JP2014500751A - アナログ電気信号の操作による流体内光散乱粒子の運動に関するパラメータの光学的測定 - Google Patents
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Abstract
アナログ電気信号を操作することにより流体内の光散乱粒子の運動に関連するパラメータを光学的に測定する装置及び方法が提供される。第1及び第2のアナログ信号が第1及び第2の位置にそれぞれ位置する第1及び第2の光検出器から取得される。光散乱変動、確率的影響、スペックル測定、及び/又はDLS測定に起因するアナログ電気信号の割合を高める手法が開示される。本手法によれば、混成アナログ信号又は差分アナログ信号が第1及び第2のアナログ信号から得られ分析される。流体の典型例には生物流体(例えば、血漿)が含まれるがそれらに限定されない。本明細書において開示される説明は生体外、生体内のいずれに適用してもよい。
【選択図】なし
Description
図2はアナログ電気信号A(t)を生成するためのシステムの図である。
図3A及び3Bと7A及び7Bはいくつかの実施形態に係わる少なくとも1つの血液パラメータを測定するためのルーチンのフローチャートである。
図4はいくつかの実施形態に係わる典型的なアナログ電子アセンブリ270の回路図である。
図5はコヒーレントな光源と複数の光検出器を含む、血液パラメータを測定するためのシステムの図である。
図6は被検者の指に装着された気送管を含む典型的な装置の図である。
図8は筐体の「下面」、すなわち「指と向い合う面」の図である。
図9は図6の装置の「断面図」を示す。
図10は光学ファイバーに関連する実施形態を示す。
図11A及び11Bは光検出器の2つ以上の対が配置された実施形態を示す。
便宜上、本明細書の文脈における種々の用語をここで説明する。本出願の当箇所又は他の箇所で明示的、暗示的を問わず定義がなされている限り、それらの定義は当技術分野の当業者によって定義された用語の用法と一致するものと理解される。更に、それらの定義はそのような用法と一致するできる限り広い意味で解釈されるべきである。
図1はWO2008/053474から転載したものであり、1つ又は複数の血液パラメータを測定するための、DLS測定を用いるシステムの図である。システム100は、少なくとも部分的にコヒーレントな光を生成する光源部250(例えば、レーザー)、合焦光学素子及び可能であれば集光素子も含む光学装置(図示せず)、及び光検出器260を含む検出部を備える。レーザー250(例えば、半導体レーザー)によって生成される光300の集束ビームが局所的な光源として用いられる。限定されない例において、光源部250はレーザーダイオード(650nm,5mW)又は垂直共振器面発光レーザー(vertical cavity surface emitting laser, VCSEL)であってよい。光反応、すなわち、光源部250で照射された被検者の表面14(本例では被検者の指)の局所領域から戻った反射光及び/又は透過光は、検出器によって直接、又はマルチモードのファイバー光学素子を介して、所定の距離L(限定されない例では、L=100mm)の中で集光可能である。限定されない例において、マルチモードのファイバー光学素子は、一方の光学的入口が検出器に接続され他方がレーザーダイオードに光学的に接続されたランダム化された二又の光学ファイバーであってよい。特に、図1に示されるように、システム100は、概ね反射モード測定セットアップ内に位置する少なくとも1つのレーザーダイオードと少なくとも1つの光検出器(例えば、フォトダイオード)を備える。
LF(x0, y0, z0) = LFreflected(x0, y0, z0) + LFambient(x0, y0, z0) +他の項 (数式1)
本開示の全体を通じ、LFは光照射野を表す。
LFreflected(x0, y0, z0) = LFreflecled-non-brownian(x0, y0, z0) + LFreflecled-brownian(x0, y0, z0) + 他の項 (数式2)
は「小さい」(例えば、0.1未満、0.01未満、又は更に小さい)。
式中、(i)LFslowly_fluctuating(x0, y0, z0)は環境光LFambient(x0, y0, z0)及び/又はブラウン粒子LFreflected_non_brownian(x0, y0, z0)以外の生物組織から反射した光によるものであり、(ii)急速に(すなわち、50 HZ、100 HZ、及び/又は200 HZを超える速度で)変動するLFregular(x0, y0, z0)は環境光LFambient(x0, y0, z0)によるものであり、LFstochastic(x0, y0, z0) = LFreflected_brownian(x0, y0, z0)/である。
は比較的「小さい」(例えば、0.1未満、0.01未満、又は更に小さい)ことに留意されたい。
図2はアナログ電気信号A(t)を生成するシステムの図であり、アナログ電気信号A(t)は1つ又は複数の光検出器によって受け取られた時間変動性の「スペックルパターン光信号」を表す比較的「大きい」成分(例えば、少なくとも0.01、少なくとも0.1、少なくとも0.2、少なくとも0.3、少なくとも0.5、又は少なくとも0.8)を含む。このアナログ信号は、ADのコンバーター又はデジタイザ204を用いてデジタル信号D(t)に変換することができる。このデジタル信号に対しデジタル回路280がWO2008/053474に記載された任意の分析法、例えば、時間的自己相関法又はパワースペクトル法を施して1つ又は複数の血液パラメータを測定してもよい。
であるように互いに十分近接し、(ii)これらの光検出器が急速に変動するLFstochastic(x1, y1, z1)とLFstochastic(x2, y2, z2)とが相関関係を持たないように互いに十分遠く離れている。
であるために、(x1, y1, z1)と(x2, y2, z2)とを最大10 cm、最大5 cm、最大3 cm、最大2 cm、最大1 cm、最大0.5 mm、最大0.25 mm、又は最大1 mm離隔すべきである。従って、いくつかの実施形態において、図2及び10の離隔距離を最大10 cm、最大5 cm、最大3 cm、最大2 cm、最大1 cm、最大0.5 mm、最大0.25、又は最大1 mmとすべきである。
以下の比を検討されたい:(i)(A)アナログ信号A1(t)の「DLS成分」(すなわち、DLS測定を表す成分、具体的には、LFstochastic(x1, y1, z1)又はLFBrownian(x1, y1, z1)を表す成分)の大きさと(B)A1(t)との間の第1のDLS寄与比、すなわち、
―多くの臨床的状況において、第1のDLS比は最大0.1、最大0.05、最大0.02、最大0.01、又はそれより低い。
(ii)(A)アナログ電気信号A2(t)の「DLS成分」(すなわち、DLS測定を表す成分、具体的には、LFstochastic(x2, y2, z2)又はLFBrownian(x2, y2, z2)を表す成分)の大きさと(B)A2(t)との間の第2のDLS寄与比、すなわち、
―多くの臨床的状況において、第2のDLS比率は最大0.1、最大0.05、最大0.02、最大0.01、又はそれより低い。
(iii)処理されたアナログ信号A(t)の「DLS成分」(すなわち、DLS測定を表す成分、具体的には、(i)(A)LFstochastic(x1, y1, z1)又はLFBrownian(x1, y1, z1)と(ii) LFstochastic(x2, y2, z2)又はLFBrownian(x2, y2, z2)の組み合わせを表す成分)の大きさと(B)A2(t)との間の「高められたDLS比」、すなわち、
―多くの臨床的状況において、この「高められた」DLS比は第1及び第2のDLS比より高く、少なくとも0.05、少なくとも0.1、少なくとも0.2、又は少なくとも0.5である。
図3A及び3Bはいくつかの実施形態による少なくとも1つの血液パラメータを求めるためのルーチンのフローチャートである。ステップS401において、光(例えば、光源部250からのコヒーレントな光)が生物組織の標的部位に照射され、照射された標的部位から時間変動性の光応答信号を発生させる。ステップS405において、第1の位置(x1, y1, z1)で優勢な光照射野LF(x1, y1, z1)を測定して第1のアナログ電気信号A1(t)を生成する。ステップS409において、第2の位置(x2, y2, z2)で優勢な光照射野LF(x2, y2, z2)を測定して第2のアナログ電気信号A2(t)を生成する。ステップS413において、アナログ信号A(t) = A1(t) - A2(t)を求める。ステップS417において、このアナログ信号を(例えば、デジタイザ204を用いて)デジタル信号に変換する。ステップS421において、このデジタル信号を(例えば、WO2008/053474に開示された任意の手法、例えば、1つ又は複数の時間的自己相関法又は電力スペクトル法を用いて)分析して1つ又は複数の血液パラメータを算定する。
図5はコヒーレントな光源と複数の光検出器とを含む血液パラメータ測定システムの図である。光源300からの光が組織102に入射して反射光又は散乱光若しくは光応答信号310が生成され、これが光検出器260によって検出される。
式中、λは光の波長、zはフォトダイオードと測定対象物との距離、dはレーザースポットの直径を表す。
式中、Bは1 Hzに正規化された信号帯域幅(f2 - 0)、eは電子の電荷1.6e-19Cを表す。
従って、SNR ≠ f(Sp)となり、光検出器上のパワーフラックスの平方根に比例的に依存する。
図6は、(i)被検者の生物組織における(例えば、被検者の指又は被検者の身体上の他の任意の位置における)血流を変化させ、(ii)上述のようにアナログ電気信号A(t)を生成する、典型的な装置の図である。そのために、図6の装置は装置筐体200に機械的に接続された気送管220及びストラップ210を備える。気送管220とストラップ210は血流を変化させる加圧アセンブリを構成する。図6の限定されない例において、気送管220及びストラップ210を備える加圧アセンブリは被検者の指の血流を変化させる。更に別の実施形態において、加圧アセンブリは被検者の背中に「負の圧力」をかけて被検者の背中の血流を変化させるある種の真空アセンブリを含む。
図2の限定されない例において、光検出器260A、260Bはその値が上記のように選択される「離隔距離」Offだけ離隔される。このため、光検出器260Aは位置(x1, y1, z1)に位置し、光検出器260Bは位置(x2, y2, z2)に位置する。
いくつかの実施形態において、粒子を移動させることによって散乱した光の時間的強度変動の相関関数G(τ)などの、収縮期圧及び拡張期圧の測定に用いられるDLS関連パラメータ(d(ln(G)/dt))の挙動は以下のように示される:
(例えば、気送管210及びストラップ220を含む)加圧カフを最初の5秒間200 mmHgを超える収縮期圧まで膨らませる。次の75秒間、カフの空気圧を徐々に減少させる。それと同時にカフの下の領域でDLS測定を行う。この場合、パラメータd(Ln(G))/dtは、カフで測定された圧力が標準的な血圧測定テストを行って事前に設定された収縮期圧に等しくなるとき、その最低点に達する。更に、カフの圧力が事前に設定された収縮期圧点を超えたまさにその瞬間からパラメータd(Ln(G))/dtの値は徐々に増大し始める。従って、d(Ln(G))/dtカーブ上のこれらの2つの極点を特定することにより、収縮期圧と拡張期圧の両方を光学的に測定することができる。勿論、自己相関パラメータに数学的に関連する他の全ての関数を血圧測定に用いることができる。
図2やその他の図に関連するいくつかの実施形態において、光検出器260A、260Bは、(i)筐体200に取り付けられてもよく、及び/又は(ii)筐体200と一体形成されてもよく、及び/又は(iii)(例えば、筐体200を用いて)互いから一定の距離のところに強固に保持されてもよいことに留意されたい。
Claims (65)
- 被検者についての生理的情報を得るための方法であって、
a)前記被検者の皮膚の一部を照射して前記被検者の血液中で運動する赤血球(red blood cell, RBC)から部分的に又は完全にコヒーレントな光を散乱させ、それによって位置依存性の光照射野に影響を与えるステップと、
b)第1及び第2の位置における前記位置依存性の光照射野を検出して該第1及び第2の位置における光照射野をそれぞれ表す第1及び第2のアナログ電気信号を生成するステップと、
c)前記第1及び第2のアナログ信号の間の差分を表す差分アナログ電気信号を生成するステップと、
d)前記差分アナログ電気信号又はその派生物を分析して前記差分アナログ信号によって表されるコヒーレント光干渉パターンの時間変動の特徴を特定するステップと、
e)前記分析の結果から前記被検者の少なくとも1つの生理的パラメータを導き出すステップとを含む方法。 - 前記差分アナログ信号生成ステップは
i)前記差分アナログ信号の電力の大きさと、
ii)前記第1の電気信号の電力の大きさと前記第2の電気信号の電力の大きさの平均との比が最大0.1であるように実行される、請求項1に記載の方法。 - 前記比は最大0.01である、請求項2に記載の方法。
- 前記生理的パラメータは血液凝固パラメータである、請求項1及び2のいずれかに記載の方法。
- 前記生理的パラメータは血液レオロジー特性である、請求項1及び2のいずれかに記載の方法。
- 前記生理的パラメータは生体内心拍数/脈拍数である、請求項1及び2のいずれかに記載の方法。
- 前記生理的パラメータは収縮期及び/又は拡張期の動脈圧値である、請求項1及び2のいずれかに記載の方法。
- 前記生理的パラメータはミクロン又はサブミクロンの生物粒子の濃度である、請求項1及び2のいずれかに記載の方法。
- 前記ミクロン又はサブミクロンの粒子は生物高分子である、請求項8に記載の方法。
- 前記生理的パラメータはミクロン又はサブミクロンの粒子の拡散係数、サイズ、又はストークス移動度である、請求項1及び2のいずれかに記載の方法。
- 前記分析された差分アナログ電気信号の派生物は前記差分アナログ信号を少なくとも10倍に増幅し該増幅された信号をデジタル化することによって生成されたデジタル信号である、請求項1及び2のいずれかに記載の方法。
- 前記分析はアナログ電子回路、デジタル電子回路、及びソフトウェアの任意の組み合わせによって実行される、請求項1〜11のいずれかに記載の方法。
- 前記第1及び第2の位置の間の離隔距離は最低50ミクロン、最大3cmである、請求項1〜12のいずれかに記載の方法。
- 前記第1及び第2の位置で検出するステップは第1及び第2の光検出器によってそれぞれ実行される、請求項1〜13のいずれかに記載の方法。
- i)前記差分アナログ電気信号の確率的成分の電力割合と、
ii)前記第1及び第2のアナログ電気信号の確率的成分の電力割合の平均と
の比が少なくとも10である、請求項1〜14のいずれかに記載の方法。 - 被検者についての生理的情報を得るための装置であって、
a)前記被検者の皮膚の一部を照射して前記被検者の血液中で運動する赤血球から部分的に又は完全にコヒーレントな光を散乱させ、それによって位置依存性の光照射野に影響を与える、部分的に又は完全にコヒーレントな光の1つ又は複数の発生源と、
b)第1及び第2の位置における前記位置依存性の光照射野を検出して該第1及び第2の位置における光照射野をそれぞれ表す第1及び第2のアナログ電気信号を生成する、第1及び第2の光検出器を含む複数の光検出器と、
c)前記第1及び第2のアナログ信号の間の差分を表す差分アナログ電気信号を生成する、アナログ回路を含む電子回路とを含み、
前記電子回路は更に
i)前記差分アナログ電気信号又はその派生物を分析して前記差分アナログ信号によって表されるコヒーレント光干渉パターンの時間変動の特徴を特定し、
ii)前記分析の結果から前記被検者の少なくとも1つの生理的パラメータを導き出す、装置。 - 被検者についての生理的情報を得るための方法であって、
a)前記被検者の皮膚の一部を照射して前記被検者の血液中で運動する赤血球から部分的に又は完全にコヒーレントな光を散乱させ、それによって位置依存性の光照射野に影響を与えるステップと、
b)第1及び第2の位置における前記位置依存性の光照射野を検出して該第1及び第2の位置における光照射野をそれぞれ表す第1及び第2のアナログ電気信号を生成するステップと、
c)i)前記差分アナログ電気信号の確率的成分の電力割合と、
ii)前記第1及び第2のアナログ電気信号の確率的成分の電力割合の平均と
の比が少なくとも10であるように前記第1及び第2のアナログ電気信号から混成アナログ電気信号を生成するステップと、
d)前記混成アナログ電気信号又はその派生物を分析して前記混成アナログ信号によって表されるコヒーレント光干渉パターンの時間変動の特徴を特定するステップと、
e)前記分析の結果から前記被検者の少なくとも1つの生理的パラメータを導き出すステップとを含む方法。 - 被検者についての生理的情報を得るための装置であって、
a)前記被検者の皮膚の一部を照射して前記被検者の血液中で運動する赤血球から部分的に又は完全にコヒーレントな光を散乱させ、それによって位置依存性の光照射野に影響を与える、部分的に又は完全にコヒーレントな光の1つ又は複数の発生源と、
b)第1及び第2の位置における前記位置依存性の光照射野を検出して該第1及び第2の位置における光照射野をそれぞれ表す第1及び第2のアナログ電気信号を生成する、第1及び第2の光検出器を含む複数の光検出器と、
c)i)前記差分アナログ電気信号の確率的成分の電力割合と、
ii)前記第1及び第2のアナログ電気信号の確率的成分の電力割合の平均と
の比が少なくとも10であるように前記第1及び第2のアナログ電気信号から混成アナログ電気信号を生成する、アナログ回路を含む電子回路とを含み、
前記電子回路は更に
A)前記差分アナログ電気信号又はその派生物を分析して前記差分アナログ信号によって表されるコヒーレント光干渉パターンの時間変動の特徴を特定し、
B)前記分析の結果から前記被検者の少なくとも1つの生理的パラメータを導き出す、装置。 - 流体内の粒子の運動に関連する情報を得るための装置であって、
a)部分的に又は完全にコヒーレントな光を該光の少なくとも一部が前記流体内を運動する粒子によって散乱させられるように照射することによって光応答信号を発生させる1つ又は複数の光源であって、該光応答信号は位置依存性の光照射野に寄与する光源と、
b)第1及び第2の位置にそれぞれ位置する第1及び第2の光検出器を含む検出システムであって、該光検出器はそれぞれ前記第1及び第2の位置における光照射野から第1及び第2の光検出器アナログ電気信号をそれぞれ生成する検出システムと、
c)前記第1及び第2のアナログ電気信号から前記第1の位置における光照射野と前記第2の位置における光照射野との差分を表す差分アナログ電気信号を生成する、アナログ回路を含む電子回路とを含み、
前記電子回路は、前記差分アナログ電気信号の電力レベルが前記第1の及び/又は第2のアナログ電気信号の電力レベルより著しく低くなったとき、
i) 前記アナログ差分信号又はその派生物を分析して該アナログ差分信号によって表されるコヒーレント光干渉パターンの時間変動の特徴を特定し、
ii)前記分析の結果から
A)前記流体内の粒子の運動を表す情報、
B)前記流体内の粒子の運動に関連する生理的又は生物的パラメータ
のうちの少なくとも1つを導き出す、装置。 - 前記電子回路は、デジタル回路及び/又はソフトフェアを含み、前記運動を表す情報若しくは前記生理的又は生物的パラメータの導出が少なくとも部分的には前記デジタル回路及び/又はソフトウェアによって行われるように構成される、請求項19に記載の装置。
- 前記運動を表す情報若しくは前記生理的又は生物的パラメータの導出は少なくとも部分的には前記デジタル回路及び/又はソフトウェアによって、かつアナログ回路によって行われる、請求項19及び20のいずれかに記載の装置。
- 前記電子回路は更に
前記差分アナログ信号を少なくとも10倍に増幅して増幅差分アナログ信号を取得し、
前記増幅差分アナログ信号をデジタル化してデジタル化信号を取得し、
前記分析と導出は前記デジタル化信号を用いてデジタルに行われる、請求項19〜21のいずれかに記載の装置。 - 前記運動関連情報は
i)前記流体内の粒子の拡散係数、
ii)前記流体内の粒子の移動度係数、
iii)前記流体の粘度又は前記流体及び粒子を含む懸濁液の粘度、
iv)前記流体のレオロジー特性又は前記流体及び粒子を含む懸濁液のレオロジー特性、
v)粒子のサイズ、形状、又は自由度、
vi)ミクロン又はサブミクロンの粒子の濃度、
vii)粒子のブラウン運動の強度、
viii) 前記流体内の粒子の平均自由行程
からなる群から選択される、請求項19〜22にいずれかに記載の装置。 - 前記電子回路は被検者の中の又は上の生物流体から生体内生物情報を導き出す、請求項19〜23のいずれかに記載の装置。
- 前記生物流体は血液、汗、及びリンパ液からなる群から選択される、請求項24に記載の装置。
- 前記電子回路は生体外の生物流体から生物情報を導き出す、請求項19〜25のいずれかに記載の装置。
- 前記電子回路は
i)血液のレオロジーパラメータ、
ii)血液の粒子サイズ、
iii)血液の凝固速度、
iv)血液粘度、
v)脈拍パラメータ、
vi)血圧パラメータ、
vii)赤血球(red blood cell, RBC)凝集パラメータ、
viii)RBC速度
のうちの少なくとも1つを導き出す、請求項19〜26のいずれかに記載の装置。 - 前記電子回路は、前記差分アナログ電気信号の電力レベルが最大で前記第1及び第2のアナログ信号の平均電力レベルの一部分であるとき、前記分析及び前記情報又はパラメータの導出を行い、前記一部分の値は最大0.1である、請求項19〜27に記載の装置。
- 前記一部分の値は最大0.01である、請求項28に記載の方法。
- 前記一部分の値は最大0.001である、請求項28に記載の方法。
- 前記第1及び第2の光検出器の間の離隔距離は最大2 cm及び/又は少なくとも0.05 mmである、請求項19〜30のいずれかに記載の装置。
- 前記光検出器は基板に取り付けられる、埋め込まれる、又はエッチングされる、請求項19〜31のいずれかに記載の装置。
- d加圧アセンブリを更に含み、
該加圧アセンブリは被検者の皮膚に圧力又は力を加えることにより血流を変化させる、請求項19〜32のいずれかに記載の装置。 - 前記加圧アセンブリは
i)被検者の指の血流を圧迫するストラップと、
ii)前記被検者の指の周りのストラップをきつく締めて前記血流を圧迫する気送管とを含む、請求項35に記載の装置。 - 前記加圧アセンブリは前記被検者に収縮期圧を超える圧力を加えることにより間歇的な鬱血状態を作る、請求項36に記載の装置。
- 前記デジタル処理部は
(i)前記デジタル化された信号の時間的自己相関分析、
(ii)前記デジタル化された信号のパワースペクトル分析
のうちの少なくとも1つを実行し、
前記粒子を表す運動情報及び/又は前記生物的又は生理的パラメータは前記時間的自己相関分析及び/又はパワースペクトル分析の結果から導き出される、請求項19〜37のいずれかに記載の装置。 - 流体内の粒子の運動に関連する情報を得るための装置であって、
a)部分的に又は完全にコヒーレントな光を照射することによって光応答信号を発生させる1つ又は複数の光源であって、前記光応答信号は位置依存性の光照射野に寄与する光源と、
b)第1及び第2の位置にそれぞれ位置する第1及び第2の光検出器を含む検出システムであって、該光検出器はそれぞれ前記第1及び第2の位置にある光照射野から第1及び第2の光検出器アナログ電気信号を生成する検出システムと、
c)前記第1及び第2の光検出器アナログ電気信号から前記第1の位置における光照射野と前記第2の位置における光照射野との差分を表す差分アナログ電気信号を生成する、アナログ回路を含む電子回路とを含み、
前記電子回路は
i) 前記アナログ差分信号又はその派生物を分析して前記アナログ差分信号によって表されるコヒーレント光干渉パターンの時間変動の特徴を特定し、
ii)前記分析の結果から
A)前記流体内の粒子の運動を表す情報、
B)前記流体内の粒子の運動に関連する生理的又は生物的パラメータ
のうちの少なくとも1つを導き出す、装置。 - 流体内の粒子の運動に関連する情報を得るための装置であって、
a)部分的に又は完全にコヒーレントな光を照射することによって光応答信号を発生させる1つ又は複数の光源であって、該光応答信号は位置依存性の光照射野に寄与する光源と、
b)第1及び第2の位置にそれぞれ位置する第1及び第2の光検出器を含む検出システムであって、該光検出器はそれぞれ前記第1及び第2の位置にある光照射野から第1及び第2の光検出器アナログ電気信号を生成し、各アナログ電気信号は確率的な成分と非確率的な成分とを含み、これらの成分は該確率的な成分と非確率的な成分の相対的電力レベルを表す確率的部分に関連付けられている検出システムと、
c)前記第1及び第2の電気信号を処理して混成アナログ信号を取得する、アナログ回路を含む電子回路であって、該混成アナログ信号の確率的な部分は前記第1及び第2のアナログ電気信号の両方の確率的な部分より少なくとも10倍大きい電子回路とを含み、
前記電子回路は
i) 前記アナログ差分信号又はその派生物を分析して前記混成アナログ信号によって表されるコヒーレント光干渉パターンの時間変動の特徴を特定し、
ii)前記分析の結果から
A)前記流体内の粒子の運動を表す情報、
B)前記流体内の粒子の運動に関連する生理的又は生物的パラメータ
のうちの少なくとも1つを導き出す、装置。 - 流体内の粒子の運動に関連する情報を得るための装置であって、
a)部分的に又は完全にコヒーレントな光を照射することによって光応答信号を発生させる1つ又は複数の光源であって、該光応答信号は位置依存性の光照射野に寄与する光源と、
b)第1及び第2の位置にそれぞれ位置する第1及び第2の光検出器を含む検出システムであって、該光検出器はそれぞれ前記第1及び第2の位置にある光照射野から第1及び第2の光検出器アナログ電気信号を生成し、各アナログ電気信号は前記第1及び第2のアナログ信号の他方と相関する前記第1及び第2のアナログ信号の一方の一部分を表す相関成分と非相関成分とを含み、相関部分は該相関成分と非相関成分の相対的電力レベルを表す検出システムと、
c)前記第1及び第2のアナログ信号を処理して前記第1及び第2のアナログ信号の相関を表す第1及び第2の相関成分を有する混成アナログ信号を取得する、アナログ回路を含む電子回路であって、該混成アナログ信号の非相関部分は前記第1及び第2のアナログ電気信号の両方の相関部分より少なくとも10倍大きい電子回路とを含み、
前記電子回路は
i) 前記アナログ差分信号又はその派生物を分析して前記混成アナログ信号によって表されるコヒーレント光干渉パターンの時間変動の特徴を特定し、
ii)前記分析の結果から
A)前記流体内の粒子の運動を表す情報、
B)前記流体内の粒子の運動に関連する生理的又は生物的パラメータ
のうちの少なくとも1つを導き出す、装置。 - 流体内の粒子の運動に関する情報を得るための方法であって、
a)流体内の粒子から部分的に又は完全にコヒーレントな光を散乱させて時間依存性の光照射野に影響を与えるステップと、
b)2つの異なる位置における前記位置依存性野を検出して前記第1の位置における光照射野を表す第1のアナログ信号と前記第2の位置における光照射野を表す第2のアナログ信号をそれぞれ生成するステップと、
c)前記第1及び第2のアナログ信号の間の差分を表す差分アナログ信号を生成するステップと、
d)前記差分アナログ信号を分析して前記差分アナログ信号によって表されるコヒーレント光干渉パターンの時間変動を取得し特徴を特定するステップと、
e)前記分析の結果から
i)前記流体内の粒子の運動を表す情報、
ii)前記流体内の粒子の運動に関連する生理的又は生物的パラメータ
のうちの少なくとも1つを導き出すステップとを含む、方法。 - 被検者から生理的情報を得るための装置であって、
a)前記被検者の標的部位に対して部分的に又は完全にコヒーレントな光を照射して該照射された標的部位から光応答信号を発生させる1つ又は複数の光源と、
b)i)第1の位置において優勢な前記光応答信号を検出して第1の光検出器アナログ電気信号を生成する第1の光検出器と、
ii)第2の位置において優勢な前記光応答信号を検出して第2の光検出器アナログ電気信号を生成する第2の光検出器と
を含む検出システムと、
c)前記第1及び第2のアナログ電気信号から前記第1の位置における光応答信号と前記第2の位置における光応答信号との差分を表す差分アナログ電気信号を生成するアナログ電子アセンブリと、
d)前記差分アナログ電気信号をデジタル化してデジタル化信号を生成するデジタイザと、
e)前記デジタル化信号を受け取り分析して前記被検者の少なくとも1つの生理的パラメータを算定するデジタル処理部と
を含む装置。 - g)加圧アセンブリを更に含み、
該加圧アセンブリは前記被検者の皮膚に圧力又は力を加えることにより前記標的部位の又はその近傍の血流を変化させる、請求項43に記載の装置。 - 前記加圧アセンブリは
i)被検者の指の血流を圧迫するストラップと、
ii)前記被検者の指の周りのストラップをきつく締めて前記血流を圧迫する気送管とを含む、請求項44に記載の装置。 - 前記加圧アセンブリは前記被検者に収縮期圧を超える圧力を加えることにより間歇的鬱血状態を作り、それによって赤血球凝固の測定を可能にする、請求項45に記載の装置。
- 前記デジタル処理部は
(i)前記差分アナログ電気信号の大きさの確率的な時間依存性の変動を検出し、
(ii)検出された確率的な変動に基づいて前記少なくとも1つの生理的パラメータを算定する、請求項46に記載の装置。 - 前記デジタル処理部は前記デジタル化信号から血流速度パラメータを算定する、請求項43〜47のいずれかに記載の装置。
- 前記デジタル処理部は前記デジタル化信号から血液レオロジーパラメータを算定する、請求項43〜47のいずれかに記載の装置。
- 前記デジタル処理部は前記デジタル化信号から血液粘度、血液粒子のサイズ、及び血液凝固速度からなる群から選択される少なくとも1つのパラメータを算定する、請求項43〜47のいずれかに記載の装置。
- 前記第1の光検出器は前記第1の位置に位置しており前記第2の光検出器は前記第2の位置に位置しており、
前記第1及び第2の検出器の間の距離は前記離隔距離である、請求項43〜47に記載の装置。 - 前記第1の及び/又は第2の光検出器はそれぞれ前記第1及び第2の位置から離れたところに位置し、光学ファイバーを介してそれぞれ前記第1の及び/又は第2の位置から光を受け取る、請求項43〜47のいずれかに記載の装置。
- 前記デジタル処理部は
(i)前記デジタル化信号の時間的自己相関分析、
(ii)前記デジタル化信号のパワースペクトル分析
のうちの少なくとも1つを実行し、
前記少なくとも1つの生理的パラメータは前記時間的自己相関分析及び/又はパワースペクトル分析の結果に基づいて算定される、請求項43〜47のいずれかに記載の装置。 - その強度が位置によって変動する光照射野に基づいて被検者から生理的情報を得るための方法であって、
a)前記被検者の標的部位に部分的に又は完全にコヒーレントな光を照射して該照射された標的部位から光応答信号を発生させるステップであって、該光応答信号は位置依存性の光照射野に寄与するステップと、
b)第1の位置において優勢な前記光照射野を検出して第1のアナログ信号を生成するステップであって、該第1のアナログ信号は第1の動的光散乱(dynamic light scattering, DLS)測定を表すDLS成分を含むステップと、
c)第2の位置において優勢な前記光照射野信号を検出して第2のアナログ信号を生成するステップであって、該第2のアナログ信号は第2の動的光散乱(dynamic light scattering, DLS)測定を表すDLS成分を含み、該第2のアナログ信号のDLS成分は前記第1のアナログ信号のDLS成分と実質的に相関関係がないステップと、
d)前記第1及び第2のアナログ信号を処理して処理済みアナログ信号を生成するステップであって、該処理済みアナログ信号は前記第1及び第2の動的散乱測定の組み合わせを表すDLS成分を含むステップとを含み、
前記方法は
i)前記処理されたアナログ信号のDLS成分の大きさと前記処理されたアナログ信号の大きさとの高められたDLS寄与比と、
ii)以下に定義される第1のDLS寄与比と第2のDLS寄与比のうちの少なくとも1つとの比が少なくとも10になるように実行される、方法:
i)前記第1のDLS寄与比は前記第1のアナログ信号のDLS成分の大きさと前記第1のアナログ信号の大きさとの比と定義され、
ii)前記第2の出力比は前記第2のアナログ信号のDLS成分の大きさと前記第2のアナログ信号の大きさとの比と定義される。 - その強度が位置によって変動する光照射野に基づいて被検者から生理的情報を得るための方法であって、
a)前記被検者の標的部位に部分的に又は完全にコヒーレントな光を照射して該照射された標的部位から光応答信号を発生させるステップであって、該光応答信号は位置依存性の光照射野に寄与するステップと、
b)第1の位置において優勢な前記光照射野を検出して第1のアナログ信号を生成するステップであって、該第1のアナログ信号は第1のスペックル測定を表すスペックル成分を含むステップと、
c)第2の位置において前記光照射野信号を検出して第2のアナログ信号を生成するステップであって、該第2のアナログ信号は第2の測定を表すスペックル成分を含み、該第2のアナログ信号のスペックル成分は前記第1のアナログ信号のスペックル成分と実質的に相関関係がないステップと、
d)前記第1及び第2のアナログ信号を処理して処理済みアナログ信号を生成するステップであって、該処理済みアナログ信号は前記第1及び第2のスペックル測定の組み合わせを表すスペックル成分を含むステップとを含み、
前記方法は
i)前記処理されたアナログ信号のスペックル成分の大きさと前記処理されたアナログ信号の大きさとの高められたスペックル寄与比と、
ii)以下に定義される第1のスペックル寄与比と第2のスペックル寄与比のうちの少なくとも1つとの比が少なくとも10になるように実行される、方法:
i)前記第1のスペックル寄与比は前記第1のアナログ信号のスペックル成分の大きさと前記第1のアナログ信号の大きさとの比と定義され、
ii)前記第2の出力比は前記第2のアナログ信号のスペックル成分の大きさと前記第2のアナログ信号の大きさとの比と定義される。 - 前記第1及び第2の位置における光照射野は実質的に相関関係を有する、請求項54及び55のいずれかに記載の方法。
- 前記第1及び第2のアナログ信号は実質的に相関関係を有する、請求項54及び55のいずれかに記載の方法。
- e)前記処理済みアナログ信号をデジタル化して前記第1及び第2の動的散乱測定の組み合わせを表すデジタル信号を生成するステップと、
f)前記デジタル信号を処理して少なくとも1つの生理的パラメータを算定するステップとを更に含む、請求項54に記載の方法。 - 前記算定は血流速度、血液レオロジーパラメータ、血圧、心拍、血中酸素濃度、及び脈拍のうちの少なくとも1つを算定することを含む、請求項54及び55のいずれかに記載の方法。
- e)前記光照射野検出ステップの前に前記標的部位の又はその近傍の血流を変化させるステップを更に含む、請求項54及び55のいずれかに記載の方法。
- 前記血流を変化させるステップは前記被検者に対し力又は圧力を加えることにより実行される、請求項60に記載の方法。
- 前記標的部位は指部位、背中部位、脚部位、顔部位、及び腕部位からなる群から選択される位置に位置する、請求項61に記載の方法。
- 前記方法は前記第1の出力比及び/又は前記第2の出力比が最大0.05になるように実行される、請求項62に記載の方法。
- 前記方法は、前記第1の位置において優勢な前記検出された光照射野信号の環境光成分が前記第2の位置において優勢な前記検出された光照射野信号の環境光成分に概ね等しくなるように、実行される、請求項63に記載の方法。
- 前記方法は、前記第1の位置において優勢な前記検出された光照射野信号の徐々に変動する成分が前記第2の位置において優勢な前記検出された光照射野信号の徐々に変動する成分に概ね等しくなるように、実行される、請求項64に記載の方法。
- 前記方法は、前記第1の位置において優勢な前記検出された光照射野信号非確率的な急速に変動する成分が前記第2の位置において優勢な前記検出された光照射野信号の非確率的な急速に変動する成分に概ね等しくなるように、実行される、請求項64に記載の方法。
- 前記第1の位置において優勢な前記検出された光照射野信号の、前記少なくとも部分的にコヒーレントな光の波長における強度と前記第2の位置における前記検出された光照射野信号の、前記少なくとも部分的にコヒーレントな光の波長における強度との比は0.95と1.05との間にある、請求項1-66のいずれかに記載の方法又は装置。
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016128802A (ja) * | 2015-01-06 | 2016-07-14 | 株式会社リコー | 光学センサ、光学検査装置、及び光学特性検出方法 |
JP2016130669A (ja) * | 2015-01-13 | 2016-07-21 | 株式会社リコー | 光学センサ、光学検査装置、及び光学特性検出方法 |
JP2016151417A (ja) * | 2015-02-16 | 2016-08-22 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 赤血球凝集検出装置および検出方法 |
JP2019024934A (ja) * | 2017-07-28 | 2019-02-21 | 愛知時計電機株式会社 | 計測装置 |
WO2019039147A1 (ja) * | 2017-08-23 | 2019-02-28 | ソニー株式会社 | 生体光計測装置 |
US10801831B2 (en) | 2016-04-05 | 2020-10-13 | Sony Corporation | Speckle measurement apparatus and speckle measurement method |
KR102267845B1 (ko) * | 2020-02-03 | 2021-06-22 | 광주과학기술원 | 스페클 비상관도 시간 분석을 이용하는 혈소판 기능검사 장치 |
KR20210098733A (ko) * | 2020-02-03 | 2021-08-11 | 광주과학기술원 | 스페클 비상관도 시간 분석을 이용하는 적혈구 수명검사 장치 |
WO2022079975A1 (ja) * | 2020-10-14 | 2022-04-21 | キヤノン株式会社 | 測定装置、測定方法、およびプログラム |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6502630B2 (ja) * | 2013-09-30 | 2019-04-17 | 株式会社リコー | 光学センサ、光学検査装置、及び光学特性検出方法 |
AU2015367622B2 (en) * | 2014-12-16 | 2020-01-23 | Lmd Ip, Llc | Personal health data collection |
WO2018069931A1 (en) | 2016-10-12 | 2018-04-19 | Elfi-Tech Ltd. | Method and apparatus for optically measuring blood pressure |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5563634A (en) * | 1978-10-31 | 1980-05-13 | Nilsson Gert Erik | Method of deciding flowing motion of fluid and its device |
JPH10111250A (ja) * | 1996-09-30 | 1998-04-28 | Grigoriev Alekseiev Sergej | 血漿分析装置 |
JPH10290791A (ja) * | 1997-04-18 | 1998-11-04 | Advance Co Ltd | レーザー血流計 |
JP2009039568A (ja) * | 2008-11-21 | 2009-02-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 生体情報計測装置 |
JP2010508056A (ja) * | 2006-10-30 | 2010-03-18 | エルフィ−テック リミテッド | 生物学的パラメータの体内での測定のためのシステム及び方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4476865A (en) | 1982-02-12 | 1984-10-16 | Ethicon, Inc. | Non-metallic, bio-compatible hemostatic clips |
US5218962A (en) * | 1991-04-15 | 1993-06-15 | Nellcor Incorporated | Multiple region pulse oximetry probe and oximeter |
US6564077B2 (en) * | 2001-10-10 | 2003-05-13 | Mortara Instrument, Inc. | Method and apparatus for pulse oximetry |
JP4465271B2 (ja) * | 2002-07-26 | 2010-05-19 | シーエーエス・メディカル・システムズ・インコーポレイテッド | 対象組織内の血液酸素飽和度を非侵襲的に決定する装置 |
US7758505B2 (en) | 2006-04-03 | 2010-07-20 | Elfi-Tech Ltd. | Methods and apparatus for non-invasive determination of patient's blood conditions |
WO2007144880A2 (en) | 2006-06-13 | 2007-12-21 | Elfi-Tech Ltd. | System and method for measurement of biological parameters of a subject |
-
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5563634A (en) * | 1978-10-31 | 1980-05-13 | Nilsson Gert Erik | Method of deciding flowing motion of fluid and its device |
JPH10111250A (ja) * | 1996-09-30 | 1998-04-28 | Grigoriev Alekseiev Sergej | 血漿分析装置 |
JPH10290791A (ja) * | 1997-04-18 | 1998-11-04 | Advance Co Ltd | レーザー血流計 |
JP2010508056A (ja) * | 2006-10-30 | 2010-03-18 | エルフィ−テック リミテッド | 生物学的パラメータの体内での測定のためのシステム及び方法 |
JP2009039568A (ja) * | 2008-11-21 | 2009-02-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 生体情報計測装置 |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016128802A (ja) * | 2015-01-06 | 2016-07-14 | 株式会社リコー | 光学センサ、光学検査装置、及び光学特性検出方法 |
JP2016130669A (ja) * | 2015-01-13 | 2016-07-21 | 株式会社リコー | 光学センサ、光学検査装置、及び光学特性検出方法 |
JP2016151417A (ja) * | 2015-02-16 | 2016-08-22 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 赤血球凝集検出装置および検出方法 |
US10801831B2 (en) | 2016-04-05 | 2020-10-13 | Sony Corporation | Speckle measurement apparatus and speckle measurement method |
JP2019024934A (ja) * | 2017-07-28 | 2019-02-21 | 愛知時計電機株式会社 | 計測装置 |
WO2019039147A1 (ja) * | 2017-08-23 | 2019-02-28 | ソニー株式会社 | 生体光計測装置 |
US11771335B2 (en) | 2017-08-23 | 2023-10-03 | Sony Corporation | Bio-optical measuring apparatus |
KR102267845B1 (ko) * | 2020-02-03 | 2021-06-22 | 광주과학기술원 | 스페클 비상관도 시간 분석을 이용하는 혈소판 기능검사 장치 |
KR20210098733A (ko) * | 2020-02-03 | 2021-08-11 | 광주과학기술원 | 스페클 비상관도 시간 분석을 이용하는 적혈구 수명검사 장치 |
KR102291905B1 (ko) * | 2020-02-03 | 2021-08-20 | 광주과학기술원 | 스페클 비상관도 시간 분석을 이용하는 적혈구 수명검사 장치 |
WO2022079975A1 (ja) * | 2020-10-14 | 2022-04-21 | キヤノン株式会社 | 測定装置、測定方法、およびプログラム |
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