用于監測母乳喂養或乳汁擠出期間的乳汁流量的監測系統和方法與流程

本發明涉及一種用于在母乳喂養期間或在乳汁擠出期間監測乳汁流、特別是用于確定乳汁流量的監測系統和方法。

背景技術：

1、母乳喂養是最自然的嬰兒喂養方式，并且與許多短期和長期的醫學和神經發育優勢相關聯。眾所周知，母乳喂養可以大大降低嬰兒猝死綜合癥、呼吸道感染、胃腸道感染、壞死性小腸結腸炎、過敏性疾病、炎癥性腸病、乳糜瀉、肥胖、兒童白血病和淋巴瘤的風險。它還可以改善神經發育結果。因此，美國兒科學會強烈建議母親母乳喂養一年或更長時間。

2、除了明顯的健康益處外，母乳喂養還可以改善母嬰關系。因此，女性想要母乳喂養是最自然的。然而，母乳喂養也與各種問題相關聯。有些母親無法進行母乳喂養，母乳喂養可能會很痛苦，而且母親們發現評估她們的嬰兒是否獲得足夠的乳汁通常具有挑戰性。

3、母親們常常懷疑自己是否分泌并給予足夠的乳汁給她們的嬰兒。此外，乳腺炎、乳頭破裂和乳頭疼痛與定位和附接欠佳相關聯，而這對于有效母乳喂養至關重要。結果，許多母親不情愿地提前放棄母乳喂養。

4、乳房中存在多個乳汁導管，并且每個乳汁導管都源自包含分泌乳汁的乳腺泡的特定區域。

5、為了更深入地洞察哺乳期人類乳房的乳汁流量，已經開發了不同的技術方法。在臨床環境中，超聲成像和超聲多普勒技術是研究乳汁流或檢測病理性哺乳期乳房的有前途的工具。例如，在us2009/0054771中已經提議使用集成到可穿戴胸罩中的多普勒超聲傳感器來監測母乳喂養期間的乳汁流量。替代地，已經建議使用激光多普勒灌注監測來監測排乳期間的乳腺皮膚灌注的生理變化。還可以使用帶有集成流量傳感器的乳頭護罩來測量總的乳汁流體積。

6、ep3827797a1描述了一種用于使用流量傳感器裝置來監測母乳喂養或乳汁擠出期間的乳汁流量的監測系統。

7、us2016/120524a1描述了一種活組織檢查支持裝置。該裝置包括超聲單元，該超聲單元被配置為基于來自超聲探頭的信號生成超聲圖像。

技術實現思路

1、本發明由權利要求書來限定。

2、根據按照本發明的一個方面的示例，提供了一種用于估計母乳喂養或乳汁擠出期間的乳汁流量的系統。

3、該系統包括：多普勒光學相干斷層掃描(oct)成像裝置，其適于在從乳房擠出(expression)乳汁期間生成乳房的一個或多個多普勒oct圖像；處理器，其適于：從一個或多個多普勒oct圖像確定乳房中的乳汁流速和乳汁導管的橫截面積；并且基于所確定的乳汁流速和所確定的橫截面積，估計乳汁流量值。

4、因此，所提出的概念旨在提供與估計母乳喂養或乳汁擠出期間的乳汁流量有關的方案、解決方案、概念、設計、方法和系統。具體地，實施例旨在提供一種用于通過如下方式來估計母乳喂養或乳汁擠出期間的乳汁流量的系統：使用多普勒光學相干斷層掃描來確定乳汁流的速度和乳汁導管的橫截面積，并且使用該信息來估計乳汁流量。以這種方式，可以實時跟蹤正在分泌的乳汁的量和/或嬰兒正在消耗的乳汁的量，從而為父母提供保證和舒適。例如，如果發現乳汁流量不足，則可以通知父母以便他們可以做出調整。

5、換言之，提出通過使用多普勒oct圖像，可以確定乳汁流的速度和乳汁導管的幾何形狀，并且從該信息，可以估計乳汁流量值。多普勒oct圖像提供了一種方式來給出在組織的橫截面或體積中的光學背向散射或背向反射的1維(a掃描)、2維(b掃描)或3維(c掃描)表示。隨后可以處理該信息，以估計乳汁流量值，諸如所分泌的總乳汁體積。多普勒oct是傳統oct的延伸，從而利用多普勒效應原理來獲得移動結構(諸如血細胞)的高分辨率斷層圖像。以這種方式，可以確定物體(諸如乳汁微粒)的速度。

6、在oct中，可以在若干位置處執行許多一維深度掃描(a掃描)以創建二維圖像(b掃描)或體積3d圖像(c掃描)。然后可以通過分析對乳汁導管的這些重復掃描的多普勒信號來確定乳汁導管中的乳汁流速、方向和體積。從所確定的這些參數，可以估計另外的值，諸如乳汁流量值，或者可能的乳汁導管阻塞的指示。

7、通過在正確的波長(例如700-1300nm范圍內)下執行多普勒oct成像，可以在大多數組織(諸如乳房)中實現2mm至3mm的圖像穿透深度。在這些波長下，組織的靠近皮膚表面的噪聲信號也被固有地抑制。然后通過使用多普勒oct成像，可以測量和研究乳頭的表面下的乳汁導管以及在乳汁導管內流動的乳汁。此外，通過確定乳汁流速并將其與所確定的乳汁導管的橫截面積相結合，然后可以估計絕對乳汁流量值。例如，乳汁流量值可以是絕對乳汁流量或所擠出的總乳汁體積。

8、可以在家中使用小型系統來進行多普勒oct成像，該小型系統例如可以被適配到乳頭護罩中。以這種方式，可以提供一種可以很容易被集成到母親繁忙的工作流程中的系統。也可以實時執行成像和處理，以使得父母可以實時獲知母親正在分泌多少乳汁或者嬰兒正在消耗多少乳汁。因此，這可以讓父母放心，并提高乳汁擠出或母乳喂養工作流程的效率。

9、總之，使用多普勒oct系統，使得能夠實時測量在乳汁導管內深度處的乳汁流量。根據多普勒oct圖像，可以確定乳汁流速以及乳汁導管的橫截面積，并且通過組合該信息，可以估計乳汁流量值。乳汁流量值可以是導管內的乳汁體積流量或所擠出的總乳汁體積。

10、最終，所提出的(一個或多個)概念可以支持用于估計母乳喂養或乳汁擠出期間的乳汁流量的改進系統。

11、在一些實施例中，多普勒oct成像裝置可以包括：光源，其適于朝向乳房發射第一光，其中第一光至少是部分相干的并且具有紅外波長；以及至少一個檢測器，其被配置為：確定來自乳房組織的反向散射光與參考光之間的第一干涉信號；并且從第一干涉信號生成oct圖像。

12、傳統的oct，也被稱為loct，需要具有部分相干性的光才能工作，并且最佳相干長度由所期望的成像深度所確定。如果相干長度太短，則無法達到所期望的成像深度。然而，如果相干長度太長，可能會發生來自其他表面或組織深度的干擾。然而，如果使用基于sld的oct和基于掃頻源激光的oct，則可以使用完全相干光，即激光光線。

13、在一些實施例中，多普勒oct成像裝置可以被配置為隨時間生成多個速度測量，并且其中處理器可適于基于以下中的一項或多項來確定乳汁導管中的堵塞的可能性：乳汁流速的階梯式降低；乳汁流速的增加率，其中增加率下降到低于第一閾值；以及乳汁流速的降低率，其中降低率下降到低于第二閾值。

14、已經認識到，對乳汁流速的測量以及對乳汁流量值的估計也可以被利用來提供對乳汁導管的堵塞的早期指示。因此，除了對乳汁流量的量化測量之外，還可以得到另外的測量，其可以提供有用的對乳汁導管阻塞的早期指示。例如，在標準吮吸事件之后的縱向測量中的乳汁流率的階梯式降低可能指示阻塞。此外，在吮吸事件之后，開始發生更慢的流速(以及更慢的流速下降)可能再次指示已發生堵塞(例如，測量達到最大流量的時間/流量返回零的時間，流量斜率開始/減少)。

15、在一些實施例中，多普勒oct成像裝置可以適于生成3維oct圖像。3維oct圖像通常被稱為“c掃描”。通過執行c掃描，在3d掃描數據內提供3d多普勒數據。因此，對于得到絕對流量不需要獲知該流的多普勒角度。

16、在一些實施例中，由多普勒oct成像裝置所使用的光的波長可以在700nm與1700nm之間，優選地在750nm與1300nm之間。已確定該波長范圍可在乳房組織中產生有效的穿透深度。因此，可以獲得準確的信息。

17、在一些實施例中，多普勒oct成像裝置還可以適于平衡檢測(balanceddetection)并且包括至少兩個光檢測器。平衡檢測使得能夠減少圖像中的噪聲，但需要至少兩個光檢測器才能工作，一個用于測量所期望的信號，且另一個用于直接測量發射光的源。這允許消除由源噪聲所引起的任何噪聲。在本發明中存在數種不同的合適方式來實現平衡檢測。

18、在一些實施例中，多普勒oct成像裝置還可以適于偏振成像。該系統可以通過采用多普勒oct增強交叉偏振方法來進一步增強，其中偏振光學器件被用來減少背景表面反射并增加oct圖像的信噪比(snr)。在本發明中存在數種不同的合適方式來實現偏振成像。

19、在一些實施例中，多普勒oct成像裝置可以包括自混合干涉測量檢測器。自混合干涉測量(smi)是由激光發射的光被物體散射后重新進入激光腔并與激光腔中存在的光發生干涉的效應。smi硬件特別適合于測量相對速度，并且使用smi的激光傳感器已在市場上銷售，諸如philips?laser?beetletm。

20、在一些實施例中，多普勒oct成像裝置的光源包括掃頻激光源，或者包括寬帶源和光譜儀。這兩個實施例都適合于高分辨率、高速傅里葉域(fd)oct系統，從而在以足夠高的分辨率對移動乳頭中的導管進行成像時保持短的測量時間并避免大的運動偽影。

21、在一些實施例中，處理器可以適于生成針對乳房的一個或多個區域的乳汁流量水平的圖。生成針對不同區域的乳汁流量圖可能對診斷特定的問題區域或堵塞是有用的。通過創建乳汁流量圖，可以在出現嚴重問題之前及早檢測到具有低流量的乳汁導管，因為來自乳房的局部區域的乳汁流量減少變得可見。例如，圖像可以對不同的流量水平進行顏色編碼。所生成的流量圖允許給出關于在下一次喂養期間如何定位嬰兒的個性化指導，從而減少乳汁導管被堵塞和不適的發生。可以對流量水平應用閾值以使得能夠檢測被堵塞的導管。

22、根據本發明的另一方面，提供了包括本文所公開的任何系統的胸罩型服裝、乳頭護罩或吸奶器擠出套件。

23、將流量傳感器裝置集成到胸罩型服裝、乳頭護罩或吸奶器擠出套件中提供了非常方便且不引人注目的操作。因此，可以在無需附加的步驟或系統的情況下確定乳汁量。還可以通過(片上)光子集成來使該系統小型化，以滿足外形尺寸要求。

24、根據本發明的另一方面，提供了一種用于估計母乳喂養或乳汁擠出期間的乳汁流量的方法。該方法包括：在從乳房擠出乳汁期間生成乳房的一個或多個多普勒光學相干斷層掃描(oct)圖像；從一個或多個多普勒oct圖像確定乳房中的乳汁流速和乳汁導管的橫截面積；并且基于所確定的乳汁流速和所確定的橫截面積，估計乳汁流量值。

25、在一些實施例中，在從乳房擠出乳汁期間生成乳房的一個或多個多普勒oct圖像還可以包括：朝向乳房發射第一光，其中第一光至少是部分相干的并且具有紅外波長；確定來自乳房組織的反向散射光與參考光之間的第一干涉信號；并且從第一干涉信號生成oct圖像。

26、在一些實施例中，該方法還可以包括確定以下中的一項或多項以確定乳汁導管中堵塞的可能性的步驟：乳汁流速的階梯式降低；乳汁流速的增加率，其中增加率下降到低于第一閾值；以及乳汁流速的降低率，其中降低率下降到低于第二閾值。

27、根據本發明的另一方面，提供了一種計算機程序，包括計算機程序代碼部件，用于當所述程序在處理系統上運行時實現本文公開的任何方法中的方法。

28、因此，可提出的是用于估計母乳喂養或乳汁擠出期間的乳汁流量的概念，并且這可以經由多普勒oct成像來完成。

29、參考下文描述的(多個)實施例，本發明的這些和其他方面將變得顯而易見并被闡明。