專(zhuān)利名稱(chēng)：用于確定血樣的至少一個(gè)參數(shù)的測(cè)量裝置的制作方法
用于確定血樣的至少一個(gè)參數(shù)的測(cè)量裝置本發(fā)明涉及一種用于確定血樣的至少一個(gè)參數(shù)的測(cè)量裝置，該測(cè)量裝置包括流通測(cè)量池，至少一個(gè)發(fā)光一光傳感器元件設(shè)置在該流通測(cè)量池中，該發(fā)光一光傳感器可與血樣接觸；至少一個(gè)光源，用于激發(fā)該發(fā)光一光傳感器元件；以及至少一個(gè)光檢測(cè)器，用于接收該發(fā)光一光傳感器元件所發(fā)射的發(fā)光輻照，該光源和光檢測(cè)器位于流通測(cè)量池的相反兩側(cè)。根據(jù)EP 0 175 352 Bi，已知一種用于快速確定樣本介質(zhì)的參數(shù)的方法和裝置。該裝置設(shè)置有用于氣體和流體的流通測(cè)量池，其適用于對(duì)多個(gè)參數(shù)的同時(shí)確定，流通池中的透明、發(fā)光傳感器層與樣本接觸。要測(cè)量的變量是氧濃度和溫度，所測(cè)得的發(fā)光輻照分別具有650nm和720nm的波長(zhǎng)，而激發(fā)輻照具有較短的波長(zhǎng)。通過(guò)LED實(shí)現(xiàn)激發(fā)，且通過(guò)光電二極管實(shí)現(xiàn)輻照檢測(cè)，這些元件位于流通測(cè)量池的相反兩側(cè)。由于發(fā)光傳感器層被置于檢測(cè)器側(cè)，所以激發(fā)輻照在去往發(fā)光層的途中必須通過(guò)樣本介質(zhì)。在諸如血液之類(lèi)的吸收性流體的情況下，存在的缺點(diǎn)為，激發(fā)輻照被要測(cè)量的介質(zhì)明顯衰減。根據(jù)EP 1 130 382 Bi，還已知一種用于確定流體樣本中的多種分析物的光傳感器，其中多個(gè)光傳感器與流體樣本接觸。該裝置包括提供激發(fā)輻照的光源和用于確定傳感器的光相互作用的檢測(cè)器，且具有根據(jù)所測(cè)得光相互作用來(lái)評(píng)估流體樣本中的每種分析物的濃度的處理器。傳感器用于測(cè)量血液中葡萄糖并隨之確定A濃度和溫度，以及用于其他用途。還存在已知的測(cè)量裝置(EP 1 106 987 Bi)，其中光學(xué)部件(光源和檢測(cè)器)接觸流通測(cè)量池中位于同一側(cè)的傳感器層，測(cè)量池的部分是透明的，且充當(dāng)測(cè)量輻照和激發(fā)輻照的導(dǎo)光體。根據(jù)WO 2002/059585 A2，已知用于確定氣體(例如呼吸氣)的氧含量的測(cè)量裝置。該測(cè)量裝置包括流通測(cè)量池，在該流通測(cè)量池中設(shè)置了與氣流接觸的發(fā)光一光學(xué)傳感器元件。描述了兩種反射幾何結(jié)構(gòu)作為可能的測(cè)量幾何結(jié)構(gòu)，其中用于激發(fā)輻照的輻照源和接收發(fā)光輻照的檢測(cè)器位于流通測(cè)量池的同一側(cè)。還描述了一種透光幾何結(jié)構(gòu)，其中發(fā)光一光學(xué)傳感器元件被放置在流通測(cè)量池的檢測(cè)器側(cè)。本發(fā)明的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)用于確定血樣的至少一個(gè)參數(shù)的測(cè)量裝置中的信號(hào)質(zhì)量的提高，其中該測(cè)量裝置應(yīng)當(dāng)易于制造和低成本。本發(fā)明通過(guò)以下手段實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)將至少一個(gè)發(fā)光一光傳感器元件定位在流通測(cè)量池的激發(fā)側(cè)，該發(fā)光一光學(xué)傳感器元件面向光源；規(guī)定光源發(fā)射小于600nm(例如425nm) 波長(zhǎng)的激發(fā)輻照；且進(jìn)一步規(guī)定發(fā)光一光傳感器元件的發(fā)光輻照處于大于600nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，從而使血樣對(duì)激發(fā)輻照的吸收比對(duì)發(fā)光輻照的吸收強(qiáng)得多。本發(fā)明利用了血液對(duì)輻照的吸收很大程度上取決于波長(zhǎng)的事實(shí)，如同圖5的曲線圖所示。該曲線圖示出了氧合血液(實(shí)線)和缺氧血液(虛線)的吸收Pa與波長(zhǎng)λ的關(guān)系。該曲線圖取自Faber等人的“血液的氧飽和相關(guān)的吸收和散射(Oxygen Saturation-Dependent Absorption and Scattering of Blood)，，(Physical Review Letters，2004)，并論述了氧合血液和缺氧血液的吸收特性中的差異。例如，可從該曲線圖中看出，約425nm波長(zhǎng)區(qū)域中的激發(fā)輻照λ a在血液中的吸收遠(yuǎn)強(qiáng)于光傳感器所發(fā)射的約 780nm波長(zhǎng)區(qū)域中的發(fā)光輻照λ ^在血液中的吸收。在所示示例中，激發(fā)光相對(duì)發(fā)光光被衰減100倍。如本發(fā)明所提出的，通過(guò)將發(fā)光一光傳感器元件放置在流通測(cè)量池的激發(fā)側(cè)，血樣將充當(dāng)激發(fā)輻照的過(guò)濾器，且傳感器元件所發(fā)射的發(fā)光輻照將優(yōu)先到達(dá)光檢測(cè)器。根據(jù)本發(fā)明，光傳感器元件沿流通測(cè)量池的激發(fā)側(cè)的軸按線性陣列放置，每個(gè)傳感器元件分配有光源和位于流通測(cè)量池相反側(cè)的光檢測(cè)器。本發(fā)明相比于EP 0 175 352 Bl中作為示例給出的現(xiàn)有技術(shù)的另一優(yōu)點(diǎn)在于，流通測(cè)量池被可互換地插入兩部分測(cè)量套筒中，該兩部分測(cè)量套筒的激發(fā)部分包含光源(優(yōu)選為L(zhǎng)ED)以及激發(fā)電子電路，且該兩部分測(cè)量套筒的測(cè)量部分包含光電檢測(cè)器(優(yōu)選為光電二極管)以及測(cè)量電子電路。因此光源和檢測(cè)器位于空間上分離的電路中，且避免了各個(gè)部件之間的電子干擾。血樣僅對(duì)大于600nm的波長(zhǎng)足夠透明，而激發(fā)輻照具有較短波長(zhǎng)， 例如4邪歷。在本發(fā)明的有利實(shí)施例中，流通測(cè)量池的激發(fā)側(cè)在發(fā)光一光傳感器的區(qū)域中具有鏡面層，該鏡面層對(duì)激發(fā)輻照透明，但反射發(fā)光輻照。通過(guò)該鏡面層，光源方向中發(fā)射的發(fā)光輻照的輻照分量被重定向至光檢測(cè)器，從而增強(qiáng)了凈信號(hào)。在相位測(cè)量的情況下，至少一個(gè)基準(zhǔn)光源被放置在測(cè)量池的激發(fā)側(cè)，該至少一個(gè)基準(zhǔn)光源的基準(zhǔn)輻照穿過(guò)流通測(cè)量池并進(jìn)入位于相反側(cè)的光檢測(cè)器?，F(xiàn)在將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明。在附圖中示出

圖1是以示意性縱向截面示出的用于確定血樣的至少一個(gè)參數(shù)的測(cè)量裝置的第一變體；圖2是以截面圖示出的根據(jù)圖1的測(cè)量裝置的第二變體；圖3和圖4是圖1和2的測(cè)量裝置的細(xì)節(jié)；以及圖5是血樣在200nm至1，OOOnm的波長(zhǎng)范圍中的吸收曲線圖。圖1所示的用于確定血樣的至少一個(gè)參數(shù)的測(cè)量裝置包括流通測(cè)量池1，例如三個(gè)發(fā)光一光傳感器元件ST (溫度)、SO(氧)和SG(葡萄糖)設(shè)置在該流通測(cè)量池中，這三個(gè)發(fā)光一光傳感器在測(cè)量過(guò)程期間與血樣接觸。流通測(cè)量池1可互換地設(shè)置在兩部分測(cè)量套筒2中(插入、關(guān)合在適當(dāng)?shù)奈恢?，該兩部分測(cè)量套筒2的激發(fā)部分3包含分配給各個(gè)傳感器元件的光源4以及具有激發(fā)電子電路(在此未進(jìn)一步示出)的激發(fā)過(guò)濾器1 和 12c,而測(cè)量套筒2的測(cè)量部分5包含光檢測(cè)器6和測(cè)量過(guò)濾器13a至13c以及測(cè)量電子電路(未進(jìn)一步示出)。光源4和光檢測(cè)器6位于流通測(cè)量池1的相反兩側(cè)7、8 (激發(fā)側(cè)7和測(cè)量測(cè)8)。由于發(fā)光一光傳感器元件ST、SO和SG位于流通測(cè)量池1的激發(fā)側(cè)7且面向光源 4，因此源自傳感器元件的發(fā)光輻照L和激發(fā)輻照A的一部分將通過(guò)血樣。激發(fā)輻照A在血樣中受吸收而衰減的程度遠(yuǎn)大于發(fā)光輻照，其中發(fā)光輻照具有較長(zhǎng)波長(zhǎng)。因此樣本將提供過(guò)濾效果，該過(guò)濾效果對(duì)測(cè)量有積極影響，從而將提高信號(hào)質(zhì)量。發(fā)光一光傳感器元件ST、S0和SG優(yōu)選沿測(cè)量池軸1 ‘按線性陣列設(shè)置，每個(gè)傳感器元件分配有光源4和位于流通測(cè)量池1的相反測(cè)量側(cè)8的光檢測(cè)器6。圖1中所示的測(cè)量裝置例如可用于衰變時(shí)間測(cè)量，即測(cè)得的發(fā)光一光傳感器元件激發(fā)之后的發(fā)光強(qiáng)度的衰變時(shí)間提供待測(cè)量的度量。
例如圖1所示，在發(fā)光一光傳感器元件ST、SO、SG的區(qū)域中，流通測(cè)量池1的激發(fā)側(cè)7可設(shè)置有鏡面層9。鏡面層的效果在圖3和4中呈現(xiàn)。激發(fā)輻照A入射在發(fā)光一光傳感器元件ST、S0或SG上，從而在所有空間方向上產(chǎn)生發(fā)光輻照L。在沒(méi)有鏡面層(參見(jiàn)圖 3)的情況下，輻照朝光源發(fā)射的那些部分將對(duì)測(cè)量信號(hào)無(wú)貢獻(xiàn)。如果應(yīng)用了鏡面層(參見(jiàn)圖4)，該鏡面層對(duì)波長(zhǎng)小于600nm的輻照透明，且反射波長(zhǎng)大于600nm的輻照，則發(fā)光輻照L的諸部分又被反射到檢測(cè)器中，從而加強(qiáng)了測(cè)量信號(hào)。圖2中所示的測(cè)量裝置例如可用于相位測(cè)量，在該情況下必須獲得基準(zhǔn)信號(hào)以用作測(cè)量信號(hào)的基準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明，至少一個(gè)基準(zhǔn)光源10和/或11設(shè)置在流通測(cè)量池1的激發(fā)側(cè)7，該基準(zhǔn)光源10和/或11的基準(zhǔn)輻照R1A2穿過(guò)流通測(cè)量池1并被放置在相反的測(cè)量側(cè)8的光檢測(cè)器6檢測(cè)。例如，可能設(shè)置有具有620nm范圍內(nèi)的基準(zhǔn)輻照R1的第一基準(zhǔn)光源10和具有780nm范圍內(nèi)的基準(zhǔn)輻照&的第二基準(zhǔn)光源11，第一基準(zhǔn)光源10和第二基準(zhǔn)光源11 二者優(yōu)選定位在兩部分測(cè)量套筒2的激發(fā)部分3中。在流通測(cè)量池1的激發(fā)側(cè)7上的鏡面層9中，設(shè)置了開(kāi)口 14，基準(zhǔn)輻照可通過(guò)開(kāi)口 14進(jìn)入流通測(cè)量池1。在圖1以及圖2中，激發(fā)過(guò)濾器12a、12b、12c設(shè)置在光源4與發(fā)光一光傳感器元件ST、SO、SG之間，光源4也可嵌入公共的過(guò)濾器層12'中。測(cè)量過(guò)濾器13a、13b和13c 設(shè)置在光檢測(cè)器6的進(jìn)入側(cè)。例如，光源4的LED可發(fā)射波長(zhǎng)小于600nm (例如425nm)的激發(fā)輻照，而發(fā)光一光傳感器元件ST、SO、SG的發(fā)光輻照處于大于eoonm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，例如接近780nm。綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量裝置的優(yōu)點(diǎn)如下 非常簡(jiǎn)單的光學(xué)配置； 流通測(cè)量池1和測(cè)量套筒2的平坦設(shè)計(jì)； 高信號(hào)強(qiáng)度，這是因?yàn)楣鈾z測(cè)器可能具有較大尺寸； 無(wú)電氣串?dāng)_(最小信號(hào)背景)，這是因?yàn)闇y(cè)量套筒2的激發(fā)部分3和測(cè)量部分5 在空間上分離； 樣本(血樣或沖洗液)的標(biāo)識(shí)通過(guò)測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)； 血樣(血紅蛋白含量和氧合)的同時(shí)光度表征； 動(dòng)脈p02的并行確定。
權(quán)利要求
1.一種用于確定血樣的至少一個(gè)參數(shù)的測(cè)量裝置，包括流通測(cè)量池(1)，至少一個(gè)發(fā)光一光傳感器元件(ST、SO、SG)設(shè)置在所述流通測(cè)量池中，所述至少一個(gè)發(fā)光一光傳感器元件可與血樣接觸；以及用于激發(fā)所述發(fā)光一光傳感器元件的至少一個(gè)光源(4)和用于接收所述發(fā)光一光傳感器元件所發(fā)射的發(fā)光輻照的至少一個(gè)光檢測(cè)器(6)，所述光源(4)和光檢測(cè)器(6)位于流通測(cè)量池⑴的相反側(cè)(7)和(8)，其特征在于，所述至少一個(gè)發(fā)光一光傳感器元件(ST、S0、SG)被放置在流通測(cè)量池(1)的激發(fā)側(cè)(7)且面向光源G)，且光源 ⑷發(fā)射波長(zhǎng)小于600nm(例如425nm)的激發(fā)輻照，且發(fā)光一光傳感器元件(ST、S0、SG)的發(fā)光輻照處于大于600nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，從而使血樣對(duì)激發(fā)輻照的吸收比對(duì)發(fā)光輻照的吸收強(qiáng)許多。
2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于，多個(gè)發(fā)光一光傳感器元件(ST、S0、SG) 設(shè)置在流通測(cè)量池(1)的激發(fā)側(cè)，且優(yōu)選沿測(cè)量池軸(1')按線性陣列設(shè)置，每個(gè)傳感器元件(ST、S0、SG)分配有光源⑷和位于流通測(cè)量池⑴的相反測(cè)量測(cè)⑶的光檢測(cè)器(6)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的測(cè)量裝置，其特征在于，流通測(cè)量池(1)可互換地插入兩部分測(cè)量套筒O)中，所述兩部分測(cè)量套筒的激發(fā)部分C3)包含優(yōu)選為L(zhǎng)ED的光源(4)和激發(fā)電子電路，而所述兩部分測(cè)量套筒的測(cè)量部分( 包含優(yōu)選為光電二極管的光檢測(cè)器 (6)和測(cè)量電子電路。
4.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置，其特征在于，所述流通測(cè)量池(1)的激發(fā)側(cè)(7)設(shè)置有位于發(fā)光一光傳感器元件(ST、S0、SG)區(qū)域中的鏡面層(9)，所述鏡面層對(duì)激發(fā)輻照透明，且反射發(fā)光輻照。
5.如權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置，其特征在于，在流通測(cè)量池⑴的激發(fā)側(cè)(7)上設(shè)置了至少一個(gè)基準(zhǔn)光源(10、11)，所述至少一個(gè)基準(zhǔn)光源的基準(zhǔn)輻照穿過(guò)流通測(cè)量池(1)到達(dá)相反測(cè)量側(cè)(8)的光檢測(cè)器(6)。
6.如權(quán)利要求5所述的測(cè)量裝置，其特征在于，設(shè)置了具有約620nm的基準(zhǔn)輻照的第一基準(zhǔn)光源(10)和具有約780nm的基準(zhǔn)輻照的第二基準(zhǔn)光源(11)，所述光源優(yōu)選位于所述兩部分測(cè)量套筒O)的激發(fā)部分(3)中。
7.如權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置，其特征在于，激發(fā)過(guò)濾器(12a、12b、 12c)位于光源(4)與發(fā)光一光傳感器元件(ST、SO、SG)之間，或光源(4)嵌入過(guò)濾器層 (12')中。
8.如權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置，其特征在于，測(cè)量過(guò)濾器(13a、13b、 13c)設(shè)置在光檢測(cè)器(6)的進(jìn)入側(cè)。
9.如權(quán)利要求1至8中的任一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置，其特征在于，流通測(cè)量池(1)包含至少一個(gè)O2傳感器(so)、一個(gè)葡萄糖傳感器(SG)和一個(gè)溫度傳感器(ST)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于確定血樣的至少一個(gè)參數(shù)的測(cè)量裝置，該測(cè)量裝置包括流通測(cè)量池(1)，至少一個(gè)發(fā)光-光傳感器元件(ST、SO、SG)設(shè)置在該流通測(cè)量池中，該發(fā)光-光傳感器可與血樣接觸；至少一個(gè)光源(4)，用于激發(fā)該發(fā)光-光傳感器元件；以及至少一個(gè)光檢測(cè)器(6)，用于接收該發(fā)光-光傳感器元件所發(fā)射的發(fā)光輻照，該光源(4)和光檢測(cè)器(6)位于流通測(cè)量池(1)的相反兩側(cè)(7)和(8)。根據(jù)本發(fā)明，至少一個(gè)發(fā)光-光傳感器元件(ST、SO、SG)被放置在流通測(cè)量池(1)的激發(fā)側(cè)(7)，該至少一個(gè)發(fā)光-光學(xué)傳感器元件面向光源(4)，光源(4)發(fā)射波長(zhǎng)小于600nm(例如425nm)的激發(fā)輻照，而發(fā)光-光傳感器元件(ST、SO、SG)的發(fā)光輻照處于大于600nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，從而使血樣對(duì)激發(fā)輻照的吸收比對(duì)發(fā)光輻照的吸收強(qiáng)得多。
文檔編號(hào)G01N21/77GK102282455SQ201080005452
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2010年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月19日
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