Name: 神经外科危重患者生理参数采集与分析的详细方案 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-10-17T13:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 1 s
Description: 学习神经外科危重患者多模态生理参数采集与分析方法，使用便携式监测系统连续获取颅内压、动脉血压等数据。该系统支持高频数据存储与自动化分析，帮助临床医生评估患者状态并预测预后。

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我们谨向新生儿重症监护室（NICU）的所有同事致以感谢，感谢他们的辛勤工作。

本方案已获得上海交通大学医学院仁济医院机构审查委员会的批准。
1. 患者的准备
注意：ICP 传感器通过外科手术置入患者体内（图1）。传感器可置于硬膜外腔、硬膜下腔、脑实质或脑室系统中。
<ol>
	<li>通过专用通信电缆将颅内压（ICP）监测仪与床旁监护仪连接。</li>
	<li>调整患者床旁监护仪的参考值，使床旁监护仪的数据与ICP监测仪一致。</li>
	<li>在患者的左侧或右侧桡动脉进行动脉置管20。</li>
	<li>将动脉导管与压力感受器连接。</li>
	<li>通过通信电缆将压力传感器与患者的床旁监护仪连接。</li>
	<li>对床旁监护仪进行调零，使测得的血压值与实际值相符。</li>
</ol>
2. 生理参数的记录
<ol>
	<li>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。</li>
	<li>按下电源按钮，开启数据采集设备。</li>
	<li>等待数秒，直至多模态监测软件自动运行。</li>
	<li>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（GCS）。</li>
	<li>点击 &#34;保存并开始监测&#34; 按钮，以开始数据采集和存储。</li>
	<li>在数据采集结束时，点击屏幕上的 &#34;关闭&#34; 按钮（图2）。</li>
	<li>输入最终的GCS评分。</li>
</ol>
3. 参数分析
<ol>
	<li>通过主机上的通用串行总线（USB）接口将存储的数据转储至U盘。</li>
	<li>输入用户名和密码，登录分析服务器。</li>
	<li>点击 &#34;创建新记录&#34; 按钮，并选择U盘中的数据文件以开始上传。</li>
	<li>等待约10至20分钟，直至数据完成分析（具体时间取决于数据量大小）。</li>
	<li>点击每条记录的 &#34;详情&#34; 按钮以查看分析结果。</li>
	<li>点击 &#34;图表查看&#34; 以查看最终图示。</li>
	<li>拖动时间轴以查看更详细的信息。</li>
	<li>点击 &#34;散点图&#34; 按钮以查看参数的分布情况。</li>
</ol>

<ol><li>Hawthorne, C., Piper, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monitoring+of+intracranial+pressure+in+patients+with+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Neurol%22%5BJournal%5D)">Monitoring of intracranial pressure in patients with traumatic brain injury.</a> Front Neurol. 5, 121(2014).</li>
<li>Cooper, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Decompressive+craniectomy+in+diffuse+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22N+Engl+J+Med%22%5BJournal%5D)">Decompressive craniectomy in diffuse traumatic brain injury.</a> N Engl J Med. 364 (16), 1493-1502 (2011).</li>
<li>Jiang, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0020138312003567">Head trauma in China.</a> Injury. 44 (11), Chinese Head Trauma Study, C 1453-1457 (2013).</li>
<li>Hu, X., Xu, P., Asgari, S., Vespa, P., Bergsneider, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Forecasting+ICP+elevation+based+on+prescient+changes+of+intracranial+pressure+waveform+morphology%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans+Biomed+Eng%22%5BJournal%5D)">Forecasting ICP elevation based on prescient changes of intracranial pressure waveform morphology.</a> IEEE Trans Biomed Eng. 57 (5), 1070-1078 (2010).</li>
<li>Di Ieva, A., Schmitz, E. M., Cusimano, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+intracranial+pressure%3A+past%2C+present%2C+and+future%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscientist%22%5BJournal%5D)">Analysis of intracranial pressure: past, present, and future.</a> Neuroscientist. 19 (6), 592-603 (2013).</li>
<li>Czosnyka, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intracranial+pressure%3A+more+than+a+number%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurg+Focus%22%5BJournal%5D)">Intracranial pressure: more than a number.</a> Neurosurg Focus. 22 (5), 10(2007).</li>
<li>Lu, C. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Complexity+of+intracranial+pressure+correlates+with+outcome+after+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Complexity of intracranial pressure correlates with outcome after traumatic brain injury.</a> Brain. 135 (8), 2399-2408 (2012).</li>
<li>Nucci, C. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intracranial+pressure+wave+morphological+classification%3A+automated+analysis+and+clinical+validation%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Neurochir+%28Wien%29%22%5BJournal%5D)">Intracranial pressure wave morphological classification: automated analysis and clinical validation.</a> Acta Neurochir (Wien). 158 (3), 581-588 (2016).</li>
<li>Eide, P. K., Sorteberg, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Association+among+intracranial+compliance%2C+intracranial+pulse+pressure+amplitude+and+intracranial+pressure+in+patients+with+intracranial+bleeds%5BTitle%5D)+AND+%22Neurol+Res%22%5BJournal%5D)">Association among intracranial compliance, intracranial pulse pressure amplitude and intracranial pressure in patients with intracranial bleeds.</a> Neurol Res. 29 (8), 798-802 (2007).</li>
<li>Czosnyka, M., Czosnyka, Z. H., Whitfield, P. C., Donovan, T., Pickard, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Age+dependence+of+cerebrospinal+pressure-volume+compensation+in+patients+with+hydrocephalus%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosurg%22%5BJournal%5D)">Age dependence of cerebrospinal pressure-volume compensation in patients with hydrocephalus.</a> J Neurosurg. 94 (3), 482-486 (2001).</li>
<li>Howells, T., Lewen, A., Skold, M. K., Ronne-Engstrom, E., Enblad, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+evaluation+of+three+measures+of+intracranial+compliance+in+traumatic+brain+injury+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Intensive+Care+Med%22%5BJournal%5D)">An evaluation of three measures of intracranial compliance in traumatic brain injury patients.</a> Intensive Care Med. 38 (6), 1061-1068 (2012).</li>
<li>Schuhmann, M. U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Value+of+overnight+monitoring+of+intracranial+pressure+in+hydrocephalic+children%5BTitle%5D)+AND+%22Pediatr+Neurosurg%22%5BJournal%5D)">Value of overnight monitoring of intracranial pressure in hydrocephalic children.</a> Pediatr Neurosurg. 44 (4), 269-279 (2008).</li>
<li>Czosnyka, M., Pickard, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monitoring+and+interpretation+of+intracranial+pressure%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurol+Neurosurg+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Monitoring and interpretation of intracranial pressure.</a> J Neurol Neurosurg Psychiatry. 75 (6), 813-821 (2004).</li>
<li>Sorrentino, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Critical+thresholds+for+cerebrovascular+reactivity+after+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Neurocrit+Care%22%5BJournal%5D)">Critical thresholds for cerebrovascular reactivity after traumatic brain injury.</a> Neurocrit Care. 16 (2), 258-266 (2012).</li>
<li>Carrera, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((What+shapes+pulse+amplitude+of+intracranial+pressure%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">What shapes pulse amplitude of intracranial pressure.</a> J Neurotrauma. 27 (2), 317-324 (2010).</li>
<li>Eide, P. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pressure-derived+versus+pressure+wave+amplitude-derived+indices+of+cerebrovascular+pressure+reactivity+in+relation+to+early+clinical+state+and+12-month+outcome+following+aneurysmal+subarachnoid+hemorrhage%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosurg%22%5BJournal%5D)">Pressure-derived versus pressure wave amplitude-derived indices of cerebrovascular pressure reactivity in relation to early clinical state and 12-month outcome following aneurysmal subarachnoid hemorrhage.</a> J Neurosurg. 116 (5), 961-971 (2012).</li>
<li>Lazaridis, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Patient-specific+thresholds+of+intracranial+pressure+in+severe+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosurg%22%5BJournal%5D)">Patient-specific thresholds of intracranial pressure in severe traumatic brain injury.</a> J Neurosurg. 120 (4), 893-900 (2014).</li>
<li>Czosnyka, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monitoring+and+interpretation+of+intracranial+pressure+after+head+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Neurochir+Suppl%22%5BJournal%5D)">Monitoring and interpretation of intracranial pressure after head injury.</a> Acta Neurochir Suppl. 96, 114-118 (2006).</li>
<li>Steiner, L. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continuous+monitoring+of+cerebrovascular+pressure+reactivity+allows+determination+of+optimal+cerebral+perfusion+pressure+in+patients+with+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Crit+Care+Med%22%5BJournal%5D)">Continuous monitoring of cerebrovascular pressure reactivity allows determination of optimal cerebral perfusion pressure in patients with traumatic brain injury.</a> Crit Care Med. 30 (4), 733-738 (2002).</li>
<li>Tegtmeyer, K., Brady, G., Lai, S., Hodo, R., Braner, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Videos+in+Clinical+Medicine.+Placement+of+an+arterial+line%5BTitle%5D)+AND+%22N+Engl+J+Med%22%5BJournal%5D)">Videos in Clinical Medicine. Placement of an arterial line.</a> N Engl J Med. 354 (15), 13(2006).</li>
<li>Chesnut, R. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+trial+of+intracranial-pressure+monitoring+in+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22N+Engl+J+Med%22%5BJournal%5D)">A trial of intracranial-pressure monitoring in traumatic brain injury.</a> N Engl J Med. 367 (26), 2471-2481 (2012).</li>
</ol>

未收到任何资金支持。

本文旨在介绍一种用于神经外科危重患者的新型多模态监测与分析系统，该系统可用于监测生理参数、分析患者当前的临床状态，并有望预测神经外科危重患者的预后。目前，颅内压（ICP）监测主要关注平均ICP值，而忽略了其他可能具有重要意义的参数，这种做法可能存在准确性不足或延迟判断的风险4,5,21。另一方面，已有研究报道，由ICP衍生出的多种参数，如ICP波形、AMP、RAP、PRx和IAAC，在预测预后和指导合理治疗方面具有重要价值5,16,17,18,19。然而，这些参数的获取均依赖于多模态监测以及大量数据的采集与分析，耗时且费力。此外，...

颅内压（ICP）监测在神经外科广泛应用，用于评估颅内状况，尤其是在神经外科重症患者中1,2,3。除了平均ICP值外，由ICP衍生的参数，如ICP波形、AMP、RAP、PRx、IAAC等，可反映脑循环状态、脑脊液代偿储备以及脑顺应性4,5,6,7,8,9,10,11,12,13。这些参数可提示患者即将发生的神经系统恶化，甚至预后情况14,15,16,17,18。它们也可作为制定恰当治疗方案的指导依据19。然而，大多数临床医生仅关注平均ICP值，而忽视了这些参数。部分原因在于目前缺乏适用于日常临床工作的、针对这些参数的专用设备。
为解决这些缺点，我们近期开发了一种多模态监测系统。该系统采用自动数据采集与存储设备，持续获取患者的生理信息（如血压、颅内压和血氧饱和度），并分析这些生理参数，以揭示患者当前的临床状态，并有望预测神经外科危重患者的预后。该多模态监测系统具有多项优势：（1）能够以高频率采集实时数据；（2）能够记录多种参数，即 颅内压波形、PRx、RAP 和 IAAC；（3）可实现长期连续监测；（4）设备便携且易于掌握。
因此，本文的目的是展示一种详细的方法，说明如何使用多模态监测系统记录神经外科危重患者的各项生理参数。

<table><tbody><tr><td>床旁监护仪</td><td>Philips</td><td>IntelliVue MP40 M8003A</td><td>带接口模块</td></tr><tr><td>颅内压监测仪</td><td>&amp;nbsp;Johnson &amp;amp; Johnson 或 Sophysa</td><td></td><td></td></tr><tr><td>动脉导管</td><td>BD</td><td>REF682245</td><td></td></tr><tr><td>压力传感器</td><td>海盛医疗</td><td>DBPT-0103</td><td></td></tr><tr><td>数据采集设备</td><td>上海昊居</td><td>Neumatic</td><td></td></tr><tr><td>计算机</td><td></td><td></td><td>需配备 Windows 操作系统</td></tr></tbody></table>

神经外科重症患者生理参数采集与分析的详细方案

A Detailed Protocol for Physiological Parameters Acquisition and Analysis in Neurosurgical Critical Patients

颅内压（ICP）监测目前在神经外科危重患者中已得到广泛应用。除了平均ICP值外，由ICP衍生的参数，如ICP波形、脉搏波幅（AMP）、ICP波幅与平均ICP的相关系数（RAP）、压力反应性指数（PRx）、ICP与动脉血压（ABP）波形振幅相关性（IAAC）等，均能反映颅内状态、预测预后，并可作为指导合理治疗的依据。然而，由于现有设备的局限性，大多数临床医生仅关注平均ICP值，而忽略了这些重要参数。我们近期开发了一种多模态监测系统，以克服上述不足。该系统便携且操作简便，首先通过数据采集与存储装置持续获取患者的生理参数， 即、ABP、ICP 和血氧饱和度，然后分析这些生理参数。我们希望多模态监测系统能够被接受为监测生理参数、分析患者当前临床状态以及预测神经外科危重患者预后的关键手段。

该新型多模态监测系统应用于22例神经外科重症患者（男性15例）。其中12例（54.55%）为创伤性脑损伤（TBI），9例（40.91%）为颅内出血，1例（4.55%）为重度脑梗死。总监测时间超过1,900小时（平均每例患者约88小时）。术后成功实施连续监测，并对患者的颅内压（ICP）、血压（BP）、脑灌注压（CPP）、压力反应指数（PRx）、呼吸波幅相关指数（RAP）以及脑顺应性指数（IAAC）进行了分析。图3展示了该监测系统的代表性数据。我们可调节时间轴以查看更详细的信息（图4）。此外，还可分析任意两个参数之间的关系，如图5所示。
<img alt="膝关节手术使用牵开器和缝合线；骨科手术设置；切口闭合。" class="xfigimg" src="/files/ftp_u...

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。

颅内压（ICP）监测现已被广泛应用于神经外科危重患者。除了平均ICP值外，还可通过ICP获取的参数，如……

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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