CN111904408A - 无创微循环量化诊断系统及其量化处理方法 - Google Patents

无创微循环量化诊断系统及其量化处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111904408A
CN111904408A CN201910377179.5A CN201910377179A CN111904408A CN 111904408 A CN111904408 A CN 111904408A CN 201910377179 A CN201910377179 A CN 201910377179A CN 111904408 A CN111904408 A CN 111904408A
Authority
CN
China
Prior art keywords
microcirculation
body surface
quantitative
skin temperature
module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910377179.5A
Other languages
English (en)
Inventor
李茂全
谢晓云
廉维帅
程杰
陆骊工
殷世武
陈硕
张孝军
李雪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai zhiquanjunfeng Medical Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
Yinaide Medical Technology Shanghai Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yinaide Medical Technology Shanghai Co ltd filed Critical Yinaide Medical Technology Shanghai Co ltd
Priority to CN201910377179.5A priority Critical patent/CN111904408A/zh
Priority to PCT/CN2020/089062 priority patent/WO2020224624A1/zh
Publication of CN111904408A publication Critical patent/CN111904408A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/026—Measuring blood flow
    • A61B5/0261—Measuring blood flow using optical means, e.g. infrared light
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/01—Measuring temperature of body parts ; Diagnostic temperature sensing, e.g. for malignant or inflamed tissue
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/026—Measuring blood flow
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/48—Other medical applications
    • A61B5/4887—Locating particular structures in or on the body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
    • A61B2560/02—Operational features
    • A61B2560/0242—Operational features adapted to measure environmental factors, e.g. temperature, pollution
    • A61B2560/0247—Operational features adapted to measure environmental factors, e.g. temperature, pollution for compensation or correction of the measured physiological value
    • A61B2560/0252—Operational features adapted to measure environmental factors, e.g. temperature, pollution for compensation or correction of the measured physiological value using ambient temperature

Abstract

本发明公开了一种无创微循环量化诊断系统及其量化处理方法，所述的系统包括：非接触式测温仪，所述非接触式测温仪用于对一对象的预定部位的体表进行测量并获得所述预定部位的体表温度数据；微循环量化处理器，所述处理器用于对获得的体表温度数据进行量化处理，并得出微循环量化诊断结果；其中，所述的微循环量化处理器包括：体表温度数据接收模块、体表温度数据量化处理模块、控制处理器、输入模块和显示模块。本发明无创微循环量化诊断系统及其量化处理方法能够无创地获得微循环量化诊断结果，具有经济、简便、快速、早期、灵敏等优点。

Description

无创微循环量化诊断系统及其量化处理方法
技术领域
本发明涉及医学和检测领域，更具体地，涉及一种无创微循环量化诊断系统及其量化处理方。
背景技术
微循环指微动脉和微静脉之间的血液循环。微循环由微动脉、后微动脉、毛细血管前括约肌、真毛细血管、动-静脉吻合支和微静脉及其流经其内的液体所组成，是循环系统的基础结构。
微循环功能对于维持正常的生理状况至关重要，如果微循环发生障碍，将会直接影响各器官的生理功能。
以糖尿病为例，微循环障碍是糖尿病慢性并发症发生的重要病理生理基础之一，早期对其进行干预有助于糖尿病及其血管并发症的防治。由糖尿病相关因素导致的微循环障碍称之为糖尿病微循环障碍。
对于微循环障碍，在临床实践中实现早期识别、早期诊断，有助于进行早期预防和治疗，从而改善患者的预后。
然而，目前的微循环的检测主要有以下方法：
血管检测：通过血管解剖统计血管受累数目；通过血管解剖评价血管腔狭窄闭塞的程度。这类方法的缺点是有创，且仅可获得部分部位或血管的检测信息。
功能检测：通过患者的步行距离、ABI、TBI、外周神经评价等功能指标，进行评价。该方法的缺点是虽然各评价指标参考临床标准分级，但是费时，且准确性较低，且无法实现早期诊断。
血流速度检测：通过超声微泡检测微循环的血流速度，该方法无法有效检测多个部位的微循环，费时，且无法有效地进行早期诊断。
激光多普勒检测：虽然该激光多普勒可以提供指尖等末梢部位的微循环检测，但是无法有效检测激光不易照射到深部的微循环情况。此外，该方法无法有效多个部位的微循环，且无法有效地进行早期诊断。
综上所述，本领域尚缺乏简便、快速、无创地对微循环进行量化评价的技术。因此，本领域迫切需要寻找开发简便、快速、无创地对微循环进行量化的方法和系统。
发明内容
本发明的目的就是提供一种简便、快速、无创地对微循环进行量化的方法和系统。
在本发明的第一方面，提供了一种无创微循环量化诊断系统，所述系统包括：
非接触式测温仪，所述非接触式测温仪用于对一对象的预定部位的体表进行测量并获得所述预定部位的体表温度数据；
微循环量化处理器，所述处理器用于对获得的体表温度数据进行量化处理，并得出微循环量化诊断结果；
其中，所述的微循环量化处理器包括：体表温度数据接收模块、体表温度数据量化处理模块、控制处理器、输入模块和显示模块。
在另一优选例中，所述控制处理器用于控制体表温度数据接收模块和体表温度数据量化处理模块。
在另一优选例中，所述输入模块、体表温度数据接收模块、体表温度数据量化处理模块、控制处理器、显示模块依次或相互连接。
在另一优选例中，微循环量化处理器还包括3D定位标准化模块，所述3D定位标准化模块用于确定和/或校正所述对象的预定部位的位置。
在另一优选例中，所述的非接触式测温仪和微循环量化处理器通过数据接口进行通信。
在另一优选例中，所述的非接触式测温仪包括非接触式红外测温仪。
在另一优选例中，所述的非接触式红外测温仪通过测量预定部位的体表所辐射的红外能量来确定表面温度。
在另一优选例中，所述的非接触式测温仪还包括一实时环境温度补偿单元，用于基于测量时的实时环境温度，对体表的温度测量值进行温度补偿，从而获得更准确的、经实时环境温度补偿后的预定部位的体表温度。
在另一优选例中，所述的实时环境温度补偿单元包括环境温度补偿电路和感知环境温度的负温度系数(Negative Temperature Coefficient，NTC)热敏电阻。
在另一优选例中，所述的诊断系统还包括：
一预定部位自动识别模块，所述预定部位自动识别模块用于识别所述对象的预定部位，并获得所述预定部位的坐标位置和/或图像。
在另一优选例中，所述预定部位自动识别模块包括：
一成像单元，所述成像单元用于获取所述对象的体表图像；和
一预定部位标定单元，所述标定单元用于基于所述体表图像，标定各预定部位的3D坐标位置。
在另一优选例中，所述的非接触式测温仪设置于移动平台上，从而可移动至设定的位置，对预定部位进行测温。
在另一优选例中，所述的移动平台包括全方位移动平台。
在另一优选例中，所述的全方位移动平台可使得安装于所述移动平台上的非接触式测温仪实现至少三个自由度的全方位移动，即X轴方向的平移、Y轴方向的平移、和绕Z轴转动)。
在另一优选例中，所述的移动平台包括一移动支架，所述的非接触式测温仪设置于所述的移动支架上，从而通过所述移动支架的移动，使得所述非接触式测温仪移动至测量位置，对预定部位的体表进行非接触式测量。
在另一优选例中，所述移动支架包括一移动底座和一设置于所述移动底座上的拱形支架。
在另一优选例中，所述的移动底座用于驱动所述移动支架沿着纵向(即对象的中轴线方向或从头至脚方向)移动。
在另一优选例中，所述的拱形支架设有一拱形滑轨，所述拱形滑轨上安装有至少一个所述非接触式测温仪。
在另一优选例中，所述拱形滑轨上安装有2个或3个所述非接触式测温仪。
在另一优选例中，所述的移动平台包括机械臂。
在另一优选例中，所述的机械臂包括关节型机械手臂(或六轴机械臂)。
在另一优选例中，所述的六轴机械臂设有六组不同位置的马达驱动，其中每个马达都能提供绕一轴向的旋转运动。
在另一优选例中，所述移动支架包括一移动底座和一设置于所述移动底座上的机械臂，其中所述的非接触式测温仪设置于所述机械臂的运动端。
在另一优选例中，所述诊断系统还包括：
一测温仪校准模块，所述测温仪校准模块用于对非接触式测温仪进行校准。
在另一优选例中，所述的测温仪校准模块包括一恒温区，所述恒温区用于提供用于校准所述非接触式测温仪的一个或多个恒定的校准温度。
在另一优选例中，所述的校准温度为30-40℃，或33-38℃(如35、36、37、38℃)。
在另一优选例中，所述的校准温度包括相邻温差为t1的多个温度构成的温度梯度，其中，t1为0.01-1℃，或0.1-0.5(如0.1、0.2等)。
在另一优选例中，所述的温度梯度包括2-20个(如2、3、4、5、6、7、8、9、10个)基准温度。
在另一优选例中，所述的温度梯度包括35.0、35.5、36.0、36.5、37.0、37.5、和38.0℃。
在另一优选例中，所述的温度梯度包括35.0、35.2、35.4、35.6、35.8、36.0、36.2、36.4、36.6、36.8、和37.0℃。
在另一优选例中，所述的预定部位包括至少一个基准部位和至少一个微循环测量部位。
在另一优选例中，所述的基准部位包括额头。
在另一优选例中，所述的基准部位为额头中央部位。
在另一优选例中，所述的微循环测量部位包括n个测量部位，其中n为≥1的正整数。
在另一优选例中，n为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20。
在另一优选例中，所述的微循环测量部位选自下组：髌骨下缘、内踝、外踝、足背、足底。
在另一优选例中，所述的测量部位包括左下肢和/或右下肢的髌骨下缘、内踝、外踝、足背、足底。
在另一优选例中，所述的内踝、外踝和足背为各部位的最凸起处。
在另一优选例中，所述的足底为足底的最凹陷处或足底中部。
在另一优选例中，所述的微循环测量部位还包括选自下组的测量部位：手背、手心、一个或多个手指端、一个或多个脚趾端。
在另一优选例中，所述的测量部位包括左上肢和/或右上肢的手背、手心、一个或多个手指端。
在另一优选例中，所述的手背为手背中部。
在另一优选例中，所述的手心为手心中部。
在另一优选例中，所述的微循环量化处理器通过应用以下公式而确定微循环的量化评分值S:
S＝INT((Δst-Δm)*10/(|Δmax|-|Δmin|))+5公式I
式中，
S为量化评分值；
Δst为正常人群的该预定部位的皮温与基准部位的皮温之差(通常取平均值)；或为某一人群(糖尿病人群或正常人群)的该预定部位的皮温与基准部位的皮温之差；
Δm为该对象的该预定部位的皮温与自身基准部位的皮温之差；
Δmax为一人群体中，已测定的该预定部位的皮温与基准部位的皮温之差中的最大差值(负值)；
Δmin为一人群体中，已测定的该预定部位的皮温与基准部位的皮温之差中的最小差值。
在另一优选例中，所述的对象包括糖尿病患者或糖尿病微循环障碍患者。
在本发明的第二方面，提供一种无创微循环量化诊断方法，包括以下步骤：
(a)提供本发明第一方面中所述的无创微循环量化诊断系统；
(b)用所述的无创微循环量化诊断系统，非接触地测定一对象的预定部位的体表温度数据，所述的预定部位包括至少一个基准部位和至少一个微循环测量部位；
(c)对所述测定的预定部位的体表温度数据进行量化处理，从而获得所述对象的测量部位的微循环量化结果。
在另一优选例中，所述的微循环量化结果包括量化评分值S。
在另一优选例中，所述的量化评分值S是分级的评分值(例如0-5分、0-10分，或0-100分)。
在另一优选例中，所述的预定部位包括至少一个基准部位和至少一个微循环测量部位。
在另一优选例中，所述的基准部位包括额头。
在另一优选例中，所述的基准部位为额头中央部位。
在另一优选例中，所述的微循环测量部位包括n个测量部位，其中n为≥1的正整数(如1-50，1-25，或1-20)。
在另一优选例中，n为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20。
在另一优选例中，所述的微循环测量部位选自下组：髌骨下缘、内踝、外踝、足背、足底。
在另一优选例中，在步骤(c)中，还包括：经过量化处理，获得所述对象的左下肢、右下肢、左右下肢的微循环量化结果。
在另一优选例中，所述的微循环测量部位还包括选自下组的测量部位：手背、手心、一个或多个手指端、一个或多个脚趾端。
在另一优选例中，所述的测量部位包括左上肢和/或右上肢的手背、手心、一个或多个手指端。
在另一优选例中，在步骤(c)中，还包括：经过量化处理，获得所述对象的左上肢、右上肢、左右上肢的微循环量化结果。
应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
附图说明
图1是本发明一个实施方式的无创微循环量化诊断系统的示意图。
图2是本发明另一个实施方式的无创微循环量化诊断系统的示意图。
图3显示了本发明一种无创微循环量化诊断系统的结构示意图。图中，各标识如下：
10：无创微循环量化诊断系统
20：检测床本体
22：检测床底座
30：移动平台
32：拱形支架
40：输入模块
50：非接触式测温仪
60：显示模块。
图4显示了在本发明一个实施例中，术前、术后皮温与血液流速关系图。其中，术后的血流速度与皮温变化关系如下：T＝2116u2-576u+71(脚外踝)。
图5显示了介入手术前后体表温度可用于评价疗效。
图6显示了术前、术后各预定部位处的TTP峰值时间。结果表明，术后TTP峰值时间明显小于术前(n＝300)。
图7显示了术后和术前各预定部位处的TTP峰值时间的比值
Figure BDA0002052102010000061
具体实施方式
本发明人经过广泛而深入的研究，首次开发了一种无创微循环量化诊断系统，所述诊断系统利用体表温度数据进行微循环的量化诊断。本发明的诊断系统通过对体表温度数据的量化处理，不仅可以无创地获得微循环的量化评分值，而且快速、简便、准确性高。在此基础上完成了本发明。
术语
如本文所用，术语“本发明的无创微循环量化诊断系统”、“本发明的诊断系统”、“本发明的无创微循环量化诊断装置”等可互换使用，均指本发明第一方面中所述的无创微循环量化诊断系统。
如本文所用，术语“皮温”指人体的某一部位的体表温度。
无创微循环量化诊断系统
下面结合附图，对本发明的无创微循环量化诊断系统的具体实施方式作详细说明。
如图1所示，本发明的一种无创微循环量化诊断系统包括：非接触式测温仪，用于对一对象的预定部位的体表进行测量并获得所述预定部位的体表温度数据；和微循环量化处理器，用于对获得的体表温度数据进行量化处理，并得出微循环的量化评分值；
其中，微循环量化处理器包括：体表温度数据接收模块、体表温度数据量化处理模块、控制处理器、输入模块和显示模块。
体表温度数据接收模块用于接收和采集体表温度数据；体表温度数据量化处理模块用于相对温度差(ΔT)的提取、并应用公式获得微循环的量化评分值；控制处理器用于控制体表温度数据接收模块和体表温度数据量化处理模块。
适用于本发明的非接触式测温仪没有特别限制，可以是常规的或市售的各种非接触式测温仪。
如图2所示，为本发明的另一种实施方式，其结构与图1所示的本发明的第一种实施方式基本相同，其区别在于，除非接触式测温仪和微循环量化处理器之外，还包括3D定位标准化模块，用于确定和/或校正所述对象的预定部位的位置。例如，标定各预定部位的3D坐标，以便于后续进行皮温测定。
本发明对于适用的非接触式测温仪没有特别限制，可以是常规的或市售的各种非接触式测温仪。
如图3所示，一种本发明无创微循环量化诊断系统(10)的结构包括：一检测床本体(20)，用于供检测对象平躺；一检测床底座(22)，用于支承所述检测床本体(20)。在所述检测床底座上还设有一移动平台(30)，移动平台(30)可沿着纵向(即对象的中轴线方向或从头至脚方向)移动。
在该实施例中，所述的移动平台为一移动支架，所述的非接触式测温仪设置于所述的移动支架上，从而通过所述移动支架的移动，使得所述非接触式测温仪移动至测量位置，对预定部位的体表进行非接触式测量。
具体地，所述移动支架包括一移动底座(未示出)和一设置于所述移动底座上的拱形支架(32)。所述的移动底座用于驱动所述移动支架沿着纵向(即对象的中轴线方向或从头至脚方向)移动。所述的拱形支架的下部设有一拱形滑轨(未示出)，所述拱形滑轨上安装有至少一个所述非接触式测温仪(50)。通常，可在所述拱形滑轨上安装有1个、2个或3个所述非接触式测温仪。
在另一优选例中，所述的移动平台包括机械臂。
在该实施例中，所述无创微循环量化诊断系统(10)的结构还包括：一输入模块(40)，如触摸式输入屏，和一显示模块(60)，如LCD或LED荧光屏。
非接触式测温仪
在本发明中，可以采用具有预定精度(例如±0.1℃，或)的非接触式测量人体温度的红外测温仪。
典型地，所述的预定精度可以为例如±0.2℃，或±0.1℃，或±0.05℃。
一种优选的非接触式测温仪在镜筒内依次设置菲涅尔透镜、热电堆红外温度传感器和信号放大处理电路板，并且在镜筒后面还设置铝散热屏蔽件，镜筒外表面包裹铝箔。当平行进入镜筒的信号光(红外线)透过菲涅尔透镜后聚焦在热电堆红外温度传感器上，可提高测量的信噪比与距离系数比。
优选地，非接触式测温仪还宜设有消除杂光的栅栏结构。
由于受环境温度的影响，红外传感器所感应到的红外信号会有所变化，因此非接触式测温仪优选地还包括一实时环境温度补偿单元，用于基于测量时的实时环境温度，对体表的温度测量值进行温度补偿，从而获得更准确的、经实时环境温度补偿后的预定部位的体表温度。
在另一优选例中，所述的环境温度补偿电路和感知环境温度的负温度系数(Negative Temperature Coefficient，NTC)热敏电阻。
如本文所用，术语“NTC热敏电阻”指负温度系数热敏电阻。通常NTC热敏电阻是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料制备的陶瓷材料。温度低时，这些氧化物材料的载流子(电子和孔穴)数目少，所以其电阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，所以电阻值降低。典型地，NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在100～1000000欧姆，温度系数-2％～-6.5％。
理论模型
为了便于理解本发明，本发明人提供了以下机理供参考。应理解，本发明的保护并不受这些机理的影响。
(1)树状理论：
人体体循环系统中，血液从左心室搏出后，流经主动脉及其派生的若干动脉分支，将血液送入相应的器官。动脉再经多次分支，管径逐渐变细，血管数目逐渐增多，最终到达毛细血管。
树内部的水分输运系统中，水在导管内部从根部输送到叶梢。与人体血液循环系统类似，树内部的水分输运通道也呈现出逐步变细的变化规律。与现有的树内部水分输运的分岔结构模型相类似，可以建立人体体循环动脉系统的分级输运模型。研究表明，流动的阻力主要集中在末端。
(2)分系统理论：
建立人体体循环的血液流体分系统,心脏为泵站,从主血管到分支血管,再到毛细血管,形成枝状管网各分系统。采用流体力学管网系统设计、分析原理，可对人体体循环系统中血液流速、流动的沿程阻力和各局部阻力进行分析，并研究其中所涉及的传热过程，从而可获得血管内流动情况与体表温度的对应关系。
基于本发明人的研究，对于人体而言，基于某一对象的一些特定的预定部位的体表温度的准确测量数据，可以有效地定量评价该对象的微循环状态。该方法具有快速、无创、早期、准确等优点。
在本发明的一个优选例中，所述的预定部位包括至少一个基准部位和至少一个微循环测量部位。
优选地，所述的基准部位包括额头。这样，基准温度或参照皮温就是额温，例如额头中央部位的表皮温度。
在本发明中，当用于评估下肢的微循环时，所述的微循环测量部位可包括选自下组的至少多个或全部部位：髌骨下缘、内踝、外踝、足背、和足底。
应理解，所述的测量部位包括左下肢和右下肢的髌骨下缘、内踝、外踝、足背、足底。优选地，所述的内踝、外踝和足背为各部位的最凸起处；而所述的足底为足底的最凹陷处(或中部凹陷处)。
如本文所用，“5点皮温法”、“同济5点法”、“五点法微循环评价方法”等可互换使用，指通过测定5个特定位点(即测量点)或部位的皮温，并与参照皮温(如额温)进行比较，从而定量分析和评价某对象(如糖尿病患者)的下肢微循环情况。
在一个优选例中，在对一个对象测得多个(如5个)测量点和基准部位的体表温度(即皮温)后，可按下表计算各位点与基准部位的相对温度差。
实测皮温 相对温度差
额头 T0 0
髌骨下缘 T1 ΔT1＝T1-T0
内踝 T2 ΔT2＝T2-T0
外踝 T3 ΔT3＝T3-T0
足背 T4 ΔT4＝T4-T0
足底 T5 ΔT5＝T5-T0
在一个优选例中，本发明方法如下进行测试：在统一条件下(患者静卧，室温25℃，去除覆盖测量点衣物30秒后)，运用非接触式测温仪检测患者双侧髌骨下缘、内踝、外踝、足背及足底五个点的皮温，额温作为参照皮温，反映患者下肢微循环情况。
在一个优选例中，本发明还提供了基于无创微循环量化评价方法对对象进行早期辅助量化评价，以便对早期糖尿病血管病变进行筛选或提供辅助诊断信息。
在一个优选例中，本发明还提供了基于无创微循环量化评价方法对患者的疗效进行评价。例如，该量化评价方法可为例如血管介入术等治疗手段提供疗效评价依据，用于糖尿病血管病变患者治疗前后的疗效随访和功能评价。
本发明的主要优点包括：
(a)本发明能够对微循环的进行快速定量分析，敏感度高。
(b)采用非接触式测温，具有安全、对人体无创等优点。
(c)检查时间短，对象(如糖尿病患者)的适应性高。
(d)可以在早期提供更有价值的辅助性定量评价结果，从而实现“早诊断、早治疗”。
(e)可以对病人进行多次或定期的微循环的定量评价，从而为评价疗效提供有效依据。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1
在本实施例中，对于参加评价的对象(481位进行介入治疗的糖尿病患者)基于以下标准和方法进行疗效评价
1.1分级标准
将糖尿病血管病为四期六级，具体如下：
0期，正常；
I期<4分，轻度；
II期，4-12分，其中包括IIa期，4-6分；IIb期，7-9分；IIc期，10-12分
III期>12分；
1.2评价标准及项目：
按照表1所示的血管解剖、功能检测、常规微循环检测，对各患者在治疗前和治疗后分别进行评分。
表1评价标准及项目
评价项目 标准一 标准二 标准三 标准四
血管解剖A 正常0 单一病变1 两个病变2 3个以上3
血管解剖B 正常0 轻度狭窄1 中度狭窄2 重度或闭塞3
功能检测 正常0 轻度异常1 中度病变2 重度异常3
微循环检测 正常0 轻度异常1 中度病变2 重度异常3
注：
血管解剖A，是指血管受累数目；
血管解剖B，是指血管腔狭窄闭塞的程度；功能检测：
患者步行距离，ABI，TBI，外周神经评价，各评价指标参考现有临床标准分级；
常规微循环检测：患肢超声微泡，激光多普勒扫描，i-flow软件测定，各评价指标参考现有临床标准分级。
1.3结果
根据上述评价体系，对481例糖尿病周围血管病患者治疗前后进行比较，通过进行正态性检验发现，患者治疗前后评分差值不符合正态分布，因此对其进行Wilcoxon符号秩检验，p＜0.0001，按照α＝0.05检验水准，差异有统计学意义，可以认为治疗前后患者评分不同。
结果表明，治疗后评分相较于治疗前平均下降的中位数为7.5(下降幅度为6～10)。
实施例2
体表温度与血管内部血流速度的相关性
在本实施例中，对120位下肢动脉病变患者，通过造影法测定其血流速度。此外，综合考虑测温部位与心脏距离等因素的影响，估算皮温与血流速度之间的关系。
根据流体力学原理，选取脚踝处的数据结果，以y＝a*x^2+b*x^1+c形式两次拟合出T-u关系曲线，式中，u为基于血流编码程序计算出的造影剂通过血管时间内最高浓度的时间(达峰时间)，T为体表温度(皮温)。
对下肢动脉病变患者的测量数据提示，皮温与达峰时间相关。
皮温与血液流速之间的关系如图4所示：术后随血液流速的增大，皮温增加较快，其变化关系可表达为T＝2116u2-576u+71。上述公式一方面表明血液流速与预定部位的体表温度有关，另一方面表明预定部位的皮温可反映血液流速。
这表明，预定部位的体表温度与血管内部血流速度的相关性，可以通过预定部位的体表温度来定量评估血管内部血流速度或定量评估微循环。
实施例3
介入手术前后体表温度与微循环改善的相关性
在本实施例中，对300位糖尿病患者在血管介入手术前和手术后1天和2天时的预定部位的皮温进行测定，并进行分析。
结果如图5和6所示。
图5的结果显示：
(a)术前和术后的额温基本相同。
(b)与术前相比，术后各点皮温明显上升。
(c)术后第二天各点皮温高于术后第一天，足部区域尤其明显。
(d)术后各样本之间的皮温统计标准差明显小于术前值，说明术后不同患者的各点皮温均趋向于单一稳定值，即接近额温。
(e)术后各点皮温趋于稳定，样本之间的标准差不再变化。
这表明，介入手术前后，预定部位的体表温度数据可用于评价疗效。
图6的结果显示：
(a)术后TTP峰值时间小于术前。
(b)术后TTP峰值时间标准差明显小于术前，说明各患者血液流速趋于稳定，达到手术效果。
与术前相比，术后TTP峰值时间明显小于术前(n＝300)。
Figure BDA0002052102010000131
是术后TTP峰值时间T2与术后TTP峰值时间T1的比值。通过
Figure BDA0002052102010000132
消除个体差异对数据的影响。术后和术前各预定部位处的TTP峰值时间的比值如图7所示。
图7的结果显示：
(a)各预定部位的
Figure BDA0002052102010000133
基本处于0.6-0.7范围，说明术后血流流速与术前相比提高幅度为约为43-67％。
(b)
Figure BDA0002052102010000134
最小值显示，相对应的患者术后髌骨、脚踝、足背处的血液流速分别提高了163％，525％和614％(注：此患者年龄为85周岁)。
这些结果一方面说明了，DSA手术可有效改善血液流速，从而改善微循环。另一方面，由于本发明的基于预定部位的皮温可以定量反映对象相应部位处或总体的微循环情况(例如，可定量地与血液流速相关联)，因此这表明，本发明的无创微循环量化诊断方法不仅可用于定量评价微循环，还可用于定量评价治疗方案(如手术)的疗效。
实施例4
基于预定部位的皮温进行无创微循环的量化诊断
4.1在本实施例中，对近500例糖尿病周围血管病治疗前后皮温，采用配对样本t检验进行分析，其中，预定部位包括基准部位(额头)，以及以下测量部位：左下肢和右下肢的髌骨下缘、内踝、外踝、足背、足底。
4.2结果
结果表明，髌骨下缘、内踝、外踝、足背、足底这些预定部位的皮温数据特别适合用于提供微循环的量化评价结果。
4.2.1.术前术后额温相比，差异无统计学意义。
Figure BDA0002052102010000141
4.2.2.术前术后髌骨下缘左温相比，差异有统计学意义。
Figure BDA0002052102010000142
4.2.3.术前术后髌骨下缘右温相比，差异有统计学意义。
Figure BDA0002052102010000143
4.2.4.术前术后外踝左温相比，差异有统计学意义。
Figure BDA0002052102010000151
4.2.5.术前术后外踝右温相比，差异有统计学意义。
Figure BDA0002052102010000152
4.2.6.术前术后足背右温相比，差异有统计学意义。
Figure BDA0002052102010000153
4.2.7.术前术后足底左温相比，差异有统计学意义。
Figure BDA0002052102010000154
4.2.8.术前术后足底右温相比，差异有统计学意义。
Figure BDA0002052102010000155
综上，除额温在术前、术后无统计学差异外，其余都有统计学差异，本发明的无创微循环量化诊断方法不仅可用于定量评价治疗方案(如手术)的疗效，例如，作为评价术前、术后糖尿病外周血管病微循环的有效方式，还可用于定量评价微循环。
实施例5
无创微循环量化诊断
在本实施例中，采用本发明图2中所示的无创微循环量化诊断系统，对23位糖尿病患者(作为检测对象)进行无创微循环量化评估。
结果如表2所示。
表2预定部位和基准部位的皮温
Figure BDA0002052102010000161
Figure BDA0002052102010000171
表3预定部位相对于基准部位的相对温度差
Figure BDA0002052102010000172
Figure BDA0002052102010000181
基于表3和表4的预定部位的皮温和相对温差，按以下公式I计算对各对象的预定部位处微循环的量化评分值S(以0-10分为例)，
S＝INT((Δst-Δm)*10/(|Δmax|-|Δmin|))+5 公式I
式中，
S为评分值；
Δst为正常人群的该预定部位的皮温与基准部位(如额头)的皮温之差(通常取平均值)；或为某一人群(糖尿病人群或正常人群)的该预定部位的皮温与基准部位(如额头)的皮温之差(如表3中，对于左侧髌骨下缘，可选用-3.5)；
Δm为该对象的该预定部位的皮温与自身基准部位(如额头)的皮温之差；
Δmax为一人群体中，已测定的该预定部位的皮温与基准部位(如额头)的皮温之差中的最大差值(负值)(如表3中，对于左侧髌骨下缘，可选用-5.5)；
Δmin为一人群体中，已测定的该预定部位的皮温与基准部位(如额头)的皮温之差中的最小差值(通常为负值或0)(如表3中，对于左侧髌骨下缘，可选用-1.5)。
此外，在公式I中，|Δmax|-|Δmin|也可用该预定部位的皮温与基准部位(如额头)的皮温之差的波幅替换，或者用a×标准差替换，其中，a为常数，通常为2-5。
在获得各预定部位处微循环的量化评分值S后，相应计算各对象的左下肢(评分＝(髌左+外踝左+足背左+足底左)/4)、右下肢(评分＝(髌右+外踝右+足背右+足底右)/4)以及左右下肢的微循环(评分＝(髌左+髌右+外踝左+外踝右+足背左+足背右+足底左+足底右)/8)的量化评分，结果如表4所示。
表4对预定部位处、左下肢、右下肢以及左右下肢的微循环的量化评分
Figure BDA0002052102010000191
在本实施例中，设定的微循环的量化标准如下表5所示：
表5微循环的量化诊断标准
微循环病变等级 单一预定部位 左下肢 右下肢 左右下肢
极其严重 9-10 9-10 9-10 7.5-10
很严重 7-9 7-9 7-9 6.0-7.5
严重 5-7 5-7 5-7 5.0-6.0
病变 3-5 3-5 3-5 3.5-5.0
轻度病变或存在病变倾向 1-3 1-3 1-3 1.5-3.5
正常或无可见的病变 0-1 0-1 0-1 0-1.5
注：在表5中，因为Δst采用是糖尿病人群的平均值，因此将3-5分也界定为“病变”。如果Δst采用是正常人群的平均值(或标准值)，则需要对表5的量化标准作相应调整。
基于表5所示的量化诊断标准，可以看出在表4中标注了下划线的评分分别表示所述对象的左下肢、右下肢、左右下肢存在严重、很严重、或极其严重的微循环病变。例如，部分量化诊断结果如下：
(a)第2号对象，其左下肢、右下肢均存在极其严重或很严重的微循环病变，因此，总下肢的微循环病变也极其严重(左下肢评分、右下肢评分和总下肢评分分别为9.8、7.5、8.6)。
(b)第16号对象，其左下肢存在极其严重的微循环病变，病变程度远高于左下肢的微循环病变程度(严重)。此外，总下肢的微循环病变也介于严重和极其严重之间(左下肢评分、右下肢评分和总下肢评分分别为9.3、5.8、7.5)。
此外，本发明人对于采用本发明无创微循环量化诊断系统和方法进行量化评分，且量化评分显示极其严重、很严重、严重、病变的对象，再采用实施例1中的常规方法进行分级，并加以比较。
结果显示，两者存在极高的吻合度，“极其严重”对应于“III期病变”；“很严重”对应于“IIc期病变”；“严重”对应于“IIb期”；“病变”对应于“IIa期”。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种无创微循环量化诊断系统，其特征在于，包括：
非接触式测温仪，所述非接触式测温仪用于对一对象的预定部位的体表进行测量并获得所述预定部位的体表温度数据；
微循环量化处理器，所述处理器用于对获得的体表温度数据进行量化处理，并得出微循环量化诊断结果；
其中，所述的微循环量化处理器包括：体表温度数据接收模块、体表温度数据量化处理模块、控制处理器、输入模块和显示模块。
2.根据权利要求1所述的诊断系统，其特征在于，所述控制处理器用于控制体表温度数据接收模块和体表温度数据量化处理模块。
3.根据权利要求1所述的诊断系统，其特征在于，所述输入模块、体表温度数据接收模块、体表温度数据量化处理模块、控制处理器、显示模块依次或相互连接。
4.根据权利要求1所述的诊断系统，其特征在于，微循环量化处理器还包括3D定位标准化模块，所述3D定位标准化模块用于确定和/或校正所述对象的预定部位的位置。
5.根据权利要求1所述的诊断系统，其特征在于，所述的非接触式测温仪和微循环量化处理器通过数据接口进行通信。
6.根据权利要求1所述的诊断系统，其特征在于，所述的非接触式测温仪包括非接触式红外测温仪。
7.根据权利要求1所述的诊断系统，其特征在于，所述的诊断系统还包括：
一预定部位自动识别模块，所述预定部位自动识别模块用于识别所述对象的预定部位，并获得所述预定部位的坐标位置和/或图像。
8.根据权利要求7所述的诊断系统，其特征在于，所述预定部位自动识别模块包括：
一成像单元，所述成像单元用于获取所述对象的体表图像；和
一预定部位标定单元，所述标定单元用于基于所述体表图像，标定各预定部位的3D坐标位置。
9.根据权利要求1所述的诊断系统，其特征在于，所述诊断系统还包括：
一测温仪校准模块，所述测温仪校准模块用于对非接触式测温仪进行校准。
10.根据权利要求1所述的诊断系统，其特征在于，
所述的微循环量化处理器通过应用以下公式而确定微循环的量化评分值S:
S＝INT((Δst-Δm)*10/(|Δmax|-|Δmin|))+5 公式I
式中，
S为量化评分值；
Δst为正常人群的该预定部位的皮温与基准部位的皮温之差(通常取平均值)；或为某一人群(糖尿病人群或正常人群)的该预定部位的皮温与基准部位的皮温之差；
Δm为该对象的该预定部位的皮温与自身基准部位的皮温之差；
Δmax为一人群体中，已测定的该预定部位的皮温与基准部位的皮温之差中的最大差值(负值)；
Δmin为一人群体中，已测定的该预定部位的皮温与基准部位的皮温之差中的最小差值。
CN201910377179.5A 2019-05-07 2019-05-07 无创微循环量化诊断系统及其量化处理方法 Pending CN111904408A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910377179.5A CN111904408A (zh) 2019-05-07 2019-05-07 无创微循环量化诊断系统及其量化处理方法
PCT/CN2020/089062 WO2020224624A1 (zh) 2019-05-07 2020-05-07 无创微循环量化诊断系统及其量化处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910377179.5A CN111904408A (zh) 2019-05-07 2019-05-07 无创微循环量化诊断系统及其量化处理方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111904408A true CN111904408A (zh) 2020-11-10

Family

ID=73051228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910377179.5A Pending CN111904408A (zh) 2019-05-07 2019-05-07 无创微循环量化诊断系统及其量化处理方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN111904408A (zh)
WO (1) WO2020224624A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2814562C1 (ru) * 2023-03-09 2024-03-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера" Министерства здравоохранения Российской Федерации Способ интраоперационной диагностики нарушения микроциркуляции ободочной кишки при злокачественных новообразованиях

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100472193C (zh) * 2003-03-17 2009-03-25 财团法人工业技术研究院 整合影像显示的体温计
US8798704B2 (en) * 2009-09-24 2014-08-05 Covidien Lp Photoacoustic spectroscopy method and system to discern sepsis from shock
US11684282B2 (en) * 2017-02-03 2023-06-27 Avacen, Inc. Systems and methods for evaluating blood circulation and early detection of cardiovascular issues
CN107773217B (zh) * 2017-09-29 2021-01-05 天津大学 活体组织微循环代谢动态测量装置及方法
CN108309302B (zh) * 2018-03-20 2019-09-20 中南大学湘雅医院 一种外科手术微循环监测方法及装置
CN108836279A (zh) * 2018-05-04 2018-11-20 安徽大学 一种智能温度测量及可视化系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2814562C1 (ru) * 2023-03-09 2024-03-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера" Министерства здравоохранения Российской Федерации Способ интраоперационной диагностики нарушения микроциркуляции ободочной кишки при злокачественных новообразованиях

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020224624A1 (zh) 2020-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6792768B2 (ja) 血流予備量比の計算方法およびシステム
US20190150763A1 (en) Obtaining cardiovascular parameters using arterioles related transient time
WO2017206438A1 (zh) 基于植入虚拟支架的ffr评估方法及系统
US20070173727A1 (en) Method and apparatus for isolating the vascular component in digital temerature monitoring
WO2014027293A2 (en) Estimations of equivalent inner diameter of arterioles
Wallace et al. The use of smart phone thermal imaging for assessment of peripheral perfusion in vascular patients
KR20180059911A (ko) 심장탄도의 기준점 사이에서 계측된 시간 간격으로부터 대동맥 맥파 전달 시간을 추정하기 위한 방법 및 기구
Pickett et al. Noninvasive blood pressure monitoring and prediction of fluid responsiveness to passive leg raising
SARITAŞ et al. Comparison of inferior vena cava collapsibility, distensibility, and delta indices at different positive pressure supports and prediction values of indices for intravascular volume status
Földi et al. A novel non-invasive blood pressure waveform measuring system compared to Millar applanation tonometry
US20040138574A1 (en) Methods and apparatus for enhancing diagnosis of myocardial infarctions
WO2016207884A1 (en) Detection of peripheral arterial disease
CN211409055U (zh) 无创微循环量化诊断设备
Whitt et al. Practicality and importance of selected endothelial dysfunction measurement techniques
CN111904408A (zh) 无创微循环量化诊断系统及其量化处理方法
Lee et al. Should CT replace IVUS for evaluation of CAD in large-scale clinical trials: effects of medical therapy on atherosclerotic plaque
Kim et al. Brachial-ankle pulse wave velocity as a screen for arterial stiffness: a comparison with cardiac magnetic resonance
Manen et al. Limitations of stroke volume estimation by non-invasive blood pressure monitoring in hypergravity
de Deus Passos et al. Evaluation of infrared thermography with a portable camera as a diagnostic tool for peripheral arterial disease of the lower limbs compared with color Doppler ultrasonography
Venermo et al. Vascular laboratory for critical limb ischaemia
CN108742562B (zh) 基于高血脂信息获取血管压力差的方法及装置
US9895064B2 (en) Device and method for determining a disease activity
Lee et al. Reproducibility of regional pulse wave velocity in healthy subjects
HajiRassouliha et al. Quantifying Carotid Pulse Waveforms Using Subpixel Image Registration
Gayapersad et al. Beyond blood pressure and heart rate monitoring: towards a device for continuous sensing and automatic feature extraction of cardiovascular data

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20210728

Address after: 201712 room 557, floor 5, building 1, No. 1318, Xiangda East Road, Xianghuaqiao street, Qingpu District, Shanghai

Applicant after: Shanghai zhiquanjunfeng Medical Technology Co.,Ltd.

Address before: Room 303, building 21, no.1-28, Lane 588, Tianxiong Road, Pudong New Area, Shanghai, 200120

Applicant before: YINAIDE MEDICAL TECHNOLOGY (SHANGHAI) Co.,Ltd.

Applicant before: Li Maoquan

TA01 Transfer of patent application right
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination