CN115581454A - 考虑血流动力学混杂因素的非侵入性地测量血液循环血红蛋白的方法和装置 - Google Patents

考虑血流动力学混杂因素的非侵入性地测量血液循环血红蛋白的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本申请涉及考虑血流动力学混杂因素的非侵入性地测量血液循环血红蛋白的方法和装置，并提供了一种用于非侵入性地测量受试者的组织血红蛋白的方法和系统。该方法包括：a)使用近红外分光光度(NIRS)感测设备非侵入性地感测受试者的组织，并且基于非侵入性感测确定至少一个NIRS组织THb值；b)确定在使用NIRS感测设备进行非侵入性组织感测期间是否存在至少一个Hb混杂因子；c)基于在使用NIRS感测设备进行非侵入性组织感测期间至少一个Hb混杂因子的存在来确定NIRS组织THb值的NIRS循环THb部分。

Description

考虑血流动力学混杂因素的非侵入性地测量血液循环血红蛋 白的方法和装置
相关申请
本申请要求基于2021年7月6日提交的标题为“METHOD AND APPARATUS FOR NON-INVASIVELY MEASURING BLOOD CIRCULATORY HEMOGLOBIN ACCOUNTING FOR HEMODYNAMICCONFOUNDERS(考虑血流动力学混杂因素的非侵入性地测量血液循环血红蛋白的方法和装置)”的美国临时专利申请序列第63/218,684号的优先权，其完整公开内容在此通过引用以其整体并入本文。
技术领域
本发明总体涉及用于确定血液循环血红蛋白值的方法和装置，并且具体地涉及用于确定血液循环血红蛋白值的非侵入性方法和装置。
背景技术
在血液中携带氧的分子是血红蛋白。含氧的血红蛋白称为氧合血红蛋白(HbO2)，并且去氧的血红蛋白为脱氧血红蛋白(Hb)。在某些情况下，血液可以含有其他类型的血红蛋白(例如，碳氧血红蛋白(COHb)、高铁血红蛋白(MetHb)等)，但通常含量相对少。因此，如本文所用，术语“总血红蛋白”(THb)是指HbO2和Hb的总和，并且如果血液的血细胞比容或血红蛋白浓度不变，总血红蛋白与相对血容量变化成比例。哺乳动物的心血管系统由血液泵送机制(心脏)、血液运输系统(血管)以及血液氧合系统(肺)组成。由肺氧合的血液通过心脏并且被泵入动脉血管系统。在正常情况下，含氧的动脉血液主要由HbO2组成。大动脉血管分支成更小的分支，称为小动脉，小动脉遍布整个生物组织。小动脉分支成毛细血管，毛细血管是最小的血管。在毛细血管中，血红蛋白携带的氧被运输到组织中的细胞，从而导致氧分子的释放(HbO2→Hb)。在正常情况下，根据细胞代谢需要，仅一小部分HbO2分子会向组织释放氧。然后毛细血管一起结合成小静脉，小静脉是静脉循环系统的开始。小静脉然后结合成更大的血管，称为静脉。静脉进一步结合并且返回到心脏，并且然后静脉血液被泵送到肺。在肺中，去氧的血红蛋白Hb采集氧，再次变成HbO2，并且重复循环过程。
近红外光谱(NIRS)是一种连续监测组织参数(例如，氧饱和度、血红蛋白水平等)的光学分光光度法，它不需要脉动血容量来计算临床值参数。NIRS光谱基于以下原理：近红外范围(700nm至1,000nm)的光可以轻松穿过皮肤、骨骼以及其他组织，光在这些皮肤、骨骼以及其他组织中遇到主要位于微循环通道(例如，毛细血管、小动脉以及小静脉)内的血红蛋白。暴露于近红外范围内的光的血红蛋白具有特定的吸收光谱，该吸收光谱取决于其氧化状态(即氧合血红蛋白(HbO2)和脱氧血红蛋白(Hb)各自充当不同的发色团)。通过使用发射特定的不同波长的近红外光的光源，并且测量透射或反射光衰减的变化，可以监测组织内氧合血红蛋白(HbO2)和脱氧血红蛋白(Hb)的浓度变化以及氧饱和度。美国专利第6,456,862号；第7,072,701号；第8,078,250号；以及第8,396,526号都描述了NIRS光谱设备和方法。这些文献中的每个在此通过引用以其整体并入本文。
近红外光谱(NIRS)血氧计可以为受试者的组织提供非侵入性确定的总血红蛋白值(THb)。如下所述，如果血液的血细胞比容或血红蛋白浓度不变，则组织的总血红蛋白与感测到的组织内的相对血容量(该容量可改变)成比例。使用放置在受试者的皮肤上的基于光学的传感器，NIRS组织血氧计可以用于使用不同波长的光询问组织(例如，将光发射到组织中并且检测从组织传出的光)，并且然后处理检测到的光以计算组织的总血红蛋白值，并且如果期望的话还计算组织氧饱和度(StO2)值。例如，放置在受试者前额上的NIRS组织血氧计的传感器部分可以用于采用分光光度法询问受试者的脑组织，并且然后确定受试者的脑组织的总血红蛋白和StO2值。
历史上，循环血液血红蛋白值(即，代表循环血液内的血红蛋白的血红蛋白值)已经使用侵入性抽取的血液样本来确定。可以使用CO-血氧计或血液气体分析仪分析侵入性抽取的血液样本。CO-血氧计是可以被操作以测量血液样品内存在的一种或多种类型的血红蛋白(例如，HbO2、Hb、碳氧血红蛋白(COHb)、高铁血红蛋白(MetHb)等)的设备。大多数CO-血氧计是分光光度设备，其可以被操作以通过测量通过血液样本的特定波长的光的吸收来确定侵入性抽取的血液样本内的相应类型血红蛋白(例如，HbO2、Hb、COHb、MetHb等)的量。不同波长的相对吸收量使得能够测量血液样本内存在的相应类型的血红蛋白。相比之下，大多数血液气体分析仪是电化学类型的分析设备，它们使用电极以及电流或电位的变化来检测和测量侵入性抽取的血液样本中的成分。
已知的NIRS组织血氧计和CO-血氧计或血液气体分析仪之间的主要区别在于，已知的NIRS组织血氧计被配置为确定组织内的参数值(例如，血红蛋白、氧饱和度等)，而CO-血氧计或血液气体分析仪被配置为确定循环血液样本(即侵入性采集的血液样本)内的相同参数值。使用总血红蛋白作为示例参数，使用已知的NIRS组织血氧计确定的组织内的总血红蛋白值可以受到几个不同的血流动力学参数的影响，这些血流动力学参数包括每组织体积的血红蛋白浓度、血管反应性、心输出量、血流、动脉血中的二氧化碳的分压(PaCO2)、心率、血容量、血肿、充血、血压等。使用CO-血氧计或血液气体分析仪确定的循环血液样本的总血红蛋白值将不受这些血流动力学参数影响，但需要侵入性采集步骤。
发明内容
根据本公开的一个方面，提供了一种非侵入性地测量受试者的组织血红蛋白的方法。该方法包括：a)使用近红外分光光度(NIRS)感测设备非侵入性地感测受试者的组织，并且基于该非侵入性感测确定至少一个NIRS组织THb值；b)确定在使用NIRS感测设备进行非侵入性组织感测期间是否存在至少一个Hb混杂因子(confounding factor)；以及c)基于在使用NIRS感测设备进行非侵入性组织感测期间至少一个Hb混杂因子的存在来确定NIRS组织THb值的NIRS循环THb部分。
在以上和本文所述的任何方面或实施例中，确定在使用NIRS感测设备进行非侵入性组织感测期间是否存在至少一个Hb混杂因子的步骤可以包括：使用血流动力学测量设备在与使用NIRS感测设备非侵入性地感测受试者的组织时大约相同的时间段测量受试者的血流动力学参数。
在以上和本文所述的任何方面或实施例中，血流动力学参数可以是受试者的心率、心输出量、血压或血管反应性水平，或受试者体内的血液二氧化碳水平。
在以上和本文所述的任何方面或实施例中，确定NIRS组织THb值的NIRS循环THb部分的步骤可以包括：确定NIRS组织THb值的归因于Hb混杂因子的一部分并且考虑NIRS组织THb值的归因于Hb混杂因子的部分。
在以上和本文描述的任何方面或实施例中，使用NIRS感测设备非侵入性地感测受试者的组织的步骤和确定在非侵入性组织感测期间是否存在至少一个Hb混杂因子的步骤都可以使用NIRS感测设备来执行。
在以上和本文描述的任何方面或实施例中，使用NIRS感测设备非侵入性地感测受试者的组织的步骤可以使用NIRS感测设备来执行，该NIRS感测设备使用至少一个血液循环THb值进行校准。
在以上和本文描述的任何方面或实施例中，使用NIRS感测设备非侵入性地感测受试者的组织的步骤可以使用NIRS感测设备来执行，该NIRS感测设备使用包括血液循环THb值的经验数据进行校准。
根据本公开的一个方面，提供了一种用于非侵入性地测量受试者的组织血红蛋白的系统。该系统包括血流动力学测量设备和近红外分光光度(NIRS)感测设备。血流动力学测量设备被配置为感测血流动力学参数并且产生代表血流动力学参数的信号数据。NIRS感测设备具有至少一个换能器以及控制器。换能器具有至少一个光源和至少一个光检测器。控制器具有与至少一个换能器通信的至少一个处理器以及存储有指令的存储器设备。这些指令在被执行时使处理器：a)控制NIRS感测设备以非侵入性地感测受试者的组织并且基于该非侵入性感测确定至少一个NIRS组织THb值；b)使用由血流动力学测量设备产生的信号数据确定在非侵入性组织感测期间是否存在至少一个Hb混杂因子；以及c)确定NIRS组织THb值的NIRS循环THb部分，该确定考虑在使用NIRS感测设备进行非侵入性组织感测期间至少一个Hb混杂因子的存在。
在以上和本文描述的任何方面或实施例中，系统可以被配置为使血流动力学测量设备在与使用NIRS感测设备非侵入性地感测受试者组织时大约相同的时间段感测血流动力学参数。
在以上和本文描述的任何方面或实施例中，使处理器确定NIRS组织THb值的NIRS循环THb部分的指令也可以使处理器确定NIRS组织THb值的归因于Hb混杂因子的一部分。
在以上和本文描述的任何方面或实施例中，NIRS感测设备可以使用至少一个血液循环THb值进行校准。
在以上和本文描述的任何方面或实施例中，NIRS感测设备可以使用包括血液循环THb值的经验数据进行校准。
根据本公开的一个方面，提供了一种用于非侵入性地测量受试者的组织血红蛋白的系统。该系统包括血流动力学测量设备、近红外分光光度(NIRS)感测设备以及系统控制器。血流动力学测量设备被配置为感测血流动力学参数并且产生代表血流动力学参数的HP信号数据。NIRS感测设备具有至少一个换能器以及控制器。换能器具有至少一个光源和至少一个光检测器。控制器具有与至少一个换能器通信的至少一个NIRS处理器以及存储有NIRS指令的NIRS存储器设备。NIRS指令在被执行时使NIRS处理器控制NIRS感测设备以非侵入性地感测受试者的组织并且产生代表至少一个NIRS组织THb值的NIRS信号数据。系统控制器具有与血流动力学测量设备、NIRS感测设备通信的至少一个SC处理器以及存储有SC指令的SC存储器设备，这些SC指令在被执行时使SC处理器：a)使用HP信号数据确定在非侵入性组织感测期间是否存在至少一个Hb混杂因子；以及b)基于NIRS信号数据和至少一个Hb混杂因子的存在确定NIRS循环THb值。
根据本公开的一个方面，提供了一种用于非侵入性地测量受试者的组织血红蛋白的系统，该系统包括近红外分光光度(NIRS)感测设备。NIRS感测设备具有至少一个换能器以及控制器。换能器具有至少一个光源和至少一个光检测器。控制器具有与至少一个换能器通信的至少一个处理器以及存储有指令的存储器设备。这些指令在被执行时使处理器：a)控制NIRS感测设备以非侵入性地感测受试者的组织并且产生代表至少一个NIRS组织THb值的NIRS信号数据；b)控制NIRS感测设备以确定血流动力学参数并且产生代表血流动力学参数的HP信号数据；c)使用HP信号数据确定在非侵入性组织感测期间是否存在至少一个Hb混杂因子；d)基于NIRS信号数据和至少一个Hb混杂因子的存在确定NIRS循环THb值。
前面已经概述了本发明的几个方面，以便可以更好地理解以下对本发明的详细描述。构成本发明权利要求主题的本发明的附加特征和优点将在下文中进行描述。
附图说明
图1是根据本公开的NIRS感测设备实施例的图形表示。
图1A是根据本公开的系统实施例的图形表示。
图2是应用于受试者的头部的NIRS感测设备换能器的图形表示。
图3是NIRS感测设备换能器的图形表示。
图4是在图表上示出的数据点的散点图，该图表具有表示血液循环THb值的Y轴和示出NIRS组织THb值的X轴，以及根据数据点确定的趋势线。
图5是在图表上示出的数据点的散点图，该图表具有表示血液循环THb值的Y轴和示出NIRS组织THb值的X轴。数据包括来自不同受试者的多个数据集。对每个数据集拟合趋势线。
图6是在图表上示出的散点图，该散点图示出在多点受试者校准方法中采集的两个数据点，该图表具有表示血液循环值的Y轴和示出NIRS组织THb值的X轴，以及根据数据点确定的趋势线。
图7是图示本公开各方面的图形框图。
具体实施方式
为了便于本描述，本文使用的以下术语定义如下：
·“THb”在本文用于表示总血红蛋白含量，共同包括血液样本内可以存在的各种类型的血红蛋白，诸如氧合血红蛋白(HbO2)、脱氧血红蛋白(Hb)、碳氧血红蛋白(COHb)、高铁血红蛋白(MetHb)等。通常，血液样本中的氧合血红蛋白(HbO2)和脱氧血红蛋白(Hb)的量不成比例地大于血液样本内存在的其他类型血红蛋白的量。为便于本文描述，“THb”可以在本文中描述为HbO2和Hb的总和。
·“血液循环THb”在本文用于表示采集的血液样本内的总血红蛋白含量。因为“血液循环THb”值是根据采集的血液样本确定的，所以它与受试者的组织中可能存在的任何血流动力学效应无关。
·“NIRS组织THb”用于表示使用NIRS感测设备感测的组织样本内的血液的总血红蛋白含量，其不考虑感测到的组织内可能存在的血流动力学效应。
·“NIRS循环THb”用于表示使用NIRS感测设备或系统感测的组织样本内的血液的总血红蛋白含量，其考虑了感测到的组织内可能存在的血流动力学效应。
如上所述，由NIRS感测设备(有时称为“NIRS血氧计”)对组织执行的不考虑血流动力学效应的血红蛋白分析与对采集的血液样本执行的血红蛋白分析之间的主要差异是组织样本内的血流动力学效应可以影响血红蛋白分析。NIRS组织THb值可以受到归因于血流动力学参数的血流动力学效应的影响，这些血流动力学参数包括但不限于心率(HR)、血压(BP)、血管反应性、心输出量(CO)、血流、动脉血中的二氧化碳的分压(PaCO2)、血容量、血肿、充血等。这些血流动力学参数不存在于采集的血容量内。本公开的实施例涉及考虑血流动力学效应的非侵入性地测量循环血红蛋白(即，“NIRS循环THb”)的方法和装置。本公开可以用于周期性地和/或连续地确定NIRS循环THb数据。
参考图1，本公开的方面包括NIRS感测设备20，该NIRS感测设备20被配置为接收来自至少一个独立的血流动力学测量设备22的信号输入，并且由此产生NIRS循环THb数据，其中该信号输入代表受试者的血流动力学参数。
参考图1A，本公开的其他方面包括系统48，该系统48包括NIRS感测设备20和至少一个血流动力学测量设备22(即，被配置为感测血流动力学参数(诸如心率、血压、血管反应性、心输出量、血流、动脉血中的二氧化碳的分压(PaCO2)等)的设备)，并且由此产生NIRS循环THb数据。如图1A所示的系统包括与NIRS感测设备20和血流动力学测量设备22通信的系统控制器28。
本公开的其他方面包括NIRS感测设备20，该NIRS感测设备20被配置为确定组织氧参数(例如，氧饱和度值、血红蛋白浓度值等)和至少一个血流动力学参数，并且由此产生NIRS循环THb数据。
可以在本公开内使用的NIRS感测设备20具有至少一个换能器24以及控制器26。换能器24可以通过缆线30(例如，被配置为在换能器24与控制器26之间提供信号通信)连接到控制器26，或者换能器24可以与控制器26无线通信。每个换能器24包括至少一个光源和至少一个光检测器。图2和图3图示了可以与本公开一起使用的NIRS感测设备换能器24的示例。换能器24包括外壳32、至少一个光源34以及一对光检测器36、38。外壳32通常被配置为直接附接到受试者的身体。光源34和光检测器36、38可以附接到外壳32或结合在该外壳32内。该对光检测器36、38可以被描述为“近”检测器36和“远”检测器38。术语“近”和“远”指示距光源34的相对距离。光源34可以包括多个发光二极管(“LED”)，每个发光二极管发射预定波长的窄光谱带宽的光。然而，光源34不限于LED。光检测器36、38可以各自包括一个或多个光电二极管或其他光检测设备。可接受的NIRS感测设备换能器24的非限制性示例在美国专利第9,988,873号和第8,428,674号中进行了描述，这两个专利均在此通过引用以其整体并入本文。本公开不限于任何特定的换能器配置。
NIRS感测设备控制器26包括一个或多个处理器，这些处理器可以用于控制与本文描述的计算机实施的方法步骤中的任一个相关联描述的操作。控制器26还可以包括诸如存储器设备、输入设备、输出设备等的部件。如本文所使用的术语“处理器”可以指代任何类型的计算设备、计算电路、任何类型的过程或处理电路，包括多个处理器、多核CPU、微处理器、数字信号处理器、微控制器等，单独地或以它们的任何组合。被包括在控制器26中的(一个或多个)处理器能够执行存储在存储器中的一系列指令(例如，用于实施本文所述的方法步骤/算法、控制诸如光源34和光检测器36、38等部件的指令)。存储器通常是非暂时性存储器，其可以包括易失性存储器和/或非易失性存储器并且可以是计算机可读介质。输入设备的非限制性示例包括键盘、定点设备、触摸屏等。输出设备的非限制性示例包括显示单元(例如，用于显示图形用户界面和/或数据)或打印机等。本公开的特征可以在数字电子电路系统、在计算机硬件、固件或其任意组合中实施。所存储的指令可以采取有形地体现在存储器或存储设备(例如，可访问以供处理器执行的机器可读设备)中的计算机程序产品的形式。控制器26可以适于控制光源34的操作并且处理从光检测器36、38直接或间接提供的光信号，如本文所述。在包括系统控制器28的系统实施例中，可以如上所述配置系统控制器。
控制器26适于确定血氧参数值，包括氧饱和度值(可称为“SnO2”、“StO2”、“SctO2”、“CrSO2”、“rSO2”等)和基于换能器发射和感测的光的血红蛋白浓度值(例如HbO2和Hb)。美国专利第6,456,862号；第7,072,701号；以及第8,396,526号各自公开了用于分光光度血液监测的方法。美国专利第6,456,862号和第7,072,701号中公开的方法代表了确定一个或多个不依赖于受试者的血液参数值的可接受示例。本公开的方面可以包括但不限于包括那些特定方法。美国专利第8,396,526号中公开的方法代表了考虑被感测的特定受试者的组织的特定物理特性的确定血液参数值的方法的可接受的示例；即，依赖于受试者的方法。
在一些实施例中，在本公开内使用的NIRS感测设备20可以被校准以使NIRS感测设备20能够以更高的准确度非侵入性地产生NIRS循环THb数据；即，NIRS感测设备20的校准参数可以基于经验数据或基于从使用NIRS感测设备20感测的特定受试者采集的数据来确定。如何基于经验数据或基于从特定受试者采集的数据确定校准参数的示例在美国专利公开第2020/033258号中有所描述，该公开在此通过引用以其整体并入本文。美国专利公开第2020/033258号中描述的校准过程利用血液循环THb数据和NIRS组织THb数据。侵入性血液样本分析设备39(诸如CO-血氧计或血液气体分析仪等)可以用于根据采集的血液样本确定血液循环THb值。CO-血氧计和血液气体分析仪是众所周知的，为了实现的目的，这里不需要进一步的描述。用于采集NIRS组织THb数据的方法和装置也是已知的。用于采集NIRS组织THb数据的方法和装置的非限制性示例在美国专利第6,456,862号；第7,072,701号；以及第8,396,526号中有所描述。
在这些校准的实施例中，控制器26可以包括存储的指令，这些指令包括代表从临床上足够的受试者群体采集的经验数据的一个或多个校准参数，或者可以确定个体特异性的校准参数。
在其中校准参数代表从临床上足够的受试者群体采集的经验数据的那些实施例中，经验数据可以包括临床上显著数量的数据集，每个数据集包括来自受试者的NIRS组织THb值和对应的血液循环THb值。每个数据集可以被绘制为散点图(例如，具有表示血液循环THb值的Y轴和示出NIRS组织THb值的X轴的图表；参见图4)上的单个数据点40，并且可以根据数据点40确定趋势线42(有时称为“最佳拟合”线)，该趋势线42具有斜率值和截距值。线性回归技术可以用于定义趋势线42、斜率值以及截距值。斜率值可以称为经验循环THb校准斜率；例如，校准参数。在一些情况下，经验数据可以包括在受试者经受逐步血液稀释方案的同时从受试者采集的多个数据集。在血液稀释方案的每个步骤处，确定NIRS组织THb值和血液循环THb值。来自经受血液稀释方案的受试者的每个数据集(即，NIRS组织THb值和血液循环THb值对)可以被绘制为散点图上的单个点(例如，参见图5)。趋势线42A-42E可以拟合到来自每个血液稀释数据集的数据点(例如，通过线性回归技术)，并且可以为每个数据集确定趋势线斜率值和截距值。随后可以使用临床上可接受数量的斜率来创建可以用作“经验循环THb校准斜率”值的统计上的代表性的斜率值(例如，平均值)。
不管如何确定经验循环THb校准斜率，它都可以存储在与NIRS感测设备20的控制器26通信的非暂时性存储器设备中，以用于确定NIRS循环THb数据。例如，可以使用从受试者确定的血液循环THb值和具有存储的经验循环THb校准斜率的NIRS血氧计来确定受试者的NIRS循环THB数据，如美国专利公开第2020/033258号中所公开的。更具体地，可以根据使用CO-血氧计分析的抽取的血液样本确定血液循环THb值。然后可以将该血液循环THb值输入到具有存储的经验循环THb校准斜率的NIRS感测设备20中以确定“受试者校准截距”。一旦确定了受试者校准截距，就可以感测受试者以确定NIRS组织THb值。然后可以使用NIRS组织THb值、经验循环THb校准斜率以及受试者校准截距来确定受试者的NIRS循环THb；例如，使用以下方程1：
NIRS循环THb＝(NIRS组织THb x经验循环THb校准斜率)+受试者校准截距 (方程1)
应当注意，方程1是可以使用的数学表达式的非限制性示例。以这种方式，以“不依赖于受试者”的方式校准的NIRS感测设备20可以用于确定受试者的NIRS循环THb值。
在校准NIRS感测设备20以使NIRS感测设备20能够以特定于受试者的方式非侵入性地产生NIRS循环THb数据的那些实施例中，控制器26可以配置有存储的算法指令以允许用户输入多个血液循环THb值(例如，来自侵入性采集的血液样本)，每个血液循环THb值都与来自特定受试者的相应NIRS组织数据值(例如，NIRS组织THb)相关联。可以根据在感测受试者以产生相应NIRS组织数据值的同时或大约同时采集的血液样本确定每个血液循环THb值。参考图6，来自每个相应时间点的血液循环THb值和NIRS组织THb值可以表示为数据点44A、44B(即，数据点44A表示来自第一时间点的血液循环THb值和NIRS组织THb值，并且数据点44B表示来自第二时间点的血液循环THb值和NIRS组织THb值等)。图6图示了绘制在图表上的此类数据点44A、44B，该图表具有表示血液循环THb值的Y轴和示出NIRS组织THb值的X轴。这些数据点可以经由趋势线46连接，并且可以确定斜率和截距值。斜率和截距值可以分别被称为“个体受试者校准斜率”和“多点受试者校准截距”。如果绘制了多于两个这种数据点，则可以使用线性回归技术或简单的斜率方程等来确定趋势线46。
现在用“个体受试者校准斜率”和“多点受试者校准截距”“校准”(经由存储的算法指令)的NIRS感测设备20可以用于以正常方式(除了NIRS感测设备20被校准)确定NIRS组织THb。然后可以确定NIRS循环THb，例如，使用以下方程2：
NIRS循环THb＝(NIRS组织THb x个体受试者校准斜率)+多点受试者校准截距(方程2)
应当注意，方程2是可以使用的数学表达式的非限制性示例。然后可以使用经校准的NIRS感测设备20在监测该特定受试者期间的任何时间确定NIRS循环THb，而不需要进一步的侵入性循环血液样本。本公开不需要以上述方式校准的NIRS感测设备。
本公开NIRS感测设备控制器26(或系统控制器28)的实施例可以被配置为识别一个或多个“Hb混杂因子”的存在或不存在，这些“Hb混杂因子”可能不利地影响确定受试者的NIRS循环THb浓度的准确性。如本文所用，术语“Hb混杂因子”是指可能混淆NIRS循环THb确定的血管反应性和/或血流动力学效应。在NIRS感测设备控制器26(或系统控制器28)被配置为识别一个或多个Hb混杂因子的存在或不存在的那些实施例中，控制器26、28可以被配置为考虑Hb混杂因子并且由此减轻它可能对NIRS循环THb浓度确定产生的任何影响。
在一些实施例中，控制器26、28可以被配置为基于存储在控制器26、28内的经验数据来识别Hb混杂因子。例如，可以采集包括与血流动力学参数数据耦合的NIRS组织THb数据的经验数据，血流动力学参数数据为诸如每组织体积的血红蛋白浓度、血管反应性、心输出量、血流、动脉血中的二氧化碳的分压(PaCO2)、心率、血容量、血压、血肿、充血等。如本文所示，在本公开的一些实施例中，血流动力学参数可以由独立于NIRS感测设备20的血流动力学测量设备22测量。在这些实施例的一些实施例中，血流动力学测量设备22和NIRS感测设备20都可以是本公开系统48的一部分，并且在功能上彼此独立。在系统48内，两个设备20、22可以彼此通信或与公共系统控制器28通信。可替代地，在这些实施例中的一些实施例中，NIRS感测设备20可以被配置为与独立的血流动力学测量设备22通信；即，NIRS感测设备20可以被配置为从独立的血流动力学测量设备22接收信号数据。在更进一步的实施例中，NIRS感测设备20可以被配置为确定组织氧参数(例如，氧饱和度值、血红蛋白浓度值等)和至少一个血流动力学参数(例如HR)，并且由此产生NIRS循环THb数据。因此，本公开的方面允许将NIRS循环THb确定为NIRS组织THb(校准的或未校准的)和与血流动力学参数相关联的Hb混杂因子的函数，血流动力学参数为诸如每组织体积的血红蛋白浓度、血管反应性、心输出量、血流、动脉血中的二氧化碳的分压(PaCO2)、心率、血容量、血压、血肿、充血等。
NIRS循环THb＝f(NIRS组织THb(校准的或非校准的),HR,BP,CO,PaCO2等。) (方程3)
使用心率作为混杂因子的示例，本公开的方面可以利用采取HR监测器(诸如心电图(“ECG”)等)形式的独立血流动力学测量设备22，并且控制器26、28可以包括存储的与HR水平相关的经验数据。可以通过使用NIRS感测设备20、能够确定血液循环THb的设备39(例如，CO-血氧计)以及独立的血流动力学测量设备22(例如，HR监测器，诸如心电图-“ECG”)感测临床上有用数量的受试者来生成上述经验数据。可以从这些设备采集预定的心率范围内的数据；例如，心率范围从“静止”心率到预定升高的心率。然后可以分析所采集的经验数据，以确定如果任何血流动力学效应与心率增加相关联会怎样；例如，可以将血液循环THb数据与相应心率下的NIRS组织THb数据进行比较，以确定上述血流动力学效应。所存储和所分析的经验数据可以识别NIRS组织Hb数据的归因于混杂因子(在这种情况下为HR)的第一部分和NIRS组织Hb数据的归因于血液循环Hb的第二部分。
关于作为混杂因子的示例的血压，本公开的方面可以利用独立的血压测量设备22(例如，来自Edwards Lifesciences Corporation(爱德华兹生命科学公司)的
Figure BDA0003729663860000121
系统)等，并且控制器26、28可以包括所存储的与血压水平相关的经验数据。可以通过使用NIRS感测设备20、能够确定血液循环THb的设备39(例如CO-血氧计)以及独立的血流动力学测量设备22(例如，血压监测器)感测临床上有用数量的受试者来生成上述经验数据。可以从这些设备采集预定的血压水平范围内的数据；例如，与高血压、低血压以及正常血压相关联的血压水平。然后可以分析所采集的经验数据，以确定如果任何血流动力学效应与血压水平相关联会怎样；例如，可以将血液循环THb数据与相应血压水平下的NIRS组织THb数据进行比较，以确定上述血流动力学效应。所存储和所分析的经验数据可以识别NIRS组织Hb数据的归因于混杂因子(例如高血压或低血压)的第一部分和NIRS组织Hb数据的归因于血液循环Hb的第二部分。
关于作为混杂因子的示例的心输出量，本公开的方面可以利用采取利用多普勒超声心动图等的心输出量监测器形式的独立血流动力学测量设备22，并且控制器26、28可以包括所存储的与心输出量水平相关的经验数据。可以通过使用NIRS感测设备20、能够确定血液循环THb的设备39(例如，CO-血氧计)以及独立的血流动力学测量设备22(例如，心输出量监测器)感测临床上有用数量的受试者来生成上述经验数据。可以从这些设备采集预定的心输出量范围内的数据；例如，心输出量范围从“静止”心输出量到预定升高的心输出量。然后可以分析所采集的经验数据，以确定如果任何血流动力学效应与心输出量升高相关联会怎样；例如，可以将血液循环THb数据与相应心输出量水平下的NIRS组织THb数据进行比较，以确定上述血流动力学效应。所存储和所分析的经验数据可以识别NIRS组织Hb数据的归因于混杂因子(在这种情况下为心输出量)的第一部分和NIRS组织Hb数据的归因于血液循环Hb的第二部分。
就作为潜在Hb混杂因子的血管反应性而言，本公开的方面可以利用可操作以确定血管反应性的独立的血流动力学测量设备22，并且控制器26、28可以包括所存储的与血管反应性相关的经验数据。用于确定血管反应性的特定类型的血流动力学测量设备22将可能取决于所使用的血管活性刺激(vasoactive stimulus)。用于确定血管反应性的设备和方法在本领域是已知的。可以通过使在临床上有用数量的受试者经受血管活性刺激方案(血管舒张或血管收缩)，同时使用NIRS感测设备20感测受试者以确定NIRS组织THb数据并且获取血液样本(这些血液样本可以被分析以确定血液循环THb数据)来生成这些经验数据。可以在多个不同的血管活性刺激水平(血管舒张或血管收缩)下评估NIRS组织THb数据和血液循环THb数据。然后可以分析所采集的数据以确定如果任何血流动力学效应归因于血管反应性会怎样；例如，可以将血液循环THb数据与相应血管活性水平下的NIRS组织THb数据进行比较，以确定血流动力学效应。所存储和所分析的经验数据可以识别NIRS组织Hb数据的归因于混杂因子(在这种情况下为血管反应性)的第一部分和NIRS组织Hb数据的归因于血液循环Hb的第二部分。
血液内的二氧化碳(CO2)独立于脑灌注压影响脑血管反应性。为了确定CO2是否可能是混杂因子，本公开的方面可以利用采取经皮血液气体监测器(PtcCO2)或呼出气CO2传感器(EtCO2)等形式的独立的血流动力学测量设备22，并且控制器26、28可以包括所存储的与血液CO2水平相关的经验数据。可以通过在临床上有用数量的受试者中创建不同的血液CO2水平，同时使用NIRS感测设备20感测那些受试者以确定NIRS组织THb数据并且获取血液样本(该血液样本被分析以确定血液循环THb数据)以及使用血液CO2测量设备感测受试者来生成经验数据。可以在多个不同的血液CO2血液水平下评估NIRS组织THb数据和血液循环THb数据。然后可以分析所采集的数据，以确定如果任何血流动力学效应与不同的血液CO2水平相关联会怎样；例如，可以将血液循环THb数据与相应血液CO2水平下的NIRS组织THb数据进行比较，以确定血流动力学效应。所存储和所分析的经验数据可以识别NIRS组织Hb数据的归因于混杂因子(在这种情况下为CO2)的第一部分和NIRS组织Hb数据的归因于血液循环Hb的第二部分。
如果NIRS感测设备20可操作以提供脉动波形(例如，反映脉动血流的波形)，则可以从该脉动波形中提取可以用于识别可能混淆NIRS循环THb确定的血管反应性和/或血流动力学变化的信号/特征。可以从脉动波形中提取的信号/特征包括：1)脉动波形的AC/DC部分；2)与心脏频率相关联的能量(Ecardiac)与信号的总能量(Etotal)之间的比率。这些信号包含与被包含在由NIRS感测设备20感测的组织体积内的动脉血液的量有关的信息。在本公开的一些实施例中，可以基于来自在临床上有用数量的受试者的脉动波形信号/特征，同时使用NIRS感测设备20感测那些受试者以确定NIRS组织THb数据并且获取血液样本(该血液样本可以被分析以确定血液循环THb数据)来生成经验数据。可以相对于多个不同的脉动波形评估NIRS组织THb数据和血液循环THb数据。然后可以分析所采集的数据以确定如果任何血流动力学效应归因于相应脉动波形会怎样；例如，可以将血液循环THb数据与相应脉动波形下的NIRS组织THb数据进行比较，以确定血流动力学效应。
以上提供的Hb混杂因子示例旨在展示本公开的方面以促进对本公开的认知和理解，但并不反映所有可能类型的Hb混杂因子。
如上所述，在一些实施例中，NIRS感测设备20可以被配置为确定组织氧参数(例如，氧饱和度值、血红蛋白浓度值等)和至少一个血流动力学参数(例如，HR)，并且NIRS感测设备20可以包括所存储的与至少一个血流动力学参数相关的经验数据。因此，在这些实施例中，NIRS感测设备20本身可以被配置为产生NIRS循环THb数据(以考虑血流动力学效应的方式)，并且不需要独立的血流动力学测量设备。可操作以基于由NIRS感测设备20感测的脉动波形提供HR数据的NIRS感测设备20是被配置为确定组织氧参数和至少一个血流动力学参数(例如，HR)的NIRS感测设备20的非限制性示例。可以通过使用NIRS感测设备20和能够确定血液循环THb的设备39(例如，CO-血氧计)感测在临床上有用数量的受试者来生成上述经验数据。可以从这些设备采集预定的HR范围内的数据。然后可以分析所采集的经验数据，以确定任何血流动力学效应与HR升高相关联会怎样；例如，可以将血液循环THb数据与相应HR下的NIRS组织THb数据(由NIRS感测设备20确定)进行比较，以确定上述血流动力学效应。所存储和所分析的经验数据可以识别NIRS组织Hb数据的归因于混杂因子(在这种情况下为HR)的第一部分和NIRS组织Hb数据的归因于血液循环Hb的第二部分。
与上述各种Hb混杂因子相关联的经验数据可以与NIRS组织Hb数据和血液循环THb数据一起使用，以识别Hb混杂因子的存在(或不存在)，并且如果存在则考虑Hb混杂因子。考虑Hb混杂因子的过程可以包括识别NIRS组织Hb数据的归因于Hb混杂因子的第一部分和NIRS组织Hb数据的归因于血液循环Hb的第二部分。以这种方式，可以将NIRS组织Hb数据的归因于Hb混杂因子的第一部分与NIRS组织Hb数据的归因于血液循环Hb的第二部分分开或区分以允许确定不经受血流动力学效应或仅以在临床上无关紧要的方式经受血流动力学效应的血液Hb数据(例如，NIRS循环THb数据)。重要的是，本公开系统的方面包括使用经验数据来识别Hb混杂因子并且考虑这种Hb混杂因子的非侵入性过程，该过程可以定期和/或连续、实时地执行。依赖于侵入性血液采样和所采集的血液样本的分析的现有技术不能实时和/或连续地提供Hb浓度数据。
图7是图示本公开的方面的图形框图。使用NIRS感测设备20感测NIRS组织THb。由NIRS感测设备20产生的信号数据(表示为框50)包括THb血液血红蛋白成分(上文称为“归因于血液循环Hb的NIRS组织Hb数据”)并且可以包括归因于血流动力学因子的部分(上文称为“归因于一个或多个混杂因子的NIRS组织Hb数据”)，具体取决于是否存在血流动力学因子。示出框50以概略地指示出这些部分可以存在于由NIRS感测设备20产生的信号数据内。在“NIRS组织THb”成分下方，图7概略地图示了“血流动力学参数”框52。框图的这部分表示来自被配置为感测血流动力学参数的血流动力学测量设备22的输入。如上所述，血流动力学测量设备22可以是本公开系统48的一部分，或者可以是与本公开NIRS感测设备20通信的独立设备，或者可以在功能上被提供在本公开NIRS感测设备20内。血流动力学测量设备22输入和NIRS感测设备20输入用于识别Hb混杂因子的存在或不存在。图7还概略地图示了与“血流动力学参数”框分开的CO2监测器框54(另一种类型的血流动力学测量设备22)以有助于框图，并且还指出CO2监测器可以用于本公开的一些实施例中，但并非在所有实施例中都需要。图7还概略地图示了与“血流动力学参数”框分开的“来自NIRS感测设备脉动波形的特征”框56(另一种类型的血流动力学测量设备22)以有助于框图，并且还指出这种脉动波形特征可以用于本公开的一些实施例中，但并非在所有实施例中都需要。图7示出了“识别THb混杂参数”框58。如上所述，NIRS感测设备20(或系统48)的实施例可以被配置为基于经验数据识别混杂因子的存在(或不存在)。在确定THb混杂参数以将对NIRS循环THb的确定具有不利影响的形式/量值存在的情况下，本公开的NIRS感测设备20(或系统48)和方法可以被配置为考虑如“考虑THb混杂参数”框60中所示的混杂因子。如上所述，在一些实施例中，“考虑”可以包括将NIRS组织THb数据的归因于THb混杂因子的部分与NIRS组织THb数据的归因于血液循环THb的部分分开或区分。该考虑允许对血液THb数据(例如，NIRS循环THb数据)进行非侵入性确定，其不经受血流动力学效应，或者仅以在临床上无关紧要的方式经受血流动力学效应。包括将NIRS组织THb数据的归因于THb混杂因子的部分分开或区分的考虑是考虑血流动力学效应的非限制性示例。然后，由该考虑产生的NIRS循环THb数据(在框62“NIRS循环THb数据(w/混杂因子考虑)”中示出)可以作为NIRS循环THb数据被报告(框64)。在如上所述的一些实施例中，如框66所示，可以使用如本文所述的经校准的NIRS感测设备20(例如，参见图4和图5以及与其相关联的描述)处理由于考虑而产生的NIRS循环THb数据，并且随后在框64中报告。在一些实施例中，如框50所示的NIRS组织数据输入可以使用经校准的NIRS感测设备20(如本文所述-参见图4和图5以及与其相关联的描述)产生。在这些实施例中，可以消除与框66相关联的处理。
在本公开的一些实施例中，可以使用人工智能或更具体的机器学习来促进本文描述的算法的应用；例如，考虑血流动力学效应的算法。为了展示并且如本文所述，本公开的方面包括考虑，该考虑包括将NIRS组织Hb数据的归因于Hb混杂因子的部分分开或区分，并且HB混杂因子可以基于经验数据。机器学习可以用于促进该过程或本文描述的其他过程。机器学习技术是已知的，并且本公开不限于任何特定的机器学习技术或过程。
尽管上文已经结合具体装置和方法描述了本公开的原理，但是应当清楚地理解，该描述仅作为示例而不是对本公开的范围的限制。在以上描述中给出了具体细节以提供对实施例的透彻理解。然而，应当理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践实施例。
应当注意，实施例可以被描述为过程，该过程被描绘为流程图、作业图、框图等。尽管这些结构中的任一个可以将操作描述为顺序过程，但是许多操作可以并行或同时执行。此外，可以重新排列操作的顺序。过程可以对应于方法、函数、程序、子例程、子程序等。
除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”、“一个”和“该”是指一个或多于一个。例如，术语“包含样品”包括单个或多个样本并且被认为等同于短语“包含至少一个样本”。除非上下文另有明确指示，否则术语“或”是指所述替代元件的单个元件或者两个或更多个元件的组合。如本文所用，“包含”是指“包括”。因此，“包含A或B”是指“包括A或B，或者A和B”，而不排除附加元件。
应当注意，在本说明书和附图(其内容通过引用的方式包含在本公开中)中的元件之间阐述了各种连接。应当注意，这些连接是通用的，并且除非另有说明，否则这些连接可以是直接的或间接的，并且本说明书并非意指在这方面进行限制。对附接、固定、连接等的任何提及可以包括永久的、可移除的、临时的、部分的、完全的和/或任何其他可能的附接选项。
本公开中的任何元件、部件或方法步骤均不旨在专用于公众，无论该元件、部件或方法步骤是否在权利要求中明确记载。本文中的任何权利要求要素均不得根据35U.S.C.112(f)进行解释，除非该要素使用短语“用于……的装置”来明确记载。如本文所用，术语“包含”、“包含有”或其任何其他变体旨在涵盖非排他性包括，使得包含元件列表的过程、方法、物品或装置不仅包括这些元件，还可以包括未明确列出的其他元件或此类过程、方法、物品或装置所固有的元件。
虽然本公开的各个创造性方面、概念和特征可以在本文中描述和展示为在示例性实施例中组合体现，但是这些各个方面、概念和特征可以单独地或以其各种组合和子组合用于许多替代实施例中。除非在本文中明确排除，否则所有此类组合和子组合均旨在落入本申请的范围内。更进一步地，虽然可以在本文中描述关于本公开的各个方面、概念和特征的各种替代实施例——诸如替代材料、结构、配置、方法、设备和部件等，但是此类描述并不旨在成为可用的替代实施例的完整或详尽列表，无论是目前已知的还是以后开发的。本领域技术人员可以容易地将一个或多个创造性方面、概念或特征采用到本申请范围内的附加实施例和用途中，即使这些实施例未在本文中明确公开。例如，在本说明书的具体实施方式部分内的上述示例性实施例中，元件可以被描述为单独的单元并且被示为彼此独立以有助于描述。在替代实施例中，这些元件可以被配置为组合元件。
此外，即使本公开的一些特征、概念或方面可以在本文中被描述为优选的布置或方法，但除非明确如此说明，否则此类描述并不旨在暗示此类特征是必需的或必要的。更进一步地，可以包括示例性或代表性的值和范围以帮助理解本申请，然而，此类值和范围不应在限制意义上进行解释，并且仅在如此明确说明的情况下才旨在成为临界值或范围。

Claims (23)

1.一种非侵入性地测量受试者的组织血红蛋白的方法，包括：
使用近红外分光光度感测设备即NIRS感测设备非侵入性地感测受试者的组织，并且基于非侵入性感测确定至少一个NIRS组织THb值；
确定在使用所述NIRS感测设备进行非侵入性组织感测期间是否存在至少一个Hb混杂因子；以及
基于在使用所述NIRS感测设备进行所述非侵入性组织感测期间所述至少一个Hb混杂因子的存在来确定所述NIRS组织THb值的NIRS循环THb部分。
2.根据权利要求1所述的方法，其中确定在使用所述NIRS感测设备进行所述非侵入性组织感测期间是否存在至少一个Hb混杂因子的步骤包括：在与使用所述NIRS感测设备非侵入性地感测所述受试者的所述组织时大约相同的时间段使用血流动力学测量设备测量所述受试者的血流动力学参数。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述血流动力学参数是所述受试者的心率。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述血流动力学参数是所述受试者的心输出量。
5.根据权利要求2所述的方法，其中所述血流动力学参数是所述受试者的血管反应性水平。
6.根据权利要求2所述的方法，其中所述血流动力学参数是所述受试者体内的血液二氧化碳水平。
7.根据权利要求2所述的方法，其中所述血流动力学参数是所述受试者的血压水平。
8.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述NIRS组织THb值的NIRS循环THb部分的步骤包括：确定所述NIRS组织THb值的归因于所述Hb混杂因子的一部分并且考虑所述NIRS组织THb值的归因于所述Hb混杂因子的所述部分。
9.根据权利要求1所述的方法，其中使用NIRS感测设备非侵入性地感测所述受试者的组织的步骤和确定在所述非侵入性组织感测期间是否存在所述至少一个Hb混杂因子的步骤均使用所述NIRS感测设备执行。
10.根据权利要求1所述的方法，其中使用NIRS感测设备非侵入性地感测所述受试者的组织的步骤使用NIRS感测设备来执行，所述NIRS感测设备使用至少一个血液循环THb值进行校准。
11.根据权利要求1所述的方法，其中使用NIRS感测设备非侵入性地感测所述受试者的组织的步骤使用NIRS感测设备来执行，所述NIRS感测设备使用包括血液循环THb值的经验数据进行校准。
12.一种用于非侵入性地测量受试者的组织血红蛋白的系统，包括：
血流动力学测量设备，其被配置为感测血流动力学参数并且产生代表所述血流动力学参数的信号数据；以及
近红外分光光度感测设备即NIRS感测设备，其具有至少一个换能器以及控制器，所述换能器具有至少一个光源和至少一个光检测器，所述控制器具有与所述至少一个换能器通信的至少一个处理器以及存储有指令的存储器设备，所述指令在被执行时使得所述处理器：
控制所述NIRS感测设备以非侵入性地感测受试者的组织，并且基于非侵入性感测确定至少一个NIRS组织THb值；
使用由所述血流动力学测量设备产生的信号数据确定在非侵入性组织感测期间是否存在至少一个Hb混杂因子；以及
确定所述NIRS组织THb值的NIRS循环THb部分，所述确定考虑在使用所述NIRS感测设备进行所述非侵入性组织感测期间所述至少一个Hb混杂因子的所述存在。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述系统被配置为使所述血流动力学测量设备在与使用所述NIRS感测设备非侵入性地感测所述受试者的所述组织时大约相同的时间段感测所述血流动力学参数。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述血流动力学测量设备被配置为感测所述受试者的心率作为血流动力学参数。
15.根据权利要求13所述的系统，其中所述血流动力学测量设备被配置为感测所述受试者的心输出量作为血流动力学参数。
16.根据权利要求13所述的系统，其中所述血流动力学测量设备被配置为感测所述受试者的血管反应性水平作为血流动力学参数。
17.根据权利要求13所述的系统，其中所述血流动力学测量设备被配置为感测所述受试者的血液二氧化碳水平作为血流动力学参数。
18.根据权利要求13所述的系统，其中所述血流动力学测量设备被配置为感测所述受试者的血压水平作为血流动力学参数。
19.根据权利要求12所述的系统，其中使所述处理器确定所述NIRS组织THb值的所述NIRS循环THb部分的所述指令还使所述处理器确定所述NIRS组织THb值的归因于所述Hb混杂因子的一部分。
20.根据权利要求12所述的系统，其中所述NIRS感测设备使用至少一个血液循环THb值进行校准。
21.根据权利要求12所述的系统，其中所述NIRS感测设备使用包括血液循环THb值的经验数据进行校准。
22.一种用于非侵入性地测量受试者的组织血红蛋白的系统，包括：
血流动力学测量设备，其被配置为感测血流动力学参数并且产生代表所述血流动力学参数的HP信号数据；
近红外分光光度感测设备即NIRS感测设备，其具有至少一个换能器以及控制器，所述换能器具有至少一个光源和至少一个光检测器，所述控制器具有与所述至少一个换能器通信的至少一个NIRS处理器以及存储有NIRS指令的NIRS存储器设备，所述NIRS指令在被执行时使所述NIRS处理器控制所述NIRS感测设备以非侵入性地感测受试者的组织并且产生代表至少一个NIRS组织THb值的NIRS信号数据；以及
系统控制器，其具有与所述血流动力学测量设备、所述NIRS感测设备通信的至少一个SC处理器和存储有SC指令的SC存储器设备，所述SC指令在被执行时使所述SC处理器：
使用HP信号数据确定在非侵入性组织感测期间是否存在至少一个Hb混杂因子；以及
基于所述NIRS信号数据和所述至少一个Hb混杂因子的所述存在来确定NIRS循环THb值。
23.一种用于非侵入性地测量受试者的组织血红蛋白的系统，包括：
近红外分光光度感测设备即NIRS感测设备，其具有至少一个换能器以及控制器，所述换能器具有至少一个光源和至少一个光检测器，所述控制器具有与所述至少一个换能器通信的至少一个处理器以及存储有指令的存储器设备，所述指令在被执行时使所述处理器：
控制所述NIRS感测设备以非侵入性地感测受试者的组织并且产生代表至少一个NIRS组织THb值的NIRS信号数据；
控制所述NIRS感测设备以确定血流动力学参数并且产生代表所述血流动力学参数的HP信号数据；
使用HP信号数据确定在非侵入性组织感测期间是否存在至少一个Hb混杂因子；以及
基于所述NIRS信号数据和所述至少一个Hb混杂因子的所述存在确定NIRS循环THb值。
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