Система и способ оценки сердечного выброса

 

Изобретение относится к области медицинской техники и предназначено для измерения кровотока пациента. Согласно изобретению индикатор, предпочтительно тепло, вводится как входной индикаторный сигнал определенной формы в поток крови. Предпочтительная форма сигнала - псевдослучайная двоичная последовательность. Наличие индикатора воспринимается в положении ниже по течению в области потока в виде выходного индикаторного сигнала. Сердечный выброс затем оценивается в двух отдельных устройствах оценки: устройстве локальной оценки и в устройстве оценки тренда. Устройство оценки тренда является, предпочтительно, рекурсивным. Оно формирует свою оценку на более длинном интервале времени, чем устройство локальной оценки. Оба устройства оценивают сердечный выброс на основе частотной передаточной функции, получаемой при измерении параметров входного и выходного сигналов. Изобретение позволяет получить точные данные об общем тренде сердечного выброса и о мгновенном состоянии потока. 4 с. и 14 з.п. ф-лы, 10 ил.

Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть).

Формула изобретения

1. Способ оценки выброса крови через область потока тела пациента, содержащий следующие шаги: A) инжекцию индикатора в виде входного индикаторного сигнала с формой входного сигнала в положение выше по течению в области потока; Б) восприятие наличия индикатора в положении ниже по течению в области потока в виде выходного индикаторного сигнала, отличающийся тем, что включает в себя шаг B) выполнение оценки в виде предварительно определенной функции формы входного сигнала и выходного индикаторного сигнала как локального значения выброса крови за время локальной оценки, так и значения тренда выброса крови за время оценки тренда, в котором время оценки тренда более длительное, чем время локальной оценки для получения оцененных значений выброса крови, соответствующих и относительно быстрым, и относительно медленным изменениям выброса крови.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что шаг оценки выходного значения тренда содержит шаг рекурсивной оценки выходного значения тренда.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что шаг рекурсивной оценки содержит фильтрацию Кальмана.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что шаг оценки предварительно определенной функции содержит измерение частотной передаточной функции между входным и выходным сигналами для каждого периода, причем измеренные частотные передаточные функции формируют входные сигналы как для локальной оценки, так и для оценки тренда.

5. Способ по п.2, отличающийся тем, что шаг оценки предварительно определенной функции содержит следующие шаги: измерение значений частотной передаточной функции между входным и выходным сигналами в течение каждого периода, причем измеренные частотные передаточные функции формируют входные сигналы как для локальной оценки, так и для оценки тренда; выбор параметров состояния модели предварительно определенной передаточной функции, связывающей выходной индикаторный сигнал с входным индикаторным сигналом; определение оптимальных параметров локального состояния в виде предварительно определенной функции оптимизации модели передаточной функции и измеренных значений передаточной функции и оценку локального значения выброса крови в виде предварительно определенной выходной функции, по меньшей мере, одного из оптимальных параметров локального состояния; рекурсивную оценку оптимальных параметров состояния тренда посредством фильтрации Кальмана измеренных значений частотной передаточной функции, и оценку значения тренда выброса крови в виде предварительно определенной выходной функции, по меньшей мере, одного из оптимальных параметров локального состояния.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что дополнительно включает в себя шаг инициализации шага фильтрации Кальмана, используя оптимальные параметры локального состояния.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что дополнительно включает следующие шаги: A) генерацию формы входного сигнала в виде псевдослучайной двоичной последовательности (ПСДП); Б) определение автокорреляционного значения Схх входного сигнала и преобразование автокорреляционного значения Схх в частотное представление; B) определение кросскорреляционного значения Сху между входным сигналом и выходным сигналом и преобразование кросскорреляционного значения Сху в частотное представление; Г) вычисление измеренных значений передаточной функции в виде предварительно определенной функции отношения между частотно-преобразованными кросскорреляционными и автокорреляционными значениями.

8. Способ по п.5, отличающийся тем, что дополнительно включает шаг исключения любого низкочастотного шумового тренда выходных индикаторных сигналов перед локальной оценкой или оценкой тренда.

9. Способ оценки выброса крови через область потока тела пациента, содержащий А) инжекцию теплового индикатора в виде входного индикаторного сигнала с формой сигнала в виде псевдослучайной двоичной последовательности (ПСДП) в положение выше по течению в области потока; Б) восприятие наличия индикатора в положении ниже по течению в области потока в виде выходного индикаторного сигнала; В) исключение любого низкочастотного шумового тренда из выходных индикаторных сигналов; отличающийся тем, что включает в себя Г) выбор параметров состояния предварительно заданной модели передаточной функции, связывающей выходной индикаторный сигнал с входным индикаторным сигналом; Д) определение автокорреляционного значения Схх входного сигнала и преобразование автокорреляционного значения Схх в частотное представление; Е) определение кросскорреляционного значения Сху между входным сигналом и выходным сигналом, и преобразование кросскорреляционного значения Сху в частотное представление; Ж) вычисление измеренных значений передаточной функции в виде предварительно определенной функции отношения между частотно-преобразованными кросскорреляционными и автокорреляционными значениями; 3) определение оптимальных параметров локального состояния в виде предварительно определенной функции оптимизации модели передаточной функции и измеренных значений передаточной функции и оценку локального значения выброса крови в виде предварительно определенной выходной функции, по меньшей мере, одного из оптимальных параметров локального состояния; И) рекурсивную оценку оптимальных параметров состояния тренда посредством фильтрации Кальмана измеренных значений частотной передаточной функции и оценку значения тренда выброса крови в виде заданной выходной функции, по меньшей мере, одного из оптимальных параметров локального состояния.

10. Система для оценки выброса крови через область потока тела пациента, содержащая A) средство инжекции для инжекции индикатора в виде входного индикаторного сигнала с формой входного сигнала в положение выше по течению в области потока; Б) средство восприятия индикатора для восприятия наличия индикатора в положении ниже по течению в области потока в виде выходного индикаторного сигнала, отличающаяся тем, что дополнительно содержит B) средство оценки, включающее локальное устройство оценки, для оценки за время локальной оценки локального значения выброса крови в виде предварительно определенной функции формы входного сигнала и выходного индикаторного сигнала и устройство оценки тренда для оценки значения тренда выброса крови за время оценки тренда, в котором время оценки тренда более длительное, чем время локальной оценки для получения оцененных значений выброса крови, соответствующих относительно быстрым и относительно медленным изменениям выброса крови.

11. Система по п. 10, отличающаяся тем, что средство оценки включает рекурсивное устройство оценки для оценки выходного значения тренда.

12. Система по п.11, отличающаяся тем, что рекурсивное устройство оценки является фильтром Кальмана.

13. Система по п.10, отличающаяся тем, что дополнительно включает средство измерения передаточной функции для измерения частотной передаточной функции между входным и выходным сигналами в течение каждого периода, причем измеренные частотные передаточные функции формируют входные сигналы как для локального устройства оценки, так и для устройства оценки тренда.

14. Система по п.11, отличающаяся тем, что средство измерения передаточной функции предназначено для измерения значений частотной передаточной функции между входным и выходным сигналами в течение каждого периода, причем измеренные частотные передаточные функции формируют входные сигналы как для локальной оценки, так и для оценки тренда; локальное устройство оценки предназначено для определения оптимальных параметров локального состояния в виде предварительно определенной функции оптимизации модели передаточной функции и измеренных значений передаточной функции и оценки локального значения выброса крови в виде предварительно определенной выходной функции, по меньшей мере, одного из оптимальных параметров локального состояния; устройство оценки тренда представляет собой фильтр Кальмана, рекурсивно оценивающий оптимальные параметры состояния тренда посредством фильтрации Кальмана измеренных значений частотной передаточной функции и оценивающий значения тренда выброса крови в виде предварительно определенной выходной функции, по меньшей мере, одного из оптимальных параметров локального состояния.

15. Система по п.14, отличающаяся тем, что локальное устройство оценки соединено с устройством оценки тренда, причем оптимальные параметры локального состояния формируют параметры инициализации состояния для фильтра Кальмана.

16. Система по п.14, отличающаяся тем, что А) форма входного сигнала является псевдослучайной двоичной последовательностью (ПСДП); Б) средство измерения передаточной функции дополнительно предназначено 1) для определения автокорреляционного значения Схх входного сигнала и преобразования автокорреляционного значения Схх в частотное представление; 2) для определения кросскорреляционного значения Сху между входным сигналом и выходным сигналом и преобразования кросскорреляционного значения Сху в частотное представление; 3) для вычисления измеренных значений передаточной функции в виде предварительно определенной функции отношения между частотно-преобразованными кросскорреляционными и автокорреляционными значениями.

17. Система по п.5, отличающаяся тем, что содержит средство предварительной фильтрации для исключения любого низкочастотного шумового тренда из выходных индикаторных сигналов перед локальной оценкой или оценкой тренда.

18. Система для оценки выброса крови через область потока тела пациента, содержащая A) средство инжекции индикатора для инжекции теплового индикатора в виде входного индикаторного сигнала с формой сигнала в виде псевдослучайной двоичной последовательности (ПСДП) в положение выше по течению в области потока; Б) средство терморезистора для восприятия наличия индикатора в положении ниже по течению в области потока в виде выходного индикаторного сигнала; B) средство предварительной фильтрации для исключения любого низкочастотного шумового тренда из выходных индикаторных сигналов, отличающаяся тем, что дополнительно содержит Г) средство измерения передаточной функции 1)для вычисления автокорреляционного значения Схх входного сигнала и преобразования автокорреляционного значения Схх в частотное представление; 2) для вычисления кросскорреляционного значения Сху между входным сигналом и выходным сигналом и преобразования кросскорреляционного значения Сху в частотное представление; 3) для вычисления измеренных значений передаточной функции в виде предварительно определенной функции отношения между частотно-преобразованными кросскорреляционными и автокорреляционными значениями; Д) средство локальной оценки для определения оптимальных параметров локального состояния в виде предварительно определенной функции оптимизации модели передаточной функции и измеренных значений передаточной функции и оценки локального значения выброса крови в виде предварительно определенной выходной функции, по меньшей мере, одного из оптимальных параметров локального состояния; Е) средство оценки тренда для рекурсивной оценки оптимальных параметров состояния тренда посредством фильтрации Кальмана измеренных значений частотной передаточной функции и оценки значения тренда выброса крови в виде предварительно определенной выходной функции, по меньшей мере, одного из оптимальных параметров локального состояния.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30, Рисунок 31, Рисунок 32, Рисунок 33, Рисунок 34, Рисунок 35, Рисунок 36, Рисунок 37, Рисунок 38, Рисунок 39, Рисунок 40, Рисунок 41, Рисунок 42, Рисунок 43, Рисунок 44, Рисунок 45, Рисунок 46, Рисунок 47, Рисунок 48, Рисунок 49, Рисунок 50, Рисунок 51, Рисунок 52, Рисунок 53, Рисунок 54, Рисунок 55, Рисунок 56, Рисунок 57, Рисунок 58, Рисунок 59, Рисунок 60, Рисунок 61, Рисунок 62, Рисунок 63, Рисунок 64, Рисунок 65, Рисунок 66, Рисунок 67, Рисунок 68, Рисунок 69, Рисунок 70, Рисунок 71, Рисунок 72, Рисунок 73, Рисунок 74, Рисунок 75, Рисунок 76, Рисунок 77, Рисунок 78, Рисунок 79, Рисунок 80, Рисунок 81, Рисунок 82, Рисунок 83, Рисунок 84, Рисунок 85, Рисунок 86, Рисунок 87, Рисунок 88, Рисунок 89