根据热生成估算器官的局部代谢率及估算用于灌注组织体积的局部血流量的装置制造方法及图纸

本申请提供系统，所述系统包括控制器、具有至少一个温度传感器的插入装置以及联接至所述控制器的泵。所述插入装置向所述控制器提供受试者器官处/的温度测量值，所述控制器改变注入液流量以引发至少部分受试者器官内的温度变化，并将灌注引发温度变化期间的温度测量值储存在存储装置中。所述控制器可以根据灌注引发温度变化期间获取的温度测量值估算至少部分受试者器官的至少一个血流动力特征。

Estimation of local metabolic rate of organs by heat generation and a device for estimating local blood flow for perfusion tissue volume

The present application provides a system comprising a controller, an insertion device with at least one temperature sensor, and a pump connected to the controller. The insertion device controller is provided to the participants at the organ / temperature measurement, the controller change the liquid flow to cause the temperature change at least part of the subjects within the organs, and will cause the temperature change during the perfusion temperature measurement value is stored in a storage device. The controller can estimate at least one hemodynamic characteristic of at least part of the subjects' organs according to the measured value of temperature acquired during the temperature change during perfusion.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】根据热生成估算器官的局部代谢率及估算用于灌注组织体积的局部血流量的装置
技术介绍
本申请涉及用于在血管内介入期间估算受试者器官的局部代谢率和血流量的系统和方法。更特别地，本申请描述了在外科手术中连续、实用地估算典型血管生理变量(局部脑血流(rCBF)、局部脑代谢率(rCMR)、局部脑血管阻力(rCVR)、局部脑灌注体积(rCPV))；并由其计算已识别的(脑血流自主调节)或新的关键病理-生理阈值(灌注保留阈值(PST)(特别是温度、动脉血氧分压(PaO2)、平均动脉压(MAP))和/或新血管生物标记(再灌注严重程度指数(RSI)、再灌注充血指数(RHI))的估算值的有效新方法。这些值也可以用于确定以及被操纵用于最优动脉内低温和药物输送。本申请重点关注大脑，但所述方法也可以用于心脏和肾等其它器官。代谢率是指活的生物体内代谢发生的速度。器官如大脑的代谢率通常是指器官消耗燃料、氧气、葡萄糖等的速度。虽然大脑占全部体重的大约2％，但其消耗输送到身体其它部位的总氧气量的10％～20％。此外，与其它器官不同，大脑整体并不具有“休息”状态。而是被认为一直是“活跃的”。正常、清醒个体的大脑氧代谢率(CMRO2)是普遍已知的。正常、清醒个体的rCBF也是普遍已知的。与正常或基准速度的偏差可以表明大脑的相对健康状况。对此，已经提出许多程序来利用成像系统估算大脑的代谢率和/或rCBF，所述成像系统如正电子发射计算机断层扫描系统(PET)、单光子发射计算机断层扫描系统(SPECT)及磁共振成像系统(MRI)。标题为“SystemsandMethodsforDeterminingMetabolicRateUsingTemperatureSensitiveMagneticResonanceImaging”的美国专利公开No.20090198122讨论了其中一种程序，此公开以引用形式并入本文。但是，在确定代谢率和血流量时，成像系统有其缺点。特别地，成像系统一般只提供给定时间的器官代谢率“快照”。重复扫描通常既不实用也不经济，因而无法提供充分的解决方案。而且，在血管内介入期间，这些成像系统无法在不显著延迟或不中断治疗的情况下使用。此外，几乎所有药物都是通过口服、静脉注射或皮肤途径给药。已经付出了大量经验、专业知识、惊人的知识产权、以及大量努力来有效解决各种问题以精确制造可以以这种方式给药的药物和载体。不管给药方式如何，血管内皮毒性都是许多药物所面临的问题，并且被认为是引发与药物治疗相关的大量短期和长期病症的原因。因此，需要药物管理系统及相应的程序来控制药物毒性及其对非目标组织的影响。此外，在不知道局部血流量、被灌注组织体积及能量代谢的情况下，动脉内药物输送期间正确的药物剂量也是一大挑战。因此，需要系统及使用此类系统的相应程序，其不限于以这种和/或其它方式解决上述一个或多个问题。
技术实现思路
本文公开的系统及使用此系统的相应程序致力于解决与急性缺血性脑卒中的当前诊断模式相关的下述一个或多个问题：(1)成像系统只提供缺血性组织损伤所涉及过程的不完整“快照”；(2)再灌注治疗过程中反复脑成像或监测既不实用也不经济；以及(3)在选定的接受血管内再通治疗(ERT)的患者体内，无法在整个干预期间进行器官生理状态和缺血性损伤的进一步评估。而且，值得注意的是，从来没有基于测量或估算的代谢率(利用这些系统或其它方式)来评估组织死亡或存活。因此，本文所述的系统及相应程序可以提供实用且经济的监测方法，例如，在血管造影中监测局部血流量变化和局部器官代谢变化。这样可以改善患者选择、帮助引导治疗、减少继发性损伤(出血、再灌注损伤、炎症)、支持个性化护理，并且/或产生更有效的干预及更好的治疗效果。此外，从可以操纵局部器官血流量和局部代谢这一点来说，所述系统及相应程序可以用于影响动脉内药物输送相关变量，包括摄取分数、药物代谢和局部药物毒性。因此，在至少一个方面，提供一种系统，所述系统包括：控制器；插入装置，其上设置有至少一个温度传感器，所述插入装置功能性地联接至所述控制器，以向所述控制器提供受试者器官的至少一个温度测量值；泵，其功能性地联接至所述控制器，从而使所述控制器改变注入液流量，以引发至少部分所述受试者器官内的温度变化；以及存储装置，其功能性地联接至所述控制器，所述控制器能够操作以在至少部分所述受试者器官内的灌注引发温度变化期间，将器官的所述至少一个温度测量值储存在控制器中，并且能够进一步操作以根据灌注引发温度变化期间获取的所述至少一个温度测量值来估算至少部分所述受试者器官的至少一个血流动力特征。在至少一个实施例中，至少一个血流动力特征包括至少部分受试者器官的代谢率。在至少一个实施例中，至少一个血流动力特征包括与至少部分受试者器官相关的组织血流量。在至少一个实施例中，至少一个血流动力特征包括与至少部分受试者器官相关的产热量。在至少一个实施例中，控制器能够操作以改变注入液流量从而降低至少部分受试者器官内的温度。在至少一个实施例中，控制器能够操作以改变注入液流量从而将至少部分受试者器官维持在正常温度以下的平衡温度。在至少一个实施例中，控制器能够操作以改变注入液流量从而将至少部分受试者器官的温度渐进地降低并减小至多个不同的平衡温度，并将至少部分受试者器官的温度保持在所述多个平衡温度。在至少一个实施例中，根据灌注引发温度变化期间的多个温度测量值估算至少一个血流动力特征，所述灌注引发温度变化包括至少一个洗入(wash-in)、平衡、洗出(wash-out)循环。在至少一个实施例中，至少一个血流动力特征包括至少部分受试者器官的代谢率、组织血流量、产热量中的至少一个。在至少一个实施例中，至少一个血流动力特征包括组织灌注体积。在至少一个实施例中，至少一个血流动力特征包括半影组织灌注体积。在至少一个实施例中，将半影组织灌注体积作为初始时间平衡状态下注入速度和温度乘积的函数进行估算。在至少一个实施例中，至少一个血流动力特征包括与组织灌注体积相关的血流量。在至少一个实施例中，至少一个血流动力特征包括与半影组织灌注体积相关的血流量。在至少一个实施例中，至少一个血流动力特征包括半影保留阈值温度。在至少一个实施例中，至少一个血流动力特征包括再灌注充血指数。在至少一个实施例中，至少一个血流动力特征包括再灌注严重程度指数。在至少一个实施例中，控制器能够进一步操作以显示界面屏幕，所述界面屏幕包括与至少部分受试者器官相关的至少一个血流动力特征。在至少一个实施例中，界面屏幕包括正常组织灌注体积和半影组织灌注体积中至少一个的实时显示。结合以下说明，本专利技术的其它方面会更明显。附图说明图1A和1B示出大脑生理变量与脑灌注压(CPP)的对比图。图2示出根据本文公开系统的至少一个实施例的用于估算器官代谢率的系统。图3示出根据本文公开过程的至少一个实施例的用于估算器官代谢率的过程流程图。图4a-4b示出用于估算器官代谢率的双隔室模型的框图。图4c-4x示出来自模拟温血试验模型(benchmodel)测试及具有选择性大脑冷却的人体研究的，在电脑模拟的大脑冷却期间的大脑半球温度变化图。图5a-f示出正常组织和缺血性组织中脑血流量和代谢率与温度的对比图。图6示出根据本文公开系统的至少一个实施例的，由系统生成的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：控制器；插入装置，所述插入装置上包括至少一个温度传感器，所述插入装置功能性地联接至所述控制器，以向所述控制器提供受试者器官的至少一个温度测量值；泵，其功能性地联接至所述控制器，用于所述控制器改变注入液流量，以引发至少部分所述受试者器官内的温度变化；存储装置，其功能性地联接至所述控制器，所述控制器能够操作以在至少部分所述受试者器官内的灌注引发温度变化期间，将器官的所述至少一个温度测量值储存在控制器中，并且能够进一步操作以根据灌注引发温度变化期间获取的所述至少一个温度测量值估算至少部分所述受试者器官的至少一个血流动力特征。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.15 US 62/103,8681.一种系统，包括：控制器；插入装置，所述插入装置上包括至少一个温度传感器，所述插入装置功能性地联接至所述控制器，以向所述控制器提供受试者器官的至少一个温度测量值；泵，其功能性地联接至所述控制器，用于所述控制器改变注入液流量，以引发至少部分所述受试者器官内的温度变化；存储装置，其功能性地联接至所述控制器，所述控制器能够操作以在至少部分所述受试者器官内的灌注引发温度变化期间，将器官的所述至少一个温度测量值储存在控制器中，并且能够进一步操作以根据灌注引发温度变化期间获取的所述至少一个温度测量值估算至少部分所述受试者器官的至少一个血流动力特征。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个血流动力特征包括至少部分所述受试者器官的代谢率。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个血流动力特征包括与至少部分所述受试者器官相关的组织血流量。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个血流动力特征包括与至少部分所述受试者器官相关的产热量。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器能够操作以改变注入液流量从而降低至少部分所述受试者器官内的温度。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述控制器能够操作以改变注入液流量从而将至少部分所述受试者器官维持在正常温度以下的平衡温度。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述控制器能够操作以改变注入液流量从而将至少部分所述受试者器官的温度渐进地降低并减小至多个不同的平衡温度，并将至少部...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·皮勒斯皮尔曼，J·H·蔡，E·林，
申请(专利权)人：海博亚医疗有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US