以下總體涉及毛細血管再充盈時間的測量。其具體結合在測試和診斷脫水或灌注急性低血壓癥中針對兒科對象和成人對象兩者提供準確的對象特定的毛細血管再充盈時間而應用。其還具體結合基于標準化輸入將這些對象特定的計算結果提供給臨床醫(yī)師應用。然而，應理解到，以下也適用于其他使用場景并且不一定限于前述應用。

背景技術：

對象的毛細血管再充盈時間(crt)在評估心血管系統(tǒng)健康中是有用的度量。微循環(huán)(例如，在毛細血管中)的快速的重新灌注是心血管系統(tǒng)能夠遍及身體高效地分布血液的良好指示，然而緩慢的重新灌注可能指示需要調(diào)查的心血管問題。評估crt的當前方法采用由主治臨床醫(yī)師做出的主觀測量(被稱為“手指發(fā)白測試”)。在該測試中，臨床醫(yī)師擠壓對象的手指、釋放并且對針對手指恢復其粉紅色所需要的秒數(shù)進行計數(shù)——主觀并且不頻繁地記錄的度量。手指發(fā)白測試也是相對的，因為一個臨床醫(yī)師可能比另一臨床醫(yī)師更用力地按壓對象的手指。

確定當經(jīng)受手指發(fā)白測試的手指返回到其開始顏色時的確切時間是主觀的并且已經(jīng)證明是均勻地應用的困難的任務。確切地確定何時組織顏色已經(jīng)返回基線顏色并且對2或3秒閾值準確地計算時間是困難的任務，其限制了測試的臨床價值。

技術實現(xiàn)要素：

以下還提供了克服以上提到的問題和其他問題的新的并且經(jīng)改進的方法和系統(tǒng)。

根據(jù)一個方面，公開了一種用于測量crt的方法。所述方法包括，從光源發(fā)射光并且打開被定位在所述光源附近的相機以識別患者的手指。然后，患者的手指以所確定的時間量被按壓。啟動移動設備上的集成應用，其中，所述集成應用打開所述光源并且使用所述相機，所述相機被定位于所述光源附近以檢測所述患者的手指中的顏色變化并且使用該信息，所述方法根據(jù)所述患者的手指的所述顏色中的所述變化之間經(jīng)過的時間來計算所述crt。

根據(jù)本申請的另一方面，公開了一種用于測量crt的裝置，所述裝置包括：光源，其用于發(fā)射光；以及在所述光源附近的相機，其被配置為識別患者的手指。使用至少一個患者手指和被配置為打開所述光源和所述相機的至少一個處理器，所述處理器還被配置為使用所述相機來檢測所述患者的手指中的顏色變化以根據(jù)所述患者的手指中的顏色中的所述變化之間經(jīng)過的時間來計算所述crt。

根據(jù)本申請的另一方面，公開了一種用于測量和計算crt的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括一個或多個處理器，所述一個或多個處理器被配置為使用相機和光源來確定來自開始時間和結束時間的患者的手指的顏色中的變化之間經(jīng)過的時間來計算針對患者的crt。所述系統(tǒng)還包括：存儲器，其被配置為存儲患者數(shù)據(jù)；通信網(wǎng)絡，其被配置為發(fā)送和接收臨床信息；以及用戶接口，其被配置為從所述至少一個處理器和存儲器接收輸入，所述用戶接口被配置為顯示所計算的結果。

一個優(yōu)點存在于基于客觀測試準則的對象的crt的經(jīng)改進的確定和計算。

另一優(yōu)點存在于經(jīng)改進的臨床工作流。

另一優(yōu)點存在于經(jīng)改進的患者護理。

本領域技術人員在閱讀和理解以下詳細說明之后，將領會到本發(fā)明的更進一步的優(yōu)點。

附圖說明

本發(fā)明可以采取各種部件和各部件的布置以及各種步驟和各步驟的安排的形式。附圖僅出于圖示優(yōu)選的實施例的目的并且不應被解釋為對本發(fā)明的限制。

圖1圖示了實現(xiàn)用于計算毛細血管再充盈時間的方法和裝置的代表性系統(tǒng)；

圖2a圖示了用于采集和計算對象的毛細血管再充盈時間的具有相機鏡頭和與所述相機鏡頭偏移的集成光源的范例毛細血管再充盈測試(crt)裝置；

圖2b圖示了利用對象的手指來計算毛細血管再充盈時間的圖1的crt裝置的示范性使用；

圖2c圖示了用于利用用于防止環(huán)境光到達對象的手指并且任選地用于在測試期間將一致的壓力施加到對象的手指的套帶(cuff)采集和計算對象的毛細血管再充盈時間的crt裝置；

圖3圖示了用于在計算毛細血管再充盈時間中使用的另一范例crt裝置；

圖4圖示了用于計算毛細血管再充盈時間的方法；并且

圖5圖示了計算crt的范例圖解，其中，血流正常、然后被堵塞并且最后返回正常。

具體實施方式

在本文中公開了使用客觀技術來確定患者毛細血管再充盈時間(crt)的裝置和方法。(更一般地，所公開的crt測量技術可以被應用到對象，其可以是患者或經(jīng)歷日常身體檢查或臨床篩選等的對象——為了簡單起見，在本文中使用術語“患者”)。在一個方法中，使用容易獲得的相機、嵌入的光源(相機閃光燈)和集成應用(即，電子數(shù)據(jù)處理設備)，患者的手指被擠壓或被按壓，并且使用相機顏色標度上的led波長標度，確定患者的手指花費多久返回到在其被按壓之前的其開始顏色?？梢允褂妙伾祷氐淖詣釉u價來評估crt。在自動方法中，提供使用標準化和預定力擠壓患者的手指的柔性不透明套帶。在釋放后，相機確定直到患者的手指返回到其開始顏色要多久。該信息然后被發(fā)射到移動設備上的用戶接口或者單獨的醫(yī)學設備。

在本文中公開了用于計算患者的crt的方法。在一些實施例中，在完成計算時，crt被分類為分類類別并且結果和分類被提交到臨床醫(yī)師用于審閱。在成人患者的情況下，crt通常被用于測試脫水或急性高血壓。crt通常在兒科領域中被使用，用于檢查嬰兒和兒童中的脫水。

參考圖1，示出了圖示用于計算毛細血管再充盈時間(crt)并且將其發(fā)送到用戶接口用于臨床醫(yī)師審閱的代表性系統(tǒng)的框圖。系統(tǒng)100合適地包括：移動或可穿戴設備102，其裝備有在毛細血管再充盈時間間隔期間采集針對手指的圖像或光學數(shù)據(jù)的相機103；至少一個電子處理器104(例如，微處理器、微控制器等)，其根據(jù)所采集的圖像或光學數(shù)據(jù)來計算毛細血管再充盈時間(crt)；任選的發(fā)射器106，其用于發(fā)射所計算的患者信息離開所述移動或可穿戴設備102；以及存儲器108，其用于存儲所計算的患者數(shù)據(jù)。在一些實施例中，用戶接口112(例如，多功能患者監(jiān)視器、護士站計算機等)經(jīng)由通信網(wǎng)絡110相互連接以接收從移動設備102發(fā)射的crt值。額外地或者替代地，設備102可以在設備102的顯示屏114上顯示crt值而不發(fā)射其(注意，電子部件104、106、108通常被設置在移動或可穿戴設備102內(nèi)，使得其被顯示屏114阻擋)，并且所述值由采集crt的醫(yī)生、護士或其他醫(yī)務人員合適地讀取并且手動地輸入到患者記錄中。應預期到，通信網(wǎng)絡110包括以下中的一項或多項：因特網(wǎng)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、無線網(wǎng)絡、有線網(wǎng)絡、蜂窩網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)總線、藍牙、紅外或其他短距離無線連接等。還應當理解，所述系統(tǒng)的部件可以被定位在中心位置或多個遠程位置處。

一個或多個處理器104合適地運行實現(xiàn)前述功能并且控制相機103以采集圖像或光學數(shù)據(jù)的計算機可執(zhí)行指令，其中，所述計算機可執(zhí)行指令被存儲在與處理器104相關聯(lián)的存儲器108上。然而，預期在硬件中實現(xiàn)前述功能性中的至少一些而不使用處理器。例如，模擬電路可以被用于實現(xiàn)相機103的操作/控制功能中的一些。而且，系統(tǒng)100的部件任選地包括發(fā)射器單元106，其給處理器104提供接口，從所述接口在通信網(wǎng)絡110上進行通信并且通過用戶接口112將信息提供給臨床醫(yī)師。

參考圖2(a)，在一個說明性實施例中，圖1的移動設備102包括具有集成光源(例如，led)202的裝備有相機的移動設備200(例如，裝備有相機的蜂窩電話、裝備有相機的平板計算機等)，所述集成光源常規(guī)地被用作用于靜止照片攝影的閃光燈或者用于持續(xù)照明(例如，用于獲得視頻和相機204)的手電筒。一般而言，相機204包括與鏡頭(其可以是針孔鏡頭，但是通常提供折射型透鏡元件(例如復合透鏡))光學地耦合的電荷耦合器件(ccd)、cmos或其他圖像傳感器陣列。在一些實施例中，相機204可以被配置為提供可調(diào)節(jié)的焦點。裝備有相機的移動設備200由合適的固件或軟件配置為操作光源202和相機204以采集人、地點、物體等的照片。例如，相機可以是“傻瓜式”相機。如本文所公開的，相機額外地被配置為，例如，通過在移動設備102上運行的適合的應用程序(“app”)206(在圖2(a)中圖解地所指示的)，使用相機204和光源202執(zhí)行毛細血管再充盈時間(crt)測量。例如，移動設備200可以運行ios移動操作系統(tǒng)(從美國加利福尼亞州庫比蒂諾蘋果公司可獲得的)。在另一實施例中，移動設備200運行安卓移動操作系統(tǒng)并且crtapp206是安卓app。

參考圖2(b)，為了測量毛細血管再充盈時間，臨床醫(yī)師將啟動crtapp206，例如，通過觸摸被示出在移動設備200的顯示器上的表示crtapp206的圖標。(顯示器在移動設備200的反面并且因此在圖2(a)和圖2(b)的視圖中是不可見的)。crtapp206然后提示用戶(例如，經(jīng)由被示出在顯示器上的文本和/或經(jīng)由模擬語音消息)以將患者的手指210之一放置在相機204和集成光源202二者上，并且在不按壓的情況下將其保持在那里幾秒。在幾秒之后，由crtapp206提示臨床醫(yī)師來將患者的手指210按壓或擠壓到相機204上幾秒，并且然后釋放患者的手指的壓力，同時再將患者的手指210保持在那里幾秒。(在替代的實施例中，crtapp206不提示臨床醫(yī)師按壓或擠壓手指而是替代地監(jiān)測相機204的輸出以基于手指的光學地檢測到的發(fā)白而自動地檢測該操作)。結合測試，crtapp206操作集成光源202以使得光源202生成至少在手指按壓相機204的點附近照射手指210的光。將注意到，光源202與相機204橫向地偏移，使得光源202未直接地照射手指按壓相機204的點。然而，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，典型的人類手指是足夠地半透明的，使得足夠量的光從光源202“泄露”到相機204的視場中以為crt測量提供照明。crtapp206通過分析由相機204生成的相機圖像流來計算患者的crt。在一個方法中，crt分析利用圖像流的紅色和/或綠色和/或藍色分量，并且尋找識別擠壓的起始的信號失真(例如，顏色變化)、識別釋放的第二失真，并且最后地，信號返回到其擠壓前特性。可以從后面的兩個事件之間經(jīng)過的時間來導出crt。

在一些移動操作系統(tǒng)中，對相機的底層訪問可能是不可用的。在這樣的情況下，手指壓力的起始、手指壓力的釋放的檢測和顏色返回的測量結果合適地基于由相機所采集的“圖像”的時間序列。例如，在視頻模式中，相機采集圖像(幀)的時間序列，通常地以30幀(圖像)每秒的速率，其對于良好的crt時間分辨率是足夠快速的。由于手指10按壓相機204，因而所采集的“圖像”實際上未聚焦；然而，每幀的積分強度(例如，被計算為每幀的平均像素強度)是用于皮膚顏色的適合的度量并且可以被用于表征顏色返回。

參考圖2(c)，在變型實施例中，患者的crt是使用參考圖2(a)所描述并且還包括的套帶212的硬件來計算的，所述套帶212在crt測量之前被夾在移動設備200的光源202和相機204上(以圖2(c)中的虛線輪廓形式所示的)?；颊邔⑺蛩氖种富瑒拥教讕?12上，套帶212使其在測量期間免受環(huán)境光影響。在一個實施例中，套帶212是不透明并且柔性的被動套帶，后者以便允許臨床醫(yī)師在套帶中擠壓手指。被動套帶提供手指對齊，并且可以包括軟材料以對所施加的壓力進行緩沖并且將其分布在手指上。

在另一實施例中，套帶212是剛性或可充氣套帶，其還用作用于將壓力應用到手指的醫(yī)學設備。在該方法中，使用用于使手指在crt測量期間免受環(huán)境光影響的剛性或可充氣套帶212來計算患者的crt。在剛性套帶實施例中，套帶包括執(zhí)行擠壓和釋放動作的一個或多個內(nèi)置伺服電機(未示出)，這允許標準化壓力。在可充氣套帶實施例中，套帶是可充氣的(例如，使用建造到套帶中的隔膜泵)，以在充氣狀態(tài)中將壓力施加到手指。在要么剛性要么可充氣實施例中，任選地包括壓力傳感器(未示出)以提供關于施加的壓力的正反饋。有利地，剛性套帶212的伺服電機(或可充氣套帶的充氣單元)由crtapp206控制，允許app206知道確切的釋放時間。

雖然套帶212被描述為非透明或不透明的，但是不一定要求此。環(huán)境光是有問題的，因為其可以包括可以干擾毛細血管再充盈監(jiān)測的瞬態(tài)，或者可能太亮而降低毛細血管再充盈監(jiān)測的靈敏度。通常地，環(huán)境光強度在crt測量的時間幀期間在醫(yī)生的辦公室或醫(yī)院中基本上是恒定的，因此套帶不透明可以不是必須的，或者半透明套帶可以是足夠的。即使套帶212未被設計為阻止環(huán)境光，將患者的手指引導到針對crt測量的適當?shù)奈恢靡部梢允怯杏玫模⑶胰缭谝恍嵤├幸呀?jīng)描述的，套帶212還為crt測量提供主動壓力。

參考圖3，在另一說明性實施例中，圖1的設備102是可穿戴設備(諸如具有目鏡(即，眼鏡)的形式的說明性光學頭戴式顯示器(ohmd)300)。ohdm300包括相機302，并且ohdm300的顯示器用作用于反饋的監(jiān)視器。設備300還包括微處理器或微控制器，其運行應用程序(“app”)306以執(zhí)行毛細血管再充盈時間(crt)測量。在一個預期的實施例中，ohmd300是谷歌眼鏡(googleglass)單元(從美國加利福尼亞州山景城谷歌可獲得)，其在android移動操作系統(tǒng)的谷歌眼鏡特定版本下運行應用程序(“app”)306。為了執(zhí)行crt測量，臨床醫(yī)師穿戴ohmd300并且察看患者的手304，其中，相機302聚焦于手304上?？梢砸愿鞣N方式發(fā)起crt測量，例如通過經(jīng)由ohmd300的顯示器或者經(jīng)由由ohmd單元300所生成的模擬語音提供給臨床醫(yī)師的指令、或通過臨床醫(yī)師說出并且由ohmd300的語音識別部件檢測的語音命令、或者使用合適的圖像分割技術所識別的相機304的視場中的手304的自動檢測等。相機302檢測感興趣的指甲(或替代地察看手指的指墊側)、執(zhí)行基線顏色評估并且提供基線顏色指數(shù)(例如，紅色通道的指甲強度直方圖的峰強度或auc)。然后，臨床醫(yī)師將壓力施加到感興趣的手指指甲幾秒。當內(nèi)科醫(yī)師釋放手指時，相機302重新檢測手指并且將其顏色記錄在每個視頻幀中(例如，以30幀/秒在十秒期間)。相機302可以使用視頻記錄或靜止圖像(即，照片)的時間序列來采集患者的手指中的顏色變化以供分析。在記錄的完成之后，通過確定指甲重新獲得其基線顏色的視頻幀或靜態(tài)照片，或者通過將數(shù)學函數(shù)擬合到順序視頻幀中的測得的顏色用于毛細血管再充盈時間的更加可再生的確定，來確定crt。

將注意到，圖3的實施例與圖2(a)、(b)、(c)的實施例不同，因為不存在相機光源202的類似物。圖3的實施例依賴于環(huán)境光以便采集指甲的圖像。額外地或者替代地，預期包括ohmd300上的光源或其他光源。

參考圖4，示出了圖解用于測量患者的毛細血管再充盈時間的說明性方法400的過程流程圖。方法400適于諸如圖2(a)、2(b)、2(c)的裝備有相機的設備200的設備，其具有足夠接近以利用單個手指節(jié)覆蓋的相機和光源。在操作402中，在移動設備200上啟動crtapp206。在操作404中，crtapp206打開光源202，并且在操作406中，激活相機204。在操作408中，患者的手指被按壓到相機，并且在操作410中，相機計算患者的手指的基線顏色?；€顏色是相機將檢測患者的毛細血管再充盈時間的起始點。在基線測量操作410之后，在操作412中，臨床醫(yī)師(或自動套帶212，在包括相同內(nèi)容的實施例中)針對定義的時間量擠壓或按壓(即，施加壓力到)患者的手指。例如，在一些適合的實施例中，患者的手指被按壓3秒。在操作412的結尾處，臨床醫(yī)師或自動套帶然后釋放患者的手指。在操作414中，當毛細血管再充盈血液時，相機取得患者的手指的視頻圖像(幀)或靜止圖像的時間序列，并且crtapp206將患者的crt計算為直到患者的手指在被擠壓之后返回到其基線顏色經(jīng)過的時間量。任選地，在操作416中，crtapp206為臨床醫(yī)師將數(shù)據(jù)分類為類別組。例如，類別組可以被分類為“非常低”(例如，crt<1秒)、“低”(例如，crt＝1-2秒)、“正?！?例如，crt＝2-3秒)、“高”(例如，crt＝3-4秒)或“非常高”(例如，crt>4秒)。在操作418中，crt值和/或任選的crt分類信息被發(fā)送到用戶接口以供臨床醫(yī)師審閱。

可以類似地執(zhí)行使用圖3的ohmd300的crt測量。此處，不存在操作404的類似物，并且操作408對應于將相機302聚焦到指甲上，例如，通過使穿戴ohmd300的臨床醫(yī)師察看指甲。圖像分割算法可以任選地被應用以更具體地識別圖像中的指甲區(qū)域。

參考圖5，示出了在crt測量期間由移動設備200的相機204或由ohmd300的相機302所采集的光學信號的說明性范例。該示圖由crtapp206、306生成，并且在一些實施例中可以在用戶接口上被顯示給臨床醫(yī)師。圖解的區(qū)域502指示在任何壓力被施加502之前的基線光學信號。當壓力被施加時(由箭頭504所指示的)，光學信號經(jīng)歷迅速的瞬態(tài)504。該瞬態(tài)的性質(zhì)取決于相機、照明和壓力的源的特定布置。圖5將瞬態(tài)504示出為信號中的急劇下降，其可能由于施加壓力的臨床醫(yī)師的手阻擋指甲的視圖而發(fā)生。另一方面，對于圖2(a)、2(b)、2(c)的實施例而言，瞬態(tài)可以是不同的，因為相機204的視圖從不被阻擋。當來自要么臨床醫(yī)師要么壓力套帶的壓力被釋放時，可以觀察到另一瞬態(tài)508。此后，當毛細血管再充盈血液時，相機采集對應的顏色變化并且時間被記錄在集成應用410中。當顏色返回到基線顏色時，集成應用停止記錄并且計算crt。

將理解到，可以以各種方式量化毛細血管再充盈時間(crt)。在一個方法中，crt被認為是區(qū)域510中的上升信號返回到區(qū)域502中所觀察的基線信號水平的時間。然而，該方法可能易于出現(xiàn)一些錯誤——例如，在一些情況下，信號可以短暫地向上沖過或向下沖過基線?？梢酝ㄟ^表征區(qū)域510中的恢復曲線的形狀(例如，通過假定恢復區(qū)域510中的指數(shù)形狀來確定時間常量)獲得經(jīng)改進的準確度。另一方法是將crt當作90％恢復時間(或某個其他指定點)，即，光學信號到達基線值的90％的時間，其可以降低向上沖過或向下沖過對crt測量結果的準確度的影響。

crt測量過程還包括確定“開始”時間，即，被施加到手指的壓力被移除的時間。這可以以各種方式完成。在前瞻性方法中，控制信號被實時提供以指示壓力的移除。例如，在根據(jù)圖2(c)的包括致動套帶212的實施例中，控制信號合適地對應于由套帶212對施加的壓力的移除。在手動壓力方法中，前瞻性開始時間可以被取作內(nèi)科醫(yī)師被指示釋放壓力的時間，但是這假定內(nèi)科醫(yī)師迅速地這樣做。在回顧式方法中，在足以涵蓋毛細血管再充盈時間間隔的時間間隔期間采集根據(jù)時間被測量的圖像/幀的時間序列或相機通道(例如，紅色、綠色或藍色通道)信號。例如，視頻流的采集的開始可以由給臨床醫(yī)師開始crt測試的信號觸發(fā)，并且視頻流可以在幾秒到幾十秒的固定時間間隔之后或通過被施加到測得的圖像/幀/信號的停止準則停止。在這些回顧式方法中，信號處理被應用以檢測對應于“開始”時間的壓力的釋放。為了說明，在圖5的范例中，“開始”時間可以通過在阻擋506期間檢測信號損耗被檢測，跟隨有當堵塞被移除時(準瞬時)信號跳躍——后者是“開始”時間的適合的定義。

還可以用各種方式選擇被監(jiān)測以評估毛細血管再充盈過程的光學信號。作為一些說明性范例，光學信號可以是顏色值(例如，使用cie坐標空間或另一顏色空間中的適合的顏色坐標測得的)、色彩或陰影值、強度值(針對特定顏色通道或針對測得的光而沒有任何光譜分解)等。

在說明性實施例中，crt針對手指被測量，并且常規(guī)地crt針對手指被測量。然而，還預期采用所公開的crt測量設備來測量針對其他解剖區(qū)域(諸如耳垂或前臂)中的皮膚的毛細血管恢復時間。一般而言，crt測量需要將壓力施加到手指(或耳垂或前臂等)的皮膚以使壓力點處的皮膚發(fā)白，并且然后在移除該壓力時，光學地測量針對壓力點處的皮膚的毛細血管恢復時間。

已參考優(yōu)選的實施例描述了本發(fā)明。他人在閱讀并且理解前述詳細說明之后可以進行修改和變型。本發(fā)明旨在被理解為包括所有這樣的修改和變型，只要其落入權利要求或其等價方案的范圍之內(nèi)。