[发明专利]用于脉搏血氧测定的柔性光学源

说明书

一种用于将光引导到患者的靶标的光学源(10、54)，包括：至少一个光源(12、56)，其被配置为发射红光和红外光。所述至少一个光源(12、56)被嵌入在柔性光导薄板(18、58)内。光分布器(16)与所述至少一个光源(12、56)被间隔开。所述光分布器(16)包括光学地耦合到所述柔性光导薄板(18、58)的发光表面(28)和至少一个光接收表面(32)。所述光分布器(16)被配置为将所发射的红光的至少部分和所发射的红外光的至少部分放出到靶标中。

技术领域

本申请总体涉及测量患者的脉搏率和血氧饱和度(SpO₂)的指示。其具体结合提供脉搏血氧测定(oximetry)的光传感器应用。光学源包括放大的发光出口同时具有低度的厚度和高度的柔性以允许光学源关于患者的靶标组织的定位并且将尤其参考其进行描述。然而，应理解，其还应用于其他情形而不必限于上述应用。

背景技术

脉搏血氧测定已经变为临床实践中的护理的标准。其提供关于患者的脉搏率和SpO₂的非常重要的信息的连续非侵入式读出。

在脉搏血氧测定中，红光和红外光穿过组织并且由光检测器拾取。心脏脉搏率从由搏动的动脉血体积引起的搏动光信号导出。基于红色和红外信号处的脉冲幅度的比率，基于氧合血红蛋白与去氧血红蛋白之间的颜色的差异来完成氧合的测量。

然而，测量技术的精度是有限的，其对可用靶标组织测量位点施加了限制，并且能够引起不可靠读数。存在脉搏血氧测定的四个重要限制方面：(1)由于大的动脉或不均匀脉管床的存在的SpO₂读数的敏感性；适配到人体内部和外部上的窄空间中的脉搏血氧计探头的大尺寸；(3)体积描记信号和SpO₂读数对传感器的接触压力的敏感性；以及(4)由于组织上的延长接触压力点的不舒服的发生。

首先，组织中的大的动脉或不均匀脉管的存在能够显著降低脉搏血氧测定的准确度。这些较大的脉管关于脉搏血氧计的源和探测器的确切位置很大程度上取决于传感器放置，并且还从患者到患者变化。这些因子降低脉搏血氧计的准确度和精度。当前商业传感器被应用到靠近与皮肤表面的不存在大的动脉的身体部分(例如，手指、耳垂、耳康、眼眉紧上方的区)。具有大的动脉的区(诸如太阳穴和耳道)不适于SpO₂测量，因为大的动脉的存在能够使脉搏血氧计的全局校准失效。

不均匀脉管限制将粘膜组织用于脉搏血氧测定。粘膜组织缺少表皮和真皮，这是光学缺点，因为表皮和/或真皮层将在光可能遇到任何较厚血管之间将光匀化。一个非常感兴趣的粘膜位点将是鼻中隔，因为其在非常虚弱的患者中的持续灌注性质。然后，靠近于组织表面的较大动脉的存在使得测量不可靠。

第二，薄光学源和检测器将使得脉搏血氧计能够被设置在窄空间(例如，鼻孔、眼镜的鼻垫、耳后等)中。例如，中隔和鼻孔的其他侧指间的空间能近似为2mm。

第三，SpO₂测量对于通过传感器到组织的施加的接触力非常敏感。光传感器需要温和地施加最小水平的压力，以针对可靠SpO₂测量移除静脉搏动。然而，患者移动常常导致接触压力的波动，从而导致不可靠测量结果。当前脉搏血氧计的刚度诱发接触压力对患者的移动的强敏感度。例如，中隔不能够容易地变形，同时在每个患者中，中隔可以具有不同曲率或形状。刚性光接触将使得测量结果对运动高度敏感。

第四，当前脉搏血氧计的刚度引起患者不舒服。由于传感器的刚度，患者的组织变形，使得其均匀地触碰刚性光传感器，而不管任何组织表面不规则弯曲。然而，延长的组织变形引起不舒服，并且在严重情况下，引起组织坏死。同样，如果组织(例如，鼻中隔)由于其刚度而不能够变形，则组织与传感器之间的连接将最可能不良好匹配，引起增加的压力接触和不舒服。

发明内容

本申请提供新的并且改进的方法和系统，其克服以上问题和其他问题。