[发明专利]用于监测对象的外围动脉灌注的设备、系统和方法

说明书

本发明涉及用于监测对象的外围动脉灌注的设备、系统和方法。为了能够区分由中心化或低心输出量引起的低搏动，所提出的设备包括：输入部(30)，其用于接收对象的组织区域的第一探测数据并且用于接收对象的皮肤区域的第二探测数据，所述第一探测数据是通过探测从所述对象的组织反射和/或透射通过所述对象的组织的辐射而随时间采集的，所述第二探测数据是通过响应于朝向所述皮肤区域发射的相干光来探测从所述组织区域接收的辐射而随时间采集的，PPG单元(32)，其用于从所述第一探测数据导出光电体积描记PPG信号；流动单元(34)，其用于从所述第二探测数据导出流动信号，所述流动信号指示所述皮肤区域内散射光的颗粒的流动；以及评估单元(36)，其用于评估所述PPG信号和所述流动信号以获得关于所述外围动脉灌注的信息，其中，所述评估单元适于基于所述PPG信号和所述流动信号的组合评估来确定低血管顺应性的状态和/或低心输出量的状态。

技术领域

本发明涉及用于监测对象的外围动脉灌注的处理设备、系统和方法。

背景技术

外围灌注是一种针对重症患者需要测量的常见的血液动力学方面。光电体积描记描记术(PPG)是一种可以用于监测灌注的已知技术。PPG是评估感兴趣区域或感兴趣体积的光反射率或者透射的时变改变的光学测量技术。PPG基于这样的原理：血液(比周围组织)吸收更多光，因此血容量中的随着每个心跳的变化对应地影响透射或者反射。除了关于心率的信息之外，PPG波形能够包括可归因于诸如呼吸的另外的生理现象的信息。通过评估在不同波长(通常是红色或者红外的)处的透射率和/或反射率，能够确定血氧饱和度。

已经证明使用摄像机或远程PPG进行不突兀的生命体征监测，并且己经展示和发现其对患者监测是有重大作用的。例如，在Wim Verkruysse，Lars O.Svaasand和J.StuartNelson的“Remote plethysmographic imaging using ambient light”Optics Express，第16卷，第26号(2008年12月)中描述了远程PPG成像。它基于这样的原理：皮肤中血容量的时间变化导致由皮肤进行的光吸收的变化。这样的变化可以通过拍摄皮肤区域(例如脸部)的图像的摄像机进行记录，同时处理计算所选区域(在该系统中通常为脸颊的一部分)上的像素平均值。通过查看该平均信号的周期性变化，可以提取心搏率和呼吸率。同时还有许多其他出版物和专利申请描述了使用远程PPG来采集患者生命体征的设备、系统和方法的细节。

因此，动脉血的脉动引起光吸收的变化。用光电探测器(或光电探测器阵列)观察到的这些变化形成PPG(光电体积描记)信号(也称为pleth波)。血液的脉动是由搏动的心脏引起的，即PPG信号中的峰值对应于心脏的个体搏动。因此，PPG信号本身就是心搏信号。该信号的归一化幅度对于不同波长是不同的，并且对于某些波长，其也是血液氧合度的函数。

US 2015/0105638A1和US 2011/0082355A1公开了一种用于测量哺乳动物对象的一种或多种光吸收相关的血液分析物浓度参数的系统和方法。所述系统包括：a)光电体积描记(PPG)设备，其被配置为通过利用至少两种不同波长的光照射对象的皮肤并确定每种波长的相对吸收率来实现PPG测量；b)动态光散射测量(DLS)设备，其被配置为实现对象的DLS测量以流变地测量对象的脉搏参数；以及c)电子电路，其被配置为：i)在时间上将PPG和DLS测量的结果进行关联；ii)根据PPG和DLS测量之间的时间相关性，评估一个或多个光吸收相关的血液分析物浓度参数的(一个或多个)值。

Farley等人的：Optical determination of cardiovascular health at adistance,proceedings of the International Society for Optical Engineering(SPIE),vol.7703,77030R,2010，涉及使用激光散斑探测器来远距离地光学确定心血管健康。传统的PPG设备被用作可信参考，以计量使用激光散斑来探测器采集的信号。