[发明专利]估测用测血压布袖袋得到的中心压力波形的方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2006年2月21日提交的美国专利申请号11/358,283 (现在美国专利公开号2006/0224070-A1，于2006年10月5日公开)、2008年6月13日提交的美国专利申请号12/157,854 (现在美国专利公开号2009/0012411-A1，于2009年1月8日公开)、2008年5月15日提交的美国临时申请系列号61/127,736和2008年9月24日提交的美国临时申请号 61/194,193的优先权的权益。在此公开且要求保护的发明的主题与在1999年6月22日授权的美国专利号5,913,826、2006年2月7日授权的美国专利号6,994,675和前述美国专利公开号2006/0224070-A1和美国专利公开号2009/0012411-A1中公开的主题有关，它们都通过参考并入本文。

背景技术

本发明涉及测量来自上臂测血压布袖袋的上心脏收缩（suprasystolic）波形的方法。这些波形的分析和解读，可以直接在测量和处理的信号上进行。已经证实，上心脏收缩波形随着血管活性剂的施用、生理学挑战、正常成熟过程和病态而显著地且可预测地变化。

近期的文献已经指出了中心血压(波形和值，诸如心脏收缩的、心脏舒张的、和平均值)在心血管风险控制中的潜在重要性。为此，如果能估测中心压力，将是有利的。

更具体地，本发明涉及波形测量系统和待研究的动脉系统的基于物理学的模型化方法。由奥克兰科技大学生物医学技术研究所（Institute of Biomedical Technologies, Auckland University of Technology）的Joe El-Aklouk构建的这类早期模型之一，是基于管道中的声压波传播。

El-Aklouk的工作包含，开发在给定已知的材料性质、几何形状、约束条件和驱动输入的情况下模拟波传播的模型。El-Aklouk也研究了动脉中的压力振荡向外表施加的充气布袖袋的传播。

Berend Westerhof等人(Am J Physiol Heart Circ Physiol 292:800-807, 2007)已经提出了更多新的模型，他们假定更多周边的动脉存在已知的端阻抗，检查了锁骨下根和未阻塞的肱动脉之间的压力转移。在另一篇近期的文章(J Appl Physiol 105:1858-1863, 2008)中，Westerhof 等人尝试证实，周边循环中的变化造成的阻抗的变化对中心压力预测具有可忽略的影响。Westerhof 等人没有考虑使用上心脏收缩布袖袋来从周边循环隔离肱动脉。

发明内容

本发明的首要目的是，通过应用上心脏收缩布袖袋，并使用反转肱动脉布袖袋-压力模型，改善中心压力波形的估测。

本发明的更具体的目的是，扩展El-Aklouk和Westerhof 等人完成的理论工作，包括反转模型的推导，并将它具体应用于锁骨下-肱动脉分支。该反转模型允许通过测量上心脏收缩波形，预测驱动输入压力(在主动脉弓中)。已经发现，可以解决反转模型问题，无需求助于计算成本昂贵且迭代数值的方法。已经在假定下推导出了解决方案，以允许以封闭方式呈现。该模型仅利用物理上有意义的参数。

根据本发明的该模型已经应用于在受试者的研究中收集的临床数据，所述受试者在Wil Harrison博士领导的奥克兰城市医院（Auckland City Hospital）接受心导管插入术。下文阐述了该研究的结果，它们验证了该模型。

模型推导

在考察的动脉系统中，压力波通过左锁骨下和肱动脉封闭的血量传播。在肱末端，通过施加上心脏收缩测血压布袖袋，基本上封闭动脉。

已经做出如下的许多假设以及它们的论证：

●动脉在横断面上为环形。MRI成像已经证实这是基本上正确的。

●动脉具有平行侧。在400 mm的距离上锁骨下根和肱动脉之间的半径变化是约1.5毫米。

●动脉圆筒是薄壁的，也就是说，壁厚度远远小于内径。在该文献中报道的动脉壁厚度是半径的约1/5。

●血流速度远远小于声速。也就是说，动能向势能的转化是可忽略的。另外，可以忽略血流的粘弹性性质。在导致动脉阻塞的上心脏收缩布袖袋条件下，在动脉内基本上没有血流。

●在动脉区段内没有分叉。左锁骨下-肱管道基本上没有分叉(尽管存在许多小分支)。另一个主要分叉是肱动脉向桡动脉和尺动脉中的分支。这发生在远离上心脏收缩布袖袋的位置。