利用磁信号检测和分析空间变化的流体水平制造技术

本公开涉及利用磁信号检测和分析空间变化的流体水平。检测患者的组织中的流体水平变化的空间差异的设备可包括用于把所述设备固定到患者的身体部位的支承结构、可操作地连接到所述支承结构的处理元件、可操作地连接到所述支承结构并通过网络与所述处理元件和外部计算设备通信的无线连网接口、可操作地连接到所述支承结构并与所述处理元件通信的第一发射模块、可操作地连接到所述支承结构并与所述处理元件通信的第二发射模块和第三发射模块。当被启动时，第一发射模块穿过患者的组织，传送第一时变磁场。空间上相互分离的第二和第三发射模块分别接收第一形式和第二形式的第一时变磁场。

【技术实现步骤摘要】
利用磁信号检测和分析空间变化的流体水平本申请是申请日为2015年9月3日，申请号为201580059820.0，专利技术名称为“利用磁信号检测和分析空间变化的流体水平”的申请的分案申请。相关申请的引用本申请要求以下美国临时专利申请的优先权：2015年3月12日提交的序列号62/131,882，题为“SystemandMethodsforDetectionofTissueFluidChanges”；2014年9月10日提交的序列号62/048,690，题为“CharacterizationoftheHealthStatusofTissueThroughtheSignatureofanElectromagneticSignalinResponsetoVoluntarilyInducedChangesinTissueCondition”；和2014年9月3日提交的序列号62/045,044，题为“SystemandMethodsforDetectionofTissueFluidChanges”。本申请还涉及以下美国临时专利申请：2014年6月13日提交的序列号62/011,809，题为“SystemandMethodsforDetectionofTissueFluidChanges”；和2014年2月13日提交的序列号61/939,678，题为“SystemandMethodsforDetectionofTissueFluidChanges”。上面列举的专利申请的全部公开内容通过引用整体包含在本文中。
本申请涉及非侵入式诊断医疗设备、系统和方法。更具体地，本公开的一些实施例涉及利用体积积分相移谱(“VIPS”)来监视大脑或身体的其他部位中的流体的变化的设备、系统和方法(或者，可以用其他首字母缩略词，比如磁感应相移谱(“MIPS”)表示VIPS)。
技术介绍
在许多不同的医疗环境中，有利的是当体液成分和分布发生变化时，能够非侵入地检测所述变化。例如，通常重要的是监视重症监护室患者的颅内流体含量或分布的变化。对于这些患者的护理标准包括需要在头盖骨中钻孔并插入探针(比如颅内压(ICP)监测器，或者微透析探针或“licox”探针)以便测量大脑中的流体的化学变化的侵入式监测。目前不存在商业上可用于检测大脑流体变化(比如随着出血或水肿出现的那些变化)的连续非侵入式测量技术。此外，许多脑损伤未严重到足以一定需要在头盖骨中钻孔以便进行侵入式监测。从而，对于许多脑损伤患者来说，没有可用于当存在水肿或出血的可能有害的增长时，提醒临床人员的连续监测技术。相反，这些患者一般由护理人员通过采用临床神经系统检查进行观察，直到大脑中的流体成分或分布的变化导致可观察到的脑功能损伤，医生或护士才会作出反应。换句话说，目前不存在可用于监测颅内流体变化本身的手段，从而补偿这种变化的能力受到限制。对于大脑流体异常的诊断，以前提出了VIPS。患者因提议的设备而被给予奖励，在文献中记载了原型设备的有前途的科学研究。例如，Rubinsky等在美国专利No.7,638,341、7,910,374和8,101,421中，记载了为此目的的VIPS的使用，上述美国专利的公开内容在此整体包含在本文中(在此称为“Rubinsky专利”)。Wyeth等在美国专利8,731,636中，记载了VIPS设备的使用和设计的其他细节，该专利在此整体包含在本文中。然而，还未出现基于VIPS技术的批量生产的实用医疗设备，为专门从事大脑治疗或其他医学领域的医生带来这种设备的预示益处。理想地，医疗设备解决方案应提供具有改进的性能、可用性和可制造性的VIPS系统，以致它可用于大脑和/或身体的其他部位中的非侵入流体变化检测。记载在本文中的实施例力图实现这些目标中的至少一些目标。
技术实现思路
在一个实施例中，本公开包括用于检测患者的组织中的流体水平变化的空间差异的设备。所述设备包括用于把所述设备固定到患者的身体部位的支承结构、可操作地连接到所述支承结构的处理元件、可操作地连接到所述支承结构并通过无线网络与所述处理元件和外部计算设备通信的无线连网接口。所述设备还包括第一、第二和第三发射模块，每个发射模块连接到支承结构，并与所述处理元件通信。第二和第三发射模块相对于患者的组织在空间上相互分离，第一发射模块与第二和第三发射模块相对，以便当使信号透射通过组织时，从模块传送信号。当被启动时，第一发射模块穿过患者的组织，传送第一时变磁场，第二和第三发射模块分别接收第一形式和第二形式的第一磁场，并向所述处理元件传送与所述第一形式和第二形式对应的第一接收磁场数据。所述处理元件把与第一接收磁场数据对应的传输数据提供给无线连网接口，所述无线连网接口再把所述传输数据传送给外部计算设备。在另一种实现中，第一发射模块可被配置成接收分别由第二和第三发射模块传送的第一和第二时变场。在另一个实施例中，本公开包括一种检测患者的组织中的流体水平的对称性的方法。所述方法包括把包括接收器、第一发送器和第二发送器的设备固定到患者的头部上，以致第一发送器和第二发送器在空间上相互分离，接收器被布置成经穿过所述组织的传输路径，与第一发送器和第二发送器通信。所述方法还包括从第一发送器传送第一时变磁场，从第二发送器传送第二时变磁场，利用所述接收器，接收第一接收场和第二接收场，利用处理元件，分析至少一个传输特性，利用所述处理元件，确定第一接收场对应于第一时变磁场，第二接收场对应于第二时变磁场，利用所述处理元件，确定第一时变磁场和第一接收场之间的第一相移，利用所述处理元件，确定第二时变磁场和第二接收场之间的第二相移，和利用所述处理元件，根据确定的第一和第二相移，确定在一段时间内，所述组织中的流体的变化。在另一个实施例中，本公开包括一种检测患者体内的流体水平的变化的方法。所述方法包括把头戴式装置(headset)附着在患者身上，所述头戴式装置包括用于把所述头戴式装置固定到患者的头部的支承带、耦接到所述支承带并被配置成把数据无线传送给外部计算机的处理元件、和在离散位置处可操作地连接到所述支承带的多个发送器接收器组件。所述方法还包括启动所述头戴式装置，以获得患者的头部内的一个或多个流体水平读数，把与所述一个或多个流体水平读数对应的流体数据从所述处理元件无线传送给所述外部计算机，并利用所述外部计算机，分析所述流体数据。附图说明图1是按照一个实施例的监视体内的流体变化的系统的方框图；图1A是按照一个实施例的供图1的系统之用的患者头戴件(headpiece)的透视图；图1B是按照一个实施例的供图1的系统之用的另一种患者头戴件的分解透视图；图2A-2F图解说明供图1的系统之用的发送器换能器和接收器传感器的各种实施例；图3是按照一个实施例的相移检测设备的电路图；图4是按照一个实施例的供图1的系统之用的波形平均器处理器的简化逻辑图；图5是按照一个实施例的供图1的系统之用的相移测量处理器的简化逻辑图；图6是按照一个实施例的图1的系统的操作的流程图；...

【技术保护点】
1.一种用于检测患者的头部中的流体的空间差异的设备，所述设备包括：/n包括稳定器的头戴式装置，稳定器用于把头戴式装置固定到患者的头部上；/n第一发送器，第一发送器在第一位置处附接至头戴式装置，使得当头戴式装置放置在患者上时，第一发送器位于患者的头部的第一侧上，相比于头的前部更靠近头的后部，其中所述第一发送器被配置为以第一频率发送第一时变磁场通过患者的大脑的第一半球；/n第二发送器，第二发送器在第二位置处与第一发送器相对地附接至头戴式装置，使得当将头戴式装置放置在患者上时，第二发送器位于患者的头部的第二侧上，相比于头的前部更靠近头的后部，其中第二发送器被配置为以不同于第一频率的第二频率发送第二时变磁场通过患者的大脑的第二半球；/n接收器，在第三位置处与第一发送器和第二发送器分开地附接至头戴式装置，使得在将头戴式装置放置在患者上时接收器位于患者的前额上，使得在将头戴式装置放置在患者头部上时，从第一发送器传递到接收器的射频信号通过患者的大脑的第一半球，从第二发送器传递到接收器的射频信号通过患者的大脑的第二半球；以及/n在所述头戴式装置中的处理元件，该处理元件被配置为处理从接收器接收的磁场数据，基于第一频率和第二频率之间的差，将接收器从第一发送器接收的第一接收信号与接收器从第二发送器接收的第二接收信号进行区分，并基于第一时变磁场和第二时变磁场的相移或振幅中的差检测第一半球和第二半球中的流体之间的空间差。/n...

【技术特征摘要】
20140903 US 62/045,044;20140910 US 62/048,690;20151.一种用于检测患者的头部中的流体的空间差异的设备，所述设备包括：
包括稳定器的头戴式装置，稳定器用于把头戴式装置固定到患者的头部上；
第一发送器，第一发送器在第一位置处附接至头戴式装置，使得当头戴式装置放置在患者上时，第一发送器位于患者的头部的第一侧上，相比于头的前部更靠近头的后部，其中所述第一发送器被配置为以第一频率发送第一时变磁场通过患者的大脑的第一半球；
第二发送器，第二发送器在第二位置处与第一发送器相对地附接至头戴式装置，使得当将头戴式装置放置在患者上时，第二发送器位于患者的头部的第二侧上，相比于头的前部更靠近头的后部，其中第二发送器被配置为以不同于第一频率的第二频率发送第二时变磁场通过患者的大脑的第二半球；
接收器，在第三位置处与第一发送器和第二发送器分开地附接至头戴式装置，使得在将头戴式装置放置在患者上时接收器位于患者的前额上，使得在将头戴式装置放置在患者头部上时，从第一发送器传递到接收器的射频信号通过患者的大脑的第一半球，从第二发送器传递到接收器的射频信号通过患者的大脑的第二半球；以及
在所述头戴式装置中的处理元件，该处理元件被配置为处理从接收器接收的磁场数据，基于第一频率和第二频率之间的差，将接收器从第一发送器接收的第一接收信号与接收器从第二发送器接收的第二接收信号进行区分，并基于第一时变磁场和第二时变磁场的相移或振幅中的差检测第一半球和第二半球中的流体之间的空间差。


2.根据权利要求1所述的设备，其中头戴式装置包括：
中心壳体，其中接收器和处理元件位于中心壳体中；
第一臂，在患者头部的第一侧上从中心壳体向后延伸，其中第一发送器位于第一臂中；以及
第二臂，在患者头部的第二侧上从中心壳体向后延伸，并基本上平行于第一臂，其中第二发送器位于第二臂中。


3.根据权利要求2所述的设备，还包括在所述中心壳体中的无线连网接口，无线连网接口经由无线网络与所述处理元件和外部计算设备通信。


4.根据权利要求1所述的设备，其中第一发送器、第二发送器以及接收器位于所述头戴式装置上，以检测患者的头部中的流体的非对称性。


5.根据权利要求1所述的设备，还包括固定元件，固定元件用于将所述头戴式装置固定到患者的头部。


6.根据权利要求1所述的设备，其中所述稳定器包括粘合胶。


7.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理元件被配置为通过快速傅里叶变换转化来自接收器的接收磁场收据。


8.根据权利要求1所述的设备，其中第一发送器、第二发送器或接收器中的至少一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·W·伟斯，M·E·勒文森，B·J·韦伯，
申请(专利权)人：脑科技医疗系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US