[发明专利]一种多模块微循环功能测评装置及基于其的生物组织微循环可视化方法

说明书

本发明涉及一种多模块微循环功能测评装置及基于其的生物组织微循环可视化方法。所述的装置可同时对生物组织微循环功能进行多模块多参数测评，实现了生物组织微循环功能特征的全面获取。所述方法的步骤包括：生物组织微循环氧参数和血流动力学参数的测定、异常值处理及参数无量纲化处理及三维可视化模型构建。本发明建立的微循环功能的三维可视化方法，为全面准确评价和展示生物组织微循环功能提供了新的方法。

技术领域

本发明涉及一种多模块微循环功能测评装置及基于其的生物组织微循环可视化方法，属于生物医学检测领域。

背景技术

生物组织微循环主要负责氧气和营养物质的运输和交换，在维持生物组织正常生理功能和内环境稳定中具有关键作用。传统的对生物组织微循环及其功能的检测及评价，均集中于单一模块（如生物组织微循环血流灌注）、单一指标（如生物组织微循环血流灌注水平），呈现效果较为片面和单一，在一定程度上影响微循环状态评估的全面性和准确性。

如何对生物组织微循环及其功能进行全面、准确的检测和评价是一个需要解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术的问题，本发明提出了一种多模块微循环功能测评装置及基于其的生物组织微循环可视化方法。所述的装置可同时对生物组织微循环功能进行多模块多参数测评，实现了生物组织微循环功能特征的全面获取，并建立了微循环功能的三维可视化方法，为全面准确评价和展示生物组织微循环功能提供了新的方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种多模块微循环功能测评装置，包括Oxygen to See（O2C）、Microx TX3和双通道激光多普勒监测仪器，将上述三台设备的光探针集成至微米立体定位仪，利用微米立体定位仪将三台设备的光探针引导至生物组织上方，用白光和激光两种光源，同时测定生物组织微循环氧参数和血流动力学参数。

一种使用上述装置的生物组织微循环可视化方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1，生物组织微循环氧参数和血流动力学参数的测定：

利用微米立体定位仪将O2C、Microx TX3和双通道激光多普勒监测仪器的光探针引导至生物组织上方1mm处，捕获微循环功能参数，包括生物组织微循环氧参数和血流动力学参数，将各参数分别保存为无损数据格式，备解析；

步骤2，异常值处理及参数无量纲化处理：

将步骤1捕获的微循环功能参数数据导入数据分析模块，利用Python进行异常值处理和参数无量纲化处理；

步骤3，三维可视化模型构建：

导入经步骤2处理后的微循环功能参数数据，使用Python和Apache许可下的ECharts生成生物组织微循环功能三维可视化模块，其中，将时间、微循环功能参数变量及微循环功能参数变量值被分别定义为模块X轴、Y轴和Z轴。

进一步的，步骤1中所述生物组织微循环氧参数包括微循环血红蛋白氧饱和度（SO₂）、微循环血红蛋白相对量（rHb）和微循环组织氧分压（PO₂）；所述生物组织微循环血流动力学参数包括微循环血流灌注水平和微循环血流灌注速度。

进一步的，步骤2中所述异常值处理：通过计算机脚本执行箱线图算法自动排除离群的微循环功能参数。定义Q₁为25 %最大值，Q₃为75 %最大值，四分位距（IQR）为Q₃与Q₁之间的差值，认定(Q₁ - 3×IQR)至(Q₃ +3 ×IQR)范围为微循环功能参数边界值，超过边界值微循环功能数据视为离群值，并被调整至最近边界值；