神经外科重症患者生理参数采集与分析的详细方案
2017年10月17日
近期，我们开发了一种用于监测神经外科危重患者多种生理参数的便携式多模态监测系统。本文介绍了如何使用该多模态监测系统的详细操作方案。
本方案的总体目标是对神经外科重症患者获取并分析多种生理参数。该方法有助于回答临床数据监测与分析中的关键问题，例如平均颅内压（ICP）值、动脉血压（ABP）以及由ICP导出的各项参数。该技术的主要优势在于能够实现长期、高频率的监测数据采集与分析。
我们最初萌生这一方法的想法，是在尝试采集和分析神经外科重症患者长期连续的生理数据时，意识到目前临床上缺乏适用于医生日常工作的简便专用设备。首先，通过特定通信电缆将颅内压（ICP）监测仪与床旁监护仪连接。调整患者床旁监护仪中的参考值，使床旁监护仪的数据与ICP监测仪保持一致。
在患者左侧或右侧桡动脉进行动脉置管。随后将动脉导管与压力感受器连接。再通过通信电缆将压力传感器与患者床旁监护仪连接。
最后，校准床旁监护仪，使测得的血压值与实际值一致。首先通过网线将患者的床旁监护仪与数据采集和存储设备连接，然后按下电源按钮以开启数据采集设备。
接下来，输入患者信息，包括姓名、ID、诊断结果以及初始格拉斯哥昏迷评分（Glasgow Coma Scale，简称GCS）。点击“保存并开始监测”按钮，以开始数据采集与存储。最后，在数据采集结束时，点击屏幕上的关闭按钮，并输入最终的GCS评分。
首先，通过主机上的通用串行总线接口（USB）将存储的数据转存至U盘。然后，输入用户名和密码以登录分析服务器。单击“创建新记录”按钮，并选择U盘中的数据文件以开始上传。
然后，根据数据文件的大小，等待大约 10 到 20 分钟，以便进行数据分析。接着，点击每条记录的“详细”按钮以查看结果。点击图表查看功能以查看最终的图示。
拖动时间轴以查看更详细的图像。最后，点击散点图按钮，查看各参数的分布情况。这一新型多模态监测与分析系统能够记录并绘制神经外科危重患者的关键参数。
随着时间轴的调整，每个参数的更多细节可以被显示出来。此外，该系统还能分析任意两个参数之间的关系，例如此处所示的 Icp 与 PRx。该患者的 PRx 变化范围为 -0.7 至 1，当其 Icp 为 10 毫米汞柱时，PRx 达到最低值。
在进行该操作时，重要的是要正确执行调零校准，以确保所采集的数据与实际值一致。该技术建立后，为神经外科重症监护病房的临床医生提供了监测生理参数、分析患者当前临床状况以及预测神经外科重症患者预后的途径。观看本视频后，您应能够充分掌握如何获取并分析神经外科重症患者的多种生理参数。
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概述
本文介绍了一种利用新开发的多模态监测系统获取和分析神经外科重症患者多种生理参数的实验方案。该系统能够对颅内压（ICP）、动脉血压（ABP）和血氧饱和度等关键参数进行连续、高频的数据采集与分析，为临床医生提供有关患者病情状态和预后的全面信息。
关键研究组成部分
科学领域
- 神经外科
- 重症监护监测
- 生物医学工程
背景
- 颅内压（ICP）监测在神经外科重症监护中被广泛应用。
- 除平均ICP外，ICP波形、脉搏波幅（AMP）、RAP、PRx和IAAC等衍生参数可提供有价值的临床信息。
- 目前的设备通常仅限于让临床医生监测平均ICP值。
- 亟需易于使用的系统，以促进全面的生理监测与分析。
研究目的
- 开发并验证一种便携、易用的多模态监测系统，用于神经外科危重患者的监护。
- 实现多种生理参数的连续采集与分析。
- 通过先进的数据分析方法，提升临床决策能力与预后预测准确性。
使用的方法
- 通过通信电缆将颅内压（ICP）监测仪连接至床旁监护仪。
- 放置动脉导管并连接至压力感受器及压力换能器。
- 对床旁监护仪进行零点校准，以确保测量准确。
- 使用专用设备进行连续数据采集，并录入患者信息及存储数据。
- 通过USB将数据传输至分析服务器，进行自动化处理与可视化分析。
主要结果
- 该系统可实现生理数据的长期、高频监测与存储。
- 自动化分析可生成包括颅内压（ICP）、动脉血压（ABP）和压力反应指数（PRx）等参数的详细图表和散点图。
- 临床医生可直观查看参数的分布情况及其相互关系，例如颅内压与压力反应指数之间的关系。
- 该系统支持对患者状态随时间变化的详细回顾与解读。
结论
- 多模态监测系统有助于在神经外科重症监护中实现全面的生理监测。
- 它可增强临床医生分析患者状况和预测预后的能力。
- 准确的结果依赖于正确的调零和数据处理。
常见问题
行业应用价值
神经外科重症患者生理参数的连续采集与分析，解决了转化研究中高频、多模态数据整合的关键挑战。监测并关联颅内压（ICP）、动脉血压（ABP）及衍生指数的能力，可在关键决策节点提高预测的可信度。这一能力有助于在神经重症护理研发管线中实现基于风险调整的推进和项目筛选。
生物制药研发中的战略应用
早期发现与靶点验证
- 通过实时参数监测，实现对神经危重症生理机制的深入探究。
- 通过量化颅内压（ICP）、动脉血压（ABP）以及衍生指数（如PRx和RAP）之间的关系，支持生物学风险评估。
- 提供高分辨率、纵向数据，有助于提高靶点验证的预测可信度。
筛选与检测方法开发
- 为下游的计算分析和生物标志物发现工作流程准备经过验证的生理学数据集。
- 标准化定量输出的采集，支持可重复性和检测就绪性。
- 实现可扩展的数据采集，用于在临床前模型中对化合物或干预措施进行可靠评估。
转化与临床前研究
- 将生理监测与疾病相关的终点指标相结合，推动转化生物标志物的开发。
- 通过整合多模态数据流，确保从发现到临床前验证的连续性。
- 通过关联生理变化与临床状态及预后，支持基于风险调整的决策。
流程与工作流整合
这种多模态监测系统通过实现连续、高频的生理数据采集与分析，将早期发现、临床前研究和转化研究连接起来。
- Discovery Biology：通过实时参数关联，为假设验证和机制性风险降低提供平台。
- Screening：提供标准化、可重复的定量输出，用于比较分析。
- Analytics：提供详细的可视化结果和统计输出，支持不同条件间的比较分析。
- Translational Research：促进生理标志物与临床终点的对接，实现临床前研究的连续性。
- Enterprise Reuse：建立可重复使用的基础设施，支持在神经重症监护研究中进行多模态生理监测。
运营与企业影响
- 科学价值：提高神经重症监护研究的预测可信度，降低机制上的模糊性。
- 操作价值：增强生理数据采集的标准化、可重复性和可扩展性。
- 战略价值：通过提供可操作的高分辨率数据，改善决策推进或终止（go/no-go）的判断以及资本使用效率。
- 组合影响：实现基于风险调整的神经重症监护资产优先排序与推进。
实施注意事项
- 需要具备生理监测和神经重症监护数据解读的专业知识。
- 依赖床旁监护仪、数据采集设备与安全分析服务器的整合。
- 要求跨团队在数据采集和零点校准操作上实现标准化。
- 在适当校准后，可适用于多种神经重症监护模型系统。
- 准确性取决于按照本方案所述进行正确的零点校准和数据处理。
