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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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Spektroskopische
Instrumente sind in einer Vielzahl von Anwendungen bekannt und werden
in ihnen verwendet. Ein Instrument dieses Typs ist zum Beispiel
in der US-Patentschrift
5,879,294 von Anderson et al. offenbart. Instrumente dieses Typs
umfassen eine optische Sonde, die lösbar mit einem Elektronikpaket
verbunden ist. Im Betrieb ist die Sonde auf dem zu messenden oder
zu analysierenden Gewebe positioniert. Die Sonde wird durch optische Fasern
und einen Sondenanschluss an die Instrumentenelektronik angeschlossen.
Licht, das verwendet wird, um die Eigenschaften des Gewebes zu messen,
ist durch optische Sendefasern an die Sonde gekoppelt. Nachdem das
Licht von der das Gewebe berührenden
Fläche
der Sonde in das gemessene Gewebe übertragen worden ist, durchläuft es das Gewebe,
bevor es am Ende einer optischen Empfangsfaser gesammelt wird. Dieses
gesammelte Licht wird dann durch den Sondenanschluss und den Elektronikpaketanschluss
an das Instrument übertragen.
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Die
gesammelten Messlichtsignale, die von dem Elektronikpaket empfangen
werden, werden an einen Detektor übertragen, der elektrische
Signale erzeugt, die diese Lichtsignale bei jeder Wellenlänge von
Interesse darstellen. Ein Prozessor / eine Steuereinheit verarbeitet
dann diese Signale, um Daten zu erzeugen, die die gemessenen Gewebeparameter darstellen.
Die Messung kann visuell auf einem Display angezeigt werden. Algorithmen,
die benutzt werden, um die Gewebeparameterdaten zu berechnen, sind
allgemein bekannt und werden in der Patentschrift von Anderson et
al. beschrieben.
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Kalibrierungsprozesse
werden üblicherweise durchgeführt, um
die Genauigkeit der Messungen zu verbessern, die von dem Instrument
vorgenommen werden. Verfahren und Geräte für das Kalibrieren von spektroskopischen
Instrumenten sind allgemein bekannt und in der Patentschrift von
Anderson et al. offenbart. Die Kalibrierung kann zum Beispiel durchgeführt werden,
indem die Sonde auf einem Kalibrierungsgerät platziert wird, das ein Gehäuse aufweist, das
mit lichtstreuendem Material gefüllt
ist. Das lichtstreuende Material ist im Allgemeinen spektral flach (das
heißt,
es reflektiert jedes Licht in gleichem Maße), um ein Bezugsspektrum
bereitzustellen. Weißer Polyethylenschaum,
wie Plastazote LD45, erhältlich von
Zotefoams plc., kann zu diesem Zweck verwendet werden.
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Um
eine genaue Kalibrierung zu erreichen, ist es wichtig, dass die
Sonde während
der Bezugsmessung richtig auf dem Kalibrierungsgerät positioniert
ist. Ungenaue Kalibrierungen treten auf, wenn die Sonde auf dem
Gewebe eines Patienten oder anderweitig in einer Weise positioniert
wird, die es Umgebungslicht oder anderem Licht außer dem
der optischen Sendefasern erlaubt, die Empfangsfaser zu erreichen.
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Es
besteht ein anhaltender Bedarf an verbesserten Kalibrierungsgeräten und
-verfahren für die
Verwendung mit spektroskopischen Geräten. Geräte und Verfahren, die leicht
anzuwenden sind, wären
besonders wünschenswert.
Alle diese Geräte und
Verfahren müssen
genaue Kalibrierungsprozesse bereitstellen können. 11 S 5,879,294 offenbart
ein Instrument gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist ein Instrument, das so angeordnet ist,
dass es ein spektroskopisches Instrument leicht und genau kalibriert.
Eine Ausführungsform
des Instruments umfasst Lichtsignalquellen, einen Detektor, einen
Prozessor / eine Steuereinheit, eine Sonde und ein Kalibrierungsgerät. Die Lichtsignalquellen
umfassen eine Quelle für
Messlichtsignale, die Messlichtwellenlängen aufweisen, und eine Quelle
für ein
Kalibrierungslichtsignal mit einer Kalibrierungsermittlungswellenlänge, die
sich von den Messlichtwellenlängen
unterscheidet. Die Sonde besitzt eine oder mehrere Sendefasern,
die an die Mess- und Kalibrierungslichtsignalquellen gekoppelt sind,
um die Messlichtsignale und das Kalibrierungslichtsignal in das
Gewebe zu übertragen,
und eine oder mehrere Empfangsfasern, um Licht zu empfangen, einschließlich der
Messlichtsignale und des Kalibrierungslichtsignals. Das Kalibrierungsgerät ist so
angepasst, dass es die Sonde aufnimmt, und besitzt einen optischen
Filter zum Übertragen
der Messlichtsignale, nicht aber des Kalibrierungslichtsignals.
Der Detektor ist an die Empfangsfasern gekoppelt, um elektrische
Signale zu erzeugen, die das Licht, das an den Empfangsfasern empfangen
wird, darstellen. Der Prozessor / die Steuereinheit ist mit dem
Detektor gekoppelt und leitet einen Kalibrierungsprozess ein, wenn
das Kalibrierungslichtsignal nicht ermittelt wird.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm eines Instruments, das bei der Anwendung der vorliegenden
Erfindung nützlich
ist, zusammen mit einem Sondenanschluss und einer optischen Sonde, die
durch optische Fasern und ein Kalibrierungsgerät verbunden sind.
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2 ist
eine genaue Ansicht des Sondenanschlusses, der in 1 dargestellt
ist.
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3 ist
eine schematische Seitenansicht einer Sonde gemäß der vorliegenden Erfindung.
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4 ist
eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform
eines Kalibrierungsgeräts
gemäß der vorliegenden
Erfindung, wobei die Sonde, die in 3 dargestellt
ist, auf dem Gerät
positioniert ist.
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5 ist
eine isometrische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Kalibrierungsgeräts gemäß der vorliegenden
Erfindung, wobei die Sonde für
die Verwendung mit dem Kalibrierungsgerät angepasst ist.
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6 ist
eine auseinandergezogene isometrische Absicht des Kalibrierungsgeräts, das
in 5 dargestellt ist.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Mit
Bezug auf 1 und 2 wird allgemein
ein Instrument 10 beschrieben, mit dem die Sonde, das Kalibrierungsgerät und das
Kalibrierungsverfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden
können.
Wie dargestellt, umfasst das Instrument 10 eine optische
Sonde 12, die lösbar über optische
Fasern 16 mit einem Elektronikpaket 14 verbunden
ist. Das Elektronikpaket 14 umfasst einen Anschluss 18,
einen Detektor 20, einen Prozessor/eine Steuereinheit 22 und
ein Display 24. Im Betrieb ist die Sonde 12 auf
dem zu messenden oder zu analysierenden Gewebe positioniert. Die
Sonde 12 wird durch die optischen Fasern 16 und
einen Sondenanschluss 26 an die Instrumentenelektronik
angeschlossen. Der Sondenanschluss 26 umfasst LEDs oder
andere Lichtquellen 30, 32, 34, 36 und 38 zur Erzeugung
von Licht mit einer Anzahl unterschiedlicher Wellenlängen (zum
Beispiel 800, 760, 720, 680, beziehungsweise 530 nm). Das Licht,
das verwendet wird, um die Eigenschaften des Gewebes zu messen,
ist durch die optischen Sendefasern 40, 42, 44 und 46 an
die Sonde gekoppelt. Nachdem das Licht von der das Gewebe berührenden
Fläche
der Sonde 12 in das gemessene Gewebe übertragen worden ist, durchläuft es das
Gewebe, bevor es am Ende der optischen Empfangsfaser 48 gesammelt
wird. Dieses gesammelte Licht (Messlichtsignal) wird dann durch den
Sondenanschluss 26 und den Elektronikpaketanschluss 18 an
das Instrument 14 übertragen.
Ein Bezugslichtsignal, das jeweils den Messlichtsignalen entspricht
(das heißt,
die Bezugslichtsignale werden nicht durch das Gewebe übertragen),
wird ebenfalls an den Anschluss des Elektronikpakets 18 übertragen.
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Die
gesammelten Messlichtsignale und Bezugslichtsignale, die von dem
Elektronikpaket 14 empfangen werden, werden an den Detektor 20 übertragen,
der elektrische Signale erzeugt, die diese Lichtsignale bei jeder
Wellenlänge
von Interesse darstellen. Der Prozessor / die Steuereinheit 22 verarbeitet
dann diese Signale, um Daten zu erzeugen, die die gemessenen Gewebeparameter
darstellen (zum Beispiel das Niveau der Sauerstoffsättigung (StO2)). Der Messwert kann visuell auf dem Display 24 angezeigt
werden. Algorithmen, die benutzt werden, um die Gewebeparameterdaten
zu berechnen, sind allgemein bekannt und werden in der US-Patentschrift 5,879,294
von Anderson et al. beschrieben.
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Die
Ausführungsform
des Sondenanschlusses 26, der in 2 dargestellt
ist, erzeugt ein Messsignal innerhalb des Anschlusses. Wie dargestellt, umfasst
der Sondenanschluss 26 vier LEDs 30, 32, 34 und 36 zur
Erzeugung der Messlichtsignale bei 680, 720, 760, beziehungsweise
800 nm. Die Lichtsignale von jeder dieser LEDs sind an die Sonde 12 durch
eine getrennte Messsignalsendefaser 40, 42, 44, 46 gekoppelt.
Nachdem das Messlichtsignal durch das analysierte Gewebe übertragen
und an der Sonde 12 gesammelt worden ist, wird es durch
eine Messsignalempfangsfaser 48 an den Sondenanschluss 26 zurückgekoppelt.
Das Ende der Messsignalempfangsfaser 48 schließt in dem
Sondenanschluss 26 an einer Muster-Faserhülse 52 ab,
die so angepasst ist, dass sie in eine Buchse in dem Anschluss 18 des
Elektronikpakets 14 passt.
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Ein
Bezugslichtsignal wird auch durch den Sondenanschluss 26 bereitgestellt.
Das Bezugslichtsignal umfasst einen Anteil des Lichts von jeder
der LEDs 30, 32, 34, 36 und
wird erst dann von der Sonde übertragen,
wenn es gesammelt ist. In der Ausführungsform, die in 2 dargestellt
ist, wird das Bezugslichtsignal von den optischen Bezugslichtsignalsendefasern 54, 56, 58 und 60 gesammelt,
die sich jeweils von den LEDs der Messlichtsignalquellen 30, 32, 34, 36 bis
zu einem Lichtmischer/-dämpfer 62 ausdehnen,
der durch streuendes Material gebildet wird, das an einer Befestigungs-Bezugsfaserhülse 64 angebracht
ist. Die Bezugssignalsendefasern 54, 56, 58, 60 werden
in der Befestigungsfaserhülse 64 an
dem streuenden Material zusammen mit einer Bezugssignalempfangsfaser 66 zusammengefasst.
Das Bezugslicht, das von jeder LED empfangen wird, wird an dem Mischer 62 gemischt
und durch die Bezugssignal empfangsfaser 66 übertragen.
Das Ende der Bezugssignalempfangsfaser 66 schließt in dem
Sondenanschluss 26 an einer Bezugsfaserhülse 68 ab, die
so angepasst ist, dass sie in eine Buchse in dem Anschluss 18 des
Elektronikpakets 14 passt. Der Sondenanschluss 26 weist
vorzugsweise auch einen elektrischen Anschluss 72 mit 14
Steckerstiften und eine Befestigungshülse für optische Fasern 74 für jede der
LEDs 30, 32, 34, 36 und 38 auf,
die jeweils in einer PC-Leiterplatte 76 zusammen
mit dem Anschluss 72 montiert sind. Es versteht sich, dass
die Pfeile auf den Fasern 40, 42, 44, 46 „zur Sondenspitze
hin" zeigen, während die
Pfeile auf der Faser 48 „von der Sondenspitze weg" zeigen.
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Die
LED 38 erzeugt ein Kalibrierungslichtsignal. Das Kalibrierungslichtsignal,
das von der LED 38 erzeugt wird, wird durch eine Kalibrierungssendefaser 78 zu
der das Gewebe berührenden
Fläche
der Sonde 12 übertragen.
Ein schematisches Diagramm der Sonde 12, das die Messsignalsendefasern 40, 42, 44, 46,
die Messsignalempfangsfaser 48 und die Kalibrierungssendefaser 78 zeigt,
ist in 3 dargestellt. Das Kalibrierungslichtsignal, das
durch die LED 38 erzeugt wird, sollte eine Wellenlänge aufweisen,
die von dem Bereich der Messwellenlängen getrennt und vorzugsweise
größer oder
kleiner als diese ist. In der dargestellten Ausführungsform ist das Kalibrierungslichtsignal
ein Signal mit 530 nm.
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Ein
Kalibrierungsgerät 100 gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung ist schematisch in 4 dargestellt,
zusammen mit einer Sonde 12. Das Kalibrierungsgerät 100 umfasst
optisches Filtermaterial 102 zwischen der Öffnung 104 des
Gehäuses 106,
an dem die Sonde aufgenommen wird, und dem Inneren des Gehäuses mit
dem lichtstreuenden Material 108.
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Das
optische Kalibrierfiltermaterial 102 überträgt die Messlichtsignale (das
heißt,
es ist optisch durchlässig
für die
Messsignale), überträgt aber
nicht in bedeutendem Maße
das Kalibrierungslichtsignal (das heißt, es ist optisch undurchlässig für das Kalibrierungslichtsignal).
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Der
Detektor 20 des Elektronikpakets 14 ist so ausgestaltet,
dass er das Kalibrierungslichtsignal ermittelt und dem Prozessor
/ der Steuereinheit 22 elektrische Signale bereitstellt,
die das Kalibrierungslichtsignal darstellen (zum Beispiel das Vorhandensein
oder das Nichtvorhandensein eines ermittelten Kalibrierungslichtsignals).
Da das optische Filtermaterial 102 das Kalibrierungslichtsignal
nicht überträgt, enthält das Empfangslichtsignal,
das von der Empfangsfaser 48 gesammelt und zu dem Elektronikpaket 14 übertragen
wird, keinen bedeutenden Anteil an der Wellenlänge des Kalibrierungslichtsignals,
wenn die Sonde 12 richtig auf dem Kalibrierungsgerät 100 positioniert
ist. Der Prozessor / die Steuereinheit 22 ist so programmiert,
dass er unter diesen Umständen
einen Kalibrierungsprozess durchführt. Wenn andererseits die
Sonde 12 auf dem zu messenden Gewebe positioniert oder
nicht anderweitig richtig auf dem Kalibrierungsgerät 100 positioniert
ist, sind zumindest Anteile des Kalibrierungslichtsignals in dem
Empfangslichtsignal vorhanden, das durch die Empfangsfaser 48 gesammelt
wird. Der Prozessor / die Steuereinheit 22 ist in einer
Weise programmiert, dass er unter diesen Umständen keinen Kalibrierungsprozess
durchführt.
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In
der Ausführungsform
des zuvor beschriebenen Instruments und Verfahrens reflektiert das streuende
Material 108 alle Lichtwellenlängen innerhalb des sichtbaren
und nahinfraroten Lichtwellenbereichs (das heißt, innerhalb des Wellenlängenbereichs
von 450 – 1000
nm der LEDs 30, 32, 34, 36 in dem
oben beschriebenen Sondenanschluss 26) in im Wesentlichen
gleichen Maße
(das heißt,
es ist spektral flach). Das optische Filtermaterial 102 dient
als ein Bandpassfilter und überträgt nur in
unbedeutendem Maße
Licht, das Wellenlängen
im Bereich von 450 – 600
nm aufweist. Zwei unterschiedliche Lichtsignale werden dadurch von
der Sonde 12 in das Kalibrierungsmaterial 102 ausgesendet.
Das erste ist das primäre
Lichtsignal, das verwendet wird, um die spektroskopische Messung
(zum Beispiel 680 – 800 nm)
zu erzeugen. Das zweite Lichtsignal wird nur zum Zweck der Erkennung
des Kalibrierungsmaterials 102 verwendet und weist ein
diskretes Wellenlängenspektrum
im Bereich von 520 – 540
nm auf. Wenn sich das Instrument 10 im nicht kalibrierten
Modus befindet, beginnt es mit Kalibrierungsmessungen, wenn bei
einem ausreichend ermittelten Signal des primären Messlichts bei 680 – 800 nm
nicht gleichzeitig 520 – 540
nm-Licht vorhanden
ist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
erzeugt das Licht, das für
die Kalibrierungserkennung ausgesendet wird, ein stärkeres Ermittlungssignal
als das primäre
Messlichtsignal, wenn die Sonde 12 auf anderen Materialien
als auf dem Kalibrierungsmedium 102 positioniert wird.
Ein weiterer Ansatz zur Verbesserung der Empfindlichkeit der Kalibrierungserkennung
ist die Verwendung einer Erkennungslichtsignalquelle, die sich mit
den Spektren des Umgebungslichts überschneidet (zum Beispiel
fluoreszierendes Licht). Wenn sich die Sonde 12 nicht auf
dem Kalibrierungsgerät 100 befindet,
tritt das Umgebungslicht zu dem ermittelten Erkennungslichtsignal hinzu.
Das optische Filtermaterial 102 sollte eine hochgradige
und einheitlich spektral flache Übertragung
für die
primären
Lichtsignale bereitstellen. Beispiele für Materialien, die für Signale
mit den oben beschriebenen Wellenlängen verwendet werden können, umfassen
Kodak Wrattan 25, erhältlich
von Eastman Kodak Company, Rochester, New York, und Roscolux 25 Farbfilter,
erhältlich
von Rosco Laboratories, Port Chester, New York. Roter Mylarfilm,
wie von Check-Rite Systems Division, Irvine, Kanada, erhältlich,
weist ebenfalls die richtigen spektralen Eigenschaften für die oben
beschriebene Ausführungsform
auf. Eine Wahlmöglichkeit
zu dem getrennten optischen Filtermaterial 102 ist der
Einbau von rotem Farbstoff, der geeignete spektrale Eigenschaften
aufweist, in den Schaum aus streuendem Material 108 während seiner
Herstellung.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass der Prozessor / die Steuereinheit 22 automatisch
einen Kalibrierungsprozess einleiten kann, ohne dass ein Bediener
einen Knopf drücken
oder in anderer Weise tätig
werden muss, um einen Kalibrierungsprozess zu starten. Der Prozessor
/ die Steuereinheit 22 kann so programmiert werden, dass
er / sie eine Kalibrierung automatisch einleitet, wenn die Sonde 12 auf
dem Kalibrierungsgerät 100 positioniert
ist (das heißt,
wenn das Instrument das optische Filtermaterial 102 „ermittelt"). Durch das automatische
Ermitteln und Einleiten der Kalibrierung in dieser Weise können eine
Anzahl von Kalibrierfehlerzustände
vermieden werden. Fehlerzustände
dieser Art können auftreten,
wenn der Bediener die Kalibrierung einleitet, wenn das Kalibrierungsmaterial 102 nicht
vorhanden ist oder der Bediener das Kalibrierungsgerät 100 entfernt,
bevor der Kalibrierzyklus abgeschlossen ist. Fehlerzustände dieser
Art würden
die Genauigkeit der nachfolgenden Messungen nachteilig beeinflussen.
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Nachfolgend
wird der Vorgang der Erkennung des Kalibrierungsmaterials beschrieben:
- 1. Der Systemmonitor (Elektronikpaket 14)
wird eingeschaltet.
- 2. Sobald eine Sonde 12 an den Monitor oder das Paket 14 angeschlossen
ist, werden das spektroskopische Messlicht (Licht, das für Gewebeabsorptionsmessungen
ausgesendet wird, n = 4 wellenlängenspezifische
LEDs) und das Kalibrierungserkennungslicht (ausgesendet für die Materialerkennung,
n = 1 wellenlängespezifische
LED) eingeschaltet.
- 3. Wenn das Elektronikpaket 14 die entsprechende Aufwärmzeit durchlaufen
hat, ist das System bereit für
die Kalibrierung.
- 4. Sobald der Benutzer die Sonde 12 auf dem Kalibrierungsmaterial 102 platziert
hat, ermitteln vier optische Sensoren (zum Beispiel Photovervielfacher-Röhren, nicht
dargestellt) innerhalb des Elektronikpakets 14 die vier
wellenlängenspezifischen
Lichtstärken,
die von den Sendefasern 40, 42, 44 und 46 ausgesendet
werden, die 25 mm von der Empfangsfaser 48 entfernt sind.
Ein fünfter
optischer Sensor (zum Beispiel eine Photodiode, nicht dargestellt)
ermittelt das wellenlängenspezifische
Licht, das für
die Erkennung des Materials 102 von der optischen Kalibrierungserkennungsfaser 78 ausgesendet
wird, die in 2 mm Abstand von der Empfangsfaser 48 angeordnet
ist.
- 5. Wenn das Instrument 10 ermittelt, dass an den vier
Detektoren der Photovervielfacher-Röhren (Photomultiplier tube – PMT),
die das ausgesendete 25 mm-Licht auffangen, ein ausreichendes Signal
vorhanden ist und ungeeignetes Licht an dem Kalibrierungserkennungsdetektor
(einzelne Photodiode) von dem 2 mm-ausgesendeten Licht ermittelt wird,
beginnen Systembezugsmessungen.
- 6. Wenn zu einem beliebigen Zeitpunkt während des Kalibrierungsmessprozesses
(ungefähr
20 einzelne Messungen werden genommen und ihr Durchschnitt ermittelt)
eine bedeutende Menge an Licht an dem Kalibrierungserkennungs-Photodiodendetektor
ermittelt wird (Licht, das entweder von der in 2 mm Abstand angeordneten
optischen Faser oder vom Umgebungslicht ausgesendet wird), wird
eine Fehlermeldung angezeigt und die Kalibrierung angehalten (wenn
der Benutzer die Sonde 12 zum Beispiel von dem Material 102 wegzieht,
bevor eine vollständige
Kalibrierungsmessung erfasst ist, wird die Messung erneut gestartet,
sobald die Sonde zurück
auf dem Kalibrierungsmaterial platziert wird).
- 7. Sobald der Kalibrierungsprozess abgeschlossen ist, kann das
Licht, das für
die Kalibrierungserkennungsfaser 78 ausgesendet wird, ausgeschaltet
werden. Wenn der Strom für
das Elektronikpaket 14 aus- und wieder eingeschaltet wird oder
die Sonde 12 getrennt und wieder angeschlossen wird, wird
der Kalibrierungsvorgang erneut eingeleitet.
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5 und 6 sind
Darstellungen des Kalibrierungsgeräts 200, einer zweiten
Ausführungsform
eines Kalibrierungsge räts
gemäß der vorliegenden
Erfindung, und eines Sondengehäuses 202,
das für
die Verwendung mit dem Kalibrierungsgerät angepasst ist. Kurz gesagt,
weist das Gehäuse 202 einen
in die Spitze eingreifenden Abschnitt 204 mit einer äußeren Fläche auf,
die sich nach außen
hin mit zunehmender Entfernung zu der dem Gewebe zugewandten Fläche 206 erstreckt.
Der in die Spitze eingreifende Abschnitt 204 ist so angepasst,
dass er es ermöglicht,
das Sondengehäuse 202 leicht
in eine Einmalspitze (nicht dargestellt) einzuführen und daraus zu entfernen.
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Das
Kalibrierungsgerät 200 umfasst
ein Gehäuse 210 für die Aufnahme
des lichtstreuenden Materials 212, das optische Filtermaterial 214 und
den Deckel 216. Das lichtstreuende Material 212,
das aus dem gleichen weißen
Schaummaterial bestehen kann, wie das lichtstreuende Material 108 des
Kalibrierungsgeräts 100,
das zuvor beschrieben wurde (zum Beispiel weißes Plastazote), wird in dem
Gehäuse 210 durch
Stützen 218 gestützt, um
Hohlräume
oder Lufträume 220 zwischen
den größeren Flächen des
Materials und dem Inneren des Gehäuses beizubehalten. In einer
Ausführungsform
ist das lichtstreuende Material 212 etwa 2,5 cm breit,
7,6 cm hoch und 8,9 – 11,4
cm lang. Die Lufträume 220 können die
gleiche Höhe
und Länge
wie das lichtstreuende Material 212 und eine Breite von
etwa 0,2 cm aufweisen. Das Gehäuse 210 und
der Deckel 222 können
aus undurchlässigem
Material wie schwarzem Kunststoff gebildet sein. Das optische Filtermaterial 214 kann
aus dem gleichen Material gebildet sein, wie das Material 102 des
Kalibrierungsgeräts 100, das
zuvor beschrieben wurde.
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Der
Deckel 216 umfasst eine Zugangsöffnung 222, die so
bemessen ist, dass sie den in die Spitze eingreifenden Ab schnitt 204 des
Sondengehäuses 202 aufnehmen
kann. Die Öffnung 222 ist
mit der elastischen lichtundurchlässigen Dichtung 224 eingefasst,
die in den in die Spitze eingreifenden Abschnitt 204 des
Sondengehäuses 202 eingreift,
wenn das Sondengehäuse
in die Öffnung
eingeführt
wird.
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Das
Kalibrierungsgerät 200 funktioniert
in ähnlicher
Weise wie das Gerät 100,
das zuvor beschrieben wurde. Die Größe des lichtstreuenden Materials 212 und
die Lufträume 220 vermindern
jedoch die Wirkung der spektralen Verzerrung, die in Zusammenhang
mit dem Abstand zwischen den Sende- und Empfangsfasern (nicht sichtbar)
in der Sonde 202 steht. Spektrale Verzerrungen dieser Art
können
auftreten, wenn ausgesendete Messlichtsignale in bedeutendem Maße das lichtstreuende
Material 212 durchdringen und die Materialgrenze des Gehäuses 210 erreichen.
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Die
vorliegende Erfindung bietet wichtige Vorteile. Insbesondere stellt
sie wirkungsvoll genaue Kalibrierungsoperationen bereit. Fehler,
die sonst bei qualitativ schlechten Kopplungen zwischen der Sonde
und dem Kalibrierungsgerät
auftreten können, werden
automatisch festgestellt und verringert.
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Obwohl
die Erfindung in Verbindung mit mehreren diskreten Lichtsignalquellen
von relativ geringer Bandbreite beschrieben worden ist, wird der Fachmann
erkennen, dass sie auch mit einer Lichtsignalquelle von großer Bandbreite
eingesetzt werden kann. Das Kalibrierungslichtsignal könnte auch mit
den Messlichtsignalen gemischt werden. Außerdem kann die Erfindung,
obwohl sie in Verbindung mit einer Anwendung zur Kalibrierungsgeräterkennnung
beschrieben wurde, auch verwendet werden, um Sondenpositionen in
anderen An wendungen zu bestimmen. Zum Beispiel kann das Instrument,
wenn eine geeignete Lichtwellenlänge
(zum Beispiel blau oder UV) verwendet wird, so angepasst werden,
dass es erkennt, ob die Sonde richtig auf dem gerade analysierten
Gewebe oder abseits davon positioniert ist.