[发明专利]用于无创伤地确定分析物浓度的装置和方法

说明书

本发明公开了一种用于无创伤测量分析物浓度的传感器和装置，所述装置包括：第一热传感器(106)，所述第一热传感器可操作以确定指示受试者的皮肤(122)上的位置处的温度的温度；分析物传感器(103)，所述分析物传感器可操作以生成指示所述分析物的浓度的测量值；加热器(109)；控制器(216)，所述控制器可操作以从至少所述第一热传感器接收温度信号，并且调节所述加热器以便保持所述皮肤上的所述位置处的热平衡；以及处理器(213)，所述处理器被配置成将所述测量值转换为预定温度下计算的分析物浓度值。

技术领域

本文所公开的装置和方法的实施例涉及无创伤地测量受试者体内的分析物浓度的领域，并且具体地讲，涉及在受试者的组织(诸如受试者的皮肤)的位置处，例如在耳垂上测量二氧化碳(CO₂)或其他血液气体的分压。

背景技术

利用施加到皮肤上的传感器来对血液气体的分压(诸如二氧化碳(pCO₂)或氧气(pO₂))进行无创伤测量已在许多出版物中被描述为在多种临床情况下可用的方法。

在现有技术的传感器中，如例如US 7,474,908或US 5,425,868中所述，用施加到皮肤表面上的传感器测量气体，该传感器配备有用于对其上搁置有传感器的皮肤区域进行加热的加热元件。传感器接触表面被加热到约40℃至44℃的温度，这导致测量部位处的局部血管扩张及毛细血管床的动脉化。在这些条件下，由设置在受试者皮肤上的传感器测量的CO₂分压显示出与CO₂动脉值的高度相关性。这使得有可能以对于大多数应用而言足够的精确度确定和/或监测动脉CO₂值。将测量部位加热到这样高的温度牵涉到皮肤烧伤或其他不期望的副作用的风险，尤其是需要在较长时间段内连续监测pCO₂时。

此外，对于一些目的而言，皮肤的血管扩张是非期望的，因为测量的目的是确定皮肤的灌注，或皮肤灌注的变化。对于此类目的而言，有利的是，避免改变皮肤的结构，诸如加热皮肤和下层组织，而产生局部血管扩张。

WO 2011/024081提出利用pCO₂传感器来测量pCO₂，该传感器施加到患者的耳垂上并仅加热至37℃或更低，以便评估患者体内的组织灌注，尤其是对于败血性休克的治疗随访和预后而言。尽管该现有技术方法减少了将测量部位加热至非常高的温度的必要，但其仍然涉及加热测量部位。

该现有技术一般具有的缺点是由于传感器与皮肤组织之间的热梯度，传感器与患者的皮肤组织之间存在能量流。该温度梯度在测量部位处产生毛细血管床的局部血管扩张。

一般希望(特别是在某些临床情况下及对于某些测量而言)进一步避免对测量部位的加热，同时保持所得测量值的高精确度。尤其是，希望所提供的对血液气体的测量能进一步降低该测量对局部灌注或微循环的影响。

尤其是，在某些临床状况下，例如在休克期间，组织的排热能力可能减弱；在此类情况下，可能特别希望避免不必要的加热。

此外，当这些测量旨在提供测量部位处的灌注或微循环的指征或者当用于检测休克时，可能希望监测灌注/微循环，而不是通过加热对其造成影响。

发明内容

根据第一方面，本文公开了用于对分析物浓度的无创伤测量的装置的实施例。该装置的实施例包括：第一导热部件和设置在第一导热部件处的第一热传感器，该第一导热部件适于与患者的组织热连通，并且该第一热传感器可操作以确定指示患者组织表面上的位置处的温度的温度。与第一导热部件绝热的第二导热部件和设置在第二导热部件处的第二热传感器，并且还包括可操作以生成指示分析物浓度的传感器信号的分析物传感器，以及可操作以控制第二导热部件的温度的加热器。

因此，该装置使分析物传感器的温度稳定，使得测量位置处的组织与分析物传感器之间基本上没有热量流动，即，分析物传感器的至少表面部件和组织上的该位置彼此保持热平衡。