[发明专利]总血红蛋白的连续光谱测量

说明书

技术领域

【0001】本公开涉及全血的总血红蛋白(tHb)的测量。一般使用多种诊断系统和方法直接地或间接地测量tHb。患者的正常tHb水平促进那些患者体内的适当的生物功能。当tHb水平在正常范围内时，红血球中的血红蛋白将足够的氧气从肺部传到身体的组织，并将适当水平的二氧化碳从组织返回到肺部。

发明背景

【0002】具有异常tHb或异常水平tHb的患者遭受各种身体不适，所述各种身体不适包括贫血症、镰状细胞血症、失血、营养不良、骨髓问题和骨髓障碍，还包括真性红细胞增多症、脱水、肺部疾病、某些肿瘤和滥用药物，滥用药物包括滥用药物促红细胞生长素。tHb的精确和有效测量可以成为探测和处理这些身体不适的非常普遍和有用的诊断途径。

【0003】tHb可通过使用多种测试来进行测量，而大部分测试都通过使用昂贵的实验室测量设备或变精度的有创技术在医院或实验室中进行。譬如，可以从患者身上抽血，随后将红血球分解，而使血红蛋白形成溶液。游离的血红蛋白之后被暴露于包含氰化物的化学药品，其与血红蛋白分子紧密结合，从而形成氰化正铁血红蛋白。在结合之后，以540纳米(nm)典型波长的光透射该溶液，并测量被溶液吸收的光的总量。根据被溶液吸收的光的总量，使用朗伯-比尔定律(Lambert-Beer Law)来确定tHb。

【0004】各种其他无创和有创tHb测量方法可被使用。即便存在也只有极少的方法能够为患者和医护人员提供最大精度、效率和便利。所以，存在一种提高对患者tHb测量的精度、效率和便利的系统和方法的需要。

发明内容

【0005】针对当前可用的tHb测量系统、设备和方法尚未完全解决的本领域的问题和需要，本发明已进行了改进。因此，这些改进的系统、设备和方法提供了以微创、精确和连续的方式对全血的tHb进行光谱测量的方法。

【0006】提供了在此描述的设备、系统和/或方法优于本领域现有技术的先前设备、系统和/或方法的各种优势。譬如，一个优势可包括连续形式的精确测量。当前，似乎没有将留置的探针置于血流之中或全血溶液中以连续地测量tHb的可靠微创方法。另一个优势可包括允许将tHb的变化呈现给用户以便及时做出反应的连续测量。用户可以按照该信息做出反应，这比等到血样被抽取并且结果被返回给用户要快。用户在任何时间都有了解患者即时状态的好处，而不是只在血样被抽取和化验时才有。这种同时期的和同时的测量可以在其最被需要的时候提供关键的信息。

【0007】另一个优势可以包括使用反射光谱法使探针被置于血管内。然而，本文预期的方法不需要血管内的安置，更确切的说探针或其他测量仪器可被用于在血管内或血管外测量全血。在探针被用于血管内的实施例中，不需要体外电路，例如目前用于血液透析监控的设备。

【0008】测量全血的总血红蛋白的方法可包括测量可见光谱中的多个波长的反射光、计算所述多个波长中的每个波长处的吸光度、对所述多个波长之间的吸光度变化进行比较，和/或使所述比较与总血红蛋白相关联。计算在所述多个波长中的每个波长处的吸光度可以包括基于对所述多个波长中的每个波长处的反射光的多次测量来计算吸光度。该方法也可包括使总血红蛋白与血细胞比容发生联系。

【0009】在使用反射光谱法的实施例中，另一个优势可以包括使用白光发光二极管(LED)的光谱作为用于此处描述的系统和方法的照射光源。白光LED的光谱输出为约500nm至900nm，这有利于在500nm附近处达到峰值。因为血氧吸光度也在约550nm处达到峰值，所以白光LED的使用将可能得到更好的数据读出。进一步，因为单一的白光LED的光谱输出范围足够宽，从而能够使用反射光谱法来提供可靠的氧吸收率读数，为了降低成本并提高系统的可靠性，可能不使用多个光源。

【0010】尽管优选具有宽光谱范围的单一白光LED，但包含覆盖多个较窄、离散光谱范围的多个彩色LED的多个光源也可被使用。多个LED经常需要在使用时校准，以保证精确测量。然而，单一LED将不需要这种校准，因为来自此LED的光不会与任何第二光源不一致。但是，多个彩色LED可以被组合、按需要经常被校准并被时分复用以提供测量tHb的替代形式。

【0011】另一个光源可包含白炽灯，例如卤钨灯，它可产生红外(IR)光。此光源相对较昂贵并且从IR光产生热量，如果不使用此处描述的系统和方法来校正此热量，则此热量会损坏tHb读取的精度。