感应式感测系统和方法与流程

1.本发明涉及一种感应式感测系统和方法，其特别地用于感测身体的一个或多个区域中的血液池的存在。


背景技术：

2.内出血是一种主要急性疾病，并且要求及时处置以防止迅速恶化。两种常见的内出血包括脑内出血和腹部出血。
3.脑内出血(ich)要求极快的处置；时间是针对患者预后的关键因子。主要问题在于，ich常常不会在院前设置中立即被识别(例如在社区、患者家中或在救护车中)。它常常仅在很久以后才被诊断出来，在医院内，或在患者开始失代偿之后。在院前设置中较早正确诊断将促进运送到适当的设施，并且如果患者未遭受ich，则允许及时施加治疗，防止严重恶化，并且一旦患者到达医院就还改进正确处置的准备和规划。此外，当前仅有已知ich诊断方法是昂贵的院内扫描(ct扫描或mri扫描)，其结果由神经放射科医生评价。尽管准确，但是这些扫描既昂贵又耗时，并且也不适合于院前设置。
4.因此，仍然需要一种快速且相对紧凑的手段来可靠地诊断院前设置中的脑内出血。
5.腹部疼痛是急诊科最常见的临床呈现之一。腹部钝性损伤的诊断对于积极的患者预后至关重要。未确诊的腹部出血能够对患者具有严重后果，并且甚至能够是致命的。在当前实践中，作为创伤超声聚焦评估(fast)方法的一部分，经由手动触诊或使用超声波执行腹腔内出血的检查。尽管快速，但是这些方法并不准确。手动触诊需要医学专家的专业知识来可靠地确定腹部敏感性的范围。此外，甚至有医学专家的输入，也可能仅肝脏和肾脏是可触及的，而其他器官对于诊断可能更成问题。此外，要求患者有意识地指示压痛，这在分诊情况下可能并不总是如此。
6.fast技术近年来取得了重大进展，并且已被用于检测腹部出血。然而，该模态也不完全准确。诊断质量超声图像的采集取决于操作者的技能，并且因此并不总是可靠的。由于超声对腹腔内出血的低敏感性，经常发生若干诊断错误。内脏出血特别地很难或甚至不可能使用超声波检测到，这意指在超声扫描内的显著的假阴性率。此外，对超声输出的人类解释具有医学错误的风险。
7.与ich一样，最准确的方法仍然是使用ct或mri扫描。然而，不必要的断层摄影扫描也对患者无益(使患者暴露于不必要的辐射并延长其医院停留)，并且还消耗了医院的宝贵资源。因此，为了满足患者和急诊科两者的需求，要求对创伤患者进行准确和及时的潜在内出血评估和分诊。
8.因此，仍然需要一种用于检测进入急诊室的患者的腹部出血的准确且快速的方法。
9.因此，能够弥补上述缺陷中的一个或多个的用于检测内出血的改进手段将是有利的。


技术实现要素：

10.本发明由权利要求定义。
11.根据依据本发明的方面的范例，提供了一种感应式感测系统，被布置用于响应于将电磁激励信号施加到身体而感测从所述身体返回的电磁信号，所述系统适于检测所述身体的一个或多个区域中的出血的存在，所述系统包括：
12.谐振器电路，其包括至少一个环路天线，以及被耦合到所述天线的电子信号生成器，所述电子信号生成器用于利用驱动信号来驱动所述天线以使得所述天线生成所述电磁激励信号；以及
13.信号感测模块，其被布置用于与信号生成同时地基于对指示额外电感分量的量度进行检测来感测来自所述身体的所述返回信号，所述额外电感分量是由所述返回信号添加到所述谐振器电路的所述天线；
14.所述系统被配置为：
15.基于检测到的所述额外电感分量的量度来确定血液的积聚的存在或不存在；并且
16.生成指示所述确定的结果的数据输出，
17.其中，所述谐振器电路包括至少两个单环路天线，并且其中，所述系统被配置为：
18.检测由来自所述身体的所述返回信号添加到所述天线中的每个天线的额外电感分量。
19.例如，所述系统用于检测(异常)血液池，即血液的收集或积聚。
20.所述系统可以包括被配置为执行所述确定和生成步骤的控制器或处理器。
21.本发明的实施例因此基于用于检测出血的感应式感测的使用。
22.根据一组实施例，确定血液积聚的存在或不存在可以基于预定义阈值，所述阈值与所述身体的所述一个或多个区域中的至少一个中的出血或血液积聚的存在相关联。然而，阈值的使用仅表示一个范例。备选方法包括例如使用算法模型，该算法模型被配置为基于检测到的额外电感分量来确定一个或多个特定区域中的血液的存在或不存在。其他备选方法可能包括使用例如人工智能或机器学习算法，例如被训练用于在区域中的正常血液水平和区域中的血液异常池化或积聚之间进行分类。例如，机器学习算法可以利用训练数据进行训练，所述训练数据包括针对不同区域的不同额外电感分量信号，每个信号关于其是否对应于正常血液存在或血液异常积聚或池化被标记。
23.感应式感测基于经由主天线环路生成主交变磁场(这导致感应涡电流)，以及在主磁场内的导电材料或组织中的随之而来的次级磁场。所述次级磁场与主环路或主磁场的相互作用可以被用于检测被探测体的特征，特别地包括导电组织或材料的特征，例如水或其他流体含量。
24.特别地，该场相互作用导致通过天线线圈运行的电流的可检测电气特性的变化。例如，可以改变所述电流频率，和/或可以抑制所述电流幅度。
25.在感应式感测中，信号生成器(诸如振荡器)连接到环路天线。所述振荡器是放大器，通常包括一个或多个晶体管，其与电感源和电容源组合在耦合电路中引起谐振状态。电感由所述环路天线提供，而所述电容由与所述环路平行放置的任选电容器部件连同环路自身及其环境的寄生电容以及振荡器寄生电容提供。总系统被称为谐振器。
26.由身体生成的次级磁场在天线环路处具有向谐振器电路添加额外复杂电感的效
果，其从而导致电路电流中的可检测的变化。额外电感的实部可检测为例如振荡器电路电流的频率变化。额外电感的虚部可检测为例如振荡器电路电流(或电压)的幅度变化。
27.感应式感测也可以被用于区分材料中的不同流体。来自不同流体的电磁信号响应取决于它们的电导率而变化，所述电导率继而取决于它们的物理性质而变化。这提供了一种用于检测在正常情况下应该没有血液或仅应该有较少量血液的身体位置处的血液池的存在的手段。例如，在脑内区域中，在健康患者中，应当仅存在一层脑脊液(csf)，加上正常的血流。在脑内出血的情况下，除了异常出血之外或代替由于异常出血，存在血液池或积聚。类似地，对于腹部区域，对于健康患者，除了通过所述区域中的动脉、静脉和毛细血管的正常血流之外，应当仅存在腹部或内脏液体。腹腔液或内脏液对血液具有不同的电导率。血液池或积聚将导致返回的感应信号不同于正常血流以及正常腹部和内脏液。因此，通过测量相关解剖区域处的感应信号响应，可以确定是否存在血液异常积聚或仅存在正常液体。
28.例如，根据一个或多个实施例，所述系统可以被配置用于检测所述身体的脑内区域中的血液积聚的存在。在这种情况下的系统可以被配置用于基于所述血液检测来检测脑内出血的发生。
29.例如，可以定义信号阈值，该阈值已知酌情与脑内区域或腹部区域中的出血的存在相关联。
30.根据一个或多个实施例，所述系统可以被配置用于检测所述身体的腹部区域中的血液积聚的存在。在这种情况下的系统可以被配置为基于所述血液检测来检测腹部出血的存在。
31.例如，可以定义信号阈值，其中，这可以是已知酌情与脑内区域或腹部区域中的出血的存在相关联的阈值。
32.根据一个或多个实施例，所述系统可以在至少两种检测模式之间切换：
33.第一检测模式，其中，所述系统被配置用于检测所述身体的颅骨区域中的血液积聚的存在；以及
34.第二检测模式，其中，所述系统被配置用于检测所述身体的腹部区域中的血液积聚的存在。
35.存在用于谐振器电路和天线的不同的可能配置。特别地，谐振器可以仅提供有单个天线或多个天线。在每种情况下，优选地，每个天线仅包括单个环路(单匝或绕组)。
36.已经发现，在所述谐振器电路仅提供有单个天线的情况下，血液和非血液体液之间的感应响应的最大差异被呈现在添加到所述谐振器电路的额外电感分量的实部中。
37.因此，在提供单个天线的情况下，所述信号感测模块可以被配置为检测添加到所述谐振器电路的所述额外电感分量的实分量。然而，这不是必要的，并且例如如果相反检测到所述额外电感的虚分量，所述方法也工作。
38.在特定实施例中，血液积聚的存在或不存在的检测可以包括将检测到的所述额外电感的实分量与与血液积聚的存在相关联的实电感阈值进行比较。
39.超过一个天线的使用可以改进血液检测的准确度或可靠性。特别地，具有超过一个环路天线的测量结果对所述环路与所述流体之间的组织层的小变化较不敏感。例如，如果所述腹壁的脂肪层因患者而异，则利用单个环路测量的额外电感可能由于(积聚的)血液层与环路的增加或减小距离而改变。利用多环路设置，两个环路的测量结果将改变，但是两
个测量结果之间的比率将保持近似稳定。因此，确定血液存在的准确度增加。
40.在所述多环路设置中，根据某些范例，所述系统还可以被配置为确定添加到所述两个天线中的每个的额外电感分量之间的比率，并且基于该比率确定血液积聚的存在或不存在。
41.在该背景下的比率可能意指用于两个环路的反射电感分量的商。
42.在特定范例中，所述系统可以被配置为将所述比率与预定义阈值进行比较以确定血液积聚的存在或不存在。
43.因此，在该范例中，阈值是预定义的，其中，所述阈值是与所述两个环路之间的值的比率有关的阈值。
44.在其他范例中，血液积聚的检测可以基于添加到所述两个天线中的每个的额外电感分量之间的差异。例如，可以将该差异与预定义阈值进行比较以确定血液积聚的存在或不存在。
45.因此更一般地，血液积聚的检测可以基于添加到所述两个天线中的每个的电感分量的比较值。
46.已经发现，对于使用添加到每个环路的电感之间的比率的多环路设置，血液与其他流体之间的电感信号的最大差异针对所述电感的虚部被发现。因此，在有利的范例中，所述信号处理模块可以在这些情况下被配置为提取添加到所述天线中的每个的额外电感分量的虚部并且确定所述虚部之间的比率。这可以提供更准确或更可靠的检测结果。
47.然而，虚分量的使用不是必要的，并且所述方法仍然适用于例如添加到每个天线的额外电感分量的实分量。
48.尽管提到了具有两个天线的范例，但是所述谐振器电路可以包括超过两个天线。
49.在提供两个或更多个环路的情况下，针对它们的配置存在不同的选项。
50.所述两个环路天线可以彼此同心布置。
51.额外地或者备选地，所述两个环路天线可以相对于彼此轴向偏移安装。在该背景下的轴向偏移意指在垂直于由天线环路中的至少一个定义的平面(天线位于的平面)的方向上的偏移。
52.额外地或者备选地，所述信号生成器可以被配置为利用不同的相应ac频率的驱动信号来驱动所述两个天线。
53.根据一个或多个实施例，所述系统可以包括支撑结构，所述至少一个环路天线安装到所述支撑结构。
54.所述支撑结构例如用于将所述一个或多个天线保持在固定位置。在存在两个天线的情况下，其可以将它们保持在相对于彼此的固定位置。其可以是或包括框架结构。器是或包括壳体结构。
55.在提供壳体的情况下，所述壳体可以被布置为安置包括(一个或多个)天线的谐振器电路。
56.根据一个或多个实施例，所述感测系统可以包括手持式探头单元。所述手持式探头单元可以包括，例如至少包含或安置所述谐振器电路。
57.手持式探头配置允许所述系统根据需要用于所述身体的不同区域范围处的血液检测，包括头部或腹部。例如，所述系统可以在不同的检测模式之间可切换，例如如上文描
述的，以关于所述身体的不同区域使用。
58.根据一个或多个实施例，所述系统可以包括头戴式帽，至少一个天线安装到帽。所述安装可以使得当所述帽被穿戴时，至少一个天线与所述头部的表面保持固定关系。
59.在优选范例中，优选地，该系统可以包括在不同位置安装到帽子的多个天线，以便在戴上帽子时保持在围绕头部的不同位置处。
60.这样的帽提供了用于检测头部区域中的出血的有效布置，例如用于检测脑内出血。在所述帽周围的不同位置处提供多个天线意指可以监测跨全部头部区域的出血，并且例如，可以监测所述头部周围检测到的信号形成的图。
61.在一些范例中，所述帽可以由柔性材料形成以便在穿戴时保持在所述头部周围。然而，这不是必要的。
62.根据一个或多个实施例，所述系统可以包括用于覆盖身体的所述一个或多个区域中的至少一个的(例如纺织品)衣服或床单，所述至少一个天线安装到所述衣服或床单。
63.在优选实施例中，所述系统可以包括多个天线，其在不同位置处安装到所述衣服或床单。
64.根据具体范例，所述衣服或床单可以包括毯子或背心。
65.衣服或床单对于检测腹部区域中的出血可能是特别有利的。例如，可以将毯子跨所述患者的腹部放置，同时提供绝缘功能，并且还使能感应检测所述腹部中的任何血液池化。
66.根据一个或多个有利的实施例，所述衣服或床单可以包括视觉指示器模块，所述系统被配置为控制所述视觉指示器模块以提供血液的存在或不存在的确定的视觉指示。所述视觉指示器可以例如包括一个或多个光源，例如红灯和绿灯，例如分别指示出血的存在和出血的不存在。该特征可以额外地或备选地应用于上文所提到的头戴式帽，以提供出血的存在的视觉指示。
67.根据本发明的另一方面的范例提供一种用于检测患者的身体的一个或多个区域中的出血的存在的感应式感测方法，所述方法基于响应于将电磁激励信号施加到所述身体而感测从所述身体返回的电磁信号，所述方法包括：
68.利用驱动信号来驱动谐振器电路的至少两个环路天线以使得每个环路天线生成所述电磁激励信号；
69.与所述信号生成同时地基于对指示额外电感分量的量度进行检测来感测来自所述身体的所述返回信号，所述额外电感分量是由所述返回信号添加到所述谐振器电路的所述天线中的每个天线；
70.基于检测到的所述额外电感分量的量度来确定血液积聚的存在或不存在，并且
71.生成指示所述确定的结果的数据输出。
72.在特定实施例中，确定血液积聚或池的存在或不存在可以基于预定义阈值，所述阈值与所述身体的所述一个或多个区域中的至少一个中的血液(异常)积聚的存在相关联。
73.所述方法可以用于检测脑内区域中的血液积聚的存在。所述方法可以用于检测腹部区域中的血液积聚的存在。所述方法还可以包括基于血液检测来确定要么脑内出血要么腹部出血的发生。
74.例如，所述方法可以包括定位所述谐振器电路的至少一个天线以用于将电磁激励
信号施加到所述头部区域或所述腹部区域，并且接收来自所述头部区域或腹部区域的返回电磁信号。
75.在阈值被用于进行检测的情况下，所述阈值可以是已知酌情与所述颅部区域或所述腹部区域中的出血的存在相关联的阈值。
76.根据本发明的另一方面的范例可以提供一种包括代码模块的计算机程序产品，所述代码装置被配置为当在处理器上运行时，使所述处理器操作地耦合到：
77.谐振器电路，其包括至少一个环路天线，以及耦合到所述天线的电子信号生成器，其用于利用驱动信号驱动所述天线以使得其生成所述电磁激励信号，以及
78.信号感测模块，其被布置用于与信号生成同时地基于检测指示由来自身体的所述返回信号添加到所述谐振器电路的天线的额外电感分量的量度来感测所述返回信号，以使所述处理器执行根据上文概述或下文描述的任何实施例或根据本技术的任何权利要求的感应式感测方法。
79.本发明的这些和其他方面将根据下文中描述的(一个或多个)实施例而显而易见并且参考下文中描述的(一个或多个)实施例得到阐述。
附图说明
80.为了更好地理解本发明并且更清楚地示出其可以如何实现，现在将仅通过范例对附图进行参考，其中：
81.图1示意性地图示了应用该系统的身体内的涡电流感应；
82.图2示出了根据一个或多个实施例的范例系统的部件的示意性框图；
83.图3图示了包括两个天线的范例布置；
84.图4和图5分别示出了图示在使用单个天线时对于电感的虚部和实部对血液和csf的比较电感响应的图；
85.图6和图7分别示出了图示在使用两个天线时对于电感的虚部和实部对血液和csf的比较电感响应的图；
86.图8和图9示意性地图示了包括安装到其的多个天线的头戴式帽单元；
87.图10示出了用于天线到头帽的附接模块的更接近视图；
88.图11示意性地图示了包括安装到其的多个天线的范例床单或衣服；并且
89.图12以框图形式概述了根据一个或多个实施例的范例方法。
具体实施方式
90.将参考附图来描述本发明。
91.应理解，详细描述和特定范例在指示装置、系统和方法的示范性实施例时旨在仅出于图示的目的并且不旨在限制本发明的范围。本发明的装置、系统和方法的这些和其他特征、方面和优点将从以下描述、权利要求书和附图变得更好理解。应当理解，附图仅仅是示意性的并且未按比例绘制。还应当理解，相同的附图标记贯穿附图被用于指示相同或相似的部分。
92.本发明提供一种用于检测身体的一个或多个区域中的出血(例如血液池)的感应式感测系统。该系统包括具有至少一个天线的谐振器电路，该天线利用振荡驱动信号驱动，
以引起用于施加到身体的电磁信号的生成。该信号在身体内感应涡电流，其生成从身体返回的次级em信号。这些通过向电路添加额外的电感分量与谐振器电路相互作用。该电感分量取决于感应涡电流的流体的电导率而变化。血液对其他体液具有不同的电导率。该系统被配置为基于额外的电感分量检测血液的存在。该系统生成表示确定的数据输出。
93.如所讨论的，本发明基于感应式感测技术。
94.感应式感测可以用作身体性质的非侵入性调查的手段。
95.感应式感测基于经由主天线环路生成主交变磁场，这导致感应涡电流，并且在主磁场内的导电材料或组织中生成随之而来的次级磁场。次级磁场与主环路或主磁场的相互作用可以被用于检测被探测体的运动的模式，特别地包括水含量的那些模式。
96.特别地，该场相互作用导致通过天线线圈延伸的电流的可检测电气特性的变化。例如，可以改变电流频率，和/或可以抑制电流幅度。
97.在感应式感测中，信号生成器(诸如振荡器)连接到环路天线。振荡器是放大器，通常包括一个或多个晶体管，其与电感源和电容源组合在耦合电路中引起谐振状态。电感由环路天线提供，而电容由与环路平行放置的任选电容器部件连同环路自身及其环境的寄生电容以及振荡器寄生电容提供。该总系统被称为谐振器。
98.由身体生成的次级磁场在天线环路处具有向谐振器电路添加额外复杂电感的效果，其从而导致电路电流中的可检测的变化。额外电感的实部可检测为例如振荡器电路电流的频率变化。额外电感的虚部可检测为例如振荡器电路电流(或电压)的幅度变化。
99.感应式感测基于经由主天线环路生成主交变磁场，其导致感应涡电流；以及在主磁场内的导电材料或组织中的随之而来的次级磁场。这在图1中示意性地图示。谐振器电路的环路天线12利用交变电流(驱动信号)驱动。这引起天线中的电流振荡。
100.在使用中，天线12接近要探测的身体16。天线的驱动生成与身体耦合并且在身体中生成涡电流18的初级电磁(em)信号22。这些涡电流取决于身体的电导率。涡电流生成次级磁场24。该次级场与初级场22相互作用以改变谐振器电路的振荡特性。
101.特别地，通常，当环路天线达到接近身体时，电感l采集由于刺激身体中感应的涡电流18而产生的额外反射电感分量lr作为激励信号22的施加的结果。
102.由于次级时变磁通量的生成，这些涡电流18继而有效地做出对环路天线12的电感的贡献。这些涡电流通量与天线的主要通量组合，这导致天线中的更大的感应反emf，并且因此更大的可测量的有效电感。
103.起因于涡电流的电感的添加分量可以在本公开中同义地被称为“反射电感”。
104.通常，反射电感lr是复数，并且可以被表达为：
105.lr＝l’r
il
″rꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
106.其中，l’r
与天线的无功阻抗有关，并且l
″r与天线的电阻阻抗有关。
107.电感lr的反射分量的添加导致天线(或谐振器电路)的特性的去谐。特别地，所述线圈天线电路的自然径向频率和所述线圈天线电路的阻尼因子两者改变。
108.特别地，所述额外电感分量lr的实部在谐振器电路或天线的自然频率中显露。额外电感分量的虚部在谐振器电路的(自然)振荡幅度中显露。
109.通过完整性，应注意，电路电感与电路阻抗电相关，并且因此阻抗的实部和虚部的测量可以在一些范例中提供所要求的测量的虚部和实部电感的指示。特别地，阻抗z包括实
部和虚部：z＝r ix，其中，r是电阻，并且x是电抗。这也可以写为z＝r iω*l，其中，ω是径向频率，并且l是电感。
110.上文所提到的反射电感lr可以被定义为：
111.lr＝z/(iω)＝l
–
ir/ω(＝l’ il”)。在这种情况下，l然后被称为反射电感的实部(也表示为l’)，并且
–
r/ω被称为反射电感的虚部(也表示为l”)。
112.感应式感测也可以被用于区分材料中的不同流体。来自不同流体的电磁信号响应取决于它们的电导率而变化，所述电导率继而取决于它们的物理性质而变化。这提供了一种用于检测在正常情况下应该没有血液或仅有正常血流的身体位置处的血池的存在的手段。
113.例如，在颅或脑内区域中，在健康患者中，应当仅存在一层脑脊液(csf)，以及通过区域中的血管的正常血流。在脑内出血的情况下，另外存在血液的积聚或池化。血液和csf具有不同的电导率。因此，在存在血液池化或积聚的情况下，由于大于该区域中的正常血液浓度，探测区域的平均电导率改变。因此，通过测量脑内区域(例如)的感应式em响应，可以确定是否存在血液积聚或仅存在正常血液和csf。
114.类似地，对于腹部区域，对于健康患者，除了通过血管的正常血流，应当仅存在腹部或内脏液体。腹腔液或内脏液对血液具有不同的电导率。因此，与存在仅正常水平的血液加上腹部或内脏液体相比较，将感应式传感器应用到腹部区域的感应式响应允许检测到血液积聚的存在。如上文所提到的，当存在异常出血并且因此血液池化时，探测区域的平均电导率改变，从而导致感式应响应的变化。这允许将异常血液积聚与与其他正常液体组合的正常血流区分开。
115.本发明的实施例因此基于这些原理使用感应式感测来检测血液积聚。
116.图2以框图形式示出了根据本发明的一个或多个实施例的感测系统。
117.系统8包括谐振器电路10，其包括：环路天线12；以及耦合到天线的电子信号生成器14，以用于利用驱动信号驱动天线以使得其生成电磁(em)激励信号。该范例中的信号生成器采取振荡器14的形式，其生成具有驱动频率的驱动信号。
118.在该范例中，谐振器电路10还包括电容器13，以用于设置或调谐谐振器电路的自然自由空间谐振频率(即，在不存在任何施加场的情况下的自然频率)。在一些范例中，电容器可以是可变电容器以允许调节自然自由空间谐振频率。
119.系统8还包括信号感测模块30，其被布置用于与信号生成同时基于检测指示由来自身体的返回信号添加到谐振器电路10的天线20的额外(复)电感分量的量度来感测所述返回信号。
120.来自身体的次级em信号将额外(复)电感分量添加到电路，如上文所讨论的。这可以基于检测谐振器电路的一个或多个电特性的变化来检测，例如通过检测谐振器电路的自然阻尼因子和/或谐振器电路的自然频率的变化。例如，这些可以基于检测谐振电路电流中的振荡幅度的变化或基于检测谐振电路中的振荡频率的变化来分别检测。额外电感分量将取决于被探测介质的特性而变化(如上文所讨论的)。
121.该系统还被配置为基于检测到的额外电感分量的量度来确定血液积聚的存在或不存在。
122.该系统还被配置为生成指示确定的结果的数据输出。
123.在一些范例中，例如，血液的存在或不存在的确定可以基于一个或多个预定义阈值，一个或多个阈值与身体的所述一个或多个区域中的至少一个中的出血的存在相关联。以这种方式，可以检测出血。
124.然而，阈值的使用不是必要的。备选方法包括例如使用算法模型，该算法模型被配置为基于检测到的额外电感分量来确定一个或多个特定区域中的血液的存在或不存在。其他备选方法还可能包括使用例如人工智能或机器学习算法，例如被训练用于在区域中的正常血液水平和区域中的血液异常池化或积聚之间进行分类。例如，机器学习算法可以利用训练数据进行训练，所述训练数据包括针对不同区域的不同额外电感分量信号，每个信号关于其是否对应于正常血液存在或血液异常积聚或池化被标记。
125.以上仅表示范例方法并且本发明的实施例不限于此。
126.在一些范例中，系统可以包括被配置为执行所述确定和生成步骤的控制器或处理器。
127.在图2的范例中，系统8还包括微处理器32，其被布置为操作地耦合到信号感测模块30和谐振器电路32。例如，微处理器可以被配置用于控制驱动信号生成器14的驱动频率，和/或其可以被配置为执行信号处理，例如用于出血的存在或不存在的所述确定。在一些范例中，其可以执行另外的信号处理，例如以用于从由信号感测模块30检测到的感测或测量信号导出一个或多个生理或解剖参数。
128.信号感测模块30可以采用不同的形式并以不同的方式操作，以用于导出指示由所述返回信号添加到谐振器电路的天线的额外电感分量的所述量度。
129.感应式感测系统可以被配置在要么单天线设置要么多天线设置中。
130.在单天线设置中，谐振器电路仅包括单个天线，优选地具有单个环路。
131.在多天线设置中，谐振器电路包括两个或更多个天线，每个利用驱动信号驱动以生成激励信号，并且其中，添加到每个相应天线的额外电感分量由信号感测模块感测。
132.图3示意性地图示了范例多天线配置。在该范例中，提供了两个天线，第一12a较大直径天线，以及第二12b较小天线直径。在图示的范例中，两个天线同心布置，其中，较小的天线12b嵌入(例如同轴)在较大天线12a的圆周内。可以提供支撑结构，例如框架或壳体，其被布置为将两个(或更多个)天线保持相对于彼此固定。
133.在该范例中，两个天线在共面布置中，即位于同一平面中。然而，在其他范例中，两个或更多个天线可以彼此轴向偏移安装(即，在垂直于由天线中的至少一个定义的平面的方向上偏移)。
134.此外，同心布置不是必要的。在另外的范例中，第二天线12b可以布置在第一天线12a的圆周之外，或者其内部环路表面区域可以与第一天线的内部环路表面区域交叠。
135.此外，根据一个或多个范例，两个或更多个天线可以各自利用不同相应频率的驱动信号来驱动。这将在下文中进一步讨论。
136.现在将更详细地描述单天线和多天线配置。
137.单个天线12可以被用于测量例如在颅骨或腹部区域的特定位置处的反射电感。例如，放置在颅骨上的单个环路可以被用于检测脑内出血。放置在腹部上的单个环路可以被用于检测例如由腹部创伤引起的腹部出血。下面将考虑与用于检测脑内出血相关的范例。
138.基于靠近环路天线12的组织、环路的几何结构和环路相对于身体的位置(例如到
身体的距离)，反射电感的值将变化。术语“反射电感”已在上文中介绍过并且是指通过响应于em激励信号的施加而从身体返回的次级电磁(em)信号添加到谐振器电路的额外电感分量。
139.由于与脑脊液(csf)或腹部和内脏液体相比较，血液是更导电的，因此血液的存在将导致更高的反射电感。通过测量反射电感的准确值，可以确定是否存在比正常预期更多的血液，或者血液是否在于不应该存在之处存在。以这种方式，感应式感测可以被用于检测腹部区域或大脑中的内部出血。
140.例如，根据一组可能的实施例，可以关于反射电感分量定义预定检测阈值，该阈值已知与出血的存在相关联，即探测解剖区域中的血液的异常积聚或池化。该系统可以被配置为将利用单环路获得的检测到的反射电感分量与阈值进行比较，以确定是否存在出血或没有出血(异常血液池化，或正常的血液量)。阈值的值可以取决于考虑中的身体的区域而变化。例如，与检测腹部出血相比较，可以为检测脑内出血定义不同的阈值。阈值可以例如基于经验测量或者基于模型或模拟的使用预先确定。
141.应注意，在一些情况下，可能不需要阈值，并且可以直接应用模型或模拟来确定血液积聚的存在或不存在，例如通过将测量的额外电感分量作为输入馈送给模型或模拟。
142.为了说明具有单环路布置的血液检测的原理，发明人已经运行范例模拟以用于检测脑内出血。
143.图4和图5示出了当在颅骨后面存在一薄层血液或csf时反射电感的实部(图4的y轴)和虚部(图5的y轴)分别作为(归一化)频率(图4和图5的x轴)的函数的差异。每个图形示出了针对血液和csf两者的结果。在图4中，线42示出了针对csf的结果，并且线44示出了针对血液的结果。在图5中，线52示出了针对csf的结果，并且线54示出了针对血液的结果。
144.在每个图形中，频率相对于环路直径进行归一化。在wo 2018/127482中详细讨论了该归一化方法。
145.从图4和图5的图形，清楚的是，与针对csf的结果52相比较，颅骨后面血液的存在导致反射电感54(图5)的显著更高的实分量。针对血液44和csf 42的结果之间的差异也可以在反射电感的虚分量中观察到(图4)，但是结果差异较小。因此，对于单个天线设置，检测反射电感的实分量可以提供更可靠和鲁棒的血液积聚检测结果。
146.例如，在有利的范例中，系统8可以被配置为检测添加到谐振器电路的额外实电感分量，并且确定这是否超过预定阈值，其中，预定阈值可以基于为正常流体(诸如csf)或者除csf之外的给定区域中已知的正常血流水平检测到的已知值(或作为频率函数的值)。
147.由于电感的实分量与阻抗的虚分量有关，任选地，在一些有利的实施例中，系统8可以被配置为检测添加到谐振器电路的额外虚阻抗分量并且确定这是否超过预定阈值，其中，预定阈值可以基于为正常流体(诸如csf)或者除csf之外的给定区域中已知的正常血流水平检测到的已知值(或作为频率的函数的值)。
148.本范例中用于模拟的层模型包括以下层和对应的厚度(以mm为单位)：
149.层厚度(mm)骨
–
皮质2骨
–
松质3骨
–
皮质2
脑脊液/血液1灰质5白质100空气无限
150.表1
151.假设环路被放置在距皮质骨的第一层3mm的距离处，这对应于例如将位于环路与颅骨之间的探头壳体外壁的实际值。
152.现在将讨论多天线布置。
153.根据一个或多个实施例，可以提供包括两个或更多个天线的多环路设置，优选地每个天线包括单个环路或绕组。每个可以被提供有不同的几何结构(例如直径、形状)、相对于身体的位置(例如距离)和/或可以利用不同的驱动频率驱动。
154.多环路设置可以被用于检测身体的任何区域中的出血，包括例如用于脑内出血的检测和用于腹部出血。
155.当组合超过一个天线的测量结果时，测量结果对接近环路的组织层中的小变化变得不太敏感。例如，如果腹壁的脂肪层因患者而异，则利用单个天线测量的反射电感将由于血液层到环路的增加或减小距离而改变。然而，利用多环路设置，这两个天线的测量结果将改变，但是两个测量结果之间的比率将或多或少保持稳定。因此，血液存在检测的准确度增加。
156.这也有利地意指不要求在不同患者之间系统的校准，因为尽管针对额外电感(在单个天线处)的绝对测量值可能因患者而异，但是两个环路的值之间的比率跨大多数患者相对稳定。因此，在不需要患者特异性校准的情况下提高了准确度。
157.类似地，当使用多环路设置来检测脑内出血时，颅骨的厚度的变化对反射电感的比率具有最小影响，而关于单环路的结果可能变化。
158.因此，在多环路布置中，系统可以被配置为检测由来自身体的所述返回信号添加到多个天线中的每个的额外电感分量。
159.在一些实施例中，系统还可以被配置为确定添加到两个天线中的每个的额外电感分量之间的比率，并且将所述比率与预定义阈值(用于该比率)进行比较以确定血液的存在或不存在。在其他范例中，可以确定添加到两个天线中的每个的电感分量之间的差异，并且将这与针对差异的预定义阈值进行比较。更一般地，两个天线的额外电感分量的比较值可以被用于确定。
160.可以定义与两个(或更多个)环路之间的反射电感分量值的比率相关的预定阈值。该比率可以特定于环路布置。例如，其可以对应于较小环路12b与较大环路12a的比率。在该背景下的比率意指用于两个环路的反射电感分量值的商。比率阈值可以是已知与存在血液(异常)积聚或池化相关联的比率。
161.比率阈值可以基于经验测量预定，或者可以基于例如模型或模拟。
162.为了图示多天线设置，发明人已经运行了进一步的模拟，其结果示出在图6和图7的图形中。利用与单环路设置的模拟中使用的相同组织层运行模拟(即如上表1所指示的)。该设置包括分别具有10mm和20mm的直径的两个同心环路(例如如图3所示)，并且配置在共面布置中，使得针对两个天线从天线到颅骨的距离相同。这些直径大小仅通过范例，并且在
另外的范例中，可以相反使用任何其他天线直径值。
163.将这两个环路的测量反射电感之间的比率绘制为作为频率的函数(图6和图7的x轴)的电感的虚部(图6的y轴)和实部(图7的y轴)。在每种情况下的比率对应于较小环路(环路1)的电感值除以较大环路(环路2)的电感值，即较小环路与较大环路的商。
164.每个图形示出了针对csf和血液两者的比率结果。在图6中，线62示出了针对csf的结果，并且线64示出了针对血液的结果。在图7中，线72示出了针对csf的结果，并且线74示出了针对血液的结果。
165.在这种情况下，在反射电感的虚分量的比率(图6)中找到血液与csf结果之间的最大差异。此处，两个环路(环路1/环路2)的虚反射电感分量之间的比率对于血液而言明显小于对于csf。
166.因此，在一些实施例中，系统8可以被配置为提取在每个天线处添加的反射电感分量的虚分量，并且仅确定这些虚分量之间的比率或商。对针对比率的虚分量工作可能导致更可靠或准确的检测结果。
167.而且，由于电感的虚分量与阻抗的实分量有关，备选地，在一些有利的实施例中，系统8可以被配置为提取在每个天线处添加的额外阻抗分量的实部并且确定阻抗的这些实分量之间的商或比率。
168.然而，差异在反射电感的实分量的比率结果之间也是可观察的(图7)。因此，在另外的实施例中，反射电感的实分量的比率可以备选地或额外地用于多环路布置中。
169.尽管已经讨论了仅包括两个天线(两个环路)的布置，但是在另外的实施例中，可以提供超过两个天线(两个环路)。在一些实施例中，血液积聚的检测可以基于添加到更多个天线中三个中的每个的额外电感分量的相对值。例如，可以计算更多个环路的三个的不同对的电感分量之间的差异，或者可以计算环路之间的平均差异，或者可以计算更多个环路中三个的电感分量之间的商。在一些范例中，可以计算三个或更多个天线的不同对的电感分量之间的差异，并且减去已知存在于每个中的公共基线或偏移(例如，表示颅骨厚度)。这可以允许比较值更可靠地指示不同区域中血量的差异。
170.此外，尽管上述布置包括同心和共面天线，但是在另外的实施例中，天线可以被提供为彼此轴向偏移和/或非同心布置。
171.根据一个或多个实施例，两个或更多个环路可以利用不同的相应驱动频率的驱动信号来驱动。这可以进一步增强测量的鲁棒性，因为不同的频率将作为改变层厚度的函数而在不同程度上变化。因此，以不同频率驱动的两个环路的反射电感比率在不同患者之间将趋于比其中两个环路以相同频率驱动的双环路布置更一致。
172.根据一个或多个实施例，可以以时变频率驱动一个或两个环路。例如，频率可以以连续的方式变化(即执行频率扫掠)，和/或频率可以以离散的步长改变。信号响应的强度(在期望的测量深度处)可能取决于驱动频率而变化。因此，通过执行频率扫掠，可以识别最佳频率(提供最强的信号响应)。
173.如上文所讨论的，对于要么单个要么多个天线布置，根据一组实施例，阈值可以被用于血液检测。阈值的值可以取决于检查中的身体的区域而变化。例如，与腹部区域相比较，可能存在针对脑内区域的不同阈值。还如上文所讨论的，阈值的使用不是必要的，并且例如，其他算法或模型或基于机器学习的检测方法也是可能的。
174.根据一个或多个实施例，系统可以在至少两种检测模式之间可切换：
175.第一检测模式，其中，系统被配置用于检测身体的脑内区域中的血液积聚的存在；以及
176.第二检测模式，其中，系统被配置用于检测身体的腹部区域中的血液积聚的存在。
177.单环路和多环路设置两者可以以不同的方式实现。
178.在任一情况下，可以提供支撑结构用于将谐振器电路的一个或多个天线保持在固定位置，例如以相对于彼此的固定关系。现在将概述各种范例支撑结构。
179.根据一个或多个实施例，感测系统可以包括手持式探头单元，手持式探头单元至少包括谐振器电路。在这种情况下，手持式探头可以包括提供支撑结构的壳体或框架。
180.具有单环路或多环路设置的通用手持式设备可以被用于探测颅骨和躯干(以及任何其他期望的身体区域)。可以提供一种模块以用于向设备输入与它一起使用的解剖区域，例如颅骨或躯干，或其他区域。在阈值被用于执行血液池化的检测的情况下，其可以然后基于该输入配置阈值设置。设备可以被提供用于自动检测它正在感测的区域的模块，例如位置传感器。备选地，可以存在用于向探头提供该信息的用户输入模块。例如，这可以是用于在不同区域的不同模式之间切换的简单开关，例如颅骨模式或躯干模式。在一些范例中，这可能是由设备或系统的控制单元或处理器实施的“软件开关”。
181.在一些范例中，系统可以被配置为基于在放置探头的区域处检测到的电感信号值自动选择模式。例如，初始化阶段可以被触发用于自动配置正确模式。手持式单元放置在要探测的解剖区域并且激活初始化阶段。系统开始生成感应式感测信号，并且基于例如在天线处测量的额外电感分量的值，可以确定正在探测哪个解剖区域。例如，可以存储查找表，该查找表记录针对不同解剖区域的感应信号(例如额外电感分量)值的典型范围。基于查阅这样的表，可以估计设备的解剖区域位置，并且因此自动选择针对该区域的正确模式。
182.根据另一组实施例，系统8可以包括头戴式帽，至少一个天线安装到帽上。优选地，可以提供安装到帽的多个天线12。
183.图8示意性地示出了范例。图8示出了范例头帽82，其包括安装或耦合到帽的外表面(即穿戴时离头部最远的表面)的多个天线12。帽子或帽在使用时可以放置在患者头上，并且单个或多个天线环路测量颅骨上多个位置处的反射电感。这给予了临床工作人员不要求握住设备的益处。这可能在例如救护车中是有益的。帽还可以确保天线相对于头部保持在稳定的位置，并且例如彼此之间保持固定的均匀距离。这对于测试实例之间和患者之间的可靠且可比较的测量结果可能是有益的。
184.帽可以以这样的方式被配置：天线的位置相对于头部是固定的，并且每个感应传感器相对于颅骨的间隔或间距在整个颅骨上是均匀的。
185.这可以例如通过使用柔性帽来完成，以便确保维持与颅骨的接触(帽在穿戴时保留在头部周围)。任选地，多个孔可以由帽划定，使得帽采取网或网格的形式。
186.在优选范例中，每个单个或多个天线可以在单个点处连接到柔性帽或柔性网。因此，即使环路是刚性的，帽本身也是完全柔性的。
187.这在图9和图10a和图10b中示出。图9图示了范例帽82并且示出了安装到帽的多个单个天线12的布置，每个天线12经由单个连接点102。每个天线经由间隔物构件102安装到帽或网的外表面，间隔物构件102保持每个天线从帽、帽子或网的外表面(即背离头部的表
面)直立或保持在其上方。每个间隔物构件采用杆或棒的形式，将相应的天线保持在盖的外表面上方。
188.间隔物102或杆确保天线环路12圆周的中心与帽的外表面保持恒定距离。在另外的范例中，可以以围绕天线的线的包层的形式提供间隔物。
189.图9中所示的感应式传感器天线的阵列允许生成颅骨的电导率图，例如在颅骨的顶部5-10cm。然后可以将颅骨表面处的脑内出血检测为例如电导率的局部增加。
190.在一组有利的范例中，帽82可以包含视觉指示器模块，并且其中，系统被配置为控制视觉指示器模块以提供大脑(例如脑内)区域中的出血的存在或不存在的确定的视觉指示。
191.该指示器可以例如包括附接到帽82的红-绿灯或显示器，例如红色指示出血，绿色表示没有出血。
192.帽在使用中可以是可操作地可连接的，例如例如有线或无线连接到读出设备或患者监测器。
193.图10示出了范例天线12和耦合的间隔物102或杆(单点连接器)。图10b图示了间隔物102或杆本身的视图。
194.根据另一组实施例，该系统可以包括用于覆盖要感应式感测的身体的一个或多个区域的(例如纺织品)衣服或床单，其中，至少一个天线12安装到衣服或床单。
195.优选地，系统包括在不同的位置处安装到衣服或床单的多个天线。
196.这样的布置对于例如执行躯干(例如腹部)的感应式感测是特别有利的。
197.根据一个或多个范例，例如可以提供可以放置在患者上的毯子或背心，毯子或胸部包括安装到其的多个天线12。
198.图11示意性地示出了范例。这示出了范例毯状制品92，其包括安装在其区域上的天线12的阵列。这些可以安装在毯子的外表面上，或者可以集成在毯子的主体中，例如缝在里面或在里面拉上拉链。
199.例如，可以在测量期间将毯子92放置在患者上，使得医学人员能够专注于其他任务。
200.在一组有利的范例中，毯子可以包含视觉指示器模块，并且其中，系统被配置为控制视觉指示模块以提供腹部区域中的出血的存在或不存在的确定的视觉指示。
201.该指示器可以例如包括附接到毯子的红-绿灯或显示器，例如红色指示出血，绿色指示没有出血。
202.在一组实施例中，视觉指示器模块可以被布置为检测跨患者身体的多个区域的血液积聚，所述区域可以由衣服或床单(例如毯子)覆盖。视觉指示器模块可以包括多个视觉指示器部分，其被布置为在衣服或床单的不同位置处提供视觉指示器，以指示检测到的血液池化的对应身体位置。例如，视觉指示器模块可以包括设置跨床单或衣服的不同位置处的多个光源，并且其中，系统被配置为照射与身体的任何位置对齐(例如，位于上面)的位置处的光源，在该位置处，衣服或背心的多个天线检测血液积聚。
203.例如，可以标定患者上的衣服或背心的位置，例如定位在胸骨上凹口或剑突处的毯状制品的顶边缘的中心。临床医师在将衣服或背心定位在患者上时可以确保服装或背心上的参考点与患者身体上的预定义参考对齐位置正确对齐。以这种方式，制品被位置校准。
204.类似特征也可以应用于上文所讨论的头戴式帽82，即头戴式帽可以包括视觉指示器模块，其被布置为在帽的不同位置处提供视觉指示器以指示检测到的血液池化的对应大脑位置。
205.毯子在使用中可以是可操作地可连接的，例如利用有线或无线连接到读出设备或患者监视器。
206.可以使用多个天线环12，其跨毯子的区域分布，以用于一次测量多个位置，而不必保持任何设备。如上文针对柔性帽82所示和描述的相同的单点附接也可以用于该实施例。
207.本发明的实施例因此提供了一种感应式传感器，其可以用于几乎任何环境中以检测出血的存在。所提供的系统的优点包括该系统可以以紧凑的形状因子提供，例如实现为手持式设备、毯子或小帽，如上文所讨论的。这意指它可以容易地用于院前或紧急分诊设置。此外，结果是瞬时的且容易解释。特别地，感应式传感器系统的数据输出信号将借助于反射电感的差异立即表示任何出血。因此，初始分诊(例如针对ich或腹部出血)可以以低水平的操作者专业知识在任何地方和以及时方式进行。
208.根据本发明的另一方面的范例提供一种用于检测患者身体的一个或多个区域中的出血的存在的感应式感测方法，该方法基于响应于将电磁激励信号施加到所述身体而感测从身体返回的电磁信号。
209.图11示出了根据一个或多个实施例的范例方法100的步骤的框图。
210.该方法包括：利用驱动信号驱动102谐振器电路的至少一个环路天线以使得它生成电磁激励信号。
211.该方法还包括：与信号生成同时基于检测指示由来自身体的所述返回信号添加到谐振器电路的天线的额外电感分量的量度来感测104所述返回信号。
212.该方法还包括：基于检测到的所述额外电感分量的量度来确定106血液的存在或不存在。
213.该方法还包括：生成108指示确定的结果的数据输出。
214.方法可以用于检测颅部区域中的血液的存在。方法可以用于检测腹部区域中的血液的存在。方法还可以包括基于血液检测确定要么脑内出血要么腹部出血的发生。
215.例如，方法可以包括定位谐振器电路的至少一个天线以用于将电磁激励信号施加到头部区域或腹部区域，并且接收来自头部区域或腹部区域的返回电磁信号。
216.如上文关于本发明的系统方面所讨论的，对血液积聚的存在或不存在的确定可以基于预定义阈值，所述阈值与身体的所述一个或多个区域中的至少一个中的血液的存在相关联。
217.该阈值可以是已知酌情与颅部区域或腹部区域中的出血的存在相关联的阈值。
218.用于以上步骤中的每个的实施选项和细节可以根据上文为本发明的装置方面(即，系统方面)提供的解释和描述来理解和解释。
219.上文关于本发明的装置方面(关于感应式感测系统)所描述的范例、选项或实施例特征或细节中的任一个可以应用或组合或并入本发明的目前方法方面中。
220.根据本发明的另一方面的范例可以提供一种包括代码模块的计算机程序产品，该代码模块被配置为当在处理器上执行时，使处理器操作地耦合到：
221.谐振器电路10，其包括至少一个环路天线12，以及耦合到天线的电子信号生成器
14，其用于利用驱动信号驱动天线以使得其生成电磁激励信号，以及
222.信号感测模块30，其被布置用于与信号生成同时基于检测指示由来自身体的所述返回信号添加到谐振器电路的天线的额外电感分量的量度来感测所述返回信号，以使得处理器执行根据上文概述或下文描述的任何实施例或根据本技术的任何权利要求的感应式感测方法。
223.如上文所讨论的，一些实施例利用控制模块和/或微控制器和/或微处理器。
224.这些部件中的任何一个或每个可以利用软件和/或硬件以许多方式实现，以执行要求的各种功能。例如，可以使用采用可以使用软件(例如，微代码)编程以执行所要求的功能的一个或多个微处理器的处理器。然而控制模块可以在有或没有采用处理器的情况下实施，并且还可以被实施为执行一些功能的专用硬件和执行其他功能的处理器(例如，一个或多个可编程微处理器和相关联的电路)的组合。
225.可以被采用在本公开的各种实施例中的控制器部件的范例包括但不限于常规微处理器、专用集成电路(asic)和现场可编程门阵列(fpga)。
226.在各种实施方式中，处理器或者控制器可以与一个或多个存储介质相关联，诸如易失性和非易失性计算机存储器(诸如ram、prom、eprom和eeprom)。存储介质可以编码有一个或多个程序，其当在一个或多个处理器和/或控制器上运行时执行所要求的功能。各种存储介质可以被固定在处理器或控制器内或可以是可运输的，使得被存储在其上的一个或多个程序可以被加载到处理器或控制器中。
227.通过研究附图、说明书和随附的权利要求书，本领域的技术人员在实践请求保护的本发明时可以理解和实现所公开的实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或者步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中记载的若干项的功能。尽管互不相同的从属权利要求中记载了特定措施，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。如果计算机程序是上面讨论的，则其可以被存储/被分布在适合的介质上，诸如与其他硬件一起提供或作为其他硬件的部分提供的光学存储介质或固态介质，但是其也可以以其他形式分布，诸如经由因特网或其他有线或无线电信系统分布。如果术语“适于”被使用在权利要求或说明书中，则应注意到，术语“适于”旨在等效于术语“被配置为”。权利要求中的任何附图标记不应当解释为对范围的限制。