用于确定表示生理参数的指示符的装置的制作方法

本发明涉及一种用于确定表示生理参数的指示符的装置、方法和计算机程序。

背景技术：

1、ep2759257 b1公开了一种用于确定表示患者的体积响应的指示符的方法。测量患者在对应于患者的多个后续呼吸周期的时间段内的脉搏信号，其中，使用压力袖带通过非侵入式脉搏测量方法检测所测量的脉搏信号，其中，在测量周期的过程中连续增加或减小施加在压力袖带中的压力。所测量的脉搏信号被表示为在其平均值周围振荡的脉搏信号，其中，确定脉搏信号的包络信号曲线。此外，基于先前确定的包络信号曲线来确定拟合包络信号函数，其中，基于预定的第一函数原型来确定拟合包络信号函数，并且拟合包络信号函数表示在多个呼吸周期上的包络信号曲线的理想化曲线进展，而不包括由通气或呼吸诱导的心肺相互作用引起的脉搏变化。然后，确定呼吸脉搏变化信号，其对应于在多个呼吸周期内由通气或呼吸诱导的心肺相互作用引起的脉搏变化，其中，所确定的呼吸脉搏变化信号对应于包络信号曲线与拟合包络信号函数之间的差。作为下一步骤，针对先前确定的呼吸脉搏变化信号来确定包络呼吸曲线，并且基于先前确定的包络呼吸曲线来确定拟合包络呼吸函数，其中，基于预定的第二函数原型来确定拟合包络呼吸函数，并且拟合包络呼吸函数表示在多个呼吸周期上的包络呼吸曲线的理想化曲线进展。最后，基于拟合包络信号函数和拟合包络呼吸函数来确定表示患者的体积响应的指示符。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种装置、方法和计算机程序，其允许改进确定表示生理参数的指示符。

2、在本发明的第一方面中，提出了一种用于确定表示生理参数的指示符的装置，其中，所述装置包括：

3、-脉搏信号提供单元，其被配置为：提供在对应于患者的多个后续呼吸周期的时间段内所测量的患者的脉搏信号，其中，脉搏信号是已经通过使用压力袖带测量的压力信号，所述压力袖带具有与患者的外部皮肤接触的压力传感器，其中，由压力袖带施加到患者的压力被增加或减小，同时压力传感器测量患者的外部皮肤上的压力信号，并且其中，所测量的压力指示血液脉动；

4、-指示符确定单元，其被配置为：执行确定过程，所述确定过程适于基于所提供的脉搏信号来确定表示生理参数的指示符，其中，所述确定过程包括：a)基于所提供的测量的脉搏信号来确定呼吸脉搏变化信号，所述呼吸脉搏变化信号对应于由通气或呼吸诱导的心肺相互作用引起的脉搏变化，b)确定呼吸脉搏变化信号的收缩部分，所述收缩部分对应于增加或减小的施加压力经过患者的动脉收缩压的时间段，并且因此，所述收缩部分易于包括伪影，c)修改呼吸脉搏变化信号，使得所确定的呼吸脉搏变化信号的收缩部分被校正，以及d)基于所测量的脉搏信号和经修改的呼吸脉搏变化信号来确定指示符。

5、当通过使用压力袖带施加到患者的压力(其也可以被认为是夹紧压力)被增加或减小时，尤其是连续增加或减小时，根据心肺相互作用，其将经过患者的动脉收缩压至少一次。如果心肺相互作用大(这导致高的动脉收缩压变化)，则夹紧压力会经过动脉收缩压若干次。

6、在夹紧压力大部分突然经过动脉收缩压这些次期间，压力脉搏曲线下的压力脉搏的幅度和/或面积(即，所测量的脉搏信号的压力脉搏曲线下的幅度和/或面积)的显著改变可以随着在曲线下的幅度和/或面积在夹紧压力增加期间变得更小或者在夹紧压力减小期间变得更大而发生。这可以影响基于所测量的脉搏信号确定的呼吸脉搏变化信号，即，其可以引入伪造呼吸脉搏变化信号的伪影，这最终导致确定表示生理参数的指示符的不准确性。然而，可以通过以下操作来克服或至少减少这种不利影响：确定呼吸脉搏变化信号的收缩部分，其对应于增加或减小的施加压力经过患者的动脉收缩压的时间段)；以及，修改呼吸脉搏变化信号，使得所确定的呼吸脉搏变化信号的收缩部分被校正。

7、生理参数优选为患者的生理参数。优选地，生理参数指示或对应于患者的体积或流体响应。因此，确定表示生理参数的指示符是优选地确定流体响应参数(frp)，尤其是确定脉搏压力变化(ppv)、收缩压变化(spv)和/或每搏量变化(svv)。在这些特定情况下，所确定的指示符可以是相应的frp，即ppv、spv和/或svv。生理参数还可以指示或对应于例如血压，诸如动脉血压。因此，确定表示生理参数的指示符也可以是确定与血压相关的一个或多个参数。则，所确定的指示符可以是与血压相关的相应参数。

8、提供所测量的脉搏信号(包括脉搏序列)可以对应于测量患者的脉搏信号，特别是通过连续地或半连续地记录指示血液脉动的压力来测量对应于血液脉动的信号。在实施例中，已经使用压力袖带通过非侵入式脉搏测量方法检测到所测量的脉搏信号，其中，在测量周期的过程中，在压力袖带中施加的压力被连续地增加或减小，并且其中，压力袖带包括与患者的外部皮肤接触以用于测量压力的压力传感器，所述压力可以被命名为组织压力并且指示血液脉动。

9、压力传感器可以与外部皮肤直接接触或与外部皮肤间接接触。在后者情况下，在外部皮肤与压力传感器之间存在一个或若干个中间元件，其将组织压力从外部皮肤转移到压力传感器。中间元件可以是固体或流体元件。优选地，使用压力袖带来测量具有脉搏序列的脉搏信号，所述压力袖带适于提供血液脉动与压力袖带的压力传感器之间的液压耦合，所述压力传感器适于记录指示血液脉动的压力。例如，在wo2014/121945a1中公开了这种压力袖带。使用这样的压力袖带(后续也将其称为高保真度压力袖带)允许与例如依赖于气动耦合的振荡测量相比改进所记录的压力信号的质量。如上所述，压力袖带可以适于使压力传感器与患者组织直接接触，使得其经由组织液压耦合到血液脉动。压力袖带可以例如是高保真上臂压力袖带。

10、提供脉搏信号还可以包括提供先前已经由例如医师测量的脉搏信号。下文可能已经存储所测量的脉搏信号，并且可以提供该存储的脉搏信号。

11、在实施例中，指示符确定单元被配置为通过将收缩部分的至少子部分替换为呼吸脉搏变化信号的另一部分和/或通过移除收缩部分的至少子部分来校正呼吸脉搏变化信号的收缩部分。具体地，在优选实施例中，指示符确定单元被配置为通过将收缩部分替换为呼吸脉搏变化信号的另一部分(特别是相邻部分)来校正呼吸脉搏变化信号的收缩部分。此外，指示符确定单元优选地被配置为确定呼吸脉搏变化信号的收缩部分，使得其由呼吸脉搏变化信号的半波组成。半波优选地被定义为呼吸脉搏变化信号的高于或低于呼吸脉搏变化信号的平均值的部分，其中，该部分的起点和该部分的终点是呼吸脉搏变化信号与表示平均值的线的后续交点。已经发现，以这种方式修改呼吸脉搏变化信号允许进一步改进对表示生理参数的指示符的确定。

12、优选地，指示符确定单元被配置为将呼吸脉搏变化信号表示为围绕其平均值振荡的呼吸脉搏变化信号，并且确定呼吸脉搏变化信号的收缩部分，使得所述收缩部分包括呼吸脉搏变化信号的最低最小值和/或最高最大值。因此，指示符确定单元可以被配置为确定呼吸脉搏变化信号的最低最小值和/或最高最大值，并且确定呼吸脉搏变化信号的收缩部分，使得所述收缩部分包括呼吸脉搏变化信号的所确定的最低最小值和/或所确定的最高最大值。

13、具体地，指示符确定单元被配置为：确定呼吸脉搏变化信号的收缩部分，使得所述收缩部分包括呼吸脉搏变化信号的具有最低最小值的半波和/或呼吸脉搏变化信号的具有最高最大值的半波；并且，通过a)将最低最小值半波和/或最高最大值半波替换为呼吸脉搏变化信号的另一部分的半波和/或b)移除最低最小值半波和/或最高最大值半波来修改呼吸脉搏变化信号。在优选实施例中，指示符确定单元被配置为：确定呼吸脉搏变化信号的收缩部分，使得所述收缩部分包括呼吸脉搏变化信号的至少一个第一半波和/或呼吸脉搏变化信号的至少一个第二半波，所述至少一个第一半波与呼吸脉搏变化信号的具有最低最小值的半波相邻，所述至少一个第二半波与呼吸脉搏变化信号的具有最高最大值的半波相邻；并且，通过a)将至少一个第一半波和/或至少一个第二半波替换为呼吸脉搏变化信号的另一部分的半波和/或b)移除至少一个第一半波和/或至少一个第二半波来修改呼吸脉搏变化信号。

14、具体地，指示符确定单元可以被配置为确定呼吸脉搏变化信号的收缩部分，使得所述收缩部分包括呼吸脉搏变化信号的具有最低最小值的半波，并且通过将所确定的最低最小值半波替换为呼吸脉搏变化信号的相邻半波来修改呼吸脉搏变化信号。在优选实施例中，指示符确定单元被配置为确定呼吸脉搏变化信号的收缩部分，使得其还包括呼吸脉搏变化信号的具有最高最大值的半波，并且通过以下操作来修改呼吸脉搏变化信号：将最低最小值半波和最高最大值半波中的在时间上第一个替换为在第一个之前并且与第一个相邻的半波；并且，将最低最小值半波和最高最大值半波中的相应的在时间上第二个替换为在时间上第二个之后并且与在时间上第二个相邻的半波。当夹紧压力经过动脉收缩压时，由于伪影伪造呼吸脉搏变化信号，具有伪影的半波通常将具有放大的幅度。这可以伪造呼吸脉搏变化信号的正半波和负半波。因此，移除具有最低最小值的半波和具有最高最大值的半波的意图是移除该伪影的影响。替换半波的意图是填充数据中的间隙，从而允许例如呼吸脉搏变化信号的更合适的拟合。

15、在另一实施例中，指示符确定单元被配置为确定呼吸脉搏变化信号的收缩部分，使得其还包括在最低最小值半波之前并且与最低最小值半波相邻的半波，并且通过以下操作来修改呼吸脉搏变化信号：将最低最小值半波替换为在最低最小值半波之后并且与最低最小值半波相邻的半波；以及，将在最低最小值半波之前并且与最低最小值半波相邻的半波替换为在要被替换的该半波之前并且与要被替换的该半波相邻的半波。如上所述，当夹紧压力通过动脉收缩压时，由于伪影伪造呼吸脉搏变化信号，具有伪影的半波通常将具有放大的幅度。通常，呼吸脉搏变化信号的负半波及其先前正半波被伪造。因此，移除具有最低最小值的半波和先前半波的意图是移除该伪影的影响。替换半波的意图是填充数据中的间隙，从而允许例如呼吸脉搏变化信号的更合适的拟合。

16、注意，像“之前”、“之后”、“先前”、“后续”等术语是指增加施加的压力的方向。换句话说，如果所施加的压力增加，例如，术语“之前”对应于时间上较早，并且术语“之后”对应于时间上较晚，并且如果所施加的压力减小，例如，术语“之前”对应于时间上较晚，并且术语“之后”对应于时间上较早。

17、在一个示例中，指示符确定单元被配置为将呼吸脉搏变化信号的收缩部分确定为存在最大减小位置的部分，在所述的存在最大减小位置的部分处，呼吸脉搏变化信号和/或脉搏信号的包络信号曲线具有其最大减小。将呼吸脉搏变化信号的收缩部分确定为存在最大减小位置的部分允许以进一步增加的准确度确定收缩部分。

18、最大减小位置优选地为该减小是全局最大值的位置。呼吸脉搏变化信号和/或包络信号曲线具有其最大减小的最大减小位置也可以被认为是最小负斜率位置，因为在最大减小位置处，呼吸脉搏变化信号和/或包络信号曲线的负斜率具有其最小负值。

19、因此，指示符确定单元可以被配置为确定沿呼吸脉搏变化信号和/或沿包络信号曲线的若干减小，并且然后分别确定沿呼吸脉搏变化信号和/或包络信号曲线的存在最大减小的位置，以便确定呼吸脉搏变化信号的收缩部分。

20、所确定的呼吸脉搏变化信号的收缩部分的宽度优选地由两个相邻的半波来定义，在先前描述的示例中，这两个相邻的半波包括最大减小位置。此外，在其他实施例和确定呼吸脉搏变化信号的收缩部分的示例中，该收缩部分优选地具有由两个相邻的半波定义的宽度。

21、当呼吸脉搏变化信号被表示为围绕其平均值振荡的呼吸脉搏变化信号时，或者当呼吸脉搏变化信号未被表示为围绕其平均值振荡的呼吸脉搏变化信号时，最大减小可以被确定为呼吸脉搏变化信号的最大减小。相应地，当脉搏信号被表示为围绕其平均值振荡的脉搏信号时，或者当脉搏信号未被表示为围绕其平均值振荡的脉搏信号时，最大减小可以被确定为脉搏信号的包络信号曲线的最大减小。

22、在一个示例中，包络信号曲线是描画脉搏信号的幅度的极值的平滑曲线。优选地，脉搏信号被表示为围绕其平均值振荡的脉搏信号，其中，为了确定包络信号曲线，将脉搏信号的低于振荡脉搏信号的平均值的部分向上折叠到上部，然后将描画所得最大值序列的平滑曲线确定为包络信号曲线。下面进一步描述关于包络信号曲线的可能确定的更多细节。

23、在一个示例中，指示符确定单元被配置为将呼吸脉搏变化信号表示为围绕其平均值振荡的呼吸脉搏变化信号，并且通过以下操作来修改呼吸脉搏变化信号：a)将呼吸脉搏变化信号的包括紧接在最大减小位置之前的最大值的半波和呼吸脉搏变化信号的包括紧接在最大减小位置之后的最小值的半波替换为呼吸脉搏变化信号的另一部分的半波和/或b)移除这些半波。因此，在该示例中，呼吸脉搏变化信号的收缩部分由两个半波来定义，其中，两个半波包括具有紧接在最大减小位置之前的最大值的第一半波和具有紧接在最大减小位置之后的最小值的第二半波。将这些半波替换为其他半波和/或移除这些半波提供了改进的呼吸脉搏变化信号，其可以用于进一步更准确地确定表示生理参数的指示符。

24、如果通过替换来执行对呼吸脉搏变化信号的校正，则在一个示例中，将包括紧接在最大减小位置之前的最大值的第一半波替换为呼吸脉搏变化信号的紧接在第一半波之前的半波，并且将包括紧接在最大减小位置之后的最小值的第二半波替换为呼吸脉搏变化信号的紧接在该第二半波之后的半波。

25、在示例中，指示符确定单元被配置为将呼吸脉搏变化信号的收缩部分确定为呼吸脉搏变化信号的两个连续极值之间的差最大的部分。呼吸脉搏变化信号的两个连续极值可以是最大值及跟随其后的最小值或者是最小值及跟随其后的最大值。然而，优先地，两个连续极值是最大值及跟随其后的最小值。因此，在实施例中，指示符确定单元被配置为将呼吸脉搏变化信号的收缩部分确定为呼吸脉搏变化信号的最大值与呼吸脉搏变化信号的紧跟其后的最小值之间的差最大的部分。

26、优选地，所确定的呼吸脉搏变化信号的收缩部分具有两个半波的宽度，同样如上所述。因此，在实施例中，呼吸脉搏变化信号由呼吸脉搏变化信号的半波和呼吸脉搏变化信号的跟随其后的半波来定义，其中，该呼吸脉搏变化信号的最大值与紧跟其后的最小值之间的差最大。

27、因此，指示符确定单元可以被配置为确定呼吸脉搏变化信号的相应两个连续极值之间的差，并且然后确定这些差中的哪个差最大，以便将呼吸脉搏变化信号的收缩部分确定为呼吸脉搏变化信号的两个连续极值之间的差最大的部分。优选地，如上所述，指示符确定单元确定呼吸脉搏变化信号的对应的各对最大值-最小值的呼吸脉搏变化信号的最大值与紧跟其后的最小值之间的差，并且确定这些差中的哪个差最大，以便将呼吸脉搏变化信号的收缩部分确定为呼吸脉搏变化信号的最大值与跟随其后的最小值之间的差最大的部分。

28、在示例中，指示符确定单元被配置为将呼吸脉搏变化信号表示为围绕其平均值振荡的呼吸脉搏变化信号，并且通过以下操作来修改呼吸脉搏变化信号：a)将包括具有最大差的连续极值的半波替换为呼吸脉搏变化信号的另一部分的半波；和/或b)移除这些半波。因此，在示例中，呼吸脉搏变化信号的收缩部分可以由两个半波来定义，其中，两个半波包括具有最大差的两个连续极值，其中，在优选实施例中，指示符确定单元将相应最大值及跟随其后的相应最小值视为连续极值，而不是将相应最小值及跟随其后的相应最大值视为连续极值。将这些半波替换为其他半波和/或移除这些半波提供了改进的呼吸脉搏变化信号，其可以用于进一步更准确地确定表示生理参数的指示符。

29、同样，在该示例中，如果对呼吸脉搏变化信号的校正是通过替换来执行的，则优选地将包括第一极值(优选地作为最大值)的第一半波替换为呼吸脉搏变化信号的紧接在该第一半波之前的半波，并且将包括第二极值(优选地作为跟随其后的最小值)的第二半波替换为呼吸脉搏变化信号的紧接在第二半波之后的半波。

30、优选地，脉搏信号提供单元被配置为将所测量的脉搏信号表示为围绕其平均值振荡的脉搏信号，其中，指示符确定单元被配置为将呼吸脉搏变化信号表示为围绕其平均值振荡的呼吸脉搏变化信号，并且将经修改的呼吸脉搏变化信号表示为围绕其平均值振荡的经修改的呼吸脉搏变化信号，并且其中，指示符确定单元被配置为使得：

31、-通过确定脉搏信号的包络信号曲线来确定第一数据值，

32、-在第一拟合中，将所提供的第一函数原型(其取决于在第一拟合期间要修改的第一拟合参数)拟合到第一数据值，使得所得的拟合包络信号函数表示包络信号曲线在多个呼吸周期上的理想化曲线进展，而不包括由通气或呼吸诱导的心肺相互作用引起的脉搏变化，

33、-通过确定经修改的呼吸脉搏变化信号的绝对呼吸脉搏变化曲线来确定第二数据值，

34、-在第二拟合中，将所提供的第二函数原型(其取决于在第二拟合期间要修改的第二拟合参数)拟合到第二数据值，使得所得的拟合呼吸函数指示绝对呼吸脉搏变化曲线的幅度在多个呼吸周期上的理想化进展，以及

35、-基于拟合包络信号函数和拟合呼吸函数来确定指示符。

36、特别地，指示符确定单元被配置为使得所确定的呼吸脉搏变化信号对应于包络信号曲线与拟合包络信号函数之间的差。这在已经使用压力袖带检测到所测量的脉搏信号的情况下是特别优选的，其中，在测量周期的过程中，连续增加或减小在压力袖带中施加的压力。

37、相应的函数原型取决于在拟合期间要修改的一个或多个相应的拟合参数，其中，可以确定一个或多个拟合参数中的每个的初始值。可以基于与函数原型的特性相关的数据值的特性和/或基于从先前拟合已知的相应拟合参数的值来确定一个或多个拟合参数中的每个或仅一些的初始值。对于一个或多个拟合参数中的其初始值不是基于与函数原型的特性相关的数据值的特性和/或基于从先前拟合已知的相应拟合参数的值来确定的那些拟合参数，可以基于测量方法的特性(诸如例如施加在压力袖带中的压力的变化率)来预定义或确定初始值。

38、可以根据相应的函数原型应被拟合到的相应数据值的预期形式来预先确定相应的函数原型。此外，还可以根据确定相应数据值的所选方式来预先确定相应的函数原型，其中，所选方式可以对应于例如定义的预处理。为了将所提供的相应函数原型拟合到相应的所确定的数据值，可以使用任何已知的拟合算法。优选地，可以使用非线性最小二乘算法，特别是levenberg-marquardt算法。

39、优选地，相应的函数原型是钟形功能。这在已经使用压力袖带检测到具有若干脉搏的初始测量脉搏信号的情况下是特别优选的，其中，在测量周期的过程中连续增加或减小施加在压力袖带中的压力。钟形函数优选是cauchy-lorentz函数。钟形函数可以具有指示钟形函数的最大值的高度的拟合参数以及指示钟形函数的最大值的位置的另一拟合参数，其中，指示符确定单元可以被配置为将相应数据值的最大值的高度和相应数据值的最大值的位置确定为这些拟合参数的初始值。

40、优选地，指示符确定单元被配置为基于拟合呼吸函数的最大值与拟合包络信号函数的最大值的第一比率(其被命名为经修改的第一比率，因为其基于经修改的呼吸脉搏变化信号)和/或基于a)拟合包络信号函数的最大值处的拟合呼吸函数与b)拟合包络信号函数的最大值的第二比率(其被命名为经修改的第二比率，因为其基于经修改的呼吸脉搏变化信号)来确定指示符。在实施例中，指示符确定单元被配置为针对未修改的呼吸脉搏变化信号执行根据权利要求12所述的确定第二数据值以及在第二拟合中拟合所提供的第二函数原型的步骤，从而产生拟合呼吸函数，并且还基于a)拟合包络信号函数的最大值处的拟合呼吸函数(其已经基于未修改的呼吸脉搏变化信号被确定)与b)拟合包络信号函数的最大值的第二比率(其被命名为未修改的第二比率，因为其基于修改的呼吸脉搏变化信号)，和/或基于拟合呼吸函数的最大值(其已经基于未修改的呼吸脉搏变化信号被确定)与拟合包络信号函数的最大值的第一比率(其被命名为未修改的第一比率，因为其基于未修改的呼吸脉搏变化信号)来确定指示符。因此，在实施例中，还针对未修改的呼吸脉搏变化信号执行根据权利要求12所述的针对经修改的呼吸脉搏变化信号执行的第二数据值确定和第二拟合步骤。

41、特别地，指示符确定单元被配置为基于相应比率和相应比率的平方的组合来确定指示符。在优选实施例中，指示符确定单元被配置为基于以下各项的组合来确定指示符：i)第一经修改比率或第二经修改比率、ii)第一经修改比率的平方或第二经修改比率的平方、iii)第二未修改比率或第一未修改比率以及iv)第二未修改比率的平方或第一未修改比率的平方。例如，指示符确定单元可以被配置为通过以下方式来确定指示符：a)将第二未修改比率的平方或第一未修改比率的平方与第一因子相乘以计算第一乘积，将第二未修改比率或第一未修改比率分别与第二因子相乘以计算第二乘积，将第一乘积和第二乘积与被加项相加以计算第一子指示符，和/或b)执行根据权利要求12所述的确定第二数据值和在第二拟合中拟合所提供的第二函数原型从而产生拟合呼吸函数的步骤，并且执行以下步骤：针对根据权利要求6所述的已经修改的呼吸脉搏变化信号确定根据权利要求14所述的第一经修改比率或第二经修改比率，将第一经修改比率的平方或第二经修改比率的平方分别与第三因子相乘以计算第三乘积，将第一经修改比率或第二经修改比率分别与第四因子相乘以计算第四乘积，并且将第三乘积和第四乘积与被加项相加以计算第二子指示符，和/或c)执行根据权利要求12所述的确定第二数据值和在第二拟合中拟合所提供的第二函数原型的步骤，从而产生拟合呼吸函数，并且执行以下步骤：针对根据权利要求7所述的已经修改的呼吸脉搏变化信号确定根据权利要求14所述的第一经修改比率或第二经修改比率，将第一经修改比率的平方或第二经修改比率的平方分别与第五因子相乘以计算第五乘积，将第一经修改比率或第二经修改比率分别与第六因子相乘以计算第六乘积，并且将第五乘积和第六乘积与被加项相加以计算第三子指示符，和/或d)执行根据权利要求12所述的确定第二数据值和在第二拟合中拟合所提供的第二函数原型的步骤，从而产生拟合呼吸函数，并且执行以下步骤：针对根据权利要求9所述的已经修改的呼吸脉搏变化信号确定根据权利要求14所述的第一经修改比率，将第一经修改比率的平方或第二经修改比率的平方与第七因子相乘以计算第七乘积，将第一经修改比率或第二经修改比率分别与第八因子相乘以计算第八乘积，并且将第七乘积和第八乘积与被加项相加以计算第四子指示符，以及e)组合所确定的子指示符。已经发现，这允许对可表示生理性质(例如ppv、svv或spv)的指示符的非常准确的非侵入式确定。

42、不同的参数(即，因子和被加项，以及组合子指示符的种类)优先地被预定义并且可以通过校准测量来预先确定，其中，通过侵入式手段，非常准确地确定参考指示符(例如，参考ppv、svv和spv)，并且确定参数，使得指示符确定单元产生具有高统计精度和准确度的非常精确的侵入式测量的指示符。具体地，对于来自代表性群体(例如包括所有性别)的足够数量的个体的同时记录的侵入式和非侵入式指示符值的校准测量对，使用不同血液动力学条件下的身高、体重和年龄的相关范围。需要注意的是，优选地仅在开发阶段执行校准，即不在实际测量过程中执行校准。可以针对不同的壳体尺寸(即优先地针对不同的袖带尺寸)或针对不同的壳体尺寸组合来单独地执行校准。例如，对于不同的壳体尺寸或壳体尺寸组合，可以通过校准来确定不同的参数集合，即对于每个壳体尺寸或对于每个壳体尺寸组合，可以确定相应的参数集合。

43、在实施例中，指示符确定单元被配置为仅在相应的对应拟合呼吸函数的预定义特性满足相应的预定义条件的情况下执行步骤a)、b)、c)和d)中的相应步骤。例如，如果相应的拟合呼吸函数的最大值小于预定义阈值，或者如果相应的对应拟合呼吸函数的最大值的自变量在预定极限内。因此，相应的拟合呼吸函数只有在其提供合理的值的情况下才被考虑，从而允许进一步增加确定表示生理参数的指示符的准确性。

44、可以在可配置时间段内检测包括若干脉搏的脉搏信号。优选地，时间段被配置为使得其覆盖患者的限定数量的后续呼吸或通气循环，其中，预定数量可以是从1到例如10的任意数量，其中，在实施例中，也可以使用多于十个后续呼吸或通气循环。例如，所述时间段可以被配置为具有在例如10秒与两分钟之间的长度，优选地在30秒与两分钟之间，更优选地约一分钟。患者的脉搏率取决于各种因素，例如年龄、压力等。成人静息时的心脏跳动通常为每分钟50至90次。因此，可以在检测时间段中检测由心跳引起的相对更大数量的脉搏变化。鉴于数据质量构成表示生理参数的指示符的计算的基础，这种方法会是有利的。然而，当使用高保真度压力袖带应用非侵入式血压测量方法时，检测周期应当优选地不超过三分钟，以避免由于由压力袖带的压力引起的干扰血流导致的不利影响。

45、患者呼吸对脉搏变化具有可检测的影响。尽管所测量的血压变化主要来源于心脏的功能，即从根据循环的收缩和舒张，但是也存在要考虑的另一有影响因素。因此，叠加了两个功能：由心脏的功能引起的较高频率的变化与由患者的呼吸或通气引起的较低频率的变化相叠加。值得注意的是，由患者呼吸引起的这种低频变化不仅在机械通气患者中检测到，而且还在自主呼吸的非通气患者中检测到。尽管对于血压的变化，自主呼吸的效果与机械通气的效果在某种程度上相似，但是出于以下原因，这两个效果实际上不是相同的：在机械通气的情况，在吸气期间将空气在高压力下从外部压到肺中，而在自主呼吸的情况下，在吸气期间将空气通过较低压力吸入肺中。不管这些现象区别如何，在实施例中，所述装置同样可以应用于机械通气患者和自主呼吸的非通气患者，只要呼吸或通气诱导的操纵产生显著的心肺相互作用。

46、所测量的脉搏信号可以被表示为随时间的函数，或者备选地，被表示为由压力袖带施加的夹紧压力的函数，其中，在测量周期的过程中，连续增加或减小在压力袖带中施加的压力。

47、基于包括若干脉搏的脉搏信号来确定包络信号曲线，第一数据值可以对应于所述包络信号曲线。通常，快速变化信号的包络曲线或函数被认为是描画快速变化信号的幅度的极值的平滑曲线。例如，可以通过简单地连接快速变化信号的最大值或最小值来确定包络曲线或函数。然而，优选地通过连续地确定所测量的脉搏信号与其平均值的距离尺寸，并且此后优选地通过将低通滤波器应用于距离尺寸，从而确定血压信号的包络曲线，即包络信号曲线。优选地，低通滤波器具有低于患者脉搏率的截止频率。例如，所测量的脉搏信号的振荡曲线的平均值以下的部分优选地向上折叠到上部。然后，优选地通过使用截止频率低于患者脉搏率的低通滤波器使所得曲线变平。所得曲线可以以这样的方式变平：使得与非平坦曲线下方的面积相比，平坦曲线下方的面积保持不变。可选地，平坦曲线可以额外地乘以预定值。如果平坦曲线例如乘以2的平方根，则最终获得的包络信号曲线基本上处于所测量的脉搏信号的幅度的上限的水平。

48、距离尺寸也可以被定义为例如大约一个脉搏宽度或任何其他度量函数的某个区域内的平方信号或极值。更一般地，距离尺寸也可以被定义为例如信号与其平均值之间的差的绝对值的n次幂，其中，n可以是1或任何其他数字。在将差的绝对值用作距离尺寸的情况下，结果与svv以及ppv很好地相关。同样，在差的绝对值的2次幂作为距离尺寸的情况下，结果与svv以及ppv很好地相关。优选地，如果要确定svv，则将差的绝对值的2次幂用作距离尺寸，而如果要确定ppv，则将差的绝对值用作距离尺寸。随着n的升高，可以进一步增加相关性。在最大值度量的情况下，即在无限n作为距离尺寸的情况下，结果与ppv很好地相关。例如，可以通过在等于心跳持续时间的移动窗口内搜索差的最大值减去最小值来实现最大度量。

49、所测量的脉搏信号的平均值(其可以用作距离尺寸计算的基础)可以被确定为在患者的一个单脉搏周期的时段上的移动平均值或者通过在所测量的脉搏信号上应用低通滤波器(例如，椭圆或蝶形滤波器)来确定。给定一系列数字(在这种情况下是所测量的脉搏信号的脉搏)和固定子集大小(在这种情况下是患者的一个单脉搏周期的时段)，移动平均值的第一元素是通过取数字系列的初始固定子集的平均值来获得的。然后，通过“向前移位”来修改子集，即不包括该系列的第一数字并且包括跟在该系列的原始子集之后的下一数字。这创建了被平均的新的数字子集。该过程在整个数据系列上重复。

50、在一些情况下，为了获得良好拟合的包络信号曲线，在确定包络信号曲线之前将窗口函数应用于所测量的脉搏信号会是有利的。特别地，如果使用连续侵入式血压测量方法测量脉搏信号，则应用窗口函数是有利的。与使用高保真压力袖带的上述非侵入式血压测量方法不同，由连续侵入式血压测量方法测量的脉搏信号通常不表现出任何钟形形式。如果使用采用高保真压力袖带的非侵入式血压测量方法测量脉搏信号，则可能不需要应用窗口函数。在这种情况下，脉搏信号的所测量脉搏通常已经表现出钟形形式，并且因此，可以与也表现出钟形形式的函数原型很好地拟合。如果应用窗口函数，则窗口函数优选是非负平滑钟形曲线，例如cauchy-lorentz函数。

51、拟合包络信号函数的确定表示包络信号曲线与对象的理想化曲线进展，以排除由通气或呼吸诱导的心肺相互作用引起的任何脉搏变化。

52、包络信号曲线与拟合包络信号函数之间的差反映了由于患者的呼吸或通气引起的调制。因此，确定对应于由患者的呼吸引起的脉搏变化的呼吸脉搏变化信号。优选地，呼吸脉搏变化信号以呼吸脉搏变化信号围绕其平均值振荡的方式确定的。优选地，由呼吸脉搏变化信号的曲线的下部限定的面积(即，平均值以下的面积)基本上对应于由呼吸脉搏变化信号的曲线的上部限定的面积(即，平均值以上的面积)。

53、绝对呼吸脉搏变化曲线可以对应于包络呼吸曲线，在这种情况下，拟合呼吸函数也可以被视为拟合包络呼吸函数。拟合呼吸函数然后可以表示包络呼吸曲线在多个呼吸周期上的理想化曲线进展。对包络呼吸曲线的确定(在该情况下可能对应于第二数据值)是基于先前确定的呼吸脉搏变化信号的。优选地，通过连续地确定呼吸脉搏变化信号与其平均值的距离尺寸并且此后优选地将低通滤波器应用于距离尺寸来计算包络呼吸曲线。优选地，低通滤波器具有低于患者呼吸频率的截止频率。换句话说，呼吸脉搏变化信号的振荡曲线的平均值以下的部分优选地向上折叠到上部。然后，优选地通过使用截止频率低于患者的呼吸频率的低通滤波器使得所得曲线变平。曲线可以以这样的方式变平：使得与非平坦曲线下方的面积相比，平坦曲线下方的面积保持不变。可选地，平坦曲线可以额外地乘以预定值。如果平坦曲线与例如2的平方根的值相乘，则最终获得的包络呼吸曲线基本上处于呼吸脉搏变化信号的幅度的上限的水平。优选地，用作距离尺寸计算的基础的呼吸脉搏变化信号的平均值被确定为在患者的单个呼吸周期的时段上的移动平均值，或者通过在呼吸脉搏变化信号上应用低通滤波器(例如，椭圆或蝶形滤波器)来确定。

54、在实施例中，绝对呼吸脉搏变化曲线不对应于包络呼吸曲线，而是对应于指示呼吸脉搏变化信号的绝对值的不同曲线。也就是说，可能优选的是，在不首先确定先前确定的呼吸脉搏变化信号的包络呼吸曲线并且然后基于包络呼吸曲线来确定拟合呼吸函数的情况下，确定拟合呼吸函数。相反，可能优选的是，通过将第二函数原型拟合到对应于不同类型的绝对呼吸脉搏变化信号的数据值，即，第二数据值，即，拟合到以不同方式从呼吸脉搏变化信号导出的数据值，从而确定拟合呼吸函数。然而，这种不同类型的预处理可能涉及上文关于根据呼吸脉搏变化信号确定包络呼吸曲线所描述的一个或多个步骤。在实施例中，可以通过考虑呼吸脉搏变化信号与平均值之间的相应差的绝对值来确定对应于第二数据值的绝对呼吸脉搏变化曲线。这些绝对值则可以对应于第二数据值。因此，特别地，可以通过考虑呼吸脉搏变化信号与平均值之间的相应差的绝对值，从而将呼吸脉搏变化信号的平均值以下的部分向上折叠到上部，并且通过将第二函数原型拟合到如此获得的值，从而确定拟合呼吸函数。

55、在通过首先确定针对先前确定的呼吸脉搏变化信号的包络呼吸曲线并且然后基于包络呼吸曲线确定拟合呼吸函数来确定拟合呼吸函数的情况下，为了避免来自所涉及的计算步骤的任何偏差，优选地类似于包络信号曲线来计算包络呼吸曲线，但是包络呼吸曲线与呼吸脉搏变化信号而不是所测量的脉搏信号相关联。更一般地，优选地基于要拟合(即，包络呼吸曲线)的数据值(即，第二数据值)或以不同方式根据呼吸脉搏变化信号导出的数据值(例如，类似于拟合包络信号函数)来计算拟合呼吸函数，不同之处在于，要拟合的数据值不同，即与呼吸脉搏变化信号而不是所测量的脉搏信号相关联。即，例如，如果cauchy-lorentz函数被用作确定拟合包络信号函数的函数原型，则cauchy-lorentz函数优选地被用作确定拟合呼吸函数的函数原型。

56、如果生理参数指示或对应于患者的体积或流体响应，则可以基于拟合包络信号函数和拟合呼吸函数来确定表示生理参数的指示符。优选地，基于拟合包络信号函数的至少一个参数和拟合呼吸函数的至少一个参数来确定表示生理参数的指示符。例如，可以基于拟合包络信号函数的最大值与拟合呼吸函数的最大值之间的比率来确定表示患者的体积响应的指示符。这种比率或该比率的函数(特别是其倒数)可以表示表示患者的体积响应的适当指示符。

57、在本发明的另一方面中，提出了一种用于确定表示生理参数的指示符的方法，其中，所述方法包括：

58、-由脉搏信号提供单元提供在对应于患者的多个后续呼吸周期的时间段内所测量的患者的脉搏信号，其中，脉搏信号是已经通过使用压力袖带测量的压力信号，所述压力袖带具有与患者的外部皮肤接触的压力传感器，其中，由压力袖带施加到患者的压力被增加或减小，同时压力传感器测量患者的外部皮肤上的压力信号，并且其中，所测量的压力指示血液脉动，

59、-由指示符确定单元执行确定过程，所述确定过程适于基于所提供的脉搏信号来确定表示生理参数的指示符，其中，确定过程包括：a)基于所提供的所测量的脉搏信号来确定对应于由通气或呼吸诱导的心肺相互作用引起的脉搏变化的呼吸脉搏变化信号，b)确定呼吸脉搏变化信号的收缩部分，所述收缩部分对应于增加或减小施加的压力经过患者的动脉收缩压的时间段，并且因此，所述收缩部分易于包括伪影，c)修改呼吸脉搏变化信号，使得所确定的呼吸脉搏变化信号的收缩部分被校正，以及d)基于所测量的脉搏信号和经修改的呼吸脉搏变化信号来确定指示符。

60、在本发明的另一方面中，提供了一种用于确定表示生理参数的指示符的计算机程序，其中，所述计算机程序包括程序代码单元，所述程序代码单元用于使如权利要求1至17中的任一项所述的装置执行如权利要求18所述的方法的步骤。

61、应当理解，根据权利要求1所述的装置、根据权利要求18所述的方法和根据权利要求19所述的计算机程序具有类似和/或相同的优选实施例，特别是如从属权利要求中所定义的。

62、应当理解，本发明的优选实施例也可以是从属权利要求或以上实施例与相应独立权利要求的任何组合。

63、根据下文描述的实施例，本发明的这些和其它方面将是显而易见的，并且参考下文描述的实施例来阐明本发明的这些和其它方面。