專利名稱：Dvt檢測的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于通過評估身體上個別部位處微循環(huán)中血管舒縮活性來檢測包括深靜脈血栓形成(DVT)及糖尿病周圍神經(jīng)病變、嚴(yán)重肢體局部缺血、自主神經(jīng)功能及動脈及靜脈疾病的一系列臨床病狀，且尤其檢測深靜脈血栓形成(DVT)及糖尿病周圍神經(jīng)病變。
背景技術(shù)：
腿部深靜脈血栓形成(DVT)為靜脈中形成血栓，導(dǎo)致血管部分或完全阻塞的病狀。栓塞起因可歸因于由手術(shù)程序或外傷，或長期不活動(例如遠(yuǎn)程飛行、殘疾)所引起的止血期而導(dǎo)致的血管損傷。DVT的明顯后果可自輕微疼痛及腫脹至致命肺栓塞而有所不同。
臨床實踐中用于檢測DVT的已知測試包括諸如靜脈造影術(shù)及雙功能超聲波掃描術(shù)的成像測試。靜脈造影術(shù)需要注射不透放射線的成像介質(zhì)且X-射線需要專業(yè)詮釋且對患者有害并使其不適、耗費時間、昂貴且不適于最初保健護(hù)理或全科醫(yī)師(GP)。同樣，雙功能超聲波掃描術(shù)為不適于最初保健護(hù)理或不適于全科醫(yī)師的耗費時間及昂貴的方法，其需要高度熟練醫(yī)師。
體積描記術(shù)為低成本、相對快速且用于受訓(xùn)最初保健護(hù)理或由受訓(xùn)GP使用的已知測試。然而體積描記術(shù)需要患者在測試期間鍛煉(其不適合于所有患者)且測試需要專業(yè)操作者且不總是可靠。還有D-二聚體分析測試，其測量血液中的栓塞作用物且經(jīng)推薦與其他測試結(jié)合使用。體積描記術(shù)及D-二聚體測試用作第一線篩選方法以排除盡可能多的不具有DVT的患者以免其進(jìn)行至較麻煩的雙功能超聲波掃描術(shù)或靜脈造影術(shù)成像測試。本發(fā)明試圖作出改良。因此，本發(fā)明提供包含光傳輸及檢測系統(tǒng)的裝置以評估身體上個別部位處微循環(huán)中血管舒縮活性來監(jiān)控及評估包括疑似DVT及糖尿病周圍神經(jīng)病變、嚴(yán)重肢體局部缺血、自主神經(jīng)功能及動脈及靜脈疾病的一系列臨床病狀。
微循環(huán)中血管舒縮活性為微血管收縮與舒張的連續(xù)過程且滿足包括血壓調(diào)節(jié)、溫度調(diào)節(jié)、組織充氧及滋養(yǎng)的若干重要功能。此過程的控制具有局部性及全身性。局部控制由自相鄰組織傳輸?shù)幕瘜W(xué)信號來啟動而全身控制源自自主交感神經(jīng)系統(tǒng)，主要用于調(diào)節(jié)核心溫度及全身血壓。所導(dǎo)致的局部血容量變化提供了關(guān)于許多局部及全身生物過程的信息。

發(fā)明內(nèi)容
在較佳實施例中，本發(fā)明包含光傳輸及檢測系統(tǒng)，其包括波傳感器(波傳感器安置于身體上一個或一個以上部位)、測量此或多個部位吸收及/或反射的光且提供與此或多個部位處絕對值及/或部位之間的差值相關(guān)的信號的控制構(gòu)件。較佳傳感器為紅外波傳感器。
本發(fā)明使用傳感器以連續(xù)監(jiān)控傳感器下方的微循環(huán)血容量變化。光吸收與血容量成正比或，相反，光反射與血容量成反比。對于處于端坐或仰臥的穩(wěn)定環(huán)境中的休止患者，血容量的重大變化指示全身控制。此外，全身血管舒縮控制在肢體中為對稱的。因此，通過安置傳感器于健康受檢者的各腳底上，來自各傳感器的信號即使不同也是相似的。單側(cè)DVT的存在可通過測量兩個傳感器信號之間的差異來檢測，因為患病腿的遠(yuǎn)端容量歸因于外流阻力增加而增加。此情形造成在患病腿的血管舒縮變化中頻率及相位特性改變且因此影響雙側(cè)對稱。
在本發(fā)明的另一方面，從傳感器接收的信號用于評估自主全身及周圍神經(jīng)病變。慣常全身性自主功能測試通常分析從ECG波形中獲得的心率變化。然而，可在身體周圍皮膚上多點處通過使用傳感器收集的信號中發(fā)現(xiàn)心臟脈動。因此，可從此信號中獲得心率變化?？山又鴮⑿穆史至孔兓治雠c來自傳感器的信號的低頻變化進(jìn)行比較，從而允許直接比較周圍及全身自主功能。在健康受檢者中，兩種變化源應(yīng)相似，而在僅罹患周圍神經(jīng)病變的患者中，將有差異。
使用腳部血管舒縮活動來評估DVT、血管疾病及神經(jīng)功能的優(yōu)點包含能夠使用不需要患者一方運動的被動測試。優(yōu)選的，通過例如瓦耳薩耳瓦氏法(valsalva manoeuvre)的應(yīng)激測試或呼氣阻抗的適度分級來擴(kuò)充神經(jīng)功能測試?；颊呱眢w上待使用的部位可易于接近，從而需要低成本儀器、比現(xiàn)有測試低的技能水平且提供可靠的結(jié)果。
迄今為止，由于對于血管舒縮活性及相關(guān)生物過程了解甚少，所以關(guān)于使用血管舒縮活性來評估臨床癥狀(諸如本發(fā)明的那些臨床癥狀)的公開著作極少。我們已發(fā)現(xiàn)血管舒縮信號提供關(guān)于許多在健康及非健康身體內(nèi)同時發(fā)生的生物過程的有價值信息。


本發(fā)明現(xiàn)將參考下圖僅舉例說明，其中圖1顯示本發(fā)明的光傳輸及檢測系統(tǒng)；
圖2顯示圖1中傳感器的結(jié)構(gòu)圖；圖3a、3b、3c示意圖示圖1中本發(fā)明之較佳實施例施用于患者身上不同部位；圖4為自如圖3a中所施用之實施例輸出的信號；圖5顯示本發(fā)明的另一較佳實施例；圖6顯示如圖5中所示實施例中來自患者腿部不同部位的輸出；及圖7顯示對于呼吸阻抗增加及握緊拳頭的信號響應(yīng)。
圖8顯示血管舒縮信號及心率變化的提取。
具體實施例方式
參看圖1及2，本發(fā)明包含光傳輸及檢測系統(tǒng)，其包括具有如圖2中所示的合適放大器3、4的包含一LED及光電檢測器的傳感器1、2。一旦傳感器1、2附接于皮膚，則中央控制單元5通過用檢測來自光電檢測器2的中級電壓的合適電壓來驅(qū)動LED 1以校準(zhǔn)傳感器。光電檢測器2信號由A/D1及A/D2數(shù)字化。自D/A1及D/A2的輸出產(chǎn)生用于LED的驅(qū)動電壓。一旦標(biāo)準(zhǔn)過程完成，則中央控制單元5以適合于此應(yīng)用的取樣率自光電檢測器4(圖2)收集數(shù)據(jù)。對于DVT檢測，使用6Hz的抽樣率。使用諸如小鍵盤的使用者輸入裝置6及用于輸出的顯示器，例如LCD屏或LED指示器或類似物。也提供用于PC連接、打印機或其他形式的數(shù)據(jù)登記裝置的輸入/輸出埠。
圖3a至3c顯示使用一使用兩個傳感器1、2用于差異信號分析的兩通道系統(tǒng)的本發(fā)明較佳實施例。為檢測DVT，傳感器1、2定位于患者腳底上，此如圖3a所示。3b的配置可給出DVT大概位置的指示。若血管舒縮信號相似，則DVT位于大腿，而若血管舒縮信號不同，則DVT位于小腿。圖3c中的布置指示上肢與下肢之間的脈沖傳輸時間且因此指示動脈僵硬。圖4顯示使用兩通道系統(tǒng)時源自健康受檢者的腳底的信號。各傳感器的信號即使不同也相似。單側(cè)DVT的存在由測量兩個信號之間的任何差異來檢測。
呈遞給使用者的輸出可采取如圖4中所示詳細(xì)顯示自傳感器1、2所收集的血管舒縮信號至簡單指示病狀存在或不存在的形式?？砂凑諔?yīng)用來配置顯示。
若心率在所執(zhí)行的評估中受關(guān)注(例如在自主功能測試中)，則傳感器1、2信號的取樣率使得心率分量可拆分至+/-1ms內(nèi)或更優(yōu)。否則滿足Nyquist要求的取樣頻率合適。
獲自各傳感器1、2的信號經(jīng)受適當(dāng)分析算法。信號尤其經(jīng)受復(fù)解調(diào)，用于研究以具有根據(jù)此應(yīng)用(例如DVT檢測)所選帶寬的特定頻率為中心的血管舒縮活性的算術(shù)技術(shù)。復(fù)解調(diào)算法的輸出由具有有限帶寬，皆以解調(diào)頻率為中心的振幅信號及相位信號組成，其在組合時，產(chǎn)生由振幅及相位兩者調(diào)變的時變信號。
如同圖3a至3c中所示的配置，另一優(yōu)選的實施例具有應(yīng)用于膝下的用于如圖5中所示的四通道系統(tǒng)的另外兩個傳感器7、8。信號經(jīng)過包括過濾及DC移除繼而在一組所選頻率(例如第分鐘8至30循環(huán))下復(fù)解調(diào)的信號預(yù)處理階段。對于每一頻率，計算來自右腳(RF)及左腳(LF)的平均絕對相差(MAPD)以產(chǎn)生譜RFLF(MAPD)且接著由例如預(yù)訓(xùn)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模式分類器使用RFLF(MAPD)以在屏幕上提供“DVT存在(DVT PRESENT)”或“DVT不存在(DVT NOT PRESENT)”的輸出。
對于如圖5中所示的四通道系統(tǒng)，將存在如圖6中所示的六個MAPD右腳左腳RFLF＝平均值(abs(RF(Φ)-LF(Φ)))，右膝左膝RKLK＝平均值(abs(RK(Φ)-LK(Φ)))，右腳右膝RFRK＝平均值(abs(RF(Φ)-RK(Φ)))，左腳左膝LFLK＝平均值(abs(LF(Φ)-LK(Φ)))，右腳左膝RFLK＝平均值(abs(RF(Φ)-LK(Φ)))，右膝左腳RKLF＝平均值(abs(RK(Φ)-LF(Φ)))，此給出六倍的上述兩通道系統(tǒng)的診斷信息。
除檢測DVT以外，本發(fā)明還可監(jiān)控且評估包括糖尿病周圍神經(jīng)病變、嚴(yán)重肢體局部缺血、自主神經(jīng)功能及動脈及靜脈疾病的一系列臨床病狀。
在這些病狀的每一者中，微循環(huán)的血管舒縮活動具有使用適當(dāng)信號處理算法提取且評估的唯一特征。這些算法被調(diào)整到由所關(guān)注的臨床病狀所確定的合適頻帶。算法利用左腳及右腳之間的血管舒縮對稱性質(zhì)且也使用血管舒縮活動的低頻率分量與心率變化的低頻率分量之間的相似性。如圖8中所示，本發(fā)明裝置從血管舒縮信號提取心率變化且同時低頻率心率變化與低頻率血管舒縮變化的直接比較提供關(guān)于糖尿病交感神經(jīng)病變的信息，兩分量之間的任何差異指示糖尿病交感神經(jīng)病變。
圖7顯示與健康人的呼吸阻抗增加及握緊拳頭測試相關(guān)的血管舒縮活性變化。這些測試影響全身血壓及心臟輸出，其轉(zhuǎn)而導(dǎo)致如由腳底上的傳感器所觀察到的心率及血管舒縮活性的神經(jīng)介導(dǎo)響應(yīng)。圖7中休止階段與呼吸阻抗增加及握緊拳頭測試之間的任何信號變化指示糖尿病交感神經(jīng)病變，此歸因于更新腳部微血管的交感神經(jīng)纖維的病變導(dǎo)致血管舒縮行為的顯著變化。
權(quán)利要求
1.一種包含一光傳輸及檢測系統(tǒng)的裝置，其用以評估身體上個別部位處血管舒縮活動以便監(jiān)控及評估包括疑似DVT及糖尿病周圍神經(jīng)病變在內(nèi)的一系列臨床病狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述裝置包含一多通道光傳輸及檢測系統(tǒng)，所述多通道光傳輸及檢測系統(tǒng)包括一個或一個以上波傳感器、控制構(gòu)件，所述波傳感器安置于身體上一個或一個以上部位處，所述控制構(gòu)件用以連續(xù)測量所述或多個部位處所吸收的光且提供與所述或多個部位處絕對值相關(guān)的信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述裝置包含一多通道光傳輸及檢測系統(tǒng)，所述多通道光傳輸及檢測系統(tǒng)包括一個或一個以上波傳感器、控制構(gòu)件，所述波傳感器安置于身體上一個或一個以上部位處，所述控制構(gòu)件用以連續(xù)測量所述或多個部位處所反射的光且提供與所述或多個部位處絕對值相關(guān)的信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述控制構(gòu)件測量所述或多個部位處所吸收的光且提供與所述部位之間的差分值相關(guān)的信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述控制構(gòu)件測量所述或多個部位處所反射的光且提供與所述部位之間的差分值相關(guān)的信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的裝置，其中提取且比較與同時發(fā)生的低頻率心率變化及低頻率血管舒縮變化相關(guān)的信號。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的裝置，其中所述傳感器為紅外波傳感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包含光傳輸及檢測系統(tǒng)的裝置，所述光傳輸及檢測系統(tǒng)具有傳感器(1，2，7，8)、控制構(gòu)件(5)及輸出構(gòu)件(7)。傳感器安置于患者身體上的多個部位且測量這些部位所吸收及/或反射的光且收集與血管舒縮活動相關(guān)的信號。輸出可采取詳細(xì)展示從傳感器(1，2，7，8)所收集的血管舒縮信號直至簡單指示病狀存在或不存在的形式。例如，可通過測量來自患者腳底的兩個傳感器信號之間的差異來檢測單側(cè)DVT的存在。本發(fā)明也可用來提供例如DVT及糖尿病周圍神經(jīng)病變存在與否的指示。
文檔編號A61B5/00GK101039618SQ200580035023
公開日2007年9月19日 申請日期2005年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月20日
發(fā)明者奈杰爾·高夫 申請人:亨特來夫工業(yè)技術(shù)公開發(fā)行股份有限公司