Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung
sowie ein gattungsgemäßes Verfahren
zur nicht-invasiven in vivo Konzentrationsbestimmung anzugeben,
bei denen die Konzentrationsbestimmung schnell, exakt und mit einem
möglichst
einfachen Aufbau durchführbar
ist.
Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe dadurch gelöst,
dass die gattungsgemäße Vorrichtung einen
transmissiven Aufbau zur Durchstrahlung der Gewebeprobe umfasst.
Der transmissive Aufbau hat den Vorteil, dass die Menge des durchstrahlten
Bluts bzw. Gewebes auf einfache Weise bestimmbar oder abschätzbar ist.
Die transmissive Durchstrahlung einer Gewebeprobe in vivo am Patienten
ist beispielsweise problemlos am Ohrläppchen oder auch an der Fingerspitze
oder an einer Hautfalte des Patienten möglich. Eine spektroskopische
Konzentrationsbestimmung der gesuchten Inhaltsstoffe der Gewebeprobe
kann somit mit Vorteil mit großer
Genauigkeit schnell und einfach durchgeführt werden.
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
wird noch verbessert, wenn Dickenmessmittel zur Messung einer Dicke
der Gewebeprobe vorgesehen sind. Hierdurch kann mit Vorteil eine
Bestimmung der absoluten Konzentration der Inhaltsstoffe der Gewebeprobe
durchgeführt
werden. Nach den physikalischen Gesetzmäßigkeiten bei der Durchstrahlung von
Gewebeproben hängt
die Konzentration des durch die Probe transmittierten Lichts von
der Konzentration der Inhaltsstoffe, von der Art jedes Inhaltsstoffs
sowie von der Dicke der durchstrahlten Gewebeprobe ab. Daher ist
die erfindungsgemäße Messung
der Dicke der durchstrahlten Gewebeprobe von großem Vorteil, um eine exakte
und absolute Konzentrationsbestimmung der Gewebeinhaltsstoffe durchzuführen. Die
Dickenmessung kann mit Vorteil ferner zur Bestimmung der geeigneten
Intensität
der Strahlungsquelle verwendet werden. Hierdurch lässt sich
mit Vorteil stets ein günstiges
Signal-Rausch-Verhältnis einstellen.
Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung umfassen die Dickenmessmittel eine Widerstandsmessung.
Beispielsweise kann ein variabler Widerstand verwendet werden, um
den Abstand von der Strahlungsquelle zu dem Strahlungsdetektor auf
der gegenüberliegenden
Seite der Gewebeprobe zu ermitteln. Diese Widerstandsmessung mit
dem variablen Widerstand ist zuverlässig, einfach und kostengünstig zu
realisieren.
Alternativ
umfassen gemäß einer
anderen vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung die Dickenmessmittel eine Induktionsmessung. Das Anbringen
einer Induktionsmessschleife beispielsweise auf der Strahlungsquellenseite
der Gewebeprobe sowie eines die Induktion beeinflussenden Sondenkörpers auf
der Strahlungsdetektorseite der Gewebeprobe kann bei entsprechender
Kalibrierung ebenfalls mit Vorteil zur Abstandsmessung zwischen Strahlungsquelle
und Strahlungsdetektor verwendet werden. Auch diese Art der Dickenmessung
ist einfach, zuverlässig
und kostengünstig.
Wenn
die Dickenmessmittel Mittel zur Auswertung der Transmission schmalbandiger
Strahlung im Bereich einer Absorptionsbande von Wasser umfassen,
kann gemäß einer
anderen Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung mit Vorteil eine Dickenmessung der Gewebeprobe
auf rein optischem Wege erfolgen. Es sind dann keine zusätzlichen
Messvorrichtungen für
die Dickenmessung erforderlich, es muss lediglich eine schmalbandige
Strahlungsquelle zusätzlich
zur Verfügung
gestellt werden, deren Strahlungsmaximum im Bereich einer Absorptionsbande
von Wasser liegt. Beispielsweise kann eine Wellenlänge von
etwa 1.900 nm oder auch von 2.800 nm verwendet werden. Bei bekannter
Intensität
der Strahlungsquelle kann das gemessene Transmissionssignal, welches
mit Hilfe des Strahlungsdetektors bestimmt wird, im Wege der Kalibrierung
dem gesuchten Abstand zwischen Strahlungsquelle und Strahlungsdetektor,
also der Gewebeprobendicke, zugeordnet werden.
Zur
weiteren Verbesserung der Richtigkeit der Konzentrationsbestimmung
sind gemäß einer Weiterbildung
der Erfindung Temperaturmessmittel zur Messung einer Temperatur
der Gewebeprobe vorgesehen. Bekanntlich ist die Lage und Intensität der Absorptionsbanden
der einzelnen Inhaltsstoffe der Gewebeprobe nicht konstant, sondern
temperaturabhängig.
Eine Messung der Temperatur der Gewebeprobe ermöglicht daher mit Vorteil, bei
der rechnerischen Auswertung der Transmissionssignale zur Konzentrationsbestimmung
gemäß der Erfindung
die exakte Lage und Intensität
der Absorptionsbanden entsprechend der gemessenen aktuellen Temperatur zugrunde
zu legen.
Besonders
vorteilhaft ist es gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung, wenn die Temperaturmessmittel ein Mantelthermometer
umfassen. Mantelthermometer sind robust, kostengünstig und zudem im klinischen
Betrieb seit langem erprobt und bewährt.
Eine
andere vorteilhafte Ausführungsform der
Erfindung sieht vor, dass die Temperaturmessmittel eine spektroskopische
Messung einer Infrarotstrahlung umfassen. Der Vorteil dieser Variante
ist insbesondere, dass zur Temperaturmessung optische Methoden eingesetzt
werden, so dass nur geringe zusätzliche
Vorkehrungen für
die Temperaturmessung erforderlich sind. Bekanntlich ist die emittierte
Infrarotstrahlung ein direktes Maß für die Temperatur eines Körpers.
Wenn
in Ausgestaltung der Erfindung ein Temperaturschalter vorgesehen
ist, können
bei Erreichen einer bestimmten Temperatur, beispielsweise bei 37,5°C, die Messwerte
freigegeben werden, wohingegen sie bei anderen Temperaturen gesperrt werden.
Hierdurch lässt
sich die Auswertung dahingehend vereinfachen, dass die in einer
Auswertesoftware hinterlegten Absorptionswerte für bestimmte Wellenlängen und
bestimmte Inhaltsstoffe lediglich für diese vorgegebene Temperatur
abgelegt sein müssen.
Die
Erfindung wird weiter verbessert, wenn die Intensität der NIR-Strahlungsquelle,
vorzugsweise in Abhängigkeit
von der Dicke der Gewebeprobe, regelbar ausgestaltet ist. Vorteil
ist, dass auf diese Weise die Strahlungsquelle so eingestellt werden kann,
dass sich ein günstiges
Signal-Rausch-Verhältnis
ergibt. Die Intensität
kann entweder auf einen festen Detektorstrom geregelt werden oder
auch in Abhängigkeit
der Dicke der Gewebeprobe günstig eingestellt
werden.
Gemäß einer
Variante der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die NIR-Strahlungsquelle
diskrete Wellenlängenbänder aufweist.
Da die charakteristischen Absorptionsbanden der Gewebeinhaltsstoffe
im Allgemeinen bekannt sind, genügt
es bereits, anstelle eines kontinuierlichen Weißlichtspektrums lediglich die
speziellen Wellenlängenbänder einzustrahlen,
welche im Bereich der Absorptionsbanden der zu bestimmenden Inhaltsstoffe
liegen.
Besonders
vorteilhaft ist es gemäß der Erfindung
in diesem Zusammenhang, wenn die NIR-Strahlungsquelle mindestens
eine der Anzahl der Inhaltsstoffe der Gewebeprobe entsprechende Zahl
schmalbandiger Einzelemitter mit jeweils unterschiedlichem Emissionsmaximum
umfasst. Durch die Verwendung schmalbandiger Einzelemitter, wie z.
B. Laserdioden, als Strahlungsquelle erübrigt sich detektorseitig eine
aufwendige spektralaufgelöste Auswertung
der Messsignale. Stattdessen ist bei geeignetem Betrieb der Strahlungsquelle
ein einziger Detektor ausreichend, um die Transmission für eine gegebene
Wellenlänge
bzw. ein gegebenes schmales Wellenlängenband zu bestimmen. Wenn
die Anzahl der Einzelemitter genau der Anzahl unterschiedlicher
Inhaltsstoffe der Gewebeprobe entspricht, erhält man bei der Auswertung ein
lineares Gleichungssystem, dessen Lösung die gesuchten Konzentrationen
ergibt. Wenn die Anzahl der Emitter größer ist als die Anzahl unterschiedlicher
Inhaltsstoffe der Gewebeprobe, so erhält man ein überbestimmtes lineares Gleichungssystem,
welches mit statistischen Methoden ausgewertet werden kann, um den
Vertrauensbereich der ermittelten Konzentrationswerte zu erhöhen.
In
Ausgestaltung der Erfindung ist ein Multiplexer zum sequentiellen
Betrieb der Einzelemitter vorgesehen. Hierbei kann mit Vorteil sichergestellt werden,
dass zu einem gegebenen Zeitpunkt jeweils nur ein Einzelemitter
die Gewebeprobe durchstrahlt. Detektorseitig stellt der Multiplexer
sicher, dass die Zuordnung der gemessenen Detektorströme zu der den
jeweiligen Detektorstrom erzeugenden Strahlungsquelle korrekt erfolgt.
Hierbei kann entweder eine streng sequentielle Durchschaltung der
Einzelemitter in vorgegebener Reihenfolge, beispielsweise in aufsteigender
Wellenlänge
oder in absteigender Wellenlänge,
erfolgen. Gleichermaßen
kann im Rahmen der Erfindung jedoch auch eine beliebige oder variable
Schaltfolge der Einzelemitter vorgesehen werden.
Die
Auswertung ist gemäß einer
speziellen Ausführungsform
der Erfindung besonders einfach, wenn der Strahlungsdetektor bezüglich NIR-Strahlung nicht dispersiv
ausgebildet ist. In diesem Falle müssen keine Korrekturen des
Detektorstroms vorgenommen werden, um von Einzelemittern unterschiedlicher
Wellenlänge
hervorgerufene Detektorströme
vergleichbar zu machen.
Bei
einer vorteilhaften Variante der Erfindung ist der Strahlungsdetektor
als NIR-Spektrometer ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass die
Messung der Transmission sowie die Temperaturmessung sämtlich mit
dem NIR-Spektrometer
erfolgen können.
Um eine besonders kompakte Bauweise zu erhalten, bietet sich die
Verwendung eines NIR-Mikrospektrometers an. Über die Wellenlänge der
aufgenommenen Infrarotstrahlung bei ausgeschalteten Einzelemittern lässt sich
die Gewebetemperatur problemlos berechnen.
Die
Erfindung sieht in weiterer Ausgestaltung vor, dass vor dem Strahlungsdetektor
mindestens ein NIR-Bandpassfilter angeordnet ist. Eine Verschlechterung
des Signal- zu Rausch-Verhältnisses
durch Umgebungslicht, wie beispielsweise Sonnenlicht mit dem UV-Anteil,
wird hierdurch wirksam mit Vorteil vermieden.
Zur
weiteren Verbesserung der Richtigkeit der Konzentrationsbestimmung
sind nach einer Ausführungsvariante
der Erfindung Mittel zur Bereitstellung eines zeitlich sowie über die
Gewebeprobe räumlich
gleichbleibenden Innendrucks der Gewebeprobe vorgesehen. Hierdurch
wird mit Vorteil der bekannten Abhängigkeit der Absorptionseigenschaften der
Inhaltsstoffe vom Druck Rechnung getragen. Außerdem erhält man eine besonders homogene
Verteilung der Gewebeprobe in dem vom Licht durchstrahlten Bereich
des erfindungsgemäßen Messgerätes.
Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist eine Messklammer zum formschlüssigen Umgreifen der Gewebeprobe
vorgesehen, wobei die Dickenmessung und/oder die Temperaturmessung
und/oder der Strahlungsdetektor in die Messklammer integriert ist/sind.
Durch das formschlüssige Umgreifen
der Gewebeprobe mittels einer Messklammer lässt sich mit Vorteil ein räumlich sowie
zeitlich gleichbleibender Innendruck der Gewebeprobe mit den oben
genannten Vorteilen erreichen. Die Integrierung der genannten Messungen
in die Messklammer stellt mit Vorteil einen besonders kompakten
Aufbau sicher, der insbesondere für den klinischen Alltag tauglich
ist. Die Abmessungen der erfindungsgemäßen Messvorrichtung werden
auf diese Weise mit Vorteil sehr kompakt.
Wenn
in einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zwischen
der NIR-Strahlungsquelle und der Messklammer ein Strahlungsleiter
zum Transportieren der Strahlung angeordnet ist, kann die Strahlungsquelle
mit Vorteil außerhalb
der Messklammer angeordnet sein. Dies ist vorteilhaft, um die Messklammer,
welche direkt am Patienten angebracht wird, möglichst leicht auszugestalten.
Außerdem
kann aus Sicherheitsgründen
sichergestellt werden, dass eine Energieversorgung der Strahlungsquelle
vom Patienten entfernt angeordnet ist. Eine Filterung von Wärmestrahlung,
welche von der Strahlungsquelle ausgehen kann, kann auf diese Weise
ebenfalls außerhalb
der Messklammer erfolgen. Durch den Strahlungsteiler, beispielsweise
ein Glasfaserbündel,
wird dann lediglich das für
die Messung benötigte
Licht im NIR-Spektralbereich an die Messklammer weitertransportiert.
Für die klinische
Praxis besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung
tragbar ausgestaltet ist.
Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gleichermaßen gelöst durch
ein Verfahren zur nicht-invasiven in vivo Konzentrationsbestimmung
einer Anzahl von Inhaltsstoffen, insbesondere Blutinhaltsstoffen,
einer Gewebeprobe, basierend auf dem Prinzip der NIR-Spektroskopie,
welches die folgenden Schritte umfasst:
- – Messen
der Dicke der Gewebeprobe,
- – Messen
der Temperatur der Gewebeprobe,
- – sequentielles
Messen und Aufzeichnen der Transmission durch die Gewebeprobe mindestens
mit einer der Anzahl der Inhaltsstoffe der Gewebeprobe entsprechenden
Anzahl schmalbandiger Einzelemitter mit jeweils unterschiedlichem Emissionsmaximum,
- – Berechnen
der Konzentrationen der Inhaltsstoffe unter Berücksichtigung der gemessenen
Temperatur, der gemessenen Dicke und der gemessenen Transmissionen
sowie unter Berücksichtigung
bekannter Absorptionsgrößen der
Inhaltsstoffe,
- – Anzeigen
der berechneten Konzentrationswerte.
Die
Erfindung wird in einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme
auf eine Zeichnung beispielhaft beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten
den Figuren der Zeichnungen zu entnehmen sind.
Funktionsmäßig gleiche
Teile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen. Die einzige
Figur der Zeichnung zeigt im Einzelnen:
1:
schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Konzentrationsbestimmung
von Gewebeinhaltsstoffen
Zu
erkennen ist eine beispielsweise als Laserdiodenmatrix ausgestaltete
NIR-Strahlungsquelle 1. Die Laserdiodenmatrix 1 besteht
aus Laserdioden 1 bis n, welche jeweils schmalbandige NIR-Strahlung mit
einem der Strahlungsmaxima λ1, λ2, λ3, ..., λn emittiert.
Die Laserdiodenmatrix 1 ist ausgangsseitig mit einem Lichtleiter 2 verbunden.
Der
Lichtleiter 2 verläuft
vom Ausgang der Laserdiodenmatrix 1 zu der Emitterseite 3 eines
Messclips 30.
Der
Messclip 30 umfasst ferner eine Detektorseite 31.
Zwischen der Emitterseite 3 und der Detektorseite 31 des
Messclips 30 ist eine Gewebeprobe 4 eingeklemmt.
Die Detektorseite 31 des Messclips 30 umfasst
einen nicht-energiedispersiv arbeitenden Photodetektor 5.
Dieser kann beispielsweise als CCD-Chip oder als GaAs-Empfänger ausgestaltet
sein. Ausgangsseitig schließt
sich an den Photodetektor 5 ein Signalverstärker 6 an.
Der Ausgang des Signalverstärkers 6 ist
mit dem Eingang eines Analog-Digital-Wandlers 7 verbunden.
Das Ausgangssignal des A/D-Wandlers 7 ist einem Prozessor 8 zugeleitet.
Der
Prozessor 8 weist die Anzeigeeinheit und Benutzerschnittstelle 15 auf.
Die Laserdiodenmatrix 1 wird von dem Multiplexer 9 mit
Hilfe des Prozessors 8 gesteuert. Der Messclip 30 ist
ferner mit einem Mantelthermoelement 13 ausgestattet, welches die
Gewebeprobe 4 berührt.
Der
Messclip 30 weist ferner einen an der Detektorseite 31 des
Messclips 30 angebrachten Induktionskreis 11 auf.
Der Induktionskreis 11 ist zur Messung von Induktionsänderungen
ausgebildet, welche sich aufgrund von Lageänderungen des die Induktion
beeinflussenden Induktionselements ergeben. Das Induktionselement 10 sowie
der Induktionskreis 11 sind mit dem Abstandswandler 12 verbunden.
Der Ausgang des Abstandswandlers 12 ist dem Prozessor 8 zugeleitet.
Zum
Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Konzentrationsbestimmung gemäß der Erfindung
wird über
den Prozessor 8 mit dem Multiplexer 9 die Laserdiodenmatrix 1 derart
angesteuert, dass zunächst
der Emitter mit der Wellenlänge λ1 zum Strahlen
angeregt wird. Das von dem Emitter mit der Wellenlänge λ1 emittierte
Licht wird in den Lichtleiter 2 eingekoppelt und durch
den Lichtleiter 2 zu der Emitterseite 3 des Messclips 30 geleitet.
Von der Emitterseite 3 des Messclips 30 tritt
die Strahlung des Emitters mit der Wellenlänge λ1 der Laserdiodenmatrix 1 durch
die Gewebeprobe 4 hindurch und trifft auf den hinter der
Detektorseite 31 des Messclips 30 angeordneten
Photodetektor 5 auf.
Der
im Photodetektor 5 erzeugte Detektorstrom wird in dem Signalverstärker 6 definiert
verstärkt.
Das definiert verstärkte
Ausgangssignal des Photodetektors 5 wird nun im A/D-Wandler 7 in
ein digitales Signal umgewandelt und an den Prozessor 8 weitergeleitet.
Im
Prozessor 8 wird der durch die Gewebeprobe 4 transmittierte
Lichtstrom des Emitters mit der Wellenlänge λ1 der Laserdiodenmatrix 1 zur
weiteren Auswertung abgespeichert. Anschließend steuert der Prozessor 8 über den
Multiplexer 9 die Laserdiodenmatrix 1 derart an,
dass der Einzelemitter mit der Wellenlänge λ2 zur Aussendung von Strahlung
angeregt wird. Das von dem Emitter mit der Wellenlänge λ2 emittierte Licht durchstrahlt in der gleichen
Weise wie der Emitter mit der Wellenlänge λ1 die Gewebeprobe 4 und
erzeugt auf dem beschriebenen Wege ein digitales Ausgangssignal,
welches in dem Prozessor 8 abgespeichert wird. Auf die
beschriebene Weise steuert der Prozessor 8 über den
Multiplexer 9 jeden der Emitter mit den Wellenlängen λ1 bis λn an und
speichert die zugehörigen
Transmissionsdaten digital ab. Während
des Messvorgangs wird über
das Mantelthermoelement 13 die Temperatur der Gewebeprobe 4 gemessen.
Das von dem Mantelthermoelement 13 erhaltene analoge Messsignal
wird in dem A/D-Wandler 7 in
ein digitales Signal umgewandelt und an den Prozessor 8 weitergeleitet
und dort abgespeichert.
Zur
Messung der Dicke der Gewebeprobe 4 wird die Induktion
im Induktionskreis 11 unter Beeinflussung des Induktionselements 10 mit
Hilfe des Abstandswandlers 12 ausgewertet. Der erhaltene
Abstandswert wird an den Prozessor 8 zur weiteren Verarbeitung
weitergeleitet.
Die
Gewebeprobe 4 wird hierbei durch den Messclip 30 zwischen
der Emitterseite 3 und der Detektorseite 31 durch
eine in der Figur nicht dargestellte Feder mit konstanter Kraft
zusammengedrückt. Hierdurch
ist eine homogene Verteilung der Gewebeprobe 4 im Strahlengang
zwischen der Emitterseite 3 und der Detektorseite 31 des
Messclips 30 gewährleistet,
zum anderen wird ein zeitlich sowie räumlich konstanter Innendruck
in der Gewebeprobe 4 aufrechterhalten.
Vor
und/oder nach der beschriebenen Vermessung der Gewebeprobe 4 wird
bei ausgeschalteten Lichtemittern aus dem Photodetektor 5 eine
Dunkelstrommessung abgelesen und ebenfalls in dem Prozessor 8 abgelegt.
Ferner wird zur Vor- und/oder Nachbereitung der Messung der Gewebeprobe 4 vor Einführen der
Gewebeprobe 4 in den Messclip 30 eine Messung
eines Referenzstroms für
jeden der Emitter mit den Wellenlängen λ1 bis λn durchgeführt. Hierzu wird derselben
Prozedur gefolgt, die bereits im Zusammenhang mit der Transmissionsmessung durch
die Gewebeprobe 4 beschrieben wurde. Es wird also sequentiell über den
Multiplexer 9 jeder Emitter zum Strahlen angeregt und anschließend der gemessene
Detektorstrom nach Verstärkung
durch den Signalverstärker 6 und
Digitalisierung im A/D-Wandler 7 im Prozessor 8 abgelegt.
Bei den Referenzmessungen befindet sich jedoch keine Gewebeprobe 4 im
Messclip.
In
dem Prozessor 8 sind die Absorptionswerte aller zu bestimmenden
Inhaltsstoffe der Gewebeprobe 4 für jede der Wellenlängen λ1 bis λn abgelegt. Um
aus den auf die beschriebene Weise gemessenen Eingangsmessdaten
die gesuchte Konzentration der Inhaltsstoffe zu bestimmen, bedient
man sich gemäß der Erfindung
einer Form der Lambert-Beer-Gleichung. Demnach ergibt sich die Konzentration
C nach der Formel C = S log [(IM – ID)/(IR – ID)].
Darin
bezeichnet IM den verstärkten Detektorstrom durch die
Gewebeprobe 4, IR bezeichnet den
Referenzstrom ohne Gewebeprobe 4, ID bezeichnet
den verstärkten
Dunkelstrom bei ausgeschalteten Lichtemittern. S bezeichnet einen
Skalierungsfaktor, der sich aus der Dicke der Gewebeschicht und
den Absorptionseigenschaften der Inhaltsstoffe der Gewebeprobe 4 ergibt.
Die
genaue Auswertung führt
unter Zugrundelegung des Lambert-Beer-Gesetzes zu einer Gleichung der genannten
Form für
jeden Emitter mit Wellenlänge λ1 bis λn. Wenn die
Anzahl der Emitter 1 bis n mindestens der Anzahl der Inhaltsstoffe
der Gewebeprobe 4 entspricht, ergibt sich ein lineares
Gleichungssystem, dessen Lösung
die gewünschten Stoffkonzentrationen
ergibt. Sofern mehr Emitter verwendet werden als Inhaltsstoffe in
der Gewebeprobe 4 vorhanden sind, führt dies zu einem überbestimmten
Gleichungssystem, welches durch geeignete Mittelungsalgorithmen
zu einer Erhöhung
des Vertrauensbereichs der ermittelten Konzentrationen führt. Die
in die Berechnung innerhalb des Prozessors 8 eingehenden
Absorptionswerte der einzelnen Inhaltsstoffe der Gewebeprobe 4 gelten
gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
für einen
bestimmten Temperaturwert der Gewebeprobe 4, beispielsweise 37,5°C.
Innerhalb
des Prozessors 8 erfolgt eine Überprüfung des von dem Mantelthermoelement 13 gelieferten
Temperaturmesswerts. Sofern der vom Mantelthermoelement 13 gemessene
Temperaturwert dem Vorgabewert von 37,5°C entspricht, werden die errechneten
Konzentrationswerte auf der Anzeigeeinheit 15 zur Anzeige
gebracht. Falls die gemessene Gewebetemperatur außerhalb
eines gegebenen Bereichs um den Wert von 37,5°C liegt, wird die Anzeige unterdrückt. Außerdem kann
ein akustisches oder optisches Warnsignal ausgelöst werden. Auf diese Weise
wird mit Vorteil vermieden, dass aufgrund einer temperaturbedingten
Verschiebung der Absorptionsbanden gegenüber den in dem Prozessor 8 abgelegten
Referenzabsorptionsbanden bei der Temperatur von 37,5°C fehlerhaft
berechnete Konzentrationswerte zur Anzeige kommen und dort den Benutzer
täuschen.
Alternativ
kann die Temperatur des zu untersuchenden Gewebes 4 bestimmt
werden durch die Verwendung eine NIR-Mikrospektrometers. Dazu wird über die
Wellenlänge
der aufgenommenen Infrarotstrahlung bei ausgeschalteten Lichtemittern
die Gewebetemperatur berechnet. Das Mantelthermoelement 13 kann
in diesem Fall entfallen.
Damit
ist eine Vorrichtung zur nicht-invasiven in vivo Konzentrationsbestimmung
einer Anzahl von Inhaltsstoffen, insbesondere Blutinhaltsstoffen,
einer Gewebeprobe basierend auf dem Prinzip der NIR-Spektroskopie mit
mindestens einer NIR Strahlungsquelle und mindestens einem Strahlungsdetektor
sowie ein zugehöriges
Verfahren zur Bestimmung der Konzentration vorgeschlagen, welches
eine einfache Bedienung erlaubt, schnell durchführbar ist, welches besonders
exakte Ergebnisse liefert und welches zudem tragbar ist.