[发明专利]用于测量血液灌注参数的光学激光散斑传感器

说明书

技术领域

本发明涉及使用光学传感器对血液灌注参数的测量。更具体而言，本发明涉及一种用于确定至少一个血液灌注参数的光学传感器装置，其包括：光源，该光源用于提供用于在用户的组织样本中散射的相干光；和光检测单元，该光检测单元用于接收散射的相干光的至少一部分以及根据由散射的相干光形成的散斑图案来采集至少一个光强度值。此外，本发明涉及一种用于确定用户的至少一个血液灌注参数的方法。

背景技术

已知人体组织中的血液灌注与个体的健康状况相关。与血液灌注相关的一个参数是个体的心率，其中心率的极值可指示个体的不利健康状况。因此，心率的监控可提供个体的不利健康状况的指示。另外，心率的监控允许评估在体育运动或类似活动期间个体的能力表现。此外，血流速度是与个体的生理状况相关的另一血液灌注参数。具体而言，不规则的血流速度可指示心血管疾病，诸如高血压和动脉硬化症、冠状动脉疾病、慢性心力衰竭、外周血管疾病、中风、糖尿病、慢性肾衰竭和传染性疾病。

用于确定和监控此类血液灌注参数的一种选项涉及激光散斑成像。在本文中，使用被组织内的红血球散射的相干激光来照射组织样本。散射的光产生干涉图案，该干涉图案通常也称为散斑图案。血球的移动导致散斑图案改变，这种改变尤其导致所测量的散斑图案(即，散斑图案的图像)模糊。因此，可通过散斑图案的对比度来参数化处理的模糊量与血球的移动相关。因此，血液灌注参数可基于所测量的散斑图案的对比度来估计。

在这方面，US 2013/0204112 A1公开了一种用于使用激光散斑成像来监控血液灌注的方法和设备，其包括相干光源和用于测量透射过组织样本的光的检测器。基于透射的光的变化，该设备确定散斑对比度值。这些对比度值被用于计算血液灌注的量度。

由于在该设备中光源和检测器相对于彼此以透射几何结构定位，所以该设备必须附连到用户身体的一部分，该部分的厚度足够小以便被激光透照。因此，该设备仅可附连到用户的手指、脚趾、鼻孔或耳垂。这限制了设备的使用范围。此外，将设备附接到用户身体的前述部位之一对于用户来说通常是不舒适的，尤其是在其长时间使用该设备时。

US 2012/0184831 A1公开了一种用于监控血液动力学的装置。该装置朝向身体的一个区域引导光，并检测所形成的散斑图案。该装置以反射几何结构进行操作，且包括传感器贴片，该传感器贴片呈可安装在皮肤上的壳体的形式。基于散斑图案的波动，该装置可确定血流速度和心率。此外，US 2012/0184831 A1还公开该装置可包括一个以上的激光源和/或光检测器，且分隔开的距离可以不同，以便实现对多个组织深度的同时测量。

发明内容

本发明的目的是允许以灵活的方式且对用户来说便利的方式监控用户的血液灌注参数。

在本发明的第一方面中，提出一种用于确定用户的至少一个血液灌注参数的光学传感器装置。该光学传感器装置包括光源，该光源用于提供用于在用户的组织样本中散射的相干光；以及光检测单元，该光检测单元用于接收散射的相干光的至少一部分。光源和光检测单元相对于彼此被布置成再发射几何结构。光检测单元包括用于根据由散射的相干光形成的散斑图案来采集光强度值的多个光检测元件，该光检测元件被布置成与光源相距递增的距离且与不同的组织深度相关联。此外，传感器装置包括壳体，该壳体包括光源和光检测器单元，该壳体包括能够与组织样本接触的接触表面，且该接触表面包括第一开口和第二开口，其中由光源发射的光能够穿过第一开口离开壳体，且由光检测单元采集到的散射的光能够穿过第二开口进入壳体。此外，光学传感器装置包括评估单元，该评估单元被配置成基于采集到的光强度来针对光检测元件确定单独的对比度值，并基于与不同的组织深度相关联的对比度值来确定血液灌注参数的一个运动校正值。

所提出的传感器装置可更灵活地使用，因为光源和光检测单元被相对于彼此布置成再发射几何结构。

这尤其意味着，光源和光检测单元相对于彼此被布置成使得组织样本不被定位在光源与光检测单元之间。因此，传感器装置也可以附接到身体的不会被光源发射的光透照的较厚部位。这也允许将传感器装置附接到用户身体的一部分，其中在该部分用户可更舒适地佩带传感器装置。具体而言，传感器装置可附接到用户的腕部，使得用户可以像腕表一样佩带传感器装置。