[发明专利]基于体表两点脉搏波的中心动脉脉搏波监测系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于医疗设备技术领域，具体涉及一种基于体表两点脉搏波的中心动脉脉搏波监测系统及方法。

背景技术

心血管病是当今威胁人类健康的最重要疾病。《中国心血管病报告2012》指出，我国心血管病患病人数仍呈快速增长态势，据估计，每年约有350万人死于心血管病，占总死亡原因的41％，我国心血管疾病现患病人数为2.9亿，每10秒就有1人死于心血管疾病。根据世界卫生组织公布的数据显示，全世界每三例死亡者，其中就有一例死于心血管疾病。由于心血管疾病的高致残率和死亡率，心血管疾病已成为我国乃至全世界最重要的公共卫生问题之一。

作为与心血管活动息息相关的信息载体，脉搏波蕴藏着极丰富的心血管系统病理、生理信息。全面评价人体心血管功能要综合考虑脉搏波的形态、强度、速率与节律等多个方面的特征信息。动脉血压更是临床治疗的常规项目，对预测心血管疾病有着重要价值。目前，上臂肱动脉脉搏波常用来评估人体血压水平。相比肱动脉，中心动脉脉搏波能更直接地反映心血管系统事件，中心动脉脉搏波测量的目的是实现能反应心脏与大动脉特性的生理参数的测量和监测，例如：主动脉收缩压、舒张压、平均压、心室射血分数、射血间期、心输出量、动脉顺应性、外周血管阻力与特性阻抗等。中心动脉压是主动脉根部承受的侧压力，从解剖学角度看，主动脉与左心室直接相连，是心脏、整个动脉系统即周围器官的连接点，其血压变化比肱动脉血压更能反应脏器功能。中心动脉压的检测在生理上有助于进一步解释人体动脉血压的形成与传导，在临床上也对心血管疾病的防治有重要指导作用。

近年来随着中心动脉压测量技术的发展和新的循证医学资料的出现，中心动脉压研究的重要性正得到越来越多的关注；目前中心动脉脉搏波可通过有创或无创手段测得，有创测压法将导管直接插入患者左心室或主动脉测量升主动脉压力，可准确、连续地记录脉搏波，也是检验各种无创方法准确性的金标准。但是这种有创的方法不仅费用昂贵，而且对人体造成的创伤很大，容易引起很多并发症，除此之外还要求实施医院有相当高的技术和设备。

过去几十年里，在心血管领域有大量学者致力于研究中心动脉压无创测量方法。已有研究证实中心动脉脉搏波与外周动脉脉搏波间存在一定的数学转换关系，这种关系可由时域ARMA、频域FFT等多种函数模型描述。由于无创脉搏波可在体表多处测量，而且操作简单、方便，由外周动脉脉搏波估计中心动脉脉搏波无疑为心血管系统检测与疾病的防治提供了一种新思路。现已应用于临床的中心动脉脉搏波无创测量法主要有替代法和传递函数法两种，替代法用颈动脉脉搏波近似替代升主动脉脉搏波，但测量不方便且估测误差一般较大。传递函数方法通过测量外周动脉(如桡动脉、肱动脉)脉搏波，利用函数转换关系间接推导出中心动脉脉搏波波形与压力值。目前为止，随着脉搏波无创测量技术的发展，人体表面多处脉搏波与中心动脉脉搏波间的传递函数已成功建立，只是精度与实用性有所不同。

早期传递函数的建立依赖于特定群体的心血管系统特性，称为广义传递函数法。其求解需以下三个步骤：1、分别用有创与无创手段采集实验群体的中心动脉脉搏波与外周动脉脉搏波；2、求出这一群体中每一个体的从中心动脉脉搏波到外周动脉脉搏波的传递函数，对所有传递函数求平均，获得广义传递函数；3、选出另一实验群体重复步骤1，对上述传递函数进行验证与修正；最后求得广义传递函数的逆变换用于主动脉波形的重建。由上可知，广义传递函数法假设实验群体中，心血管系统特性不存在个体间差异且不随时间变化，这显然与实际情况相悖。由于广义传递函数是一个群体心血管特性的平均，其与不同个体传递函数间的差异是不可避免的，强行将此方法应用于不同个体会引起较大误差，从而影响对心血管疾病的诊断。

为获得中心动脉脉搏波的细节信息，许多学者对广义传递函数法进行了修正，即传递函数的个性化，比如：考虑影响心血管系统特性的年龄、性别、药物作用等因素来修正广义传递函数。传递函数方法在经历了由广义传递函数法到个性化传递函数法的多次改进后，精度显著提高，但要应用于临床还有一些理论上与实际操作上的问题需要解决，首先，传递函数与脉搏波传导特性并无直接联系，其中各参数生理意义尚不明确；其次，这一方法仅通过单个部位外周动脉脉搏波和一个先验的传递函数来估计中心动脉脉搏波，忽略了心血管系统特性随时间的改变与个体间的差异；最后，传递函数的求解需要大量实验人群，还要采用有创测量手段，时间与物质成本较高。