專(zhuān)利名稱(chēng)：身體監(jiān)測(cè)設(shè)備、身體數(shù)據(jù)采集方法和確定傷口的存在、位置和/或階段的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種身體監(jiān)測(cè)設(shè)備。本發(fā)明還涉及一種身體數(shù)據(jù)采集方法。
此外本發(fā)明涉及一種確定傷口的存在、位置和/或階段的方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，光(尤其是IR和/或紅色光)對(duì)人體具有有益的影響，比如但并不限于有效減輕肌肉的疼痛和關(guān)節(jié)的僵硬；除去或減少例如潰瘍處的細(xì)菌或者加快傷口的愈合；刺激纖維原細(xì)胞產(chǎn)生膠原質(zhì)，以用于穩(wěn)定結(jié)締組織并愈合傷口 (例如燒傷中壞死的深度)；光"^秀導(dǎo)血管和淋巴管舒張以用于輔助減肥、治療痤瘡和/或除皺；預(yù)防和/或治愈像濕瘆之類(lèi)的炎癥；治愈一些特殊的皮膚病等等。
通過(guò)將光作用于人體(即光療)，可以縮短意外事故或手術(shù)后的住院時(shí)間并加快例如在家中的恢復(fù)時(shí)間。美學(xué)/美容療法(例如可以改善皮膚)也可以得益于光療。已知的有利的光療設(shè)備裝配有LED(發(fā)光二極管)以用于向皮膚發(fā)射光。
存在許多不同種類(lèi)的傷口 。所謂的局部厚度傷口滲透到皮膚的外層(表皮和表面的真皮)并且通過(guò)上皮組織(皮膚)的再生而愈合，而全厚度傷口涉及真皮(深層的皮膚和脂肪)和深層組織的損失以及血管的破裂，其中在愈合過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生傷疤。
而且，傷口可以根據(jù)程度分類(lèi)。I級(jí)傷口的特點(diǎn)是紅色或變色、溫
熱、和腫脹或堅(jiān)硬。n級(jí)傷口部分滲透到皮膚。ni級(jí)全厚度傷口滲透到
將皮膚和脂肪與深層組織隔開(kāi)的堅(jiān)硬的白膜(筋膜)上。IV級(jí)傷口可以破壞肌肉或骨頭并且可以造成對(duì)鄰近組織的影響。IV級(jí)傷口還包括手術(shù)
后的傷口，即經(jīng)歷過(guò)外科手術(shù)的器官或組織中的傷口。
治療傷口有不同的方法。例如，在胸部的傷口(比如心臟外科手術(shù)和/或肺部手術(shù)造成的傷口)中，所述傷口可能位于身體中相對(duì)較深位的地方。因此，盡管表皮中的手術(shù)切口已經(jīng)愈合，但在更深層處可能發(fā)生感染。在這種情況下，有時(shí)會(huì)重新切開(kāi)傷口以清除傷口感染液，并且在一定時(shí)間內(nèi)保持傷口打開(kāi)和/或在其中提供一個(gè)引流管以使得身體排出傷口液。當(dāng)感染得到控制后，傷口通常會(huì)再次愈合。通過(guò)皮膚發(fā)紅，觸診時(shí)體驗(yàn)的疼痛和/或傷口的腫脹，皮下感染可以變得可見(jiàn)。根據(jù)已知的
臨床實(shí)踐，早期階段感染的檢測(cè)很困難。例如，在感染的情況下，周?chē)慕M織可以被充分灌注(即在愈合的最后階段)，但在其本身感染的部位，傷口液將不會(huì)有高血液灌注。在低灌注情況下組織可能會(huì)發(fā)生壞死并且壞死的組織應(yīng)當(dāng)盡快清除，在深層也是如此。可以利用與灌注相關(guān)的血氧飽和度來(lái)衡量傷口的愈合情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供用于獲得關(guān)于傷口愈合的數(shù)據(jù)的方法。本發(fā)明得另一 目的是獲得關(guān)于傷口愈合的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的這些和其他的目的可以單獨(dú)地或以組合的方式實(shí)現(xiàn)，并且沒(méi)有以任何重要的或優(yōu)選的次序來(lái)展示，本發(fā)明的下面的各個(gè)方面也是如此。
在第一方面，提供了一種身體監(jiān)測(cè)設(shè)備，其具有一表面并被配置以應(yīng)用于身體上和/或身體附近，該設(shè)備包括至少一個(gè)光源和至少一個(gè)光電
檢測(cè)器，其中所述至少一個(gè)光源在至少一個(gè)遠(yuǎn)離所述表面的方向上發(fā)射光并且其中所述至少一個(gè)光電檢測(cè)器被配置以檢測(cè)由所述至少一個(gè)光源發(fā)射的并由身體在朝向所述表面的方向上反射的光。
該身體監(jiān)測(cè)設(shè)備能夠及時(shí)地監(jiān)測(cè)身體的變化和/或(異常)常態(tài)，例如傷口狀態(tài)。通過(guò)將檢測(cè)的信號(hào)與例如來(lái)自醫(yī)療科學(xué)的已知數(shù)值和/早期的記錄數(shù)據(jù)比較，可以發(fā)現(xiàn)變化和/或異常，和/或可以確定(或至少估
計(jì))身體的局部狀態(tài)。
在第二方面，提供了一種獲得身體數(shù)據(jù)的方法，其中至少一個(gè)波長(zhǎng)
范圍的光發(fā)射到身體特定深度的部分，其中在所述深度至少有一部分光被反射，并且其中被反射的光被檢測(cè)到并被轉(zhuǎn)換成信號(hào)。
在另 一方面，提供了 一種用于通過(guò)由至少一個(gè)光源發(fā)射光到身體上來(lái)檢測(cè)傷口的存在，位置和/或階段的方法，其中所發(fā)射的光至少部分地被身體反射，從而使用至少一個(gè)光電檢測(cè)器來(lái)檢測(cè)來(lái)自所述身體部分的反射光。
5在又一個(gè)方面，提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括一算法并被配置以檢測(cè)由身體上反射的信號(hào)并將該信號(hào)與預(yù)先確定的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，其中所述算法被配置以轉(zhuǎn)換和/或比較所述信號(hào)。


為了說(shuō)明本發(fā)明，將參照附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明的實(shí)施例。在附圖
中
圖1示出使用中的身體監(jiān)測(cè)設(shè)備的實(shí)施例的示意性橫截面和圖；圖2示出身體監(jiān)測(cè)設(shè)備的實(shí)施例的透視圖；圖3示出使用中的身體檢測(cè)設(shè)備的實(shí)施例的頂視圖；圖4示出光穿過(guò)皮膚的示意圖；圖5A-5D示出了隨著時(shí)間變化的光強(qiáng)的圖表；圖6示出了隨著波長(zhǎng)變化的光吸收(消光系數(shù))的圖表；圖7示出身體監(jiān)測(cè)設(shè)備的另一個(gè)實(shí)施例的附圖。在此描述中，相同或相應(yīng)的部位具有相同或相應(yīng)的附圖標(biāo)記。所示的示范性實(shí)施例不應(yīng)以任何方式解釋為限制本發(fā)明，而應(yīng)僅僅用作說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式
圖l示出身體監(jiān)測(cè)設(shè)備l的實(shí)施例。 一系列光源^-D連接到電源7以從身體局部4的附近向身體局部4發(fā)射光。在本說(shuō)明書(shū)中，主要涉及多個(gè)0LED2 (有機(jī)發(fā)光二極管)作為光源2，雖然也可以應(yīng)用其他光源2(比如例如LED2、激光器二極管2等等)。提供光電檢測(cè)器3A-D以將由身體局部4反射的光轉(zhuǎn)換為信號(hào)。應(yīng)當(dāng)注意，光線(xiàn)可以被皮膚反射同樣也可以被組織、器官、血液、血管或其他在所述皮下的或暴露在例如傷口或手術(shù)切口中的要素反射。提供處理電路5以轉(zhuǎn)換信號(hào)并且將信號(hào)與儲(chǔ)存在儲(chǔ)存器裝置8中的預(yù)先確定的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，其中采用在特定醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中公知的算法和預(yù)先確定的數(shù)據(jù)。處理電路5可以例如通過(guò)無(wú)線(xiàn)裝置連接到各個(gè)0LED2和光電檢測(cè)器3,從而使得在人體沒(méi)有連接到計(jì)算機(jī)的電線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)期間可以很方便地穿上身體監(jiān)測(cè)設(shè)備?？梢蕴峁┯脩?hù)通信面板6以將所檢測(cè)的已轉(zhuǎn)換為人類(lèi)可讀形式的信號(hào)傳輸?shù)嚼邕h(yuǎn)距離處的專(zhuān)家。因此，可以獲得非侵入式身體監(jiān)測(cè)設(shè)備l。
可以自動(dòng)調(diào)節(jié)身體監(jiān)測(cè)設(shè)備1以改進(jìn)治療方法。例如，可以調(diào)整由
6各個(gè)OLEDZ發(fā)射的光的波長(zhǎng)、脈沖占空比和/或強(qiáng)度，這將在本說(shuō)明書(shū)中闡明。此外，例如除了自動(dòng)控制以外，還可以通過(guò)用戶(hù)通信面板6來(lái)手動(dòng)調(diào)節(jié)身體監(jiān)測(cè)設(shè)備l。
可以通過(guò)對(duì)反射光線(xiàn)的檢測(cè)(例如通過(guò)檢測(cè)傷口的顏色信息)來(lái)估計(jì)傷口的狀態(tài)。光源2和光電檢測(cè)器3的陣列可以用于光線(xiàn)療法和監(jiān)測(cè)特定的身體局部。如圖2所示，借助于例如(0) LED技術(shù)，可以得到一種柔性的、構(gòu)造相對(duì)平坦的身體檢測(cè)設(shè)備l，其能夠與患者身體的局部的曲線(xiàn)吻合。光線(xiàn)療法和(0) LED監(jiān)測(cè)技術(shù)的結(jié)合能夠產(chǎn)生一種自我調(diào)節(jié)的治療設(shè)備1，該設(shè)備能夠通過(guò)監(jiān)測(cè)結(jié)果觸發(fā)自動(dòng)調(diào)節(jié)光線(xiàn)療法的設(shè)置(例如波長(zhǎng))，而且患者在穿著該設(shè)備的同時(shí)能夠保持活動(dòng)自由。例如，通過(guò)使用(0) LED技術(shù)可以得到一種造型很薄的設(shè)備1 (例如厚度小于7mm，優(yōu)選地小于5咖，例如大約膏藥的厚度)，該設(shè)備可以在距身體局部4的例如小于IO,且最優(yōu)地介于0和lmm之間的近距離位置向身體局部4發(fā)射光線(xiàn)。此外，在實(shí)施例中，鋰電池被用作電源7，其能夠被配置為薄的和/或柔性的。因此，在實(shí)施例中，得到一種基本上可以像膏藥一樣容易使用的智能的治療設(shè)備l。
如圖1和圖2所示，所述身體監(jiān)測(cè)設(shè)備具有底面18和頂面19。由各個(gè)0LED2在至少身體局部4的方向上發(fā)射的遠(yuǎn)離底面18的各向同性的光20,可以滲透到身體局部4的內(nèi)部(例如從身體局部4的表面到設(shè)備l所作用到的位置的距離d、 d，達(dá)到幾個(gè)mm或甚至幾個(gè)cm)，并且在穿過(guò)身體局部4時(shí)被散射和反射。在滲透之后， 一些被散射和反射的光通過(guò)身體局部4的表面返回并且被光電檢測(cè)器3A-D中至少一個(gè)檢測(cè)到。因此，在實(shí)施例中，從圖l中可以看出，光電檢測(cè)器3大約位于與各個(gè)0LED2相同的平面上，或者位于與其平行的平面上。這可以有利地應(yīng)用于本發(fā)明的相對(duì)平坦的實(shí)施例中。在使用中，身體監(jiān)測(cè)設(shè)備l的實(shí)施例可以覆蓋身體局部4，其中光電檢測(cè)器3檢測(cè)0LED2所發(fā)射的并由身體局部反射的光，光電檢測(cè)器3和0LED2可以定位于幾乎整個(gè)所述身體局部4周?chē)戏降奈恢茫瑥亩鴻z測(cè)反射光線(xiàn)。
如在光散射領(lǐng)域內(nèi)所公知的， 一束從0LED2傳輸?shù)焦怆姍z測(cè)器3的被檢測(cè)光線(xiàn)(例如被檢測(cè)光子)的平均路徑可以描述為香蕉形的輪廓9，10，或者或多或少?gòu)澢腣字形輪廓9， 10。在圖1中，香蕉形的輪廓9或10由兩條虛線(xiàn)表示，其中相對(duì)于遠(yuǎn)離身體局部外表面的深度，兩條虛線(xiàn)之間的距離逐漸增加(因此呈"香蕉狀，，)。
從圖l可以看出，在有利實(shí)施例中，第一個(gè)光電檢測(cè)器3B檢測(cè)由0LEDM發(fā)射的光，所述光從距應(yīng)用身體監(jiān)測(cè)設(shè)備1的表面第一距離d的深度被反射。另一個(gè)光電檢測(cè)器3C到0LED2A的距離比第一個(gè)光電檢測(cè)器3B到0LED2A的距離相對(duì)遠(yuǎn)一些，其檢測(cè)由0LED2A發(fā)射的光，該光從深度達(dá)到比第一距離d更深的第二距離的d'的地方被反射。原則上，發(fā)光的0LED2和光電檢測(cè)器3之間更大的距離s會(huì)導(dǎo)致更大的深度d，而d'可以從該信息中得到。這可以從本領(lǐng)域中預(yù)先公開(kāi)的知識(shí)中獲得，而且可以從檢測(cè)信號(hào)隨著距離s的增加而呈指數(shù)下降的事實(shí)中獲得。此夕卜，隨著距離s的增加，更多的光將通過(guò)外表面離開(kāi)身體局部(除非應(yīng)用反射涂層)。這貢獻(xiàn)了下列知識(shí)在增加的那段距離s'處離開(kāi)身體局部并由并被光電檢測(cè)器3檢測(cè)的光，平均將傳輸通過(guò)增加的深度d'。眾所周知，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)法則，d=s/2。光可以滲透到身體上所有光被吸收的深度處。在一些實(shí)施例中，對(duì)于某種組織，這可以例如達(dá)到幾十厘米(比如20厘米)，這取決于被光滲透的組織的成分和發(fā)射光線(xiàn)的波長(zhǎng)。對(duì)于光線(xiàn)在早期階段就接觸到骨骼的身體局部，光傳輸路線(xiàn)將會(huì)縮短。光滲透到身體局部4的表面下一定毫米或厘米處的影響在于光可以促進(jìn)在所述表面下的某些治療過(guò)程。例如，根據(jù)本發(fā)明的光線(xiàn)療法和監(jiān)測(cè)可以在手術(shù)后皮膚傷^已經(jīng)愈合時(shí)應(yīng)用于皮下器官的手術(shù)后創(chuàng)傷11。此外，可以推遲手術(shù)后皮膚傷疤的治愈和/或愈合(例如與創(chuàng)傷11同一時(shí)間治愈)，以用于在治療過(guò)程中額外刺激創(chuàng)傷11直到創(chuàng)傷11達(dá)到某個(gè)的階段。
圖3中的以頂視圖方式示出了身體監(jiān)測(cè)設(shè)備2的基本實(shí)施例。在該特定實(shí)施例中，各個(gè)0LED2位于傷疤12的一側(cè)而光電檢測(cè)器3位于傷疤12的另一側(cè)。為了調(diào)節(jié)深度，可以根據(jù)上述原理調(diào)節(jié)一排LED18和光電檢測(cè)器19之間的距離s。
此外，可以通過(guò)調(diào)節(jié)波長(zhǎng)來(lái)改變發(fā)射到身體的光線(xiàn)的傳輸深度d、 d'。某些波長(zhǎng)的光被某些組織吸收，而其他波長(zhǎng)的光可以通過(guò)，或被散射和/或被反射?？梢酝ㄟ^(guò)改變波長(zhǎng)來(lái)改變光線(xiàn)滲透到身體的深度，從而使得可以瞄準(zhǔn)位于表面下的特定身體局部。例如這有利于治療在身體局部4(例如皮膚)的表面下擴(kuò)展的創(chuàng)傷11 (圖1)。由于大部分創(chuàng)傷具有比周?chē)M織更多的其他光吸收性，因此通過(guò)光電檢測(cè)器3檢測(cè)的散射光和發(fā)射光進(jìn)將局部改變。在圖4中，近似指示了特定波長(zhǎng)的光滲透到身體中的過(guò)程。數(shù)字以mn為單位表示波長(zhǎng)，而數(shù)字所涉及的直線(xiàn)表示光傳輸路徑。例如，直線(xiàn)13是指波長(zhǎng)約為800nm的光，其滲透到身體的相對(duì)較深的地方，甚至進(jìn)入皮下組織層17。在該圖中，指示了角質(zhì)層14、表皮層15、真皮層17和上述皮下組織17。
根據(jù)已經(jīng)滲透到身體4并且被光電檢測(cè)器3轉(zhuǎn)換為信號(hào)的反射光線(xiàn)，通過(guò)利用預(yù)先確定的數(shù)據(jù)和/或算法并且通過(guò)將檢測(cè)信息及時(shí)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器裝置8中，可以確定身體局部4的狀態(tài)，例如感染狀態(tài)或至少是身體局部4的狀態(tài)的變化。接下來(lái)，該信息能夠用來(lái)優(yōu)化光治療，例如用來(lái)調(diào)節(jié)治療區(qū)域和/或調(diào)節(jié)光的波長(zhǎng)以治療在特定深度處的特定身體局部。由于治療過(guò)程在時(shí)間和位置上發(fā)生改變，可以在監(jiān)測(cè)發(fā)生的同時(shí)對(duì)治療進(jìn)行不斷地改善和/或調(diào)節(jié)。
由于各個(gè)0LEDs2典型地發(fā)射波長(zhǎng)范圍通常為約50 - 100nm的光，例如大約在650nm與700nm或400nm與500nm之間。在實(shí)施例中，可以使用多種類(lèi)型具有不同的波長(zhǎng)范圍的各個(gè)OLED 2。在使用時(shí)，可以轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)于所期望的波長(zhǎng)(即針對(duì)目標(biāo)深度和/或組織)的0LED2的類(lèi)型，并且/或者可以調(diào)節(jié)發(fā)射屬性(比如強(qiáng)度和/或脈沖占空比)。為此，例如可以疊加不同的OLED薄片。由于0LED2可以被配置為透明的，因此可以保持相對(duì)筒單的配置。在實(shí)施例中，LED和/或各個(gè)0LED2用作光電二極管3和光源2，從而使得可以相對(duì)容易和廉價(jià)地制造身體監(jiān)測(cè)設(shè)備l。當(dāng)然，可以將不同波長(zhǎng)的各個(gè)0LED2彼此相鄰地布置在一排中/或多排的組合中，并且可以配置不同類(lèi)型的各個(gè)0LED2的疊加。
改變和/或選擇的波長(zhǎng)范圍的另 一種方法是通過(guò)使用波長(zhǎng)過(guò)濾器來(lái)進(jìn)行。所述過(guò)濾器可以這樣設(shè)置使得可以改變所選的波長(zhǎng)范圍。過(guò)濾器還可以有利地應(yīng)用于具有大的波長(zhǎng)范圍的光源2,比如各個(gè)0LED2。
在另一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)調(diào)節(jié)各個(gè)0LED2的強(qiáng)度來(lái)改變波長(zhǎng)。例如，當(dāng)特定的磷光體用于在光源2中和/或在其附近時(shí)，如果光源2的強(qiáng)度被調(diào)整，磷光體將顯示出顏色偏移。通過(guò)對(duì)由光源2發(fā)射的光強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，磷光體的顏色可能發(fā)生改變。如5A-D的圖中所示。為了彌補(bǔ)光強(qiáng)的改變，可以在某一時(shí)間間隔內(nèi)例如通過(guò)應(yīng)用和改變脈沖占空比(例如通過(guò)脈沖寬度調(diào)制)來(lái)對(duì)所發(fā)射的光的劑量進(jìn)行校正。
圖5A-D所示的圖中，縱軸表示發(fā)射光的強(qiáng)度I而水平軸表示時(shí)間t。在圖5A中，在1個(gè)時(shí)間單位的時(shí)間間隔期間無(wú)干擾的情況下發(fā)射強(qiáng)度為 x的光，應(yīng)用的占空比為100%，而峰高為x且重復(fù)頻率為1，從而得出 總光劑量為x，其中光劑量等于峰高乘以占空比。在圖5B中，在l個(gè)時(shí) 間單位的時(shí)間間隔的33%之后，強(qiáng)度從x下降到0。在這種情況下，應(yīng) 用33%的占空比，而峰高為x且重復(fù)頻率為l，從而得出光劑量為0. 33x。 根據(jù)相同的原理，圖5C示出了占空比為33%、峰高為x、重復(fù)頻率為2 以及光劑量為0. 33x,并且圖5D示出占空比為50%、峰高為2x、重復(fù)頻 率為3以及光劑量為x。當(dāng)然，可以使用不同的脈寬，例如，可以在更長(zhǎng) 的間隔和更短的間隔內(nèi)關(guān)閉所述光。光的總劑量是由脈寬、脈沖峰值強(qiáng) 度和脈沖占空比以及照明序列的總時(shí)間決定的。這表明，在強(qiáng)度不同時(shí)， 可以保持光劑量相等或者可以根據(jù)要求調(diào)節(jié)光劑量。當(dāng)然，上迷所有的 參數(shù)(比如占空比、脈寬、峰高、總光照時(shí)間和重復(fù)頻率)都可以進(jìn)行 調(diào)整。原則上，光劑量等于在表面上的光通量乘以發(fā)射時(shí)間。
用于監(jiān)測(cè)的強(qiáng)度和流量的界限由所謂的最大允許照射量(MPE )給定， 所述MPEG存在于已知的表格中。例如，當(dāng)光發(fā)射到皮膚的時(shí)間間隔超過(guò) IO分鐘時(shí)，閾值大約是0. 2W/cm2 。在治療的光管理的情況下，可能考慮 所述強(qiáng)度閾值為任意給定的光劑量。此外MPE表是已知的，其指示在特 定的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的最大照射量。為安全起見(jiàn)，這些表可以被合并到預(yù)先 確定的數(shù)據(jù)中。
在實(shí)施例中，使用光源2 (尤其是無(wú)機(jī)LED類(lèi)型的光源2)，當(dāng)改變 正向電流時(shí)，其顯示出顏色偏移，例如從綠色變成紅色和/或反之亦然。 對(duì)于這些光源，如果正向電流增大，則色譜移位到更短的波長(zhǎng)。在這里， 再次例如如圖5A-D所示，光劑量可以通過(guò)改變占空比的特性來(lái)校正。
在另一實(shí)施例中，通過(guò)調(diào)節(jié)LED2的溫度(例如通過(guò)加熱LED2 )來(lái)調(diào) 節(jié)LED2的波長(zhǎng)。在這種情況下，LED2的發(fā)射光譜會(huì)顯示出偏移。此夕卜， 強(qiáng)度的虧損可以通過(guò)校正光劑量來(lái)補(bǔ)償。
上述用于改變波長(zhǎng)實(shí)施例僅用作示例。存在更多的調(diào)節(jié)波長(zhǎng)的方法。 所述的和其他調(diào)節(jié)波長(zhǎng)的方法可以相結(jié)合從而獲得最佳的波長(zhǎng)調(diào)節(jié)方 法。例如，可以使用多重疊層的LED2，而過(guò)濾器用于選擇波長(zhǎng)的范圍， 并且可以改變正向電流。借助于這些技術(shù)中的至少一個(gè)，可以對(duì)波長(zhǎng)范 圍進(jìn)行微調(diào)(即逐步調(diào)整)，以達(dá)到理想的波長(zhǎng)范圍，其位于光源2的 配置所定義的最低和最高值之間。最低值可以為例如大約250mn而波峰
10值為例如大約lOOOnm,雖然更低和更高值也可能是有利的，例如在更高 值的情況下用于測(cè)量濕度和/或溫度。為了安全起見(jiàn)，例如可以參考MPE 表。通過(guò)微調(diào)，可以在所期望的深度相對(duì)準(zhǔn)確地進(jìn)行發(fā)射和/或反射。
此外，除了改變波長(zhǎng)以外，由于某些人體局部在光的吸收方面的自 然差異，使得光可以達(dá)到不同的深度。例如血液更豐富的區(qū)域?qū)⑽崭?多的光，并且因此將讓更少的光通過(guò)和/或被散射和/或被反射。
在實(shí)施例中， 一些藥劑作用于身體。藥劑能夠被光激活，從而使得 當(dāng)光到達(dá)藥劑時(shí)它將對(duì)身體的局部進(jìn)行治療。在此，該藥劑作為一種藥 物需要光激活，例如對(duì)傷口進(jìn)行消毒。此外，藥劑可用于改變特定身體 局部的光吸收性和/或加強(qiáng)光的分辨率，其中藥劑用于增加光線(xiàn)到達(dá)所期 望深度(或至少是所期望的位置)的可能性。例如在感染的情況下，這 可能是有利的。
一種藥劑的已知實(shí)例是靶向劑。這種藥劑是針對(duì)特定種類(lèi)的組織和/ 或其他身體要素的，例如在針對(duì)性治療的組織中存在的蛋白質(zhì)。
另一種已知的藥劑的實(shí)例是造影劑，可將其帶進(jìn)身體內(nèi)，例如通過(guò) 導(dǎo)管、輸液或注射進(jìn)入例如血管。
藥劑可用于監(jiān)測(cè)和/或光治療。作為監(jiān)測(cè)的輔助，造影劑的實(shí)例是 omocyanine，其為一種染料。在濃度水平約為每kg體重0. lmg時(shí)，該藥 劑可以提高分辨率。例如omocyanine可以應(yīng)用于血液中并且吸收光譜的 紅色部分的光使得omocyanine進(jìn)入光激發(fā)狀態(tài)。它發(fā)射780nm的熒光， 其可以通過(guò)濾出用于激發(fā)的所述紅色光來(lái)有利地檢測(cè)到。只有從染料存 在的位置發(fā)射出的熒光被留下以用于被光電檢測(cè)器3檢測(cè)。
作為光療的輔助，例如可以使用染料來(lái)作為藥劑，其中染料被例如 物理地和/或化學(xué)地改變和/或被通過(guò)身體(如皮膚)調(diào)節(jié)的光激活。染 料可以被設(shè)計(jì)成為功能性藥物，該藥物在其被改變和/或被光激活時(shí)執(zhí)行 其治療任務(wù)，例如在血管中、在血管中的細(xì)胞之間或細(xì)胞內(nèi)的組織液中。
傷口的狀態(tài)可通過(guò)估計(jì)血液中的血氧飽和度(血紅蛋白的數(shù)量和/或 氧合血紅蛋白)來(lái)估計(jì)。為此，可以y使用脈沖血氧測(cè)定法。脈沖血氧測(cè) 定法是監(jiān)測(cè)血氧飽和度公認(rèn)的方法。脈沖血氧飽和儀是非侵入性的裝置， 其可以指示或者至少可以估計(jì)心臟的脈動(dòng)和動(dòng)脈血管的血氧飽和度 (Sp02)。已知的設(shè)備(比如測(cè)量氧含量和/或脈搏的Sp(V測(cè)量?jī)x)應(yīng)用
于充分灌注的身體的局部，其中很容易將光源安置在身體局部的一側(cè)而將光電檢測(cè)器安置在相對(duì)側(cè)。在這里，紅色光是經(jīng)由充分灌注的身體局 部(如手指、腳趾、耳垂等)傳輸，并被另一側(cè)的光電檢測(cè)器檢測(cè)。如
從圖1中可以看出通過(guò)光路9， IO看出，與這些SpOr測(cè)量?jī)x相反，利用 根據(jù)本發(fā)明的身體監(jiān)測(cè)設(shè)備1也可以估計(jì)血氧飽和度，或更特別地是傷 口的狀態(tài)、感染和/或其他通過(guò)檢測(cè)由身體局部反射和散射的反射光檢測(cè) 出來(lái)的情況，而利用Sp(V測(cè)量?jī)x光必須通過(guò)身體的局部。該身體檢測(cè)設(shè) 備1不是局限于檢測(cè)相對(duì)較薄的和充分灌流的特定身體部位(比如耳垂 或手指)的狀況，而是還可以測(cè)量(或至少可以估計(jì))身體上整個(gè)較大 局部的某些情況。雖然4艮難在較深的組織中得到血液體積和血氧的絕對(duì) 度量，但是可以測(cè)量它們的數(shù)值的改變并且從而可以監(jiān)測(cè)傷口治療的進(jìn) 展或退步。
在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)公知的圖6示出了縱軸A是光吸收的度量(消光系數(shù))， 該光吸收度量相對(duì)于橫軸W而繪制，而橫軸W表示波長(zhǎng)的度量。曲線(xiàn)Hb02 和曲線(xiàn)Hb分別表示在特定波長(zhǎng)處氧合血紅蛋白(Hb02)和血紅蛋白(Hb ) 的吸收。除了在用hs。表示的等吸收度波長(zhǎng)d。)處，Hb02和HB示出了 作為波長(zhǎng)函數(shù)的不同吸收。在hs。處，泵送通過(guò)身體的血液的總體積能被 最好地測(cè)量，L?？梢允羌s為800mn的波長(zhǎng)。在例如660nm波長(zhǎng)U,)處， 低血氧飽和度(Hb或減少的Hb)的血液中將顯示更多的吸收。在較高的 波長(zhǎng)(超過(guò)等吸收度波長(zhǎng)，比如約940mn U2))處，血液氧飽和度(Hb02) 更高的血液將吸收更多的光。在等吸收度波長(zhǎng)處，血紅蛋白和氧合血紅 蛋白對(duì)光的吸收量是相等的。由于傷口和/或炎癥一般顯示比周?chē)M織更 低的血氧飽和度，這為提供了一種檢測(cè)某些組織的狀態(tài)(比如例如處于 早期階段創(chuàng)傷和/或炎癥)的方法。例如皮膚的"紅色，，，血液的"暗色" 等都是感染和/或炎癥的指示。使用身體檢測(cè)設(shè)備1例如可以在早期階段 檢測(cè)到皮下的感染和/或炎癥。還可以監(jiān)測(cè)它們隨時(shí)間發(fā)生的變化。
當(dāng)然，必須考慮到不同的身體局部可以顯示不同程度的血液灌流和/ 或其他光吸收特性。例如，在較高密度的組織中，在較短的波長(zhǎng)處的散 射可以造成更多的光衰減，并且因此確定血液的氧合的最佳的波長(zhǎng)可以 移位到更長(zhǎng)的波長(zhǎng)。因此，例如可以調(diào)節(jié)身體監(jiān)測(cè)設(shè)備l的波長(zhǎng)范圍、 藥劑和/或距離d從而通過(guò)光來(lái)刺激目標(biāo)組織。
借助于身體監(jiān)測(cè)設(shè)備l，可以檢測(cè)例如膿液、骨頭、血布、壞死組織 和/或脂肪組織的存在，所有這些都可以指示治療過(guò)程的進(jìn)展和缺乏進(jìn)展。通過(guò)使用多個(gè)波長(zhǎng)范圍，使組織的判別成為可能。
在實(shí)施例中，身體監(jiān)測(cè)設(shè)備l隨著時(shí)間連續(xù)地監(jiān)測(cè)，并將其發(fā)現(xiàn)與 預(yù)先確定的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，這些數(shù)據(jù)是本領(lǐng)域公知的或者是在監(jiān)測(cè)過(guò)程 中的早期階段已經(jīng)記錄的數(shù)據(jù)?？梢允褂媒^對(duì)數(shù)值和/或在監(jiān)測(cè)過(guò)程期間 發(fā)現(xiàn)的數(shù)值進(jìn)行比較。以此方式，可以發(fā)現(xiàn)傷口的不同狀態(tài)和/或發(fā)生的 變化，并且例如可以自動(dòng)調(diào)節(jié)光治療過(guò)程。此外，該身體監(jiān)測(cè)設(shè)備可以
連接到用戶(hù)通信面板6和/或用于提供警報(bào)信號(hào)或任意類(lèi)型信號(hào)的音頻的 和/或視頻的通信裝置，以告知用戶(hù)關(guān)于所監(jiān)測(cè)位置的狀態(tài)。然后，可以 自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)節(jié)光治療設(shè)置。例如可以通過(guò)手動(dòng)和/或自動(dòng)地管理和/或 調(diào)節(jié)藥劑從而將光定向到不同的深度。在某些情況下，醫(yī)療干預(yù)、甚至 手術(shù)都可以用來(lái)治療檢測(cè)到的感染或壞死。
在特定實(shí)施例中，例如為了 (精密的)按摩目的或減少疼痛或發(fā)癢， 身體檢測(cè)設(shè)備l提供有藥品管理機(jī)制、溫度調(diào)節(jié)機(jī)制、電刺激和/或機(jī)械 振動(dòng)機(jī)制。
此外，通過(guò)改變參數(shù)(比如圖5A-D中所示的脈沖占空比、強(qiáng)度的峰 高、光劑量和/或重復(fù)頻率)，所述治療可以被調(diào)節(jié)得更加優(yōu)化。通過(guò)在 傷口上監(jiān)測(cè)光的影響，可以調(diào)節(jié)這些參數(shù)(中的至少一個(gè))以實(shí)現(xiàn)更好 的治療。例如，通過(guò)及時(shí)改變這些參數(shù)，可以使用動(dòng)態(tài)的光治療從而使 得用動(dòng)態(tài)的方法刺激特定的身體要素，由此強(qiáng)化治療過(guò)程。
在本說(shuō)明書(shū)中，各個(gè)0LED2用于說(shuō)明本發(fā)明的有利實(shí)施例。當(dāng)然， 本發(fā)明不應(yīng)該局限于使用各個(gè)0LED2作為光源2。相反地，也可以有利地 使用LED2。此外，可以使用其他的光源技術(shù)，例如激光器、激光二極管 技術(shù)，卣素?zé)舻鹊?。光?被光纖或者其他光導(dǎo)指引到所期望的身體局 部，例如結(jié)合耦合要素以將光引導(dǎo)到所期望的位置上。特定的光源2可 以根據(jù)所期望的準(zhǔn)確度、精度、溫度特性、壽命、強(qiáng)度和/或波長(zhǎng)范圍特 點(diǎn)等等來(lái)選擇。光源2可以從遠(yuǎn)離身體局部發(fā)射光，其不必對(duì)著或者臨 近所述身體局部。同樣不同類(lèi)型的光源2的組合可以是有利的。此外， 可以使用反射性涂層，例如用于反射由身體反射的光，從而可以得到更 高的光通量。
光電檢測(cè)器3的實(shí)施例可以包括但不限于(0) LED、光電二極管、 激光二極管、激光器和本領(lǐng)域內(nèi)公知的其他光電檢測(cè)器。除了光電檢測(cè) 器3，可以應(yīng)用附加的檢測(cè)器3，比如例如溫度傳感器、氣味傳感器、氣敏傳感器和/或顏色傳感器。
在實(shí)施例中，身體監(jiān)測(cè)設(shè)備l被配置為位于身體內(nèi)部，以例如監(jiān)測(cè)
內(nèi)臟。圖7中示出了該實(shí)施例的說(shuō)明性示例。這也應(yīng)當(dāng)被理解應(yīng)用于身 體的設(shè)備。為此，可以將根據(jù)本發(fā)明的身體監(jiān)測(cè)設(shè)備l例如調(diào)節(jié)到合適 的尺寸和形態(tài)。此外，隨著各個(gè)0LED2和/或特定的光電檢測(cè)器3的使用， 薄片形狀的身體監(jiān)測(cè)設(shè)備1可被配置以將其撕開(kāi)和/或切割，從而使得它 可分為多個(gè)不同尺寸的身體監(jiān)測(cè)設(shè)備l。
本發(fā)明沒(méi)有局限于傷口監(jiān)測(cè)，而是可應(yīng)用于普通的身體監(jiān)測(cè)，例如 比如序言中所提到的，多個(gè)療法可以從中受益。監(jiān)測(cè)例如還可以包括監(jiān) 測(cè)竇道(指示淋巴管被感染的紅色條紋)、腫脹、(密封的)損傷等等。 不應(yīng)認(rèn)為"傷口"限制于任何形式。本發(fā)明可用于檢測(cè)需要治療的并允 許其本身被光線(xiàn)檢測(cè)監(jiān)測(cè)的任何身體狀態(tài)，在本發(fā)明的序言中提到了其 中的一些。。
顯而易見(jiàn)，本發(fā)明沒(méi)有被以任何方式限于說(shuō)明書(shū)和附圖中所描述的 實(shí)施例。在如權(quán)利要求所概述的本發(fā)明的框架內(nèi)，許多變形和結(jié)合是可 能的。在本發(fā)明的框架內(nèi)，實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)方面的結(jié)合或者不同實(shí) 施例的結(jié)合是可能的 所有可比的變形都被理解為其落入了如權(quán)利要求 所概述的本發(fā)明的框架內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 具有一表面并被配置以應(yīng)用于身體上和/或身體附近的身體監(jiān)測(cè)設(shè)備，其包括至少一個(gè)光源和至少一個(gè)光電檢測(cè)器，其中所述至少一個(gè)光源在至少一個(gè)遠(yuǎn)離所述表面的方向上發(fā)射光，其中所述至少一個(gè)光電檢測(cè)器被配置以檢測(cè)由所述至少一個(gè)光源發(fā)射的并由身體在朝向所述表面的方向上反射的光。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的身體監(jiān)測(cè)設(shè)備，其被配置以應(yīng)用于光治療。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的身體監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中所述至少一個(gè)光源被 配置以在多個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)發(fā)射光。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求之任一的身體監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中所述至少一個(gè)光 電檢測(cè)器被配置以檢測(cè)對(duì)應(yīng)于身體的多個(gè)深度和/或局部的多個(gè)波長(zhǎng)范 圍的光。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求之任一的身體監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中所述至少一個(gè)光 源被配置以被微調(diào)到在最低值和最高值之間的波長(zhǎng)范圍。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求之任一的身體監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中所述至少一個(gè)光 電檢測(cè)器位于與所述至少一個(gè)光源相同的平面上和/或位于與所述光源 平行的平面上。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求之任一的身體監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中身體監(jiān)測(cè)設(shè)備至 少部分是柔性的，優(yōu)選使得身體檢測(cè)設(shè)備在使用中基本沿著被監(jiān)測(cè)的身 體局部的曲線(xiàn)延伸。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求之任一的身體監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中所述至少一個(gè)光 源包括LED (發(fā)光二極管)和/或0LED (有機(jī)發(fā)光二極管)。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求之任一的身體監(jiān)測(cè)設(shè)備，包括被配置以處理被 檢測(cè)的信號(hào)并自動(dòng)調(diào)節(jié)光源的控制系統(tǒng)。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求之任一的身體監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中單個(gè)的光源被 配置以發(fā)射多個(gè)波長(zhǎng)范圍的光。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求之任一的身體監(jiān)測(cè)設(shè)備，其具有平行于所述 表面的橫向方向和垂直于所述橫向方向的厚度，其中該厚度小于約7mm, 優(yōu)選小于5mm。
12. 獲得身體數(shù)據(jù)的方法，其中至少一個(gè)波長(zhǎng)范圍的光被發(fā)射到身 體局部的特定深度，其中在所述深度上所述光的至少一部分,皮反射，并且其中被反射的光被檢測(cè)并被轉(zhuǎn)換成信號(hào)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的獲得身體數(shù)據(jù)的方法，其中所述光也被用于 光治療。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12或13的獲得身體數(shù)據(jù)的方法，其中所述信號(hào) 被處理以自動(dòng)地和/或手動(dòng)地與預(yù)先確定的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的獲得身體數(shù)據(jù)的方法，其中根據(jù)預(yù)先確定的 數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)波長(zhǎng)范圍。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12-15之任一的獲得身體數(shù)據(jù)的方法，其中從臨 近身體局部的位置發(fā)射光，優(yōu)選地從不到10mm的距離，更加優(yōu)選地從小 于5mm的距離發(fā)射光。
17. 根據(jù)權(quán)利要求12-16之任一的獲得身體數(shù)據(jù)的方法，其中所述 光發(fā)射到身體局部上和/或內(nèi)的藥劑上，和/或由所述藥劑發(fā)射。
18. 根據(jù)權(quán)利要求12-17之任一的獲得身體數(shù)據(jù)的方法，其中祐l 射的、被散射的和/或被反射的光以有點(diǎn)彎曲的、優(yōu)選根據(jù)香蕉形輪廓的 路徑通過(guò)身體局部從光源傳輸?shù)焦怆姍z測(cè)器。
19. 通過(guò)借助至少一個(gè)光源向身體發(fā)射光來(lái)檢測(cè)傷口的存在、位置 和/或階段的方法，其中所發(fā)射的光至少部分被身體反射并且使用至少一 個(gè)光電檢測(cè)器來(lái)檢測(cè)從身體反射的光。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中使用至少一個(gè)藥劑和/或?qū)λl(fā) 射的光的波長(zhǎng)范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)。
21. 計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括一算法并被配置以檢測(cè)由身體反射的信 號(hào)以及將所述信號(hào)與預(yù)先確定的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，其中所述算法被配置以 轉(zhuǎn)換和/或比較所述信號(hào)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其被配置以在將信號(hào)與預(yù)先確定的數(shù)據(jù)比較之后來(lái)調(diào)節(jié)光治療裝置。
全文摘要
一種身體監(jiān)測(cè)設(shè)備，具有一表面并被配置以應(yīng)用于身體上和/或在身體附近，其包括至少一個(gè)光源和至少一個(gè)光電檢測(cè)器，其中所述至少一個(gè)光源在至少一個(gè)遠(yuǎn)離所述表面的方向上發(fā)射光并且其中所述至少一個(gè)光電檢測(cè)器被配置以檢測(cè)由所述至少一個(gè)光源發(fā)射的并由身體在朝向所述表面的方向反射的光。
文檔編號(hào)A61B5/00GK101466301SQ200780021989
公開(kāi)日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2007年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月12日
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