[发明专利]根据热生成估算器官的局部代谢率及估算用于灌注组织体积的局部血流量的装置

说明书

本申请提供系统，所述系统包括控制器、具有至少一个温度传感器的插入装置以及联接至所述控制器的泵。所述插入装置向所述控制器提供受试者器官处/的温度测量值，所述控制器改变注入液流量以引发至少部分受试者器官内的温度变化，并将灌注引发温度变化期间的温度测量值储存在存储装置中。所述控制器可以根据灌注引发温度变化期间获取的温度测量值估算至少部分受试者器官的至少一个血流动力特征。

背景技术

本申请涉及用于在血管内介入期间估算受试者器官的局部代谢率和血流量的系统和方法。

更特别地，本申请描述了在外科手术中连续、实用地估算典型血管生理变量(局部脑血流(rCBF)、局部脑代谢率(rCMR)、局部脑血管阻力(rCVR)、局部脑灌注体积(rCPV))；并由其计算已识别的(脑血流自主调节)或新的关键病理-生理阈值(灌注保留阈值(PST)(特别是温度、动脉血氧分压(PaO2)、平均动脉压(MAP)) 和/或新血管生物标记(再灌注严重程度指数(RSI)、再灌注充血指数(RHI))的估算值的有效新方法。这些值也可以用于确定以及被操纵用于最优动脉内低温和药物输送。本申请重点关注大脑，但所述方法也可以用于心脏和肾等其它器官。

代谢率是指活的生物体内代谢发生的速度。器官如大脑的代谢率通常是指器官消耗燃料、氧气、葡萄糖等的速度。虽然大脑占全部体重的大约2％，但其消耗输送到身体其它部位的总氧气量的10％～20％。此外，与其它器官不同，大脑整体并不具有“休息”状态。而是被认为一直是“活跃的”。

正常、清醒个体的大脑氧代谢率(CMRO2)是普遍已知的。正常、清醒个体的rCBF也是普遍已知的。与正常或基准速度的偏差可以表明大脑的相对健康状况。对此，已经提出许多程序来利用成像系统估算大脑的代谢率和/或rCBF，所述成像系统如正电子发射计算机断层扫描系统(PET)、单光子发射计算机断层扫描系统(SPECT) 及磁共振成像系统(MRI)。标题为“Systems and Methods for Determining Metabolic Rate Using TemperatureSensitive Magnetic Resonance Imaging”的美国专利公开No.20090198122讨论了其中一种程序，此公开以引用形式并入本文。但是，在确定代谢率和血流量时，成像系统有其缺点。特别地，成像系统一般只提供给定时间的器官代谢率“快照”。重复扫描通常既不实用也不经济，因而无法提供充分的解决方案。而且，在血管内介入期间，这些成像系统无法在不显著延迟或不中断治疗的情况下使用。

此外，几乎所有药物都是通过口服、静脉注射或皮肤途径给药。已经付出了大量经验、专业知识、惊人的知识产权、以及大量努力来有效解决各种问题以精确制造可以以这种方式给药的药物和载体。不管给药方式如何，血管内皮毒性都是许多药物所面临的问题，并且被认为是引发与药物治疗相关的大量短期和长期病症的原因。因此，需要药物管理系统及相应的程序来控制药物毒性及其对非目标组织的影响。此外，在不知道局部血流量、被灌注组织体积及能量代谢的情况下，动脉内药物输送期间正确的药物剂量也是一大挑战。因此，需要系统及使用此类系统的相应程序，其不限于以这种和/或其它方式解决上述一个或多个问题。

发明内容

本文公开的系统及使用此系统的相应程序致力于解决与急性缺血性脑卒中的当前诊断模式相关的下述一个或多个问题：(1)成像系统只提供缺血性组织损伤所涉及过程的不完整“快照”；(2)再灌注治疗过程中反复脑成像或监测既不实用也不经济；以及(3)在选定的接受血管内再通治疗(ERT)的患者体内，无法在整个干预期间进行器官生理状态和缺血性损伤的进一步评估。