液动力学监测器10基于标准map阈值与经调整的map阈值之间的差值来偏移从血液动力学传感器34接收的感测到的血液动力学数据。血液动力学监测器10利用经调整的血液动力学数据来使用未修改的风险系数确定风险评分，从而使得能够由医学人员对定义低血压的map阈值实时更新。因此，本文描述的技术通过使得血液动力学监测器10能够适应于例如用户定义的变化来增加血液动力学监测器10的可用性，所述用户定义的变化可以基于主治医务人员的训练和专业知识来预测患者36的未来低血压事件。
47.图5a和图5b是图示在偏移之前(图5a)和在施加的偏移之后(图5b)的动脉压波形的示例迹线的曲线图，该偏移是基于低血压的标准map阈值与低血压的经调整的map阈值之间的差值来确定的。为了清楚和便于讨论的目的，下面一起并参考图4的血液动力学感测系统32描述图5a和图5b。
48.图5a是图示对应于由血液动力学传感器34感测并由血液动力学监测器10接收的血液动力学数据的动脉压波形60a的示例迹线的曲线图。图5b是表示动脉压波形60a在由低血压预测软件代码48基于低血压的标准map阈值与低血压的经调整的map阈值之间的差值应用偏移之后的图示动脉压波形60b的示例迹线的曲线图。
49.如图5a和图5b所示，在该示例中，低血压预测软件代码48对动脉压波形60a施加5mmhg的偏移，以产生经调整的动脉压波形60b。在图5a和图5b的示例中，所施加的5mmhg的偏移对应于低血压的标准map阈值与低血压的经调整的map阈值之间的5mmhg的差值。也就是说，在图5a和图5b的示例中，例如经由用户接口54的控制元件56提供低血压的经调整的map阈值。系统处理器40执行低血压预测软件代码48以确定标准map阈值(例如，65mmhg)与经调整的map阈值(例如，60mmhg)之间的差值，在该示例中，标准map阈值(例如，65mmhg)与经调整的map阈值(例如，60mmhg)之间的差值对应于5mmhg的差值，但是其他差值是可能的(例如，大于5mmhg或小于5mmhg)。由系统处理器40执行的低血压预测软件代码48将偏移应用于血液动力学波形60a，以产生经调整的血液动力学波形60b，所述经调整的血液动力学波形60b表示波形60a具有在整个血液动力学波形60a中一致地添加的5mmhg的偏移。
50.虽然图5a和图5b的示例相对于应用于血液动力学波形60a以产生经调整的血液动力学波形60b的正偏移(即，5mmhg的偏移)来描述，但是应当理解，负偏移也是可能的。例如，如果(例如，由用户)提供了大于低血压的标准map阈值的低血压的经调整的map阈值，则所应用的偏移是负的。相反，如关于图5a和图5b的示例描述的，如果(例如，由用户)提供了小于低血压的标准map阈值的低血压的经调整的map阈值，则所应用的偏移是正的。
51.系统处理器40执行低血压预测软件代码48，以基于调整的动脉压波形60b确定低血压分析参数52。预测加权模块50应用基于标准map阈值(例如，65mmhg)确定的风险系数来确定表示患者36的未来低血压事件的概率的风险评分。
52.如图5b中进一步所示，经调整的血液动力学波形60b(例如，经由数字血液动力学
数据表示)可以包括预测患者36的未来低血压事件的各种标记。图5b图示了示例标记62、64、66和68，其分别对应于患者36的心跳的开始(标记62)、标记收缩上升结束的最大收缩压(标记64)、标记收缩衰减结束的重搏切迹的存在(标记66)和心跳的舒张(标记68)。在图5b中还示出了经调整的动脉压波形60b的示例斜率“m”，但是应当理解，斜率“m”仅表示可以在沿着经调整的动脉压波形60b的多个位置处确定的多个斜率。
53.可以通过低血压预测软件代码48基于经调整的血液动力学波形60b在各种间隔中(诸如在从标记64处的最大收缩压到标记66处的舒张期的间隔、以及从标记62处的心跳开始到标记66处的舒张期的间隔中)的行为从经调整的血液动力学波形60b提取预测患者36的未来低血压的附加标记。经调整的动脉压波形60b在以下间隔(1)收缩上升62-64、2)收缩衰减64-66、3)收缩期62-66、4)舒张期66-68、5)间隔64-68和6)心跳间隔62-68)期间的行为可以由低血压预测软件代码48通过确定在间隔1-6中的每一个中的经调整的血液动力学波形60b的曲线下面积和经调整的血液动力学波形60b的标准偏差来确定。针对间隔1-6确定的相应面积和标准偏差可以用作预测患者36的未来低血压的附加标记。
54.因此，实施本公开的技术的血液动力学监测器10可以基于低血压的标准map阈值与低血压的经调整的map阈值之间的差值来偏移所接收的由血液动力学传感器34感测的血液动力学数据，以产生经调整的血液动力学数据。不是重新训练或以其他方式修改由低血压预测软件代码48实施的预测模型以基于经调整的map阈值来确定经修改的风险系数，而是血液动力学监测器10可以偏移用于与基于低血压的标准map阈值确的未修改的风险系数一起使用的输入信号(即，来自血液动力学传感器34的血液动力学数据)。因此，血液动力学监测器10可以在适应用户定义的低血压的map阈值的同时利用未修改的风险系数来确定表示患者36的未来低血压事件的概率的风险评分。
55.图6是图示使用基于低血压的标准map阈值与低血压的经调整的map阈值之间的差值调整的血液动力学数据来确定表示未来低血压事件的概率的风险评分的示例操作的流程图。为了清楚和便于讨论的目的，下面在图4的血液动力学监测系统32的背景内描述示例操作。
56.低血压的经调整的map阈值由血液动力学监测器10接收(步骤70)。例如，血液动力学监测器10可以接收由例如医护人员38经由用户接口54的控制元件56提供的低血压的经调整的map阈值。血液动力学监测器10接收表示患者36的动脉压波形的感测到的血液动力学数据(步骤72)。例如，血液动力学监测器10可以从血液动力学传感器34接收表示患者36的动脉压波形的模拟血液动力学传感器信号。
57.血液动力学监测器10基于低血压的标准map阈值与低血压的经调整的map阈值之间的差值来偏移所接收的血液动力学数据，以产生经调整的血液动力学数据(步骤74)。例如，系统处理器40可以执行低血压预测软件代码48以确定标准map阈值与经调整的map阈值之间的差值。低血压预测软件代码48可以通过将低血压的标准map阈值与经调整的map阈值之间的差值添加到所接收的血液动力学数据来偏移从血液动力学传感器34接收的血液动力学数据。在一些示例中，低血压预测软件代码48可以根据以下等式添加低血压的标准map阈值与低血压的经调整的map阈值之间的差值：
58.f
′
(t)＝f(t)+(θ-θ
′
)
ꢀꢀ
(等式1)
59.其中f
′
(t)是经调整的血液动力学数据，f(t)是所接收的血液动力学数据，θ是低
血压的标准map阈值，并且θ
′
是低血压的经调整的map阈值。
60.血液动力学监测器10的系统处理器40执行低血压预测软件代码48，以执行经调整的血液动力学数据的波形分析(步骤76)。例如，系统处理器40可以执行低血压预测软件代码48以执行经调整的血液动力学数据的波形分析，以获得预测患者36的未来低血压的低血压分析参数52。低血压分析参数52可以包括表征患者36的生命体征数据的生命体征参数、从生命体征参数导出的微分参数以及表示生命体征参数和微分参数中的一个或多个的组合的组合参数中的一个或多个。
61.表征生命体征数据的生命体征参数可以包括例如每搏输出量、心率、呼吸、心肌收缩力、平均动脉压、压力反射敏感性度量、血液动力学复杂性测量、频域血液动力学特征或其他生命体征参数。压力反射敏感性度量量化互补生理过程之间的关系。例如，健康患者的血压的降低通常通过心率的增加和/或外周阻力的增加来补偿。可以被包括在表征生命体征数据的一个或多个生命体征参数中的压力反射敏感性度量对应于患者36对正常生理变化适当地响应的程度。
62.血液动力学复杂性度量量化心脏测量随时间的规律性的量、以及熵，例如心脏测量随时间的波动的不可预测性。例如，不可预测的心脏波动是与健康相关联的正常现象。非常低的熵(即心脏测量随时间的高度规律性和不可预测的波动的基本上不存在)可以是即将发生的低血压事件的重要警告标志。频域血液动力学特征将心脏性能的各种度量量化为频率而不是时间的函数。
63.低血压预测软件代码48还可以基于表征患者36的生命体征数据的一个或多个生命体征参数来确定微分参数。低血压预测软件代码48可以通过确定一个或多个生命体征参数相对于时间、相对于频率或相对于来自一个或多个生命体征参数之中的其他参数的变化而从一个或多个生命体征参数导出微分参数。因此，一个或多个生命体征参数中的每一个可以产生包括在低血压分析参数52之中的一个、两个或若干个微分参数。
64.例如，可以基于作为时间的函数和/或作为采样频率的函数的参数每搏输出量(sv)的变化来导出微分参数每搏输出量变化(svv)。类似地，可以导出平均动脉压的变化(δmap)作为相对于时间和/或采样频率的微分参数。作为另一示例，可以通过从map的当前值减去map在过去五分钟、十分钟或其他持续时间内的平均值来导出map相对于时间的变化。
65.低血压预测软件代码48可以使用一个或多个生命体征参数和导出的微分参数来生成包括在低血压分析参数52中的组合参数。例如，可以通过生成一个或多个生命体征参数和微分参数的子集的幂组合而使用一个或多个生命体征参数和微分参数来生成组合参数。例如，每个组合参数可以被生成为三个参数的幂组合，三个参数可以从表征生命体征数据的一个或多个生命体征参数和/或微分参数之中随机地或有目的地选择。从一个或多个生命体征参数和/或微分参数之中选择的三个参数中的每一个可以被提升到指数幂，并且可以与类似地提升到指数幂的其他两个参数相乘或相加。从一个或多个生命体征参数和/或微分参数选择的三个参数中的每一个被提升到的指数幂可以是但不必是相同的指数幂。
66.在一些示例中，可以使用指数幂的预定的且有限的整数范围来执行组合参数的生成。例如，用于生成组合参数的指数幂可以是从负二、负一、零、一和二(-2、-1、0、1、2)之中选择的整数幂。因此，在一些示例中，可以根据以下等式表示每个组合参数：
[0067][0068]
其中y是表征生命体征数据的一个或多个生命体征参数中的一个或微分参数中的一个，n是大于2的任何整数，并且a、b和c中的每一个可以是-2、-1、0、1和2中的任何一个。在一些示例中，上面的等式2可以应用于一个或多个生命体征参数、微分参数的基本上所有可能的幂组合，并且一个或多个生命体征参数、微分参数经受上述的预定约束(即，n的值是大于2的任何整数，并且a、b和c中的每一个选自由-2、-1、0、1和2组成的组)。
[0069]
低血压分析参数52包括表征生命体征数据的一个或多个生命体征参数、微分参数和组合参数。因此，低血压预测软件代码48通过基于经调整的血液动力学数据识别表征生命体征数据的一个或多个生命体征参数、基于一个或多个生命体征参数获得微分参数并使用一个或多个生命体征参数和微分参数生成组合参数来确定低血压分析参数52。
[0070]
基于经调整的血液动力学数据的波形分析来确定表示患者36的未来低血压事件的概率的风险评分(步骤78)。例如，系统处理器40可以执行低血压预测软件代码48以引起预测加权模块50将风险评分确定为低血压分析参数52的加权组合。预测加权模块50可以通过将多个风险系数应用于低血压分析参数52来确定低血压分析参数52的加权组合，所述低血压分析参数52包括表征患者36的生命体征数据的生命体征参数、从生命体征参数导出的微分参数以及组合参数。由预测加权模块50应用的多个风险系数可以相对于低血压的标准map阈值来确定(例如，经由离线训练)。因此，因为低血压预测软件代码48基于从由附接到患者36的血液动力学传感器感测到的血液动力学数据导出的低血压分析参数52来确定风险评分，所以应当注意，低血压预测软件代码48在不需要与其他患者中的低血压直接比较的情况下并且在不需要直接参考可以存储关于除患者36之外的患者中的低血压的信息的低血压数据库的情况下确定患者36的风险评分。
[0071]
在一些示例中，预测加权模块50根据以下等式确定表示患者36的未来低血压事件的概率的风险评分：
[0072]
r＝1/(1+e-a
)
ꢀꢀ
(等式3)
[0073]
其中r其中是风险评分，并且a被表示为：
[0074][0075]
其中
[0076]
v1＝cwi，包括在低血压分析参数中的由患者36的体表面积索引的心脏作功量；
[0077]
v2＝mapavg，平均的平均动脉压；
[0078]
v3＝δmapavg，当与初始状态相比时的平均的平均动脉压mapavg的变化；
[0079]
v4＝avgsysdec，收缩期的衰减部分处的平均压力；
[0080]
v5＝δsys，当与初始值相比时的收缩压的变化；
[0081]
v6＝ppareanor，经调整的动脉压波形下的归一化面积；
[0082]
v7＝biasdia，舒张斜率的偏差；
[0083]
v8＝cw，心脏作功量；
[0084]
v9＝mapdnlocarea在map的第一实例与重搏切迹之间的经调整的动脉压波形下的面积；
[0085]v10
＝swcomb，每搏功；
[0086]v11
＝pparea，经调整的动脉压波形下的面积；
[0087]v12
＝decareanor，衰减阶段的归一化面积；
[0088]v13
＝slopesys，收缩期的斜率；
[0089]v14
＝cwk，winkessel顺应性；
[0090]v15
＝sys_rise_area_nor，收缩上升阶段下的归一化面积；
[0091]v16
＝pulsepres，脉搏压；
[0092]v17
＝avg_sys，收缩期的平均压力；
[0093]v18
＝dpdt2，经调整的动脉压波形的二阶导数的最大值；
[0094]v19
＝dpdt，经调整的动脉压波形的一阶导数的最大值；以及
[0095]
c0,c1,
…
,c
11
是相对于低血压的标准map阈值确定的风险系数。
[0096]
在一些示例中，风险分数r可以表示为如由上面的等式3表示的分数。在其他示例中，风险评分可以转换为在0％和100％之间的百分比风险评分。
[0097]
血液动力学监测器10响应于满足预定风险准则的风险评分而调用感官警报(步骤80)。例如，低血压预测软件代码48可以响应于确定根据上面的等式3确定的风险评分r满足预定的风险准则而调用用户接口54的感官警报58。在一些示例中，可以使用dac 46处理低血压预测软件代码48的输出，以将数字信号转换为模拟信号，以便经由用户接口54呈现在显示器12处。
[0098]
预定的风险准则可以基于风险评分的值、基于风险评分在一段时间间隔内的趋势、或两者。例如，在风险评分表示为在0和100之间的百分比的情况下，低血压预测软件代码48可以响应于确定风险评分超过第一预定阈值(诸如85％)而(例如，立即)调用感官警报58。在一些示例中，低血压预测软件代码48可以响应于确定风险评分在整个第一预定时间段内满足第二预定阈值而调用感官警报58。在这样的示例中，第二预定阈值可以低于第一预定阈值。
[0099]
因此，低血压预测软件代码48可以响应于确定风险评分超过第一预定阈值(例如，85％)而例如立即调用感官警报58。低血压预测软件代码48还可以响应于确定风险评分在第一预定时间段(例如，十到三十秒)内超过小于第一预定阈值的第二预定阈值(例如，80％)而调用感官警报58，在第一预定时间段期间，风险评分连续地大于第二预定阈值(80％)并且小于第一预定阈值(例如，85％)。在某些示例中，低血压预测软件代码48可以响应于确定风险评分在第二预定时间段(例如，一分钟或更多分钟)内大于小于第二预定阈值的第三预定阈值而调用感官警报58。在其他示例中，低血压预测软件代码48可以响应于确定风险评分在第三预定时间段(例如，一分钟、两分钟或其他时间段)内超过第四预定阈值(例如，75％)阈值次数(例如，两次、三次或其他次数)而调用感官警报58。
[0100]
尽管未在图6的示例性操作中图示，但是在一些示例中，血液动力学监测器10可以使用低血压预测软件代码48来识别患者36的预测的未来低血压事件的最可能原因。例如，基于所识别的标记，低血压预测软件代码48可以识别患者36的不良血管张力、低血容量、降低的心脏收缩性或预测的未来低血压事件的其他最可能的原因。
[0101]
在一些示例中，血液动力学监测器10可以推荐用于防止患者36的预测的未来低血压事件的医疗干预，诸如通过识别与所识别的患者36的预测的未来低血压事件的最可能原
因相对应的推荐的医疗干预。例如，关于不良血管张力的最可能原因，血液动力学监测器10可以推荐施用血管收缩剂的医学干预。关于低血容量的最可能原因，例如，血液动力学监测器10可以推荐施用盐水或全血的医学干预。
[0102]
因此，实施本公开的技术的血液动力学监测器10提供了预测患者36的未来低血压事件的风险评分，从而在患者36进入低血压状态之前实现及时且有效地干预来防止低血压事件。此外，通过在不需要重新训练预测风险模型的情况下实现对定义的低血压阈值的调整，本文描述的技术增加了血液动力学监测系统32的可用性以适应例如医务人员的训练和经验。
[0103]
虽然已经参考(一个或多个)示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行各种改变并且可以用等同物替换其元件。另外，在不脱离本发明的实质范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应于本发明的教导。因此，旨在本发明不限于所公开的(一个或多个)特定实施例，而是本发明将包括落入所附权利要求的范围内的所有实施例。