[发明专利]可穿戴式动物光声联合心电测量系统

说明书

本发明涉及一种可穿戴式动物光声联合心电测量系统，包括：光声测量系统，测量动物的光声信号；心电测量系统，测量动物的心电信号；信号处理系统，对光声测量系统测量得到的光声信号以及心电测量系统测量得到的心电信号进行处理；信号输出系统，输出经过处理的光声信号以及心电信号；光声探测器系统和心电测量系统均采用穿戴式。本发明的系统可以使动物在清醒且自由活动的状态下同时进行光声和心电测量的系统，提高操作的便利性、重复性，减小动物感染，同时可以进行长期的试验观察。

技术领域

本发明涉及医学成像领域，尤其涉及一种动物光声联合心电测量系统。

背景技术

光声成像兼具声学成像和光学成像两者的优点, 因而成为近十年来发展最迅速的生物医学成像技术之一。光声成像是一种通过检测光声效应产生的声学信号, 从而获取样品的光学吸收特性, 并构建样品的二维断层图像或者三维立体图像的一种新颖的复合成像方法。光声成像在测量密度、弹性参量等方面，可以比超声成像具有更高的对比度，也能够灵敏地反映生物体的生理结构并提供生物体的功能信息。光声成像也兼具了声学成像成像深度大、深层组织成像分辨率高的优势, 光声成像的空间分辨率可达到成像深度的1/200，同时光声成像对生物组织更加安全。由于光声成像的优点，光声成像可以对小动物活体进行心血管疾病（血管生成/生长、心肌炎、血栓、心梗等）的研究，同时可以输出血红蛋白浓度和血氧饱和度的定量数据等。

现有的对动物，比如小鼠等进行光声成像，是将小鼠至于体积庞大的成像系统下方，同时为了保证成像时，不发生由于小鼠的移动而影响效果，通过将小鼠进行药物麻醉后再固定于成像探头下方，对小鼠进行麻醉后，小鼠处于非清醒状态，小鼠的心血管、脑部等都受到麻醉剂影响而不利于正常观察小鼠的正常活动；由于处于麻醉状态，小鼠无法移动，除了进行光声检测外，不能进行其他与活动相关（比如足迹、蹦跳等）的检测。

监测动物的心电，比如监测大鼠的心电，由于大鼠的心电、血压、血管阻力对药物反应敏感，适合于筛选新药和研究心血管药理等，而且可以动物可以制成各种肿瘤模型等，通过研究动物的生理参数对于进行肿瘤、药物学研究具有重要意义。现有的进行动物心电监测的手段一般是通过植入心电电极，或者采用夹子等将电极夹在动物四肢，而且一般是将动物麻醉后进行心电监测。植入式电极对动物会造成创伤，除了引起动物的疼痛外，还会造成感染；而采用将电极夹在四肢时，动物的活动会受到限制，而且动物不像人体，人体在采用夹子式的心电导联时，可以通过深呼吸等方式冷静，从而准确测量心电，动物被植入电极或夹上电极后，会由于疼痛而出现紧张、狂躁等，使测量的心电数据不准确。

国内已经有一些研究开始研究使小鼠保持清醒且在可自由活动的条件下进行的光声成像系统，如CN104545814A公开的动物头戴式光声成像装置，虽然可以使小鼠在清醒自由状态移动，但是成像探头是缝合至动物的头部，其缝合探头的过程对小鼠而言是具有创伤的，而且会造成感染，极不人道；CN103976709A公开了一种可穿戴式阵列换能器探头，其采用碗状外壳布置换能器，但是该碗状外壳只能进行头部的光声测量，不能进行其他尾部的测量。而且这些装置不能进行心电测量，当需要了解动物的心脏功能状态时，受到限制。目前没有使动物在保持清醒状态且可自由活动的条件下同时进行动物的光声成像和心电测量，同时该不受测量部位限制的系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使动物在清醒且自由活动的状态下同时进行光声和心电测量的系统，提高操作的便利性，以及测量的重复性，减小动物感染，以便减小试验动物的使用量，同时可以进行长期的试验观察。

基于上述目的，本发明的可穿戴式动物光声联合心电测量系统，包括：

光声测量系统，测量动物的光声信号；

心电测量系统，测量动物的心电信号；

信号处理系统，对光声测量系统测量得到的光声信号以及心电测量系统测量得到的心电信号进行处理；

信号输出系统，输出经过处理的光声信号以及心电信号；