CN1644159A - 利用生物光子发射测量血流的装置和方法 - Google Patents

Abstract

用于测量活体血流的装置和方法，所述活体具有发射生物光子和血流通过的血管，该装置包括探测器和处理器，所述探测器靠近活体预定部位放置，用于测量来自活体的生物光子，所述处理器基于生物光子发射的值来分析和显示活体的血流。

Description

利用生物光子发射测量血流的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种测量血流的方法和装置，尤其涉及一种使用生物光子发射测量血流的方法和装置。

背景技术

心血管病(CVDs)与癌症一起被认为是威胁现代人类的最危险的疾病。在CVDs中，当由于动脉硬化和堆积在脑血管壁上的胆固醇而导致血管变窄或阻塞时，会发生脑溢血，即中风。在身体各部位例如在心脏和其相邻器官可能产生血栓，在那里动脉逐渐硬化。另外，精神压力减少了流入心脏的血液，从而导致很高的心脏病死亡概率。

通常，心脏病导致的死亡最有可能发生在冠状动脉(其向心脏供血)在其至少一部分上狭窄50％的病人身上，或已经患有一种或多种心脏病的病人身上。

根据怎样导致血液循环紊乱，缺血性中风可以分为两种类型，即完全缺血性中风或部分缺血性中风。在完全缺血性中风的情况下，大脑一部分的血液循环完全阻断并产生脑梗塞。由于脑梗塞使其作用的脑部在功能上不可恢复，因此脑梗塞产生的紊乱是永久的。

短暂性脑缺血发作(TIA)是短暂的，它包括由于供应到大脑的血液的暂时减小的局部神经症状。TIA导致类似于中风的症状，但是与中风的区别在于TIA只是暂时性的疾病。特别地，TIA可以持续几分钟然后消失。TIA是一种警示信号，提醒病人可能由于大脑血液循环功能障碍而随后中风。

测量血流量或速度的传统方法可以分为使用多普勒效应的方法和使用电磁感应的方法。进一步地，使用多普勒效应的方法可以分为使用激光的方法和使用超声波的方法。当使用激光多普勒血流计时，流过血管的血液速度通过在血管中插入玻璃纤维和在血管中照射激光而进行测量。然后，利用反射光波长的变化来测量血液速度。当使用超声血流计时，利用从外部作用于血液的超声波的变化来测量血流。超声血流计的基本原理与激光多普勒血流计的基本原理相同。电磁血流计通过探测当对血管施加磁场后血液产生的电动势(EMF)来测量血流量或速度。

不利的是，使用前述传统血流计得到的血流测量结果不精确，这是因为对人体或皮肤内或外的组织的刺激影响了信号。另外，由于这些血流计的体积大，因此难以使用、安装或运输它们。

发明内容

因此本发明致力于一种使用生物光子发射来测量血流的装置和方法，其基本上克服了由于相关技术的缺点和限制而造成的一个或多个问题。

本发明实施例的一个特征是提供一种使用生物光子发射来测量血流的装置和方法，该装置和方法经济并相对简单。

本发明实施例的另一特征是提供一种使用生物光子发射来测量血流的装置和方法，该装置和方法为检查的病人提供了实时测量。

本发明实施例的另一特征是提供一种使用生物光子发射来测量血流的装置和方法，该装置和方法能够连接到各种通信装置上，从而允许远程治疗和信息收集。

用于测量活体血流的装置可以提供至少一个上述特征和其它优点，所述活体具有发射生物光子和血流通过的血管，该装置包括探测器和处理器，所述探测器靠近活体预定部位放置用于测量来自活体的生物光子，所述处理器基于生物光子发射的值来分析和显示活体的血流。

该装置还可以包括用于控制入射到探测器上的光线量的遮光器。所述探测器可以在暗室中操作。所述探测器可以是光电倍增器或光接收器。

该装置还可以包括为探测器供电的电源，可操作地三维移动探测器的传送器，和用于将由探测器探测到的生物光子发射转换为电信号并放大该电信号的前置放大器。

所述传送器可以包括架台，固定在该架台上的支柱，和连接到支柱上的传送臂，该传送臂可操作地三维控制探测器的移动。

所述处理器可以包括显示单元。该装置还可以包括用于发送生物光子发射的分析结果的通信装置。

用于测量活体血流的方法可以提供至少一个上述特征和其它优点，所述活体具有发射生物光子和血流通过的血管，该方法包括使用探测器测量生物光子发射，将该生物光子发射转换为电信号并放大该电信号，基于该放大的电信号计算单位时间的生物光子发射测量值I_D，将单位时间的生物光子发射量I_D与预设值进行比较，并显示该比较结果。

单位时间的生物光子发射量I_D与预设值的比较可以使用下述不等式进行：

$\left|\frac{I_D-I_{\mathrm{ref}}}{I_{\mathrm{ref}}}\right|\×100\≥I_{\mathrm{th}}$

其中，I_ref是前几天在活体上测量的生物光子发射量的平均值，I_th是预设值。

该方法还可以包括如果 $\left|\frac{I_D-I_{\mathrm{ref}}}{I_{\mathrm{ref}}}\right|\×100$ 大于或等于预设值I_th就向使用者发出警示信号。

生物光子发射的测量可以包括靠近活体预定部位放置探测器，打开探测器上的遮光器，和由探测器接收生物光子发射。

生物光子发射的测量可以在暗室中进行。

该方法还可以包括使用通信装置发送比较结果。

附图说明

通过参考附图详细描述其典型实施例，本发明的上述和其它特征和优点对于本领域的普通技术人员而言将变得明显，附图中：

图1说明了根据本发明实施例利用生物光子发射测量血流的装置；和

图2是说明根据本发明实施例利用生物光子发射测量血流的方法的流程图。

具体实施方式

于2004年1月12日在韩国知识产权局提交的、发明名称为“利用生物光子发射测量血流的装置和方法”的韩国专利申请No.2004-02031作为引用全部包含在此。

现在将参考附图更全面地描述本发明，附图中显示了本发明示意性的实施例。然而，本发明可以按不同的形式实施，而不应当理解为限定在这里所述的实施例。更确切地，提供这些实施例是为了彻底和全面的公开，和向本领域的熟练技术人员完全传达本发明的范围。

图1说明了根据本发明实施例利用生物光子发射测量血流的装置。

参考图1，血流测量装置100包括电源102，探测器120，前置放大器106，处理器108，和传送器，其中，探测器可以是光电倍增器(PMT)或光接收器，处理器例如是可以包括显示器的计算机/计算面板，而传送器包括传送臂122、支柱124和架台126。在操作中，电源102向血流测量装置100供电。PMT 120测量由物体110产生的生物光子发射。前置放大器106将测量的生物光子发射转换为电信号并放大该电信号。处理器108使用来自前置放大器106的放大电信号计算生物光子发射。传送臂122移动探测器120，支柱124支撑传送臂122。遮光器121连接到探测器120，以控制入射到探测器120上的光线量。

在本发明中，探测器120是三维可移动的。通过使用传送臂122(其连接到固定于架台126的支柱124上)控制探测器120，探测器120可以靠近物体110(即例如人体的活体)放置。在本发明的上下文中，靠近意味着接触或非常接近。

此后，打开连接到探测器120的遮光器121，而探测器已经事先开启。该遮光器121保持关闭直到测量开始，这是因为探测器120暴露于光线下容易导致损坏。

探测器120能够测量比星光更加暗淡的生物光子发射。不能使用测量光线的典型方法测量生物光子发射。生物光子发射可以在暗室中测量。

本发明基于这样的假设，即生物光子发射随着人体状态而变化。在使用光电倍增器(PMT)作为探测器的本发明的一个实施例中，由于典型地测量固定生物光子发射的PMT成百万倍地放大一个光子，以便能够测量生物光子发射，因此PMT应当制造成测量极其微弱的光线。PMT能够测量单光子辐射的光线量，因此它能够被称为单光子计数。

探测器120测量的生物光子发射由处理器108通过前置放大器106显示，从而向使用者实时通报测量结果。前置放大器106将探测器120测量的生物光子转换为电信号或电压，放大该电信号，并将该放大的电信号输出到处理器108。

在本发明的一个实施例中，当暗级(dark level)测量之后，生物光子的测量可以进行大约三十(30)秒。

在本发明的一个实施例中，该装置还可以包括通信装置112。通信装置112能够发送生物光子发射的分析结果，从而允许远程治疗和个体健康状况信息的收集。

当根据本发明的一个实施例进行实验时，血压和测量的生物光子发射之间的关系如表1中所示被确定。

          表1

血压	生物光子发射
		60	200
70	170
		80	150
110	140

参考表1，可以看出，当血压增加时，生物光子发射减小。因此，当使用血流测量装置100时，能够测量来自活体的生物光子发射，并基于测量的生物光子发射预测血流状态，从而便于对活体健康状况的诊断。

图2是说明利用生物光子发射测量血流的方法的流程图，该方法在图1的装置中实施。

下面，将参考图1中所示的血流测量装置100描述图2中所示的方法。

在操作S10中，使用者通过控制传送臂122靠近物体110(即活体)放置探测器120并打开遮光器121，从而允许探测器120接收生物光子发射。

在操作S20中，将由探测器120接收的生物光子发射转换为电信号，该电信号由前置放大器106放大，然后输出到处理器108。

在操作S30中，处理器108基于放大的电信号计算单位时间测量的生物光子发射量I_D。

接下来，在操作S40中，使用下述不等式可以确定活体紊乱的存在：

$\left|\frac{I_D-I_{\mathrm{ref}}}{I_{\mathrm{ref}}}\right|\×100\≥I_{\mathrm{th}}---\left(1\right)$

其中，I_ref是在本测量之前的前几天从活体上测量的生物光子发射量的平均值，I_th是预设临界值。如果I_th预设为20，当测量的I_D大于+20％或小于-20％时，计算的值 $\left|\frac{I_D-I_{\mathrm{ref}}}{I_{\mathrm{ref}}}\right|\×100$ 超过临界值I_th。

如果在操作S40中，确定计算的值等于或小于临界值I_th，那么在操作S50中，测量的数据及其评价能够显示在显示单元上(未示出)，例如液晶显示器(LCD)上。

然而，如果在操作S40中，确定计算的值超过临界值I_th，那么在操作S60，向使用者发送警示信号，例如嘟嘟声，并且测量的数据及其评价显示在显示单元上。该评价可以包括异常血流的通知和相关紊乱的分析。

该方法可以另外包括：在操作S70中，通过通信装置112发送生物光子发射的分析结果。

如上所述，本发明通过利用随人体状态而变化的生物光子发射作为生物信号提供了血流的信息，而不必对人体应用任何物理的、化学的或生理的刺激。

与传统的血流计相比，传统的血流计使用起来耗时，因此导致明显的花费，而本发明实施例的方法和装置经济和相对简单。

同时，本发明允许实时测量，从而可以即时地向被检查的病人通知结果，基于该测量结果迅速地采取必要措施。

进一步地，由于将生物光子发射转换为电信号，本发明的装置能够直接连接到各种通信装置，从而允许远程治疗和个体健康状况信息的收集。

本发明示例性的实施例已经在这里被公开，尽管使用了特定的术语，但是它们的使用应当仅仅理解为一般的和描述性的目的而非限制目的。因此，本领域的普通技术人员应当理解，可以进行各种形式和细节的变化而不超出如下面的权利要求所设限定的本发明的精神和范围。

Claims (14)

1.一种用于测量活体血流的装置，所述活体具有发射生物光子和血流通过的血管，该装置包括：

探测器，其靠近活体预定部位放置，用于测量活体发射的生物光子；和

处理器，其基于生物光子发射的值来分析和显示活体的血流。

2.如权利要求1所述的装置，还包括遮光器，用于控制入射到所述探测器上的光线量。

3.如权利要求1所述的装置，其中，所述探测器在暗室中操作。

4.如权利要求1所述的装置，其中，所述探测器是光电倍增器或光接收器。

5.如权利要求1所述的装置，还包括：

电源，用于为所述探测器供电；

传送器，用于可操作地三维移动所述探测器；和

前置放大器，用于将由所述探测器探测到的生物光子转换为电信号并放大该电信号。

6.如权利要求5所述的装置，其中，所述传送器包括：

架台；

固定在该架台上的支柱；和

连接到该支柱上的传送臂，该传送臂可操作地三维控制所述探测器的移动。

7.如权利要求1所述的装置，其中，所述处理器包括显示单元。

8.如权利要求1所述的装置，还包括通信装置，用于发送对生物光子发射的分析结果。

9.一种用于测量活体血流的方法，所述活体具有发射生物光子和血流通过的血管，该方法包括：

使用探测器测量生物光子发射；

将该生物光子发射转换为电信号并放大该电信号；

基于该放大的电信号计算单位时间的生物光子发射测量值I_D；

将该单位时间的生物光子发射量I_D与预设值进行比较；和

显示该比较的结果。

10.如权利要求9所述的方法，其中，所述单位时间的生物光子发射量I_D与预设值的比较可以使用下述不等式进行：

$\left|\frac{I_D-I_{\mathrm{ref}}}{I_{\mathrm{ref}}}\right|\×100\≥I_{\mathrm{th}},$

其中，I_ref是前几天在活体上测量的生物光子发射量的平均值，而I_th是预设值。

11.如权利要求10所述的方法，还包括：如果 $\left|\frac{I_D-I_{\mathrm{ref}}}{I_{\mathrm{ref}}}\right|\×100$ 大于或等于预设值I_th就向使用者发出警示信号。

12.如权利要求9所述的方法，其中，生物光子发射的测量包括：

靠近活体预定部位放置探测器；

打开探测器上的遮光器；和

由探测器接收生物光子发射。

13.如权利要求9所述的方法，其中，生物光子发射的测量在暗室中进行。

14.如权利要求9所述的方法，还包括：使用通信装置发送比较的结果。

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