DE102005020022A1 - Determining constituents of pulsating body fluid such as SaCO in blood, by evaluating parameters to calibration transmission path between two light sources and photoreceiver - Google Patents

Determining constituents of pulsating body fluid such as SaCO in blood, by evaluating parameters to calibration transmission path between two light sources and photoreceiver

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DE102005020022A1
DE102005020022A1 DE200510020022 DE102005020022A DE102005020022A1 DE 102005020022 A1 DE102005020022 A1 DE 102005020022A1 DE 200510020022 DE200510020022 DE 200510020022 DE 102005020022 A DE102005020022 A DE 102005020022A DE 102005020022 A1 DE102005020022 A1 DE 102005020022A1
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light
body fluid
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Klaus Dr. Forstner
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GRIEFAHN, JOACHIM, DR., DE
SCHOELLER, BERND, DE
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Mcc Gesellschaft fur Diagnosesysteme In Medizin und Technik Mbh & Co KG
MCC Gesellschaft fur Diagnosesysteme in Medizin und Technik mbH and Co KG
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    • A61B5/7207Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal of noise induced by motion artifacts

Abstract

The method involves arranging a photoreceiver at a distance from two light sources disposed adjacent to body tissue containing the body fluid. The light sources generate light of different wavelengths. An evaluation unit evaluates specific parameters to enable calibration of the transmission path between light sources and the photoreceiver. The difference between the parameters may be evaluated. An independent claim is included for an apparatus for determining at least one constituent in a body fluid.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung mindestens eines Inhaltsstoffes in einer pulsierenden Körperflüssigkeit, bei dem benachbart zu einem die Körperflüssigkeit enthaltenden Körpergewebe mindestens zwei Lichtquellen sowie beabstandet zu den Lichtquellen ein Photoempfänger angeordnet werden und bei dem von den Lichtquellen Licht unterschiedlicher Wellenlängen generiert wird und die Meßsignale des Photoempfängers einer Auswertungseinheit zugeführt werden. The invention relates to a method for determining at least one ingredient in a pulsating body fluid, in which adjacent to a body fluid containing body tissue at least two light sources and spaced to be disposed and is generated in which of the light sources of different wavelengths and the measurement signals to the light sources, a photodetector the photoreceiver an evaluation unit are supplied.
  • Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Bestimmung mindestens eines Inhaltsstoffes in einer Körperflüssigkeit, die mindestens zwei Lichtquellen zur Generierung von Licht relativ zueinander unterschiedlicher Wellen längen sowie einen beabstandet zu den Lichtquellen angeordneten Photoempfänger aufweist und bei der die Lichtquellen und der Photoempfänger mit einer Halteeinrichtung zur Positionierung im Bereich eines die Körperflüssigkeit enthaltenden Körpergewebes verbunden sind sowie bei der der Photoempfänger an eine Auswertungseinheit angeschlossen ist. The invention further relates to a device for determining at least one ingredient in a body fluid, the lengths of at least two light sources for generating light relative to each other of different waves, and a spaced-apart to the light sources photoreceptor, and in which the light sources and the photodetectors with a holding means for positioning are connected in the region of a body tissue, the body fluid containing and wherein the photodetector is connected to an evaluation unit.
  • Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung werden in der DE-OS 102 13 692 für eine Anwendung zur Bestimmung von Inhaltsstoffen im Blut beschrieben. Such a method and such a device are described in DE-OS 102 13 692 for an application for the determination of substances in the blood. Als problematisch stellt sich derzeit bei diesem Stand der Technik noch eine genaue Bestimmung der Hämoglobinfraktion SaCO dar, da es sich hierbei in der Regel um eine kleine Größe im Bereich weniger Sättigungsprozente handelt. One problem currently arises in this prior art, nor an accurate determination of hemoglobin fraction SaCO is because this is a small size in the range of a few percent saturation usually. Auch die Bestimmung von weiteren Inhaltsstoffen mit kleinen Konzentrationen ist problematisch. The determination of other ingredients with low concentrations is problematic.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart zu verbessern, daß auch für kleine Meßwerte eine hohe Meßgenauigkeit bereitgestellt wird. The object of the present invention is to improve a method of the aforementioned type such that a high measuring accuracy is provided even for small values.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für eine Kalibration mindestens ein für den jeweiligen Übertragungsweg zwischen den Lichtquellen und dem Photoempfänger spezifischer Parameter ausgewertet wird. This object is inventively achieved in that at least one is evaluated for the respective transmission path between the light sources and the photo-receiver-specific parameter for one calibration.
  • Die Auswertung des spezifischen Parameters erfolgt unter Ausnutzung spezifischer konstruktiver Merkmale, insbesondere einer vorgegebenen Anordnung der Lichtquellen. The evaluation of the specific parameter is carried out by utilizing specific constructive features, in particular a predetermined arrangement of the light sources.
  • Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß eine vergrößerte Meßgenauigkeit auch für kleine Meßwerte erreicht wird, wobei gleichzeitig eine verbesserte Unterdrückung von Störungen gewährleistet wird. Another object of the present invention is to construct a device of the aforementioned type in such a manner that an enlarged measurement accuracy is achieved even for small values, whereby simultaneously an improved noise suppression is guaranteed.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Auswertungseinrichtung einen Kalibrator aufweist, der eine Differenz der Werte von erfaßten Meßwertvariablen für den jeweiligen Übertragungsweg zwischen den Lichtquellen und dem Photoempfänger auswertet. This object is inventively achieved in that the evaluation means comprises a calibrator which evaluates a difference between the values ​​of sensed Meßwertvariablen for the respective transmission path between the light sources and the photodetector.
  • Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe erfolgt insbesondere unter Berücksichtigung des Emitter-Separations-Effektes, einer Verwendung der Multi-Wellenlängen-Verstärkung, einer Meßwertvariablenvalidierung sowie einer differentiellen Lichtweganalyse. The solution according to the invention the object is achieved in particular taking into account the emitter separation effect, of using the multi-wavelength amplification, as well as a differential Meßwertvariablenvalidierung Lichtweganalyse. Dies wird im folgenden im Detail weiter erläutert. This will be explained in detail below.
  • Durch die Berücksichtigung von Meßwertunterschieden zwischen den einzelnen Lichtquellen und dem Photoempfänger wird eine differenzielle pulsspektroskopische Kalibration bereitgestellt. By taking into account Meßwertunterschieden between the individual light sources and the photodetectors, differential pulsspektroskopische calibration is provided. Die Unterschiedlichkeit der Übertragungseigenschaften der einzelnen Lichtwege wird hierdurch nicht mehr als Störgröße betrachtet, die die jeweilige Meßgenauigkeit beeinträchtigt, sondern die Kalibration berücksichtigt definierte unterschiedliche Lichtwege. The diversity of the transmission characteristics of the individual light paths will thus no longer be regarded as a disturbance that affects the respective measuring accuracy, but takes into account the calibration defined different light paths. Jedem Lichtweg wird hierdurch eine spezifische Kalibrationsfunktion zugeordnet. Each optical path is thereby associated with a specific calibration function.
  • Gemäß einem typischen Anwendungsbeispiel erfolgt die erfindungsgemäße Kalibration im Rahmen der Anwendung einer Mehrwellenlängen-Pulsspektroskopie für die Bestimmung von SaCO, SaMet, SaO2 sowie SaDe im Blut. According to a typical application example, the calibration according to the invention is carried out under the application of a multi-wavelength pulse spectroscopy for the determination of SaCO, Samet, SaO2 and Sadě in the blood.
  • Es werden insgesamt vier Fraktionen des Hämoglobins unterscheidbar gemacht, nämlich deoxygeniertes Hämoglobin, oxy geniertes Hämoglobin sowie Kohlenmonoxid-Hämoglobin und MetHämoglobin. It made a total of four fractions of hemoglobin distinguishable, namely deoxygenated hemoglobin, oxy halogenated hemoglobin and carbon monoxide-hemoglobin and methemoglobin. Hierzu sind bis zu zehn Wellenlängen zu deren gemeinsamer Bestimmung erforderlich. For this purpose, up to ten wavelengths to their common determination are required.
  • Das Meßverfahren nutzt bezüglich der Kalibration die virtuellen Extinktionskoeffizienten. The measurement method uses the virtual extinction coefficient with respect to the calibration. Virtuelle Extintionen sind die realen, meßbaren Lichtschwächungswerte im biologischen Gewebe, welche vor allem aus den Photonen-prozessen Absorption und Streuung folgen. Virtual Extintionen, real, measurable light attenuation values ​​in the biological tissue, which follow mainly from the photon absorption and scattering processes. In der Realität überwiegt die Streuung jeweils die Absorption in angewandten Wellenlängenbereichen, nämlich im VIS- und NIR-A- sowie NIR-B- Bereich. In reality, the scattering respectively outweighs the absorption in applied wavelength ranges, namely in the VIS and NIR-A and B-NIR range.
  • Der Sachverhalt, daß bestimmte Hb-Frakionen nur als kleine Größe physiologisch vorhanden sind, sich nämlich bei wenigen Sättigungsprozenten bewegen, macht die Messung dieser Hämoglobinfraktionen bei der überwiegenden Mehrzahl der Anwendungen schwieriger als die Bestimmung der Hb-O2-Sättigung. The facts that certain Hb Frakionen are physiologically present only as small size, move namely a few saturation percentage, makes the measurement of the hemoglobin fractions in the vast majority of applications more difficult than the determination of Hb-O2 saturation. Diese beginnt bei knapp unter 100 % und ist auch im pathologischen Fall noch mit signifikanten Hämoglobinmengen vorhanden. This starts at just below 100% and is also in pathological cases even with significant amounts of hemoglobin present.
  • Folge der kleinen SaCO-Fraktionen ist eine steile Übertragungskurve der Kalibration. Follow the small SaCO fractions is a steep transmission curve of calibration. Die sich ergebende Kalibrationsfläche verknüpft den Meßwert SaCO mit sogenannten Meßwertvariablen, Ω23 und Ω13 genannt. The resulting Kalibrationsfläche links the measured value with so-called SaCO Meßwertvariablen called Ω23 and Ω13.
  • Im Rahmen der Pulsspektroskopie wird die Berechnung von relativen Substanz-Konzentrationen durch die Bildung von Messwert-Variablen durchgeführt. In the context of pulse spectroscopy the calculation of relative concentrations substance through the formation of measurement variables is performed.
  • Eine Messwertvariable Ω ist eine abgeleitete Größe, welche jeweils aus den Plethysmogrammen zweier Emissionswellenlängen μ und υ gebildet wird. A measurement value variable Ω is a derived quantity, which is formed respectively from the two emission wavelengths plethysmograms μ and υ.
  • Es gilt: The following applies:
  • Figure 00050001
  • Dabei ist It is
  • I y (t x ) I y (t x)
    Die plethysmographische Signalstärke der Wellenlänge y zum Zeitpunkt t x The plethysmographic signal strength of the wavelength at the time t x y
    t 1 , t 2 t 1, t 2
    die der Berechnung von Omega zugrundeliegenden Zeitpunkte t 1 und t 2 the calculation of omega underlying time points t 1 and t 2
    Δt = t 2 – t 1 At = t 2 - t 1
    die der Berechnung zugrundeliegende Zeitdifferenz. The underlying the calculation time difference.
    ΔI y = I y (t 2 ) – I y (t 1 ) .DELTA.I y = I y (t 2) - I y (t 1)
    die Änderung der plethysmographischen Signalstärke der Wellenlänge y zwischen den Zeitpunkten t 2 und t 1 the variation of the plethysmographic signal strength of the wavelength y between times t 2 and t 1
    PPM y (Δt) PPM y (At)
    die partielle pulsmodulation der Wellenlänge y abhängig von Delta T. the partial pulse modulation of the wavelength of y depends on delta T.
  • Die Berechnung von Omega geht in der Pulsspektroskopie von der Annahme aus, dass die emittierten Wellenlängen präzise denselben Lichtweg im biologischen Gewebe durchlaufen. The calculation of omega goes into the pulse spectroscopy on the assumption that the emitted wavelengths go through precisely the same optical path in the biological tissue.
  • Licht, welches durch biologisches Gewebe tritt, erfährt multipel sämtliche optischen Elementarprozesse: Absorption, Reflektion und Brechung. Light which passes through biological tissue undergoes multiple all elementary optical processes: absorption, reflection and refraction. Es bildet sich durch die Vielzahl der elementaren Photonenwechselwirkungen Streulicht aus, welches eine charakteristische Winkelabhängigkeit aufweist ("Anisotropie-Faktor"). It is formed by the plurality of elementary photon interactions scattered light, which has a characteristic angle dependency ( "anisotropy factor").
  • Biologisches Gewebe ist im Aufbau in der Regel inhomogen. Biological tissue is inhomogeneous in construction generally. An makroskopischen Strukturgrenzen finden sich optische Brechungsdifferenzen und das bevorzugte Auftreten von Reflektionen. At macroscopic structure boundaries refractive optical differences and the preferred occurrence of reflections found.
  • Im Rahmen der Pulsspektroskopie soll die Strahlung der für die Berechnung der Messwertvariablen erforderlichen Wellenlängen dasselbe biologische Gewebsareal sequentiell durchlaufen. In the context of pulse spectroscopy the radiation required for the calculation of the measurement variable wavelengths will go through the same biological tissue area sequentially. Dann kann aus der pulszyklischen Veränderung der arteriellen und postkapillären Bluträume auf Substanzkonzentrationen in derselben geschlossen werden. Then the arterial and postcapillary sinuses can be concluded that concentrations of substances in the same pulse from the cyclical change.
  • Die angewandte Pulsspektroskopie ist eine Emissions-Spektroskopie. The applied pulse spectroscopy is an emission spectroscopy. Dies bedeutet, dass die spektroskopische Wellenlängenbegrenzung nicht auf der Detektorseite durch ein Filter durchgeführt wird (bei Weißlicht), sondern die Emissions-Quellen selbst sind wellenlängenbegrenzt. This means that the spectroscopic wavelength limit is not performed on the detector side by a filter (for white light), but the emission sources themselves are wavelength limited.
  • Jede Wellenlänge hat spezifische optische Eigenschaften, die beim Durchgang durch verschiedenartige biologische Gewebe die resultierende Strahlungsenergie am Detektor ergeben. Each wavelength has specific optical properties, arising during passage through various biological tissue, the resulting radiation energy at the detector. Die Kalibration pulsspektroskopischer Meßsysteme erfordert die Berücksichtigung der optischen Eigenschaften am selben Messort. The calibration pulsspektroskopischer measurement systems requires consideration of the optical properties at the same measurement location.
  • Da die Emissions-Spektroskopie bevorzugt durch einzelne Strahlungsquellen realisiert ist (zB Laser und LED), be finden sich diese jedoch an unterschiedlichen Orten auf der Immissions-Seite der Strahlung. However, since the emission spectroscopy is preferably implemented by individual radiation sources (such as laser and LED), to be find in different places on the immission side of the radiation. Demzufolge kann der Lichtweg nicht präzise identisch sein. Accordingly, the optical path may not be precisely identical.
  • Je höher der Abstand der diskreten Strahlungsquellen ist, desto höher ist die Unterschiedlichkeit des jeweiligen Lichtwegs, den die Strahlung annimmt. The higher the pitch of the discrete radiation sources, the greater the differences of the respective light path assumed by the radiation. Bei unterschiedlichen Lichtwegen kommen aber zwei Effekte zum Tragen: In different light paths but there are two effects into play:
    Zum einen ist eine Längen-Ungleichheit des Lichtwegs möglich. On the one hand-length inequality of the light path is possible. Dies hat zur Folge dass die Wellenlänge mit der höheren Lichtweglänge eine höhere Absorption und Streuung von Strahlung erfährt. This has the consequence that the wavelength experiences with the higher light path a higher absorption and scattering of radiation.
  • Zum anderen können die Lichtwege biologisch inhomogen sein. Second, the optical paths may be biologically inhomogeneous. Dies bedeutet zum Beispiel, dass der Grad der Kapillarisierung zwischen den Lichtwegen unterschiedlich sein kann. This means for example, that the degree of capillarization between the light paths may be different. Folge ist ebenfalls eine zufällige und zusätzliche Absorptions-/Streuungs-Differenz zwischen beiden Lichtwegen. Sequence is also a random and additional absorption / scattering difference between the two light paths.
  • Zusammenfassend gilt, dass die Messwertvariablen, welche sich bei räumlich getrennten Lichtwegen einstellen, nicht mehr definiert sind. In summary, the measurement variables, which adjust at spatially separated light paths are no longer defined. Die Messwertvariablen sind aber wiederum Grundlage der Berechnung von Substanzkonzentrationen. but the measurement variables are in turn based on the calculation of substance concentrations. Die Kalibration von pulsspektroskopischen Meßsystemen ist so bei hohen Emitter-Abständen nicht ohne weiteres durchführbar, der Effekt wird "Emissions-Separations-Effekt" (ESE) genannt. The calibration of pulsspektroskopischen measurement systems is not feasible readily with high emitter intervals, the effect is called the "emission Separations effect" (ESE).
  • Befinden sich die Emissions-Dioden in einem Abstand S, ergeben sich die Licht-Weglängen d 23 und d 1 . The emission diodes are located at a distance S, results in the light path length d 23 and d. 1 Im Falle der Transmissions-Pulsspektroskopie ergeben sich bei einer mechanischen Dicke des Applikationsorts d F entsprechend der Darstellung in In the case of transmission spectroscopy of the pulse application location d F result in a mechanical thickness as shown in 2 2 folgende Verhältnisse: following conditions:
    Figure 00080001
  • Hierbei bedeuten: Where:
  • η: η:
    Kapillarisierungsfaktor Kapillarisierungsfaktor
    d F : d F:
    Fingerdicke finger thickness
    S: S:
    Zensorabstand Zensorabstand
    l: l:
    Photodiodepositionierung Photodiode positioning
  • Wird zusätzlich noch ein Kapillarisierungsfaktor η eingebracht, welcher die unterschiedliche Perfusion in pulsatilen Gefäßen berücksichtigt, so ergeben sich die obigen Berechnungsbeziehungen. Is additionally a η Kapillarisierungsfaktor introduced which takes into account the different perfusion in pulsatile vessels, so results in the above calculation relations. Dabei variiert das Pulsationsverhältnis γ 13 artifiziell die pulsspektroskopische Kalibration. In this case, the pulsating the pulsspektroskopische calibration varies γ 13 artificial.
  • Im Falle der Zwei-Wellenlängen Pulsoximetrie gilt dann die folgende Berechnungsbeziehung bei Vorliegen zweier Wellenlängen λ 1 und λ 2 : In the case of two-wavelength pulse oximetry then the following calculation equation applies in the presence of two wavelengths λ 1 and λ 2:
    Figure 00090001
  • Das Pulsationsverhältnis γ 12 bestimmt die Abweichung der Kalibration. The pulsating γ 12 determines the deviation of the calibration. Im idealen Falle ist diese γ 12 = 1. In the ideal case, this γ = 12. 1
  • Das Pulsationsverhältnis γ xy ist für jede räumliche Anordnung von Emittern x und y verschieden, dh bezüglich der Mehrwellenlängen-Kalibration von pulsspektroskopischen Meßsystemen liegt eine individuelle Kalibrationsverschiebung jeweils durch das spezifische Kalibrationsverhältnis vor. The pulsating γ xy for each spatial arrangement of emitters x and y are different, that is, with respect to the multi-wavelength calibration of pulsspektroskopischen measuring systems is an individual Kalibrationsverschiebung before each by the specific Kalibrationsverhältnis.
  • Die Umgehung des Emitter-Separations-Effekts besteht darin, dass die Abstände zwischen den Emittern hinreichend klein gewählt werden müssen. The bypassing the emitter separation effect is that the spacing must be chosen sufficiently small between the emitters. Dies gilt für alle paarweisen Emitter Abstände in der Multi-Wellenlängen Pulsspektroskopie. This is true for all pairwise distances in the emitter of the multi-wavelength pulse spectroscopy.
  • Mit einem Abstand zB < 500 [μm] aller Emitterpaare können Transmissions-Messungen an realen biologischen Applikationsorten hinreichend unverfälscht durchgeführt werden. At a distance, for example, <500 [.mu.m] of all emitter pairs can be performed sufficiently pure to real biological application sites transmittance measurements.
  • Beim vorliegen von N Emittern ergeben sich When there are N emitters arising
  • Figure 00090002
  • Emitterpaarbeziehungen. Emitter couple relationships. Für alle diese Paarbeziehungen ergibt sich die Bestimmung einer Messwertvariable. For all these intimate relationships, the determination of a measurement variable results. Für jede dieser Paarbeziehung darf deshalb konstruktiv ein Grenzabstand, zB 500 [μm], nicht überschritten werden. therefore a limit distance, such as 500 may constructively, not exceed [microns] for each of these couple relationship.
  • Der Einfluss des Emitter-Separationseffektes auf die Kalibration der 2-Wellenlängen Pulsspektroskopie ist in den The influence of the emitter-separation effect to the calibration of the 2-wavelength pulse spectroscopy is in the 3 3 bis to 5 5 gezeigt. shown.
  • Im Rahmen der 2-Wellenlängen-Pulsoximetrie ist es vorgesehen, dass die analoge Signalverarbeitung der empfangenen Plethysmogramme innerhalb eines Verstärker und Filterglieds erfolgt, welches im Multiplexbetrieb sowohl die erste als auch die zweite Wellenlänge an die nachfolgende Analog-Digital-Wandler-Einheit weitergibt. In the context of the 2-wavelength pulse oximetry, it is provided that the analog signal processing of the received plethysmograms made within one amplifier and filter member that passes both the first and the second wavelength to the subsequent analog-to-digital converter unit in multiplex operation.
  • In bestimmten Fällen wird eine Trennung des Gleich- vom Wechselsignal vorgenommen, diese ist jedoch nicht obligat. In certain cases, a separation of the DC is made from alternating signal, but it is not obligatory.
  • Im Rahmen der Multi-Wellenlängen Pulsspektroskopie wird ein weiter Wellenlängenbereich für die Messstrahlung abgedeckt (VIS-N-IR B). In the context of multi-wavelength pulse spectroscopy a wide wavelength range for the measurement radiation covered (VIS-IR N-B). Dabei wird der übliche Detektionsbereich von Si-Detektoren ( Here, the common detection range (from Si-detectors 6 6 ), Ge-Dioden ( ), Ge-diode ( 7 7 ) und InGaAs-Detektoren ( (), And InGaAs detectors 8 8th ) bis in die Bereiche kleiner Detektions-Sensitivitäten herangezogen. ) To the areas of smaller detection sensitivities used.
  • Eine wellenlängenspezifische Signalaufbereitung wird aus zwei Gründen erforderlich: A wavelength-specific signal conditioning is necessary for two reasons:
    • 1. Die niederen Detektions-Sensitivitäten an den Randbereichen der jeweils gewählten Detektionstechnik erfordert eine spezifische Anhebung des Signal/Rausch-Verhältnisses in diesem Bereich. 1. The lower detection sensitivities at the edge regions of the selected detection technique requires a specific increase in the signal / noise ratio in this area. Die dort auftretenden, relativ geringen Signalamplituden müssen grundsätzlich sicher von Störsignalen getrennt werden. The occurring there, relatively small signal amplitudes must always be safely isolated from noise.
    • 2. Die Signale müssen vor der Digitalisierung auf eine patientenindividuelle Signalamplitude verstärkt werden, wel che den jeweiligen Dynamik-Bereich einer nachfolgenden Digital-Analog-Wandler Einheit sinnvoll aussteuert. 2. The signals must be amplified before digitization on a patient-specific signal amplitude, wel che the respective dynamic range of a subsequent digital-to-analog converter unit modulates sense.
  • Im Ergebnis wird praktisch ein Verstärkungsverlauf realisiert, welcher die spektrale Detektions-Empfindlichkeit des gewählten Empfängers ausgleicht. As a result, a gain shape is realized in practice, which compensates for the spectral sensitivity of detection of the selected receiver.
  • Mit dieser Methodik kann in bestimmten Fällen vorteilhaft der Einsatz von aufwendigen Hybrid-Detektoren vermieden werden. Using this methodology, the use of sophisticated hybrid detectors can be avoided advantageous in certain cases.
  • Werden in einem pulsspektroskopischen System N Wellenlängen eingesetzt, so ergeben sich M = 0,5·N·(N – 1) Paarbeziehungen. Are wavelengths used in a system pulsspektroskopischen N, so arise M = 0.5 · N · (N - 1) pair relationships. Jede einzelne dieser Paarbeziehungen kann zur Berechnung einer Messwertvariablen angewandt werden. Each of these intimate relationships can be used to calculate a measured value variables. Die Zuordnung der Anzahl der Wellenlängen zur Anzahl der Meßwertvariablen ist nachstehend für einige Wellenlängenanzahlen angegeben. The assignment of the number of wavelengths to the number of Meßwertvariablen is specified below for some wavelength numbers.
  • Figure 00110001
  • Alle Messwertvariablen Omega werden aus den zugehörigen Intensitätswerte der Plethysmogramme gebildet. All measurement variables Omega are formed from the associated intensity values ​​of plethysmograms. Es gilt dabei für beliebe Wellenlängen x, y und z: It is a case for beliebe wavelengths x, y and z:
    Figure 00110002
  • Damit ist jede Messwertvariable entweder direkt aus den Plethysmogramm-Intensitäten berechenbar und/oder aus dem Verhältnis zweier Messwertvariablen, welche sich auf eine beliebige, weitere Wellenlänge beziehen. Thus, each measurement variable is either directly calculable from the plethysmogram intensities and / or the ratio of two variables measured value, which relate to an arbitrary further wavelength.
  • Messwertvariablen werden nur zur Berechnung innerhalb einer pulsspektroskopischen Messung herangezogen, wenn diese von definierten Artefakt-Kriterien unterschiedlich sind. Measurement variables are used only for calculating within a pulsspektroskopischen measurement when these are different from artifact defined criteria.
  • Liegt eine Störung, zB ein Bewegungsartefakt vor, so kann dies zu einer besonders ausgeprägten Veränderung bestimmter Messwertvariablen führen. There is a fault, such as a motion artifact before, this can lead to a particularly pronounced changes in certain measurement variables.
  • Dieser Sachverhalt kann automatisiert herangezogen werden, um die pulsspektroskopische Messstabilität während einer Messung automatisiert zu validieren. This fact can be used automatically to validate automates pulsspektroskopische measurement stability during a measurement. Dabei wird geprüft, ob charakteristische Abweichungen zwischen den Messwertvariablen vorhanden sind. The system checks whether the characteristic differences between the measurement variables are present. Diese sind ein wichtiges Indiz für eine Artefaktüberlagerung der Messung. These are an important indication of an artifact overlay measurement.
  • Ein typisches Beispiel während der Phase eines Bewegungsartefakts innerhalb einer 3-Wellenlängen Pulsspektroskopie ist in A typical example during the phase of a motion artefact within a 3-wavelength pulse spectroscopy is in 9 9 gezeigt. shown.

Claims (16)

  1. Verfahren zur Bestimmung mindestens eines Inhaltsstoffes in einer pulsierenden Körperflüssigkeit, bei dem benachbart zu einen die Körperflüssigkeit enthaltenden Körpergewebe mindestens zwei Lichtquellen sowie beabstandet zu den Lichtquellen ein Photoempfänger angeordnet werden und bei dem von den Lichtquellen Licht unterschiedlicher Wellenlängen generiert wird und die Meßsignale des Photoempfängers einer Auswertungseinrichtung zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet , daß für eine Kalibration mindestens ein für den jeweiligen Übertragungsweg zwischen den Lichtquellen und dem Phototempfänger spezifischer Parameter ausgewertet wird. A method for determining at least one ingredient in a pulsating body fluid, wherein to an adjacent body fluid-containing body tissue at least two light sources and at a distance from the light sources, a photodetector are arranged and is generated in which of the light sources of different wavelengths and the detection signals of the photodetector to an evaluation device are fed, characterized in that at least one is evaluated for the respective transmission path between the light sources and the Phototempfänger specific parameters for a calibration.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz der Parameterwerte für den jeweiligen Lichtweg ausgewertet werden. A method according to claim 1, characterized in that the difference of the parameter values ​​are evaluated for the respective light path.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Inhaltsstoff im Blut bestimmt wird. The method of claim 1 or 2, characterized in that an ingredient is determined in the blood.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Inhaltsstoff SaCO bestimmt wird. A method according to claim 3, characterized in that it is determined as an ingredient SaCO.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß drei Lichtquellen verwendet werden. A method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that three light sources are used.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Lichtquellen Licht mit einer relativ zu den anderen beiden Lichtquellen unterschiedlichen Wellenlänge emittiert. A method according to claim 5, characterized in that each of the light sources with respect to the other two light sources of different wavelength emitted.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht von lichtemittierenden Dioden generiert wird. A method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the light from light-emitting diodes is generated.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Differenz der Werte von erfaßten Meßwertvariablen für den jeweiligen Übertragungsweg zwischen den Lichtquellen und dem Fotoempfänger ausgewertet werden. Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that a difference between the values ​​of sensed Meßwertvariablen for the respective transmission path between the light sources and the photodetector are evaluated.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Auswertung ein Kapillarisierungsfaktor berücksichtigt wird. A method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that during the evaluation a Kapillarisierungsfaktor is considered.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine wellenlängenspezifische Signalaufbereitung durchgeführt wird. Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that a wavelength-specific signal processing is performed.
  11. Vorrichtung zur Bestimmung mindestens eines Inhaltsstoffes in einer Körperflüssigkeit, die mindestens zwei Lichtquellen zur Generierung von Licht relativ zueinander unterschiedlicher Wellenlängen sowie einen beabstandet zu den Lichtquellen angeordneten Photoempfänger aufweist und bei der die Lichtquellen und der Photoempfänger mit einer Halteeinrichtung zur Positionierung im Bereich eines die Körperflüssigkeit enthaltenden Körpergewebes verbunden sind sowie bei der der Photoempfänger an eine Auswertungseinrichtung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungseinrichtung einen Kalibrator aufweist, der eine Differenz der erfaßten Meßwertvariablen für den jeweiligen Übertragungsweg zwischen den Lichtquellen und dem Photoempfänger auswertet. A device for determining at least one ingredient in a body fluid, comprising at least two light sources for generating light relative to each other of different wavelengths and a spaced-apart to the light sources photoreceptor and in containing the light sources and the photodetectors with a holding device for positioning in the area of ​​the body fluid body tissue are connected and in which the photodetector is connected to an evaluation device, characterized in that the evaluation means has a calibrator which evaluates a difference between the detected Meßwertvariablen for the respective transmission path between the light sources and the photodetector.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß drei Lichtquellen verwendet sind. Device according to claim 11, characterized in that three light sources are used.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen als lichtemittierende Dioden ausgebildet sind. Device according to claim 11 or 12, characterized in that the light sources are designed as light-emitting diodes.
  14. Vorrichtung zur Bestimmung mindestens eines Inhaltsstoffes in einer Körperflüssigkeit, die mindestens zwei Lichtquellen zur Generierung von Licht relativ zueinander unterschiedlicher Wellenlängen sowie einen beabstandet zu den Lichtquellen angeordneten Photoempfänger aufweist und bei der die Lichtquellen und der Photoempfänger mit einer Halteeinrichtung zur Positio nierung im Bereich eines die Körperflüssigkeit enthaltenden Körpergewebes verbunden sind sowie bei der der Photoempfänger an eine Auswertungseinrichtung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abstand zwischen den Lichtquellen höchstens 500 μm beträgt. A device for determining at least one ingredient in a body fluid, comprising at least two light sources for generating light relative to each other of different wavelengths and a spaced-apart to the light sources photoreceptor and in which the light sources and the photo-receiver with a holding device for positio discrimination in the area of ​​the body fluid containing body tissue are connected and in which the photodetector is connected to an evaluation device, characterized in that a distance between the light sources is not more than 500 microns.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpunktabstand der Lichtquellen höchstens 500 μm beträgt. Device according to claim 14, characterized in that the center distance of the light sources is not more than 500 microns.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Randabstand der Lichtquellen relativ zueinander höchstens 500 μm beträgt. Device according to claim 14, characterized in that an edge distance of the light sources relative to each other is at most 500 microns.
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