脑灌注监测器制造技术

一种估计脑部血流量的方法，包括使用阻抗体积描记术（１０２和１０４），获得头部中随时间变化的血量的测度值，获得头皮中随时间变化的血量的测度值，以及使用头部中和头皮中随时间变化的血量的测度值来估计脑部血流量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的领域涉及测量头部中的血流量。
技术介绍
需要在数个医疗活动和医疗过程期间测量脑部血流量，因为流至脑部的血流量的任何失调都会损伤脑细胞的功能，且如果失调延长甚至会导致脑细胞死亡。因为与其他细胞相比脑细胞更易因缺氧受损，且因为受损后脑细胞通常不会再生，所以保持流至脑部的血流量特别重要。一些常见状况会导致流至脑部的总体血流量降低，这包括心律不齐、心肌梗死和外伤性出血性休克。流至脑部的血流量的突然增加也会导致严重的损伤，且尽管这样一种增加也会发生在处于某种医疗条件下、或处于手术过程中的其他患者身上，但其特别易于发生于新生儿或早产儿。在所有这些情况下，关于脑部中血流量的数量以及血流量改变的数据，在评估对脑组织损伤的风险和治疗的功效方面很重要。这种数据的可获得性，使得能够及时地执行各种医疗过程，以增加、降低或稳定脑部血流量，并防止对脑部造成损伤。在缺乏简单的手段来直接地且连续地对脑部血流量进行监测的情况下，通过监测临床参数来间接地推断关于脑部血流量变化的信息，这些临床参数易于测量，如血压。但由于在不同的医疗条件下存在血压与脑部血流量之间的不同关系，所以可能存在一些情况，其中甚至当血压表现为足够量时，脑部血流量也是不足的。通过监测神经系统机能也可以间接地推断脑部血流量，但由于等到检测到神经机能障碍时，该神经机能障碍通常已是不可逆转的了，所以更需要直接地对脑部血流量进行检测，在此时其对脑部功能的影响仍是可逆转的。用于测量脑部血流量的已有手段很复杂、昂贵，且在某些情况下是侵入性的，这就限制了它们的有用性。目前只有三种处于研究阶段的方法1)向颈动脉中注入放射性氙元素并在它经过整个大脑时观察它所发出的放射物；2)正电子放射断层摄影术，也是基于诸如放射材料进行的；以及，3)磁共振血管造影术，使用房屋大小的、昂贵的磁共振成像系统施行，且需要数分钟才能给出结果。这三种方法只能在医院或具有特殊设备的其他医疗中心执行，且即使在医院环境中，使用这三种方法持续地监测患者的做法也是不实际的。第四种方法，使用超声波的经颅多普勒仪(TCD)，是非侵入性的，并可立即给出结果。然而，由于难以使声波穿过头盖骨，所以TCD对于15％的患者会失效，且它需要经过长期培训和实践的专业人员在施行检测和解释结果方面具有很强的技术。TCD的另一个缺陷是，它只能测量脑部局部区域的血流量，而不能测量总的血流量。多普勒超声还可以用于测量颈动脉中的血流量，提供流至头部而不是具体流至脑部的血流量估计值，且不包括通过椎动脉流至头部的血流量，因为椎动脉临近椎骨，所以难以通过超声进行测量。另外两种技术为电阻抗体积描记术(IPG)和光电体积描记术(PPG)，这两种大致仍处于研究中的技术被用来测量头部中以及身体其他部位中的血流量。Mills的美国专利6,819,950描述了采用PPG在其他条件下对颈动脉狭窄进行检测。Cowings的美国专利5,694,939描述了用于控制血压的生物反馈技术，其包括在小腿中使用IPG并在手指中使用PPG。Oberg等人的美国专利5,396,893阐述，在监测患者的心率和呼吸率方面，PPG优于IPG。Belalcazar的美国专利6,832,113描述了使用IPG或PPG来测量血流量，目的是优化心脏起搏器。Hovland等人的美国专利6,169,914描述了使用各种类型的传感器，包括IPG和PPG，用于采用阴道探针来监测女性性唤起，并描述了组合使用不同类型的传感器。Yang等人的美国专利6,413,223描述了一种探针，在手指上使用，包括两个PPG传感器和一个IPG传感器。用动脉血流量的数学模型进行分析从这三个传感器传来的组合数据，与通过单独使用IPG或PPG而获得的测量结果相比，能提供更准确的血流量测量结果。J.H.Seipel和J.E.Floam在期刊“Clinical Pharmacology(临床药理学)”15，114-115(1975)中提供了药物，如β-组氨酸(betahistidine)，对脑部、头盖、头皮和腓肠血液循环的影响的临床研究结果。脑血凌记术(REG)，IPG的一种形式，用于测量脑部血流量的幅度。所有上述提到的专利文献和公开文献的披露内容在此合并以作参考。
技术实现思路
本专利技术一些实施例的一个方面涉及估计脑部血流量，通过1)使用IPG来获得在一个心动周期中脑部与还可能包括的头皮的血量相组合的变化的测度值(a measure)；2)使用PPG或其他方法，包括表面IPG或超声波，以获得主要是头皮血量变化的测度值；和3)结合两种测量方法，以找出脑部血量的变化。脑部血流量随后可从脑部血量的时间导数来可选择地获得。除了与在一个心动周期中脑部血量的变化相关联的分量之外，通常存在不与变化的脑部血量相关联的脑部血流量的分量，所以使用脑部血量的时间导数只能给出相对脑部血流量的一个指征，而不是绝对脑部血流量。可选择地，通过从IPG信号中减去加权的或标准化的PPG信号来找出脑部血量的随时间变化部分，以获得一测度值，该测度值主要取决于脑部血量随时间变化部分，而相对较少地取决于头皮血量的随时间变化部分。可选择地，利用在每个心动周期中脑部血量和头皮血量之间存在时间延迟的事实，以及假设在每个心动周期较晚部分中(例如每个周期的最后三分之一)血压下降时，IPG信号受头皮血量的随时间变化部分的支配，由此来估计权重系数。可替换或额外地，通过使用IPG信号和PPG信号的能量谱(powerspectra)和交叉能量谱(cross-power spectra)来估计加权因子。例如，交叉能量谱用于找到能使IPG信号与PPG信号相类似的频率范围，且加权因子设置为等于在这些频率下所积分出的IPG信号能量谱与在这些频率下所积分出的PPG信号能量谱之间的比例的平方根。可选择地，通过将IPG电极单元放置在头部两侧来进行IPG测量，例如放在左右太阳穴上。可选择地，IPG电极单元的一个或两个与PPG传感器相结合，成为一个单元。可选择地，IPG电极单元包括分离的载流电极和电压测量电极。例如，载流电极可以是环绕电压测量电极的同心环形式，或反之亦然。本专利技术一些实施例的一个方面涉及通过只使用IPG信号的特性来估计脑部血流量。例如，从每个心动周期中IPG信号的峰值、或从每个心动周期开始之后IPG信号上升的峰值速率(the peak rate of the IPG signal)、或从每个心动周期开始之后IPG信号的第一个局部尖峰或拐点的高度，来估计脑部血流量。每个心动周期的开始被如下地定义，例如，由ECG的R波形的尖峰来限定，或由IPG信号或PPG信号中的最小值的时刻来限定，或由舒张压时刻来限定。尽管在心动周期的其余阶段中IPG信号很大程度上受到头皮血量的影响，但在IPG信号上升直至尖峰或直至第一个局部尖峰或拐点的过程中的快速起始速率受脑部血流量的支配，因为由PPG信号指征的头皮血量通常上升的更慢，且在每个心动周期开始时存在延迟。可选择地，也可获得PPG数据，以确认在一开始头皮血量上升缓慢，以及确认确实是主要由于脑部血流量而使IPG信号一开始快速地上升。本专利技术的一些实施例对监视早产婴儿特别有用，例如重量在1.5kg以下的婴儿，由于它们脑部血流量自动调整系统尚未成熟，他们通常具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种估计脑部血流量的方法，包括：　　　　ａ）使用阻抗体积描记术，获得头部中随时间变化的血量的测度值；　　　　ｂ）获得头皮中随时间变化的血量的测度值；以及　　　　ｃ）使用该头部中随时间变化的血量的测度值和该头皮中随时间变化的血量的测度值来估计脑部血流量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿哈伦夏皮拉，阿朗拉帕波特，什洛米本阿里，约瑟夫赖克曼，奥弗巴尼亚，
申请(专利权)人：奥桑医学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：IL[以色列]