[发明专利]用于表面测量的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请依据35 U.S.C.§119(e)要求2006年9月27日提交的美国临时申请 No.60/847,532的优先权，其内容通过引用完整结合于此正如以下完全阐述一 样。

发明领域

本发明一般涉及表面表征，尤其涉及用于生物表面的非接触测量的系统和 方法。

背景

诸如压力性溃疡和糖尿病溃疡之类的慢性伤口构成在美国影响约百分之 20的住院人口的问题。慢性伤口限制由老人人口、具有周围性血管管病、糖尿 病或心脏病的个体、具有脊髓损伤的个体、具有诸如脊柱裂、大脑性麻痹、或 肌肉萎缩症之类的出生缺陷的个体、以及小儿麻痹后期病人经历的自主性和生 活的质量。估计百分之25的具有脊髓损伤的个体以及百分之15的具有糖尿病的 个体将在他们生活中的一些时间遭受慢性伤口。除了人类遭受的代价之外，还 存在与伤口和压力性溃疡的治疗相关联的巨大金钱代价。每一年在照料慢性伤 口中花费估计200亿美元。

通过为慢性伤口提供定量测量来改进慢性伤口的治疗策略将极大地降低 成本并为那些遭受它们的人们显著改进生活质量。具体地，伤口的大小的适当 和定期测量在确定正在进行的治疗的效果中是极重要的。伤口大小信息可导致 治疗的有效调整或治疗的重新形成以允许最佳恢复。此外，定期和精确的伤口 测量还向从业者提供一种为法律责任的目的保存患者进展的完整记录的机制。 更进一步地，评估伤口是否愈合、恶化、或维持不变经常是困难的，因为当前 不存在用于测量伤口的快速、非侵害以及可靠的方法。在伤口测量中可靠性的 缺乏主要归因于定义伤口边界经常是困难的努力的事实，其高度取决于执行测 量的人类观察者的主观判断。如果精确定量伤口测量系统是可用的，则护理者 能够通过在伤口对治疗起反应或未起反应时调整治疗方式来加速伤口愈合。

已对病因学和慢性伤口治疗进行大量研究；然而，慢性伤口的治疗由于缺 乏用于评估伤口愈合的定量测量的精确、非侵害且便利的手段而部分地受限。 用于伤口测量的当前方法和设备的检查展示当前技术可被分成两种类别。在光 谱的一端，诸如基于标尺的方法和基于跟踪的方法之类的用于慢性伤口的测量 的低端技术方法易于使用；然而这些方法缺乏精确性并且涉及与伤口接触。在 光谱的另一端是诸如结构光技术和立体摄影测量之类的用于慢性伤口测量的 高端技术方法，其提供既精确又可重复的测量但实现很昂贵并且需要大量训练 来操作。

最广泛使用的伤口评估工具是放置在创面的表面上以允许临床医生估计 伤口的平面大小的塑料样板。这些样板从提供伤口的长轴和短轴的测量的简单 塑料标尺到基于关于通常伤口的几何形状的假定提供伤口的表面积和体积的 估计的诸如Kundin标准尺(Kundin gauge)之类的更复杂的设备。在基于样板 的方法中，基于标尺的测量是最广泛采用的方法。在使用标尺时，作简单的测 量并且伤口被模拟为规则形状。例如，最大直径可被用来将伤口模拟为圆形。 在两个垂直方向上的测量可被用来将伤口模拟为矩形。

Kundin标准尺是另一基于标尺的设备，其使用设置成垂直角度的三个一次 性纸标尺来测量伤口的长度、宽度和深度。伤口被模拟为椭圆形并且面积被计 算为A＝长度*宽度*0.785。然而，在现实情况中，伤口极少足够规则以通 过这些简单形状中的一个来模拟。另外，在采取测量中的可重复性主要取决于 由执行测量的个体所选的测量轴。

伤口测量的另一低成本方法是透明跟踪方法。在此方法中，两个无菌透明 片被叠层在伤口的顶部。在顶部片上描绘伤口的轮廓，并且下部片被丢弃。面 积通过将片放置在网格上并且计算网格上被伤口的轮廓所覆盖的正方形的数 量来近似。面积还可通过使用测面仪或者通过切出并称重该跟踪来估计。此方 法与基于标尺的方法相比对评定人间(inter-rater)和评定人内(intra-rater)测 试在可重复性方面具有更大的精确性。然而，它更加耗时。另外，与伤口的延 伸接触引起关于患者的伤口污染、疼痛以及不适的关注。此外，在伤口表面上 绘画可因为由伤口分泌液引起的透明混浊而变得困难。其他潜在的问题包括识 别伤口边缘中的困难和变化，由皮肤皱襞、或者在使透明片符合伤口表面时透 明片变形引起的跟踪伤口的不精确性。