具有血液氧合控制的血液回路系统的制作方法

具有血液氧合控制的血液回路系统
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2020年6月29日提交的美国临时专利申请序列第63/045,470号的优先权，其全部内容在此通过引入并入本文中。
技术领域
3.本发明技术大体上涉及身体组织的灌注和氧合水平的量化领域。


背景技术：

4.在手术环境中，需要量化组织氧的饱和度，以确定用于横切和吻合的最佳灌注部位。可使用钉合器或缝合线实现手术吻合，以防止体液渗漏。高吻合渗漏率与较长的住院时间和较低的患者生活质量相关联。泄漏的原因可能是多方面的，但通常包括缺少灌注。灌注将氧(对伤口愈合重要的营养物)携带到整个身体的组织。良好的灌注组织-并且因此充分氧合的组织-与更好的愈合预后相关联。


技术实现要素：

5.组织氧合通常通过两个主要度量来定量：外周毛细血管血氧饱和度(spo2)和组织毛细血管床氧饱和度(sto2)(例如组织肌肉氧饱和度)。spo2使用近红外光谱或脉搏血氧仪测量。sto2类似于spo2脉搏血氧仪，因为它依赖于氧合和脱氧血红蛋白(hb)的差异吸收特性来确定血液中氧合hb与总hb的比率，报告为饱和度百分比。与测量动脉血中氧饱和度的脉搏血氧仪不同，sto2测量组织毛细血管床中的氧饱和度，并且大约80％的信号来自循环的静脉侧。由于sto2不含脉动流量，因此它是评估组织毛细血管流量的更好度量。通过使用血红蛋白(hb)的光学特性，所述特性根据氧合状态改变吸收，因此光传感器可预测毛细血管中氧合hb的百分比，给出吻合的灌注指示。这可用光谱仪来完成，但是相关的费用可能是过高的。
6.因此，需要一种用户直观的低成本腹腔镜装置，以客观地量化灌注以检测最佳切除部位，并在手术后评估灌注。由组织氧饱和度光学传感器或灌注传感器进行的量化可帮助确定优选的切除部位。为了评估血液灌注，可采用一种用于测量组织氧饱和度(sto2)的装置来排除低灌注部位。尽管可使用体内模型，但是体内模型缺乏控制血氧饱和度的能力，由于噪声而引入过多的数据，限制可收集的样本数量，并且具有明显的分散。
7.本公开的技术大体涉及使用离体血液回路系统来维持和测量血液的特性，如氧合水平。
8.根据一个方面，本公开提供用于控制血氧饱和度的血液回路系统。血液回路系统包括导管回路、泵、流动池、物质源、曝气室、收集室和氧探头。泵联接到导管回路并且被定位成使血液循环通过导管回路。流动池被定位成测量循环通过导管回路的血液的特征。物质源包括气体。曝气室联接到导管回路并且与物质源进行流体连通，以使气体能够与血液结合。收集室与曝气室进行流体连通并且被定位成收纳血液。氧探头被定位成测量血液中
的氧的量。
9.在各方面，流动池可被配置成对曝气的血液进行光学测量。
10.在各方面，血液回路系统可包括被配置成测量收集室中血液温度的温度计和用于加热收集室中的血液的加热器。
11.在又另一个方面，血液回路系统可包括与物质源、氧探头、流动池或其组合进行电连通的计算装置。计算装置可被配置成基于从流动池或氧探头中的一种或两种接收的信号控制血液中血氧饱和度的量。
12.在其它方面，泵可为蠕动泵，其被配置成使血液连续地循环通过流动池。
13.在各方面，血液回路系统还可包括被配置成搅拌血液的混合器。
14.在另外的方面，混合器可被配置成从约零转/分钟至约六十转/分钟搅拌血液。
15.在各方面，混合器可包括磁力搅拌器。
16.在另一个方面，曝气室可定位在比收集室更高的高度处
17.在又其它方面，气体可包括与血液结合以使血液曝气的氧气和/或氮气。
18.根据一个方面，本公开提供用于控制血氧饱和度的方法。方法包括将血液泵送通过导管回路，用连接到导管回路的流动池测量血液的特征，在联接到导管回路的曝气室内将氧气和氮气供应到血液，将血液收纳在收集室中，和用氧探头测量血液中的氧的量。
19.在另外的方面，方法可包括用流动池光学测量血液的氧饱和度。
20.在各方面，方法可包括用温度计测量血液的温度。
21.在另一个方面，方法可包括用被定位成加热收集室内的血液的加热器维持血液的预定温度。
22.在另外的方面，方法可包括使氧探头和流动池与计算装置进行电连通。
23.在其它方面，方法可包括用蠕动泵使血液连续循环通过导管回路。
24.在各方面，方法可包括用安置在收集室中的混合器搅拌血液。方法可包括以约零转/分钟至约六十转/分钟的速率用混合器搅拌血液。
25.在另外的方面，方法可包括将曝气室维持在比收集室更高的高度下。
26.在一个方面，方法可包括用与收集室相邻定位的加热器加热血液。
27.本公开的一个或多个方面的细节在附图和以下描述中阐述。根据说明书和附图以及权利要求书，本公开中所描述的技术的其它特征、目的和优点将显而易见。
附图说明
28.当参考附图阅读本公开的各个方面的描述时，本公开的目的和特征对于所属领域的普通技术人员将变得显而易见，在附图中：
29.图1为氧合和脱氧血红蛋白的图；
30.图2为根据本公开的各方面的具有血液氧合控制的血液回路系统的透视图；
31.图3a和3b为根据本公开的各方面的另一种血液回路系统的透视图；
32.图3c为根据本公开的各方面在图3a和3b的血液回路系统中示出的氧合器的截面视图；
33.图4为根据本公开的各方面用于维持和测量血液样本的特征的方法的流程图；
34.图5为根据本公开的各方面的氧合和脱氧血红蛋白的摩尔消光系数的图；
35.图6为根据本公开的各方面不同水平的氧合血液的吸光度响应的图；
36.图7为根据本公开的各方面脱氧血液的吸光度响应的图；和
37.图8为根据本公开的各方面，比较血液样本的预测和实际的sto2水平的高斯回归算法的图。
38.在下文参考附图更详细地描述本公开的各个方面的另外的细节和方面。
具体实施方式
39.本公开涉及具有控制离体模型中血氧饱和度的能力的血液回路装置系统。
40.参考附图详细地描述了本公开的方面，其中相同的附图标记指代若干视图中的每一个的相同或对应元素。
41.尽管将根据特定方面来描述本公开，但是对于此领域技术人员而言将显而易见的是，在不脱离本公开的精神的情况下，可进行各种修改、重新布置和替换。
42.出于促进对本公开原理的理解的目的，现在将参考附图中说明的示例性方面，并且将使用特定语言来描述它们。尽管如此，应理解，并非由此意在对本公开的范围进行限制。在本公开的范围内将考虑对本文中说明的本公开特征的任何变化和进一步修改，以及如本文中说明的原理的额外应用，这些变化和修改将发生在相关领域的技术人员和拥有本公开的技术人员身上。
43.本公开涉及一种具有控制血氧饱和度的能力的血液回路系统和其方法。本公开使能够进行可控并且精确的测量，降低噪声，大样本大小收集，可重复的结果，和氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白条件的模拟。
44.参考图1，示出具有和不具有氧的血细胞血红蛋白。血红蛋白(hb)为红细胞中的一种氧转运金属蛋白，其由两种类型的四个多肽链构成，每个多肽链均具有被称为血红素的含铁结构。铁为氧分子结合的位点(图1)。血红蛋白和结合的氧的络合物被称为氧合血红蛋白；没有结合氧的血红蛋白为脱氧血红蛋白。单个血红蛋白可携带四(4)个氧分子。当携带氧合血红蛋白的血液到达组织时，氧分子从血红蛋白解离并扩散到细胞。当血红蛋白上的所有氧结合位点都被占据时，血红蛋白分子被认为是100％饱和的。可光学检测从氧合血红蛋白到脱氧血红蛋白的血红蛋白结构变化。可通过使用光谱仪确定由血液样本吸收的光的量测量血液样本中氧合血红蛋白的量或血液样本的氧的水平，类似于美国专利申请公开第2006/0135861号中公开的，其全部内容以引用的方式并入本文中。通过测量血液的吸光度响应，可将变化的波长与变化的氧饱和度相关联。根据本公开，用于维持和测量血液的特征的血液回路系统和方法用于控制氧饱和度或注入到血红蛋白中的氧水平。使用血液回路系统和其方法，用户能够确定与各种氧饱和度水平相关联的最佳波长，以开发sto2传感器。可在使用氧探头直接获取的氧饱和度水平和使用本公开的血液回路系统和方法测量的血液的吸光度响应之间进行比较。
45.参考图2，示出用于循环血液并且用于维持和测量血液的特征的血液回路系统200。系统通过使血液能够围绕由一个或多个导管回路区段形成的导管回路流动来操作，其中导管回路的个别区段用于测试氧水平，使用来自可控物质源的气体使血液补氧，和用氧探头测量曝气的血液中的氧水平。
46.系统200包括导管回路204和一个或多个泵202、流动池206、曝气室210、物质源
212、收集室216，和氧探头218。流动池206可包括光学传感器208。系统200还可包括一个或多个气体混合器214、温度计220、加热器222、混合器224和/或计算装置226。导管回路204使血液能够与泵202、流动池206、曝气室210、物质源212、收集室216和氧探头218进行流体连通。泵202可联接到导管回路204并且被定位成将血液泵送通过沿导管回路定位的流动池206、曝气室210、收集室216和/或氧探头218。物质源212和/或气体混合器214与曝气室210进行流体连通。温度计220和混合器224可安置在收集室216中。加热器222可安置在收集室216中或与其相邻。计算装置226可与泵202、流动池206、物质源212、氧探头218、温度计220、加热器222和/或混合器224进行电连通。泵202使血液通过导管回路204的导管回路区段204a循环到其中测量血液特征的流动池206。流动池206包括用于使用例如光谱仪测量血液的光学传感器208。血液然后从流动池206通过导管回路区段204b流动到曝气室210。曝气室210将来自物质源212的气体，如氧气和/或氮气气体引入到血液样本。来自物质源212的气体可首先传递通过气体混合器214，以混合多种气体，然后引入到曝气室210中的血液。血液通过导管回路区段204c离开曝气室210到达其中氧探头218测量血液的氧饱和度水平的收集室216。由氧探头218测量的氧饱和度水平为比较由流动池206测量的吸光度响应中观测到的氧饱和度水平提供基础。混合器224搅拌收集室216中的血液。加热器222用于维持收集室216中的血液的温度，并且温度计220用于监测温度。计算装置226被配置成控制氧探头218、物质源212和/或流动池206。计算装置226可被配置成控制气体混合器214、温度计220、加热器222、混合器224、泵202和/或流动池206。泵202将血液从收集室216通过导管204e泵送回到导管204a和流动池206，由此形成血液回路系统。
47.继续参考图2，系统200的泵202在由箭头“ff”指示的方向上使血液循环通过一个或多个导管204。泵202可为蠕动泵。泵202可为变速泵。可使用任何合适的泵控制方法或流速。举例来说，血液可从约一(1)毫升每小时(ml/h)至约一千(1000)ml/h的速率循环。在各方面，血液可以约七十(70)ml/h至约九十(90)ml/h的速率泵送。泵202可由计算机226或专用泵控制面板控制。举例来说，可提供具有如所属领域的一般技术人员已知的内置显示器和个别控件的蠕动泵。
48.可在导管回路区段204a的相对末端处定位在泵202下游的流动池206使系统200能够测量血液的特征。流动池206可包括用于测量血液的氧饱和度水平的光学传感器208，如光谱仪。可使用所属领域的一般技术人员已知的光谱仪或其它合适的方法测量流动池206中的血液。对于这类测量的更详细描述可参考美国专利申请公开第2006/0135861号，其在上文以引用的方式并入。可由反射光学传感器流动池使用血液的反射率值测量氧水平。流动池206可容纳透射和反射询问模式，使得可并行使用几个光谱仪系统。在各方面，光学传感器208光学测量血液的光吸收，因此系统200(例如计算装置226和/或其控制器)可评估光(例如整个宽谱的光或其部分)。光学传感器208可联接到计算装置226(例如经由有线或无线连接本地联接)和/或联接到单独的计算装置、服务器和/或网络(未示出)，其可包括存储器、(一个或多个)存储装置、用于测量、追踪和/或分析来自系统和/或其中的血液的数据的控制器(例如软件)。可实时(例如，连续地)和/或以指定的间隔来测量和/或处理数据。数据可包括可见和/或红外光范围。
49.在各方面，流动池206可利用吸收光谱的原理测量物质其溶解的材料的量。可分离与溶解的材料相关联的特定波长。等消光点可用于确保正确记录测量值。等消光点在氧合
和脱氧血液光谱之间重叠，其中不管其饱和度，总吸收可不改变。并且，可使用与各种氧合水平相关联的识别的光波长和其强度确定组织中氧合血红蛋白的量。
50.在血液离开流动池206时，导管回路区段204b将血液引导到曝气室210。曝气室210可为长颈烧瓶或烧杯。可使用任何合适的室。导管回路区段204b的末端可插入曝气室210中，使得血液从导管回路区段204b的末端滴入曝气室210中。如图2所示，导管回路区段204b可或可不与曝气室210的血液进行流体连通。在各方面，插入导管末端204b，使得在导管回路区段204b和曝气室210的开口之间存在间隙，以允许过量气体逸出。预期导管回路区段204b填充曝气室210的开口，使得在两者之间不存在间隙，并且单独的开口使过量气体能够逸出。一个或多个曝气室210可定位在流动池206的下游。一个或多个曝气室210可连接到一个或多个包括氧气和/或氮气气体的物质源212。一个或多个物质源212可用于使曝气室210中的血液曝气。血液回路系统200还包括与曝气室210进行流体连通的收集室216，使得曝气的血液可流入收集室216中。曝气室210可定位在比收集室216的高度更高的高度处以赋予重力供给。
51.物质源212包括可经由导管204d连接到曝气室210的气体。在各个方面，物质源212包括氧气和/或氮气气体。来自物质源212的气体溶解到曝气室中的血液中以形成曝气的血液。可将来自物质源212的气体引入到下方导管回路区段204c的曝气室210的血液，以允许气体溶解到血液中，然后血液沿导管回路区段204c向下游进一步行进。物质源212包括增加、减少和/或维持进入曝气室210的气体流量的控件。物质源212可通过任何已知方法控制，如可手动操作阀或数字控制系统。物质源212可连接到计算装置226并且由其控制。预期物质源212连接到混合器214，使得来自物质源212的多种气体混合，以实现期望气体混合物。气体混合物从混合器214通过导管回路区段204d流动到曝气室210。举例来说，来自(一个或多个)物质源212的氧气和氮气气体可混合，以实现80％氧气和20％氮气的均质气体，然后流动到曝气室210。来自(一个或多个)物质源212的气体与曝气室210中的血液混合，以形成曝气的血液。曝气的血液从曝气室210通过导管回路区段204c流动到收集室216。
52.继续参考图2，收集室216定位在曝气室210下游，用于收纳曝气的血液。收集室216可为具有挡板的锥形瓶、烧杯和/或任何合适的室。收集室216可定位在比曝气室210的高度更低的高度处，使得血液可能够通过重力从曝气室210流动到收集室216。预期可提供一个或多个第二泵，以使血液能够从曝气室的流动到收集室。在各方面，收集室216对环境是封闭的。
53.继续参考图2，血液回路系统200还包括氧传感器218，以测量曝气的血液中的氧的量。氧传感器218可定位在沿血液回路系统200在任何合适位置处。在各方面，氧传感器218为氧探头218，并且插入到收集室216的血液中。氧探头218可连接到计算装置226，用于校准氧探头218并且追踪和/或分析曝气的血液的氧水平。氧探头218可测量氧水平，用于通过计算装置226与流动池氧水平测量结果进行比较的基础。举例来说，可通过首先在没有来自物质源212的气体溶解到血液中的情况下测量血液的氧水平，并且然后在已知量的来自物质源212的气体引入以形成曝气的血液的情况下在选择水平下第二次测量来校准氧探头218。用计算装置226将由氧探头218测量的氧水平与使用流动池206确定的氧水平比较为开发sto2传感器和算法提供基础。氧探头218可远离曝气室210定位，以便不读取血液回路系统200的真实氧水平，而是读取血液本身的氧合水平。
54.血液回路系统200可包括用于监测血液温度的温度计220和用于调节血液温度的加热器222。在各方面，温度计220安置在收集室216中。据设想，按需要，至少一个温度计220定位在沿血液回路系统200的任一点处，以监测血液的温度。加热器222可将血液温度维持在约96℉(35.5℃)至约105℉(40.5℃)。加热器222可与收集室216相邻。举例来说，加热器222可为定位在收集室216下方的热板。据设想，按需要，至少一个用于加热血液的合适的装置可定位在沿血液回路系统200的任一点处，以维持血液温度。举例来说，导管204可经由电伴热加热器加热。在另一个实例中，加热器222和温度计220可放置在流动池206的上游，以加热和监测由泵202循环的血液。加热器222和/或温度计220可由计算装置226控制和/或监测。
55.继续参考图2，血液回路系统200还包括用于搅拌血液的混合器224。混合器224可为磁力混合器或任何合适的混合器。混合器224可被设定成以任何合适的混合速度如约零(0)转/分钟(rpm)至约一千(1,000)rpm搅拌血液。举例来说，磁力混合器可被设定成以约零(0)rpm至约六十(60)rpm的速度搅拌在收集室216中的血液。混合器224可被设定成任何合适的速度，使得血液凝结不妨碍由氧传感器218或流动池传感器208进行测量。混合器可使用或不使用计算装置226操作。
56.在各个方面，血液回路系统200包括多个沿导管回路204的任何区段定位的收集室216。多个收集室210可各自包括一个或多个氧传感器218、混合器224、加热器220和/或温度计222。据设想，多个曝气室210与一个或多个物质源212结合使用。多个流动池204可分散在整个血液回路系统200中。单个计算装置226或多个计算装置226可用于控制和/或操作泵202、流动池206、曝气室210物质源212、气体混合器214、氧探头218、温度计220、加热器222和/或混合器224。本公开的血液回路系统200可用于使血液氧合到各种饱和度水平。血液回路系统200使能够模拟各种氧合和脱氧条件。举例来说，物质源212被调节成使得不同量的从物质源212流动的氧气和/或氮气气体与曝气室210中的血液结合产生10％、75％或93％的血氧饱和度。在收集室216中使用氧探头218测量血液的氧饱和水平。氧传感器218可安置在收集室216中，以便不测量血液回路系统中的总氧，然而放置不当的氧传感器218可测量未被血液吸收和被血液吸收的气体由物质源212供应的氧气和/或氮气气体的水平。可记录来自流动池的数据以与如由探头测量的氧水平对应。流动池光学传感器208可使用使反射率与各种氧饱和度水平相关联的算法提供血液中氧的水平。举例来说，血氧饱和度可被调节成实现血液的77％氧合，如由氧探头验证，并且然后可经由使血液的反射率与氧饱和度水平相关联的算法由流动池传感器再次测量氧水平。
57.参考图3a-c，说明包括具有氧合器312的曝气室310的血液回路系统。泵302使血液通过导管回路304循环到流动池306。流动池306被配置成测量血液的一个或多个特征，如血氧饱和度。流动池306可包括用于测量血氧饱和度的光学传感器308。将血液从流动池306泵送到曝气室310。曝气室310可包括具有用于将氧扩散到血液中的透氧层313的氧合器312。透氧层313可防止过量气体进入并且在血液回路系统中形成气泡。包括氧气和/或氮气气体的物质源314与曝气室310和氧合器312进行流体连通。举例来说，包括氮气和/或氧气气体的物质源314通过由透氧层313分离的导管回路区段304b连接到氧合器312，并且血液从在导管回路区段304a处的导管回路304进入另一个末端处的氧合器。来自物质源314的气体扩散通过氧合器312的透氧层313以形成曝气的血液。曝气的血液从具有氧合器312的曝气室
310流动通过导管回路区段304c到收集室316。收集室316可定位在比具有氧合器312的曝气室310的高度更低的高度处，以便使血液能够由于重力而流动。氧探头318定位在收集室316中，以测量曝气的血液的氧饱和度。混合器320可搅拌在收集室316中曝气的血液。将血液经由泵302从收集室316泵送回到流动池306。
58.参考图4，示出用于维持和测量根据本公开的方面的血液样本的特征的方法的图。通过过程402，将血液通过导管回路204泵送到流动池206(参见图2)。血液的特性通过过程404经由流动池206测量。举例来说，在过程404，在流动池206中的血液的血液氧合水平可经由光谱仪光学测量。将血液从流动池206泵送到曝气室210(图2)，并且然后通过过程406曝气并且与一种或多种来自物质源212(图2)的气体混合，以形成曝气的血液。举例来说，可将来自物质源212的氧气和/或氮气气体经由曝气室210中的氧合器312(参见图3a-c)引入到血液，其中透氧膜313将血液与气体分离，允许氧混合到血液中。通过过程408，在收集室216(参见图2)中收集曝气的血液。通过过程410，使用氧探头218(图2)测量收集室216中的血液的氧水平。可分别使用加热器222，如热板，和/或温度计220(参见图2)通过过程412维持和/或监测血液温度。可通过过程414混合收集室216中的血液。在各方面，通过过程414使用磁力搅拌器224(图2)以约零(0)rpm至约六十(60)rpm的速度混合血液。根据本公开的各方面，然后将血液从收集室216泵送回到流动池206，以通过过程416重复方法。多个过程可同时发生。举例来说，过程412和过程414可同时执行，使得由温度计220监测血液温度并且由加热器222维持同时由混合器224搅拌。据设想，本文所描述的每个过程可同时并且连续出现，以允许各种血氧饱和度水平的恒定测试。替代地，和/或此外，这类过程可依次、随机和/或以任何合适的间隔出现。过程可各自由存储在计算装置上的计算机程序执行和/或控制，所述计算装置与方法中使用的各个部件和/或装置进行电连通。举例来说，如下文更详细地描述，可支撑在计算装置或远程服务器上的存储器和/或存储装置可包括存储在其上的指令，当由例如处理器执行所述指令时，引起所公开的系统的一个或多个部件操作(例如泵送、测量、加热等)。
59.参考图5，示出氧合和脱氧血红蛋白(hb)的摩尔消光系数的图。在586nm和808nm波长处看到已知的等消光点。对于约580nm至约800nm的波长，氧合hb的分子消光系数小于脱氧hb的分子消光系数。公开的系统被配置成确定例如在氧合和脱氧摩尔消光系数之间的差异最大的情况下的波长。如由图5所指示，在580nm和800nm之间的波长例如可由所公开的系统监测，作为在氧合和脱氧血液之间的摩尔消光系数的差异的范围指示。
60.参考图6，示出使用本公开的血液回路系统在可变o2水平下全猪血液的吸光度响应的实例图。猪血液使用泵202循环通过血液回路系统200，以将血液从收集室216泵送到流动池206(参见图2)。流动池206进行光学测量并且提供血液的吸光度响应。然后将猪血液泵送到曝气室210，其中它与来自物质源212的气体结合至期望氧饱和度水平，以形成曝气的猪血液(参见图2)。此后，在血液回路系统(参见图2)中将曝气的猪血液经由重力供给到收集室216。使用插入收集室216中的温度计220监测猪血液温度，并且经由收集室216下方的加热器222维持所述温度。示出血液氧合水平在20％、35％、50％、60％、70％和85％下的吸光度响应。对于所有氧合水平，在586nm和808nm处都存在等消光点。在约550nm和约825nm波长之间，吸光度随着氧合水平增加而增长较强。所公开的系统可被配置成在每个血液氧合水平处的差异最明显的情况下分离各种波长。
61.参考图7，示出氧合血液的吸光度响应图。测量使用本公开的血液回路系统循环和曝气的血液样本的氧饱和水平。具体地说，所公开的系统被配置成将吸光度响应的特定波长的强度与不同氧饱和度的各种其它血液样本的同一波长的强度比较，以确定在如图7所示的血液回路系统中的血液的sto2水平。
62.参考图8，示出比较本公开的血液回路系统中的血液的预测和实际的sto2水平的高斯回归算法的实例图。经由本公开的血液回路系统，对氧饱和度范围为10％至95％的猪血液进行五十二(52)次不同的反射测量。使用被配置成使用光学传感器进行光学测量的流动池获得光反射系数数据。使用八(8)个输入变量运行算法，其中前七个(7)为在575和900nm之间的波长，并且最后一个为在四(4)和七(7)之间的整数，决定七(7)个波长中的多少个波长用于回归分析。计算三(3)个不同的输入参数集合用于回归分析：一阶导数、二阶导数以及两个的组合。所有根据相对于波长的反射率吸收计算。合适的回归算法可为高斯过程，但是可使用任何合适的算法。用于图8所示的高斯回归的输入参数仅包括一阶导数。如图8所示，将氧合至各种水平的血液样本的光学测量与如由血液回路系统200(图2)的收集室216中的氧探头218测量的实际氧饱和度水平比较。使用本公开的血液回路系统允许控制血氧饱和度和收集大量样本以改进分析和预测sto2水平。
63.短语“在一个方面”、“在各方面”、“在各个方面”、“在一些方面”或“在其它方面”可各自指根据本公开的一个或多个相同或不同方面。“a或b”形式的短语意味着“(a)、(b)或(a和b)”。“a、b或c中的至少一个”形式的短语意味着“(a)、(b)、(c)、(a和b)、(a和c)、(b和c)或(a、b和c)”。
64.应当理解，本文公开的各个方面可以以与说明书和附图中具体呈现的组合不同的组合进行组合。还应当理解，根据实例，本文描述的任何过程或方法的某些动作或事件可以以不同的顺序执行，可以添加、合并或完全省略(例如，所有描述的动作或事件对于执行该技术可能不是必需的)。
65.此外，所公开的结构可包括任用于操作所公开的系统或其部件的何合适的机械、电气和/或化学部件。举例来说，这类电气部件可包括例如任何合适的电气和/或机电和/或电化学电路系统，其可包括或联接到一个或多个印刷电路板。如所了解，所公开的计算装置和/或服务器可包括例如“控制器”、“处理器”、“数字处理装置”和类似术语，并且其用于指示微处理器或中央处理单元(cpu)。cpu为计算机内的电子电路系统，其通过执行由指令指定的基本运算、逻辑、控制和输入/输出(i/o)操作来执行计算机程序的指令，并且作为非限制性实例，包括服务器计算机。在一些方面，控制器包括被配置成执行可执行指令的操作系统。操作系统例如为包括程序和数据的软件，其管理所公开的设备的硬件并提供用于执行与所公开的设备一起使用的应用程序的服务。所属领域的技术人员将认识到，合适的服务器操作系统包括作为非限制性实例的freebsd、openbsd、linux、mac os xwindows和在某些方面，操作系统由云计算提供。
66.在一些方面，术语“控制器”可用于指示控制从计算机或计算装置到外围装置或单独的装置以及从外围装置或单独的装置到计算机或计算装置的数据传输的装置，和/或机械地操作和/或致动外围装置或单独的装置的机械装置和/或机电装置(例如，杠杆、旋钮等)。
67.在各方面，控制器包括存储装置和/或存储器装置。存储装置和/或存储器装置是用于临时或永久地存储数据或程序的一个或多个物理设备。在一些方面，控制器包括易失性存储器且需要电力来维持所存储的信息。在各个方面，控制器包括非易失性存储器，并且在未通电时保持所存储的信息。在一些方面，非易失性存储器包括闪存。在某些方面，非易失性存储器包括动态随机存取存储器(dram)。在一些方面，非易失性存储器包括铁电随机访问内存(fram)。在各个方面，非易失性存储器包括相变随机存取存储器(pram)。在某些方面，控制器是存储装置，其包括作为非限制性实例的cd-rom、dvd、闪存装置、磁盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器和基于云计算的存储装置。在各个方面，存储装置和/或存储器装置是如本文所公开的那些装置的组合。
68.在一些方面，控制器包括显示器以向用户发送视觉信息。在各个方面，显示器是阴极射线管(crt)。在各个方面，显示器是液晶显示器(lcd)。在某些方面，显示器是薄膜晶体管液晶显示器(tft-lcd)。在各方面，显示器是有机发光二极管(oled)显示器。在某些方面，oled显示器是无源矩阵oled(pmoled)或有源矩阵oled(amoled)显示器。在各方面，显示器是等离子体显示器。在某些方面，显示器是视频投影仪。在各个方面，显示器是可检测用户交互/手势/响应等的交互式显示器(例如，具有触摸屏或传感器，如相机、3d传感器、lidar、雷达等)。在一些方面，显示器是如本文所公开的那些装置的组合。
69.控制器可包括或联接到服务器和/或网络。如本文所用，术语“服务器”包括“计算机服务器”、“中央服务器”、“主服务器”和类似术语，以表示管理所公开的设备、其部件和/或其资源的网络上的计算机或装置。如本文所用，术语“网络”可包括任何网络技术，其中包括例如蜂窝数据网络、有线网络、光纤网络、卫星网络和/或ieee 802.11a/b/g/n/ac无线网络。
70.在各个方面，控制器可联接到网状网络。如本文所用，“网状网络”是网络拓扑，其中每个节点中继网络的数据。所有网状节点在网络中的数据分发中协作。它可应用于有线网络和无线网络。无线网状网络可被认为是一种“无线自组织”网络。因此，无线网状网络与移动自组织网络(manet)密切相关。尽管manet不限于特定的网状网络拓扑，但是无线自组织网络或manet可采用任何形式的网络拓扑。网状网络可使用泛洪技术或路由技术来中继消息。通过路由，消息通过从节点跳跃到节点而沿着路径传播，直到其到达其目的地。为了确保其所有路径都可用，网络必须允许连续的连接，并且必须使用如最短路径桥接的自恢复算法在断开的路径周围重新配置自身。自恢复允许基于路由的网络在节点出现故障或连接变得不可靠时操作。结果，网络通常是相当可靠的，因为在网络中的源与目的地之间经常有多于一条路径。这个概念也可应用于有线网络和软件交互。节点全部彼此连接的网状网络是完全连接的网络。
71.在一些方面，控制器可包括一个或多个模块。如本文所使用，术语“模块”和类似术语用于指示中央服务器的独立硬件部件，其继而包括软件模块。在软件中，模块是程序的一部分。程序由一个或多个独立开发的模块组成，这些模块直到程序被链接才被组合。单个模块可含有执行具体任务的一个或几个例程或程序区段。
72.如本文所用，控制器包括用于管理所公开的系统或其部件的各个方面和功能的软件模块。
73.所公开的结构还可利用一个或多个控制器来接收各种信息并变换所接收的信息
以生成输出。控制器可以包括任何类型的计算装置、计算电路、或能够执行存储在存储器中的一系列指令的任何类型的处理器或处理电路。控制器可包括多个处理器和/或多核中央处理单元(cpu)并且可包括任何类型的处理器，例如微处理器、数字信号处理器、微控制器、可编程逻辑装置(pld)、现场可编程门阵列(fpga)等。控制器还可以包括用于存储数据和/或指令的存储器，当所述数据和/或指令由一个或多个处理器执行时，使一个或多个处理器执行一种或多种方法和/或算法。
74.本文中描述的方法、程序、算法或代码中的任一个可转换为编程语言或计算机程序或以编程语言或计算机程序表达。如本文所用，术语“编程语言”和“计算机程序”，各自包括用于为计算机指定指令的任何语言，并且包括(但不限于)以下语言和其衍生物：汇编程序、basic、batch文件、bcpl、c、c+、c++、delphi、fortran、java、javascript、机器代码、操作系统命令语言、pascal、perl、pl1、脚本处理语言、可视化basic、元语言自身指定编程和所有第一、第二、第三、第四、第五或更高代计算机语言。还包括数据库和其它数据模式，和任何其它元语言。不对被解译、编译或使用编译和解译两种方法的语言进行区分。在程序的编译版本和源版本之间没有区别。因此，对程序的引用是对任何和所有这些状态的引用，其中编程语言可存在于多个状态(如源、编译、对象或链接)中。对程序的引用可涵盖实际指令和/或那些指令的目的。
75.如可了解，可使用这类焊接、压接、胶合、扣接等的已知紧固技术来实现紧固所公开的部件中的任一个。
76.本领域的技术人员将理解，本文中具体描述且在附图中展示的结构和方法是非限制性的示例性方面，并且应将描述、公开内容和附图仅解释为例示性特定方面。因此，应理解，本公开不限于所描述的确切方面并且本领域的技术人员可以在不脱离本公开的范围或精神的情况下实现各种其它变化和修改。此外，设想的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以将结合一个示例性方面而展示或描述的元件和特征与另一个示例性方面的元件和特征组合，并且此类修改和变化还旨在包括在本公开的范围内。实际上，所公开的元件和特征中的任何元件和特征的任何组合都处于本公开的范围内。因此，本公开的主题不受已经具体地展示和描述的内容的限制。