RU2501515C2 - Способ оптического обнаружения и устройство для оптического обнаружения состояния суставов - Google Patents

Способ оптического обнаружения и устройство для оптического обнаружения состояния суставов Download PDF

Info

Publication number
RU2501515C2
RU2501515C2 RU2010153312/14A RU2010153312A RU2501515C2 RU 2501515 C2 RU2501515 C2 RU 2501515C2 RU 2010153312/14 A RU2010153312/14 A RU 2010153312/14A RU 2010153312 A RU2010153312 A RU 2010153312A RU 2501515 C2 RU2501515 C2 RU 2501515C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blood flow
joint
body part
blocking
light
Prior art date
Application number
RU2010153312/14A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2010153312A (ru
Inventor
Ваутер Х. Я. РЕНСЕН
БЕК Михал К. ВАН
Рик ХАРБЕРС
Original Assignee
Акесо Медикал Имэджинг Б.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акесо Медикал Имэджинг Б.В. filed Critical Акесо Медикал Имэджинг Б.В.
Publication of RU2010153312A publication Critical patent/RU2010153312A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2501515C2 publication Critical patent/RU2501515C2/ru

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/02007—Evaluating blood vessel condition, e.g. elasticity, compliance
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/45—For evaluating or diagnosing the musculoskeletal system or teeth
    • A61B5/4528—Joints
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6813—Specially adapted to be attached to a specific body part
    • A61B5/6825—Hand
    • A61B5/6826—Finger
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/683—Means for maintaining contact with the body
    • A61B5/6838—Clamps or clips

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Rheumatology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам для оптического обнаружения состояния суставов. Способ заключается в облучении светом части тела, содержащей сустав, и детектирования локального ослабления света частью тела в месте расположения сустава и на еще одном участке части тела. При измерении ослабления временно блокируют кровоток в указанных частях и открывают снова. Индивидуальные измерения локального ослабления для сустава и другой части тела осуществляют до, во время и после блокирования кровотока. Устройство содержит измерительный модуль, модуль блокирования кровотока и блок управления устройством. Использование изобретения позволяет выявить заболевания суставов на ранних стадиях. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу оптического обнаружения и устройству для оптического обнаружения состояния суставов.
Предшествующий уровень техники
В контексте настоящей заявки, термин "свет" следует понимать как неионизирующее электромагнитное излучение, в частности, имеющее длину волн в диапазоне между 400 нм и 1400 нм. Термин "часть тела" означает часть тела человека или животного. Термин "блокирование" охватывает как полное блокирование, так и блокирование в значительной степени.
Вообще, настоящее изобретение относится к оптическому обнаружению состояния суставов, в частности, к оптическому обнаружению заболеваний суставов, таких как ревматоидный артрит (RA) лечение таких заболеваний суставов осуществляют поэтапно. Обычно, сначала пациент получает болеутоляющие средства. Затем часто следуют нестероидные противовоспалительные лекарственные препараты (NSAID) и базисные противоревматические препараты (DMARD), модифицирующие течение заболевания. Во многих случаях, завершающим этапом лечения лекарственными препаратами является использование биологической терапии. В частности, последняя категория является дорогостоящей, и лечение может стоить десятки тысяч долларов в год для каждого пациента, в дополнение, лекарственные препараты, используемые на последних этапах лечения, часто вызывают более серьезные побочные эффекты. В отношении таких заболеваний суставов, специалисты-медики основывают свои решения по изменению терапии на активности заболевания, которая оценивается по числу и тяжести воспаленных суставов.
Поскольку ревматоидный артрит является прогрессирующим заболеванием, и ранняя диагностика и начало лечения могут помочь отсрочить проявление побочных эффектов и высокую стоимость лечения, то существует необходимость в способах и устройствах для обеспечения достаточной информацией о состоянии суставов, которые помогают медику делать выводы с учетом фактического состояния суставов.
В измерениях, зависящих от времени, с использованием безадресных флуоресцентных красителей, принимаемых пациентом, было обнаружено, что динамика кровоснабжения в пораженных болезнью суставах отличается по сравнению с нормальными здоровыми суставами. Однако, в клинической практике ревматологов, прием контрастных веществ практически невозможен в большинстве случаев.
В качестве альтернативы, предлагалось использовать диффузную оптическую томографию (DOT) для визуализации суставов для получения информации об их состоянии. В исследовательском проекте венозный кровоток в части тела временно затруднялся посредством манжеты для измерения давления, и при использовании DOT создавалось изображение одного сустава. В таких исследованиях было обнаружено, что существуют оптические параметры, связанные с наличием ревматоидного артрита (RA).
Например, известно, что воспаление можно распознать по изменению кровоснабжения. компоненты крови, а именно, и гемоглобин, насыщенный кислородом, и дезоксигемоглобин, имеют индивидуальные оптические характеристики в сравнении с другими компонентами тела человека или животного и, таким образом, в принципе могут быть оптически выявлены.
US 6424859 В2 раскрывает способ спектроскопии ближнего ИК-диапазона для оценки состояния сустава. Результаты спектроскопических измерений сравниваются с данными из базы данных, в которой хранятся результаты измерений для множества артритических и здоровых суставов. Однако данный способ не дает возможности удовлетворительно разделять сигналы, вызываемые кровью, и сигналы от других источников в теле. Далее, данный способ не позволяет отделять характерные особенности сустава от ткани, такой как кожа, жир и т.д.
На данный момент не существует удовлетворительного средства, которое помогало бы специалистам-медикам в раннем обнаружении заболеваний суставов или, более конкретно, в количественном и объективном выявлении воспаленных суставов. То же самое справедливо и для мониторинга активности заболевания, нет инструмента для быстрого, объективного и количественного выявления активности заболевания (степени воспаления суставов).
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является обеспечение способа оптического обнаружения и устройство для оптического обнаружения состояния суставов, которые предоставляют информацию о состоянии суставов, дающую возможность раннего обнаружения заболеваний суставов и позволяющую наблюдать активность заболевания. способ оптического обнаружения и устройство для оптического обнаружения состояния суставов обеспечит достаточную информацию с тем, чтобы способствовать специалисту-медику в принятии решения в отношении состояния сустава и активности заболевания, соответственно.
Поставленная задача решается посредством способа оптического обнаружения по пункту 1 Формулы изобретения. Согласно способу оптического обнаружения, часть тела, содержащая, по меньшей мере, один сустав, облучается светом, и определяется местное ослабление света частью тела как измерения ослабления в положении, по меньшей мере, одного сустава и положении, по меньшей мере, еще одного участка части тела. Кровоток в часть тела и/или из части тела временно, по меньшей мере, частично, блокируется и в дальнейшем открывается снова. Индивидуальные измерения местного ослабления для, по меньшей мере, одного сустава и для, по меньшей мере, еще одного участка части тела выполняются для, по меньшей мере, двух случаев: до, во время и после блокирования кровотока. Измерения до и после блокирования кровотока могут дать существенную информацию, только потому, что телу может требоваться значительное время (более 5 минут) для того, чтобы полностью восстановиться и вернуться к тем же самым характеристикам пропускания, как до измерения. Поскольку ослабление света, используемого для облучения, определяется местно для двух различных позиций, по меньшей мере, одна из которых является суставом, можно выявить различия в оптических характеристиках, по меньшей мере, одного сустава по сравнению с, по меньшей мере, еще одним участком части тела. Так как индивидуальные измерения местного ослабления выполняются до и во время блокирования кровотока, до и после блокирования кровотока, и/или во время и после блокирования кровотока, можно определить реакцию, по меньшей мере, одного сустава на изменения в кровотоке в сравнении с, по меньшей мере, еще одним участком части тела. Во время воспаления сустава изменяются количество и свойства кровеносных сосудов (капилляров) в суставе. Этот эффект, вместе с характерным поглощением света кровью, используется для измерения состояния сустава. Благодаря измерениям при различных условиях кровотока, сигнал, вызываемый кровью, может быть отделен от сигналов от других источников ослабления света в теле. Поскольку измеряют, по меньшей мере, один сустав и, по меньшей мере, еще один участок части тела (например, соседний с суставом), то получают результаты, характерные для сустава, а влияние тканей, присутствующих как в суставе, так и в еще одном участке части тела (таких как жир, кожа и т.д.), может быть отделено. В результате может быть получен сигнал, который является характерным для изменений в составе крови сустава. Отдельное измерение для определения структуры (например, кость, жир, кожа и т.д.) части тела можно исключить. Как следствие, специалисту-медику предоставляется ценная информация о состоянии сустава и/или активности заболевания. Необходимо отметить, что не требуется полного блокирования кровотока, достаточным является выраженное частичное сокращение кровотока.
Предпочтительно, индивидуальные измерения местного ослабления для, по меньшей мере, одного сустава и для, по меньшей мере, еще одного участка части тела выполняются во всех трех интервалах до, во время и после блокирования кровотока. В данном случае, обеспечивается еще более полная информация о состоянии, по меньшей мере, одного сустава.
Если, по меньшей мере, еще один участок части тела является другим суставом, можно сравнить реакцию разных суставов на изменения в кровотоке и обеспечить информацию о различиях в состоянии нескольких суставов.
Предпочтительно, для, по меньшей мере, одного сустава и для, по меньшей мере, еще одного участка части тела выполняются непрерывные индивидуальные измерения местного ослабления до блокирования кровотока, во время блокирования кровотока и после блокирования кровотока. В данном случае, благодаря непрерывным измерениям, обеспечивается точная информация о моменте времени реакции на изменения в кровотоке для, по меньшей мере, одного сустава и для, по меньшей мере, еще одного участка.
Если результаты индивидуальных измерений местного ослабления для, по меньшей мере, одного сустава и для, по меньшей мере, еще одного участка части тела, полученные, по существу, одновременно, сравниваются друг с другом, то эффективным образом обеспечиваются различия в реакции между, по меньшей мере, одним суставом и, по меньшей мере, еще одним участком.
Предпочтительно, кровоток блокируется посредством применения давления. Таким образом, предусматривается простой и удобный способ затруднения кровотока.
В соответствии с одним аспектом, во время проведения индивидуальных измерений местного ослабления, часть тела погружается в оптически соответствующую среду. В данном случае, снижаются влияние оптических границ и динамический диапазон интенсивности света, действию которых подвержен детектор.
Далее, задача изобретения решается посредством устройства для оптического обнаружения состояния суставов по пункту 8 формулы изобретения. Устройство содержит: измерительный модуль для облучения светом части тела, содержащей, по меньшей мере, один сустав, и местного выявления ослабления света в, по меньшей мере, одном суставе и, по меньшей мере, еще одном участке части тела; модуль блокирования кровотока для блокирования тока крови в часть тела и/или из части тела; и блок управления. Блок управления управляет устройством таким образом: кровоток в часть тела и/или из части тела временно, по меньшей мере, частично, блокируется и в дальнейшем открывается снова; и индивидуальные измерения местного ослабления для, по меньшей мере, одного сустава и для, по меньшей мере, еще одного участка части тела выполняются для, по меньшей мере, двух случаев: до, во время и после блокирования кровотока. Устройство обеспечивает преимущества, описанные выше в отношении способа.
Если модуль блокирования кровотока приспособлен блокировать ток крови путем применения давления, данные преимущества можно реализовать простым и удобным способом.
Если измерительный модуль содержит модуль источника света, испускающий свет, по меньшей мере, двух различных длин волн, одна длина волны может быть выбрана так, чтобы кровь имела высокое поглощение, а другая длина волны может быть выбрана так, чтобы поглощение кровью было низким или соизмеримым с окружающей тканью. Таким образом, обеспечивается более подробная информация о кровоснабжении, по меньшей мере, одного сустава и, по меньшей мере, еще одного участка части тела, которая может быть проанализирована, чтобы оценить состояние, по меньшей мере, одного сустава.
Предпочтительно, модуль источника света содержит, по меньшей мере, два лазера. В данном случае, обеспечиваются строго определенные длины волн, и различия в кровоснабжении могут быть обнаружены с высокой точностью.
Предпочтительно, устройство является медицинским устройством для оптического обнаружения.
Краткое описание чертежей
Дальнейшие особенности и преимущества настоящего изобретения обусловлены подробным описанием вариантов осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 схематически изображает систему для оптического обнаружения состояния суставов, согласно варианту осуществления;
Фиг.2 схематически изображает детали измерительного модуля, согласно варианту осуществления;
Фиг.3 схематически изображает кисть руки человека в качестве примера части тела с указанными позициями суставов;
Фиг.4 изображает пример измерения ослабления как функцию времени;
Фиг.5 схематически изображает результаты одновременных индивидуальных измерений местного ослабления для двух суставов и еще одного участка части тела, не являющегося суставом.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
Далее будет описываться вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи. На Фиг.1 схематически представлена система для оптического обнаружения состояния суставов. На чертеже, тело 4 человека схематически показано как туловище, а кисть руки представляет собой исследуемую часть 5 тела. Однако, следует отметить, что данное изобретение не ограничено человеческим телом и, например, тело животного также может быть подвергнуто исследованию. Кроме того, часть 5 тела не ограничена кистью руки, но также может представлять собой другую часть тела, содержащую, по меньшей мере, один сустав 6, например, руки, ноги, ступни и т.д.
В представленном варианте осуществления, устройство для оптического обнаружения состояния суставов содержит измерительный модуль 2, модуль 3 блокирования кровотока и блок 1 управления. Блок 1 управления предусмотрен для управления работой устройства и сбора данных, измерительный модуль 2 предусмотрен для облучения светом участков исследуемой части 5 тела и измерения местного ослабления света в различных позициях части 5 тела. Например, в представленном варианте осуществления, измерительный модуль 2 образован измерительной головкой, которая будет описана более подробно ниже. модуль 3 блокирования кровотока предусмотрен для временного блокирования тока крови в исследуемую часть 5 тела и/или из исследуемой части 5 тела. В данном варианте осуществления, модуль 3 блокирования кровотока выполнен в виде манжеты для измерения давления, охватывающей ту руку, кисть которой исследуется, и затрудняющей кровоток путем приложения давления к верхней части руки. Следует отметить, что модуль 3 блокирования кровотока может действовать иначе, с целью дать возможность временно, по меньшей мере, частично, блокировать ток крови в части 5 тела и/или из частей 5 тела, отличных от кисти.
Конструкция измерительного модуля 2, согласно варианту осуществления, будет описана более подробно со ссылкой на Фиг.2.
Измерительный модуль 2, схематически представленный на Фиг.2, предназначен для измерений ослабления в геометрии пропускания. Измерительный модуль 2 содержит модуль 21 источника света, испускающий луч света для облучения части 5 тела. Модуль 21 источника света содержит, по меньшей мере, один источник света и соответствующие оптические волноводы для направления луча света на часть 5 тела. Источник света может быть образован посредством лампы либо посредством одного или более лазеров, а оптические волноводы могут, например, быть сформированы из оптического стекловолокна. Модуль 21 источника света предназначен для испускания света, по меньшей мере, двух различных длин волн, предпочтительно, в диапазоне от красного до ближнего инфракрасного света, в котором одна длина волны выбирается таким образом, чтобы кровь имела высокое поглощение, а другая длина волны выбирается так, чтобы поглощение кровью было низким или соизмеримым с окружающей тканью. Подходящие длины волн составляют, например, 600 нм и 805 нм, но и другие длины волн, удовлетворяющие данным критериям, также возможны. Длины волн в диапазоне от 550 до 980 нм являются, в частности, подходящими. Далее, предусмотрен оптический компонент 22, который, например, может быть образован линзой, для направления света на часть 5 тела. оптический компонент 22 способен концентрировать свет (свет 25 облучения) на определенной области, которая представляет интерес (или на нескольких определенных областях, представляющих интерес, то есть на конкретных позициях), части 5 тела, как будет описываться ниже. Второй оптический элемент 23 предусмотрен для того, чтобы собирать свет, выходящий из упомянутой определенной области (или областей), представляющей интерес, и направлять собранный свет 26 на детектирующий элемент 24. Детектирующий элемент 24 может представлять собой, например, фотодиод, CCD, оптический волновод, такой как оптоволокно, соединенное с фотодиодом, или другую систему регистрации света, известную из уровня техники.
Может применяться измерительный модуль 2, предназначенный для проведения индивидуальных измерений местного ослабления для, по меньшей мере, двух различных участков части 5 тела.
Блок 1 управления предназначен для управления, по меньшей мере, частичным блокированием кровотока в часть 5 тела и/или из части 5 тела посредством модуля 3 блокирования кровотока. Далее, он управляет измерительным модулем 2 так, что измерения местного ослабления осуществляются до блокирования кровотока (интервал I на Фиг.4), измерения местного ослабления (в тех же позициях) осуществляются во время блокирования кровотока (интервал II на Фиг.4), и измерения местного ослабления (в тех же позициях) осуществляются после восстановления кровотока (интервал III на Фиг.4).
На Фиг.4 представлен пример измерений ослабления (измерений оптической интенсивности) в динамике по времени на суставе пальца как конкретной области, представляющей интерес, перед блокированием кровотока (I), во время блокирования кровотока (II; "пережатие") и после блокирования кровотока (III). Можно видеть, что измерения ослабления в трех временных интервалах (до (I), во время (II) и после (III) пережатия) выполняются непрерывно для достижения результатов измерения с временным разрешением. Можно видеть, что измеряемая интенсивность падает после блокирования кровотока и снова возрастает после восстановления тока крови. Однако, величина падения и временное соотношение между блокированием/восстановлением кровотока и изменением измеряемой интенсивности предоставляет важную информацию о состоянии исследуемого сустава 6.
В соответствии с данным изобретением, измерения ослабления осуществляются не только для одного сустава 6, но, по меньшей мере, один сустав и, по меньшей мере, еще один участок исследуемой части тела измеряются одновременно, то есть в рамках одного цикла нормального тока крови (I), затруднения кровотока (II) и восстановления кровотока (III). Это достигается посредством одновременного проведения индивидуальных измерений местного ослабления в месте расположения, по меньшей мере, одного сустава 6 и в месте расположения, по меньшей мере, еще одного участка части 5 тела, по меньшей мере, еще одним участком части 5 тела может быть другой сустав или участок, не являющийся суставом и служащий в качестве исходного участка. Для каждой из позиций, измерения ослабления выполняются для, по меньшей мере, двух различных длин волн света облучения, для одной из которых кровь имеет высокое поглощение, а для другой поглощение кровью является низким или соизмеримым с окружающей тканью. Предпочтительно, измерения ослабления для множества суставов пациента выполняются одновременно. В предпочтительном варианте осуществления, все суставы обеих кистей рук измеряются одновременно.
В результате, согласно варианту осуществления, выполняют следующие этапы: проводят индивидуальные измерения местного ослабления для, по меньшей мере, одного сустава и для, по меньшей мере, еще одного участка части 5 тела; кровоток в исследуемую часть 5 тела временно блокируют посредством модуля 3 блокирования кровотока, и выполняют индивидуальные измерения местного ослабления для, по меньшей мере, одного сустава и для, по меньшей мере, еще одного участка; и ток крови восстанавливают, и выполняют индивидуальные измерения местного ослабления для, по меньшей мере, одного сустава и для, по меньшей мере, еще одного участка части 5 тела. В каждом из интервалов проводят несколько измерений ослабления для достижения результатов измерения с временным разрешением. Далее, зависящее от времени поведение, по меньшей мере, одного сустава и, по меньшей мере, еще одного участка части 5 тела анализируют как независимо, так и относительно друг друга. Применение измерений для, по меньшей мере, двух различных длин волн дает возможность анализа динамики кровоснабжения и насыщения крови кислородом.
Предпочтительно, множество суставов измеряют одновременно, и зависящий от времени характер изменения кривых данного множества суставов анализируют относительно друг друга. Более предпочтительно, все суставы части 5 тела измеряют одновременно. На Фиг.3 представлена кисть руки в качестве примера части 5 тела, подлежащей исследованию, и позиции суставов 6 обозначены перекрестиями (следует отметить, что ссылочными позициями представлены не все суставы). Обозначенные позиции могут использоваться как позиции для измерений местного ослабления, и, дополнительно, для исходных (эталонных) измерений ослабления могут использоваться позиции между данными обозначенными позициями.
В варианте осуществления, представленном на Фиг.1, посредством измерительного модуля 2, блок 1 управления определяет спектральные характеристики части 5 тела, содержащей суставы 6. После выполнения базовых измерений, ток крови (по меньшей мере, частично) блокируют посредством модуля 3 блокирования кровотока, измерительный модуль 2 затем выявляет спектральные изменения, связанные со сниженным кровотоком. Через некоторое время, например, через 30 секунд, ток крови восстанавливают посредством соответственных действий модуля 3 блокирования кровотока (например, отпускания манжеты для измерения давления). измерительный модуль 2 определяет, насколько быстро и в каком порядке восстанавливается кровоснабжение в суставах. Предпочтительно, возврат кровоснабжения также сравнивают между суставами и другими областями части 5 тела. Воспаленные суставы будут иметь отличающиеся кровоснабжение и насыщение кислородом по сравнению со здоровыми суставами. В результате, зависящее от времени спектральное изменение кривых, которое измеряется с помощью измерительного модуля 2, будет другим.
Фиг.5 изображает пример результатов измерений ослабления (в геометрии пропускания), выполненных одновременно. Кривая, обозначенная Т1, соответствует измерениям местного ослабления в первом суставе, кривая, обозначенная Т2, соответствует измерениям местного ослабления во втором суставе, и кривая, обозначенная R1, соответствует измерениям местного ослабления в исходной позиции, которая не обозначает сустав. Параметры A, B, C спадов кривых могут быть различными. Таким образом, может быть проанализирован один спад и также соотношение между спадами A, B, C различных кривых Т1, Т2 и R1. Воспаленные суставы могут иметь признаки высокого кровоснабжения, такие как увеличенный спад в пропускании по сравнению с другими суставами и по сравнению с исходной позицией. Также различия D, E во времени между изменениями в пропускании между кривыми Т1, Т2 и R1 могут использоваться в качестве сигнала воспаления и предоставить важную информацию.
Анализируется зависящий от времени характер изменения кривых отдельных суставов, характер изменения кривых суставов относительно друг друга и в отношении других частей (которые могут выступать в качестве исходных).
В варианте осуществления, описанном выше, измерительный модуль 2 обеспечивал измерение в геометрии пропускания, то есть часть тела облучали светом с одной стороны, а свет, прошедший сквозь часть тела, измерялся на противоположной стороне. В усовершенствованном варианте осуществления, измерительный модуль 2 может быть использован для измерений ослабления в геометрии отражения. В данном случае, облучение и обнаружение выполняются с одной и той же стороны части 5 тела. В случае геометрии отражения, оптические компоненты 22 и 23 могут быть объединены. Является предпочтительным отделение рассеянного отраженного света от освещающего света. Этого можно достигнуть, например, посредством ортогонально поляризованной спектральной визуализации (OPSI) или неяркой визуализации, либо других подходящих способов, известных из уровня техники.
Следует отметить, что в вариантах осуществления кровоток необходимо блокировать полностью, но может быть достаточным и существенное сокращение тока крови.
Существует множество различных путей выполнения измерительного модуля 2. существенным признаком является то, что измеряется местное улавливание света от множества участков исследуемой части 5 тела. Этого можно достигнуть, например, посредством освещения одной точки за один раз, обнаружения одной соответствующей точки на части 5 тела и сканирования позиции точки освещения и обнаружения по всей части 5 тела.
Следующей, более предпочтительной возможностью является освещение всей части 5 тела и формирование изображения пропущенного (или отраженного) света с помощью CCD-камеры или другой подходящей камеры. Однако, из-за рассеянного пропускания, в данном случае, разрешение изображения ограничено, и свет, проходящий, например, между пальцами, может перегрузить детектор.
Еще одна более предпочтительная возможность заключается в том, чтобы освещать отдельный ряд точек на части 5 тела. Данное выполнение имеет преимущество в том, что детектора достигает меньшее количество рассеянного света, что приводит к более высокому разрешению, и что интенсивность всех точек можно отрегулировать таким образом, что для детектора потребуется только ограниченный динамический диапазон.
Также возможно погрузить исследуемую часть 5 тела в оптически согласующуюся среду, например, жидкость, для того, чтобы снизить влияние оптических границ и динамический диапазон интенсивностей, воздействующих на детектор. В случае такой методики, используется жидкость, имеющая оптические свойства (такие как коэффициент оптического поглощения и уменьшенный коэффициент рассеяния), аналогичные свойствам ткани.
Далее, для обнаружения различных длин волн возможно изменять длину волны освещающего света. Также возможно воздействовать светом всех необходимых длин волн одновременно и разделять разные длины волн на пути обнаружения, например, при помощи фильтров или спектрографа.
В предпочтительном варианте осуществления одновременно измеряется множество частей тела (например, обе кисти рук).
Хотя описывался вариант осуществления, в котором для освещения используются, по меньшей мере, две длины волны, данное изобретение не ограничивается этим. Например, может использоваться большее число отдельных длин волн или даже полный спектр определенного диапазона длин волн (например, от 650 до 1000 нм). Однако, получение полного спектра требует более дорогостоящих компонентов в сравнении с несколькими различными длинами волн. Если будут выделены ткани нескольких типов (такие как жир, вода и т.д.), может быть предпочтительным использование более чем двух различных длин волн. Применение большего числа длин волн помогает улучшать точность устройства, однако, при повышении стоимости и сложности.

Claims (12)

1. Способ оптического обнаружения состояния суставов, содержащий этапы, на которых:
облучают светом часть (5) тела, содержащую, по меньшей мере, один сустав (6); и
детектируют локальное ослабление света частью (5) тела как измерение ослабления в месте расположения, по меньшей мере, одного сустава (6) и в месте расположения, по меньшей мере, еще одного участка части (5) тела;
при этом
блокируют кровоток в часть (5) тела и/или из части (5) тела временно, по меньшей мере, частично, и в дальнейшем открывают снова;
осуществляют индивидуальные измерения локального ослабления для, по меньшей мере, одного сустава (6) и для, по меньшей мере, еще одного участка части (5) тела для, по меньшей мере, двух случаев: до (I), во время (II) и после (III) блокирования кровотока.
2. Способ по п.1, содержащий этап, на котором выполняют индивидуальные измерения локального ослабления для, по меньшей мере, одного сустава (6) и для, по меньшей мере, еще одного участка части (5) тела до (I), во время (II) и после (III) блокирования кровотока.
3. Способ по любому из пп.1 и 2, в котором, по меньшей мере, еще один участок части (5) тела является другим суставом.
4. Способ по любому из пп.1 и 2, содержащий этапы, на которых выполняют непрерывные индивидуальные измерения локального ослабления для, по меньшей мере, одного сустава (6) и для, по меньшей мере, еще одного участка части (5) тела до блокирования кровотока (I), во время блокирования кровотока (II) и после блокирования кровотока (III).
5. Способ по любому из пп.1 и 2, содержащий этапы, на которых сравнивают друг с другом результаты индивидуальных измерений локального ослабления для, по меньшей мере, одного сустава (6) и для, по меньшей мере, еще одного участка части (5) тела, полученные, по существу, одновременно.
6. Способ по любому из пп.1 и 2, содержащий этап, на котором блокируют кровоток посредством применения давления.
7. Способ по любому из пп.1 и 2, содержащий этап, на котором погружают часть (5) тела в оптически согласующуюся среду во время проведения индивидуальных измерений локального ослабления.
8. Устройство для оптического обнаружения состояния суставов, причем содержащее:
измерительный модуль (2) для облучения части (5) тела светом, содержащей, по меньшей мере, один сустав (6), и локального и, по существу, одновременного выявления ослабления света в, по меньшей мере, одном суставе (6) и, по меньшей мере, еще одном участке части (5) тела;
модуль (3) блокирования кровотока для блокирования кровотока в часть (5) тела и/или из части (5) тела;
и блок (1) управления, выполненный с возможностью управления устройством таким образом, что
кровоток в часть (5) тела и/или из части (5) тела временно, по меньшей мере, частично блокируется и в дальнейшем открывается снова; и
индивидуальные измерения локального ослабления для, по меньшей мере, одного сустава (6) и для, по меньшей мере, еще одного участка части (5) тела выполняются для, по меньшей мере, двух случаев: до (I), во время (II) и после (III) блокирования кровотока.
9. Устройство по п.8, в котором модуль (3) блокирования кровотока выполнен с возможностью блокирования кровотока путем применения давления.
10. Устройство по п.8, в котором измерительный модуль (2) содержит модуль (21) источника света, выполненный с возможностью испускания луча света, по меньшей мере, двух различных длин волн.
11. Устройство по п.10, в котором модуль (21) источника света содержит, по меньшей мере, два лазера.
12. Устройство по любому из пп.8-11, в котором устройство является медицинским устройством для оптического обнаружения.
RU2010153312/14A 2008-05-26 2009-05-20 Способ оптического обнаружения и устройство для оптического обнаружения состояния суставов RU2501515C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP08156917.0 2008-05-26
EP08156917 2008-05-26
PCT/IB2009/052112 WO2009147560A2 (en) 2008-05-26 2009-05-20 Optical detection method and device for optical detection of the condition of joints

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010153312A RU2010153312A (ru) 2012-07-10
RU2501515C2 true RU2501515C2 (ru) 2013-12-20

Family

ID=41265480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010153312/14A RU2501515C2 (ru) 2008-05-26 2009-05-20 Способ оптического обнаружения и устройство для оптического обнаружения состояния суставов

Country Status (8)

Country Link
US (2) US10791932B2 (ru)
EP (1) EP2291112B1 (ru)
JP (1) JP5594787B2 (ru)
CN (1) CN102046072B (ru)
BR (1) BRPI0909586A2 (ru)
ES (1) ES2655479T3 (ru)
RU (1) RU2501515C2 (ru)
WO (1) WO2009147560A2 (ru)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2384431B1 (en) * 2008-10-13 2017-11-29 Hemics B.V. Device and method for optically examining a turbid medium comprising joints
JP5594788B2 (ja) * 2008-12-05 2014-09-24 アケソ メディカル イメージング ビー． ヴィ． 関節の状態の光学的検出方法及び光学的検出用装置
RU2594433C2 (ru) * 2010-11-26 2016-08-20 Хемикс Б.В. Устройство и способ определения активности болезни
US20130331669A1 (en) * 2012-06-11 2013-12-12 Raytheon Company Multi-spectral imaging system and method for remote biometric measurement of human physiological parameters
JP6171768B2 (ja) * 2013-09-13 2017-08-02 カシオ計算機株式会社 脱水状態判定装置
JP6378051B2 (ja) 2014-11-11 2018-08-22 日本光電工業株式会社 測定システム、及び測定装置
JP6477792B2 (ja) * 2017-07-05 2019-03-06 カシオ計算機株式会社 脱水状態判定装置
JP6622861B2 (ja) * 2018-06-21 2019-12-18 日本光電工業株式会社 測定システム、及び測定装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1311704A1 (ru) * 1986-01-29 1987-05-23 Латвийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной И Клинической Медицины Способ диагностики остеопороза
US6587704B1 (en) * 1999-06-16 2003-07-01 Orsense Ltd. Method for non-invasive optical measurements of blood parameters
US20060063995A1 (en) * 2004-04-13 2006-03-23 Trustees Of The University Of Pennsylvania Optical measurement of tissue blood flow, hemodynamics and oxygenation

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2008831C (en) * 1990-01-29 1996-03-26 Patrick T.T. Wong Method of detecting the presence of anomalies in biological tissues and cells in natural and cultured form by infrared spectroscopy
US6222189B1 (en) * 1992-07-15 2001-04-24 Optix, Lp Methods of enhancing optical signals by mechanical manipulation in non-invasive testing
US6172743B1 (en) * 1992-10-07 2001-01-09 Chemtrix, Inc. Technique for measuring a blood analyte by non-invasive spectrometry in living tissue
US5473160A (en) * 1994-08-10 1995-12-05 National Research Council Of Canada Method for diagnosing arthritic disorders by infrared spectroscopy
US5560351A (en) * 1994-10-07 1996-10-01 University Of Florida Transtracheal energy application and sensing system for intubation: method and apparatus
JPH10179558A (ja) * 1996-10-31 1998-07-07 Shimadzu Corp 光透過映像装置
JPH10260131A (ja) * 1997-03-19 1998-09-29 Seitai Hikarijoho Kenkyusho:Kk 光計測装置
EP1014849A1 (de) 1997-07-21 2000-07-05 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur bewertung einer infolge einer lokalen durchstrahlung eines lebewesens erhaltenen streulichtverteilung durch kennwert-ermittlung
JPH1189808A (ja) * 1997-09-16 1999-04-06 Nippon Colin Co Ltd 末梢循環状態測定装置
US6070093A (en) * 1997-12-02 2000-05-30 Abbott Laboratories Multiplex sensor and method of use
IL124965A (en) * 1998-06-17 2002-08-14 Orsense Ltd Non-invasive method of optical measurements to diagnose the concentration of a substance in the blood
US6424859B2 (en) * 1999-06-17 2002-07-23 Michael Jackson Diagnosis of rheumatoid arthritis in vivo using a novel spectroscopic approach
AU782612B2 (en) * 2000-01-29 2005-08-11 Paul E. Thomson Detection and quantification of joint and tissue inflammation
DE10004989B4 (de) * 2000-02-04 2006-11-02 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung für die Arthritis-Diagnose
US6816266B2 (en) * 2000-02-08 2004-11-09 Deepak Varshneya Fiber optic interferometric vital sign monitor for use in magnetic resonance imaging, confined care facilities and in-hospital
US7139598B2 (en) * 2002-04-04 2006-11-21 Veralight, Inc. Determination of a measure of a glycation end-product or disease state using tissue fluorescence
TW529931B (en) * 2001-04-20 2003-05-01 Combi Co Blood viscosity measurer and arteriosclerosis measurer
US6953435B2 (en) * 2001-12-10 2005-10-11 Kabushiki Gaisha K -And- S Biological data observation apparatus
JP2004057804A (ja) * 2002-06-05 2004-02-26 Fuji Photo Film Co Ltd 骨関節評価方法、装置およびそのためのプログラム
US6879850B2 (en) * 2002-08-16 2005-04-12 Optical Sensors Incorporated Pulse oximeter with motion detection
US6763256B2 (en) * 2002-08-16 2004-07-13 Optical Sensors, Inc. Pulse oximeter
JP4236950B2 (ja) * 2003-02-13 2009-03-11 シスメックス株式会社 非侵襲生体計測装置
JP2006068491A (ja) * 2004-08-02 2006-03-16 Nippon Seimitsu Sokki Kk 血液の流動性評価方法及び装置
US7635337B2 (en) * 2005-03-24 2009-12-22 Ge Healthcare Finland Oy Determination of clinical stress of a subject in pulse oximetry
EP1743658A1 (en) 2005-07-14 2007-01-17 Schering Aktiengesellschaft Optical imaging of rheumatoid arthritis
EP1970694B1 (en) * 2005-12-07 2014-05-14 Kabushiki Kaisha TOPCON Optical image measuring instrument
WO2007106856A2 (en) * 2006-03-14 2007-09-20 Allux Medical, Inc. Phototherapy device and method of providing phototherapy to a body surface
US7539532B2 (en) * 2006-05-12 2009-05-26 Bao Tran Cuffless blood pressure monitoring appliance
US20080173093A1 (en) * 2007-01-18 2008-07-24 The Regents Of The University Of Michigan System and method for photoacoustic tomography of joints

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1311704A1 (ru) * 1986-01-29 1987-05-23 Латвийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной И Клинической Медицины Способ диагностики остеопороза
US6587704B1 (en) * 1999-06-16 2003-07-01 Orsense Ltd. Method for non-invasive optical measurements of blood parameters
US20060063995A1 (en) * 2004-04-13 2006-03-23 Trustees Of The University Of Pennsylvania Optical measurement of tissue blood flow, hemodynamics and oxygenation

Also Published As

Publication number Publication date
US20200305717A1 (en) 2020-10-01
EP2291112A2 (en) 2011-03-09
EP2291112B1 (en) 2017-11-08
US10791932B2 (en) 2020-10-06
US20110066034A1 (en) 2011-03-17
RU2010153312A (ru) 2012-07-10
WO2009147560A2 (en) 2009-12-10
CN102046072B (zh) 2013-04-24
WO2009147560A3 (en) 2010-01-28
BRPI0909586A2 (pt) 2015-09-22
JP2011520581A (ja) 2011-07-21
CN102046072A (zh) 2011-05-04
JP5594787B2 (ja) 2014-09-24
ES2655479T3 (es) 2018-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200305717A1 (en) Optical Detection Method and Device for Optical Detection of the Condition of Joints
US8548570B2 (en) Hyperspectral imaging of angiogenesis
CA2947613C (en) Hyperspectral imaging in diabetes and peripheral vascular disease
JP3875798B2 (ja) 血中成分濃度の無血測定装置の作動方法及び無血測定装置
US7328052B2 (en) Near infrared risk assessment of diseases
JP5028256B2 (ja) 光学的にアクセス可能な血管における血液の酸素飽和度を決定するための分光測光法
US20070232930A1 (en) Hyperspectral Imaging in Diabetes and Peripheral Vascular Disease
RU2524131C2 (ru) Способ оптического детектирования и устройство для оптического детектирования состояния суставов
JP2001509589A (ja) レーザー誘起蛍光減衰分光分析の方法と装置
JP2008522185A (ja) パルス照明型像形成システム及び方法
JP2013195433A (ja) 反射光検出型皮膚蛍光測定装置
JPH07136152A (ja) 動物の血液成分の濃度を無侵襲的に測定する方法および装置
US7050842B2 (en) Method of tissue modulation for noninvasive measurement of an analyte
JP2011516118A (ja) グルコース以外の１つ以上の成分のスペクトルデータを使用して非侵襲で血糖を検出するための方法およびシステム
JP2009539459A (ja) 専用特殊照明分光法
CN111970963B (zh) 评估微循环振荡的方法和用于评估微循环振荡的装置
JPH07132120A (ja) 不連続性放射を使用した検体濃度の無侵襲的測定法と装置
KR19990029222A (ko) 혈중성분 농도의 무혈측정 방법 및 장치
WO2010064200A1 (en) Method and device for optically examining the condition of joints
RU2344752C1 (ru) Способ определения концентрации компонент крови и устройство для его реализации
BG110931A (bg) Метод и устройство за неинвазивно определяне на нивото на кръвната захар