CN111683597A - 用于非侵入式地监测血红蛋白的***和方法 - Google Patents

用于非侵入式地监测血红蛋白的***和方法 Download PDF

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Abstract

一种用于非侵入式地监测血红蛋白浓度的方法包括向患者组织提供第一激发波长下的入射光。该方法进一步包括：监测第一发射波长下的第一发射响应，其中第一发射波长被选择为与发射响应的最大值对应；以及监测第二发射波长下的第二发射响应，其中第二发射波长被选择为与发射响应的最小值对应。基于第一发射响应与第二发射响应的比值计算血红蛋白浓度。

Description

用于非侵入式地监测血红蛋白的***和方法
技术领域
本发明大体上涉及患者诊断和监测，并且具体地涉及非侵入式地诊断和监测血红蛋白浓度。
背景技术
血红蛋白(Hb)是一种存在于血液中的含铁蛋白，并且血红蛋白是负责在全身运输气体(诸如，氧气和二氧化碳)的组分。测量血红蛋白浓度在针对诸如贫血的疾病对患者进行筛查时是一种有用的工具。通常，血红蛋白浓度测量需要从患者采集血液样本，血液样本被送至实验室以用于分析，以分离并且测量患者的血液中的血红蛋白的浓度。通常花费1-2天才能获取结果，并且该结果是基于抽血时患者的血红蛋白水平。因此，这对于在长时间段中持续地监测血红蛋白水平而言是不可行的。
因此，开发一种能够检测并且长期监测血红蛋白浓度(以及其他血液组分，诸如血细胞比容、HbA1C、晚期糖基化终末(AGE)产物)的设备将是有利的，这将允许检测急性状况以及随着时间缓慢变化的慢性状况。
发明内容
一种用于非侵入式地监测血红蛋白浓度的方法包括向患者组织提供第一激发波长下的入射光。该方法进一步包括：监测第一发射波长下的第一发射响应，其中第一发射波长被选择为与发射响应的最大值或主波长对应；以及监测第二发射波长下的第二发射响应，其中第二发射波长被选择为与发射响应的最小值或显著(significant)波长对应。基于第一发射响应与第二发射响应的比值计算血红蛋白浓度。
附图说明
图1示出了根据一些实施例的患者和患者监测***的示意图。
图2A-图2C是根据一些实施例的粘附监测设备的透视图。
图3是根据一些实施例的***式监测设备的透视图。
图4是示出了根据一些实施例的用于监测光学信号并且处理光学信号的部件的框图。
图5是示出了根据一些实施例的用于测量血红蛋白浓度的步骤的流程图。
图6是示出了根据一些实施例的血红蛋白在各种波长下的相对吸光度以及用于测量血红蛋白浓度的最小和最大波长的图。
图7是示出了根据一些实施例的用于通过利用等吸光度(isosbestic)波长测量血红蛋白浓度的步骤的流程图。
图8是示出了根据一些实施例的血红蛋白在各种波长下的相对吸光度以及利用等吸光度波长作为氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的最大波长两者的显著波长的图。
图9是示出了根据一些实施例的用于使用两个光源和单个检测器测量血红蛋白浓度的步骤的流程图。
图10是示出了根据一些实施例的长期监测并且存储血红蛋白浓度以及一个或多个生理信号以用于检测患者状况的流程图。
图11是示出了根据一些实施例的动态监测并且存储血红蛋白浓度以及一个或多个生理信号以用于检测患者状况的流程图。
具体实施方式
图1示出了患者P和用于非侵入式地监测血液浓度水平(例如，血红蛋白、氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白等)的监测***10。在图1中示出的实施例中，监测***10包括患者医疗设备100和/或110、网关102以及远程监测中心106。在图1中示出的实施例中，患者医疗设备100是附接至患者的皮肤的粘附设备，并且患者医疗设备110是在患者的手指上配合的夹子。在其他实施例中，患者医疗设备可包括植入式设备、***式设备、注射式设备和/或可穿戴设备，诸如Holter监视器(统称为医疗设备)。在每一个示例中，患者医疗设备利用光学部件以监测患者的血液浓度水平。在一些实施例中，患者医疗设备100包括一个或多个额外的传感器以用于监测患者的一个或多个额外的生理参数，诸如活动、取向、心脏活动、水合作用等。
在图1中示出的实施例中，医疗设备100粘附至患者P的胸腔T，这允许对额外的生理参数进行监测，诸如，ECG、水合作用、活动等。在许多实施例中，设备可粘附至患者的一侧，可从该侧收集数据。利用粘附设备、植入式、注射式和/或可穿戴设备的益处在于，其可被用于在患者在医院环境之外进行正常的日常活动时收集来自患者的生理数据。夹在患者的手指上的医疗设备(诸如，医疗设备110)并不由患者全天穿戴，但是在一些应用中可能是有用的，诸如由于在将夹子应用至患者的手指上以便于采集读数时相对简单的那些应用。即，并非患者穿戴设备达延长的时间段，而是患者可以将该设备周期性地夹到患者的手指上达一些片刻(例如，几秒)，以便于非侵入式地测量血液浓度水平(例如，氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白)，并且随后将其移除。
如上文讨论的，在一些实施例中，医疗设备可监测与患者P相关联的多个生理参数，包括用于确定血液浓度水平的光学信号、用于检测节律异常(诸如，心动过速和/或心动过缓)的心电图(ECG)信号以及活动水平数据、姿势、生物阻抗等。可由医疗设备100或110本地地分析这些生理参数中的一个或多个，或由网关102和/或远程监测中心106(或与本地医疗设备100分开的类似平台)远程地分析这些生理参数中的一个或多个。在一个实施例中，网关102是通常安装在患者家中的独立设备。在其他实施例中，网关102可以是能够存储并且执行一个或多个应用的患者设备(诸如，智能电话、平板电脑或计算机)，该一个或多个应用被设计成用于处理从医疗设备100和/或110接收到的信号。非侵入式地监测血液浓度水平依赖于定位在医疗设备上的一个或多个光学传感器以向患者组织提供激发源(例如，光)并且监测发射响应(例如，由于入射光的反射、荧光、吸光而导致的由患者组织发射的光)。例如，在一个实施例中，与医疗设备相关联的一个或多个光源将入射光引导至患者组织。此外，与医疗设备相关联的一个或多个光检测器接收从患者发射的处于与该光检测器相关联的特定发射波长的光(例如，590nm的波长)。光检测器将测得的发射(即，光信号)转化为表示发射的光的振幅或强度的电信号。如下文更加详细地讨论的，可利用对检测到的光学信号的分析来监测血液浓度水平。在一些实施例中，由医疗设备100或110本地地执行分析，而在其他实施例中，监测的光学信号被传送至网关102或远程中心106以用于分析以检测血液浓度水平。
在一个实施例中，网关102包括zLinkTM的部件，zLinkTM是一种与手机类似的小型便携式设备，其将从医疗设备100接收到的信息无线地传送至远程监测中心106。网关102可由多个设备组成，该多个设备能够以多种方式与远程中心106有线地或无线地通信，例如，使用可包括互联网连接的连接104进行通信并且/或者使用蜂窝连接进行通信。远程中心106可包括用于数据分析和存储的托管应用，其也包括网站，该网站实现了对于生理趋势和临床事件信息的安全访问以用于解读并且诊断。远程中心106可进一步或替代地包括后端操作，其中来自粘附设备100或110的生理数据由人类专家读取以验证准确性。可随后在远程监测中心106处生成报告，以用于传送至患者的医师或护理人员。如上文所讨论的，在其他实施例中，网关102可使用用户设备来实现，诸如智能电话、平板电脑或计算机，该用户设备能够存储并且执行一个或多个应用，该一个或多个应用能够处理从医疗设备100和/或110接收到的数据，并且将该接收到的数据传送至远程监测中心106。
在示例性实施例中，监测***包括分布式处理器***，该分布式处理器***具有被包括作为粘附设备100的一部分的至少一个处理模块(未示出)、网关102的至少一个处理器102P以及远程中心106处的至少一个处理器106P，这些处理器中的每一个可以与其他处理器电子通信。至少一个处理器102P包括有形介质102T，并且至少一个处理器106P包括有形介质106T。远程处理器106P可包括位于远程中心处的后端服务器。由医疗设备100监测的生理参数(包括光学信号)可由被包括作为医疗设备100、网关102和/或远程监测中心106的一部分的分布式处理器中的一个或多个来分析。
图2A-图2C是根据一些实施例的粘附监测设备的透视图。粘附设备被粘附至患者的皮肤，并且包括用于监测该患者的生理参数的一个或多个传感器。粘附设备通常用于长期监测门诊患者，从而允许在一时间段(例如，几天、几周、几个月)内监测患者的生理参数。粘附设备由此允许长期监测患有慢性状况(例如，贫血)的患者以及监测并且检测急性发病(例如，一氧化碳中毒)两者。这与典型的血液检查形成对比，典型的血液检查需要由实验室抽取血液，并且由此不允许进行长期监测或检测急性状况。
图2A中示出的粘附设备200示出了粘附装置的相对较低的高度外形(profile)，这允许患者在较长的时间段内舒适地穿戴该设备。
在图2B中示出的实施例中，示出了粘附设备200的底部表面202，其包括多个电极204a-204d、至少一个发光器206以及两个光检测器208a、208b。电极204a-204b用于监测与患者相关联的电活动，包括监测心电图(ECG)信息和生物阻抗。至少一个发光器206用于生成被提供入射到患者组织的激发信号(例如，入射光)。由发光器206提供的光可由多个波长组成，包括可见光、紫外光(波长比可见光更短)以及红外光(波长比可见光更长)。在其他实施例中，由发光器206提供的光可由一个或多个所选择的波长组成。取决于要被监测的血液的特定方面/组分(例如，血红蛋白、氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白、糖化血红蛋白A1c(HbA1c)、血细胞比容水平等)，可选择光的不同波长以便于生成特定发射响应，这指的是特定波长下的入射光是如何经由反射、吸收、荧光等与血液组分进行相互作用，这是由从患者发射的光表示的。例如，血红蛋白是由对于以特定波长提供的入射光的发射响应来限定的。
此外，如图2B中示出的实施例，粘附设备200的底部表面202包括两个或更多个光检测器208a、208b。在该实施例中，每一个光检测器被配置成用于检测特定发射波长下的光。所选择的波长是基于被分析的血液组分(例如，血红蛋白、血细胞比容、血小板等)的发射响应或形态。在实验室环境中，可测得并且分析整个光谱响应(例如，所有波长)。然而在粘附设备中，这样做的成本也是难以承受的。替代于监测所有波长，图2B中示出的实施例选择两个或更多个波长来监测。基于被分析的特定血液组分选择波长，并且该波长被选择以用于与发射响应的至少一个最大值和至少一个最小值相关联。替代地，发射波长可被选择以用于反射来自血红蛋白的吸光度光谱的显著波长。例如，血红蛋白由光谱响应限定，该光谱响应包括约575nm的波长下的最大值以及约560nm的波长下的最小值。在该示例中，光检测器208a可被配置成用于监测575nm下提供的发射响应的属性(例如，振幅)，并且光检测器208b可被配置成用于监测560nm下提供的发射响应的属性(例如，振幅)。
基于所选择的波长下发射的光的测得的属性，计算测得的属性的比值，其中该比值提供了血液浓度组分的测量。利用比值的益处在于该测量对于噪声和外部因素相对免疫，诸如环境光强度的变化、分子浓度、伪迹、光源不稳定性、检测器不稳定性和/或传感器放置的变化。例如，夜间(在夜间可用的外部光很少或没有可用的外部光)采集的测量可提供比患者在室外处于阳光下的情况下测得的振幅低得多的振幅，当患者在室外处于阳光下时，来自太阳的光增强了最小值和最大值两者处测得的振幅。
尽管在图2B中示出的实施例中，单个发光器206与一对检测器208a和208b被一同示出，但是在其他实施例中，可将多个发光器与不止两个检测器一同利用。此外，尽管每一个发光器和检测器被示出为分开的实体，但是在一些实施例中，发光器和检测器的功能被包括在单个设备中。因此，在一个实施例光源206上也可包括光检测器208。可使用众所周知的成像传感器(诸如，CCD或CMOS图像传感器)实现光检测器。
图2B中检测器208的数量大于发光器206的数量，与图2B中示出的实施例相反，在其他实施例中，发光器206的数量可以大于检测器208的数量。例如，在图2C中示出的实施例中，不是利用单个光源或发光器以及两个或更多个检测器，粘附设备210包括一对发光器212a和212b以及单个光检测器214。在该实施例中，每一个光源或发光器212a和212b以唯一的波长提供入射光。光检测器214监测单个波长下的发射，该单个波长被选择为与和第一激发波长相关联的发射响应以及和第二激发波长相关联的发射响应对应。
在一些实施例中，发光器212a和212b被控制以用于生成彼此互斥的入射光(例如，一次生成一个)。这允许检测器214分开地测量与第一激发波长相关联的发射响应以及与第二激发波长相关联的发射响应。例如，在一个实施例中，发光器212a被激活以用于提供第一波长下的入射光。光检测器214测量有关给定发射波长下的发射响应的属性(例如，振幅)。随后，发光器212a被禁用，并且发光器212b被激活以用于提供第二波长下的入射光。光检测器214测量有关相同的给定发射波长下的发射响应的属性(例如，振幅)。测得的振幅的比值用于测量血液浓度组分(例如，血红蛋白)。
在其他实施例中，不止两个光源(例如，发光器)可用于提供不止两个唯一的波长下的入射光。此外，可利用不止单个光检测器，以便于测量多个发射波长下的发射响应的属性。类似地，尽管在图2C中利用了一对发光器212a和212b以及单个光检测器214，在其他实施例中，可将不止两个发光器与多个光检测器一同利用。此外，尽管每一个发光器和光检测器被示出为分开的实体，但是在一些实施例中，发光器和光检测器的功能被包括在单个元件中。
图3是根据一些实施例的***式监测设备300的透视图。与被固定至患者的皮肤的粘附设备形成对比，***式监测设备300皮下地***。***式设备300包括至少第一电极302a和第二电极302b、至少一个发光器304以及至少一个光检测器308。如上文所讨论的，为了生成期望的比值，需要至少两个发光器304结合至少一个检测器308，或需要至少两个光检测器308结合至少一个发光器304。例如，在一个实施例中，***式监测设备300利用第一和第二光检测器，每一个光检测器测量唯一发射波长下的属性，并且至少一个发光器提供期望的激发波长下的光。在该实施例中，针对第一和第二光检测器308选择的发射波长是基于被分析的特定血液组分，并且被选择以用于与被监测的组分的发射响应的至少一个最大值和至少一个最小值相关联。例如，氧合血红蛋白由发射响应限定，该发射响应包括约575nm的波长下的最大值以及约560nm的波长下的最小值。在一个实施例中，第一光检测器308可被配置成用于监测575nm下提供的光的振幅，并且第二光检测器308可被配置成用于监测560nm下提供的光的振幅。
同样，在另一实施例中，***式监测设备300利用两个或更多个发光器(即，除了发光器304以外，还利用第二发光器)以及至少一个光检测器308。在该实施例中，第一发光器提供第一激发波长下的光，并且第二发光器提供第二激发波长下的光。第一和第二发光器被控制，使得在不同的时间提供入射光。例如，第一发光器可生成入射光达第一时间段，并且第二发光器可生成入射光达在该第一时间段之后的第二时间段。光检测器308测量与各激发波长中的每一个下的发射响应相关联的一个或多个属性。基于测得的属性计算比值，并且利用该比值来确定期望的比值，该期望的比值用于确定血液组分浓度。利用比值的益处在于***式设备的放置可对测得的属性的幅度造成影响。例如，放置在静脉上可增加测得的属性的绝对值。通过利用比值，减小了基于放置的绝对值的变化。
图4是示出了根据一些实施例的用于监测光学信号并且处理光学信号的部件的框图。
医疗设备400包括至少一个光源402、至少一个检测器404、滤波器/放大器406、处理器/微控制器408、存储器410以及通信/输出412。如上文所描述的，医疗设备400可被粘附至患者的皮肤、夹在患者的手指上、经由手臂套(arm cuff)附接、皮下***或植入患者体内。光源402发光，该光被提供入射至患者的组织，本文将其称为“激发”。在一些实施例中，可以提供多个波长或所选择的波长下的激发。例如，可基于要被分析的血液组分(例如，特定蛋白)选择发射的光的波长，其中不同波长的光以不同的方式与特定蛋白相互作用。在一些实施例中，光源402包括多个光源，其中每一个都能够在特定唯一波长下发射。
来自光源402的光与患者组织414或患者体液、蛋白或光敏化分子相互作用。该相互作用是一个或多个过程的结果，包括自发荧光、吸收、透射和反射，这导致从组织发光，称为发射响应。该发射响应由一个或多个光检测器404检测到，其可被放置在光源402附近(如图2B、图2C和图3中所示)或被放置在患者组织的相对侧上，这在脉搏血氧计中是常见的。在一些实施例中，光检测器404可利用众所周知的光学传感器，诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器或电荷耦合设备(CCD)传感器。一个或多个光检测器404中的每一个被配置成用于检测特定发射波长下的光。对于监测多个发射波长的实施例而言，需要多个光检测器404，每一个被配置成用于监测期望的发射波长中的一个。基于被监测的特定血液组分选择由一个或多个光检测器404监测的发射波长。例如，发射响应形态(即，跨越整个波长谱的发射响应的振幅)取决于光如何与被监测的血液组分相互作用，其中每一个血液组分的发射响应提供不同的发射响应形态。具体而言，由一个或多个光检测器监测的发射波长被选择以与和被监测的发射响应谱相关联的最大值和/或最小值对应，或与发射谱上的一个或多个显著波长对应。
一个或多个光检测器将监测的光学信号(即，发射响应)转化为表示被监测的发射波长的振幅的电信号。滤波器/放大器406滤波并且放大信号以向处理器/微处理器408提供干净的信号。
处理器/微控制器408结合存储器410以及通信输出412操作。在一些实施例中，处理器/微控制器408将由光检测器监测的测得的发射响应信号提供至中间网关102和/或远程监测中心106(在图1中示出)以用于后续处理。在其他实施例中，处理器/微控制器408本地地执行指令以用于执行对监测的发射响应的分析。这可包括：计算与两个或更多个监测的发射响应相关联的比值；基于计算的比值计算血液组分浓度；将比例和/或血液组分浓度与阈值相比较；和/或将计算的比值和/或血液组分浓度存储至存储器410。由处理器/微控制器本地地执行的任何分析的结果可随后被传送至中间设备102、网关106或作为警报(例如，音频警报)向患者提供。
图5是示出了根据一些实施例的用于测量血红蛋白浓度的步骤的流程图。参考图6，图6是示出了根据一些实施例的各种波长下的氧合血红蛋白的相对吸光度(线600)以及脱氧血红蛋白的相对吸光度(线602)以及用于测量血红蛋白浓度的最小波长和最大波长的图。相对吸光度的变化是当氧分子附接至血红蛋白与当没有氧分子附接时分子结构变化的结果。典型的脉冲血氧计利用波长，在该波长下氧合血红蛋白与脱氧血红蛋白的相对吸收显著不同，并且利用测得的振幅来确定氧合血红蛋白相对于脱氧血红蛋白的浓度。例如，在约660nm的波长下(图6的最右边)，氧合血红蛋白与脱氧血红蛋白之间的相对吸光度显著不同。测量660nm下发射的光的振幅并且测量发射的光的振幅允许作出有关氧合血红蛋白和/或脱氧血红蛋白的浓度的确定。然而，作为绝对测量，该测量非常容易受到噪声和外部影响的影响。例如，环境光水平的变化将影响测得的振幅，导致测量中出现误差。相比之下，本发明利用已知的发射响应中的最小值和最大值来生成一个或多个比值，如下文更加详细地讨论的。
在步骤500处，一个或多个光源用于以一个或多个激发波长照亮患者组织。在一个实施例中，以基于要测量的血液浓度组分所选择的波长提供光源。例如，通常在紫外(UV)光谱、可见光谱或红外(IR)光谱中选择波长，以便于生成具有期望的光谱形态的吸光、反射、透射和/或荧光响应(即，发射响应)。在图5和图6中示出的实施例中，以单个激发波长提供光(例如，红可见光、红外光)，但是在其他实施例中，可以以多个波长提供光(例如，可见白光)。
响应于由光源提供的激发，生成发射响应，该发射响应是或至少部分是患者的组织中的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度的函数。图6中示出的波长中的每一个的全光谱扫描(sweep)和所得发射响应的测量是用于确定氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度的一种方法，但是如上文所讨论的，这在计算和电池功率需求方面是难以承受的。为了克服完全光谱波长扫描用于测量各种血液组分的浓度水平的成本问题，波长测量限于监测两个发射波长。
在步骤502处，第一和第二光检测器分别测量第一波长λ1和第二波长λ2下的发射。第一发射波长λ1被选择成与发射响应的已知最大值对应。例如，在图6中示出的实施例中，与氧合血红蛋白相关的最大值在约λ1(例如，578nm的波长)处出现。第二发射波长λ2被选择为与氧合血红蛋白发射响应的已知最小值对应。例如，在图6中示出的实施例中，与氧合血红蛋白相关联的最小值大约在大于620nm的任何波长(例如，在该实施例中选择了640nm)处出现。如果要监测脱氧血红蛋白，则选择与脱氧血红蛋白发射响应的最大值和最小值对应的发射波长。例如，选择对应于脱氧血红蛋白发射响应的最大值的发射波长λ3(例如，约555nm的波长)以及对应于脱氧血红蛋白发射响应的最小值的第二发射波长λ4(例如，大于约640nm的波长，在该实施例中利用了650nm的波长)。在一些实施例中，与氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白相关联的最小值可利用相同的发射波长(例如，640nm的波长)。
在步骤502处采集的测量是发射响应的属性(例如，强度、振幅、相位等)的测量。一般而言，负责测量在特定发射波长下的属性的光检测器将检测到的光转化为表示测得的属性的电信号。在图6中示出的实施例中，基于相对吸光度光谱分析测得的振幅，但是可考虑影响响应于入射光的来自组织的光发射的一个或多个其他过程。一般而言，任何特定时间的血液的浓度是氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的组合，由此使得测得的振幅是由氧合血红蛋白浓度和脱氧血红蛋白浓度产生的吸光度的组合。在所选择的最小波长(例如，λ2)处，氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白两者展现了相对低的吸光度。相反，在所选择的最大波长(例如，λ1)处，氧合血红蛋白与脱氧血红蛋白展现了相对吸光度的大差异。需要相对吸光度中的这一差异，以便于利用测得的振幅确定氧合血红蛋白与脱氧血红蛋白的相对浓度水平。例如，波长λ1下的发射响应的振幅将随着氧合血红蛋白浓度增加而降低，这是因为该波长下的氧合血红蛋白与脱氧血红蛋白的相对吸光度存在差异，其中氧合血红蛋白展现了更大的相对吸光度。然而，波长λ1下的发射响应也将响应于环境条件变化而降低，诸如患者从室外环境走入室内环境，这无法单单通过测量特定波长下的原始振幅而得知，从而导致错误地确定氧合血红蛋白。为了解决响应于外部条件(例如，环境光条件)的绝对振幅中的这一变化，利用了一个或多个比值。可能将误差引入绝对原始振幅的其他因素包括身体运动、肌肉屈伸、循环灌流、入射光相对于患者组织的移动等。
在步骤504处，基于在第一和第二波长λ1和λ2处测得的发射计算一个或多个比值R(例如，R1＝λ1/λ2)。可在医疗设备100、110(图1中示出)上计算该计算的比值，或可在中间设备102(如图1中所示)处测得该计算的比值，或在远程监测中心106(如图1中所示)处远程地测得该计算的比值。相对于利用特定发射波长下的绝对测量，利用比值R的益处在于使用比值R降低了噪声对于测得的血液浓度的影响。例如，通过使用最大值与最小值的比值，消除了环境光(其也与患者的组织相互作用)中的变化的影响。例如，在图6中示出的氧合血红蛋白被监测的实施例中，可基于在波长λ1下测得的振幅除以在波长λ2下测得的振幅计算比值R。环境光中的变化降低波长λ1下的发射响应的振幅，并且类似地且成比例地降低波长λ2下的发射响应的振幅。
在一个实施例中，比值R被定义为在波长λ1下测得的振幅除以在波长λ2下测得的振幅(例如，R＝Aλ1/Aλ2)。随着氧合血红蛋白浓度增加，波长λ1下测得的振幅响应于增加的氧合血红蛋白浓度的较高吸收而降低。随着脱氧血红蛋白在波长λ2下吸收更多光，在波长λ2下测得的振幅可略微增加，然而，氧合血红蛋白或脱氧血红蛋白两者在波长λ2下的相对吸光度相当低，并且因此在波长λ2下测得的振幅将保持相对不变。净结果是比值R响应于氧合血红蛋白浓度增加而降低。此外，环境光中的变化不会导致比值R结果的显著变化。例如，如果患者从室外(例如，阳光充足的环境)移动至室内，波长λ1和λ2下的测得的振幅的对应下降相对相同，这使得在改变环境条件的情况下比值保持相对恒定。
在其他实施例中，可基于测得的发射波长计算各种其他比值R。例如，该比值可被定义为在波长λ3下测得的振幅(最大值)与在波长λ4下测得的振幅(最小值)，这提供了有关脱氧血红蛋白浓度水平的信息。在其他实施例中，该比值可被定义为在波长λ1下测得的振幅(氧合血红蛋白最大值)与在波长λ3下测得的振幅(脱氧血红蛋白的最大值)，以提供氧合血红蛋白浓度水平与脱氧血红蛋白浓度水平的比值。
在步骤506处，计算的比值R用于确定血液组分浓度水平(例如，氧合血红蛋白浓度、脱氧血红蛋白浓度等)。在一个实施例中，可将浓度水平与各种比值R相关联。例如，医疗设备(或远程监测设备)可包括将测得的比值与浓度水平相关联的存储的表。在其他实施例中，可利用多个比值来确定浓度水平。例如，在图6中示出的实施例中，可基于与氧合血红蛋白相关联的最大值/最小值计算第一比值R1，并且可基于与脱氧血红蛋白相关联的最大值/最小值计算第二比值R2。多个比值可被单独地利用，或被彼此结合地利用，以用于确定浓度水平。例如，比值R1和R2的组合可用于确定血红蛋白(例如，氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的组合)的总浓度。
在一个实施例中，由医疗设备(例如，图1和图2A-图2C中示出的粘附设备100、200、图1中示出的监测夹子110、图3中示出的***式设备300等)本地地执行一个或多个血液组分浓度水平的确定。在其他实施例中，测得的振幅和/或比值被传送至中间设备和/或远程监测中心，并且由中间和/或远程监测中心执行浓度水平的确定。
在步骤508处，确定的浓度水平被存储和/或分析以用于检测患者状况。例如，在一个实施例中，将确定的浓度水平(例如，血红蛋白浓度水平)与阈值水平相比较以检测诸如贫血之类的状况。在一些实施例中，阈值水平是绝对值，而在其他实施例中，阈值水平相对于患者而被初始化。例如，为了计算初始化的值，可在初始时段确定浓度水平(经由光学监测或经由血液检查)。确定了初始值之后，基于该初始值确定阈值水平，并且该阈值水平用于检测诸如贫血之类的状况。
在一个实施例中，在医疗设备(例如，粘附设备、***式设备等)上本地地进行浓度水平的存储和/或将浓度水平与阈值水平相比较以检测患者状况。在其他实施例中，在中间设备和/或远程监测中心处远程地进行浓度水平的存储和/或将浓度水平与阈值水平相比较以检测患者状况。响应于检测到的状况，诸如贫血和/或其他血红蛋白相关的状况，可生成警报或警告并将其传送至患者和/或监测方(例如，医师、医院等)。
在图5和图6中描述的方法的益处在于提供长期监测血液组分浓度水平的能力。典型实验室检查监测抽取血液时刻的浓度水平，与该典型实验室检查相比，本发明允许监测浓度水平达长时间段(例如，几天、几周)。长期监测的益处包括以下能力：在整个监测时段检测急性状况的能力，以及向患者提供急性状况的警报以减少患者接收诊断所花费的时间量。长期监测的益处进一步包括以下能力：将一时间段内的浓度水平平均以考虑血液组分浓度水平的变化(其根据有关患者的心跳的短时间表变化，以及响应于患者状况根据较长的时间表变化)。此外，长期监测允许检测并且利用浓度趋势以确定状况是正在改善还是正在恶化。例如，长期监测可用于监测医治的疗效，和/或监测状况的进展或恶化。
图7是示出了根据一些实施例的用于通过利用等吸光度波长测量血红蛋白浓度的步骤的流程图。图7是示出了根据一些实施例的血红蛋白在各种波长下的相对吸光度以及利用等吸光度波长作为氧合血红蛋白以及脱氧血红蛋白的最大波长两者的最小值的图。
一般而言，图7和图8中示出的实施例与相对于图5和图6描述的实施例类似。主要差异在于发射波长最小值(例如，与发射响应最小值对应的发射波长)的选择。与图5和图6中示出的实施例相比，在图7和图8中示出的实施例中，在等吸光度(isosbestic)点处选择了发射波长最小值，该等吸光度点表示在样本的化学反应或物理变化期间该样本的总吸光度不发生变化的点。例如，如图8中所示，等吸光度点在发射波长λ5(例如，约510nm的波长)处存在。在该等吸光度点处，氧合血红蛋白的发射响应(线800)和脱氧血红蛋白的发射响应(线802)两者彼此相等。通过利用等吸光度点作为发射波长最小值，可计算比值以用于经由仅监测三个发射波长(而不是图5和图6中示出的实施例中利用的四个波长)来测量氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白两者。
在步骤700处，一个或多个光源用于以一个或多个激发波长照亮组织。如上文所讨论的，可基于要被测量的血液组分选择激发波长(即，激发波长被选择成生成具有期望的形态的发射响应)。为了监测血液组分浓度，通常情况下所利用的激发波长在可见红光谱中或在红外光谱中。在其他实施例中，提供了处于多个波长下的光源(例如，白光)。
在步骤702处，一个或多个光检测器用于测量第一波长λ5、第二波长λ6以及第三波长λ7下的发射。在一些实施例中，为了测量氧合血红蛋白或脱氧血红蛋白，仅需监测两个发射波长，但是在该示例中，监测并且利用了三个发射波长以测量两个血液组分浓度。如上文所讨论的，测量整个发射响应(例如，在所有波长下进行测量)是难以承受的。然而，可通过测量等吸光度波长λ5以及第二波长λ6下的发射响应，来确定关于氧合血红蛋白血液组分浓度的信息。第一发射波长λ5被选择为与发射响应的显著波长对应，该发射响应的显著波长也对应于氧合血红蛋白发射响应与脱氧血红蛋白发射响应之间的等吸光度点。例如，在图8中示出的实施例中，等吸光度点存在于约510nm的发射波长处。除了等吸光度点之外，第二发射波长λ6和第三发射波长λ7被选择为与和氧合血红蛋白发射响应以及脱氧血红蛋白发射响应相关联的最大值对应。在图8中示出的实施例中，与氧合血红蛋白相关联的最大发射响应在波长λ6(例如，约578nm的波长，或可替代地利用540nm下的局部最大值)处出现，并且与脱氧血红蛋白相关联的最大发射响应在波长λ7(例如，约555nm的波长)处出现。
在步骤702处采集的测量是对发射响应的强度/振幅的测量。如上文所讨论的，负责测量在特定发射波长下的振幅的光检测器将检测到的光转化为表示测得的振幅的电信号。在图7中示出的实施例中，测得的振幅是相对吸光度的测量，但是可与一个或多个其他过程有关，该一个或多个其他过程导致响应于入射光从组织发光。
在步骤704处，基于在第一波长λ5、第二波长λ6和第三波长λ7处测得的发射计算一个或多个比值R。基于第一波长λ5和第二波长λ6计算第一计算的比值R1，并且提供有关氧合血红蛋白浓度的信息。基于第一波长λ5和第三波长λ7计算第二计算的比值R2，并且提供有关脱氧血红蛋白浓度的信息。如上文所讨论的，利用等吸光度点允许经由对三个发射波长而不是四个发射波长的监测来计算氧合血红蛋白浓度和脱氧血红蛋白浓度两者的比值。
在步骤706处，计算的比值R1和R2用于确定两个或更多个浓度水平(例如，氧合血红蛋白浓度、脱氧血红蛋白浓度等)。在其他实施例中，可利用多个比值来确定浓度水平。例如，在图8中示出的实施例中，可基于与氧合血红蛋白相关联的最大值/最小值计算第一比值R1，并且可基于与脱氧血红蛋白相关联的最大值/最小值计算第二比值R2。以此方式，第一比值和第二比值的测量允许对血红蛋白的该两个组分以及它们的相对值进行区分。多个比值可被单独地利用，或被彼此结合地利用，以用于确定浓度水平。例如，比值R1和R2的组合可用于确定血红蛋白(例如，氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的组合)的总浓度。
在一个实施例中，由医疗设备(例如，粘附设备、***式设备等)本地地执行确定一个或多个血液组分浓度水平。在其他实施例中，测得的振幅和/或比值被传送至中间设备和/或远程监测中心，并且由中间和/或远程监测中心执行浓度水平的确定。
在步骤708处，确定的浓度水平被存储和/或分析以用于检测患者状况。例如，在一个实施例中，将确定的浓度水平(例如，血红蛋白浓度水平)与阈值水平相比较以检测诸如贫血之类的状况。在一些实施例中，阈值水平是绝对值，而在其他实施例中，阈值水平相对于患者而被初始化。例如，为了计算初始化的值，可在初始时段确定浓度水平(经由光学监测或经由血液检查)。确定了初始值之后，基于该初始值确定阈值水平，并且该阈值用于检测诸如贫血之类的状况。
如上文相对于图5和图6所讨论的，在一些实施例中，在医疗设备(例如，粘附设备、***式设备等)上本地地进行浓度水平的存储和/或将浓度水平与阈值水平相比较以检测患者状况。在其他实施例中，在中间设备和/或远程监测中心处远程地进行浓度水平的存储和/或将浓度水平与阈值水平相比较以检测患者状况。响应于检测到的状况，诸如贫血和/或其他血红蛋白相关的状况，可生成警报或警告并将其传送至患者和/或监测方(例如，医师、医院等)。
图9是示出了根据一些实施例(诸如图2C中示出的实施例)的用于使用两个光源和单个检测器测量血红蛋白浓度的步骤的流程图。
在步骤900处，第一光源用于以第一激发波长照亮患者组织。如上文所讨论的，可基于要被测量的血液组分选择激发波长(即，激发波长被选择成生成具有期望的形态的发射响应)。为了监测血液组分浓度，通常情况下所利用的激发波长在紫外光谱、可见光谱或红外光谱中。当第一光源被打开或发光时，第二光源保持关闭，由此使得在给定的时间只有单个光源发光。
在步骤902处，至少一个光检测器用于测量响应于第一激发波长的发射。与相对于图5-图8描述的实施例相比，在一些实施例中仅监测单个发射波长。由该至少一个光检测器利用的发射波长被选择为与和第一光源的激发波长相关联的发射响应的已知最小值和/或最大值对应。如上文所讨论的，发射响应可以是组织吸光、荧光、反射等中的一个或多个的结果，并且发射响应形态(例如，在所有波长下测得的振幅)是由第一光源提供的激发波长的结果。沿着发射响应选择最小值/最大值允许在不需要监测发射波长的整个光谱的情况下确定有关被分析的血液组分的信息。
如上文所讨论的，在步骤902处采集的测量是对于第一激发波长的发射响应的强度/振幅的测量。负责测量在特定发射波长下的振幅的光检测器将检测到的光转化为表示测得的振幅的电信号。
在步骤904处，第二光源用于以第二激发波长照亮患者组织。如上文所讨论的，可基于要被测量的血液组分选择激发波长(即，激发波长被选择成生成具有期望的形态的发射响应)。为了监测血液组分浓度，通常情况下所利用的激发波长在紫外光谱、可见光谱或红外光谱中。然而，第一激发波长和第二激发波长两者必须是唯一的，以便于生成唯一的发射响应。打开第二光源时，关闭第一光源，由此使得在给定的时间只有单个光源发光。
基于要测量的血液组分选择第二光源的激发波长，由此使得发射响应提供期望的形态。然而，鉴于选择第一激发波长以用于生成在监测的发射波长下具有最大值的发射响应，基于要测量的血液组分浓度，选择第二激发波长以用于生成提供除了监测的发射波长下的最大值的其他值的发射响应，优选地提供最小值。
在步骤906处，至少一个光检测器用于测量响应于第二激发波长的发射。在该实施例中，因为这是被修改的激发波长，而不是发射波长或监测的波长，因此重要的一点在于由至少一个光检测器监测的发射波长被选择为与和第一激发波长相关联的最大值对应，并且与第二激发波长下的最小值或相当接近最小值的值对应。在其他实施例中，第二光检测器可用于测量第二波长下的发射。然而，出于图8中示出的实施例的目的，仅测量了单个发射波长。
在步骤908处，基于响应于第一激发波长测得的在第一发射波长下测得的振幅以及在响应于第二激发波长的在第一发射波长下测得的振幅计算比值R。如上文所讨论的，该比值表示相对于发射响应的最大值测得的振幅与相对于发射响应的最小值测得的振幅之间的关系。利用该类型的比值允许将诸如环境光和噪声之类的外部影响最小化，并且允许在不需要监测发射波长的整个光谱的情况下准确地确定血液组分浓度水平。
图10是示出了长期(例如，慢性)监测并且存储血红蛋白浓度以及一个或多个生理信号以用于检测患者状况的流程图。
在步骤1000处，基于由一个或多个光检测器在第一监测时段(例如，初始化时段)中测得的第一振幅和第二振幅测量多个比值。可将单个光源和与多个发射波长相关联的多个光检测器一同利用，或可将两个或更多个激发波长下的光源和与一个或多个发射波长相关联的一个或多个光检测器一同利用。一般而言，发射波长中的至少一个被选择为与发射响应的最大值对应，并且发射波长中的至少一个被选择为与发射响应的最小值对应。这可通过恰当地选择发射波长(多个)和/或恰当地选择激发波长(多个)来完成。
初始化时段需要足够长的时间段以用于确定要监测的血液浓度值的基线。这可意味着若干分钟的监测，或若干天的监测。在监测时段期间采集多个比值测量，从而允许对于与要被监测的血液浓度值相关联的平均值和偏差。利用初始化时段的益处在于，基于各种因素，患者之间的测量可能不同，这些因素诸如设备放置，包括一般放置，以及诸如与血管相邻的放置、患者的身体类型、肤色等的因素。这些因素中的每一个可修改光与患者的相互作用方式以及来自患者的所得的发射响应。
在一个实施例中，收集多个唯一的比值，以便于监测不同的血液浓度水平(例如，氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白等)。例如，第一唯一的比值可以与氧合血红蛋白有关，并且在步骤1000处，在第一监测时段期间相对于第一唯一的比值采集多个测量。第二唯一的比值可以与脱氧血红蛋白水平有关，并且在步骤1000处，可在第一监测时段期间相对于第二唯一的比值采集多个测量。
在步骤1002处，对于监测的每一个唯一的比值，将与第一监测时段期间测得的每一个唯一的比值对应的多个比值求平均，以此为患者得出个性化的比值。例如，将与初始化时段期间采集的氧合血红蛋白浓度水平相关联的多个比值求平均，并将该平均后的多个比值用于生成表示患者的平均氧合血红蛋白水平的基线或初始比值。个性化的比值可表示氧合血红蛋白水平的真实平均、监测的比值的平均值或用于确定一个或多个个性化的比值的其他统计工具。
在步骤1004处，个性化的比值用于设置警报/警告阈值。在一个实施例中，可以以高于和/或低于个性化的比值的预定义的幅度计算阈值。例如，有关氧合血红蛋白浓度(例如，含氧血液)的个性化的比值可导致阈值被设置在高于和低于该个性化的比值的固定量处，从而围绕该个性化的比值创建监测包络。在其他实施例中，该包络不由个性化的比值之上和/或之下的预先确定的阈值或固定阈值限定，而是由诸如标准差之类的统计工具限定。在其他实施例中，阈值由个性化的比值中的百分比变化限定，并且在其他实施例中，该阈值可由从该个性化的比值偏离的速率限定(例如，如果氧合血红蛋白水平从个性化的比值快速地变化，则达到警告阈值)。对于监测的每一个个性化的比值，可创建单独的监测包络。
在步骤1006处，监测一个或多个比值并将其与警告/警示阈值相比较以用于检测患者状况。该一个或多个比值可以是单独的测量，或者也可基于平均。例如，如果有关血红蛋白浓度的比值落至阈值以下，这就指示人可能存在贫血或正经历失血，并且需要医疗关注。在其他实施例中，可针对较初始值的变化(例如，百分比变化)、变化速率等对比值进行监测。
在步骤1008处，响应于监测的比值超过阈值中的一个或多个，或落至阈值中的一个或多个以下，生成警报。在一些实施例中，当越过阈值时，这触发额外的测量，以便于确认结果的准确性。这可包括增加采集读数的频率，或仅继续监测以确保测得的比值是准确的。
警报可以以音频或视觉警报的形式向患者提供。该警报也可被传送至中间网关102或远程监测中心106(图1中示出)。该警报可被提供至医师或专家以用于对检测到的患者状况的分析和确认。
结合粘附设备和/或***式设备的相对于图10描述的实施例的益处中的一个在于，它们允许对血液浓度水平的趋势进行长期监测。具体而言，利用比值将外部影响和噪音(诸如，环境光条件变化等)的影响最小化，并且将比值初始化至初始监测时段内监测的平均值允许针对每一个患者个性化比值(以考虑每一个患者生理上的差异)。
图11是示出了动态监测并且存储血红蛋白浓度以及一个或多个生理信号以用于检测患者状况的流程图。在该实施例中，测量并且利用一个或多个生理参数以用于确定触发有关血液浓度水平的一个或多个比值的测量的患者状态。
在步骤1100处，监测一个或多个生理参数。被监测的生理参数的示例包括ECG相关的信号(例如，心率)、生物阻抗、呼吸率、活动水平和/或姿势。
在步骤1102处，基于一个或多个生理参数检测患者状态。例如，患者状态可包括心脏相关的患者状态，诸如各种心律失常状态(例如，心动过速、心动过缓等)、活跃或静止状态(基于姿势、呼吸率、心率、活动水平等)等等。取决于检测到的患者状态，监测有关一个或多个血液浓度水平(例如，氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白等)的一个或多个比值可能是有益的。例如，对于心力衰竭患者，在患者正在锻炼时监测氧合血红蛋白水平以确保其不会落至阈值水平以下可能是重要的。一个或多个生理信号用于检测患者正在锻炼(例如，基于姿势、心率、呼吸率、活动水平等中的一个或多个)。响应于检测到的活动水平，生成光学信号，并且测量发射以计算有关氧合血红蛋白浓度水平的比值。基于患者状态增加光学监测的水平或触发光学监测的益处中的一个在于节省了资源(电池、存储器、处理带宽、数据传输等)，直至监测患者状态是有用的。
在步骤1104处，一个或多个激发源用于照亮组织，并且一个或多个发射波长被监测以用于检测有关一个或多个血液浓度水平的一个或多个比值。
在步骤1106处，基于一个或多个测得的比值以及一个或多个生理参数确定患者状态。例如，如果确定患者正在锻炼，并且监测的比值指示氧合血红蛋白浓度已经落至阈值以下，这可指示患有心力衰竭的患者的危险状况。响应于检测到诸如此类的状况，在步骤1108处，生成并且向患者提供警报。该警报可指示检测到的状况，并且可向患者提供关于减轻风险的指令。在其他实施例中，该警报可被传送至中间设备102和/或远程监测中心，以用于由医师/技术专家审核。
虽然已参照一个或多个示例性实施例对本发明进行了描述，然而本领域的技术人员将理解，可在不背离本发明的范围的情况下作出各种变化并用等效物替代其中的要素。此外，在不脱离其本质范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导。因此，本发明不限于所公开的一个或多个特定实施例，但是本发明将包括落入随附权利要求的范围内的所有实施例。

Claims (20)

1.一种用于非侵入式地监测血红蛋白的***，所述***包括：
医疗设备，所述医疗设备包括：
至少一个光源，所述至少一个光源被配置成用于向患者组织提供光；
第一光检测器，所述第一光检测器被配置成用于监测第一发射波长下的发射响应，其中，所述第一发射波长被选择为与所述发射响应的最大值对应；以及
第二光检测器，所述第二光检测器被配置成用于监测第二发射波长下的所述发射响应，其中，所述第二发射波长被选择为与所述发射响应的最小值对应；以及
处理模块，所述处理模块被配置成用于接收在所述第一发射波长以及所述第二发射波长下测得的发射响应，其中所述处理模块基于接收到的发射响应计算比值并且利用计算的比值确定血红蛋白浓度水平。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述血红蛋白浓度水平是氧合血红蛋白浓度水平，其中，所述第一发射波长被选择为与氧合血红蛋白发射响应的最大值对应，并且所述第二发射波长被选择为与所述氧合血红蛋白发射响应的最小值对应。
3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述血红蛋白浓度水平是脱氧血红蛋白浓度水平，其中，所述第一发射波长被选择为与脱氧血红蛋白发射响应的最大值对应，并且所述第二发射波长被选择为与所述脱氧血红蛋白发射响应的最小值对应。
4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，进一步包括第三光检测器，所述第三光检测器被配置成用于监测第三发射波长下的发射响应，其中，所述第一发射波长被选择为与氧合血红蛋白发射响应的最大值对应，所述第三发射波长被选择为与脱氧血红蛋白发射响应的最大值对应，并且所述第二发射波长被选择为与所述氧合血红蛋白发射响应和所述脱氧血红蛋白发射响应的等吸光度点对应。
5.根据权利要求1-4所述的***，其特征在于，所述处理模块响应于所述血红蛋白浓度水平落至阈值以下而生成警报，所述血红蛋白浓度水平落至阈值以下指示贫血或血红蛋白种类的变化。
6.根据权利要求1或5所述的***，其特征在于，所述血红蛋白浓度水平由所述处理模块实时地或接近实时地确定。
7.根据权利要求1、5或6所述的***，其特征在于，所述处理模块在第一监测时段内收集并且存储多个确定的血红蛋白浓度水平，并且提供监测的血红蛋白浓度水平中的趋势的输出。
8.根据权利要求1-7所述的***，其特征在于，所述医疗设备进一步包括用于监测与所述患者相关联的生理参数的传感器，所述生理参数包括心电图(ECG)信号、呼吸率、生物阻抗水平、活动水平、姿势和温度中的一个或多个。
9.根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述处理模块利用监测的生理参数中的至少一个结合存储的血红蛋白浓度水平来确定患者状况。
10.一种用于非侵入式地监测血红蛋白浓度的方法，所述方法包括：
向患者组织提供第一激发波长下的入射光；
监测第一发射波长下的发射响应，其中，所述第一发射波长被选择为与所述发射响应的最大值对应；
监测第二发射波长下的所述发射响应，其中，所述第二发射波长被选择为与所述发射响应的最小值对应；以及
基于所述第一发射波长下测得的所述发射响应与所述第二发射波长下测得的所述发射响应的比值来计算血红蛋白浓度。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述血红蛋白浓度是氧合血红蛋白浓度，其中，所述第一发射波长被选择为与氧合血红蛋白发射响应的最大值对应，并且所述第二发射波长被选择为与所述氧合血红蛋白发射响应的最小值对应。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述血红蛋白浓度是脱氧血红蛋白浓度，其中，所述第一发射波长被选择为与脱氧血红蛋白发射响应的最大值对应，并且所述第二发射波长被选择为与所述脱氧血红蛋白发射响应的最小值对应。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，进一步包括监测第三发射波长下的所述发射响应，其中，所述第一发射波长被选择为与氧合血红蛋白发射响应的最大值对应，所述第二发射波长被选择为与所述氧合血红蛋白发射响应和所述脱氧血红蛋白发射响应的等吸光度点对应，并且所述第三发射波长被选择为与脱氧血红蛋白发射响应的最大值对应。
14.根据权利要求10-13所述的方法，其特征在于，进一步包括基于计算的血红蛋白浓度落至阈值水平以下来检测贫血。
15.根据权利要求10或14所述的方法，其特征在于，监测和计算血红蛋白浓度是实时地或接近实时地执行。
16.根据权利要求10-15所述的方法，其特征在于，进一步包括监测与所述患者相关联的生理参数，所述生理参数包括心电图(ECG)信号、呼吸率、生物阻抗水平、活动水平、姿势和温度中的一个或多个。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，进一步包括利用监测的生理参数中的至少一个结合存储的血红蛋白浓度水平来确定患者状况。
18.一种用于非侵入式地监测血红蛋白浓度的方法，所述方法包括：
向患者组织提供第一激发波长下的入射光；
监测响应于所述第一激发波长的发射；
向患者组织提供第二激发波长下的入射光；
监测响应于所述第二激发波长的发射；以及
基于监测的响应于所述第一激发波长的发射与监测的响应于所述第二激发波长的发射的比值来计算血红蛋白浓度。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，在第一发射波长下监测响应于所述第一激发波长的所述发射，并且其中，在所述第一发射波长下监测响应于所述第二激发波长的发射。
20.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，监测和计算血红蛋白浓度是实时地或接近实时地执行。
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