CN110325118B

CN110325118B - 用于血流量的测量装置

Info

Publication number: CN110325118B
Application number: CN201780086408.7A
Authority: CN
Inventors: 塞林·昆萨克; 阿克塞尔·巴鲍德
Original assignee: Azoth Systems
Current assignee: Azoth Systems
Priority date: 2016-12-23
Filing date: 2017-11-30
Publication date: 2022-04-12
Anticipated expiration: 2037-11-30
Also published as: EP3558134B1; WO2018115617A1; EP3558134A1; US11490875B2; US20200085406A1; FR3060966A1; FR3060966B1; CN110325118A

Abstract

本发明涉及适合个体血流量的测量装置，例如，用于检测气泡。装置包括声发射器(3)和外壳(2)，其发射表面(7)覆盖着声发射器(3)。发射表面(7)的一端终止于垂直于发射表面(7)的锁骨接触部分(8)并且适合依靠在个体的锁骨上，另一端终止于垂直于发射表面(7)的肩部接触部分(9)并且适合依靠在个体肩部的骨头上。发射表面(7)在有效区域的中部与锁骨接触部分(8)之间的垂直距离小于20毫米。在有效区域(11)的中部与肩部接触部分(9)之间的横向距离介于20毫米至50毫米之间。

Description

用于血流量的测量装置

技术领域

本发明涉及用于血流量的测量装置，尤其是适用于减压或其它气泡检测操作的测量装置。

采用这种血流量的测量，尤其是专业或业余潜水员可用于检查和监测其承受压力变化影响的情况，特别是用于防止减压事故。

本发明的应用领域可更广泛地扩展到在人体承受高压或低压环境下进行任何类型的监测，尤其是在隧道施工工人使用高压沉箱或饱和潜水***的工作期间，甚至在航空领域；很显然，所列的领域都是非限制性的。

背景技术

本发明涉及用于血流量测量的装置并用于通过声波来检测人体心血管***一部分血液中的气泡。

众所周知，可以使用多普勒效应声学探测装置，尤其是超声探头，来测量个体血流量中的气泡。

接受过培训的操作人员会在多普勒测量的过程中将超声探头放在潜水员胸部以对准相关的心腔，例如，对应于静脉回流心血量的右心室。

通常，操作人员借助探头所发出的音频信号来引导探头的定位，并通过尝试来识别与来自一个或多个目标心腔的血流量相关的多普勒信号，如果有的话，多普勒信号具有识别气泡存在的特征。

操作人员在通过听力来识别相对于心腔的探头的准确定位相关的信号时，操作人员通常会对所听到的信号进行评级。

术语“评级”的含义是指计算或估算表示在心流量信号中所听到的气泡特有的信号的数量。

使用这种探头有几个缺点。

操作人员必须接受训练并具有识别来自目标心腔的音频信号方面的经验，以便能够“通过听力”来引导探头的定位，从而能够识别出探头准确定位的特征信号。如果操作人员的听力没有经受过充分的训练，操作人员便有可能出现错误，并且探头难以准确的定位以及检测到在不恰当区域中的信号。

实际上，这就要求防止在测量多普勒信号方面未经训练的操作人员使用这种测量装置和方法。

此外，即使在操作人员接受过使用这种定位方法的训练的情况下，该方法也需要通过听力来听音频信号，而且这种操作在噪音环境中很不容易。

需要通过听到减压气泡的信号来定位探头的简单事实也会造成不可忽视的风险。事实上，这些气泡的通过可能特别嘈杂，并且观察到它甚至会使听到气泡的潜水者感到不安或痛苦。最后一个缺点的重要性一定不可低估，因为压力是有利于发生减压事故一个因素。

因此，需要一种装置，以便于潜水者或未经专门训练的操作人员能够使用该装置进行血流量测量，尤其是用于减压气泡的检测，简单、可靠、重现性好以及压力小。此外，还需要一种低成本且坚固耐用的装置，尤其是可以在每次潜水时使用，因此可以在有时条件困难的外部环境(例如，湿度、温度、运动等)中使用。

发明内容

为此目的，本发明的第一个目的是用于个体一部分心血管***中血流量的测量装置，尤其是用于气泡检测的操作，所述装置包括：

声发射器，包括至少一个适于发射超声束和检测反射超声信号的声换能器，以及，

外壳，将声发射器容纳在其中。

装置使得外壳包括大体上平坦或凸出的发射表面，覆盖着声发射器，以保护其免受外部环境的影响并确保超声波束的传输和反射超声信号，

发射表面大体在垂直延伸平面中延伸，垂直延伸平面包括横向与其正交的垂直方向，以便能够沿着大体垂直于垂直延伸平面的纵向与个体的皮肤相接触，

发射表面的一端沿着垂直终止于大体垂直于发射表面的锁骨接触部分并且适合依靠在个体的锁骨上，

发射表面的一端沿着横向终止于大体垂直于发射表面的肩部接触部分并且适合依靠在个体肩部的骨头上，

在发射表面有效区域的中部与锁骨接触部分之间的垂直距离小于20毫米，以及，

在发射表面有效区域的中部与肩部接触部分之间的横向距离介于20毫米至50毫米之间。

前述气泡可以是减压气泡或者任何其它气泡，尤其是由栓塞所引起的气泡。

在本发明的优选实施例中，可进一步采用以下一项和/或其它多项设置：

-在有效区域中部与肩部接触部分之间的横向距离介于30毫米至40毫米之间；

-发射表面的两个相对横向末端沿着横向终止于大体垂直于发射表面的两个肩部接触部分并且适合依靠在个体肩部的骨头上，

以及，发射表面有效区域中部的位置沿着横向与肩部接触部分呈基本等距；

-外壳包括大体上在垂直延伸平面中延伸的偏移表面，并将其设置为沿着纵向相对于发射表面凹进，以便适合平压到个体的锁骨上，尤其是沿着纵向的凹进距离介于5至15毫米；

-锁骨接触部分将发射表面连接着偏移表面，尤其是锁骨接触部分连接着通过形成遵循个体锁骨曲线的四分之一中空的偏移表面；

-声学装置进一步包括适合检测发射表面与个体皮肤相接触的至少一个皮肤接触传感器，尤其是装置包括沿着横向设置在声发射器两侧的两个接触传感器；

-声发射器的一个换能器相对于发射表面的垂直延伸平面倾斜，以便换能器的发射方向朝着锁骨接触部分倾斜；

-声发射器在垂直延伸平面中的最大尺寸介于30毫米至40毫米之间，尤其是声发射器包括两个声换能器，更具体而言，两个声换能器在其各自延伸平面之间的角度介于140伸至180伸之间；

-外壳进一步容纳声发射器的控制和命令电子装置，其中，所述电子装置设置在大体沿着垂直延伸平面延伸的至少一个电子卡上，尤其是外壳沿着纵向的总尺寸小于50毫米；

-声发射器的控制和命令电子装置包括用于与诸如智能电话或计算机的基站进行无线通信的装置。

附图说明

本发明的其它特征和优点在参考附图以非限制性实例所列出的本发明几个实施例的下列说明中显而易见。

在附图中：

-图1是根据本发明实施例的装置的示意透视图；

-图2是个体骨架的示意图，尤其显示了根据本发明的装置的定位；

-图3是图1所示装置的剖面图；

-图4A和图4B分别是图1所示装置的前视图和侧面图；

-图5A、图5B和图5C分别是根据本发明装置的声发射器的后视图、左视图和顶视图，显示了透镜和声换能器；以及，

-图6A、图6B和图6C是根据本发明三个实施例的装置的声发射器的后视图，具体显示了声换能器的位置和形状。

在各图中，相同的标号指代类同或相似的项目。

具体实施方式

图1显示了根据本发明的实施例的用于血流量的测量装置1。

该装置的特性之一是更具体地适合测量心血管***精确部分的血流，如图2所示，所述心血管***精确部分是锁骨下静脉。

实际上，发明人观察到，与心腔测量相比，个体每根锁骨后的锁骨下静脉使之能够进行更具可重复性的测量，尤其是使之有可能简化装置的定位，在本说明书的其余部分将对此进行描述。

装置1如图3具体显示并包括容纳声发射器3的外壳2和用于声发射器的声发射器控制和命令电子装置4。

外壳2如图4A和图4B具体显示。

外壳2主要沿着包括横向Y及与其正交的垂直方向Z的延伸平面Y、Z延伸，其次沿着垂直于垂直延伸平面的纵向X延伸。

在各图所示的实例中，外壳2呈圆盘形。

外壳2因此包括相对应沿着纵向X的第一侧5和第二侧6。

第一侧5适合与对其进行血流量测量的个体的胸部的皮肤接触。

第二侧6适合装置1的手持。

更具体而言，第一侧5包括覆盖着声发射器3的发射表面7。

一部分外壳可以被接触盖17所包围，尤其是被一部分发射表面7所包围。盖17由诸如弹性体材料制成，以限制在皮肤上滑动。

发射表面7用于保护声发射器3免受外界环境影响并且提供适合于个体皮肤的声抗阻，以便传输超声。

发射表面可由单个组分构成或者包括多个子元件。发射表面7尤其可以包括凸透镜16，如图3所示。

透镜16可由针对其低声衰减特性所选择的聚氨酯制成。

发射表面7呈基本扁平或者稍凸并且大体上沿着垂直延伸平面Y、Z延伸。发射表面7的垂直末端和横向末端终止于探头的特定定位部分，现在对此进行描述。

在沿着垂直方向Z的第一端7a，发射表面7终止于锁骨接触部分8，所述锁骨接触部分大体垂直于发射表面并且适合沿着垂直方向Z靠近个体的锁骨。

“沿着垂直方向靠近个体的锁骨”的含义可理解为个体可将装置依靠放着其锁骨下的皮肤上，例如，使得发射表面平放在大胸肌上，然后垂直移动装置直到锁骨接触部分8，使之沿着垂直方向从下方靠近个体的锁骨。

在沿着横向Y的第二端7b，发射表面7终止于肩部接触部分9，所述肩部接触部分大体垂直于发射表面7并且适合沿着横向Y靠近个体肩部的骨头。

“沿着横向靠近个体肩部的骨头”的含义可理解为个体可将装置依靠放着其躯干上或肩部附近的皮肤上，例如，使得发射表面平放在大胸肌上，然后横向移动装置直到肩部接触部分9，使之沿着横向从侧面靠近个体肩部的骨头。

所述个体肩部的骨头具体可以是肩胛骨的一部分，例如，喙突骨的表面。

尽可能确保在发射表面7与个体皮肤之间的紧密接触，这很重要。为此，装置可进一步包括至少一个接触传感器15。接触传感器15能够检测发射表面7与个体皮肤的接触。

接触传感器15例如是压力传感器。

为了确认装置的准确定位，它可以具体包括两个接触传感器15且沿着横向Y设置在声发射器3各侧，如图4A所示。

声发射器3包括一个或多个声换能器10，用于形成有效区域11且如图5A至图5C更详细所示。

声换能器10例如适合在2MHz至8MHz的范围内工作，例如，2MHz左右。

声换能器所发射和获取的信号例如是按照血管超声领域已知方式所确定和处理的，例如，血管多普勒超声。

例如，如图5A所示，声发射器3包括两个声换能器10且各自分别呈半圆盘形。

在测量个体血流量过程中所使用的声发射器的声换能器10形成发射表面7上的有效区域11。在图5A所示的实例中，有效区域11因此呈圆盘形。

更准确地说，有效区域11可包括微凸透镜16，如图5B所示，用于减少在声换能器10与个体皮肤之间空气气泡的存在。

声发射器3及其具体的有效区域11在垂直延伸平面Y、Z中的最大尺寸为30毫米至40毫米。

锁骨接触部分8和肩部接触部分9是相对于有效区域11，尤其是相对于有效区域的中部以精确的方式而放置的，如图2所示。

“有效区域的中部”的含义可理解为有效区域的几何重心。

因此，在有效区域11的中部与锁骨接触部分8之间的垂直距离小于20毫米，最好小于15毫米。

“垂直距离”的含义可理解为沿着垂直方向Z测量的距离。

该垂直距离在图2中用标号d2来表示。

此外，在有效区域11的中部与肩部接触部分9之间的横向距离为20毫米至50毫米，最好为30毫米至40毫米。

“横向距离”的含义可理解为沿着横向Y测量的距离。

该横向距离在图2中用标号d3来表示。

另一个横向距离在图2中用标号d1来表示并且测量沿着横轴在装置1与个体脊柱之间的距离。

这样，由声发射器3所发射的超声信号适合声透射一部分锁骨下静脉。

更准确地说，可将声发射器3设置为进一步改善所述声透射。因此，例如，声发射器3的至少一个换能器10可以相对于发射表面7的垂直延伸平面Y、Z倾斜。尤其是，大体上沿着装置1的纵向X定向的换能器10的发射方向X发可以朝锁骨接触部分8倾斜。

例如，在换能器10的发射方向X发和装置1的纵向X之间的夹角可约为5间。

声换能器10可以是非共面的且在其之间有夹角，以便控制锁骨下静脉区域中的声束宽度并且保证测量具有更好的重现性。

因此，在图5C所示的实例中，发射器3的两个声换能器10a、10b在各自延伸平面之间的夹角小于180延，尤其是所述角度为140是至170是，例如，约为160，的角度。

发射器3尤其可包括两组换能器10a、10b。第一组10a可包括在发射中使用的一个或多个换能器，第二组换能器10b可包括在接收中使用的一个或多个换能器。两组换能器10a和10b的功能可以随着时间而交换。

在图5A至图5C中，第一组和第二组换能器10a、10b分别包括单独一个换能器并且是对称的。

在其它实施例中，两组换能器10a、10b可以是不对称的并且是彼此不同的。

例如，在图6A中，第一组10a包括单个圆形且中央发射的换能器10a。就其本身而言，第二组换能器10b包括单个接收的换能器10b且呈围绕着发射换能器10a的环形。

在图6B和图6C中，第二组换能器包括多个换能器10b(图6B中两个，图6C中12个)且围绕着中心发射换能器10a设置呈圆形(图6B)或椭圆形(图6C)。

有利的是，如图4A所示，发射表面可在沿着横向的两个相对横向末端7b、7c终止于两个肩部接触部分12、9，所述肩部接触部分大体垂直于发射表面7并且适合靠近个体肩部的骨头。

因此，尤其是装置1可用于在左、右锁骨下静脉进行血流量测量。

在这个实施例中，有效区域11中部的具***置大体上沿着横向Y与肩部接触部分9、12呈等距。肩部接触部分9、12之间沿着横向Y的距离因此大致为40毫米至100毫米，有利地为60毫米至80毫米。

为了使定位更加精确，外壳2可包括偏移表面13。

偏移表面13可以设置在装置1的第一侧5。偏移表面13适合平压在个体的锁骨上。

为此，偏移表面13例如可以大体沿着垂直延伸平面Y、Z延伸，并且沿着纵向X相对于发射表面7嵌入式设置，以便适合平压在个体的锁骨上。

偏移表面13例如可以沿着纵向X设置与发射表面的凹进距离，该凹进距离为5至15毫米。

如图4A和图4B所示，偏移表面13可以通过锁骨接触部分8连接着发射表面7。

尤其是，锁骨接触部分7可以通过四分之一中空14连接着偏移表面13。

所述四分之一中空14的作用是更好地遵循个体锁骨的曲线，并由此提高装置定位的精确度和重现性。

有利的是，装置1是紧凑型的并且方便相对其身体进行测量的潜水员仅用单手来握持。

为此，装置1在垂直延伸平面Y、Z的最大尺寸可小于100毫米，有利地小于80毫米。

如图3所示，外壳2进一步容纳声发射器控制和命令电子装置4。

有利的是，电子装置4设置在单个电子卡15上且大体上沿着垂直延伸平面Y、Z延伸。

外壳2因此沿着纵向X可具有缩小的尺寸，例如，沿着纵向X的总尺寸小于50毫米。

声发射器控制和命令电子装置4可包括用于与诸如智能电话或计算机的基站进行无线通信的装置。

这样，可通过避免存在线缆而进一步简化对其身体进行测量的个体对装置的操作。

此外，声发射器控制和命令电子装置4可包括可用于感应充电的电池。

由此即可避免连接器的存在有可提高装置在恶劣环境下(比如水面)的密封性和坚固性。

Claims

1.用于个体的一部分心血管***中的血流量的测量装置，用于气泡检测的操作，所述测量装置包括：

声发射器（3），其包括至少一个声换能器（10），所述声换能器（10）适于发射超声波束和检测反射超声信号，以及，

外壳（2），将声发射器（3）容纳在其中，

其中，所述外壳（2）包括平坦或凸出的发射表面（7），覆盖着声发射器（3），以保护其免受外部环境的影响并确保超声波束的传输和反射超声信号，

所述发射表面（7）在垂直延伸平面（Y、Z）中延伸，所述垂直延伸平面（Y、Z）包括横向（Y）和及与其正交的垂直方向（Z），以便能够沿着垂直于所述垂直延伸平面（Y、Z）的纵向（X）与个体的皮肤相接触，

所述发射表面（7）的一端（7a）沿着垂直方向（Z）终止于垂直于发射表面（7）的锁骨接触部分（8）并且适合依靠在个体的锁骨上，

所述发射表面（7）的另一端（7b）沿着横向（Y）终止于垂直于发射表面（7）的肩部接触部分（12）并且适合依靠在个体肩部的骨头上，

发射表面（7）在有效区域（11）的中部与锁骨接触部分（8）之间的垂直距离（d2）小于20毫米，并且，

所述发射表面（7）在有效区域（11）的中部与肩部接触部分（9）之间的横向距离（d3）介于20毫米至50毫米之间，

其中，所述外壳（2）包括在垂直延伸的平面（Y、Z）中延伸的偏移表面（13），并将其设置为沿着纵向（X）相对于发射表面（7）凹进，以便适于平压到个体的锁骨上，所述偏移表面（13）沿着纵向（X）的凹进距离介于5至15毫米，

其中，所述锁骨接触部分（8）将发射表面（7）连接到通过形成遵循个体锁骨曲线的四分之一中空（14）的偏移表面（13）。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，在所述有效区域（11）的中部与所述肩部接触部分（9）之间的所述横向距离（d3）介于30毫米至40毫米之间。

3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述发射表面（7）的两个相对横向末端（7b、7c）沿着横向（Y）终止于垂直于发射表面（7）的两个肩部接触部分（12、9）并且适于合依靠在个体肩部的骨头上，

并且其中，所述发射表面（7）的有效区域（11）的中部的位置沿着横向（Y）与肩部接触部分（9，12）等距。

4.根据权利要求1所述的测量装置，进一步包括至少一个皮肤接触传感器（15），所述至少一个皮肤接触传感器（15）适于检测发射表面（7）与个体皮肤的接触。

5.根据权利要求4所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置包括沿着横向（Y）设置在声发射器（3）两侧的两个皮肤接触传感器（15）。

6.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述声发射器（3）的一个换能器（10）相对于发射表面（7）的垂直延伸平面（Y、Z）倾斜，以便换能器（10）的发射方向（X的）朝着锁骨接触部分（8）倾斜。

7.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述声发射器（3）在垂直延伸平面（Y、Z）中的最大尺寸介于30毫米至40毫米之间，声发射器（3）包括两个声换能器（10a、10b），其中两个声换能器在其各自延伸平面之间的角度介于140度至180度之间。

8.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述外壳（2）进一步容纳声发射器（3）控制和命令电子装置（4），其中，所述电子装置设置在沿着垂直延伸平面（Y、Z）延伸的至少一个电子卡上，外壳（2）沿着纵向（X）的总尺寸小于50毫米。

9.根据权利要求8所述的测量装置，其特征在于，所述声发射器控制和命令电子装置（4）包括用于与智能电话或计算机的基站进行无线通信的装置。