具有多层反馈控制单元的特定于患者的远程缺血预适应系统
阅读：579发布：2023-02-25
专利汇可以提供具有多层反馈控制单元的特定于患者的远程缺血预适应系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本技术涉及一种远程缺血预适应系统，其具有： 袖带 ，该袖带构造成围绕受试者的肢收缩； 致动器 ，该致动器连接至袖带，该致动器在被致动时使袖带围绕受试者的肢收缩； 控制器 ，该控制器控制致动器以根据 治疗 方案 进行操作，该治疗方案包括使袖带围绕受试者的肢收缩和释放的多个治疗循环；第一 传感器 ，该第一传感器用于测量肢的血液中的 氧 饱和度 水 平；第二传感器，该第二传感器用于测量肢中的 脉搏 特性；以及反馈控制单元，该反馈控制单元与控制器通信并且配置成从第一传感器接收氧饱和度测量值并从第二传感器接收脉搏特性；其中，反馈控制单元还配置成：将氧饱和度水平与第一预定值进行比较并且在氧饱和度水平高于预定值的情况下向控制器发 信号 以操作致动器来进一步对袖带充气；以及将脉搏特性与第二预定值进行比较并且在脉搏率或脉搏强度高于预定值的情况下向控制器发信号以操作致动器来进一步对袖带充气。，下面是具有多层反馈控制单元的特定于患者的远程缺血预适应系统专利的具体信息内容。
1.一种远程缺血预适应系统，包括：
袖带，所述袖带构造成围绕受试者的肢收缩；
致动器，所述致动器连接至所述袖带，所述致动器在被致动时使所述袖带围绕所述受试者的所述肢收缩；
控制器，所述控制器控制所述致动器以根据治疗方案进行操作，所述治疗方案包括使所述袖带围绕所述受试者的所述肢收缩和释放的多个治疗循环；
第一传感器，所述第一传感器用于测量所述肢的血液中的氧饱和度水平；
第二传感器，所述第二传感器用于测量所述肢中的脉搏特性；以及
反馈控制单元，所述反馈控制单元与所述控制器通信，并且所述反馈控制单元配置成从所述第一传感器接收氧饱和度测量值并从所述第二传感器接收脉搏特性；
其中，所述反馈控制单元还配置成：
将所述氧饱和度水平与第一预定值进行比较并且在所述氧饱和度水平高于所述预定值的情况下向所述控制器发信号以操作所述致动器来进一步对所述袖带充气；以及将所述脉搏特性与第二预定值进行比较并且在脉搏率或脉搏强度高于所述预定值的情况下向所述控制器发信号以操作所述致动器来进一步对所述袖带充气。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述肢为所述受试者的臂部或腿部。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述肢为所述受试者的臂部。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述第二传感器设置成对所述受试者的手指中的脉搏特性进行测量。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的系统，其中，所述脉搏特性是所述肢中的脉搏率或脉搏强度。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的系统，其中，所述第一传感器为脉搏血氧计。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的系统，其中，所述第二传感器选自包括下述各者的组：心率传感器、光体积描记传感器、超声波流量传感器、红外检测器和近红外传感器。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述第二传感器为心率传感器。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的系统，还包括与所述控制器和所述反馈控制单元通信的缺血压单元；所述缺血压单元设置成确定通过所有反馈回路所需的最小缺血压，以最大程度地降低所述受试者的不适。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述缺血压单元还设置成接收特定于受试者的收缩压的值和舒张压的值；其中，所述收缩压的值或者所述收缩压和所述舒张压的平均值被用作初始缺血压，并且如果所述初始压力足以保持缺血，则所述缺血压单元降低压力直到达到通过所有反馈回路且保持缺血所需的最小压力为止。
11.根据权利要求9或10所述的系统，其中，所述缺血压单元配置成与所述控制器和所述反馈控制单元连续地或间歇地通信。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的系统，其中，所述反馈控制单元配置成与所述控制器连续地或间歇地通信。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的系统，其中，所述系统还包括血压计。
14.根据权利要求1至13中的任一项所述的系统，其中，所述系统还包括第三传感器。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述第三传感器设置成对所述缺血肢中的脉搏率或脉搏强度进行测量，并且所述反馈控制单元配置成从所述第三传感器接收所述缺血肢中的所述脉搏率或脉搏强度并将所述脉搏率或脉搏强度与第三预定值进行比较，其中，如果所述脉搏率或脉搏强度高于所述预定值，则所述反馈控制单元向所述控制器发信号以操作所述致动器来进一步对所述袖带充气。
16.根据权利要求1至15中的任一项所述的系统，还包括第四传感器。
17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述第四传感器为乳酸传感器，并且所述反馈控制单元配置成从所述第四传感器接收乳酸水平并将所述乳酸水平与第四预定值进行比较，其中，如果所述乳酸水平低于所述预定值，则所述反馈控制单元向所述控制器发信号以操作所述致动器来进一步对所述袖带充气。
18.一种对受试者进行远程缺血预适应的方法，所述方法包括：
提供根据权利要求1至17中的任一项所述的系统；
将所述袖带围绕受试者的肢附接；
启动所述控制器以根据治疗方案进行操作，所述治疗方案包括使所述袖带围绕受试者的肢收缩和释放的多个治疗循环，其中，每个治疗循环包括：
缺血期，在所述缺血期期间，所述控制器从所述传感器中的至少一个传感器接收信号，以保持所述袖带围绕所述肢收缩来阻塞通过所述肢的血液流动，从而保持缺血，以及再灌注期，在所述再灌注期期间，所述袖带保持处于至少部分松弛的状态，以允许血液流动通过所述肢。
具有多层反馈控制单元的特定于患者的远程缺血预适应系统
技术领域
[0001] 该技术涉及用于对受试者进行远程缺血预适应的系统。特别地，该技术涉及具有反馈控制单元的系统，该反馈控制单元便于系统的连续调节以保持缺血。
背景技术
[0002] 缺血性心脏病是死亡和发病的重要原因，并且已知缺血(血液供应停止)然后再灌注(重新建立向缺血区域的血液流动)会引起组织损伤。缺血再灌注损伤是由微循环的紊乱引起的，并且已知诸如肾、心脏、肝脏、胰腺、肺、脑和肠之类的器官在缺血和再灌注之后受到损伤。
[0003] 缺血预适应可以减轻缺血再灌注损伤。在缺血预适应期间，患者身体的一部分经历短暂缺血然后再灌注的循环。这比如在阻塞的动脉被疏通从而允许血流返回至先前的缺血区域时提供对缺血-再灌注之后引起的损伤的抵抗。缺血预适应通常被认为是对抗缺血再灌注损伤的重要的先天性保护机制。
[0004] 远程缺血预适应是指在远离要保护的组织或器官的位置处的短暂缺血然后再灌注的循环。例如，远程缺血预适应可以涉及引起肢中的短暂缺血以保护心脏、肾脏或脑。已表明对冠状动脉区域的远程缺血预适应使得心肌的远端区域可抵抗长时间缺血后的损伤。
[0005] 已经使用血压计进行远程缺血预适应。将血压计的袖带围绕患者的手臂安置并将袖带充气至阻塞通过手臂的血液流动的压力(缺血压——即，通常大于患者的收缩压的压力)。袖带在由医生指定的一段时间内保持充气(缺血期)。在缺血期之后，袖带中的压力被释放以允许对肢再灌注一段时间(再灌注期)。然后立即重复进行该循环，该循环重复由医生指定的次数。
[0006] 使用血压计或其他手动型压脉器进行远程缺血预适应具有许多问题，包括在袖带被充气至缺血压时无法确定在缺血期间是否需要调节压力来考虑患者血压的变化。另外，使用血压计的方法不能监测缺血，并且因此，确切的缺血持续时间是未知的。发明内容
[0007] 本发明的实施方式涉及一种用以执行特定于患者的远程缺血预适应的自动化系统，该自动化系统会对肢的血液的氧饱和度水平、肢比如手指中的脉搏率/强度、缺血肢中的脉搏率/强度以及乳酸水平的变化做出响应。该系统通常不需要由用户进行监测或干预来进行远程缺血预适应。另外，该系统允许将实现充分的缺血预适应所需的最小压力施加在受试者的肢上，以最大程度地降低受试者的疼痛和不适。
[0008] 在第一方面，提供了一种远程缺血预适应系统，其包括：
[0009] 袖带，该袖带构造成围绕受试者的肢收缩；
[0010] 致动器，该致动器连接至袖带，该致动器在被致动时使袖带围绕受试者的肢收缩；
[0013] 第二传感器，该第二传感器用于测量肢中的脉搏特性；以及
[0014] 反馈控制单元，该反馈控制单元与控制器通信并且配置成从第一传感器接收氧饱和度测量值并从第二传感器接收脉搏特性；
[0015] 其中，反馈控制单元还配置成：
[0017] 将脉搏特性与第二预定值进行比较并且在脉搏率或脉搏强度高于预定值的情况下向控制器发信号以操作致动器来进一步对袖带充气。
[0018] 在各实施方式中，肢为受试者的臂部或腿部。在一些情况下，肢为受试者的臂部。
[0019] 在各实施方式中，第二传感器设置成对受试者的手指中的脉搏特性进行测量。替代性地，第二传感器可以设置成对肢的另一区域处的脉搏特性进行测量。在一些情况下，第二传感器可以定位在袖带附近。脉搏特性可以包括脉搏强度或脉搏率。
[0021] 第二传感器可以为心率传感器。
[0022] 在一些实施方式中，该系统还包括血压计。
[0023] 在各实施方式中，该系统还包括与控制器和反馈控制单元通信的缺血压单元；缺血压单元配置成确定通过所有反馈回路所需的最小缺血压，并因此最大程度地降低受试者的不适。
[0024] 缺血压单元还可以设置成接收特定于受试者的收缩压的值和舒张压的值；其中，收缩压的值或收缩压和舒张压的平均值被用作初始缺血压，并且如果初始压力足以保持缺血，则缺血压单元降低压力直到达到通过所有反馈回路并保持缺血所需的最小压力为止。此外，缺血压单元可以配置成与控制器和反馈控制单元连续地或间歇地通信。
[0025] 在各实施方式中，反馈控制单元配置成与控制器连续地或间歇性地通信。
[0026] 在各实施方式中，该系统还包括第三传感器。第三传感器可以设置成对缺血肢中的脉搏率或脉搏强度进行测量，并且反馈控制单元配置成从第三传感器接收缺血肢中的脉搏率或脉搏强度并将脉搏率或脉搏强度与第三预定值进行比较，其中，如果脉搏率或脉搏强度高于预定值，则反馈控制单元向控制器发信号以操作致动器来进一步对袖带充气。
[0027] 在各实施方式中，该系统还包括第四传感器。第四传感器可以是乳酸传感器；其中，反馈控制单元配置成从第四传感器接收乳酸水平并将乳酸水平与第四预定值进行比较，其中，如果乳酸水平低于预定值，则反馈控制单元向控制器发信号以操作致动器来进一步对袖带充气。
[0028] 在第二方面，提供了一种对受试者进行远程缺血预适应的方法，该方法包括：
[0029] 提供根据第一方面的系统；
[0030] 将袖带围绕受试者的肢附接；
[0031] 启动控制器以根据治疗方案进行操作，所述治疗方案包括使袖带围绕受试者的肢收缩和释放的多个治疗循环，其中，每个治疗循环包括：
[0032] 缺血期，在缺血期期间，控制器从传感器中的至少一个传感器接收信号，以保持袖带围绕肢收缩来阻塞通过肢的血液流动，从而保持缺血，以及
[0033] 再灌注期，在再灌注期期间，袖带保持处于至少部分松弛的状态，以允许血液流动通过肢。
[0034] 在整个说明书中，除非上下文另有要求，否则词语“包括”或其变型比如“包含”或“包含有”将被理解为暗示包括所陈述的元件、整体或步骤，或者元件、整体或步骤的组，但并不排除任何其他元件、整体或步骤，或者元件、整体或步骤的组。
[0035] 已经包括在本说明书中的对文档、动作、材料、装置、物品等的任何论述仅仅是为了提供本发明的背景。不应将其视为承认任何或所有这些事项形成现有技术基础的一部分或者是存在于本说明书的每个权利要求的优先权日之前的与本发明相关的领域中的公知常识。
附图说明
[0037] 图1是远程缺血预适应系统的操作方案的一个实施方式的流程图。
[0038] 图2是远程缺血预适应系统的操作方案的一个实施方式的流程图。
[0039] 图3是具有三层FCU(FCU(I))的远程缺血预适应系统的操作方案的一个实施方式的流程图。
[0040] 图4是具有三层FCU(FCU(II))的远程缺血预适应系统的操作方案的一个实施方式的流程图。
[0041] 图5是具有三层FCU(FCU(III))的远程缺血预适应系统的操作方案的一个实施方式的流程图。
[0042] 图6是具有四层FCU(FCU(I))的远程缺血预适应系统的操作方案的一个实施方式的流程图。
[0043] 图7是具有四层FCU(FCU(II))的远程缺血预适应系统的操作方案的一个实施方式的流程图。
[0044] 图8是具有四层FCU(FCU(III))的远程缺血预适应系统的操作方案的一个实施方式的流程图。
[0045] 图9是对12名患者实施的远程缺血预适应系统的操作方案的实施方式的流程图。
[0046] 图10示出了在代表性患者的远程缺血预适应(RIPC)治疗期间针对不同的收缩压值所监测到的脉搏血氧测定体积描记波形。
具体实施方式
[0047] 本文中描述的系统可以用于提供进行远程缺血预适应的安全且可靠的方法。该系统用于执行由医生或其他医疗专业人员设计的治疗方案，并且可以在没有高素质医务人员进行监督或高素质医务人员进行最低限度的监督的情况下执行该方案。本文中描述的系统被设计用于实现特定于受试者的远程缺血预适应(RIC)治疗。该系统通常包括两个单元：治疗单元(TU)和反馈控制单元(FCU)。这两个单元在整个治疗期间进行通信。
[0048] 治疗单元
[0049] 如本文中所使用的，治疗单元和治疗方案单元可互换使用。
[0050] 图1中的流程图提供了该系统的一个实施方式及其如何用于进行远程缺血预适应的图示。首先，将治疗单元的袖带围绕受试者的肢(通常为臂部或腿部)安置。将袖带连接至致动器，并且当系统被启动时，致动器使袖带围绕受试者的肢收缩。
[0051] 在一个实施方式中，当系统被启动时，袖带充气至约220mmHg的压力，然后开始缓慢放气直到测得受试者的收缩压，然后袖带进一步放气直到测得受试者的舒张压。在一些实施方式中，该系统包括显示屏、比如LCD屏，并且测得的收缩压和舒张压两者被显示出。
[0052] 在一些实施方式中，袖带是血压计的一部分，并且在这些实施方式中，一旦袖带围绕受试者的肢收缩，就可以测得收缩压和舒张压，并且袖带充气以对肢施加与测得的收缩压大致相等或比测得的收缩压大的初始压力。
[0053] 例如，袖带可以被充气成对肢施加比测得的收缩压大约1％、2.5％、5％、7.5％、10％、12.5％、15％、17.5％、20％、22.5％、25％、27.5％、30％、32.5％、35％、37.5％、40％、
42.5％、45％、47.5％、50％、52.5％、55％、57.5％、60％、62.5％、65％、67.5％、70％、
72.5％、75％、77.5％或80％的初始压力。在一个实施方式中，袖带可以被充气成对肢施加约120mmHg、或约130mmHg、或约140mmHg、或约150mmHg、或约160mmHg、或约170mmHg、或约
180mmHg、或约190mmHg、或约200mmHg、或约210mmHg、或至少约220mmHg的初始压力。
42.5％、45％、47.5％、50％、52.5％、55％、57.5％、60％、62.5％、65％、67.5％、70％、
72.5％、75％、77.5％或80％的初始压力。在一个实施方式中，袖带可以被充气成对肢施加约120mmHg、或约130mmHg、或约140mmHg、或约150mmHg、或约160mmHg、或约170mmHg、或约
180mmHg、或约190mmHg、或约200mmHg、或约210mmHg、或至少约220mmHg的初始压力。
[0054] 通常，袖带被充气成对肢施加比测得的收缩压大的压力。然而，在其他实施方式中，由袖带施加并阻塞向肢的血液流动所需的压力不一定大于收缩压，例如对于患有1期或2期高血压的患者。
[0055] 在一个实施方式中，TU包括LCD显示器、模拟心跳传感器、压力传感器(MPXV5050GP)、微控制器(PIC16F886和PIC16F630)、远程控制器(Ev1527)、电压调节器(LM217)、晶体管(C945和2SD880)、四重运算放大器(LM324N)和2个电子气流控制阀。该实施方式的电路通过诸如镍-金属氢化物电池的电池来供电。
[0056] 袖带构造成围绕受试者的肢定位并且在被致动时围绕肢收缩。在一个实施方式中，袖带围绕受试者上臂、小腿或大腿定位并且围绕肢保持就位。例如，袖带可以通过钩环型材料自紧固，使得袖带在致动之前不会脱离受试者的肢。在系统被启动时，致动器使袖带充气至约220mmHg。该压力被施加在肢周围，使得向肢的远离袖带的部分的血液流动被限制。
[0057] 袖带通常包括适于接纳流体(比如空气)的可充气囊状件。流体使袖带扩张并对受试者的肢施加压力。囊状件通常由基本上不透流体的材料比如硅树脂或橡胶构成。囊状件包括端口以允许流体进入及离开囊状件。该端口可以与便于与致动器连接的导管比如空气软管连通。导管可以例如通过带螺纹的或夹入式的联接件附接至端口。在一些实施方式中，袖带自身可以是基本上不透流体的并且用作囊状件。在另一实施方式中，多个可充气囊状件可以被结合到单个袖带中。
[0058] 考虑到受试者尺寸的不同，一些实施方式提供了可调节袖带以适合多个不同的肢周长。在一些实施方式中，袖带包括长度为约1.0m、0.75m、0.5m、0.25m、0.2m或约0.15m的可充气袖套。这些长度允许袖带用于所有尺寸的受试者，包括较大或肥胖的受试者以及婴儿。例如，适用于新生儿的袖套可以足以环绕周长约6cm的肢。在其他实施方式中，袖套可以足以环绕周长为约6cm至15cm(例如，婴儿)、16cm至21cm(例如，儿童)、22cm至26cm(例如，青少年或小体型成人)、27cm至34cm(成人)、35cm至44cm(大体型成人)或45cm至52cm(例如，成人大腿)的肢。
[0059] 可以预期的是，本领域中已知的适于使囊状件充气或放气的任何装置可以用作致动器，致动器在被致动时使袖带充气并由此对受试者的肢施加压力。在一个实施方式中，致动器包括泵，以经由软管向袖带施加加压空气。致动器还可以包括至少一个阀，所述至少一个阀在被打开时允许空气在泵与袖带之间流动。另外，可以设置释放阀，释放阀在被打开时允许加压空气从袖带逸出，使得袖带围绕受试者的肢变松。在一些实施方式中，可以设置控制空气流入及流出袖带的单个阀。在一个实施方式中，致动器是气流控制阀。
[0060] 在一些实施方式中，释放阀可以是可以被致动成快速地打开(或关闭)以允许空气从袖带快速释放的阀。合适的阀的示例是螺线管。在其他实施方式中，释放阀可以被致动成缓慢地打开或关闭，例如以允许调节袖带的压力或者允许更受控地释放压力，这例如在测量受试者的血压时或者在响应于FCU来调节压力的实施方式中是需要的。
[0061] 在一些实施方式中，可以设置控制空气流入及流出袖带的单个阀。
[0063] 控制器可以以任意多种方式来实施治疗方案(见下文)。例如，控制器可以使用硬件、软件或它们的组合来实施治疗方案。在治疗方案以软件实施的实施方式中，软件代码可以由处理器来执行，或者由处理器的集合来执行，无论这些处理器是在单个设备(比如，计算机或控制器)中还是分布在多个设备(例如，控制器和与控制器通信的移动设备)中。在一个实施方式中，控制器包括链路以经由电缆或无线地与远程位置通信。控制器的功能可以以任意多种方式实现。例如，该系统可以包括专用的硬件控制器，或者控制器可以采取被编程为执行上述功能的一个或更多个处理器的形式。
[0064] 治疗方案的实现形式通常包括编码有作为计算机程序的治疗方案(即，多个指令)的至少一种计算机可读介质(例如，计算机存储器或USB存储设备)。当程序由控制器执行时，实施治疗方案。在一些实施方式中，计算机可读介质适于是便携式的，使得存储的治疗方案可以被加载到任何计算机系统上来实施治疗方案。预期的是，可以采用任何类型的计算机代码给处理器编程来实施治疗方案。
[0065] 反馈控制单元(FCU)
[0066] 反馈控制单元(FCU)与控制器通信，并且一旦袖带被充气，FCU就从至少一个传感器接收测量值。例如，在一个实施方式中，FCU配置成从传感器接收氧饱和度测量值并将氧饱和度水平与预定值进行比较。如果氧饱和度水平高于预定值，则反馈控制单元向控制器发信号以操作致动器来进一步对袖带充气。类似地，FCU可以配置成从传感器接收附加的测量值，例如脉搏率或脉搏强度测量值，并将脉搏率或脉搏强度与预定值进行比较。如果脉搏率或脉搏强度高于预定值，则反馈控制单元向控制器发信号以操作致动器来进一步对袖带充气。
[0067] FCU可以配置成顺序地或同时地接收测量值。在一些实施方式中，FCU将一个测量值与预定值进行比较并且仅在该测量值与预定值或范围相匹配或超过预定值或范围时，FCU才将另一个测量值与另一个预定值或范围进行比较。
[0068] FCU可以是一层、两层、三层或四层反馈回路。在一层反馈回路中，FCU配备有单个传感器，而在两层、三层和四层反馈回路中，FCU分别配备有两个、三个和四个传感器。
[0069] 传感器可以测量受试者的一部分中的氧饱和度、血流量、心率、脉搏率、脉搏强度、温度或乳酸水平。通常，传感器对正被治疗的肢进行测量。
[0070] 可用于确认血液流动中断的传感器包括但不限于脉搏血氧计、光体积描记传感器、超声波流量传感器、温度传感器、红外检测器、近红外传感器或乳酸传感器。
[0071] 在一个实施方式中，一层FCU包括用于对肢的血液的氧饱和度进行测量的第一传感器。FCU将氧饱和度与预定值进行比较，并且如果氧饱和度高于预定氧饱和度值，则FCU向控制器发信号以增加袖带的收缩，直到氧饱和度处于或低于预定氧饱和度值。例如，预定的血氧饱和度水平百分比(SpO2)可以为90％、80％、70％、60％、50％、40％、30％、20％或10％。
[0072] 双层FCU包括例如对例如手指中的脉搏率或脉搏强度进行识别的第二传感器。FCU将脉搏率或脉搏强度与预定值进行比较，并且如果脉搏率或脉搏强度高于预定值，则FCU向控制器发信号以增加袖带的收缩，直到脉搏率或脉搏强度处于或低于预定脉搏率或脉搏强度值。例如，预定脉搏率或脉搏强度值以电压计为8、7、6、5、4、3、2、1。替代性地，脉搏率的预定值以bpm计为120、110、100、90、80、70、60、50或40。
[0073] 三层FCU包括第三传感器，第三传感器例如为对缺血肢中的脉搏率或脉搏强度进行识别的传感器。FCU将脉搏率或脉搏强度与预定值进行比较，并且如果脉搏率或脉搏强度高于预定脉搏率或脉搏强度值，则FCU向控制器发信号以增加袖带的收缩，直到脉搏率或脉搏强度处于或低于预定脉搏率或脉搏强度值。例如，预定脉搏率或脉搏强度值以电压计为8、7、6、5、4、3、2、1。
[0074] 四层FCU包括第四传感器，第四传感器例如为对乳酸水平进行测量的传感器。FCU将乳酸水平与预定值进行比较，并且如果乳酸水平低于预定乳酸水平，则FCU向控制器发信号以增加袖带的收缩，直到乳酸水平处于或高于预定乳酸水平。例如，预定乳酸水平为1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5或9mMol/L。
[0075] 在两层FCU的情况下，在第一层中测量氧饱和度，并且在第二层中测量脉搏率或脉搏强度、通常为手指中的脉搏率或脉搏强度。一旦袖带被充气，第一层就被激活并测量血氧水平。如果氧水平高于预定值，则FCU向控制器发信号并且袖带内的压力逐渐增加以便进一步减少向肢的血液流动。一旦氧饱和度水平达到或低于预定值，则激活层2。在层2中，第二传感器对脉搏率或脉搏强度(例如，手指中的脉搏率或脉搏强度)进行测量以确保其低于预定值。如果脉搏率或脉搏强度高于预定值，则FCU向控制器发信号并且袖带内的压力逐渐增加以便进一步减少向肢的血液流动。
[0076] 在三层FCU的情况下，在第一层中测量氧饱和度，在第二层中测量手指中的脉搏率或脉搏强度，并且在第三层中测量肢中的脉搏率或脉搏强度。一旦袖带被充气，第一层就被激活并且测量血氧水平。如果氧水平高于预定值，则FCU向控制器发信号并且袖带内的压力逐渐增加以便进一步减少向肢的血液流动。一旦氧饱和度水平达到或低于预定值，则激活层2。在层2中，第二传感器对手指中的脉搏率或脉搏强度进行测量以确保其低于预定值。如果脉搏率或脉搏强度高于预定值，则FCU向控制器发信号并且袖带内的压力逐渐增加以便进一步减少向肢的血液流动。一旦手指中的脉搏率或脉搏强度值达到或低于预定值，则激活层3。在层3中，第三传感器对肢中的脉搏率或脉搏强度进行测量以确保其低于预定值。如果脉搏率或脉搏强度高于预定值，则FCU向控制器发信号并且袖带内的压力逐渐增加以便进一步减少向肢的血液流动。
[0077] 在四层FCU的一个实施方式中，在第一层中测量氧饱和度，在第二层中测量手指中的脉搏率或脉搏强度，在第三层中测量肢中的脉搏率或脉搏强度，并且在第四层中测量乳酸水平。一旦袖带被充气，第一层就被激活并且测量血氧水平。如果氧水平高于预定值，则FCU向控制器发送信号并且袖带内的压力逐渐增加以便进一步减少向肢的血液流动。一旦氧饱和度水平达到或低于预定值，则激活层2。在层2中，第二传感器对手指中的脉搏率或脉搏强度进行测量以确保其低于预定值。如果脉搏率或脉搏强度高于预定值，则FCU向控制器发信号并且袖带内的压力逐渐增加以便进一步减少向肢的血液流动。一旦手指中的脉搏率或脉搏强度值达到或低于预定值，则激活层3。在层3中，第三传感器对肢中的脉搏率或脉搏强度进行测量以确保其低于预定值。如果脉搏率或脉搏强度高于预定值，则FCU向控制器发信号并且袖带内的压力逐渐增加以便进一步减少向肢的血液流动。一旦肢中的脉搏率或脉搏强度值达到或低于预定值，就激活层4。在层4中，第四传感器对乳酸水平进行测量以确保其高于预定值。如果乳酸水平低于预定值，则FCU向控制器发信号并且袖带内的压力逐渐增加以便进一步减少向肢的血液流动。
[0079] 通过所有反馈层所需的袖带压力是缺血压。在一些实施方式中，在例如LCD屏上持续地显示氧饱和度和脉搏率或脉搏强度以及乳酸水平。
[0080] 缺血压将高于受试者的收缩压。例如，缺血压可以比受试者的收缩压高约5mmHg、10mmHg、15mmHg、20mmHg、25mmHg、30mmHg、35mmHg、40mmHg、45mmHg或至少约50mmHg。在其他实施方式中，缺血压可以是受试者的收缩压的至少102％、105％、110％、115％、120％、
125％、130％、135％、140％、145％、150％、155％、160％、165％、170％、175％或至少180％。
125％、130％、135％、140％、145％、150％、155％、160％、165％、170％、175％或至少180％。
[0081] 在治疗方案期间，FCU与TU持续地或间歇地通信以确保缺血压足以阻塞受试者的肢中的血液流动，例如因为他们紧张、移动、对诸如注射的刺激作出反应、对由于对肢施加的压力引起的疼痛作出反应、服用药物，所以最初确定的用于阻塞血液流动和引起缺血的缺血压可能是不足的。持续或间歇监测的优点在于，如果最初确定的缺血变得不足，则来自FCU的传感器的信号将由TU接收，TU激活致动器以调节袖带中的压力以便保持缺血压。以此方式，在整个治疗过程中保持缺血压，从而使预适应更有效。
[0082] FCU还可以包括其他传感器，例如以接收关于系统的信息，例如袖带内的空气压力或由袖带施加的压力。例如，袖带可以包括压力传感器以对袖带内的压力或袖带施加在肢上的压力进行测量。通常，袖带压力用作被袖带环绕的肢的血压的直接指示。控制器可以被编程为针对治疗循环的缺血期确定特定的袖带压力。在一些实施方式中，压力传感器定位在袖带的囊状件内、在空气软管中或致动器中。压力传感器可以定位在袖带的内表面上，以直接测量袖带与受试者的肢的外表面之间的压力。
[0083] 治疗方案
[0084] 通常，治疗方案包括多个治疗循环。每个循环包括缺血期和再灌注期。一旦达到缺血压，缺血期就开始。通常，缺血压足以完全阻塞受试者的肢中的血液流动。一旦袖带的压力释放，缺血期就结束。一旦袖带的压力释放，血流返回到受试者的肢并且再灌注期开始。治疗循环涉及袖带致动以使围绕受试者肢的袖带充气从而阻塞肢中的血液流动。
[0085] 通常，用户通过将详细信息(例如，缺血持续时间、再灌注持续时间和治疗循环数)输入系统来定义治疗方案，通常，这些详细信息被输入控制器中。例如，控制器接收关于治疗方案的指令，比如以分钟计的总治疗持续时间、以分钟计的缺血持续时间和以分钟计的再灌注持续时间。
[0086] 缺血持续时间可以为约数秒至至少约30分钟。例如，缺血持续时间可以为约5秒、约10秒、约20秒、约30秒、约40秒、约50秒或约一分钟。缺血持续时间可以为约1分钟、约2分钟、约3分钟、约4分钟、约5分钟、约6分钟、约7分钟、约8分钟、约9分钟、约10分钟、约11分钟、约12分钟、约13分钟、约14分钟、约15分钟、约16分钟、约17分钟、约18分钟、约19分钟、约20分钟、约21分钟、约22分钟、约23分钟、约24分钟、约25分钟、约26分钟、约27分钟、约28分钟、约29分钟、约30分钟、约31分钟、约32分钟、约33分钟、约34分钟、约35分钟、约36分钟、约37分钟、约38分钟、约39分钟、约40分钟、约41分钟、约42分钟、约43分钟、约44分钟、约45分钟、约46分钟、约47分钟、约48分钟、约49分钟、约50分钟、约51分钟、约52分钟、约53分钟、约54分钟、约55分钟、约56分钟、约57分钟、约58分钟、约59分钟、或至少约60分钟。
[0087] 在一些实施方式中，缺血持续时间可以对于一个治疗方案中的各治疗循环是不同的，并且在其他实施方式中，缺血持续时间保持恒定。
[0088] 控制器利用来自FCU的反馈来起作用以保持缺血压，而无需用户进行外部监测。因此，在一些实施方式中，袖带压力可以在缺血期内减少或增加，以保持缺血压。也就是说，FCU可以使袖带压力变化以保持缺血压。
[0089] 在一些实施方式中，治疗方案包括测量受试者的收缩压、舒张压或收缩压和舒张压两者。对收缩压或舒张压的识别或测量可以发生在治疗方案期间的任何时刻。在一些实施方式中，在每个治疗循环开始时测量受试者的收缩压。在其他实施方式中，在治疗方案期间仅测量一次收缩压。在其他实施方式中，在缺血循环结束袖带被释放时测量收缩压。在其他实施方式中，可以在不测量收缩压的情况下进行治疗方案。
[0090] 袖带的压力在缺血期结束时被释放。通常，袖带压力降低至低于舒张压的点。
[0091] 再灌注期在袖带释放之后。在一些实施方式中，再灌注持续时间可以为约数秒至至少约30分钟。例如，缺血持续时间可以为约5秒、约10秒、约20秒、约30秒、约40秒、约50秒或约一分钟。再灌注持续时间可以为约1分钟、约2分钟、约3分钟、约4分钟、约5分钟、约6分钟、约7分钟、约8分钟、约9分钟、约10分钟、约11分钟、约12分钟、约13分钟、约14分钟、约15分钟、约16分钟、约17分钟、约18分钟、约19分钟、约20分钟、约21分钟、约22分钟、约23分钟、约24分钟、约25分钟、约26分钟、约27分钟、约28分钟、约30分钟、约31分钟、约32分钟、约33分钟、约34分钟、约35分钟、约36分钟、约37分钟、约38分钟、约39分钟、约40分钟、约41分钟、约42分钟、约43分钟、约44分钟、约45分钟、约46分钟、约47分钟、约48分钟、约49分钟、约50分钟、约51分钟、约52分钟、约53分钟、约54分钟、约55分钟、约56分钟、约57分钟、约58分钟、约59分钟、或至少约60分钟。
[0092] 治疗方案包括多个治疗循环。在一个实施方式中，治疗方案可以包括重复多次的一个治疗循环。替代性地，治疗方案可以包括一个或更多个与方案中的另一循环不同的循环。例如，这些循环可能因缺血持续时间或再灌注持续时间而不同。
[0093] 在一些实施方式中，可以存在2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个或10个治疗循环。
[0094] 系统的实施方式
[0095] 下面参照附图来描述系统的其他实施方式。
[0096] 图2中的流程图是远程缺血预适应系统的图示。如所示的，该系统包括3个主要单元(由虚线矩形示出)：
[0097] ·治疗方案单元(TPU)
[0098] ·缺血压单元(IPU)
[0099] ·反馈控制单元(FCU)
[0100] TPU用于通过输入如下4个主要参数来定义治疗方案：
[0101] 1.治疗重复次数
[0102] 2.每次治疗的总持续时间
[0103] 3.每次治疗的缺血持续时间
[0104] 4.每次治疗的再灌注持续时间
[0105] IPU用于通过确定保持缺血所需的最小压力而最大程度地降低患者的疼痛和不适。此外，IPU用于通过对测得的收缩压和舒张压进行分类来实现特定于患者的RIC治疗。
[0106] FCU是便于系统的连续调节以保持缺血的多层反馈回路。图3至图5是具有三层FCU的系统的示例性流程图。图6至图8是具有四层FCU的系统的示例性流程图。
[0107] 图2中图示的系统可以按照如下方式使用：
[0108] 1.经由TPU定义治疗方案。
[0109] 2.将袖带围绕患者的肢定位并测量收缩压和舒张压。
[0110] 3.使用测得的收缩压和舒张压来定义IPU的类型：IPU(I)、IPU(II)、IPU(III)，其中，IPU(I)适用于收缩压和舒张压(P_sys和P_dias)在预定义范围1内的患者。预定义范围1可以由医疗专业人员定义或者可以设为默认值。默认预定义范围1的示例为：
[0111] P_sys<120mmHg
[0112] P_dias<80mmHg
[0113] IPU(II)适用于收缩压和舒张压(P_sys和P_dias)在预定义范围2内的患者。预定义范围2可以由医疗专业人员定义或者可以设为默认值。默认预定义范围2的示例为：
[0114] 120≤P_sys<160mmHg
[0115] 80≤P_dias<100mmHg
[0116] IPU(III)适用于收缩压和舒张压(P_sys和P_dias)在预定义范围3内的患者。预定义范围3可以由医疗专业人员定义或者可以设为默认值。默认预定义范围3的示例为：
[0117] P_sys≥160mmHg
[0118] P_dias≥100mmHg
[0119] 4.基于IPU的类型激活FCU
[0120] 对于IPU(I)：三层FCU(I)(图3)或四层FCU(I)(图6)
[0121] 对于IPU(II)：三层FCU(II)(图4)或四层FCU(II)(图7)
[0122] 对于IPU(III)：三层FCU(III)(图5)或四层FCU(III)(图8)
[0123] 在使用三层FCU(I)的实施方式中，例如如图3所示，系统按照如下方式操作：
[0124] 1：将袖带充气至测得的患者的收缩压。
[0125] 2：反馈层1起作用，在该情况下借助于脉搏血氧计传感器测量血氧饱和度水平百分比(SpO2)。如果SpO2低于预定义值/默认值或者如果它示出为空白，则意味着通过反馈层1。否则，将袖带进一步充气至高于收缩压，直到通过反馈层1。
[0126] 3：反馈层2起作用，在该情况下借助于脉搏血氧计传感器测量手指中的脉搏率或脉搏强度。如果脉搏率或脉搏强度低于预定义值，则意味着通过反馈层2。否则，将袖带进一步充气至高于收缩压，直到通过反馈层2。
[0127] 4：反馈层3起作用，在该情况下借助于压力传感器测量肢中的脉搏率或脉搏强度。如果脉搏率或脉搏强度低于预定义值，则意味着通过反馈层3。否则，将袖带进一步充气至高于收缩压，直到通过反馈层3。
[0128] 5：如果通过所有三个反馈层，则计算缺血压并开始远程缺血预适应治疗。
[0129] 在使用三层FCU(II)的实施方式中，例如如图4所示，系统按照如下方式操作：
[0130] 1：将袖带充气至测得的患者的收缩压。
[0131] 2：反馈层1起作用，在该情况下借助于脉搏血氧计传感器测量血氧饱和度水平百分比(SpO2)。如果SpO2低于预定义值/默认值或者如果它显示为空白，则表示通过反馈层1。否则，将袖带进一步充气至高于收缩压，直到通过反馈层1。
[0132] 3：反馈层2起作用，在该情况下借助于脉搏血氧计传感器测量手指中的脉搏率。如果脉搏率低于预定义值，则意味着通过反馈层2。否则，将袖带进一步充气至高于收缩压，直到通过反馈层2。
[0133] 4：反馈层3起作用，在该情况下借助于压力传感器测量肢中的脉搏率或脉搏强度。如果脉搏率或脉搏强度低于预定义值，则意味着通过反馈层3。否则，将袖带进一步充气至高于收缩压，直到通过反馈层3。
[0134] 5：如果患者的收缩压足以使得通过所有三个反馈层，则袖带被放气至低于收缩压，直到再次通过所有三个层。该步骤是找到通过所有三个层所需的最小压力，从而最大程度地降低患者的疼痛和不适。
[0135] 6：将通过所有三个反馈层的计算压力用于开始远程缺血预适应治疗。
[0136] 在使用三层FCU(III)的实施方式中，例如如图5所示，系统按照如下方式操作：
[0137] 1：将袖带充气至患者的收缩压和舒张压的平均值：
[0138] 平均压力＝(收缩压+舒张压)/2。
[0139] 2：反馈层1起作用，在该情况下借助于脉搏血氧计传感器测量血氧饱和度水平百分比(SpO2)。如果SpO2低于预定义值/默认值或者如果它显示为空白，则表示通过反馈层1。否则，将袖带进一步充气至高于平均压力，直到通过反馈层1。
[0140] 3：反馈层2起作用，在该情况下借助于脉搏血氧计传感器测量手指中的脉搏率或脉搏强度。如果脉搏率或脉搏强度低于预定义值，则意味着通过反馈层2。否则，将袖带进一步充气至高于平均压力，直到通过反馈层2。
[0141] 4：反馈层3起作用，在该情况下借助于压力传感器测量肢中的脉搏率或脉搏强度。如果脉搏率或脉搏强度低于预定义值，则意味着通过反馈层3。否则，将袖带进一步充气至高于收缩压，直到通过反馈层3。
[0142] 5：如果患者的平均压力足以使得通过所有三个反馈层，则将袖带放气至低于平均压力，直到再次通过所有三个层。该步骤是找到通过所有三个层所需的最小压力，从而最大程度地降低患者的疼痛和不适。
[0143] 6：将通过所有三个反馈层的计算压力用于开始远程缺血预适应治疗。
[0144] 在使用四层FCU(I)、四层FCU(II)和四层FCU(III)的实施方式中，例如分别如图6、图7和图8所示，前三层分别类似于三层FCU(I)、三层FCU(II)和三层FCU(III)。然而，在第四反馈层中，使用乳酸传感器比如BSXinsight传感器来测量乳酸的水平。乳酸传感器配备有内部LED发光设备和光检测器。如果乳酸水平高于预定义值/默认值，则意味着通过反馈层4。否则，对袖带进一步充气，直到通过反馈层4。
[0145] 在远程缺血预适应治疗期间，与FCU持续通信以确保在整个治疗过程中总是通过所有四个反馈层。如果在治疗期间未通过FCU的任一层，则停止治疗，并且改变袖带中的压力直到通过所有反馈层为止。
[0146] 系统的使用
[0147] 对12名没有心脏病的既往病史或症状的患者进行远程缺血预适应(RIC)。实施的FCU是基于脉搏血氧测定体积描记波形的单层反馈回路。
[0148] 图9中的流程图图示了如何进行RIC。简言之，测量每个患者的收缩压并将袖带充气至测得的收缩压。然后激活单层FCU以检查是否存在脉搏血氧测定体积描记波形。如果存在波形，则将袖带充气至高于收缩压20mmHg，并且再次检查脉搏血氧测定体积描记波形的存在。如果仍存在波形，则将袖带充气至高于收缩压40mmHg，再次检查体积描记波形的存在。这样持续进行直到不存在体积描记波形为止。
[0149] 现在参照图10，示出了在代表性患者的RIPC治疗期间监测的脉搏血氧测定体积描记波形。图10(A)示出，当对患者的肢施加其收缩压时，体积描记波形仍然存在，表明尚未实现完全缺血。图10(B)示出，尽管通过对患者的肢施加更高的压力(收缩压+20mmHg)，体积描记波形开始消失，但仍然存在一些小波10。这再次表明该压力(收缩压+20mmHg)也不足以实现完全缺血。然而，图10(C)示出的是，通过将袖带充气至高于收缩压40mmHg，体积描记波形消失，从而表明该压力(收缩压+40mmHg)足以实现完全缺血。
[0150] 表1总结了所有12名患者的结果。如所示的，9名患者(75％)的收缩压不足以保持缺血。通过将缺血压增加至高于收缩压20mmHg，仍有3名患者(25％)尚未实现缺血。这表明，即使对于没有心脏病的既往病史或症状的健康患者，在无FCU的情况下以随机缺血压实施RIC治疗也不能保证完全缺血。
[0151] 表1.RIC治疗的结果
[0152]
[0153] 本文中公开的远程缺血适应系统的各实施方式可以用于治疗下述疾病中的一者或更多者：细菌和真菌疾病；行为和精神障碍；血液和淋巴疾病；癌症和其他肿瘤；消化系统疾病；出生时或出生前的疾病和异常；眼疾；腺体和激素相关疾病；心脏病和血液病；免疫系统疾病；肌肉、骨骼和软骨疾病；神经系统疾病；营养和代谢疾病；呼吸道(肺和支气管)疾病；皮肤和结缔组织疾病；物质相关障碍；症状和一般病理；泌尿道、性器官和妊娠疾病；伤口和损伤。
[0154] 本文中公开的远程缺血适应系统的各实施方式可以应用于远程缺血适应和远程缺血后适应。
[0155] 本领域技术人员将理解的是，在不脱离广泛描述的本发明的精神或范围的情况下，可以对具体实施方式中所示的本发明做出多种变型和/或改型。因此，本发明的各实施方式在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 组合支架再灌注系统 | 2020-05-11 | 790 |
| C1抑制剂在预防缺血-再灌注损伤中的应用 | 2020-05-13 | 484 |
| 减少淤滞引起的再灌注损伤的系统 | 2020-05-11 | 410 |
| 用于治疗再灌注损伤的方法 | 2020-05-11 | 672 |
| GW3965用于制备防治肾缺血再灌注损伤药物的应用 | 2020-05-12 | 300 |
| 化合物对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用 | 2020-05-12 | 562 |
| 用腺苷受体拮抗剂治疗缺血再灌注损伤的方法 | 2020-05-13 | 373 |
| 用于血管再形成和灌注的设备与方法 | 2020-05-12 | 109 |
| 一种腹腔镜外科手术用气体灌注和再循环系统 | 2020-05-13 | 127 |
| C1抑制剂在预防缺血-再灌注损伤中的应用 | 2020-05-13 | 503 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈