EA043884B1 - DEVICE AND METHOD FOR CALCULATING VOLUME VELOCITY OF OXYGENATED BLOOD FLOW - Google Patents
DEVICE AND METHOD FOR CALCULATING VOLUME VELOCITY OF OXYGENATED BLOOD FLOW Download PDFInfo
- Publication number
- EA043884B1 EA043884B1 EA202192127 EA043884B1 EA 043884 B1 EA043884 B1 EA 043884B1 EA 202192127 EA202192127 EA 202192127 EA 043884 B1 EA043884 B1 EA 043884B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- flow rate
- blood
- target area
- substrate
- oxygenated blood
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 26
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 title description 17
- 239000008280 blood Substances 0.000 claims description 124
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 claims description 124
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 80
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 41
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 39
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 39
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 37
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 28
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 25
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 13
- 210000001715 carotid artery Anatomy 0.000 claims description 8
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 claims description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 5
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims description 3
- 230000003727 cerebral blood flow Effects 0.000 claims description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims 2
- 206010016717 Fistula Diseases 0.000 claims 1
- 206010019196 Head injury Diseases 0.000 claims 1
- 206010022773 Intracranial pressure increased Diseases 0.000 claims 1
- 208000032382 Ischaemic stroke Diseases 0.000 claims 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims 1
- 208000006170 carotid stenosis Diseases 0.000 claims 1
- 238000011161 development Methods 0.000 claims 1
- 230000003890 fistula Effects 0.000 claims 1
- 238000001631 haemodialysis Methods 0.000 claims 1
- 230000000322 hemodialysis Effects 0.000 claims 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 claims 1
- 230000000250 revascularization Effects 0.000 claims 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims 1
- 230000000287 tissue oxygenation Effects 0.000 claims 1
- 238000002680 cardiopulmonary resuscitation Methods 0.000 description 13
- 230000006870 function Effects 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- INGWEZCOABYORO-UHFFFAOYSA-N 2-(furan-2-yl)-7-methyl-1h-1,8-naphthyridin-4-one Chemical compound N=1C2=NC(C)=CC=C2C(O)=CC=1C1=CC=CO1 INGWEZCOABYORO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 108010002255 deoxyhemoglobin Proteins 0.000 description 5
- 210000004731 jugular vein Anatomy 0.000 description 5
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 108010064719 Oxyhemoglobins Proteins 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000005298 paramagnetic effect Effects 0.000 description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 3
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 208000010496 Heart Arrest Diseases 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 description 1
- 230000003788 cerebral perfusion Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 125000004386 diacrylate group Chemical group 0.000 description 1
- 230000005292 diamagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035487 diastolic blood pressure Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 1
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005408 paramagnetism Effects 0.000 description 1
- 230000035479 physiological effects, processes and functions Effects 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 210000002321 radial artery Anatomy 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
Description
Область изобретенияField of invention
Описание относится, в общем, к медицинским устройствам и, в частности, к устройству и способу вычисления объемной скорости потока оксигенированной крови в целевой области ткани человека.The description relates generally to medical devices and, in particular, to a device and method for calculating the volumetric flow rate of oxygenated blood in a target area of human tissue.
Предпосылки изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION
Сердечно-легочная реанимация (СЛР) пациентов является обычным делом в медицинской практике с опубликованной частотой встречаемости 400000 случаев в год только в США. Руководства, например, такие, которые разработаны Американской кардиологической ассоциации, обычно предусматривают для реаниматора алгоритм действий по компрессии грудной клетки и вентиляции для выполнения СЛР. Такие алгоритмы могут иметь разную эффективность для разных пациентов, имеющих разные физиологические особенности пациентов.Cardiopulmonary resuscitation (CPR) of patients is routine in medical practice, with a published incidence of 400,000 cases per year in the United States alone. Guidelines, such as those developed by the American Heart Association, typically provide the rescuer with a chest compression and ventilation sequence to perform CPR. Such algorithms may have different effectiveness for different patients with different patient physiology.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Один аспект описания относится к устройству для вычисления объемной скорости потока оксигенированной крови. Устройство включает в себя подложку, имеющую первую сторону и вторую сторону, противоположную первой стороне, при этом подложка выполнена отсоединяемо приклеиваемой на кожу человека смежно с целевой областью ткани. Устройство дополнительно включает в себя оптический датчик, прикрепленный к подложке на второй стороне подложки, чтобы детектировать поглощение излучения кровью, протекающей через целевую область, для определения процента насыщения крови кислородом у крови, протекающей через целевую область. Устройство дополнительно включает в себя магнитный датчик, прикрепленный к подложке на второй стороне подложки, чтобы детектировать изменения магнитного поля в целевой области, для определения скорости потока крови, протекающей через целевую область. Устройство дополнительно включает в себя процессор, прикрепленный к подложке и соединенный по меньшей мере с одним из оптического датчика и магнитного датчика, для определения процента насыщения крови кислородом и скорости потока и вычисления объемной скорости потока оксигенированной крови, протекающей через целевую область, на основании процента насыщения крови кислородом и скорости потока.One aspect of the description relates to a device for calculating the volumetric flow rate of oxygenated blood. The device includes a backing having a first side and a second side opposite the first side, wherein the backing is removably adhesive to human skin adjacent a target area of tissue. The device further includes an optical sensor attached to the substrate on a second side of the substrate to detect absorption of radiation by blood flowing through the target area to determine the percentage of blood oxygen saturation of the blood flowing through the target area. The device further includes a magnetic sensor attached to the substrate on a second side of the substrate to detect changes in the magnetic field in the target area to determine the flow rate of blood flowing through the target area. The device further includes a processor attached to the substrate and coupled to at least one of an optical sensor and a magnetic sensor for determining the percentage of blood oxygen saturation and flow rate and calculating the volumetric flow rate of oxygenated blood flowing through the target area based on the percentage of saturation blood oxygen and flow rate.
Другой аспект описания относится к способу вычисления объемной скорости потока оксигенированной крови. Способ включает в себя детектирование оптическим датчиком, прикрепленным ко второй стороне подложки устройства, поглощения излучения кровью, протекающей через целевую область ткани человека, при этом поглощение излучения служит для определения процента насыщения крови кислородом у крови, протекающей через целевую область. Способ дополнительно включает в себя детектирование магнитным датчиком, прикрепленным ко второй стороне подложки, изменений магнитного поля в целевой области для определения скорости потока крови, протекающей через целевую область. Способ дополнительно включает в себя вычисление процессором, прикрепленным к подложке, объемной скорости потока оксигенированной крови, протекающей через целевую область, на основании процента насыщения крови кислородом и скорости потока.Another aspect of the description relates to a method for calculating the volumetric flow rate of oxygenated blood. The method includes detecting, by an optical sensor attached to a second side of the device substrate, the absorption of radiation by blood flowing through a target area of human tissue, wherein the absorption of radiation serves to determine the percentage of blood oxygen saturation of blood flowing through the target area. The method further includes, with a magnetic sensor attached to the second side of the substrate, detecting changes in the magnetic field in the target area to determine the flow rate of blood flowing through the target area. The method further includes calculating, by a processor attached to the substrate, a volumetric flow rate of oxygenated blood flowing through the target area based on the percentage of oxygen saturation of the blood and the flow rate.
В настоящем описании, элементы могут быть описаны в форме выполненный с возможностью выполнения одной или более функций или предназначенный для выполнения таких функций. В общем, элемент, который выполнен с возможностью выполнения или предназначен для выполнения функции, позволяет выполнять функцию или применим для выполнения функции, или предусмотрен для выполнения функции, или пригоден для выполнения функции, или иначе способен выполнять функцию.As used herein, elements may be described in the form of being configured to perform one or more functions or intended to perform such functions. In general, an element that is configured to perform or is intended to perform a function, is capable of performing a function, or is useful for performing a function, or is provided to perform a function, or is suitable for performing a function, or is otherwise capable of performing a function.
Следует понимать, что, в целях настоящего описания, выражение по меньшей мере один из X, Y и Z и один или более из X, Y и Z можно трактовать как только X, только Y, только Z или любое сочетание из двух или более элементов списка X, Y и Z (например, XYZ, XY, YZ, ZZ, и тому подобное). Аналогичная логика применима к двум или более элементам в любом случае из выражений по меньшей мере один ... и один или более....It should be understood that, for purposes of this description, the expression at least one of X, Y and Z and one or more of X, Y and Z can be interpreted as X only, Y only, Z only, or any combination of two or more elements list X, Y and Z (for example, XYZ, XY, YZ, ZZ, and the like). Similar logic applies to two or more elements in either case of the expressions at least one ... and one or more ....
Формулировки примерно, практически, по существу, приблизительно и тому подобное определяются, как означающие близкий к так, например, как понимается специалистами в данной области техники. Формулировки следует понимать в некоторых вариантах осуществления, как в пределах 10%, в других вариантах осуществления как в пределах 5%, в еще одних вариантах осуществления как в пределах 1%, и в дополнительных вариантах осуществления как в пределах 0,5%.The terms approximately, practically, substantially, approximately, and the like are defined to mean close to, for example, as understood by those skilled in the art. Statements are to be understood in some embodiments as within 10%, in other embodiments as within 5%, in still other embodiments as within 1%, and in further embodiments as within 0.5%.
Краткое описание чертежейBrief description of drawings
Варианты осуществления описаны со ссылкой на следующие фигуры, на которых фиг. 1 - схематическое изображение примерного устройства, приклеенного к человеку, для вычисления объемной скорости потока оксигенированной крови при использовании;Embodiments are described with reference to the following figures, in which: FIG. 1 is a schematic illustration of an exemplary device, adhered to a person, for calculating the volumetric flow rate of oxygenated blood in use;
фиг. 2 - схематическое изображение устройства с фиг. 1;fig. 2 is a schematic representation of the device from FIG. 1;
фиг. 3 - блок-схема устройства с фиг. 1 в соответствии с другим примерным вариантом осуществления;fig. 3 is a block diagram of the device from FIG. 1 in accordance with another exemplary embodiment;
фиг. 4 - блок-схема последовательности операций примерного способа вычисления объемной скорости потока оксигенированной крови;fig. 4 is a flowchart of an exemplary method for calculating the volumetric flow rate of oxygenated blood;
фиг. 5А - вид в перспективе примерного магнитного датчика устройства с фиг. 1;fig. 5A is a perspective view of an exemplary magnetic sensor of the device of FIG. 1;
фиг. 5В - сечение магнитного датчика с фиг. 5А; иfig. 5B is a cross-section of the magnetic sensor from FIG. 5A; And
- 1 043884 фиг. 6 - блок-схема последовательности операций примерного способа генерирования уведомлений на основании объемной скорости потока оксигенированной крови.- 1 043884 fig. 6 is a flowchart of an exemplary method for generating notifications based on oxygenated blood volume flow rate.
Подробное описаниеDetailed description
Исследования показали более высокие результаты, когда для проведения реанимационных действий используют физиологические показатели ориентированные на пациента. В частности, мониторинг в реальном времени диастолического артериального давления и/или капнографического значения ETCO2 для руководства проведением СЛР доказал повышение выживаемости и скоростей выписки пациентов. Приблизительно в 50% случаев лечение при остановке сердечной деятельности проводит персонал службы неотложной медицинской помощи вне больничного помещения с контролируемыми условиями. В таких критических условиях введение инвазивных мониторов физиологических показателей при одновременной СЛР является сложным и практически нецелесообразным делом, приводящим к неблагоприятным результатам. Соответственно, существует потребность в неинвазивных технологиях для представления реаниматорам результатов измерений в реальном времени клинически релевантных физиологических показателей пациента.Studies have shown better results when patient-centered physiological indicators are used to guide resuscitation efforts. In particular, real-time monitoring of diastolic blood pressure and/or capnographic ETCO2 values to guide CPR has been shown to improve survival and patient discharge rates. Approximately 50% of cardiac arrest cases are treated by emergency medical services personnel in a controlled, non-hospital environment. In such critical settings, administering invasive physiological monitors while concurrent CPR is difficult and impractical, leading to poor outcomes. Accordingly, there is a need for noninvasive technologies to provide real-time measurements of clinically relevant patient physiological parameters to resuscitators.
Фиг. 1 схематически изображает устройство 100 для вычисления объемной скорости потока оксигенированной крови в соответствии с настоящим раскрытием. Устройство 100 отсоединяемо приклеивают на кожу человека 101 смежно с целевой областью ткани 102. В настоящем варианте осуществления целевая область 102 находится по меньшей мере частично внутри шеи человека 101. В частности, целевая область 102 включает в себя объем ткани внутри шеи в пределах досягаемости датчиков устройства 100. Например, целевая область 102 может включать в себя участок ткани внутри шеи, включающий в себя участок сонной артерии и/или яремной вены. Целевая область 102 может включать в себя ткань, непосредственно примыкающую к устройству 100 (т.е. включающую в себя область кожи, к которой приклеено устройство 100), или целевая область 102 может включать в себя ткань, соседствующую с устройством 100, но отстоящую от него (т.е. ткань внутри человека 101, но не включающую в себя область кожи, к которой приклеено устройство 100, или другие периферические области ткани). В некоторых вариантах осуществления два или более устройств 100 можно приклеивать в билатеральной конфигурации на шее человека 101, например, чтобы допускать изменение объемной скорости потока оксигенированной крови в двух или более целевых областях 102, через две сонные артерии (что соответствует содержанию, приблизительно, 80% кровотока в головной мозг).Fig. 1 schematically depicts an apparatus 100 for calculating the volumetric flow rate of oxygenated blood in accordance with the present disclosure. The device 100 is releasably adhered to the skin of a person 101 adjacent to a target tissue region 102. In the present embodiment, the target region 102 is at least partially within the neck of the person 101. Specifically, the target region 102 includes a volume of tissue within the neck within range of the device's sensors 100. For example, target area 102 may include a region of tissue within the neck, including a portion of the carotid artery and/or jugular vein. Target area 102 may include tissue immediately adjacent to device 100 (i.e., including the area of skin to which device 100 is adhered), or target area 102 may include tissue adjacent to device 100 but distant from it (ie, the tissue within the person 101, but not including the region of skin to which the device 100 is adhered or other peripheral tissue regions). In some embodiments, two or more devices 100 may be adhered in a bilateral configuration to the neck of a person 101, for example, to allow a change in the volumetric flow rate of oxygenated blood in two or more target areas 102, through the two carotid arteries (corresponding to approximately 80% blood flow to the brain).
На фиг. 2 представлено схематическое изображение устройства 100. Устройство 100 включает в себя подложку 200, выполненную с возможностью обеспечения опоры для внутренних компонентов устройства 100. Подложка 200 имеет первую сторону 202 и вторую сторону 204, противоположную первой стороне. Например, подложка 200 может включать в себя накладку или пластырь, включающую(ий) в себя один или более слоев материала, чтобы служить опорой для внутренних компонентов между слоями. Подложка 200 может включать в себя гибкий материал, такой как тканое полотно, пластик (например, ПВХ (поливинилхлорид), полиэтилен или полиуретан), латекс или другие материалы, пригодные для контакта с кожей человека, и гибкий для плотного прилегания к контурам в целевой области 102. Устройство 100 включает в себя также клеевой слой 206, прикрепленный к первой стороне 202 подложки 200, чтобы отсоединяемо приклеивать устройство 100 на кожу человека 101 в целевой области 102. Например, клеевой слой 206 может содержать акрилаты (например, метакрилатные, эпоксидиакрилатные, виниловые смолы) или другие подходящие адгезивные материалы для отсоединяемого приклеивания к коже человека.In fig. 2 is a schematic representation of a device 100. The device 100 includes a substrate 200 configured to support internal components of the device 100. The substrate 200 has a first side 202 and a second side 204 opposite the first side. For example, the substrate 200 may include a patch or patch including one or more layers of material to support internal components between the layers. The backing 200 may include a flexible material such as woven fabric, plastic (such as PVC (polyvinyl chloride), polyethylene, or polyurethane), latex, or other materials suitable for contact with human skin and flexible to conform closely to contours in the target area 102. The device 100 also includes an adhesive layer 206 attached to the first side 202 of the substrate 200 to releasably adhere the device 100 to the human skin 101 at the target area 102. For example, the adhesive layer 206 may contain acrylates (e.g., methacrylate, epoxy diacrylate, vinyl resins) or other suitable adhesive materials for releasably bonding to human skin.
Устройство 100 включает в себя оптический датчик 210, прикрепленный к подложке 200 на второй стороне 204. В общем, оптический датчик 210 выполнен с возможностью детектирования поглощения излучения кровью, протекающей через целевую область 102, для определения процента насыщения крови кислородом у крови, протекающей через целевую область 102, как будет подробнее описано в настоящей заявке. Устройство 100 дополнительно включает в себя а магнитный датчик 220, прикрепленный к подложке 200 на второй стороне 204. В общем, магнитный датчик 220 выполнен с возможностью детектирования изменений магнитного поля в целевой области 102 для определения скорости потока крови, протекающей через целевую область 102, как будет подробнее описано в настоящей заявке.The device 100 includes an optical sensor 210 attached to the substrate 200 on the second side 204. In general, the optical sensor 210 is configured to detect the absorption of radiation by blood flowing through the target area 102 to determine the percentage of blood oxygen saturation of the blood flowing through the target area. region 102, as will be described in more detail herein. The device 100 further includes a magnetic sensor 220 attached to the substrate 200 on the second side 204. In general, the magnetic sensor 220 is configured to detect changes in the magnetic field in the target area 102 to determine the flow rate of blood flowing through the target area 102, as will be described in more detail in this application.
Устройство 100 дополнительно включает в себя процессор 201, прикрепленный к подложке 200 на второй стороне 204. Процессор 201 связан по меньшей мере с одним из оптического датчика 210 и магнитного датчика 220. Процессор 201 может включать в себя центральный процессор (CPU), микроконтроллер, микропроцессор, процессорное ядро, вентильную матрицу, программируемую пользователем, (FPGA) или подобное устройство. В общем, процессор 201 выполнен с возможностью управления компонентами устройства 100, включающего в себя оптический датчик 210 и магнитный датчик 220, чтобы выполнять функции, описанные в настоящей заявке. Процессор 201 дополнительно выполнен с возможностью определения процента насыщения крови кислородом и скорости потока и вычисления объемной скорости потока оксигенированной крови, протекающей через целевую область 102, на основании процента насыщения крови кислородом и скорости потока.The device 100 further includes a processor 201 attached to the substrate 200 on the second side 204. The processor 201 is coupled to at least one of an optical sensor 210 and a magnetic sensor 220. The processor 201 may include a central processing unit (CPU), a microcontroller, a microprocessor , processor core, field programmable gate array (FPGA), or similar device. In general, processor 201 is configured to control components of device 100 including optical sensor 210 and magnetic sensor 220 to perform the functions described herein. The processor 201 is further configured to determine the percentage of blood oxygen saturation and flow rate and calculate the volumetric flow rate of oxygenated blood flowing through the target area 102 based on the percentage of blood oxygen saturation and flow rate.
Фиг. 3 изображает блок-схему системы 300, включающей в себя устройство 100, связанное с компьютерным устройством 310. Компьютерное устройство 310 включает в себя интерфейс 312 связи, вы- 2 043884 полненный с возможностью обмена данными с устройством 100 и другими компьютерными устройствами. Компьютерное устройство 310 дополнительно включает в себя процессор 314, соединенный с интерфейсом 312 связи. Процессор 314 может быть выполнен с возможностью определения процента насыщения крови кислородом, скорости потока и объемной скорости потока оксигенированной крови. Компьютерное устройство 310 может быть, например, настольным компьютером, переносным компьютером, планшетным компьютером, мобильным телефоном или другим подходящим устройством. Компьютерное устройство 310 может дополнительно включать в себя дисплей (не показанный) для отображения объемной скорости потока оксигенированной крови или другого подходящего показателя для генерирования уведомления на основании пороговых условий, связанных с объемной скоростью потока оксигенированной крови. Например, компьютерное устройство 310 может быть портативным устройством автоматического внешнего дефибриллятора (AED), компонентом системы медицинского мониторинга или чем-то подобным.Fig. 3 depicts a block diagram of a system 300 including a device 100 coupled to a computer device 310. The computer device 310 includes a communications interface 312 configured to communicate with the device 100 and other computing devices. The computer device 310 further includes a processor 314 coupled to a communications interface 312. The processor 314 may be configured to determine the percentage of blood oxygen saturation, flow rate, and volumetric flow rate of oxygenated blood. The computing device 310 may be, for example, a desktop computer, a laptop computer, a tablet computer, a mobile phone, or other suitable device. The computing device 310 may further include a display (not shown) for displaying oxygenated blood flow rate or other suitable metric for generating a notification based on threshold conditions associated with oxygenated blood flow rate. For example, computing device 310 may be a portable automated external defibrillator (AED) device, a component of a medical monitoring system, or the like.
В частности, оптический датчик 210 включает в себя первый и второй источники излучения 212-1 и 212-2 (называемые обобщенно источником 212 излучения и, совместно источниками 212 излучения; данная терминология используется в других местах настоящей заявки), выполненные с возможностью испускания излучения на двух разных длинах волн в направлении от второй стороны 204. Источники 212 излучения могут быть, например, светодиодами (СД), лазерами или чем-то подобным. Оптический датчик 210 дополнительно включает в себя приемник 214, такой как фотодиод, выполненный с возможностью измерения поглощения излучения кровью, протекающей через целевую область 102. Первый источник 212-1 излучения выполнен с возможностью испускания излучения на первой длине волны λ1 (например, примерно 905 нм (в инфракрасном диапазоне спектра)), и второй источник 212-2 излучения выполнен с возможностью испускания излучения на второй длине волны λ2 (например, примерно 660 нм (в красном диапазоне спектра)). Процессор 201 выполнен с возможностью управления, во время работы оптическим датчиком 210 и, в частности, источниками 212 излучения, для одновременного испускания излучения на двух разных длинах волн λ1 и λ2. Таким образом, приемник 214 измеряет отраженное излучение на первой длине волны λ1 и отраженное излучение на второй длине волны λ2, из которых можно вычислить первое значение поглощения излучения на первой длине волны λ1 и второе значение поглощения излучения на второй длине волны λ2.In particular, optical sensor 210 includes first and second radiation sources 212-1 and 212-2 (collectively referred to as radiation source 212 and, collectively, radiation sources 212; this terminology is used elsewhere herein) configured to emit radiation at two different wavelengths in the direction from the second side 204. The radiation sources 212 may be, for example, light emitting diodes (LEDs), lasers, or the like. The optical sensor 210 further includes a receiver 214, such as a photodiode, configured to measure the absorption of radiation by blood flowing through the target area 102. The first radiation source 212-1 is configured to emit radiation at a first wavelength λ1 (e.g., approximately 905 nm (in the infrared spectral range)), and the second radiation source 212-2 is configured to emit radiation at a second wavelength λ 2 (for example, approximately 660 nm (in the red spectral range)). The processor 201 is configured to control, during operation, the optical sensor 210 and, in particular, the radiation sources 212, to simultaneously emit radiation at two different wavelengths λ 1 and λ 2 . Thus, the receiver 214 measures the reflected radiation at the first wavelength λ1 and the reflected radiation at the second wavelength λ 2 , from which the first radiation absorption value at the first wavelength λ1 and the second radiation absorption value at the second wavelength λ 2 can be calculated.
В общем, устройство 100 включает в себя подходящее устройство, выполненное с возможностью измерения насыщения кислородом или его процентного содержания. Например, устройство 100 может включать в себя периферический пульсоксиметр вместо или в дополнение к оптическому датчику 210. В других примерах вместо или в дополнение к оптическому датчику 210 для измерения насыщения кислородом или его процентного содержания можно также использовать данные измерений содержания CO2 в конце спокойного выдоха (ЕТ-СО2), например, измеренные для интубированных пациентов.In general, device 100 includes a suitable device configured to measure oxygen saturation or percentage thereof. For example, device 100 may include a peripheral pulse oximeter instead of or in addition to optical sensor 210. In other examples, instead of or in addition to optical sensor 210, end-tidal CO2 measurements may also be used to measure oxygen saturation or percentage thereof. ET-CO2), for example, measured for intubated patients.
Магнитный датчик 220 включает в себя магнит 222, выполненный с возможностью создания магнитного поля в целевой области 102, и по меньшей мере два магнитных детектора 224-1 и 224-2, выполненных с возможностью детектирования изменений магнитного поля в целевой области 102. Магнит 222 может быть постоянным магнитом, например, стержневым магнитом, или может быть электромагнитом. Например, процессор 201 может управлять блоком 250 питания, чтобы создавать ток для создания магнитного поля около магнита 222. В некоторых вариантах осуществления магнитный датчик 220 включает в себя два или более магнитов 222. Например, магнитный датчик 220 может включать в себя два или более магнитов 222, пространственно размещенных относительно магнитных детекторов 224 так, чтобы обеспечивать более однородное магнитное поле. В частности, два магнита 222 могут располагаться с противоположных сторон от магнитных детекторов 224.Magnetic sensor 220 includes a magnet 222 configured to create a magnetic field in the target area 102, and at least two magnetic detectors 224-1 and 224-2 configured to detect changes in the magnetic field in the target area 102. Magnet 222 can be a permanent magnet, such as a bar magnet, or may be an electromagnet. For example, processor 201 may control power supply 250 to generate current to create a magnetic field near magnet 222. In some embodiments, magnetic sensor 220 includes two or more magnets 222. For example, magnetic sensor 220 may include two or more magnets 222, spatially located relative to the magnetic detectors 224 so as to provide a more uniform magnetic field. In particular, two magnets 222 may be located on opposite sides of the magnetic detectors 224.
В некоторых вариантах осуществления магнитный датчик 220 может включать в себя три или более магнитных детекторов 224, чтобы позволить устройству 100 определять глубину сосуда, по которому протекает кровь, с использованием метода триангуляции, как будет дополнительно описано ниже. В других вариантах осуществления магнитный датчик 220 включает в себя только два магнитных детектора 224, например, если сосуд является поверхностным (например, лучевая артерия).In some embodiments, the magnetic sensor 220 may include three or more magnetic detectors 224 to allow the device 100 to determine the depth of a blood vessel using a triangulation method, as will be further described below. In other embodiments, magnetic sensor 220 includes only two magnetic detectors 224, for example, if the vessel is superficial (eg, radial artery).
В дополнительных вариантах осуществления магнитный датчик 220 может включать в себя магнит, опирающийся на деформируемый материал, такой как поропласт, гель или что-то подобное. При детектировании силы действия магнитного поля магнит может заставлять деформируемый материал механически отклоняться, что делает возможным определение детектируемой силы действия магнитного поля. В частности, механическое отклонение деформируемого материала может быть пропорционально силе действия магнитного поля.In additional embodiments, magnetic sensor 220 may include a magnet supported by a deformable material such as foam, gel, or the like. When detecting the strength of the magnetic field, the magnet can cause the deformable material to mechanically deflect, which makes it possible to determine the detected strength of the magnetic field. In particular, the mechanical deflection of a deformed material can be proportional to the strength of the magnetic field.
В настоящем варианте осуществления устройство 100 дополнительно включает в себя интерфейс 230 связи, связанный с процессором 201. В общем, интерфейс 230 связи выполнен с возможностью обеспечения обмена данными устройства 100 с другими компьютерными устройствами, например, компьютерным устройством 310. Например, устройство 100 может быть выполнено с возможностью передачи посредством интерфейса 230 связи значений поглощения излучения и изменения магнитного поля внешнему процессору для определения процента насыщения крови кислородом и скорости потока и вычисле- 3 043884 ния объемной скорости потока оксигенированной крови, протекающей через целевую область, на основании процента насыщения крови кислородом и скорости потока. Интерфейс 230 связи может включать в себя беспроводной передатчик (например, Bluetooth-передатчик) или другую подходящую аппаратуру для обеспечения возможности обмена данными устройства 100 с другими компьютерными устройствами.In the present embodiment, device 100 further includes a communication interface 230 coupled to processor 201. In general, communication interface 230 is configured to allow device 100 to communicate with other computing devices, such as computer device 310. For example, device 100 may be configured to transmit, through communication interface 230, radiation absorption and magnetic field change values to an external processor to determine the percentage of blood oxygen saturation and flow rate and calculate the volumetric flow rate of oxygenated blood flowing through the target area based on the percentage of blood oxygen saturation and flow rate flow speed. Communications interface 230 may include a wireless transmitter (eg, a Bluetooth transmitter) or other suitable hardware to enable device 100 to communicate with other computing devices.
В настоящем варианте осуществления устройство 100 дополнительно включает в себя индикатор 240 и блок 250 питания. В общем, индикатор 240 выполнен с возможностью генерирования уведомления на основании объемной скорости потока оксигенированной крови. Индикатор 240 соединен с процессором 201, который выполнен с возможностью управления индикатором 240, чтобы генерировать уведомления. Уведомления могут включать в себя одно или более из: звукового сигнала и визуального сигнала. Например, индикатор 240 включает в себя СД-светоиндикаторы 242-1, 242-2 и 242-3. Каждый СДсветоиндикатор 242 может соответствовать отличающемуся уведомлению и может быть выполнен с возможностью испускания излучения на отличающихся длинах волн (т.е. разного свечения). В частности, процессор 201 может быть выполнен с возможностью управления индикатором 240, чтобы испускать разные сигналы посредством СД-светоиндикаторов 242, при детектировании различных отличающихся пороговых условий, соответствующих объемной скорости потока оксигенированной крови, как будет дополнительно описано ниже. В других вариантах осуществления индикатор 240 может включать в себя громкоговоритель, и сигнал может быть звуковым сигналом. Например, звуковой сигнал может включать в себя три разных тональных сигнала, сообщения или команды, в зависимости от разных пороговых условий.In the present embodiment, the device 100 further includes an indicator 240 and a power supply 250. In general, the indicator 240 is configured to generate a notification based on the volumetric flow rate of oxygenated blood. The indicator 240 is coupled to a processor 201, which is configured to control the indicator 240 to generate notifications. Notifications may include one or more of an audible alarm and a visual alarm. For example, indicator 240 includes LED indicators 242-1, 242-2, and 242-3. Each LED 242 may correspond to a different notification and may be configured to emit different wavelengths (ie, different luminescence). In particular, the processor 201 may be configured to control the indicator 240 to emit different signals via the LED indicators 242 when detecting various different threshold conditions corresponding to the volumetric flow rate of oxygenated blood, as will be further described below. In other embodiments, the indicator 240 may include a speaker and the signal may be an audio signal. For example, an audio signal may include three different tones, messages, or commands, depending on different threshold conditions.
Блок 250 питания электрически соединен с оптическим датчиком 210 и магнитным датчиком 220 и, в общем, выполнен с возможностью подачи питания в оптический датчик 210 и магнитный датчик 220. Блок 250 питания также соединен с процессором 201, который выполнен с возможностью управления блоком 250 питания.Power supply 250 is electrically coupled to optical sensor 210 and magnetic sensor 220 and generally configured to supply power to optical sensor 210 and magnetic sensor 220. Power supply 250 is also coupled to processor 201, which is configured to control power supply 250.
На фиг. 4 представлен примерный способ 400 вычисления объемной скорости потока оксигенированной крови в целевой области. Для облегчения описания, способ 400 будет описан в связи с устройством 100, изображенным на фиг. 1 и фиг. 2. В некоторых вариантах осуществления способ 400 может быть также реализован или выполнен с использованием другой подходящей системы.In fig. 4 illustrates an exemplary method 400 for calculating the volumetric flow rate of oxygenated blood in a target area. For ease of description, method 400 will be described in connection with the device 100 shown in FIG. 1 and fig. 2. In some embodiments, method 400 may also be implemented or performed using another suitable system.
На этапе 405 оптический датчик 210 детектирует поглощение излучения кровью, протекающей через целевую область 102. В частности, приемник 214 измеряет первое значение поглощения излучения на первой длине волны λ1 и второе значение поглощения излучения на второй длине волны λ2. В некоторых вариантах осуществления первое и второе значения поглощения передаются в процессор 201 для дальнейшей обработки. В других вариантах осуществления первое и второе значения поглощения передаются в компьютерное устройство 310 через интерфейс 230 связи для дальнейшей обработки.At step 405, the optical sensor 210 detects radiation absorption by blood flowing through the target area 102. Specifically, the receiver 214 measures a first radiation absorption value at a first wavelength λ1 and a second radiation absorption value at a second wavelength λ2 . In some embodiments, the first and second absorption values are sent to processor 201 for further processing. In other embodiments, the first and second absorption values are transmitted to the computer device 310 via communications interface 230 for further processing.
На этапе 410 магнитный датчик 220 детектирует изменения магнитного поля в целевой области 102. Значения изменений магнитного поля также могут передаваться в процессор 201 или компьютерное устройство 310 для дальнейшей обработки.At step 410, magnetic sensor 220 detects changes in the magnetic field in the target area 102. Magnetic field change values may also be transmitted to processor 201 or computing device 310 for further processing.
На этапе 415 вычисляется объемная скорость потока оксигенированной крови, протекающей через целевую область 102. В частности, объемная скорость потока оксигенированной крови вычисляется на основании процента насыщения крови кислородом и скорости потока. В настоящем варианте осуществления этап 415 будет описан в связи с его выполнением процессором 201. В других вариантах осуществления этап 415 может выполняться компьютерным устройством 310 и, в частности, процессором 314 или другой подходящей системой.At step 415, the volumetric flow rate of oxygenated blood flowing through the target region 102 is calculated. Specifically, the volumetric flow rate of oxygenated blood is calculated based on the percentage of oxygen saturation of the blood and the flow rate. In the present embodiment, step 415 will be described in connection with its execution by processor 201. In other embodiments, step 415 may be performed by computing device 310 and, in particular, by processor 314 or other suitable system.
Процессор 201 выполнен с возможностью определения процента насыщения крови кислородом у крови, протекающей через целевую область 102, на основании поглощения излучения, детектированного оптическим датчиком 210 на этапе 405.The processor 201 is configured to determine the percentage of blood oxygen saturation of the blood flowing through the target area 102 based on the absorption of radiation detected by the optical sensor 210 at step 405.
Процент насыщения крови кислородом можно определять на основании отношения значений поглощения излучения на первой длине волны λ1 и излучения на второй длине волны λ2. В частности, концентрации оксигемоглобина (т.е. оксигенированной крови) и дезоксигемоглобина (т.е. дезооксигенированной крови) могут быть вычислены по поглощению излучения с длинами волн λ1 и λ2 и предварительно заданным параметрам для описания поглощения излучения оксигемоглобином и дезоксигемоглобином. После этого можно определить процент насыщения крови кислородом на основании отношения концентрации оксигенированной крови к сумме концентраций оксигенированной и дезоксигенированной крови.The percentage of blood oxygen saturation can be determined based on the ratio of the absorption values of radiation at the first wavelength λ 1 and radiation at the second wavelength λ 2 . In particular, the concentrations of oxyhemoglobin (ie oxygenated blood) and deoxyhemoglobin (ie deoxygenated blood) can be calculated from the absorption of radiation with wavelengths λ1 and λ2 and preset parameters to describe the absorption of radiation by oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin. The percentage of blood oxygen saturation can then be determined based on the ratio of the concentration of oxygenated blood to the sum of the concentrations of oxygenated and deoxygenated blood.
Процессор 201 дополнительно выполнен с возможностью определения скорости потока крови, протекающей через целевую область 102, на основании изменений магнитного поля в целевой области 102, детектированных магнитным датчиком 220 на этапе 410. Скорость потока крови, протекающей через целевую область 102, можно определять на основании изменений магнитного поля, детектированных в целевой области 102. В частности, можно использовать суммарную площадь под кривой в пике сигнала, детектированного магнитным датчиком 220. Оксигемоглобин является диамагнетиком, из чего следует, что, в отсутствие приложенного магнитного поля, он характеризуется нулевым суммарным магнитным моментом и создает только слабый магнитный момент, противоположный приложенному внешнему магнитному полю. Напротив, дезоксигемоглобин является парамагнетиком, из чего следует, что прило- 4 043884 жение внешнего магнитного поля ориентирует магнитный момент вдоль поля. Следовательно, присутствие дезоксигемоглобина усиливает магнитное поле (т.е. повышает плотность магнитного потока).The processor 201 is further configured to determine the flow rate of blood flowing through the target area 102 based on changes in the magnetic field in the target area 102 detected by the magnetic sensor 220 at step 410. The flow rate of blood flowing through the target area 102 can be determined based on the changes magnetic field detected in the target region 102. In particular, the total area under the curve at the peak of the signal detected by the magnetic sensor 220 can be used. Oxyhemoglobin is diamagnetic, which means that, in the absence of an applied magnetic field, it has a zero total magnetic moment and creates only a weak magnetic moment opposite to the applied external magnetic field. On the contrary, deoxyhemoglobin is paramagnetic, which means that the application of an external magnetic field orients the magnetic moment along the field. Therefore, the presence of deoxyhemoglobin enhances the magnetic field (i.e., increases the magnetic flux density).
Суммарный вектор намагниченности, центрированный посередине поперечного сечения кровеносного сосуда, можно определить на основании числа парамагнитных диполей и эффективного объема диполя. Значение суммарного вектора намагниченности является функцией времени, так как он изменяется вместе с изменением кровотока, при этом амплитуда сигнала, зависящего от изменения плотности магнитного потока, соответствует объемной скорости потока крови по сосуду, задаваемой умножением средней скорости кровотока на поперечное сечение сосуда. Когда скорость кровотока умножают на поперечное сечение сосуда, перемножение дает объемную скорость потока крови. Сигнал, детектированный детекторами 224, пропорционален изменению во времени суммарного вектора намагниченности. В частности, амплитуда сигнала зависит от значения суммарного вектора намагниченности и удаления сосуда от детектора 224. Следовательно, геометрическую конфигурацию детектора 224 можно использовать для определения местоположения сосуда.The net magnetization vector, centered at the middle of the cross-section of the blood vessel, can be determined based on the number of paramagnetic dipoles and the effective volume of the dipole. The value of the total magnetization vector is a function of time, since it changes along with changes in blood flow, while the amplitude of the signal, depending on changes in magnetic flux density, corresponds to the volumetric velocity of blood flow through the vessel, specified by multiplying the average blood flow velocity by the cross-section of the vessel. When the blood flow velocity is multiplied by the cross-sectional area of the vessel, the multiplication gives the volumetric blood flow velocity. The signal detected by detectors 224 is proportional to the time variation of the net magnetization vector. In particular, the amplitude of the signal depends on the value of the net magnetization vector and the distance of the vessel from the detector 224. Therefore, the geometric configuration of the detector 224 can be used to determine the location of the vessel.
Например, на фиг. 5А изображены магнитные детекторы 224-1, 224-2 и третий магнитный детектор 224-3, отстоящий в плоскости 502, приблизительно перпендикулярной направлению сосуда, а также магниты 222-1 и 222-2 для создания однородного магнитного поля. Приведенная конфигурация дает геометрическую схему расположения, показанную на фиг. 5В. Значение М представляет суммарный вектор намагниченности. Значения r1, r2 и r3 представляют соответствующие расстояния от центра сосуда до каждого из детекторов 224. Значение d представляет расстояние между детекторами 224, а значения s и l представляют координаты х и у центра сосуда относительно первого детектора 224-1. Расстояния s и l можно определить по амплитуде изменений, детектированных магнитными детекторами 224 и взаимному расположению детекторов 224 и сосуда.For example, in FIG. 5A depicts magnetic detectors 224-1, 224-2 and a third magnetic detector 224-3 located in a plane 502 approximately perpendicular to the direction of the vessel, as well as magnets 222-1 and 222-2 for creating a uniform magnetic field. The above configuration gives the geometric arrangement shown in FIG. 5V. The M value represents the total magnetization vector. The values of r1, r 2 and r 3 represent the respective distances from the center of the vessel to each of the detectors 224. The value of d represents the distance between the detectors 224, and the values of s and l represent the x and y coordinates of the center of the vessel relative to the first detector 224-1. The distances s and l can be determined from the amplitude of changes detected by the magnetic detectors 224 and the relative positions of the detectors 224 and the vessel.
Определив местонахождение сосуда, по глубине сосуда можно определить интенсивность магнитного поля, сформированного магнитом 222. Например, зависимость между глубиной сосуда и интенсивностью магнитного поля может быть предварительно записана в памяти на основании экспериментальных данных. Соответственно, устройство 100 может считывать интенсивность магнитного поля на основании найденной глубины сосуда. И наконец, измеренные интенсивности сигналов можно соотнести с интенсивностью магнитного поле, чтобы получить количественную меру степени присутствующего парамагнетизма, которая соответствует объемной скорости потока дезоксигемоглобина.Having determined the location of the vessel, the intensity of the magnetic field generated by the magnet 222 can be determined from the depth of the vessel. For example, the relationship between the depth of the vessel and the magnetic field intensity can be pre-recorded in memory based on experimental data. Accordingly, device 100 can read the intensity of the magnetic field based on the detected depth of the vessel. Finally, the measured signal intensities can be correlated with the magnetic field intensity to provide a quantitative measure of the degree of paramagnetism present, which corresponds to the volumetric flow rate of deoxyhemoglobin.
В некоторых вариантах осуществления целевая область 102 может быть шеей пациента, и устройство 100 может располагаться над сонной артерией. Соответственно, процент насыщения крови кислородом и объемную скорость потока дезоксигенированной крови можно использовать для вычисления суммарной объемной скорости потока и объемной скорости потока оксигенированной крови. Напротив, устройство 100 можно расположить над яремными венами, чтобы определять суммарную объемную скорость потока (на основании того, что яремные вены содержат, в основном, дезоксигенированную кровь) и вычислять объемную скорость потока оксигенированной крови по суммарной объемной скорости потока и проценту насыщения крови кислородом.In some embodiments, the target area 102 may be the patient's neck, and the device 100 may be located over the carotid artery. Accordingly, the percent oxygen saturation of the blood and the volumetric flow rate of deoxygenated blood can be used to calculate the total volumetric flow rate and the volumetric flow rate of oxygenated blood. In contrast, device 100 may be positioned over the jugular veins to determine the total volumetric flow rate (based on the fact that the jugular veins contain primarily deoxygenated blood) and calculate the volumetric flow rate of oxygenated blood from the total volumetric flow rate and the percentage of oxygen saturation of the blood.
В некоторых вариантах осуществления процессор 201 может быть дополнительно выполнен с возможностью разделения, так называемых, парамагнитных сигналов от сонной артерии и соседних внутренних яремных вен с использованием Фурье-анализа. В частности, высокие частоты можно использовать для выделения сигнала от сонной артерии, а сниженные частоты, соответствуют потоку по яремным венам.In some embodiments, processor 201 may be further configured to separate so-called paramagnetic signals from the carotid artery and adjacent internal jugular veins using Fourier analysis. In particular, high frequencies can be used to isolate the signal from the carotid artery, and low frequencies correspond to flow through the jugular veins.
На этапе 415 процессор 201 может быть дополнительно выполнен с возможностью управления индикатором 240, чтобы генерировать уведомление на основании вычисленной объемной скорости потока оксигенированной крови. Например, процессор 201 может генерировать уведомление в соответствии с примерным способом 600, показанным на фиг. 6.At step 415, the processor 201 may be further configured to control the indicator 240 to generate a notification based on the calculated oxygenated blood volumetric flow rate. For example, processor 201 may generate a notification in accordance with the exemplary method 600 shown in FIG. 6.
Процессор 201 выполнен с возможностью определения на этапе 605, является ли объемная скорость потока оксигенированной крови выше первого порога. Например, первый порог может представлять минимальный требуемый объем оксигенированной крови. Если определение является утвердительным, то процессор 201 выполнен с возможностью перехода на этап 610. Процессор 201 выполнен с возможностью управления СД-светоиндикатором 242-1 на этапе 610, чтобы испускать первый сигнал. Например, первый сигнал может быть излучением зеленого свечения или звуковым сигналом, указывающим, что минимальный требуемый объем оксигенированной крови достигнут.The processor 201 is configured to determine, at step 605, whether the oxygenated blood flow rate is above a first threshold. For example, the first threshold may represent the minimum required volume of oxygenated blood. If the determination is yes, then the processor 201 is configured to proceed to step 610. The processor 201 is configured to control the LED indicator 242-1 at step 610 to emit the first signal. For example, the first signal may be a green light or an audible signal indicating that the minimum required volume of oxygenated blood has been reached.
Если определение на этапе 605 является отрицательным, то процессор 201 выполнен с возможностью перехода на этап 615. Процессор 201 выполнен с возможностью определения на этапе 615, является ли скорость потока ниже второго порога. Например, второй порог может представлять минимальную требуемую скорость потока. Если скорость потока крови в целевой области имеет значение ниже второго порога, то процессор 201 выполнен с возможностью перехода на этап 620.If the determination at step 605 is negative, then the processor 201 is configured to proceed to step 615. The processor 201 is configured to determine at step 615 whether the flow rate is below a second threshold. For example, the second threshold may represent a minimum required flow rate. If the blood flow rate in the target area is below a second threshold, then the processor 201 is configured to proceed to step 620.
Процессор 201 выполнен с возможностью управления СД-светоиндикатором 242-2 на этапе 620, чтобы испускать второй сигнал. Например, второй сигнал может быть излучением оранжевого свечения или звуковым сигналом, указывающим, что скорость потока крови в целевой области следует повысить (например, посредством повышения частоты или глубины компрессий во время СЛР), чтобы повыситьThe processor 201 is configured to control the LED indicator 242-2 at step 620 to emit a second signal. For example, the second signal could be an orange glow or an audible signal indicating that the blood flow rate in the target area should be increased (eg, by increasing the frequency or depth of compressions during CPR) to improve
- 5 043884 объемную скорость потока оксигенированной крови.- 5 043884 volumetric flow rate of oxygenated blood.
Если на этапе 615 процессор 201 определяет, что скорость потока крови в целевой области выше второго порога, то процессор 201 выполнен с возможностью перехода на этап 625. Процессор 201 выполнен с возможностью управления СД-светоиндикатором 242-3 на этапе 625, чтобы испускать третий сигнал. Например, третий сигнал может быть излучением красного свечения или звуковым сигналом, указывающим, что процент насыщения крови кислородом у крови в целевой области следует повысить (например, посредством обеспечения вентиляции для усиления оксигенации во время СЛР), чтобы повысить объемную скорость потока оксигенированной крови.If, at step 615, the processor 201 determines that the blood flow rate in the target area is above a second threshold, then the processor 201 is configured to proceed to step 625. The processor 201 is configured to control the LED indicator 242-3 at step 625 to emit a third signal. . For example, the third signal may be a red light emitted or an audible signal indicating that the percentage of oxygen saturation of the blood in the target area should be increased (eg, by providing ventilation to enhance oxygenation during CPR) to increase the volumetric flow rate of oxygenated blood.
Настоящее изобретение предлагает неинвазивные устройство и способ вычисления объемной скорости потока оксигенированной крови. Устройство можно применять, например, во время СЛР, чтобы определять количество кислорода, протекающее через шею. В частности, объемная скорость потока оксигенированной крови, протекающей через шею, дает адекватное показание количества оксигенированной крови, протекающей к головному мозгу. В частности, примерно 80% церебрального кровотока обеспечивается по сонным артериям, поэтому измерение оксигенированной крови в сонных артериях предоставляет косвенную меру перфузии головного мозга, достигаемой во время СЛР.The present invention provides a non-invasive device and method for calculating the volumetric flow rate of oxygenated blood. The device can be used, for example, during CPR to determine the amount of oxygen flowing through the neck. In particular, the volumetric flow rate of oxygenated blood flowing through the neck provides an adequate indication of the amount of oxygenated blood flowing to the brain. In particular, approximately 80% of cerebral blood flow is carried by the carotid arteries, so measurement of oxygenated blood in the carotid arteries provides an indirect measure of cerebral perfusion achieved during CPR.
В некоторых вариантах осуществления само устройство может быть компактным и запитываться от батарейки, без потребности во внешних источниках питания и дополнительных устройствах для интерпретации результатов. В частности, устройство может включать в себя индикаторы, например, визуальные индикаторы, выполненные с возможностью генерирования уведомлений на основании объемной скорости потока оксигенированной крови. Например, устройство может испускать первый сигнал, когда объемная скорость потока оксигенированной крови является достаточной для подачи кислорода в головной мозг. Устройство может испускать второй сигнал, когда объемная скорость потока оксигенированной крови и скорость потока являются низкими, показывающими, что скорость потока следует повысить, чтобы повысить объемную скорость потока оксигенированной крови. Например, устройство может включать в себя индикатор для указания реаниматору, что требуется повышенная частота или глубина компрессий. В других вариантах осуществления второй сигнал может испускаться, когда объемная скорость потока оксигенированной крови является низкой, и процент насыщения крови кислородом является высоким, что аналогично указывает на необходимость повышения скорости потока, чтобы повысить объемную скорость потока оксигенированной крови. Устройство может испускать третий сигнал, когда объемная скорость потока оксигенированной крови является низкой, и скорость потока является высокой, указывая, что следует повысить процент насыщения крови кислородом. Например, устройство может включать в себя индикатор для указания реаниматору, что требуется вентиляция для подачи кислорода в кровь и, следовательно, повышения процента насыщения крови кислородом. В других вариантах осуществления третий сигнал может испускаться, когда низкими являются объемная скорость потока оксигенированной крови и процент насыщения крови кислородом.In some embodiments, the device itself may be compact and battery powered, without the need for external power sources or additional devices to interpret the results. In particular, the device may include indicators, such as visual indicators, configured to generate notifications based on the volumetric flow rate of oxygenated blood. For example, the device may emit a first signal when the volumetric flow rate of oxygenated blood is sufficient to supply oxygen to the brain. The device may emit a second signal when the volumetric flow rate of oxygenated blood and the flow rate are low, indicating that the flow rate should be increased to increase the volumetric flow rate of oxygenated blood. For example, the device may include an indicator to indicate to the rescuer that increased frequency or depth of compressions is required. In other embodiments, the second signal may be emitted when the oxygenated blood volumetric flow rate is low and the percentage oxygen saturation of the blood is high, which similarly indicates the need to increase the flow rate to increase the oxygenated blood volumetric flow rate. The device may emit a third signal when the volumetric flow rate of oxygenated blood is low and the flow rate is high, indicating that the percentage of blood oxygen saturation should be increased. For example, the device may include an indicator to indicate to the rescuer that ventilation is required to introduce oxygen into the blood and therefore increase the percentage of oxygen saturation of the blood. In other embodiments, the third signal may be emitted when the volumetric flow rate of oxygenated blood and the percentage of oxygen saturation of the blood are low.
Следовательно, устройство обеспечивает мониторинг в реальном времени объемной скорости потока оксигенированной крови во время СЛР. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления вычисление объемной скорости потока оксигенированной крови и индикаторы обеспечиваются в самом устройстве. Следовательно, устройство можно использовать как автономное вспомогательное медицинское устройство для предоставления реаниматору обратной связи в реальном времени, без использования проводов или других необходимых соединений, которые могут быть помехой или, в ином случае, могут отсоединяться во время СЛР.Therefore, the device provides real-time monitoring of the volumetric flow rate of oxygenated blood during CPR. Additionally, in some embodiments, oxygenated blood flow rate calculations and indicators are provided within the device itself. Therefore, the device can be used as a stand-alone medical assistive device to provide real-time feedback to the rescuer, without the use of wires or other necessary connections that may be in the way or otherwise become disconnected during CPR.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления устройство включает в себя интерфейс связи, выполненный с возможностью беспроводной передачи данных (например, с использованием протокола Bluetooth или другого подходящего протокола беспроводной связи) на внешнее компьютерное устройство. В некоторых вариантах осуществления вычисление объемной скорости потока оксигенированной крови может быть предусмотрено в самом устройстве. Поэтому устройство может быть выполнено с возможностью передачи результатов на внешнее компьютерное устройство для отображения или дополнительной обработки. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления устройство может быть выполнено с возможностью передачи данных детектированных поглощения излучения и изменений магнитного поля на внешнее компьютерное устройство для вычисления объемной скорости потока оксигенированной крови, отображения и дополнительной обработки. Например, внешнее компьютерное устройство может отображать значения процента насыщения крови кислородом, скорости потока и объемной скорости потока оксигенированной крови. В дополнение или вместо звукового или визуального уведомления некоторые варианты осуществления могут представлять в реальном времени данные измерения объемной скорости потока оксигенированной крови в другие устройства, например, аппараты вентиляционной поддержки, аппараты для непрямого массажа грудной клетки или другие вспомогательные устройства для СЛР, чтобы допускать внесение поправок в их работу. То есть, рабочие параметры вспомогательного устройства для СЛР можно изменять в реальном времени в ответ на объемную скорость потока оксигенированной крови, чтобы повышать эффективность вспомогательного устройства при выполнении СЛР.Additionally, in some embodiments, the device includes a communications interface configured to wirelessly transmit data (eg, using Bluetooth or other suitable wireless communication protocol) to an external computing device. In some embodiments, calculation of the volumetric flow rate of oxygenated blood may be provided within the device itself. Therefore, the device may be configured to transmit the results to an external computer device for display or further processing. Additionally, in some embodiments, the device may be configured to transmit detected radiation absorption and magnetic field changes to an external computer device for oxygenated blood flow rate calculation, display, and further processing. For example, an external computing device may display the percentage of blood oxygen saturation, flow rate, and volumetric flow rate of oxygenated blood. In addition to or instead of an audible or visual notification, some embodiments may provide real-time oxygenated blood flow rate measurements to other devices, such as ventilators, chest compressions, or other CPR assistive devices, to allow for corrections into their work. That is, the operating parameters of the CPR assistive device can be changed in real time in response to the oxygenated blood flow rate to improve the effectiveness of the CPR assistive device.
В еще одних дополнительных вариантах осуществления устройство можно применять в процессе других медицинских процедур, например, хирургических операций, чтобы следить за объемной скороIn still further embodiments, the device can be used during other medical procedures, such as surgery, to monitor volumetric
--
Claims (20)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US62/799,221 | 2019-01-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA043884B1 true EA043884B1 (en) | 2023-06-30 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12016661B2 (en) | Non-invasive intravascular volume index monitor | |
| US11642104B2 (en) | Systems and methods for automated fluid response measurement | |
| US10912534B2 (en) | Systems and methods for automated fluid response measurement | |
| JP4842939B2 (en) | Device for monitoring blood flow to the brain | |
| US20210059638A1 (en) | Stand-alone continuous cardiac doppler pulse monitoring patch with integral visual and auditory alerts | |
| US8764671B2 (en) | Disposable active pulse sensor | |
| US11013488B2 (en) | Patient monitoring and treatment systems and methods | |
| JP6982619B2 (en) | Detection of erythema caused by wearable devices | |
| US11497462B2 (en) | Rapid pulse confirmation device | |
| JP2016529002A (en) | Quality feedback system for cardiopulmonary resuscitation | |
| JP7497361B2 (en) | Apparatus and method for calculating oxygenated blood volumetric flow rate - Patents.com | |
| US20210113086A1 (en) | Methods and Systems for Patient Parameter Fusion and Feedback | |
| EA043884B1 (en) | DEVICE AND METHOD FOR CALCULATING VOLUME VELOCITY OF OXYGENATED BLOOD FLOW | |
| US10271740B2 (en) | System for providing continuous systolic blood pressure measurement to maintain permissive hypotension | |
| US12102477B2 (en) | Ultrasound measurement device | |
| US20230017684A1 (en) | Devices and methods for assessing pulmonary status using optical oxygenation sensing | |
| WO2024102967A2 (en) | Broad-field doppler ultrasound of cerebral blood flow to improve the administration of treatments | |
| US20210045967A1 (en) | System and method for optimization of cpr chest compressions | |
| JP2017164033A (en) | Automated external defibrillator |