CNAP连续无创血压监测系统的进展

CNAP –EVOLUTION OF CONTINUOUS NON-INV ASIVE ARTERIAL BLOOD PRESSURE

MONITORING

(CNAP连续无创血压监测系统的进展)

Fortin J1, Wellisch A1, Maier K1

摘要：血压是临床上评估心血管的重要参数之一。接下来将会探讨CNAP连续无创血压监测技术。CNAP是专门为围术期患者、急危重症患者所设计的，其专注于提供血压的重要临床信息：血压的绝对值、血压的趋势变化、血压的生理节律、血压的生理波形，同时其还能提供丰富的血流动力学参数，如：心输出量CO、动态的液体管理参数（如：PPV）。CNAP 能够提供这些血流动力学参数是因为其特有的工作机制（即工作原理）。最近的一些验证性研究都强调了CNAP技术的准确性和临床可接受性。

关键词：连续、无创、血压

引言

现今临床上获得每搏即时连续的血压是通过在动脉中放置介入导管的方式进行有创血压监测（IBP）。由于其需要动脉穿刺，只有低于20%的外科手术会使用有创血压监测来得到每搏即时的连续血压；剩余的80%的外科手术会选择间隔血压上臂测压法（NBP）来进行血压的监测；然而，在所有使用NBP进行血压监测的病例中，有将近40%的手术将无法追踪血流动力学的变化。

此外，通过连续血压监测和其衍化而来的参数（如：心输出量CO、脉压变化率PPV等）来优化血流动力学的这一观念正逐渐深入临床,并迅速得到了临床麻醉领域和重症领域的认可。手术过程中，若通过无创连续血压监测技术进行血压监测，将近30%的时间其血流动力学将能得到优化。CNAP无创血压监测能提供精确的血压趋势追踪和高分辨率的血压波形，其获得的血流动力学参数，具有高度的临床价值。

在手术室、ICU、急诊室，临床医师常常会使用一些血管活性药物来对调节患者的血流动力学参数。这些血管活性药物不仅会导致血压的快速变化，而且还会改变周围动脉的血管张力（弹性）。对于无创血压监测技术，这样的血管舒缩性变化（vasomotor changes）会很大地影响到血压监测的准确性。因此，过去的无创血压监测技术都在试图解决血管舒缩性伪差而导致血压监测数据不准的问题。CNAP技术的问世，主要克服了这个局限性。在这篇文献中，将会简单介绍CNAP技术的工作原理和优势，同时也将显示相关的临床验证结果。方法

CNAP 连续血压的测量是通过手指传感器获得的，其包含两项技术：血管卸载技术（VUT ）和新型的VERIFI 算法：VUT 主要用来获得血压节律（BP- rhythm ）和血压波形（BP-waveforms ）；VERIFI 算法主要用来处理慢速血压变化时期的血压变化（BP-changes ），这部分信号会受血管舒张性效应从而影响测量结果。然后，根据初始上臂袖带NBP 血压定标值（血压的绝对值），通过数学传递函数得出最后的血压值。

图一：不同测量部位（上臂袖带和手指传感器）的相互作用以及得到不同血压信息的技术方法（NBP 校准、

VERIFI 校准算法--消除血管收缩伪差、血管卸载技术）

上臂袖带血压测量是临床无创血压监测的金标准，由于其在临床常规监测中的频繁使用，临床医师需要得到与金标准一样准确的血压值。因此，需要使用传递函数来校准得到与上臂袖带血压监测一致的血压值。血管卸载技术是用来得到血压节律（BP- rhythm ）和血压波形血压波形（BP-waveforms ）的常用方法（经典方法）。过去典型的血管卸载技术使用单控制环路来处理指套压力（快速增加和释放）以及追踪血压的变化，以保证系统的稳定性。与传统的方法相比较，CNAP 使用多个连锁控制回路。每个内回路（具有明确定义特征）负责其底层控制机制，为周围的外部控制回路提供了近乎理想的条件。血压波形（BP-waveforms ）信号的获得是通过多个控制回路，慢血压节律（BP- rhythm ）信号的获得是通过一个控制回路。系统的其整体框架图如图所示

手指传感器 上臂袖套

血

压

绝

对

值 VERIFI 算法 血管卸载技术

BP-changes 信号 BP-rhythms 和BP-waveforms 信号

NBP 定标

然而，血管卸载技术受到血管弹性的变化会直接影响血压变化（BP-changes ）信号和血压长期监测的稳定性。因此，为了测量血压变化（BP-changes ）信号，我们设计了所谓的“VERIFI ”算法：血管舒张性的变化通常会影响血压长期变化在某一段时间内低于血压生理节律；血管卸载技术环路控制系统将会滤除这段时间内的血压变化信号（BP-changes ），只保留血压节律信号（BP- rhythm ）和波形信号（BP-waveforms ）。在消除由于血管舒张性效应产生伪差的同时，这段时间血压变化（BP-changes ）信号的相关信息也将会消除；为了重建这段时间内血压变化（BP-changes ）信号的信息，控制系统的设定值会与平均血压作比较，VERIFI 算法会对监测到的每搏血压偏差值进行识别，当出现了偏差，系统将会通过自适应控制方法改变预设值使其达到与平均动脉压相同的值。这种消除血管舒张性伪差、重新设置预置值的方法即为“VERIFI ”算法。 NBP 模块：定标 Height 模块：校准为与心脏同水平的血压值 光控制模块 压

力

控制

模块

指套压力

搏动检测

压力信号

体积信号 血压（与指套压力相等）与

设定值做比加压 减压 泵

储存室 充放气阀门

光发射控制

光信号的转换 通过光频率转换器将光信号转换

成成比例的电脉

冲信号。 DSP ：数字

信号处理

器

对于CNAP的准确性和临床价值，许多相关的国际期刊中的文献结果都显示在表一和表二中。

结果

表一：有创血压监测与CNAP血压监测的差异；表二：CNAP（PPV）对病人液体管理的有效性

讨论

在表一中显示：在手术室和ICU，CNAP与IBP对血压追踪的偏差是处于临床可以接受的范围之内。表二中显示CNAP能够提供准确的PPV值。还有更深一步的研究显示通过脉搏波的分析得到的CO（心输出量）值也是准确的（这里没有列出。通过血管卸载技术、NBP 定标系统和VERIFI算法，如此高分辨率的血压监测系统才能成为可能。CNAP其高准确度、使用方便、无创的特点能够帮助临床医师快速地获得所有相关的血压信息。CNAP能够成为临床病人血压监测的新标准，其能够获得连续的血流动力学参数信息提高患者的预后。

摘自——Biomedical Engineering / Biomedizinische Technik. ISSN (Online) 1862-278X, ISSN (Print) 0013-5585, DOI: 10.1515/bmt-2013-4179, September 2013（Biomedizinische Technik影响因子：2.8815）