[发明专利]确定绝对和相对组织氧饱和度

说明书

血氧计探头可由用户配置成处于测量值的绝对报告模式和相对报告模式。绝对模式和相对模式的测量值包括绝对氧饱和度、相对氧饱和度、绝对血红蛋白含量、相对血红蛋白含量、绝对血量、相对血量。用于确定并报告个体患者的相对或绝对血红蛋白含量或相对或绝对血量的相对模式和绝对模式在确定在例如皮肤的组织中施用影响血流但不影响氧饱和度的例如肾上腺素的药物的功效时是有益的。在这些相对模式中的血氧计探头将所施用药物的功效显示为相对血红蛋白含量或相对血量下降或上升的报告值。

相关专利申请的交叉引用

本申请要求于2016年4月22日提交的以下美国专利申请62/326,630、62/326,644和62/326,673的权益。这些申请通过引用的方式连同这些申请中引用的所有其他参考文献并入本文中

背景技术

本发明总体涉及监测组织中的氧含量的光学系统。更具体地，本发明涉及光学探头，比如血氧计，该光学探头包括在光学探头的传感器头部上的源和检测器，并且使用本地存储的模拟反射率曲线来确定组织的氧饱和度。

血氧计是为了各种目的测量人类和生物中的组织的氧饱和度的医疗装置。例如，血氧计在医院和其他医疗设施中用于医疗和诊断目的(例如，手术、患者监测或救护车或其他移动监测，例如，组织缺氧)；在体育领域中用于运动和竞技体育目的(例如，职业运动员监测)；对个体进行个人或家庭监测的目的(例如，一般健康监测或马拉松人员训练)；以及兽医目的(例如，动物监测)。

脉搏血氧计和组织血氧计是以不同的原理运行的两种类型的血氧计。脉搏血氧计需要脉搏才能起作用。脉搏血氧计通常测量由脉动动脉血引起的光吸收。相比之下，组织血氧计不需要脉搏才能起作用，并且可以用于对已经与血液供应断开的组织瓣进行氧饱和度测量。

作为实例，人体组织包含各种光吸收分子。这种发色团包括氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白、黑色素、水、脂质和细胞色素。在大部分可见光和近红外光谱范围内，氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白和黑色素是组织中最主要的发色团。在某些波长的光下，氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的光吸收显著不同。组织血氧计可以通过利用这些光吸收差异来测量人体组织中的氧含量。

尽管现有的血氧计成功，但仍然希望通过以下方式来改进血氧计，例如：提高测量精度；减少测量时间；降低成本；减小尺寸、重量或形状因子；降低功耗；以及其他原因，以及这些测量的任何组合。

特别是，在区域和局部层面评估患者的氧合状态是重要的，因为它是患者局部组织健康状态的指标。因此，血氧计通常用于临床环境中，比如在手术和恢复期间，其中可能怀疑患者的组织氧合状态是不稳定的。例如，在手术过程中，血氧计应当能够在各种非理想条件下快速提供准确的氧饱和度测量。虽然现有的血氧计已经足够用于绝对准确性并不重要而仅趋势数据就足够的术后组织监测，然而，在手术期间需要精确度，在手术期间可以使用抽样检查来确定组织是否可以存活或需要移除。

因此，需要改进的组织血氧计探头和使用这些探头进行测量的方法。

发明内容

血氧计探头利用相对大量的模拟反射率曲线以快速确定所研究组织的光学性质。组织的光学性质允许进一步确定组织的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白浓度以及组织的氧饱和度。

在一个实施方式中，血氧计探头可以测量氧饱和度而不需要脉搏或心跳。本发明的血氧计探头适用于许多医学和手术领域，包括整形手术。血氧计探头可以在没有脉搏的情况下对组织进行氧饱和度测量。这种组织可能已经与身体分离(例如皮瓣)，并将被移植到体内的另一个位置。本发明的方面也可以应用于脉搏血氧计。与血氧计探头相比，脉搏血氧计需要脉搏才能起作用。脉搏血氧计通常测量由脉动动脉血引起的光吸收。

在实施方式中，确定并显示氧合测量的相对值，比如相对氧饱和度测量值，使得血氧计探头的使用可以确定随时间影响氧饱和度的施用药物(比如肾上腺素或其他药物)的效力。