一种重症监护室用左心房血流动力学监测系统

摘要

本发明提出一种重症监护室用左心房血流动力学监测系统，属于健康监测技术领域。监测系统包括患者端和护理端，患者端包括数据储存组件、植入性传感器、导线以及无线传输单元；植入性传感器用于采集左心房状态数据后通过导线传输至数据储存组件，并由数据储存组件转发给护理端；植入性传感器配置有锚定装置，锚定装置大小可调节；护理端按照第一预设周期进行动力学分析，并根据所述动力学分析的结果，切换植入性传感器的采集模式。数据储存组件采用环形栈存储所述状态数据。本发明提出的血流动力学监测系统可用于重症监护室的患者的左心房状态监测，并能够自适应的调节监测模式，在确保患者健康的同时使得数据监测更有针对性。

说明书

技术领域

本发明属于健康监测技术领域，尤其涉及一种重症监护室用左心房血流动力学监测系统。

背景技术

在临床医学中，很多状况下都需要采集心内左心房内血液动力信息，常规的监测方法是将一根用于测量的导管从上腔静脉进入，并将导管一端伸入左心房中，与左心房心内组织简单缝合固定，用完后直接拔出，拔出时极易出血，并可能引发不安全事故。

此外，据报道，左心房压力升高也是心功能失代偿的特征性表现，临床缺乏准确评估左心房压力的指标，而直接测定左心房压力有助于早期发现及治疗慢性心力衰竭，例如左心房压力监测装置HeartPOD。但是该装置在用于慢性心力衰竭患者时，大部分是针对患者普通临床或者远程居家环境，工作模式单一，整个工作状态参数不能随着不同病人的实际情况变化而调节厚度后调整大小，并且大小一旦调整后就无法再次改变，即处于固定状态。现有技术还有更简单的左心房血流动力学监测装置用于重症监护室，例如实用新型专利CN213940726U。

但是，在临床重症环境中，尤其是重症监护室环境中，患者的心率、呼吸状态随时有可能发生重大变化，导致实时的房间隔厚度可能会发生改变，此时，处于固定状态的传感器上的锚定装置无法及时进行调整，而传感器的采集模式也无法动态进行反馈调节，导致上述植入性左心压力监测装置，即无法应用于临床的重症监护室环境的持续全流程监测。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种重症监护室用左心房血流动力学监测，能够自适应的调节监测模式，在确保患者健康的同时使得数据监测更有针对性。

本发明的技术方案由患者端和护理端组成，其中：

所述患者端安装于重症监护室患者，并与所述护理端通信连接；

具体的，所述患者端可以是可穿戴式设备组件。

所述患者端包括数据储存组件、植入性传感器、导线以及无线传输单元；

所述植入性传感器用于采集左心房状态数据，并将所述状态数据通过所述导线传输至所述数据储存组件，并由所述数据储存组件转发给所述护理端；

所述植入性传感器配置有锚定装置，所述锚定装置大小可调节；

所述护理端接收所述患者端转发的所述状态数据后按照第一预设周期进行动力学分析，并根据所述动力学分析的结果，切换所述植入性传感器的采集模式。

在本发明中，不同的采集模式对应不同的采集模式参数设定；

所述采集模式参数如下之一或者其任意组合：

植入性传感器的单次采集时长、采集的状态数据组合、设定的锚定装置的大小；

所述左心房状态数据包括左心房压力、左心房体温、心内心电图以及传感器采集时长。

作为改进，所述数据储存组件包括状态数据预处理单元；

所述数据储存组件将所述状态数据通过所述状态数据预处理单元执行预处理后，转发给所述护理端。

所述监测系统通过无线射频传输系统提供能量。

在一个方面，所述护理端接收所述患者端转发的所述状态数据后按照第一预设周期进行动力学分析，并根据所述动力学分析的结果，切换所述植入性传感器的采集模式，具体包括：

接收所述患者端转发的在所述第一预设周期内的k个左心房压力采样数据{P

根据拟合关系式f计算左心房压力-左心房体温匹配变化值PT；

其中，PT＝f(P

P

T

M为所述第一预设周期内设定的锚定装置的大小值；

W为患者的BMI指数；

T为所述第一预设周期的长度；

判断所述左心房压力-左心房体温匹配变化值PT与预设标准值ST的差值是否在预定范围；

如果是，则增大所述传感器采集时长与所述第一预设周期。

如果否，则降低所述传感器采集时长与所述第一预设周期，并且，如果此时所述护理端接收所述患者端转发的所述状态数据不包含所述心内心电图数据，则所述护理端通知护理人员调节所述植入性传感器的采集模式，使得所述植入性传感器同步采集所述左心房压力、左心房体温、心内心电图。

在另一个方面，所述护理端接收所述患者端转发的所述状态数据后按照第一预设周期进行动力学分析，并根据所述动力学分析的结果，切换所述植入性传感器的采集模式，具体包括：

接收所述患者端转发的在所述第一预设周期内的当前心内心电图曲线Scur，所述当前心内心电图曲线Scur包含多个采样点；

将所述当前心内心电图曲线Scur与前次接收的所述患者端转发的前次心内心电图曲线Spre执行采样点匹配；

若超过第一预设数量的采样点无法匹配，则所述护理端通知护理人员调节所述锚定装置的大小。

若超过第一预设数量的采样点能够匹配，则切换所述植入性传感器的采集模式，使得所述所述植入性传感器在第一时间段采集所述左心房压力、左心房体温，而在第二时间段采集所述心内心电图，所述第一时间段与所述第二时间段不同。

作为本发明的进一步改进，所述数据储存组件采用环形栈存储所述状态数据。

具体的，所述环形栈包含第一层环栈、第二层环栈和第三层环栈；

所述第一层环栈用于存贮左心房压力数据；

所述第二层环栈用于存储左心房体温数据；

所述第三层环栈用于存储心内心电图数据；

所述第三层环栈为最内层环形栈。

当所述第一层环栈或者第二层环栈之一满栈时，

所述数据储存组件将所述状态数据转发给所述护理端。

本发明提出的血流动力学监测系统可用于重症监护室的患者的左心房状态监测，并能够自适应的调节监测模式，在确保患者健康的同时使得数据监测更有针对性；并且，本发明通过不同的状态数据采用不同层级的环形栈存储并在环形栈满栈时进行数据转发的方式，能够避免多个患者端与护理端的数据传输冲突，避免数据溢出或者数据阻塞。

本发明的进一步优点将结合说明书附图在具体实施例部分进一步详细体现。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例的重症监护室用左心房血流动力学监测系统的整理组成示意图；

图2是本发明一个实施例的重症监护室用左心房血流动力学监测系统的患者端的详细结构示意图；

图3是图1所述左心房血流动力学监测系统包含多个患者端时用于重症监护室的结构示意图；

图4是图3所述结构示意图中的多个患者端的并行架构示意图；

图5是本发明一个实施例的重症监护室用左心房血流动力学监测系统的工作模式调节示意图；

图6是本发明一个实施例的重症监护室用左心房血流动力学监测系统在一种情形下的采集模式控制流程图；

图7本发明一个实施例的重症监护室用左心房血流动力学监测系统在另一种情形下的采集模式控制流程图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对发明做出进一步的描述。

在介绍本发明的各个实施例之前，先介绍与本发明的技术方案有关的相关概念与原理。这部分原理和概念有助于本领域技术人员更好的理解本发明的改进及其有益效果。

针对植入性血流动力学监测，目前已有三类植入性血流动力学监测系统，包括右心室压力、左心房压力和无线肺动脉压力监测装置。这些装置通过监测血压、心率、体重等指标对CHF(chronicheartfailure，慢性心力衰竭)患者进行远程监测和管理。

例如，HeartPOD(St.JudeMedicalInc，Minneapolis)在2007年即首次用于CHF患者。

现有技术介绍可参见：

[1]Ritzema J,Melton I C,RichardsAM,et al.Direct left atrial pressuremonitoring in ambulatory heart failure patients:initial experience with a newpermanent implantable device.[J].Circulation,2007,116(25):2952-2959.

左心房压力升高是心功能失代偿的特征性表现，临床缺乏准确评估左心房压力的指标，直接测定左心房压力有助于早期发现及治疗CHF急性加重。

发明人在实际使用中的一种植入性左心压力监测装置，将植入性左心压力监测装置用于CHF患者，该装置由植入性传感器、导线、皮下感应线圈体外患者询问组件和医师的电脑软件组成。股静脉穿刺后通过输送系统将传感器送至右心房，经房间隔穿刺将传感系统植入房间隔左心房侧；传感器上有锚定装置，能够依据房间隔厚度调整大小，并将传感器固定在房间隔上。能对CHF患者进行安全准确的持续血流动力学监测。

发明人发现，该装置在用于CHF患者时，大部分是针对患者普通临床或者远程居家环境，工作模式单一，整个工作状态参数不能随着不同病人的实际情况变化而调节，尤其是传感器上的锚定装置，在植入后只能粗略的感应房间隔厚度后调整大小，并且大小一旦调整后就无法再次改变，即处于固定状态。

但是，在临床重症环境中，尤其是重症监护室环境中，患者的心率、呼吸状态随时有可能发生重大变化，导致实时的房间隔厚度可能会发生改变，此时，处于固定状态的传感器上的锚定装置无法及时进行调整，而传感器的采集模式也无法动态进行反馈调节，导致上述植入性左心压力监测装置，即无法应用于临床的重症监护室环境。

为此，本发明提出了相应的改进的技术方案。

图1是本发明一个实施例的重症监护室用左心房血流动力学监测系统的整理组成示意图。

在图1中，示出所述重症监护室用左心房血流动力学监测系统包括患者端和护理端；所述患者端安装于重症监护室患者，并与所述护理端通信连接。

作为具体的实施例，所述患者端包括至少一个可穿戴组件，以便于将其佩戴与重症监护室患者。

更具体的，参见图2，图2是本发明一个实施例的重症监护室用左心房血流动力学监测系统的患者端的详细结构示意图。

在图2中，所述患者端包括数据储存组件、植入性传感器、导线以及无线传输单元。

可以看到，图2示出的所述患者端的构件有部分可以直接沿用已有的植入性左心压力监测装置HeartPOD，在具体配置时也是股静脉穿刺后通过输送系统将传感器送至右心房，经房间隔穿刺将传感系统植入房间隔左心房侧。

然而，作为本发明的改进部分，所述植入性传感器配置有锚定装置，所述锚定装置大小可调节。

这里的大小可调节，是指所述锚定装置大小在不同的采集模式下，可以基于当前状态数据表征的房间隔厚度的变化，来进行位置调节。

具体的采集模式变化将在后续实施例部分详细介绍。此处，可以理解的是，不同的锚定位置对应所述传感器的不同采集模式，而不再是固定的锚定方式，考虑到了重症监护室环境中，患者的心率、呼吸状态随时有可能发生重大变化，导致实时的房间隔厚度(相对腔体位置)可能会发生改变的情况，更符合重症监护室患者的实际健康状态。

所述监测系统通过无线射频传输系统提供能量。

和已有的植入性左心压力监测装置HeartPOD类似，该装置通过PAM的125kHz无线射频传输系统提供能量并监控左心房压力体温和心内心电图等数据。

需要理解的是，本发明所述的患者端位于患者侧，本发明的技术方案可以同时应用于多个患者侧，即多个重症监护室患者对应一个护理端，也可以是N个重症监护室患者对应M个护理端，

为方便描述，图3-图4中，以N＝2，M＝1为例，图3是图1所述左心房血流动力学监测系统包含多个(2个)患者端时用于重症监护室的结构示意图；

图4是图3所述结构示意图中的多个(2个)患者端的并行架构示意图。

在图2或图4的患者端中，所述植入性传感器用于采集左心房状态数据，并将所述状态数据通过所述导线传输至所述数据储存组件，并由所述数据储存组件转发给所述护理端。

作为优选，所述数据储存组件包括状态数据预处理单元；所述数据储存组件将所述状态数据通过所述状态数据预处理单元执行预处理后，转发给所述护理端。

这里的预处理包括各种数据预处理方式，例如明显重复数据剔除、明显错误数据剔除、噪声过滤、数据平滑等，本发明实施例对此不做限制，本领域技术人员可以根据实际采集的状态数据的属性确定对应的预处理方式。

图5是本发明一个实施例的重症监护室用左心房血流动力学监测系统的工作模式调节示意图，即所述护理端接收所述患者端转发的所述状态数据后按照第一预设周期进行动力学分析，并根据所述动力学分析的结果，切换所述植入性传感器的采集模式；不同的采集模式对应不同的采集模式参数设定；

所述采集模式参数如下之一或者其任意组合：

植入性传感器的单次采集时长、采集的状态数据组合、设定的锚定装置的大小；

所述左心房状态数据包括左心房压力、左心房体温、心内心电图以及传感器采集时长。

可以看到，所述采集模式有不同的采集模式参数确定；

作为示意性的例子：

当处于采集模式A时，所述植入性传感器的单次采集时长为tA，并且采集的是左心房压力和左心房体温；

当处于采集模式B时，所述植入性传感器的单次采集时长为tB，并且采集的是心内心电图；

当处于采集模式C时，所述植入性传感器的单次采集时长为tC，并且采集的是先采集心内心电图，再采集左心房压力和左心房体温；

当处于采集模式D时，所述植入性传感器的单次采集时长为tD，并且采集的是同步采集心内心电图、左心房压力和左心房体温。

图6-图7则针对两种不同的情形示出了采集模式的切换控制原理。

图6中，是本发明一个实施例的重症监护室用左心房血流动力学监测系统在一种情形下的采集模式控制流程图。

其中，所述护理端接收所述患者端转发的所述状态数据后按照第一预设周期进行动力学分析，并根据所述动力学分析的结果，切换所述植入性传感器的采集模式，具体包括：

接收所述患者端转发的在所述第一预设周期内的k个左心房压力采样数据{P

根据拟合关系式f计算左心房压力-左心房体温匹配变化值PT；

其中，PT＝f(P

P

T

M为所述第一预设周期内设定的锚定装置的大小值；

W为患者的BMI指数；

T为所述第一预设周期的长度；

可以理解，锚定装置的大小值用于跟踪所述房间隔厚度而进行调整，从而是实现将传感器固定在房间隔上。

判断所述左心房压力-左心房体温匹配变化值PT与预设标准值ST的差值是否在预定范围；

如果是，则增大所述传感器采集时长与所述第一预设周期。

如果否，则降低所述传感器采集时长与所述第一预设周期，并且，如果此时所述护理端接收所述患者端转发的所述状态数据不包含所述心内心电图数据，则所述护理端通知护理人员调节所述植入性传感器的采集模式，使得所述植入性传感器同步采集所述左心房压力、左心房体温、心内心电图。

在上述实施例中，所述BMI指数为身体质量指数(Body Mass Index)简称体质指数，是国际上常用的衡量人体胖瘦程度以及是否健康的一个标准。

计算公式为：

作为本发明的进一步改进，上述拟合关系式的一个实验优选实施方式如下：

可以看到，上述公式综合考虑了(P

其中，

判断所述左心房压力-左心房体温匹配变化值PT与预设标准值ST的差值是否在预定范围。

这里的预设标准值ST可以根据临床实验统计得出，作为一个优选，

在图7中，所述护理端接收所述患者端转发的所述状态数据后按照第一预设周期进行动力学分析，并根据所述动力学分析的结果，切换所述植入性传感器的采集模式，具体包括：

接收所述患者端转发的在所述第一预设周期内的当前心内心电图曲线Scur，所述当前心内心电图曲线Scur包含多个采样点；

将所述当前心内心电图曲线Scur与前次接收的所述患者端转发的前次心内心电图曲线Spre执行采样点匹配；

若超过第一预设数量的采样点无法匹配，则所述护理端通知护理人员调节所述锚定装置的大小。

传感器上有镍钛合金锚定装置，能够依据护理人员输入的房间隔厚度调节指令，调整大小。

具体的，作为一个优选的实施方式，所述护理人员输入的房间隔厚度调节指令可以是依据当前患者状态参数拟合拟合得出的房间隔厚度调节指令，包括不同心房/心室腔体的大小变化指令；也可以是输入的模拟大小变化指令，使得所述锚定装置认为所述房间隔厚度发生了变化，从而改变锚定大小。

由于所述锚定装置能够自动跟踪房间隔厚度调整大小，从而实现将传感器固定在房间隔上。

当然，可以理解的是，这里的调整都是及其细小的微调，但是由于是在心房/心室腔体中，即使是细小的微调也会反馈到后续的状态参数变化，从而形成闭环的自适应性反馈，相对于完全静止，效果更具有针对性。

若超过第一预设数量的采样点能够匹配，则切换所述植入性传感器的采集模式，使得所述所述植入性传感器在第一时间段采集所述左心房压力、左心房体温，而在第二时间段采集所述心内心电图，所述第一时间段与所述第二时间段不同。

可以理解，每个心电图均包括多个时间-采样值，所述采样点匹配即是将不同的心电图曲线平移到同一个起点，监测存在重合的采样点数量。

可以理解，上述过程是持续的循环周期性采样执行，如果当前不存在“前次接收的所述患者端转发的前次心内心电图曲线Spre”，则等待下一个周期。

前述已经提及，本发明的技术方案可以同时应用于多个患者侧，即多个重症监护室患者对应一个护理端，也可以是N个重症监护室患者对应M个护理端，

当N的数量远大于M时，例如k大于10时，可能会存在患者端与护理端的数据传输冲突甚至阻塞问题，危及病患健康，但是又要维持数据处理与反馈与数据通信宽带的平衡。

为此，本发明提出进一步的改进实施例如下：

所述数据储存组件采用环形栈存储所述状态数据。所述环形栈包含第一层环栈、第二层环栈和第三层环栈。

具体存储时，所述第一层环栈用于存贮左心房压力数据；所述第二层环栈用于存储左心房体温数据；所述第三层环栈用于存储心内心电图数据；所述第三层环栈为最内层环形栈。

而在具体数据转发时，当所述第一层环栈或者第二层环栈之一满栈时，所述数据储存组件将所述状态数据(此时为左心房压力数据+左心房体温数据)转发给所述护理端；

当然，当所述第三层环栈满栈时所述数据储存组件页将所述状态数据(此时为心内心电图数据)转发给所述护理端。

满栈的意思是，该层环栈的存储空间已满。

环形栈的结构可以避免数据溢出，同时满栈发送的方式可以避免每个护理端一直抢占与护理端的通信路径。环形栈的每层栈大小可以自由调节，以改变所述“满栈”的周期。

可以看到，本发明提出的血流动力学监测系统可用于重症监护室的患者的左心房状态监测，并能够自适应的调节监测模式，在确保患者健康的同时使得数据监测更有针对性；并且，本发明通过不同的状态数据采用不同层级的环形栈存储并在环形栈满栈时进行数据转发的方式，能够避免多个患者端与护理端的数据传输冲突，避免数据溢出或者数据阻塞。

此外，本发明的不同实施例分别解决背景技术提及的一个或者多个技术问题，并达到对应的技术效果，不同的实施例组合能够解决所有提及的技术问题并达到所有技术效果；但是，并不要求本发明的每个单独实施例都能解决所有技术问题或者得到所有改进效果。针对某一个问题的解决或者单独一个技术效果的改进的对应实施例均可构成本发明的独立技术方案。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

本发明未特别明确的部分模块结构，以现有技术记载的内容为准。本发明在前述背景技术部分提及的现有技术可作为本发明的一部分，用于理解部分技术特征或者参数的含义。本发明的保护范围以权利要求实际记载的内容为准。