ES1143508U

ES1143508U - Aparato para la evaluación no invasiva de fluidos corporales de un sujeto

Info

Publication number: ES1143508U
Application number: ES201530883U
Authority: ES
Inventors: C WHITE Steven
Original assignee: Affirmed Technologies LLC
Current assignee: Affirmed Technologies LLC
Priority date: 2007-07-13
Filing date: 2008-07-10
Publication date: 2015-09-09
Anticipated expiration: 2018-07-10
Also published as: DK201300050Y3; DE202008018395U1; US20100160750A1; JP2015091337A; US20090018420A1; DK201300146U1; AU2008276537A1; AT14329U1; KR101534537B1; DK201300050U1; US20100249546A1; EP2173239A1; DK201300146Y3; KR20100054131A; TW200918015A; US7734321B2; JP2010533055A; CA2730560A1; ES1143508Y; WO2009011805A1

Abstract

1. Un aparato para la evaluación no invasiva de fluidos corporales de un sujeto, que comprende: una sonda; un soporte de montaje para la sonda que define al menos una trayectoria; y un elemento de desviación; en el que la sonda puede moverse a lo largo de la al menos una trayectoria en una dirección alejándose de un punto inicial, y la sonda es desviada por una fuerza sustancialmente constante ejercida por el elemento de desviación hacia el punto inicial.

Description

DESCRIPCIÓN APARATO PARA LA MEDICIÓN ESPECTROSCÓPICA NO INVASIVA DE ANALITOS Y MÉTODO PARA USAR EL MISMO

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REMISIÓN A SOLICITUD(ES) RELACIONADA(S)

Esta solicitud reivindica prioridad a y el beneficio de las solicitudes de patente provisional de Estados Unidos Nº Ser. 60/949.836 y Nº Ser. 60/966.028, cuyos contenidos se incorporan en este documento por referencia. Esta solicitud también contiene una materia objeto que está relacionada con la materia objeto 10 del documento de Estados Unidos Nº Ser. 11/702.806, cuyo contenido se cita e incorpora por referencia.

CAMPO DE LA INVENCIÓN

Esta invención se refiere en líneas generales a un sistema espectroscópico para la evaluación no 15 invasiva de los fluidos corporales de un sujeto. En realizaciones particulares, puede usarse para la medición de componentes de o analitos en sangre humana, tales como alcohol o sus subproductos metabólicos. También puede acoplarse con otros indicadores tales como un sistema de adquisición biométrico, un sistema de indicación de temperatura, un sensor táctil y/o de presión.

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SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Aspectos de realizaciones de la presente invención se refieren a un método y un aparato para la evaluación no invasiva de fluidos corporales de un sujeto.

El método para la evaluación no invasiva de fluidos corporales de un sujeto puede incluir 25 proporcionar una fuente de radiación electromagnética a un dispositivo, posicionar el dispositivo en una localización intersticial entre dedos de la mano o dedos del pie de un sujeto, y recibir la radiación electromagnética reflejada desde el sujeto.

En un aspecto de una realización de la presente invención, el método incluye aplicar el dispositivo a una superficie del sujeto a una presión sustancialmente constante, y el dispositivo puede aplicarse de tal 30 modo que sea para enrasar sustancialmente con la superficie del sujeto. El dispositivo también puede incluir un tipo táctil y/u otro tipo de sensor para activar el dispositivo y/o un sensor de presión para asegurar que el dispositivo se maneja a una presión particular.

En un aspecto de una realización de la presente invención, el dispositivo se aplica a una presión sustancialmente constante entre el primer (índice) y el segundo (medio) dedos de la mano del sujeto, o 35 entre el primer y segundo dedos del pie del sujeto.

En un aspecto de una realización de la presente invención, el dispositivo es una sonda.

En otro aspecto de una realización de la presente invención, la sonda incluye una base de sonda y un cabezal de sonda.

En un aspecto de una realización de la presente invención, la radiación electromagnética está 40 cercana a la radiación infrarroja.

Otro aspecto de una realización de la presente invención se refiere a un aparato para la evaluación no invasiva de fluidos corporales de un sujeto que incluye un medio para proporcionar una fuente de radiación electromagnética a un dispositivo, un medio para posicionar el dispositivo en una localización intersticial entre dedos de la mano o dedos del pie del sujeto, y un medio para recibir la radiación 45 electromagnética reflejada desde el sujeto.

En un aspecto de una realización de la presente invención, se proporciona un medio para aplicar el dispositivo a una superficie del sujeto a una presión sustancialmente constante. El medio puede usar un elemento de desviación que ejerce una presión sustancialmente constante, y/o un sensor de presión que asegura que el aparato funciona a una presión particular. 50

En un aspecto de una realización de la presente invención, el aparato está adaptado para posicionarse en la localización intersticial, entre el primer y segundo dedos de la mano del sujeto. En otra realización, el aparato se aplica de modo que enrasa sustancialmente con una superficie del sujeto.

En un aspecto de una realización de la presente invención, el medio para proporcionar una fuente de radiación electromagnética al dispositivo es una fuente de radiación caso infrarroja. 55

Otro aspecto de una realización de la presente invención se refiere a un aparato para la evaluación no invasiva de fluidos corporales de un sujeto que incluye una sonda, un soporte de montaje para la sonda que define al menos una trayectoria, y un elemento de desviación, donde la sonda es móvil a lo largo de la al menos una trayectoria en una dirección desde un punto inicial, y la sonda se desvía mediante una fuerza sustancialmente constante ejercida por el elemento de desviación hacia el punto inicial. También puede 60 usarse un sensor de presión para asegurar que el aparato se usa a una presión particular.

En un aspecto de una realización de la presente invención, la sonda incluye un cabezal de sonda y un cuerpo de sonda, donde el cuerpo de sonda tiene un extremo proximal y un extremo distal, y el cabezal de sonda está unido en pivote al cuerpo de sonda.

En otro aspecto de una realización de la presente invención, la sonda también es móvil hacia arriba 65

y hacia abajo a lo largo de una segunda trayectoria que es sustancialmente ortogonal a la al menos una trayectoria. En una realización, el elemento de desviación es un resorte helicoidal.

Otro aspecto de una realización de la presente invención se refiere a una sonda para la evaluación no invasiva de fluidos corporales de un sujeto que incluye una fuente de radiación electromagnética, un cabezal de sonda, al menos una fibra óptica para transportar la radiación electromagnética desde la fuente 5 hasta el cabezal de sonda, un detector, y al menos una segunda fibra óptica para transportar la radiación electromagnética reflejada desde el sujeto hasta el detector, donde el cabezal de sonda está adaptado para ser recibido en una localización intersticial entre dedos de la mano o dedos del pie del sujeto.

En un aspecto de una realización de la presente invención, la sonda se desvía hacia la localización intersticial por una fuerza sustancialmente constante. También puede emplearse un sensor para asegurar 10 que la sonda se manipule a una fuerza particular.

En otro aspecto de una realización de la presente invención, el cabezal de sonda es giratorio de modo que puede aplicarse a ras contra una superficie del sujeto.

En otro aspecto de una realización de la presente invención, el cabezal de sonda es ajustable hacia arriba y hacia abajo relativo a la localización intersticial. 15

En otro aspecto de una realización de la presente invención, la sonda incluye una fuente de radiación electromagnética que genera radiación cercana al infrarrojo.

Otro aspecto de una realización de la presente invención se refiere a un elemento de fibra óptica para su uso en mediciones espectroscópicas que incluye una pluralidad de cables fuente de fibra óptica adaptados para transportar radiación electromagnética desde una fuente de radiación electromagnética 20 hasta un dispositivo, una pluralidad de cables detectores de fibra óptica adaptados para recibir y transportar radiación electromagnética desde el dispositivo hasta un detector, donde la pluralidad de cables de fibra óptica y la pluralidad de otros cables de fibra óptica se combinan en un único haz de fibra óptica en el dispositivo. En una realización, al menos algunos de los cables detectores de fibra óptica en el haz de fibra óptica están dispuestos en una doble fila a lo largo de una periferia exterior de las fibras ópticas fuente. 25

En un aspecto de una realización de la presente invención, el único haz de fibra óptica está adaptado para ser recibido en una localización intersticial entre dedos de la mano o dedos del pie de un sujeto de medición.

En un aspecto de una realización de la presente invención, el elemento de fibra óptica también incluye un dispositivo de medición de temperatura. 30

En un aspecto de una realización de la presente invención, la fuente de radiación electromagnética del elemento de fibra óptica genera radiación cercana al infrarrojo.

En una realización, el dispositivo de medición de temperatura es un dispositivo infrarrojo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS 35

La FIG. 1 ilustra una vista lateral de una sonda que tiene un cabezal de sonda, una base de sonda, y un mecanismo de desviación que conecta el cabezal de sonda a la base de sonda de acuerdo con un aspecto de una realización de la presente invención.

La FIG. 2 ilustra una vista lateral de otra sonda con un mecanismo de articulación desviado que 40 conecta un cabezal de sonda a una base de sonda de acuerdo con una realización de la presente invención.

La FIG. 3 ilustra una vista frontal de un cabezal de sonda y una base de sonda de acuerdo con otro aspecto de una realización de la presente invención.

La FIG. 4 ilustra un diagrama de una carcasa que contiene un cabezal de sonda, una base de 45 sonda, y un sensor biométrico de acuerdo con un aspecto de una realización de la presente invención.

La FIG. 5 ilustra una vista seccionada de una carcasa que contiene una sonda de acuerdo con una realización de la invención.

La FIG. 6 ilustra otra vista de una sonda de acuerdo con una realización de la invención.

La FIG. 7 ilustra una vista superior seccionada de una sonsa de acuerdo con una realización de la 50 invención.

Las FIG. 8A y 8B ilustran vistas posterior y frontal, respectivamente, de una sonda de acuerdo con una realización de la invención.

Las FIG. 9-10 ilustran vistas laterales seccionadas de una o más sondas de acuerdo con realizaciones de la presente invención. 55

La FIG. 11 ilustra una serie de vistas superiores que representan un movimiento de traslación de una sonda de acuerdo con una realización alternativa de la presente invención.

La FIG. 12 ilustra una vista lateral que representa un movimiento de traslación de una sonda de acuerdo con una realización de la presente invención.

La FIG. 13 ilustra una vista lateral que representa un movimiento de rotación de una sonda de 60 acuerdo con una realización de la presente invención.

La FIG. 14 ilustra una vista lateral seccionada que representa un movimiento de rotación de una sonda de acuerdo con una realización alternativa de la presente invención.

La FIG. 15 es una serie de vistas seccionadas laterales que representa un movimiento de traslación de una sonda, donde el movimiento de traslación es a lo largo de una guía de traslación de acuerdo con 65

una realización alternativa de la presente invención.

La FIG. 16 ilustra una vista frontal que representa un movimiento vertical de una sonda de acuerdo con una realización de la presente invención.

Las FIG. 17A y 17B son una serie de vistas laterales que representa un movimiento vertical de una sonda creado por un mecanismo de resorte de acuerdo con una realización de la presente invención. 5

Las FIG. 18A y 18B son una serie de vistas laterales que representa un movimiento de traslación, un movimiento de rotación, y un movimiento vertical de una sonda de acuerdo con una realización alternativa de la presente invención.

Las FIG. 19A y 19B muestran esquemáticamente una vista seccionada de un cabezal de sonda con múltiples fibras ópticas fuente A y fibras ópticas detectoras B, y una vista lateral de un elemento de fibra 10 óptica que incluye un cable fibra óptica y un cable detector de fibra óptica de acuerdo con una realización de la presente invención.

La FIG. 20 ilustra una vista seccionada de un cabezal de sonda con múltiples fibras ópticas fuente y fibras ópticas detectoras de acuerdo con otro aspecto de una realización de la presente invención.

La FIG. 21 ilustra una vista seccionada de un cabezal de sonda que tiene una pluralidad de fibras 15 ópticas fuente rodeada por una pluralidad de fibras ópticas detectoras de acuerdo con otro aspecto de una realización de la presente invención.

La FIG. 22 ilustra una vista seccionada de un cabezal de sonda que tiene una pluralidad de fibras ópticas fuente rodeada por una pluralidad de fibras ópticas detectoras dispuestas en arcos elipsoides en dos lados de las fibras ópticas fuente de acuerdo con otro aspecto de una realización de la presente 20 invención.

La FIG. 23 ilustra una vista seccionada de un cabezal de sonda que tiene una pluralidad de fibras ópticas detectoras localizada en un lado y una pluralidad de fibras ópticas fuente localizada en el otro lado de acuerdo con un aspecto de una realización de la presente invención.

La FIG. 24 ilustra otra vista seccionada de un cabezal de sonda que incluye una pluralidad de haces 25 de fibra óptica fuente y una pluralidad de fibras ópticas detectoras de acuerdo con otro aspecto de una realización de la presente invención.

La FIG. 25 ilustra una vista aérea de un cabezal de sonda con múltiples fibras ópticas fuente, cada una rodeada por anillos concéntricos de fibras ópticas detectoras de acuerdo con otro aspecto de una realización de la presente invención. 30

La FIG. 26 ilustra la mano de un sujeto con regiones intersticiales entre los dedos de la mano en que puede tomarse mediciones espectroscópicas de acuerdo con un aspecto de una realización de la presente invención.

La FIG. 27 ilustra una vista gráfica seccionada de un aparato de dos dedos de la mano con los dedos de la mano de un sujeto entrando en la carcasa del aparato de acuerdo con un aspecto de una 35 realización de la presente invención.

La FIG. 28 ilustra múltiples vistas de diferentes aspectos de realizaciones de la presente invención.

La FIG. 29 ilustra una vista lateral de un aparato de un dedo de la mano con el dedo de un sujeto entrando en la carcasa del aparato de acuerdo con una realización de la presente invención.

La FIG. 30 ilustra una serie de vistas descendentes de un aparato de interfaz humana, que tiene una 40 ventana de dispositivo óptico A, un dispositivo biométrico B, y una guía ergonómica de movimiento de dedo C de acuerdo con una realización de la presente invención.

La FIG. 31 ilustra múltiples vistas gráficas de un aparato para la medición espectroscópica no invasiva que incluye fibras ópticas detectoras dispuestas alrededor de un haz de fibra óptica fuente central en filas en línea recta paralelas al haz de fibra óptica fuente, y su uso de acuerdo con un aspecto de una 45 realización de la presente invención.

La FIG. 32 ilustra una vista superior de una interfaz de usuario para la entrada de datos mediante una entrada de presión, movimiento, o dirección de acuerdo con otro aspecto de una realización de la presente invención.

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DESCRIPCIONES DETALLADAS

Un aparato para la medición espectroscópica no invasiva de acuerdo con una realización de la presente invención es adecuado para muchas aplicaciones, particularmente para la evaluación no invasiva de fluidos corporales tales como el control de componentes sanguíneos de o analitos sanguíneos en un 55 sujeto. El aparato también podría usarse para detectar marcadores sintéticos o nano-partículas que se hayan acoplado a ciertos componentes o analitos en un fluido corporal de un sujeto, tal como la sangre del sujeto, donde los marcadores o nano-partículas están diseñados para tener una firma espectroscópica particular. Además, el aparato podría usarse para detectar toxinas o agentes químicos peligrosos en fluidos corporales. 60

Dicho aparato puede ser útil en aplicaciones biomédicas. Por ejemplo, el aparato podría usarse para controlar el nivel sanguíneo de glucosa para diabéticos. También podría usarse para controlar los niveles de ácido láctico para detectar choques en pacientes hospitalarios. En dichas aplicaciones, el aparato podría configurarse para poder adherirse a un paciente para un control continuo. Cuando se acopla con un dispositivo de identificación biométrica, el aparato también podría vincularse a registros de aseguramiento 65

y/o médicos de un paciente. Esta vinculación podría usarse para actualizar la información del paciente o para hacer comparación con lecturas espectroscópicas pasadas como una ayuda en el diagnóstico y el tratamiento.

Dicho aparato, también puede ser útil en aplicaciones de seguridad. Por ejemplo, el aparato puede implementarse para regular el acceso a edificios, plantas de producción, u otras áreas de seguridad, o para 5 restringir el manejo de equipos, coches, barcos, aeronaves, u otros vehículos por aquellos bajo la influencia del alcohol u otras sustancias. El aparato también puede implementarse como dispositivo de bio-control, por ejemplo; el aparato puede configurarse para determinar una bio-condición de un operario, que puede usarse para determinar si el operario está afectado para realizar ciertas funciones.

El aparato incluye una fuente de radiación. En una realización, la radiación es una radiación 10 electromagnética. El aparato está configurado para administrar de forma segura la radiación al organismo del sujeto y para recibir radiación electromagnética que se refleja de vuelta desde el sujeto. En una realización, se usa un haz de fibra óptica para administrar y recibir la luz (radiación electromagnética), tal como radiación electromagnética de luz infrarroja. Además, el aparato puede incluir un sistema de adquisición que analiza la radiación electromagnética recibida resultante de interacciones con el organismo 15 del sujeto.

En una realización, se usa una lámpara halógena de cuarzo para proporcionar una fuente de radiación electromagnética en la región cercana al infrarrojo. La región cercana al infrarrojo del espectro es adecuada para la medición no invasiva de concentraciones de componentes sanguíneos o analitos sanguíneos, tales como el contenido de alcohol a causa de la transmisión de luz relativamente buena de los 20 tejidos cutáneos a estas longitudes de onda. Aunque se ha descrito una lámpara halógena de cuarzo en relación con proporciona una fuente de radiación para medir el contenido de alcohol en sangre de acuerdo con una realización de la presente invención, debe entenderse que la invención no está limitada a la realización descrita sino que, por el contrario, se pretende que cubra diversas modificaciones y sustituciones equivalentes de la misma. Por ejemplo, pueden usarse otros dispositivos productores de luz 25 tales como lámparas de destello, diodos emisores de luz, fuentes de luz de cuarzo-halógeno, y/o tungsteno-halógeno junto con mecanismos de filtración para producir un cierto rango espectral que corresponde con la absorción de rango espectral de otros componentes tisulares diana o analitos a medir.

En una realización, el aparato incluye un dispositivo que contiene la fuente de radiación y el sistema de adquisición. El dispositivo puede ser de diversas formas tales como cilíndrica, cuboide, esférica, 30 trapezoidal, o cualquier combinación de las mismas siempre que sea adecuada para presionarse a ras contra el área de ensayo del sujeto o acomodarse en una localización intersticial entre dedos de la mano o dedos del pie del sujeto. En una realización, el dispositivo es una sonda.

La FIG. 1 ilustra un dispositivo o sonda 100 de acuerdo con una realización de la presente invención. Con referencia a la FIG. 1, la sonda 100 incluye un cabezal de sonda 40 y una base de sonda 30. La sonda 35 100 también puede incluir un mecanismo de desviación 60 que conecta el cabezal de sonda 40 a la base de sonda 30.

La FIG. 2 ilustra la sonda 100 que tiene una articulación desviada por resorte 110 de acuerdo con un aspecto de una realización de la presente invención. Con referencia a la FIG. 2, el cabezal de sonda 40 del aparato se asegura a la base de sonda 30 mediante la articulación desviada por resorte 110, que permite 40 que suceda el movimiento de rotación alrededor del cabezal de sonda en un plano vertical. La articulación desviada por resorte 110 permite que el cabezal de sonda ejerza una presión constante contra el área de ensayo del sujeto. Por supuesto, debe entenderse que puede usarse un medio de desviación diferente del resorte.

La FIG. 3 ilustra una sonda con cabezal de sonda 40 y base de sonda 30 que es de forma 45 trapezoidal (o tipo pastel) de acuerdo con una realización de la presente invención. Aunque se muestra una forma trapezoidal, el cabezal de sonda 40 y la base de sonda 30 pueden mostrar otras formas tales como, por ejemplo, rectangular, cilíndrica o cualquier otra forma ergonómicamente apropiada. El cabezal de sonda 40 incluye adicionalmente un haz de fibra óptica 50 para la medición espectroscópica. La base de sonda 30 puede configurarse para soportar el(los) haz(haces) de fibra óptica y al mismo tiempo proporcionar 50 movimiento de traslación a la unidad. De este modo, la sonda 30 puede proporcionar mediciones espectroscópicas reproducibles y uniformes.

Las FIG. 4-10 ilustran diversas formas de un aparato que tiene una carcasa 10 configurada para alojar una base de sonda 30 y un cabezal de sonda 40 de acuerdo con diversas realizaciones de la presente invención. La carcasa 10 del aparato está configurada para permitir que el aparato se monte en 55 diversas localizaciones o superficies tales como, por ejemplo, dentro de un vehículo o sobre una pared cerca de un punto de entrada. De este modo, el aparato puede proporcionar el ensayo de componentes sanguíneos o analitos sanguíneos tales como, por ejemplo, alcohol en sangre en diversas localizaciones. Además de proporcionar protección, la carcasa 10 también puede configurarse para acomodar elementos adicionales tales como sistemas de verificación biométrica, de medición de temperatura, sensores de 60 activación táctil y/o de presión.

Las FIG. 4-7 ilustran un aparato que incluye un sistema de verificación biométrica 20 de acuerdo con realizaciones de la presente invención. El sistema de verificación biométrica 20 proporciona verificación biométrica realizando un escaneo de la impresión del dedo de la mano y/o el dedo del pie. También podrían incorporarse otras formas de escaneo biométrico en el aparato. Por ejemplo, podría incorporarse un 65

escaneo de la palma u otra forma de sistema de reconocimiento de la palma permitiendo aún al mismo tiempo el ensayo espectroscópico en una localización intersticial en la mano de un sujeto. De forma similar al sistema de adquisición de componentes sanguíneos o analitos sanguíneos de la sonda 100, el sistema de verificación biométrica 20 puede evitar el funcionamiento de un vehículo si la autenticación biométrica del sujeto no indica un usuario autorizado. Los resultados del escaneo biométrico y la medición 5 espectroscópica pueden almacenarse en un sistema para una cantidad seleccionada de usuario y durante un periodo de tiempo determinado. Como se ha indicado anteriormente, esta información también puede vincularse a una base de datos de información del paciente para su uso en el diagnóstico y tratamiento y/o a una base de datos relacionado con el acceso a un vehículo, edificio, equipo, etc.

En una realización de la presente invención, la carcasa 10 está suavemente contorneada y en una 10 forma oval (FIG. 5-8), pareciéndose a un ratón de ordenador. La carcasa 10 también puede tener otras formas. La carcasa 10 puede tener un extremo abierto 65, como se muestra en la FIG. 8B, para recibir los dedos de la mano o los dedos del pie de un sujeto y un extremo cerrado 75, como se muestra en la FIG. 8A, con una abertura 76 para recibir una interfaz de potencia tal como un cable de alimentación.

En una realización, la carcasa 10 es de aproximadamente 110 mm de longitud, 70 mm de anchura 15 en el extremo abierto, y 90 mm de anchura en el extremo cerrado.

En una realización de la presente invención, un cuerpo de sonda está suavemente contorneado con surcos (no mostrados) en dos paredes laterales adaptados para recibir un primer dedo de la mano y un segundo dedo de la mano de un sujeto de ensayo.

De acuerdo con una realización de la presente invención, tanto el cuerpo de sonda como carcasa 10 20 están suavemente contorneados para posibilitar el dedo de la mano, los dedos de la mano, la mano, el dedo del pie, los dedos del pie, o el pie del sujeto entren en la carcasa sin unirse a, presionar, o arrastrar la piel en o cerca de la región del sujeto que se tiene que medir. La unión de la piel puede crear un pliegue o superficie no lisa de la piel del sujeto, que puede impedir la adquisición de la señal desde el sujeto debido la variación de la densidad, consistencia o profundidad de la piel del sujeto. Asimismo, el estiramiento o 25 arrastre de la piel del sujeto creado por la carcasa puede impedir la adquisición de la señal desde el sujeto debido a la variación de la densidad, consistencia, o profundidad de la piel del sujeto. La superficie lisa de la carcasa minimiza la presión y fricción ejercidas sobre la piel del sujeto, y reduce el efecto del arrastre, presión, estiramiento, o compresión de la piel del sujeto por la carcasa. Como resultado, la presión sobre la piel del sujeto se aplica por el cabezal de sonda 40 de un modo que produce una presión reproducible 30 desde el cabezal de sonda sobre la piel del sujeto.

Con referencia a la FIG. 5, la carcasa del aparato, de acuerdo con una realización de la presente invención, incluye adicionalmente almohadillas laterales 11 para posibilitar y/o facilitar el flujo reproducible de sangre hasta la región del sujeto que tiene que medirse espectroscópicamente. Estas almohadillas, por ejemplo, podrían ser almohadillas de calentamiento y/o refrigeración de modo que pudiera usarse el ajuste 35 de la temperatura para crear una temperatura óptima o constante en la que hacer las mediciones. La localización de una o más almohadillas de calentamiento y/o refrigeración también podría ser diferente a la de los lados de la carcasa. Por ejemplo, las almohadillas podrían posicionarse centradas en la parte superior e inferior de la abertura de la carcasa para que estén en proximidad más cercana al área de ensayo para un ajuste más rápido de la temperatura. Las almohadillas pueden manipularse a través de 40 calentamiento y/o refrigeración conductiva, convectiva o por radiación. Variaciones en el flujo sanguíneo del sujeto en la región espectroscópicamente medida pueden afectar a la exactitud o precisión de las mediciones obtenidas. La estructura de la entrada de la carcasa puede buscar el minimizar los efectos sobre el flujo sanguíneo del sujeto hasta la región que se está midiendo, o puede funcionar produciendo un efecto sobre el flujo sanguíneo de esa región. Las almohadillas también pueden usarse para estabilizar la 45 región a ensayar. Por ejemplo, podrían ayudar a mantener la mano de un sujeto inmóvil durante el ensayo. La carcasa está diseñada para producir efectos reproducibles o constantes sobre el flujo sanguíneo del sujeto. Estos efectos pueden conseguirse de forma pasiva o activa.

En una realización, se diseña una entrada 65 de la carcasa para permitir de forma pasiva una alteración mínima al flujo sanguíneo del sujeto, dejando que el cabezal de sonda controle la presión 50 ejercida sobre la piel del sujeto. Por consiguiente, la anchura de la entrada 65 se diseña para que tenga ángulos graduales y contornos lisos, véase la FIG. 7, por ejemplo. La forma de la carcasa puede tener otras formas de modo que proporcione flujo sanguíneo constante hasta la región del sujeto a medir espectroscópicamente, lo que sería adecuado para la presente invención, incluyendo mecanismos que regulan activamente el flujo sanguíneo del sujeto para mediciones exactas, precisas, o reproducibles. 55

En algunas realizaciones, la fuente de radiación puede estar siempre activa de modo que el aparato esté listo para su uso en cualquier momento. En otras realizaciones, puede ser apropiado tener la superficie de radiación inactivada cuando no está en uso. En dichas realizaciones, se necesitará un medio para activar la fuente de radiación y/o preparar de otro modo un dispositivo para su uso. Pueden usarse diversos medios. Puede usarse un sensor táctil de modo que el dispositivo se active tan pronto como el sujeto toque 60 parte del dispositivo. Puede usarse un conmutador táctil de capacitancia o resistencia para crear un sensor táctil. Como alternativa, podría usarse un sensor de temperatura que detecta la presencia de un sujeto para activar el dispositivo. También podrían usarse sensores remotos tales como aquellos que detectar el movimiento hacia un dispositivo o movimiento en las cercanías de un dispositivo para la activación. Dichos sensores pueden localizarse en un cabezal de sonda en una localización próxima a la fuente de radiación. 65

Por ejemplo, las FIG. 14 y 15 representan un sensor 7 posicionado justo por encima de la fuente de radiación. Debe entenderse, sin embargo, que los sensores pueden posicionarse en otras localizaciones apropiadas para su función específica.

La acción del operario también podría usarse para activar un dispositivo. Un operario podría presionar un conmutador inalámbrico o por cable para desencadenar la activación. Por ejemplo, para un 5 dispositivo instalado en un vehículo, podría usarse un sistema de entrada sin llave para activar también el dispositivo. Un dispositivo en un vehículo también podría activarse a través de la apertura de una puerta del vehículo, mediante la presión detectada en el asiento del conductor del vehículo o mediante otro medio que detecte la presencia de un operario. También pueden usarse sistemas de activación por voz o sonido de modo que el operario pueda proporcionar una orden de voz, una palmada u otro sonido para activar un 10 dispositivo para el ensayo.

También puede usarse una interacción inicial del operario con un dispositivo para activar una fuente de radiación o activar de otro modo el dispositivo para que prosiga con una medición espectroscópica. Como se ha indicado anteriormente, la presión reproducible es importante para conseguir mediciones reproducibles. Por tanto, un dispositivo podría incorporar un sensor de presión que detecta la presión con la 15 que un sujeto está colocando la región a ensayar contra una sonda sobre el dispositivo. Cuando se mide una presión predeterminada, esto puede después activar el dispositivo para activar y tomar una lectura espectroscópica.

Como se analiza en mayor detalle a continuación, la interfaz del dispositivo con un sujeto puede optimizarse teniendo una sonda que es móvil en una o más direcciones y/o sometiéndola a una presión de 20 desviación constante sobre el movimiento en esa una o más direcciones. Por consiguiente, pueden incorporarse sensores de posición y/o presión en el dispositivo y el dispositivo entonces programarse para esperar hasta que todos los sensores detecten que el sujeto está en una posición y/o condiciones de presión óptimas antes de activar la medición espectroscópica. Además, todos los parámetros medidos por los sensores podrían registrarse y almacenarse por el dispositivo durante la medición espectroscópica para 25 su uso en el control de un uso/activación futuro del dispositivo o para su uso como datos adicionales a tener en cuenta al evaluar los resultados de la medición espectroscópica.

COMPONENTES Y MOVIMIENTOS

30

Las FIG. 5 a 10 representan diversas configuraciones de carcasa para un dispositivo de medición espectroscópica que tiene una fila de luces indicadoras localizadas en la parte superior de la carcasa. Estas luces indicadoras pueden usarse junto con un sensor de presión para ayudar a proporcionar mediciones espectroscópicas coherentes. Aunque el ajuste del movimiento de traslación, el giro y/o la altura de una sonda en el dispositivo de medición espectroscópica actualmente se prefiere como se describe en más 35 detalle a continuación, incluso sin ningún movimiento de una sonda, podría usarse un sensor de presión para ayudar a proporcionar una medición más coherente. Como se ha indicado anteriormente, podría usarse un sensor de presión para activar la medición a una presión óptima o existente ejercida sobre la sonda. Además, las luces indicadoras pueden usarse para proporcionar observaciones visuales a un usuario del momento en que la presión es apropiada. Es decir, un indicador podría ser una luz roja que 40 brilla cuando la presión es demasiado baja o demasiado alta. Otro indicador podría ser una luz amarilla que brilla cuando se está acercando la presión apropiada. El tercer indicador podría ser una luz verde que brilla cuando la presión está dentro de los límites aceptables para la medición. Para sistemas que requieren un tiempo de calentamiento, el indicador o indicadores podrían usarse para indicar el momento en que el sistema está listo para su uso. Por supuesto, podrían usarse otras señales indicadoras. Por ejemplo, podría 45 usarse una señal audible para comunicar a un usuario el momento en que la presión que se está ejerciendo es apropiada. El indicador también puede usar una pantalla LED o LCD y/o usar las luces o dispositivos de comunicación existentes (bocina, altavoces, etc.) en un vehículo o en un edificio. Los sensores de presión e indicadores también pueden usarse en el contexto de cualquiera de los dispositivos móviles descritos a continuación. 50

De acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención, diversos componentes de sonda 100 están configurados para proporcionar movimientos de traslación y/o de rotación. De este modo, pueden conseguirse mediciones espectroscópicas coherentes mediante la sonda 100.

En una realización, el cabezal de sonda 40 está configurado para proporcionar movimiento de traslación teniendo un extremo desviado por un resorte axial. 55

La FIG. 9 ilustra una sonda que tiene un elemento de desviación 130 de acuerdo con un aspecto de una realización de la presente invención. El movimiento de traslación se proporciona a la base de sonda 30 uniendo la base de sonda 30 al elemento de desviación 130, donde el elemento de desviación 130 se desvía contra una estructura tal como una parte de la carcasa 10.

Como se muestra en la FIG. 9, el elemento de desviación 130 es un resorte axial unido al lado 60 inferior de la base de sonda 30 y a una parte de pared inferior de la unidad de carcasa 10. El resorte axial proporciona una fuerza constante que empuja la sonda completa hacia un punto de ensayo inicial. La espiral del resorte permite que tanto al base de sonda 30 como el cabezal de sonda 40 se muevan de forma traslacional a lo largo de una trayectoria que es paralela (o sustancialmente paralela) al cuerpo de sonda y desde el punto de ensayo inicial. En la realización de la FIG. 9, el cabezal de sonda puede unirse en pivote 65

a la base de sonda de modo que pueda pivotar libremente para adaptarse a la superficie de la región de ensayo.

En otras realizaciones, tanto la base de sonda 30 y como el cabezal de sonda 40 están desviados por resorte para proporcionar movimiento de traslación así como de rotación bajo presión. De este modo, no solamente se proporciona una presión constante, sino también un contacto a ras del cabezal de sonda 5 40 contra el tejido del sujeto ayudado por la presión para mediciones espectroscópicas incluso mejores. También puede usarse uno o más sensores táctiles (tales como el sensor 7, véanse las FIG. 14 y 15) sobre el cabezal de sonda para evaluar si el cabezal de sonda está a ras con el sujeto antes de tomar la medición.

Las FIG. 14 y 15 ilustran una sonda 1400 que tiene movimiento tanto de traslación como de rotación 10 de acuerdo con una realización de la presente invención. El movimiento de traslación se proporciona a la sonda 1400 by uniendo la sonda 1400 a un elemento de desviación, donde el elemento de desviación impulsa la sonda hacia una posición de ensayo inicial con una fuerza sustancialmente constante. La FIG. 11 muestra una serie de vistas superiores de la sonda 1400 en una carcasa donde se representa el movimiento de traslación de la sonda. La FIG. 11 también muestra la colocación relativa de un escáner 15 biométrico 1420 y paredes para guiar los dedos 1430 que guiarán los dedos de la mano de un usuario separados y posicionarán la región intersticial del usuario en la parte frontal de la sonda 1400. El movimiento de rotación se proporciona a la sonda 1400 teniendo la sonda 1400 conectada en pivote a una ranura de guía 1471 pendiente un primer pasador de sonda 1472. El pasador de sonda 1472 causa que la sonda 1400 pivote alrededor del pasador desde una posición de contacto inicial hasta una posición de 20 contacto final a un ángulo. En una realización, el ángulo es un ángulo agudo. La ranura 1471 puede contener un elemento de desviación, tal como un resorte, que actúa contra el movimiento de traslación de la sonda. La ranura 1471 también puede contener un calibre de presión, tal como una célula de carga o un cilindro de gas, que detecta la presión que se está ejerciendo sobre la sonda. Este sensor de presión entonces podría usarse para activar el dispositivo o indicar la presión óptima como se ha descrito 25 anteriormente. También puede incorporarse un elemento de desviación tal como un resorte, en o asociado con el pasador 1472 que actúa contra las rotaciones de la sonda.

La FIG. 10 ilustra una vista lateral de la sonda 1000 de acuerdo con un aspecto de una realización de la presente invención. La sonda 1000 puede mostrar algunos o todos los elementos de la sonda 100 descritos anteriormente. Con referencia a la FIG. 10, sonda 1000 tiene una base de sonda 1030 y un 30 cabezal de sonda 1040, cada uno de los cuales tiene un extremo proximal y un extremo distal. En esta realización, el movimiento de rotación del cabezal de sonda 1040 se contrarresta teniendo un mecanismo de resorte 1045 unido entre el extremo distal del cabezal de sonda 1040 y el extremo proximal de la base de sonda 1030.

En una fase de no acoplamiento, el cabezal de sonda 1040 se rota hacia la parte frontal y se apoya 35 en una posición de contacto inicial, y la sonda 1000 se apoya en una posición de ensayo inicial. En una fase de acoplamiento, según se presiona una parte del organismo del sujeto contra el cabezal de sonda 1040, el cabezal de sonda 1040 puede rotar o pivotar desde la posición de contacto inicial hasta una posición de contacto final para acomodar el área de ensayo del sujeto girando alrededor de un pasador de sonda 1041. La rotación del cabezal de sonda se proporciona para asegurar que el haz de fibra óptica 50 40 del cabezal de sonda 1040 pueda proporcionarse a ras (o sustancialmente a ras) contra el área de ensayo del sujeto para mejores mediciones espectroscópicas. Al mismo tiempo, la sonda 1000 puede empujarse de vuelta contra el resorte axial 1045, o el resorte axial 1130, o ambos causando que la sonda 1000 se mueva desde la posición de ensayo inicial hasta una posición de ensayo final.

Alternativas a un resorte axial para proporcionar movimientos de traslación incluirían, aunque sin 45 limitación, el montaje de la base de sonda 1030 o el cabezal de sonda 1040 sobre cojinetes esféricos y a un ángulo inclinado para aprovechar la gravedad para suministrar la presión constante, o el uso de un pistón cargado de gas.

Las FIG. 12 y 15 ilustran vistas laterales de dos ensamblajes de sonda de acuerdo con aspectos de realizaciones de la presente invención. 50

La FIG. 12 ilustra una sonda 1200 que tiene un movimiento de traslación de acuerdo con una realización de la presente invención. La sonda 1200 puede mostrar algunos o todos los elementos de la sonda 100 o cualquier sonda descrita anteriormente. El movimiento de traslación se crea a lo largo de una trayectoria que es sustancialmente paralela a un elemento de soporte inferior 1280, donde se crea mediante un mecanismo de resorte montado hacia la parte posterior de un elemento de soporte inferior 55 1280.

La FIG. 15 también muestra una sonda 1400 que tiene un movimiento de traslación de acuerdo con un aspecto de una realización de la presente invención. Similar a la sonda 1200, la sonda 1400 puede mostrar algunos o todos los elementos de la sonda 100 o cualquier sonda descrita anteriormente. Con referencia a la sonda 1400 de la FIG. 15, el movimiento de traslación se crea a lo largo de una trayectoria 60 que es sustancialmente paralela a un elemento de ranura de guía 1471 localizado en un elemento de soporte superior 1470.

La FIG. 13 ilustra un movimiento de rotación de una sonda 1300 de acuerdo con una realización de la presente invención. La sonda 1300 puede mostrar algunos o todos los elementos de la sonda 100 o cualquier sonda descrita anteriormente. Se muestra una vista frontal de la sonda 1300 en la FIG. 16. Con 65

referencia a la FIG. 13, el movimiento de rotación se crea alrededor de un pasador de sonda 1372. Similar a la FIG. 15, el mecanismo para crear el movimiento de rotación está también localizado en o cerca de la parte frontal superior de un elemento de soporte 1370, que puede configurarse para acomodar una ranura de guía para recibir el pasador de sonda 1372 para el movimiento de traslación también.

De acuerdo con un aspecto de una realización de la presente invención, según se presiona la sonda 5 contra una región intersticial del sujeto, se ejerce presión a la sonda causando que se deslice a lo largo de la ranura de guía desde un punto de ensayo inicial hasta un punto de ensayo final. Al mismo tiempo, la sonda pivota alrededor del pasador de sonda 1372 causando que rote desde una posición de contacto inicial hasta una posición de contacto final, donde la sonda está a ras contra la región intersticial del sujeto.

Las FIG. 14 y 15 ilustran la sonda 1400 que tiene movimientos tanto de traslación como de rotación 10 que suceden en o cerca del elemento de soporte superior 1470 de acuerdo con otro aspecto de una realización de la presente invención. Similar a la sonda 1300, la sonda 1400 puede mostrar algunos o todos los elementos de la sonda 100 o cualquier sonda descrita anteriormente. Como se ilustra, la sonda 1400 rota alrededor de un punto de pivote 1472 y se desliza hacia atrás sobre una guía de traslación 1471, según se aplica el cabezal de sonda contra la región intersticial del sujeto. 15

En una realización, el cabezal de sonda 1400 está configurado para tener movimientos tanto de rotación como de traslación. El movimiento de rotación del cabezal de sonda 1400 permite que se adapte al contorno del área de ensayo del sujeto variando el ángulo del cabezal de sonda 1400 con respecto al área de ensayo del sujeto. El movimiento de traslación permite que la sonda transmita una presión constante sobre el tejido del sujeto. 20

Las FIG. 16-18 ilustran sondas 1200 y 1400 que tienen un movimiento vertical de acuerdo con algunos aspectos de realizaciones de la presente invención. La sondas 1200 y 1400 pueden mostrar algunos o todos los elementos de sonda 100 o cualquier sonda descrita anteriormente. Como se muestra en las FIG. 16-18, el movimiento vertical es un movimiento que generalmente está en una dirección ascendente y descendente a lo largo de una trayectoria que es ortogonal (o sustancialmente ortogonal) a la 25 trayectoria de traslación.

De acuerdo con aspectos de realizaciones de la presente invención, cada sonda se une al segundo soporte mediante un segundo elemento de desviación y un segundo pasador de sonda. En una fase de no acoplamiento, la sonda está desviada por el segundo elemento de desviación con una fuerza sustancialmente constante hacia una posición cerrada. 30

Como se muestra en las FIG. 17A y 18A, el movimiento vertical se crea teniendo un segundo soporte de montaje. En una realización, la segunda fuerza sustancialmente constante se proporciona mediante un segundo elemento de desviación 1782 y un segundo pasador de sonda 1781, localizado en el extremo distal de la sonda y en una estructura de soporte inferior 1780. En una realización, el segundo elemento de desviación es un resorte axial. 35

Como se representa en las FIG. 17A y 17B, el movimiento vertical sucede cuando el elemento de soporte superior 1770 se levanta mediante una inserción de un objeto de ensayo que tiene que medirse espectroscópicamente. Según se levante el elemento de soporte superior 1770 desde una posición cerrada (FIG. 17A), la unidad completa pivota alrededor del segundo pasador de sonda 1781 y se impulsa hacia abajo sobre el segundo elemento de desviación 1782 dejando un hueco más grande en la parte frontal en 40 una posición abierta (FIG. 17B). Este movimiento vertical es importante, por ejemplo, para acomodar diferentes tamaños o grosores del objeto de ensayo, tales como los dedos de la mano o las manos del sujeto. En una realización ejemplar, el elemento de soporte superior está configurado de tal modo que se posiciona para interaccionar con la parte superior de la mano del sujeto cuando los dedos de la mano del sujeto se colocan dentro de la carcasa. Esto permite que el cabezal de sonda se posicione repetidamente 45 en la altura apropiada en un área intersticial del sujeto para lecturas óptimas de reflexión.

La altura de la sonda también puede dirigirse automáticamente con o sin la presencia de un elemento de soporte superior. Puede incorporarse un pistón móvil (no mostrado) en el aparato que actúa contra el elemento de desviación 1782 para establecer la altura de la sonda para la medición. Si está presente un elemento de soporte superior, puede incluir un sensor de posición, tal como un nivel láser, que 50 detecta la parte superior de la mano o el pie de un usuario y posiciona la sonda en consecuencia. El elemento de soporte superior podría también incluir un sensor táctil o de presión y bajarse hacia la parte superior de la mano de un usuario hasta que la mano esté en contacto o hasta que se alcance una presión pre-establecida. Las configuraciones también pueden guardarse por el sistema de modo que una vez que un usuario introduzca un código o sea identificado por el sistema, la sonda se mueva a una altura particular 55 apropiada para ese usuario.

Las FIG. 18A y 18B ilustran un mecanismo diferente para crear un movimiento vertical para acomodar una parte del organismo del sujeto asegurando al mismo tiempo resultados repetibles y precisos proporcionando también movimientos de traslación y de rotación.

De acuerdo con las FIG. 18A y 18B, la segunda fuerza sustancialmente constante se proporciona 60 mediante un segundo elemento de desviación 1872 y un segundo pasador de sonda 1873, donde tanto el segundo elemento de desviación 1872 como el segundo pasador de sonda 1873 están posicionados en la estructura de soporte superior 1870. En esta realización, el segundo elemento de desviación 1872 es un resorte axial.

Como puede observarse en las FIG. 18A y 18B, el movimiento vertical sucede cuando el elemento 65

de soporte superior 1870 se levanta mediante una inserción del objeto de ensayo que tiene que medirse espectroscópicamente. Según se levante el elemento de soporte superior 1870 desde una posición cerrada, ejerce presión y comprime el segundo elemento de desviación 1872 y pivota alrededor del segundo pasador de sonda 1873 dejando un hueco más grande en la parte frontal en una posición abierta.

Las FIG. 18A y 18B también representan los movimientos de traslación y de rotación que son 5 posibles. La FIG. 11 muestra una vista superior de un mecanismo similar que ilustra el movimiento de traslación. En la FIG. 11, la estructura de soporte superior se ha dejado apartada para mostrar más claramente el funcionamiento del cabezal de sonda.

CABEZAL DE SONDA 10

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, un dispositivo de sonda 100 o cualquier otro dispositivo de sonda descrito puede incluir un cabezal de sonda 40, una fuente de radiación electromagnética, tal como el haz de fibra óptica 50, y un detector. El cabezal de sonda 40 puede tener una ventana óptica hecha de un material robusto resistente a arañazos, tal como zafiro de calidad óptica. La 15 ventana óptica puede servir como superficie de medición uniforme y capa protectora para el haz de fibra óptica 50. La ventana óptica puede ser de un cierto grosor para proporcionar la mínima interferencia óptica e integridad estructural adecuada para funcionar como un mecanismo protector para el cabezal de sonda. En una realización, la ventana óptica se monta a ras en el cabezal de sonda 40 de modo que pueda adaptarse para adaptarse a una localización intersticial entre dedos de la mano o dedos del pie del sujeto. 20

Aunque la fuente de radiación electromagnética se muestra en las presentes realizaciones como un haz de fibra óptica, debe entenderse que son posibles otras fuentes. Por ejemplo, la fuente inicial de la radiación podría posicionarse en sí misma en la sonda de modo que no tenga que transportarse hasta la sonda. Como alternativa, la radiación podría transportarse desde una fuente remota hasta la sonda por medios diferentes a fibras ópticas. Podrían usarse concentradores no de imágenes para este propósito. 25

La FIG. 19A ilustra un haz de fibra óptica 50 de acuerdo con una realización de la presente invención. Con referencia a la FIG. 19A, el haz de fibra óptica 50 que tiene al menos un cable fuente de fibra óptica (referencia A) para transportar radiación electromagnética desde la fuente de radiación electromagnética hasta el cabezal de sonda, y al menos un cable detector de fibra óptica (referencia B), para recibir la radiación electromagnética reflejada desde el sujeto hasta el detector. 30

De acuerdo con un aspecto de una realización de la presente invención, el haz de fibra óptica 50 incluye una pluralidad de cables fuente de fibra óptica y una pluralidad de cables detectores de fibra óptica. Las disposiciones de los cables fuente y detectores de fibra óptica pueden presentarse en diversas formas. Debe entenderse que en cada una de las disposiciones representadas en este documento, las fibras fuente y detectoras pueden disponerse para intercambiar los lugares entre sí. En una realización, los cables fuente 35 y detectores de fibra óptica se dispersan aleatoriamente con distancias de espaciado entre ellos a un huevo constante o una distancia predeterminada.

La FIG. 19B muestra una vista lateral esquemática de un elemento de fibra óptica que incluye una unidad de fibra óptica bifurcada de acuerdo con una realización de la presente invención. En esta realización, la unidad de fibra óptica bifurcada tiene un cable fuente de fibra óptica 1910 y un cable detector 40 de fibra óptica 1915. Cada cable individual puede protegerse con una cubierta de plástico hecha de polímero termoplástico, por ejemplo. Cerca de un extremo distal de la unidad, los cables se acoplan juntos mediante abrazaderas o plásticos de envoltura retráctil. Cerca de un extremo proximal de la unidad, los dos cables de fibras se separan. Cada cable entonces se reviste en una capa protectora y se fija con un conector, tal como un conector SMA 1920. Empleando múltiples unidades de fibra óptica bifurcadas, 45 pueden disponerse diversas disposiciones de cables fuente de fibra óptica y cables detectores de fibra óptica, incluyendo un modo aleatorizado.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, las fibras ópticas fuente 1910 y las fibras ópticas detectoras 1915 pueden disponerse de un modo organizado y las distancias de espaciado entre ellas pueden basarse en un intervalo de constantes o también pueden aleatorizarse. 50

En una realización, el haz de fibra óptica incluye una pluralidad de cables detectores de fibra óptica donde al menos algunos de los cables detectores de fibra óptica están dispuestos en una doble fila a lo largo de una periferia exterior de una pluralidad de cables fuente de fibra óptica. La FIG. 20 ilustra un haz de fibra óptica 2000 de acuerdo con una realización de la presente invención. Con referencia a la FIG. 20, el haz 2000 tiene múltiples capas o filas de fibras ópticas fuente 2010 y fibras ópticas detectoras 2020, 55 donde las fibras ópticas fuente y detectoras están separadas por anillos espaciadores 2100. En una realización, el haz de fibra óptica 2000 es de aproximadamente 0,34 cm de diámetro (OD) y el anillo espaciador 2100 tiene un grosor de aproximadamente 50 micrómetros. De este modo, el efecto de dispersión de la transmisión electromagnética puede eliminarse o reducirse sustancialmente. El espaciado también proporciona una distancia de profundidad óptima para detectar ciertos atributos deseados, tales 60 como la medición de componentes sanguíneos dentro de vasos sanguíneos cerca de la superficie cutánea.

De acuerdo con otro aspecto de una realización de la presente invención, el aparato para la medición espectroscópica no invasiva también incluye una función de medición en profundidad. Es decir, para detectar y dar cuenta de los tejidos del sujeto a profundidades variables.

El control de la profundidad del examen del tejido puede mejorar la reproducibilidad, exactitud, o 65

precisión de las mediciones de alcohol en sangre obtenidas del sujeto. La variación de la profundidad diana de la medición espectroscópica permite al dispositivo dar cuenta de las diferencias en el grosor de la piel y el tejido adiposo del sujeto, y optimizar la calidad de la señal adquirida. La colocación de las fibras ópticas detectoras relativa a las fibras ópticas fuente puede variarse para afinar la profundidad a la cual se sondea el tejido del sujeto. Además, la densidad de las fibras ópticas detectoras puede variarse para afinar la 5 profundidad a la cual se mide el tejido del sujeto.

La variación de la profundidad de la medición espectroscópica puede conseguirse mediante cualquier medio adecuado, por ejemplo, el uso de la disposición espacial de las fibras ópticas detectoras, con respecto a las fibras ópticas fuente, para enfatizar selectivamente la recopilación de radiación electromagnética de una longitud de trayectoria o longitudes de trayectoria particulares. Enfatizando 10 selectivamente la longitud de trayectoria de la radiación electromagnética recopilada, la presente invención puede controlar la profundidad a la cual se mide espectroscópicamente el tejido del sujeto. La localización de las fibras ópticas detectoras en cercana proximidad a las fibras ópticas fuente puede enfatizar selectivamente la radiación electromagnética de la longitud de trayectoria más corta, y puede ser adecuado para sujetos cuyo tejido no requiere una profundidad de medición significativa. La colocación de las fibras 15 ópticas detectoras lejos de las fibras ópticas fuente puede enfatizar la radiación electromagnética de longitud de trayectoria más larga, y puede ser adecuado para sujetos cuyo tejido requiere mayor profundidad de medición espectroscópica.

Según aumenta la distancia entre las fibras ópticas fuente y las fibras ópticas detectoras, el espacio disponible para incorporar fibras ópticas detectoras también puede aumentar. Por consiguiente, las fibras 20 ópticas detectoras colocadas a mayores distancias de las fibras ópticas fuente pueden estar presentes en mayores cantidades que las fibras ópticas detectoras que se posicionan cercanas a las fibras ópticas fuente. Por tanto, si la densidad de fibras ópticas detectoras no cambia según cambia la distancia desde las fibras ópticas fuente, la señal recibida puede ponderarse con la señal desde el haz de fibras ópticas detectoras más alejado del haz de fibras ópticas fuente. Sin embargo, según aumenta la longitud de 25 trayectoria de la radiación electromagnética, su magnitud también puede disminuir. Como resultado, pueden requerirse mayores cantidades de haces de fibras ópticas detectoras a distancias más grandes desde las fibras ópticas fuente centrales para enfatizar la radiación electromagnética de longitudes de trayectoria más largas. Las FIG. 21-25 ilustran unos pocos ejemplos de dichas configuraciones, de modo rectangular, elíptico, y radial que han variado la densidad de las fibras ópticas detectoras según cambia la distancia 30 entre las fibras ópticas detectoras y las fibras ópticas fuente.

En una realización, las fibras ópticas detectoras se disponen en un anillo o de un modo radial desde una pluralidad de fibras ópticas fuente. Las fibras ópticas detectoras de cada anillo pueden funcionar y detectar la radiación electromagnética independientemente de otras fibras ópticas detectoras en otros anillos. Además, dentro de cada anillo puede haber regiones independientes más pequeñas donde las 35 fibras ópticas detectoras en una región pueden funcionar independientemente de fibras ópticas detectoras en otras regiones.

En una realización, para potenciar mediciones espectroscópicas claras, las fibras ópticas fuente y las fibras ópticas detectoras más cercanas pueden estar separadas por una división que será de un material que no contribuirá a la degradación de la señal. La detección de la radiación electromagnética entonces 40 puede conseguirse acoplando selectivamente cada fibra óptica detectora, cada región de cada anillo, o cada anillo independientemente o en combinación hasta obtenerse la señal deseada desde el sujeto. Las fibras ópticas detectoras que no contribuyen a los espectros adquiridos de un modo deseado pueden desactivarse, o puede descartarse la señal recibida desde estos detectores. Como alternativa, el dispositivo puede acoplar todas las fibras ópticas detectoras simultáneamente, retener y promediar la señal obtenida 45 de cada detector, produciendo espectros que representan un promedio de muchas longitudes de trayectoria diferentes.

Las fibras ópticas detectoras pueden disponerse espacialmente alrededor de las fibras ópticas fuente en diversos modos. En una realización, las fibras ópticas detectoras pueden radiar desde las fibras ópticas fuente en una línea recta. Como alternativa, las fibras ópticas detectoras pueden radiar desde las 50 fibras ópticas fuente central en un patrón de zigzag. En otra realización, las fibras ópticas detectoras pueden radiar desde las fibras ópticas fuente de un modo semicircular o elíptico que produce espirales de fibras ópticas detectoras. Las fibras ópticas detectoras también pueden disponerse espacialmente alrededor de las fibras ópticas fuente de un modo aleatorizado. Asimismo, las fibras ópticas fuente pueden distribuirse aleatoriamente entre las fibras ópticas detectoras. La disposición espacial de las fibras ópticas detectoras 55 relativa a las fibras ópticas fuente puede conseguirse por cualquier medio adecuado que consiga una señal deseada.

La FIG. 21 ilustra un haz de fibra óptica 2100 de acuerdo con una realización de la presente invención. Con referencia a la FIG. 21, el haz de fibra óptica 2100 incluye fibras ópticas fuente A rodeadas por una serie de anillos de fibras ópticas detectoras B. La distancia entre cada anillo de fibras ópticas 60 detectoras puede ser fijo o variarse. Además, la distancia entre las fibras ópticas dentro de cada anillo puede ser fija, o puede variarse de un anillo a otro, o dentro de cada anillo.

De acuerdo con otro aspecto de una realización de la presente invención, el aparato para la medición espectroscópica no invasiva incluye un mecanismo de detección de temperatura. En una realización, el mecanismo de detección de temperatura reside dentro de la carcasa del aparato. El 65

mecanismo de detección de temperatura puede ser de infrarrojo, termopar, o cualquier otro que pueda usarse para medir la temperatura local de un sujeto en el sitio de la medición espectroscópica, la temperatura corporal central o media del sujeto, la temperatura ambiente en o cerca del sitio de la medición espectroscópica, o la temperatura de la sonda en o cerca del sitio de la medición espectroscópica.

La temperatura corporal central o temperatura corporal local del sujeto puede tener un efecto sobre 5 la exactitud, precisión, o reproducibilidad de las mediciones obtenidas del sujeto. Estos efectos de temperatura pueden rastrarse hasta la variación en el flujo sanguíneo del sujeto, cambios en la composición química o nivel de hidratación del torrente sanguíneo del sujeto o tejido adyacente, o hasta otras manifestaciones físicas de cambio de temperatura, tales como cambios en la densidad o profundidad del tejido del sujeto. Los datos recopilados de temperatura son útiles para su correlación con las mediciones 10 espectroscópicas obtenidas, por ejemplo, y/o con otros datos para las interpretaciones apropiadas del resultado. Los datos de temperatura pueden recopilarse antes, después, o concurrentemente con la medición de datos espectroscópicos.

En una realización, los datos de temperatura pueden recopilarse mediante una sonda de infrarrojos usando las mismas fibras ópticas fuente y fibras ópticas detectoras usadas para la medición 15 espectroscópica.

Como alternativa, las fibras ópticas usadas para la medición por infrarrojos de la temperatura pueden ser distintas de las fibras ópticas usadas para la medición espectroscópica. En una realización, puede alojarse un haz diferente de fibra óptica especializado para la medición por infrarrojos de la temperatura dentro del cabezal de sonda usado para la medición espectroscópica. En esa realización, la temperatura 20 del sujeto puede medirse en, o muy cerca de, el sitio de la medición espectroscópica.

En otra realización, el haz diferente de fibra óptica especializado para la medición por infrarrojos de la temperatura puede alojarse por separado del cabezal de sonda. Las fibras ópticas separadas pueden usarse para medir la temperatura de la piel del sujeto en un área cerca de la región a medir espectroscópicamente, tal como la mano, muñeca, pie, o tobillo del sujeto. Como alternativa, el haz 25 separado de fibras ópticas puede usarse para medir la temperatura de la piel del sujeto en un área lejos de la región a medir espectroscópicamente, tal como el antebrazo o pantorrilla del sujeto.

En otra realización más, la medición de la temperatura puede hacerse mediante un termopar colocando dentro del cabezal de sonda espectroscópica. El termopar puede posicionarse de tal modo que contacte con la piel del sujeto y mida datos de temperatura antes, durante, o después de la medición 30 espectroscópica. Como alternativa, el termopar puede posicionarse dentro del cabezal de sonda de modo que esté adyacente a la piel del sujeto y mida datos de la temperatura ambiental o del cabezal de sonda antes, durante, o después de la medición espectroscópica.

En otra realización, el termopar para medir la temperatura del sujeto en o cerca de la región a medir espectroscópicamente puede alojarse fuera del cabezal de sonda. El termopar también puede posicionarse 35 para medir la temperatura de la piel del sujeto lejos de la región a medir espectroscópicamente, tal como el antebrazo, brazo, pierna, pantorrilla, torso, cabeza, o cuello del sujeto. Pueden ser adecuados otros medios para medir la temperatura del sujeto, incluyendo medios analógicos, digitales o espectroscópicos.

En una realización de la presente invención, los datos de temperatura se usan en la aplicación de un algoritmo de corrección a los datos espectroscópicos o al propio aparato. Los datos espectroscópicos 40 pueden procesarse usando el algoritmo de corrección de tal modo que de cuenta de las variaciones en la temperatura. El algoritmo de corrección puede aplicarse durante o después de la adquisición de los datos espectroscópicos. El algoritmo de corrección puede aplicarse uno o más veces, y la cantidad de aplicaciones del algoritmo puede variar con la temperatura.

Como alternativa, los datos de temperatura recopilados pueden usarse para alterar el propio 45 dispositivo espectroscópico. En una realización, la presente invención puede usarse datos de temperatura para cambiar el modo en que se recogen los datos espectroscópicos. Basándose en los datos de temperatura, el instrumento puede cambiar el rango de frecuencias examinadas, la intensidad de la radiación electromagnética incidente, o la presión aplicada por el cabezal de sonda. La alteración del método de la presente invención de recopilación de datos para dar cuenta de los cambios en la temperatura 50 puede hacerse mediante cualquier método adecuado.

En una realización de la presente invención, el aparato obtiene información espectral de un sujeto junto con la información biométrica del sujeto. Los espectros resultantes se convierten en información referente a los componentes químicos, tales como alcohol o sus concentraciones de subproductos metabólicos, presentes en la sangre del sujetos mediante técnicas de calibración de multivariadas (por 55 ejemplo, análisis del componente principal o mínimos cuadrados parciales), y la verificación biométrica se usa para confirmar la identidad del sujeto.

En una realización, el sistema de verificación biométrica puede realizarse mediante un escaneo de huella dactilar o huella de dedo del pie. El sistema podría evitar el manejo de un vehículo si se detecta la presencia de alcohol u otra sustancia prohibida en el sujeto. Asimismo, el sistema puede evitar el manejo 60 del vehículo si la autenticación biométrica del sujeto no indica un usuario autorizado. Los resultados del escaneo biométrico y la medición espectroscópica se almacenarían en el sistema para una cantidad seleccionada de usuarios, y durante un periodo seleccionado de tiempo.

De acuerdo con un aspecto de una realización de la presente invención, el análisis espectroscópico del sujeto se realiza en la región intersticial entre los dedos de la mano o los dedos del pie de un sujeto, o la 65

región intersticial adyacente a un único dedo de la mano o dedo del pie. También pueden usarse regiones intersticiales entre dos dedos de la mano o dedos del pie cualesquiera del sujeto. En una realización, se analiza la región intersticial entre los dedos índice y medio de la mano del sujeto. La carcasa puede ser suficientemente grande para acomodar un único dedo de la mano, dos dedos de la mano, múltiples dedos de la mano, o la mano completa del sujeto. La carcasa también puede acomodar un único dedo del pie, dos 5 dedos del pie, múltiples dedos del pie, o el pie completo del sujeto.

La FIG. 26 muestra el tejido de un paciente en las regiones intersticiales 70, 80, 90, o 100 entre los dedos de la mano del sujeto que pueden usarse para mediciones espectroscópicas de acuerdo con una realización de la presente invención. Preferiblemente la región diana es aquella entre la base de los dedos de la mano del sujeto y entre el plano de la palma del sujeto y la parte superior de los nudillos del sujeto. 10 Debería ser adecuada cualquier localización en esta región general capaz de absorber y reflejar la radiación incidente. Las ventajas de medir en las regiones intersticiales incluyen baja interferencia con las lecturas ya que las regiones intersticiales tienen relativamente baja densidad de cuerpos musculares, particularmente en las regiones entre los músculos interóseos palmares e interóseos dorsales. Los cuerpos musculares pueden contener variaciones significativas en la concentración de ácido láctico, que pueden impedir la 15 detección fiable de alcohol. Las mediciones epectroscópicas tomadas en regiones con mayores densidades de cuerpo muscular, tales como el antebrazo, pueden verse influenciadas por la presencia de ácido láctico, y por consiguiente pueden producir resultados menos fiables en la detección de alcohol. La región intersticial entre los dedos de la mano de un sujeto está mínimamente afectada por la presencia de ácido láctico en los músculos. Por consiguiente, se prefieren mediciones en las regiones intersticiales 70, 80, 90, 20 o 100 entre los dedos de la mano del sujeto.

La FIG. 27 ilustra una realización ejemplar de la presente invención, donde una región intersticial del sujeto 70 se está insertando en la carcasa del aparato 10 permitiendo que el cabezal de sonda deslice entre los dedos de la mano y se asiente a ras contra la región intersticial 70 entre los dedos de la mano del sujeto para obtener una lectura espectroscópica. 25

Otro aspecto de una realización de la presente invención se refiere a un uso de un único dedo de la mano, dedo del pie, o dedo de un sujeto de un modo simple para activar simultáneamente el aparato para identificar al sujeto, examinar, y determinar el contenido de alcohol en sangre del sujeto, y concluir el escaneo.

La FIG. 28 muestra diversas realizaciones de la presente invención donde diversas partes del 30 aparato están diseñadas para mantener una presión constante cuando se aplica a un sujeto y/o adaptadas para ser recibidas en una localización intersticial entre dedos de la mano o dedos del pie del sujeto.

En una realización, la sonda tiene una configuración de pastel, donde el cuerpo de sonda se monta de forma fija en la carcasa y el cabezal de sonda se desvía mediante una fuerza constante sustancial ejercida por un elemento de desviación hacia un punto de ensayo inicial. En esta realización, según se 35 presiona la región intersticial del sujeto contra el cabezal de sonda, el cabezal de sonda se empuja hacia atrás a lo largo de una trayectoria que es paralela (o sustancialmente paralela) al cuerpo de sonda.

En otra realización, tanto el cabezal de sonda como el cuerpo de sonda se desvían hacia el punto de ensayo inicial, donde el cuerpo de sonda se desvía mediante una segunda fuerza constante sustancial ejercida por un segundo elemento de desviación. 40

La FIG. 29 muestra una realización de la presente invención donde se inserta un único dedo de la mano en la carcasa 2910 del aparato. La carcasa 2910 puede mostrar algunos o todos los elementos de carcasa 10 o cualquier carcasa descrita anteriormente. En una realización, la carcasa 2910 también incluye un sistema de verificación biométrica 2920. Según entra el dedo de la mano en la carcasa 2910 del aparato, la sonda presiona la región intersticial entre el dedo índice y el dedo anular para obtener una lectura 45 espectroscópica. El dedo puede guiarse mediante una guía de movimiento diseñada de forma ergonómica para dirigir al dedo dentro del dispositivo en una posición óptima de medición.

Antes, durante o al finalizar el escaneo, puede proporcionarse al usuario o sujeto una señal por un medio visual, auditivo, táctil, físico, electrónico, u otro medio para comunicarse la preparación para el escaneo, los resultados del escaneo, cuando es el momento para un nuevo escaneo del sujeto, u otra 50 información que sea relevante para el uso del aparato por parte del sujeto.

Otros aspectos de realizaciones de la invención se refieren a un uso de una almohadilla, botón, o tirador de la sonda espectroscópica como interfaces de entrada de datos. Las FIG. 30-32 ilustran ciertos aspectos de realizaciones de la presente invención, donde la lectura espectroscópica se obtiene de la punta de un dedo de la mano. El sujeto puede hacer contacto con la sonda presionando en la almohadilla o 55 deslizando la punta del dedo de la mano en su sitio.

Otro aspecto de una realización de la presente invención se refiere al control de la entrada de datos por el sujeto mediante un movimiento direccional de presión relativo al dispositivo; o en el caso del tirador, mediante un movimiento del propio dispositivo. El movimiento direccional relativo al dispositivo puede incluir el movimiento en los planos horizontal y vertical (véase la FIG. 31 y FIG. 32). Las entradas por parte del 60 sujeto puede usarse para activar el dispositivo, acceder al software, hacer selecciones, navegar a través de los menús del software, confirmar las acciones del sistema, solicitar acciones al sistema, o activar cualquier otro objeto relacionado con el software que requiera entradas por parte del sujeto.

Otro aspecto de una realización de la presente invención se refiere a un sensor de huella dactilar. El sensor de huella dactilar puede interpretar los movimientos del sujeto como acciones para iniciar ciertas 65

secuencias para controles del hardware y/o el software. Por ejemplo, presionar o pulsar la almohadilla, el botón, o el tirador pueden funcionar como acciones de selección o confirmación en el software. Movimientos de arrastre a lo largo del dispositivo puede servir para desplazarse a través de menús del software. El software en la presente invención puede responder a entradas del usuario de un modo sensorial incluyendo, aunque sin limitación: visual o gráfico, auditivo, táctil, físico, o electrónico. Las diversas entradas 5 del usuario pueden usarse independientemente o en cualquier combinación.

Otro aspecto de ciertas realizaciones de la invención es para dar cuenta de múltiples variables presentes en los espectros obtenidos por comparación con señales de referencia contenidas dentro de los espectros. Por ejemplo, la señal atribuida al agua puede usarse para dar cuenta del nivel de hidratación de la piel del sujeto y el volumen de sangre en la región que se está midiendo espectroscópicamente. Puede 10 darse cuenta de otros factores, tales como el nivel de hidratación corporal completo del sujeto, el flujo sanguíneo, la temperatura, el ritmo cardiaco, la dieta, y otras condiciones fisiológicas por referencia a la señal atribuida al agua. En otro ejemplo, pueden usarse señales que se refieren a la naturaleza o cantidad de queratina o colágeno de la dermis, o la capa adiposa de la hipodermis en el procesamiento de los espectros adquiridos. También puede se útil la referencia a señales para dar cuenta de variaciones en otros 15 componentes sanguíneos, tales como células sanguíneas, urea, creatinina, glucosa, oxígeno, o agentes químicos ingeridos por el sujeto.

Además, la presente invención puede dar cuenta de componentes cutáneos no fisiológicos. Dichos componentes puede afectar de forma adversa a la calidad de los datos espectroscópicos obtenidos del sujeto. Por ejemplo, la presencia de tinta de tatuar en la capa dérmica de la piel del sujeto puede 20 identificarse por el dispositivo y puede integrarse una biblioteca espectral de las tintas comunes de tatuar en el análisis de los datos si los espectros se recogen de un usuario tatuado. La biblioteca espectral también puede incluir factores de atenuación para dar cuenta de la profundidad de la tinta de tatuar en la capa dérmica del sujeto. Además, si el dispositivo identifica la presencia de tinta de tatuar, el dispositivo puede modificar los criterios de selección del haz detector para optimizar la señal que puede obtenerse desde el 25 sujeto tatuado.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un aparato para la evaluación no invasiva de fluidos corporales de un sujeto, que comprende:

una sonda;

un soporte de montaje para la sonda que define al menos una trayectoria; y 5

un elemento de desviación;

en el que la sonda puede moverse a lo largo de la al menos una trayectoria en una dirección alejándose de un punto inicial, y la sonda es desviada por una fuerza sustancialmente constante ejercida por el elemento de desviación hacia el punto inicial.

10
2. El aparato de la reivindicación 1 en el que la sonda comprende un cabezal de sonda y un cuerpo de sonda, en donde el cuerpo de sonda tiene un extremo proximal y un extremo distal, y el cabezal de sonda está unido en pivote al cuerpo de sonda.
3. El aparato de la reivindicación 1 en el que la sonda también puede moverse en dirección 15 ascendente y descendente a lo largo de una segunda trayectoria que es sustancialmente ortogonal a la al menos una trayectoria.
4. El aparato de la reivindicación 1 en el que el elemento de desviación es un resorte helicoidal.

20
5. El aparato de la reivindicación 1 en el que el punto inicial está adyacente a una localización intersticial entre dedos de la mano o los dedos del pie de un sujeto de medición.