专利名称：导管位置获取方法及装置、系统的制作方法
导管位置获取方法及装置、系统
技术领域：
本发明关于一种导管位置获取方法及装置、系统。背景技术：
将导管植入病人时，特别是植入肺动脉导管时，当手术时通常没有可以让医生观 察到导管位置的方法。医生不得不依靠他们对血管中和心室中的典型的压力波形特征和压 力量值的知识以便于确定导管所在的解剖位置。不过，当插入留置导管时，医生的注意力集 中在导管插入点和插入的过程。通常，确定压力波形需要医生不看插入点(以及病人)而 去看监护系统上的IBP (侵入式血压，invasive blood pressure)，这样会分散医生的注意 力，也会增加出错的风险。
发明内容为解决上述现有技术中的问题，本发明实施例提出了以下方法及系统。一种将导管插入病人心室或者血管时提供与导管连接的压力传感器的解剖位置 的声音反馈的方法，包括获取随着时间变化的来自所述压力传感器的指示血压读数的压力波形数据；根据所述压力波形数据产生可听信号，所述可听信号表达了压力传感器在心室或 血管的解剖位置的信息。—种将导管插入病人心室或者血管时提供与导管连接的压力传感器的解剖位置 的声音反馈的系统，包括血压监护接口，用于随着时间变化获取来自所述压力传感器的指示血压读数的压 力波形数据；解剖位置指示器，用于根据所述压力波形数据产生可听信号，所述可听信号表达 了在心室或血管中的压力传感器的解剖位置的信息。一种将导管插入病人心室或者血管时提供与导管连接的压力传感器的解剖位置 的声音反馈的装置，包括用于获取来自所述压力传感器的随着时间变化的指示血压读数的压力波形数据 的装置；用于根据所述压力波形数据产生可听信号的装置，所述可听信号表达了压力传感 器在心室或血管的解剖位置。一种计算机可读介质，其包括了程序指令，所述程序指令用于使计算机可以执行 将导管插入病人心室或者血管时提供与导管连接的压力传感器的解剖位置的声音反馈的 方法，所述计算机可读介质包括用于获取来自所述压力传感器的随着时间变化的指示血压读数的压力波形数据 的程序指令；用于根据所述压力波形数据产生表达压力传感器在心室或血管的解剖位置的信息的可听信号的程序指令。本发明的有益效果是通过本方法、系统或者装置提供的可听反馈，医生不必在导 管插入手术过程中观察其他地方，这样就大大减少了出错的风险，因为医生这样就可以集 中精力进行插入手术。
图1是用于在导管放置中提供声音反馈的系统的结构图；图2是包括声音发生器的解剖位置指示器的结构图；图3是包括模式匹配器的解剖位置指示器的结构图；图4是多种可以被模式匹配器识别的压力波形特征；图5是可以接收IBP波形数据和ECG波形数据输入的模式匹配器；图6是包括了可以添加新的压力波形识别标志到标志数据库的标志产生器的解 剖位置指示器的结构图；图7是在插管手术中提供可听反馈的方法的流程图；图8是可以增加新压力波形识别标志到标志数据库的方法的流程图。
具体实施方式本发明关于一种方法、系统及装置，用于在导管插入手术中提供可听反馈以消除 医生观察IBP监护器的需要。本发明的一个方面包括提供一种将导管插入病人心室或者血 管时提供与导管连接的压力传感器的解剖位置的声音反馈的方法，所述方法可以包括获取 随着时间变化的来自所述压力传感器的指示血压读数的压力波形数据，进一步地，还包括 根据所述压力波形数据产生可听信号，所述可听信号表达了压力传感器在心室或血管的解 剖位置的信息。如图1所示为用于在导管放置中提供声音反馈的系统100的结构图。在某一实施 例中，在导管106放置在心室或者血管的过程中，一个IBP监护器102接收来自与所述导管 106连接的压力传感器104的压力波形数据。所述压力传感器104将血管或者心室的血液 的机械压力转换成可以被所述IBP监护器102识别的电信号。所述压力波形数据表示了在 一个预设的或者用户定义的采样频率中随着时间变化而取得的血压读数。本领域普通技术人员可以了解，很多监护仪102都可以进行例如IBP的多种生理 参数的监护。本领域普通技术人员可以理解，所述IBP监护器102，同此处描述的系统100 中的其他元件，可以具体为任意合适的硬件、软件和或韧体的组合，并且可以运行在具有处 理器、存储器以及其他标准配置的通用计算机上。所述IBP监护器102与解剖位置指示器108连接。所述解剖位置指示器108可以 是IBP监护器102的一个组件或者是通过无线或者有线通信协议与IBP监护器102通信的 软件程序或者装置。所述解剖位置指示器108将压力波形数据转换为有关所述在血管或者 心室中的压力传感器104的解剖位置的可听反馈110，并可以将所述可听反馈通过扬声器 112输出给医生。请参考图3中的详细说明，所述可听反馈110可以是包括人声说明压力传 感器104的位置的语音提示(例如“右心室”)。图2提供了图1描述的解剖位置指示器108的进一步的细节。如前所述，所述IBP监护器102在每隔一定的时间间隔进行采样的每次中典型地以毫米汞柱作为单位获得压 力波形数据200。所述解剖位置指示器108可以通过IBP监护器102访问所述压力波形数 据 200。在某一实施例中，所述解剖位置指示器108包括IBP监护器接口 201用于与IBP监 护器102通信。所述IBP监护器接口 201可以应用必要的协议以接受来自IBP监护器102 的压力波形数据并且根据正在使用的特定的IBP监护器102会有不同。所述IBP监护器接 口 201可以应用软件或者使用任何合适的软件、硬件和或韧体的组合，并且也可以由IBP监 护器102的制造商一同提供(或者符合相应的规格)。所述解剖位置指示器108可以还包括声音发生器202用于根据压力波形数据200 调节声音信号204的音阶(音调，或者频率)。例如，声音发生器202可以产生一个高频声 音信号以代表压力波形数据200中的一个更高的血压读数，一个低频声音信号以代表200 中的一个更低的血压读数。基于软件的声音发生器202包括NCH音调发生器，来自NCH软 件。不过，本领域普通技术人员可以知道也可以应用基于硬件的声音发生器202。医生根据多种血管和心室的典型压力波形的经验知识可以明白所述调节的声音 信号代表压力传感器104的解剖位置。例如，医生可以根据当前的单相压力波形所产生的 连续音阶的声音信号，判断压力传感器104可能在右心房。类似地，医生可以根据当前的双 相波形所产生的变化音阶的声音信号判断压力传感器104可能在右心室或者肺动脉。这样 的判断以来医生的技能水平去确认波形，优于传统技术中需要医生注意力离开插管位置的 方式。在某个实施例中，所述声音信号204的频率可以根据压力波形数据200使用下述 函数计算f = s (p+t)公式一其中f是以赫兹为单位的所述声音信号的频率；s是比例系数；(例如，10)ρ是以毫米汞柱为单位的压力读数；t是移项；(例如，10)本领域普通技术人员可以发现可以用很多方式计算所述声音信号204的频率。进 一步地，所述公式根据用户的需要可以改变。例如，用于可能希望有更高或者更低的音阶差 或者最低和最高音阶之间的差更大或者更小，这就可以通过修改s或者t参数，最好是在扬 声器112可以重复发声的范围之内的可听信号。图3所示为解剖位置指示器108的一个等效实施例，该实施例中解剖位置指示器 108产生以语音提示300(以300a-d的四种方式描述)方式的可听反馈。在某一实施例 中，语音提示300是被记录的音频信号，该音频信号用可听的语音方式说明104的解剖位置 (例如右心室)。解剖位置指示器108可以包括用于接收来自IBP监护器接口 201的压力波形数据 200的模式匹配器302。下面更详细的描述了，模式匹配器302将所述获取的压力波形数据 200(或它的特性)与多个存储的压力波形识别标志304(以300a-d的四种方式描述)进 行比较以确定是否可以找到配对。所述压力波形识别标志304a-d可以存储在标志数据库 306中，标志数据库306将压力波形识别标志304a-d与存储的语音提示300a-d联系起来。所述语音提示304a与匹配的压力波形识别标志304a联系起来，被送到音频播放器308通 过扬声器112播放。模式匹配在语音识别领域已是公知技术，其将语音波形与存储的识别标志例如单 词或者短句联系起来。所以，某一实施例中所述模式匹配器302可以应用语音识别算法，例 如基于HMMs (Hidden Markov Models，隐马尔科夫模型)的算法。商业上的语音识别程序 也可以用于识别压力波形数据200，例如Nuance通讯公司的Dragon Naturally Speaking SDK 9。压力波形识别特征304a_d可以包括在至少一个病人(包括当前正在被监护的病 人)特定心室或者血管中的位置前监护到的实际压力波形数据200，或者进一步地，所述压 力波形识别特征304a-d可以反映与特定心室或者血管有关的典型压力波形，换句话说，所 述压力波形识别特征304a-d不必要包括实际上从某个病人获取的数据，而是可以基于之 前的对于正常和非正常的人类循环系统的压力波形的研究而获得。在某些实施例中，所述压力波形识别标志304可以不包括以随时间变化的压力读 数形式的压力波形数据200，实际上，这样的数据的代表可以是以多项式曲线、特性、特征、 试探法、规则的形式，这些实施例将会结合图4进一步详细说明。语音提示304a_d可以被储存为例如PCM(pulse-code modulated，脉冲调制)或者 MP3(MPEG Layer 3)数据的格式。所述音频播放器308可以通过使用合适的软件程序或者 装置用于解码和输出音频信号而被实现。例如，所述音频播放器308可以通过视窗媒体播 放器来实现。所述标志数据库 306 通过 RDBMS (relational database managementsystem,相 关式管理数据库)的环境将语音提示300a-d与压力波形识别标志304a_d关联起来，这种 RDBMS例如可以是来自于Oracle公司的OracleRDBMS，或者IBM公司的DB2。虽然标志数据 库306被描述为在解剖位置指示器108之中，本领域普通技术人员会发现，实际上标志数据 库306也可以储存在远程位置并且可以通过客户端通过网络来访问。在某些实施例中，解剖位置指示器108可以既包括图2中的声音产生器202还包 括图3中的模式匹配器302，允许用户选择声音信号或者语音提示。用户可以通过硬件或者 软件方式的控制器进行选择。一些实施例可以同时出现音调和语音提示。参考图4，模式匹配器302，可换地或者进一步地，可以在压力波形数据200中寻找 多种可以指示特定血管和心室的压力波形识别标志。图4中显示了可被识别的波形特性例 子，例如单相压力，双相压力，和重搏切迹400。单相波，以缺少心脏收缩/舒张起伏为特点，可以指示肺动脉楔压。如果检测到， 模式匹配器302将发信号表示解剖位置是肺血管楔压。相比之下，强心脏收缩和舒张起伏， 例如脉搏压的幅度(收缩减去舒张压)，可以被模式匹配器302用来识别可以典型的在肺动 脉中找到的双相压力。在压力波形的收缩压部分的末端识别的重搏切迹400可以指示右心室压力。重搏 切迹400可以通过在最大收缩压检测后不久的压力波形的第二派生的变化进行检测。相比 之下，缺乏重搏切迹，通过表示舒张压连续的增加或者减少的波形，可以指示肺动脉压力。如图5所示，模式匹配器302可以还包括来自ECG(Electrocardiograph，心电图) 监护器502的ECG波形数据500。所述与ECG监护器502的收缩与舒张部分相关的压力波形数据200的时间可以支持对压力传感器104的解剖位置的识别。例如，所述肺动脉压力 的收缩压发生在ECG波形数据500中的T波中。在一些实施例中，用于使用ECG监护器502 与压力波形数据200的结合的规则或者其他数据可以与压力波形识别标志304联系。本领 域普通技术人员，根据本实施例，可以发现模式匹配器302可以被用来检测其他波形特性。图6所示的实施例中，医生可以增加新的压力波形识别标志304与与其联系的语 音提示300到标志数据库306。如前所述，IBP监护器102可以获得压力波形数据200，但 是，在某些情况下，模式匹配器302可能找不到相匹配的，例如，标志数据库306可能是空的 或者由于医疗条件的原因压力波形数据200可能代表不正常的血压读数。医生可以选择(或者被推荐)记录语音提示300。所述语音提示300可以被通过 与语音数字化器602连接的麦克风600来记录，例如微软公司的录音器。所述记录的语音 提示300和压力波形数据200同时提供给标志产生器604。在某些实施例中，标志产生器 604可以储存压力波形数据200作为压力波形识别标志304。在其他实施例中，标志产生器 604可以将压力波形数据200转换为不同的形式，例如多项式曲线、特性、特征、试探法、规 则等。当存储在标志数据库306时，所述压力波形识别标志304将会使解剖位置指示器 108 (更具体的是，模式匹配器302)识别压力波形数据200，当所述压力波形数据200随后 被检测到时，这样就可以输出语音提示300给医生。图7所示为在插管手术中提供可听反馈的方法700的流程图。702，通过与导管连 接的压力传感器获得随着时间的变化指示压力读数的压力波形数据；704，决定使用声音信 号反馈或者语音反馈；706，如果选择语音反储，对应于心室或者血管的特定位置的压力波 形识别标志在压力波形数据中匹配；708，找到匹配的压力波形识别标志对应的预存的音频 信号；710，输出所述预存的音频信号给医生。712，另外，可以选择声音信号反馈，根据压力波形数据调节所述声音信号的音阶。 例如，更高音阶的所述声音信号通常用于表示压力波形数据中更高的血压，更低音阶的所 述声音信号表示压力波形数据中更低的血压；714，将所述调节过的声音信号输出给医生。如图8所示为一种增加压力波形识别标志到识别标志库的方法800的流程图。 802，获取来自压力传感器的随着时间的变化的用于指示血压数据读数的压力波形数据； 804，储存对应于所述压力传感器的解剖位置的压力波形数据为压力波形识别标志；806，记 录包括描述所述血管或心室内的压力传感器的解剖位置的语音提示的音频信号；808，将所 述音频信号与存储的压力波形识别标志联系起来。本发明实施例中可能包括不同的步骤，这些步骤可以是通过通用的或者专用的计 算机(或者其他电子装置)来执行的计算机可执行指令。可选地，这些步骤也可以是通过包 括可执行这些步骤的逻辑单元的硬件单元来执行，或者硬件、软件和/或韧体(firmware， 直接控制硬件的软件，也指固化在硬件中用来控制硬件的软件)的结合。本发明实施例也可以是计算机程序产品，包括存储了可以给计算机编程以执行 所述方法的计算机可读介质。所述计算机可读介质可以包括但不限于硬盘、软盘、光盘、 CD-ROMs、DVD-ROMs、ROMs、RAMs、EPROMs、EEPROMs、磁性或者光学卡、硬体存储装置或者其他 形式的适合存储电子指令的媒介/计算机可读介质。本发明的各实施例的多个方面用软件模块或者单元的方式来说明，所述软件模块或者单元可以包括在存储装置和或通过系统总线或有线或无线网络以电子信号的方式传 输中的任何计算机指令或者计算机可执行代码。软件单元可以包括，例如，一个或者多个物 理的或者逻辑的计算机指令块，可以组织为程序、目标、单元、数据结构等，可以实现一个或 者多个任务或者实现特定数据形式。 以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发 明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱 离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护 范围。
权利要求
1.一种将导管插入病人心室或者血管时提供与导管连接的压力传感器的解剖位置的 声音反馈的方法，其特征在于，包括获取随着时间变化的来自所述压力传感器的指示血压读数的压力波形数据； 根据所述压力波形数据产生可听信号，所述可听信号表达了压力传感器在心室或血管 的解剖位置的信息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述可听信号包括声音信号，所述产生可听信号的方法为 根据所述压力波形数据调节所述声音信号的音阶。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于更高音阶的所述声音信号表示在所述压力波形数据中的更高的血压数据； 更低音阶的所述声音信号表示在所述压力波形数据中的更低的血压数据。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于 所述产生可听信号的方法为将所述压力波形数据与心室或者血管特定位置的压力波形识别标志进行匹配； 定位对应于所述匹配的压力波形识别标志的预存的音频信号； 输出所述预存的音频信号。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述压力波形识别标志包括预存的特定位置的典型压力波形数据的代表。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述压力波形识别标志包括预存的在特定位置之前获取的压力波形数据的代表。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于 所述匹配的步骤包括确定所述压力波形数据的至少一个压力波形特征； 定位具有所述至少一个压力波形特征的压力波形识别标志。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述至少一个压力波形特征包括具有收缩压部分和舒张压部分的双相波。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述至少一个压力波形特征包括通过收缩压减去舒张压决定的脉搏压的幅度。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述至少一个压力波形特征包括所述压力波形数据的收缩末期部分的重搏切迹。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述至少一个压力波形特征包括舒张压的持续的增加或者减少。
12.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述至少一个压力波形特征包括与ECG波形数据相关的压力波形数据的时间。
13.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述预存的音频信号包括预存的描述所述心室或者血管中的压力传感器的解剖位置 的语音提示。
14.如权利要求4所述的方法，其特征在于 还包括存储对应于所述压力传感器在心室或者血管中的新位置获取的压力波形数据的压力 波形识别标志；记录包括描述新位置的语音提示的音频信号；将所述记录的音频信号与所述压力波形识别标志联系起来，以使后续压力传感器获得 的类似于所述压力波形数据时触发所述语音提示。
15. 一种将导管插入病人心室或者血管时提供与导管连接的压力传感器的解剖位置的 声音反馈的系统，其特征在于，包括血压监护接口，用于随着时间变化获取来自所述压力传感器的指示血压读数的压力波 形数据；解剖位置指示器，用于根据所述压力波形数据产生可听信号，所述可听信号表达了在 心室或血管中的压力传感器的解剖位置的信息。
16.如权利要求15所述的系统，其特征在于所述可听信号包括声音信号，所述解剖位置指示器包括声音产生器，所述声音产生器 用于根据所述压力波形数据调节所述声音信号的音阶。
17.如权利要求16所述的系统，其特征在于更高音阶的所述声音信号表示在所述压力波形数据中的更高的血压数据； 更低音阶的所述声音信号表示在所述压力波形数据中的更低的血压数据。
18.如权利要求15所述的系统，其特征在于 所述解剖位置指示器包括模式匹配器，用于将所述压力波形数据与用于心室或者血管特定位置的压力波形识别 标志进行匹配并且定位与所述匹配的压力波形识别标志联系的预存的音频信号； 声音播放器，用于输出所述预存的音频信号。
19.如权利要求18所述的系统，其特征在于 还包括标志数据库，包括多个对应于心室或者血管中的不同位置的压力波形识别标志。
20.如权利要求18所述的系统，其特征在于所述压力波形识别标志包括预存的特定位置的典型压力波形数据的代表。
21.如权利要求18所述的系统，其特征在于所述压力波形识别标志包括预存的在特定位置之前获取的压力波形数据的代表。
22.如权利要求18所述的系统，其特征在于所述模式匹配器用于确定所述压力波形数据的至少一个压力波形特征并且定位具有 所述至少一个压力波形特征的压力波形识别标志。
23.如权利要求21所述的系统，其特征在于所述至少一个压力波形特征包括具有收缩压部分和舒张压部分的双相波形。
24.如权利要求21所述的系统，其特征在于所述至少一个压力波形特征包括通过收缩压减去舒张压决定的脉搏压的幅度。
25.如权利要求21所述的系统，其特征在于所述至少一个压力波形特征包括所述压力波形数据的收缩末期部分的重搏切迹。
26.如权利要求21所述的系统，其特征在于所述至少一个压力波形特征包括舒张压的持续的增加或者减少。
27.如权利要求21所述的系统，其特征在于所述至少一个压力波形特征包括与ECG波形数据相关的压力波形数据的时间。
28.如权利要求18所述的方法，其特征在于所述预存的音频信号包括预存的描述所述心室或者血管中的压力传感器的解剖位置 的语音提示。
29.如权利要求18所述的方法，其特征在于 还包括识别标志产生器，用于产生并存储对应于所述压力传感器在心室或者血管中的新位置 获取的压力波形数据的压力波形识别标志；语音数字化器，用于记录包括描述所述压力传感器的新位置的语音提示的音频信号； 识别标志库，用于将所述记录的音频信号与所述压力波形识别标志联系起来，以使后 续压力传感器获得的类似于所述压力波形数据时触发所述语音提示。
30.如权利要求15所述的系统，其特征在于 所述解剖位置指示器包括声音产生器，用于根据所述压力波形数据调节声音信号的音阶； 模式匹配器，用于将所述压力波形数据与用于心室或者血管特定位置的压力波形识别 标志进行匹配并且定位与所述匹配的压力波形识别标志联系的预存的音频信号；声音输出单元，用于选择性地输出所述声音信号或者音频信号中的一个或者两个。
31.一种将导管插入病人心室或者血管时提供与导管连接的压力传感器的解剖位置的 声音反馈的装置，其特征在于，包括用于获取来自所述压力传感器的随着时间变化的指示血压读数的压力波形数据的装置；用于根据所述压力波形数据产生可听信号的装置，所述可听信号表达了压力传感器在 心室或血管的解剖位置。
32.—种计算机可读介质，其包括了程序指令，所述程序指令用于使计算机可以执行将 导管插入病人心室或者血管时提供与导管连接的压力传感器的解剖位置的声音反馈的方 法，所述计算机可读介质包括用于获取来自所述压力传感器的随着时间变化的指示血压读数的压力波形数据的程 序指令；用于根据所述压力波形数据产生表达压力传感器在心室或血管的解剖位置的信息的 可听信号的程序指令。
全文摘要
一种将导管插入病人心室或者血管时提供与导管连接的压力传感器的解剖位置的可听反馈的方法，包括随着时间变化获取来自所述压力传感器的指示血压读数的压力波形数据；根据所述压力波形数据产生声音信号，所述声音信号表达了压力传感器在心室或血管的解剖位置的信息。通过本方法、系统或者装置提供的可听反馈，医生不必在导管插入手术过程中观察其他地方，这样就大大减少了出错的风险，因为医生这样就可以集中精力进行插入手术。
文档编号A61B5/0215GK101991902SQ20101012404
公开日2011年3月30日 申请日期2010年2月11日 优先权日2008年8月21日
发明者丹尼尔·J·威尔逊, 戴安·S·潘恩 申请人:迈瑞控股(香港)有限公司