用于早期溃疡检测的SEM扫描器感测设备、系统和方法技术方案

一种符合电容式感测手持设备，配置用于测量次表皮水分（SEM），作为检测和监视压迫性溃疡发展的手段。该设备通过无电池RF供电芯片来集成电极阵列，这些电极被激励从而以可编程和多路复用的方式来测量和扫描SEM。该扫描操作由询问器发起，该询问器激励嵌入在该设备中的线圈并且提供所需的能量突发以支持扫描/读取操作。每个电极测量对应且表示水分含量的等效次表皮电容。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2010年5月8日提交的美国临时专利申请序列号61/332,755以及于2011年3月17日提交的美国临时专利申请序列号61/453,852的优先权，二者通过参考其整体内容而援引在此。关于联邦资助研究或开发的声明不适用光盘上提交的材料的参考引入不适用受版权保护的材料的注意事项本专利文献中的一部分材料受到美国和其他国家的版权法的版权保护。版权的拥有者不反对任何人对专利文献或专利公开的传真再现，就如同其出现在美国专利商标局公开可获得的文件或记录中那样，但无论如何保留所有的版权。由此，版权拥有者并不放弃将该专利文献保密的权利，包括但不限于其依据37C.F.R第1条第14款的权力。
本专利技术一般地涉及监视皮肤压迫性溃疡，更具体地，涉及通过次表皮水分（SEM）的测量来进行皮肤溃疡监视。
技术介绍
患者皮肤完整度长久以来已经是护士或者私人护理院中关注的问题。皮肤完整度的维持已经被美国护士联盟确定为高质量护理看护的重要指标。同时，压迫性溃疡仍然是主要的健康问题，特别是对于住院的老年人。当考虑年龄以及其他危险因素时，压迫性溃疡的发生显著增加。住院患者的总体压迫性溃疡发生率范围在2.7%到29.5%，并且对于重症监护设置中的患者而言已经报告比率超过50%。在对从具有选定症状的急性护理医院出院的1803位老年人的多中心队列回顾性研究中，13.2%（即164位患者）表现出发生阶段I溃疡。在那164位患者中，38位（16%）具有已经发展到更高阶段的溃疡。附加地，压迫性溃疡已经与出院一年后上升的死亡风险相关联。根据严重性，治疗压迫性溃疡的估计费用对于每个溃疡而言范围在$5,000到$40,000。因此，急需开发一种预防性解决方案来测量皮肤的水分含量，作为检测溃疡发展的早期症状的手段。
技术实现思路
本专利技术的一个方面是一种符合智能紧凑电容式感测手持设备，配置用于测量次表皮水分（SEM），作为检测和监视压迫性溃疡发展的手段。该设备通过无电池RF供电芯片来集成电极阵列，这些电极被激励从而以可编程和多路复用的方式来测量和扫描SEM。该扫描操作由询问器发起，该询问器激励嵌入在该设备中的线圈并且提供所需的能量突发以支持扫描/读取操作。每个嵌入的电极测量对应变且表示目标区域的水分含量的等效次表皮电容。本专利技术的一个方面是使用无线、生物相容性RF供电的电容式感测系统（成为智能SEM成像器）来就地感测和监视皮肤或伤口或溃疡的发展状态。通过使得能够早期检测溃疡形成或者长期没有被检测到的炎症性压迫（其具有较高的感染风险以及向较高阶段溃疡发展的风险），本专利技术使得能够实现智能预防性测量。在一个有益的实施方式中，手持电容式感测成像器设备将压力感测组件与感测电极结合起来，以监视每个电极上应用的压力水平，从而确保精确的伤口或皮肤电容测量，以对水分含量进行表征。总体而言，这样的实施方式将支持新的能力，包括但不限于：1）测量能力，例如通过电极几何形状和电介质确定的SEM成像和SEM深度成像，以及2）信号处理和模式识别，其具有自动和确定的采用压力成像的配准以及自动确保使用提供使用跟踪的软件系统。该传感器增强型范例的一个主要含义在于，能够更好地管理每个单独患者，从而在医院甚至私人护理院中产生更及时和更高效的实践。这可应用于具有慢性伤口历史、糖尿病足溃疡、压迫性溃疡或者术后伤口的患者。此外，信号内容的改变可以与患者的活动性水平、患者身体位置以及症状的标准化评估结合起来。通过将在这些患者中收集的数据保持在信号数据库中，可以开发出模式分类、搜索以及模式匹配算法，从而能够更好地将症状与皮肤特征和溃疡发展中的改变映射起来。这种方法不限于具体的溃疡或伤口状况，而是可以在所有形式的伤口管理甚至是皮肤病或治疗中具有宽广的应用。一个方面是一种用于从患者皮肤的外部位置感测次表皮水分（SEM）的设备。该设备包括嵌入在柔性基底上的双极RF传感器，以及布置在该基底附近以及下面的适形压板，其中该适形压板配置用于支撑该柔性基底，同时允许该柔性基底符合患者皮肤的非平面感测表面。该设备进一步包括耦合到所述传感器的接口电路；其中所述接口电路配置用于控制RF能量的发射和接收以询问患者皮肤。另一方面是一种用于监视患者皮肤目标位置处的压迫性溃疡的形成的方法。该方法包括步骤：将柔性基底定位在患者皮肤的目标位置附近；该柔性基底包括一个或多个双极RF传感器；使得柔性基底符合目标位置处的患者皮肤；激励一个或多个双极RF传感器以向患者皮肤发射进RF能量；以及，测量目标位置处的皮肤的电容，作为目标位置处次表皮水分（SEM）的指标。本专利技术的其他方面将在说明书的下列部分中进行阐述，其中详细描述的目的在于完全地公开本专利技术的优选实施方式，而不对其进行限制。附图说明通过参考仅作为示例目的的附图，将对本专利技术有更全面的理解：图1图示了本专利技术的SEM扫描器的组装透视组件视图；图2图示了本专利技术的基于Kapton的适形感测基底组件的透视图；图3示出了根据本专利技术的示例性同轴感测电极的俯视图；图4图示了图2所示的基于Kapton的适形感测基底的柔性堆叠的侧视图；图5图示了基于Kapton的适形感测基底的备选柔性堆叠的侧视图；图6示出了用于三个备选类型的电容式感测同轴电极的双电极感测基于Kapton的柔性传感器基底的俯视图；图7图示了图1的SEM扫描器的剖视透视组件视图；图8图示了图1的SEM扫描器的示意性侧视图；图9图示了与目标皮肤接触的图8的SEM扫描器的示意性侧视图；图10图示了根据本专利技术的具有备选传感器阵列的组装SEM扫描器的透视图；图11是本专利技术的受测电极的归一化响应的绘图；图12是针对三个不同同轴传感器电极的干燥手掌手臂的所测等同电容的示图；图13是相对于针对三个不同同轴传感器电极的干燥皮肤，（在应用洗手液30分钟之后）电容中的时间相关的微变的示图；图14是相对于针对三个不同同轴传感器电极的干燥皮肤，（在应用洗手液15分钟之后）电容中的时间相关的微变的示图；图15是微变相对于时间的示图；图16示出了SEM扫描器电极系统以及提供适当的干扰屏蔽的电极层；图17示出了用于开发为支持骨骼突出的探测的电极的SEM扫描器力顺。具体实施方式在一个示例性实施方式中，根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.08 US 61/332,755;2011.03.17 US 61/453,8521.一种用于从患者皮肤外部的位置感测次表皮水分的设备，包
括：
嵌入在柔性基底上的双极RF传感器；
设置在所述基底下方和邻近处的适形压板；
其中所述适形压板配置用于支撑所述柔性基底，同时允许所述
柔性基底适形于所述患者皮肤的非平面感测表面；以及
耦合到所述传感器的接口电路；
其中所述接口电路配置用于控制RF能量的发射和接收以询问
所述患者皮肤。
2.根据权利要求1所述的设备，进一步包括：
在所述适形压板下方和邻近处的环形间隔件；其中
所述环形间隔件包括中央开口，配置用于允许所述适形压板自
由地偏转进所述中央开口。
3.根据权利要求1所述的设备，进一步包括：
跨柔性基底间隔的双极RF传感器的阵列；
其中每个所述传感器独立地耦合到所述接口电路以独立地询问
所述患者皮肤。
4.根据权利要求3所述的设备，
其中每个所述传感器配置用于测量目标皮肤区域的等效次表皮
电容；
所述次表皮电容对应于所述目标皮肤区域的水分含量。
5.根据权利要求4所述的设备，
其中所述传感器的阵列包括具有第一接触区域的第一传感器和
具有大于第一传感器的第二接触区域的第二传感器；以及
其中所述第一和第二传感器询问不同深度处的所述皮肤。
6.根据权利要求4所述的设备，
其中所述基底包括包含基底层的基底组件；并且
其中所述传感器包括感测板，所述感测板具有嵌入在该基底的
第一侧上的第一电极和嵌入在所述基底的第二侧上的第二电极。
7.根据权利要求6所述的设备，进一步包括设置在所述基底层
的所述第一侧上的生物相容性覆盖层。
8.根据权利要求6所述的设备，进一步包括设置在所述基底层
的所述第二侧下的覆盖层。
9.根据权利要求6所述的设备，进一步包括：
设置在所述基底层的所述第二侧下的加固件层；
其中所述加固件层包括基本上与所述传感器阵列的封装相似的
封装。
10.根据权利要求6所述的设备，
其中所述第一电极包括具有内半径和外半径的环形圈；
其中所述第二电极包括具有外半径小于所述第一电极的内半径
的外半径；并且
其中所述第二电极与所述第一半径同轴。
11.根据权利要求1所述的设备，其中所述接口电路配置用于传
送从所述传感器取回的数据。
12.根据权利要求4所述的设备，进一步包括：
与所述RF传感器对准定位的压力传感器；
所述压力传感器配置用于测量基底在患者皮肤位置处施加的压
力。
13.根据权利要求1所述的设备，其中所述柔性基底包括Kapton
或聚酰亚胺。
14.一种用于从患者皮肤外部位置感测次表皮水分的扫描器，包
括：
嵌入在柔性基底上的双极RF传感器的阵列；以及
设置在所述基底下方和邻近处的适形压板；
其中所述适形压板配置用于支撑所述柔性基底，同时允许所述
柔性基底适形...

【专利技术属性】
技术研发人员：马基德·萨拉泽德，威廉姆·凯萨，阿里雷萨·麦娜，芭芭拉·巴特斯·詹森，弗兰克·王，杨·兰姆，迈克尔·弗莱什，约瑟夫·博雅斯卡特，
申请(专利权)人：加利福尼亚大学董事会，布鲁恩生物有限责任公司，
类型：
国别省市：