[发明专利]使用荧光介导的光容积描记术定量组织中的绝对血流量

说明书

本发明涉及使用荧光介导的光容积描记术定量组织中的绝对血流量。本公开提供采用近红外荧光血管造影术结合光容积描记术(荧光介导的光容积描记术)定量组织中的绝对血流量的方法和系统。本发明的方法和系统提供根据荧光强度的测量以容积/时间/面积为单位的流量的实时绝对测量。

本申请是国际申请日为2014年6月16日的发明名称为“使用荧光介导的光容积描记术定量组织中的绝对血流量”、国家申请号为201480044769.1的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年6月14日提交的美国临时申请号61/835,408的优先权的权益，其公开内容通过引用结合到本文中。

技术领域

本发明总的来说涉及组织中血液灌注的光学评价领域，特别涉及组织中绝对血液灌注的定量评价。

发明背景

临床医生对组织(例如皮肤)血液灌注评价的量化仍具有快速增长的兴趣，其应用遍及许多外科和非外科专业。虽然简单的二元评价(流动与非流动)对于某些临床应用可以是足够的，但是许多其它临床应用常常需要相对于某些标准的量化。呈绝对项的量化(例如作为流量量度的容积/时间)越来越令人关注。然而，组织中绝对血液灌注的定量评价作为临床评价工具是难以找到的（elusive）。

光容积描记术(PPG)是一种用于检测微血管系统中的血液容积变化的光学技术。PPG中观察到的波形与心跳相关，基于PPG的技术已被配制于市购可获得的医学装置用于测量诸如氧饱和度、血压和心输出量等参数。

尽管基于PPG检测的医学装置的相对广泛的配制，但是PPG未被利用于促进组织血液灌注绝对测量的常规测定。具有所述能力的方法对临床医生将具有重大价值，因为它可使常规获取具有容积/时间/面积维度的组织血液灌注测量成为可能。只有具有所述维度的测量才允许有根据的，直接部位间和受试者间比较。因此，需要用于组织中绝对血液灌注的定量评价的方法和系统。

发明概述

按照本发明的一个方面，提供用于测定血液通过目标组织(例如皮肤组织)的血管系统的合计流量的方法。所述方法包括测量组织容积末端的横截面积、测量血液容积层的厚度增加、测定脉冲占空因数(pulse duty cycle)、测定单次血压脉冲的持续时间，并根据不等式F = (A) (ΔL) (P_DC)/Δt推导合计血流量F。在不等式F中，ΔV = (组织容积末端的横截面积，A) x (血液容积层L的厚度增加，ΔL)，P_DC为脉冲占空因数，Δt = 单次压力脉冲的持续时间。

在其它方面，所述方法包括荧光成像方案，所述方案包括将适当容积的荧光染料给予供应目标组织区域的血管系统中，并获得目标组织面积的血管造影图像的序列。在其它方面，荧光染料是ICG，其以约25-50 mg/mL的浓度给予。在再其它方面，以20-30帧/秒的帧率获得血管造影图像，并通过近红外荧光成像系统获得所述图像。在不同的方面，成像系统包括用于激发ICG的激光和用于拍摄由ICG发射的荧光的图像的摄像机。

按照本发明的另一个方面，提供用于定量通过组织容积的绝对血流量的方法。所述方法包括将适当容积的荧光染料给与供应组织容积的血管系统，获得组织容积的血管造影图像的序列，计算组织容积的血管造影图像的序列的平均荧光强度，并生成随时间变化的平均荧光强度的曲线图。在不同的方面，荧光染料是吲哚菁绿(ICG)，ICG以约25-50 mg/mL的浓度给予，且所述组织容积包括皮肤组织。在不同的其它方面，以约20-30帧/秒的帧率获取血管造影图像，而在其它方面，血管造影图像通过近红外荧光成像系统获取。在不同的方面，成像系统包括用于激发ICG的激光和用于拍摄由ICG发射的荧光的图像的摄像机。

附图简述

在说明本发明的实施方案的附图中，

图1说明采用常规光容积描记术(PPG)测量单次血压脉冲期间的合计指尖血液容积；