專利名稱：一種用于評(píng)估受檢者外周血液循環(huán)的系統(tǒng)或方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方案涉及評(píng)估受檢者外周血液循環(huán)，特別但不是專門地涉及流到腳部的動(dòng)脈血。
背景技術(shù)：
健康的外周循環(huán)是生命質(zhì)量、獨(dú)立生活和個(gè)人自由的重要因素。血管系統(tǒng)的紊亂可能會(huì)引起多種疾病，例如糖尿病、動(dòng)脈硬化、Reynard綜合癥、動(dòng)脈粥樣硬化等。
存在一些基于臨床/GP的技術(shù)，這些技術(shù)當(dāng)前用于評(píng)估外周血液循環(huán)。然而，這些技術(shù)一般為解釋性的，并且必須由受到正確訓(xùn)練的人來(lái)實(shí)施。

發(fā)明內(nèi)容
希望提供本發(fā)明來(lái)客觀地評(píng)估外周血液循環(huán)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于評(píng)估受檢者肢體中的血液循環(huán)的系統(tǒng)，其包括檢測(cè)裝置，當(dāng)受檢者處于第一姿勢(shì)以及當(dāng)受檢者還處于與第一姿勢(shì)不同的第二姿勢(shì)時(shí)，其用于檢測(cè)取決于受檢者肢體中的動(dòng)脈血液體積的信號(hào)；以及處理裝置，其用于計(jì)算取決于第一姿勢(shì)的信號(hào)與第二姿勢(shì)的信號(hào)的比值的定量指示。
根據(jù)本發(fā)明的這一方面，提供了一種用于評(píng)估受檢者肢體中血液循環(huán)的方法，其包括當(dāng)受檢者處于第一姿勢(shì)時(shí)檢測(cè)取決于受檢者肢體中的動(dòng)脈血液體積的信號(hào)；當(dāng)受檢者處于與第一姿勢(shì)不同的第二姿勢(shì)時(shí)檢測(cè)取決于受檢者肢體中的動(dòng)脈血液體積的信號(hào)；以及計(jì)算取決于第一姿勢(shì)的信號(hào)與第二姿勢(shì)的信號(hào)的比值的定量指示。
所述信號(hào)可以是被測(cè)量參數(shù)的脈沖(動(dòng)脈)分量，所述被測(cè)量參數(shù)取決于受檢者肢體中的血液體積。
所述信號(hào)可取決于肢體中的動(dòng)脈血液體積和受檢者的其他具體因素。不同姿勢(shì)的信號(hào)的比值消除了受檢者的具體因素并提供了客觀的指示。
被測(cè)量參數(shù)例如可以是從肢體反射的光強(qiáng)度。反射光強(qiáng)度可以通過(guò)第一指數(shù)因子和第二指數(shù)因子模擬為入射光強(qiáng)度的衰減。所述第一指數(shù)因子具有第一指數(shù)，該第一指數(shù)代表受檢者的動(dòng)脈血的光吸收。所述第二指數(shù)因子具有第二指數(shù)，該第二指數(shù)代表包括受檢者的靜脈血的其它因素的光吸收。按照該模型，被測(cè)量參數(shù)的迅速變化由第一指數(shù)引起。所述第一指數(shù)非常小，因而所述第一指數(shù)因子可以數(shù)學(xué)方式表示為一次多項(xiàng)式(即1+第一指數(shù))?？衫缤ㄟ^(guò)取被測(cè)量參數(shù)的ac分量與被測(cè)量參數(shù)的dc分量的比值來(lái)獲得第一指數(shù)的好的近似值。還根據(jù)該模型，所述第一指數(shù)包括代表受檢者動(dòng)脈血的吸光度的因子和代表受檢者動(dòng)脈血體積的因子。根據(jù)該模型，當(dāng)受檢者動(dòng)脈血的吸光度在姿勢(shì)變化之間保持恒定時(shí)，則第一姿勢(shì)的第一指數(shù)與第二姿勢(shì)的第一指數(shù)的比值給出了在沒(méi)有其它因素的情況下的動(dòng)脈體積的“純”比值。因而該比值可用作一種客觀的定量指示。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于評(píng)估受檢者外周血液循環(huán)的系統(tǒng)，其包括測(cè)量裝置，當(dāng)受檢者處于第一姿勢(shì)以及當(dāng)受檢者還處于與第一姿勢(shì)不同的第二姿勢(shì)時(shí)，其用于測(cè)量取決于受檢者肢體中的血液體積的參數(shù)；用于將所述參數(shù)分離成第一分量和第二分量的裝置；以及處理裝置，其用于計(jì)算定量指示，其中將第一姿勢(shì)的參數(shù)的第一分量和第二姿勢(shì)的參數(shù)的第一分量作為所述計(jì)算的輸入。
根據(jù)本發(fā)明的該方面，提供了一種用于評(píng)估受檢者外周血液循環(huán)的方法，其包括當(dāng)受檢者處于第一姿勢(shì)以及當(dāng)受檢者還處于與第一姿勢(shì)不同的第二姿勢(shì)時(shí)測(cè)量取決于受檢者肢體中的血液體積的參數(shù)；將所述參數(shù)分離成第一分量和第二分量；以及處理裝置，其用于計(jì)算定量指示，其中將第一姿勢(shì)的參數(shù)的第一分量和第二姿勢(shì)的參數(shù)的第一分量作為所述計(jì)算的輸入。
典型地，所述第一分量是脈沖分量，所述第二分量是非脈沖分量。所述指示可以取決于第一姿勢(shì)的所述參數(shù)的第一分量與第二姿勢(shì)的所述參數(shù)的第一分量的比值。
所述參數(shù)的第一分量可以取決于肢體中動(dòng)脈血的體積和受檢者的其它具體因素。處于不同姿勢(shì)的第一分量的使用可用于消除所述受檢者的具體因素并提供客觀指示。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于評(píng)估受檢者外周血液循環(huán)的系統(tǒng)，其包括測(cè)量裝置，當(dāng)受檢者處于第一姿勢(shì)時(shí)，其用于測(cè)量取決于受檢者肢體中的血液體積的參數(shù)；用于將所述參數(shù)分離成第一分量和第二分量的裝置；以及處理裝置，其用于計(jì)算定量指示，其中將第一姿勢(shì)的參數(shù)的第一分量和第一姿勢(shì)的參數(shù)的第二分量作為所述計(jì)算的輸入。
根據(jù)本發(fā)明的該方面，提供了一種用于評(píng)估受檢者外周血液循環(huán)的方法，其包括當(dāng)受檢者處于第一姿勢(shì)時(shí)測(cè)量取決于受檢者肢體中的血液體積的參數(shù)；將所述參數(shù)分離成第一分量和第二分量；以及計(jì)算定量指示，其中將第一姿勢(shì)的參數(shù)的第一分量和第一姿勢(shì)的參數(shù)的第二分量作為所述計(jì)算的輸入。
被測(cè)量參數(shù)例如可以是從肢體反射的光強(qiáng)度。反射光強(qiáng)度可以通過(guò)第一指數(shù)因子和第二指數(shù)因子模擬為入射光強(qiáng)度的衰減。所述第一指數(shù)因子具有代表受檢者的動(dòng)脈血的光吸收的第一指數(shù)。所述第二指數(shù)因子具有代表包括受檢者的靜脈血的其它因素的光吸收的第二指數(shù)。按照該模型，被測(cè)量參數(shù)的迅速變化由第一指數(shù)引起。所述第一指數(shù)非常小，因而所述第一指數(shù)因子可以數(shù)學(xué)方式表示為一次多項(xiàng)式(即1+第一指數(shù))。可例如通過(guò)取被測(cè)量參數(shù)的ac分量與被測(cè)量參數(shù)的dc分量的比值來(lái)獲得第一指數(shù)的很好的近似值。還根據(jù)該模型，所述第一指數(shù)包括代表受檢者動(dòng)脈血的吸光度的因子和代表受檢者動(dòng)脈血體積的因子。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種用于評(píng)估受檢者的肢體(例如腳)的血液循環(huán)的系統(tǒng)，其包括測(cè)量裝置，其可操作地用于當(dāng)受檢者處于第一姿勢(shì)時(shí)測(cè)量受檢者肢體中的血液體積的參數(shù)指示，并且當(dāng)受檢者處于第二姿勢(shì)時(shí)用于測(cè)量所述參數(shù)，所述測(cè)量裝置包括用于分離被測(cè)量參數(shù)的可變值的裝置；處理裝置，其用于確定定量指示，該定量指示取決于測(cè)量的第一姿勢(shì)的參數(shù)的變化值與測(cè)量的第二姿勢(shì)的參數(shù)的變化值的比值。
根據(jù)本發(fā)明的該方面，提供了一種用于評(píng)估受檢者肢體中的血液循環(huán)的方法，其包括當(dāng)受檢者處于第一姿勢(shì)時(shí)測(cè)量受檢者肢體中的血液體積的參數(shù)指示；分離測(cè)量的第一姿勢(shì)的參數(shù)的時(shí)間變化值；當(dāng)受檢者處于第二姿勢(shì)時(shí)測(cè)量受檢者肢體中的血液體積的參數(shù)指示；分離測(cè)量的第二姿勢(shì)的參數(shù)的時(shí)間變化值；以及確定定量指示，該定量指示取決于測(cè)量的第一姿勢(shì)的參數(shù)的變化值與測(cè)量的第二姿勢(shì)的參數(shù)的變化值的比值。
因此，本發(fā)明的實(shí)施例以強(qiáng)有力并快速的方式以適度花費(fèi)提供了定量指示，而且不會(huì)為用戶帶來(lái)不適。一些實(shí)施例可以是自動(dòng)化的。


為了更好地理解本發(fā)明，下面參照通過(guò)僅僅作為例子的附圖，其中圖1示意性地示出了用于客觀評(píng)估受檢者下肢12中的血液灌流的系統(tǒng)10；圖2示出了使用光學(xué)傳感器4來(lái)客觀評(píng)估受檢者下肢12中的血液灌流的系統(tǒng)10；圖3示意性的示出了圖2所示系統(tǒng)的組成元件；圖4A和4B示出了當(dāng)升高到30度時(shí)健康受檢者腿部的脈沖式灌流變化；以及圖5A和5B示出了當(dāng)升高到30度時(shí)處于危險(xiǎn)中的受檢者腿部的脈沖灌流變化。
具體實(shí)施例方式
附圖中示出了用于評(píng)估受檢者肢體中血液循環(huán)的系統(tǒng)10，其包括檢測(cè)裝置，當(dāng)受檢者處于第一姿勢(shì)以及當(dāng)受檢者還處于與第一姿勢(shì)不同的第二姿勢(shì)時(shí)，其用于檢測(cè)取決于受檢者肢體中的動(dòng)脈血液體積的信號(hào)；以及處理裝置5，其用于計(jì)算取決于第一姿勢(shì)的信號(hào)與第二姿勢(shì)的信號(hào)的比值的定量指示。
下肢中的血液體積包括可變體積和固定體積。所述可變血液體積由下肢動(dòng)脈中的脈沖血流引起，并具有在0.5-3Hz范圍內(nèi)的變化周期。所述固定體積包括血液的靜脈體積，并且如果變化的話是在數(shù)秒的時(shí)間級(jí)上發(fā)生變化。
所述血液循環(huán)系統(tǒng)部分地由重力施加的作用力來(lái)控制。為了在整個(gè)身體內(nèi)保持合適的血流，血管系統(tǒng)可適應(yīng)由于姿勢(shì)變化而引起的任何局部壓力變化。因此，與當(dāng)受檢者仰臥時(shí)相比，當(dāng)受檢者站立時(shí)腳部外周血管系統(tǒng)的阻力很高。盡管壓力、液流和血液體積之間的關(guān)系是復(fù)雜的，可以確認(rèn)一些以循環(huán)系統(tǒng)對(duì)特定變化(例如，姿勢(shì)變化)的響應(yīng)為特征的模式。當(dāng)出現(xiàn)病態(tài)時(shí)，例如動(dòng)脈阻塞，或者當(dāng)脈管系統(tǒng)響應(yīng)施加到其上的變化的能力降低時(shí)，這些模式可能被破壞。這是在本發(fā)明中利用的響應(yīng)檢測(cè)的原理。
當(dāng)下肢抬高到高于心臟時(shí)，所述循環(huán)系統(tǒng)將以具有任何病理特征的方式響應(yīng)于局部血壓的變化。這種特征性變化可通過(guò)測(cè)定肢體中的血液體積變化來(lái)檢測(cè)。
圖1示意性地示出了用于客觀評(píng)估受檢者下肢12中的血液灌流的系統(tǒng)10。所述系統(tǒng)10自動(dòng)測(cè)定下肢血液灌流的定量指示，并提供這些灌流指示和/或受檢者血管異常危險(xiǎn)的評(píng)估。一種灌流指示通過(guò)測(cè)定響應(yīng)于下肢12高于受檢者心臟的高程H的下肢12中的足動(dòng)脈循環(huán)體積的變化來(lái)獲得。另一種指示通過(guò)測(cè)定下肢12高于受檢者心臟的高程H的下肢12的膚色(顏色)的變化來(lái)獲得。
所述受檢者背部朝下平躺，在受檢者下肢12處于非抬高位置時(shí)進(jìn)行測(cè)定，并在受檢者下肢12處于抬高位置時(shí)進(jìn)行測(cè)定。抬高是相對(duì)于該受檢者心臟的參考水平3而言。
所述系統(tǒng)10包括用于將受檢者的腿部2從非抬高位置升高到抬高位置的提升機(jī)構(gòu)。腿部2圍繞受檢者的臀部1轉(zhuǎn)動(dòng)。所述機(jī)構(gòu)可以是提升滑輪7或者作為替代的提升平臺(tái)6。
所述系統(tǒng)還包括血液體積傳感器4和控制單元5。所述傳感器4包括裝在下肢12周圍、特別是腳踝和腳背周圍的支撐件。所述傳感器4可包括纏繞于腳背處的應(yīng)變儀，或者作為替代，其可包括光源和光傳感器，以檢測(cè)血液體積變化。
當(dāng)所述受檢者處于第一姿勢(shì)(例如，腳部處于高于受檢者心臟的第一零高程)時(shí)，所述控制單元5接收來(lái)自所述傳感器的第一輸入，當(dāng)所述受檢者處于第二姿勢(shì)(例如，腳部處于高于受檢者心臟的第二非零高程)時(shí)，所述控制單元5接收來(lái)自所述傳感器的第二輸入。所述控制單元5處理第一和第二輸入，以確定動(dòng)脈血體積隨著姿勢(shì)變化的變化。這可用作表明腳部12中的動(dòng)脈血循環(huán)狀況的定量灌流指示。
在受檢者腳部12處于特定高程時(shí)獲得第二輸入可能是較理想的。所述提升機(jī)構(gòu)可以被校準(zhǔn)成使腳部手動(dòng)地升高到正確的高度。或者，所述提升機(jī)構(gòu)可為控制單元5提供信號(hào)，所述控制單元5自動(dòng)控制提升機(jī)構(gòu)，使其在需要的高度處停止升高，或者為操作人員提供警報(bào)，以便在需要的高度停止對(duì)腳部的升高。
也可不使用提升機(jī)構(gòu)來(lái)測(cè)定所述高程，而采用控制單元5來(lái)估計(jì)高程。在這種情況下，可將電子傾斜計(jì)以正確定向連接到受檢者的下肢。例如，其可以被結(jié)合入所述傳感器4或者所述控制單元5中。所述傾斜計(jì)為控制單元5提供了傾斜輸入θ，該控制單元5利用受檢者腿的長(zhǎng)度L采用三角法(H＝L*tanθ)來(lái)估計(jì)下肢12的高程H。在直接測(cè)量之后可將所述腿的長(zhǎng)度L輸入到控制單元5中，或者可由控制單元5通過(guò)輸入到控制單元5中的受檢者高度值來(lái)估計(jì)腿的長(zhǎng)度L。所述控制單元4還可通過(guò)控制提升機(jī)構(gòu)來(lái)控制高程的變化率，或者可監(jiān)測(cè)高程的變化率并且當(dāng)所述變化率過(guò)快或者過(guò)慢時(shí)提供聲音警報(bào)。
在圖示的實(shí)施例中，所述控制單元5形成傳感器支撐件4的一部分，但在另外的實(shí)施例中，其可以安裝在傳感器支撐件上并直接與傳感器支撐件連接，或者其可以遠(yuǎn)離所述傳感器支撐件4設(shè)置并間接(例如采用無(wú)線電收發(fā)機(jī))與所述傳感器支撐件4連接。
所述控制單元5可包括用戶界面，該用戶界面包括用戶輸入裝置(例如鍵盤)和用戶輸出裝置(例如顯示器)。所述顯示器可以例如顯示下肢12的高程、該高程的流體靜壓力、取決于所述升高的下肢12中的足動(dòng)脈循環(huán)體積的第一灌流指示和取決于所述升高的下肢的膚色(顏色)的第二灌流指示。
圖2示出了使用光學(xué)傳感器4來(lái)客觀評(píng)估受檢者下肢12中的血液灌流的系統(tǒng)10。該圖示出了非接觸型實(shí)施例。
所述系統(tǒng)10包括光體積描記器(PPG)4傳感器，電子傾斜計(jì)(INC)14、漫反射光的外殼(ODS)16和電子控制單元(ECU)5，所述電子控制單元5包括預(yù)處理電路60和可以是微處理器的分析單元(ANU)56。
所述PPG傳感器4從相距數(shù)厘米的范圍照射腳背。所述PPG傳感器4使用發(fā)光二極管陣列來(lái)提供漫射光照明模式，該模式在腳背(大約20平方厘米)的重要部分上方。所述光學(xué)接收器靠近光電二極管陣列定位或者安裝在所述陣列中。聚光的光學(xué)器件(反射鏡或者透鏡)可用于形成光束結(jié)構(gòu)和聚光孔徑。
所述漫反射光的外殼(ODS)16覆蓋待照射的組織區(qū)域(例如腳背)。所述外殼例如可以由聚合材料(例如膠乳)制成。所述外殼16通過(guò)在照明光場(chǎng)和實(shí)際皮膚表面之間形成平滑但漫反射的界面，用來(lái)減小在與組織的光學(xué)相互作用中的不均勻性。
所述傾斜計(jì)14與脛骨對(duì)準(zhǔn)。所述傾斜計(jì)14記錄腿部2傾斜的角度θ。該值通過(guò)電子控制單元5轉(zhuǎn)化成高程和流體靜壓力變化。腿的長(zhǎng)度經(jīng)過(guò)或者其可根據(jù)受檢者身高的檢索表格得出來(lái)直接輸入到控制單元4中。
所述PPG傳感器4根據(jù)由傳感器檢測(cè)的光強(qiáng)度來(lái)產(chǎn)生輸出電壓。該輸出電壓被提供給電子控制單元5的預(yù)處理電路60，如圖3所示。
所述預(yù)處理電路60包括輸入節(jié)點(diǎn)50、低通濾波器54、高通濾波器52、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)55、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)53和放大器52。
所述低通濾波器54和高通濾波器51平行地連接到所述輸入節(jié)點(diǎn)50。所述低通濾波器54與第一ADC55串聯(lián)連接，并且高通濾波器與放大器52串聯(lián)連接，該放大器52又和第二ADC連接。
所述低通濾波器54將傳感器輸入41轉(zhuǎn)化成表示由PPG傳感器4檢測(cè)的光強(qiáng)度的穩(wěn)態(tài)或者緩慢變化的信號(hào)(Idc)。該信號(hào)由第二ADC取樣并數(shù)字化然后提供給處理器56。
所述高通濾波器51將傳感器輸入41轉(zhuǎn)化成表示由PPG傳感器4檢測(cè)的光強(qiáng)度變化的信號(hào)(Iac)。該信號(hào)由放大器52放大，然后由第二ADC取樣并數(shù)字化然后提供給處理器56。
所述低通濾波器傳遞頻率低于～1Hz的信號(hào)、即非脈沖信號(hào)，而高通濾波器傳遞高于～1Hz的信號(hào)、即脈沖信號(hào)。所述高通信號(hào)Iac因而代表了由受檢者的下肢12中的動(dòng)脈脈沖引起的強(qiáng)度變化。在實(shí)際中，這些截止頻率可適合于不同的心律。
所述處理器56處理數(shù)字化信號(hào)Idc和Iac。其計(jì)算各比值R的一個(gè)比值R=I(θ)AC/I(θ)DCI(0)AC/I(0)DC]]>其中I(θ)ac表示當(dāng)受檢者處于第一姿勢(shì)、即下肢以傾角θ抬起時(shí)由PPG傳感器4檢測(cè)的變化光強(qiáng)度。
I(θ)dc表示當(dāng)受檢者處于第一姿勢(shì)、即下肢以傾角θ抬起時(shí)由PPG傳感器4d檢測(cè)的穩(wěn)態(tài)光強(qiáng)度。
I(0)ac表示當(dāng)受檢者處于第二姿勢(shì)、即下肢以傾角0(零)抬起時(shí)由PPG傳感器4檢測(cè)的變化光強(qiáng)度。
I(0)dc表示當(dāng)受檢者處于第二姿勢(shì)、即下肢以傾角0(零)抬起時(shí)由PPG傳感器4檢測(cè)的穩(wěn)態(tài)光強(qiáng)度。
當(dāng)所述肢體抬高時(shí)，如果血液體積脈動(dòng)占全部血液體積的比例保持不變，R將是不變的。比值R可用于對(duì)下肢和腳部中的循環(huán)系統(tǒng)的姿勢(shì)響應(yīng)進(jìn)行分類。
例如，情況可能是隨著下肢12的升高，Iac在健康動(dòng)脈系統(tǒng)中保持大致恒定，但在不健康動(dòng)脈系統(tǒng)中有顯著改變。
所述值R表示第一灌流指示，并且其可以顯示于顯示器58上。
圖4A示出了當(dāng)升高到30度時(shí)健康受檢者腿部的脈沖灌流變化。所述受檢者為35歲的女性。該圖繪出了脈沖灌流的軌跡，即以IAC/IDC為Y軸，以時(shí)間(秒)為X軸的軌跡。所述受檢者腿部在t＝50秒到80秒之間的30秒內(nèi)從0度的高程抬起到30度的高程。圖4A的圖示可在顯示器58上同時(shí)顯示。
4B示出了圖4A中的軌跡的包絡(luò)線。圖4B的圖示可在顯示器58上同時(shí)顯示。
比值R可通過(guò)當(dāng)t＝60秒時(shí)的脈沖灌流(I(θ)ac/I(θ)dc)和當(dāng)t＝45秒時(shí)的脈沖灌流(I(0)ac/I(0)dc)的比值來(lái)計(jì)算。那就是在腿部已經(jīng)升高不久之后、但不是立即之后的脈沖灌流與就在腿部已經(jīng)升高之前的脈沖灌流的比值。健康受檢者的比值R處于2的區(qū)域中。這表明當(dāng)腿部抬高時(shí)灌流增加。
圖5A示出了當(dāng)抬起30度時(shí)處于危險(xiǎn)中的受檢者腿部的脈沖灌流變化。所述受檢者為79歲的老年男性糖尿病患者。該圖繪出了脈沖灌流的軌跡，即以IAC/IDC為Y軸，以時(shí)間(秒)為X軸的軌跡。所述受檢者腿部在t＝50秒到80秒之間的30秒內(nèi)從0度的高程抬起到30度的高程。圖5A的圖示可在顯示器58上同時(shí)顯示。
5B示出了圖5A中的軌跡的包絡(luò)線。圖5B的圖示可在顯示器58上同時(shí)顯示。
比值R可通過(guò)當(dāng)t＝60秒時(shí)的脈沖灌流(I(θ)ac/I(θ)dc)和當(dāng)t＝45秒時(shí)的脈沖灌流(I(0)ac/I(0)dc)的比值來(lái)計(jì)算。那就是在腿部已經(jīng)升高不久之后、但不是立即之后的脈沖灌流與就在腿部已經(jīng)升高之前的脈沖灌流的比值。處于危險(xiǎn)中的受檢者的比值R處于1的區(qū)域中。這表明當(dāng)腿部抬高時(shí)灌流沒(méi)有增加。
所述R值表明所述受檢者腳部有形成循環(huán)性并發(fā)癥的危險(xiǎn)。在極端危險(xiǎn)的情況下，R值可能小于1。
可確定臨床確定閾值T，這樣當(dāng)特定受檢者的R值低于所述閾值時(shí)，他們被認(rèn)為處于危險(xiǎn)中。這可被檢測(cè)并顯示在顯示器58上。危險(xiǎn)程度還可基于所述閾值與計(jì)算的R值之間的差來(lái)校準(zhǔn)，并可在顯示器58上顯示危險(xiǎn)程度的定量或定性指示。
PPG傳感器4的總輸出I可表示為Idc+Iac。I值通過(guò)照射的血液體積和皮膚吸收而控制到主要范圍。皮膚吸收的影響通過(guò)各比值R的比值來(lái)消除。由于R是計(jì)算值，用于特定受檢者的實(shí)際光強(qiáng)度可根據(jù)獲得非常清晰的信號(hào)的需要而變化。這可以是很多因素(包括皮膚類型、厚度、解剖學(xué)、探頭放置以及探頭連接)的函數(shù)。可對(duì)光強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以相對(duì)于測(cè)量的動(dòng)態(tài)范圍來(lái)優(yōu)化信號(hào)采集。
客觀評(píng)估受檢者下肢12中的血液灌流的過(guò)程涉及下列步驟。所述受檢者以仰臥姿勢(shì)躺下，并且漫反射光的外殼(ODS)16至少置于受檢者腳背上方。然后使用帶子將系統(tǒng)10與下肢12連接。采用鍵盤57將受檢者的大致身高輸入控制單元5中。所述控制單元5借助傾斜計(jì)14記錄基礎(chǔ)位置(即水平)并借助顯示器58發(fā)出綠光來(lái)進(jìn)行。受檢者的下肢12緩慢抬起，然后保持?jǐn)?shù)秒。計(jì)算灌流指示并對(duì)其進(jìn)行顯示。
盡管所述PPG傳感器4在圖2中顯示為非接觸型傳感器，在作為替代的實(shí)施例中，所述傳感器4可以例如通過(guò)使用有彈性的帶子來(lái)連接到下肢，以在檢測(cè)過(guò)程中保持傳感器4和控制單元5的位置。外殼16還用作可一次性的衛(wèi)生隔離件，從而減少傳感器的污染和受檢者之間的交叉感染。
圖2和3中示出的所述系統(tǒng)10可以被簡(jiǎn)化為適于當(dāng)下肢12抬高時(shí)根據(jù)下肢12膚色的轉(zhuǎn)白來(lái)確定第二灌流指示。除了第一灌流指示R之外，或者作為它的替代，可以計(jì)算第二灌流指示。
例如，當(dāng)下肢12處于非抬高位置和當(dāng)其處于抬高位置時(shí)，可采用離散型分光計(jì)來(lái)分析由下肢12反射的光。所述分光計(jì)可以給出在肢體抬高時(shí)發(fā)生的轉(zhuǎn)白的定量值。
作為另一個(gè)例子，腳可以使用IR光來(lái)照射，還可以使用紅光照射。IR傳感器的輸出可以參照?qǐng)D3的描述進(jìn)行預(yù)處理，以產(chǎn)生Idc[IR]，Iac[IR]。紅光傳感器的輸出可以參照?qǐng)D3的描述進(jìn)行預(yù)處理，以產(chǎn)生Idc[red]，Iac[red]。處理器56可計(jì)算比值R’dc或者R’ac。
R’dc＝(Idc[red](θ)/(Idc[IR](θ)+Idc[red](θ)))/(Idc[red](0)/(Idc[IR](0)+Idc[red](0)))R’ac＝(Iac[red](θ)/(Iac[IR](θ)+Iac[red](θ)))/(Iac[red](0)/(Iac[IR](0)+Iac[red](0)))應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施例沒(méi)有給出診斷但提供了中間臨床指示，例如，所述指示可以幫助評(píng)估與例如糖尿病等狀況有關(guān)的危險(xiǎn)。所述指示表明受檢者的循環(huán)系統(tǒng)中一些地方出現(xiàn)問(wèn)題，但不必要表明發(fā)生了什么具體問(wèn)題或者引起了什么疾病。
前面描述的實(shí)施例涉及姿勢(shì)的變化，其中進(jìn)行測(cè)量的肢體抬高到受檢者心臟水平之上。然而，更多的通常的姿勢(shì)變化是可能的。例如，進(jìn)行測(cè)量的肢體的位置可以簡(jiǎn)單地在第一和第二姿勢(shì)之間變化。位置中的所述變化可以通過(guò)抬高肢體或者降低肢體來(lái)進(jìn)行，并且肢體不需要抬高到受檢者心臟水平之上。而且，姿勢(shì)變化可能是受檢者身體的不進(jìn)行測(cè)量的部分的位置變化引起的。例如，受檢者可通過(guò)彎曲軀干同時(shí)使進(jìn)行測(cè)量的肢體保持靜止來(lái)改變姿勢(shì)。
相應(yīng)地，通過(guò)處理器56由數(shù)字化信號(hào)Idc和Iac計(jì)算得出的各比值R的比值的更通常的表示為R=I(1)AC/I(1)DCI(2)AC/I(2)DC]]>其中I(1)ac表示當(dāng)受檢者處于第一姿勢(shì)時(shí)由PPG傳感器4檢測(cè)的變化光強(qiáng)度。
I(1)dc表示當(dāng)受檢者處于第一姿勢(shì)時(shí)由PPG傳感器4檢測(cè)的穩(wěn)態(tài)光強(qiáng)度。
I(2)ac表示當(dāng)受檢者處于第二姿勢(shì)時(shí)由PPG傳感器4檢測(cè)的變化光強(qiáng)度。
I(2)dc表示當(dāng)受檢者處于第二姿勢(shì)時(shí)由PPG傳感器4檢測(cè)的穩(wěn)態(tài)光強(qiáng)度。
盡管前述實(shí)施例將進(jìn)行測(cè)量的肢體描述為腳，對(duì)于手、小或者小腿來(lái)說(shuō)也是適用的。
盡管在前述段落中參照各種實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了描述，應(yīng)理解，可對(duì)給定例子進(jìn)行改變而不會(huì)背離本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍。
盡管在前述說(shuō)明中盡量將注意力放到本發(fā)明的那些被認(rèn)為特別重要的特征，應(yīng)當(dāng)理解，無(wú)論特別強(qiáng)調(diào)與否，申請(qǐng)人要求保護(hù)此前在附圖中涉及和/或顯示的與任何可授予專利的特征或者特征的組合。
權(quán)利要求
1.一種用于評(píng)估受檢者肢體中的血液循環(huán)的系統(tǒng)，其包括檢測(cè)裝置，當(dāng)受檢者處于第一姿勢(shì)以及當(dāng)受檢者還處于與第一姿勢(shì)不同的第二姿勢(shì)時(shí)，其用于檢測(cè)取決于受檢者肢體中的動(dòng)脈血液體積的信號(hào)；以及處理裝置，其用于計(jì)算定量指示，該定量指示取決于第一姿勢(shì)的信號(hào)與第二姿勢(shì)的信號(hào)的比值。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述定量指示與第一姿勢(shì)的信號(hào)和第二姿勢(shì)的信號(hào)的比值成正比。
3.如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中，所述信號(hào)是被測(cè)量參數(shù)的脈沖分量，所述被測(cè)量參數(shù)取決于受檢者肢體中的血液體積。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述定量指示的計(jì)算還取決于第二姿勢(shì)的被測(cè)量參數(shù)的非脈沖分量與第一姿勢(shì)的被測(cè)量參數(shù)的非脈沖分量的比值。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述定量指示與第二姿勢(shì)的測(cè)量參數(shù)的非脈沖分量和第一姿勢(shì)的測(cè)量參數(shù)的非脈沖分量的比值成正比。
6.如前述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，所述檢測(cè)裝置包括測(cè)量裝置，該測(cè)量裝置可操作地用于測(cè)量當(dāng)受檢者處于第一姿勢(shì)時(shí)受檢者肢體中的血液體積的參數(shù)指示，并且用于測(cè)量當(dāng)受檢者處于第二姿勢(shì)時(shí)的所述參數(shù)，該測(cè)量裝置還包括用于分離被測(cè)量參數(shù)的脈沖分量的裝置。
7.如前述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，所述肢體是腳部。
8.如前述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，所述肢體的位姿在第一姿勢(shì)和第二姿勢(shì)之間變化。
9.如前述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，在第一姿勢(shì)中，肢體處于第一高程，在第二姿勢(shì)中，肢體處于第二高程。
10.如權(quán)利要求3到9中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述被測(cè)量參數(shù)是由肢體反射的光強(qiáng)度，并且第一姿勢(shì)的信號(hào)與第二姿勢(shì)的信號(hào)的比值降低了對(duì)受檢者的依賴性影響，例如不同受檢者肢體中血液和組織的變化的光吸收。
11.一種用于評(píng)估受檢者肢體中血液循環(huán)的方法，其包括當(dāng)受檢者處于第一姿勢(shì)時(shí)，測(cè)量取決于受檢者肢體中的動(dòng)脈血液體積的信號(hào)；當(dāng)受檢者處于與第一姿勢(shì)不同的第二姿勢(shì)時(shí)，測(cè)量取決于受檢者肢體中的動(dòng)脈血液體積的信號(hào)；以及計(jì)算取決于第一姿勢(shì)的信號(hào)與第二姿勢(shì)的信號(hào)的比值的定量指示。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括測(cè)量取決于受檢者肢體中的血液體積的參數(shù)；以及將所述被測(cè)量參數(shù)的脈沖分量作為信號(hào)分離。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括分離被測(cè)量參數(shù)的非脈沖分量，其中所述定量指示還取決于第二姿勢(shì)的被測(cè)量參數(shù)的非脈沖分量與第一姿勢(shì)的被測(cè)量參數(shù)的非脈沖分量的比值。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述肢體是腳部。
15.如權(quán)利要求11到14中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述肢體的位姿在第一姿勢(shì)和第二姿勢(shì)之間變化。
16.如權(quán)利要求11到15中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在第一姿勢(shì)中，肢體處于第一高程，在第二姿勢(shì)中，肢體處于第二高程。
17.一種用于評(píng)估受檢者外周血液循環(huán)的系統(tǒng)，其包括測(cè)量裝置，其用于當(dāng)受檢者處于第一姿勢(shì)以及當(dāng)受檢者還處于與第一姿勢(shì)不同的第二姿勢(shì)時(shí)測(cè)量取決于受檢者肢體中的血液體積的參數(shù)；用于將所述參數(shù)分離成第一分量和第二分量的裝置；以及處理裝置，其用于計(jì)算定量指示，其中所述計(jì)算將第一姿勢(shì)的參數(shù)的第一分量和第二姿勢(shì)的參數(shù)的第一分量作為輸入。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述第一分量是脈沖分量，所述第二分量是非脈沖分量。
19.如權(quán)利要求17或18所述的系統(tǒng)，其中，所述指示取決于第一姿勢(shì)的所述參數(shù)的第一分量與第二姿勢(shì)的所述參數(shù)的第一分量的比值。
20.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中，所述指示與第一姿勢(shì)的參數(shù)的第一分量和第二姿勢(shì)的參數(shù)的第一分量的比值成正比。
21.如權(quán)利要求17到20中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述指示取決于第二姿勢(shì)的參數(shù)的第二分量與第一姿勢(shì)的參數(shù)的第二分量的比值。
22.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中，所述指示與第二姿勢(shì)的參數(shù)的第二分量與第一姿勢(shì)的參數(shù)的第二分量的比值成正比。
23.如權(quán)利要求17到22中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述被測(cè)量參數(shù)是光強(qiáng)度。
24.如權(quán)利要求17到23中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述肢體是腳部。
25.如權(quán)利要求17到24中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述肢體的位姿在第一姿勢(shì)和第二姿勢(shì)之間變化。
26.如權(quán)利要求17到25中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，在第一姿勢(shì)中，肢體處于第一高程，在第二姿勢(shì)中，肢體處于第二高程。
27.一種用于評(píng)估受檢者外周血液循環(huán)的方法，其包括當(dāng)受檢者處于第一姿勢(shì)以及當(dāng)受檢者還處于與第一姿勢(shì)不同的第二姿勢(shì)時(shí)，測(cè)定取決于受檢者肢體中的血液體積的參數(shù)；將所述參數(shù)分離成第一分量和第二分量；以及處理裝置，其用于計(jì)算定量指示，其中所述計(jì)算將第一姿勢(shì)的參數(shù)的第一分量和第二姿勢(shì)的參數(shù)的第一分量作為輸入。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述第一分量是脈沖分量，所述第二分量是非脈沖分量。
29.如權(quán)利要求27或28所述的方法，其中，所述指示取決于第一姿勢(shì)的所述參數(shù)的第一分量與第二姿勢(shì)的所述參數(shù)的第一分量的比值。
30.一種用于評(píng)估受檢者外周血液循環(huán)的系統(tǒng)，其包括測(cè)量裝置，當(dāng)受檢者處于第一姿勢(shì)時(shí)，用于測(cè)量取決于受檢者肢體中的動(dòng)脈血液體積的參數(shù)；用于將所述參數(shù)分離成第一分量和第二分量的裝置；以及處理裝置，其用于計(jì)算定量指示，其中所述計(jì)算將第一姿勢(shì)的參數(shù)的第一分量和第一姿勢(shì)的參數(shù)的第二分量作為輸入。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其中，所述第一分量是脈沖分量，所述第二分量是非脈沖分量。
32.如權(quán)利要求30或31所述的方法，其中，所述指示取決于第一姿勢(shì)的所述參數(shù)的第一分量與第一姿勢(shì)的所述參數(shù)的第二分量的比值。
33.如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其中，所述指示與第一姿勢(shì)的參數(shù)的第一分量和第一姿勢(shì)的參數(shù)的第二分量的比值成正比。
34.一種用于評(píng)估受檢者外周血液循環(huán)的方法，其包括當(dāng)受檢者處于第一姿勢(shì)時(shí)測(cè)量取決于受檢者肢體中的血液體積的參數(shù)；將所述參數(shù)分離成第一分量和第二分量；以及計(jì)算定量指示，其中所述計(jì)算將第一姿勢(shì)的參數(shù)的第一分量和第一姿勢(shì)的參數(shù)的第二分量作為輸入。
35.一種用于評(píng)估受檢者的肢體的血液循環(huán)的系統(tǒng)，其包括測(cè)量裝置，其可操作地用于當(dāng)受檢者處于第一姿勢(shì)時(shí)測(cè)量受檢者肢體中的血液體積的參數(shù)指示，并且用于當(dāng)受檢者處于第二姿勢(shì)時(shí)測(cè)量所述參數(shù)，所述測(cè)量裝置包括用于分離被測(cè)量的參數(shù)的可變值的裝置；處理裝置，其用于確定取決于測(cè)量的第一姿勢(shì)的參數(shù)的變化值與測(cè)量的第二姿勢(shì)的參數(shù)的變化值的比值的定量指示。
36.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中，所述肢體是腳部。
37.如權(quán)利要求35或36所述的系統(tǒng)，其中，在第一姿勢(shì)中，肢體處于第一高程，在第二姿勢(shì)中，肢體處于第二高程。
38.如權(quán)利要求35到37中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述測(cè)量裝置包括感光裝置，并且所述參數(shù)是由肢體反射的光強(qiáng)度。
39.如權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其中，所述測(cè)量裝置還包括具有固定強(qiáng)度的照明光源。
40.一種用于評(píng)估受檢者的肢體中的血液循環(huán)的方法，其包括當(dāng)受檢者處于第一姿勢(shì)時(shí)，測(cè)量受檢者肢體中的血液體積的參數(shù)指示；分離測(cè)量的第一姿勢(shì)的參數(shù)的時(shí)間變化值；當(dāng)受檢者處于第二姿勢(shì)時(shí)，測(cè)量受檢者肢體中的血液體積的參數(shù)指示；分離測(cè)量的第二姿勢(shì)的參數(shù)的時(shí)間變化值；確定取決于測(cè)量的第一姿勢(shì)的參數(shù)的變化值與測(cè)量的第二姿勢(shì)的參數(shù)的變化值的比值的定量指示。
41.一種用于評(píng)估受檢者的足部血液循環(huán)的方法或系統(tǒng)，大體上如此前參照附圖中的描述和/或如附圖中所示。
42.任何新穎的主題或者包括所公開(kāi)的新穎主題的組合，無(wú)論其是否在如前所述的權(quán)利要求的范圍內(nèi)或者涉及與在如前所述的權(quán)利要求相同的發(fā)明。
全文摘要
一種用于評(píng)估受檢者肢體中的血液循環(huán)的系統(tǒng)，其包括檢測(cè)裝置，當(dāng)受檢者處于第一姿勢(shì)以及當(dāng)受檢者還處于與第一姿勢(shì)不同的第二姿勢(shì)時(shí)，其用于檢測(cè)取決于受檢者肢體中的動(dòng)脈血液體積的信號(hào)；以及處理裝置，其用于計(jì)算取決于第一姿勢(shì)的信號(hào)與第二姿勢(shì)的信號(hào)的比值的定量指示。
文檔編號(hào)A61B5/103GK1909827SQ200580002144
公開(kāi)日2007年2月7日 申請(qǐng)日期2005年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月8日
發(fā)明者文森特·彼得·克拉布特里, 彼得·理查德·史密斯 申請(qǐng)人:迪安洛哥設(shè)備有限公司