DE10353703A1 - Method and device for collecting spectrometric measuring signals - Google Patents
Method and device for collecting spectrometric measuring signals Download PDFInfo
- Publication number
- DE10353703A1 DE10353703A1 DE2003153703 DE10353703A DE10353703A1 DE 10353703 A1 DE10353703 A1 DE 10353703A1 DE 2003153703 DE2003153703 DE 2003153703 DE 10353703 A DE10353703 A DE 10353703A DE 10353703 A1 DE10353703 A1 DE 10353703A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- light
- measuring arrangement
- arrangement according
- wavelength
- spectrum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 74
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 54
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 24
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 67
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 238000010219 correlation analysis Methods 0.000 claims description 2
- 238000009795 derivation Methods 0.000 claims description 2
- 238000007726 management method Methods 0.000 claims description 2
- 229910001285 shape-memory alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims 2
- 238000000985 reflectance spectrum Methods 0.000 claims 2
- 238000000695 excitation spectrum Methods 0.000 claims 1
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 22
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 18
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 17
- 210000003491 skin Anatomy 0.000 description 9
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 8
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- ZPUCINDJVBIVPJ-LJISPDSOSA-N cocaine Chemical compound O([C@H]1C[C@@H]2CC[C@@H](N2C)[C@H]1C(=O)OC)C(=O)C1=CC=CC=C1 ZPUCINDJVBIVPJ-LJISPDSOSA-N 0.000 description 6
- KWTSXDURSIMDCE-QMMMGPOBSA-N (S)-amphetamine Chemical compound C[C@H](N)CC1=CC=CC=C1 KWTSXDURSIMDCE-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 5
- 239000000935 antidepressant agent Substances 0.000 description 4
- 229940005513 antidepressants Drugs 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229960000632 dexamfetamine Drugs 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 4
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 4
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- USSIQXCVUWKGNF-UHFFFAOYSA-N 6-(dimethylamino)-4,4-diphenylheptan-3-one Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(CC(C)N(C)C)(C(=O)CC)C1=CC=CC=C1 USSIQXCVUWKGNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 3
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 3
- 239000001961 anticonvulsive agent Substances 0.000 description 3
- 229940049706 benzodiazepine Drugs 0.000 description 3
- 150000001557 benzodiazepines Chemical class 0.000 description 3
- 239000003557 cannabinoid Substances 0.000 description 3
- 229930003827 cannabinoid Natural products 0.000 description 3
- 229940065144 cannabinoids Drugs 0.000 description 3
- 229960003920 cocaine Drugs 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229960001797 methadone Drugs 0.000 description 3
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 3
- UGJMXCAKCUNAIE-UHFFFAOYSA-N Gabapentin Chemical compound OC(=O)CC1(CN)CCCCC1 UGJMXCAKCUNAIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 description 2
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 description 2
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000003556 anti-epileptic effect Effects 0.000 description 2
- 229960003965 antiepileptics Drugs 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 239000005554 hypnotics and sedatives Substances 0.000 description 2
- USSIQXCVUWKGNF-QGZVFWFLSA-N levomethadone Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(C[C@@H](C)N(C)C)(C(=O)CC)C1=CC=CC=C1 USSIQXCVUWKGNF-QGZVFWFLSA-N 0.000 description 2
- 238000002483 medication Methods 0.000 description 2
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 229960002640 nordazepam Drugs 0.000 description 2
- AKPLHCDWDRPJGD-UHFFFAOYSA-N nordazepam Chemical compound C12=CC(Cl)=CC=C2NC(=O)CN=C1C1=CC=CC=C1 AKPLHCDWDRPJGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 229940001470 psychoactive drug Drugs 0.000 description 2
- 239000004089 psychotropic agent Substances 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- DIWRORZWFLOCLC-HNNXBMFYSA-N (3s)-7-chloro-5-(2-chlorophenyl)-3-hydroxy-1,3-dihydro-1,4-benzodiazepin-2-one Chemical compound N([C@H](C(NC1=CC=C(Cl)C=C11)=O)O)=C1C1=CC=CC=C1Cl DIWRORZWFLOCLC-HNNXBMFYSA-N 0.000 description 1
- SUXLVXOMPKZBOV-CXAGYDPISA-N (6ar,9r)-n,n-diethyl-4,6,6a,7,8,9-hexahydroindolo[4,3-fg]quinoline-9-carboxamide Chemical compound C1=CC(C=2[C@H](NC[C@@H](C=2)C(=O)N(CC)CC)C2)=C3C2=CNC3=C1 SUXLVXOMPKZBOV-CXAGYDPISA-N 0.000 description 1
- KWTSXDURSIMDCE-UHFFFAOYSA-N 1-phenylpropan-2-amine Chemical compound CC(N)CC1=CC=CC=C1 KWTSXDURSIMDCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 1
- PHMBVCPLDPDESM-YWIQKCBGSA-N Ecgonine Natural products C1[C@H](O)[C@@H](C(O)=O)[C@H]2CC[C@@H]1N2C PHMBVCPLDPDESM-YWIQKCBGSA-N 0.000 description 1
- GVGLGOZIDCSQPN-PVHGPHFFSA-N Heroin Chemical class O([C@H]1[C@H](C=C[C@H]23)OC(C)=O)C4=C5[C@@]12CCN(C)[C@@H]3CC5=CC=C4OC(C)=O GVGLGOZIDCSQPN-PVHGPHFFSA-N 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- VAYOSLLFUXYJDT-RDTXWAMCSA-N Lysergic acid diethylamide Chemical compound C1=CC(C=2[C@H](N(C)C[C@@H](C=2)C(=O)N(CC)CC)C2)=C3C2=CNC3=C1 VAYOSLLFUXYJDT-RDTXWAMCSA-N 0.000 description 1
- 206010033296 Overdoses Diseases 0.000 description 1
- 208000001431 Psychomotor Agitation Diseases 0.000 description 1
- 206010038743 Restlessness Diseases 0.000 description 1
- PPTYJKAXVCCBDU-UHFFFAOYSA-N Rohypnol Chemical compound N=1CC(=O)N(C)C2=CC=C([N+]([O-])=O)C=C2C=1C1=CC=CC=C1F PPTYJKAXVCCBDU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010057362 Underdose Diseases 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 231100001133 acute intoxication condition Toxicity 0.000 description 1
- ZURUZYHEEMDQBU-UHFFFAOYSA-N alpha-Hydroxyalprazolam Chemical compound C12=CC(Cl)=CC=C2N2C(CO)=NN=C2CN=C1C1=CC=CC=C1 ZURUZYHEEMDQBU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940025084 amphetamine Drugs 0.000 description 1
- 230000000202 analgesic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 229940125717 barbiturate Drugs 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- RMRJXGBAOAMLHD-IHFGGWKQSA-N buprenorphine Chemical compound C([C@]12[C@H]3OC=4C(O)=CC=C(C2=4)C[C@@H]2[C@]11CC[C@]3([C@H](C1)[C@](C)(O)C(C)(C)C)OC)CN2CC1CC1 RMRJXGBAOAMLHD-IHFGGWKQSA-N 0.000 description 1
- 229960001736 buprenorphine Drugs 0.000 description 1
- FFGPTBGBLSHEPO-UHFFFAOYSA-N carbamazepine Chemical compound C1=CC2=CC=CC=C2N(C(=O)N)C2=CC=CC=C21 FFGPTBGBLSHEPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960000623 carbamazepine Drugs 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 230000001447 compensatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- PHMBVCPLDPDESM-UHFFFAOYSA-N d-Pseudoekgonin Natural products C1C(O)C(C(O)=O)C2CCC1N2C PHMBVCPLDPDESM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007857 degradation product Substances 0.000 description 1
- 210000004207 dermis Anatomy 0.000 description 1
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 description 1
- USSIQXCVUWKGNF-KRWDZBQOSA-N dextromethadone Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(C[C@H](C)N(C)C)(C(=O)CC)C1=CC=CC=C1 USSIQXCVUWKGNF-KRWDZBQOSA-N 0.000 description 1
- PHMBVCPLDPDESM-FKSUSPILSA-N ecgonine Chemical compound C1[C@H](O)[C@H](C(O)=O)[C@H]2CC[C@@H]1N2C PHMBVCPLDPDESM-FKSUSPILSA-N 0.000 description 1
- 229940124645 emergency medicine Drugs 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 210000002615 epidermis Anatomy 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 229960002200 flunitrazepam Drugs 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 229960002870 gabapentin Drugs 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 231100000640 hair analysis Toxicity 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 229960004391 lorazepam Drugs 0.000 description 1
- 229950002454 lysergide Drugs 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000013160 medical therapy Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- KJONHKAYOJNZEC-UHFFFAOYSA-N nitrazepam Chemical compound C12=CC([N+](=O)[O-])=CC=C2NC(=O)CN=C1C1=CC=CC=C1 KJONHKAYOJNZEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960001454 nitrazepam Drugs 0.000 description 1
- 229940127240 opiate Drugs 0.000 description 1
- 229960004535 oxazepam Drugs 0.000 description 1
- ADIMAYPTOBDMTL-UHFFFAOYSA-N oxazepam Chemical compound C12=CC(Cl)=CC=C2NC(=O)C(O)N=C1C1=CC=CC=C1 ADIMAYPTOBDMTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTRLABGOLIVAIY-UHFFFAOYSA-N oxcarbazepine Chemical compound C1C(=O)C2=CC=CC=C2N(C(=O)N)C2=CC=CC=C21 CTRLABGOLIVAIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960001816 oxcarbazepine Drugs 0.000 description 1
- 101150101567 pat-2 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000000079 pharmacotherapeutic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000289 photo-effect Toxicity 0.000 description 1
- 230000004962 physiological condition Effects 0.000 description 1
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000010187 selection method Methods 0.000 description 1
- UQDJGEHQDNVPGU-UHFFFAOYSA-N serine phosphoethanolamine Chemical compound [NH3+]CCOP([O-])(=O)OCC([NH3+])C([O-])=O UQDJGEHQDNVPGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 210000000434 stratum corneum Anatomy 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003144 traumatizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002562 urinalysis Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
- G01J3/18—Generating the spectrum; Monochromators using diffraction elements, e.g. grating
- G01J3/20—Rowland circle spectrometers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/06—Scanning arrangements arrangements for order-selection
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/33—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using ultraviolet light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/02—Mechanical
- G01N2201/022—Casings
- G01N2201/0221—Portable; cableless; compact; hand-held
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erhebung spektrometrischer Messsignale. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lösungen bereitzustellen, durch welche eine präzise Erhebung spektrometrischer Messsignale in kostengünstiger Weise ermöglicht wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine spektrometrische Messanordnung, umfassend eine Eintrittsspalteinrichtung zur Gestattung des Durchtritts von zu untersuchender Strahlung, eine der Eintrittsspalteinrichtung zugeordnete Rowland-Gittereinrichtung zur Reflexion auftreffender Strahlung unter spektraler Auffächerung derselben, eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines schmalen Ausschnitts des durch die Rowland-Gittereinrichtung aufgefächerten Spektrums und eine Führungseinrichtung zur Führung der Erfassungseinrichtung, wobei die Führungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass diese die Erfassungseinrichtung auf einer Detektionsbahn von im Wesentlichen konstanter spektraler Schärfe bewegt. Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, die Spektralverteilung des zu untersuchenden Lichtes präzise anzugeben. Es ist möglich, die Erfassungseinrichtung so auszubilden oder operativ derart an ein Auswertungssystem anzukoppeln, dass etwaige Abhängigkeiten der erfassten Intensität von der Wellenlänge des auf die Erfassungseinrichtung auftreffenden Lichtes durch Auswertungsprozeduren kompensiert werden. Kompensationsparameter können durch Eichprozeduren ermittelt und in einer ...The invention relates to a method and a device for collecting spectrometric measuring signals. The invention has for its object to provide solutions by which a precise collection spectrometric measurement signals is made possible in a cost effective manner. This object is achieved in accordance with the invention by a spectrometric measuring arrangement comprising an entrance splitting device for permitting the passage of radiation to be examined, a Rowland grating device associated with the entrance splitting device for reflecting incident radiation under spectral fanning thereof, a detection device for detecting a narrow section of the image by the Rowland grating. Gitter device fanned spectrum and a guide device for guiding the detection device, wherein the guide device is designed such that it moves the detection device on a detection path of substantially constant spectral sharpness. This makes it possible in an advantageous manner to specify the spectral distribution of the light to be examined precisely. It is possible to design the detection device or to couple it to an evaluation system in such a way that any dependencies of the detected intensity on the wavelength of the light impinging on the detection device are compensated by evaluation procedures. Compensation parameters can be determined by calibration procedures and stored in a ...
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erhebung spektrometrischer Messsignale.The The invention relates to a method and a device for collecting spectrometric measuring signals.
Zur Erhebung derartiger Messsignale ist es bekannt, die hinsichtlich ihres Spektrums zu untersuchende, Strahlung einer Probe durch eine Spaltanordnung auf ein Diffraktionsgatter zu leiten und hierdurch frequenzabhängig zu beugen. Das Diffraktionsgatter kann als Rowland-Gitter ausgebildet sein. Das durch das Rowland-Gitter aufgefachte Spektrum kann durch eine CCD-Anordnung aufgezeichnet und automatisch ausgewertet werden. Hinsichtlich der Verwendung von CCD-Anordnungen besteht das Problem, dass eine hinreichend hohe Analysegenauigkeit nur mit besonders geeichten und in ihrem Aufbau relativ teuren Anordnungen erreichbar ist.to Collection of such measurement signals it is known in terms of their spectrum to be examined, radiation of a sample by a Splitting arrangement to lead to a diffraction gate and thereby frequency-dependent to bow. The diffraction gate can be designed as a Rowland grating be. The spread through the Rowland grid spectrum can by a CCD array is recorded and automatically evaluated. With regard to the use of CCD arrays, there is the problem that a sufficiently high analysis accuracy only with special calibrated and relatively expensive arrangements in their structure reachable is.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lösungen bereitzustellen, durch welche eine präzise Erhebung spektrometrischer Messsignale in kostengünstiger Weise ermöglicht wird.Of the Invention has for its object to provide solutions by which is a precise survey spectrometric measurement signals in a cost-effective manner is made possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine spektrometrische Messanordnung umfassend:
- – eine Eintrittsspalteinrichtung, zur Gestattung des Durchtritts von zu untersuchender Strahlung
- – eine der Eintrittsspalteinrichtung zugeordnete Rowland-Gittereinrichtung, zur Reflektion auftreffender Strahlung unter spektraler Auffächerung derselben;
- – einer Erfassungseinrichtung, zur Erfassung eines schmalen Ausschnitts des durch die Rowland-Gittereinrichtung aufgefächerten Spektrums; und
- – einer Führungseinrichtung zur Führung der Erfassungseinrichtung;
- – wobei die Führungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass diese die Erfassungseinrichtung auf einer Detektionsbahn von im wesentlichen konstanter spektraler Schärfe bewegt.
- - An entrance splitting device, to allow the passage of radiation to be examined
- A Rowland grating device associated with the entrance splitting device, for reflecting incident radiation under spectral fanning thereof;
- A detection device for detecting a narrow section of the spectrum fanned out by the Rowland grating device; and
- A guide device for guiding the detection device;
- - Wherein the guide device is designed such that it moves the detection device on a detection path of substantially constant spectral sharpness.
Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, die Spektralverteilung des zu untersuchenden Lichtes präzise anzugeben. Es ist möglich, Die Erfassungseinrichtung so auszubilden, oder operativ derart an ein Auswertungssystem anzukoppeln, dass etwaige Abhängigkeiten der erfassten Intensität von der Wellenlänge des auf die Erfassungseinrichtung auftreffenden Lichtes, durch Auswertungsprozeduren kompensiert werden. Kompensationsparameter können durch Eichprozeduren ermittelt und in einer geräteinternen Speichereinrichtung abgelegt werden.Thereby is it possible in an advantageous manner Specify the spectral distribution of the light to be examined precisely. It is possible, The detection device to train, or operatively so on to connect an evaluation system, that any dependencies the recorded intensity from the wavelength the incident on the detection device light, by evaluation procedures be compensated. Compensation parameters can be determined by calibration procedures and in a device internal Storage device are stored.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Erfassungseinrichtung als Photodiode ausgebildet. Die Photodiode kann mit einer Blenden- oder Fokussieroptik versehen sein, so dass diese nur durch das Licht eines schmalen Spektralbereichs beaufschlagt wird. Es ist möglich, mehrere Dioden vorzusehen und die durch diese gewonnenen Messsignale zusammenfassend auszuwerten.According to one particularly preferred embodiment According to the invention, the detection device is designed as a photodiode. The photodiode can be provided with a diaphragm or focusing optics be so that these only by the light of a narrow spectral range is charged. It is possible, provide several diodes and the measurement signals obtained by them to evaluate in summary.
Alternativ zu der vorangehend genannten Maßnahme ist es auch möglich, die Erfassungseinrichtung als kleine, sich nur über einen Teilbereich des aufgefächerten Spektrums erstreckende CCD-Erfassungseinrichtung auszubilden.alternative to the above measure it is also possible the detection device as a small, only over a partial area of the fanned out Form spectrum extending CCD detector.
Vorzugsweise ist die Führungseinrichtung derart ausgebildet, dass die Detektionsbahn im wesentlichen konzentrisch zum Mittelpunkt eines durch die Rowland-Gittereinrichtung definierten Rowlandkreises, insbesondere auf dem Rowland-Kreis verläuft. dadurch wird es möglich, das aufgefächerte Licht besonders scharf auszuwerten.Preferably is the guide device such formed such that the detection path is substantially concentric to the midpoint of a defined by the Rowland grid device Rowlandkreises, especially on the Rowland circle runs. thereby will it be possible the fanned out light to evaluate particularly sharply.
Die Führungseinrichtung umfasst vorzugsweise eine Antriebseinrichtung durch welche die Erfassungseinrichtung mechanisch durch den Untersuchungsbereich bewegbar ist. Diese Antriebseinrichtung kann einen Stelltrieb umfassen, der einen Motor, insbesondere Stell- oder Schrittmotor enthält. Es ist auch möglich, die Antriebseinrichtung durch einen Elektromagneten beispielsweise in der Art eines Uhr-Unruhemagneten zu realisieren.The guide means preferably comprises a drive device by which the detection device is mechanically movable through the examination area. This drive device may comprise an actuating drive, which is a motor, in particular Stell- or stepper motor. It is also possible, the drive device by an electromagnet, for example to realize in the manner of a clock-riot magnet.
Eine besonders kostengünstige Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gegeben, dass die Antriebseinrichtung eine Bi-Metall oder SMA-Struktur (shape memory alloy-Struktur) umfasst. Die Bi-Metall oder SMA-Struktur kann als Uhrspiralfeder ausgebildet sein und selektiv ein Schwenkmoment auf die Führungseinrichtung aufbringen.A particularly cost-effective embodiment The invention is characterized in that the drive device a bi-metal or SMA structure (shape memory alloy structure). The bi-metal or SMA structure can be formed as a clock spiral spring be and selectively apply a pivoting moment on the guide device.
Vorzugsweise ist die Führungseinrichtung als Drehteller- oder Dreharm ausgebildet. Der Drehteller- oder Dreharm kann über ein Spitzenlager in der Art einer Uhr-Unruhe gelagert sein.Preferably is the leadership institution as Turntable or rotary arm formed. The turntable or rotary arm can over a top bearing be stored in the manner of a clock restlessness.
Vorzugsweise ist die Führungseinrichtung mit Positionsindikationsmitteln ausgestattet, zur Bestimmung der Position der Erfassungseinrichtung auf ihrer Bahn in Zuordnung zu den erfassten Messsignalen. Diese Positionsindikationsmittel können als Inkremental-Drehgeber ausgebildet sein, wobei die Winkelkodierung unmittelbar an dem Drehteller oder einem Flankenabschnitt des Dreharms vorgesehen sein kann. Alternativ hierzu, oder auch in Kombination mit dieser Maßnahme ist es auch möglich, die Position der Erfassungseinrichtung über die Ansteuerung der Antriebseinrichtung zu ermitteln.Preferably, the guide device is equipped with position-indicating means for determining the position of the detection device on its path in association with the detected measurement signals. These position-indicating means can be designed as incremental rotary encoders, wherein the angular encodings can be provided directly on the turntable or a flank section of the rotary arm. Alternatively, or in combination with this measure, it is also possible, the Po tion of the detection device via the control of the drive device to determine.
Es ist möglich, die Führungseinrichtung so auszubilden, dass diese temporär mehrere Umläufe der Erfassungseinrichtung ermöglicht.It is possible, the management facility to train so that this temporarily several rounds of Detection device allows.
Die das Rowlandgitter und die Erfassungseinrichtung umfassende Messanordnung ist vorzugsweise gasdicht geschlossen ausgebildet. der Spaltbereich ist vorzugsweise mit einem Fensterelement abgedeckt, das ein im Hinblick auf das untersuchungsrelevante Lichtspektrum zulässiges Absorptionsspektrum aufweist. Es ist möglich, das Absorptionsspektrum des vorgelagerten, lichtdurchlässigen, oder lichtleitenden Systems bei der Auswertung zu berücksichtigen.The the Rowland grid and the detection device comprehensive measuring arrangement is preferably formed gas-tight closed. the gap area is preferably covered with a window element, which is an im With regard to the examination-relevant light spectrum permissible absorption spectrum having. It is possible, the absorption spectrum of the upstream, translucent, or light-conducting system to be considered in the evaluation.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst vorzugsweise eine Speichereinrichtung, zur Aufzeichnung der erfassten Messsignale. Die Speichereinrichtung kann als modular ankoppelbare Speichereinrichtung, insbesondere als Flash-Stick ausgebildet sein. Es ist möglich, im Bereich der Messanordnung eine programmierbare Auswertungsschaltung vorzusehen, so dass die Aufzeichnung der Messdaten in einer, einem gewünschten Datenformat sowie einer bestimmten Messabweichungskompensation bereits geräteintern rechnungtragenden Weise erfolgt.The inventive device preferably comprises a memory device for recording the detected measurement signals. The storage device can be considered modular dockable storage device, in particular designed as a flash stick be. It is possible, to provide a programmable evaluation circuit in the area of the measuring arrangement, allowing the recording of the measurement data in one, a desired Data format and a certain measurement deviation compensation already internally bill-carrying manner.
Die Messsignale werden vorzugsweise als Intensitätsangaben unter Zuordnung zu ihrer Wellenlänge aufgezeichnet. Die der momentan gemessenen Intensität zuzuordnende Wellenlänge kann anhand der Position der Erfassungseinrichtung bestimmt werden.The Measuring signals are preferably assigned as intensity data under assignment their wavelength recorded. The attributed to the currently measured intensity wavelength can be determined by the position of the detection device.
Es ist auch möglich, die zuzuordnende Wellenlänge durch pulsweise Einstrahlung eines, oder mehrerer Referenzspektren und Auswertung des Intensitätssignals zu ermitteln.It is possible, too, the wavelength to be assigned by pulsed irradiation of one or more reference spectra and evaluation of the intensity signal to investigate.
Die eingangs angegebene Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zur Erhebung spekrometrischer Messsignale, bei welchem über eine Eintrittsspalteinrichtung, die zu untersuchende Strahlung auf eine Rowland-Gittereinrichtung geleitet und von dieser unter spektraler Auffächerung reflektiert wird, wobei die hinsichtlich der spektralen Verteilung indikativen spektrometrischen Messsignale erfasst werden, indem eine Erfassungseinrichtung unter Verwendung einer Führungseinrichtung durch das aufgefächerte Spektrum auf einer Detektionsbahn von im wesentlichen konstanter spektraler Schärfe geführt wird.The The object specified above is also achieved by a method for Collection of spectrometric measuring signals, in which an entrance splitting device, the radiation to be examined on a Rowland grid device passed and from this under spectral fanning which is indicative of the spectral distribution spectrometric measuring signals are detected by a detection device using a guide device through the fanned out Spectrum on a detection path of substantially constant spectral sharpness guided becomes.
Vorzugsweise werden während der Führung der Erfassungseinrichtung durch das aufgefächerte Spektrum die Intensitätssignale erfasst und unter Zuordnung zur jeweiligen Wellenlänge aufgezeichnet.Preferably be while the leadership of Detection device by the fanned spectrum the intensity signals recorded and recorded in association with the respective wavelength.
Vorzugsweise wird das zu untersuchende Licht erzeugt, indem durch eine Lichtquelleneinrichtung eine Probe beleuchtet wird, zur Abgabe des zu untersuchenden Lichts als Remissionsstrahlung.Preferably the light to be examined is generated by a light source device a sample is illuminated, for delivery of the light to be examined as remission radiation.
Die Lichtquelleneinrichtung kann als Diodeneinrichtung ausgebildet sein. Die Diodeneinrichtung kann gepulst betrieben werden. Anhand des Pulsmusters kann eine Fremdlichtunterdrückung erfolgen.The Light source device may be formed as a diode device. The diode device can be operated pulsed. Based on the Pulse pattern can be carried out an extraneous light suppression.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere zur Erfassung von Stoffen in vitalem Gewebe angewendet werden, indem Licht mit einer vorgegebenen Wellenlänge derart auf das Gewebe gerichtet wird, dass das Licht in das Gewebe eindringt, zumindest ein Teil des aus dem Gewebe austretenden Lichtes erfasst wird, und die Intensität des remittierten Lichtes, oder die optische Dichte des beleuchteten Mediums unter Zuordnung zu seiner Wellenlänge ermittelt wird und die derart ermittelte Intensitätsverteilung des remittierten Lichtes oder optischen Dichte, mit wenigstens einem Referenzsystem verglichen wird, wobei auf Grundlage des Vergleichsergebnisses auf die Präsenz und/oder Konzentration eines Stoffes geschlossen wird.The inventive method Can be used in particular for the detection of substances in vital tissue be by placing light of a given wavelength like this directed to the tissue, that the light penetrates into the tissue, at least a part of the light emerging from the tissue is detected, and the intensity of the remitted light, or the optical density of the illuminated one Medium is determined by assignment to its wavelength and the such determined intensity distribution of the remitted light or optical density, with at least one Reference system is compared, based on the comparison result on the presence and / or concentration of a substance is closed.
Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, verschiedene Substanzen invivo, nicht-invasiv zu erfassen und etwaige medizinische Hilfs- oder Therapiemaßnahmen präzise auf den physiologischen Zustand dieser Person abzustimmen. In besonders vorteilhafter Weise wird es auch möglich, krankheitsbedingt im Kreislauf der Person befindliche Substanzen zu detektieren und hierauf basierend eine Medikation abzustimmen. In weiterhin vorteilhafter Weise wird es möglich, psychoaktive Substanzen, deren Abbauprodukte, illegale Drogen sowie Pharmaka und ebenfalls deren Metabolite zu erfassen.Thereby is it possible in an advantageous manner to detect various substances in vivo, non-invasively and possibly medical aids or therapies precise to the physiological Condition of that person to vote. In a particularly advantageous manner It is also possible due to illness to detect substances present in the circulation of the person and based on this a medication to vote. In further advantageous Way it becomes possible psychoactive substances, their degradation products, illegal drugs as well Pharmaceuticals and also to detect their metabolites.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens sind die Referenzen beispielsweise in Form von datensatzartig spezifizierten Referenzspektren derart ausgewählt, dass diese – oder Korrelationen hiermit , beispielsweise in Form von Übereinstimmungen/Abweichungen hiervon – jeweils für einen bestimmten Stoff – oder eine Stoffgruppe indikativ sind.According to one particularly preferred embodiment of the method, the references are for example in the form of a data record specified reference spectra selected such that these - or correlations hereby, for example in the form of agreements / deviations hereof - respectively for one certain substance - or a group of substances are indicative.
Alternativ hierzu – oder in besonders vorteilhafter Weise auch in Kombination mit der vorangehend genannten Maßnahme – ist es auch möglich, mehrere Referenzsysteme insbesondere eine Vielzahl von datensatzartig abgespeicherten Referenzspektren vorzusehen, wobei in Abhängigkeit von der Erfüllung vorgegebener Beziehungen mit den Referenzsystemen, insbesondere Referenzspektren und der erfassten Spektralverteilung auf die Präsenz und/oder Konzentration eines Stoffes geschlossen wird.Alternatively, or in a particularly advantageous manner also in combination with the above-mentioned measure, it is also possible to provide a plurality of reference spectra, in particular a multiplicity of reference spectra stored, wherein, depending on the fulfillment of predetermined relationships with the reference systems, in particular reference spectra and the acquired Spectral distribution on the presence and / or concentration of a substance is closed.
In vorteilhafter Weise wird auf Grundlage der Intensität ausgewählter Wellenlängenbereiche ein Stoff identifiziert und auf die Konzentration des erkannten Stoffes geschlossen. Diese Wellenlängenbereiche werden gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Blick auf ein erwartetes Klassifikationsergebnis ausgewählt.In Advantageously, based on the intensity of selected wavelength ranges a substance identified and recognized on the concentration of Fabric closed. These wavelength ranges are determined according to a particularly preferred embodiment the method according to the invention selected with a view to an expected classification result.
Das Spektrum des auf das Gewebe abgestrahlten Lichtes erstreckt sich vorzugsweise über einen Wellenlängenbereich von 200 bis 800nm. Zum Nachweis psychoaktiver Substanzen eignet sich insbesondere ein Wellenlängenfenster zwischen 220 bis 400nm.The Spectrum of the light emitted to the tissue light extends preferably over a wavelength range from 200 to 800nm. Suitable for the detection of psychoactive substances in particular a wavelength window between 220 to 400nm.
Es ist möglich, die spektrale Breite des auf das Gewebe abgestrahlten Lichtes auf einen Wert festzulegen, der kleiner ist als die Bandbreite des Analysebereiches beispielsweise 60nm. Insbesondere ist es möglich, im wesentlichen monochromes, insbesondere kohärentes Licht zu verwenden und dessen Frequenz sukzessive über den Analysebereich beispielsweise von 220 bis 400nm zu modulieren. Bei der Verwendung von monochromem Licht wird es möglich, Bandverschiebungseffekte, die durch die gesuchten Substanz hervorgerufen werden, beim Nachweis derselben zu nutzen. Es ist möglich bei diesem Vorgehen weißes Licht zu verwenden.It is possible, the spectral width of the light emitted to the tissue light set a value smaller than the bandwidth of the analysis area for example 60nm. In particular, it is possible to use essentially monochrome, especially coherent To use light and its frequency successively over the To modulate analysis range, for example, from 220 to 400nm. In the Using monochrome light will allow band-shifting effects, which are caused by the substance sought, in detection to use the same. It is possible white in this procedure To use light.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt der Vergleich der erfassten Wellenlängen/Instensitäts-Verteilung auf Grundlage einer Korrelationsbetrachtung. In Abhängigkeit von der Erfüllung einer Korrelationsbeziehung kann hierbei auf die Präsenz und/oder Konzentration eines Stoffes, oder Stoffgruppen geschlossen werden.According to one particularly preferred embodiment The invention involves the comparison of the detected wavelength / instance distribution based on a correlation analysis. Dependent on from the fulfillment A correlation relationship can be based on the presence and / or Concentration of a substance, or substance groups are closed.
Vorzugsweise sind mehrere zur Identifikation von Amphetaminen, Benzodiazepinen, Cannabinoiden, Methadon und Ecgoninen herangezogene Referenzgrundlagen vorgesehen.Preferably are several for the identification of amphetamines, benzodiazepines, Reference bases used for cannabinoids, methadone and ecgonins intended.
Weiterhin umfassen die Referenzgrundlagen vorzugsweise auch Datensätze zur Identifikation von Heroin-Derivaten, Kokain, LSD, Nor-LSD, Opiaten, Buprenorphin, Gabapentin, Carbamazepin, Oxcarbazepin, Antidepressiva, Neuroleptika, Barbiturate und Antibiotika.Farther the reference bases preferably also contain data sets for Identification of heroin derivatives, cocaine, LSD, nor-LSD, opiates, buprenorphine, Gabapentin, carbamazepine, oxcarbazepine, antidepressants, neuroleptics, Barbiturates and antibiotics.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Remissionslicht an Körperstellen mit unterschiedlichem Blutoxygenierungsgrad gemessen. Dadurch wird es möglich, den Sauerstoffgehalt des Blutes und den Hämoglobingehalt des Blutes zu bestimmen und Einflüsse des Blutoxygenierungsgrades bei der Signalauswertung zu berücksichtigen.According to one particularly preferred embodiment the invention, the remission light at body sites with different Blood oxygenation level measured. This will make it possible for the Oxygen content of the blood and the hemoglobin content of the blood too determine and influences the degree of blood oxygenation in the signal evaluation.
In vorrichtungstechnischer Hinsicht wird die eingangs angegebene Aufgabe auch gelöst durch eine weitere Ausgestaltung der vorangehend genanten Messanordnung zu einer Vorrichtung zur Erfassung von Stoffen in vitalem Gewebe, mit einer Lichtquelle zur Erzeugung von Licht mit einem vorgegebenen Spektrum und Aufstrahlung des Lichtes auf das vitale Gewebe derart, dass das Licht in das Gewebe eindringt, einer Lichtertassungseinrichtung zur Erfassung zumindest eines Teiles des aus dem Gewebe remittierten Lichtes, einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Intensität des remittierten Lichtes unter Zuordnung zur Wellenlänge und einer Vergleichseinrichtung zum Vergleichen der ermittelten Intensitätsverteilung des Remissions-Spektrums mit wenigstens einem Referenzdatensatz, wobei auf Grundlage des Vergleichsergebnisses auf die Präsenz und/oder Konzentration eines Stoffes bzw. Stoffgruppe geschlossen wird.In Device-technical terms, the task described above also solved by a further embodiment of the above-mentioned measuring arrangement to a device for detecting substances in vital tissue, with a light source for generating light with a predetermined Spectrum and irradiation of the light on the vital tissue in such a way that the light penetrates the tissue, a light-detecting device for detecting at least a part of the remitted from the tissue Light, a detection device for detecting the intensity of the remitted Light assigned to the wavelength and a comparator for comparing the determined intensity distribution of the remission spectrum with at least one reference data set, based on the Comparison result on the presence and / or concentration of a substance or group of substances becomes.
In besonders vorteilhafter Weise umfasst die Vorrichtung ein Auswertungssystem, das derart ausgebildet ist, dass dieses den Algorithmus, die Auswerteprozedur und/oder das Referenzsystem unter Einbezug der erfassten Messdaten adaptiv verändert. In vorteilhafter Weise ist die Vorrichtung derart ausgebildet, dass auf Grundlage der erfassten Messdaten eine Selbsteichung erfolgt. In vorteilhafter Weise ist die Vorrichtung derart ausgebildet, dass auf Grundlage der erfassten Messdaten eine Funktionskontrolle erfolgt. In vorteilhafter Weise ist die Vorrichtung derart ausgebildet, dass Wahrscheinlichkeitsaussagen über das Vorhandensein ggf. verwechselbarer Substanzen erfolgen. In weiterhin vorteilhafter Weise ist die Vorrichtung derart ausgebildet, dass eine automatische Fehleranalyse bei jedem Messvorgang erfolgt. In vorteilhafter Weise ist die Vorrichtung derart ausgebildet, dass eine automatische Fehleranalyse erfolgt, die beispielsweise die Wahrscheinlichkeit für zukünftige mögliche Messfehler oder falsche Stoffidentifizierung minimiert.In Particularly advantageously, the device comprises an evaluation system, which is designed such that this the algorithm, the evaluation procedure and / or the reference system taking into account the acquired measurement data adaptively changed. Advantageously, the device is designed such that self-calibration is performed on the basis of the acquired measurement data. Advantageously, the device is designed such that A function check is performed based on the acquired measurement data. Advantageously, the device is designed such that Probability statements about the presence of possibly mistaken substances take place. In furthermore advantageously the device is designed in such a way that that an automatic error analysis takes place during each measuring process. Advantageously, the device is designed such that An automatic error analysis takes place, for example, the Probability for future possible Measurement error or incorrect substance identification minimized.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen:Further Details of the invention will become apparent from the following description in conjunction with the drawing. Show it:
Die
in
Der
Lichtleiter führt
zu einer Eintrittsspalteinrichtung
Konzentrisch
zu einem durch das Rowland-Gitter definierten Rowlandkreis
Auf
der Führungseinrichtung
Die
Photodiode ist
Die
Photodiode
Zur
Bewegung der Führungseinrichtung
Über die
Antriebseinrichtung
Über die
Steuereinheit
In
der Steuereinrichtung
Die
ermittelten Messsignale können
in einer Speichereinrichtung abgelegt werden, die beispielsweise
in der Art eines Flash-Sticks ein Teilmodul der Vorrichtung bildet.
Die gespeicherten Daten können nachfolgend
einer tiefergehenden Auswertung zugrundegelegt werden. Es ist auch
möglich,
im Bereich der Vorrichtung, insbesondere durch entsprechende Konfiguration
der Steuereinrichtung
Der
hier gezeigte, plan mit dem Sensorkopf
Zur
Skizze gemäß
Der Graph a zeigt das Remissionslichtspektrum für DL-MDA D5. Der Graph a weist bei einer Wellenlänge von 256nm ein charakteristisches lokales Minimum auf. Bei Wellenlängen von 275nm, 250nm und 296nm ergeben sich markante lokale Maxima der optischen Dichte des erfassten Remissionslichtes. Die optische Dichte des erfassten Remissionslichtes liegt für die Wellenlänge von 256nm bei 0,6, für die Wellenlänge 274nm bei 1,25, für die Wellenlänge von 286nm bei 1,5 und für die Wellenlänge von 298nm bei 1,7.Of the Graph a shows the remission light spectrum for DL-MDA D5. The graph a points at one wavelength of 256nm a characteristic local minimum. At wavelengths of 275nm, 250nm and 296nm result in striking local maxima of the optical Density of the detected remission light. The optical density of the detected reflectance light is for the wavelength of 256nm at 0.6, for the wavelength 274nm at 1.25, for the wavelength from 286nm at 1.5 and for the wavelength from 298nm at 1.7.
Graph b beschreibt das Remissionslichtspektrum für D-Amphetamin in einer Konzentration. von 500 ng/ml. Der für das D-Amphetamin charakteristische Graph b, weist bei einer Wellenlänge von 260nm ein lokales Maximum auf. Im Vergleich zu den weiteren beschriebenen Amphetaminen ist das D-Amphetamin selbst bei der hier gezeigten Konzentration von 500 ng/ml in dem Wellenlängenfenster von 250 bis 400nm in soweit zuverlässig nachweisbar, als das sich das für D-Amphetamin charakteristische Spektrum deutlich von den ansonsten für Amphetamine typischen Spektren unterscheidet und insbesondere bei 260nm ein Maximum aufweist.graph b describes the remission light spectrum for D-amphetamine in one concentration. from 500 ng / ml. The for the D-amphetamine characteristic graph b, points at a wavelength of 260nm a local maximum. Compared to the others described Amphetamine is D-amphetamine even at the concentration shown here of 500 ng / ml in the Wavelength window of 250 to 400nm in so far reliable verifiable, as that is the for D-amphetamine characteristic spectrum significantly different from the otherwise for amphetamines typical spectra differs and in particular at 260nm Maximum.
Der Graph c zeigt ein charakteristisches Remissionslichtspektrum für DL-MDMA in einer Konzentration von 500 ng/ml. Der Graph c hat bei einer Wellenlänge von 286nm ein charakteristisches absolutes Maximum. Der Graph c weist im Bereich von 260 bis 310nm keine weiteren lokalen Extremwerte auf. Der Graph c zeichnet sich durch einen zum absoluten Maximum bei 286nm im wesentlichen symmetrischen, glockenartigen Verlauf aus. Das absolute Maximum des DL-MDMA liegt im Bereich einer zentral nervös relevanten Konzentration in etwa im Bereich des lokalen Maximum des DL-MDA (Graph a).Of the Graph c shows a characteristic remission light spectrum for DL-MDMA in one concentration of 500 ng / ml. The graph c has a characteristic at a wavelength of 286nm absolute maximum. The graph c has in the range of 260 to 310nm no further local extreme values. The graph c stands out through one to the absolute maximum at 286nm substantially symmetrical, bell-shaped course. The absolute maximum of the DL-MDMA is in the area of a centrally nervous relevant concentration approximately in the range of the local maximum of the DL-MDA (Graph a).
Der Graph d zeigt einen für DL-Metamphetamin charakteristischen Verlauf der optischen Dichte über der Wellenlänge. Bei einer Wellenlänge von 257nm ergibt sich ein charakteristisches lokales Minimum und bei einer Wellenlänge von 261 nm ein charakteristisches absolutes Maximum. Im Wellenlängenbereich von 265nm sowie bei 269nm ergeben sich für die zweite Ableitung der optischen Dichte nach der Wellenlänge charakteristische Maxima.Of the Graph d shows a for DL-metamphetamine characteristic course of optical density over the Wavelength. At one wavelength of 257nm results in a characteristic local minimum and at one wavelength of 261 nm a characteristic absolute maximum. In the wavelength range of 265nm and 269nm, the second derivative of the optical density according to the wavelength characteristic maxima.
Der Graph e verdeutlicht ein für DL-3,4-MDEA charakteristisches Remissionslichtspektrum bei einer Konzentration von 500 ng/ml. Der Graph e zeichnet sich aus durch ein lokales Minima bei einer Wellenlänge im Bereich von 255nm. Bei einer Wellenfänge im Bereich von 286nm ergibt sich ähnlich wie bei DL-MDMA (500 ng/ml) ein lokales Maximum. Jenseits einer Wellenlänge von 310nm liegt die optische Dichte des Remissionslichtes für DL-3,4-MDEA (500 ng/ml) nahezu bei 0.Of the Graph e illustrates one for DL-3,4-MDEA characteristic remission light spectrum at one concentration of 500 ng / ml. The graph e is characterized by a local minimum a wavelength in the range of 255nm. At a wave catches in the range of 286nm results similar as with DL-MDMA (500 ng / ml) a local maximum. Beyond one wavelength of 310 nm lies the optical density of the remission light for DL-3,4-MDEA (500 ng / ml) almost at 0.
Der Graph f beschreibt den Verlauf des Remissionslichtspektrums für D-Metamphetamin (500ng/ml). Bei einer Wellenlänge von 254nm ergibt sich ein lokales Maximum. Bei einer Wellenlänge von 257nm ergibt sich ein lokales Minimum. Bei einer Wellenlänge von 260nm ergibt sich ein absolutes Maximum. Bei Wellenlängen von 265nm sowie 269nm ergeben sich hinsichtlich der Ableitung der optischen Dichte über der Wellenlänge Maxima.Of the Graph f describes the course of the remission light spectrum for D-metamphetamine (500ng / ml). At one wavelength of 254nm results in a local maximum. At a wavelength of 257nm results in a local minimum. At a wavelength of 260nm results in an absolute maximum. At wavelengths of 265nm and 269nm result in the derivation of the optical density over the wavelength Maxima.
Graph g zeigt ein für ein DL-Amphetamin bei einer Konzentration von 500 ng/ml signifikantes Remissionslichtspektrum. Signifikant ist ein bei einer Wellenlänge von 270nm liegendes lokales Minima, sowie ein bei einer Wellenlänge von 262nm liegendes Minimum und ein bei einer Wellenlänge von 312nm liegendes Maximum.graph g shows a for a DL amphetamine at a concentration of 500 ng / ml significant Reflected light spectrum. Significant is one at a wavelength of 270nm lying local minima, as well as one at a wavelength of 262nm lying minimum and one at a wavelength of 312nm lying maximum.
Der Graph i beschreibt den Verlauf eines für Flunitrazepam (500ng/ml) charakteristischen Verlauf des Remissionslichtspektrums.Of the Graph i describes the course of a flunitrazepam (500ng / ml) characteristic course of the remission light spectrum.
Der Graph j zeigt den Verlauf des Remissionslichtspektrums für α-Hydroxy-Alprazolam.Of the Graph j shows the course of the remission light spectrum for α-hydroxy-alprazolam.
Der Graph k zeigt das Remissionslichtspektrum für Lorazepam in einer Konzentration von 500 ng/ml.Of the Graph k shows the remission light spectrum for Lorazepam in one concentration of 500 ng / ml.
Der Graph l zeigt den Verlauf für Oxazepam in einer Konzentration von (500 ng/ml).Of the Graph 1 shows the course for Oxazepam at a concentration of (500 ng / ml).
Der
Graph m zeigt den Verlauf des Remissionslichtspektrums für Nitrazepam
(
Der Graph n zeigt den Verlauf des Remissionslichtspektrums in einem Wellenlängenbereich von 240 bis 400nm für Nor-Diazepam ebenfalls in einer Konzentration von 500 ng/ml.Of the Graph n shows the course of the remission light spectrum in one Wavelength range of 240 to 400nm for Nor-diazepam also at a concentration of 500 ng / ml.
Hinsichtlich
der für
die einzelnen Remissionlichtspektren charakteristischen Merkmale
wird ausdrücklich
auf die
Es ergeben sich insbesondere dann die Detektierbarkeit und eindeutige Zuordnungen eines Spektrums zu einer Substanz oder einer Substanzgruppe, wenn paarweise Gradienten der gewichteten, nicht-linearen Ableitungen z.B. für die Gruppe des Kokains und der Ecgonine, die Gruppe der Amphetamine und die Gruppe der Cannabinoide gebildet werden. Wenn diese Gradientenbildung ergibt, dass für jeweils eine Substanz oder eine chemisch verwandte Substanzgruppe Absorbtionsmaxima bei bestimmten, für diese Substanz oder Substanzgruppe charakteristischen Wellenlängen nachweisbar sind, dann sind diese Maxima Resultat gleicher Substanzen oder Substanzgruppen.It In particular, the detectability and unequivocal result Assignments of a spectrum to a substance or a group of substances, when pairwise gradients of the weighted, nonlinear derivatives e.g. For the group of cocaine and ecgonine, the group of amphetamines and the group of cannabinoids are formed. If this gradient formation that yields for in each case one substance or a chemically related substance group Absorbtionsmaxima in certain, for this substance or group of substances characteristic wavelengths are detectable, then these maxima are the result of the same substances or substance groups.
Durch die erfindungsgemäße Generierung eines Remissionlichtspektrums wird es möglich, psychoaktive Substanzen in äußerst geringen Stoffkonzentrationen zuverlässig zu detektieren. Es ist möglich, die sich zu einem Gesamtremissionslichtspektrum überlagernden Einzelspektren eindeutig zu trennen. Die Auswertungsergebnisse stehen nach kürzester Auswertungszeit zur Verfügung. Die Aufzeichnung des Remissionlichtspektrums kann in vorteilhafter Art auf nicht-invasive Weise erfolgen. Damit ergibt sich ein kostengünstiges und besonders aussagefähiges Screening-Verfahren zum Psychopharmaka (Neuroleptika, Antidepressiva, Sedativa und Hypnotika) Antiepileptika und Antibiotika sowie deren Metabolite.By the generation of a Remission light spectrum makes it possible to use psychoactive substances in extremely small Substance concentrations reliable to detect. It is possible, the individual spectra overlying a total emission spectrum clearly separate. The evaluation results are available after the shortest Evaluation time available. The recording of the remission light spectrum can be in an advantageous Art done in a non-invasive way. This results in a cost-effective and especially meaningful Screening procedure for psychotropic drugs (neuroleptics, antidepressants, Sedatives and hypnotics), antiepileptics and antibiotics and their metabolites.
Durch das erfindungsgemäße Selektionsverfahren wird die Möglichkeit geschaffen, das Vorhandensein von illegalen Drogen und Arzneimitteln der genannten Arzneimittelgruppen im menschlichen Organismus ohne Blutabnahme, Haaranalyse oder Urinuntersuchungen nachzuweisen. Aus den im Zusammenhang mit der Erprobung der erfindungsgemäßen Lösung durchgeführten Untersuchungen ergibt sich, dass das erfindungsgemäße Verfahren sich zur Routineerfassung illegaler Substanzen im Blut eignet. Das durch eine vergleichsweise kostengünstig aufgebaute Hardware durchführbare Analyseverfahren eignet sich damit für Routinekontrollen im Straßenverkehr, zum Nachweis von illegalen Drogen und anderen, die Fahrtauglichkeit einschränkenden Medikamenten und psychoaktiven Substatanzen.By the selection method according to the invention becomes the possibility created the presence of illegal drugs and medicines of the mentioned drug groups in the human organism without Blood collection, hair analysis or urinalysis. Out the investigations carried out in connection with the testing of the solution according to the invention shows that the inventive method for routine detection illegal substances in the blood. That by a comparatively economical constructed hardware feasible Analysis method is thus suitable for routine road traffic checks, for Proof of illegal drugs and others, the driving ability restrictive Medications and psychoactive substances.
Da durch das erfindungsgemäße Verfahren, sowohl die Substanzen an sich als auch deren Konzentration auf zuverlässige Weise ermittelt werden können, wird eine qualitative Unterscheidbarkeit auch innerhalb von Substanzgruppen ermöglicht. Insbesondere ist es auch möglich, Metabolite der psychoaktiven Substanzen zuverlässig zu erfassen. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich in dieser Hinsicht insbesondere zur Detektion von Cannabinoiden, Amphetaminen und Kokain. Insbesondere in einer für die Straßenverkehrstauglichkeit eines Menschen relevanten Konzentration, können die psychoaktiven Substanzen routinemäßig durch Belichtung der Haut der zu untersuchenden Person nachgewiesen werden. Weitere Anwendungsgebiete sind die Spiegelkontrolle von Antiepileptika, welche spiegelkontrolliert beim Menschen eingesetzt werden. Drugmonitoring gestützte pharmakotherapeutische Interventionsmöglichkeiten sind auf dem Gebiet der Antibiotikatherapie und der Drugmonitoring gestützten Psychopharmakotherapie mit Neuroleptika und Antidepressiva. Die sich hieraus ergebenden individuellen Dosierungsmöglichkeiten bilden als solche die Grundlage für eine individuell abgestimmte medikamentöse Therapie. Eine derartige Therapie kann auch für sich gesehen erfindungswesentlich sein. Die Risiken von Über- und Unterdosierungen werden auf diese Weise ausgeschaltet.There by the method according to the invention, both the substances themselves as well as their concentration in a reliable manner can be determined becomes a qualitative distinction even within substance groups allows. Especially it is also possible Metabolite of psychoactive substances reliably detect. The inventive method is particularly suitable in this regard for the detection of cannabinoids, Amphetamines and cocaine. Especially in one for the roadworthiness of a person relevant concentration, can the psychoactive substances routinely by exposure of the skin the person to be examined. Further fields of application are the mirror control of antiepileptic drugs, which is mirror-controlled be used in humans. Drug monitoring-based pharmacotherapeutic intervention are in the field of antibiotic therapy and drug monitoring supported Psychopharmacotherapy with neuroleptics and antidepressants. The resulting individual dosage options As such, they form the basis for individually tailored medical therapy. Such a therapy can also be considered essential to the invention. The risks of over- and underdoses are turned off in this way.
Eine besonders zuverlässige Auswertung der in-vivo aufgenommenen Reflexionsspektren erfolgt vorzugsweise durch eine zentrale Auswertungseinheit. Die hinsichtlich des aufgenommenen Remissionlichtspektrums indikativen Datensätze können hierbei über eine mobile Kommunikationseinrichtung an einen zentralen Rechner, gegebenenfalls über das Internet weitergeleitet werden. An Hand des zentralen Rechners können umfangreiche Korrelationalgorithmen abgearbeitet werden, um aus dem Remissionslichtspektrum die Art und die Konzentration etwaiger unzulässiger Substanzen im menschlichen Organismus zu errechnen. Hierbei ist es möglich bekannte Matrix-Effekte ebenfalls zu berücksichtigen.A particularly reliable evaluation of the reflection spectra recorded in vivo is preferably carried out by a central evaluation unit. The data sets indicative of the recorded remission light spectrum can be transmitted via a mobile communication device to a central computer, possibly via the internet will be forwarded. On the basis of the central computer extensive correlation algorithms can be processed to calculate from the remission light spectrum the type and concentration of any inadmissible substances in the human organism. It is also possible to take into account known matrix effects.
Auf Grund der durch das erfindungsgemäße Verfahren möglich werdenden Erfassung und Quantifizierung der Substanzgruppen wird es möglich, den momentanen physiologischen Zustand der zu untersuchenden Person zu beurteilen. Es hat sich gezeigt, dass es durch das erfindungsgemäße Verfahren auch möglich wird, Metabolite der psychoaktiven Substanzen transdermal im Kapillarbett zuverlässig zu erfassen. Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf dem Prinzip, dass Licht unterschiedlicher Wellenlängen unterschiedlich tief in das belebte Gewebe eindringt. Insbesondere dringt längerwelliges (energieärmeres) Licht tiefer als kürzerwelliges (energiereicheres) Licht in das Gewebe ein. Dies bedeutet, dass kurzwelliges Licht an der gleichen Meßstelle weniger Substanz erreicht als langwelliges Licht. Innerhalb des Spektrums vom kurzwelligen zum langwelligen Licht, erhält man einen Konzentrationsgradienten. Das erfindungsgemäße Messverfahren zur Bestimmung der Konzentration von psychoaktiven Substanzen, insbesondere Chromophoren im Gewebe nutzt in vorteilhafter Weise diesen Effekt.On Reason for the process of the invention become possible Capturing and quantifying the substance groups makes it possible to identify the current to assess the physiological state of the person to be examined. It has been shown that by the method according to the invention also possible is metabolites of psychoactive substances transdermally in the capillary bed reliable too to capture. The inventive method is based on the principle that light of different wavelengths is different penetrates deeply into the living tissue. In particular, longer-wave (lower-energy) Light deeper than shorter wave (more energetic) light into the tissue. This means that Short-wave light reaches less substance at the same measuring point as long-wave light. Within the spectrum of the short-wave to the long-wave light, gets you get a concentration gradient. The measuring method according to the invention for determining the concentration of psychoactive substances, in particular Chromophores in the tissue advantageously uses this effect.
Wird nun die gleiche Meßstelle mit Licht unterschiedlicher Intensität beleuchtet, so erhält man Spektren die aus unterschiedlichen Tiefen stammen. Werden diese Spektren entsprechend gewichtet und voneinander subtrahiert, so erhält man die Konzentration bestimmter Stoffe in Abhängigkeit von der Tiefendifferenz.Becomes now the same measuring point illuminated with light of different intensity, we obtain spectra which come from different depths. Will these spectra weighted accordingly and subtracted from each other, we obtain the Concentration of certain substances depending on the depth difference.
Das heißt, zu jeder Konzentrationsänderung gehört auf einer definierten Wellenlänge, welche nur innerhalb eines bestimmten Wellenlängenbereiches, der für die Substanz charakteristisch ist, eine definierte Intensitätsänderung. Unter der Annahme, dass die optischen Eigenschaften des den Stoff umgebenden Gewebes konstant sind, kann unmittelbar aus den Intensitäts- und den Verteilungsdifferenzen der zugehörige Lichtweg bestimmt werden. Einer Verteilungsdifferenz entspricht damit in vorteilhafter Weise eine bestimmte Konzentrationsdifferenz. Aus der zur Konzentrationsdifferenz gehörenden Lichtintensitätsdifferenz, kann nach dem Lambert-Beerschen Gesetz, der Weg bestimmt werden.The is called, to every change of concentration belongs on one defined wavelength, which only within a certain wavelength range, that for the substance characteristic is a defined change in intensity. Under the assumption, that the optical properties of the tissue surrounding the fabric are constant, can directly from the intensity and distribution differences the associated one Be determined light path. A distribution difference corresponds thus advantageously a certain concentration difference. From the concentration difference difference light intensity difference, can be determined according to Lambert-Beer's law, the way.
Die Annahme von konstanten optischen Eigenschaften des Gewebes im Messvolumen wurde vorrangehend nur zur Vereinfachung angenommen. Durch entsprechend differenzierte Algorithmen können auch Veränderungen der optischen Eigenschaften des den Stoff umgebenden Gewebes mit berücksichtigt werden, wie dies in der Praxis häufig zutrifft.The Assumption of constant optical properties of the tissue in the measurement volume was initially accepted as a simplification only. By accordingly differentiated algorithms can also changes the optical properties of the fabric surrounding the fabric with considered as is often the case in practice true.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es möglich, im Stratum Corneum, in der Epidermis und bis in die Dermis hinein, Substanzen qualitativ auch bei inhomogener Verteilung in einem Messvolumen von etwa 10 μm Dicke zu bestimmen. Damit ist diese Methode geeignet, in definierte Eindringtiefe quantitative Aussagen über die Konzentration einer Substanz zu machen. Die Tiefenauflösung beträgt vorzugsweise ca. 8 μm. Hierdurch wird es möglich, die Haut in Schichtdicken von 8 μm von außen nach innen hinein, quantitativ und nicht-invasiv spektroskopisch zu untersuchen.By the inventive method will it be possible in the stratum corneum, in the epidermis and into the dermis, Substances qualitatively even with inhomogeneous distribution in a measuring volume of about 10 μm Thickness to be determined. Thus, this method is suitable in defined Penetration depth quantitative statements about the concentration of a substance close. The depth resolution is preferably approx. 8 μm. This makes it possible, the Skin in layer thicknesses of 8 μm from the outside inwards, quantitatively and non-invasively spectroscopically to investigate.
Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt gemäß der Erfindung durch ein Spektral-Photometer, dessen spektrale Auflösung 0,33nm beträgt. Dadurch wird es möglich, je nm 3 Messungen durchzuführen, so dass jedes Spektrum in sehr kleinen Abständen aufgelöst und berechnet werden kann. Hierdurch wird es möglich, Substanzen mit ähnlichen Spektren voneinander zu unterscheiden. Diese hohe Auflösung kann in vorteilhafter Weise durch ein CCD-Array mit 2048 Zellen erreicht werden.The execution the method according to the invention takes place according to the invention through a spectrophotometer whose spectral resolution is 0.33nm is. This will make it possible perform 3 measurements per nm, so that each spectrum can be resolved and calculated in very small distances. This will make it possible Substances with similar Differentiate spectra from each other. This high resolution can achieved in an advantageous manner by a CCD array with 2048 cells become.
Die Generierung, des auf die zu untersuchende Person abgestrahlten Lichtes, erfolgt vorzugsweise unter Verwendung einer Deuterium-Lampe und einer Halogenlampe, die ausreichend Licht im Bereich von 200 bis 800nm zur Verfügung stellen. Es hat sich gezeigt, dass die in-vivo vorkommenden Drogenmengen im Gewebe etwa 0,05% der Gesamtabsorption betragen. Die Intensitätsschwankungen des emittierten Lichtes der Lampe sollten daher erheblich kleiner sein als die Absorptionsänderungen durch die Drogen. Die Spannungs- und Stromstabilität der Lampe beträgt vorzugsweise weniger als 6 × 10–6 (p-p) und die Strom- und Spannungsdrift ist vorzugsweise kleiner als 0,01 % pro Stunde.The generation of the light emitted to the person to be examined is preferably carried out using a deuterium lamp and a halogen lamp which provide sufficient light in the range of 200 to 800 nm. It has been found that the in vivo occurring drug amounts in the tissue amount to about 0.05% of the total absorption. The intensity fluctuations of the emitted light of the lamp should therefore be considerably smaller than the absorption changes by the drugs. The voltage and current stability of the lamp is preferably less than 6 × 10 -6 (pp) and the current and voltage drift is preferably less than 0.01% per hour.
Um die Lichtintensität zu verändern, kann in vorteilhafter Weise ein Abschwächelement verwendet werden, das mit Hilfe einer mechanisch verstellbaren Blende die Intensität des einfallenden Lichtes kontinuierlich verändern kann. Über einen SMA-Stecker wird die Lichtquelle über ein Lichtleiterkabel mit dem Abschwächer verbunden. Durch eine Optik kann paralleles Licht auf den Ausgang des Abschwächers projiziert werden, der ebenfalls von einem SMA-Stecker gebildet wird. Von hier aus gelangt das Licht über einen Lichtleiter zum Objekt. Zwischen den beiden SMA-Steckern befindet sich vorzugsweise eine Blende, die mit einem Schrittmotor verstellt werden kann. Die Blendenöffnung ist vorzugsweise derart berechnet, dass beim Abblenden die Lichtcharakteristik nicht wesentlich beeinflußt wird. Der Schrittmotor wird vorzugsweise von einem Rechner gesteuert, in dem sich auch die optische Aufnahmeeinheit befindet. Der Motor ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass dieser 10.000 Schritte pro Umdrehung durchführen kann. Damit wird eine hinreichend feinstufige Veränderung der Lichtintensität möglich, um eine ausreichende Ortsauflösung in unterschiedlichen Tiefen zu erreichen.In order to change the light intensity, an attenuation element can be used in an advantageous manner, which can continuously change the intensity of the incident light with the aid of a mechanically adjustable aperture. An SMA connector is used to connect the light source to the attenuator via a fiber optic cable. Through an optic parallel light can be projected onto the output of the attenuator, which is also formed by an SMA connector. From here, the light reaches the object via a light guide. Between the two SMA plugs is preferably a diaphragm, which can be adjusted with a stepper motor. The aperture is preferably calculated such that when dimming the light characteristic is not significantly affected. The stepping motor is preferably controlled by a computer in which also the optical recording unit located. The motor is preferably designed so that it can perform 10,000 steps per revolution. Thus, a sufficiently fine-scale change in the light intensity is possible in order to achieve a sufficient spatial resolution at different depths.
Alternativ zu der vorangehend beschriebenen Maßnahme ist es auch möglich, durch den Einsatz von LED-Strahlern definierte Änderungen der Lichtintensität zu erreichen ohne dass sich hierbei die Abstrahleigenschaften des emittierten Lichtes verändern. Die vorrangehend beschriebene, durch beispielsweise einen Schrittmotor erreichte Ansteuerung der Blende kann hierbei entfallen.alternative to the measure described above, it is also possible by To achieve the use of LED spotlights defined changes in light intensity without the emission properties of the emitted Change the light. The above-described, for example, by a stepper motor reached control of the aperture can be omitted here.
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens durch eine Auflichtmessung an der menschlichen Haut wurde ein Sensorkopf entwickelt.For the implementation of the inventive method an incident light measurement on the human skin became a sensor head developed.
Dieser besitzt vorzugsweise 19 Lichtleiter, die das Licht auf die Haut bringen. 4 Lichtleiter sammeln das reflektierte Licht und leiten es zu dem Eintrittsspaltbereich der Messeanordnung. Der Lichtkegel trifft auf das Rowland-Gitter und wird durch dieses spektral zerlegt. Durch eine Führungseinrichtung wird eine Photodiode auf dem Rowland-Kreis durch das abgestrahlte, spektral zerlegte Licht geführt. Während der Führung der Photodiode wird laufend die gemessene Lichtintensität unter Zuordnung zur Erfassungsposition der Diode, bzw. der hieraus errechneten Wellenlänge gespeichert. Durch die Berücksichtigung des Kennfeldes der Diode wird es möglich, durch diese Messanordnung die Spektralverteilung auf dem Rowlandkreis mit hoher Schärfe zu ermitteln.This preferably has 19 light guides that direct the light to the skin bring. 4 light guides collect the reflected light and conduct it to the entrance slit area of the exhibition arrangement. The light cone meets the Rowland grid and is decomposed by this spectral. By a guide device is a photodiode on the Rowland circle through the radiated, spectral decomposed light led. During the guide The photodiode is constantly under the measured light intensity Assignment to the detection position of the diode or the calculated value wavelength saved. By consideration the characteristic diagram of the diode, it is possible by this measuring arrangement To determine the spectral distribution on the Rowlandkreis with high sharpness.
Eine weitere Steigerung der Qualität der Meßwerte kann erreicht werden, indem ein dem Eintrittsspalt vorgelagerter Lichtleiter verwendet wird, der eine nochmals größere Zahl von Lichtleitern, beispielsweise 70 Lichtleiteradern umfasst, wodurch eine noch homogenere Beleuchtung des Gewebes ermöglicht wird.A further increase in quality the measured values can be achieved by an upstream of the entrance slit Optical fiber is used, which is an even greater number of optical fibers, For example, comprises 70 optical fiber cores, creating an even more homogeneous Illumination of the tissue allows becomes.
Illegale Drogen, Psychopharmaka (Neuroleptika, Antidepressiva, Sedativa und Hypnotika) Antiepileptika und Antibiotika können durch das erfindungsgemäße Verfahren nachgewiesen werden, da sich gezeigt hat, dass insbesondere in einem Wellenlängenbereich von 200 bis 800nm eine Vielzahl dieser Substanzen eine deutliche Veränderung des in-vivo gewonnenen Remissionslichtspektrums verursacht. Auf Grundlage von vorzugsweise hinsichtlich der nachzuweisenden Substanzen generierten Reinspektren sowie unter Berücksichtigung deren Lösungsverhaltens, durch Brücksichtigung des Einflusses der Lösungsmittel auf etwaige Verschiebungen der Remissionslichtspektren, durch Berücksichtigung von Photoeffekten, spektroskopisch relevanten Interaktionen zwischen den jeweiligen Substanzen, deren Absorptionseigenschaften in verschieden physiologischen Medien und ihren transkutanen Messeigenschaften wird es möglich, die Aussagefähigkeit des Analyseergebnisses noch weiter zu steigern.illegal Drugs, psychotropic drugs (neuroleptics, antidepressants, sedatives and Hypnotics) Antiepileptics and antibiotics can by the method according to the invention be proven since it has been shown that in particular in a Wavelength range from 200 to 800nm a variety of these substances have a distinct change of the remission light spectrum obtained in vivo. On Basis of preferably with regard to the substances to be detected generated pure spectra and considering their solution behavior, by consideration the influence of solvents to any shifts in the remission light spectra, by consideration of photoeffects, spectroscopically relevant interactions between the respective substances whose absorption properties in different physiological Media and their transcutaneous measuring properties will make it possible for the meaningfulness of the analysis result.
Nachweis von Methadon/PolamidonDetection of methadone / polamidone
Methadon kommt in zwei stereo-enantiomeren Formen vor. Die eine Molekülform – im folgenden D-Methadon genannt – dreht polarisiertes Licht nach rechts, die andere – im folgenden L-Polamidon genannt – nach links. Die analgetisch und entzugskompensatorisch wirksame Form ist vorwiegend die L-Form. Da in der medizinisch/therapeutischen Praxis sowohl ein Gemisch aus beiden wie auch das L-Polamidon als Reinform vorkommen, ist es wichtig, die beiden Methadone unterscheiden zu können.methadone occurs in two stereo-enantiomeric forms. The one molecular form - in the following D-methadone called - turns polarized light to the right, the other - in the following L-Polamidon called - after Left. The analgesic and withdrawal compensatory effective form is predominantly the L-form. Because in the medical / therapeutic practice both a mixture from both as well as the L-Polamidon occur as a pure form is it is important to be able to distinguish the two methadones.
Das
erfindungsgemäße Verfahren
kann wie folgt durchgeführt
werden:
Zur Untersuchung einer Person wird auf deren Hautfläche, beispielsweise
im Innenarmbereich ein Sensorkopf aufgesetzt, durch welchen Licht
in einem Wellenlängenbereich
von 240 bis 800nm in die Haut hinein eingestrahlt wird. Das hierbei
aus einem bestimmten Hauttiefenabschnitt aus der Haut zurückgeworfene
Licht wird über
eine Lichtleitereinrichtung erfasst und einem erfindungsgemäßen Spektrometer zugeführt. Das
Spektrum des über
den Lichtleiter aufgefangenen Remissionslichtes wird aufgezeichnet. Das
aufgezeichnete Spektrum wird durch eine Rechnereinrichtung einer
mathematischen Auswerteprozedur unterzogen. Diese mathematischen
Auswerteprozedur berücksichtigt
vorzugsweise bestimmte Korrelationseigenschaften zwischen Spektren
die für eine
Vielzahl von potentiell relevanten Drogen und Medikamenten indikativ
sind. Da das durch die Spektrometereinrichtung erfasste Remissionslichtspektrum
sowohl für
die Art der mit dem Licht in Wechselwirkung getretenen Substanz
als auch eindeutig für deren
Konzentration ist, ist es möglich
an Hand der für
eine Vielzahl von Substanzen vorhandenen Referenzspektren, Art und
Konzentration der nachzuweisenden Substanzen aus dem Remissions-Lichtspektrum
zu errechnen.The process according to the invention can be carried out as follows:
To examine a person, a sensor head is placed on the skin surface, for example in the inner arm region, through which light is irradiated into the skin in a wavelength range of 240 to 800 nm. The light reflected back from the skin from a specific skin depth section is detected by a light guide device and fed to a spectrometer according to the invention. The spectrum of the remission light collected via the light guide is recorded. The recorded spectrum is subjected by a computer device to a mathematical evaluation procedure. This mathematical evaluation procedure preferably takes into account certain correlation properties between spectra indicative of a variety of potentially relevant drugs and drugs. Since the reflectance light spectrum detected by the spectrometer device is both the type of the substance which has interacted with the light and its concentration, it is possible to derive the reference spectra, nature and concentration of the substances to be detected from the reflectance for a plurality of substances To calculate light spectrum.
Sowohl die Lichtquelle zur Generierung des Untersuchungslichtes als auch der Sensorkopf zur Aufnahme des Remissionslichtes sind einschließlich des Spektrometers vorzugsweise als mobile Handgeräte aufgebaut. Es ist möglich, zur Auswertung des aufgezeichneten Remissionlichtspektrums dieses beispielsweise über ein mobiles Kommunikationssystem an eine zentrale Auswertungseinheit weiterzuleiten. Die Auswertung des derart weitergeleiteten Remissionslichtspektrums kann dann auf Grundlage eines umfassenden Datensatzes sowie durch eine leistungsfähige Hardware ausgewertet werden. Das derart gewonnene Auswertungsergebnis kann dann beispielsweise als SMS-Datensatz in den Bereich der Erfassungseinrichtung zurück übertragen werden.Both the light source for generating the examination light and the sensor head for receiving the remission light, including the spectrometer, are preferably constructed as mobile handsets. It is possible, for evaluation of the recorded remission light spectrum, to pass this on, for example, via a mobile communication system to a central evaluation unit. The evaluation of the remittance light spectrum relayed in this way can then be evaluated on the basis of a comprehensive data set and by powerful hardware. The Evaluation result obtained in this way can then be transmitted back, for example, as an SMS data record into the area of the detection device.
Es ist auch möglich, Detektion und Auswertung online am Untersuchungsgerät selbst, etwa im Straßenverkehr, in Arztpraxen oder in stationären Behandlungseinrichtungen von Krankenhäusern durchzuführen. In diesem Fall erhält der Untersucher direkt die Meßergebnisse über eine angeschlossene Druckereinrichtung ausgedruckt.It is possible, too, Detection and evaluation online at the examination device itself, about in traffic, in medical practices or in inpatient treatment facilities of hospitals. In receives this case the examiner directly the measurement results over a connected printer device printed.
Desweiteren können Sauerstoffbestimmungen intraoperativ online durchgeführt werden, ohne daß invasive blutgasanalytische Sauerstoffmessungen nötig sind.Furthermore can Oxygen determinations are carried out intraoperatively online, without being invasive Blood gas analytical oxygen measurements are necessary.
In der Kinderheilkunde können Sauerstoff, Hämoglobin und Medikamentenspiegel bestimmt werden, ohne daß traumatisierende und technisch umständliche Blutabnahmen erforderlich sind.In pediatrics can Oxygen, hemoglobin and drug levels are determined without traumatizing and technically complicated Blood samples are required.
In der Notfallmedizin können akute Intoxikationen von Drogen und Medikamenten in kürzester Zeit diagnostiziert und früher als bisher spezifisch behandelt werden.In of emergency medicine can Acute intoxication of drugs and medications in no time diagnosed and earlier to be treated as specific until now.
Claims (43)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2003153703 DE10353703A1 (en) | 2003-11-18 | 2003-11-18 | Method and device for collecting spectrometric measuring signals |
| PCT/EP2004/013135 WO2005050149A2 (en) | 2003-11-18 | 2004-11-18 | Method and device for collecting spectrometric measuring signals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2003153703 DE10353703A1 (en) | 2003-11-18 | 2003-11-18 | Method and device for collecting spectrometric measuring signals |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10353703A1 true DE10353703A1 (en) | 2005-06-16 |
Family
ID=34585190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2003153703 Ceased DE10353703A1 (en) | 2003-11-18 | 2003-11-18 | Method and device for collecting spectrometric measuring signals |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE10353703A1 (en) |
| WO (1) | WO2005050149A2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112009000264A5 (en) * | 2008-02-25 | 2011-03-03 | Mbr Optical Systems Gmbh & Co. Kg | Method and measuring device for collecting measurement signals from vital tissue |
| CA2951323A1 (en) | 2013-06-16 | 2014-12-24 | Ulrik Merrild NIELSEN | Detection of indications of psychoactive components in a liquid |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3384756A (en) * | 1965-04-21 | 1968-05-21 | Applied Res Lab Inc | Peaked monochromator having a sharply blazed diffraction grating which is always operated at the peak of the blaze |
| GB1510108A (en) * | 1974-05-28 | 1978-05-10 | Nat Res Dev | Spectrometers |
| JPS56137230A (en) * | 1980-03-31 | 1981-10-27 | Japan Atom Energy Res Inst | Spectral measurement device |
| JPS58225321A (en) * | 1982-06-25 | 1983-12-27 | Hitachi Ltd | Concave diffraction grating spectrometer |
-
2003
- 2003-11-18 DE DE2003153703 patent/DE10353703A1/en not_active Ceased
-
2004
- 2004-11-18 WO PCT/EP2004/013135 patent/WO2005050149A2/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2005050149A2 (en) | 2005-06-02 |
| WO2005050149A3 (en) | 2009-04-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0805348B1 (en) | Arrangement for the diagnosis of malignant tissue by way of flourescence observation | |
| EP1292220B1 (en) | Method and device for detecting substances in body fluids by raman spectroscopy | |
| EP0707826B1 (en) | Method and device for determining glucose in biologic medium | |
| EP0876596B1 (en) | Process and device for determining an analyte contained in a scattering matrix | |
| DE69532108T2 (en) | CANCER DIAGNOSIS THROUGH LASER-INDUCED DIFFERENTIAL-NORMALIZED FLUORESCENCE | |
| EP1395959B1 (en) | Method and device for recognition of natural skin | |
| EP0215772B1 (en) | Method and device for diagnosing tumours using sera | |
| DE10311452B4 (en) | Analysis system for the reagent-free determination of the concentration of an analyte in living tissue | |
| EP0555645A1 (en) | Device for detecting dental caries | |
| DE69633377T2 (en) | Device for displaying intraocular substances by measuring the light reflected from the eye | |
| DE3031249A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR DETECTING CARIES. | |
| WO2007090378A2 (en) | Measuring device for determining the size size distribution and amount of particles in the nanoscopic range | |
| DE112004002988T5 (en) | Instrument for non-invasive measurement of blood sugar level | |
| WO2008014890A1 (en) | Method for the glucose concentration in pulsational blood | |
| EP3865052A1 (en) | Measuring system and measuring method for determining the sun protection factor of a sunscreen | |
| DE4446390C1 (en) | Analyte concn. measuring method, e.g. for medical blood diagnosis | |
| DE102005036147B4 (en) | Arrangement for a measuring head for the combined recording of remission and fluorescence spectra as well as images, preferably for use in dermatology | |
| DE10129754A1 (en) | Detection of the presence of substances in vital tissue materials by passing light of a given wavelength through the material for its intensity to be compared with a reference system | |
| DE19519051B4 (en) | Method and device for the polarimetric determination of the blood sugar concentration | |
| DE10353703A1 (en) | Method and device for collecting spectrometric measuring signals | |
| DE19854292C2 (en) | Method and arrangement for multiparametric diagnosis of biological tissue | |
| EP4182673A1 (en) | Measuring system and measuring method | |
| EP2382916B1 (en) | Method and device for determining the fat content of the human body | |
| DE10341285B4 (en) | Surgical microscope with spectrometer and associated method | |
| DE19830541B4 (en) | Method and device for automatically measuring the concentration of components of the anterior chamber water and use thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
| R006 | Appeal filed | ||
| R008 | Case pending at federal patent court | ||
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: HEINZ SCHMERSAL MEDIZINTECHNIK GMBH & CO.KG, DE Free format text: FORMER OWNER: MBR GMBH, 58313 HERDECKE, DE Owner name: MBR GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: MBR GMBH, 58313 HERDECKE, DE Owner name: K.A. SCHMERSAL GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: MBR GMBH, 58313 HERDECKE, DE |
|
| R082 | Change of representative |
Representative=s name: BECK & ROESSIG - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS, DE Representative=s name: SPARING - ROEHL - HENSELER, DE |
|
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: MBR GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: HEINZ SCHMERSAL MEDIZINTECHNIK GMBH & CO. KG, 42279 WUPPERTAL, DE Owner name: K.A. SCHMERSAL GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: HEINZ SCHMERSAL MEDIZINTECHNIK GMBH & CO. KG, 42279 WUPPERTAL, DE |
|
| R082 | Change of representative |
Representative=s name: BECK & ROESSIG - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS, DE Representative=s name: SPARING - ROEHL - HENSELER, DE |
|
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: K.A. SCHMERSAL GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: MBR GMBH, 58313 HERDECKE, DE |
|
| R082 | Change of representative |
Representative=s name: SPARING - ROEHL - HENSELER, DE |
|
| R003 | Refusal decision now final | ||
| R011 | All appeals rejected, refused or otherwise settled |