使用多光路光电体积描记设备测量生物指标和血管几何形状的系统和方法技术方案

使用柔性基底的贴片监测血流指标的系统和方法，柔性基底的贴片被配置为附着到血管上方的皮肤区域。该贴片包括设置在基底上以形成矩阵的多个光源和设置在基底上与几行LED基本平行的一行光电检测器。该贴片包括光信号接口，该光信号接口被配置成驱动每个光源并在其中一个光电检测器处输入强度信号。强度信号用于确定对应于每个光路的AC分量和DC分量。计算每个光路的AC/DC分量比，并用于确定比率比。比率比的至少一个子集用于确定血管的生物指标或横截面积。或横截面积。或横截面积。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用多光路光电体积描记设备测量生物指标和血管几何形状的系统和方法

技术介绍

[0001]近来，在医疗诊断行业中已经投入了大量的努力来开发便携式乃至可佩戴的诊断设备，这些诊断设备被配置成帮助执业医生远程监控患者。这种远程监控将理想地为执业医生提供以其他方式无法获得的数据，例如趋势线数据，并且将减少患者到诊所、实验室或其他测试中心的拜访次数。在过去的一年里，面对席卷全世界的COVID
‑
19疫情，这一目标变得更加重要。COVID
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19疫情造成医疗基础设施的压力。病毒的快速传播已经使医院超负荷运行。过度拥挤、工作人员超负荷工作和资源短缺使得医疗系统不仅难以照顾COVID
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19患者，也难以照顾需要其他类型治疗的患者。
[0002]这种情况对于脆弱的患者群体，例如患有慢性疾病的患者来说尤其困难。如果易感人群感染COVID，他们出现严重症状的风险最高。这些患者还必须经常拜访他们的护理提供者，以监测、治疗和管理他们的慢性疾病。例如，由于许多透析患者仍须每周进行3次透析，并且具有大量并发症需要处理，包括糖尿病、心力衰竭和贫血，因此透析患者面临极高的风险。
[0003]许多远程医疗服务正被用来实现从医院到家庭的护理过渡。然而，今天的远程医疗访问只允许临床医生访问主观数据，而无法访问客观数据。对于易感人群来说，目前没有办法在他们的家中复制或补充他们遇到的最重要的问题的临床测试。在大多数情况下，预后筛查工具(相对于诊断测试)足以补充和减少临床测试负担。一个精确的家庭筛查系统将减少患者和医生的临床测试负担和暴露风险。有了自动化的家庭筛查，只有当家庭筛查检测到显著变化时，才能指导进行临床测试。
[0004]受益于远程无创监测的核心指标包括血红蛋白和血细胞比容(Hb/Hct)。可以受益于改进的无创监测的患者类型的一个例子是透析患者。许多透析患者通常需要每月抽血检测Hb/Hct水平。这些患者通常在透析治疗的同时还服用促红细胞生成素(EPO)来控制贫血。必须密切监测这些患者的Hb/Hct水平，以便在需要时可以调整他们的EPO剂量和/或透析剂量。过度透析的后果十分严重——患者可能会出现低血压，导致住院甚至死亡。
[0005]由于抽血频率不高，医生依靠患者自我报告症状和/或透析中心工作人员的判断来确定患者何时需要调整剂量。缺乏对透析过程中这一关键输入的客观测量导致透析患者的高住院率和死亡率。
[0006]通过更频繁地评估Hb/Hct水平来补充每月抽血，以提醒临床医生注意潜在的问题，这是可取的。这使得大量采用Hb/Hct测量设备以补充每月抽血和每周门诊测试。虽然这些用于Hb/Hct监测的工具遭受较高的误差，但与抽血相比，它们的易用性可以生成Hb/Hct的趋势线，这提供了额外的临床发现。
[0007]目前可用的HB/Hct监测工具往往会出现可能展现较显著的误差，并且无法代替患者前往检测中心抽血的传统方式。更准确的HB/Hct监测将允许更准确的趋势线，并且不仅可以减少透析患者的拜访医院的需求，还可以减少患有其他症状的患者的拜访医院的需求。

技术实现思路

[0008]鉴于以上所述，提供了使用来自多个光源和光检测器的多个光路来监测血流度量的系统和方法。在一个实例中，柔性基底的贴片被配置为附着在血管上方的皮肤区域。设置在基底上以形成R
×
C矩阵的多个发光二极管(LED),以及设置在基底上的一行C个光电检测器(PD)，该一行C个光电检测器与R行LED基本平行，R行LED铺展以形成与每个光电检测器基本共线的C列。光信号接口安装在基底上，并被配置成在开启期间驱动每个LED，并在开启期间在光电检测器之一处输入光信号。接收由行r＝1至R、列c＝1至C的LED和接收光信号的光电检测器形成的光路OP
rc
的强度测量值。一种包括用于存储由处理系统执行的程序指令的存储器的处理系统，其被配置为当执行指令时：
[0009]a.在一段时间内接收对应于光路OP
rc
的多个强度测量值I
rc
，以接收每个光路的多个强度测量值；
[0010]b.根据一段时间内每个光路OP
rc
的多个强度测量值I
rc
确定AC分量I
rc,AC
和DC分量I
rc,DC
；
[0011]c.确定每个光路的AC/DC分量比
[0012]d.通过将第一组多个选定的AC/DC分量比除以第二组多个选定的AC/DC分量比来确定多个比率比，即RoR值；以及
[0013]e.使用RoR值的至少一个子集来确定生物指标。
[0014]在一个方面，多个LED是发射红外光的多个红外(IR)LED。处理系统的存储器包括由处理系统执行的程序指令，以使用RoR值的至少一个子集来确定生物指标，其中生物指标是血细胞比容浓度Hct，使用下式来确定：Hct＝F(RoR
′
)，其中F是传递函数，其基于根据使用参考血细胞比容测量系统测量的多个参考RoR值所确定的参考血细胞比容浓度，将RoR值的范围与血细胞比容浓度值的范围相关联，并且其中RoR
’
是RoR值的至少一个子集。
附图说明
[0015]图1是用于确定生物指标的系统的示例实现的框图；
[0016]图2A是被配置为生成用于测量生物指标的多个光路的贴片的示例实现；
[0017]图2B是设置在用于测量生物指标的示例贴片上的示例系统的示意图；
[0018]图2C是被配置为生成用于测量生物指标的多个光路的贴片的另一示例实现；
[0019]图3是血管上的贴片及生成多个光路的示例的示意性侧视截面图；
[0020]图4A是基本上以血管为中心且生成多个光路的贴片的实例的正面截面图；
[0021]图4B是生成多个光路的、位于血管上的贴片的示例的正面截面图，其中贴片的中心从血管的中心偏移；
[0022]图5A是在示例贴片上形成的多个光路的示例的示意性俯视图；
[0023]图5B是示出了确定图5A中多个光路的AC/DC比的示例的流程图；
[0024]图5C描绘了比率比(RoR)的值的表格，其示出用于确定RoR的替代方案；
[0025]图6是相对于示例性PPG栅格中与光电检测器相对的LED位置绘制的RoR值的曲线图的示例；
[0026]图7A是在示例性贴片上的两个波长处形成的多个光路的另一示例的示意性俯视
图，以及示出了用于确定两个不同波长处的AC/DC分量比的另一示例性方法的操作的流程图；
[0027]图7B
‑
7D是示出了用于确定两个波长处的多个光路的比率比的方法的示例的流程图和矩阵；
[0028]图8A是示出用于生成参考曲线关系以确定血管的几何特性或测量血管中血流的血液指标的方法的示例的操作的流程图；
[0029]图8B是多条曲线的曲线图的示例，示出了相对于峰值比率比的比率比的百分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于监测血流指标的系统，包括：柔性基底的贴片，其被配置为附在血管上方的皮肤区域；排列在基底上以形成RxC矩阵的多个发光二极管(LED)，以及设置在基底上的一行C个光电检测器(PD)，所述一行C个光电检测器与R行LED基本平行，所述R行LED铺展以形成与每个光电检测器基本共线的C列；光信号接口，其安装在所述基底上，并且被配置为在开启时段内驱动每个LED，并且在所述开启时段内在所述光电检测器之一处输入光信号，以接收光路OP
rc
的强度测量值，所述OP
rc
由行r＝1至R、列c＝1至C的LED和接收光信号的光电检测器形成；处理系统，包括用于存储程序指令的存储器，所述程序指令由所述处理系统执行以：根据一段时间内每个光路OP
rc
的多个强度测量值I
rc
确定AC分量I
rc,AC
和DC分量I
rc,DC
；确定每个光路的AC/DC分量比通过将第一组多个选定的AC/DC分量比除以第二组多个选定的AC/DC分量比来确定多个比率比，即RoR值；以及使用RoR值的至少一个子集来确定生物指标。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理系统被配置为：通过将每一行AC/DC分量比中的AC/DC分量比除以对应于最靠近光电检测器行的最近LED行的光路的一行AC/DC分量比中的AC/DC分量比来确定多个RoR。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理系统被配置为：通过以下方式确定多个RoR：将对应于最靠近光电检测器行的最近LED行的光路的一行AC/DC分量比中的AC/DC分量比与自己相除；以及从第二行开始，将每一行中的AC/DC分量比除以下一更远行AC/DC分量比中的AC/DC分量比。4.根据权利要求1所述的系统，其中：多个LED是发射红外光的多个红外(IR)LED；所述处理系统的存储器包括由处理系统执行的程序指令，以：在使用RoR值的至少一个子集来确定生物指标时，生物指标是血细胞比容浓度Hct，使用以下公式来确定：Hct＝F(RoR
′
)，其中F是传递函数，其基于根据使用参考血细胞比容测量系统测量的多个参考RoR值确定的参考血细胞比容浓度，将RoR值的范围与血细胞比容浓度值的范围相关联，并且其中RoR
’
是RoR值的至少一个子集。5.根据权利要求4所述的系统，其中所述RoR值的子集包括对应于一列LED的RoR值。6.根据权利要求4所述的系统，其中：所述RoR
’
值包括对应于所有RxC个LED的一组RoR值。7.根据权利要求4所述的系统，其中所述RoR
’
值包括对应于所有RxC个LED的一组RoR值，并且所述处理系统被配置为：根据所述传递函数对RoR
’
值进行表面拟合。8.根据权利要求4所述的系统，其中，所述传递函数F将二阶多项式拟合到所述RoR
’
值，
以确定所述血细胞比容浓度。9.根据权利要求8所述的系统，其中在测量强度之前，使用公式Hct＝aR2+bR+c来确定所...

【专利技术属性】
技术研发人员：A阿法纳西夫，F米勒，F奥诺雷，A弗兰内里，
申请(专利权)人：阿利奥股份有限公司，
类型：发明
国别省市：