用于从胸骨骨骼确定生理参数的设备和系统技术方案

用于确定受试者的至少一个生理参数的系统和方法。系统包括用于附着皮肤的传感器。传感器包括用于照亮胸部骨骼或者隔膜的至少一个光源、以及用于测量从与胸部骨骼或者隔膜相关的血管反射的光和/或散射的光的探测器。系统还包括配置成控制传感器的运行的控制单元和和配置成分析测量数据以用于确定至少一个生理参数的分析单元。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术总体属于从附着胸部骨骼位置无创地监控或者确定生理参数的领域。具体来说，本专利技术涉及确定几个呼吸参数并且集中涉及心脏参数。专利技术背景众所周知，光学体积描记术(PPG)的光从光源(例如，发光二极管(LED))指向皮肤，并且光在组织中被吸收、散射和反射。少量的反射光由与LED临近地放置的光电探测器(PD)接收(反射模式)或者由放置在LED的对侧的光电探测器(PD)接收(传输模式)。PD信号的变化与下层组织中的血流的改变以及血量的改变相关。一般认为，PPG信号可以提供关于心血管系统的有价值的信息。尽管PPG信号的精确的起源未知，然而PPG技术广泛使用于可商购的用于测量心率、氧饱和度、血压和外周血液循环的医疗设备。对于与血流相关的深层组织(诸如，肌肉组织)或者骨骼的测量已经在WO2007/097702中公开。WO2007/097702公开了用于生成、检测和评估光学体积描记术的(PPG)信号以监控具有有限弹性的血管中(诸如，在深层组织的血管腔隙和血管中)的血液特征的方法。此公开强调的是血红细胞的取向和轴向移动对于近红外线波长和蓝绿波长的光(光子)的吸收、散射和反射的效果。在此公开中，近红外线波长光源和蓝绿波长光源以特定距离与光电探测器间隔。这个方法允许连续地、非侵入地监控血液特征并且随着时间变化的这些特征的改变。通过这个方法获得的数据包括刚性的或具有有限弹性的血管中(诸如，骨骼的血管组织、或者在动脉粥样硬化的血管中、或者在僵硬的血管)的血压、血流、脉动式血量和血红细胞速度。US 2013/0060098公开了适合附接于受试者的表面(诸如，在胸骨的顶部)的监控设备。该设备具有用于基于光学体积描记术(PPG)的光学测量的传感器。因为设备的光学几何结构，所以其仅适合用于测量软组织。对于C.Schreiner等人的在Computing in Cardiology(心脏病学计算)2010；37:537-540中的“Blood Oxygen Level Measurement with a chest-based Pulse Oximetry Prototype System”中公开的设备来说，也是相同的。此外，设备的光学几何结构使其仅适合用于测量软组织。在急救车和急诊室中，使用范围广泛的外围的/单独的设备和系统来测量与心功能、呼吸功能、血压和温度相关的生命生理参数。这是笨重、耗时且昂贵的。因此，需要可以以易于使用且经济的方式评估、确定和/或监控大部分生命参数的单独的方法、装置和系统。特别是在使用一个传感器且不妨碍病人的呼吸道的情况下，因为已经显示很多个人(健康的人和病人)都可能产生不适当的呼吸方式。这种异常的呼吸可能是恶性循环的开始，在这样的方式中逐渐降低尽力的能力。公开概述因此，本公开的示例优选地通过提供根据所附的专利权利要求的用于从骨骼组织光学测量生理参数的设备、系统和方法，试图缓和、减轻或者消除本领域中的诸如以上所述的单独的一个或多个缺陷、缺点或者问题，或其任意组合。新系统使其有可能从新的解剖位置、胸骨或者胸部骨骼进行监控，借此在胸部周围以及在胸骨骨骼中使用特殊的解剖构造以及血流调节。这使其有可能仅从一个光学传感器监控呼吸参数和心血管参数，而不妨碍呼吸道，并且提供集中涉及的心脏测量，诸如心率、心率变化以及动脉的血氧饱和度(SaO2)。根据本公开的另一个方面，公开了一种用于确定受试者的至少一个生理参数的系统。此系统包括用于皮肤附着的传感器；传感器包括用于照亮胸部骨骼或者隔膜的至少一个光源、以及用于测量从与胸部骨骼或者隔膜相关的血管反射的光和/或散射的光的探测器。系统还包括控制单元以及分析单元，控制单元配置成控制传感器的运行，分析单元配置为分析来源于所述血管的测量数据的血管的血流特征和/或血量特征以用于确定至少一个生理参数。新的仪器是光学系统，其可以用于仅从被施加的靠近骨骼组织(诸如，胸骨)的一个传感器确定至少10个不同的呼吸参数以及至少两个心血管参数。特别地，公开的系统可以用于从胸部监控与呼吸相关的多参数，并且因此提供用于诊断、治疗以及跟踪具有COPD、哮喘、纤维肌痛、睡眠呼吸暂停、颈肩区域疼痛、下背疼痛的异常呼吸的病人的全新的工具。可以使用公开的系统监控的其他与呼吸相关的残疾/疾病，是有风湿性疾病(诸如，风湿性关节炎)、脊椎炎、全身性红斑狼疮、炎症性肌肉疾病等等的病人。其他的一部分常见的异常呼吸疾病或残疾是：毛皮动物过敏、花粉/草过敏、香水过敏、创伤、期待性能、有ADHD的儿童、睡眠呼吸暂停、沮丧、焦虑发作等等。此系统可以用于在紧急应用的情况下在救护车、直升机或者船只运输期间以及在急诊室中同时记录3个与心肺复苏(HLR)有联系的生命体征：心率、呼吸速率以及在事故位置的血氧饱和度。例如在休克和低温期间，有不同的呼吸速率(既呼吸急促又呼吸过缓)的阶段以及心率(心动过速和心动过缓)的阶段。无创的并且无线的系统可以通过在线监控多参数以及通过优化诊断、治疗决策以及康复模式来改善个体的生活质量。在公开的系统的一些示例中，光源包括至少一个近红外光源和/或至少一个红光源和/或至少一个绿光源。不同的光源可以用于测量不同的参数。红光源可以用于参考在800纳米至810纳米的范围中的近红外光源，来测量在氧合血红蛋白和/或脱氧血红蛋白中的变化。另外地和/或可替换地，具有在900纳米至950纳米的波长范围中的近红外光源可以用于参考在800纳米至810纳米的波长范围中的近红外光源来测量在氧合血红蛋白和/或脱氧血红蛋白中的变化。绿光可以用于参考在800纳米至810纳米的范围中的近红外光源来测量血红蛋白含量。在公开的系统的一些示例中，光源的波长可以在400纳米至1200纳米的范围中，诸如，红光源可以具有在640纳米至680纳米之间的波长，近红外光源可以具有在800纳米至810纳米之间的波长和/或在900纳米至950纳米之间的波长。绿光源可以具有在540纳米至590之间的波长。在一些示例中，公开的系统还包括存储器单元，存储器单元配置成储存在传感器的运行中可获得的测量数据。在一些示例中，公开的系统也包括保持元件，保持元件适用于将传感器保持在与受试者的胸部骨骼或者隔膜临近的皮肤位置。在一些示例中，公开的系统被无线连接，以将记录的信息转移到接收单元。在一些示例中，接收单元可以连接控制单元和/或分析单元。在公开的系统的一些示例中，保持元件是皮肤粘合剂构件。在公开的系统的一些示例中，血管的血流和/或血量是动脉的血流和/或血量。在公开的系统的一些示例中，至少一个光源和至少一个探测器被布置成覆盖从左内胸动脉和右内胸动脉以及它对应的集合静脉显现的血管的双重线路配置，并且，其中，所述传感器的长度与在测量期间覆盖的血量关联。这个配置用于覆盖从左内胸动脉和右内胸动脉以及它对应的集合静脉显现的血管。这个配置将会改善测量的数据的信噪比。在公开的系统的一些示例中，分析单元配置成，基于在红光和近红外光之间的商和/或在两个具有不同波长的近红外光之间的商，检测血氧饱和度。分析单元也可以配置成基于在绿光和用作参照的近红外光之间的商，检测血红蛋白含量。在本公开的又一些方面中，公开了一种用于基于与受试者的胸部骨骼或者胸骨相关的血本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定受试者的至少一个生理参数的系统，所述系统包括：用于皮肤附着的传感器，所述传感器包括用于照亮胸部骨骼或隔膜的至少一个光源，以及用于测量从与所述胸部骨骼或隔膜相关的血管反射的光和/或散射的光的探测器；控制器单元，所述控制器单元配置成控制所述传感器的运行；分析单元，所述分析单元配置成分析来源于所述血管的所述测量数据的血管血流特征和/或血量特征，以用于确定至少一个所述生理参数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.02 EP 14166934.11.一种用于确定受试者的至少一个生理参数的系统，所述系统包括：用于皮肤附着的传感器，所述传感器包括用于照亮胸部骨骼或隔膜的至少一个光源，以及用于测量从与所述胸部骨骼或隔膜相关的血管反射的光和/或散射的光的探测器；控制器单元，所述控制器单元配置成控制所述传感器的运行；分析单元，所述分析单元配置成分析来源于所述血管的所述测量数据的血管血流特征和/或血量特征，以用于确定至少一个所述生理参数。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述光源包括至少一个近红外光源和/或至少一个红光源和/或绿光源。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述光源的波长在400纳米至1200纳米的范围中。4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述红光源具有在640纳米至680纳米之间的波长，所述近红外光源具有在800纳米至810纳米之间的波长和/或在900纳米至950纳米之间的波长，并且所述绿光源具有在540纳米至590之间的波长。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的系统，还包括存储器单元，所述存储器单元配置成储存在所述传感器的运行中可获得的测量数据。6.根据权利要求1至5中任意一项所述的系统，还包括保持元件，所述保持元件适用于将所述传感器保持在与所述受试者的胸部骨骼或者隔膜临近的皮肤位置。7.根据权利要求1至6中任意一项所述的系统，其中，所述系统是可以无线连接的，以将所述记录的信息转移至接收单元，并且，其中，所述接收单元连接至所述控制单元和/或所述分析单元。8.根据权利要求6所述的系统，其中，所述保持元件是皮肤粘合剂构件。9.根据权利要求1至8中任意一项所述的系统，其中，所述血管血流和/或血量是动脉血流和/或血量。10.权利要求1至9中任意一项所述的系统，其中，所述至少一个光源和所述至少一个探测器被布置成覆盖从左内胸动脉和右内胸动脉以及其对应的集合静脉显现的血管的双重线路配置，并且，其中，所述传感器的长度与在测量期间覆盖的血量关联。11.根据权利要求2至10中任意一项所述的系统，其中，所述分析单元被配置成基于所述红光的反射的光和/或散射的光的总数与...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉斯戈兰·林德伯格，
申请(专利权)人：莱斯比哈特公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE