SE530817C2 - Anordning för mätning av en fri gas i människans hålrum - Google Patents

Description

20 25 30 35 530 817 Den allmänna lösningen enligt uppfinningen är att mäta en gas i en human kavitet.

Enligt en aspekt av uppfinningen ges en utrustning för detta ändamål. Utrustningens tillämpning möjliggör att diagnostisera sjukdomar baserad på mätningarna.

Föreliggande uppfinning erbjuder således en fördelaktig utrustning. Utrustningen kan praktiskt integreras i en handhållen version för att icke-invasivt mäta förhållanden inuti människokroppen. Översiktlig beskrivning av figurerna Dessa och andra aspekter, karakteristika och fördelar som uppfinningen åtminstone partiellt innehar blir tydliga och specificerade genom följande beskrivning av utförandeformer av föreliggande uppfinning, där referens görs till de vidlagda figurerna, i vilka Fig. lA är en illustration som visar lokalisationen av pann- och käkbihålorna (sinus frontalis resp. maxillaris), Fig. 1B är en CT-bild av en human pannbihäla i horisontellt snitt och Fig. 1C är en CT-bild av pann-och käkbihàlorna i vertikalt snitt; Fig. 2 är ett schematiskt diagram, som visar det experimentella arrangemanget och en utförandeform av utrustning enligt denna uppfinning; Fig. 3A illustrerar arrangemanget av ett fantom som imiterar fallet med mätningar på pannbihålorna i bakåtspridningsgeometri, Fig. 3B illustrerar arrangemanget av ett fantom som imiterar fallet av mätningar på käkbihàlorna i tranmissionsgedmetri; Fig. 4A visar i ett schematiskt diagram syresignalen som funktion av hålrummets tjocklek för olika dimensioner på den sekundära spridaren men med en fix primärspridare med tjocklek 3 mm mätt i bakåtspridningsgeometri, och Fig. 4B visar i ett schematiskt diagram syresignalen som funktion av hålrummets tjocklek för olika tjocklekar på 10 15 20 25 30 35 530 8fi7 den primära spridaren med en fix tjocklek över 30 mm pá den sekundära spridaren mätt i bakátspridningsgeometri; Fig. 5A visar i ett schematiskt diagram syresignalen som funktion av hälrumets tjocklek för olika dimensioner av den sekundära spridaren med en fix tjocklek av 10 mm för den primära spridaren mätt i transmissionsgeometri, och Fig. 5B visar i ett schematiskt diagram syresignalen som funktion av hàlrumstjockleken för olika dimensioner på den primära spridaren med en fixerad tjocklek av 10 mm pà den sekundära spridaren mätt i transmissionsgeometri; Fig. 6 visar i ett schematiskt diagram ändringen i syresignalen när gasen i fantomets luftgap successivt ändras genom en annan gasblandning som tillföres genom diffusion (lj = 3 mm, Ii > 30 mm, d = 8 m), där mätningarna utfördes i bakàtspridningsgeometri; Fig. 7A illustrerar medelvärdet Laztillsammans med felstaplar motsvarande 1 standardavvikelse från mätningar pà och vid sidan av pannbihàlan pà en frisk frivillig försöksperson, som illustreras i Fig. 7B, och Fig. 7B är en röntgenbild av försökspersonen i Fig. 7A sem visar pannbihàlornas utsträckning.

Beskrivning av utföranden Följande beskrivning fokuserar pà ett exempel pà föreliggande uppfinning som är tillämplig på en metod och utrustning anordnad för mätning av fri syrgas i kaviteter i kraniet och specifikt för variationer i dylik syrgas företrädesvis för diagnostiska ändamål. Emellertid blir det uppenbart att uppfinningen inte är begränsad till denna tillämpning utan kan tillämpas pà många andra kroppsháligheter innehållande gas, där det finns intresse av att detektera och/eller mäta koncentrationen av nämnda gas med hjälp av en icke invasiv eller för speciella utföranden, minimalt invasiv metod.

Ett utförande av utrustningen i föreliggande uppfinning ges med referens till Fig. 2 med en anordning enligt en utförandeform av föreliggande uppfinning. 10 15 20 25 30 35 530 817 Enligt denna utförandeform ges en anordning för att mäta fri syrgas i huvudets hàlrum. Mätmetoden kan tillämpas för diagnostik av en vanlig sjukdom, sinusit. Mätmetoden baseras pà den fria syrgasen. Humana sinushàlrum är normalt luftfyllda och närvaron av denna gas observeras genom váglängdsmodulationsspektroskopi utnyttjande avstämbara diodlasrar.

Inflammationer såsom sinusit leder ofta till vätske- och varfyllnad av kaviteterna, varvid gassignalerna ändras.

Detta är grunden för föreliggande utförandeform. Nedan demonstreras hur den molekylära syresignalen runt 760 nm observeras genom ansiktets externa vävnader, då ljus bakàtsprids fràn djupare liggande strukturer genom det gasfyllda hàlrummet.

Enligt alternativa utförandeformer ges en transmissionsgeometri för käkbihälorna utnyttjande fiberbaserad ljusinjektion från munhàlan tillsammans med mätning mot kinden.

Bihàlans gassignal kan studeras statiskt men även dynamiskt genom att observera närvaron eller frånvaron av gastransport gendm öppna eller slutna näskanaler. I dylika mätningar används gas med en syrehalt avvikande fràn den normala, t.ex. luft utandad från lungorna.

Mänsklig vävnad uppvisar förhållandevis låg absorption i området 600 -1400 nm (vävnadens optiska fönster), där emellertid spridning är mycket dominant.

Optisk genomlysning i detta váglängdsintervall undersökas nu för optisk mammografi. Tekniken, som presenteras i föreliggande skrift utnyttjar erfarenhet fràn gas in scattering absorption spectroscopy (GASMAS), där emellertid gas fördelad i det spridande mediet studeras. Sådan fördelad gas ger upphov till mycket skarpa (0,0l nm) absorptionsavtryck i kontrast till de breda strukturerna frán molekylerna i vätskor och fasta kroppar. Enligt föreliggande utförandeform passerar ljuset genom en makroskopisk gashàlighet medierat genom diffust spridande 10 15 20 25 30 35 530 817 “speglar", där hàlrummets status bedöms från ett mäthuvud som pressas mot ansiktets vävnad.

Medicinsk bakgrund och plan för utförandet Bakgrund avseende ansiktets anatoi Ansiktsskelettet i nasopharynxregionen uppvisar många hålrum, också benämnda sinuskaviteter, såsom illustreras i Pig. l. Pannbihàlan består oftast av ett ensamt hålrum men kan ibland ha olika avdelningar. Käkbihålorna och de sfenoidala hålrummen är bilaterala. Etmoidalcellerna är också bilaterala och består av en mångfald av små hàlrum med förbindelse. Pannbihålan finns i pannbenet av skallens pannben just ovanför ögonloberna. Käkbihålorna är lokaliserade pà var sida i käkbenet just under ögonhálans nedre golv. Etmoidalcellerna och spenoidalhàlrummet, som inte visas i Fig. 1, är lokaliserade i den mittre och bakre delen av näsan. Alla hålrummen är förenade med näshálrummet för dränage, åtminstone vad gäller friska personer.

Bihåleinflammation och dess diagnostik Inflammation i näsans bihàlor är oftast relaterad till virusinfektioner eller till allergiska reaktioner.

Detta orsakar oftast en svullnad av slemhinnan resulterande i en slutning av dränagepassagen. I dessa slutna hålrum kommer bakterier att växa och orsaka kliniska manifestationer benämnda sinusit. Diagnosen av sinusit baseras på det kliniska sjukdomsförloppet hos patienten tillsammans med kliniska undersökningar av patienten, såsom palpation av kåken och visuell inspektion avseende varigt flöde i näshàlan utnyttjande ett spekulum. Parakliniska undersökningar inkluderar hâlrumsröntgen, ultraljud och lågdos datortomografi. Bland dessa metoder används ultraljud och hàlrumsröntgen sällan nu för tiden. Att bedöma hålrumsstatus är ibland inte enkelt, och ett enkelt verktyg för ytterligare diagnostik skulle vara välkommet.

Ett kraftfullt diagnostiskt verktyg skulle kunna leda till en reduktion av onödig antibiotikabehandling. 10 15 20 25 30 35 5313 Bl? Enligt föreliggande utförande presenteras en optisk teknik baserad på laserspektroskopi för att undersöka hálrummens tillstànd. Läget för såväl pann- som käkbihàlorna är väl lämpat för optiska undersökningar från ansiktets yttre delar. Pannbihàlan är separerad av en ungefär 10 mm tjock struktur av ben och vävnad, och hàlrummet har en tjocklek av typiskt 10 mm. Käkbihàlorna är lokaliserade bakom ungefär samma tjocklek av ben- och muskelvävnad. Kaviteterna uppvisar i tvärsnitt en större luftdistans pà ca. 3 cm. Såsom diskuteras nedan kan detta användas för mätningar i transmission; mera precist kan etmoidalcellerna såväl som sfenoidalhàlrummet nas fràn näskavíteten för ljusinjektion såväl som för detektion. Den tidigare ansamlingen av celler kan bli infekterad, etmoidit, särskilt hos barn vilket anses vara ett särskilt allvarligt tillstànd med tanke pà närheten till ögonhálorna.

Experiment Det nuvarande stödjande experimentet, som är relaterat till sinusitdiagnostik baserat pà gasspektroskopi, utfördes i tvà steg. Först undersöktes ett modellsystem bestående av två med luft separerade spridare i plast, i bakátspridning och i transmission, där ett antal parametrar varierades.

För det andra utfördes in-vivo-experiment pà sinuskaviteterna pà en frivillig försöksperson för att verifiera in+vitro-resultaten. Detta beskrivs nedan.

Experimentuppställning Ett utförandeexempel på en anordning 110 i enlighet med uppfinningen ges i Fig. 2. Ett schematiskt diagram av gasdetektionsuppställningen visas vid 100. En enkelmods diodlaser i nära-IR-omrâdet, nämligen en Sharp LT031M®0 med en nominell uteffekt av 7 mw, användes som spektroskopisk ljuskälla. Genom att anbringa en ramp med repetitionsfrekvensen 4 Hz till drivströmmen sä avstämdes diodlasern l över R7R7 linjen i molekylärt syre, vilken 10 15 20 25 30 35 530 817 finns vid 761,003 nm (vaccuumvåglängd). Som kan ses i vänstra delen av Fig. 2, överlagrades en 9 kHz sinusvàg på strömrampen för att producera en vàglängdsmodulation av ljuset, möjliggörande känslig våglängdsmodulations- spektroskopi (WMS).

En optisk fiber 2 med en kärndíameter på 600 pm användes för att leda ljuset till provet. För bakåtspridningsmätningar användes ett litet 90~graders prisma 3 positionerat framför den distala änden av fibern 2 och lokaliserat centralt vid detektorn 4 för att ge total intern reflektion för att kasta ljuset in i provet 5, som effektivt exponerades för ungefär 2 mw. En ringformad bländare med en inre och en yttre diameter på 10 resp. 21 m användes för att samla de bakätspridda fotonerna från provet 5. I transmissionsgedmetri (ej visad i Fig. 2) positionerades fibern över provet 5 och en cirkulär bländare med en diameter på 5 m användes framför detektorn (såsom visas i Fig. 3B). För att uppnå effektiv fotonuppsamling med stort dynamiskt område detekterades ljuset med. en fotomultiplikator 6, Hamamatsu 5070A, som skyddades från synligt ljus med ett blockerande färgfilter 7, här ett Schott RG715.

Absorptionssignalen detekterades genom att dela upp signalen från fotomultiplikatorn i två delar. En del, refererad till såsom direktsignalen, sändes direkt till ett datorkontrollerat digitalt oscilloskop 8. Den andra delen, refererad till som WMS-signalen, sändes till en lock- in-förstärkare 9, här en EG&G Princeton Applied Research 5209, som gav faskänslig detektion vid dubbla modulations frekvensen innan överföring till en annan kanal på oscilloskopet 8, såsom illustreras i Fíg. 2.

Vàglängdsmodulationsspektroskopi med lock-in-detektion benämns ofta deriveringsspektroskopi, eftersom signalen ser ut som derivatan av absorptionsprofilen. I detta fall, när detektion görs på dubbla modulationsfrekvensen, ser lock-in-signalen ut som andraderivatan av absorptionsprofilen. io 15 20 25 30 35 530 817 Amplituden pá WMS-signalen bestämmes av den smala gasabsorptionssignalens absolutstorlek, dvs. av bràkdelen absorption pga gasen, och mängden ljus som när detektorn.

Genom att mäta topp-till-toppvärdet hos absorptionssignaturen i WMS-signalen och normera den med avseende pà mängden ljus som när detektorn (direktsignalen), uppskattar vi absorptionen för gasen av intresse. För små absorptioner är WMS-signalen proportionell mot absorbansen och således mot produkten av gaskoncentrationen och den väglängd, som ljuset har tillryggälagt.

En metod, som kallas standardadditionsmetoden, användes för att kalibrera en mätt normerad WMS-signal och omvandla den till en användbar storlek. Genom att lägga till kända vägsträckor av omgivningsluft att tillryggaläggas av laserljuset i tillägg till det spridande objektet, och genom att avsätta de uppmätta normerade WMS-värdena mot adderad luft, kan ett ekvivalent luftavstánd uppskattas. Datapunkterna i ett sådant diagram förväntas falla pä en rät linje. Korsningen mot nollinjen ger det ekvivalenta distansen av omgivningsluft Laïsom ger upphov till en signal av samma storlek som signalen frán provet.

Mätningar mätningar på modellsystemet Vára humana fantornmätningar utfördes pà systemet som visas i Fig. 3. Lasefljus injiceras in i den primära spridaren S1 med tjockleken 11 som är separerad med distansen l frän den sekundära spridaren S2 med tjockleken 12. Spridarna är gjorda av Delrin?-plast, som har en spridningskoefficient som liknar den för mänsklig vävnad.

Liksom för fallet mänsklig vävnad är dess absorptíons- koefficient vid den använda våglängden, 760 nm, försumbar jämför med dess spridningskoefficient.

I Fig. 3A illustreras en bakátspridningsgeometri , där fotoner som injiceras in i S1 multipelsprids internt. 10 15 20 25 30 35 530 817 Några fotoner undslipper in i luftgapet som separerar luftspridarna och korsar det längs räta linjer innan de penetrerar in i S2. Här sker multipelspridning och nägra fotoner korsar luftgapet igen för att igen spridas i S1. En liten bråkdel av de fotoner som injicerades in i S1 kommer slutligt att passera denna spridare igen efter att ha passerat luftgapet två gånger innan fotomultiplikatorns detektion. Sådana fotoner har färdats genom en luftdistans som är längre än 2d. För en vägsträcka 2d = 20 mm, förväntas en absorptionsandel pà 4 x 10* pga syres R7R7-linje för luft av normal sammansättning. Största delen av ljuset som när fotomultiplikatorn bakátsprids endast från S1 och komer således inte att ha ett absorptionsavtryck av gasen. Därför kommer den relativa absorptionssignalen att spädas ut. Bidrag till gassignalen frän multipla passager genom luftgapet kommer att vara försumbara. Oönskade bidrag från fotoner som är spridda i S1 kan helt klart endast reduceras kraftigt genom att välja en tillräckligt stor central stràlblockering framför fotomultiplikatorns katod. Detta är i överensstämmelse med den normala observationen att genom att öka distansen mellan källa och detektor djupare volymer i det spridande mediet avkännes.

Mätningar i transmissionsgeometri illustreras i Fig. 3B. Den viktigaste skillnaden mot bakätspridningsfallet är att alla fotoner som när detektorn nu mäste ha korsat luftgapet. Emellertid komer nu den dominerande signalen från en enda passage av luftgapet.

För att studera inflytandet av den primära och sekundära spridaren i bakàtspridningsgeometri och pä detta sätt simulera mätningar pá pannbihàlorna utfördes en första serie av mätningar där syresignalen mättes för ett fixt värde pä ll, medan d och 12 varierades, se Fig. 4A. I en andra serie av mätningar utfördes samma procedurer, denna gäng med ett fixt värde pà 12, medan 11 varierades; se Fig. 4B. Från Fig. 4A ser vi att den totala syresignalen ökar med ökande tjocklek av den sekundära spridaren. Emellertid 10 15 20 25 30 35 53Ü 817 10 faller denna ökning snabbt och slutar till sist efter en särskild tjocklek omkring 30 mm utöver vilken den sekundära spridaren kan anses som en oändligt tjock spridare. Detta fall svarar mot kliniska mätningar, där ben och hjärna utgör den massiva sekundära spridaren, och större variationer pga av egenskaperna hos denna spridare förväntas ej. Som kan ses i Fig. 4B kommer den primära spridaren emellertid att påverka mätningarna i mycket större utsträckning, eftersom olika människor har olika djup in till hälrummen. Signalen börjar minska för luftavstànd över ett särskilt tröskelvärde eftersom fotoner frán S2 har större sannolikhet att spridas utanför detektorns ändliga storlek. Enligt samma logik är signalnivàerna lägre för en tjockare primär spridare.

Eftersom maximal syresignal uppträder för luftdistanser av storleksordningen 5-10 mm är denna effekt ej en begränsning vid mätningar pà människors pannbihàlor. Emellertid kan för de tjockare käkbihàlorna förekomsten av samma signal för två olika váglängder orsaka problem.

Transmissionsalternativet svarande mot det fallet gav de data som visas i Fig. 5.

I denna geometri har inte den primära spridaren samma inflytande pà syresignalen. Syresignalen ökar med luftdistansen eftersom alla insamlade fotoner mäste ha färdats genom luftdistansen. För mycket stora avstånd, som dock ej är relevanta för denna applikation, är Ing lika med den verkliga luftdistansen, men för små luftdistanser kommer syresignalen vara större pga av tillskott pga längre sneda vägsträckor, se Fig. 5A. Inflytandet av tjockleken för den sekundära spridaren är försumbar, se Fig. 5B.

För att simulera gastransport mellan ett hàlrum och näshälan ersattes luftgapet med en liten luftfylld plastpåse som fyllde gapet. Detta experiment kan göras både i bakàtspridning- och transmissionsgeometri pà käkbihálorna och i bakätspridningsgeometri pà pannbihälorna. I samtliga fall förväntas syresignalen att minska för den valda 10 15 20 25 30 35 530 81? ll geometrin. Pàsen förbands med en större kvävefylld pàse via en ventil och ett plaströr i vilket bomull införts för att reducera passagen. Fig. 6 visar ändringen i syresignalen när syreinnehállet i gapet reduceras genom diffusion mätt i bakåtspridníngsgeometri med 11 = 3 mm och 12 = 10 mm. Mera speciellt förväntas ingen ändring av signalen när passagen är blockerad såsom även visas i figuren.

Humanförsök För att undersöka tillämpligheten av anordningen för verklig humandiagnostik registrerades signaler med mâthuvudet mot pannan pá en frivillig försöksperson. Data frän mätningarna pá pannbihàlan och pà en närliggande referenslokalisation (kompakt vävnad) ges i Fig. 7.

Medelvärdet av Leg för pannbihälorna varierar avsevärt vilket är förväntat, eftersom pannbihàlan inte är ett hàlrum med bestämd tjocklek, medan mätningarna utanför pannbihàlorna resulterar i en mycket stabil nollsignal , se Fig. 7A. I överensstämmelse med detta observerades även att en stabil nollnivà erhölls för en mänsklig underarm. Dessa resultat indikerar möjligheten av mätningar i realtid av gasinnehállet över pannbihàlorna, resulterande i en syrgasbild med lág upplösning. Helt klart skulle ett rejält förbättrat signal-till-brus-förhållande erfordras, vilket kan förväntas i en optimerad försöksuppställning.

Mätningarna som presenteras för fantomet och den frivilliga försökspersonen visar att närvaro av gas i normala sinushàlrum kan registreras med den ovan beskrivna försöksuppställningen, liksom gasutbyte genom de förbindande passagerna. Resultaten ger skäl att tro att anomalier pga bihàleinfektioner, där luft ersätts av vätska, och en stängd passage föreligger, kan detekteras och att en ny metod för icke invasiv diagnostik i realtid kan utvecklas. För de dynamiska gasmätningarna skulle skillnaden i syrgasinnehàll mellan inandad och utandad luft, 21 resp. 16%, kunna utnyttjas genom att använda en anpassad andningsteknik. Pá detta sätt erbjuder anordningen ett sätt att monitorera andning. Mera precist uppvisar 10 15 20 25 30 35 539 817 12 ändringen i inandad och utandad luft i hålrummen såsom den mäts utanför kroppen, typiska mönster för friska personer, nämligen att syrgasinnehàllet minskar från ungefär 21 till 16% under utandning och stiger tillbaka till 21% när omgivningsluft inandas och sprider sig genom hälrumen.

Ett kompakt handhàllet instrument med avsevärd diagnostisk förmåga erhålles i ett utförande av uppfinningen där komponenter med lämpligt små dimensioner på ovan beskrivna utrustning används.

Andra utförandeexempel kan inkludera mätningar av andra fysiologiska gaser, såsom koldioxid eller metan med övertonsabsorptionsband i det optiska fönstret för vävnad.

Speciellt är mätningar av koncentrationsförhållanden oberoende av spridningsegenskaperna och kan ge värdefull diagnostisk information för igensatta bihålor. Dynamiska mätningar kan också vara fördelaktiga pga den högre kontrasten som erhålles genom att använda koldioxid, för vilken koncentrationen ökar från nära 0% i inandningsluft till nära 5% i utandad luft. Alternativt skulle luft med högt heliuminnehåll, eller med kväveinnehàll användas i de dynamiska mätningarna. Helium användes nu i lungspirometri och för magnetisk resonansavbildning utnyttjande hyperpolariserade kärnor.

Mätningarna skulle också kunna inkludera kväveoxid (NO) i kroppens hälrum. Kväveoxidinnehàllet stiger ofta under infektioner och en ökad nivå NO skulle kunna detekteras med nu aktuell uppfinning som skulle kunna fastställa en “infektionsnivà“, t.ex. i bihålorna.

Ljus för absorptionsspektroskopi i spridande media kan introduceras in i kroppen med hjälp av en ljusledare, t.ex. en fiberoptisk kateter eller ett endoskop. På detta sätt skulle djupare liggande kroppsregioner kunna analyseras med avseende på gasinnehállande hålrum. Ett endoskop skulle t.ex. kunna föras in i munhålan, luftstrupen, matstrupen, och analkanalen etc. Ljus leds således in i djupare regioner i kroppen. Det spridda ljuset leds ut från kroppen på sama sätt till en lämpligt 10 15 20 25 30 35 530 817 13 placerad detektor för att ge en mätutrustning sàsom beskrivs ovan. Det är emellertid förutsett att det huvudsakliga fältet för tillämpning av uppfinningen kommer att bli genom att mäta gaskaviteter inuti kroppen från kroppens utsida, t.ex. genom att placera ett mäthuvud direkt mot personens hud. Av hygieniska skäl kan utrustningen utrustas med engångsskydd av plast, som skulle kunna vara steril före användning, och varierat beroende på patientens tillstånd och tillämpningsområde.

Tillämpningar och användningar av ovan beskrivna utrustning, såsom den beskrivs i uppfinningen, är olikartade och inkluderar för exemplifiering fält såsom ytterligare diagnostikuppgifter inom medicinen. T.ex. är lungorna normalt omgärdade av en luftinneslutning i lungsäcken, vilken kan bli ersatt av pleuravätska i samband med olika sjukdomar. Detta tillstànd identifieras hittills genom perkussion av bröstkorgsväggen, varvid diagnostik ibland inte är pålitlig pga mänskliga faktorer, t.ex. när den utföres av mindre tränad medicinsk personal. En mycket mer exakt diagnostik erhålles genom tillämpningen av nu aktuell uppfinning, t.ex. i bakàtspridningsgeometri, där områden som innehåller luft kan särskiljas från dem som är fyllda med pleuravätska. Med nu aktuell uppfinning är det uppnåbart att mäta genom bröstkorgen för att nå lungsäcken för de nu beskrivna mätningarna.

Ett ytterligare exempel är mätningar genom trumhinnan för att mäta gasinnehållet i mellanörat för att ge diagnostik av t.ex. öroninflamation, otit.

Ytterligare ett exempel är mätningar av gaser i gastro-intestinalkanalen hos patienter. Både förekomsten och sammansättningen av gas skulle kunna detekteras med nu aktuell utrustning för att möjliggöra detektion av vissa bakterier eller bakteriella infektioner genom att identifiera den relaterade gasen, t.ex. alstrad av den bakteriella infektionen i kroppen. Här är helicobacter pylori ett exempel, där detekterbar gas detekteras i magen. 10 15 20 25 30 35 5301 B17 14 Detta kan vara ett alternativ till utandningstester, där magsársbehandling baseras pä helicobacter pylori-detektion.

Helt allmänt vill vi pàpeka att anordningen för att mäta gas i humana hàlrum är väl lämpad för diagnostik pá barn och speciellt väl pá för tidigt födda barn. Detta beror pà det faktum att kroppen är mindre än för vuxna personer och sàledes penetrerar ljuset för gasmätningar genom spridning djupare in i kroppen, relativt sett.

Uppfinningen kan utföras i varje lämplig form inkluderande hårdvara, mjukvara eller varje kombination av dessa. Enheterna och komponenterna i ett utförande av uppfinningen kan fysiskt, funktionellt och logiskt utformas pà många lämpliga sätt. I själva verket kan funktionen implementeras i en enda enhet, i flera enheter eller som del av andra funktionella enheter. Som sådan skulle uppfinningen kunna implementeras i en enda enhet eller vara fysiskt eller funktionellt fördelad mellan olika enheter och databehandlare.

Fastän föreliggande uppfinning har beskrivits ovan med referens till specifika utförandeexempel är den ej avsedd att vara begränsad till en speciell form som getts ovan. Snarare är uppfinningen begränsad bara av vidlagda patentkrav, och andra utförandeexempel än de specifikt nämnda ovan är lika möjliga inom ramen för de bifogade patentkraven, t.ex. andra gaser för mätning, andra våglängder, ljuskällor, ljusledare, detektorer, än de som nämns ovan.

I patentkraven utesluter ej termen "innefattande" närvaron av andra element eller steg. Vidare, fastän individuellt uppräknade, så kan ett antal anordningar , element eller metodsteg utföras av en enstaka enhet eller databehandlingsutrustning_ Därtill tillkomer, att fastän individuella aspekter kan inkluderas i olika patentkrav sä kan dessa möjligen fördelaktigt kombineras och inklusion i olika patentkrav medför inte att kombinationer av egenskaper ej är möjliga eller fördelaktiga. Ytterligare exkluderar inte referens till enstaka enheter att det finns 530 BT? 15 flera. Termerna ”en", “en första", “en andra" utesluter inte att det finns flera. Referenser gjorda í patentkraven är lämnade enbart som klargörande exempel och skall ej uppfattas som begränsande av patentkravens innebörd pà något sätt.

Claims (11)

10 15 20 25 30 35 53Ü 817 16 PATEIVIÉICRAV

1. En anordning som i bruk är konfigurerad för icke- invasiv mätning av en fri gas som befinner sig i en vävnadsomgiven kroppshàlighet hos en människa, k ä n n e t e c k n a d av att anordningen innefattar en ljuskälla (1,2) anordnad att utsända ljus mot den vävnadsomgivna nämnda kroppshàligheten; en ljusmottagare (4) anordnad att insamla ljus som passerat nämnda kroppshàlighet minst en gäng, där nämnda insamlade ljus är ljus spritt av vävnaden som omger nämnda kroppshàlighet, och varvid nämnda ljusmottagare (4) är inrättad för att observera minst ett vàglängdsomràde specifikt för den fria gasen i kroppshàligheten; samt en beräkningsanordning för att utifrån det av ljusmottagaren (4) insamlade ljuset bestäma koncentrationen av den fria gasen i nämnda kroppshálighet baserat pà optisk absorptionsspektroskopi.

2. En anordning enligt krav 1, där ljusmottagaren (4) är arrangerad utanför kroppen.

3. En anordning enligt krav l eller 2, där nämnda váglängdscmràde specifikt för en fri gas är en bråkdel av det erforderliga för bundna molekyler, reflekterande de extremt smala absorptionslinjerna i en fri gas, vilket resulterar i mycket skarpa absorptionsavtryck i kontrast till de breda strukturerna frán de bundna molekylerna.

4. En anordning enligt något av ovannämnda krav, där mätningen och beräkningen anordnas för att beräkna koncentrationsförhällandet mellan nämnda fria gas en och, referensgas varigenom koncentrationen av nämnda fria gas kan bestämmas. 10 15 20 25 530 817 17

5. En anordning enligt något av ovannämnda krav där utrustningen inrättats i ett kompakt handhàllet arrangemang som är anpassat för att tillämpas från utsidan pà nämnda kropp för att mäta nämnda fria gas i nämnda kroppshàlighet.

6. En anordning enligt nágot av ovannämnda krav, där ljuskällan är en enkelmods diodlaser i nära IR~ området.

7. En anordning enligt något av ovannämnda krav, där ljusdetektorn är en fotomultiplikator.

8. En anordning enligt krav 1, där nämnda fria gas väljs från gruppen innefattande syrgas, metan, koldioxid, kväve eller kväveoxid.

9. En anordning enligt krav 1, där gasanalysen sker med högupplösande laserspektroskopi i spridande media, i litteraturen även benämnd GAs in Scattering Media Absorption Spectroscopy (GASMAS).

10. En anordning enligt krav 1, konfigurerad för att dynamiskt mäta förändringar i den fria gasens koncentration.

11. En anordning enligt krav 1, anpassad for mätning av biháleinflamation, öroninflammation, förekomst av vatten i lungsäcken, eller gaser i lungor och tarmar.