JP2003501652A - 分光計器具の出力信号ドリフトを減少させるための信号取得及び処理システム - Google Patents
分光計器具の出力信号ドリフトを減少させるための信号取得及び処理システムInfo
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
- A61B5/14551—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters for measuring blood gases
- A61B5/14552—Details of sensors specially adapted therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
- G01J3/0232—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using shutters
Abstract
(57)【要約】
測定光波長源と、プローブと、測定光信号源に結合された複数の送信ファイバーと、測定光信号を含む光を受信するための複数の受信ファイバーとを有する分光計器具。この器具は、また測定光信号に結合された参照信号光学系と、測定信号を表す電気信号を発生させるための検出器と、受信ファイバーからの測定信号及び受信信号光学系からの参照信号部分を検出器に結合するための参照信号光路と、検出器への測定信号部分又は参照信号部分を選択的に許容するための光路制御部も有する。これにより、検出器は、参照信号が検出器に結合されたときに参照値を出力し且つ測定信号が検出器に結合されたときに測定値を出力することができる。
Description
【０００１】
分光計器具（分光測光器械）形式の器具は知られており且ついろいろな用途に
使用されている。この形式の器具は、例えばAndersonその他の米国特許第 5,879
,294号に開示されている。しかしながら、比較的低いレベルの出力信号ドリフト
でいっそう高い精度の測定を与えることができる器具の必要性が連続して残って
いる。
使用されている。この形式の器具は、例えばAndersonその他の米国特許第 5,879
,294号に開示されている。しかしながら、比較的低いレベルの出力信号ドリフト
でいっそう高い精度の測定を与えることができる器具の必要性が連続して残って
いる。
【０００２】
本発明の信号取得及び処理システムを組み込むことができる器具（器械）１０
を図１と２を参照して概略的に述べる。図示のように、器具１０は、光ファイバ
ー１６を経てエレクトロニクスパッケージ１４に解放可能に結合されている光プ
ローブ１２を有する。エレクトロニクスパッケージ１４は、コネクター１８、検
出器２０、プロセッサー／コントローラ２２及びディスプレイ２４を含む。作用
に際しては、プローブ１２を、測定又は分析すべき組織（ティシュー）上に位置
決めする。プローブ１２を器具のエレクトロニクスに光ファイバー１６及びプロ
ーブコネクター２６を介してインターフェイスさせる。プローブコネクター２６
は、多数の異なる波長（例えばそれぞれ８００，７６０，７２０，６８０及び５
３０ｎｍ）の光を発生させるための発光ダイオード（ＬＥＤ）又は他の光源３０
、３２、３４、３６を有する。組織の特性を測定するために用いられる光は、送
信光ファイバー４０、４２、４４及び４６によりプローブに結合される。プロー
ブ１２の組織係合面から測定されている組織の中へ伝送された後、光は受信光フ
ァイバー４８の端部に集められる前に組織を通って伝わる。それから、この集め
られた光（測定光信号）はプローブコネクター２６及びエレクトロニクスパッケ
ージコネクター１８を介して器具１４へ伝送される。測定光信号の各々に対応す
る参照光信号（すなわち、参照光信号は組織を通って伝送されない）もエレクト
ロニクスパッケージコネクター１８へ伝送される。
を図１と２を参照して概略的に述べる。図示のように、器具１０は、光ファイバ
ー１６を経てエレクトロニクスパッケージ１４に解放可能に結合されている光プ
ローブ１２を有する。エレクトロニクスパッケージ１４は、コネクター１８、検
出器２０、プロセッサー／コントローラ２２及びディスプレイ２４を含む。作用
に際しては、プローブ１２を、測定又は分析すべき組織（ティシュー）上に位置
決めする。プローブ１２を器具のエレクトロニクスに光ファイバー１６及びプロ
ーブコネクター２６を介してインターフェイスさせる。プローブコネクター２６
は、多数の異なる波長（例えばそれぞれ８００，７６０，７２０，６８０及び５
３０ｎｍ）の光を発生させるための発光ダイオード（ＬＥＤ）又は他の光源３０
、３２、３４、３６を有する。組織の特性を測定するために用いられる光は、送
信光ファイバー４０、４２、４４及び４６によりプローブに結合される。プロー
ブ１２の組織係合面から測定されている組織の中へ伝送された後、光は受信光フ
ァイバー４８の端部に集められる前に組織を通って伝わる。それから、この集め
られた光（測定光信号）はプローブコネクター２６及びエレクトロニクスパッケ
ージコネクター１８を介して器具１４へ伝送される。測定光信号の各々に対応す
る参照光信号（すなわち、参照光信号は組織を通って伝送されない）もエレクト
ロニクスパッケージコネクター１８へ伝送される。
【０００３】
エレクトロニクスパッケージ１４により受信された、集められた測定光信号と
参照光信号が検出器２０へ伝送され、検出器は関連波長ごとにこれらの光信号を
表す電気信号を生ずる。そのとき、プロセッサー／コントローラ２２はこれらの
信号を処理して、測定された組織パラメータを表すデータ（例えば飽和された酸
素レベル（ＳｔＯ２）を発生する。測定読取りはディスプレイ２４に視覚的に表
示することができる。組織パラメータデータを計算するために使用されるアルゴ
リズムは一般に知られ且つAndersonその他の米国特許第5,879,294 号に記載され
ている。
参照光信号が検出器２０へ伝送され、検出器は関連波長ごとにこれらの光信号を
表す電気信号を生ずる。そのとき、プロセッサー／コントローラ２２はこれらの
信号を処理して、測定された組織パラメータを表すデータ（例えば飽和された酸
素レベル（ＳｔＯ２）を発生する。測定読取りはディスプレイ２４に視覚的に表
示することができる。組織パラメータデータを計算するために使用されるアルゴ
リズムは一般に知られ且つAndersonその他の米国特許第5,879,294 号に記載され
ている。
【０００４】
較正（校正）過程は、器具１４により引き続いてなされる測定の精度を高める
ために行われるのが典型的である。分光計形式の器具を較正するための方法と装
置は一般的に知られ且つAndersonその他の特許に開示されている。較正は、例え
ばプローブ１２を、図１に示した装置のような較正装置５０上に配置することに
より行うことができる。較正装置５０は、光散乱材料で満たされたハウジングを
有する。光散乱材料は、参照スペクトルを与えるために大体スペクトル的に平ら
である（すなわち全ての光を同じ程度に反射する）。Zotefoams plc.から入手可
能なPlastazoteＬＤ４５のようなホワイトポリエチレンフォームをこの目的のた
めに使用できる。
ために行われるのが典型的である。分光計形式の器具を較正するための方法と装
置は一般的に知られ且つAndersonその他の特許に開示されている。較正は、例え
ばプローブ１２を、図１に示した装置のような較正装置５０上に配置することに
より行うことができる。較正装置５０は、光散乱材料で満たされたハウジングを
有する。光散乱材料は、参照スペクトルを与えるために大体スペクトル的に平ら
である（すなわち全ての光を同じ程度に反射する）。Zotefoams plc.から入手可
能なPlastazoteＬＤ４５のようなホワイトポリエチレンフォームをこの目的のた
めに使用できる。
【０００５】
上記の形式の分光測光型器具の１つの配置は、関連波長ごとに、測定光信号を
検出するための光電子増倍管（ＰＭＴ）と、較正認識信号（又は周辺光）を検出
するためのフォトダイオードを有する。熱電気的クーラーは、ＰＭＴとフォトダ
イオードが取り付けられているオプティカルベンチの温度制御を維持するのを補
助し、それによって出力信号ドリフトを減少させるためにエレクトロニクスパッ
ケージに含めることができる。
検出するための光電子増倍管（ＰＭＴ）と、較正認識信号（又は周辺光）を検出
するためのフォトダイオードを有する。熱電気的クーラーは、ＰＭＴとフォトダ
イオードが取り付けられているオプティカルベンチの温度制御を維持するのを補
助し、それによって出力信号ドリフトを減少させるためにエレクトロニクスパッ
ケージに含めることができる。
【０００６】
本発明は、比較的低いレベルの出力信号ドリフトを与える、オプティカルベン
チ配置、測定及び参照信号収集システム及び測定及び参照信号処理アルゴリズム
である。本発明と関連して用いられるプローブコネクター２６は、コネクター内
に発生された参照信号を有する実施の形態を示す図２に例示されている。図示の
ように、プローブコネクター２６は８００，７６０，７２０及び６８０ｎｍの測
定光信号を発生させるための４つのＬＥＤ３０、３２、３４及び３６を有する。
これらのＬＥＤの各々からの光信号は、別個の測定信号送信ファイバー４０、４
２、４４、４６によりプローブ１２に結合される。プローブに分析されている組
織を通って伝送され且つ集められた後、測定光信号が測定信号受信ファイバー４
８によりプローブコネクターへ戻るように結合されている。測定信号受信ファイ
バー４８の端部は、プローブコネクター２６において、エレクトロニクスパッケ
ージ１４のコネクター１８のソケットと噛み合うようになっているサンプルフェ
ルール５２で終わっている。
チ配置、測定及び参照信号収集システム及び測定及び参照信号処理アルゴリズム
である。本発明と関連して用いられるプローブコネクター２６は、コネクター内
に発生された参照信号を有する実施の形態を示す図２に例示されている。図示の
ように、プローブコネクター２６は８００，７６０，７２０及び６８０ｎｍの測
定光信号を発生させるための４つのＬＥＤ３０、３２、３４及び３６を有する。
これらのＬＥＤの各々からの光信号は、別個の測定信号送信ファイバー４０、４
２、４４、４６によりプローブ１２に結合される。プローブに分析されている組
織を通って伝送され且つ集められた後、測定光信号が測定信号受信ファイバー４
８によりプローブコネクターへ戻るように結合されている。測定信号受信ファイ
バー４８の端部は、プローブコネクター２６において、エレクトロニクスパッケ
ージ１４のコネクター１８のソケットと噛み合うようになっているサンプルフェ
ルール５２で終わっている。
【０００７】
参照光信号はプローブコネクター２６によっても与えられる。参照光信号はＬ
ＥＤの各々からの光の部分を含み、且つ集められる前にプローブから伝送されて
いない。図２に示した実施の形態では、参照光信号が参照光信号送信光ファイバ
ー５４、５６、５８及び６０により集められるが、これらの光ファイバーはそれ
ぞれ、各測定光信号源ＬＥＤ３０、３２、３４、３６から、参照ファイバー固定
フェルール６４に取り付けられた散乱材料により形成される光ミキサー／減衰器
６２へ延びている。参照信号送信ファイバー５４、５６、５８、６０は参照信号
受信ファイバー６６と共に散乱材料で固定フェルール６４に集められる。各ＬＥ
Ｄから受信された参照光はミキサー６２で混合され且つ参照信号受信ファイバー
６６を通って伝送される。参照信号受信ファイバー６６の端部は、プローブコネ
クター２６において、エレクトロニクスパッケージ１４のコネクター１８のソケ
ットと噛み合うようになっている参照フェルール６８で終わっている。測定信号
は、組織を通って伝送されるときに著しく減衰されるので、コネクターにおける
測定光信号の強度は減衰されてない参照光信号（例えば、約１００万倍小さい）
の強度よりはるかに小さい。同様な光電子増倍管の利得で検出を可能にするよう
に参照及び測定信号の大きさを釣り合わせるために、参照信号がミキサー６２で
減衰される。参照信号減衰は、中心に位置する参照信号受信ファイバー６６から
等距離に参照信号送信ファイバー５４、５６、５８、６０を位置決めする反射モ
ードにより得られる。光学的に透明なエポキシ基板（Epoxy Technology, Biller
ica, MAからのEpoTech301のようなもの）内の散乱材料（Aldrich, Milwaukee. W
Iからの二酸化チタニュウムのようなもの）の集中を調整して、ミキサー６２内
に適当なレベルの減衰を与えることができる。プローブコネクター２６はまた、
１４ピン電気コネクター７２と、各ＬＥＤ３０、３２、３４、３６及び３８ごと
にそれぞれがＰＣ盤７６にコネクター７２とともに取り付けられている光ファイ
バー固定フェルール７４とを有するのが好ましい。ＬＥＤ３８は、較正認識送信
ファイバー７８に結合された較正認識信号ＬＥＤである。ファイバー４０、４２
、４４、４６上の矢印は「プローブチップへ向かうこと」を示し、一方ファイバ
ー４８上の矢印は「プローブチップから」であることを示すことを理解しなけれ
ばならない。コネクターラッチ機構（図示せず）は、プローブコネクター２６の
サンプルフェルール５２と参照フェルール６８をエレクトロニクスパッケージ１
４のコネクター１８の対応するソケット（図示せず）に保持する。
ＥＤの各々からの光の部分を含み、且つ集められる前にプローブから伝送されて
いない。図２に示した実施の形態では、参照光信号が参照光信号送信光ファイバ
ー５４、５６、５８及び６０により集められるが、これらの光ファイバーはそれ
ぞれ、各測定光信号源ＬＥＤ３０、３２、３４、３６から、参照ファイバー固定
フェルール６４に取り付けられた散乱材料により形成される光ミキサー／減衰器
６２へ延びている。参照信号送信ファイバー５４、５６、５８、６０は参照信号
受信ファイバー６６と共に散乱材料で固定フェルール６４に集められる。各ＬＥ
Ｄから受信された参照光はミキサー６２で混合され且つ参照信号受信ファイバー
６６を通って伝送される。参照信号受信ファイバー６６の端部は、プローブコネ
クター２６において、エレクトロニクスパッケージ１４のコネクター１８のソケ
ットと噛み合うようになっている参照フェルール６８で終わっている。測定信号
は、組織を通って伝送されるときに著しく減衰されるので、コネクターにおける
測定光信号の強度は減衰されてない参照光信号（例えば、約１００万倍小さい）
の強度よりはるかに小さい。同様な光電子増倍管の利得で検出を可能にするよう
に参照及び測定信号の大きさを釣り合わせるために、参照信号がミキサー６２で
減衰される。参照信号減衰は、中心に位置する参照信号受信ファイバー６６から
等距離に参照信号送信ファイバー５４、５６、５８、６０を位置決めする反射モ
ードにより得られる。光学的に透明なエポキシ基板（Epoxy Technology, Biller
ica, MAからのEpoTech301のようなもの）内の散乱材料（Aldrich, Milwaukee. W
Iからの二酸化チタニュウムのようなもの）の集中を調整して、ミキサー６２内
に適当なレベルの減衰を与えることができる。プローブコネクター２６はまた、
１４ピン電気コネクター７２と、各ＬＥＤ３０、３２、３４、３６及び３８ごと
にそれぞれがＰＣ盤７６にコネクター７２とともに取り付けられている光ファイ
バー固定フェルール７４とを有するのが好ましい。ＬＥＤ３８は、較正認識送信
ファイバー７８に結合された較正認識信号ＬＥＤである。ファイバー４０、４２
、４４、４６上の矢印は「プローブチップへ向かうこと」を示し、一方ファイバ
ー４８上の矢印は「プローブチップから」であることを示すことを理解しなけれ
ばならない。コネクターラッチ機構（図示せず）は、プローブコネクター２６の
サンプルフェルール５２と参照フェルール６８をエレクトロニクスパッケージ１
４のコネクター１８の対応するソケット（図示せず）に保持する。
【０００８】
空間的に分離された光路でコネクターで受信された参照光信号と測定光信号（
サンプル光信号とも呼ばれる）はレンズ又は他の光学によりコリメートされて、
シャッタ及び光路シフテング光学系８０に向けられる（図３）。シャッタ及び光
路シフテング光学系８０は信号を共通の光路の中に検出器（オプティカルベンチ
）へ選択的に且つ交互に向けるか又は折り返る。シャッタ及び光路シフテング光
学系の１つの実施の形態は図３に示されている。図示のように、３０度ステッパ
ーモーター８２が不透明な羽根８４を駆動し且つ矢印８６により示されたように
、プロセッサー／コントローラ２２により制御される。ステッパーモーター８２
は羽根８４を位置決めして参照光信号と測定光信号のうちの一方を選択的に閉塞
し且つ他方の信号を光路シフテング光学系へ伝送する。矢印８８はコリメートさ
れたＬＥＤ参照光路を示し、一方矢印９０はコリメートされた測定／サンプル光
路（プローブ１２からの）を示す。
サンプル光信号とも呼ばれる）はレンズ又は他の光学によりコリメートされて、
シャッタ及び光路シフテング光学系８０に向けられる（図３）。シャッタ及び光
路シフテング光学系８０は信号を共通の光路の中に検出器（オプティカルベンチ
）へ選択的に且つ交互に向けるか又は折り返る。シャッタ及び光路シフテング光
学系の１つの実施の形態は図３に示されている。図示のように、３０度ステッパ
ーモーター８２が不透明な羽根８４を駆動し且つ矢印８６により示されたように
、プロセッサー／コントローラ２２により制御される。ステッパーモーター８２
は羽根８４を位置決めして参照光信号と測定光信号のうちの一方を選択的に閉塞
し且つ他方の信号を光路シフテング光学系へ伝送する。矢印８８はコリメートさ
れたＬＥＤ参照光路を示し、一方矢印９０はコリメートされた測定／サンプル光
路（プローブ１２からの）を示す。
【０００９】
図示の実施の形態では、光路シフテング光学系は測定光路９４に４５°コンバ
イニング（ビームスプリッテング）ミラー９２を有する。このコンバイニングミ
ラーは、測定光信号の大部分（例えば９８〜９９％）が矢印９６により示したよ
うにミラーを通って検出器２０へ進むことを許容するが、そのとき残りの量（例
えば１〜２％）は検出器から離れるように反射される（すなわち矢印９８により
示したように、止められる）。参照光路１０２の４５°反射ミラー１００は参照
光信号を、測定光信号が始めに向けられている側と反対のコンバイニングミラー
の側へ反射する。そのとき、参照光信号の大部分がコンバイニングミラーを通っ
て進むが、より少ない量（例えば１〜２％）が測定光信号として、同じ光路９６
に沿って検出器へ反射される。その際、測定光信号と参照光信号が同じ光路９６
の上へ向けられるか又は折り返され、そして共通の検出器へ向けられる。プロセ
ッサー／コントローラ２２からの制御信号に応答して、ステッパーモーター８２
が不透明な羽根８４を位置決めして、参照光信号の一方又は測定光信号を閉塞す
る。そのとき、参照光信号の他方と測定光信号が検出器２０へ伝送される。この
光学配置はまた参照光信号の強度を減少させ、したがって検出器のＰＭＴを飽和
しない。もちろん、他の機械的及び／又は光学配置を用いてこれらの機能を与え
ることもできる。
イニング（ビームスプリッテング）ミラー９２を有する。このコンバイニングミ
ラーは、測定光信号の大部分（例えば９８〜９９％）が矢印９６により示したよ
うにミラーを通って検出器２０へ進むことを許容するが、そのとき残りの量（例
えば１〜２％）は検出器から離れるように反射される（すなわち矢印９８により
示したように、止められる）。参照光路１０２の４５°反射ミラー１００は参照
光信号を、測定光信号が始めに向けられている側と反対のコンバイニングミラー
の側へ反射する。そのとき、参照光信号の大部分がコンバイニングミラーを通っ
て進むが、より少ない量（例えば１〜２％）が測定光信号として、同じ光路９６
に沿って検出器へ反射される。その際、測定光信号と参照光信号が同じ光路９６
の上へ向けられるか又は折り返され、そして共通の検出器へ向けられる。プロセ
ッサー／コントローラ２２からの制御信号に応答して、ステッパーモーター８２
が不透明な羽根８４を位置決めして、参照光信号の一方又は測定光信号を閉塞す
る。そのとき、参照光信号の他方と測定光信号が検出器２０へ伝送される。この
光学配置はまた参照光信号の強度を減少させ、したがって検出器のＰＭＴを飽和
しない。もちろん、他の機械的及び／又は光学配置を用いてこれらの機能を与え
ることもできる。
【００１０】
図４は、図１に示され且つ上記した器具１０又はエレクトロニクスパッケージ
１４に使用される検出器２０の例示である。矢印１０４により示された約５ｍｍ
直径のコリメートされた光ビーム（参照又はサンプル（測定）光信号から）が、
光軸１０８から３０°に位置している８００ｎｍダイクロイックミラー１０６の
前面へ伝送される。７８０ｎｍより大きい波長を有する光の約９０％が、ＰＭＴ
センサ１１０の前に位置する８００ｎｍ帯域フィルタ（＋／−１０ｎｍＦＷＨＭ
）を有する第一の光電子増倍管（ＰＭＴ）に反射される。７８０ｎｍより短い波
長を有する光の約８０％が、光軸１０８から２５°に位置している７６０ｎｍダ
イクロイックミラー１１２の前面へ８００ｎｍダイクロイックミラー１０６を通
って伝送される。７４０ｎｍより大きい波長を有する光の約９０％が、第二のＰ
ＭＴセンサ１１４の前に位置する７６０ｎｍ帯域フィルタ（＋／−１０ｎｍＦＷ
ＨＭ）を有する第二のＰＭＴセンサ１１４に反射される。７４０ｎｍより短い波
長を有する光の約８０％が、光軸１０８から３０°に位置している７２０ｎｍダ
イクロイックミラー１１６の前面へ７６０ｎｍダイクロイックミラー１１２を通
って伝送される。７００ｎｍより大きい波長を有する光の約９０％が、第三のＰ
ＭＴセンサ１１８の前に位置する７２０ｎｍ帯域フィルタ（＋／−１０ｎｍＦＷ
ＨＭ）を有する第三のＰＭＴセンサ１１８へ反射される。７００ｎｍより短い波
長を有する光の約８０％が、光軸１０８から３０°に位置している６８０ｎｍダ
イクロイックミラー１２０の前面へ７２０ｎｍダイクロイックミラー１１６を通
って伝送される。６６０ｎｍより大きい波長を有する光の約９０％が、第四のＰ
ＭＴセンサ１２２の前に位置する６８０ｎｍ帯域フィルタ（＋／−１０ｎｍＦＷ
ＨＭ）を有する第四のＰＭＴセンサ１２２へ反射される。６６０ｎｍより短い波
長を有する光の約８０％がフォトダイオード検出器の前に位置する６００ｎｍシ
ョートパスフィルタ（約４００ｎｍから６００ｎｍまでの光を透過する）からな
る検出器ブロックへ６８０ｎｍダイクロイックミラー１２０を通って伝送される
。この検出器は、周辺光及び／又は較正材料認識信号（５３０ｎｍＬＥＤエミッ
タ）の存在を測定するために使用される。
１４に使用される検出器２０の例示である。矢印１０４により示された約５ｍｍ
直径のコリメートされた光ビーム（参照又はサンプル（測定）光信号から）が、
光軸１０８から３０°に位置している８００ｎｍダイクロイックミラー１０６の
前面へ伝送される。７８０ｎｍより大きい波長を有する光の約９０％が、ＰＭＴ
センサ１１０の前に位置する８００ｎｍ帯域フィルタ（＋／−１０ｎｍＦＷＨＭ
）を有する第一の光電子増倍管（ＰＭＴ）に反射される。７８０ｎｍより短い波
長を有する光の約８０％が、光軸１０８から２５°に位置している７６０ｎｍダ
イクロイックミラー１１２の前面へ８００ｎｍダイクロイックミラー１０６を通
って伝送される。７４０ｎｍより大きい波長を有する光の約９０％が、第二のＰ
ＭＴセンサ１１４の前に位置する７６０ｎｍ帯域フィルタ（＋／−１０ｎｍＦＷ
ＨＭ）を有する第二のＰＭＴセンサ１１４に反射される。７４０ｎｍより短い波
長を有する光の約８０％が、光軸１０８から３０°に位置している７２０ｎｍダ
イクロイックミラー１１６の前面へ７６０ｎｍダイクロイックミラー１１２を通
って伝送される。７００ｎｍより大きい波長を有する光の約９０％が、第三のＰ
ＭＴセンサ１１８の前に位置する７２０ｎｍ帯域フィルタ（＋／−１０ｎｍＦＷ
ＨＭ）を有する第三のＰＭＴセンサ１１８へ反射される。７００ｎｍより短い波
長を有する光の約８０％が、光軸１０８から３０°に位置している６８０ｎｍダ
イクロイックミラー１２０の前面へ７２０ｎｍダイクロイックミラー１１６を通
って伝送される。６６０ｎｍより大きい波長を有する光の約９０％が、第四のＰ
ＭＴセンサ１２２の前に位置する６８０ｎｍ帯域フィルタ（＋／−１０ｎｍＦＷ
ＨＭ）を有する第四のＰＭＴセンサ１２２へ反射される。６６０ｎｍより短い波
長を有する光の約８０％がフォトダイオード検出器の前に位置する６００ｎｍシ
ョートパスフィルタ（約４００ｎｍから６００ｎｍまでの光を透過する）からな
る検出器ブロックへ６８０ｎｍダイクロイックミラー１２０を通って伝送される
。この検出器は、周辺光及び／又は較正材料認識信号（５３０ｎｍＬＥＤエミッ
タ）の存在を測定するために使用される。
【００１１】
器具により行われる較正過程中、及び測定の計算と関連して使用されるＰＭＴ
（上記の実施例の４つのＰＭＴ）ごとに、ベースライン読取りが、プローブから
受信される測定信号（すなわちベースラインサンプル）と参照信号（すなわちベ
ースライン参照）の両方について確立される。これらの較正測定及び参照ベース
ライン信号（ＰＭＴごとの）が上記のシャッタ及び光路シフテング光学系８０の
使用により得られ、且つメモリ（別個に示されてない）に記憶され、そして引き
続き測定計算アルゴリズムで使用される。
（上記の実施例の４つのＰＭＴ）ごとに、ベースライン読取りが、プローブから
受信される測定信号（すなわちベースラインサンプル）と参照信号（すなわちベ
ースライン参照）の両方について確立される。これらの較正測定及び参照ベース
ライン信号（ＰＭＴごとの）が上記のシャッタ及び光路シフテング光学系８０の
使用により得られ、且つメモリ（別個に示されてない）に記憶され、そして引き
続き測定計算アルゴリズムで使用される。
【００１２】
測定計算アルゴリズムの部分として、プロセッサー／コントローラ２２がＰＭ
Ｔごとに補正サンプル（測定）信号を計算する。補正サンプル信号は現在のサン
プル（測定）信号、ベースライン参照光信号及び現在の参照光信号（現在のサン
プル信号と実質的に同時に取られた）の関数として、次の公式を用いて計算され
る。 補正サンプル＝現在のサンプル×ベースライン参照／現在の参照
Ｔごとに補正サンプル（測定）信号を計算する。補正サンプル信号は現在のサン
プル（測定）信号、ベースライン参照光信号及び現在の参照光信号（現在のサン
プル信号と実質的に同時に取られた）の関数として、次の公式を用いて計算され
る。 補正サンプル＝現在のサンプル×ベースライン参照／現在の参照
【００１３】
１つの実施例では、現在のサンプルは新鮮なサンプルのＰＭＴ強度値の３点移
動平均であり、ベースライン参照はウオームアップ時間直後のＬＥＤ信号の２０
点ブロック平均であり、そして現在の参照は新鮮なＬＥＤ参照信号の２０点移動
平均である。
動平均であり、ベースライン参照はウオームアップ時間直後のＬＥＤ信号の２０
点ブロック平均であり、そして現在の参照は新鮮なＬＥＤ参照信号の２０点移動
平均である。
【００１４】
ＰＭＴごとに、プロセッサー／コントローラ２２は組織吸光度測定をベースラ
インサンプルと補正サンプルの関数として次の公式を用いて計算する。 組織吸光度＝Log（ベースラインサンプル／補正サンプル）
インサンプルと補正サンプルの関数として次の公式を用いて計算する。 組織吸光度＝Log（ベースラインサンプル／補正サンプル）
【００１５】
１つの実施例では、ベースラインサンプルはウオームアップ時間（すなわちプ
ローブ１２を較正装置５０上に配置したとき）直後のＰＭＴ強度値の２０点ブロ
ック平均である。
ローブ１２を較正装置５０上に配置したとき）直後のＰＭＴ強度値の２０点ブロ
ック平均である。
【００１６】
上記したオプティカルベンチ配置、測定及び参照信号取得システム及び測定及
び参照信号処理アルゴリズムが、本器具によりなされた測定読取りのドリフトを
補償し且つ大幅に減少させる。事実上、器具は光検出器を測定信号と参照信号の
間で連続的に切り換える。測定信号は器具と分析されている組織を通って複雑な
電気及び光路を通過する。参照信号は組織を除いて実質的に同じ路を通過する。
熱ドリフト、エージング及び或る種のノイズのような信号歪みの原因となる多数
のファクタ、そうでなければ大抵のファクタが測定と参照信号路の両方にとって
普通であるので、ここに述べた処理システムによりこれらのファクタがファクタ
自体を打ち消す。２つの信号を比較することにより、組織からの比較的きれいな
且つ歪んでいない信号を、温度制御、成分エージング補正、ノイズ減少又は他の
補償のアプローチの必要もなく取得することができる。
び参照信号処理アルゴリズムが、本器具によりなされた測定読取りのドリフトを
補償し且つ大幅に減少させる。事実上、器具は光検出器を測定信号と参照信号の
間で連続的に切り換える。測定信号は器具と分析されている組織を通って複雑な
電気及び光路を通過する。参照信号は組織を除いて実質的に同じ路を通過する。
熱ドリフト、エージング及び或る種のノイズのような信号歪みの原因となる多数
のファクタ、そうでなければ大抵のファクタが測定と参照信号路の両方にとって
普通であるので、ここに述べた処理システムによりこれらのファクタがファクタ
自体を打ち消す。２つの信号を比較することにより、組織からの比較的きれいな
且つ歪んでいない信号を、温度制御、成分エージング補正、ノイズ減少又は他の
補償のアプローチの必要もなく取得することができる。
【００１７】
グラフ１（図５）が比較の目的のために与えられ且つ分光計器具（上記の好ま
しい実施例と異なり）についてチャネルごとの（すなわち一組のＬＥＤ参照信号
フォトダイオード（ＰＤ）と光電子増倍管（ＰＭＴ）測定信号）特性ドリフトを
表し、その器具ではＬＥＤ結合フォトダイオード検出器がＬＥＤ出力強度ドリフ
トを測定し且つ補償するために使用されている。オプティカルベンチの熱制御と
ＰＭＴ制御電圧（利得）の調整は、この器具の各ＰＭＴ検出器の感度を安定化す
るために用いられたアプローチである。チャネルごとに、時間に関して信号の強
さの％変化がＬＥＤフィードバックフォトダイオードＰＤとＰＭＴの両方につい
てプロットされる。
しい実施例と異なり）についてチャネルごとの（すなわち一組のＬＥＤ参照信号
フォトダイオード（ＰＤ）と光電子増倍管（ＰＭＴ）測定信号）特性ドリフトを
表し、その器具ではＬＥＤ結合フォトダイオード検出器がＬＥＤ出力強度ドリフ
トを測定し且つ補償するために使用されている。オプティカルベンチの熱制御と
ＰＭＴ制御電圧（利得）の調整は、この器具の各ＰＭＴ検出器の感度を安定化す
るために用いられたアプローチである。チャネルごとに、時間に関して信号の強
さの％変化がＬＥＤフィードバックフォトダイオードＰＤとＰＭＴの両方につい
てプロットされる。
【００１８】
プロット１３０は、縦座標に信号の％変化を且つ横座標に時間を何時間で取っ
て６８０ｎｍチャネル（ｎ＝１２００）について平均信号ドリフトを示し、この
ときＰＤ６８０データ点が正方形１３２により示され且つＰＭＴ６８０データ点
が菱形１３４により示されている。
て６８０ｎｍチャネル（ｎ＝１２００）について平均信号ドリフトを示し、この
ときＰＤ６８０データ点が正方形１３２により示され且つＰＭＴ６８０データ点
が菱形１３４により示されている。
【００１９】
プロット１３６は、縦座標に信号の％変化を且つ横座標に時間を何時間で取っ
て７２０ｎｍチャネル（ｎ＝１２００）について平均信号ドリフトを示し、この
ときＰＤ７２０データ点が正方形１３８により示され且つＰＭＴ７２０データ点
が菱形１４０により示されている。
て７２０ｎｍチャネル（ｎ＝１２００）について平均信号ドリフトを示し、この
ときＰＤ７２０データ点が正方形１３８により示され且つＰＭＴ７２０データ点
が菱形１４０により示されている。
【００２０】
プロット１４２は、縦座標に信号の％変化を且つ横座標に時間を何時間で取っ
て７６０ｎｍチャネル（ｎ＝１２００）について平均信号ドリフトを示し、この
ときＰＤ７６０データ点が正方形１４４により示され且つＰＭＴ７６０データ点
が菱形１４６により示されている。
て７６０ｎｍチャネル（ｎ＝１２００）について平均信号ドリフトを示し、この
ときＰＤ７６０データ点が正方形１４４により示され且つＰＭＴ７６０データ点
が菱形１４６により示されている。
【００２１】
プロット１４８は、縦座標に信号の％変化を且つ横座標に時間を何時間で取っ
て８００ｎｍチャネル（ｎ＝１２００）について平均信号ドリフトを示し、この
ときＰＤ８００データ点が正方形１５０により示され且つＰＭＴ８００データ点
が菱形１５２により示されている。
て８００ｎｍチャネル（ｎ＝１２００）について平均信号ドリフトを示し、この
ときＰＤ８００データ点が正方形１５０により示され且つＰＭＴ８００データ点
が菱形１５２により示されている。
【００２２】
各チャネルについて、ＬＥＤフィードバック信号はＰＭＴ信号ドリフトと関係
がない。この特性は、全体の信号ドリフトについて補正するための有用なアプロ
ーチとしてフォトダイオード信号を使用することを無効にする。ＰＭＴチャネル
ごとのドリフトはＬＥＤ出力信号とＰＭＴ感度（利得）ドリフトの両方の付加的
な組み合わせである。
がない。この特性は、全体の信号ドリフトについて補正するための有用なアプロ
ーチとしてフォトダイオード信号を使用することを無効にする。ＰＭＴチャネル
ごとのドリフトはＬＥＤ出力信号とＰＭＴ感度（利得）ドリフトの両方の付加的
な組み合わせである。
【００２３】
プロット１５４は、縦座標に％ StO２を且つ横座標に時間を何時間で取ったと
きの平均 StO２ドリフト（ｎ＝１２００）を示す。計算され且つシミュレートさ
れた飽和酸素（すなわち StO２、器具により測定されたパラメータ）のプロット
は、器具が最初の２５時間にわたって−４％単位ドリフトしたことを示す。
きの平均 StO２ドリフト（ｎ＝１２００）を示す。計算され且つシミュレートさ
れた飽和酸素（すなわち StO２、器具により測定されたパラメータ）のプロット
は、器具が最初の２５時間にわたって−４％単位ドリフトしたことを示す。
【００２４】
グラフ２（図６）は上記の好ましい実施例の器具について信号ドリフトの傾向
を示す。３秒毎に、測定が、実際のプローブサンプル信号より約８倍多い強度を
有する実際のＬＥＤ参照信号に分離された。
を示す。３秒毎に、測定が、実際のプローブサンプル信号より約８倍多い強度を
有する実際のＬＥＤ参照信号に分離された。
【００２５】
プロット１６０は、縦座標に％ドリフトを総数で且つ横座標に時間を分で取っ
て参照とサンプルの両方について６８０ｎｍ信号ドリフトを示す。 プロット１６２は、縦座標に％ドリフトを総数で且つ横座標に時間を分で取っ
て参照とサンプルの両方について７２０ｎｍ信号ドリフトを示す。
て参照とサンプルの両方について６８０ｎｍ信号ドリフトを示す。 プロット１６２は、縦座標に％ドリフトを総数で且つ横座標に時間を分で取っ
て参照とサンプルの両方について７２０ｎｍ信号ドリフトを示す。
【００２６】
プロット１６４は、縦座標に％ドリフトを総数で且つ横座標に時間を分で取っ
て参照とサンプルの両方について７６０ｎｍ信号ドリフトを示す。 プロット１６６は、縦座標に％ドリフトを総数で且つ横座標に時間を分で取っ
て参照とサンプルの両方について８００ｎｍ信号ドリフトを示す。
て参照とサンプルの両方について７６０ｎｍ信号ドリフトを示す。 プロット１６６は、縦座標に％ドリフトを総数で且つ横座標に時間を分で取っ
て参照とサンプルの両方について８００ｎｍ信号ドリフトを示す。
【００２７】
プロット１６８は、縦座標に温度を度Ｃで取り且つ横座標に時間を分で取って
参照とサンプルの両方の信号測定中得られたオプティカルベンチ温度を示す。 その結果は、ＰＭＴ参照及び測定サンプル信号が、温度の引き起こしたドリフ
トの比較的大きな範囲にわたって互いに追跡することを証明する。
参照とサンプルの両方の信号測定中得られたオプティカルベンチ温度を示す。 その結果は、ＰＭＴ参照及び測定サンプル信号が、温度の引き起こしたドリフ
トの比較的大きな範囲にわたって互いに追跡することを証明する。
【００２８】
グラフ３（図７）は、補償された及び補償されない StO２信号が、第二のグラ
フ（図６）に示した強度ドリフト傾向の同じ時間条件中どのようにドリフトした
かを示す。
フ（図６）に示した強度ドリフト傾向の同じ時間条件中どのようにドリフトした
かを示す。
【００２９】
プロット１７０は、縦座標に％ StO２ドリフトを且つ横座標に時間を分で取っ
てドリフト補償のない％ StO２ドリフトを示す。 プロット１７２は、縦座標に％ StO２ドリフトを且つ横座標に時間を分で取っ
てドリフト補償のある％ StO２ドリフトを示す。
てドリフト補償のない％ StO２ドリフトを示す。 プロット１７２は、縦座標に％ StO２ドリフトを且つ横座標に時間を分で取っ
てドリフト補償のある％ StO２ドリフトを示す。
【００３０】
グラフ３（図７）のプロット１７２におけるドリフト補正された StO２信号が
、上記の公式にしたがって補償された３秒ＰＭＴ強度値から計算される。その計
算内において、ＬＥＤ参照信号は、参照信号測定へ与えるノイズの影響を最小化
するためにサンプル信号よりいっそう長く時間平均されている。熱電気クーラー
のパルス幅変調制御により、補償された StO２信号内で過剰ノイズが引き起こさ
れたことが、オプティカルベンチ温度振動の試験（約３分の時間）から測定され
た。参照及びサンプル信号が正確に追跡するかぎり、強度値の過剰の振動を避け
るためにＰＭＴ温度を周辺温度で浮動させるのが合理的であると思われる。グラ
フ３（図７）から明らかなように、補償された StO２信号（熱電気クーラーを取
り外した状態で）が補償されてない信号よりいっそう安定しており、且つ新鮮な
ＰＭＴ信号強度がベースライン値からほとんど２０％もドリフトするように強制
されたときに平均の補償された StO２信号は著しくはドリフトしなかった。
、上記の公式にしたがって補償された３秒ＰＭＴ強度値から計算される。その計
算内において、ＬＥＤ参照信号は、参照信号測定へ与えるノイズの影響を最小化
するためにサンプル信号よりいっそう長く時間平均されている。熱電気クーラー
のパルス幅変調制御により、補償された StO２信号内で過剰ノイズが引き起こさ
れたことが、オプティカルベンチ温度振動の試験（約３分の時間）から測定され
た。参照及びサンプル信号が正確に追跡するかぎり、強度値の過剰の振動を避け
るためにＰＭＴ温度を周辺温度で浮動させるのが合理的であると思われる。グラ
フ３（図７）から明らかなように、補償された StO２信号（熱電気クーラーを取
り外した状態で）が補償されてない信号よりいっそう安定しており、且つ新鮮な
ＰＭＴ信号強度がベースライン値からほとんど２０％もドリフトするように強制
されたときに平均の補償された StO２信号は著しくはドリフトしなかった。
【００３１】
図８〜１１は、参照光信号を得るための別の光アプローチを示す。参照光信号
をプローブコネクター内から集めるのではなく（すなわち、プローブコネクター
内からの参照光はない）、送信ファイバー４０〜４６の測定光信号の部分（測定
光信号がプローブチップに達する前に）がレフレクタにより参照受信ファイバー
２４８へ戻るように反射される（すなわち、参照受信ファイバー２４８により途
中で捕らえられる）。いくつかのレフレクタの選択の自由を示す。
をプローブコネクター内から集めるのではなく（すなわち、プローブコネクター
内からの参照光はない）、送信ファイバー４０〜４６の測定光信号の部分（測定
光信号がプローブチップに達する前に）がレフレクタにより参照受信ファイバー
２４８へ戻るように反射される（すなわち、参照受信ファイバー２４８により途
中で捕らえられる）。いくつかのレフレクタの選択の自由を示す。
【００３２】
図９、１０及び１１は、プローブチップ光ファイバーのための反射板について
最初の選択の自由を示す。反射板の第二の選択の自由は図１０に示してある。保
持スリーブ１７４が（最初の選択の自由において）通し孔ファイバー固定物１７
６又は（第二の選択の自由において）側方溝ファイバー固定物１７８を囲んでい
る。反射板１８０が第一の選択の自由において用いられ、一方反射板１８２は第
二の選択の自由において用いられる。８００ｎｍ信号ファイバー４０、７６０ｎ
ｍ信号ファイバー４２、７２０ｎｍ信号ファイバー４４及び６８０ｎｍ信号ファ
イバー４６が参照受信ファイバー２４８を囲んでいる。反射板１８０は、図１１
に最も明瞭に見られるように、参照ファイバー２４８の前に凹面を有する。図１
１では、反射板１８０がワンウエイ光コレクタとして作用する。測定面から後方
散乱した光は、サンプルから後方散乱した光をさす矢印１８４により示したよう
に、参照受信ファイバー２４８に入ることができない。くぼんだ内側面１８６は
放出した光の一部をＰＭＴ検出器へ戻るように反射する。矢印１８８は測定サン
プル（組織）へ放出された光をさす。
最初の選択の自由を示す。反射板の第二の選択の自由は図１０に示してある。保
持スリーブ１７４が（最初の選択の自由において）通し孔ファイバー固定物１７
６又は（第二の選択の自由において）側方溝ファイバー固定物１７８を囲んでい
る。反射板１８０が第一の選択の自由において用いられ、一方反射板１８２は第
二の選択の自由において用いられる。８００ｎｍ信号ファイバー４０、７６０ｎ
ｍ信号ファイバー４２、７２０ｎｍ信号ファイバー４４及び６８０ｎｍ信号ファ
イバー４６が参照受信ファイバー２４８を囲んでいる。反射板１８０は、図１１
に最も明瞭に見られるように、参照ファイバー２４８の前に凹面を有する。図１
１では、反射板１８０がワンウエイ光コレクタとして作用する。測定面から後方
散乱した光は、サンプルから後方散乱した光をさす矢印１８４により示したよう
に、参照受信ファイバー２４８に入ることができない。くぼんだ内側面１８６は
放出した光の一部をＰＭＴ検出器へ戻るように反射する。矢印１８８は測定サン
プル（組織）へ放出された光をさす。
【００３３】
本発明は重要な利益を与える。慣用の従来技術の器具のＬＥＤフィードバック
フォトダイオード及び関連したハードウエアを取り除くことができる。ＬＥＤ出
力ドリフトが、二重光路シャッタ配置を有するＰＭＴドリフトと組み合わせて測
定される。また、オプティカルベンチの正確な温度制御を維持するための熱電気
クーラーや関連したハードウエアの必要がない。熱電気クーラーの必要がないの
で、器具動力供給部はモニタ動力消費にいっそう良く調和するように小型化する
ことができる。二重軸流マッフインファンを用いて、ＰＭＴ及びオプティカルベ
ンチの周りにまさに強制された空気対流を設けてこれらの構成要素の温度を周り
の雰囲気近くに維持することができる。
フォトダイオード及び関連したハードウエアを取り除くことができる。ＬＥＤ出
力ドリフトが、二重光路シャッタ配置を有するＰＭＴドリフトと組み合わせて測
定される。また、オプティカルベンチの正確な温度制御を維持するための熱電気
クーラーや関連したハードウエアの必要がない。熱電気クーラーの必要がないの
で、器具動力供給部はモニタ動力消費にいっそう良く調和するように小型化する
ことができる。二重軸流マッフインファンを用いて、ＰＭＴ及びオプティカルベ
ンチの周りにまさに強制された空気対流を設けてこれらの構成要素の温度を周り
の雰囲気近くに維持することができる。
【００３４】
本発明の修正と変更をその精神又は範囲から逸脱せずにすることができるので
、本発明をその細部の全てに限定されていると解すべきではない。
、本発明をその細部の全てに限定されていると解すべきではない。
【図１】
光ファイバーにより結合されたプローブコネクターと光プローブ及び較正装置
と共に、本発明の実施に有用な器具のブロックダイアグラムである。
と共に、本発明の実施に有用な器具のブロックダイアグラムである。
【図２】
図１に示したプローブコネクターの詳細図である。
【図３】
本発明の実施に有用なシャッタ及び光路シフテング光学系の一実施例の等角投
影図である。
影図である。
【図４】
本発明の実施に使用される検出器の図である。
【図５】
慣用（従来技術）の器具のためのチャネルごとの特性ドリフトを表す一組のグ
ラフである。
ラフである。
【図６】
本発明による器具について信号ドリフト傾向を示す一組のグラフである。
【図７】
図６のグラフの同時条件に関して補償されてない及び補償された StO２信号ド
リフトを示す一対のグラフである。
リフトを示す一対のグラフである。
【図８】
図２のプローブコネクターの別の実施例の図である。
【図９】
本発明の実施に有用なプローブチップ光ファイバーのための別の第一の反射板
の図である。
の図である。
【図１０】
反射板と側方溝ファイバー固定物のための別の第二の実施例と共に、通し孔フ
ァイバー固定物を示す図９の実施例の分解配列斜視図である。
ァイバー固定物を示す図９の実施例の分解配列斜視図である。
【図１１】
別の第一の実施例の反射板とファイバー固定物の単純化した断面図である。
１０ 器具
１２ 光プローブ
１４ エレクトロニクスパッケージ
１６ 光ファイバー
１８ コネクター
２０ 検出器
２２ プロセッサー／コントローラ
２４ ディスプレイ
２６ プローブコネクター
ＬＥＤ３０，３２，３４，３６ 測定光信号源
４８ 測定光信号受信ファイバー
５０ 較正装置
５４，５６，５９，６０ 参照光信号送信ファイバー
６２ 光ミキサー／減衰器
６４ 固定フェルール
６６ 参照信号受信ファイバー
６８ 参照フェルール
８０ シャッタ及び光路シフテング光学系
８２ ステッパーモーター
８８ コリメートされたＬＥＤ参照光路
９０ コリメートされた測定／サンプル光路
９２ ４５°コンバイニングミラー
９４ 測定光路
１００ ４５°反射ミラー
１０６ ダイクロックミラー
１０８ 光軸
１１０ ＰＭＴセンサ
１１４ 第二のＰＭＴセンサ
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年８月３１日（２００１．８．３１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
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(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ
，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，
ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ
Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ
，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，
ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，
ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ
Ｈ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ
，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，
ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，Ｋ
Ｇ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ
，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，
ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ
Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ
，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，
ＺＷ
(72)発明者 レワンドゥスキー マーク エス．
アメリカ合衆国 ミネソタ州 55350 ハ
ッチンソン ウエストウッド ロード
1357
(72)発明者 マイヤーズ ディーン イー．
アメリカ合衆国 ミネソタ州 55385 ス
チュワート 38 カントリー ロード
56319
Ｆターム(参考） 2G059 AA05 BB12 CC16 DD16 EE12
FF08 GG02 HH01 HH02 HH06
JJ02 JJ07 JJ11 JJ15 JJ17
JJ23 KK01 KK03 LL04 MM03
MM05 MM14 MM17 NN01 PP04
Claims (15)
- 【請求項１】 測定光波長を有する測定光信号源と、プローブとを有する分
光計器具であって、前記プローブは、 組織係合面と、 測定光信号を組織係合面に伝送するための測定光信号源に結合された１つ又は
複数の送信ファイバーと、 測定光が組織を通って伝送された後に測定光信号を含む光を受けるための１つ
又は複数の受信ファイバーとを有し、 また前記分光計器具は、 測定光信号の参照光信号部分を伝送するために、測定光信号源と組織係合面と
の間の測定光信号に結合された参照信号光学系と、 測定光信号と参照光信号を表す電気信号を発生させるための検出器と、 受信ファイバーからの測定光信号と参照信号光学系からの参照光信号部分とを
検出器につなげるための光路と、 測定光信号又は参照光信号部分を検出器へ選択的に許容するための光路制御部
とを備え、それにより参照光信号部分が検出器に結合されたときに検出器が参照
光サンプル値を出力することができ、且つ測定光信号部分が検出器に結合された
ときに検出器が測定光サンプル値を出力することができることを特徴とする分光
計器具。 - 【請求項２】 光路は光学系を含むことを特徴とする請求項１に記載の器具
。 - 【請求項３】 光学系は、検出器に向けられた参照光信号の部分を減らすた
めに参照光信号路に減衰器を有することを特徴とする請求項２に記載の器具。 - 【請求項４】 光学系は、測定光信号と参照光信号を共通の光路の中へ折り
返すための少なくとも１つの部分的に透過性のミラーを有することを特徴とする
請求項２に記載の器具。 - 【請求項５】 路制御部はシャッタを有することを特徴とする請求項１に記
載の器具。 - 【請求項６】 さらに、シャッタを駆動するためのモーターを有することを
特徴とする請求項５に記載の器具。 - 【請求項７】 測定光信号源は複数の狭い帯幅の光源を有することを特徴と
する請求項１に記載の器具。 - 【請求項８】 参照信号光学系は光ファイバーを有することを特徴とする請
求項１に記載の器具。 - 【請求項９】 参照信号光学系はさらに光ミキサーを有することを特徴とす
る請求項１に記載の器具。 - 【請求項１０】 参照信号光学系はレフレクタを有することを特徴とする請
求項１に記載の器具。 - 【請求項１１】 さらに、測定光波長ごとに補正測定サンプル信号を、現在
の測定信号、ベースライン参照信号及び現在の参照信号の関数として計算するた
めのプロセッサー／コントローラを有することを特徴とする請求項１に記載の器
具。 - 【請求項１２】 プロセッサー／コントローラは、補正測定サンプル信号を
、「現在の測定×ベースライン参照／現在の参照」の関数として計算することを
特徴とする請求項１１に記載の器具。 - 【請求項１３】 プロセッサー／コントローラは、測定をＬog（ベースライ
ンサンプル／補正サンプル）の関数として計算することを特徴とする請求項１１
に記載の器具。 - 【請求項１４】 分析されている組織を通って伝送される測定光信号を受信
するための測定信号光入力部と、 分析されている組織を通って伝送されてない測定光信号の部分である参照光信
号を受信するための参照信号光入力部と、 測定光信号と参照光信号を表す電気信号を発信させるための検出器と、 測定信号光入力部からの測定光信号を検出器に結合するための及び参照光入力
部からの参照光信号を検出器に結合するための光路と、 検出器への測定光信号又は参照光信号を選択的に許容するための光路制御部と
を備え、参照光信号が検出器に結合されたときに検出器が参照光サンプル値を出
力することができ、且つ測定光信号が検出器に結合されたときに検出器が測定光
サンプル値を出力することができることを特徴とする分光計器具。 - 【請求項１５】 さらに、補正測定値を検出測定光信号と参照光信号の関数
として計算するためのプロセッサー／コントローラを有することを特徴とする請
求項１４に記載の器具。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13738199P | 1999-06-03 | 1999-06-03 | |
| US60/137,381 | 1999-06-03 | ||
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|---|---|
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001501864A Pending JP2003501652A (ja) | 1999-06-03 | 2000-06-01 | 分光計器具の出力信号ドリフトを減少させるための信号取得及び処理システム |
Country Status (4)
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| JP (1) | JP2003501652A (ja) |
| AU (1) | AU5177500A (ja) |
| WO (1) | WO2000075638A1 (ja) |
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-
2000
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