[發(fā)明專利]一種局部腦組織血氧血容絕對(duì)量檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310727464.8
• 申請(qǐng)日: 2013-12-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103735274A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李婷;趙越;李凱;孫云龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B5/1455
• 分類號(hào): A61B5/1455
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51227
• 代理人: 王偉;周永宏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種局部腦組織血氧血容絕對(duì)量檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

測(cè)量腦組織血氧飽和度的濃度，并觀察其隨時(shí)間變化的規(guī)律，有助于了解腦疾病患者及手術(shù)過(guò)程中的患者局部腦組織血氧飽和度的絕對(duì)值濃度，為醫(yī)生的診斷提供依據(jù)。

相對(duì)于廣泛使用的醫(yī)學(xué)檢測(cè)技術(shù)：核磁共振成像技術(shù)（fMRI）、正電子發(fā)射斷層成像（PET）、腦電/時(shí)間相關(guān)電位（EEG/ERP），新興的近紅外腦功能光譜術(shù)或成像（NIRS/fNIRI）具有可便攜，價(jià)格低廉，時(shí)間分辨率高，非侵入性檢測(cè)等優(yōu)勢(shì)。近紅外光譜術(shù)作為一項(xiàng)非侵入式光學(xué)監(jiān)測(cè)手段，其應(yīng)用范圍越來(lái)越普遍，主要被用來(lái)觀察皮層區(qū)域血液動(dòng)力學(xué)變化，具體包括含氧血紅蛋白（HbO2）和脫氧血紅蛋白（Hb）濃度變化，腦血流（cerebral?blood?flow,CBF）以及腦血容量（cerebral?blood?volume,CBV）變化。

目前，研究人員一般利用光學(xué)方法對(duì)人體組織血氧飽和度的參數(shù)進(jìn)行無(wú)創(chuàng)檢測(cè)。在使用近紅外光譜方法檢測(cè)人體組織氧的技術(shù)發(fā)明專利中，發(fā)明專利ZL200310113534.7提出的吸氧刺激下新生兒腦部局部組織氧飽和度的檢測(cè)方法，是對(duì)新生兒的局部腦組織在吸氧刺激下的血氧飽和度變化的相對(duì)量測(cè)量，不能進(jìn)行絕對(duì)量測(cè)量，因此不能反映病人與正常人之間的差異，或者病變區(qū)域與正常區(qū)域的差異。發(fā)明專利ZL200610112598.9提供的人體組織氧合與還原血紅蛋白絕對(duì)量的檢測(cè)方法也只做到了對(duì)人體組織氧合與還原血紅蛋白的相對(duì)量測(cè)量，不能提供基線的準(zhǔn)確測(cè)量，因此也無(wú)法實(shí)現(xiàn)絕對(duì)量的檢測(cè)。此外，目前大部分文獻(xiàn)是利用頻域的方法對(duì)人體組織的血氧參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。如M.A.McIntosh團(tuán)隊(duì)，就通過(guò)多距離頻域測(cè)量（FDMD）的方法對(duì)腦組織的含氧血紅蛋白進(jìn)行了絕對(duì)量的測(cè)量，但該方法使用光纖束，成本過(guò)高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種成本低廉、可靠性高的局部腦組織血氧血容絕對(duì)量檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法，無(wú)創(chuàng)、實(shí)時(shí)地檢測(cè)局部腦組織的血氧血容量絕對(duì)值，從而正確反映局部腦組織病變區(qū)域與正常區(qū)域的差異，方便定量比較不同人的血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)差異，提高檢測(cè)診斷的可靠性與可行性。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種局部腦組織血氧血容絕對(duì)量檢測(cè)裝置，包括能發(fā)射紅外光到待測(cè)局部腦組織表面、并探測(cè)從待測(cè)局部腦組織表面反射回來(lái)的光強(qiáng)的光學(xué)探頭，以及控制所述光學(xué)探頭發(fā)射、獲取光學(xué)信號(hào)的控制器；所述光學(xué)探頭包括一個(gè)以上可發(fā)出至少兩種波長(zhǎng)近紅外光的光源和設(shè)置在所述光源周?chē)囊粋€(gè)以上探測(cè)通道，所述探測(cè)通道包括兩個(gè)以上光敏探測(cè)器。

本發(fā)明的光學(xué)探頭可以采用一個(gè)可發(fā)出至少兩種波長(zhǎng)近紅外光的光源，所述光源中心點(diǎn)與所述光敏探測(cè)器中心點(diǎn)之間的距離為2.5cm～4.5cm，這樣可以保證達(dá)到理想的探測(cè)深度；同一探測(cè)通道上相鄰的兩個(gè)光敏探測(cè)器的中心點(diǎn)之間的距離不超過(guò)1cm；同一探測(cè)通道上相鄰的兩個(gè)光敏探測(cè)器的中心點(diǎn)與光源中心點(diǎn)之間的兩根連線的夾角α的取值范圍為0<α<13.5⁰。

所述光敏通道可以采用兩個(gè)光敏探測(cè)器，兩個(gè)光敏探測(cè)器的中心點(diǎn)與光源中心點(diǎn)之間的兩根連線的夾角α的取值范圍為4.9⁰<α<9.5⁰。

所述光敏通道還可以采用三個(gè)光敏探測(cè)器，相鄰兩個(gè)光敏探測(cè)器的中心點(diǎn)與光源中心點(diǎn)之間的連線的兩個(gè)夾角取值范圍均為0～6⁰。

本發(fā)明的光學(xué)探頭也可以采用兩個(gè)以上至少可發(fā)出兩種波長(zhǎng)近紅外光的光源，相鄰兩個(gè)光源中心點(diǎn)之間的距離不超過(guò)1cm。

本發(fā)明的光學(xué)探頭可以是四個(gè)均勻分布在同一條直線上的光源和兩組分布在所述光源所在直線上下兩側(cè)的探測(cè)通道，每組探測(cè)通道包括五個(gè)均勻分布的探測(cè)通道，相鄰的兩個(gè)光源之間共用該兩個(gè)光源之間的兩個(gè)探測(cè)通道。

本發(fā)明還提供了一種上述裝置檢測(cè)血氧血容量絕對(duì)量的方法，該方法為：

1）光源照射到待測(cè)局部腦組織表面，利用下式計(jì)算光密度OD：