利用光谱成像对微血管功能障碍的评估制造技术

一种用于量化患者体内微血管功能的方法，包括稳定该患者的测试部分以进行分析。使用第一光谱成像技术测量微血管血流参数。使用第二光谱成像技术测量微血管储备参数。使用第三光谱成像技术测量组织呼吸参数。使用第四光谱成像技术测量微血管通透性参数。该方法进一步包括使用被配置为生成对应于患者体内微血管功能的汇总微血管参数的处理器，将微血管血流参数、微血管储备参数、组织呼吸参数，以及微血管通透性参数一起处理。

Evaluation of microvascular dysfunction by spectral imaging

A method for quantifying the microvascular function in a patient includes stabilizing the test portion of the patient for analysis. The first spectral imaging technique was used to measure the blood flow parameters of microvessels. The microvascular reserve parameters were measured by the second spectral imaging technique. The parameters of tissue respiration were measured by the third spectral imaging technique. The fourth spectral imaging technique was used to measure the microvascular permeability parameters. The method further includes processing the microvascular blood flow parameters, microvascular reserve parameters, tissue respiration parameters, and microvascular permeability parameters together using a processor configured to generate summary microvascular parameters corresponding to the function of the microvascular in the patient.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用光谱成像对微血管功能障碍的评估本申请根据35U.S.C.§119要求于2017年2月9日提交的美国临时申请序列第62/456,765号的优先权，以及于2017年8月16日提交的临时申请序列第62/546,150号的优先权，本申请基于该临时申请的内容并且该临时申请的内容通过引用整体结合于此。
本公开总体上涉及微血管的光谱成像。更具体地，本文所描述的实施例涉及使用许多参数量化患者的微血管功能障碍。技术背景微血管功能(MVF)的有效和准确量化解决了各种医学专业的临床需求，包括外科手术，诊断和预防性应用。确保和维持适当的微血管功能对于人体中基本上每种组织的健康都至关重要。通过测量患者的微血管功能可以更好地治疗或预防的一种示例性危及生命的病症是败血症。败血症是由于感染导致的并发症而引起的全身炎症。败血症是美国住院治疗中最常见和最昂贵的原因之一，其中28-50％的败血症患者死亡。由于败血症不成比例地影响65岁以上的人，因此有效治疗是一种日益增长的实质性临床需求。败血症是如此大的问题的一个原因是因为其难以诊断，量化和监测。败血症患者发病率和死亡率的主要原因是器官衰竭。血管系统循环引发炎症的化学物质，并且这些化学物质主要在化学传递位置——微血管系统中被激活。因此，由败血症的炎症反应引发的微血管功能障碍极大地促进器官衰竭。通过捕获与患者微血管健康有关的相关信息，临床医生可能更适合于更有效地量化和监测患者的败血症。用于量化患者微血管功能的当前方法通常包括多种技术，诸如，例如脉搏血氧饱和度毛细血管再充盈率、颊粘膜微血管成像，和前臂激光多普勒血流计。尽管这些各种技术适合于获取有限的数据，但是目前使用的方法通常不提供微血管功能的整体评估。
技术实现思路
根据一个实施例，提供了一种量化患者体内微血管功能的方法。该量化患者体内微血管功能的方法包括稳定患者的测试部分以进行分析、使用第一光谱成像技术测量测试部分的微血管血流参数、使用第二光谱成像技术测量测试部分的微血管储备参数、使用第三光谱成像技术测量测试部分的组织呼吸参数，以及使用第四光谱成像技术测量测试部分的微血管通透性参数。该量化患者体内微血管功能的方法进一步包括使用被配置为生成对应于患者体内微血管功能的汇总微血管参数的处理器，将微血管血流参数、微血管储备参数、组织呼吸参数，以及微血管通透性参数一起处理。根据另一个实施例，提供了一种量化患者体内微血管功能的方法。该量化患者体内微血管功能的方法包括测量选自由微血管血流参数、微血管储备参数、组织呼吸参数和微血管通透性参数组成的组的两个或更多个微血管参数，以及使用被配置为生成对应于患者体内微血管功能的汇总微血管参数的处理器，处理这两个或更多个微血管参数。使用光谱成像技术测量这两个或更多个微血管参数，该光谱成像技术包括显微光谱成像，内窥镜光谱成像，相机光谱成像或其组合。根据又一个实施例，提供了用于量化微血管功能的仪器。该用于量化微血管功能的仪器包括被配置为测量选自由微血管血流参数、微血管储备参数、组织呼吸参数和微血管通透性参数组成的组的两个或更多个微血管参数的光谱成像设备，以及被配置为从这两个或更多个微血管参数生成汇总微血管参数的处理器。根据又一个实施例，一种量化患者的颊粘膜或舌头中微血管血流的方法包括稳定患者的测试部分以进行分析、相对于测试部分以透射几何形状定位相干光源和光谱成像系统，以及使用光谱成像系统测量测试部分的微血管血流参数。测试部分包括嘴唇、脸颊、舌头，或其组合。本公开延伸到量化患者体内微血管功能的方法，该方法包括：稳定患者的测试部分以进行分析；以及使用光谱成像技术测量测试部分的微血管血流参数。本公开延伸到量化患者体内微血管功能的方法，该方法包括：稳定患者的测试部分以进行分析；以及使用光谱成像技术测量测试部分的微血管储备参数。本公开延伸到量化患者体内微血管功能的方法，该方法包括：稳定患者的测试部分以进行分析；使用光谱成像技术测量测试部分的组织呼吸参数。本公开延伸到量化患者体内微血管功能的方法，该方法包括：稳定患者的测试部分以进行分析；以及使用光谱成像技术测量测试部分的微血管通透性参数。本公开延伸到量化患者体内微血管功能的方法，该方法包括：稳定患者的测试部分以进行分析；使用第一光谱成像技术测量测试部分的微血管血流参数；使用第二光谱成像技术测量测试部分的微血管储备参数；使用第三光谱成像技术测量测试部分的组织呼吸参数；使用第四光谱成像技术测量测试部分的微血管通透性参数；以及使用被配置为生成对应于患者体内微血管功能的汇总微血管参数的处理器，将微血管血流参数、微血管储备参数、组织呼吸参数，以及微血管通透性参数一起处理。本公开延伸到量化患者体内微血管功能的方法，该方法包括：测量选自由微血管血流参数、微血管储备参数、组织呼吸参数和微血管通透性参数组成的组的两个或更多个微血管参数；以及使用被配置为生成对应于患者体内微血管功能的汇总微血管参数的控制器，处理这两个或更多个微血管参数；其中使用光谱成像技术测量这两个或更多个微血管参数，光谱成像技术包括显微光谱成像，内窥镜光谱成像，相机光谱成像或其组合。以下的详细描述将描述附加的特征和优点，根据该描述这些特征和优点部分地对于本领域的技术人员来说将是显而易见的，或者通过实施本文所述的实施例可认识到，包括以下详细描述、权利要求书以及附图。应当理解的是，以上一般描述和以下详细描述两者仅仅是示例性的，并旨在提供用于理解权利要求本质和特性的概览或框架。各个附图被包括以提供进一步理解，各个附图被收入并构成本说明书的一部分。附图示出一个或多个实施例，并与说明书一起用来解释各实施例的原理和操作。附图说明图1是示出了根据一个实施例的用于量化患者体内微血管功能的方法的示意性流程图；图2是可以在该方法中使用的高光谱相机的示意性表示；图3是示出了根据一个实施例的用户、测试部分和设备之间的接口的示意性框图/流程图；图4是微血管循环的示例性表示；图5是根据一个示例的使用具有不同光谱带的高光谱相机在反射模式下拍摄的一系列图像；图6是根据一个实施例的在透射模式下使用高光谱相机成像的嘴巴的透视图；以及图7是示出了根据另一个实施例的用于量化患者体内微血管功能的方法的示意性流程图。具体实施方式本文的方法和相应设备使用光谱成像对患者的微血管系统成像，以获取关于患者的局部和整体的微血管健康的信息。如本领域所理解的，如本文所述的患者的整体微血管系统健康与败血症的预后相关，然而对于该技术可能存在许多其他额外的临床应用，例如在外科手术，诊断和预防用途中。在一些实施例中，该方法和设备的使用是为了给临床医生提供关于患者的微血管系统的健康的关键信息，以更好地诊断、治疗、管理和检测当前、疑似或过去的败血症的问题。在一些实施例中，患者体内微血管功能的量化被测量为使用两个或更多个度量的组合得出的汇总微血管参数：微血管血流、微血管储备、组织呼吸和微血管通透性。当前的分析技术分析本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种量化患者体内微血管功能的方法，所述方法包括：/n稳定所述患者的测试部分以进行分析；/n使用第一光谱成像技术测量所述测试部分的微血管血流参数；/n使用第二光谱成像技术测量所述测试部分的微血管储备参数；/n使用第三光谱成像技术测量所述测试部分的组织呼吸参数；/n使用第四光谱成像技术测量所述测试部分的微血管通透性参数；以及/n使用被配置为生成对应于所述患者体内所述微血管功能的汇总微血管参数的处理器，将所述微血管血流参数、所述微血管储备参数、所述组织呼吸参数，以及所述微血管通透性参数一起处理。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170209 US 62/456,765;20170816 US 62/546,1501.一种量化患者体内微血管功能的方法，所述方法包括：
稳定所述患者的测试部分以进行分析；
使用第一光谱成像技术测量所述测试部分的微血管血流参数；
使用第二光谱成像技术测量所述测试部分的微血管储备参数；
使用第三光谱成像技术测量所述测试部分的组织呼吸参数；
使用第四光谱成像技术测量所述测试部分的微血管通透性参数；以及
使用被配置为生成对应于所述患者体内所述微血管功能的汇总微血管参数的处理器，将所述微血管血流参数、所述微血管储备参数、所述组织呼吸参数，以及所述微血管通透性参数一起处理。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一光谱成像技术、第二光谱成像技术、第三光谱成像技术和第四光谱成像技术各自包括显微光谱成像，内窥镜光谱成像，相机光谱成像或其组合。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，要被稳定的所述测试部分包括手臂、腿、颈部、头部、肩部、胃、手、大腿、小腿、脚后跟、脚、脚趾、膝盖、手指、肘部、胸部、颈部、阴茎、乳房、面部、耳垂、嘴唇、脸颊或其组合。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述微血管血流参数、所述微血管储备参数、所述组织呼吸参数和所述微血管通透性参数各自在表皮、真皮、皮下组织、颊粘膜、睑下区、睑上区、耳廓、和/或外科手术、腹腔镜或内窥镜手术过程中的任何内部器官的外表面进行测量。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一光谱成像技术包括线扫描光谱散斑技术。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一光谱成像技术使用从约400nm到约1500nm的波长。


7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二光谱成像技术被配置为观察对缺血性刺激的毛细血管响应，所述缺血性刺激中血液供应至少暂时改变或关闭。


8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二光谱成像技术使用从约530nm到约580nm的第一波长，和从约440nm到约460nm的第二波长。


9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，所述第三光谱成像技术包括用于对血红蛋白(Hb)和氧合血红蛋白(HbO2)分子成像的脉搏血氧饱和度测定法。


10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于，所述第三光谱成像技术使用从约530nm到约580nm的第一波长，和从约440nm到约460nm的第二波长。


11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其特征在于，所述第四光谱成像技术被配置为对水(H2O)渗透多个血管壁成像。


12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其特征在于，所述第四光谱成像技术使用包括2900nm、1950nm、1450nm、1200nm、900nm、820nm和730nm的一个或多个波段。


13.一种量化患者体内微血管功能的方法，所述方法包括：
测量选自由微血管血流参数、微血管储备参数、组织呼吸参数和微血管通透性参数组成的组的两个或更多个微血管参数；以及
使用被配置为生成对应于所述患者体内所述微血管功能的汇总微血管参数的处理器(240)处理所述两个或更多个微血管参数；
其中使用光谱成像技术测量所述两个或更多个微血管参数，所述光谱成像技术包括显微光谱成像，内窥镜光谱成像，相机光谱成像或其组合。


14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述两个或更多个微血管系统参数在表皮、真皮、皮下组织、颊粘膜、睑下区、睑上区、耳廓、和/或外科手术、腹腔镜或内窥镜手术过程中的任何内部器官的外表面进行测量。


15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，使用从约530nm到约580nm的波长用线扫描光谱散斑技术量化所述微血管血流参数。


16.根据权利要求13-15中任一项所述的方法，其特征在于，使...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·S·克鲁本三世，A·彼得罗帕奥利，P·M·特恩，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，罗彻斯特大学，
类型：发明
国别省市：美国;US