使用激光散斑成像确定血流制造技术

在一些示例中，一种系统包含处理电路，所述处理电路被配置成基于指示检测到的光的接收到的信号来生成激光散斑对比度信号，其中所述检测到的光由组织从相干光源散射。所述处理电路还可以根据所述激光散斑对比度信号来确定流量值，并且根据所述激光散斑对比度信号来确定波形度量。基于所述流量值和所述波形度量，所述处理电路可以确定所述组织的血流度量且输出所述血流度量的表示。且输出所述血流度量的表示。且输出所述血流度量的表示。

【技术实现步骤摘要】
使用激光散斑成像确定血流
[0001]本申请案要求2019年12月16日提交且名称为“用于传输激光散斑成像信息的分析的算法(Algorithms for the Analysis of Transmission Laser Speckle Imaging Information)”的第62/948,506号美国临时专利申请的权益，其全部内容以引用之方式并入本文中。


[0002]本公开涉及血流监测。

技术介绍

[0003]各种技术可以用于监测血流的方面。举例来说，光电容积描记法(PPG)是用于评估在心搏周期期间动脉中的血容量变化的光学技术。在心脏的每一收缩和舒张阶段之后，动脉被认为分别经历细微的体积膨胀和收缩，这改变了由PPG测得的光吸收信号。以此方式，PPG可以提供心搏周期的“波形”，所述心搏周期的“波形”可以用于评估受试者的生命体征，例如心率和氧饱和度。作为另一示例，激光散斑成像(LSI)是用于测量血流的光学技术。

技术实现思路

[0004]本公开描述用于使用激光散斑成像(LSI)确定血流度量的装置、系统和技术。一种系统可以生成表示患者的组织区域(例如趾(例如患者的手指或脚趾)或四肢)内的血流的激光散斑成像信号。激光散斑成像信号可以在患者的心搏周期期间随着脉动流而改变，从而产生随时间推移的血流波形。在一些示例中，所述系统被配置成分析激光散斑成像信号的一个或多个波形的单独的组分，例如流量值和波形形状，以确定表示组织的血流状态的血流度量。所述系统可以输出血流度量和/或相关诊断度量以供另一装置使用和/或以用于显示给用户。
[0005]在一个示例中，所述系统包含处理电路，所述处理电路被配置成：基于指示检测到的光的接收到的信号来生成激光散斑对比度信号，检测到的光由受试者的组织散射且从相干光源散射；根据激光散斑对比度信号来确定流量值；根据激光散斑对比度信号来确定波形度量；基于流量值和波形度量确定组织的血流度量；以及输出血流度量的表示。
[0006]在另一示例中，一种方法包含：基于指示检测到的光的接收到的信号来通过处理电路生成激光散斑对比度信号，检测到的光由受试者的组织散射且从相干光源散射；通过处理电路且根据激光散斑对比度信号来确定流量值；通过处理电路且根据激光散斑对比度信号来确定波形度量；通过处理电路且基于流量值和波形度量来确定组织的血流度量；以及通过处理电路来输出血流度量的表示。
[0007]在另一示例中，一种包括指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在执行时使得处理电路执行以下操作：基于指示检测到的光的接收到的信号来生成激光散斑对比度信号，检测到的光由受试者的组织散射且从相干光源散射；根据激光散斑对比度信号来确定流量值；根据激光散斑对比度信号来确定波形度量；基于流量值和波形度量来确定组织的
血流度量；以及输出血流度量的表示。
[0008]在以下附图和描述中阐述了一个或多个示例的细节。从所述描述和图式以及从权利要求书中，其它特点、目的和优势将是显而易见的。
附图说明
[0009]图1是说明示例性血流检测装置的概念框图。
[0010]图2是说明被配置成监测患者的至少一部分的血流状态的示例性血流检测装置的概念框图。
[0011]图3说明使用激光散斑成像技术检测到的血流的示例性波形。
[0012]图4是说明对应于患者的各种血流状态的示例性波形和血流值的图表。
[0013]图5是说明根据示例性血液流速和波形度量来确定示例性血流状态的图。
[0014]图6是说明使用使用激光散斑成像技术确定的波形来确定患者的血流状态的示例性技术的流程图。
具体实施方式
[0015]本公开描述用于使用激光散斑成像波形的多个方面确定受试者的血流状态的装置、系统和技术。光电容积描记法(PPG)是用于评估在心搏周期期间动脉中的血容量变化的光学技术。在心脏的每一收缩和舒张阶段之后，动脉被认为分别经历细微的体积膨胀和收缩，这改变了由PPG测得的光吸收信号。以此方式，PPG可以提供心搏周期的“波形”，所述心搏周期的“波形”可以用于评估受试者的生命体征，例如心率和氧饱和度。PPG是有用的技术，但归因于其对仅体积变化的依赖，可能具有一些缺点。可能导致PPG信号中的错误的一些情况包含低血液灌注、低心排、硬/硬化动脉、血管收缩、灌注不足、血管疾病、动脉闭塞等或其组合中的一个或多个。
[0016]激光散斑成像(LSI)是用于测量血流的光学技术，并且还可以提供用于生命体征监测的心脏波形。LSI在若干关键方式中不同于PPG，并且具有改进医疗诊断和监测超出PPG可能的程度的能力。不同于PPG，LSI对例如红细胞等光散射体的运动灵敏，而不是对光吸收的变化敏感。因此，LSI数据的处理不仅量化血液的移动，而且还量化由PPG执行的与所关注组织内的血液的体积波动相关联的吸收变化。至少出于此原因，LSI不具有PPG的许多缺点，并且可以潜在地在受试者的所有灌注和血管紧张状态下提供可靠的测量。另外，LSI测量本质上需要收集PPG数据，因为PPG信息可以从LSI数据推出，但是LSI信息无法从专门为PPG测量设计的设置中获得。因此，与单独使用PPG传感器相比，LSI装置可以提供更可靠的患者数据。
[0017]以此方式，就可提取的信息(例如心率)而言，通过PPG和LSI获得的数据可以在某种程度上看起来类似。然而，LSI测量不同于PPG的相异参数的事实潜在地实现对其中血流测量可以证明为有利的受试者的生理状态的更准确诊断和监测。因而，利用LSI以量化血流和血流动力学的系统可以提供关于从疾病诊断到手术状态到训练和康复的许多医学病况和情形的宝贵信息。
[0018]本公开的装置、系统和技术可使得能够根据LSI波形的多个特征来确定受试者(在本文中还被称为患者)的组织的血流度量。使用透射的相干光执行的激光散斑分析呈现优
于使用例如激光多普勒(laser Doppler)的反射光或基于反射的LSI的相干干扰技术的明显优势。当在受试者的趾(例如，手指或脚趾)上执行LSI时，检测到的光在趾的相对侧上作为相干照明被捕获，且因此，光与整个组织体积(例如，趾体积)相互作用。与使用反射光相比，这可以提供总体血流的改进度量和更强的信号(例如，更大的幅度和/或更强的信噪比)。这与通常对前1
‑
2毫米(mm)的组织进行查询的反射技术且因此仅对皮肤灌注敏感形成对比。透射光的很大程度的扩散性质还确保测量可重复性，因为每一值是整个手指(或其它趾)体积的平均值且基于照明源和检测元件的具体位置而不容易发生变化。替代地，取决于已放置探针的位置，已证实反射率技术分析的光明显较少扩散，以及测得的血流速度中存在显著变化性。此变化性降低了临床实用性。
[0019]在本文中所描述的示例中，系统的处理电路被配置成获得由光检测器生成的原始信号，所述光检测器检测穿过受试者的组织从光源(例如，相干光源)散射的光。处理电路接着可以根据此原始信号生成LSI信号以提供组织的随时间推移的血流的表示。举例来说，LSI本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种系统，其包括：处理电路，其被配置成：基于指示检测到的光的接收到的信号来生成激光散斑对比度信号，所述检测到的光由受试者的组织散射且从相干光源散射；根据所述激光散斑对比度信号来确定流量值；根据所述激光散斑对比度信号来确定波形度量；基于所述流量值和所述波形度量来确定所述组织的血流度量；以及输出所述血流度量的表示。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理电路被配置成至少通过基于所述激光散斑对比度信号确定所述波形度量来确定所述波形度量，所述激光散斑对比度信号包括三相波形、双相波形或单相波形中的至少一个。3.根据权利要求1和2中任一项所述的系统，其中所述处理电路被配置成至少通过以下操作来确定所述波形度量：将所述激光散斑对比度信号的波形形状与多个不同的波形模板进行比较；以及选择对应于所述多个不同的波形模板中最适合所述波形形状的一个波形模板的所述波形度量。4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中所述处理电路被配置成基于所述流量值和所述波形度量的总分数来确定所述血流度量。5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中所述处理电路被配置成根据限定所述流量值与所述波形度量之间的关系的查询表来确定所述血流度量。6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中所述处理电路被配置成：至少通过确定所述激光散斑对比度信号的多个波形的平均流量来确定所述流量值；以及至少通过确定所述激光散斑对比度信号的所述多个波形的平均斜率来确定所述波形度量。7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其中所述处理电路被配置成基于所述组织的所述血流度量来确定周边血管疾病度量。8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其中所述组织包括所述受试者的趾。9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其进一步包括被配置成呈现所述血流度量的所述表示的显示器。10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其进一步包括：所述相干光源；和光检测器，其被配置成检测由所述组织从所述相干光源散射的光且生成指示所述检测到的所述接收到的信号。11.一种方法，其包括：通过处理电路基于指示检测到的光的接收到的信号来生成激光散斑对比度信号，所述检测到的光由受试者的组织散射且从相干光源散射；通过所述处理电路且根据所述激光散斑对比度信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：柯惠有限合伙公司，
类型：发明
国别省市：