專利名稱：尿道阻塞診斷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常屬于醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，并且涉及用于在患者中定量診斷尿道 阻塞的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
前列腺肥大是非常普遍的現(xiàn)象，其發(fā)生在超過一半的50歲以上的男 性中。到了 80歲，大約80%的男性患有前列腺肥大。前列腺肥大癥被認(rèn) 為與這個(gè)年齡典型的荷爾蒙失調(diào)有關(guān)，并被稱為良性前列腺增生或BPH。 在少數(shù)的病例中，前列腺肥大與前列腺癌有關(guān)。
無論什么原因，前列腺肥大可能導(dǎo)致膀胱控制問題。這是因?yàn)榍傲邢?的腺體環(huán)繞著膀胱頸下面的尿道。肥大的前列腺給尿道施加壓力，使尿道 形狀變形并且使它的橫截面積減少。在急性的情況下，會(huì)發(fā)生尿道的全部 阻塞。
尿道阻塞的定量診斷有助于前列腺問題的早期檢測(cè)，這反過來允許預(yù) 期的藥物治療或其它恰當(dāng)?shù)闹委煛Ｔ谝汛嬖诎螂卓刂茊栴}的病例中，定量 ^貪斷有助于確定病例的嚴(yán)重性和監(jiān)控所采取的治療過程的效果。
從更為廣闊的前景來看，尿道阻塞的定量診斷僅僅是幾種對(duì)下尿路癥 狀(LUTS)進(jìn)行稍微復(fù)雜的篩查和診斷過程中采取的常規(guī)檢驗(yàn)之一。下 尿路癥狀涉及幾個(gè)因素，包括在體神經(jīng)系統(tǒng)方面、在膀胱/尿道自主神經(jīng)系 統(tǒng)方面、在逼尿肌和括約肌肌肉方面以及更多方面的失調(diào)。所述篩查過程 因而對(duì)區(qū)分多種引起患者遭受泌尿問題的醫(yī)學(xué)狀況是必須的。
因而推動(dòng)和簡(jiǎn)化尿道阻塞的識(shí)別和定量診斷，不僅在阻塞存在的情況 下，而且在阻塞不存在的情況下否定其存在從而得到正確的診斷，都M本的。
常規(guī)用于定量檢測(cè)前列腺狀況的方法包括以下4支術(shù)直腸指4企，以觸 摸前列腺肥大；膀胱鏡檢查(在局部麻醉下)，其由將透鏡穿進(jìn)尿道和膀 胱以觀察是否有任何異常出現(xiàn)組成；靜脈腎盂造影圖，其由當(dāng)將染料注入 到靜脈時(shí)尿道的X射線照射可顯示腫瘤或者阻塞組成；前列腺的超聲檢查。 最后者通過采用兩種辦法之一來實(shí)現(xiàn)經(jīng)直腸超聲檢查(TRUS),其使用 直腸探頭評(píng)估前列腺，且有時(shí)能檢測(cè)癌癥；以及經(jīng)腹超聲檢查，其使用放 置在腹部上的設(shè)備。將TRUS與經(jīng)腹超聲檢查相比，TRUS對(duì)確定前列腺 體積或者尿道阻塞程度明顯更準(zhǔn)確，但經(jīng)腹超聲檢查可對(duì)排泄后余尿量給 出精確測(cè)量，并且比TRUS更接近無創(chuàng)和昂貴。
此外，另一個(gè)用于定量檢測(cè)前列腺狀況的已知技術(shù)是基于尿流率檢 測(cè)。其目標(biāo)是通過電子測(cè)量尿流速度以確定膀胱是否梗阻。然而，該檢測(cè) 不能確定梗阻的原因，梗阻不僅由于BPH，而且可能由于尿道異常、膀胱 肌無力或者其它原因。根據(jù)這項(xiàng)技術(shù)，患者被告知在測(cè)試前憋尿好幾個(gè)小 時(shí)并飲用充足的流體，以便使他具有充滿的膀胱和強(qiáng)烈的尿意。為了完成 這個(gè)檢測(cè)，患者在配有尿流率計(jì)的特殊便盆里排尿?；颊吲拍驎r(shí)保持靜止 以助于確保精確，并且他正常排尿且不施加壓力而排空他的膀胱或者試圖 阻止他的尿流，這是非常重要的。很多因素會(huì)影響尿流，諸如由于自我意 識(shí)導(dǎo)致的壓力或抑制；因此專家推薦檢測(cè)至少重復(fù)兩次。尿流率計(jì)算為每 秒通過尿的毫升數(shù)(mL/s)。在它的峰值記錄尿流率測(cè)量并稱為Q[max]。 Q[max]越高，患者的尿流率越好。Q[max]小于12mL/s的男性患有尿潴留 的風(fēng)險(xiǎn)是那些具有較強(qiáng)尿流的男性的四倍。Q[max]測(cè)量有時(shí)用作決定梗阻 嚴(yán)重性以及判斷治療成功的基礎(chǔ)。然而，它不非常精確，由于多個(gè)原因 在個(gè)體之間以及隨著不同檢測(cè)尿流變化比較廣?；颊叩哪挲g必須考慮。流 率通常隨著男性年齡而下降，因此Q[max]的典型范圍從青年男性中大于 25mL/s到老年男性中小于10mL/s。 Q[max]的水平不一定與患者對(duì)他自己 癥狀的嚴(yán)重性的感覺一致。
應(yīng)認(rèn)識(shí)到當(dāng)前使用的無創(chuàng)方法不能單獨(dú)確定尿道阻塞或完成它的定 量測(cè)量。例如，尿流率不一定告訴阻塞和/或它的嚴(yán)重性，除非內(nèi)部的膀胱
6壓力是已知的。這是由于一方面，低尿流率可指示逼尿肌問題而不是尿道 阻塞，同時(shí)另一方面，正常地檢測(cè)的流率不一定指示正常的尿道，因?yàn)榭?能由于額外的腹部/膀胱壓力補(bǔ)償了尿道阻塞引起的某種流動(dòng)阻力。這需要 將尿流率與內(nèi)部膀胱壓力同時(shí)測(cè)量相結(jié)合，以便允許在不同的因素之間辨 別(即尿流阻力和腹部/膀胱壓力)。然而內(nèi)部膀胱壓力測(cè)量涉及有創(chuàng)過程 一將導(dǎo)管插入膀胱。不方便和伴隨此過程的感染危險(xiǎn)使得它少有使用和僅 適用于特殊病例。
美國專利No. 6,063,043公開了檢測(cè)患者膀胱輸尿管逆流癥存在或不存 在的無源聲方法。根據(jù)該項(xiàng)技術(shù)，從患者排尿發(fā)作之前的時(shí)刻起，來自患 者腹部的聲音4皮》丈大，然后，檢測(cè);故大的聲音中存在或不存在具有膀胱輸 尿管逆流癥特征的音頻信號(hào)。信號(hào)存在指示患者的膀胱輸尿管逆流癥存 在。
美國專利No. 6,428,479公開了檢測(cè)諸如癌癥的前列腺異常的技術(shù)。這 項(xiàng)才支術(shù)使用前列腺內(nèi)包含造影劑的血液的內(nèi)流動(dòng)力學(xué)(in-flow kinetics)的 超聲波確定以及/或?qū)η傲邢俚妮嗇棤钛苣Ｊ降呐c疾病相關(guān)的不對(duì)稱性 的觀察。
WO 05/067392公開了適用于前列腺的超聲波和磁共振成像(MRI)的 直腸探測(cè)。這項(xiàng)探測(cè)包括超聲波成像探測(cè)；MRI探測(cè)；以及將超聲波探測(cè) 和MRI探測(cè)結(jié)合在一起的連接(link)。 MRI探測(cè)包括第一磁場(chǎng)源，其用 于在直腸探頭外的MRI成像區(qū)內(nèi)產(chǎn)生靜態(tài)磁場(chǎng)，第二磁場(chǎng)源，其用于產(chǎn)生 在MRI成像區(qū)域中激發(fā)核子的時(shí)變磁場(chǎng)，以及接收器，其用于從被激發(fā)的 核子中接收核磁共振(NMR)信號(hào)并且產(chǎn)生指示它的MRI成像數(shù)據(jù)。
WO 05/004726描迷了包含肺瘤的區(qū)域的多普勒血流圖的分析方法，其 中，所述區(qū)域包括骨盆、子宮附件、子宮、卵巢、乳房、前列腺、肝動(dòng)脈, 肝臟以及類似的。根據(jù)這項(xiàng)技術(shù)，多普勒血流圖表示為三維的血流表示； 并且計(jì)算至少一個(gè)具有三維血流表示的速度鐠特征的參數(shù)，以便確定腫瘤 為惡性的可能性；由此分析多普勒血流圖像。
美國專利No. 6,863,654 7>開了 一種實(shí)時(shí)識(shí)別患者尿道解剖過程的方 法，該方法用于將治療成分準(zhǔn)確;故置入患者前列腺。這項(xiàng)技術(shù)使用包含外部可充氣的成像氣嚢的導(dǎo)管。導(dǎo)管被引入患者的尿道直到圖像氣嚢與前列 腺的治療位置基本對(duì)準(zhǔn)。成像設(shè)備的成像探頭相對(duì)于前列腺的治療位置和 尿道的最接近部分進(jìn)行手術(shù)定位。成像設(shè)備被啟動(dòng)以便得到前列腺的治療 位置的實(shí)時(shí)圖像。當(dāng)需要實(shí)際打開和定義在成像氣嚢的內(nèi)部和尿道壁之間
的聲接口 ( acoustic interface)時(shí)，成像氣嚢被充滿。在放置治療成分期間， 可以在聲接口上觀察和識(shí)別尿道的邊界，以便識(shí)別治療成分相對(duì)于尿道的 準(zhǔn)確位置。
RU 2224464公開了使用超聲多普勒測(cè)回聲術(shù)來檢測(cè)局部的前列腺血 液循環(huán)的方法。確定了定性和定量指標(biāo)。根據(jù)這項(xiàng)技術(shù)，相對(duì)那些實(shí)際上 健康的人，慢性前列腺炎通過檢測(cè)脈動(dòng)指數(shù)大于1.1以及靜脈血循環(huán)小于 4.5cm/s來診斷。

發(fā)明內(nèi)容
因此本領(lǐng)域存在用于尿道阻塞的無創(chuàng)的即時(shí)指示的技術(shù)需求，從而有 助于縮短和便利對(duì)下尿路癥狀(LUTS)的篩查和診斷過程，即使在患者 還沒有經(jīng)歷任何實(shí)際的身體癥狀之前。
本發(fā)明利用的事實(shí)是，尿道阻塞引起尿流通過具有可變4黃截面尺寸的 通道，由此產(chǎn)生尿流的擾動(dòng)，與正常尿道的尿流擾動(dòng)相比，這是不同的特 征。發(fā)明者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在部分阻塞的尿道里，這樣的尿流擾動(dòng)產(chǎn)生唯一頻率 的聲音沙沙聲。因此，擾動(dòng)流特有的沙沙聲的識(shí)別指示通過尿道的尿流路 徑上的流動(dòng)梗阻，其頻率和幅值可指示阻塞的百分比范圍以及傳感器接口 和梗阻位置^jgj巨離。
才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)主要方面，本發(fā)明提供了 一種用于確定尿道阻塞的 系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括傳感器裝置以及控制單元，該傳感器裝置具有至少一 個(gè)聲傳感器，該聲傳感器能夠至少接收患者尿流產(chǎn)生的聲波，并且產(chǎn)生指 示該祐L接收聲波的輸出信號(hào)；所述的控制單元與傳感器裝置通信，用于接 收和處理輸出信號(hào)并確定指示尿道阻塞的電輸出中的變化。
優(yōu)選地，提供特別設(shè)計(jì)的定位單元，其用于將傳感器裝置定位于患者的尿流附近，以使該傳感器的聲接口位于用于接收患者尿流產(chǎn)生的聲波的 位置。
控制單元包括用于放大電信號(hào)的^t大器?？刂茊卧砂ㄓ糜谝种票?景噪聲也用于區(qū)分不同頻率的信號(hào)分量的濾波單元。濾波單元被配置為從 電信號(hào)中分離用于分析的預(yù)先確定頻率范圍的波分量，同時(shí)廢除其他頻率 的波分量。這樣的濾波單元可配置為通過不同算法或者廢除背景噪聲或者
管理(direct)用作分析的不同頻率的波分量。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，控制單元以特定的物理模型被預(yù)編程， 該物理^^莫型基于與頻率范圍有關(guān)的信息(參考數(shù)據(jù))，該頻率范圍與所預(yù) 期的由通過部分阻塞尿道的尿流產(chǎn)生的唯一的聲音沙沙聲相關(guān)聯(lián)。根據(jù)本 發(fā)明的一些實(shí)施方案，該模型可使用與所述頻率范圍內(nèi)的聲波幅值有關(guān)的 信息。優(yōu)選的，參考數(shù)據(jù)包括與不同疾病狀況分別對(duì)應(yīng)的聲波參數(shù)的不同 水平(至少兩個(gè)這樣的水平)。對(duì)已接收的聲波的分析允許確定患者狀況 中的動(dòng)態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的另 一主要方面，本發(fā)明提供了用于確定尿道阻塞的系 統(tǒng)，該系統(tǒng)包括(i)傳感器裝置，其具有至少一個(gè)聲傳感器，該聲傳感 器能夠至少^^收聲波并產(chǎn)生指示該凈皮4妻收聲波的輸出信號(hào)；(ii)定位單元， 其用于將傳感器裝置定位于患者的尿流附近，以使傳感器的聲接口位于用 作接收患者尿流產(chǎn)生的聲波的位置，以及(iii)控制單元，其與傳感器裝 置通信，用于接收與處理輸出信號(hào)并確定指示尿道阻塞的電輸出中的變 化。
根據(jù)本發(fā)明的又一主要方面，本發(fā)明提供用于確定尿道阻塞的方法， 該方法包括檢測(cè)患者排尿期間尿流產(chǎn)生的聲信號(hào)并產(chǎn)生指示該聲信號(hào)的 輸出信號(hào)；處理和分析所述輸出信號(hào)，以確定指示尿流擾動(dòng)從而指示尿道 阻塞狀況的輸出信號(hào)中的變化。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，本方面提供了傳感器定位單元，其用在上述 定義的用于確定尿道阻塞狀況的系統(tǒng)中，傳感器定位單元具有可調(diào)節(jié)的固 定機(jī)構(gòu)，該固定機(jī)構(gòu)^:配置為將至少一個(gè)傳感器接口固定到患者的身體以 便獲得來自患者尿流的聲波。優(yōu)選的，傳感器裝置包括多個(gè)傳感器(至少三個(gè)傳感器，每個(gè)都至少 作為聲接收器)，所述多個(gè)傳感器在檢測(cè)期間同時(shí)操作，用于獲取來自于 所預(yù)期問題的焦點(diǎn)周圍的不同位置或者沿著陰莖的不同位置的聲波信號(hào)。 控制單元和所有傳感器相關(guān)聯(lián)，并操作以基于傳感器獲得的組合的聲數(shù)據(jù)
生成it斷。
發(fā)明者建立的系統(tǒng)提供了對(duì)于在排尿期間尿流聲的連續(xù)分析。然而應(yīng) 該注意，沒有必要將整個(gè)期間的信息用于診斷?？梢元?dú)立地選擇和分析排 尿期間獲得的聲信息的任一片段?？稍诋a(chǎn)生最后診斷之前，可對(duì)相同期間 的聲信息的所選部分的獨(dú)立分析進(jìn)行比較。
雖然本發(fā)明的系統(tǒng)不需要時(shí)間基準(zhǔn)標(biāo)記，但是其它的時(shí)間基準(zhǔn)標(biāo)記是 有幫助的。例如，本發(fā)明的系統(tǒng)可配置為與尿流率測(cè)定系統(tǒng)的操作同步， 以便對(duì)于由獲取的聲波產(chǎn)生的電信號(hào)的分析可同時(shí)包含由尿流率計(jì)測(cè)量 的指示尿流率的數(shù)據(jù)。這種對(duì)聲數(shù)據(jù)與尿流率數(shù)據(jù)的組合分析，可以在檢 測(cè)中沿著整個(gè)排尿周期連續(xù)進(jìn)行。
傳感器定位單元可配置為使得傳感器裝置(它的接口)能附著在患者 身體上，以接收在尿道里產(chǎn)生的通過人體組織傳輸之后的聲波。例如，這 可以用一片膠布(patch)或者環(huán)狀裝置安裝在陰莖上。
可替代的，傳感器定位單元可配置為能夠使傳感器裝置(它的接口) 自由放置在空氣中，以通過空氣中尿的自由流動(dòng)來接收尿道內(nèi)產(chǎn)生的聲波 (即通過使用尿流作為媒介，用來將聲波從它的初始位置傳輸?shù)交颊唧w外 的位置)。這可以是例如安裝在陰莖上的環(huán)狀元件，且環(huán)狀元件帶有一個(gè) 或多個(gè)從環(huán)上突起的傳感器，以使其處在患者體外的尿流路徑中。
傳感器定位單元可具有可調(diào)節(jié)的固定機(jī)構(gòu)，將該機(jī)構(gòu)配置為將傳感器 附著在患者身上，以便獲取響應(yīng)患者尿流而產(chǎn)生的聲波。
同樣，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，用于確定尿道阻塞狀況的系統(tǒng)可 配置成為確定尿流的各種其它參數(shù)，例如速度剖面。為此，傳感器裝置可 包括聲收發(fā)器(其對(duì)于尿道阻塞狀況的確定可具有相同或不同的作用)， 其工作在已知的多普勒型的測(cè)量模式。
10附圖簡(jiǎn)要說明
為了理解本發(fā)明且觀察它如何在實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)，僅通過非限定例子，參
考附圖來描述優(yōu)選實(shí)施例，其中


圖1是本發(fā)明的用于確定尿道阻塞狀況的監(jiān)控系統(tǒng)的主要部分的方塊
圖2舉例說明適用于本發(fā)明的系統(tǒng)的聲傳感器裝置的結(jié)構(gòu)；
圖3是本發(fā)明用于確定尿道阻塞狀況的方法的示例流程圖；以及
圖4到圖IO顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，其簡(jiǎn)要說明本發(fā)明的用于監(jiān)控尿道阻塞狀況的監(jiān)控系統(tǒng)1 的例子。系統(tǒng)l包括主要結(jié)構(gòu)部件，如聲傳感器裝置2以及控制單元20， 聲傳感器裝置2包括一個(gè)或更多個(gè)聲傳感器，該聲傳感器能夠至少接收聲 波并產(chǎn)生指示該聲波的電輸出，控制單元20可(通過有線或無線信號(hào)傳 輸)連接到聲傳感器裝置的輸出。后者通過定位單元(不在這里顯示)攜 帶以關(guān)于感興趣區(qū)域適當(dāng)定位聲傳感器裝置2。
聲傳感器裝置2包括一個(gè)或更多個(gè)聲收發(fā)器。聲傳感器裝置2可以是 無源單元(其對(duì)本發(fā)明的目的是足夠的)，這樣包括一個(gè)或更多個(gè)聲接收 器(麥克風(fēng)或者加速度表)。這樣的聲接收器可配置為提供模擬電輸出， 或者配上才勤數(shù)轉(zhuǎn)換器，從而提供指示所接收的聲波的數(shù)字輸出。
系統(tǒng)可配置為確定各種與尿流相關(guān)的參數(shù)而不是尿道阻塞狀況，例如 尿流速度剖面。為此，聲傳感器裝置可配置成并可操作來實(shí)現(xiàn)多普勒型的 測(cè)量。這類測(cè)量的原理本質(zhì)上已知且不構(gòu)成本發(fā)明的部分，因此不需要詳 細(xì)描述，除了應(yīng)該注意在這種情況下傳感器裝置配置為所謂的"有源"單 元，其能夠?qū)⒙曅盘?hào)朝感興趣區(qū)域傳輸并接收來自感興趣區(qū)域的這些信號(hào) 的反射。
ii控制單元20是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其還具有存儲(chǔ)實(shí)體20A(用于存儲(chǔ)下文進(jìn) 一步描述的特定參考數(shù)據(jù))，數(shù)據(jù)處理和分析實(shí)體20B(以預(yù)先確定的算法 預(yù)編程，所述算法用于分析指示接收的聲波的數(shù)據(jù))，以及控制面板20C， 其帶有顯示器或其它數(shù)據(jù)呈現(xiàn)實(shí)體(utility)。
參考圖2,其顯示適用于上述描述的系統(tǒng)1的傳感器裝置結(jié)構(gòu)。本例 中，傳感器裝置2由四個(gè)聲傳感器組成， 一般位于17,其以空間上分隔的 關(guān)系放置以組成圍繞感興趣區(qū)域，即圍繞著尿流區(qū)域的圓形陣列。應(yīng)理解， 本發(fā)明不僅限于此特定例子，并且一般地能夠至少使用一個(gè)聲傳感器。
提供了傳感器定位單元10，其在本例中包括環(huán)狀框11和多個(gè)半徑軸 12 (本例中4個(gè)這樣的軸)，每個(gè)軸穿過各自的孔13在環(huán)狀框里形成。每 個(gè)軸具有位于框11外的第一端15和位于框11內(nèi)的第二端16。每個(gè)軸帶 有面對(duì)環(huán)狀框中心的盤狀物14。軸12優(yōu)選地可移動(dòng)穿過孔13，以使通過 使軸穿過孔13移動(dòng)，盤14的位置相對(duì)于環(huán)中心是可調(diào)整的。
由于孔的內(nèi)表面和與之接觸的軸的外表面之間存在摩擦，因此軸可以 在孔內(nèi)緊緊固定住。才艮據(jù)另一實(shí)施方式，軸可以帶有與孔匹配的螺紋，這 樣軸穿過孔的調(diào)整通過如螺絲一樣旋轉(zhuǎn)該軸來進(jìn)行。根據(jù)另一實(shí)施方式， 軸可彈簧偏置，以具備將盤14的位置與夾在它們中的每對(duì)之間的人體部 位的尺度自動(dòng)吻合。
應(yīng)該注意， 一般地，其中至少一個(gè)盤可帶傳感器17，且另一個(gè)盤用作 環(huán)繞人體部位定位的環(huán)。然而，優(yōu)選地，每個(gè)盤都帶有傳感器。
傳感器17可連"l妄到控制單元20?？紤]無線連接，傳感器17和控制單 元20安裝有基于IR、聲或RF信號(hào)傳輸/接收的適當(dāng)通信實(shí)體。在本特定 但不限定的例子，傳感器17通過布線18,或者通過穿過軸的線19連接到 控制單元20。
傳感器定位單元10通過將其放在患者的陰莖上而^皮使用，框11在陰 莖根部附近環(huán)繞著陰莖，并通過調(diào)整軸使盤14接觸陰莖，以便該單元緊 夾在其上。至少一個(gè)帶傳感器17的軸優(yōu)選地從下方和尿道鄰近地與陰莖 接觸。當(dāng)傳感器因此被固定在適當(dāng)位置后，患者被要求排尿，因此將指示由
尿流產(chǎn)生的被接收聲波的數(shù)據(jù)記錄下來，并通過控制單元20處理。指示 尿流狀況的相關(guān)信息被顯示。
尿道阻塞狀況或各種這類狀況被識(shí)別為聲波參數(shù)的相應(yīng)變化，諸如與 參考數(shù)據(jù)比較的強(qiáng)度和/或頻率的變化，該參考數(shù)據(jù)被之前產(chǎn)生并存儲(chǔ)在控 制單元的存儲(chǔ)實(shí)體里。如上指示的，這個(gè)變化是由因?yàn)槟虻雷枞麑?dǎo)致的尿 流擾動(dòng)特性引起的。
圖3示例了本發(fā)明用于確定尿道阻塞狀況的方法。
如圖示，提供參考數(shù)據(jù)(步驟I )。參考數(shù)據(jù)指示尿流產(chǎn)生的聲波， 其作為頻率和時(shí)間的函數(shù)，并針對(duì)健康和各種不同的疾病狀況。優(yōu)選地， 參考數(shù)據(jù)包括不同組的患者的參數(shù)，例如不同年齡。
來自特定的患者的測(cè)量數(shù)據(jù)被收集(步驟II )。這個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)指示在 患者排尿期間由聲傳感器陣列從與尿流區(qū)域有關(guān)的不同位置接收的聲波。 測(cè)量數(shù)據(jù)以聲波的形式存在，其作為頻率和時(shí)間的函數(shù)。
使用參考數(shù)據(jù)來處理測(cè)量數(shù)據(jù)(步驟III)。測(cè)量數(shù)據(jù)的處理包括模擬 處理(步驟IV)，其目的是噪聲削減和對(duì)參考傳輸?shù)臍w一化，以及數(shù)字處 理(步驟V)所得到的頻域和時(shí)域的歸一化信號(hào)。
一般地，所有的聲信號(hào)通過首先經(jīng)過模擬數(shù)字化器而被記錄，因此將 ;漠?dāng)M聲信號(hào)存儲(chǔ)為幅值-時(shí)間向量的數(shù)字序列。在本例中，這樣的向量經(jīng)過 進(jìn)一步的信號(hào)處理，尤其能夠應(yīng)用FFT(快速傅里葉變換)濾波器來從屬于 每一個(gè)有源器件(每個(gè)傳感器)的每個(gè)信號(hào)中提取頻率和相位(與給定的 參考信號(hào)比較)。
已經(jīng)處理的數(shù)據(jù)與參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并且比較結(jié)果指示生理異常的 存在以及病變程度，并顯示給可為醫(yī)生或者病人自己的用戶(步驟VI)。
以下是使用本發(fā)明的用于監(jiān)控尿道阻塞狀況的技術(shù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。本發(fā) 明已對(duì)兩個(gè)組進(jìn)行練習(xí)，第一組包括年齡大于55的報(bào)告有排尿問題(此 后稱"患者組")的男性，第二組包括年齡小于30的報(bào)告沒有排尿困難的 男性(此后成"對(duì)照組")。用于實(shí)驗(yàn)的聲裝置包括麥克風(fēng)或者加速度計(jì)(由聲傳感器構(gòu)成)，放 大器以及數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)記錄儀。應(yīng)該注意，術(shù)語"加速度計(jì)"用在這里僅作為 例子，任何其它合適的聲器件均可使用。
使用加速度計(jì)的一個(gè)可能例子可將其手動(dòng)放置在盡可能與睪丸鄰近 的陰莖的末端。在這個(gè)位置，尿道通常達(dá)到距離能夠放置傳感器(加速度 計(jì))的陰莖外部的最小距離。
加速度計(jì)與;^丈大器的輸入相連，其輸出與控制單元(它的數(shù)據(jù)處理器 和分析器實(shí)體)相連；應(yīng)該理解，；改大器可替代地作為控制單元的結(jié)構(gòu)部 分。放大器已被調(diào)節(jié)為30dB的放大率。
現(xiàn)在將解釋患者組的一號(hào)測(cè)試者的示例性測(cè)試結(jié)果與對(duì)照組的2號(hào)測(cè) 試者的示例性測(cè)試結(jié)果的比較。
圖4說明電信號(hào)的幅值-時(shí)間曲線表示，該電信號(hào)由加速度計(jì)響應(yīng)于在 一號(hào)測(cè)試者排尿之前、期間、之后所接收的32秒的聲波而產(chǎn)生。
排尿開始和結(jié)束瞬間分別由垂直線L2和U表示。線U之前和線L3 之后的信號(hào)是噪聲信號(hào)，其包括位于患者身體上的加速度計(jì)的放置和移置
的噪聲。在線L2和L3之間的排尿間隔部分由水平線L4標(biāo)識(shí)，其^支提出來
做分析。這部分的放大視圖如圖5所描述。
圖5說明來自圖4描述的曲線的一部分的放大視圖。所描述的曲線部 分表示電信號(hào)的幅值-時(shí)間關(guān)系，該電信號(hào)由加速度計(jì)從一號(hào)患者排尿期間 所產(chǎn)生的聲波獲取，從整個(gè)圖4取出來做分析。
圖6說明圖5所示的信號(hào)部分的功率譜密度(spectral power density) 曲線，以dB標(biāo)稱對(duì)應(yīng)頻率范圍為0-3KHz的波頻率。圖7說明圖6所述的 頻率范圍在O-lKHz的曲線的放大視圖。應(yīng)該注意，在200Hz左右的頻率 范圍處存在顯著的聲能量集中，如圖6和圖7的曲線上的峰Hs所示。
圖8至圖10說明與圖5至圖7所說明的相類似的已作必要修正的曲 線，其從對(duì)照組(健康測(cè)試者)的2號(hào)測(cè)試者中得到。根據(jù)觀察，從對(duì)照 組的測(cè)試者的檢測(cè)中得到的曲線沒有顯著的峰可被識(shí)別。對(duì)兩條曲線的比 較得出的結(jié)論是在一號(hào)測(cè)試者的曲線中200Hz頻率范圍的顯著能量集中
14對(duì)應(yīng)于尿道阻塞病變，其可能歸因于一號(hào)測(cè)試者的BPH。
此特定例子僅部分證明本發(fā)明。應(yīng)該理解，本發(fā)明能夠使用其它各方 面的信號(hào)分析，如相位分析；對(duì)同時(shí)從不同位置不同器件釆集的不同信號(hào) 進(jìn)行比較等。
本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易理解，在不違背本發(fā)明以及所附權(quán)利要求定義 的范圍內(nèi)，可以對(duì)這里所描述的本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于確定尿道阻塞的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括傳感器裝置，其用于定位于患者尿流的附近，所述傳感器裝置具有至少一個(gè)聲傳感器，所述聲傳感器能至少接收由所述患者尿流產(chǎn)生的聲波并產(chǎn)生指示所述聲波的輸出信號(hào)；以及控制單元，其與所述傳感器裝置進(jìn)行通信，用于接收和處理所述輸出信號(hào)并確定指示尿道阻塞的所述輸出信號(hào)中的變化。
2. 如;K利要求1所述的系統(tǒng)，其包括定位單元，所述定位單元用 于將所述傳感器裝置定位于所述患者尿流附近，以便所述傳感器的聲接口 處在用于接收由所迷患者尿流產(chǎn)生的聲波的位置。
3. 如權(quán)利要求1所迷的系統(tǒng)，其中所述控制單元被預(yù)編程為用于確 定頻率在20-1000Hz之間的聲音沙沙聲。
4. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述控制單元被預(yù)編程為用于確定 頻率大約為200Hz的聲音沙沙聲。
5. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器裝置包括多個(gè)傳感器， 所述多個(gè)傳感器以空間分隔的關(guān)系排列，用于在關(guān)于所述尿流的不同位置 處收集所述聲波。
6. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器定位單元^L配置為環(huán)狀 框，用于安裝在所述患者的陰莖上。
7. 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述環(huán)狀框帶有所述傳感器的圓形 陣列。
8. 如;k利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述環(huán)狀框具有空間上相隔的孔的 陣列以及分別安裝在所述孔內(nèi)的軸的對(duì)應(yīng)陣列，每一個(gè)軸在其位于環(huán)內(nèi)的 末端上形成有盤狀元件，所述盤中的至少一個(gè)帶有所述聲傳感器。
9. 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述環(huán)狀框具有空間上相隔的孔的 陣列以及分別安裝在所述孔內(nèi)的軸的對(duì)應(yīng)陣列，每一個(gè)軸在其位于環(huán)內(nèi)的末端上形成有帶有所述聲傳感器的盤狀元件。
10. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器裝置包括一個(gè)或更多個(gè)聲收發(fā)器，所述系統(tǒng)被配置成并可操作來執(zhí)行所述尿流的一個(gè)或更多個(gè) 參數(shù)的多普勒型測(cè)量。
11. 如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述傳感器中的至少二個(gè)被配 置作為聲收發(fā)器，所述系統(tǒng)被配置成并可操作來執(zhí)行所述尿流的一個(gè)或更 多個(gè)參數(shù)的多普勒型測(cè)量。
12. —種用于確定尿道阻塞的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括傳感器裝置，其具有至少一個(gè)聲傳感器，所述聲傳感器能至少接收聲 波并產(chǎn)生指示所述聲波的輸出信號(hào)；定位單元，其用于將所述傳感器裝置定位于患者尿流的附近，以便所 述傳感器的聲接口處在用于接收由所述患者尿流產(chǎn)生的聲波的位置；以及控制單元，其與所述傳感器裝置進(jìn)行通信，用于接收和處理所述輸出 信號(hào)并確定指示所述尿道阻塞的所述輸出信號(hào)中的變化。
13. —種用于確定尿道阻塞的方法，所迷方法包括檢測(cè)患者排尿期間由尿流產(chǎn)生的聲信號(hào)并產(chǎn)生指示所迷聲信號(hào)的輸 出信號(hào)；處理和分析所述輸出信號(hào)以確定所述輸出信號(hào)中的變化，所述輸出信 號(hào)中的變化指示所述尿流的擾動(dòng)，從而指示所述尿道阻塞的狀況。
14. 一種方法，其用于在由通過尿道的尿流產(chǎn)生的聲波之間以及在預(yù) 先確定的指標(biāo)之間進(jìn)行比較，所述方法包括從尿流獲取聲波，將聲波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，將所述電信號(hào)傳遞到數(shù)據(jù)處理單元，對(duì)所述電信號(hào)執(zhí)行預(yù)先確定的算法，以提取與所述預(yù)先確定的指標(biāo)可 比較的數(shù)據(jù)，以及在所提取的所述數(shù)據(jù)和所述預(yù)先確定的指標(biāo)之間進(jìn)行比較。
15. —種傳感器定位單元，用于如權(quán)利要求2所定義的系統(tǒng)，其特征在于具有可調(diào)節(jié)的固定機(jī)構(gòu)，所述固定機(jī)構(gòu)被配置成將至少一個(gè)傳感器的接口固定到患者身體上，以便獲得來自患者尿流的聲波。
全文摘要
提供一種用于確定尿道阻塞的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)包括用于定位于患者尿流附近的傳感器裝置，以及與傳感器裝置進(jìn)行通信的控制單元。傳感器裝置具有至少一個(gè)聲傳感器，該聲傳感器能至少接收患者尿流產(chǎn)生的聲波并產(chǎn)生指示該聲波的輸出信號(hào)?？刂茊卧邮蘸吞幚磔敵鲂盘?hào)并確定指示尿道阻塞的輸出信號(hào)的變化。
文檔編號(hào)A61B7/00GK101495042SQ200680052811
公開日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2006年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月22日
發(fā)明者梅納什·沙哈, 歐里·沙哈 申請(qǐng)人:P斯夸爾醫(yī)藥有限公司