[发明专利]用于系统识别的系统和方法

说明书

本文中所描述的系统和方法确定心脏或血管性能的度量（诸如，心脏输出），并且可以使用所述度量来确定要提供给患者的机械循环支持的适当水平。所描述的系统和方法通过以下步骤来确定心脏性能：确定在单次心脏搏动内或跨越多次心脏搏动的主动脉压测量值（或其他生理测量值），并将这种测量值与在单次心脏搏动或多次心脏搏动期间得出的流量估计值或流量测量值结合使用来确定心脏性能，包括确定心脏输出。通过利用放置在脉管系统内的机械循环支持系统，减少或消除了在患者体内放置独立的测量装置的需要。本文中所描述的系统和方法可在不更改心泵的操作（例如，不增加或降低泵速度）的情况下表征心脏性能。

相关申请的交叉引用

本申请要求以下各者的优先权和权益：2018年6月19日提交的标题为“METHODSAND SYSTEMS FOR IMPROVED ASSESSMENT OF VASCULAR AND CARDIAC STATE”的美国临时专利申请号62/687,133；2019年6月18日提交的标题为“SYSTEMS AND METHODS FOR SYSTEMIDENTIFICATION”的美国临时专利申请号62/863,136；以及2019年6月18日提交的标题为“SYSTEMS AND METHODS FOR DETERMINING CARDIAC PERFORMANCE”的美国临时专利申请No. 62/863,146。上文引用的申请的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

无。

背景技术

心血管疾病是全世界发病率、死亡率和医疗保健负担的主要原因。已为心脏健康开发了各种治疗模式，范围从药物到机械装置以及移植。临时心脏支持装置（诸如，心泵系统）提供血液动力学支持，并促进心脏恢复。一些心泵系统经皮插入到心脏中并且可以与原生心脏并行运行以补充心脏输出，诸如IMPELLA®族装置（马萨诸塞州丹弗斯的Abiomed,Inc.）。这种心泵系统可测量和/或计算对确定患者健康和判断心泵系统的操作有用的心泵参数。泵可跨越心脏的主动脉瓣定位，使得泵的血液入口在左心室内且泵的出口在主动脉内。在一些实施方式中，泵被定位在心脏的右心室内。如果泵跨越主动脉瓣定位使得泵的血液入口在左心室内且泵的出口在主动脉内，则泵通过使左心室去负荷来促成原生心脏操作。

心脏支持（如通过由泵送装置输送的血液的体积流量来衡量）或每个患者需要的心脏支持的持续时间可以变化。临床医生难以直接和定量地确定装置应输送多少支持或者何时终止使用心泵系统，特别是对于从干预或其他心脏护理中康复的患者。因此，临床医生倾向于依靠对心脏功能的判断和间接估计，诸如使用充以流体的导管来测量心内或血管内压力。心脏输出（CO）特别难以量化。肺动脉导管（PAC）可提供对中心静脉压和肺动脉压的实时测量，并且可通过全身耗氧量或弹丸式热稀释法使用菲克定律来估计CO。由于必须做出假设才能得出CO度量以及对应的缺乏保真度和更具侵入性的度量，因此PAC无法建立与临床结果的可靠关联。通过PAC进行的测量忽视了心脏功能的动态变化且因此为不连续的，而全身心室血管联接的非线性方面无法被充分捕获。

发明内容

本文中所描述的系统和方法确定患者单次心脏搏动的心脏性能的度量（诸如，CO），并且可以使用所述度量来确定要提供给患者的机械循环支持的适当水平。可以在多次搏动中测量心脏性能度量并对其进行数学处理，以总体上得出该患者心脏的性能的模型。可以使用机械循环支持系统（诸如，血管内血泵系统）进行这些确定。所述系统和方法根据在使用机械循环支持系统期间的压力和流量测量值或压力和流量的估计值来表征心脏性能，如在一次或多次心脏搏动中的单次心脏搏动周期内所确定的。本文中所描述的系统和方法可容易地在临床应用中得到验证和利用，因为它们利用了通过机械循环支持系统所获取的现有测量值。本文中所描述的系统和方法利用了留置式机械循环支持装置的操作，而无需附加的测量或导管来确定CO。与从PAC或容易在临床实践中部署的其他诊断法获得的传统措施相比，连续和准确地跟踪全身血管阻力和顺应性的变化以及估计心脏搏出量的潜力标志着一项重大进步。