用于补偿外周动脉张力的评估的装置和方法与流程

本发明一般涉及用于评估外周动脉张力或pat的方法和装置。更具体地，本发明涉及鲁棒地监测外周动脉张力以检测例如睡眠相关事件。

背景技术：

1、在个体的心动周期期间，即两次心跳之间的周期，血液以脉动的方式被泵送通过个体的脉管系统。换句话说，在心动周期期间，例如手指、鼻孔、耳朵、前额、嘴内部、脚趾、手腕、脚踝等中的血液量循环地增加和减少。动脉中包含的血液称为动脉血。静脉中包含的血液称为静脉血。

2、测量这种血容量波动的一种常见方法是光学体积描记术或光体积描记法，在此过程中，使用光学体积描图或光体积图或ppg来检测组织微血管床中的血容量变化。ppg通常通过以下方式获得：将来自一个或多个光源(例如led)的光照射到研究体积上，并且在传感器上检测与在研究体积中反射或透射的光相对应的收集光，其中该传感器可以例如包括或对应于光电探测器，例如光电二极管。光源和传感器可以例如布置在个体手指的相对侧，从而允许测量透射模式ppg，或者布置在个体手指的同一侧，从而允许测量反射模式ppg。在每个心动周期中，心脏将动脉血泵送到研究体积。可以通过光学体积描记术捕获对应于例如心动周期中研究体积中的动脉血容量变化的物理事件。

3、除了动脉血容量的周期性波动之外，组织中的动脉血容量还受研究体积中的细动脉或小动脉的直径的影响。这些小动脉具有可以收缩以减小小动脉直径的肌肉壁。换句话说，当这些小动脉收缩并且直径减小时，包含在相应小动脉中的动脉血的体积明显减小。光学体积描记术是一种测量技术，当小动脉直径收缩时，可用于监测小动脉中动脉血容量的变化。因此，通过光学体积描记术监测动脉血容量的变化，可以根据经验提供小动脉平滑肌组织的肌肉张力或“张力”的相对变化信息，也称为外周动脉张力或pat。

4、因为到研究体积的动脉血流可由多种其他生理现象调节，所以光学体积描记术还可用于监测呼吸、血容量不足、其他循环状况，且例如可用于诊断睡眠障碍。睡眠障碍诊断是医疗领域，其中在一定时间例如一个或多个夜晚期间监测患者的睡眠。基于监测，可以标识不同的睡眠相关事件，例如呼吸暂停事件、打鼾或肢体运动。

5、在睡眠呼吸暂停结束时呼吸的再吸收通常与肾上腺素释放一致。肾上腺素在血流中释放并与研究体积中的小动脉中的肾上腺素能受体结合，这触发小动脉的肌肉张力的增加，导致小动脉直径的减小和研究体积中动脉血容量的减小。因此，通过例如光学体积描记术监测外周动脉张力可以提供关于诸如睡眠呼吸暂停的睡眠相关事件的发生的有价值的信息。

6、血红蛋白是在用光学体积描记术测量期间将发射的光散射到研究体积上的主要分子。血红蛋白包括氧合血红蛋白(也称为hbo2)和去氧血红蛋白(也称为hb)。动脉血中血红蛋白氧合的程度称为氧饱和度或spo2。由hbo2引起的光的吸收和散射程度与hb的吸收和散射程度显著不同，并且还取决于用于光学体积描记术的光的波长。

7、结果，光学体积描记图不仅取决于研究体积中的动脉血容量，而且还取决于动脉血容量的血红蛋白组成，其特征在于氧饱和度。换句话说，当试图测量由光学体积描记术监测的pat中的变化时，该测量可受到所监测的动脉血容量的氧饱和度的变化的极大影响。例如，在呼吸暂停期间，当较少的氧气被提供给肺时，hbo2在所研究的个体体积内的动脉血体积中的比例下降。

8、例如，wo98/04182描述了一种通过监测外周动脉张力来检测医学状况的方法和装置。如例如在ep1534115a2中所描述的，ep1534115a2的装置依靠一个波长来执行光学体积描记，对于该波长，由hbo2引起的该特定波长的吸收和散射程度与由hb引起的该特定波长的吸收和散射程度相同。这种波长被称为等吸收波长。因此，在ep1534115a2中通过光学体积描记术测量的光强度在依赖于该等吸收波长时较少依赖于动脉血容量的血红蛋白组成，换言之，依赖于氧饱和度的值。

9、例如在ep1534115a2中描述的解决方案需要使用三个光源来经由光学体积描记术监测pat：两个光源不产生等吸收波长的光以估计氧饱和度，第三个光源产生等吸收波长的光以估计外周动脉张力。与仅包括两个光源的系统相比，使用三个光源增加了装置成本及其尺寸。

技术实现思路

1、因此，本发明的实施例的目的是提出一种计算机实现的方法和装置，其不显示现有技术的固有缺点。更具体地，本发明的实施例的目的是提出一种方法和设备，以准确且鲁棒地最小化由所监测的动脉血容量的血红蛋白组成的变化对外周动脉张力的光学测量造成的影响，而不需要使用等吸收波长。

2、本发明的各种实施例所寻求的保护范围由独立权利要求给出。

3、本说明书中描述的不属于独立权利要求范围的实施例和特征(如果有的话)将被解释为对理解本发明的各种实施例有用的示例。

4、需要消除氧合和去氧血红蛋白浓度的变化对外周动脉张力的光学测量的影响。

5、其中，本发明的实施例的目的是减少由所监测的动脉血容量的血红蛋白组成的变化对利用光学体积描记术测量外周动脉张力造成的影响。

6、根据本发明的第一示范性方面，这个目的是通过一种用于评估通过光学体积描记术监测的个体的外周动脉张力pat的计算机实现的方法来实现的，其中该方法包括以下步骤：

7、-获得：

8、o在个体的研究体积处测量的光学体积描记信号；

9、o在沿着所述光学体积描记信号的两个或更多个时间点处通过光学体积描记术采集的光强度；

10、o氧饱和度估计；

11、o校准数据；

12、-从所述氧饱和度估计和所述校准数据确定补偿函数；其中所述补偿函数是所述氧饱和度估计的函数；以及

13、-确定光强度的函数与补偿函数的比率，从而评估两个或更多个时间点之间研究体积中的动脉血容量的一个或多个变化，并由此评估个体的pat。

14、根据本发明的计算机实现的方法允许以准确且鲁棒的方式确定外周动脉张力。通过获得使用光学体积描记术监测的个体的氧饱和度估计，可以确定或估计在通过光学体积描记术监测的研究体积的个体的动脉血容量的血红蛋白组成。因此，根据本发明的计算机实现的方法可以通过最小化由所监测的动脉血容量的血红蛋白组成的变化引起的影响来调节或换言之补偿光学体积描记信号，使得光强度更可靠地反映所监测的动脉血容量的变化。换言之，根据本发明的计算机实现的方法减小了动脉血容量的血红蛋白组成的变化对光学体积描记信号的影响，并且由此最小化或减小了动脉血容量的血红蛋白组成的变化对外周动脉张力的光学测量的影响。计算机实现的方法实际上确定补偿函数，该补偿函数是氧饱和度估计的函数，并将通过光学体积描记术测量的光强度的函数除以该氧饱和度估计的补偿函数。因此，对研究体积中的动脉血容量变化的所得评估提供了对个体的外周动脉张力的更准确和鲁棒的评估。

15、计算机实现的方法不依赖于使用发射等吸收波长光的光源。相反，该计算机实现的方法与包括例如两个光源的用于光学体积描记术的任何常规设置兼容，其中这两个光源例如发射两种不同波长的光，例如一种红色波长和另一种红外波长。换言之，计算机实现的方法精确地测量仅具有两个光源的研究体积中的动脉血容量的变化，这是确定氧饱和度估计所需的光源的最小数量。然后从具有两个光源的光学体积描记测量数学地导出外周动脉张力。与具有三个光源的系统相比，这允许小型化，并且通过消除对第三光源的需要进一步允许成本优化。

16、在本发明的上下文中，个体的被研究体积例如是在个体的被研究组织中定义的体积，其通过光学体积描记术监测，并且其中由光学体积描记术发射的光传播并在用于光学体积描记术的传感器上收集。换言之，个体的研究体积例如是在个体的所研究组织中定义的体积，针对该体积采集光学体积描记术信号。例如，研究体积是个体的外周组织体积。例如，研究体积是在手指、指尖、个体的手指的远端、鼻孔、耳朵、前额、嘴的内部、脚趾、脚趾的尖端、手腕、个体的脚踝中定义的体积。在本发明的上下文中，个体的研究体积包括包含在研究体积中的个体的皮肤，并且还包括存在于研究体积中的动脉血容量。在本发明的上下文中，外周动脉张力被理解为个体的研究体积中的研究动脉床中的动脉张力变化。换言之，确定个体的研究体积的血管床中的脉动体积变化允许确定或评估指示研究体积中的小动脉的平滑肌组织的肌肉张力或‘紧张性’的信息，并且因此允许确定或评估由交感神经系统调节的外周动脉张力。确定外周动脉张力是无创的，并且可以例如用于检测心脏疾病、勃起功能障碍、睡眠呼吸暂停、阻塞性睡眠呼吸暂停、心血管病症等。

17、在本发明的上下文中，光学体积描记信号是通过光学体积描记术测量的信号。例如，光学体积描记信号是光学体积描记图。例如，光学体积描记信号是ppg。光学体积描记信号例如通过包括至少两个光源和传感器的光学体积描记设备在个体的指尖处测量。在本发明的上下文中，光强度对应于在光学体积描记设备的传感器上收集的光的强度，其中在传感器上收集的光对应于由一个或两个光源产生的光，所述光透射通过或反射在个体的研究体积中。

18、动脉中包含的血液称为动脉血。静脉中包含的血液称为静脉血。在本发明的上下文中，氧饱和度估计值或spo2或血红蛋白组成对应于与动脉血容量中血红蛋白总量相关的氧合血红蛋白分数。例如，氧饱和度估计值或spo2或血红蛋白组成对应于在研究体积中监测的动脉血容量中氧合血红蛋白的浓度与去氧血红蛋白的浓度之和的比率。或者，氧饱和度估计值或spo2或血红蛋白组成对应于在研究体积中监测的动脉血容量中氧合血红蛋白的体积分数与去氧血红蛋白的体积分数之和的比率。

19、在本发明的上下文中，去氧血红蛋白被定义为不具有结合氧并且不具有任何其他结合分子(例如一氧化碳、二氧化碳或铁)的血红蛋白的形式。在本发明的上下文中，氧合血红蛋白被定义为具有结合氧的血红蛋白的形式。在本发明的上下文中，由光学体积描记设备的光源发射的光包括通过一个或多个散射事件的概率路径到达传感器的光子。该光学路径不是直的，并且通常被假定为遵循弯曲的空间概率分布。沿着该弯曲光学路径的研究体积形成通过光学体积描记术采样或研究的体积。在本发明的上下文中，两个时间点之间研究体积中的动脉血容量的变化对应于第一时间点研究体积中存在的动脉血容量与第二时间点研究体积中存在的动脉血容量之间的相对变化。

20、根据示例实施例，校准数据包括预定校准系数和/或预定系数；以及：

21、-确定补偿函数对应于从预定义系数导出补偿函数；或

22、-确定补偿函数对应于通过将氧饱和度估计拟合到校准比来确定预定校准系数。

23、在本发明的上下文中，预定系数例如是已知的或者可以从文献中确定，例如从科学出版物中确定。例如，预定系数包括发色团的一个或多个消光系数和/或发色团的一个或多个吸收系数和/或发色团的一个或多个散射系数。在本发明的上下文中，发色团是吸收或散射研究体积中的光的分子单元。例如，在本发明的上下文中，发色团的示例是黑色素分子、氧合血红蛋白、去氧血红蛋白等。在研究体积中，由光学体积描记法设置的光源发射的入射光的光强度的衰减遵循可以如等式(1)中公式化的比尔-朗伯特(beer-lambert)定律：

24、

25、其中，

26、-i0对应于由光学体积描记设备的光源发射的入射光的强度；

27、-εi对应于发色团i的消光系数；

28、-vi对应于研究体积中发色团i的体积分数或浓度；

29、-d对应于光学路径长度，其中该光学路径长度对应于光子在到达光学体积描记设备的传感器之前沿其行进的路径长度，其中光学路径长度是入射光的波长和研究体积中的发色团组成的函数，并且其中光学路径长度取决于发射光子的光源和传感器之间的距离。来自chatterjee等人的出版物在sensors(basel)19(4):789中于2019年2月15日公开的标题为“montecarlo analysis of optical interactions in reflectance andtransmittance finger photoplethysmography(反射和透射手指光电体积描记术中光学相互作用的蒙特卡罗分析)”,doi：10.3390/s19040789，发射光子的光源与传感器之间的距离为几毫米，例如3mm或小于3mm，可以近似认为光路长度是恒定的；

30、-g对应于依赖于散射的光强度损失参数，并且其取决于由光源发射的入射光的波长λ。

31、考虑以下参数：

32、-vi，d对应于在沿着光学体积描记信号的第一时间的研究体积中的发色团i的体积分数或浓度；

33、-vi，s对应于在沿着光学体积描记信号的第二时间的研究体积中的发色团i的体积分数或浓度；

34、-ih对应于由光学体积描记术设备的传感器在第一时间点测量的光强度；

35、-il对应于由光学体积描记术设备的传感器在第二时间点测量的光强度；

36、公式(1)中所表述的beer-lambert定律可以在第一时间点和第二时间点进行评估。当取这两种表示的一个比率时，得到等式(2)：

37、

38、然后，通过取等式(2)的两侧的自然对数来获得等式(3)，如下：

39、

40、如果使用底b而不是欧拉数e的对数，等式(3)则变为：

41、

42、可以看出，上述等式(3')等于等式(3)乘以常数

43、当差值vi，s-vi，d被重命名δvi时，等式(3)可以简化成等式(4)，从而得到：

44、

45、从等式(4)可以看出，第一时间点和第二时间点的光强度分数的对数与第一时间点和第二时间点之间发色团i的体积分数或浓度的差线性相关。

46、一些发色团在沿着光学体积描记信号的两个时间点之间保持附着于个体的表皮。例如，黑色素分子在沿着光学体积描记信号的两个时间点之间保持固定到研究体积。因此，这两个时间点之间的这种发色团(例如黑色素分子)的体积分数或浓度的差异是零。因此，这种发色团对等式(4)右手侧的贡献是零。

47、体积分数或浓度沿着光学体积描记信号在两个时间点之间波动的主要发色团是动脉血体积中的氧合和去氧血红蛋白。在本发明的上下文中，血红蛋白的两种主要形式，即氧合血红蛋白和去氧血红蛋白，表现出对于大多数光波长显著不同的吸收和散射系数。

48、其中所有其他发色团都不是氧合血红蛋白也不是去氧血红蛋白的所有其他发色团的效果，其体积分数或浓度沿着光学体积描记信号在两个时间点之间波动，可以写为它们的组合消光系数εother，和一减去氧合血红蛋白和去氧血红蛋白的体积分数或浓度之和的乘积，其中所有体积分数或浓度之和等于1。

49、考虑到上述因素，等式(4)然后可以被重写为等式(5)：

50、

51、

52、

53、

54、已知氧饱和度估计值可根据等式(6)定义：

55、

56、其中，

57、-对应于研究体积中动脉血内包含的氧合血红蛋白的体积分数或浓度；

58、-vhb对应于研究体积中动脉血中包含的去氧血红蛋白的体积分数或浓度。

59、另外，vblood定义为研究体积中动脉血内包含的氧合和去氧血红蛋白的总体积分数或总浓度，并在等式(7)中定义如下：

60、

61、假定在正常情况下，在整个光学体积描记术信号的测量过程中，动脉血容量内的氧合和去氧血红蛋白的体积分数或浓度的总和或动脉血容量内的氧合和去氧血红蛋白的浓度的总和保持大致恒定。实际上，在通过光学体积描记术监测个体期间，例如在睡眠呼吸暂停期间，只有氧合血红蛋白和去氧血红蛋白的比率，即只有氧饱和度估计值可能显著改变。

62、从等式(6)和(7)，可以得到以下等式：

63、

64、(1-spo2)vblood＝vhb       (8)

65、通过将表达式(8)代入等式(5)，可以得到以下：

66、

67、两个预定校准系数q1和q2,两个常数可以定义如下：

68、

69、q2＝εhb-εother

70、在考虑到两个预定校准系数q1和q2重写等式(9)之后，可以获得等式(10)，其中等式(10)的左手侧对应于评估函数，并且其中q1spo2+q2对应于作为氧饱和度估计的函数的补偿函数：

71、

72、因此可以得到等式(11)：

73、

74、因此从等式(11)中减去关系(12)：

75、

76、关系(12)在左手侧突出了一项，该项示出了在第一和第二时间点之间与研究体积中的氧合和去氧血红蛋白的总体积分数或浓度的变化δvblood的线性关系。在动脉血中氧合和去氧血红蛋白总和的恒定体积分数或浓度的假设下，δvblood是研究体积内动脉血体积波动的线性代表。因此，当确定用光学体积描记术测量时在传感器上收集的光强度的函数与作为氧饱和度估计的函数的补偿函数的比率时，评价研究体积中动脉血容量的变化。

77、根据示范性实施例，这些时间点中的至少一个对应于该个体的心动周期中的心脏舒张，和/或其中这些时间点中的至少一个对应于该个体的心动周期中的心脏收缩。

78、在心脏收缩期间，个体的研究体积中的动脉血的体积是最大的，导致在心动周期内的任何时间点(即两次心跳之间的周期)的光的最大吸收和散射，因为血红蛋白是研究体积中光子的主要吸收剂和散射之一，因此导致在光学体积描记设备的传感器上的最低测量光强度。相反，在心脏舒张期间，个体的研究体积中的动脉血的体积最小，导致心动周期内任何时间点的光的最低吸收和散射，并因此导致光学体积描记设备的传感器上的最高测量光强度。至少一个第一时间点例如对应于第一心动周期中的舒张期，和/或至少一个第二时间点例如对应于不同于第一心动周期的第二心动周期中的收缩期。或者，至少一个第一时间点对应于例如第一心动周期中的收缩期，和/或至少一个第二时间点对应于例如不同于第一心动周期的第二心动周期中的舒张期。或者，至少一个第一时间点对应于例如心动周期中的收缩期或舒张期，至少一个第二时间点对应于同一心动周期内或不同心动周期内的任何时间点。

79、根据示例实施例，两个或更多个时间点中的至少两个在个体的一个心动周期内。

80、从等式(4)，收缩期和舒张期的光强度分数的对数与收缩期和舒张期之间发色团体积分数或浓度的变化线性相关。为了在利用光学体积描记设备进行的测量期间实现最高的信噪比，最好在一个心动周期内的至少两个不同的时间点进行测量，其中所述至少两个时间点表明传感器上的光强度的大的差异，并且因此表明动脉血容量的大的差异。对应于该最大差异的两个时间点通常在一个心动周期内处于舒张期和收缩期。

81、根据示范性实施例，该方法进一步包括以下步骤：确定作为光强度的函数的评估函数；并且其中确定比率对应于确定评估函数与补偿函数的比率。

82、根据等式(3)，评估函数对应于光强度的函数的自然对数。或者，从等式(2)开始，可以使用定义为光强度的函数的任何其他评估函数，例如光强度的函数的自然对数的线性近似，或者例如光强度的函数的泰勒级数近似，或者例如光强度的函数的其他基本对数的线性近似。然后通过确定评估函数和补偿函数的比率来评估两个或更多个时间点之间研究体积中的动脉血容量的变化，并由此评估外周动脉张力。

83、根据示例实施例，评估函数对应于光强度的函数的对数。

84、根据等式(3)，评估函数对应于光强度的函数的自然对数。或者，从等式(2)开始，可以使用定义为光强度的函数的任何其他评估函数，例如光强度的函数的对数的线性近似，或者例如光强度的函数的泰勒级数近似，或者例如光强度的函数的其他基本对数的线性近似。可替代地，该评估函数大致对应于该光学体积描记信号的脉动波形或ac分量与光学体积描记信号的缓慢变化的基线或dc分量的比率，产生等式(13)：

85、

86、根据示范性实施例，评估函数对应于光强度的比率的对数；并且其中评估函数取决于以下各项中的一项或多项：

87、-光路长度；

88、-氧饱和度估计的函数；

89、-动脉血容量在研究体积中的变化。

90、因此，等式(10)的左手侧对应于评估函数，即对应于当利用光学体积描记术研究个体的研究体积时由传感器测量的光强度的比率的对数。

91、根据实例性实施例，所述方法进一步包含以下步骤：

92、-提供被配置成发射第一波长的光的第一光源；

93、-提供被配置成发射第二波长的光的第二光源；

94、-提供传感器；

95、-通过光学体积描记术并在传感器上收集传播的光，传播的光对应于当在两个或更多个时间点在个体的手指的远端传播时被透射或反射的光；

96、-对于第一波长，确定在所述传感器上在所述两个或更多个时间点处传播的光的第一光强度；

97、-对于第二波长，确定在所述传感器上在所述两个或更多个时间点处传播的光的第二光强度；

98、-确定对应于所述第一波长处的所述第一光强度的比率的第一比率；

99、-确定对应于所述第二波长处的所述第二光强度的比率的第二比率；以及

100、-将氧饱和度估计拟合到校准比，从而确定预定的校准系数。

101、氧饱和度估计可以例如从通过光学体积描记术获得的参考测量获得。可替换地，氧饱和度估计可以例如通过测量被评估的被研究体积附近的氧饱和度的任何其他合适的装置或方法来获得。例如可以通过光学体积描记设备的传感器来测量评估函数。使用通过光学体积描记术针对第一波长λ1收集的光强度和通过光学体积描记术针对第二波长λ2收集的光强度，通过计算以下等式(14)来确定针对第一波长λ1补偿函数的预定校准系数和以及针对第一波长λ2的预定校准系数和补偿函数成为可能：

102、

103、其简化成等式(15)：

104、

105、等式(15)的左手侧，即校准比，可以从两个波长λ1和λ2的光学体积描记设备的传感器的测量来计算。

106、可替换地，为了说明未被上述理论正确捕获的非线性，等式(12)可以在等式(16)中重写如下：

107、

108、其中是对应于第一波长λ1处的补偿函数，并且是spo2的不可因函数。

109、然后可以鉴于等式(16)在等式(17)中如下重写等式(14)：

110、

111、其中是对应于第二波长λ2处的补偿函数。

112、光学体积描记技术使用简单且无创的设备探针或生物传感器。光学体积描记生物传感器通过收集光学体积描记信号非侵入性地测量研究体积中的脉动动脉体积变化，并由此评估pat。第一和/或第二光源例如是led或任何其他合适的光源，其可以被小型化以适合光学体积描记生物传感器。第一波长例如不同于第二波长。例如，第一波长和第二波长包括在红色光谱中。例如，第一波长包括在红色光谱中，第二波长包括在红外光谱中。光源和传感器之间的物理距离例如为几毫米，例如小于3mm。

113、根据实例性实施例，所述方法进一步包含以下步骤：

114、-通过光学体积描记术在所述传感器上收集传播的光，所述传播的光对应于当在所述个体的研究体积中在所述两个或更多个时间点传播时被透射或反射的所述第一波长或所述第二波长的光；以及

115、-在所述两个或更多个时间点确定在所述传感器上传播的光的光强度。

116、根据示例实施例，氧饱和度估计取决于动脉血容量中氧合血红蛋白的浓度与氧合和去氧血红蛋白的总浓度的比率。

117、根据示例实施例，该方法进一步包括确定该个体的研究体积附近(例如该个体的手指的远端附近)的氧饱和度估计的步骤。

118、根据示例实施例，补偿函数从将氧饱和度估计映射到预定校准系数上的回归导出。

119、估计补偿函数对应于确定例如将氧饱和度估计映射到预定校准系数上的最小二乘回归。在例如临床试验中收集数据之后，可以将氧饱和度估计拟合到等式(15)左手侧的校准比，从而确定预定的校准系数，由此估计补偿函数。换言之，最小二乘回归将氧饱和度估计映射到等式(15)的

120、根据示例实施例，该方法进一步包括以下步骤：在评估该补偿函数时强制该回归使用一阶有理映射。

121、例如，该方法还包括在估计补偿函数时强制最小二乘回归使用一阶有理映射的步骤。在最小二乘回归将氧饱和度估计映射到等式(15)的之后，并且通过强制线性回归使用一阶有理映射(即分子中的一阶多项式和分母中的一阶多项式)、最小二乘拟合产生预定校准系数and的最佳估计，直到常数标量。由于可测量参数和δvblood之间的线性关系是相关的，因此确定达到恒定因子的预定校准系数就足够了。

122、或者，参考等式(17)，可以通过最小二乘回归再次确定补偿函数和补偿函数该最小二乘回归将测量的参考氧饱和度估计映射到等式(17)的已知右手侧。回归的唯一限制是映射利用分子和分母中的氧饱和度估计的不可因式分解函数。

123、根据第二示例方面，公开了一种装置，其中该装置包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器，该至少一个存储器和计算机程序代码被配置为利用该至少一个处理器使得该装置执行：

124、-获得：

125、o在个体的研究体积处测量的光学体积描记信号；

126、o在沿着所述光学体积描记信号的两个或更多个时间点处通过光学体积描记术采集的光强度；

127、o氧饱和度估计；

128、o校准数据；

129、-从所述氧饱和度估计和所述校准数据确定补偿函数；其中所述补偿函数是所述氧饱和度估计的函数；以及

130、-确定光强度的函数与补偿函数的比率，从而评估两个或更多个时间点之间研究体积中的动脉血容量的一个或多个变化，并由此评估个体的pat。

131、根据本发明的计算机实现的方法允许以准确且鲁棒的方式确定外周动脉张力。通过获得使用光学体积描记术监测的个体的氧饱和度估计，可以确定或估计在通过光学体积描记术监测的研究体积的个体的动脉血容量的血红蛋白组成。因此，根据本发明的计算机实现的方法可以调整或换言之补偿通过光学体积描记术测量的光学体积描记信号，使得光强度通过最小化由所监测的动脉血容量的血红蛋白组成的变化引起的影响而更可靠地反映所监测的动脉血容量的变化。换言之，根据本发明的计算机实现的方法减小了动脉血容量的血红蛋白组成的变化对光学体积描记信号的影响，并且由此最小化或减小了动脉血容量的血红蛋白组成的变化对外周动脉张力的光学测量的影响。计算机实现的方法实际上确定补偿函数，该补偿函数是氧饱和度估计的函数，并将通过光学体积描记术测量的光强度的函数除以该氧饱和度估计的补偿函数。因此，对研究体积中的动脉血容量变化的所得评估提供了对个体的外周动脉张力的更准确和鲁棒的评估。

132、该装置不依赖于使用发射等吸收波长光的光源。该设备与包括例如两个光源的用于光学体积描记术的任何常规设置兼容，其中两个光源例如发射两个不同波长的光，例如一个红色波长和另一个红外波长。换句话说，该设备通过仅具有两个光源的测量设置来精确地测量研究体积中的动脉血容量的变化，这是为确定氧饱和度估计所需的光源的最小数量。然后通过该装置从具有两个光源的光学体积描记测量中数学地导出外周动脉张力。与包括三个光源的光学体积描记系统相比，这允许小型化，并且还通过消除对第三光源的需要而允许成本优化。

133、根据示范性实施例，提供了一种系统，其中该系统包括根据本发明的第二示范性方面的设备，并且进一步包括：

134、-被配置成发射光的光源；以及

135、-传感器，其配置成用于通过光学体积描记术收集传播的光，该传播的光对应于当在该个体的研究体积中在该两个或更多个时间点传播时被透射或反射的光；以及还被配置为确定在所述两个或更多个时间点传播的光的光强度。

136、该传感器通过光学体积描记术收集传播的光，其中该传播的光对应于当在该个体的研究体积(例如该个体的手指的远端)中在该两个或更多个时间点传播时被透射或反射的光。该系统还可选地包括无线发射机，该无线发射机包括无线通信接口，其中无线发射机被配置为无线地发送所确定的外周动脉张力，以供该装置进一步处理。无线通信接口优选为低功率通信接口，例如蓝牙低能量ble无线接口。

137、根据第三示例方面，提供了一种计算机程序产品，其包括用于使系统至少执行以下操作的计算机可执行指令：

138、-获得：

139、o在个体的研究体积处测量的光学体积描记信号；

140、o在沿着所述光学体积描记信号的两个或更多个时间点处通过光学体积描记术采集的光强度；

141、o氧饱和度估计；

142、o校准数据；

143、-从所述氧饱和度估计和所述校准数据确定补偿函数；其中所述补偿函数是所述氧饱和度估计的函数；以及

144、-确定光强度的函数与补偿函数的比率，从而评估两个或更多个时间点之间研究体积中的动脉血容量的一个或多个变化，并由此评估个体的pat。

145、根据第四示例方面，提供了一种计算机可读存储介质，其中该计算机可读存储介质包括用于当该程序在计算机上运行时执行以下步骤的计算机可执行指令：

146、-获得：

147、o在个体的研究体积处测量的光学体积描记信号；

148、o在沿着所述光学体积描记信号的两个或更多个时间点处通过光学体积描记术采集的光强度；

149、o氧饱和度估计；

150、o校准数据；

151、-从所述氧饱和度估计和所述校准数据确定补偿函数；其中所述补偿函数是所述氧饱和度估计的函数；以及

152、-确定光强度的函数与补偿函数的比率，从而评估两个或更多个时间点之间研究体积中的动脉血容量的一个或多个变化，并由此评估个体的pat。