專利名稱：用于確定微血管損傷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種針對小動脈和毛細(xì)血管的微血管疾病的無創(chuàng)確定方法。
背景技術(shù)：
這樣的微血管損傷例如可能由動脈硬化或因糖尿病引起的微血管病變造成。
動脈硬化被認(rèn)為是一種慢性動脈疾病，其中，脂肪沉積在內(nèi)膜(血管壁的 最內(nèi)層)上，隨后管壁發(fā)生鉤化，由此管壁失去彈性(硬化)并最終導(dǎo)致血管 直徑縮小(窄化)。根據(jù)現(xiàn)在的科學(xué)研究，首先脂肪細(xì)胞和炎癥細(xì)胞沉積在受損 的血管壁上，并且這些細(xì)胞由于包括更多的脂肪、鉤鹽和各種細(xì)胞會形成所謂 的斑塊，這些斑塊引起血管直徑縮小。血液流量的下降導(dǎo)致對器官的共給不足， 由此導(dǎo)致缺氧。
對于糖尿病患者，微血管病變由山梨醇成分(Sorbithaushalts)的變化引起。 山梨醇濃度升高會引發(fā)血管內(nèi)壁(內(nèi)膜)肺大，進(jìn)而導(dǎo)致血管直徑變窄，最終 導(dǎo)致血流量下降。
無論是由動脈硬化還是由糖尿病引起的樣i血管病變都會造成孩t血管疾病， 微血管疾病應(yīng)當(dāng)盡早診斷。以下解釋根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)如何進(jìn)行微血管分析，即分 析從毛細(xì)血管到小動脈的狀況。
微血管病可以在顯孩i鏡下以無創(chuàng)或微創(chuàng)的方式等進(jìn)行檢測，或者通過眼底 的鏡檢進(jìn)行。此外，也存在顯示微血管病變的變化的間接指示，如經(jīng)由腎臟的 較低的蛋白流失。
眼底鏡檢-糖尿病型視網(wǎng)膜病變(視網(wǎng)膜微血管的血管病)
在檢查眼底(檢眼鏡檢查法)時，眼科醫(yī)生觀察眼球的 表面。在放大鏡 片的幫助下，眼科醫(yī)生通過瞳孔觀察眼睛內(nèi)部。眼睛必須由光源照亮?；旧洗嬖趦煞N檢查眼底^支術(shù)
直接檢眼鏡檢查法眼科醫(yī)生使用電手持眼窺器(檢眼鏡)。該眼窺器的 光照入患者眼晴，使得眼科醫(yī)生可以看到眼晴內(nèi)部。此檢查相當(dāng)易于實(shí)現(xiàn)，但 是由于很強(qiáng)的放大，只能呈現(xiàn)眼底的很小一部分。另一方面，可非常準(zhǔn)確地評 估視網(wǎng)膜中心的具體情況，例如視神經(jīng)的出口點(diǎn)、黃斑和中心血管。
間接檢眼鏡檢查法眼科醫(yī)生伸開的手臂將放大鏡置于患者眼睛前面。 眼科醫(yī)生將持有放大鏡的手支撐于患者額頭上，另一只手持有光源。通過這種 技術(shù)，眼底的圖像將被放大大約2.5倍并顛倒。與直接檢眼鏡檢查法相比，優(yōu)點(diǎn) 在于更大的視野和提高的景深(Tiefenschaerfe)。當(dāng)然，該間接技術(shù)需要醫(yī)生更 多的練習(xí)。間接檢眼鏡檢查法可以安裝于眼科醫(yī)生的核心檢查設(shè)備裂隙燈(檢 查顯微鏡)中。這使得檢查人員可是使用兩只眼睛(雙目)檢查并額外提高了 視覺效果。
曱床顯微鏡法-主要由糖尿病引起的肢端微血管病變
特別是在該病變的早期階段，借助于甲床毛細(xì)血管顯微鏡法(或者更好的 是視頻型甲床毛細(xì)血管顯微鏡法)可以很好地檢查和診斷末梢的微血管病變。 作為唯一的簡單且非損傷的方法，毛細(xì)血管顯微鏡法允許直接檢查和評估皮膚 的微循環(huán)和毛細(xì)血管的看得見的表現(xiàn)。當(dāng)在檢查中使用視頻技術(shù)時，還可以獲 得毛細(xì)血管中的動態(tài)過程。通過毛細(xì)血管顯孩t鏡法，可以在顯孩t鏡下直接對毛 細(xì)血管中的血流進(jìn)行觀察。毛細(xì)血管損傷可通過使用熒光色素呈現(xiàn)。這可在身 體表層的任何地方實(shí)現(xiàn)，優(yōu)選是在甲床的褶皺處。通過這些最小血管的看得見 的表現(xiàn)和空間分布，以及根據(jù)類似的可觀察的血流，可對微循環(huán)功能失常作出 診斷。
尿液中的微白蛋白-糖尿病腎病(腎臟血管的微血管病變) 如果血糖處于較高水平較長時間，身體中的所有蛋白質(zhì)將強(qiáng)烈糖化。腎臟 中的細(xì)小血管的壁同樣由蛋白質(zhì)構(gòu)成，這些血管組成用于過濾的精密網(wǎng)絡(luò)。如 果糖化的蛋白質(zhì)置于該血管壁內(nèi)，則血管壁膨脹，并且網(wǎng)絡(luò)會變得更粗糙，從 而降低腎臟的過濾能力。更大的分子可以通過變得粗糙的網(wǎng)絡(luò)而進(jìn)入尿液。白蛋白是在功能受限的情況下通過腎臟進(jìn)入尿液的主要蛋白質(zhì)之一，在尿液中可 以檢測出這些蛋白質(zhì)?，F(xiàn)在，已有非常精密的測量方法可以檢測出非常少量的 蛋白質(zhì)。
活檢(微創(chuàng))
在活檢中，從身體中取下組織樣本。病理學(xué)家在顯微鏡下檢查取下的組織。 但是，所述檢測方法中也包含化學(xué)分析。從活檢獲得的發(fā)現(xiàn)使得可以對被檢組 織的顯微結(jié)構(gòu)(組織結(jié)構(gòu))下結(jié)論。
經(jīng)皮氧氣分壓測量
經(jīng)皮氧氣分壓測量是一種用于確定在皮膚表皮上的氧氣分壓的無創(chuàng)方法， 允許(粗略)估計(jì)血液流通情況。為了能夠準(zhǔn)確診斷，這種檢查方法通常需要 與另一方法一同使用。
以下將簡述^f艮據(jù)現(xiàn)有技術(shù)如何實(shí)施大血管分析，也就是分析較大動脈的狀況。
借助于血管多普勒法和其它血管學(xué)放射線學(xué)和容量掃描圖像法，可以評估 較大血管的狀況。但是，這些在大血管病診斷領(lǐng)域中處理，而大血管病診斷并
不明確指示存在孩i血管病。 超聲
借助于超聲進(jìn)行的血管診斷又分成聲學(xué)方法和導(dǎo)像法。通常聲學(xué)方法就是 所謂的珍袖多普勒法。在這樣的方法中，利用多普勒效應(yīng)將血流信息轉(zhuǎn)換成聲 信號。為此，檢測耦合的聲波的(由血紅細(xì)胞散射的)回聲，該回聲已相對于 輸入信號偏移了多普勒頻率。因?yàn)檠艿淖兓瘯?dǎo)致血流的變化，在對應(yīng)血管 改變的位置上的聲信號也會改變。像導(dǎo)多普勒法基于與借助于珍袖多普勒^r查 相同的原理，不同的是，所記錄的頻率偏移信號不是轉(zhuǎn)換為聲信號而是轉(zhuǎn)換成 可視信號。
但是，借助于超聲檢測，通常只能在較大的動脈(直徑d大于3mm)中檢 測到血管的窄化和硬化。較小的血管幾乎不能通過超聲來呈現(xiàn)，更無法呈現(xiàn)這 些血管的可能的變化。但是，當(dāng)檢測到較大血管的窄化時，動脈硬化已達(dá)到不可逆轉(zhuǎn)階段。
血管造影法
血管造影法是一種用于血管診斷的方法，其基于血管的X射線診斷表示。 為此，患者將被注射X射線造影劑，該造影劑在X射線畫面中可凸顯血流。通 過這種方法，小血管(直徑小于lmm)也可以呈現(xiàn)，由此可實(shí)現(xiàn)動脈硬化的早 期判斷。但是，血管造影法是一種復(fù)雜且并非沒有危險(xiǎn)的方法。
冠狀血管造影法
冠狀血管造影法是心臟冠狀動脈血管的血管造影法，因而是特殊類型的X 射線檢查，其中，可以看見冠狀動^c。通過心臟導(dǎo)管，冠狀動^c的內(nèi)腔^l注入 冠狀動脈的X射線造影劑填充。造影劑填充物可借助于X射線輻射而變得可見， 并顯示在膠片上，或者現(xiàn)今通常保存在數(shù)字存儲媒介上。所述填充物用于診斷 冠狀動脈的形態(tài)學(xué)狀況，并用于定位血管窄化的位置以及其類型和范圍。
容量描記法
阻抗容量描記法是以待檢查的組織部分的交流電阻(阻抗)的測量為基礎(chǔ) 的醫(yī)學(xué)檢查方法的名稱。對于此方法，通過兩個電極將電流輸送至患者的組織 中。由于該電流的原因，在待檢查的組織部分中建立電場，此電場受血管內(nèi)血 液的動脈脈動的影響而變化。阻抗容量描記法用于確定"永沖波的運(yùn)行時間并分 析脈沖波的形狀，因?yàn)樵趧用}血管系統(tǒng)中的病理變化會對動脈脈沖波及其波形 產(chǎn)生影響。但是，此方法僅適用于手臂和腿部的大血管，幾乎不能用于較小的 血管(例如手指和肢端)。
光容量描記法通常^皮描述為光度測量法，其中，對:取決于血液脈動的組織 部分的光吸收進(jìn)行記錄。診斷的可能情況對應(yīng)于阻抗容量描記法，不同的是， 此方法可在肢端用于檢查小血管。但是，對于動脈硬化的較少的已知階段，對 動脈硬化可能性的診斷確認(rèn)不顯著，而僅僅對于明顯^f旦不可逆轉(zhuǎn)的動脈硬化， 診斷更為可靠
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)一種用于可靠確定微血管損傷的無創(chuàng)方法。
根據(jù)本發(fā)明，此目的是通過權(quán)利要求1所述的特征來實(shí)現(xiàn)的。
在用于無創(chuàng)確定微血管疾病的方法中，會確定血管中第 一血液成分的容積
脈搏演變(Volumenpulsverlauf)。此外，還會確定血管中不同于第一血液成分的 第二血液成分的容積脈搏演變。所述第二血液成分可以例如是血液中的總血紅 蛋白。接下來，會在第一血液成分的容積脈搏演變和第二血液成分的容積月永4專 演變中檢測可比較的參考點(diǎn)，例如局部最大值。然后，確定第一和第二血液成 分的容積脈搏演變中已檢測到的差別點(diǎn)的時間差。
本發(fā)明的方法的前提條件是第二血液成分與紅細(xì)胞有關(guān)，如血紅蛋白衍生 物。第一血液成分在其物理特征如大小、重量、密度等方面必須要明顯不同于 第二血液成分。第一血液成分優(yōu)選是水。然而也可以由其他血液成分如血漿中 的脂質(zhì)、血漿蛋白等形成。
本發(fā)明的方法的基礎(chǔ)在于微血管疾病會導(dǎo)致血管流通能力發(fā)生變化。特別 是會出現(xiàn)毛細(xì)血管中紅細(xì)胞流通能力下降。原因在于，紅細(xì)胞大于毛細(xì)血管的 實(shí)際直徑。只有借助于血管和紅細(xì)胞的良好彈性以及血流通道的未被縮小的橫 截面，才可保證紅細(xì)胞正常運(yùn)動，從而運(yùn)送足夠的氧氣。毛細(xì)血管中的氣體交 換通過紅細(xì)胞與血管壁之間的緊密接觸和盡可能大的表面接觸實(shí)現(xiàn)。在毛細(xì)血 管中對于紅細(xì)胞的流通能力的改變會導(dǎo)致例如血液中的血紅蛋白容積脈搏和水 容積脈搏之間的時間差。由于大量的更小的水分子能過;[艮快的通過狹窄的位置， 或者說它們的速度與血管壁的彈性無關(guān)，從而導(dǎo)致該時間差會一直傳播到動脈。 通過檢測到的在第一血液成分和第二血液成分(如紅細(xì)胞)的容積脈搏演變上 的時間差，可以得出關(guān)于血管狀況的信息。例如，如果第一血液成分的容積脈 搏與第二血液成分的容積脈搏之間的時間差的量大于特定閥值，則可診斷為微 血管疾病。合適的閥值可4艮據(jù)各癥狀方面來確定。
如果存在微血管疾病，則除了水容積脈搏和第二血液成分的容積脈搏之間 的時間差之外，通常會出現(xiàn)容積脈搏演變的形狀的變化。因此，通過檢測到的 第 一血液成分的容積脈搏演變的形狀與第二血液成分的容積脈搏演變的形狀，同樣可以得出血管狀況的信息。
通過測量第 一血液成分的流速演變以及第二血液成分的流速演變，可以獲 得更多的信息。優(yōu)選是使用激光多普勒法測量流速。
到目前為止所描述的方法步驟的背景是，不同的血液成分由于微血管病變 的原因會以不同的狀況以及分別以不同的速度通過毛細(xì)血管系統(tǒng)。在心臟收縮 周期內(nèi)，這會導(dǎo)致在毛細(xì)血管前各血液成分相對于彼此的濃度和速度出現(xiàn)短期 變化。這些變化會向后持續(xù)到小動脈。其后果是，各血液成分的容量和/或流脈 沖(其優(yōu)選是同時記錄)會相互偏離。流脈沖理解為血液成分的流速。各血液 成分之間的偏離可以是在流速演變(流脈沖演變)和/或容積脈搏演變方面的特 征結(jié)構(gòu)不同以及時間偏移。容積脈搏優(yōu)選是使用容量描記法記錄，而流脈沖優(yōu) 選是借助于激光多普勒法記錄。
血液和血液成分的流動主要由心室收縮(也就是通過"擠壓，，)引起。假設(shè)在 理想情況下沒有血管阻力，只存在一個流脈沖。由于容量突然增加以及由于實(shí) 際的血管阻力，在心臟收縮后，左心室流出管道(主動脈)會首先擴(kuò)張。 一方 面，主動脈的功能是將血液分配到身體的各部分，另外，由于主動脈具有彈性， 主動脈會在其入口區(qū)域?qū)⒚}沖血流轉(zhuǎn)換成均衡的血流。此效果稱為為彈性功能
(Windkesselfimktion )。因此，心室和彈性功能(Windkesselfunktion)都對于血 流或流脈沖起決定作用。例如，通過激光多普勒流測量，可確定流脈沖曲線， 從該曲線中可得出血管中紅細(xì)胞和其他血液成分的實(shí)際流速，即這些微粒以多 快的速度前進(jìn)。
除血流(流脈沖)外還存在壓力或容積脈搏，壓力或容積脈搏可以以脈沖 波的形式被記錄下來。受實(shí)際血管阻力的影響，即血液在心室收縮后不能以無 阻礙的方式流動，所以引起血管的局部擴(kuò)張，該擴(kuò)張以脈沖波的形式從主動脈 傳播到身體各部分。與之相關(guān)的是局部局部壓力和容量增加，此增加可由光或 阻抗光容量描記法測量。在心室收縮后立刻產(chǎn)生脈沖波，脈沖波遠(yuǎn)快于血流(平 均血流流速為大約5-20cm/s,平均力永沖波速度為大約600-1000cm/s )。
因此，流速和脈沖波速度是兩個不同的、相互疊加的現(xiàn)象，其可4皮相互獨(dú)立的纟企測和估計(jì)。流速通常表示為時間函數(shù)V(t)，然而有時也可^皮稱為流"永沖
(Flusspuls ) i(t)。
第 一血液成分和第二血液成分的容積脈搏演變的測量優(yōu)選由以下方法實(shí) 現(xiàn)。首先從輻射源發(fā)出具有兩個不同波長的至少兩個測量輻射，測量輻射可以 連續(xù)發(fā)射，但是優(yōu)選是順序發(fā)射。每個波長的測量輻射中由需要4全查的身體部 分(如人的手指)反射和穿透的部分被一個或多個光接收器(如光電二極管) 接收。在該過程中，水和其他血液成分的取決于波長的吸收能力影響光強(qiáng)度。 檢測并存儲兩個波長的測量輻射的脈動的演變。優(yōu)選地，在多個脈動周期上求 平均。
本發(fā)明涉及的步驟，例如根據(jù)使用的兩個波長的強(qiáng)度演變確定第一血液成 分和其他血液成分的容積脈搏演變，還有確定在容積脈搏演變中的可比較的參 考點(diǎn)，以及確定所確定參考點(diǎn)的時間差，將與患者身體的身體數(shù)據(jù)的檢測獨(dú)立 地進(jìn)行。例如，可以對患者身體進(jìn)行用于檢測兩個波長處的吸收值的測量，且 這些吸收值被存儲以進(jìn)行后續(xù)處理?，F(xiàn)在，借助于發(fā)明性的上述步驟，這些被 存儲的吸收值可在另 一地點(diǎn)或另 一時間-波繼續(xù)處理。所確定的值的處理可例如 由與患者身體沒有聯(lián)系的計(jì)算設(shè)備(如計(jì)算機(jī))來處理。因此，本發(fā)明方法的 主要步驟的執(zhí)行可以與患者在場與否無關(guān)。
例如，用于執(zhí)行本發(fā)明方法的合適的裝置已在由申請人提交的專利申請 "Vorrichtung zum Ermitteln von Konzentrationen von Blutbestandteilen (用于確定 血液成分濃度的裝置)，，中做過描述。也可以使用其他用于確定不同血液成分的容 積脈搏演變的合適裝置。
特別優(yōu)選的是，所述至少兩個使用的波長包括基本上只被第二血液成分吸 收且不被第一血液成分吸收的第一波長。這可以例如是在大約500nm至600nm 范圍內(nèi)的波長。具有此波長的輻射基本上只被血液中的血紅蛋白吸收，而不會 被第一血液成分所吸收。而且，優(yōu)選是使用的第二波長基本上只被水吸收而不 會被第二血液成分吸收。這可以例如是在大約11 OOnm至1300nm范圍內(nèi)的波長。 該波長基本上只被第一血液成分吸收而不會被血紅蛋白吸收。通過使用這些合適的波長，可簡單地確定第 一血液成分的容積脈搏演變和第二血液成分的容積 脈搏演變。在此，各血液成分的容積脈搏演變與所發(fā)射的每一波長的輻射的所
測強(qiáng)度演變對應(yīng)。
在以下內(nèi)容中將筒述用于確定流速的激光多普勒法。
在激光多普勒類型的流測量中，激光被射入組織中。該激光中的至少一部 分會入射到移動的血紅蛋白，則由于光學(xué)多普勒效應(yīng)，激光的頻率發(fā)生偏移。 從所述組織散射回來的波列在傳感器的光探測器上發(fā)生干擾?；诋a(chǎn)生的光電 流，能夠確定多普勒頻率并由此確定血液流速的度量。
另外，基于由激光多普勒法測得的流速的演變，可以與容積脈搏曲線的形 狀分析類似地進(jìn)行所確定的曲線的形狀分析。
利用特定的參考，關(guān)于幅度演變、最大值和最小值、上升等，考查所測得 的容積脈搏曲線的形狀。另外，可以在波長的各個周期之間考查容積脈搏曲線 的形狀的變化性。同樣，也可以在周期內(nèi)考查第一血液成分的脈沖曲線與第二 血液成分的脈沖曲線之間的輪廓差別。以最后所述的兩步為基礎(chǔ)，同樣可以考 查總的變化性。在考查兩個容積脈搏曲線之間的時間差的過程中，在除了最大 值之外還可以使用局部最小值。
在以下內(nèi)容中根據(jù)附圖闡述發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。


附圖中所示
圖1為水和血紅蛋白的容積脈搏演變的圖形表示。
圖2為用于確定不同血液成分的容積脈搏演變的合適裝置的示意性表示。
圖3表示水和血紅蛋白部分的吸收系數(shù)。
圖4為動脈系統(tǒng)中流脈沖曲線的圖形表示，且
圖5為根據(jù)脈沖曲線形狀確定的參數(shù)的圖形表示
具體實(shí)施方式
通過發(fā)射波長大約為1200nm的測量輻射確定血管系統(tǒng)中的水的容積脈搏 演變。對于該波長，檢測要檢查的身體部位(如人的手指)隨時間對所述波長 的吸收。因?yàn)樵摬ㄩL基本上只被血液中的水吸收，但基本上不會被血紅蛋白所 吸收，所以水的容積脈搏演變可直接從所確定的吸收演變得出。相應(yīng)地，總血 紅蛋白的容積月永4f演變通過大約為500-600nm的波長確定，因?yàn)榇瞬ㄩL只由血 紅蛋白吸收，而血液中的水對該波長的吸收可被忽略。
為了能夠使這兩個容積脈搏演變能夠相互比較，優(yōu)選是確定可比較的參考 點(diǎn)，這種情況下為局部最大值、在水的相應(yīng)強(qiáng)度曲線的有效點(diǎn)以及在血紅蛋白 部分的強(qiáng)度曲線中的有效點(diǎn)之間的時間差以及幅度關(guān)系。接下來，確定在水和 血紅蛋白部分的強(qiáng)度演變中所確定的局部最大值的時間差厶t,或計(jì)算時間差的 比以及幅度差的比。
如在圖1中所示，水的容積脈搏演變比血紅蛋白部分的容積脈搏演變超前 At。這意味著血液中的血紅蛋白部分由于血管的特定變化而被延遲。由延遲的 程度(At的量)可得出血管的狀態(tài)信息。特別地，這樣可以以無創(chuàng)、快速、簡 單的方式診斷孩i血管疾病。
用于比較不同波長的強(qiáng)度曲線的另一個參數(shù)例如是各強(qiáng)度曲線內(nèi)的時間差 的比。因此，在脈沖周期內(nèi)強(qiáng)度曲線的兩個最大值(由二波脈(Dikrotie)引起) 的時間間隔Dl或D2以及由此得出的時間比Dl/D2有重要含義。
另外，幅度比可以相互比較。為此，適合將兩個不同波長的脈動幅度A1和 A2相互校準(zhǔn)，也就是各自設(shè)置為100%。然后，由二波脈引起的相對幅度差A(yù)D1 與Ao2可以相對于脈沖波的第二主最大值而被設(shè)置成與最大幅度Al和A2有關(guān)， 并且這些比AD1/A1和AD2/A2可以相互比較。
另外，各血液成分的容積脈搏演變可分成各個周期(ai， bp Cl...; a2，b2， c2...)，在此，對血液成分的容積脈搏演變的各個周期(aP bP c卜.)關(guān)于它們 的變化性進(jìn)行考查。由容積脈搏演變的兩個周期之間的差可得出關(guān)于血管狀態(tài) 的其它信息。從水(aj的容積脈搏演變的形狀與同一周期的血紅蛋白部分(a2) 的容積脈搏演變的形狀之間的不同可以得出更多發(fā)現(xiàn)。此外，將最后兩個所述比較步驟結(jié)合可用于獲取更多進(jìn)一步的結(jié)果。
為了關(guān)于時間差、形狀以及幅度比來比較兩個波長的不同強(qiáng)度曲線，通常 不要求知道絕對強(qiáng)度比，因?yàn)橹匾膬H僅是這些參數(shù)與最大脈動強(qiáng)度變化的相 對變化。
在又一步驟中，例如通過激光多普勒法確定水和血紅蛋白部分的流速，使 得可以由所確定的流速得出其他信息，其中，激光多普勒法對于不同的血液成 分同樣反應(yīng)靈壽文。
圖4中示出動脈系統(tǒng)中的流脈沖，其中，在動^^系統(tǒng)的入口處還處于^^動
的流呈現(xiàn)出隨著距主動脈瓣的距離的增大(在圖4中向右)而一直更加連續(xù)的
特性。在毛細(xì)血管中，流脈沖幾乎完全被抑制。
圖2示例性示出適于確定不同血液成分的容積脈搏演變的合適的裝置。該 裝置包括輻射源12以及光電二極管形式的第一反射輻射接收器18,輻射源12 和第一反射輻射接收器18^^皮容納在第一容納單元28中。與第一容納單元28相 對放置的是第二容納單元30 ，光電二極管形式的第二輻射接收器22被容納在第 二容納單元30中。在第一容納單元28和第二容納單元30之間，形成接收空間 38,該接收空間38適于容納要檢查的身體部分16，如人的手指。通過輻射源 12,優(yōu)先順序地發(fā)射波長大約為500-600nm和1100-1300nm的測量輻射14。測 量輻射14的一部分20 ^^朝向反射光電二極管18反射，而測量輻射14的又一 部分24朝向透射光電二極管22傳送。如果較長波長的測量輻射通過透射被捕 獲且較短波長的測量輻射通過反射被捕獲，則是有利的。
不同血液成分對所4吏用波長的吸收以及對所接收強(qiáng)度的吸收方面的不同基 于朗伯-比爾定律(Lambert-BerrschenGesetz)。透射強(qiáng)度根據(jù)下列公式計(jì)算<formula>formula see original document page 14</formula>
其中
E為消光比 I為出射/透射強(qiáng)度Io為入射強(qiáng)度
S為摩爾消光系數(shù) C為濃度
d為層厚
朗伯-比爾定律描述了輻射強(qiáng)度在穿過吸收物質(zhì)時隨物質(zhì)的濃度如何變化。 這樣，根據(jù)透射光部分與入射光部分之間的比得出消光比。在當(dāng)前情況下，層
厚d的直徑由于血液脈動的原因會出現(xiàn)微小的變化，從而會引起小的強(qiáng)度調(diào)制， 該強(qiáng)度調(diào)制幾乎線性對應(yīng)于層厚變化。依賴關(guān)系的線性是直接由朗伯-比爾定律 的連續(xù)發(fā)展(Reihenentwicklung)引起的，在此，連續(xù)發(fā)展的線性部分已經(jīng)以足 夠的精度描述了吸收和層厚d之間的相互關(guān)系。另一方面，層厚的變化對應(yīng)于 容積脈搏演變。此外，特別是在評估所記錄的強(qiáng)度演變的有效點(diǎn)的時間差的過 程中，根本不要求距離d與強(qiáng)度I之間呈線性關(guān)系。
用于執(zhí)行本發(fā)明方法的合適的裝置在申請人提交的專利申請"Vomchtung zum Ermitteln von Konzentrationen von Blutbestandteilen (用于確定血液成分濃度 的裝置)"中做過特別描述。只要存在用于確定不同血液成分的容積脈搏演變的其 它合適的裝置，這些裝置同樣可以使用。本發(fā)明因此也涉及用于確定不同血液 成分的容積脈搏演變以檢測孩支血管疾病的裝置。
所確定的關(guān)于測量輻射14的兩個所使用的波的吸收值被存儲，緊接著重新 順序地發(fā)射測量輻射14的兩個波長。每次測量輻射14重復(fù)發(fā)射時，會關(guān)于每 一個波長存儲檢測到的吸收值，于是，所存儲的吸收值會與關(guān)于測量輻射14的 每一所用波長的吸收的時間進(jìn)程的表示結(jié)合。通過這些吸收進(jìn)程可確定水以及 總血紅蛋白的容積脈搏演變。
圖5中示出能夠從脈沖曲線提取的可能的參數(shù)。這些參數(shù)可以是來自容積 脈搏曲線的參數(shù)，以及來自流速演變曲線的參數(shù)?；谶@些有效的參數(shù)，如上 所述，可以獲取血管狀況的信息。
權(quán)利要求
1、一種用于確定微血管疾病的方法，包括步驟a)確定血管系統(tǒng)中第一血液成分的容積脈搏演變，b)確定血管系統(tǒng)不同于所述第一血液成分的第二血液成分的容積脈搏演變，c)確定所述第一血液成分的容積脈搏演變中和所述第二血液成分的容積脈搏演變中的可比較的參考點(diǎn)，d)確定所述第一血液成分和第二血液成分的容積脈搏演變中所確定的參考點(diǎn)的時間差(Δt)和/或確定在所述第一血液成分的容積脈搏演變中和所述第二血液成分的容積脈搏演變中參考點(diǎn)之間的幅度或時間差，接著計(jì)算在所述第一血液成分和所述第二血液成分的容積脈搏演變之間的所確定的幅度或時間差的比。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)步驟a)和b)確定所述第 一血液成分和所述第二血液成分的容積脈搏演變包括步驟 通過輻射源(12)發(fā)射具有兩個不同波長的至少兩個測量輻射， 通過一個或多個光接收器(18; 22)接收從要檢查的身體部分(16)發(fā) 出的不同波長的測量輻射， 確定由血液脈動引起的接收強(qiáng)度的脈動部分以及所得到的脈動吸收變 化， 執(zhí)行上述方法步驟一次或多次，針對每一個重復(fù)循環(huán)，存儲關(guān)于測量輻射(14)的每個波長的相應(yīng)脈動強(qiáng)度演變， 將存儲的脈動強(qiáng)度演變與關(guān)于所述測量輻射(14)的每一所用波長的強(qiáng)度的時間演變的表示結(jié)合， 基于所述測量輻射(14)的不同波長的^r測到的強(qiáng)度演變，確定所述第一血液成分和所述第二血液成分的容積脈搏演變。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述測量輻射(14)優(yōu)選是連續(xù)發(fā)射并且由至少兩個光接收器(18; 22)接收這些測量輻射，在此，由所述光 接收器(18; 22)通過結(jié)構(gòu)性設(shè)計(jì)或通過附著的過濾器可檢測所用波長中的相 應(yīng)波長。
4、 才艮據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述兩個測量輻射(14)以定時 的方式發(fā)射，并且所述一個或多個光接收器(18; 22)以該定時體制被激活， 使得關(guān)于所述兩個波長中的每一個波長能夠確定準(zhǔn)連續(xù)的強(qiáng)度曲線。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2-4中任意一項(xiàng)所述的方法，配置一個或多個光接收器(18; 22),用于檢測反射的(20)測量輻射(14)或者透射的(24)測量輻射(14)， 或者檢測由待檢查的身體部分(16)發(fā)出的所述測量輻射(14)的兩個部分。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2-5中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述至少兩個所使 用的波長為第一波長和第二波長，所述第一波長基本上僅被所述第二血液成分 吸收而不被所述第一血液成分吸收，所述第二波長基本上僅被所述第一血液成 分吸收而不被所述第二血液成分吸收。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述第一血液成 分和所述第二血液成分的容積脈搏演變中的所述可比較的參考點(diǎn)為局部最大值 或最小值。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第二血液成分 為血液中的總血紅蛋白。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第一血液成分 為血液中的水。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，由所述時間差(At) 的值或者由所述第 一和第二血液成分的容積脈搏演變之間的幅度和時間差的比 得出有關(guān)血管狀況的信息。
11、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其中，如果所述時間差(At)的值超出閥值， 則檢測為微血管疾病。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1-11中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于還包括步驟 測量所述第 一血液成分的流速以及第二血液成分的流速。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，由所述第一血液成分的測得的流速以 及所述第二血液成分的測得的流速得出有關(guān)血管狀況的信息。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1-13中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，由所述第一血液成分的所確定的容積脈搏演變的形狀和所述第二血液成分的容積脈搏演變的形 狀得出有關(guān)血管狀況的信息。
15、 根據(jù)權(quán)利要求1-14中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，由所述第一血液 成分的流速演變的形狀和所述第二血液成分的流速演變的形狀得出有關(guān)血管狀 況的信息。
16、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，確定所述第一血液成分的流速 和所述第二血液成分的流速是由激光多普勒法執(zhí)行的。
17、 根據(jù)權(quán)利要求1-16中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，確定所述第一血 液成分的容積脈搏演變優(yōu)選是僅由透射測量執(zhí)行的，并且確定所述第二血液成 分的容積脈搏演變優(yōu)選是由反射測量執(zhí)行的，其中，由相對于關(guān)于第二血液成分的輻射具有更大波長的輻射確定所述第一血液成分的容積脈搏演變。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種針對微血管疾病的無創(chuàng)確定方法。首先確定血管中第一血液成分的容積脈搏演變和血管中不同于第一血液成分的第二血液成分的容積脈搏演變，然后確定在第一血液成分的容積脈搏演變和第二血液成分中的容積脈搏演變中的可比較的參考點(diǎn)，最后確定第一血液成分和第二血液成分中的容積脈搏演變中所確定的參考點(diǎn)的時間差(Δt)。
文檔編號A61B5/026GK101641045SQ200880009515
公開日2010年2月3日 申請日期2008年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月23日
發(fā)明者托馬斯·西普納, 米歇爾·阿爾特 申請人:安維爾蒂斯股份有限公司