用以计算腹膜透析期间的估计的血量变化的血红蛋白变化的经皮测量制造技术

本公开的实施例提供了一种使用应用于患者皮肤的经皮测量系统来测量血量变化的方法。该方法涉及将传感器放置为与患者的皮肤接触，其中传感器包括发光器和光电检测器。设置从发光器发出的光的强度，并且确定在光电检测器处接收的光的初始强度，其中在光电检测器处接收的光已经穿过患者的组织。然后，一段时间后确定在光电检测器处接收的光的强度。基于从发光器发出的光的强度、在光电检测器处接收的光的初始强度以及在光电检测器处接收的光的最终强度来确定血量的变化。

Percutaneous measurement of hemoglobin changes of the estimated blood volume changes during peritoneal dialysis

The present embodiment of the present disclosure provides a method of measuring blood volume changes using a percutaneous measurement system applied to the skin of a patient. The method involves placing the sensor in contact with the skin of the patient, in which the sensor includes a light emitting device and a photodetector. The intensity of light emitted from the illuminator is set, and the initial intensity of the light received at the photodetector is determined, where the light received at the photodetector has passed through the tissue of the patient. Then, after a period of time, the intensity of the light received at the photodetector is determined. Based on the intensity of the light emitted from the illuminator, the initial intensity of the light received at the photodetector and the final intensity of the light received at the photodetector, the change of blood volume is determined.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用以计算腹膜透析期间的估计的血量变化的血红蛋白变化的经皮测量相关申请的交叉引用本申请要求于2015年6月22日递交的美国临时专利申请NO.62/182,839的优先权，通过引用的方式将其全文并入本文。
技术介绍
已知系统提供对透析患者的血管通路中的血流速度的经皮测量。通常依靠这种系统来确定进入血管的部位的血液流动。进入部位的适当的血液流动是非常重要的，因为这些部位在患者身上是有限的。例如，在血液透析中，典型的进入部位位于患者的手臂、腿部或颈部。将针放置在通路中，以便于在透析器的“动脉”或上游侧上容易地移走血液，并且通常在“静脉”侧上第一次放针的下游返回净化的血液。遗憾的是，在许多情况下，进入部位会随着时间的推移而发生凝块或者以其他方式受损。这导致通过进入部位的血流减少，使得血管成形术或手术修复成为必要。感觉到血液流动不畅可能有助于指示进入部位恶化，促使现场采取先发制人的措施，以使用与原本可能需要的措施相比更不具侵入性的措施来纠正该问题。用于血流速度的经皮测量的传感器通常包括由柔性电路板制成的衬垫，该柔性电路板装载有两个发光二极管(LED)和覆盖有固化硅胶的两个光电检测器。LED和光电检测器被以彼此间均等的间隔在直线上交替安装。这种布置在光穿透皮肤处的患者组织中形成三个照射的“光学区域”(即由中心区域分开两个外部区域)。照射区域的深度和直径由LED/光电检测器对的间隔和驱动LED的电流确定。使用在800nm发射光的LED，因为该波长的光被血红蛋白(Hb)吸收并散射，并且具有在氧含量变化的情况下的等吸收性。传感器的外部两个“光学区域”观察正常患者组织中的平均Hb含量，作为通过皮肤的正常血液扩散的结果。中心“光学区域”位于Hb的浓度自然高得多的进入部位(例如Gortex移植物或天然瘘管)上方。实质上，进入部位中的Hb的体吸收系数是指在进入部位附近的正常组织中的该外部两个区域Hb测量值的平均值。来自相邻正常组织的测量值为进入部位处的血流测量提供了基线。一旦传感器被牢固并正确地定位，将30ml生理盐水注射到传感器衬垫上游的透析针中。当盐水通过传感器的中心“光学区域”时，Hb显著下降，因为该区域中的红细胞被生理盐水暂时稀释。这种稀释是通过在注射事件期间对体消光(bulkextinction)系数变化的实时测量来测量的。然后将菲克原理应用于数据，其中，将注射量除以Hb变化随注射时间的积分，以产生被测血管通路中的流速。这种测量血流速度的方法在Steuer等人的名称为“MethodofMeasuringTranscutaneousAccessRloodFlow”的美国专利6,746,407中详细解释。对于针对诸如血液透析之类的过程来检测进入部位处的受损血流速率而言，这些类型的系统是有用的。然而它们以前没有提供对透析过程的进展或这种过程的有效性的测量。例如，在血液透析过程中，监视从患者血液中移走的流体的量是有用的。当在临床设置中完成透析的情况下，可以使用例如购自FreseniusMedicalCareNorthAmerica，920WinterStreet，Waltham，MA02451的设备(例如，Monitor)来测量体外血液以确定血量的百分比变化。但是，如果患者接受腹膜透析治疗，这种类型的透析往往是在临床环境之外并通过使用溶液将毒素从腹膜中洗出的不同处理进行的，且没有体外血液可用于分析。
技术实现思路
本公开的实施例提供了一种使用传感器来测量血量变化的方法，所述传感器包括发光器和与患者的组织膜接触的光电检测器，所述方法包括：(a)设置从所述发光器发出并穿过所述组织的光学区域的光的强度；(b)确定在所述光电检测器处接收的穿过所述光学区域之后的光的初始强度；(c)在确定所述初始强度之后的预定时间处确定在所述光电检测器处接收的光的第二强度；以及(d)基于从所述发光器发出的光的强度、在所述光电检测器处接收的光的初始强度以及在所述光电检测器处接收的光的第二强度来确定患者的血量的变化。在一个方面，所述发光器是发光二极管(LED)，且所述光电检测器是光电二极管。在另一方面，所述LED位于与所述光电检测器相距一间距(d)处，并且d使得所述光电检测器位于所述LED的所述光学区域内。在又一方面，所述LED发出等吸光波长的光，所述等吸光波长被血红蛋白所散射并吸收，并且不受氧变化的影响。在一些实施例中，设置从所述发光器发出的光的强度涉及：(a)向所述LED提供预定电流等级的电流，或者(b)向所述LED提供预定功率等级的电功率。在一些实施例中，确定在所述光电检测器处接收的光的初始强度包括：接收来自所述光电二极管的电流，所述电流与所述光电二极管感测到的光强度成正比。在一些实施例中，确定血量变化包括：(a)确定第一比率，所述第一比率是在所述光电检测器处接收的光的所述初始强度与从所述发光器发出的光的强度之间的比率；(b)确定第二比例，所述第二比例是在所述光电检测器处接收的光的所述第二强度与从所述发光器发出的光的强度之间的比率；以及(c)确定血量变化与所述第一比率的自然对数除以所述第二比率的自然对数所得的商成正比。在一些实施例中，方法还包括：向外围设备发送包含血量变化的数据，其中，所述外围设备被配置为通过网络连接向远程服务器发送所述数据。在一些实施例中，所述患者是透析患者，且所述传感器被放置在所述患者的手臂或腿上。本公开的另一实施例提供了一种用于测量血量变化的系统，包括：与患者的组织膜接触的传感器，所述传感器包括至少一个发射器和至少一个光电检测器；与所述传感器耦合的控制器；以及耦合到所述传感器和所述控制器的电源。所述电源被配置为向所述传感器中的所述至少一个发射器提供电力。所述至少一个光电检测器被配置为向所述控制器提供：(a)指示由于第一信号集合而在所述至少一个光电检测器处接收的光强度的第二信号集合，以及(b)指示在提供所述第二信号集合之后的预定时间处在所述至少一个光电检测器处接收的光强度的第三信号集合。且所述控制器被配置为：(c)向所述电源提供指示从所述至少一个发射器发出的光的强度的第一信号集合，其中，所述第一信号集合中信号的数量与所述至少一个发射器中发射器的数量相匹配，以及(d)根据所述第一信号集合、所述第二信号集合和所述第三信号集合确定血量变化。在一些实施例中，所述控制器通过以下方式确定血量变化：(a)通过将所述第二信号集合中的数字除以所述第一信号集合中的数字来确定第一比率集合；(b)通过将所述第三信号集合中的数字除以所述第一信号集合中的数字来确定第二比率集合；(c)通过将所述第一比率集合的自然对数除以所述第二比率集合的自然对数来确定中间集合；以及(d)所述根据中间集合中的值来确定血量变化。在一些方面，所述控制器确定血量变化是所述中间集合中的值的中值。在另一方面，所述控制器确定血量变化是所述中间集合中的值的平均值。在一些实施例中，所述至少一个发射器中的每个发射器位于与所述至少一个光电检测器中的光电检测器相距一间距(d)处，且d使得所述光电检测器位于所述每个发射器的光学区域内。在一些实施例中，所述控制器通过一个或多个互阻放大器和一个或多个模数转换器ADC耦合到所述传感器，以及所述互阻放大器将来自所述至少一个光电检测器的电流转换成电压，所述AD本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用传感器来测量血量变化的方法，所述传感器包括与患者的组织膜接触的发光器和光电检测器，所述方法包括：设置从所述发光器发出并穿过所述组织的光学区域的光的强度；确定在所述光电检测器处接收的穿过所述光学区域之后的光的初始强度；在确定所述初始强度之后的预定时间处确定在所述光电检测器处接收的光的第二强度；以及基于从所述发光器发出的光的强度、在所述光电检测器处接收的光的初始强度以及在所述光电检测器处接收的光的第二强度来确定患者的血量的变化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.22 US 62/182,8391.一种使用传感器来测量血量变化的方法，所述传感器包括与患者的组织膜接触的发光器和光电检测器，所述方法包括：设置从所述发光器发出并穿过所述组织的光学区域的光的强度；确定在所述光电检测器处接收的穿过所述光学区域之后的光的初始强度；在确定所述初始强度之后的预定时间处确定在所述光电检测器处接收的光的第二强度；以及基于从所述发光器发出的光的强度、在所述光电检测器处接收的光的初始强度以及在所述光电检测器处接收的光的第二强度来确定患者的血量的变化。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述发光器是发光二极管LED，且所述光电检测器是光电二极管。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述LED位于与所述光电检测器相距一间距d处，并且d使得所述光电检测器位于所述LED的光学区域内。4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述LED发出等吸光波长的光，所述等吸光波长被血红蛋白散射并吸收，并且不受氧变化的影响。5.根据权利要求2所述的方法，其中，设置从所述发光器发出的光的强度是：向所述LED提供预定电流等级的电流，或者向所述LED提供预定功率等级的电功率。6.根据权利要求2所述的方法，其中，确定在所述光电检测器处接收的光的初始强度包括：接收来自所述光电二极管的电流，所述电流与所述光电二极管感测到的光强度成正比。7.根据权利要求2所述的方法，其中，确定血量变化包括：确定第一比率，所述第一比率是在所述光电检测器处接收的光的初始强度与从所述发光器发出的光的强度之间的比率；确定第二比例，所述第二比例是在所述光电检测器处接收的光的第二强度与从所述发光器发出的光的强度之间的比率；以及确定：血量变化与所述第一比率的自然对数除以所述第二比率的自然对数所得的商成正比。8.根据权利要求2所述的方法，还包括：向外围设备发送包含血量变化的数据，其中，所述外围设备被配置为通过网络连接向远程服务器发送所述数据。9.根据权利要求2所述的方法，其中，所述患者是透析患者，且所述传感器被放置在所述患者的手臂或腿上。10.一种用于测量血量变化的系统，包括：与患者的组织膜接触的传感器，所述传感器包括至少一个发射器和至少一个光电检测器；与所述传感器耦合的控制器；以及耦合到所述传感器和所述控制器的电源，其中：所述电源被配置为向所述传感器中的所述至少一个发射器提供电力，所述至少一个光电检测器被配置为向所述控制器提供：(a)指示由于第一信号集合而在所述至少一个光电检测器处接收的光强度的第二信号集合，以及(b)指示在提供所述第二信号集合之后的预定时间处在所述至少一个光电检测器处接收的光强度的第三信号集合，以及所述控制器被配置为：(c)向所述电源提供指示从所述至少一个发射器发出的光的强度的第一信号集合，其中，所述第一信号集合中的信号的数量与所述至少一个发射器中的发射器的数量相匹配，以及(d)根据所述第一信号集合、所述第二信号集合和所述第三信号集合确定血量变化。11.根据权利要求10所...

【专利技术属性】
技术研发人员：路易斯·L·巴雷特，大卫·W·彼得森，彼得·科坦科，
申请(专利权)人：费森尤斯医疗控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US