[发明专利]测评肢体段动脉容积变化的系统及方法

说明书

本申请是申请日为2010年5月6日、国际申请号为PCT/US2010/033907、国家申请号为201080031838.7、发明名称为“测评肢体段动脉容积变化的系统及方法”的发明专利申请的分案申请。

发明人

亚历山大·帕尔菲诺夫

玛丽亚·帕尔飞诺瓦

尼罗雷·康斯坦丁诺夫

相关申请的交叉引用

根据35USC§119(e)，本申请要求2009年5月12日提交的，发明名称为“测评肢体段动脉容积变化的系统及方法”的美国临时申请号为61/177,341的优先权，并将其全文引用于本申请中。

技术领域

本发明主要涉及测评肢体段的动脉容积变化。

背景技术

心血管疾病是发病和死亡的一个主要因素。已被证明，通过测评动脉响应于血流量增加而扩张的能力，可以对早期心血管疾病做出诊断。响应于血流量增加的动脉扩张程度与心血管疾病严重程度具有相关性。

内皮细胞构成血管内壁，并产生动脉系统中主要的血管扩张剂——一氧化氮。血流量增加会增加内皮细胞表面的剪切力，启动引起磷酸化并激活一氧化氮合酶的信号通路，从而增加一氧化氮的产生。除了作为一种有效的血管扩张剂，内皮源性一氧化氮可以阻断多个动脉粥样硬化心血管疾病发病机理中的起始步骤，包括低密度脂蛋白的摄取、白血球对血管壁的粘附、血管平滑肌的增殖以及血小板的粘附和聚集。

肱动脉血流介导性扩张功能作为患者内皮源性一氧化氮生物利用度的测量指标，已被广泛应用于传输动脉内皮功能障碍无创检测的大型临床研究中。

为评价内皮功能，已经发展了若干介入性以及无创技术。介入性技术包括冠状动脉或肱动脉血管活性剂灌注，其被认为是最精确的检测内皮功能障碍的方法。鉴于其高侵入性，该技术的应用具有一定局限性，并带来了了一系列无创技术的发展。肱动脉超声波影像技术，是最为广泛应用的测评血管舒缩反应的无创技术。例如，参见Mary C.Corretti等人的J.Am.Call.Cardiol.2002；39：257-265，其全文引用于本申请中。该文献对五分钟袖带阻断手臂诱导动脉扩张前后的肱动脉使用连续心电图(EKG)门控二维超声波影像。该超声波影像技术主要应用于测评(1)施用血管活性药物引起的肱动脉直径变化；和(2)通过将缠绕臂部的袖带充气阻断肱动脉后引起的血流介导的血管扩张。一旦袖带被除去，血流会在内皮表面造成剪切力，从而生成血管活性物质诱导动脉扩张。健康人群肱动脉直径增加比内皮功能障碍患者更多。然而，即使对健康人群的动脉扩张程度也不足以通过超声波影像技术得到可靠的测定。经过培训并且有经验的操作技师对于获得有价值的超声波影像数据是必需的。这些困难使使用超声波影像技术测试动脉扩张仅仅局限于专业的血管实验室中。

大部分现有技术既不能确定内皮所受刺激的量，也不能对其他来源的一氧化氮进行说明(account for)，例如响应于肱动脉暂时阻断引起的血氧不足而通过血细胞传递或释放的一氧化氮。有证据显示，上述因素可以明显影响血流介导的血管扩张程度，因而给无法说明上述因素的仪器所获得的测试结果中增添了额外的变化因素。

美国专利号6,152,881(Rains等人的)，描述了一种通过压力袖带测量血压以检测动脉容积变化，从而测评血管内皮功能障碍的方法，其全文引用于本申请中。动脉阻断后，将压力袖带以近心脏舒张压施压大约十分钟，直到动脉恢复到正常状态。这段时间内测量到的压力被用于判断患者内皮功能。袖带对臂部施压的持续(extended)阶段会影响血液循环，进而影响测量过程。

美国专利号7,390,303(Dafni的)描述了一种测评血管扩张功能和内皮功能的方法，该方法采用生物阻抗技术监测传输动脉横截面积，从而评定肢体动脉横截面积的相对变化，其全文引用于本申请中。生物阻抗技术测量方法难以运用。鉴于生物阻抗技术需要在患者皮肤上施加电，患者很难忍受由此产生的皮肤刺痛感。此外，所测得的信号变化很大。

美国专利号7,074,193(Satoh等人的)和7,291,113(Satoh等人的)描述了一种方法和仪器，分别通过四阶导数和n阶导数从测量的血压脉搏波中分析出分波，其全文引用于本申请中。

临床上需要一种成本低、易使用、无创、患者接受度高且能显示动脉响应于血流增高的反应能力的系统和方法。

发明内容