使用散斑对比分析的深层组织血流仪的利记博彩app
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉参考
[0002] 本申请要求2013年1月23日提交的美国临时申请No. 61/755700和美国临时申 请No. 61/830256的优先权。每个运些申请的全部内容被引入作为参考。
技术领域
[0003] 本公开设及用于测量深层组织血流的系统和方法，特别是通过无创光学方法。
【背景技术】
[0004] 扩散相关光谱值C巧是用于探测深层组织血流的一种无创光学方法。DCS的原理 基于W下事实，在一个足够小的区域测量的透射光强度将主要由于在漫射光传播的过程中 散射体（如红血细胞）的运动而波动。因此，当从波动的透射光强度计算出自相关函数时， 自相关的衰减率会随血液流速增加而成比例地增大。
[0005] 虽然在深层组织成功地监测平均微循环，DCS有几个缺点，包括复杂的硬件要求 (例如相干长度长的激光、光子计数雪崩光电二极管、快速计数器等），非平凡数据分析（例 如快速自相关计算、通过优化的模型拟合等），低采样率和低的信道数，使得多信道测量困 难。运些限制对将DCS应用作为一个稳定的实时的临床监测设备是一种挑战。因此，需要 一种用于血液灌注的无创实时测量的改进方法，其具有降低的计算复杂性、降低的费用、高 采样率和多信道性能。
【发明内容】
[0006] 本文公开了一种用于确定患者的血流的方法，该方法包括：将相干光引导到患者 皮肤的第一位置上；成像患者皮肤的第二位置，其中所述相干光的一部分被在患者皮肤下 方的血流散射，使得所述散射的光是在第二位置至少部分地可检测的；和基于所述第二位 置的图像计算血流。
[0007] 在一些实施例中，所述计算可包括计算所述散斑对比。在一些实施例中，计算所述 散斑对比包括将强度的标准偏差除W第二位置的图像的平均强度。在一些实施方案中，血 流可W在患者皮肤表面之下至少5mm。在一些实施方案中，第一和第二位置可W是在患者的 四肢上。在一些实施方案中，第一和第二位置可W是在患者的脚上。在一些实施方案中，成 像所述第二位置可W包括用多像素图像传感器采集图像。在一些实施例中，相干光可W包 括来自激光器的光。在一些实施方案中，第一和第二位置可W是分开至少10毫米。在一些 实施方案中，该方法可W进一步包括将血流的信号发送给操作者。
[0008] 本文还公开了用于确定患者的血流的方法，该方法包括：将相干光引导到患者皮 肤的第一位置上；检测在患者皮肤的第二位置的光强度的时间序列测量，其中所述相干光 的一部分被在患者皮肤下方的血液流散射，使得所述散射光是在第二位置至少部分地可检 测的；和基于所述时间序列测量计算血流。
[0009] 在一些实施例中，所述计算可包括计算空间域和时域对比。在一些实施例中，计算 时域散斑对比可包括将强度的时间标准偏差除W在第二位置的时间平均强度。在一些实施 方案中，血流可W在患者皮肤表面之下至少5mm。在一些实施方案中，第一和第二位置可W 在患者的脚上。在一些实施方案中，第一和第二位置可W分开小于10毫米。在一些实施方 案中，第一和第二位置可W分开至少10毫米。在一些实施方案中，该方法可W进一步包括 将血流的信号发送给操作者。在一些实施例中，所述信号发送可W包括提供血流的可听、可 视或触觉标记。
[0010] 本文还公开了用于评估组织中的血流的系统，该系统包括：配置为将光施加到组 织上的相干光源；配置为采集图像的多像素图像传感检测器，所述图像包括穿过所述组织 的光的至少一部分，其中所述光至少部分地被血流散射；配置成分析所述图像W确定所述 组织中的血流量的分析器；和配置为提供表示由分析器确定的血流的信号的反馈装置。
[0011] 在一些实施方案中，多像素图像传感器可W包括CCD照相机。在一些实施方案中， 分析器可被配置为通过将强度的标准偏差除W平均强度来计算空间散斑对比。在一些实施 方案中，该系统可W被配置为基本上实时地提供表示血流的信号。
【附图说明】
[0012] 图1是用于测量混浊媒介流的系统的框图。
[0013] 图2是在多层组织中散射光穿透和检测的示意图。
[0014] 图3A是扩散相关光谱值CS)系统的示意图。
[001引图3B是散斑对比分析值SCA)系统的示意图。
[0016] 图4是在袖带堵塞协议过程中血流随着时间的DCS和DSCA测量的曲线图。
[0017] 图5是空间域DSCA的示意图。
[001引图6A是作为a化的函数的1/KS2的数值模拟的曲线图。
[0019] 图她是1/KS2随测量的血流速率绘制的曲线图。
[0020] 图6C是用于S个光源-检测器分开距离的1/KS2作为血流速率的函数的曲线图。
[0021] 图抓是用于各种光源-检测器分开距离的血流敏感度的曲线图。
[0022] 图7是模拟血流实验的示意图。
[0023] 图8是使用空间域DSCA计算血流量的方法的流程图。
[0024] 图9是使用时间域DSCA计算血流量的方法的流程图。
【具体实施方式】
[00巧]在过去十年左右，DCS技术已经被开发、验证和用于无创探测在深部组织的脉管如 脑、肌肉和乳腺的血流信息。不同于一些其它的血流测量技术，例如正电子发射断层扫描 (PET)、单光子发射计算机断层扫描（SPECT)W及氣增强计算机断层扫描狂eCT)，DCS使用 非电离福射并且不需要造影剂。它不干扰如起搏器的常用医疗设备和金属植入物。因此它 具有在临床设置中用于癌症治疗监测和床边监护的潜力。
[0026] 然而，传统的DCS分析受限于长的观测时间、高的成本，并且同时测量的信道数量 低。解决运些限制的一个因素依赖于非常敏感的光检测器和随后的自相关计算。改进的血 流仪系统通过使用统计分析而不必依赖于对快速时间序列数据的自相关分析而提供了具 有成本效益的实时测量。运种统计分析可使用多像素图像传感器来在空间域中实施，或使 用低速计数器而在时域中实施。多像素图像传感器也可W被用于时域分析，使得单个或多 个像素用作一个单独的检测器，运是特别适合于多通道的应用。在各种实施方案中，运种方 法可用于测量血流，无论是绝对的、相对的或两者兼而有之。
[0027] 图1是用于测量混浊媒介流的系统的框图。样本102包括其中的异构基质。在该 基质中具有包括随机排序的微循环通道的嵌入式流层，小颗粒207W无序的方式移动通过 所述通道。例如，在一些实施方案中，所述样本可W是身体组织，具有外周动脉和毛细血管 的复杂网络。光源108将光投射到样本102中。检测器110可W检测被微循环通道207的 移动颗粒散射的光线。检测器110可被定位成接收从光源投射到样本并扩散通过所述样本 的光。在一些实施方案中，检测器可W通过单模光纤禪接到样本。在一些实施方案中，检测 器可W是多像素图像传感器，例如CCD照相机，用于成像样本的一个区域。在其它实施方案 中，检测器可W是光子计数雪崩光电二极管（APD)或光电倍增管（PMT)。由于颗粒在任意方 向流动，来自光源108的光的散射将是变化的，导致将被检测器110检测到的强度波动。 [002引分析器112禪合到检测器110和被配置成接收来自检测器110的信号。依赖于时 间的强度波动反映在样本102中的颗粒207的依赖于时间的位移，并且相应地，来自检测器 110的信号可用于确定在样本102中的颗粒207的流速。
[0029] 由分析器112确定的血流速率或其它特征可W输出到显示器114。因此所测得的 数量可W经由显示器114提供给操作者。在各种不同的实施方案中，所述操作者可W是临 床医生、诊断医生、外科医生、手术助手、护±或其它医务人员。在一些实施例中，所述测量 可W经由显示器114基本上实时地提供。在一些实施例中，所述测量可W经由显示器114 在测量后大约1秒内提供，即在散射光被检测器检测到的时间后约1秒之内，所述测量可经 由显示器114来提供。在各种实施方式中，所述测量可W在从测量起少于约10分钟、小于 约5分钟、小于约1分钟、小于约30秒、小于约10秒钟或小于约1秒内提供。
[0030] 图2是在多层组织内漫反射光穿透和检测的示意图。如图所示，光源202和检测 器204两者都相邻地位于组织206的一部分