用于确定视网膜及/或脑温度的改变的方法及设备技术

在本发明专利技术的解决方案中，在第一温度下获得来自视网膜的至少一个电响应信号，在至少第二温度下获得来自视网膜的至少一个电响应信号，第二温度不同于第一温度。利用多个不同转换参数值转换在第二温度下获得的至少一个电响应信号，从而产生多个不同的转换信号。将第二温度下的电响应信号的不同转换信号与在第一温度下从视网膜获得的电响应信号及/或转换信号进行比较。选择与在第一温度下从视网膜获得的电响应信号及/或转换信号产生最高相似性度量的转换电响应信号。将所选择的转换信号的一个或多个转换参数值转换成温度、第一温度与第二温度之间的温度、温差估计及/或温度相关指标。温差估计及/或温度相关指标。温差估计及/或温度相关指标。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定视网膜及/或脑温度的改变的方法及设备


[0001]本专利技术涉及一种用于确定视网膜及/或脑温度的改变的设备及方法。另外，本专利技术涉及一种用于控制加热设备以用于加热视网膜组织区域并且特别是眼睛内部的所关注的视网膜色素上皮细胞区域的布置。
[0002]本专利技术将应用于例如医疗干预领域中，其中例如通过电磁辐射，例如通过激光或通过来自发光二极管(LED)的光，可以产生温度升高并且可同时在在眼睛的视网膜中以及视网膜色素上皮细胞中监测并控制温度升高。

技术介绍

[0003]有很强的科学证据证明，在眼睛的后部加热视网膜组织或视网膜色素上皮细胞(RPE)会对不健康的RPE产生一系列有益效果，例如提高的治疗性热休克蛋白质产量、血管内皮生长因子(VEGF)的下调以及布鲁赫氏膜的变薄。已经在针对诸如糖尿病黄斑水肿(DME)、视网膜静脉闭塞(RVO)以及慢性中心性浆液性脉络膜视网膜病变(cCSC)之类的常见黄斑病的许多临床研究中以及在针对年龄相关性黄斑变性(AMD)、视网膜色素变性、锥体变性、Stargardt病以及黄斑毛细管扩展症的散发性临床研究中证实了非破坏性的激光疗法(也被称为阈下激光疗法)的有益效果。这些疾病影响世界上数亿人的生活。
[0004]此外，脑的深层部分以及眼睛中的视网膜及其下面的脉络膜均由从颈内动脉供应血流，该血流维持这两个器官中的相等的温度。因此，确定视网膜温度给出了关于脑的深层部分的热状态的准确信息，这在多个临床程序期间受到高度关注。因此，用于监测视网膜温度的改变的精确且非侵入式方法将在眼科学领域中以及在涉及脑的温度的情况中具有各种应用。
[0005]可使用视网膜电图(ERG)确定来自刺激区域或视网膜的视网膜温度的改变。可使用全视场视网膜刺激确定整个视网膜的平均温度的改变，而病灶性刺激给出来自关注区域的局部温度。用于病灶性ERG记录的技术包括病灶性ERG(FERG)、图形ERG(PERG)以及多病灶性ERG(mfERG)。除了这些视网膜诱发信号，还可使用利用来自头皮的EEG电极记录的视觉诱发电位(VEP)进行温度确定。使用视网膜诱发电位信号的所有这些技术从现在起被称为FERG。FERG信号产生于用光刺激的区域。ERG信号的幅值与刺激区域的范围成正比，并且因此如果刺激区域小，则记录的信号具有低的信噪比。
[0006]当前存在于现有技术中的方法依赖于确定温度相关特征，诸如对应于闪光引出的FERG信号的刺激频率的主谐波的峰值时间或相位。峰值时间的优势在于，峰值时间比与响应之间的温差成正比。然而，确定峰值时间导致来自信号噪声的大量误差。另一方面，寻找主谐波的频率会更广泛地对信号进行采样，并且因此对噪声更有弹性。然而，该方法需要利用足够高的刺激频率引出FERG信号以使后续闪光响应合并。该方法的一个缺点在于，后续响应合并，并且相移可能不是准确的温度指标。另外，由于响应轨迹类似于正弦波，因此特定峰值信息丢失，并且不同信号分量的幅值比的轻微改变对信号的整个相移具有明显的影响。因此，需要一种有力克服信号噪声并且能够处理非正弦响应的解决方案。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是减轻并消除与已知现有技术相关的问题。尤其是本专利技术的目的是提供一种用于以非侵入式、快速、准确且可靠的方式确定眼睛内部的视网膜组织温度的方法及设备。
[0008]精确视网膜温度确定的一个要求是提取温度相关特征，其很少受FERG信号中的噪声或伪像影响。
[0009]根据FERG信号进行准确视网膜温度确定的另一个要求是参考响应的使用。由于在从不同人记录的FERG信号之间以及在从视网膜的不同区域记录的FERG信号之间存在变化，因此在视网膜加热期间记录的响应必须与在加热之前记录的响应进行比较。
[0010]可通过独立权利要求的特征实现本专利技术的目的。
[0011]本专利技术涉及根据权利要求1所述的一种用于确定视网膜及/或脑温度的改变的方法。另外，本专利技术涉及根据权利要求17及34所述的一种用于确定视网膜及/或脑温度的改变的设备及计算机程序产品，并且涉及根据权利要求33所述的一种用于控制用于加热眼睛内部的视网膜组织的加热设备的加热功率的布置。
[0012]在本专利技术的解决方案中，在第一温度下获得来自视网膜的至少一个电响应信号，在至少第二温度下获得来自视网膜的至少一个电响应信号，第二温度不同于第一温度。利用多个不同转换参数值转换在第二温度下获得的至少一个电响应信号，从而产生多个不同的转换信号。将第二温度下的不同的转换电响应信号与在第一温度下从视网膜获得的电响应信号及/或转换信号进行比较。选择与在第一温度下从视网膜获得的电响应信号及/或转换信号产生最高相似性度量的转换电响应信号。将所选择的转换信号的一个或多个转换参数值转换成温度、第一温度与第二温度之间的温差估计及/或温度相关指标。
[0013]在本专利技术的解决方案中，可从在较低温度下获得的响应做出多个转换并且将所形成的多个转换信号与在较高温度下获得的响应进行比较。在本专利技术的解决方案中，可从在较高温度下获得的响应做出多个转换并且将所形成的多个转换信号与在较低温度下(例如，在加热或冷却之前的温度下)获得的响应进行比较。还可转换在较高及较低温度下获得的响应。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，利用多个不同转换参数值转换在第一温度下获得的电响应信号，从而产生多个不同的转换信号。将第一温度下的电响应的不同的转换信号与第二温度下的电响应的不同的转换信号进行比较。选择第一温度下的不同的转换信号的转换电响应中的一者并且选择第二温度下的不同的转换信号的转换电响应中的一者，它们相互产生最高相似性度量。
[0015]与利用现有技术的非侵入式解决方案的当前可能的情况相比，本专利技术的解决方案允许从脑深部及视网膜温度的改变收集更准确和精确的信息。与当前可能的情况相比，本专利技术的解决方案可以在脑、视网膜或整个身体的临床上诱导的低温或高温期间使用以产生更安全且临床上更有效的治疗。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，提供了一种用于确定温度并基于视网膜诱发电位的温度相关特征而实时监测眼睛后部以及脑的低温或高温的系统及方法。在一个实施例中，本专利技术提供了一种电磁刺激物、用于记录视网膜诱发信号的配置以及用于实时处理收集的信息以提取温度信息的装置。在一个具体实施例中，系统可包括用于对眼睛后部中的底部进
行局部加热的眼科激光设备，该眼科激光设备的加热功率可根据从视网膜诱发信号提取的温度信息来进行控制和终止。在另一具体实施例中，系统及方法可用于通过基于视网膜诱发信号的改变确定脑温度而在临床程序期间监测、控制、防止及/或终止局部或整个身体低温及/或高温。
[0017]在一个实施例中，本专利技术提供了用于从视网膜诱发信号(从现在起被称为FERG信号)提取温度相关指标的装置。必须利用在不同患者之间可靠且具有鲁棒性并且具有长时间稳定性的装置从包含生物及电噪声以及伪像的信号提取温度相关指标。本专利技术的系统可包括用于诱导局部或整个身体低温或高温的设备或其他装置、用于利用光刺激(例如，光闪烁)来刺激视本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于确定视网膜及/或脑温度的改变的方法，其特征在于，所述方法包括：
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在第一温度下从视网膜获得至少一个电响应信号；
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在至少第二温度下从所述视网膜获得至少一个电响应信号，所述第二温度不同于所述第一温度；
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利用多个不同转换参数值转换在所述第二温度下获得的所述至少一个电响应信号，从而产生多个不同的转换信号；
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将所述第二温度下的所述电响应信号的所述不同的转换信号与在所述第一温度下从所述视网膜获得的所述电响应信号及/或转换信号进行比较；
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选择与在所述第一温度下从所述视网膜获得的所述电响应信号及/或转换信号产生最高相似性度量的所述转换电响应信号；以及
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将所选择的转换信号的所述一个或多个转换参数值转换为温度、所述第一温度与所述第二温度之间的温差及/或温度相关指标。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于
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所述方法还包括利用多个不同转换参数值转换在所述第一温度下获得的所述电响应信号，从而产生多个不同的转换信号；
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将所述第一温度下的所述电响应信号的不同的转换信号与所述第二温度下的所述电响应信号的不同的转换信号进行比较；以及
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选择所述第一温度下的所述不同的转换信号的所述转换电响应中的一者以及所述第二温度下的所述不同的转换信号的所述转换电响应中的一者，它们相互产生所述最高相似性度量。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，来自视网膜的所述电响应信号是利用视网膜刺激物引出，例如其中刺激闪光之间的间隔恒定或可变的闪烁光刺激。4.根据任何前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述电响应信号是视网膜电图(ERG)信号，诸如病灶性ERG(FERG)信号，其被记录为至少两个电极之间随时间的电压变化。5.根据任何前述权利要求所述的方法，其特征在于，对通过所述电极收集的所述信号进行放大、带通滤波、A/D转换及/或预处理，所述预处理包括诸如梳状滤波、匹配滤波之类的滤波及/或平均化。6.根据任何前述权利要求所述的方法，其特征在于，例如利用视网膜激光加热系统通过激光照射提高所述视网膜温度，并且在激光照射期间获得例如在第二温度下来自视网膜的所述电响应信号。7.根据任何前述权利要求所述的方法，其特征在于，基于所确定的温差来监测、引导、控制及/或终止温度调制。8.根据任何前述权利要求所述的方法，其特征在于，信号转换是所述信号或所述信号的特定部分的时间轴压缩及/或时间轴扩展。9.根据任何前述权利要求所述的方法，其特征在于，信号转换是所述信号或所述信号的特定部分的幅值或电压轴压缩及/或幅值或电压轴扩展。10.根据任何前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述信号转换是所述信号或所述信号的特定部分的相移及/或所述信号或所述信号的特定部分的延迟。11.根据任何前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述信号转换是当使模型与在第
一温度下来自视网膜的所述电响应信号拟合时拟合参数的改变。12.根据任何权利要求8
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11所述的方法，其特征在于，所述温度相关指标是权利要求8、9、10及/或11的所述信号转换的线性或非线性组合。13.根据任何前述权利要求所述的方法，其特征在于，在某一间隔内使用相似性度量来确定所比较的信号之间的相似性。14.根据任何前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述相似性度量是所述信号之间的诸如线性相关性之类的相关性、误差平方和及/或RMS差。15.根据任何前述权利要求所述的方法，其特征在于，其中确定所述相似性度量的所述间隔开始于刺激单元开始的时间或开始于所述刺激单元开始之后，并且终止于下一刺激单元开始的时间或终止于所述下一刺激单元开始之前。16.根据任何前述权利要求所述的方法，其特征在于，选择产生所述最高相似性度量的所述转换电响应信号是通过诸如格点搜索或梯度上升之类的最优化算法确定。17.一种用于确定视网膜及/或脑温度的改变的设备(100)，其特征在于，所述设备包括用于从视网膜获得电响应的装置并且所述设备被配置成：
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在第一温度下从视网膜获得至少一个电响应信号；
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在至少第二温度下从所述视网膜获得至少一个电响应信号，所述第二温度不同于所述第一温度；
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利用多个不同转换参数值转换在所述第二温度下获得的所述至少一个电响应信号，从而产生多个不同的转换信号；
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将所述第二温度下的所述电响应信号的所述不同的转换信号与在所述第一温度下从所述视网膜获得的所述电响应信号及/或所述转换信号进行比较；
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选...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥西，
申请(专利权)人：玛库激光公司，
类型：发明
国别省市：