JPH10510180A - 温度補償を備えた自己発光非侵襲性赤外分光光度計 - Google Patents
温度補償を備えた自己発光非侵襲性赤外分光光度計Info
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Abstract
Description
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.人の脈管付属肢からの赤外発光を検出するための手段と、 赤外エネルギー源として該検出手段によって検出された該赤外発光を使用して、 人の血液の少なくとも一つの所定の成分の赤外吸収を決定するための手段と、 該赤外発光が該検出手段によって検出された、該脈管付属肢の点における該人の 体内温度を測定するための手段と、 該決定手段によって決定された赤外吸収からの該少なくとも一つの所定の成分の 濃度を計算し、濃度計算における温度従属効果を説明するために、該温度測定手 段によって測定された体内温度に応じて、計算濃度を調整するための処理手段と を具備する非侵襲性赤外分光光度計。 2.人の心周期の心収縮期及び心拡張期フェーズと該検出手段による該赤外発 光の検出を同期させるための同期手段をさらに具備する請求の範囲1に記載の分 光光度計。 3.該温度測定手段が、人の腕の周りに巻き付けられたRTDを具備する請求 の範囲1に記載の分光光度計。 4.該温度測定手段が、さらに、該RTDを覆うために、人の腕の周りに巻き 付けられた絶縁材料をさらに具備する請求の範囲3に記載の分光光度計。 5.該処理手段が、式 I/I0=e-CLX に従い、少なくとも一つの所定成分の濃度Cを計算し、ここで、Lは、該脈管付 属肢内の該赤外発光の起点からその検出手段へのパス長であり、Xは、実験的に 決定された消光率であり、Iは、該検出手段によって検 出された赤外発光であり、そしてI0は、Planckの式 から定義された該脈管付属肢内の入射エネルギーであり、ここで、TRは、該少 なくとも一つの所定成分を通過するフィルターの透過係数であり、εは、皮膚の 放射率であり、C1=3.74×104、C2=1.438×104であり、Tは、 該赤外発光の該起点における該人の体内温度であり、そしてλは、該フィルター の波長である請求の範囲1に記載の分光光度計。 6.人の血液における少なくとも一つの所定の成分の濃度を決定するための非 侵襲性赤外分光光度計において、 少なくとも2.0μmのn個の異なる波長を含む波長範囲において人によって放 出された赤外エネルギーを検出するための手段であり、該赤外エネルギーは、該 少なくとも一つの所定の成分によって別様に吸収された該n個の波長の各々にお けるエネルギーを含み、これにより、各所定の成分は、該n個の波長の少なくと も一つにおいて赤外エネルギーを容易に吸収し、該n個の波長の別の波長におい て赤外エネルギーを最小に吸収し、該検出手段は、該人によって放出され、該少 なくとも一つの所定の成分によって選択的に吸収された該n個の波長における赤 外エネルギーを表現する少なくとも一つの検出信号を出力する検出手段と、 該赤外エネルギーが該検出手段によって検出された該人の点において該人の体内 温度を測定するための手段と、 該少なくとも一つの検出信号からの該少なくとも一つの所定の成分の濃度を計算 し、濃度計算における温度従属効果を説明するために、該温度 測定手段によって測定された体内温度に応じて、計算濃度を調整するための処理 手段とを具備する非侵襲性赤外分光光度計。 7.該赤外エネルギーが、人の心周期の心拡張期及び心収縮期フェーズの心拡 張及び心収縮期間隔中、それぞれ、該検出手段によって検出され、各間隔は、人 の該心周期の心収縮及び心拡張期フェーズ中、約0.1〜10msecの持続時 間を有する請求の範囲6に記載の分光光度計。 8.該少なくとも一つの所定の成分が、グルコースを含み、該一方の波長が、 約9.1μmであり、そして該別の波長が、約10.5μmである請求の範囲6 に記載の分光光度計。 9.人の動脈血管と該検出手段の間に配された第1及び第2帯域フィルターを 含む分析フィルターホイールをさらに具備し、該第1帯域フィルターは、約9. 1μmにおいて中心を据えた狭い通過帯域において赤外光を通過させ、そして該 第2帯域フィルターは、約10.5μmにおいて中心を据えた狭い通過帯域にお いて赤外光を通過させる請求の範囲8に記載の分光光度計。 10.人の動脈血管と該検出手段の間に配され、約9.1μmにおいて中心を 据えた狭い通過帯域において赤外光を通過させる第1帯域フィルターと、人の動 脈血管と該検出手段の間に配され、約10.5μmにおいて中心を据えた狭い通 過帯域において赤外光を通過させる第2帯域フィルターとを具備する請求の範囲 9に記載の分光光度計。 11.該少なくとも一つの所定の成分が、エチルアルコールを含み、該少なく とも一つの波長が、約3.4μmであり、そして該別の波長が、約4.8μmで ある請求の範囲6に記載の分光光度計。 12.人の動脈血管と該検出手段の間に配された第1及び第2帯域フィ ルターを含む分析フィルターホイールをさらに具備し、該第1帯域フィルターは 、約3.4μmにおいて中心を据えた狭い通過帯域において赤外光を通過させ、 そして該第2帯域フィルターは、約4.8μmにおいて中心を据えた狭い通過帯 域において赤外光を通過させる請求の範囲11に記載の分光光度計。 13.人の動脈血管と該検出手段の間に配され、約3.4μmにおいて中心を 据えた狭い通過帯域において赤外光を通過させる第1帯域フィルターと、人の動 脈血管と該検出手段の間に配され、約4.8μmにおいて中心を据えた狭い通過 帯域において赤外光を通過させる第2帯域フィルターとを具備する請求の範囲1 2に記載の分光光度計。 14.人の心周期の心収縮期及び心拡張期フェーズと該検出手段による該赤外 発光の検出を同期させるための同期手段をさらに具備する請求の範囲6に記載の 分光光度計。 15.該同期手段が、心臓モニターと、人の心周期の収縮期及び拡張期フェー ズを検出するために人の十分に灌流された組織に連結されたプレシスモグラフセ ンサーとを含む請求の範囲14に記載の分光光度計。 16.該プレシスモグラフセンサーが、人の該十分に灌流された組織を通して 光を指向させるパルス発光ダイオードと、人の該十分に灌流された組織を通過し た光を検出する光検出器とを具備し、そして該心臓モニターが、該心周期のフェ ーズを決定するために該光検出器の検出出力を処理するための処理手段を具備す る請求の範囲15に記載の分光光度計。 17.該処理手段が、式 I/I0=e-CLX に従い、該少なくとも一つの所定成分の濃度Cを計算し、ここで、Lは、該人体 内の該赤外発光の起点から該赤外エネルギーが該検出手段によって検出される該 点へのパス長であり、Xは、実験的に決定された消光率であり、Iは、該検出手 段によって検出された赤外エネルギーであり、そしてI0は、Planckの式 から定義された該体内温度が測定された該人体内の入射エネルギーであり、ここ で、TRは、該少なくとも一つの所定成分を通過するフィルターの透過係数であ り、εは、皮膚の放射率であり、C1=3.74×104、C2=1.438×1 04であり、Tは、該人の該赤外エネルギーの該起点における該人の体内温度で あり、そしてλは、該フィルターの波長である請求の範囲6に記載の分光光度計 。 18.該検出手段による検出の前に、通過帯域を超える周波数に人によって放 出された該赤外エネルギーを変調するためのチョッパーホイールと、該少なくと も一つの検出信号を増幅するための前置増幅器と、通過帯域を超える該周波数に 中心がある帯域フィルターと、通過帯域を超える該周波数から該復調信号を復調 するための同期復調器とをさらに具備する請求の範囲6に記載の分光光度計。 19.該処理手段が、比率R=(Sys L1 − Dias L1)/(S ys L2 − Dias L2)を形成し、ここで、Sys L1が、該一つ の波長における検出収縮期フェーズ信号であり、Dias L1が、該一つの波 長における検出拡張期フェーズ信号であり、Sys L2が、該別の波長におけ る検出収縮期フェーズ信号であり、そ してDias L2が、該別の波長における検出拡張期フェーズ信号である請求 の範囲18に記載の分光光度計。 20.該処理手段が、電圧示度からワット数の示度に該比Rを変換し、該チョ ッパホイールによって放出された赤外エネルギーのワット数を加算し、該体内温 度と該チョッパホイールの間の温度差を決定し、これにより、該比Rの不連続性 を除去する請求の範囲19に記載の分光光度計。 21.光の血液における少なくとも一つの所定の成分の濃度を非侵襲的に測定 する方法において、 人からの赤外発光を検出する段階と、 該赤外発光検出手段によって検出された赤外発光の発光点において該人の体温を 検出する段階と、 決定に対する赤外エネルギー源として、該検出段階において検出された該赤外発 光を使用して、光の血液の少なくとも一つの所定の成分の赤外吸収を決定する段 階と、 該決定段階において決定された赤外吸収からの該少なくとも一つの所定の成分の 濃度を計算する段階であり、計算された濃度は、濃度計算における温度従属効果 を説明するために、該温度検出段階において測定された体内温度により調整され る段階とを具備する方法。 22.人の心周期の心収縮期及び心拡張期フェーズと該赤外発光の検出を同期 させる段階をさらに具備する請求の範囲21に記載の方法。 23.該計算段階が、式 I/I0=e-CLX に従い、該少なくとも一つの所定成分の濃度Cを計算する段階を具備し、ここで 、Lは、赤外発光の該点から検出点へのパス長であり、Xは、実 験的に決定された消光率であり、Iは、検出された赤外発光であり、そしてI0 は、Planckの式 から定義された該発光点における該人体内の入射エネルギーであり、ここで、TR は、該少なくとも一つの所定成分を通過するフィルターの透過係数であり、ε は、皮膚の放射率であり、C1=3.74×104、C2=1.438×104であ り、Tは、該温度が検出された、赤外発光の該点における該人の体内温度であり 、そしてλは、該フィルターの波長である請求の範囲21に記載の方法。 24.人の血液における少なくとも一つの所定の成分の濃度を非侵襲的に測定 する方法において、 少なくとも2.0μmのn個の異なる波長を含む波長範囲において人によって放 出された赤外エネルギーを検出する段階であり、該赤外エネルギーは、該少なく とも一つの所定の成分によって別様に吸収された該n個の波長の各々におけるエ ネルギーを含み、これにより、各所定の成分は、該n個の波長の少なくとも一つ において赤外エネルギーを容易に吸収し、該n個の波長の別の波長において赤外 エネルギーを最小に吸収し、該人によって放出され、該少なくとも一つの所定の 成分によって選択的に吸収された該n個の波長における赤外エネルギーを表現す る少なくとも一つの検出信号を出力する段階と、 該赤外エネルギーが該検出手段によって検出される点において該人の体内温度を 測定する段階と、 該少なくとも一つの検出信号からの該少なくとも一つの所定の成分の濃 度を計算し、濃度計算における温度従属効果を説明するために、該温度測定段階 において測定された体内温度に応じて、計算濃度を調整する段階とを具備する方 法。 25.人の心周期の心収縮期及び心拡張期フェーズと人によって放出された該 赤外エネルギーの検出を同期させる段階をさらに具備する請求の範囲24に記載 の方法。 26.該同期段階が、人の心周期の収縮期及び拡張期フェーズ中発生する心拡 張及び心収縮期間隔を決定する段階を含み、これにより、該検出手段は、該心収 縮及び心拡張期間隔中行われる請求の範囲25に記載の方法。 27.該計算段階が、式 I/I0=e-CLX に従い、該少なくとも一つの所定成分の濃度Cを計算する段階を具備し、ここで 、Lは、赤外エネルギーが放出される該点から該赤外エネルギーが検出される該 点へのパス長であり、Xは、実験的に決定された消光率であり、Iは、該赤外エ ネルギー検出段階において検出された赤外発光であり、そしてI0は、Plan ckの式 から定義された該赤外エネルギーが放出された該点における該人体内の入射エネ ルギーであり、ここで、TRは、該少なくとも一つの所定成分を通過するフィル ターの透過係数であり、εは、皮膚の放射率であり、C1=3.74×104、C2 =1.438×104であり、Tは、該赤外エネルギーが放出された該点におけ る該人の体内温度であり、そしてλ は、該フィルターの波長である請求の範囲24に記載の方法。 28.該濃度計算段階が、比率R=(Sys L1 − Dias L1)/ (Sys L2 − Dias L2)を形成する段階を含み、ここで、Sys L1は、該一つの波長における検出収縮期フェーズ信号であり、Dias L 1は、該一つの波長における検出拡張期フェーズ信号であり、Sys L2は、 該別の波長における検出収縮期フェーズ信号であり、そしてDias L2は、 該別の波長における検出拡張期フェーズ信号である請求の範囲24に記載の方法 。 29.該濃度計算段階が、電圧示度からワット数の示度に該比Rを変換する段 階と、赤外発光検出器のチョッパホイールによって放出された赤外エネルギーの ワット数を加算し、該体内温度と該チョッパホイールの間の温度差を決定し、こ れにより、該比Rの不連続性を除去する段階とを含む請求の範囲28に記載の分 光光度計。
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