[发明专利]用于创伤面积处理的系统和方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及用于对生物组织愈合速度进行测量的系统和方法。本发明更具体地涉及用于捕获、数字化和分析创伤图像以及根据创伤特征中的变化程度确定生物组织愈合速度的系统和方法。

背景技术

近来，在创伤治疗领域中已取得了许多进展，这些进展已经大大地提高了创伤愈合过程的速度和质量。与提供一种有效的创伤治疗方案相称的是对创伤的大小及其愈合的速度进行测量的能力。确定创伤愈合速度的一个粗略的但通常有效的方法是跟踪整个创伤大小随时间的变化。

对测量和跟踪创伤大小变化的先前的尝试，在提供必要信息给健康护理提供者从而允许对治疗功效进行评估的许多方面是失败的。用于测量创伤大小的许多现有方法包括使用透明的或者半透明的膜和笔或标记笔来沿患者创伤的边缘对患者创伤描画迹线(trace)，然后采用某些分析方式将此迹线数字化。这种方法的一个例子包括将带有该迹线的膜放置在触垫(touch-pad)表面上，并且对该创伤的轮廓再次描画迹线。触垫电子仪器将该迹线转变为数字阵列(array)的数据，然后可对该数字阵列的数据进行分析。然后与该电子仪器相关联的处理器计算出该迹线内的面积。由于没有迹线的缩放比例，可采用这些系统测量的创伤大小受到仪器的触敏表面大小的限制。此外，这些系统还包括：两条迹线，一条在患者身上，第二条在触垫上；一个过程，该过程容易受到累进误差和不准确度的影响。

本领域已知的其它系统依赖于一种直接数字成像方法，而这种方法要考虑与图像捕获相关的距离和角度。为了考虑到与成像视图相关的角度和距离的变化，这些系统趋于高度复杂，并且需要显著地更好的处理能力。最后，由于图像识别过程经常不能准确地并且一致地限定创伤的周界，因此，即使是这些复杂的系统也都失败了。

创伤和创伤愈合过程的背景

创伤通常被定义为皮肤的上皮完整性的破坏。然而，这样一种损伤可能是非常深的，涉及真皮、皮下脂肪、筋膜、肌肉和甚至骨骼。彻底的创伤愈合是一系列高度复杂的、动态的且相互协调的步骤，这些步骤促使组织修复。急性创伤的愈合是一个动态过程，它包括在细胞外基质环境(extra-cellular matrix environment)内固有细胞群体和迁移细胞群体(resident and migratory cell populations)按照相互协调的方式起作用，来对受伤的组织进行修复。一些创伤不能以这种方式愈合(由于多种原因)，并且可被称为慢性创伤。

发生组织损伤后，创伤的相互协调的愈合典型地包括四个重叠但明确定义的阶段：止血、发炎、增生和重建(remodeling)。止血包括创伤反应和修复(wound response and repair)中的初始步骤，它们是出血、凝固以及血小板和补体的激活。发炎在接近第一天末达到高峰。细胞增生发生在随后的7-30天期间，并且包括了其间创伤面积测量可能最有益的时间周期。在此时间期间，发生纤维素增生、血管生成、再上皮化(re-epithelialization)、和细胞外基质的合成。创伤内初始胶原的形成典型地将在接近7天时达到高峰。创伤的再上皮化在最适宜条件下在大约48小时发生，在那时创伤可被完全封闭。愈合的创伤在三个星期时可具有全部抗拉强度的15％到20％，在四个月时可具有全部强度的60％。第一个月后，退化(degradation)和重建阶段开始，其中细胞结构(cellularity)和血管分布(vascularity)减少，并且抗拉强度增加。形成成熟的疤痕常常需要6至12个月。

相关领域中对测量创伤愈合过程的尝试

因为不论在材料还是在专业护理时间上，创伤治疗可能都是昂贵的，所以基于对创伤和创伤愈合过程的准确评估的治疗可能是必须的。现有技术中的当前问题包括用于(直接地或者间接地)准确测量创伤大小的不完美的方法。明显地，理想的测量仪器将是在尺寸上准确的、可靠的，提供用于永久记录的数据，并且为相对创伤周围(periwound)面积而准确辨别创伤面积作准备。它应该能测量在身体上任何部位的任何大小或形状的创伤。在该系统中，与患者直接相关联的那些部件应该是便携的并且由惰性材料制成。它们必须在被使用时伴有最小的患者不适，并且不应该给创伤带来污染物。此外，与将创伤图像“转变”(＂translating＂)成可测量形式相关联的仪器应该是效能成本合算的，并且不应该需要过多的常规临床应用的培训。