用于監(jiān)測(cè)腦血流動(dòng)力學(xué)狀況的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了用于監(jiān)控腦血流動(dòng)力學(xué)信號(hào)的裝置和方法。一方面，所述裝置和方法可以包括接收表征生物阻抗測(cè)量的至少一個(gè)信號(hào)。所述至少一個(gè)信號(hào)可以與心波的定時(shí)相關(guān)并且經(jīng)過分析來確定所述信號(hào)內(nèi)的預(yù)期特征的程度。預(yù)期特征的所述程度可用于提供用來預(yù)測(cè)生理大腦狀況的信息。所述至少一個(gè)信號(hào)可以包括從相反的大腦半球獲得的兩個(gè)信號(hào)，并且可以為生物阻抗信號(hào)。
【專利說明】用于監(jiān)測(cè)腦血流動(dòng)力學(xué)狀況的裝置和方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng) [0002]本申請(qǐng)依據(jù)美國法典第35篇第119條(e)款要求2011年2月9日提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/441，248和2011年4月12日提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/474，739的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，所述美國臨時(shí)申請(qǐng)的全部內(nèi)容都以引用的方式并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本公開的方面涉及對(duì)表征顱生物阻抗測(cè)量的信號(hào)的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)和/或分析以及基于這類分析對(duì)生理腦狀況的預(yù)測(cè)。
[0004]背景
[0005]許多腦血流動(dòng)力學(xué)特征可以是臨床上有用于診斷中風(fēng)、創(chuàng)傷以及可能影響腦血管系統(tǒng)的功能的其它病狀。這些特征可以包括腦血容量、腦血流、腦灌流壓、平均通過時(shí)間、到達(dá)峰值的時(shí)間、顱內(nèi)壓、以及其它。用于檢測(cè)或監(jiān)測(cè)這些參數(shù)的常規(guī)方法可以包括將探針物理地插入到腦脊髓液中或到動(dòng)脈中、血管造影術(shù)、計(jì)算機(jī)斷層攝影血管造影術(shù)(CTA)、灌注計(jì)算機(jī)斷層攝影術(shù)(PCT)、經(jīng)顱多普勒超聲(TCD)、正電子發(fā)射斷層攝影術(shù)(PET)、以及磁共振成像(MRI)和磁共振血管造影術(shù)(MRA)。
[0006]用于檢測(cè)或監(jiān)測(cè)腦血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)的一些非創(chuàng)性方法可能要求例如用于進(jìn)行CT、PCT、PET和/或MRI程序的機(jī)器。在一些實(shí)例中，這些機(jī)器的成本、其受限制的移動(dòng)性和/或其每次使用的顯著費(fèi)用可能限制它們?cè)谝韵虑闆r中的有用性:其中可能希望經(jīng)常、連續(xù)或頻繁地監(jiān)測(cè)腦血流動(dòng)力學(xué)特征。
[0007]上述描述僅是示例性地用于提供一般背景并且不限制如所描述和所要求的系統(tǒng)、方法、裝置以及特征的各種實(shí)施方案。
[0008]公開的幾方面概述
[0009]在目前公開的實(shí)施方案中，描述了一些示例性方法和系統(tǒng)，所述方法和系統(tǒng)可以用于檢測(cè)并且監(jiān)測(cè)腦血管血流動(dòng)力學(xué)特征。在一些實(shí)施方案中，這些方法和系統(tǒng)可能例如適用于連續(xù)或頻繁的使用，并且可能涉及例如用于同步并且監(jiān)測(cè)指示腦血管血流動(dòng)力學(xué)特征的信號(hào)的患者頭戴式聽筒和腦灌注監(jiān)測(cè)器。所述患者頭戴式聽筒和腦灌注監(jiān)測(cè)器可以提供用于診斷動(dòng)脈閉塞的變化的信息，如由缺血性中風(fēng)或頭部創(chuàng)傷引起的閉塞。
[0010]一個(gè)示例性公開的實(shí)施方案可以包括腦血流動(dòng)力學(xué)測(cè)量裝置。所述裝置可以包括至少一個(gè)處理器，所述處理器被配置來接收表征至少一個(gè)腦顱生物阻抗測(cè)量的至少一個(gè)信號(hào)。所述至少一個(gè)處理器被進(jìn)一步配置來使所述至少一個(gè)信號(hào)與心波的定時(shí)相關(guān)。所述至少一個(gè)處理器可以被進(jìn)一步配置來分析在由心波定義的時(shí)間段期間的所述至少一個(gè)信號(hào)以確定在所述時(shí)間段期間在所述至少一個(gè)信號(hào)中至少一個(gè)預(yù)期特征的程度，并且基于在所述至少一個(gè)信號(hào)中所述至少一個(gè)預(yù)期特征的所述程度而輸出用于預(yù)測(cè)生理大腦狀況的信肩、Ο
[0011]在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述至少一個(gè)信號(hào)可以包括至少兩個(gè)生物阻抗信號(hào)，每個(gè)均與受試者的大腦的不同半球相關(guān)，其中所述至少兩個(gè)生物阻抗信號(hào)彼此同步。[0012]在其它實(shí)施方案中，所述至少一個(gè)預(yù)期特征可以與生物阻抗信號(hào)中的特征的高度、延遲、寬度以及定時(shí)中的至少一個(gè)相關(guān)，或者可以與生物阻抗信號(hào)中的第一峰值、第二峰值以及第三峰值中的至少一個(gè)相關(guān)。所述至少一個(gè)預(yù)期特征可以包括峰值位置、極小值位置、預(yù)料的峰值位置以及預(yù)料的極小值位置中的一個(gè)或多個(gè)。
[0013]仍在其它實(shí)施方案中，所述至少一個(gè)信號(hào)可以包括與受試者的大腦的第一半球相關(guān)的第一信號(hào)和與所述受試者的大腦的第二半球相關(guān)的第二信號(hào)，其中所述處理器被配置來至少部分地基于所述第一信號(hào)的部分與所述第二信號(hào)的部分的比較預(yù)測(cè)生理大腦狀況。
[0014]在又一個(gè)實(shí)施方案中，所述處理器可以被進(jìn)一步配置來分析在由心波定義的目標(biāo)預(yù)定時(shí)間段期間的所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)中的至少一個(gè)的部分。 [0015]在另一個(gè)實(shí)施方案中，分析可以包括基于所述至少一個(gè)預(yù)期特征與所述至少一個(gè)信號(hào)之間的相關(guān)性程度來使所述至少一個(gè)信號(hào)與預(yù)測(cè)擬合。
[0016]在又一個(gè)實(shí)施方案中，所述處理器可以被進(jìn)一步配置來用腦血流量圖像信息對(duì)所述至少一個(gè)信號(hào)中的特征進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0017]在另一個(gè)實(shí)施方案中，分析可以包括基于所指示的生理狀況關(guān)注預(yù)期特征周圍的時(shí)間段。
[0018]在另外實(shí)施方案中，相關(guān)可以包括使所述至少一個(gè)信號(hào)與同時(shí)的心動(dòng)周期的定時(shí)同步。相關(guān)還可以包括通過比較所述至少一個(gè)信號(hào)和先前與心動(dòng)周期相關(guān)的已知信號(hào)的部分來檢測(cè)所述至少一個(gè)信號(hào)的定時(shí)與心動(dòng)周期的重合。
[0019]用于相關(guān)的心波可以包括ECG的任何重復(fù)部分。用于相關(guān)的心波還可以包括ECGR波。由心波定義的時(shí)間段可以包括至少兩個(gè)重復(fù)的心動(dòng)周期。
[0020]以上概述和以下附圖描述以及以下詳述例示本公開的僅一些方面，僅是解釋性的，并且不限制如所要求保護(hù)的本發(fā)明。
[0021]附圖簡述
[0022]結(jié)合在本說明書中并且構(gòu)成其一部分的附圖與所述描述一起用于解釋本文所描述的實(shí)施方案的原理。
[0023]圖1提供與本發(fā)明的示例性實(shí)施方案一致的示例性腦血流動(dòng)力學(xué)測(cè)量裝置的圖形表示。
[0024]圖2提供主要腦動(dòng)脈的圖形表示。
[0025]圖3提供與本發(fā)明的示例性實(shí)施方案一致的受試者的大腦中的示例性生物阻抗信號(hào)通路的圖形表示。
[0026]圖4提供與本發(fā)明的示例性實(shí)施方案一致的從腦血流動(dòng)力學(xué)測(cè)量裝置獲得的示例性生物阻抗信號(hào)的圖形表示。
[0027]圖5提供表不心波的不例性ECG信號(hào)的圖形表不。
[0028]圖6提供如由單個(gè)心動(dòng)周期定義的生物阻抗信號(hào)波形時(shí)間段的一些示例性預(yù)期特征的圖形表示。
[0029]圖7a和圖7b提供與本發(fā)明的實(shí)施方案一致的在多個(gè)心動(dòng)周期上的示例性生物阻抗信號(hào)波形的振幅方面與相位角方面之間的比較的圖形表示。
[0030]圖8提供與本發(fā)明的示例性實(shí)施方案一致的如由用于檢測(cè)生物阻抗信號(hào)中的預(yù)期特征的脈沖分解算法分解的單個(gè)生物阻抗信號(hào)波形周期的圖形表示。[0031]圖9提供與受試者的大腦的不同半球相關(guān)聯(lián)的示例性生物阻抗信號(hào)之間的比較的圖形表示。
[0032]圖10是示出用于診斷生理大腦狀況的示例性方法的步驟的流程圖。
[0033]詳述 [0034]現(xiàn)在將參看附圖來詳細(xì)參考示例性實(shí)施方案。在任何可能的情況下，相同參考數(shù)字將貫穿附圖和以下描述使用來指代相同或相似部分。足夠詳細(xì)地描述了這些實(shí)施方案，以便使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，并且應(yīng)理解在不背離本發(fā)明的范圍的情況下可利用其它實(shí)施方案并且可以做出改變。因此，以下詳細(xì)描述不應(yīng)在限制意義上加以解釋。
[0035]除非另有定義，本文使用的所有技術(shù)和/或科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明的實(shí)施方案所屬于的領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常所理解的意義相同的意義。雖然類似于或等效于本文描述的那些方法和材料的方法和材料可以用于本發(fā)明的實(shí)施方案的實(shí)踐或測(cè)試中，但以下描述了示例性方法和/或材料。在沖突的情況下，將以本專利說明書(包括定義)為準(zhǔn)。此外，所述材料、方法以及實(shí)例僅是說明性的并且不意欲具有必要限制性。
[0036]示例性公開的實(shí)施方案可以包括用于檢測(cè)并且監(jiān)測(cè)表征生物阻抗測(cè)量的信號(hào)的裝置和方法。更確切地說，它們可包括用于接收、相關(guān)并且分析信號(hào)并且輸出用于預(yù)測(cè)生理大腦狀況的信息的裝置。
[0037]與本公開一致的實(shí)施方案可以包括腦血流動(dòng)力學(xué)測(cè)量裝置。這類裝置可以包括適于協(xié)助腦血流動(dòng)力學(xué)特征的測(cè)量的元件和結(jié)構(gòu)。腦血流動(dòng)力學(xué)測(cè)量裝置可以包括(但不一定包括)例如支撐元件如頭戴式聽筒、頭帶或其它框架元件，以便攜帶或容納另外的功能元件。可被結(jié)合的另外的結(jié)構(gòu)可以包括以下各項(xiàng):電極、電路、處理器、傳感器、導(dǎo)線、發(fā)射機(jī)、接收器以及適用于獲得、處理、發(fā)射、接收并且分析電信號(hào)的其它裝置。腦血流動(dòng)力學(xué)測(cè)量裝置另外可以包括緊固件、粘合劑以及協(xié)助附接到受試者身體上的其它元件。如本文所使用，腦血流動(dòng)力學(xué)測(cè)量裝置不需要包括所有這類結(jié)構(gòu)。
[0038]圖1提供示例性腦血流動(dòng)力學(xué)測(cè)量裝置100的圖形表示。這個(gè)示例性裝置100可以包括經(jīng)由頭戴式聽筒120固定至受試者的頭部的電極110。電極110可經(jīng)由導(dǎo)線連接至腦灌注監(jiān)測(cè)器130上(或可以可選地包括無線連接)。
[0039]在與本公開一致的一些實(shí)施方案中，腦血流動(dòng)力學(xué)測(cè)量裝置可以包括被配置來執(zhí)行動(dòng)作的至少一個(gè)處理器。如本文所使用，術(shù)語“處理器”可以包括對(duì)一個(gè)輸入或多個(gè)輸入執(zhí)行邏輯操作的電路。例如，這類處理器可以包括一個(gè)或多個(gè)集成電路、微芯片、微控制器、微處理器、中央處理器(CPU)的全部或一部分、圖形處理單元(GPU)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)或適于執(zhí)行指令或執(zhí)行邏輯操作的其它電路。如果使處理器可存取、編程有、包括或以另外的方式能夠進(jìn)行用于執(zhí)行動(dòng)作的指令，那么所述至少一個(gè)處理器可以被配置來執(zhí)行所述動(dòng)作。所述至少一個(gè)處理器可以直接地通過永久或暫時(shí)維持在所述處理器中的信息抑或通過由所述處理器存取或提供至所述處理器的指令而具有這類指令。提供至所述處理器的指令能夠以計(jì)算機(jī)程序的形式提供，所述計(jì)算機(jī)程序包括有形地體現(xiàn)在信息載體上(例如，在機(jī)器可讀存儲(chǔ)裝置或任何有形的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中)的指令。計(jì)算機(jī)程序能夠以任何形式的編程語言寫入，包括編譯或解譯語言，并且它能夠以任何形式部署，包括作為獨(dú)立程序或作為一個(gè)或多個(gè)模塊、組件、子程序或適合在計(jì)算環(huán)境中使用的其它單元。所述至少一個(gè)處理器可以包括專用硬件、通用硬件或兩者的組合，以便執(zhí)行相關(guān)指令。所述處理器還可以包括整合的通信接口，或者可以包括與所述處理器分離并且遠(yuǎn)離的通信接口。所述至少一個(gè)處理器可以被配置來通過連接到其中存儲(chǔ)了執(zhí)行指定功能的指令的存儲(chǔ)器位置或存儲(chǔ)裝置而執(zhí)行所述指定功能。
[0040]與本文明的一些實(shí)施方案一致，所述至少一個(gè)處理器可以被配置來接收信號(hào)。如本文所使用，信號(hào)可以是任何時(shí)變或空變量。接收信號(hào)可以包括:通過傳導(dǎo)裝置(如導(dǎo)線或電路)獲得信號(hào)；無線傳輸?shù)男盘?hào)的接收；和/或先前記錄的信號(hào)(如存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的信號(hào))的接收。接收信號(hào)可 以進(jìn)一步包括用于信號(hào)接收的本領(lǐng)域已知的其它方法。
[0041]被配置來接收、相關(guān)和/或分析表征至少一個(gè)顱生物阻抗測(cè)量的信號(hào)的至少一個(gè)處理器160(圖1中示出)可以作為示例性腦血流動(dòng)力學(xué)測(cè)量裝置100的一部分而包括于腦灌注監(jiān)測(cè)器130中。處理器160可以被配置來執(zhí)行本文所述的信號(hào)分析方法的全部或一些，或那些功能中的一些可以由單獨(dú)的處理器執(zhí)行。處理器160還可以被配置來執(zhí)行本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何常見的信號(hào)處理任務(wù)，如濾波、去噪等。處理器160可以被進(jìn)一步配置來執(zhí)行特定于本文所描述的信號(hào)分析技術(shù)的預(yù)處理任務(wù)。所述預(yù)處理任務(wù)可以包括，但不限于，信號(hào)偽差(如運(yùn)動(dòng)和呼吸偽差)的去除。
[0042]表征至少一個(gè)生物阻抗測(cè)量的信號(hào)可以包括任何類型的信號(hào)，所述信號(hào)包含關(guān)于生物受試者的電阻抗的信息。這類信號(hào)可以包含關(guān)于受試者的身體的任何兩個(gè)部分之間的所述受試者的電阻抗的信息。關(guān)于所述受試者的電阻抗的信息可以包括關(guān)于電阻抗的電阻分量和/或電抗分量的信息。
[0043]根據(jù)本公開，在一些示例性實(shí)施方案中，表征至少一個(gè)顱生物阻抗測(cè)量的信號(hào)可以為生物阻抗信號(hào)，如阻抗體積描記信號(hào)或光體積描記信號(hào)。生物阻抗信號(hào)可以包括至少一個(gè)電壓信號(hào)和/或至少一個(gè)電流信號(hào)。生物阻抗信號(hào)可以包括兩個(gè)或更多個(gè)電壓和/或電流信號(hào)，并且可以包括表示兩個(gè)或更多個(gè)電壓和/或電流信號(hào)之間的比較的信號(hào)。生物阻抗信號(hào)可以被測(cè)量為對(duì)至少一個(gè)測(cè)量電壓信號(hào)和/或至少一個(gè)測(cè)量電流信號(hào)的響應(yīng)。在生物阻抗信號(hào)中，關(guān)于受試者的身體的電阻抗的信息可以包含于所述信號(hào)的振幅、頻率或相位角中。關(guān)于受試者的身體的電阻抗的信息還可以包含于多個(gè)信號(hào)的振幅、頻率或相位角之間的比較中。生物阻抗信號(hào)可以指示例如受試者的大腦的第一半球和/或第二半球內(nèi)的血流動(dòng)力學(xué)特征。血流動(dòng)力學(xué)特征可以包括例如腦血容量、腦血流量、腦灌注壓、顱內(nèi)壓以及可以至少部分反映腦狀況的任何其它參數(shù)。第一半球和第二半球可以指按任何順序的受試者的大腦的右半球和左半球。指示受試者的大腦的特定側(cè)內(nèi)的血流動(dòng)力學(xué)特征的信號(hào)可以經(jīng)由電極或類似物從所述受試者的頭部的同一側(cè)獲得，或者可以從所述受試者的頭部的相反側(cè)獲得。指示受試者的大腦的特定側(cè)內(nèi)的血流動(dòng)力學(xué)特征的信號(hào)還可以從其它位置獲得，如例如頸動(dòng)脈定位于其的受試者的頸部上的位置。
[0044]處理器160可以被配置來從包括于圖1的示例性頭戴式聽筒120中的一個(gè)或多個(gè)電極110接收信號(hào)。取決于實(shí)現(xiàn)方式，可以單個(gè)地、成對(duì)地或以其它適當(dāng)?shù)姆纸M安排電極110?？梢园才攀纠灶^戴式聽筒120上的電極，以便獲得生物阻抗信號(hào)波形。例如，生物阻抗可以由安置在頭部的右側(cè)和左側(cè)上以與大腦的右半球和左半球相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)傳感器部分150來測(cè)量。雖然在圖1中僅示出一個(gè)傳感器部分150，但是受試者的頭部的相反側(cè)可以包括類似的電極安排。每個(gè)傳感器部分150均可以包括一對(duì)前電極，即前電流電極111和前電壓電極112 ;和一對(duì)后電極，即后電流電極114和后電壓電極113。所述對(duì)之間的距離可以進(jìn)行調(diào)整，這樣使得腦血流動(dòng)力學(xué)狀況的具體方面得到測(cè)量，如將在后面更詳細(xì)地論述。圖1中所描繪的電極配置僅是合適的電極配置的一個(gè)實(shí)例。另外實(shí)施方案可以包括以另外或可選地方式安排在示例性頭戴式聽筒120的不同區(qū)域中的更多或更少的電極110。其它實(shí)施方案可以包括電極110，所述電極被配置在以可選方式成形的頭戴式聽筒上，以達(dá)到與示例性頭戴式聽筒120不同的所述受試者的頭部的區(qū)域。
[0045]電極110的對(duì)可以包括電流輸出電極和電壓輸入電極。例如，前電流電極111和前電壓電極112可以形成電極對(duì)。在一個(gè)實(shí)施方案中，輸出電流可以由腦灌注監(jiān)測(cè)器130產(chǎn)生并且在前電流電極111與后電流電極114之間進(jìn)行傳遞。輸出電流可包括具有恒定振幅和穩(wěn)定頻率的交流電(AC)信號(hào)。由于所述輸出電流，在所述頭部上誘導(dǎo)的輸入電壓可以在前電壓電極112與后電壓電極113之間進(jìn)行測(cè)量?？梢栽谂c所述輸出電流相同的頻率下測(cè)量輸入電壓。所述輸出電流信號(hào)與所述輸入電壓信號(hào)之間的比較可以產(chǎn)生與受試者的生物阻抗相關(guān)的信息。更確切地說，所述生物阻抗的振幅可以被計(jì)算為所述輸入電壓信號(hào)振幅與所述輸出電流振幅信號(hào)的比，并且所述生物阻抗的相位可以被計(jì)算為所述輸出電流信號(hào)通過其引起所述輸入電壓信號(hào)的相位差。
[0046]生物阻抗信號(hào)還可以包括在超過單一 AC頻率下的輸出電流。所述輸出電流可以包括一組預(yù)定義的頻率和振幅，其中在全部頻率或所述頻率范圍的一部分下檢測(cè)所測(cè)量的電壓。
[0047]在另一個(gè)實(shí)施方案中，第一生物阻抗信號(hào)和第二生物阻抗信號(hào)可以包括在不同頻率下的輸出AC電流。例如，由定位在頭部的一側(cè)上的電極輸出的電流可以在一個(gè)頻率下，并且由定位在所述頭部的另一側(cè)上的電極輸出的電流可以在一個(gè)不同的頻率下?？梢栽谝粋€(gè)頻率、另一個(gè)頻率或這兩個(gè)頻率下通過合適的濾波和分析來檢測(cè)電壓。
[0048]在心動(dòng)周期 過程中，進(jìn)入或離開頭部并且更確切地說大腦的血流量可以導(dǎo)致由電極110測(cè)量的生物阻抗的周期性變化。生物阻抗變化可能與頭部和大腦中的血液含量相關(guān)。一般來說，因?yàn)楫?dāng)與頭部中發(fā)現(xiàn)的組織進(jìn)行比較時(shí)，血液具有相對(duì)低的阻抗，所以較高的血液含量導(dǎo)致較低的阻抗。進(jìn)入大腦組織中的血流量還可以改變大腦阻抗的頻率響應(yīng)。比較在不同頻率下的生物阻抗測(cè)量可以提供指示血流動(dòng)力學(xué)特征的另外信息。
[0049]示例性頭戴式聽筒120可以包括用于增大生物阻抗測(cè)量或用于執(zhí)行除生物阻抗測(cè)量之外的測(cè)量的另外裝置或元件，如另外一個(gè)傳感器或多個(gè)傳感器140。在一個(gè)實(shí)施方案中，另外傳感器140可以包括例如用于執(zhí)行與生物阻抗信號(hào)測(cè)量結(jié)合抑或替代生物阻抗信號(hào)測(cè)量的光體積描記(PPG)測(cè)量的發(fā)光二極管141和光檢測(cè)器142。示例性頭戴式聽筒120可以進(jìn)一步包括用于信號(hào)處理或其它應(yīng)用的各種電路170，并且可以包括將數(shù)據(jù)無線地傳輸至腦灌注監(jiān)測(cè)器130或至其它位置的能力。在另外實(shí)施方案中，腦灌注監(jiān)測(cè)器130可以與頭戴式聽筒120整合。雖然在圖1的實(shí)例中示出，但是可以省略另外傳感器140和電路170。
[0050]示例性頭戴式聽筒120可以包括用于將電極110連接、圍繞并且固定至患者的頭部的各種裝置。例如，頭戴式聽筒120可以包括經(jīng)過連接來形成環(huán)繞所述患者的頭部的環(huán)或帶的兩個(gè)或更多個(gè)單獨(dú)的部分。任何這些方面，包括帶、緊固件、電極夾持器、接線、鉤與環(huán)連接器帶、卡扣、按鈕、卡環(huán)等均可以為可調(diào)整的，以便配合患者的頭部。示例性頭戴式聽筒120的部分可以是大致上柔性的，并且示例性頭戴式聽筒120的部分可以是大致上非柔性的。舉例來說，示例性裝置120的包括電極的部分可以是大致上非柔性的以便除其它事項(xiàng)之外，將電極110大致上固定在所述患者的頭部上的特定解剖學(xué)位置中。另外或作為替代，其它部分，如將示例性頭戴式聽筒120夾持至患者的頭部的帶或連接器，可以是大致上柔性的、彈性的和/或合體的。 [0051]示例性頭戴式聽筒120的任何部分可以進(jìn)行專門地設(shè)計(jì)、成形或精巧制作以便配合所述患者的解剖的特定或具體部分。例如，可以精巧制作示例性頭戴式聽筒120的部分以便配合接近、圍繞或鄰近患者的耳朵。示例性頭戴式聽筒120的部分可以進(jìn)行專門地設(shè)計(jì)、成形或精巧制作以便配合太陽穴、前額和/或?qū)㈦姌O110定位在特定解剖或其它位置中。示例性頭戴式聽筒120的部分可以進(jìn)行成形以使得電極110 (或其它所包括的測(cè)量裝置)出現(xiàn)在用于檢測(cè)患者的頭部或大腦中的血流量的特征的特定位置中。所述血流量的實(shí)例可以出現(xiàn)在本文所論述的任何血管中，尤其是將血液提供至頭部和/或大腦的動(dòng)脈和脈管系統(tǒng)，而不管血管是否處于大腦中或是否給大腦供血。
[0052]示例性頭戴式聽筒120可以包括適合用于改善患者的舒適度和/或與患者的粘附的結(jié)構(gòu)。例如示例性頭戴式聽筒120可以在所述裝置中包括允許患者的皮膚透氣的孔。示例性頭戴式聽筒120可以進(jìn)一步包括填料、墊子、穩(wěn)定器、皮毛、泡沫氈或用于增加患者舒適度的任何其它材料。
[0053]如上所述，示例性頭戴式聽筒120除用于測(cè)量生物阻抗的電或包括電極的裝置之外或作為用于測(cè)量生物阻抗的電或包括電極的裝置的替代，可以包括一個(gè)或多個(gè)另外傳感器140。例如，另外傳感器140可以包括被配置來從患者的區(qū)域獲得PPG數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)組件。另外傳感器140可以包括任何其它合適的裝置，并且不限于圖1中所示的單個(gè)傳感器。另外傳感器140的其它實(shí)例包括用于測(cè)量局部溫度的裝置(例如，熱電偶、溫度計(jì)等)和/或用于執(zhí)行其它生物測(cè)量的裝置。
[0054]示例性頭戴式聽筒120可以包括任何合適形式的通信機(jī)構(gòu)或裝置。例如，頭戴式聽筒120可以被配置來將數(shù)據(jù)、指令、信號(hào)或其它信息無線地傳送或接收至另一設(shè)備、分析裝置和/或計(jì)算機(jī)。合適的無線通信方法可包括射頻、微波以及光通信，并且可包括標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議如藍(lán)牙、WiFi等。除這些配置之外或作為其替代，示例性頭戴式聽筒120可以進(jìn)一步包括導(dǎo)線、連接器或被配置來將數(shù)據(jù)、指令、信號(hào)或其它信息傳送或接收至另一設(shè)備、分析裝置和/或計(jì)算機(jī)的其它導(dǎo)管。示例性頭戴式聽筒120可以進(jìn)一步包括任何合適類型的連接器或連接能力。所述合適類型的連接器或連接能力可以包括任何標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)連接(例如，通用串行總線連接、火線連接、以太網(wǎng)或允許數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜魏纹渌B接)。所述合適類型的連接器或連接能力可以進(jìn)一步或可選地包括被配置用于示例性裝置100或被配置用于其它裝置和應(yīng)用的專門化的端口或連接器。
[0055]圖2提供腦脈管系統(tǒng)200的主要特征的圖形表示。圖2中的腦脈管系統(tǒng)是從大腦的下方觀察的，其中所述頁面的頂部表示受試者的前面。供給至大腦201的血液來自穿過頸部的四條主動(dòng)脈。較大的兩個(gè)是頸部的前面部分中的右頸內(nèi)動(dòng)脈和左頸內(nèi)動(dòng)脈(ICA)210。椎動(dòng)脈(VA) 220位于頸部的后面并且接合形成基底動(dòng)脈(BA) 230。所述內(nèi)頸動(dòng)脈和所述基底動(dòng)脈由后交通動(dòng)脈(未示出)和前交通動(dòng)脈(未示出)連接形成動(dòng)脈環(huán)(cow)。在理想的患者體內(nèi)，所述cow是即使當(dāng)所述供血?jiǎng)用}中的一個(gè)或多個(gè)被阻塞時(shí)也允許血液供給至大腦201的連接的動(dòng)脈的網(wǎng)絡(luò)。[0056]將血液供給至大腦201的主動(dòng)脈是腦中動(dòng)脈(MCA) 240、腦前動(dòng)脈(ACA) 250以及腦后動(dòng)脈(PCA)260。當(dāng)診斷減少的血流量流至大腦201的部分時(shí)，MCA240可能是一個(gè)目標(biāo)區(qū)域。MCA240是對(duì)最大大腦區(qū)域的唯一血液供給一約每個(gè)大腦半球的三分之二。 [0057]可以放置示例性頭戴式聽筒120的電極以使得信號(hào)通路在一定程度上與MCA240或其它動(dòng)脈重合、交叉或交互。例如，電極110可以被定位來跨越MCA240，這樣使得MCA240在解剖頭部并且延伸穿過每個(gè)電極的一對(duì)平面之間行進(jìn)。因此，如阻抗的信號(hào)特性的測(cè)量可以指示和/或與MCA240或其它動(dòng)脈中的血流量相關(guān)。例如由頭戴式聽筒120的特定配置協(xié)助的將特定電極110放置在所述患者的太陽穴中或周圍可以使包括信息，特別是關(guān)于MCA240中的血流量的信息的信號(hào)能夠產(chǎn)生。所述電極可以例如相距70mm至90mm。所述電極還可以定位于頭部上的特定位置處。例如，可以將電極的第一對(duì)111和112安排在前額上發(fā)線下，并且第二對(duì)113和114安排在耳朵之上耳垂的上部之下。在這些位置中，可以直接地將電極放置在裸露皮膚上而不是頭發(fā)上，并且可以實(shí)現(xiàn)比放置在頭皮的毛狀區(qū)域上更好的電接觸和更好的粘附，盡管本發(fā)明可以結(jié)合放置在其它位置(包括頭皮)中的電極使用。還可以遠(yuǎn)離外部面動(dòng)脈并且遠(yuǎn)離像眼肌的廣泛肌群放置所述電極。
[0058]圖3提供受試者的大腦201中的示例性生物阻抗信號(hào)通路310的圖形表示。示例性配置示出通過右大腦半球和左大腦半球中的每個(gè)的多個(gè)信號(hào)通路310。所述多個(gè)信號(hào)通路在經(jīng)由頭戴式聽筒120固定至受試者的頭部的電極110之間延伸。信號(hào)通路310的阻抗可能受沿所述通路的血液的存在或不存在影響，因?yàn)檠壕哂邢鄬?duì)低的阻抗。信號(hào)通路310中的至少一些可以與大腦脈管系統(tǒng)重合。因此可以測(cè)量指示大腦201的血管中的血流動(dòng)力學(xué)特征(如血容量)的信號(hào)特性。生物阻抗的變化因此可以指示大腦201中的血流量的變化。圖3中所描繪的信號(hào)通路310僅表示可能存在于信號(hào)通路310的一般區(qū)域中的無限數(shù)量通路中的少數(shù)。
[0059]在與本公開一致的一些實(shí)施方案中，表征至少一個(gè)顱生物阻抗測(cè)量的至少一個(gè)信號(hào)可以包括至少兩個(gè)生物阻抗信號(hào)，每個(gè)均與受試者的大腦的不同半球相關(guān)。如本文所使用，與受試者的大腦的特定半球相關(guān)的生物阻抗信號(hào)可以包括指示所述生物阻抗信號(hào)與其相關(guān)的大腦的所述側(cè)的阻抗特征的生物阻抗信號(hào)。與受試者的大腦的特定側(cè)相關(guān)的生物阻抗信號(hào)可以經(jīng)由電極或類似物從所述受試者的頭部的同一側(cè)獲得，或者可以從所述受試者的頭部的相反側(cè)獲得。與受試者的大腦的特定側(cè)相關(guān)的生物阻抗信號(hào)還可以從其它位置獲得，如例如頸動(dòng)脈定位于其的受試者的頸部上的位置。
[0060]根據(jù)與本公開一致的實(shí)施方案，表征至少一個(gè)顱生物阻抗測(cè)量的至少一個(gè)信號(hào)可以包括與受試者的大腦的第一半球相關(guān)的第一信號(hào)和與受試者的大腦的第二半球相關(guān)的第二信號(hào)。可以參見圖4解釋與受試者的大腦的第一半球和第二半球相關(guān)的第一生物阻抗信號(hào)和第二生物阻抗信號(hào)的示例性表示。
[0061]圖4提供從如裝置100的腦血流動(dòng)力學(xué)測(cè)量裝置獲得的示例性生物阻抗信號(hào)401、402的圖形表示。所示的生物阻抗信號(hào)401、402分別示出如使用示例性裝置100所測(cè)量的相對(duì)健康的患者的右大腦半球和左大腦半球的阻抗振幅的周期性變化。因此，信號(hào)401和信號(hào)402為與受試者的大腦的第一半球和第二半球相關(guān)的第一生物阻抗信號(hào)和第二生物阻抗信號(hào)的實(shí)例。
[0062]與本公開的實(shí)施方案一致，兩個(gè)生物阻抗信號(hào)可以彼此同步。如本文所使用，同步可以例如相對(duì)于共用基準(zhǔn)時(shí)幀進(jìn)行，其中所述基準(zhǔn)時(shí)幀中的信號(hào)與其實(shí)際出現(xiàn)相比較彼此相差不超過特定時(shí)間量。例如，從不同源獲得的兩個(gè)信號(hào)可以同時(shí)反映相同事件。然而，由于設(shè)備、信號(hào)處理或其它限制，其內(nèi)記錄這些信號(hào)的時(shí)幀可能不同。因此，所述事件可能似乎在一個(gè)時(shí)間處出現(xiàn)于第一信號(hào)中并且在一個(gè)不同時(shí)間處出現(xiàn)于第二信號(hào)中。通過使所述信號(hào)彼此同步至特定時(shí)間量內(nèi)，然后可以觀察到所述信號(hào)在共用基準(zhǔn)時(shí)幀中。在所述共用基準(zhǔn)時(shí)幀中，由這兩個(gè)信號(hào)同時(shí)記錄的事件的出現(xiàn)在所述第一信號(hào)與所述第二信號(hào)之間可能不會(huì)相差超過特定時(shí)間量。
[0063]同步可以發(fā)生例如在獨(dú)立的標(biāo)度上，或可以參考生物學(xué)標(biāo)度發(fā)生。生物學(xué)標(biāo)度的一個(gè)實(shí)例可以由ECG定義。確切地說，來自相反的大腦半球的生物阻抗波形信號(hào)(或其部分)的定時(shí)可以同步至由ECG定義的標(biāo)度。在一個(gè)實(shí)施方案中，這個(gè)同步可發(fā)生至40ms內(nèi)?？梢允褂门c本發(fā)明一致的更長的同步方案，也可以使用更短的方案。例如，可以對(duì)信號(hào)執(zhí)行彼此同步至幾毫秒內(nèi)。定時(shí)同步的非限制性實(shí)例可以包括同步至約40ms、約30ms、約20ms、約10ms以及約5ms內(nèi)。在其它實(shí)施方案中，可以使所述波形彼此同步至5ms內(nèi)或至幾分之幾毫秒內(nèi)，例如像至0.lms或更少內(nèi)。這種同步分析可以在正收集生物阻抗信號(hào)波形時(shí)執(zhí)行或者可以在存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器(例如，外部或計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器)中的所記錄的生物阻抗信號(hào)波形上執(zhí)行?？梢酝ㄟ^各者裝置使信號(hào)彼此同步，包括使用定時(shí)設(shè)備和信號(hào)內(nèi)的基準(zhǔn)特征。
[0064]在另一個(gè)實(shí)施方案中，在獨(dú)立的時(shí)間標(biāo)度上對(duì)兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行同步，而不使用ECG信號(hào)。例如可以使用包括于精確定時(shí)設(shè)備內(nèi)的至少一個(gè)處理器對(duì)右大腦半球和左大腦半球的波形進(jìn)行同步，這樣使得同時(shí)地或以已知時(shí)間關(guān)系從這兩個(gè)半球提取數(shù)據(jù)。例如，波形可以被同步至幾毫秒內(nèi)以使得如峰值開始的特征例如可以是相關(guān)的。或者或除基于設(shè)備的同步之外，可以基于所述波形中的特征對(duì)信號(hào)進(jìn)行同步。通?？梢栽趶拿總€(gè)大腦半球提取的波形中檢測(cè)心臟電信號(hào)的特征。例如，可以從平行于來自每個(gè)半球的生物阻抗信號(hào)波形測(cè)量的ECG信號(hào)來檢測(cè)心臟R波，即在心跳之前的電信號(hào)。因此，例如可以使用ECG波形中的R波開始的檢測(cè)或鑒別來 對(duì)來自不同半球的波形進(jìn)行同步。例如，還可以使用心動(dòng)周期的任何其它部分的檢測(cè)或鑒別來對(duì)來自不同半球的波形進(jìn)行同步。這種同步分析可以在正收集生物阻抗信號(hào)波形時(shí)執(zhí)行(例如，實(shí)時(shí)地)或者在存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中的所記錄的生物阻抗信號(hào)波形上執(zhí)行(例如，非實(shí)時(shí)地)。
[0065]通過確定從右半球和左半球接收的信號(hào)的特征之間的定時(shí)延遲，可以提供關(guān)于腦血流動(dòng)力學(xué)特征的不同信息。這類定時(shí)延遲可以是在整個(gè)生物阻抗波形或波形的僅一部分之間。例如，延遲可以針對(duì)波形的具體特征或針對(duì)其各種組合檢驗(yàn)。在一些實(shí)施方案中，延遲可只在它們通過具體閾值時(shí)被認(rèn)為是顯著的。在一些狀況下，如與較短的延遲相比，較大的延遲可能指示加重的狀況。此外，在延遲的持續(xù)時(shí)間中隨時(shí)間推移的變化可指示改善的或惡化的狀況。在一些實(shí)施方案中，可以監(jiān)測(cè)定時(shí)延遲隨時(shí)間的推移的變化。在治療期內(nèi)延遲的下降可指示所述患者的腦血管狀況正在改善，而延遲的增加可能指示患者的狀況正在惡化。
[0066]對(duì)信號(hào)進(jìn)行同步還可以允許當(dāng)比較信號(hào)時(shí)由心率變動(dòng)引起的效應(yīng)的減少。心率的變化導(dǎo)致心動(dòng)周期的長度的變化。因此，信號(hào)中的對(duì)應(yīng)特征的定時(shí)可由于心率變動(dòng)而變化。因此，分析不同步的波形內(nèi)的特征的定時(shí)可受心率的變動(dòng)影響。確定兩個(gè)同步的信號(hào)之間的差異可以因此減少心率變動(dòng)的效應(yīng)。[0067]根據(jù)本公開的一些實(shí)施方案，所述至少一個(gè)處理器可以被配置來使所述至少一個(gè)信號(hào)與心波的定時(shí)相關(guān)。至少一個(gè)信號(hào)可以基于信號(hào)波形抑或心波形內(nèi)的任何特征與心波的定時(shí)相關(guān)。使信號(hào)與心波的定時(shí)相關(guān)可以涉及使信號(hào)的特征與心波的特征相關(guān)。 [0068]可以參看圖4描述用于使信號(hào)與心波的定時(shí)相關(guān)的示例性方法。如在圖4中所示，生物阻抗振幅對(duì)于左大腦半球和右大腦半球兩者都可以展現(xiàn)出周期性循環(huán)。振幅中的這個(gè)變化的周期大約是心動(dòng)周期的周期。在圖4中，y軸標(biāo)度與阻抗振幅呈負(fù)相關(guān)。也就是說，阻抗振幅的高值是通過如圖4中所示的信號(hào)中的低值來反映的。更確切地說，每個(gè)心動(dòng)周期以阻抗的減少開始，所述阻抗的減少對(duì)應(yīng)于圖4中所示的信號(hào)峰值中所反映的血流量的迅速增加。在圖4中的每個(gè)心動(dòng)周期中所示的極大值(即，所述信號(hào)峰值)指示對(duì)應(yīng)于最大血流量的阻抗極小值。這個(gè)最大血流量可以緊跟著心室收縮，即強(qiáng)迫血液通過血管系統(tǒng)的心臟收縮。進(jìn)而，心室收縮可以在心臟ECG的R波中反應(yīng)。心臟R波和生物阻抗信號(hào)波形極大值可以因此為相關(guān)事件。因此，處理器可以被配置來鑒別這個(gè)關(guān)系并且使信號(hào)與心波的定時(shí)相關(guān)。信號(hào)抑或心波的任何部分可以用于相關(guān)。
[0069]雖然圖4示出生物阻抗信號(hào)波形的振幅的變化，但還可以從生物阻抗信號(hào)波形的相位角獲得信息。生物阻抗信號(hào)波形的振幅和相位可能受到受試者的電阻抗的電阻分量和電抗分量兩者的影響。通常，受試者的電阻抗的電抗分量可能產(chǎn)生所測(cè)量的生物阻抗信號(hào)中的相位差。因此，單獨(dú)地或組合地分析的生物阻抗信號(hào)的振幅和相位兩者可以指示腦血流動(dòng)力學(xué)特征。
[0070]使信號(hào)與心波的定時(shí)相關(guān)還(或可選地)可以包括通過比較所述至少一個(gè)信號(hào)和先前與心動(dòng)周期相關(guān)的已知信號(hào)的部分來檢測(cè)所述至少一個(gè)信號(hào)的定時(shí)與心動(dòng)周期的重合。在這個(gè)實(shí)施方案中，先前與心動(dòng)周期相關(guān)的已知信號(hào)可以提供關(guān)于心動(dòng)周期內(nèi)和信號(hào)內(nèi)的各種特征的關(guān)系的信息。舉例來說，先前的相關(guān)性可以提供關(guān)于表示心室收縮的心臟R波與表示最大血流量的生物阻抗振幅極小值之間的定時(shí)延遲的信息?？梢詫⑿碌纳镒杩剐盘?hào)的一部分與已知的、先前相關(guān)的生物阻抗信號(hào)的對(duì)應(yīng)部分進(jìn)行比較，以便檢測(cè)所述新的生物阻抗信號(hào)與新的心動(dòng)周期之間的對(duì)應(yīng)的定時(shí)延遲。
[0071]使至少一個(gè)信號(hào)與心波的定時(shí)相關(guān)可以進(jìn)一步(或可選地)包括對(duì)所述至少一個(gè)信號(hào)與同時(shí)的心動(dòng)周期的定時(shí)進(jìn)行同步?？梢杂美鐪y(cè)量設(shè)備來執(zhí)行這類同步，從而確保用針對(duì)表示心動(dòng)周期(例如ECG信號(hào))的另一個(gè)信號(hào)的共用基準(zhǔn)時(shí)幀獲得所述至少一個(gè)信號(hào)。這類同步還可以通過分析所述至少一個(gè)信號(hào)和表示周期的另一個(gè)信號(hào)而執(zhí)行。所述信號(hào)可以通過使用作為共用事件的任何部分的心動(dòng)周期來進(jìn)行同步。在這個(gè)實(shí)例中，可以在信號(hào)中同時(shí)檢測(cè)心動(dòng)周期的一部分。然后可以參考所述心動(dòng)周期的那一部分對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行同步。表征生物阻抗測(cè)量的信號(hào)與心動(dòng)周期之間的定時(shí)同步的非限制性實(shí)例可以包括同步至約40ms、約30ms、約20ms、約10ms以及約5ms內(nèi)。在其它實(shí)施方案中，可以使所述波形彼此同步至5ms內(nèi)或至幾分之幾毫秒內(nèi)，例如像至0.lms或更少內(nèi)。在與本公開一致的一些實(shí)施方案中，可以參考心臟R波對(duì)信號(hào)進(jìn)行同步。
[0072]根據(jù)一些實(shí)施方案，至少一個(gè)處理器可以被配置來分析在由心波定義的時(shí)間段期間的至少一個(gè)信號(hào)，以確定在所述時(shí)間段期間在所述至少一個(gè)信號(hào)中至少一個(gè)預(yù)期特征的程度。
[0073]心波可以定義時(shí)間段，在所述時(shí)間段內(nèi)分析至少一個(gè)信號(hào)。圖5提供表示心波的示例性ECG信號(hào)的圖形表示。在圖5中示出的是P波510、Q波511、R波512、S波513、T波514以及U波515。如前所述，如生物阻抗信號(hào)波形的信號(hào)波形的周期可以大約對(duì)應(yīng)于心動(dòng)周期。因此所述信號(hào)可以與心動(dòng)周期的定時(shí)相關(guān)。心動(dòng)周期的任何特征，如Ρ波510、Q波511、R波512、S波513、Τ波514以及U波515可以用來作為定義時(shí)間段的參考點(diǎn)。例如，時(shí)間段可以由第一心動(dòng)周期的R波512峰值和第二心動(dòng)周期的R波512峰值定義。第一心動(dòng)周期之后可以接著是第二心動(dòng)周期，從而使得時(shí)間段為心動(dòng)周期的長度，如在所示的示例性時(shí)間段516中。第一心動(dòng)周期之后接著可以不是第二心動(dòng)周期，從而使得時(shí)間段為兩個(gè)或更多個(gè)心動(dòng)周期的長度。時(shí)間段還可以由第一心動(dòng)周期和第二心動(dòng)周期中的不同波，例如由第一心動(dòng)周期中的Ρ波和第二心動(dòng)周期中的R波定義。時(shí)間段還可以比例如由作為單獨(dú)心動(dòng)周期內(nèi)的參考點(diǎn)的Q波511和S波513定義的單個(gè)心動(dòng)周期的長度要短?？梢曰谏頎顩r確定或動(dòng)態(tài)地確定用于分析的時(shí)間段。在一些實(shí)施方案中，兩個(gè)或更多個(gè)時(shí)間段可以用于分析。并且在一些實(shí)施方案中，兩個(gè)或更多個(gè)信號(hào)的部分可以在這個(gè)時(shí)間段或這些時(shí)間段期間進(jìn)行分析。
[0074]生物阻抗信號(hào)的預(yù)期特征可以包括波形內(nèi)的任何可檢測(cè)的特征，所述波形可以被檢測(cè)并且分析。預(yù)期特征還可以包括預(yù)料的波形特征，處理器被配置來查看所述波形特征。預(yù)期特征可以是通過波形的目視觀測(cè)可檢測(cè)的，或可以是僅通過波形的數(shù)學(xué)分析可檢測(cè)的。預(yù)期特征可以由如最大振幅的波形的單個(gè)方面定義，或可以由如相對(duì)峰值高度的波形的多個(gè)方面之間的關(guān)系定義。生物阻抗信號(hào)波形可以全部地或部分地通過預(yù)期特征表征。
[0075]預(yù)期特征的實(shí)例可以包括局部或全局極大值和極小值(即，峰值和谷值)、拐點(diǎn)、相對(duì)極大值高度、相對(duì)極小值深度、特征的寬度、特征的定時(shí)、特征的延遲、極大值的高度和寬度比、極小值的深度和寬度比、在極大值和極小值處的曲率以及極大值和極小值的任何其它方面的比。預(yù)期特征可以進(jìn)一步包括波形的頻譜方面，包括功率譜和相位角。其它預(yù)期特征可以包括在多個(gè)窗 口或多個(gè)范圍上的平均波形振幅或波形斜率。此外，多變量分析可以用于定義預(yù)期特征，所述預(yù)期特征包括幾個(gè)極大值、極小值的方面，和/或波形的任何其它方面(例如，背景振幅、噪聲、在一定間隔內(nèi)的振幅等)。本文所描述的預(yù)期特征僅是出于示例性目的，并且不意欲限制所公開的方法和系統(tǒng)的任何實(shí)施方案。
[0076]在與本公開一致的一些實(shí)施方案中，生物阻抗波形的預(yù)期特征可以包括第一峰值、第二峰值、第三峰值、第一極小值、第二極小值以及第三極小值中的任何一個(gè)。如本文所使用，所述第一、第二以及第三峰值可以包括信號(hào)波形內(nèi)的局部極大值，并且所述第一、第二以及第三極小值可以包括信號(hào)波形內(nèi)的局部極小值。這些峰值和極小值可以是例如周期性重復(fù)波形的單個(gè)周期內(nèi)的局部極大值和極小值。所述峰值和極小值還可以包括例如在兩個(gè)或更多個(gè)信號(hào)周期上平均的波形內(nèi)的局部極大值和極小值。峰值和極小值還可以包括例如在時(shí)間間隔中針對(duì)特定心率(如最常見的心率)確定的波形內(nèi)的局部極大值和極小值。如本文所使用，峰值和極小值可以對(duì)應(yīng)于絕對(duì)高點(diǎn)和低點(diǎn)，或可以指示出現(xiàn)高點(diǎn)或低點(diǎn)的區(qū)域?？梢詤⒖磮D6進(jìn)一步描述示例性預(yù)期特征。
[0077]圖6提供由單個(gè)心動(dòng)周期定義的生物阻抗信號(hào)波形時(shí)間段610的一些示例性預(yù)期特征的圖形表示。波形時(shí)間段610對(duì)應(yīng)于心動(dòng)周期，并且波形中的預(yù)期特征可以對(duì)應(yīng)于心動(dòng)周期中的單個(gè)事件。例如，第一峰值Ρ1，611可以對(duì)應(yīng)于主動(dòng)脈瓣開放之后的血流量的初始上升，其可以對(duì)應(yīng)于極小值Μ0，621。第二峰值Ρ2，612可以對(duì)應(yīng)于心動(dòng)周期的收縮期結(jié)束期間的血流量的第二次上升，其可以對(duì)應(yīng)于極小值Ml，622。極小值M2，623可以對(duì)應(yīng)于所述主動(dòng)脈瓣關(guān)閉時(shí)血流量的下降。最后峰值P3，613可以對(duì)應(yīng)于在心動(dòng)周期結(jié)束時(shí)舒張期期間連續(xù)下降之前的血流量的最后增加。僅出于論述的目的，圖6中所示的預(yù)期特征僅是可以在生物阻抗波形中檢測(cè)的預(yù)期特征的一些實(shí)例。此外，預(yù)期特征無需局限于單個(gè)波形周期。生物阻抗信號(hào)的預(yù)期特征可以例如通過分析來自不同周期的多個(gè)對(duì)應(yīng)極大值的平均振幅來確定。
[0078]此外，雖然圖6示出通過振幅表征的生物阻抗信號(hào)波形，但本文所描述的方法和結(jié)構(gòu)可以用于確定生物阻抗信號(hào)波形的其它方面的信號(hào)特征，例如通過相位角波形表征的那些。生物阻抗信號(hào)的相位角方面可能與生物阻抗信號(hào)的振幅方面不同地響應(yīng)，因?yàn)橄辔唤亲兓瘜?duì)應(yīng)于生物阻抗信號(hào)的電抗分量的變化。生物阻抗信號(hào)波形的相位角方面的分析可以提供關(guān)于血流動(dòng)力學(xué)特征的另外或不同的信息?？梢韵鄬?duì)于振幅波形使用本文所描述的任何方法并且通過本領(lǐng)域已知的任何另外方法來分析相位角波形。生物阻抗信號(hào)的相位角波形可以通過它們本身進(jìn)行分析，和/或可以與其它生物阻抗信號(hào)方面相比較或相結(jié)合來進(jìn)行分析。 [0079]圖7a和圖7b提供在多個(gè)心動(dòng)周期上的生物阻抗信號(hào)波形的示例性振幅與相位角方面之間的比較的圖形表示。在一些狀況下，如在圖7a中所示，相位角波形可以顯示出與同時(shí)獲得的振幅波形類似的特征。例如，在圖7a中，分別從頭部的左(以黑色示出)側(cè)和右(以灰色示出)側(cè)獲得的相位角波形713、714之間的延遲與分別從頭部的左(以黑色示出)側(cè)和右(以灰色示出)側(cè)獲得的振幅波形711、712之間的延遲類似。生物阻抗信號(hào)波形的相位角與振幅方面之間的信號(hào)特征中的類似性可以提供用于診斷動(dòng)脈閉塞的變化的另外信息。
[0080]相位角波形還可以顯示出與同時(shí)獲得的振幅波形相比不同的特征，如例如在圖7b中所示。在圖7b中，分別從頭部的左(以黑色示出)側(cè)和右(以灰色示出)側(cè)獲得的相位角波形723、724與分別從頭部的左(以黑色示出)側(cè)和右(以灰色示出)側(cè)獲得的振幅波形721、722相比展示出頭部的左側(cè)和右側(cè)之間的較大的不對(duì)稱性。與頭部的右側(cè)相關(guān)聯(lián)的相位角波形724的峰值和與頭部的右側(cè)相關(guān)聯(lián)的相位角波形723的峰值相比是減少的。此外，相位角波形723顯示出從它的峰值的較陡峭的衰減。這些差異未出現(xiàn)在振幅波形721和722中。因此，生物阻抗信號(hào)的相位角和振幅波形的信號(hào)特征上的差異可以提供用于診斷動(dòng)脈閉塞的變化的另外信息。
[0081]可以通過任何類型的分析來檢測(cè)如在圖6中所示的預(yù)期特征。在一個(gè)實(shí)施方案中，可以通過查找所測(cè)量的波形中的拐點(diǎn)來檢測(cè)預(yù)期特征。在圖8中所示的另一個(gè)實(shí)施方案中，可以進(jìn)行脈沖分解分析。這類檢測(cè)分析可以使用至少一個(gè)處理器，如關(guān)于圖1所描述的至少一個(gè)處理器160來執(zhí)行。
[0082]圖8提供如由用于檢測(cè)生物阻抗信號(hào)中的預(yù)期特征的脈沖分解算法分解的生物阻抗信號(hào)波形周期810的圖形表示。如關(guān)于圖6所論述，一組預(yù)期特征可以包括第一、第二以及第三峰值P1611、P2612以及P3613和極小值M0621、M1622以及M2623，所述值可以如圖6中所示基于生物阻抗信號(hào)波形611中的拐點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。脈沖分解算法代表計(jì)算預(yù)期特征的一種替代方法。脈沖分解算法可以通過使用基函數(shù)的組合逼近生物阻抗信號(hào)來參數(shù)化生物阻抗信號(hào)。[0083]用于最佳擬合的基函數(shù)可以與生理脈沖波形函數(shù)相關(guān)，或可以具有與生理脈沖相似并且提供穩(wěn)定擬合參數(shù)的總體形狀。合適的基函數(shù)的一個(gè)實(shí)例是高斯函數(shù)。高斯基函數(shù)可以提供脈沖寬度和曲率的明確定義、穩(wěn)定的擬合算法以及高階導(dǎo)數(shù)的全面確定。利用高斯基函數(shù)的脈沖分解算法可以參看圖8如以下所描述地執(zhí)行。
[0084]圖8提供分別計(jì)算為對(duì)第二、第一以及第三峰值P2612、P1611以及P3613的最佳擬合的第一高斯821、第二高斯822以及第三高斯823的三個(gè)高斯基函數(shù)的圖形表示。使用ECG信號(hào)，可以將生物阻抗信號(hào)分成單個(gè)波形810，每個(gè)對(duì)應(yīng)于一個(gè)心動(dòng)周期。然后可以確定所述ECGR波脈沖之后的波形極小值。接著，可以確定所述極小值之后的波形全局極大值點(diǎn)。然后可以基于所述全局極大值與先前獲得的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的定時(shí)之間的對(duì)應(yīng)來確定所述波形全局極大值點(diǎn)是否表示第一、第二或第三峰值P1611、P2612或P3613。接著，如高斯的標(biāo)準(zhǔn)基函數(shù)可以用于使用來自先前獲得的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的定時(shí)和寬度限制來提供對(duì)接近所確定的全局極大值的單個(gè)波形的最佳擬合。在圖8中，第一高斯821與最高峰值P2612擬合。使用第二高斯822和第三高斯823，然后可以使用與剩余波形相同的基函數(shù)來確定對(duì)剩余兩個(gè)峰值的最佳擬合。
[0085]當(dāng)組合時(shí)，所述高斯基函數(shù)形成預(yù)期特征擬合曲線820，其逼近所述生物阻抗信號(hào)波形。如從示例性脈沖分解算法得到的界定預(yù)期特征擬合曲線820的分量基函數(shù)的參數(shù)可以用于表征所測(cè)量的生物阻抗信號(hào)中的每個(gè)心動(dòng)周期。
[0086]所測(cè)量的信號(hào)可以然后由包括每個(gè)心動(dòng)周期的預(yù)期特征擬合曲線820的平滑波形替代。這可能允許各種目標(biāo)點(diǎn)如極小值M0621、極小值M1622、極小值M2623以及在目標(biāo)點(diǎn)處的局部曲率的魯棒計(jì)算。計(jì)算機(jī)參數(shù)、相對(duì)振幅、定時(shí)對(duì)比ECG以及寬度可以用于表征波形。如所公開的示 例性脈沖分解算法的方法可以適用于檢測(cè)通過使用如拐點(diǎn)確定的其它技術(shù)難以或不可能檢測(cè)的預(yù)期特征。如在圖8中所示，峰值P1611、P2612以及P3613不與生物阻抗信號(hào)波形610的局部極大值重合，而與生物阻抗信號(hào)波形610的分量波形，即高斯821,822以及823的峰值重合。
[0087]另外示例性基函數(shù)可以包括廣義極值(GEV)分布函數(shù)。GEV函數(shù)可以與其它基函數(shù)(如高斯)結(jié)合使用或用作唯一基函數(shù)。例如，當(dāng)分解周期性生物阻抗信號(hào)時(shí)，高斯基函數(shù)可以用于擬合波形的收縮部分中的第一 P1611和第二 P2612峰值，并且GEV函數(shù)用于舒張部分上的P3613。這個(gè)選擇與使用用于P3613的高斯基函數(shù)相比可以給所述舒張部分更好的擬合，因?yàn)镚EV函數(shù)可能是不對(duì)稱的而所述高斯函數(shù)是對(duì)稱的。
[0088]所述生物阻抗信號(hào)波形的參數(shù)化還允許另外預(yù)期特征的收集和比較，包括初始參數(shù)的分布統(tǒng)計(jì)。例如，在中風(fēng)患者的一個(gè)半球上測(cè)量的P2612脈沖定時(shí)的分布可以表示一個(gè)預(yù)期特征，并且可以與由源自第二半球的P2612脈沖定時(shí)的分布所表示的預(yù)期特征進(jìn)行比較。
[0089]在一些實(shí)施方案中，分析信號(hào)可以包括基于至少一個(gè)預(yù)期特征與所述信號(hào)之間的相關(guān)性程度來使至少一個(gè)信號(hào)與預(yù)測(cè)擬合。使用對(duì)預(yù)期特征的分析(例如如以上所描述)可以做出關(guān)于未來信號(hào)波形的預(yù)測(cè)。也就是說，在沒有生理變化的情況下，例如可以預(yù)測(cè)生物阻抗信號(hào)波形來顯示未來的類似的預(yù)期特征。與這類預(yù)測(cè)的偏差可以指示生理變化，如腦血管事件。
[0090]可以對(duì)如圖6中所示的生物阻抗信號(hào)的預(yù)期特征進(jìn)行分析以便為生理大腦狀況的預(yù)測(cè)的變化，例如腦血流量變化提供信息。可以在一段時(shí)期內(nèi)連續(xù)地分析并且比較預(yù)期特征以便提供診斷信息。例如，可以連續(xù)地取樣生物阻抗信號(hào)波形數(shù)據(jù)以便針對(duì)不間斷的時(shí)間間隔內(nèi)的每個(gè)心動(dòng)周期計(jì)算預(yù)期特征?？梢詫碜员O(jiān)測(cè)所述不間斷的時(shí)間間隔的一部分的結(jié)果與來自監(jiān)測(cè)所述不間斷的時(shí)間間隔的另一部分的結(jié)果進(jìn)行比較。例如，可以在對(duì)患者執(zhí)行手術(shù)期間在整個(gè)不間斷的時(shí)間間隔中連續(xù)地監(jiān)測(cè)預(yù)期特征，以便診斷在所述手術(shù)期間出現(xiàn)的任何腦血流量變化?？梢詫⒃谒鍪中g(shù)期間在任意長度的任何一個(gè)時(shí)間間隔期間檢測(cè)的預(yù)期特征與在所述手術(shù)期間在任意長度的任何之后的時(shí)間間隔處檢測(cè)的預(yù)期特征進(jìn)行比較。
[0091]或者或另外地，還可以在非連續(xù)的時(shí)間段內(nèi)監(jiān)測(cè)并且比較預(yù)期特征以便預(yù)測(cè)，從而提供診斷信息。例如，可以在一個(gè)時(shí)間間隔期間監(jiān)測(cè)生物阻抗信號(hào)波形數(shù)據(jù)來用于與在不與所述第一時(shí)間間隔重疊或毗連的第二時(shí)間間隔期間監(jiān)測(cè)的生物阻抗信號(hào)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。例如，可以在第一時(shí)間測(cè)量患者的預(yù)期特征基線，例如在手術(shù)之前、在進(jìn)入醫(yī)院時(shí)、在日常診所就醫(yī)時(shí)或在當(dāng)基線測(cè)量是可能時(shí)的任何其它時(shí)間。然后可以將預(yù)期特征基線與在任何之后時(shí)間(例如，在手術(shù)過程中、在出院時(shí)、在另一日常診所就醫(yī)時(shí)等)所監(jiān)測(cè)的預(yù)期特征進(jìn)行比較。 [0092]在一些實(shí)施方案中，分析可以包括基于所指示的生理狀況關(guān)注預(yù)期特征周圍的時(shí)間段。當(dāng)分析指示生理狀況時(shí)，如動(dòng)脈閉塞或腦水腫，可以更緊密地分析可能與所述生理狀況相關(guān)聯(lián)的特定預(yù)期特征周圍的時(shí)間段。這類更緊密的分析可以產(chǎn)生關(guān)于生理狀況的另外信息。例如，關(guān)于MCA閉塞的更多信息可以從對(duì)第二峰值P2612的更緊密的分析產(chǎn)生。
[0093]與本公開一致，至少一個(gè)處理器可以被配置來基于至少一個(gè)信號(hào)中的至少一個(gè)預(yù)期特征的程度而輸出用于預(yù)測(cè)生理大腦狀況的信息。如本文所使用，“用于預(yù)測(cè)生理大腦狀況的信息”可以包括可以幫助醫(yī)師檢測(cè)、診斷、理解或預(yù)測(cè)生理大腦狀況的任何類型的信息。這類信息可以例如包括對(duì)生理大腦狀況的直接指示，或包括幫助診斷生理大腦狀況的信息。用于預(yù)測(cè)生理大腦狀況的信息可以包括關(guān)于所述狀況的位置和程度的特定信息，或可以包括指示狀況的變化的一般信息。例如，如先前所描述，從患者的頭部的相對(duì)側(cè)的生物阻抗相關(guān)的測(cè)量/計(jì)算上的不對(duì)稱可以是出于診斷目的輸出的信息。在一個(gè)實(shí)施方案中，不對(duì)稱的存在可以是唯一的信息輸出。在另一個(gè)實(shí)施方案中，不對(duì)稱的測(cè)量可包括于所述信息輸出中。在又一個(gè)實(shí)施方案中，信息輸出可以包括不對(duì)稱隨時(shí)間的推移而變化的指示器。
[0094]對(duì)醫(yī)學(xué)專業(yè)人士而言，所述輸出信息可能如存在顯著變化的指示器一樣簡單?；蛘呋蛄硗獾?，其可以包括表征例如以下各項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)的信息輸出:變動(dòng)幅值；變動(dòng)幅值隨時(shí)間的變化；以及可能指示生理大腦狀況、生理大腦狀況的程度或生理大腦狀況的程度的變化的任何其它數(shù)據(jù)。
[0095]用于預(yù)測(cè)生理大腦狀況的信息可以包括用于診斷缺血性中風(fēng)的存在的信息。動(dòng)脈閉塞的變化可能導(dǎo)致缺血性中風(fēng)，所述缺血性中風(fēng)是因動(dòng)脈阻塞引起的大腦的一部分未接收到充足血供給的腦病狀。在一些實(shí)施方案中，處理器可以被配置來基于缺血性中風(fēng)的存在而診斷出血性中風(fēng)的不存在。出血性中風(fēng)是因大腦中出血引起的大腦的一部分未接收到充足血供給的腦病狀。缺血性和出血性中風(fēng)的外在癥狀可能是類似的。顯示外在中風(fēng)癥狀的受試者體內(nèi)的缺血性中風(fēng)的存在可以指示出血性中風(fēng)的不存在。[0096]用于預(yù)測(cè)生理大腦狀況的信息可以是基于至少一個(gè)預(yù)期特征的程度的。如以上所描述，從受試者的頭部獲得的生物阻抗信號(hào)波形可以指示腦血流量。因此生物阻抗信號(hào)波形內(nèi)的預(yù)期特征的程度可以指示腦血流量，并且預(yù)期特征的程度的變化可以指示腦血流量的變化。分析腦血的變化可以提供用于預(yù)測(cè)生理大腦狀況的信息。例如，如果每個(gè)周期中的局部極大值(其對(duì)應(yīng)于阻抗極小值)的高度在第一時(shí)間段與第二時(shí)間段之間減少，那么這可以指示腦血流量的減少。
[0097]在一些實(shí)施方案中，處理器可以被配置來至少部分地基于與受試者的大腦的第一半球相關(guān)的第一信號(hào)的部分和與受試者的大腦的第二半球相關(guān)的第二信號(hào)的部分的比較來預(yù)測(cè)生理大腦狀況。第一信號(hào)的部分與第二信號(hào)的部分的比較可以包括在信號(hào)上執(zhí)行的任何類型的分析?？梢杂没镜乃阈g(shù)運(yùn)算，如加、減等來比較信號(hào)?？梢栽跁r(shí)域中比較信號(hào)。還可以使用任何合適的變換在頻域中比較所述信號(hào)?？梢詫⒁粋€(gè)信號(hào)的全部或一部分與另一個(gè)信號(hào)的全部或一部分進(jìn)行比較。例如，可以在它們整個(gè)上、通過更小區(qū)段和/或通過離散的點(diǎn)來比較所述信號(hào)。或者(或另外)，可以將一個(gè)或多個(gè)信號(hào)的部分與一個(gè)或多個(gè)其它信號(hào)的對(duì)應(yīng)或非對(duì)應(yīng)的部分進(jìn)行比較。此外，可以基于振幅、頻率以及相位角(如在任何長度的時(shí)間間隔下所測(cè)量)來比較信號(hào)。還可以基于信號(hào)的預(yù)期特征來比較信號(hào)。
[0098]這個(gè)比較可以為與受試者的大腦的不同半球相關(guān)的第一信號(hào)與第二信號(hào)之間的比較。源自大腦的相反側(cè)的生物阻抗信號(hào)反映相反的大腦半球中的血流量。因?yàn)橹酗L(fēng)通常是不對(duì)稱現(xiàn)象，比較從不同半球獲得的信號(hào)的預(yù)期特征可以給出關(guān)于受中風(fēng)影響的大腦的側(cè)的信息。來自兩個(gè)半球的如圖4中所示的那些的生物阻抗信號(hào)波形可以彼此進(jìn)行比較以便預(yù)測(cè)生理大腦狀況。例如在展現(xiàn)出腦血管事件的患者體內(nèi)，兩個(gè)生物阻抗信號(hào)波形將總體上展示出比圖4中針對(duì)健康患者所示的更大程度的相異度。
[0099]例如在圖9中所示的信號(hào)中，由虛線所示的左半球生物阻抗信號(hào)912與右半球生物阻抗信號(hào)911相比 較展示阻抗振幅的顯著減小的變化。另外，在左半球生物阻抗信號(hào)912中，峰值P2612似乎完全消失，并且剩余峰值P1611相對(duì)于右半球生物阻抗信號(hào)911的對(duì)應(yīng)峰值展現(xiàn)出定時(shí)延遲。減小的振幅和定時(shí)延遲兩者可以指示中風(fēng)。比較來自左半球和右半球的生物阻抗信號(hào)可以因此產(chǎn)生用于預(yù)測(cè)生理大腦狀況的信息。
[0100]根據(jù)本公開的另一個(gè)實(shí)施方案，所述處理器可以被進(jìn)一步配置來用腦血流量圖像信息對(duì)至少一個(gè)信號(hào)中的特征進(jìn)行校準(zhǔn)。腦血流量圖像信息可以包括關(guān)于腦血流量的任何類型的圖像信息。這類信息可以包括直接構(gòu)成腦血流量圖像，例如實(shí)際圖像的信息，并且可以包括描述腦血流量圖像的信息，例如從圖像獲得的對(duì)血流量的測(cè)量。腦血流量圖像信息可以由計(jì)算機(jī)或被分派任務(wù)來分析腦血流量圖像的類似物自動(dòng)地產(chǎn)生。這類信息還可以例如由基于腦血流量圖像提供診斷的醫(yī)師手動(dòng)地產(chǎn)生。任何合適的源均可以提供腦血流量信息，如磁共振成像(MRI)、經(jīng)顱多普勒超聲(TCD)或灌注計(jì)算機(jī)斷層攝影術(shù)(PCT)以及計(jì)算機(jī)斷層攝影血管造影術(shù)(CTA)。
[0101]由處理器接收的信號(hào)的特征可以經(jīng)過校準(zhǔn)來對(duì)應(yīng)于腦血流量信息。生物阻抗信號(hào)的特征可以與對(duì)應(yīng)于所述特征的腦血信息進(jìn)行比較并且相關(guān)。接著這類比較或相關(guān)性可以用于對(duì)來自生物阻抗信號(hào)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋、量化以及建模。例如，已經(jīng)通過MRI和CTA技術(shù)展示的如大腦中動(dòng)脈(MCA)240的主要腦血管的閉塞導(dǎo)致大腦201的這一部分中的延遲的或減少的血流量。從經(jīng)歷這類閉塞的患者獲得的生物阻抗信號(hào)波形可顯示與所述閉塞一致的信號(hào)特征。這些特征可以用詳述延遲的或減少的血流量的直接腦血流量圖像信息進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0102]以上描述描述了接收、相關(guān)以及分析信號(hào)波形的一些示例性方法。然而，替代實(shí)施方案可以利用執(zhí)行這些任務(wù)的其它方法。例如，在一些實(shí)施方案中，可以使用不同于峰值P1511、P2512以及P3513的預(yù)期特征。在一些實(shí)施方案中，可以使用用于預(yù)期特征檢測(cè)的替代脈沖分解方法。并且在一些實(shí)施方案中，可以使用預(yù)期特征檢測(cè)的替代方法。因此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)理解，存在用來基于預(yù)期特征的程度而分析信號(hào)的各種分析技術(shù)，并且本發(fā)明在其最廣泛意義上不限于任何特定技術(shù)。
[0103]在與本公開一致的實(shí)施方案中，提供了一種用于預(yù)測(cè)生理大腦狀況的方法。圖10是示出用于預(yù)測(cè)生理大腦狀況的示例性方法的步驟的流程圖。在步驟1001，可以接收表征至少一個(gè)顱生物阻抗測(cè)量的至少一個(gè)信號(hào)。所述信號(hào)可以例如通過適合地配置的處理器160來接收。在步驟1002處，可以使所述至少一個(gè)信號(hào)與心波的定時(shí)相關(guān)。處理器160可以被配置來執(zhí)行這個(gè)步驟。 [0104]在步驟1003，可以分析所述至少一個(gè)信號(hào)來確定信號(hào)的至少一個(gè)特征的程度。所述至少一個(gè)信號(hào)可以在由心波定義的時(shí)間段期間進(jìn)行分析，并且可以由合適配置的處理器160進(jìn)行分析。在步驟1004，分析步驟1003的結(jié)果可以用來基于至少一個(gè)信號(hào)中的至少一個(gè)預(yù)期特征的程度而輸出用于預(yù)測(cè)生理大腦狀況的信息。處理器160可以例如被配置來輸出所述信息。用于預(yù)測(cè)生理大腦狀況的另外方法可以包括任何和/或所有本文所公開的技術(shù)。
[0105]雖然許多以上實(shí)例是參看右半球和左半球的比較進(jìn)行描述的，但是應(yīng)理解，可以從受試者的頭部的不同位置進(jìn)行并且比較測(cè)量，并且本發(fā)明在其最廣泛意義上不要求比較的信號(hào)僅限于相反的半球。類似地，雖然本公開提供了生物阻抗信號(hào)的分析的實(shí)例，但是可以評(píng)估與本公開的廣泛原理一致的表征至少一個(gè)顱生物阻抗測(cè)量的任何信號(hào)。
[0106]此外，用于檢測(cè)、診斷以及監(jiān)測(cè)中風(fēng)和閉塞的本發(fā)明的實(shí)施方案的用途的公開僅是示例性的。在其最廣泛意義上，本發(fā)明可與使用本文所描述的原理可檢測(cè)的任何生理大腦狀況的檢測(cè)、診斷和/或治療結(jié)合使用。此外，應(yīng)理解的是，用于診斷受試者的大腦中動(dòng)脈閉塞的變化的本文所描述的方法和裝置可以被推廣以用于診斷任何起源，包括中風(fēng)、血管退化等的動(dòng)脈閉塞的變化。在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，替代實(shí)施方案對(duì)于本發(fā)明所屬于的領(lǐng)域的技術(shù)人員將變得顯而易見。因此，本發(fā)明的范圍是由所附權(quán)利要求書而不是以上描述定義。
【權(quán)利要求】
1.一種腦血流動(dòng)力學(xué)測(cè)量裝置，其包括:至少一個(gè)處理器，所述至少一個(gè)處理器被配置來:接收表征至少一個(gè)顱生物阻抗測(cè)量的至少一個(gè)信號(hào)；使所述至少一個(gè)信號(hào)與心波定時(shí)相關(guān)；分析在由所述心波定義的時(shí)間段期間的所述至少一個(gè)信號(hào)，以確定在所述時(shí)間段期間在所述至少一個(gè)信號(hào)中的至少一個(gè)預(yù)期特征的程度；以及輸出用來基于所述至少一個(gè)信號(hào)中的所述至少一個(gè)預(yù)期特征的所述程度預(yù)測(cè)生理大腦狀況的信息。
2.如權(quán)利要求1所述的腦血流動(dòng)力學(xué)測(cè)量裝置，其中所述至少一個(gè)信號(hào)包括至少兩個(gè)生物阻抗信號(hào)，每個(gè)均與受試者的大腦的不同半球相關(guān)，并且其中所述至少兩個(gè)生物阻抗信號(hào)彼此同步。
3.如權(quán)利要求1所述的腦血流動(dòng)力學(xué)測(cè)量裝置，其中所述至少一個(gè)預(yù)期特征與生物阻抗信號(hào)中的特征的高度、延遲、寬度以及定時(shí)中的至少一個(gè)相關(guān)。
4.如權(quán)利要求1所述的腦血流動(dòng)力學(xué)測(cè)量裝置，其中所述至少一個(gè)預(yù)期特征與生物阻抗信號(hào)中的第一峰值、第二峰值以及第三峰值中的至少一個(gè)相關(guān)。
5.如權(quán)利要求1所述的腦血流動(dòng)力學(xué)測(cè)量裝置，其中所述至少一個(gè)信號(hào)包括與受試者的大腦的第一半球相關(guān)的第一信號(hào)和與所述受試者的大腦的第二半球相關(guān)的第二信號(hào)，并且其中所述處理器被配置來至少部分地基于對(duì)所述第一信號(hào)的部分與所述第二信號(hào)的部分的比較預(yù)測(cè)生理大腦狀況。
6.如權(quán)利要求5所述的腦血流動(dòng)力學(xué)測(cè)量裝置，其中所述處理器被進(jìn)一步配置來分析在由所述心波定義的目標(biāo)預(yù)定時(shí)間段期間的所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)中的至少一個(gè)的部分。
7.如權(quán)利要求1所述的腦血流動(dòng)力學(xué)測(cè)量裝置，其中所述至少一個(gè)預(yù)期特征包括峰值位置、極小值位置、預(yù)料的峰值位置以及預(yù)料的極小值位置中的一個(gè)或多個(gè)。
8.如權(quán)利要求1所述的腦血流動(dòng)力學(xué)測(cè)量裝置，其中分析包括基于所述至少一個(gè)預(yù)期特征與所述至少一個(gè)信號(hào)之間的相關(guān)性程度來使所述至少一個(gè)信號(hào)與預(yù)測(cè)擬合。
9.如權(quán)利要求1所述的腦血流動(dòng)力學(xué)測(cè)量裝置，其中所述處理器被進(jìn)一步配置來用腦血流量圖像信息對(duì)所述至少一個(gè)信號(hào)中的特征進(jìn)行校準(zhǔn)。
10.如權(quán)利要求4所述的腦血流動(dòng)力學(xué)測(cè)量裝置，其中分析包括基于所指示的生理狀況關(guān)注預(yù)期特征周圍的時(shí)間段。
11.如權(quán)利要求1所述的腦血流動(dòng)力學(xué)測(cè)量裝置，其中相關(guān)包括對(duì)所述至少一個(gè)信號(hào)與同時(shí)心動(dòng)周期的定時(shí)進(jìn)行同步。
12.如權(quán)利要求1所述的腦血流動(dòng)力學(xué)測(cè)量裝置，其中相關(guān)包括通過比較所述至少一個(gè)信號(hào)和先前與心動(dòng)周期相關(guān)的已知信號(hào)的部分來檢測(cè)所述至少一個(gè)信號(hào)的定時(shí)與心動(dòng)周期的重合。
13.如權(quán)利要求1所述的腦血流動(dòng)力學(xué)測(cè)量裝置，其中所述心波包括ECG的任何重復(fù)的部分。
14.如權(quán)利要求1所述的腦血流動(dòng)力學(xué)測(cè)量裝置，其中所述心波為ECGR波。
15.如權(quán)利要求1所述的腦血流動(dòng)力學(xué)測(cè)量裝置，其中由所述心波定義的所述時(shí)間段包括至少兩個(gè)重復(fù)的心動(dòng)周期。
16.一種用于預(yù)測(cè)生理大腦狀況的方法，其包括:接收表征至少一個(gè)顱生物阻抗測(cè)量的至少一個(gè)信號(hào)；使所述至少一個(gè)信號(hào)與心波的定時(shí)相關(guān)；分析在由所述心波定義的時(shí)間段期間的所述至少一個(gè)信號(hào)，以確定在所述時(shí)間段期間在所述至少一個(gè)信號(hào)中的至少一個(gè)預(yù)期特征的程度；以及輸出用來基于所述至少一個(gè)信號(hào)中的所述至少一個(gè)預(yù)期特征的所述程度預(yù)測(cè)生理大腦狀況的信息。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述至少一個(gè)信號(hào)包括至少兩個(gè)信號(hào)，每個(gè)均表征與受試者的大腦的不同半球相關(guān)的生物阻抗測(cè)量，并且進(jìn)一步包括對(duì)所述至少兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行彼此同步。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述至少一個(gè)預(yù)期特征與生物阻抗信號(hào)中的特征的高度、延遲、寬度以及定時(shí)中的至少一個(gè)相關(guān)。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述至少一個(gè)預(yù)期特征與生物阻抗曲線中的第一峰值、第二峰值以及第三峰值中的至少一個(gè)相關(guān)。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述至少一個(gè)信號(hào)包括與受試者的大腦的第一半球相關(guān)的第一信號(hào)和與所 述受試者的大腦的第二半球相關(guān)的第二信號(hào)，并且其中所述處理器被配置來至少部分地基于對(duì)所述第一信號(hào)的部分與所述第二信號(hào)的部分的比較預(yù)測(cè)生理大腦狀況。
21.如權(quán)利要求20所述方法，其進(jìn)一步包括分析在由所述心波定義的目標(biāo)的預(yù)定時(shí)間段期間的所述第一信號(hào)或所述第二信號(hào)的部分。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述至少一個(gè)預(yù)期特征包括峰值位置、極小值位置、預(yù)料的峰值位置以及預(yù)料的極小值位置中的一個(gè)或多個(gè)。
23.如權(quán)利要求16所述的方法，其中分析進(jìn)一步包括基于所述至少一個(gè)預(yù)期特征與所述至少一個(gè)信號(hào)之間的相關(guān)性程度來使所述至少一個(gè)信號(hào)與預(yù)測(cè)擬合。
24.如權(quán)利要求16所述的方法，其進(jìn)一步包括用腦血流量圖像信息對(duì)所述至少一個(gè)信號(hào)中的特征進(jìn)行校準(zhǔn)。
25.如權(quán)利要求16所述的方法，其中分析進(jìn)一步包括基于所指示的生理狀況關(guān)注預(yù)期特征周圍的至少一個(gè)時(shí)間段。
26.如權(quán)利要求16所述的方法，其中相關(guān)進(jìn)一步包括對(duì)所述至少一個(gè)信號(hào)與同時(shí)心動(dòng)周期的定時(shí)進(jìn)行同步。
27.如權(quán)利要求16所述的方法，其中相關(guān)進(jìn)一步包括通過比較所述至少一個(gè)信號(hào)和先前與心動(dòng)周期相關(guān)的已知信號(hào)的部分來檢測(cè)所述至少一個(gè)信號(hào)的定時(shí)與心動(dòng)周期的重合。
28.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述心波包括ECG的任何重復(fù)的部分。
29.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述心波為ECGR波。
30.如權(quán)利要求16所述的方法，其中由所述心波定義的所述時(shí)間段包括至少兩個(gè)重復(fù)的心動(dòng)周期。
【文檔編號(hào)】A61B5/0205GK103635132SQ201280014244
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年2月8日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月9日
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