一种组织微循环灌注状态的检测装置及检测方法

1.本发明属于医疗技术领域，具体涉及一种组织微循环灌注状态的检测装置及检测方法。


背景技术：

2.组织微循环功能障碍仍是休克条件下的显著病理生理特征，是难治性区域缺氧和氧摄取不足的主要原因，是器官衰竭和死亡结局的重要决定因素。临床实践中，常常是通过血压或心输出量检测来间接推测组织微循环的灌注状态。然而，维持正常的体循环参数并不代表有正常的组织微循环灌注，如休克代偿期，尽管血压正常，体循环基本可维持，但微循环灌注已经发生严重的功能障碍，甚至部分微血管闭塞，若不及时处理，可导致器官缺血缺氧损害，严重时可导致死亡。因此，实现组织和微循环灌注状态的无创连续直接检测，对了解组织灌注和供氧充分性至关重要，对选择最佳的治疗策略至关重要，与患者的临床结果密切相关。
3.中国发明专利申请“cn103961110a生物信号测定系统和生物信号测定装置”该文献公开了一种利用光照和光采集检测生物体的血氧饱和度的方法。血氧饱和度在一定程度上能够反映血液是否供应到了活组织。然而，该参数仍然不足以直接、全面地反映组织微循环的灌注状态。因此，开发一种能够直接检测组织微循环的灌注状态的技术仍然十分必要。
4.然而，由于组织微循环灌注的生理复杂性和其微观特征，目前技术尚无法对其灌注状态进行直接的实时检测与评估。


技术实现要素：

5.针对现有技术的缺陷，本发明提供一种组织微循环灌注状态的检测装置及检测方法，目的在于实现组织微循环的灌注压的检测。
6.一种组织微循环灌注状态的检测装置，包括：控制器、光发射装置、光接收装置和施压装置，所述光发射装置和施压装置分别与控制器的输出端连接，所述光接收装置与控制器的输入端连接；
7.所述光发射装置用于向活体的待检测部位发射光束；
8.所述光接收装置用于接收穿过所述待检测部位或反射自所述待检测部位的出射光信号，所述出射光信号由直流信号和交流信号两部分组成；
9.所述施压装置用于按照设定的压力大小和压力变化速率对所述待检测部位施加压力。
10.优选的，所述光发射装置用于向活体的待检测部位发射近红外波长的光束，所述光接收装置为nirs传感器。
11.优选的，所述施压装置为设置在夹持机构上的机械式施压装置，所述光发射装置和光接收装置设置在所述夹持机构上。
12.优选的，所述施压装置为气囊或水囊，所述光发射装置和光接收装置设置在所述
气囊或所述水囊的外壁上。
13.优选的，所述施压装置中设置有压力传感器。
14.本发明还提供一种组织微循环灌注状态的检测方法，包括如下步骤：
15.步骤1，用光束照射所述待检测部位，实时检测所述待检测部位的出射光信号；然后，采用施压装置对活体的待检测部位施加一个已知大小的压力，所施加的压力大小按照设定的压力变化速率逐渐变化；
16.步骤2，当检测到出射光信号的变化满足组织微循环灌注状态的变化达到临界点时，记录此时刻的所施加压力的大小，即得所述待检测部位的组织微循环灌注压。
17.优选的，步骤2中，出现如下情况之一的时刻，判断为所述组织微循环灌注状态的变化达到临界点：
18.1)步骤1中，所述压力的变化方式为逐渐减小，当检测到出射光信号突然出现的时刻；
19.2)步骤1中，所述压力的变化方式为逐渐增加，当检测到出射光信号中的交流信号的峰值下降至5％以下或消失的时刻；
20.3)步骤1中，所述压力的变化方式为逐渐增加，当检测到出射光信号中直流信号降低至恒定值的时刻。
21.优选的，步骤2中还包括如下操作：当检测到出射光信号的变化满足组织微循环灌注状态的变化达到临界点时，反馈调节施压装置停止继续增加压力或降低压力。
22.优选的，所述活体为人，所述待检测部位为末梢组织。
23.优选的，所述末梢组织为指端、趾端、耳垂、鱼际、气管内黏膜组织或皮肤。
24.优选的，步骤1中，所述光束为波长在近红外范围内的光束。
25.本发明首次提出了一种检测方法和装置，能够直接表征组织微循环灌注状态的生理指标——组织微循环灌注压，即末梢组织微循环动脉端灌注压力值。本发明的检测原理是：通过光接收装置检测末梢组织微循环(指端、趾端、耳垂、鱼际、气管内黏膜组织等)的光吸收值，对检测局部组织施加已知大小的压力，逐渐改变压力，当出现以下情形之一时，该时刻所施加的压力即为微循环灌注压：1)原本被压迫中断的组织微循环的血流灌注突然恢复时，突然产生出射光信号；2)组织微循环的血流灌注中断致出射光信号满足交流信号幅度小于阈值或直流信号衰落到阈值。本发明能够对不同部位微循环灌注压状态进行实时无创的检测，具有很好的应用前景。
26.显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。
27.以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
附图说明
28.图1为本发明的检测装置的连接结构示意图；
29.图2为本发明实施例3的检测装置的结构示意图；
30.图3为本发明实施例4的检测装置的结构示意图。
31.其中，1-光接收装置，2-光发射装置，3-施压装置。
具体实施方式
32.需要特别说明的是，实施例中未具体说明的数据采集、传输、储存和处理等步骤的算法，以及未具体说明的硬件结构、电路连接等均可通过现有技术已公开的内容实现。
33.实施例1一种组织微循环灌注状态的检测方法
34.本实施例的方法包括如下步骤：
35.步骤1，用光束照射所述待检测部位，实时检测所述待检测部位的出射光信号；然后，采用施压装置对活体的待检测部位施加已知大小的压力，所施加的压力大小按照设定的压力变化速率逐渐增大；
36.步骤2，当检测到出射光信号出现如下情况之一的时刻，判断为所述组织微循环灌注状态发生变化的临界点：
37.1)当检测到出射光信号中的交流信号的峰值下降至5％以下或消失的时刻；
38.2)当检测到出射光信号中直流信号降低至恒定值的时刻。
39.此时，反馈调节施压装置停止继续增加压力，记录此时刻的所施加压力的大小，即得所述待检测部位的组织微循环灌注压。
40.本实施例中，所述活体为人，所述待检测部位为末梢组织，末梢组织为指端、趾端、耳垂、鱼际、气管内黏膜组织或皮肤。
41.实施例2一种组织微循环灌注状态的检测方法
42.本实施例的方法包括如下步骤：
43.步骤1，用光束照射所述待检测部位，实时检测所述待检测部位的出射光信号；然后，采用施压装置对活体的待检测部位施加已知大小的压力，所施加的压力大小按照设定的压力变化速率逐渐减小；
44.步骤2，当检测到出射光信号出现如下情况之一的时刻，判断为所述组织微循环灌注状态发生变化的临界点：当检测到出射光信号突然出现的时刻。
45.此时，反馈调节施压装置停止继续降低压力，记录此时刻的所施加压力的大小，即得所述待检测部位的组织微循环灌注压。
46.实施例3一种用于体表的组织微循环灌注状态的检测装置
47.本实施例的检测装置如图1所示，包括：控制器、光发射装置2、光接收装置1和施压装置3。所述光发射装置2和施压装置3分别与控制器的输出端连接，所述光接收装置1与控制器的输入端连接。作为一种优选的方式，施压装置3中可设置压力传感器等元件，用于对施压装置3所施加的压力进行实时监测。
48.控制器与其他结构可以设计为一个整体，也可以分离设置，并通过型号线进行连接。控制器具体可采用pc或plc，其用于控制光束的发射和施压装置3施加压力，实时采集光接收装置1和压力传感器传回的数据，并确定出射光信号满足交流信号幅度小于阈值或直流信号衰落到阈值的时刻，读取对应的压力值大小，得到组织微循环灌注压数值。
49.所述施压装置3用于按照设定的压力变化速率对所述待检测部位施加压力。本实施例中，施压装置3为设置在夹持机构上的机械式施压装置，其通过马达等机械结构调节夹持机构的夹持力大小，从而改变施加在待检测部位上的压力。
50.所述光发射装置2用于向活体的待检测部位发射近红外波长的光束；
51.所述光接收装置1为nirs传感器。
52.光发射装置2和光接收装置1相对设置于夹持机构的内侧，当夹持机构夹住待检测部位时，光发射装置2发出的光束透过待检测部位后被光接收装置1采集。由此即可检测体表末梢组织的组织微循环灌注压。
53.图2为本实施例的检测装置对耳垂进行检测时的示意图。
54.实施例4一种用于气管内黏膜组织的组织微循环灌注状态的检测装置
55.本实施例的检测装置基本原理与实施例3相同，区别在于，本实施例用于气管内黏膜组织的检测。
56.如图3所示，本实施例的施压装置3为气囊或水囊，气囊或水囊上连接有进气管道或进水管道。本实施例的压力传感器设置在气囊或水囊内部，从而实时采集气囊或水囊的压力。光发射装置2和光接收装置1紧密设置在气囊或水囊的外壁上，光发射装置2发射的光束照射在气管内黏膜组织上发射后被光接收装置1采集。
57.本实施例进行工作时，将该气囊或水囊插入气管内，通过进气或进水改变气囊或水囊的体积，从而改变气囊或水囊对气管内黏膜组织的压力。光发射装置2发射光束，通过光接收装置1采集反射光，由此即可检测气管内黏膜组织的组织微循环灌注压。
58.通过上述实施例可以看到，本发明提供了一种组织微循环灌注压的检测方法和装置，能够更加直观地表征组织微循环灌注状态。本发明适用于多种末梢组织，具有检测简单、快速和无创的优点，因而具有很好的应用前景。