[發明專利]利用黑色素校正確定組織氧飽和度

有效

• 申請號: 201780038467.7
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN109414226B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 凱特·利安·貝克特爾;金伯利·梅里特·舒爾茨;亞歷克斯·邁克爾·馬吉奧特;喬治·愛德華·凱克特
• 申請（專利權）人: 維奧普蒂克斯公司
• 主分類號: A61B5/145
• 分類號: A61B5/145;A61B5/1455;A61B5/1477
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 孫敏

一種血氧計探頭，其在確定組織的氧飽和度時考慮組織顏色(例如，膚色或黑色素含量)以提高準確度。光從光源傳輸到具有黑色素(例如，真黑素或褐黑素)的組織中。由檢測器接收從組織反射的光。確定補償因子以考慮由于黑色素引起的吸收。血氧計使用該補償因子并確定黑色素校正的氧飽和度值。

相關申請

本申請要求2016年4月21日遞交的62/325,919、2016年4月22日遞交的62/326,630、62/326,644和62/326,673的美國專利申請的權益。這些申請以及這些申請中引用的所有其他參考文獻通過引用并入本申請。

背景技術

本發明總體涉及監測組織中氧含量的光學系統。更具體地，本發明涉及光學探頭(例如，血氧計)，其包括光學探頭的傳感器頭上的源和檢測器，并且使用局部存儲的模擬反射曲線來確定組織的氧飽和度。

血氧計是出于各種目的用于測量人類和生物中組織的氧飽和度的醫療裝置。例如，血氧計在醫院和其他醫療設施中用于醫療和診斷目的(例如，手術、患者監測、或救護車或用于諸如缺氧等的其他移動監測)；運動場上的運動和競技目的(例如，專業運動員監控)；對個體進行個人或家庭監控(例如，一般健康監測、或馬拉松人員訓練)；和獸醫目的(例如，動物監測)。

脈搏血氧計和組織血氧計是以不同的原理操作的兩種類型的血氧計。脈沖血氧計需要脈沖以起作用。脈搏血氧計通常測量由脈動的動脈血引起的光吸收。相反，組織血氧計不需要脈沖以起作用，并且可以用于對已經與血液供應斷開的組織瓣進行氧飽和度測量。

例如，人體組織包括各種光吸收分子。這種發色團包括氧合血紅蛋白、脫氧血紅蛋白、黑色素、水、脂質和細胞色素。在大部分可見光和近紅外光譜范圍內，氧合血紅蛋白、脫氧血紅蛋白和黑色素是組織中最主要的發色團。在某些波長的光下，氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白的光吸收顯著地不同。組織血氧計可以通過利用這些光吸收差異來測量人體組織中的氧含量。

盡管現有的血氧計成功，但是，仍然希望通過例如提高測量精度；減少測量時間；降低成本；減小尺寸、重量或形狀因數；降低功耗；以及其他原因以及這些測量的任何組合來改進血氧計。

具體地，在區域和局部層評估患者的氧合狀態非常重要，這是因為它是患者局部組織健康狀況的指標。因此，血氧計通常用于懷疑患者的組織氧合狀態可能是不穩定的臨床環境中(例如，在手術和恢復期間)。例如，在手術期間，血氧計應能夠在各種非理想條件下快速地傳送準確的氧飽和度測量。雖然現有的血氧計已經足以用于絕對準確性并不重要且僅趨勢數據就足夠了的術后組織監測，但是在手術期間需要準確性，在手術中，可以使用點檢查來確定組織是否仍然存活或需要被移除。

因此，需要改進的組織血氧計探頭和使用這些探頭進行測量的方法。

發明內容

一種血氧計探頭，其在確定組織的氧飽和度時考慮組織顏色(例如，膚色或黑色素含量)以提高準確度。光從光源傳輸到具有黑色素(例如，真黑素或黑色素)的組織中。由檢測器接收從組織反射的光。確定補償因子以考慮由于黑色素引起的吸收。血氧計使用該補償因子并確定黑色素校正的氧飽和度值。

在實施方式中，為了計算氧飽和度，血氧計探頭利用相對大量的模擬反射曲線來快速確定所研究組織的光學性質。組織的光學性質允許進一步確定組織的氧合血紅蛋白濃度和脫氧血紅蛋白濃度以及組織的氧飽和度。

在一個實施方式中，血氧計探頭可以在不需要脈搏或心跳的情況下測量氧飽和度。本發明的血氧計探頭適用于許多醫學和手術領域(包括整形手術)。血氧計探頭可以在沒有脈搏的情況下對組織進行氧飽和度測量。這種組織可能已經與身體(例如組織瓣)分離，并將被移植到身體的其他位置。本發明的各方面也可適用于脈搏血氧計。與血氧計探頭相比，脈搏血氧計需要脈搏才能起作用。脈搏血氧計通常測量由脈動的動脈血引起的光吸收。