CN110140032B - 测量设备 - Google Patents
测量设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110140032B CN110140032B CN201680091227.9A CN201680091227A CN110140032B CN 110140032 B CN110140032 B CN 110140032B CN 201680091227 A CN201680091227 A CN 201680091227A CN 110140032 B CN110140032 B CN 110140032B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fluid
- light
- flow rate
- irradiation
- information
- 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.)
- Active
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 130
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 31
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 21
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 11
- 230000035559 beat frequency Effects 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 238000004886 process control Methods 0.000 claims 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 36
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 36
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 21
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 19
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 18
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 3
- 238000005534 hematocrit Methods 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000004087 circulation Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
- G01N21/53—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/026—Measuring blood flow
- A61B5/0261—Measuring blood flow using optical means, e.g. infrared light
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/026—Measuring blood flow
- A61B5/0285—Measuring or recording phase velocity of blood waves
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7203—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
- G01F1/663—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters by measuring Doppler frequency shift
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/704—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow using marked regions or existing inhomogeneities within the fluid stream, e.g. statistically occurring variations in a fluid parameter
- G01F1/708—Measuring the time taken to traverse a fixed distance
- G01F1/7086—Measuring the time taken to traverse a fixed distance using optical detecting arrangements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/01—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials specially adapted for biological cells, e.g. blood cells
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/26—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting optical wave
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Physiology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Psychiatry (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Anesthesiology (AREA)
Abstract
一种测量设备(100、200、300)各自被设置有：照射装置(10、10a、10b)，所述照射装置(10、10a、10b)用光照射流体；光接收装置(21)，所述光接收装置(21)接收被所述流体散射的光；获取装置(23)，所述获取装置(23)获取流体信息，所述流体信息指示所述流体的流量或流速；以及控制装置(30)，所述控制装置(30)基于所述流体信息控制所述照射装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于基于通过对在测量目标内部流动的流体施加光并且通过接收来自所述流体的所述光而获取的信号来执行测量的测量设备和测量方法，以及计算机程序和其上记录所述计算机程序的记录介质。
背景技术
对于这种类型的设备，例如，提出了一种设备，其中发光二极管(LED)和光接收元件被布置在医用管周围，并且其中根据光接收信号测量在医用管(tubing)中流动的血液的血细胞压积(参考专利文献1)。可替选地，提出了一种设备，所述设备被配置为对血液流动的管施加激光，并且被配置为基于从通过光接收元件接收到的光的量计算出的血液浓度来校正根据激光的多普勒频移计算出的血液流量(参考专利文献2)。
引用列表
专利文献
专利文献1：WO 2004/057313 A1
专利文献2：WO 2013/153664 A1
发明内容
技术问题
如果流体具有相对高的流速，则可以在某些情况下增加激光功率以改进信噪(SN)比。如果当流体的流速在测量期间出于某些原因而降低时激光功率仍然是相对高的，则相对高的能量通过激光的照射被施加到流体的部分，这在技术上是有问题的。在专利文献1和2中未考虑此问题。
因此本发明的目的是提供一种测量设备和一种测量方法以及一种计算机程序和一种记录介质，即使流体的流速在测量期间改变，所述测量设备和所述测量方法也能够适当地执行测量。
问题的解决方案
本发明的上述目的能够通过一种测量设备来实现，所述测量设备被设置有：第一照射装置，所述第一照射装置被配置为对流体施加光；第一光接收装置，所述第一光接收装置被配置为接收由所述第一照射装置施加的所述光当中的被所述流体散射的光，并且被配置为输出第一输出信号；获取装置，所述获取装置被配置为基于所述第一光接收装置的第一输出信号来获取流体信息，所述流体信息指示所述流体的流量或流速；以及控制装置，所述控制装置被配置为基于所述流体信息控制所述第一照射装置。
本发明的上述目的能够通过一种测量设备中的测量方法来实现，所述测量设备包括：第一照射装置，所述第一照射装置被配置为对流体施加光；以及第一光接收装置，所述第一光接收装置被配置为接收由所述第一照射装置施加的所述光当中的被所述流体散射的光，并且被配置为输出第一输出信号，所述测量方法被设置有：基于所述第一光接收装置的第一输出信号获取流体信息的获取处理，所述流体信息指示所述流体的流量或流速；以及基于所述流体信息控制所述第一照射装置的控制处理。
本发明的上述目的能够通过一种用于制造计算机的计算机程序来实现，所述计算机被设置在测量设备中，所述测量设备包括：第一照射装置，所述第一照射装置被配置为对流体施加光；以及第一光接收装置，所述第一光接收装置被配置为接收由所述第一照射装置施加的所述光当中的被所述流体散射的光，并且所述第一光接收装置被配置为输出第一输出信号，用作：获取装置，所述获取装置被配置为基于所述第一光接收装置的第一输出信号获取流体信息，所述基于所述第一光接收装置的第一输出信号指示所述流体的流量或流速；以及控制装置，所述控制装置被配置为基于所述流体信息来控制所述第一照射装置。
本发明的上述目的能够通过一种其上记录有本发明的计算机程序的记录介质来实现。
本发明的效果和其他益处将从实施例的以下描述中变得显而易见。
附图说明
图1是图示根据第一实践示例的激光多普勒血流计(laser Doppler blood-flowmetry)的配置的框图。
图2是图示根据第一实践示例的照射装置的控制处理的流程图。
图3是图示流量与激光功率之间的关系的示例的图。
图4是图示根据第二实践示例的激光多普勒血流计的配置的框图。
图5是图示根据第三实践示例的激光多普勒血流计的配置的框图。
具体实施方式
将对本发明的实施例中的测量设备、测量方法、计算机程序和记录介质给出说明。
(测量设备)
根据实施例的测量设备被设置有：第一照射装置，所述第一照射装置被配置为对流体施加光；第一光接收装置，所述第一光接收装置被配置为接收从通过所述第一照射装置施加的所述光出来的、被所述流体散射的光，并且被配置为输出第一输出信号；获取装置，所述获取装置被配置为基于所述第一光接收装置的第一输出信号获取流体信息，所述流体信息指示所述流体的流量或流速；以及控制装置，所述控制装置被配置为基于所述流体信息控制所述第一照射装置。
根据该实施例中的测量设备，基于流体信息控制第一照射装置，所述流体信息指示流体的流速的流量。因此，即使流体的流速在测量期间改变，也能够适当地执行测量。
在根据该实施例的测量设备的方面中，控制装置被配置为如果通过流体信息指示的流体的流量或流速小于或等于第一预定值，则控制第一照射装置以减小施加到流体的光的强度，或者停止施加到流体的光的照射。根据这个方面，能够相对容易地确定是否减小光的强度，或者是否停止光的照射。“以减小光的强度”可以包括将光的强度设定为零。
“第一预定值”可以是用于确定是否减小施加到流体的光的强度，或者是否停止施加到流体的光的照射的值，并且可以被提前设定为固定值或与某个物理量或参数相对应的可变值。可以如下设定这样的第一预定值。例如，可以获取每单位时间施加到用光照射的流体的部分的能量与流量或流速之间的关系。然后，基于所获取的关系，可以将第一预定值设定为其处每单位时间施加的能量是可允许范围的上限的流量或流速。通常为每种类型的流体设定第一预定值。
在这方面，第一照射装置可以具有调光装置，所述调光装置被配置为减少施加到流体的光，并且控制装置可以被配置为如果通过流体信息指示的流体的流速小于或等于第一预定值，则控制第一照射装置以通过使用调光装置来减小施加到流体的光的强度。借助于这样的配置，能够相对容易地减小施加到流体的光的强度。调光装置的具体示例例如是液晶元件、机械快门等。
在这方面，所述测量设备还包括：第二照射装置，所述第二照射装置被配置为对流体施加光；以及第二光接收装置，所述第二光接收装置被配置为接收从通过所述第二照射装置施加的所述光出来的、被所述流体散射的光，并且被配置为输出第二输出信号。控制装置可以被配置为如果通过流体信息指示的流体的流量或流速小于或等于第一预定值，则控制第一照射装置以减小从第一照射装置施加到流体的光的强度，或者停止施加到流体的光的照射，同时控制第二照射装置以维持从第二照射装置施加到流体的光的强度。从第二照射装置施加到流体的光的强度弱于从第一照射装置施加到流体的光的强度。
在根据该实施例的测量设备的另一方面中，第一输出信号包括通过光的多普勒频移引起的拍频信号，并且获取装置被配置为：根据基于拍频信号的平均频率信息和一阶矩信息获取流体信息；在通过流体信息指示的流体的流量或流速大于或等于第二预定值的情况下基于平均频率信息获取流体信息；以及在通过流体信息指示的流体的流量或流速小于第二预定值的情况下基于一阶矩信息获取流体信息。根据这个方面，能够提高通过流体信息指示的流量或流速的准确度。
(测量方法)
根据实施例的测量方法是一种测量设备中的测量方法，所述测量设备包括：第一照射装置，所述第一照射装置被配置为对流体施加光；以及第一光接收装置，所述第一光接收装置被配置为接收由所述第一照射装置施加的所述光当中的被所述流体散射的光，并且所述第一光接收装置被配置为输出第一输出信号，所述测量方法被设置有：基于所述第一光接收装置的第一输出信号获取流体信息的获取处理，所述流体信息指示所述流体的流量或流速；以及基于所述流体信息控制所述第一照射装置的控制处理。
根据该实施例中的测量方法，如在上述的根据该实施例的测量设备中一样，即使流体的流速在测量期间改变，也能够适当地执行测量。根据该实施例的测量方法还能够采用与上述的根据该实施例的测量设备的那些方面相同的各个方面。
(计算机程序)
根据实施例的计算机程序制造计算机，所述计算机被设置在测量设备中，所述测量设备包括：第一照射装置，所述第一照射装置被配置为对流体施加光；以及第一光接收装置，所述第一光接收装置被配置为接收由第一照射装置施加的所述光当中的被所述流体散射的光，并且所述第一光接收装置被配置为输出第一输出信号，用作：获取装置，所述获取装置被配置为基于所述第一光接收装置的第一输出信号获取流体信息，所述流体信息指示所述流体的流量或流速；以及控制装置，所述控制装置被配置为基于所述流体信息控制所述第一照射装置。
根据该实施例中的计算机程序，能够通过使在测量设备中设置的计算机执行计算机程序来相对容易地实现根据上述的实施例的测量设备。结果，根据该实施例中的计算机程序，如在上述的根据该实施例的测量设备中一样，即使流体的流速在测量期间改变，也能够适当地执行测量。
(记录介质)
在根据实施例的记录介质上，记录了上述的根据该实施例的计算机程序。随着在测量设备中设置的计算机读取并执行紧致盘只读存储器(CD-ROM)、DVD只读存储器(DVD-ROM)等上记录的计算机程序，可相对容易地实现根据上述的实施例的测量设备，所述CD-ROM、DVD-ROM等是根据该实施例的记录介质的示例。结果，根据该实施例中的记录介质，如在上述的根据该实施例的测量设备中一样，即使流体的流速在测量期间改变，也能够适当地执行测量。
实践示例
将参考附图说明根据本发明的实践示例的测量设备。在下面的实践示例中，本发明的测量设备的示例是激光多普勒血流计。本发明的流体的示例是血液。
<第一实践示例>
将参考图1和图2说明根据第一实践示例的激光多普勒血流计。
(配置)
将参考图1说明根据第一实践示例的激光多普勒血流计的配置。图1是图示根据第一实践示例的激光多普勒血流计的配置的框图。
在图1中，激光多普勒血流计100被设置有照射装置10、光电流转换器21、电流-电压转换器22、流量检测器23、和控制器30。作为根据本发明的“第一照射装置”的具体示例的照射装置10被设置有激光驱动设备11和光源12，所述光源12例如是激光二极管。控制器30被设置有流量确定器31和激光功率目标值设定装置32，所述激光功率目标值设定装置32被配置为设定与激光驱动设备11相关联的目标值。
从照射装置10的光源12发出的激光被施加到测试对象，所述测试对象是活体，诸如例如人类。施加到测试对象的激光被测试对象的生物组织散射。例如,为光电二极管的光电流转换器21被配置为接收散射激光当中的包括反向散射光的反射光，并且被配置为输出与所接收到的反射光的光量相对应的电流信号。电流-电压转换器22被配置为将从光电流转换器21输出的电流信号转换为电压信号，并且被配置为将该电压信号作为光学检测信号进行输出。
流量检测器23被配置为基于光学检测信号输出与流体信息相关联的流量检测信号，所述流体信息指示测试对象的血液的流量。因为能够应用诸如从平均频率和一阶矩获取流量的方法的各种现有方法，所以将省略有关如何基于光学检测信号获取流量的详细说明，所述平均频率和一阶矩是例如通过对光学检测信号执行频率分析(诸如快速傅立叶变换)来获取的。
流量确定器31的比较器311被配置为将通过流体信息指示的流量与阈值相比较，所述阈值是根据本发明的“第一预定值”的具体示例，并且所述比较器311被配置为输出比较结果。这里，阈值可以是固定值或可变值。激光功率目标值设定装置32被配置为根据来自比较器311的比较结果来设定与激光驱动设备11相关联的目标值。
具体地，如果比较结果是流量大于阈值，则激光功率目标值设定装置32可以将指示当流量相较大时(换句话说，当流速相对高时)允许适当地测量流量的功率的值设定为目标值。另一方面，如果比较结果是流量小于或等于阈值，则激光功率目标值设定装置32可以将指示小于激光的目前功率的功率的值设定为目标值。这里，“指示小于目前功率的功率的值”可以包括零(即，光源12关闭)。
(控制处理)
将参考图2中的流程图说明由控制器30控制照射装置10的处理。
在图2中，首先，控制器30基于从流量检测器23输出的流量检测信号来获取流量(步骤S101)。控制器30然后确定流量是否小于或等于阈值(其与上述的比较器311中的流量与阈值之间的比较相对应)(步骤S102)。
在步骤S102中的确定中，如果确定了流量大于阈值(步骤S102：否)，则结束图2中图示的处理(在此情况下继续照射具有目前功率的激光)。控制器30然后在经过预定时间之后再次执行步骤S101。因此，在与预定时间相对应的周期中重复地执行图2中图示的处理。
另一方面，在步骤S102中的确定中，如果确定了流量小于或等于阈值(步骤S102：是)，则控制器30的激光功率目标值设定装置32设定新的目标值，并且减小激光的功率或者停止激光的照射(步骤S103)。如果激光的功率被减小，或者如果激光的照射被停止，则控制器30被理想地配置为向用户通知流量上的减小，例如，通过在图像显示器(未图示)上给出警告。借助于这样的配置，如果测量目标是在构成体外循环血液回路(诸如例如人造透析器)的管中流动的血液，则能够促进恢复流量的措施、系统重启等。
根据第一实践示例中的激光多普勒血流计100，如果测试对象的血液的流量小于或等于阈值，则减小激光的功率，或者停止激光的照射。因此当血液的流量由于某些原因而减小时，能够通过激光来防止意外高能量被施加到测试对象的血液。另一方面，如果测试对象的血液的流量大于阈值，则施加具有相对强的功率的激光。因此即使血液的流量相对大，也能够适当地测量流量。
在第一实践示例中，基于光学检测信号获取血液的流量，但是代替流量或者除了流量之外还可以获取血液的流速。在这种情况下，激光功率目标值设定装置32可以根据通过比较器311进行的血液的流速与阈值之间的比较的结果来设定目标值。
根据第一实践示例的“光电流转换器21”是根据本发明的“第一光接收装置”的示例。根据第一实践示例的“流量检测器23”是根据本发明的“获取装置”的示例。根据第一实践示例的“控制器30”是根据本发明的“控制装置”的示例。
(第一修改示例)
流量确定器31可以被设置有多级比较器。在这种情况下，通过设定输入到多级比较器的不同的阈值，可以根据血液的流量来相对灵活地设定激光的功率。
可替选地，激光功率目标值设定装置32也可以被配置为具有流量确定器31的功能。在这种情况下，例如，如果用于像图3中图示的那样定义流量与功率之间的关系的映射被提前存储在激光功率目标值设定装置32的存储器(未图示)中，则能够根据血液的流量来相对灵活地设定激光的功率。
(第二修改示例)
流量检测器23可以被配置为基于光学检测信号从平均频率和一阶矩中的每一个获取血液的流量。在这种情况下，当从一阶矩获取的流量小于预定值(其是根据本发明的“第二预定值”的具体示例)时，流量检测器23可以输出与流体信息相关联的流量检测信号，所述流体信息指示从一阶矩获取的流量。另一方面，当从一阶矩获取的流量大于预定值时，流量检测器23可以输出与流体信息相关联的流量检测信号，所述流体信息指示从平均频率获取的流量。
这是因为已经获取了以下实验结果；即，如果流体的流量相对大(即，流速高)，则当使用平均频率来获取流量或流速时的准确度高于当使用一阶矩时的准确度，而如果流体的流量相对小(即，流速低)，则当使用一阶矩来获取流量或流速时的准确度高于当使用平均频率时的准确度。
(第三修改示例)
在前述第一实践示例中，如果确定了流量小于或等于阈值(步骤S102：是)，则控制器30的激光功率目标值设定装置32设定新的目标值，并且减小激光的功率或者停止激光的照射(步骤S103)。代替这个，如果确定了流量小于或等于阈值，则控制器可以执行控制以间歇性地发出激光。
<第二实践示例>
将参考图4说明根据第二实践示例的激光多普勒血流计。除了第二实践示例在照射装置和控制器的配置上部分不同之外，第二实践示例与第一实践示例相同。因此，在第二实践示例中，将省略与在第一实践示例中相同的部分的说明，并且附图上相同的部分将携带相同的附图标记。基本上，将参考图4说明仅不同点。图4是图示根据第二实践示例的激光多普勒血流计的配置的框图。
(配置)
在图4中，激光多普勒血流计200的照射装置10a被设置有调光元件13和调光元件驱动设备，所述调光元件13被配置为减少从光源12发出的激光，所述调光元件驱动设备被配置为驱动调光元件13。这里，表述“以减少激光”可以概念上包括切断激光。对于调光元件13，例如，能够应用液晶元件(液晶快门)和机械快门。控制器30a被设置有调光元件目标设定装置33，所述调光元件目标设定装置33被配置为设定目标值，所述目标值指示通过调光元件13进行的减少激光的程度。
调光元件目标设定装置33被配置为根据来自比较器311的比较结果来设定与调光元件13相关联的目标值。具体地，如果比较结果是流量大于阈值，则调光元件目标设定装置33可以将维持激光的目前透射量(或通过的量)的值设定为目标值。另一方面，如果比较结果是流量小于或等于阈值，则调光元件目标设定装置33可以将指示小于激光的目前透射量(或通过的量)的透射量(或通过的量)的值设定为目标值。
在第二实践示例中，通过激光功率目标值设定装置32设定的目标值通常是恒定的；即，从光源12发出的激光的功率通常是恒定的。
根据第二实践示例中的激光多普勒血流计200，如果测试对象的血液的流量小于或等于阈值，则从照射装置10a发出的激光被减少或者被切断。因此当血液的流量由于某些原因而减小时，能够通过激光来防止意外高能量被施加到测试对象的血液。另一方面，如果测试对象的血液的流量大于阈值，则具有相对强的功率的激光被施加。因此即使血液的流量相对大，也能够适当地测量流量。
第二实践示例还能够采用与和上述的第一实践示例相关联的第一修改示例和第二修改示例中的那些配置相同的配置。
<第三实践示例>
将参考图5说明根据第三实践示例的激光多普勒血流计。除了第三实践示例在照射装置的配置上部分不同之外，并且除了添加了测量激光的被测试对象散射的光量的配置之外，第三实践示例与第一实践示例相同。因此，在第三实践示例中，将省略与在第一实践示例中相同的部分的说明，并且附图上相同的部分将携带相同的附图标记。基本上，将参考图5说明仅不同点。图5是图示根据第三实践示例的激光多普勒血流计的配置的框图。
被测试对象散射的激光可以意指例如包括前向散射光的透射光，或包括后向散射光的反射光等。
(配置)
在图5中，激光多普勒血流计300被设置有照射装置10b、光电流转换器21和24、电流-电压转换器22和25、流量检测器23、散射光量检测器26、和控制器30。
照射装置10b被设置有：光源12，所述光源12被配置为主要发出用于测量血液的流量的激光；激光驱动设备11，所述激光驱动设备11被配置为驱动光源12；光源16，所述光源16被配置为主要发出用于测量血液的透射率的激光；以及激光驱动设备15，所述激光驱动设备15被配置为驱动光源16。
光电流转换器24被配置为接收从光源16发出的激光当中的包括被测试对象散射的光的光，并且被配置为输出与所接收到的光的光量相对应的电流信号。电流-电压转换器25被配置为将从光电流转换器24输出的电流信号转换为电压信号，并且将该电压信号作为光学检测信号(参考图5中的“光学检测信号2”)进行输出。散射光量检测器26被配置为基于从电流-电压转换器25输出的光学检测信号输出散射光量检测信号，所述散射光量检测信号指示被血液散射的光的量(换句话说，散射光的强度)。因为可应用各种现有方法，所以将省略有关如何基于光学检测信号获取散射光量的详细说明。
例如，可以将散射光检测信号输入到未图示的浓度检测器。浓度检测器可以根据散射光检测来检测(或者估计)血液浓度(例如，血细胞压积值等)。
如果比较结果是流量大于阈值，则激光功率目标值设定装置32可以将指示当流量相对大时(换句话说，当流速相对高时)允许适当地测量流量的功率的值设定为与激光驱动设备11相关联的目标值。另一方面，如果比较结果是流量小于或等于阈值，则激光功率目标值设定装置32可以将指示小于激光的目前功率的功率的值设定为与激光驱动设备11相关联的目标值。
激光功率目标值设定装置32被配置为维持与激光驱动设备15相关联的目标值，而不管比较器311的比较结果如何。这里，当使用散射光量检测信号来测量血液的浓度时，即使从光源16发出的激光的功率比从光源12发出以测量流量或流速的激光的功率显著更弱(例如1/10倍)，也能够准确地测量血液的浓度。因此，在激光多普勒血流计300中，如果流量大于阈值，则从光源16发出的激光的功率被设定为显著小于从光源12发出的激光的功率。因此认为的是，当流量小于或等于阈值时，即使继续用从光源16发出的激光照射测试对象也没有问题。
根据第三实践示例中的激光多普勒血流计300，如果测试对象的血液的流量小于或等于阈值，则减小从光源12发出的激光的功率，或者停止激光的照射。因此当血液的流量由于某些原因而减小时，能够通过激光来防止意外高能量被施加到作为测试对象的血液。另一方面，如果测试对象的血液的流量大于阈值，则从光源12发出具有相对强的功率的激光并且将该激光施加到测试对象。因此即使血液的流量相对大，也能够适当地测量流量。
特别是在第三实践示例中，不管血液的流量都维持用从光源16发出的激光照射测试对象。因此，根据激光多普勒血流计300，能够根据血液的流量来改变从光源12发出的激光的功率，同时维持血液的透射率的测量。
第三实践示例还能够采用与和上述的第一实践示例相关联的第一修改示例和第二修改例中的那些配置相同的配置。
本发明不限于前述实施例和示例，但是在不脱离可从权利要求和整个说明书中阅读的本发明的本质或精神的情况下，可以视需要而定做出各种变化。涉及这样的变化的测量设备、测量方法、计算机程序和记录介质还旨在为在本发明的技术范围内。
附图标记和字母的描述
10、10a、10b 照射装置
11、15 激光驱动设备
12、16 光源
13 调光元件
14 调光元件驱动设备
21、24 光电流转换器
22、25 电流-电压转换器
23 流量检测器
26 散射光量检测器
30、30a 控制器
31 流量确定器
32 激光功率目标值设定装置
33 调光元件目标值设定装置
100、200、300 激光多普勒血流计
Claims (6)
1.一种测量设备，包括：
第一照射装置，所述第一照射装置被配置为对流体施加光；
第一光接收装置，所述第一光接收装置被配置为接收由所述第一照射装置施加的光当中的被流体散射的光，并且被配置为输出第一输出信号；
获取装置，所述获取装置被配置为基于所述第一光接收装置的第一输出信号获取流体信息，所述流体信息指示流体的流量或流速；以及
控制装置，所述控制装置被配置为基于流体信息控制所述第一照射装置，
所述控制装置被配置为如果由流体信息指示的流体的流量或流速小于或等于第一预定值，则控制所述第一照射装置以减小施加到流体的光的强度，或者停止施加到流体的光的照射。
2.根据权利要求1所述的测量设备，其中
所述第一照射装置具有调光装置，所述调光装置被配置为减少施加到流体的光，并且
所述控制装置被配置为如果由流体信息指示的流体的流速小于或等于第一预定值，则控制所述第一照射装置以通过使用调光装置减小施加到流体的光的强度。
3.根据权利要求1或2所述的测量设备，还包括：
第二照射装置，所述第二照射装置被配置为对流体施加光；以及
第二光接收装置，所述第二光接收装置被配置为接收由所述第二照射装置施加的光当中的被流体散射的光，并且被配置为输出第二输出信号，其中
所述控制装置被配置为如果由流体信息指示的流体的流量或流速小于或等于第一预定值，则控制所述第一照射装置以减小从所述第一照射装置施加到流体的光的强度，或者停止施加到流体的光的照射，同时控制所述第二照射装置以维持从所述第二照射装置施加到流体的光的强度。
4.根据权利要求1所述的测量设备，其中
所述第一输出信号包括由光的多普勒频移引起的拍频信号，并且
所述获取装置被配置为：
根据基于拍频信号的平均频率信息和一阶矩信息获取流体信息；
如果由流体信息指示的流体的流量或流速大于或等于第二预定值，则基于平均频率信息获取流体信息；并且
如果由流体信息指示的流体的流量或流速小于第二预定值，则基于一阶矩信息获取流体信息。
5.一种测量设备中的测量方法，所述测量设备包括：第一照射装置，所述第一照射装置被配置为对流体施加光；以及第一光接收装置，所述第一光接收装置被配置为接收由第一照射装置施加的光当中的被流体散射的光，并且被配置为输出第一输出信号，所述测量方法包括：
基于第一光接收装置的第一输出信号获取流体信息的获取处理，所述流体信息指示流体的流量或流速；以及
基于流体信息控制第一照射装置的控制处理，
如果由流体信息指示的流体的流量或流速小于或等于第一预定值，则所述控制处理控制所述第一照射装置以减小施加到流体的光的强度，或者停止施加到流体的光的照射。
6.一种记录介质，在所述记录介质上记录有用于制造计算机的计算机程序，所述计算机被设置在测量设备中，所述测量设备包括：第一照射装置，所述第一照射装置被配置为对流体施加光；以及第一光接收装置，所述第一光接收装置被配置为接收由第一照射装置施加的光当中的被流体散射的光，并且被配置为输出第一输出信号，所述计算机程序使所述计算机用作：
获取装置，所述获取装置被配置为基于第一光接收装置的第一输出信号获取流体信息，所述流体信息指示流体的流量或流速；以及
控制装置，所述控制装置被配置为基于流体信息控制第一照射装置，
所述控制装置被配置为如果由流体信息指示的流体的流量或流速小于或等于第一预定值，则控制所述第一照射装置以减小施加到流体的光的强度，或者停止施加到流体的光的照射。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2016/085299 WO2018100603A1 (ja) | 2016-11-29 | 2016-11-29 | 計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110140032A CN110140032A (zh) | 2019-08-16 |
| CN110140032B true CN110140032B (zh) | 2021-07-20 |
Family
ID=62241398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201680091227.9A Active CN110140032B (zh) | 2016-11-29 | 2016-11-29 | 测量设备 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10578553B2 (zh) |
| EP (1) | EP3550270B1 (zh) |
| JP (1) | JP6588172B2 (zh) |
| CN (1) | CN110140032B (zh) |
| WO (1) | WO2018100603A1 (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019039147A1 (ja) * | 2017-08-23 | 2019-02-28 | ソニー株式会社 | 生体光計測装置 |
| US10863600B2 (en) * | 2018-06-19 | 2020-12-08 | Power Integrations, Inc. | Power converter with current matching |
| CN111856065B (zh) * | 2020-06-16 | 2021-09-03 | 清华大学 | 流体测量方法、装置和存储介质 |
| CN112014278B (zh) * | 2020-08-14 | 2024-01-02 | 光力科技股份有限公司 | 一种便携式气体参数测量模块及便携式气体参数测量仪 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102301209A (zh) * | 2009-02-11 | 2011-12-28 | 埃科莱布有限公司 | 流量计 |
| CN102782460A (zh) * | 2010-04-13 | 2012-11-14 | 三菱重工业株式会社 | 流量测定装置及流速测定装置 |
| CN104807513A (zh) * | 2013-11-22 | 2015-07-29 | 福禄克电子公司 | 光学流量测量装置及操作方法 |
Family Cites Families (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1359151A (en) * | 1970-07-06 | 1974-07-10 | Coulthard J | Measurement of fluid flow rates |
| US4596254A (en) * | 1984-12-18 | 1986-06-24 | Tsi Research Associates Limited Partnership | Laser Doppler flow monitor |
| JPH02206430A (ja) | 1989-02-03 | 1990-08-16 | Canon Inc | 血流計 |
| US4988190A (en) * | 1990-01-05 | 1991-01-29 | Trustees Of Princeton University | Absorption line filter window and method for velocity measurements by light scattering |
| US5737439A (en) * | 1996-10-29 | 1998-04-07 | Smarttouch, Llc. | Anti-fraud biometric scanner that accurately detects blood flow |
| US6731967B1 (en) * | 2001-07-16 | 2004-05-04 | Pacesetter, Inc. | Methods and devices for vascular plethysmography via modulation of source intensity |
| ATE357652T1 (de) | 2002-12-20 | 2007-04-15 | Optoq Ab | Verfahren und vorrichtung für messungen im blut |
| WO2005080923A1 (en) * | 2004-02-13 | 2005-09-01 | Combustion Dynamics Corp. | Flow meter |
| US20100056887A1 (en) * | 2006-11-27 | 2010-03-04 | Pioneer Corporation | Emission sensor device and bioinformation detecting method |
| JP5043192B2 (ja) * | 2008-08-28 | 2012-10-10 | パイオニア株式会社 | 生体情報測定装置 |
| JP4600554B2 (ja) * | 2008-09-18 | 2010-12-15 | 富士ゼロックス株式会社 | 計測装置 |
| JP4600555B2 (ja) * | 2008-09-18 | 2010-12-15 | 富士ゼロックス株式会社 | 計測装置 |
| US9151646B2 (en) * | 2011-12-21 | 2015-10-06 | Deka Products Limited Partnership | System, method, and apparatus for monitoring, regulating, or controlling fluid flow |
| EP2862510B1 (en) * | 2010-06-24 | 2018-02-28 | Pioneer Corporation | Light detecting apparatus and fluid measuring apparatus |
| US8767214B2 (en) * | 2011-10-06 | 2014-07-01 | Nordson Corporation | Powder flow detection |
| JP5806390B2 (ja) | 2012-04-13 | 2015-11-10 | パイオニア株式会社 | 流体評価装置及び方法 |
| WO2013157142A1 (ja) * | 2012-04-20 | 2013-10-24 | パイオニア株式会社 | 血圧推定装置及び方法 |
| JP6082027B2 (ja) * | 2012-12-05 | 2017-02-15 | パイオニア株式会社 | 計測装置、プローブ部及び接続ケーブル |
| US9527240B2 (en) * | 2013-03-15 | 2016-12-27 | Stratasys, Inc. | Additive manufacturing system and method for printing three-dimensional parts using velocimetry |
| WO2015033469A1 (ja) * | 2013-09-09 | 2015-03-12 | パイオニア株式会社 | 流速検出装置及び流速検出方法 |
| US10178959B1 (en) * | 2014-07-10 | 2019-01-15 | Verily Life Sciences Llc | Non-invasive flow monitoring |
| JP2016096848A (ja) * | 2014-11-18 | 2016-05-30 | 京セラ株式会社 | 測定装置及び測定方法 |
| US9839365B1 (en) * | 2014-11-24 | 2017-12-12 | Verily Life Sciences Llc | Applications of vasculature mapping using laser speckle imaging |
| US9931040B2 (en) * | 2015-01-14 | 2018-04-03 | Verily Life Sciences Llc | Applications of hyperspectral laser speckle imaging |
| CN104656896B (zh) * | 2015-02-10 | 2018-09-18 | 北京智谷睿拓技术服务有限公司 | 确定输入信息的方法和设备 |
| JP2016217860A (ja) * | 2015-05-20 | 2016-12-22 | キヤノン株式会社 | 制御装置、測定装置、制御方法、プログラム、記憶媒体 |
| CN105258745B (zh) * | 2015-11-09 | 2018-03-27 | 山东省科学院激光研究所 | 井下光纤分布式流量监测系统 |
| EP3385723B1 (en) * | 2015-12-04 | 2020-12-02 | Sony Corporation | Information processing device, speckle imaging system, and information processing method |
| CN105698900B (zh) * | 2016-02-25 | 2019-02-19 | 佛山市南海区广工大数控装备协同创新研究院 | 激光高温液体高度测控系统及方法 |
| JP6988061B2 (ja) * | 2016-07-15 | 2022-01-05 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 生体情報測定装置、及び生体情報測定プログラム |
| JP6907475B2 (ja) * | 2016-07-15 | 2021-07-21 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 生体情報測定装置、及び生体情報測定プログラム |
| JP7024261B2 (ja) * | 2017-08-31 | 2022-02-24 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 光学測定装置及び光学測定プログラム |
| US11131627B2 (en) * | 2018-02-07 | 2021-09-28 | Artium Technologies, Inc. | Fuel contamination monitor |
-
2016
- 2016-11-29 JP JP2018553518A patent/JP6588172B2/ja active Active
- 2016-11-29 WO PCT/JP2016/085299 patent/WO2018100603A1/ja unknown
- 2016-11-29 EP EP16922802.0A patent/EP3550270B1/en active Active
- 2016-11-29 CN CN201680091227.9A patent/CN110140032B/zh active Active
- 2016-11-29 US US16/464,836 patent/US10578553B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102301209A (zh) * | 2009-02-11 | 2011-12-28 | 埃科莱布有限公司 | 流量计 |
| CN102782460A (zh) * | 2010-04-13 | 2012-11-14 | 三菱重工业株式会社 | 流量测定装置及流速测定装置 |
| CN104807513A (zh) * | 2013-11-22 | 2015-07-29 | 福禄克电子公司 | 光学流量测量装置及操作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3550270A4 (en) | 2020-08-05 |
| JPWO2018100603A1 (ja) | 2019-10-17 |
| US20190293557A1 (en) | 2019-09-26 |
| US10578553B2 (en) | 2020-03-03 |
| CN110140032A (zh) | 2019-08-16 |
| WO2018100603A1 (ja) | 2018-06-07 |
| EP3550270A1 (en) | 2019-10-09 |
| EP3550270B1 (en) | 2022-01-05 |
| JP6588172B2 (ja) | 2019-10-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110140032B (zh) | 测量设备 | |
| JP5806390B2 (ja) | 流体評価装置及び方法 | |
| RU2017101020A (ru) | Неинвазивный анализ материала | |
| JP5964838B2 (ja) | 血管壁のアーティファクトの検出 | |
| JP5442052B2 (ja) | 粒子分析装置 | |
| TW201345489A (zh) | 在植入式基於螢光之葡萄糖感測器中純化葡萄糖濃度訊號 | |
| RU2011137416A (ru) | Устройство для экстракорпоральной очистки крови | |
| WO2008039299A3 (en) | Three diode optical bridge system | |
| JP2013520646A (ja) | 蛍光測定 | |
| JP2018007894A (ja) | 測定装置、測定方法及び測定プログラム | |
| EP3492013B1 (en) | Apparatus and method for measuring bio-information | |
| JP6291557B2 (ja) | 流体評価装置及び方法 | |
| KR20110118723A (ko) | 형광 검출 방법, 형광 검출 장치 및 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체 | |
| US8246541B2 (en) | Real-time microdialysis system | |
| JP6033934B2 (ja) | 流体評価装置及び方法 | |
| JP2009005721A (ja) | 脈波計測方法及びそれに用いる脈波計測装置 | |
| ITMI20090926A1 (it) | Apparato e metodo per misure spettrofotometriche di parametri del sangue. | |
| KR102252241B1 (ko) | 체액의 분석물 농도의 결정 방법 및 분석물 농도 측정 디바이스 | |
| JP6797671B2 (ja) | 計測装置、計測方法、コンピュータプログラム及び記録媒体 | |
| EP4363830A1 (en) | Optical system and methods of use | |
| US20230236126A1 (en) | Measuring apparatus, measuring method, and storage medium | |
| JP7170459B2 (ja) | 血行検出装置、方法、及びプログラム | |
| JPH11104114A (ja) | 血液特性の計測装置 | |
| WO2023274881A1 (en) | Method for calibrating an optical system | |
| KR20170043360A (ko) | 맥박측정장치 및 그의 동작제어방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230328 Address after: Japan Hyogo Prefecture Patentee after: Aiwute biological design Co.,Ltd. Patentee after: NIKKISO Co.,Ltd. Address before: Tokyo Patentee before: PIONEER Corp. Patentee before: NIKKISO Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |