JP5568461B2 - 血液パラメータをモニタリングするための装置及び方法 - Google Patents
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Description
ここで、
μa,blood=組織サンプル内の全血液成分についての吸収係数;
μa,water=組織サンプル内の水分に関する吸収係数(血液内の水分は含まない);
μa,rest=水及び血液以外の組織サンプル(例えば皮膚、骨)内の全ての成分についての吸収係数;
Cb=全組織サンプル内の血液の容積百分率;
Cw=全組織サンプル(血液中の水分を含まない)内の水分の容積百分率;及び、
Crest=水分及び血液以外の全組織サンプル内の全ての成分の容積百分率。
μ’s,blood =組織サンプルサンプル内の全血液成分についての削減散乱係数;及び、
μ’s,rest=水分と血液以外の組織サンプル内の全ての成分についての削減散乱係数。
ここで、
Hct=ヘマトクリット値(血液中のRBCの容積百分率);
V=RBCの平均容量;
SAT=血液酸素減衰の比(全RBCに対する酸素化さらたRBCの量);
σox=酸素化されたRBCの吸収断面;
σdeox=非酸素化されたRBCの吸収断面;及び
μa,plasma =血液内の血漿についての吸収係数。単純化の目的のために、このパラメータは、RBC以外の血液内の全成分による吸収を含む。
ここで、
zb=組織から、フルエンス率がゼロにされる外挿境界までの距離;及び、
ρ=光が組織に入射する点からの半径方向距離。
ここで、
T=媒体の透過率;
Iout=媒体を通過する光の強度;
Iin=示される光の強度;
d =光が媒体を通過する距離;
F(μ,d)=μsとdの複合関数。
Claims (15)
- 被験者の血液に関する少なくとも1つのパラメータを測定するための方法であって、
380−980nmのスペクトル範囲内において少なくとも1つの測定される波長で、少なくとも1つのエミッタで、少なくとも1つの血管を含む身体の部分に向かって、光を放射すること、
少なくとも1つの反射率検出器で、前記身体の部分によって反射された光を捕捉することにより、空間的に分解された光の反射率の測定を得ること、
前記測定から、少なくとも1つの前記測定される各波長で、前記身体の部分の血液成分の吸収係数(μa)及び削減散乱係数(μs’)のうちの少なくとも1つを引き出すこと、
前記吸収係数及び前記削減散乱係数のうちの少なくとも1つにおける時間導関数(∂μ s ’/∂t及び∂μ a /∂t)を引き出すこと、及び、
単独の波長での前記時間導関数の比率を用いて、少なくとも1つの前記測定される各波長について、前記パラメータを計算すること、
の工程を含む方法。 - 前記光を放射する行程は、オキシヘモグロビン及びデオキシヘモグロビンに関する等吸収波長で光を放射することを含む請求項1に記載の方法。
- 前記等吸収波長は、
約390nm;
約422nm;
約452nm;
約500nm;
約529nm;
約545nm;
約570nm;
約584nm;及び
約803nm;
からなるリストから選択される請求項2に記載の方法。 - 前記身体の部分を横切って前記エミッタの反対側に配置される少なくとも1つの透過率検出器で、前記身体の部分を通過する光を捕捉することにより、拡散反射率測定を得るという工程をさらに含む請求項1に記載の方法。
- 前記身体の部分は、
指;
つま先;
外側の耳;
鼓膜;
耳たぶ;
口;
目;
手のひら;及び
指の間の皮膜;
からなるリストから選択される請求項1の方法。 - 前記パラメータは、
酸素飽和レベル;
ヘモグロビン濃度;
血中濃度の時間変化;
平均RBCサイズ;
平均RBCサイズ分布;
からなるリストから選択される請求項1に記載の方法。 - 前記光を放射する工程は、少なくとも2つの測定される波長で光を放射することを含み、前記計算する工程は、少なくとも2つの前記測定される波長で、前記被験者の酸素飽和レベル及びヘマトクリット値を解くことを含む請求項1に記載の方法。
- 前記光を放射する工程は、少なくとも3つの測定される波長で、光を放射することを含み、そして、前記計算する工程は、少なくとも3つの前記測定される各波長で、前記被験者の酸素飽和レベル、血液濃度の時間変化、及びヘマトクリット値を解くことを含む請求項1に記載の方法。
- 被験者の血液に関する少なくとも1つのパラメータを測定するための装置であって、
380−980nmのスペクトル範囲内で、少なくとも1つの測定される波長で、少なくとも1つの血管を含む身体の部分に向かって、光を放射するための少なくとも1つのエミッタ;
前記身体の部分によって反射される光を捕捉することにより、空間的に分解された光の反射率の測定を得るための少なくとも1つの反射率検出器;
及び、前記測定から、少なくとも1つの前記測定される各波長で、前記身体の部分の血液成分の吸収係数(μa)及び削減散乱係数(μs’)のうちの少なくとも1つを引き出し、前記吸収係数及び前記削減散乱係数のうちの少なくとも1つにおける時間導関数(∂μ s ’/∂t及び∂μ a /∂t)を引き出し、そして、単独の波長での前記時間導関数の比率を使用して、少なくとも1つの前記測定される各波長について、前記パラメータを計算するためのプロセッサ、
を含む装置。 - 前記身体の部分を通過する光を捕捉することによって、拡散透過率測定を得るために、前記身体の部分を横切って前記エミッタの反対側に配置される少なくとも1つの透過率検出器をさらに含む請求項9に記載の装置。
- 前記身体の部分は、
指;
つま先;
外側の耳;
鼓膜;
耳たぶ;
口;
目;
手のひら;及び
指の間の皮膜;
からなるリストから選択される請求項9に記載の装置。 - 前記パラメータは、
酸素飽和レベル;
ヘモグロビン濃度;
血中濃度の時間変化;
平均RBCサイズ;
平均RBCサイズ分布;
からなるリストから選択される請求項9に記載の装置。 - 前記エミッタは、オキシヘモグロビン及びデオキシヘモグロビンに関して、等吸収波長で光を放射する請求項9に記載の装置。
- 前記等吸収波長は、
約390nm;
約422nm;
約452nm;
約500nm;
約529nm;
約545nm;
約570nm;
約584nm;及び
約803nm;
からなるリストから選択される請求項13に記載の装置。 - 前記エミッタ及び前記反射率検出器の作動を制御するために、前記エミッタ及び前記反射率検出器に接続されるコントローラ;
前記計算されるパラメータを表示するために、前記プロセッサに接続されるディスプレイ;
前記身体の部分に設けられ、前記身体の部分を保護し、前記放射された光及び前記反射された光を実質的に垂直な方向に導くための身体接触手段;及び、
前記装置を安定した方式で保持し、前記放射された光を正確にかつ効率的に前記身体の部分に導くための保持手段;
からなるグループから選択される少なくとも1つをさらに含む請求項9に記載の装置。
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WO2011068998A2 (en) * | 2009-12-02 | 2011-06-09 | Duke University | Systems and methods for determining hemoglobin concentration utilizing diffuse reflectance at isosbestic wavelengths |
US9002655B2 (en) | 2010-05-03 | 2015-04-07 | Gambro Lundia Ab | Medical apparatus for extracorporeal blood treatment and method for determining a blood parameter value in a medical apparatus thereof |
WO2012055047A1 (en) * | 2010-10-29 | 2012-05-03 | Nir Science Corporation | Method and apparatus for analyte detection |
US20120253149A1 (en) * | 2011-03-30 | 2012-10-04 | Steuer Robert | Method and apparatus for non-invasive photometric blood constituent diagnosis |
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US20160113530A1 (en) * | 2014-10-23 | 2016-04-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for acquiring biological information, and wrist watch-type terminal using the same |
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WO2017142399A1 (en) * | 2016-02-16 | 2017-08-24 | Stichting Het Nederlands Kanker Instituut-Antoni van Leeuwenhoek Ziekenhuis | Method, apparatus and software for detection and localization of hidden defects in optically diffuse media |
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US11744930B2 (en) * | 2020-04-06 | 2023-09-05 | Fresenius Medical Care Holdings, Inc. | Intradialytic monitoring of hemodynamic status based on detection of oxygen signature phase shift |
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DE19921928C2 (de) * | 1999-05-12 | 2002-11-14 | Bosch Gmbh Robert | Elektrisches Gerät |
US6587704B1 (en) * | 1999-06-16 | 2003-07-01 | Orsense Ltd. | Method for non-invasive optical measurements of blood parameters |
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US6434408B1 (en) * | 2000-09-29 | 2002-08-13 | Datex-Ohmeda, Inc. | Pulse oximetry method and system with improved motion correction |
US6505060B1 (en) * | 2000-09-29 | 2003-01-07 | Datex-Ohmeda, Inc. | Method and apparatus for determining pulse oximetry differential values |
US6660995B1 (en) * | 2001-06-25 | 2003-12-09 | Regents Of The University Of California | Particle size analysis in a turbid media with a single-fiber, optical probe while using a visible spectrometer |
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