[发明专利]用于确定血流的系统和方法

说明书

相关申请

本申请要求2008年9月22日提交的美国申请No. 61/136,640的优先权益，其内容被结合到本文中以供参考，如同其在本文中被完全阐述一样。

技术领域

本发明在其某些实施例中涉及医学中的诊断，并且更特别地但非排他性地涉及用于通过分析从活体接收到的电信号来确定血流的系统和方法。

背景技术

与诸如生物阻抗的测量之类的器官的电气性质的测量有关的技术通常是已知的。通常，此类技术涉及通过从电气测量提取生理显著特性来监视生理参数，参见例如美国专利No. 6,577,897。特性可以包括帮助鉴别直接或间接地与器官（例如，血管、心脏、肺等）的状态有关的生理指示的测量，并揭示包括关键的危及生命的条件的各种生理条件的测量。

例如，心脏疾病可能是由（i）自动神经系统中的故障，其中，从中枢神经系统控制机构到心肌的神经脉冲未能提供规则的心率和/或（ii）心肌本身强度不足，其中即使病人具有规则心率，其收缩力也会不足。无论如何，由患病的心脏供应血液的血液量或速率是异常的，并且应认识到病人的循环状态的评估具有最高的重要性。

对于许多病人而言，诸如心率和血压的最简单测量可能是足够的，但是如果存在心脏血管或血流动力异常，则需要更详细的测量。

心输出量（CO）是在一定时间间隔期间由心脏泵浦（pump）的血液的体积，所述时间间隔通常被取为一分钟。心输出量是心率（HR）与每次心跳泵浦的血液量、也称为每搏输出量（stroke volume，SV）的乘积。例如，在大多数成年人体内，在站立位置上静止的每博输出量平均在60和80 ml的血液之间。因此，在每分钟80跳的静止时心率下，静止心输出量在每分钟4.8L和6.4 L之间改变。

常见临床问题是血压过低（低血压）；这可能由于心输出量低和/或由于低体循环血管阻力（Systemic Vascular Resistance）而发生。许多病人可能都发生这种问题，尤其是在重病护理或术后高依赖性单元中的那些病人。在这些高危病人体内，通常建立更详细的监视，包括经由中心静脉导管来测量中心静脉压和经由外围动脉导管来连续显示动脉血压。

除上述测量之外，心输出量的测量是有用的。例如，当与动脉压测量组合时，心输出量能够用于计算体循环血管阻力。心输出量的测量可用于建立病人的初始心脏血管状态和用于监视对各种治疗介入的响应，诸如输血、肌力药注入、血管活性药注入（以增加或降低体循环血管阻力）或以药理学方式或通过调整起搏率来改变心率二者。

目前已知测量心输出量的多种方法，代表性示例包括由Adolf Fick在1870年描述的Fick方法，使用人体在呼吸期间吸收的氧的量和静脉与动脉血液之间的氧浓度的差来计算心输出量；经食管超声心动图检查术（参见例如美国专利No. 6,142,941），其中，从血流速度（经由多普勒频移记录）、血管的横截面积和心率导出心输出量；以及基于顺应性（compliance）的方法（参见例如美国专利No. 6,485,431），其中，从测量的动脉压确定动脉系统的顺应性并用于计算作为平均动脉压与除以时间常数的顺应性的乘积的心输出量。还已知基于导管的方法，诸如热稀释法（参见例如美国专利No. 4,153,048）。

在美国专利No. 3,340,867中首先公开了被称为胸电生物阻抗的非侵入式方法，并且其最近开始引起医学和工业注意[美国专利No. 3,340,867、4,450,527、4,852,580、4,870,578、4,953,556、5,178,154、5,309,917、5,316,004、5,505,209、5,529,072、5,503,157、5,469,859、5,423,326、5,685,316、6,485,431、6,496,732和6,511,438；美国专利申请No. 20020193689]。胸电生物阻抗方法具有在对病人没有危险的情况下提供连续心输出量测量的优点。

在国际公开No. WO2004098376、WO2006087696和WO2009022330、美国专利No. 6,022,322、5,615,689和5,642,734及美国公开申请No. 20030120170、20060085048和20060122540中发现了采用生物阻抗的各种方法，其内容被结合到本文中以供参考。

发明内容