12.4評估一種的新的型地自動的無創(chuàng)脈壓變異率算法CNAP-PPV準確

wordword/wordEvaluationofanovelautomatednon-invasivepulsepressurevariationalgorithm(評估一種新型的自動無創(chuàng)脈壓變異率算法)摘自：國際期刊：putersinBiologyandMedicineVolume43,Issue10,Pages1583-1589,1October2013.±±±3.14%。結(jié)果明確自動的AP-PPV算法對于無創(chuàng)血壓監(jiān)測波形和有創(chuàng)血壓監(jiān)測波形都能很好指導(dǎo)病人的液體管理，但需更多的臨床評估。引言：一些研究的結(jié)果證明了有導(dǎo)向的液體管理〔在外科手術(shù)和ICU中，病人的液體給予需要基于客觀變量的變化而不是基于一般偏差的估計〕能夠明顯提高病人的預(yù)后結(jié)果。最近，對于機械通氣狀態(tài)下的鎮(zhèn)靜病人的血流動力學(xué)功能分析已成為對液體管理更優(yōu)的方法〔例如：是否通過液體管理--減少流量的給予，能夠讓心輸出量顯著增加〕。已經(jīng)證明，動態(tài)指標對于病人的液體響應(yīng)能力優(yōu)于靜態(tài)指標。在這些動態(tài)的指標中，PPV脈壓變異率--即收縮壓和舒X壓差異的變化率已經(jīng)顯示比其他的動態(tài)指數(shù)更可靠，且已經(jīng)用于對病人的液體管理?！惨缘慕酉聛砭植拷榻B了得到PPV的常規(guī)方法時通過有創(chuàng)血壓導(dǎo)管介入得到血壓值，然后利用手動方式進展計算，且這種方式的準確度很好。--最近，基于一些其他學(xué)者的研究，PPV也可以通過AP無創(chuàng)血壓監(jiān)測系統(tǒng)自動得出，且這些研究中，AP提供的PPV能夠?qū)Σ∪说囊后w響應(yīng)能力顯示出較好的準確度和特異性。在這篇研究中，將會比擬無創(chuàng)AP方式下手動計算PPV和自動PPV算法的偏差，以與AP自動PPV與有創(chuàng)PPV的偏差。有創(chuàng)和無創(chuàng)方式下通過手動和自動PPV算法得到的PPV具有良好的一致性，AP自動PPV算法和IBP手動PPV算法之間的偏差具有臨床相關(guān)性。因此，這種新開發(fā)的算法將會是一種有價值的連續(xù)評估PPV的方法，但仍需進一步的臨床試用。全文翻譯：一些研究的相關(guān)結(jié)果已經(jīng)證明目標導(dǎo)向液體管理〔即在外科手術(shù)和重癥監(jiān)護室中液體給予的劑量應(yīng)該在基于客觀量化的根底上尋求最優(yōu)化的方案而不是基于一般的根底上〕能夠顯著提高病人的預(yù)后。最近，對于鎮(zhèn)靜狀態(tài)下機械通氣的病人，通過獲得其血流動力學(xué)參數(shù)的途徑來預(yù)測病人的液體響應(yīng)能力〔即：在病人進展補液治療后或體液流失的情況下，是否病人的心輸出量能隨之顯著增加和減少〕已經(jīng)是更為準確的方法。動態(tài)指標相比于靜態(tài)指標能夠更好的用于對病人液體響應(yīng)能力的評估。在這些動態(tài)的指標中，脈壓變異率〔PPV〕〔即收縮壓和舒X壓的偏差的變化〕已經(jīng)證明是更為可靠的動態(tài)指標相比于其他的動態(tài)參數(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于臨床的液體管理中。獲取PPV的方式：通過有創(chuàng)血壓監(jiān)測〔橈動脈穿刺〕或者無創(chuàng)血壓監(jiān)測技術(shù)〔AP每搏/即時連續(xù)無創(chuàng)血壓監(jiān)測系統(tǒng)〕。通過有創(chuàng)方式下手動離線計算PPV被認為是醫(yī)學(xué)界的金標準。通常，需要獲得連續(xù)血壓監(jiān)測信號和氣道壓信號。為了消除呼吸機中的氣道壓信號，需要準確的算法來濾除氣道壓信號，自動和連續(xù)地獲得僅僅只包含血壓信號，從而來評估PPV。大局部的時候，臨床上回選擇有創(chuàng)血液波形來獲取PPV，其顯示出高度的準確性。可靠的PPV值也能夠通過無創(chuàng)血壓波形自動獲得，這種方式對于不能進展動脈導(dǎo)管穿刺的病人將非常有價值。AP每搏即時連續(xù)無創(chuàng)血壓監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)在腹部全麻手術(shù)、婦產(chǎn)科、血管外科、神經(jīng)科等手術(shù)中得到驗證。當(dāng)AP與有創(chuàng)血壓監(jiān)測進展比擬時其顯示出高度的準確性。從AP血壓監(jiān)測系統(tǒng)中的血壓波形自動計算出的PPV對于預(yù)測病人液體響應(yīng)能力已經(jīng)在血管外科手術(shù)和急危重癥手術(shù)中應(yīng)用。在這些研究中，Biais等人比擬了自動計算的PPV和有創(chuàng)血壓〔橈動脈穿刺〕監(jiān)測下的PPV。Monnet等人比擬了自動計算的PPV與有創(chuàng)股動脈穿刺血壓監(jiān)測下的PPV。這些結(jié)果顯示麻醉手術(shù)和急危重癥手術(shù)中，機械通氣狀態(tài)下基于手指傳感器采集的血壓信號的PPV與有創(chuàng)方式下得到的PPV在病人液體管理中顯示出相似的敏感性和特異性。在這篇研究中，我們評估了AP儀器上自動和連續(xù)計算得出的PPV值從而來評估AP-PPV算法。這篇研究的目的是通過使用有創(chuàng)血壓監(jiān)測和AP無創(chuàng)血壓監(jiān)測的血壓波形來比擬手動計算的PPV與自動PPV算法〔AP〕。2、方法研究協(xié)議已被受試者倫理委員會同意〔奧地利格拉茨大學(xué)醫(yī)院〕.所有病人或者他們的親戚都被告知病人將進展此研究并能夠在任何時間拒絕病人的參與。我們研究了重癥監(jiān)護室的10名病人，其都處于鎮(zhèn)靜狀態(tài)、使用血管活性藥物〔去甲腎上腺素〕和有竇性心率。病人上臂或者手指末端重度水腫的病人將從此研究中排除。使用橈動脈穿刺導(dǎo)管進展有創(chuàng)血壓監(jiān)測〔20G，動脈導(dǎo)管，BD重癥監(jiān)護系統(tǒng)某某，新加坡〕。使用快速沖洗試驗來測試導(dǎo)管的阻尼系數(shù)和自然頻率。所有病人都使用EvitaXL來進展機械通氣〔在兩相的氣道正壓模式〕。病人的血壓信號只選擇那些沒有自主呼吸的病人，因為自主呼吸已被證明在液體管理中可能造成病人獲得的血壓信號用來指導(dǎo)病人的液體管理不可靠。AP包括雙指套、前臂壓力傳感器、上臂血壓袖帶定標系統(tǒng)。AP是基于體積加壓方法〔或血管卸載技術(shù)〕，血管卸載技術(shù)最早是由Penaz在1970年提出，后來由Fortin等人加以改良〔AP的發(fā)明者〕。雙指套包括兩個相鄰的手指套，其用來監(jiān)測連續(xù)無創(chuàng)的血壓信號，一次只使用一個手指套來采集信號，每隔5-60分鐘其將自動與另一只手指套交換〔在此次研究中將設(shè)置為30分鐘，這也是制造商建議的交替時間〕。上臂袖帶裝置是基于示波法血壓監(jiān)測原理其是用來進展每隔5-60分鐘的定標〔這篇研究選擇時間間隔為15分鐘，這也是制造商建議的間隔時間〕。圖1.AP：雙指套，固定于前臂的壓力傳感器，上臂血壓袖套AP指套被置放于與有創(chuàng)介入導(dǎo)管相反的一側(cè)。AP上臂袖帶與有創(chuàng)穿刺在同一側(cè)手臂，從而可以消除手臂間可能引起的誤差。雖然對于PPV的研究這樣的偏差是不重要的，但是其血壓偏差可能直接影響到血壓的比擬。有創(chuàng)血壓監(jiān)測的傳感器與AP的傳感器被放置于接近心臟的水平。AP監(jiān)測系統(tǒng)與病人的監(jiān)護儀相連同時進展零校準〔這是制造商建議的〕。AP和IBP血壓波形都被同步顯示在床旁病人監(jiān)護儀上，同時采用數(shù)據(jù)采集軟件進展血壓數(shù)據(jù)的采集：使用一個隨機的數(shù)字發(fā)生器，對于每10個病人，分析10次血壓波形數(shù)據(jù)。在產(chǎn)生隨機數(shù)的過程中，兩次血壓波形都需進展視覺檢查是否有38次心跳。為什么選擇38次心跳這是因為其時間比3次典型的呼吸循環(huán)周期長。如果觀察到所有有創(chuàng)和無創(chuàng)的血壓波形中均無偽影點,將執(zhí)行以下的程序：推薦的PPV金標準值將會通過手動點擊鼠標后，選擇三個連續(xù)脈壓的最大值和最小值，使用臨床標準的公式來進展計算：PPV=(PPmax
PPmin)/[(PPmax+PPmin)/2]×100%。PPVman值被定義為這三個連續(xù)呼吸周期的平均PPV值。PPVman的計算是回顧性的基于有創(chuàng)血壓監(jiān)測和無創(chuàng)血壓監(jiān)測的波形。對于每一個病人，這個程序?qū)谝粯拥臅r間內(nèi)〔用T1-T10來標示其開始和完畢時間〕取得10對IBP和AP的PPVman值。這些PPVman值將會與顯示在AP血壓監(jiān)測系統(tǒng)上的對應(yīng)時間點〔T1-T10〕PPVauto值作比擬。這些PPVauto值是通過使用廠家提供的軟件來進展提取的。根本上來講，使用AP血壓監(jiān)測系統(tǒng)中植入的專有的PPV算法其將自動搜索機械通氣下血壓波形的典型波動周期。通過自動監(jiān)測脈搏波形的最小值和最大值以與標準的經(jīng)過3個連續(xù)呼吸周期平滑處理后的PPV計算公式，PPV的值將通過電腦自動算出。同時，一個基于自適應(yīng)系數(shù)調(diào)整的濾波器能夠糾正由于異常和波動較大的生理參數(shù)計算的PPV，這種自適應(yīng)調(diào)整在最后的PPV值顯示在AP監(jiān)測系統(tǒng)上之前將會進展。PPV的原始算法由制造商提供并以子程序的方式植入到Matlab里。這個子程序剛開始叫做AP血壓波形，在測量完畢之后其將自動返回計算出的所有PPV值，這些PPV值都以時間進展標志，接下來其IBP將會應(yīng)用一樣的程序計算出所有的PPVautoIBP值。從這些PPVauto值中，這些分別處于T1-T10之間的對應(yīng)的PPVmanIBP和PPVmanAP值將會進展比擬。因此，共有100對數(shù)據(jù)被用于此次研究分析。手動方式和自動方式處理PPV的方式不是完全一樣的：手動計算PPV的值是基于心跳的次數(shù)，且必須包含3個連續(xù)的自主呼吸周期〔對于個體其具有差異性且依賴于他們當(dāng)前的心跳〕然而自動的PPV算法包括一個更新的濾波器其包含過去的信息并對顯示在病人監(jiān)護儀上的PPV值進展平滑。分析被分成兩個局部：〔i〕評估AP自帶的PPV算法的準確性；比擬基于一樣波形的的手動PPV值和自動PPV值；〔例如：PPVmanAP與PPVautoAP和PPVmanIBP與PPVautoIBP〕；〔ii〕評估自動PPV-AP的臨床價值，比擬PPVautoAP與金標準PPVmanIBP。數(shù)據(jù)的分析是利用MSEXcel2007版本和SPSS〔windows版〕。數(shù)據(jù)是以均值±平均方差的形式顯示。通過計算偏差、偏差的標準方差、回歸點和Bland-altman差異分析圖來比擬PPV之間的一致性。圖二：上面的圖形顯示出AP血壓監(jiān)測系統(tǒng)上的無創(chuàng)血壓信號〔左邊的尺度〕和每搏的PPV數(shù)值〔在藍色線上標注的點，右邊的尺度〕。下面的圖顯示相應(yīng)顯示了有創(chuàng)血壓信號的波形和數(shù)據(jù)。〕結(jié)果在表一中顯示了10例病人的特點。對于每個病人記錄了AP和IBP的血壓波形，記錄時間至少為1h每個病人〔最短的時間為：1:47，最長的時間為：2:44〕。表二總結(jié)了這些血壓波形的舒X壓、收縮壓和平均動脈壓的值，脈搏壓和PPV值。脈壓的最小和最大的數(shù)據(jù)點是通過在IBP和AP信號上手動選取的。3.1、AP中植入的PPV算法的準確度分析手動和自動PPV值之間的差異性〔即自動和手動計算的方式相比，先基于有創(chuàng)血壓監(jiān)測然后基于AP信號〕，其偏差，以與偏差的方差〔95%的置信區(qū)間〕被列于圖3中。這種分析結(jié)果〔即：PPVmanIBP與PPVautoIBP和PPVmanAP與PPVautoAP〕顯示出正相關(guān)〔分別為:R=0.889和R=0.822;P＜0.001，n=100〕圖3.〔a〕回歸性曲線〔回歸基線和相關(guān)性〕和〔b〕Bland-Altman差異分析圖〔水平直線代表偏差，水平點狀線代表一致性X圍〕：PPVmanAP和PPVautoAP，PPVmanIBP和PPVautoIBP。圖4每位病人PPV值的中值偏差.所有的值都是以百分比形式顯示的。PPVmanIBP=基于IBP信號手動計算的PPV值；PPVauto=基于IBP信號自動計算的PPV值；PPVmanAP=基于AP手動計算的PPV；PPVautoAP=基于AP信號自動計算的PPV。表3顯示：〔a〕回歸曲線圖顯示出回歸基線和相關(guān)系數(shù)的一致性；〔b〕Bland-Altam差異分析圖顯示出在置信區(qū)間95%下水平虛線和點狀虛線下的一致性，左邊是PPVmanAP與PPVautoAP，右邊為PPVmanIBP與PPVautoIBP。3.2、基于AP的自動PPV算法的可靠性的臨床價值PPVmanIBP和PPVautoAP是正相關(guān)的〔R=0.522，P＜0.001，n=100〕。PPVmanIBP和PPVautoAP之間的偏差和標準方差〔95%的置信區(qū)間〕顯示在圖三中。每個病人的主要數(shù)據(jù)顯示在圖4中；圖4顯示〔a〕回歸曲線圖顯示出回歸基線和相關(guān)系數(shù)的一致性；〔b〕Bland-Altam差異分析圖顯示出在置信區(qū)間95%下水平虛線和點狀虛線下的一致性。4、討論這篇研究的結(jié)果的第一局部比擬了手動計算的PPV值〔PPVmanIBP和PPVmanAP〕同其對應(yīng)的自動計算PPV值〔PPVautoIBP和PPVautoAP〕顯示出PPV的算法不僅適用于有創(chuàng)監(jiān)測方式也適用于無創(chuàng)監(jiān)測方式〔PPVmanAP與PPVautoAP的偏差±±2.03%，相關(guān)系數(shù)為：R=0.822；PPVmanIBP與PPVautoIBP的偏差±±1.65%，相關(guān)系數(shù)為：R=0.889〕.第二局部的結(jié)果比擬了從AP上得到的PPV值〔PPVautoAP〕與基于IBP血壓波形手動計算的PPV值〔PPVmanIBP〕，結(jié)果顯示：PPVautoAP與PPVmanIBP較低的正相關(guān)系數(shù)〔R=0.522〕，偏差±±3.14%。其一致性X圍的結(jié)果為-8.26%和4.06%，都具有臨床相關(guān)性，但是也顯示出雖然AP植入的PPV算法提供的結(jié)果很滿意，但IBP和AP的血壓波形在一定程度上是有差異的，從而影響到最后得到的PPV值?！馈馈馈?.2%〕.同樣自動和手動PPV值之間的偏差X圍也是令人感興趣的：自動計算出的PPV值一般情況下低于手動計算出的偏差值，其標準方差只是稍微偏低。所有的結(jié)果的產(chǎn)生可能歸因于自動算法中的濾波器和平滑處理過程，這應(yīng)該是與手動PPV計算方法最大的差異。但是，這兩種方法都是基于3個呼吸周期。在這個方面，AP的濾波器和平滑處理系數(shù)需要稍加改良從而更好地提高其跟隨真實的潛在變化的動態(tài)性，特別是移除由于工件等因素造成的異常的變化較大的參數(shù)。第一個實現(xiàn)自動實時PPV算法的儀器是PhilipsIntellivueMP70monitors(IntellivueMP70,PhilipsMedicalSystems,Suresnes,France)。這種算法與手動PPV算法相比是可靠的，并在麻醉科和ICU都有使用。Cannesson和其同事報道了PPVman與PPVauto的一致性〔偏差±±3.4%，相關(guān)性為：0.86〕，其結(jié)果是基于IBP的血壓波形。對于目前的離線的驗證性分析，PPVmanIBP與PPVautoIBP之間的一致性和PPVmanAP與PPVautoAP的一致性都處于一樣的數(shù)量級顯示出相似的偏差〔-0.19%和-1.02%〕，一致性系數(shù)分別為〔R=0.889，R=0.822〕。標準方差稍低，分別為：〔1.65%和2.03%〕，可能是由于我們分析中數(shù)據(jù)的數(shù)量較少。這些結(jié)果顯示出自動的PPV算法能在任何輸入波形下使用。±±±2.3%〔R=0.88〕。此外，所有測試是在徹底執(zhí)行控制的時間間隔內(nèi)執(zhí)行的。我們的初步研究有以下的局限性：首先是在急危重癥室中極度危重病人的小樣本試驗，可能不適用與其他的小樣本的群組。第二，病人治療確實切時間沒有記錄在病人的列表中，因此未能被清楚地排除在研究之外。更進一步地，我們沒有進展液體響應(yīng)能力的測試，沒有研究AP對于預(yù)測病人液體響應(yīng)能力。–11.6cmH2O的25-75%四分位數(shù)〕，這些設(shè)置都應(yīng)用在標準的肺保護性通氣中，特別是膿毒癥和肺炎患者，因此這些都是ICU真實的監(jiān)測數(shù)值。在Freitas等人的研究中，其證明了PPV仍然是一項對于液體響應(yīng)能力較為有效的監(jiān)測指標，當(dāng)病人通氣狀態(tài)下潮氣量為6ml/kg的時候。在Huang等人的研究中，其討論了在預(yù)測病人流體響應(yīng)能力時更高的呼吸末正壓通氣值能平衡低潮氣量所帶來的效應(yīng)。因此，我們的通氣設(shè)置是