JP2024515675A - １つ又は複数の細胞の酸素化レベルの決定 - Google Patents
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Abstract
細胞酸素化監視システムの一実施形態は、プローブとベースとを含む。プローブは、ベースに接続可能であり、約４００ｎｍ～９００ｎｍの範囲の波長を有する電磁エネルギーを、少なくとも１つの細胞を有する身体内に向けるように構成され、ある時間中に身体によって方向転換された電磁エネルギーの一部を受信するように構成される。ベースは、その時間中に電磁エネルギーを生成するように構成された発生器と、方向転換された電磁エネルギーの一部に応じて、少なくとも１つの細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定するように構成された演算回路と、を含む。【選択図】図３Ａ
Description
関連特許
[0001] 本特許出願は、２０２１年４月１６日に出願された米国仮特許出願第６３／１７６，０１４号に対する優先権を主張するものであり、その出願の内容は、全体として本明細書に援用される。
[0001] 本特許出願は、２０２１年４月１６日に出願された米国仮特許出願第６３／１７６，０１４号に対する優先権を主張するものであり、その出願の内容は、全体として本明細書に援用される。
[0002] 本特許出願は、２０１３年５月２日に出願され、２０１７年３月１４日に発行された「DETERMINATION OF TISSUE OXYGENATION IN VIVO」という名称の米国特許第９，９５１，９９９号及び２０１７年２月１０日に出願され、２０１９年１１月５日に発行された「DETERMINATION OF TISSUE OXYGENATION IN VIVO」という名称の米国特許第１０，４６３，２８６号に記載された主題に対する改良及び他の相違点を開示するものであり、これらの特許は、参照により本明細書に援用される。
概要
[0003] １つ又は複数の実施形態による、身体の１つ又は複数の組織を形成する１つ又は複数の細胞における酸素化レベルを決定及び監視するためのシステム、そのようなシステムの構成要素、そのようなシステムを使用する方法並びにそのようなシステムによって実行される機械学習アルゴリズムを訓練する方法が記載される。
[0003] １つ又は複数の実施形態による、身体の１つ又は複数の組織を形成する１つ又は複数の細胞における酸素化レベルを決定及び監視するためのシステム、そのようなシステムの構成要素、そのようなシステムを使用する方法並びにそのようなシステムによって実行される機械学習アルゴリズムを訓練する方法が記載される。
[0004] １つ又は複数の重要臓器への酸素の不足は、例えば、重病である（例えば、感染症にかかっている、心臓発作を起こした）患者又は重傷である（１つ若しくは複数の骨折を有する、内出血がある、ショック状態にある）患者において、救急医療専門医（ＥＭＳ）又は救命救急専門医（ＣＣＳ）（例えば、救急室（ＥＲ）医師、外傷外科医）が予防しようと努力し、生じた場合に逆転させようと努力する合併症である。
[0005] 幸いなことに、１つ又は複数の重要臓器への酸素が不足している患者にＥＭＳ又はＣＣＳが提供することができる多くの効果的な治療法がある。
[0006] しかしながら、ＥＭＳ又はＣＣＳがこうした患者を高い確率で治療するための鍵は、ＥＭＳ又はＣＣＳが、患者の重要臓器に十分に酸素が供給されているか否かを妥当な確度で妥当な時間内に知ることである。
[0007] 残念ながら、現在利用可能な医療機器及び技法では、患者の重要臓器に十分に酸素が供給されているか否かを十分な水準の精度で十分な時間内に判断できないことが多い。すなわち、現在利用可能な医療機器及び技法が、患者の重要臓器に十分に酸素が供給されていないと判断するまで、長時間にわたって臓器に酸素が欠乏していることが多いため、ＥＭＳ又はＣＣＳが患者の生命を救うか又は患者の臓器機能障害若しくは不全を防止するには遅すぎることになる。
[0008] したがって、現在利用可能な医療機器及び技術に依存するＥＭＳ又はＣＣＳは、患者の重要臓器の１つ又は複数に十分に酸素が供給されていないことを合理的に確信するまで治療を遅らせる場合、長時間にわたって臓器の１つ又は複数に酸素が欠乏しているという危険を冒すため、少なくとも患者が重篤な永久的損傷を負うか又は死亡することを防止するのに間に合うように、１つ又は複数の臓器に再度酸素を供給する治療は、効果のないものとなる。
[0009] 逆に、ＥＭＳ又はＣＣＳは、現在利用可能な医療機器及び技法の不足を知りながら、患者の重要臓器の１つ又は複数に十分に酸素が供給されていないことを合理的に確信するまで治療を遅らせないと決定した場合、患者の重要臓器に十分に酸素が供給されず、したがって、治療自体が、患者が最初にＥＭＳ又はＣＣＳの治療を受けることになった病気又は損傷に加えて、重篤な病気又は損傷を患者に引き起こすという危険性を冒す。
[0010] その結果、患者の重要臓器の１つ又は複数に十分に酸素が供給されていないか否かを判断するために、現在利用可能な医療機器及び技法に依存するＥＭＳ又はＣＣＳは、生か死かの難問に直面することが多い。ＥＭＳ又はＣＣＳは、患者の重要臓器の１つ又は複数に十分に酸素が供給されていないことを合理的に確信するまで、その患者を処置するのを待った場合、十分に早急に治療を開始しなかったために患者が永久的損傷を負うか又はさらに死亡するという危険を冒す。しかしながら、ＥＭＳ又はＣＣＳは、患者の重要臓器の１つ又は複数に十分に酸素が供給されていないことを合理的に確信する前にその患者を処置した場合、患者が不必要に重大なさらなる損害を負う危険性を冒す。
[0011] パルスオキシメータは、患者の動脈血の、「酸素飽和度」と称されることが多い酸素化レベルを測定する、（通常、患者の指に装着される）現在入手可能な医療機器の一例である。例えば、８５％の血中酸素飽和度レベルは、動脈血中のヘモグロビンの８５％が酸素と結合しているような量の酸素を患者の血液が運んでいることを意味する。ヒト血液の血中酸素飽和度レベルの健康な範囲は、通常、９８％以上である。
[0012] 低いレベルの血中酸素飽和度は、それ自体、対象の重要臓器の１つ又は複数が、間もなく細胞酸素化レベルが不十分になるか又はすでに不十分であることを示す良好な標示であるが、その逆は、真ではない。すなわち、正常なレベルの血中酸素飽和度は、それ自体、対象の重要臓器の１つ又は複数が十分なレベルの細胞酸素化状態にあり、酸素が欠乏していないことを示す良好な指標ではない。正常なレベルの血中酸素飽和度が、それ自体、対象の重要臓器のすべてに十分に酸素が供給されていることを示す信頼性の高い指標ではあり得ない１つの理由は、対象の呼吸器系が対象の血液を十分に酸素化しているが、対象の循環器系が１つ又は複数の重要臓器に十分な量の酸素化血液を供給していないときがあり得るためである。例えば、重要臓器に血液を供給する動脈若しくは毛細血管又は重要臓器から血液を排出する静脈若しくは毛細血管が切断、閉塞若しくは他に制限されるか、又は他に損傷を受ける可能性があり、したがってその臓器から酸素化血液を欠乏させる可能性がある。
[0013] 血中酸素飽和度レベルを決定して標示する現在利用可能な医療機器及び技法のさらに別の問題は、決定され、標示された血中酸素飽和度レベルが、特定の形質を有するか又は示す患者に対して機器又は技法が偏ることによって引き起こされる重大な誤差を示す可能性があることである。
[0014] 例えば、研究者らは、最近、少なくとも一部のパルスオキシメータが、その血中酸素飽和度レベルの測定値に人種的な偏り、すなわち黒人患者に対して不都合をもたらす可能性がある偏りを示すことを発見した。研究者らは、少なくとも一部のパルスオキシメータが、黒人患者に対して、黒人患者の実際の血中酸素飽和度レベルよりも有意に高い（例えば、最大８％ポイント高い）血中酸素飽和度の読取値を生成することを発見した。参照により援用されるM. W. Sjoding, R. P. Dickson, T. J. Iwashyna, S. E. Gay, T. S. Valley,“Racial Bias in Pulse Oximetry Measurement,”N. Engl. J. Med. 2020, 383(25): 2477-2478。一例として、黒人患者の実際の血中酸素飽和度レベルが８２％であるとき、パルスオキシメータは、その黒人患者が９０％の血中酸素飽和度レベルを有すると示す場合がある。その結果、ＥＭＳ又はＣＣＳは、黒人患者の血中酸素飽和度レベルが実際よりも高いことを示す誤ったパルスオキシメータの読取値に基づいて黒人患者の治療を遅らせる可能性があり、この遅れにより、黒人患者が重篤な追加の病気又は傷害を負うことになる可能性があるか、又はさらにその黒人患者が死亡する可能性がある。
[0015] しかしながら、幸いなことに、哺乳動物の身体がその組織のすべてを十分に酸素化することができない場合、身体は、骨格筋よりも臓器に酸素を供給することを優先することがよく知られている。
[0016] したがって、筋細胞における酸素化レベル（例えば、筋細胞における「細胞酸素化」のレベル又は「酸素化」のレベルは、筋細胞における「ミオグロビン酸素飽和度」のレベルとして定義することができる）は、それ自体、１つ又は複数の重要臓器に十分に酸素が供給されなくなるか又はすでに供給されていないか否かの信頼性の高い指標であり得ることになる（実証されている）。上述したように、組織のすべてを酸素化することができない身体は、血流を骨格筋から重要臓器に適切に誘導し、すなわち骨格筋よりも重要臓器への血流を優先させる。そのため、骨格筋の細胞における正常なレベルの酸素化は、身体が血流を（少なくとも著しい長さの時間）骨格筋から離れるように向けておらず、したがって重要臓器に十分に酸素が供給されていないことを信頼性高く示すことができる。対照的に、特定の骨格筋への血流を制限するが、重要臓器への血流を減少させない損傷がない場合、その特定の骨格筋の細胞における正常レベル未満の酸素化は、身体が血流を骨格筋から離れるように向けていたか、又はさもなければ重要臓器及び骨格筋に影響を及ぼしている全身の酸素欠乏状態であったこと、したがって少なくとも１つの重要臓器が十分な血液の供給を受けていないか、又は他に十分に酸素が供給されていないことを信頼性高く示すことができる。
[0017] その結果、対象の身体の１つ又は複数の組織（例えば、骨格筋組織）における酸素化レベルを測定し、決定し、監視し、示すように構成され、及び対象バイアス又は例えば対象の人種（例えば、肌の色）、年齢、生物学的性別又は体格指数（ＢＭＩ）に起因するか若しくは他に関連する他の誤差がほとんど又は全くなしに、それらを行うように構成されたシステムに対する必要性が生じている。
[0018] 対象のバイアスがほとんど又は全くなしに、骨格筋組織の１つ又は複数の細胞における酸素化レベルを決定し、監視し、示すシステムの一実施形態は、プローブとベースとを含む。プローブは、ベースに接続可能であり、少なくとも１つの細胞を有する身体内に電磁エネルギーを向けるように構成され、及び身体によって方向転換された電磁エネルギーの一部をある時間中に受信するように構成される。ベースは、その時間中に電磁エネルギーを生成するように構成された発生器と、方向転換された電磁エネルギーの一部に応じて、少なくとも１つの細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベル（例えば、ミオグロビン酸素飽和度レベル）を決定するように構成された演算回路と、を含む。例えば、本システムは、ヒトの手の母指球における骨格筋組織の１つ又は複数の細胞の酸素化レベルを決定し、監視し、表示する（又は他に示すか若しくは提供する）ように構成可能であるか又は構成され得る。
[0019] こうしたシステムのプローブの一実施形態は、ヘッドと、少なくとも１つの集光光ファイバと、少なくとも１つの第１照射光ファイバと、少なくとも１つの第２照射光ファイバと、コネクタと、を含む。ヘッドは、少なくとも１つの細胞を有する身体に固定可能であり、少なくとも１つの集光光ファイバの各々は、ヘッド上に配置されたそれぞれの集光端部を有する。少なくとも１つの第１照射光ファイバの各々は、少なくとも１つの集光光ファイバのうちの少なくとも１つの集光端部からほぼ第１距離でヘッド上に配置されたそれぞれの第１照射端部を有し、少なくとも１つの第２照射光ファイバの各々は、集光端部からほぼ第２距離でヘッド上に配置されたそれぞれの第２照射端部を有する。また、コネクタは、少なくとも１つの集光ファイバ、少なくとも１つの第１照射光ファイバ及び少なくとも１つの第２照射光ファイバの対向する端部を、少なくとも１つの細胞の酸素化レベル（例えば、ミオグロビン酸素飽和度レベル）を決定するように構成されたベースに連結するように構成される。
[0020] こうしたシステムのベースの一実施形態は、発生器と演算回路とを含む。発生器は、少なくとも１つの細胞を有する身体内に電磁エネルギーを向けるように構成可能なプローブに電磁エネルギーを提供し、発生器が電磁エネルギーを提供する時間にわたり、身体によって方向転換された電磁エネルギーの一部を収集するように構成される。また、演算回路は、方向転換された電磁エネルギーの一部に応じて、少なくとも１つの細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベル（例えば、ミオグロビン酸素飽和度レベル）を決定するように構成される。
[0021] 酸素化レベル（例えば、ミオグロビン酸素飽和度レベル）を示す方法の一実施形態は、酸素化決定時間中、電磁エネルギーを生成することと、その時間中、少なくとも１つの細胞を有する身体によって方向転換された電磁エネルギーの一部に応じて、少なくとも１つの細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、を含む。
[0022] また、そうしたシステムによって実行されるか若しくは他に使用されるか、又はそうした方法とともに使用される機械学習アルゴリズムを訓練するためのデータを生成する実施形態は、身体部位の細胞を酸素化することと、身体部位において虚血を誘発することと、身体部位に通常の血流を戻すことと、酸素化すること、誘発すること及び戻すことの間の少なくとも１つの時間の各々にわたり、電磁エネルギーを身体部位に向けることと、身体部位によって方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの第１時間の各々の間に少なくとも１つの波長範囲の特性のそれぞれの値を生成することと、少なくとも１つのそれぞれの値を格納することと、を含む。
図面の簡単な説明
[0023]一実施形態による、波長に対するオキシミオグロビン、デオキシミオグロビン、オキシヘモグロビン及びデオキシヘモグロビンの電磁エネルギー吸光度のプロット並びに７００ナノメートル（ｎｍ）～８００ｎｍの範囲におけるプロットの拡大図である。
[0024]一実施形態による、身体の１つ又は複数の組織の１つ又は複数の細胞における酸素化レベルを決定し、監視し、示すように構成されたシステムのブロック図である。
[0025]一実施形態による、図２のシステムの等角図である。
[0026]別の実施形態による、図２のシステムの等角図である。
[0027]一実施形態による、図２のプローブのアンビリカルコード及びヘッドの、一部が透明な平面図である。
[0028]別の実施形態による、対象の手の母指球に取り付けられた図２及び図３Ｂのプローブの取付部分の斜視図である。
[0029]一実施形態による、図４Ｂの取付部分に固定された図２及び図３Ｂのプローブヘッドの斜視図である。
[0030]一実施形態による、図２、図３Ｂ及び図４Ｃのプローブヘッドに取り付けられた較正器の斜視図である。
[0031]一実施形態による、図２のシステムを使用する方法及びシステムの動作のフロー図である。
[0032]一実施形態による、図２～図３Ｂのベースの発光ダイオード（ＬＥＤ）のアレイ及びプローブコネクタレセプタクル並びに図２～図３Ｂのプローブのプローブコネクタの、一部が透明であり、他の部分が破断している平面図である。
[0033]一実施形態による、図３Ａ、図３Ｂ及び図６のプローブコネクタの底面図である。
[0034]一実施形態による、図３Ａ、図３Ｂ、図６及び図７のプローブコネクタの後端面図である。
[0035]一実施形態による、図３Ａ、図３Ｂ、図６、図７及び図８のプローブコネクタの上面図である。
[0036]一実施形態による、図３Ａ、図３Ｂ、図６、図７、図８及び図９のプローブコネクタの前端面図である。
[0037]一実施形態による、図６の電磁エネルギー遮断部材（遮断物）の側面図である。
[0038]一実施形態による、図６、図７、図８、図９及び図１０のプローブコネクタの前端部のセクションの一部を拡大した等角図である。
[0039]一実施形態による、プローブコネクタが設置されていない図２のプローブコネクタレセプタクル及びプローブコネクタレセプタクル内に図３Ａ、図３Ｂ、図６、図７、図８、図９及び図１０のプローブコネクタを保持し、プローブコネクタを解放する締付機構の破断側面図である。
[0040]一実施形態による、図１３のプローブコネクタレセプタクル及び締付機構の破断側面図であるが、プローブコネクタがレセプタクル内に設置され、保持されている。
[0041]一実施形態による、図３Ａ、図３Ｂ、図７、図８、図９、図１０及び図１４のプローブコネクタの一部の上面図であり、運動学的接触領域に符号が付されている。
[0042]一実施形態による、訓練データを収集し、その訓練データを用いて、図２のベースが実行するように構成される機械学習細胞酸素飽和度レベル決定アルゴリズムを訓練する方法のフロー図の一部である。
[0042]一実施形態による、訓練データを収集し、その訓練データを用いて、図２のベースが実行するように構成される機械学習細胞酸素飽和度レベル決定アルゴリズムを訓練する方法のフロー図の一部である。
[0042]一実施形態による、訓練データを収集し、その訓練データを用いて、図２のベースが実行するように構成される機械学習細胞酸素飽和度レベル決定アルゴリズムを訓練する方法のフロー図の一部である。
[0043]一実施形態による、プローブヘッドに取り付けられていない取付部材の図である。
[0044]一実施形態による、ヒトの手の母指球に固定された図１９の取付部材の図である。
[0045]一実施形態による、ヒトの手の母指球に固定されている間、プローブヘッドに取り付けられている図１９及び図２０の取付部材の図である。
[0046]一実施形態による、図１９～図２１の取付部材の図であり、保護フィルムが取付部材の上に配置される。
詳細な説明
[0047] 別段の指示がない限り、本明細書において、「実質的に」、「ほぼ」、「約」、それらの形式若しくは派生語又は同様の用語が先行する各値、量又は属性は、その値、量若しくは属性の±２０％の値、量若しくは属性を含む範囲又はその値、量若しくは属性からの±２０％の最大差若しくは範囲端点間の±２０％の差を含む範囲を包含する。例えば、「約」ｂ～ｃの範囲は、ｂ－２０％×（ｃ－ｂ）～ｃ＋２０％×（ｃ－ｂ）の範囲である。さらに、「１つの（a）」、「１つの（an）」及び「その」という用語は、それらが修飾する対象の１つ又は２つ以上を示すことができる。
[0047] 別段の指示がない限り、本明細書において、「実質的に」、「ほぼ」、「約」、それらの形式若しくは派生語又は同様の用語が先行する各値、量又は属性は、その値、量若しくは属性の±２０％の値、量若しくは属性を含む範囲又はその値、量若しくは属性からの±２０％の最大差若しくは範囲端点間の±２０％の差を含む範囲を包含する。例えば、「約」ｂ～ｃの範囲は、ｂ－２０％×（ｃ－ｂ）～ｃ＋２０％×（ｃ－ｂ）の範囲である。さらに、「１つの（a）」、「１つの（an）」及び「その」という用語は、それらが修飾する対象の１つ又は２つ以上を示すことができる。
[0048] 図１は、一実施形態による、約５００ｎｍ～８００ｎｍの範囲の波長に対する、オキシヘモグロビン、デオキシヘモグロビン、オキシミオグロビン及びデオキシミオグロビンのそれぞれの電磁エネルギー吸光度のプロット１０００、１００２、１００４及び１００６を重ね合わせたものであり、約７００ｎｍ～８００ｎｍの範囲のプロットの拡大図１００８を含む。
[0049] ヘモグロビンは、すべての脊椎動物の赤血球中の金属タンパク質である。ヘモグロビンの機能は、哺乳動物（例えば、ヒト）の血液中で酸素を運搬することであり、酸素分子で飽和している間（すなわち１つ又は複数の酸素原子を運搬している間又は酸素原子と結合している間）のヘモグロビンの電磁エネルギー吸光度は、酸素分子を欠いている（すなわち少なくとも１つの酸素原子を運搬していないか又は酸素原子と結合していない）間のヘモグロビンの電磁エネルギー吸光度と著しく異なる。酸素飽和ヘモグロビンは、「オキシヘモグロビン」と称され、酸素が結合していないヘモグロビンは、「デオキシヘモグロビン」と称される。
[0050] 上述したように、パルスオキシメータは、電磁エネルギーを対象の血管に（例えば、指の皮膚を通して）照射し、血管によって方向転換された電磁エネルギーの２つの波長（例えば、６６０ｎｍ及び９４０ｎｍ）の大きさを測定し、測定された大きさを、測定された波長でのプロット１０００及び１００２の大きさと有効に比較し、従来の方法において、［オキシヘモグロビン］／（［オキシヘモグロビン］＋［デオキシヘモグロビン］）％に等しい血液中の全ヘモグロビン中の酸素飽和度を計算することにより、動脈血中の全ヘモグロビンの全体的な酸素飽和度レベルを測定又は他に決定することができる。
[0051] パルスオキシメータは、通常、対象の身体の、筋肉がほとんど又は全くなく、したがってミオグロビンがほとんど又は全くない領域（例えば、指先）に配置されるため、デオキシヘモグロビン及びデオキシミオグロビンの電磁吸光度スペクトルのようにオキシヘモグロビン及びオキシミオグロビンの電磁吸光度スペクトルが類似していても、オキシミオグロビン又はデオキシミオグロビンによる方向転換された電磁エネルギーの吸収は、パルスオキシメータによる血中酸素飽和度レベルの決定にほとんど影響を及ぼさない。
[0052] ヘモグロビンと遠縁のミオグロビンは、一般に、ほぼすべての哺乳動物において脊椎動物の骨格筋細胞に見られる、鉄及び酸素結合タンパク質であり、ヘモグロビンと同様に、ミオグロビンは、酸素分子で飽和している（すなわち１つ又は複数の酸素原子を運搬しているか又は酸素原子と結合している）間、酸素分子を欠いている（すなわち少なくとも１つの酸素原子を運搬していないか又は酸素原子と結合していない）間と著しく異なる電磁エネルギー吸光度を有する。酸素飽和ミオグロビンは、「オキシミオグロビン」と称され、酸素が結合していないミオグロビンは、「デオキシミオグロビン」と称される。
[0053] ミオグロビンの生理学的機能は、依然として決定的に確立されていないが、ミオグロビンは、骨格筋細胞内で少なくとも幾分かの酸素を輸送し、筋細胞内に酸素を貯蔵すると仮説が立てられる。
[0054] 上述したように、同じ組織におけるオキシミオグロビンのレベルが低いか又はほぼゼロであることから生じる、骨格筋細胞における低いか又はほぼゼロの酸素飽和度レベルは、対象の身体が利用可能な酸素を骨格筋から重要臓器に向むけているか、又は他に対象が致命的な病気又は損傷に起因する身体的ショックに陥っているか又は身体的ショック状態にあるために、重要臓器及び骨格筋に影響を及ぼしている全身の酸素欠乏状態になっていることを示し得ることも分かっている。
[0055] オキシヘモグロビン及びオキシミオグロビン並びにデオキシヘモグロビン及びデオキシミオグロビンの吸光度スペクトルが類似しているため、ミオグロビンの酸素飽和度レベルを測定又は他に決定することは、筋肉及びミオグロビンを有していない組織（例えば、指）の血液の酸素飽和度レベルを測定又は他に決定することよりも課題であった。
[0056] 幸いなことに、後述するように、システムの一実施形態は、特に、約４００ｎｍ～９００ｎｍの範囲における、オキシヘモグロビン及びオキシミオグロビン並びにデオキシヘモグロビン及びデオキシミオグロビンのそれぞれの電磁吸光度スペクトル間の比較的わずかな差異を利用することにより、骨格筋組織等の組織の酸素飽和度レベルを測定又は他に決定するように構成される。
[0057] 図２は、一実施形態による、対象（例えば、ヒト又は他の哺乳動物）の身体（図２には図示せず）の１つ又は複数の組織の１つ又は複数の細胞における酸素化レベルを決定し、監視し、示すように構成されたシステム２０００のブロック図である。
[0058] 細胞酸素化レベル決定及び監視システム２０００は、プローブ（プローブユニット、プローブアセンブリ又はプローブ装置とも称する）２００２と、ベース（ベースユニット、ベースアセンブリ、ベース装置又はベースデバイスとも称する）２００４と、を含む。
[0059] プローブ２００２は、ベース２００４から、ベースによって発生した電磁エネルギーを受信し、受信された電磁エネルギーで対象の体内の組織を照射し、組織を形成する１つ又は複数の細胞によって方向転換された電磁エネルギーの一部を受信、例えば収集し、方向転換された電磁エネルギーの収集された一部をベースに戻すように構成される。例えば、プローブ２００２は、ヒトの手の母指球に取り付けられ、及び母指球を照射し、母指球の１つ又は複数の骨格筋細胞によって方向転換された電磁エネルギーの一部を収集し、及びベース２００４に戻すように構成することができる。
[0060] プローブ２００２は、「アンビリカルコード」とも称するプローブ連結コード２００６と、プローブコネクタ２００８と、プローブヘッド２０１０とを含む。
[0061] プローブアンビリカルコード２００６は、可撓性があり、ベース２００４からヘッド２０１０に照射電磁エネルギーを送達するように構成された少なくとも１つの照射光ファイバ（図２には図示せず）と、身体の１つ又は複数の組織を形成する１つ又は複数の細胞によって方向転換された照射電磁エネルギーの一部を収集してベースに戻すように構成された少なくとも１つの集光光ファイバ（図２には図示せず）と、を含む。少なくとも１つの照射光ファイバ及び少なくとも１つの集光光ファイバの各々は、光ファイバ間のクロストークを好適なレベルまで低減させるか又は完全に除去するために、ベース２００４によって生成される電磁エネルギーを通さない材料でコーティングするか、又は他にそうした材料中に収容することができる。プローブアンビリカルコード２００６については、図４Ａ、図６、図８及び図１２と関連してさらに後述する。
[0062] プローブコネクタ２００８は、少なくとも１つの照射光ファイバ（図２には図示せず）及び少なくとも１つの集光光ファイバ（図２には図示せず）の端部を受けて保持し、少なくとも１つの照射光ファイバの各々の端部が電磁エネルギー発生器（後述する）のそれぞれの部分と安定して位置合わせされ、及び少なくとも１つの集光光ファイバの各々の端部が分光計（後述する）のそれぞれの入力構造と安定して位置合わせされるようにベース２００４のプローブレセプタクル（後述する）に連結するように構成される。プローブコネクタ２００８は、少なくとも１つの照射光ファイバと少なくとも１つの集光光ファイバとの間のクロストークを好適なレベルまで低減させるか又は完全に除去する、１つ又は複数の構造（図２には図示せず）も含む。プローブコネクタ２００８については、図６～図１２と関連してさらに後述する。
[0063] プローブヘッド２０１０は、プローブコネクタ２００８内に配置された端部とは反対側の少なくとも１つの照射光ファイバ及び少なくとも１つの集光光ファイバの端部を含み、プローブヘッドを身体の母指球等の部位又は部分に貼り付けるか又は他に固定するように構成された構造（例えば、接着剤又はストラップ）を含み、皮膚と筋肉との間の脂肪及び他の組織の層は、すべての肌の色、性別、人種、年齢及びＢＭＩの人々において比較的及び一貫して薄く無毛であるため、母指球又はその近くの組織における細胞酸素化レベルを測定することにより、肌の色／人種、生物学的性別、年齢及びＢＭＩ等の形質によって誘発される測定バイアスが低減し、したがってそうした測定バイアスによって引き起こされる可能性のある測定の不正確さの大きさが低減する。プローブヘッド２０１０は、較正器、認証器又は較正器及び認証器の両方も含み得る。較正器（図４Ａ及び図４Ｄに関連してさらに後述する）は、システム２０００がベース読取値（例えば、ベース分光計の読取値）を作成して保存し、電磁エネルギー発生器（後述する）又は細胞酸素化飽和度レベル決定アルゴリズムを調整して、直近の細胞酸素化飽和度レベル決定又はベースライン電磁スペクトルと比較して、１つ又は複数のパラメータ（例えば、１つ又は複数の波長における強度、色、色温度、波長シフト）の１つ又は複数の変化を考慮することができるように構成される。代わりに、図５に関連して記載するように、較正器は、システム２０００が、プローブ２００２によって対象の組織から収集された電磁スペクトルの値を較正又は正規化するためにシステムが後に使用することができる較正値を作成して保存することができるように構成される。認証器は、プローブ２００２がベース２００４との使用を許可されているとベースが決定することができる情報をベース２００４に提供するようにも構成される。例えば、認証器は、ベース２００４と完全に適合しないプローブの使用を防止することができ、安全性及び有効性を確保するために（例えば、プローブの単回使用設計限界を超えて）２人以上の対象に同じプローブ２００２を使用することを防止することができ、ベース２００４と適合性があることが証明されていない未承認の非純正プローブの使用を阻止することができる。認証器は、電子デバイスである場合、無線で又はプローブヘッド２０１０からアンビリカルコード２００６を通してベース２００４まで延びる導電線を介してベース２００４と通信することができ、同じ又は異なる導電線を介してベースから電力を受けることができるか、又は電池等のそれ自体の電源を含み得る。代わりに、認証器は、ユーザがバーコードスキャナ等のインタフェース（後述する）を介してベース２００４に入力するバーコード、ＱＲコード又は他の印刷コードであり得る。認証器は、プローブヘッド２０１０上に位置しているように示すが、プローブコネクタ２００８上又は内に位置することもできる。プローブヘッド２０１０については、図４Ａ～図４Ｄに関連してさらに後述する。
[0064] さらに図２を参照すると、ベース２００４は、プローブレセプタクル２０２０、電磁エネルギー発生器２０２２、温度制御回路２０２４、分光計２０２６、演算回路２０２８、メモリ２０３０、ディスプレイ２０３２、インタフェース回路２０３４、ネットワークコネクタ２０３６及びローカルコネクタ２０３８を含む。
[0065] プローブレセプタクル２０２０は、少なくとも１つの照射光ファイバの各々の端部が発生器２０２２のそれぞれの電磁エネルギー源と位置合わせされ、及び少なくとも１つの集光光ファイバの各々の端部が分光計２０２６のそれぞれの入力と位置合わせされるようにプローブコネクタ２００８を受け、安定して保持するように構成される。レセプタクル２０２０は、レセプタクル内のプローブコネクタ２００８の存在を検出することに応じて検知信号を生成するように構成されたセンサ２０４０（例えば、押しボタン型マイクロスイッチ）と、検知信号に応じて、プローブコネクタをレセプタクル内に電磁エネルギー発生器２０２２及び分光計２０２６の入力と光学的に整列した状態で係合し、安定して保持するように構成された締付機構（図１３及び図１４に関連してさらに説明する）とを含む。例えば、演算回路２０２８は、検知信号を受信し、検知信号に応じて締付機構を作動させるように構成することができる。レセプタクル２０２０は、解放機構２０４２も含むか又は他に解放機構２０４２にも関連付けられ、解放機構２０４２は、作動すると、締付機構にプローブコネクタ２００８を係合解除させ、プローブコネクタをレセプタクルから取り外すことができるように構成される。例えば、解放機構２０４２は、人がプローブ２００２をベース２００４から分離したいときに押す、物理的な又は仮想の（例えば、ディスプレイ２０３２上のグラフィカルユーザインタフェースの一部として制御回路２０２８によって生成される）押しボタン型スイッチであり得る。レセプタクル２０２０については、図６、図１１、図１３及び図１４に関連してさらに後述する。
[0066] 電磁エネルギー発生器２０２２は、例えば、約５００ｎｍ～８００ｎｍ又は約５５０ｎｍ～８００ｎｍの範囲等、約４００ｎｍ～９００ｎｍの範囲の電磁エネルギーの波長のスペクトルを発生させ、発生したエネルギーのそれぞれの部分をプローブコネクタ２００８内の少なくとも１つの照射光ファイバの端部に向けるように構成される。発生器２０２２は、発光ダイオード（図６に示すＬＥＤ）のアレイ２０４４と、ドライバ回路２０４６と、を含む。アレイ２０４４は、１次元であり（ＬＥＤが一列に配置される）、例えば７つのＬＥＤ、すなわちプローブアンビリカルコード２００６及びプローブコネクタ２００８内の７つの照射光ファイバの各々に１個のＬＥＤを含む。各ＬＥＤは、同じタイプのＬＥＤであり、例えば約５００ｎｍ～８００ｎｍの範囲にわたって（場合により１つ又は複数の可視又は赤外波長の光を含む）白色光を放出するように構成されたＬＥＤである。例えば、各ＬＥＤは、青色光を放出するように構成された青色ＬＥＤと、青色光の一部を吸収し、青色光の吸収に応じて黄色光の燐光を発するように構成された黄色燐光体と、を含み得、ＬＥＤによって放射される白色光は、吸収されなかった青色光と黄色光との組合せであり、放射される白色光の色温度は、少なくとも一部には、放出された青色光の波長と、燐光として発せられた黄色光の波長と、によって決まる。さらに、商業的に可能な場合、システム２０００の製造業者は、ＬＥＤの各々が、例えば、波長範囲、各波長における強度及び各波長における偏光の１つ又は複数において、アレイ内の他のＬＥＤによって生成されるスペクトルと同様のスペクトルにわたって電磁エネルギーを放射するように、ＬＥＤを共通の半導体ダイ上に形成するか又は同じラン若しくはバッチで製造して、ＬＥＤアレイ２０４４を形成することができる。さらに、ＬＥＤが発光する電磁エネルギーの強度と整合性は、ヒトの眼にとって危険ではなく、したがって、ベースユニット２００４は、通常、発光（又は他の電磁エネルギー放出）デバイスに与えられる政府又は業界の定格を必要としない。加えて、各ＬＥＤの放射部分は、直径が約１．０ミリメートル（ｍｍ）又は他の任意の好適なサイズの円形又は円筒形であり得る。
[0067] ドライバ回路２０４６は、制御回路２０２８からの１つ又は複数のＬＥＤ駆動制御信号に応じて、アレイ２０４４内のＬＥＤの各々を個別にサブグループとして又はグループとしてアクティブ及び非アクティブにするように構成され、各ＬＥＤをアクティブにしている間、ドライバ回路は、ＬＥＤにそれぞれの安定した駆動電流を供給するように構成される。ＬＥＤは、単接合（例えば、ＰＮ接合）半導体デバイスであり、アクティブである間、接合部にわたって約１．６ボルト（Ｖ）～４．４Ｖの範囲内又は約２．５Ｖ～３．２５Ｖの範囲内で比較的一定の電圧を発生させる（「比較的一定」は、温度及びＬＥＤを通る順方向電流の大きさと起因して接合部電圧に生じる可能性があるわずかな変化を考慮する）。その結果、ドライバ回路２０４６は、ＬＥＤに、対応する強度レベルで電磁エネルギーを放射させる（又は「発光させる」）大きさを有するそれぞれの安定した（典型的には調整された）駆動電流でＬＥＤを駆動することにより、アレイ２０４４内のＬＥＤの各々をアクティブにするように構成される。すなわち、ＬＥＤを特定の強度レベルで発光させるために、ドライバ回路２０４６は、特定の強度レベルに対応する大きさを有する電流でＬＥＤを駆動するように構成される。例えば、ドライバは、アレイ２０４４内の各ＬＥＤに対して、ＬＥＤがアクティブ、すなわち「オン」である間、ＬＥＤが発光するように構成された特定の強度レベルに対応する大きさを有する安定した電流でＬＥＤを駆動するように構成されたそれぞれの電流源を含み得る。動作中、ドライバ回路２０４６は、安定した「オン」電流でＬＥＤを駆動して、ＬＥＤが、「オン」電流の大きさに関連する強度で発光するようにＬＥＤを「オン」にし、安定した「オフ」電流でＬＥＤを駆動して、ＬＥＤが、「オフ」電流の大きさに関連する強度で発光するようにＬＥＤを「オフ」にし、この「オフ」電流は、ほぼゼロに等しくてもよいか、又は少なくともＬＥＤをほとんど若しくは全く発光させない程度に小さい。
[0068] ドライバ回路２０４６は、各ＬＥＤがほぼ同じスペクトルの電磁放射線を発光するように、ほぼ同じ駆動電流でアレイ２０４４内のＬＥＤの各々を駆動するように構成され、少なくともいくつかの細胞酸素飽和度レベル決定用途では、ほぼ同じスペクトルの電磁放射線を発光する複数のＬＥＤが、ＬＥＤの１つ又は複数が他のＬＥＤの１つ又は複数と異なるスペクトルを発光する複数のＬＥＤよりも正確な細胞酸素飽和度レベル読取値をもたらすことが分かっている。
[0069] ＬＥＤは、経年変化するに従い、所与の大きさの駆動電流に対してより低い強度で電磁エネルギーを発光する傾向があり得るため、発生器２０２２は、各ＬＥＤが生成する電磁エネルギーの強度を長期間にわたってほぼ一定のレベルにおいて及び他のＬＥＤに対してほぼ同じレベルにおいて維持するように、ドライバ回路２０４６に、ＬＥＤが経年変化するに従ってＬＥＤへの駆動電流を増加させるように構成された回路を含み得る。
[0070] さらに、所与の駆動電流に対して、ＬＥＤが発光する電磁エネルギーの強度又は他の特性（例えば、スペクトル幅、ある波長における、別の波長における強度に対する強度、偏光）は、温度によって変化する可能性がある。
[0071] したがって、温度コントローラ２０２４は、アレイ２０４４内のＬＥＤの各々をほぼ一定の均一な温度に維持するように構成される。コントローラ２０２８は、ＬＥＤが発光する電磁エネルギーの強度又は１つ若しくは複数の他の特性がベース２００４の内部の周囲温度の変化によってほとんどか又は全く変化しないように、ＬＥＤの各々を特定の温度に維持するように温度コントローラ２０２４に命令するか又は他に温度コントローラ２０２４を制御することができる。別の言い方をすれば、制御回路２０２８は、温度コントローラがＬＥＤを横切る温度勾配の傾きを最小化する（理想的にはゼロの傾き）ように、温度コントローラ２０２４を制御するように構成される。温度コントローラは、ファン、ヒートシンク、熱電冷却器、ポンプ式液体冷却器、加熱又は冷却するように構成された圧縮流体ヒートポンプ及び抵抗式又は他のタイプのヒータの１つ又は複数を含み得る。
[0072] 分光計２０２６は、市販の分光計であり得、プローブ２００２の１つ又は複数の集光光ファイバによって収集された、組織が方向転換させた電磁エネルギーを複数の波長範囲に分離し、各波長範囲について、その範囲の波長の特性を表すか、又は他にその特性に関連する特性を有する少なくとも１つの信号を生成するように構成される。例えば、分光計２０２６は、それぞれの波長範囲の波長の強度に関連する大きさを有するアナログ又はデジタル信号を生成するように構成することができる。分光計は、２つの集光ミラー（図２には図示せず）間に回折格子を有する構造を含み、この構造は、スマートフォン又はデジタルカメラに含まれる画素アレイと同様であり得るＣＭＯＳ（又は他の）電子画素アレイ（図２には図示せず）の、それぞれの部分に入射する（従来のプリズムが可視光の空間的に分離された色を生成するのと同様に）空間的に分離された範囲の波長を生成するように構成される。それぞれの波長範囲の電磁エネルギーが入射する画素アレイの各部分は、入射エネルギーを、入射エネルギーの特性（例えば、強度）に関連する特性（例えば、大きさ、位相）を有するそれぞれの電子信号に変換する。分光計２０２６は、信号（各波長範囲に対するそれぞれの少なくとも１つの信号）を処理のために制御回路２０２８にも提供する。分光計２０２６は、分光計の光入力と、レセプタクル２０２０又はプローブコネクタ２００８の収集エネルギー出力と、の間に光学列等のより多くの光学系も含み得る。
[0073] 制御回路２０２８は、ベース２００４の１つ又は複数の他の構成要素の構成及び動作を制御するように（例えば、ソフトウェア、ファームウェア及びデータストリームの１つ又は複数によって）構成され、演算回路２０４８及びコントローラ２０５０を含む。演算回路２０４８及びコントローラ２０５０の各々は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）のそれぞれの１つ又は複数を含み得るか、又は演算回路及びコントローラは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ及びＦＰＧＡの１つ又は複数の同じセットの上に配置することができる。また、演算回路２０４８は、分光計２０２６からの１つ又は複数の信号に応じて、プローブヘッド２０１０によって照射される対象の組織内の１つ又は複数の細胞の細胞酸素飽和度レベルを決定するために、機械学習アルゴリズム等のアルゴリズムを実行するように構成することができる。
[0074] 制御回路２０２８は、キャッシュメモリ、ワーキングメモリ、他の揮発性メモリ及び不揮発性メモリ等の内部メモリ（図２には図示せず）を含み得、この内部メモリは、制御回路の外部にあるメモリ２０３０に加えて存在する。
[0075] メモリ２０３０は、データを格納するように構成され、任意の好適なタイプの揮発性メモリ及び不揮発性メモリの１つ又は複数を含み得る。メモリ２０３０が格納するように構成することができるデータのタイプとしては、制御回路２０２８が実行するオペレーティングシステム命令及びアプリケーションプログラム命令、ファームウェア、制御回路２０２８の一部を形成することができる１つ又は複数のＦＰＧＡの各々のためのそれぞれのデータストリーム、機械学習アルゴリズム訓練データ、制御回路によって決定される細胞酸素化飽和度レベル及びディスプレイ２０３２でレンダリングされるようにフォーマットされた静止画像又はビデオデータが挙げられる。揮発性メモリの例としては、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）及びダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）が挙げられ、不揮発性メモリの例としては、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、電気的にプログラム可能なリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的にプログラム可能及び消去可能なリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、強誘電体ランダムアクセスメモリ（ＦｅＲＡＭ）、磁気ディスク及び光ディスクが挙げられる。
[0076] ディスプレイ２０３２は、例えば、演算回路２０４８によって直近に決定又は更新された細胞酸素飽和度レベル、システム２０００のステータス、プローブ２００２がベースユニット２００４での使用を許可されていない等のエラーメッセージ及びシステムセットアップ等のオプションのメニューを表示するように構成される。ディスプレイ２０３２は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、ドットマトリクスディスプレイ又は他の任意の好適なディスプレイの１つ又は複数を含み得る。さらに、ディスプレイ２０３２は、例えば、ＥＭＳ又はＣＣＳがグラフィカルユーザインタフェースの表示されたメニューオプションのセットから１つ又は複数のメニューオプションのサブセットを選択することができるようにするタッチスクリーンディスプレイであり得る。
[0077] インタフェース２０３４は、ＥＭＳ若しくはＣＣＳ又は他のユーザがシステム２０００に情報を入力し、システムから情報を出力することができるように構成される。例えば、情報の入力のために、インタフェース２０３４は、キーボード、マウス、（例えば、演算回路２０４８で実行している音声文字起こしソフトウェアによってデータに変換される音声情報を入力するための）マイクロフォン、（例えば、プローブ２００２上の認証コードをスキャンする）バーコード又はＱＲコードスキャナの１つ又は複数を含み得るか、又はディスプレイがタッチスクリーンである場合、インタフェースは、ディスプレイ２０３２を含み得る。情報の出力のために、インタフェースは、スピーカ、（例えば、スマートフォンに情報を送信する）Bluetooth（登録商標）アダプタ等の送信機、１つ又は複数のライト（例えば、アレイ２０４４内のＬＥＤとは別個のＬＥＤ）及びディスプレイ２０３２等のディスプレイの１つ又は複数も含み得る。
[0078] ネットワークコネクタ２０３６は、システム２０００が別のデバイス又はシステムと通信する、例えば、インターネットを介してリモートサーバ（例えば、クラウドサーバ）と通信することができるように構成される。ネットワークコネクタ２０３６は、例えば、WiFi（登録商標）アダプタ、Ethernetアダプタ及びコネクタ、Bluetooth（登録商標）アダプタ又は他の無線アダプタ若しくはコネクタの１つ又は複数を含み得る。さらに、リモートサーバ又は他のデバイスは、ネットワークコネクタ２０３６を介してアルゴリズム、ソフトウェア、ファームウェア及び他の更新を制御回路２０２８に送信することができ、制御回路２０２８は、ネットワークコネクタを介してシステム２０００のステータス、対象から収集されたスペクトルデータ及び他のデータをリモートサーバ又は他のデバイスに送信することができる。
[0079] ローカルコネクタは、システム２０００が、心臓モニタ等の患者に接続された１つ又は複数の他の電子医療機器等の別のローカルデバイス又はシステムと通信することができるようにも構成される。例えば、ローカルコネクタは、無線アダプタ又はユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）コネクタであり得る。
[0080] さらに図２を参照すると、システム２０００の代替実施形態が企図される。例えば、アンビリカルコード２００６をベース２００４に恒久的に接続することができ、プローブコネクタ２００８は、プローブヘッド２０１０を受けるように構成することができる。さらに、発生器２０２２は、ＬＥＤに加えて又はＬＥＤ以外の１つ又は複数の電磁エネルギー源を含み得る。さらに、分光計２０２６によって生成された信号に応じて細胞酸素化レベルを決定する等、演算回路２０４８の演算機能の１つ又は複数は、ベース２００４から遠隔の演算回路（例えば、クラウドサーバ）によって実施することができる。加えて、制御回路２０２８は、ディスプレイ２０３２上に、プローブ２００２が制御回路に接続され、制御回路によって許可された後、ユーザが細胞酸素飽和度レベル決定サイクルを開始する等のコマンドを入力することができるようにするグラフィカルユーザインタフェースを生成することができる。さらに、プローブコネクタ２００８が取り付けられていない間、プローブレセプタクルは、開放したままであると記載しているが、プローブコネクタが取り付けられていない間、（例えば、汚物又は他の物質がレセプタクル内に侵入することを防止するために）レセプタクルを閉鎖するか又は封止するばね懸架式のフラップ又はシャッタを有し得る。さらに、レセプタクル２０２０に滑り込ませるか又は「差し込む」と記載しているが、プローブコネクタ２００８及びレセプタクルは、プローブコネクタがレセプタクルにねじ込まれ抜き取られるように構成されるようにねじ切ることができる。加えて、ベース２００４は、独立型デバイスとして記載しているが、心臓モニタ又は自動体外式除細動器（ＡＥＤ）等の１つ又は複数の他の機器と統合することができる。さらに、制御回路２０２８は、ＬＥＤアレイ２０４４のＬＥＤの１又は複数のセットをアクティブにした後、分光計２０２６からの信号が、集光光ファイバ４０１０が何らかの方向転換された電磁エネルギーを受信していることを示しているか否かを判断することができる。制御回路２０２８は、集光光ファイバ４０１０が方向転換された電磁エネルギーをほとんど又は全く受信していない（例えば、分光計２０２６からの信号の一部又はすべての大きさが閾値未満である）と判断した場合、プローブヘッド２０１０が対象に適切に固定されていないと判断し、プローブヘッドから電磁エネルギーが発せられないようにＬＥＤを非アクティブにし、プローブヘッドを対象に固定するようにユーザに通知するアラーム又は他の通知を（ベース２００４の一部であるが、図２に図示しないスピーカのような音声発生器を介して）鳴らすか、又は表示画面２０３２上に生成する。加えて、ＬＥＤは、同じタイプである代わりに異なるタイプであり得、例えば、ＬＥＤの１つ又は複数の各々は、１つ又は複数のＬＥＤの他のものによって放射されるスペクトルと異なるそれぞれのスペクトルを放射するように構成することができる。さらに、各ＬＥＤは、約１．０ｍｍの直径を有するものとして記載しているが、より大きいか又はより小さい直径を有する等、任意のそれぞれの好適な寸法を有し得る。さらに、分光計２０２６は、２つの集光ミラー間の回折格子の代わりに、プリズム等の別の波長分離構造を含み得る。加えて、ベース２００４は、電磁エネルギー発生器２０２２及び分光計２０２６の代わりに、１個～数個の波長の群を任意の時点で発生させ、１個～数個の波長を例えば約５００ｎｍ～８５０ｎｍの範囲を通して掃引するように構成された電磁エネルギー発生器を含み得、光検出器を含み得る。制御回路２０２８は、任意の時点で発生器が１個～数個のいずれを生成しているかを「知っている」ため、広帯域光検出器は、１個～数個の波長の例えば強度を検出することができ、制御回路は、分光計２０２６の動作を模倣するために、それぞれの検出された強度（又はエネルギーの他の検出された特性）と、検出された強度（又は他の特性）を発生させた１個～数個の波長との対応関係を生成することができる。又は、発生器は、任意の所与の時点で１個～数個の生成し、１個～数個の波長を掃引するように構成された発生器の代わりに、広帯域源と、同様の波長範囲を通して掃引される波長通過帯域を有するモノクロメータとを含み得、そのため、掃引エネルギー発生器の例と同様に、光検出器は、任意の所与の時点で１つ又は複数の波長の既知のグループの強度（又は他の特性）を検出する。別の実施形態では、電磁エネルギー発生器２０２２又はその一部（例えば、ＬＥＤアレイ２０４４）は、ベース２００４内ではなく、プローブ２００２内に配置され得る。さらに、図１及び図３Ａ～図１８に関連して記載する実施形態は、図２の細胞酸素飽和度レベル決定システム２０００に適用可能であり得る。
[0081] 図３Ａは、一実施形態による、図２の細胞酸素化レベル決定及び監視システム２０００及びヒトの手３０００の斜視図である。
[0082] 図２及び図３Ａを参照すると、システム２０００は、ハウジング３００２及びプローブ２００２を含む。
[0083] ハウジング３００２内には、プローブレセプタクル２０２０、電磁エネルギー発生器２０２２、温度コントローラ２０２４、分光計２０２６、制御回路２０２８、メモリ２０３０、インタフェース２０３４、ネットワークコネクタ２０３６及びローカルコネクタ２０３８が配置され、ハウジングには、ディスプレイ２０３２、システム電源オン／オフ制御部（例えば、押しボタンスイッチ）３００４及びプローブコネクタ解放部（例えば、押しボタンスイッチ）３００６が取り付けられている。ハウジング３００２は、射出成形プラスチック又は金属等の任意の好適な材料から形成することができ、任意の適切な形状及び寸法を有し得る。例えば、ハウジング３００２は、患者の病室又は他の環境で見られることが多い医療機器（例えば、心拍数モニタ及び血圧モニタ）の「ツリー」の一部としてポールに取り付けるような形状であり得、及び他に構成することができる。
[0084] アンビリカルコード２００６は、光ファイバリボンケーブルであり、プローブ２００２は、身体の一部（例えば、ヒトの手の母指球）に（例えば、接着剤によって）取り付けられるように構成された取付部材３００８を含み、プローブヘッド２０１０は、この取付部材３００８に取り付けられるように構成される。さらに、プローブ２００２は、プローブをベース２００４に接続した後、ただしプローブヘッドを取付部材３００８に取り付ける前にプローブヘッド２０１０に取り付けることができる別個の較正器（図４Ｄ）を含み得、それにより、コントローラ２０２８は、プローブ較正手順を実行することができる。
[0085] コントローラ２０２８は、決定された細胞酸素化レベルをディスプレイ２０３２にレンダリングさせることに加えて、例えば経時的な細胞酸素化レベルのプロット及びユーザが例えばシステム２０００を構成し、ディスプレイがタッチスクリーンディスプレイである場合、ディスプレイ２０３２を含み得るインタフェース２０３４を介してコマンドを入力する（例えば、解放部３００６が省略されている場合にプローブコネクタ２００８を解放する）ことができるようにするグラフィカルユーザインタフェースをディスプレイにレンダリングさせるように構成することができる。
[0086] さらに図３Ａを参照すると、システム２０００の代替実施形態が企図される。例えば、システム２０００は、「患者とともに移動する」ように構成することができ、すなわち、システム２０００は、救急隊員によって運ばれ、患者に使用され、その後、患者の細胞酸素化レベルが監視されていない期間がないように、病院で患者とともに「引き渡される」ように構成することができる。こうした構成では、システム２０００は、患者が病院にいる間には壁コンセントにより、患者が（例えば、救急車又はヘリコプターにより）病院に、病院間で又は病院の異なるエリア（例えば、手術室、集中治療室（ＩＣＵ））間で移送される間には電池により電力供給することができるように、二重電源と電池用コンパートメントとを含み得る。さらに、患者とともに「移動する」ように構成されていないシステム２０００でも、例えば停電又は基地局２００４の電源コードが誤って「抜かれた」場合、システムへの電力を維持するためにシステムが利用するバックアップ電池のためのコンパートメントを含み得る。システム２０００は、電池を充電する回路も含み得る。加えて、図１及び図２並びに図３Ｂ～図１８に関連して記載する実施形態は、図２の細胞酸素化レベル決定システム２０００に適用可能であり得る。
[0087] 図３Ｂは、別の実施形態による、図２の細胞酸素化レベル決定及び監視システム２０００の斜視図である。
[0088] 図２及び図３Ｂを参照すると、システム２０００は、ハウジング３０２０と、プローブ２００２と、ラップトップコンピュータ３０２２等の計算機と、を含む。
[0089] システム２０００の構成要素の１つ又は複数は、ハウジング３０２０内に配置され、システムの構成要素の１つ又は複数は、ラップトップ３０２２内に配置される（又は１つ若しくは複数の構成要素によって実施される機能がラップトップによって実施される）。例えば、ハウジング３０２０内には、プローブレセプタクル２０２０、電磁エネルギー発生器２０２２、温度コントローラ２０２４、分光計２０２６及びローカルコネクタ２０３８が配置され、ラップトップ３０２２内には、制御回路２０２８、メモリ２０３０、インタフェース２０３４、ネットワークコネクタ２０３６、電源オン／オフ制御部３００４及びプローブコネクタ解放制御部３００６（又はこれらの構成要素の機能はラップトップによって実施される）が配置され、ラップトップにはディスプレイ３０２４が取り付けられ、ディスプレイ３０２４は、システムディスプレイ２０３２として機能することができる。例えば、ラップトップコンピュータ３０２２は、上述したように、ＵＳＢコネクタであり得るローカルコネクタ２０３８を介してハウジング３０２０内のシステム構成要素に連結することができる。
[0090] ハウジング３０２０は、射出成形プラスチック又は金属等の任意の好適な材料から形成することができ、任意の適切な形状及び寸法を有し得る。例えば、ハウジング３０２０は、ラップトップ３０２２をハウジングの上に搭載又は他に配置することができるような形状であり得るか又は他にそのように構成され得る。
[0091] プローブ２００２は、プローブをレセプタクル２０２０に接続した後、ただしプローブヘッドを図３Ａの取付部材３００８等の取付部材に取り付ける前にプローブヘッド２０１０に取り付けることができる別個の較正器（図４Ｄ）を含み得、それにより、コントローラ２０２８は、（図５に関連して説明する）プローブ較正手順を実行することができる。さらに、アンビリカルコード２００６は、１つ又は複数の個別の照射光ファイバ（図４Ａ）及び１つ又は複数の個別の集光光ファイバ４０１０（図４Ａ）の束を含む。
[0092] コントローラ２０２８は、決定された細胞酸素化レベルをディスプレイ３０２４にレンダリングさせることに加えて、例えば経時的な細胞酸素化レベルのプロット及びユーザが例えばシステム２０００を構成し、ディスプレイがタッチスクリーンディスプレイである場合、ディスプレイ３０２４を含み得るインタフェース２０３４を介してコマンドを入力する（例えば、プローブコネクタ２００８を解放する）ことができるようにするグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）をディスプレイ３０２４にレンダリングさせるように構成することができる。
[0093] さらに図３Ｂを参照すると、システム２０００の代替実施形態が企図される。例えば、システムが、図４Ｄに関連して後述するような別個の較正器を含む場合、その別個の較正器は、例えば、ハウジング３０２０に取外し可能に又は他に取り付けることができる。さらに、図１～図３Ａ及び図４Ａ～図１８に関連して記載する実施形態は、図２の細胞酸素化レベル決定及び監視システム２０００に適用可能であり得る。
[0094] 別の代替実施形態では、システム２０００の機能を、ベースユニット及びプローブユニットではなく、単一の一体型ユニットに統合することができる。例えば、こうした一体型ユニットは、プローブ２００２の構成要素（プローブヘッド２０１０、アンビリカルコード２００６及びプローブコネクタ２００８）、電磁エネルギー発生器２０２２及び制御回路２０２８の機能を実施するように構成されたセンサ及び回路を、ヒトの手の母指球又は別の身体部位に取り付けられるように構成された単一のハウジング内に含み得る。一実施形態によれば、より詳細には、一体型ユニットは、電磁（例えば、光）エネルギーを母指球等の身体の一部に向け、身体によって方向転換された電磁エネルギーの一部を受信するように構成された電磁ユニットを含み得る。一体型ユニット内の分光計２０２６等の光センサは、方向転換された一部を電磁信号から電気信号に変換するように構成される。演算回路２０４８等の一体型ユニット内の演算回路は、電気信号に基づいて筋細胞の酸素化のレベルを決定するように構成される。加えて、一体型ユニットは、ベース２００４の構成要素と、プローブ２００２の機能を模倣する構成要素と、を含むシステム２０００の１つ又は複数の構成要素を含むハウジングを含み得る。ハウジングは、対象の身体の母指球又は他の部分に直接取り付けるのに好適な寸法（例えば、クリップオンパルスオキシメータハウジングに類似するクリップオンハウジング）であり得る。一体型ユニットとして実装される場合、プローブ２００２、アンビリカルコード２００６及びコネクタ２００８等、システム２０００のいくつかの構成要素は、不要である場合がある。
[0095] 図４Ａは、一実施形態による、図２及び図３Ｂのアンビリカルコード２００６及びプローブヘッド２０１０の上面図である。
[0096] プローブヘッド２０１０は、照射光ファイバ４００６の３つのセット４０００、４００２及び４００４の端部と、集光光ファイバ４０１０の１つのセット４００８の端部（記載する実施形態では１つの集光光ファイバのみが含まれる）と、対象の母指球に貼り付くように構成された接着底面４０１２と、接着底面を覆って保護し、接着底面に面する較正面４０１６を含む取外可能な可撓性のプラスチック裏打ち又はストリップ４０１４と、認証回路４０１８と、を含む。
[0097] 照射光ファイバ４００６の各セット４０００、４００２及び４００４の端部は、セットの端部が１つ又は複数の集光光ファイバ、ここでは１つの集光光ファイバ４０１０の端部からほぼ同じ半径方向距離であるように、それぞれの円弧に沿って位置決めされる。セット４０００の光ファイバ４００６の端部は、集光光ファイバ４０１０の端部から半径方向距離ｒ１であり、セット４００２の光ファイバの端部は、それぞれ集光光ファイバの端部から半径方向距離ｒ２であり、セット４００４の光ファイバの端部は、それぞれ集光光ファイバの端部から半径方向距離ｒ３である。例えば、ｒ１≒２ｍｍ、ｒ２≒７ｍｍ及びｒ３≒１２ｍｍである。
[0098] 母指球を形成する組織等、対象の組織を２つ以上の距離から照射することにより、１つの距離のみから照射する場合と比較して、演算回路２０４８が組織を形成する１つ又は複数の細胞の酸素飽和度レベルをより良好に決定することができる情報を生成することができる。照射光ファイバ４００６の端部から集光光ファイバ４０１０の集光端部までの距離が遠いほど、統計的に、組織が集光光ファイバの集光端部に光子を方向転換する前に、照射する「粒子」（例えば、光子）が組織内により深く浸透することが分かっている。照射光ファイバ４００６と集光光ファイバ４０１０との間の複数の距離（記載する実施形態では３つの距離）を含むことにより、プローブヘッド２０１０は、組織の複数の層からのスペクトル情報を収集し、ベース２００４（図２）に提供するように構成される。例えば、距離ｒ１から発せられ、集光光ファイバ４０１０の集光端部に方向転換されるエネルギーは、対象の組織の最上部の１つ又は複数の層（例えば、皮膚、脂肪）に関する情報を提供する。距離ｒ２から発せられ、集光光ファイバ４０１０の集光端部に方向転換されるエネルギーは、対象の組織の中間層（例えば、骨格筋の最上部の１つ又は複数の層）に関する情報を提供する。距離ｒ３から発せられ、集光光ファイバ４０１０の集光端部に方向転換されるエネルギーは、対象の組織の下層（例えば、骨格筋の中間層から下層）に関する情報も提供する。対象の軟組織の複数の層に関するスペクトル情報を収集することにより、演算回路２０４８（図２）は、オキシミオグロビン、デオキシミオグロビン、オキシヘモグロビン及びデオキシヘモグロビンを互いから及び他の物質から区別することが効果的に可能になる。
[0099] さらに、半径方向距離が大きいほど、セット内の照射光ファイバ４００６の数が多くなり、そのため、所与の照射時間に対して、所与の集光時間窓又は期間にわたって組織が集光光ファイバ４０１０の端部に方向転換する電磁エネルギーのレベル（例えば、光子等の「粒子」の数）が各半径方向距離（例えば、ｒ１、ｒ２及びｒ３）に対してほぼ同じになる。任意の所与の半径方向距離のセット、ｒ１，ｒ２，．．．，ｒｎについて、各照射光ファイバが他の照射光ファイバの各々とほぼ同じ時間、ほぼ同じ強度の電磁エネルギーを発するとすれば、各半径方向距離から収光光ファイバ４０１０の端部に方向転換される電磁エネルギーのレベルがほぼ同じであるように、各半径方向距離で必要とされる照射光ファイバ４００６の数を決定することができる。
[0100] プローブ表面４０１２上の接着剤は、心電図（ＥＫＧ）電極又はＡＥＤ電極を対象の皮膚に固定するために使用される接着剤等、任意の好適な接着剤であり得る。
[0101] 較正面４０１６は、例えば、典型的には新たな対象ごとに、新たなプローブ２００２が設置されるたびに細胞酸素化レベル決定器及びモニタシステム２０００（図２）の較正に使用するのに好適な任意の面であり得る。較正面４０１６は、好適な色温度を有する高白色反射面であり、この色温度は、発生器２０２２によって生成される電磁エネルギーのスペクトルにおける１つ又は複数の波長に従って選択される。
[0102] 看護師等の医療専門家は、可撓性プラスチックストリップ４０１４を取り外す前に、プローブコネクタ２００８（図２及び図３Ｂ）をプローブレセプタクル２０２０に取り付ける（プローブ２００２のストリップ又は他の部分は、プローブが取り付けられた後及び制御回路２０２８がディスプレイ２０３２上に、ストリップを取り外してもよいという標示を生成した後までストリップを取り外さないという印刷された指示を含み得る）。
[0103] レセプタクル２０２０内にプローブコネクタ２００８（図２）があることと、プローブコネクタが締付機構（図１３Ａ及び図１３Ｂ）によって適所に保持されていることとを検知し、認証器４０１８からの通信により、プローブ２００２がシステム２０００での使用を許可されていることを確認することに応じて、制御回路２０２８は、発生器２０２２に、アレイ２０４４内のＬＥＤを較正期間にわたって「点滅」させる。較正時間中、電磁エネルギーは、照射光ファイバ４００６に沿って伝播し、これらのファイバの端部から出る。較正面４０１６は、電磁エネルギーの一部を集光光ファイバ４０１０の端部に方向転換し、分光計２０２６は、方向転換された電磁エネルギーの波長を上述したような範囲に空間的に分離し、各波長範囲について、範囲の波長の組み合わされた強度に対応するそれぞれの較正値を生成する。制御回路２０２８は、その後、１つ又は複数の較正値を格納する。
[0104] 較正手順が完了すると、制御回路２０２８は、ディスプレイ２０３２上において又は音声発生器を用いて、看護師又は他の医療専門家がプラスチックストリップ４０１４を取り外してプローブヘッド２０１０を対象に貼り付けることができるという通知を生成することができる。
[0105] 代わりに、較正手順を非常に迅速に行うことができ、それにより、臨床医が、プラスチックストリップ４０１４を取り外す前にプローブ２００２をレセプタクル２０２０に「差し込む」限り、最も速い人でもプラスチックストリップを取り外すことができる前の時点で較正手順が終了するため、臨床医は、その後の任意の時点でストリップを取り外すことができる。その後（後続する較正手順の実行まで）、波長範囲強度の測定ごとに、演算回路２０４８は、各波長範囲について、現測定値に対する較正値の比のｌｏｇ１０に等しい正規化された強度値を生成する。演算回路２０４８が、照射された組織内の細胞の酸素飽和度レベルを決定する際に使用するのは、１つ又は複数の波長範囲に対する正規化された強度値である。こうした較正は、経時的に発生する可能性のあるベース２００４間の変化及び差異を考慮することができ、こうしたベース間の変化の例としては、アレイ２０４４内の１つ又は複数のＬＥＤの各々の明るさ又は各々によって生成されるそれぞれのスペクトルの変化又は差異が挙げられ、この変化又は差異は、ドライバ回路２０４６、（例えば、プローブヘッド２０１０又はプローブレセプタクル２０２０における）光結合及び分光計２０２６の１つ又は複数のそれぞれの変化又は差異に起因する。較正手順については、図５に関連してさらに後述する。
[0106] 認証回路４０１８は、ベース２００４（図２）に、制御回路２０２８（図２）が、（例えば、許可されていない非純正プローブが使用されることを防止し、他の許可されたプローブがベースと完全に互換性があり、その単回使用設計限界を超えて使用されないことを保証することにより、安全性を促進するために）プローブ２００２がベース２００４と使用することを許可されているか否かを判断することができる情報を提供するように構成される。例えば、認証回路４０１８は、メモリ４０２０、電池４０２２及び無線送信機（例えば、好適なアンテナを含むBluetooth（登録商標）送信機）４０２４を含み得るか、又は従来の無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ若しくは近距離無線通信（ＮＦＣ）回路を含み得る。メモリ４０２０は、認証値を格納する、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、電気的にプログラム可能なリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的にプログラム可能及び消去可能なリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）等の好適な不揮発性メモリであり、この認証値は、コード化することができ、例えば、メモリは、プローブ２００２（図２）の製造業者により、プローブが販売のために包装及び出荷される前に認証値を格納するようにプログラムすることができる。メモリ４０２０は、人（例えば、ハッカー）が後にメモリから認証値を読み出すことを妨げるように従来の方法で構築することができる。電池４０２２は、プローブヘッド２０１０に適合するように好適なサイズであり、メモリ４０２０及び送信機４０２４に電力供給するように構成される。プローブ２００２が「棚の上に置かれて」使用されるのを待っている間の電池４０２２の寿命を延ばすために、回路が電池から電流を引き出すことを防ぐために、電池のコンタクト電極と、プローブヘッド２０１０に搭載された回路の電源ノードと、の間にプラスチックのストリップ等の絶縁体を配置することができ、プローブは、その上に（又は絶縁体に）印刷された、ユーザが絶縁体を取り外す指示を含み得、それにより回路が電池から電力を引き出すことができるように電源ノードが電池の電極と電気的に接触することができる。送信機４０２４は、ネットワークコネクタ２０３６（図２）又はローカルコネクタ２０３８（図２）を介して認証値をベース２００４に送信するように構成される。例えば、無線送信機がBluetooth（登録商標）送信機である場合、送信機は、従来の方法でベース２００４とペアリングすることができる。さらに、送信機４０２４は、送信前に認証値をコード化するように構成することができ、それにより送信された値を傍受し、それを使用して、ベース２００４でサードパーティ又は偽造プローブの使用を可能にすることができない。制御回路２０２８（図２）は、認証値を受信し、受信された認証値を必要に応じてデコードするよう構成される。制御回路２０２８は、認証値が、プローブ２００２がベース２００４と使用することを許可されていることを示していると判断した場合、ベースを機能的な動作モードで維持する。逆に、制御回路２０２８は、認証値を受信しないか、又は無効な認証値を受信した場合、許可されたプローブ２００２がレセプタクル２０２０を介してベースに接続されるまで、ベースが使用されることを不可にする。したがって、認証機能は、サードパーティ又は偽造プローブがベース２００４とともに使用されることを防止することができる。代わりに、電池を省略することができ、プローブ２００２は、レセプタクル２０２０（図２）の電源端子に接続する１つ又は複数の配線を含み得、それにより送信機及びメモリにベース２００４から電力が供給される。認証回路４０１８がＲＦＩＤタグ又はＮＦＣ回路であるか又はそれを含む別の代替形態では、電池４０２２を省略することもでき、（ＲＦＩＤ又はＮＦＣリーダー回路を含む）ベース２００４によって送信されるポーリング又は他の信号により、認証回路に電力供給することができる。
[0107] さらに図４Ａを参照すると、照射光ファイバ４００６及び集光光ファイバ４０１０は、任意の好適なタイプの光ファイバであり得る。例えば、各ファイバ４００６及び４０１０は、ファイバ間、特に照射光ファイバと集光光ファイバとの間のクロストークを低減させるか又は完全に除去するように不透明な外側シースを有し得る。さらに、１つ又は複数のファイバ４００６及び４０１０の各々は、それぞれのガラスファイバであり得るが、プラスチックファイバ、例えばマルチコアプラスチックファイバでもあり得る。プラスチック光ファイバは、通常、ガラス光ファイバよりも安価であり、マルチコアプラスチック光ファイバは、シングルコアガラスファイバ又はプラスチックファイバよりも小さい最小曲げ半径を有し得る。光ファイバ４００６及び４０１０の曲げ半径が小さいほど、プローブヘッド２０１０の高さを低くすることができる。加えて、集光光ファイバ４０１０は、複数の集光コアを含み得、集光コアの第１セットの１つ又は複数の各々は、本出願の他の箇所に記載するように、収集された電磁エネルギーを分光計２０２６に提供するように構成され、集光コアの第２セットの１つ又は複数の各々は、プローブヘッド２０１０が対象の身体部位に適切に取り付けられている間、身体部位から反射された光をベース２００４に搭載された検出回路（例えば、光検出器）に提供するように構成される。制御回路２０２８は、プローブヘッドが身体部位に適切に取り付けられているという標示として、反射光の存在を「認識」するように構成することができる。その結果、プローブヘッド２０１０が対象に適切に取り付けられていない間に電磁エネルギー発生器２０２２がＬＥＤをアクティブにすることを防止するために、制御回路２０２８は、１つ又は複数の集光コアの第２セットからの反射光の少なくとも閾値強度レベルを検出することに応じてベース２００４の動作を可能にし、それ以外の場合にはベースの動作を無効にするように構成することができる。
[0108] さらに図４Ａを参照すると、プローブヘッド２０１０の代替実施形態が企図される。例えば、光ファイバ４００６及び４０１０は、アンビリカルコード２００６に配置されるように記載しているが、リボンケーブルのように並列して配置することができる。さらに、半径ｒが増大するに従い、各グループ４０００、４００２及び４００４における照射光ファイバ４００６の数が増加し、各照射光ファイバが、その端部において、ほぼ同じ強度を有する電磁エネルギーを供給するように記載しているが、プローブヘッド２０１０は、各グループにおける照射光ファイバと同じか又は同様の数の照射光ファイバを含み得、システム２０００（図２）は、各半径ｒからの電磁エネルギーの総強度が少なくとも１つの集光光ファイバ４０１０の集光端部でほぼ同じになるように、半径ｒが増大するに従い、グループにおける各ファイバにより高い強度の電磁エネルギーを提供するように構成することができる。又は、同じ結果を達成するために、プローブヘッド２０１０は、依然として、各グループに同じか又は同様の数の照射光ファイバを含み得、システム２０００（図２）は、各半径ｒからの電磁エネルギーの総レベル（ここで、「レベル」は、事実上、強度の積分である）が、少なくとも１つの集光光ファイバ４０１０の集光端部でほぼ同じであるように、半径ｒが増大するに従い、グループにおける各ファイバに電磁エネルギーをより長い時間提供するように構成することができる。さらに、接着面４０１２の代わりに又は接着面４０１２に加えて、プローブヘッド２０１０は、プローブヘッドを手の母指球等の身体部位に固定するストラップ等の別の構造を含み得る。加えて、電磁エネルギー発生器２０２２をベース２００４内に配置する代わりに、ＬＥＤアレイ２０４４、ドライバ回路２０４６及び温度コントローラ２０２４を含む発生器を、プローブヘッド２０１０内又はプローブ２００２の１つの他の部分に部分的に又は完全に配置することができ、こうした実施形態では、照射光ファイバ４００６をベース２００４に通す必要がなくなる。さらに、認証器４０１８は、プローブ２０１０内ではなく、プローブコネクタ２００８（図２）内に配置することができる。さらに、アレイ２０４４（図２）のＬＥＤは、各々がほぼ同じスペクトル及び強度の電磁エネルギーを放射するものとして記載しているが、ＬＥＤは、異なるスペクトル、異なる強度又は異なるスペクトル及び異なる強度の両方を放射するように構成することができる。例えば、グループ４００４における照射光ファイバ４００６（半径方向距離ｒ３のファイバ端部）を駆動するように構成されたＬＥＤは、ほぼ同じスペクトルを有し得、これは、グループ４００２及び４０００の一方又は両方における照射光ファイバを駆動するように構成されたＬＥＤのスペクトルと異なる。加えて、プローブヘッド２０１０は、手の母指球に固定するように構成されると記載しているが、他の任意の好適な身体部位に、例えば、骨格筋を含み、筋肉の上の皮膚及び脂肪層の厚さが約３ｍｍ以下である身体部位に固定するように構成することができ、そうした身体部位の例としては、足の裏、手の甲、首（胸鎖乳突筋）、胸（大胸筋）及び乳幼児の手足が挙げられる。さらに、複数の照射光ファイバ４００６と複数の集光光ファイバ４０１０とを含むプローブ２００２の実施形態では、照射光ファイバ４００６のセット４０００、４００２及び４００４のアクティブ化を時間多重化する代わりに、ベース２００４は、集光光ファイバの各々について、それぞれの分光計２０２６を含み得るか、又はスペクトルの「スライス」を切り出し、次いでこれらのスライスを演算回路２０４８で効果的に再結合する、一連のダイクロイックフィルタを含み得、これにより照射光ファイバのすべてのセットを同時に通電することができ、すなわち、多重化及び逆多重化は、時間領域の代わりに波長領域で行われ、例えば、３つの集光光ファイバ４０１０を有する実施形態では、ベース２００４は、３つの分光計２０２６、すなわち集光光ファイバごとに１つの分光計を含み得る。代わりに、分光計２０２６は、（リニアセンサの代わりに）２次元センサを含み得、プローブレセプタクル２０２０及びプローブコネクタ２００８は、各集光光ファイバ４０１０からの収集された電磁エネルギーを２次元センサのそれぞれの領域に向けるように構成することができる。さらに別の代替形態では、分光計２０２６は、入力光マルチプレクサを含み、制御回路２０２８は、マルチプレクサを制御して、複数の集光光ファイバ４０１０の各々からの収集された電磁エネルギー出力をそれぞれの時点で分光計センサ上に向けるように構成され、これにより、任意の所与の時点で、制御回路は、いずれの集光光ファイバが分光計によって作用されている出力を提供しているかを「知っている」。本明細書の他の箇所で言及するように、複数の集光光ファイバ４０１０を含むシステム２０００の実施形態において、システムは、１つのみの照射光ファイバ２００６を含み得る。さらに、認証回路４０１８は、メモリ４０２０からの認証データのハッキングを抑止し、ハッカーが送信機４０２４を制御して制御回路２０２８（図２）に偽造認証コードを送信することを抑止するために、従来のローリングコードを採用することができる。認証メモリ４０２０は、プローブ２００２の製造中、測定された測定値、生成された試験結果等、プローブに関連する特定のデータを格納することもでき、プローブがベース２００４に接続された後、較正手順の一部として、制御回路２０２８は、データの一部又はすべてを、制御回路によって生成された同等のデータと比較して、プローブが誤動作しているか若しくは損傷しており、他に適切に較正されているか否かを判断することができる。加えて、図１～図３及び図４Ｂ～図１７に関連して記載する実施形態は、図４Ａのプローブヘッド２０１０に適用可能であり得る。
[0109] 図４Ｂは、別の実施形態による、図２及び図３Ｂのプローブ２００２のプローブヘッド２０１０とともに使用され、対象の手４１０４の母指球４１０２に取り付けられるように構成された、取付部材４１００の斜視図である。取付部材４１００は、プローブヘッドに接着面４０１２がない、図４Ａのプローブヘッド２０１０の実施形態で使用されるようにも構成される。
[0110] 取付部材４１００は、可撓性接着メッシュ４１０６と、接着剤、縫合又は他の好適な取付技法によって接着メッシュに取り付けられたプローブヘッドレセプタクル４１０８とを含む。
[0111] 可撓性接着メッシュ４１０６は、手４１０４に面するその取付側に、従来のものであり得る好適な接着剤と、ユーザが取付部分４１００を母指球４１０２に貼り付ける前に取り外す保護フィルム（図４Ｂには図示せず）と、を含む。メッシュは、プラスチック、布又はプラスチック及び布の組合せで作製することができる。
[0112] メッシュ４１０６は、プローブヘッドレセプタクル４１０８の下に、電磁エネルギー発生器２０２２（図２）によって発生した電磁エネルギーが照射光ファイバ４００６（図４Ａ）の出力端から、母指球４１０２を形成する皮膚、筋肉及び他の組織に、妨げられることなく伝播することをできるようにし、組織によって方向転換された照射電磁エネルギーの一部が１つ又は複数の集光光ファイバ４０１０（図４Ａ）に、妨げられることなく伝播することができるようにする、少なくとも１つの開口部を含む。
[0113] プローブヘッドレセプタクル４１０８は、プラスチック等の任意の好適な材料から作製することができ、プローブヘッド２０１０を受けるように組み立てられるか又は他に構成される（例えば、（接着面４０１２が省略された実施形態における）図３Ｂ及び図４Ａ並びに図４Ｃ）。例えば、レセプタクル４１０８及びプローブヘッド２０１０は、プローブヘッドをレセプタクル４１０８に「スナップ留めする」ように構成され得るか、又はプローブヘッドの外側とレセプタクルの内側とを、プローブヘッドをレセプタクルに１回転未満又は１回転超ひねって入れるか又はねじ込むことができるようにねじ切られ得る。さらに、レセプタクル４１０８及びプローブヘッド２０１０は、取付部材４１００が対象の母指球４１０２（又は他の身体部位）に固定される前又は後に、プローブヘッドをレセプタクルに取り付けることができるように組み立てるか又は他に構成することができる。加えて、レセプタクル４１０８は、その底部４１１０を貫通して１つ又は複数の開口部を有し、１つ又は複数の開口部は、照射光ファイバ４００６（図４Ａ）から発する電磁エネルギーと、対象の組織によって１つ又は複数の集光光ファイバ４０１０（図４Ａ）に向かって方向転換された電磁エネルギーとが、妨げられることなく底部を通過することができるように構成される。
[0114] さらに図４Ｂを参照すると、取付部材４１００の代替実施形態が企図される。例えば、プローブヘッドレセプタクル４１０８は、円形であるものとして記載しているが、任意の好適な形状を有し得、図２の電磁エネルギー発生器２０２２によって生成される電磁エネルギーの波長範囲において低反射率を有する黒色等、任意の好適な色を有し得る。さらに、接着メッシュ４１０６は、任意の好適な形状及び色を有し得る。加えて、プローブヘッド２０１０がレセプタクル４１０８の内側に適合するものとして記載しているが、レセプタクルが、プローブヘッドの内側に適合することができる。さらに、図１～図４Ａ及び図４Ｃ～図１８に関連して記載する実施形態は、図４Ｂのプローブヘッドレセプタクル４１０８に適用可能であり得る。
[0115] 図４Ｃは、一実施形態による、図４Ｂの取付部材４１００のレセプタクル４１０８に挿入されるか又は他に固定された、例えば図２、図３Ｂ及び図４Ａのプローブヘッド２０１０の斜視図である。プローブヘッド２０１０は、２部品（例えば、クラムシェル）構造を有し、２つの部品（図４Ｃの観点からは上部及び下部）は、機械ねじ４２００によって合わせて保持される。
[0116] プローブヘッド２０１０は、プローブヘッドが包装され、使用を待って保管されている間、プローブヘッドの面（対象の身体に面し、プローブヘッドが使用されている間、レセプタクル４１０８の内側に配置される側）を保護するために、取付部材４１００に取り付けて包装することができるか、又は図４Ａに関連して記載したように、プローブヘッドの面に、図４Ａのフィルム４０１４と同様の保護フィルムを（例えば、接着剤によって）取り付けることができる。前者の場合、ユーザは、プローブヘッド２０１０をレセプタクル４１０８から取り外すことなく、取付部材４１００を対象の身体に貼り付けることができるか、又はプローブヘッドをレセプタクルから取り外し、取付部材を対象の身体に貼り付け、プローブヘッドをレセプタクルに再度挿入するか若しくはプローブヘッドをレセプタクルに他の方法で再度取り付けることができる。何らかの理由でプローブヘッド２０１０をレセプタクル４１０８から係合解除することが必要である場合、接着剤及びレセプタクル４１０８は、対象の身体に固定されたままとし、対象の身体の検査を再開するためにプローブヘッド２０１０と再び係合させることができる。
[0117] さらに図４Ｃを参照すると、取付部材４１００及びプローブヘッド２０１０の代替実施形態が企図される。例えば、図１～図４Ｂ及び図４Ｄ～図１８に関連して記載する実施形態は、図４Ｃの取付部材４１００及びプローブヘッド２０１０に適用可能であり得る。
[0118] 図４Ｄは、一実施形態による、較正部材、すなわち較正器４３００に取り付けられた図２、図３Ｂ、図４Ａ及び図４Ｃのプローブヘッド２０１０の斜視図である。プローブヘッド２０１０は、それが図４Ｂの取付部材４１００に取り付けられるように構成される方法と同様の方法で、較正部材４３００に取り付けられるように構成することができ、較正器４３００は、白色であるとともに、他の点では保護フィルム４０１４（図４Ａ）の較正面４０１６と同様である、較正面４３０２（プローブヘッドが較正器に取り付けられている間、プローブヘッド２０１０に面する面）を有する。保護フィルム４０１４がプローブヘッド２０１０から意図的に又は不注意で外れている場合又は保護フィルムの較正面４０１６が損傷している場合、較正器４３００を使用してシステム２０００を較正することができる。
[0119] さらに図４Ｄを参照すると、プローブヘッド２０１０及び較正器４３００の代替実施形態が企図される。例えば、図１～図４Ｃ及び図５～図１８に関連して記載する実施形態は、図４Ｄのプローブヘッド２０１０及び較正器４３００に適用可能であり得る。
[0120] 図５は、一実施形態による、図２の細胞酸素化レベル決定器及びモニタシステム２０００を使用する方法及び動作させる方法のフロー図５０００である。本方法は、図４Ａのプローブ２００２が使用される実施形態に従って説明するが、プローブの別のバージョンが使用される場合にも、本方法は同様であり得ることが理解される。
[0121] 図２～図５を参照すると、ステップ５００２において、ＥＭＳ又はＣＣＳ（例えば、看護師、医師、技師）等のユーザが、プローブコネクタ２００８をプローブレセプタクル２０２０に挿入することにより、プローブ２００２をベース２００４に接続する。ユーザがプローブコネクタ２００８をレセプタクル２０２０内に、センサ２０４０を「作動させる」のに十分な程度まで挿入することに応じて、制御回路２０２８は、センサからの検知信号に応じて、プローブ－コネクタ締付機構（図１３及び図１４）を作動させて、プローブコネクタをプローブレセプタクル内に係合させ、プローブコネクタをＬＥＤアレイ２０４４（図６を参照されたい）と安定した光学的整列状態で保持する。
[0122] 次に、ステップ５００４において、制御回路２０２８は、プローブ２００２がベース２００４との使用を許可されているか否かを判断する。例えば、制御回路２０２８は、無線モードで動作しているネットワークコネクタ２０３６を介して認証値の要求をプローブヘッド２０１０の無線送信機４０２４（図４Ａ）に送信し（送信機は、その要求を処理するマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ又は他の回路を含み得るか又はその一部であり得る）、必要に応じて、送信機は、格納された認証値をメモリ４０２０（図４Ａ）から取り出し、認証値をコード化し、コード化した認証値を、ネットワークコネクタを介して制御回路に送信する。制御回路２０２８は、認証値をデコードし、認証が有効であるか否かを判断する。例えば、制御回路２０２８は、認証値を、メモリ２０３０に格納された１つ又は複数の有効な認証値のリストと比較し、受信した認証値が格納された認証値の１つと一致する場合、プローブ２００２と使用されるようにベース２００４を有効にする。代わりに、制御回路２０２８は、受信した認証値を認証アルゴリズムに従って処理し、その結果を、メモリ２０３０に格納された１つ又は複数の有効な結果のリストと比較し、得られた結果が格納された結果の１つと一致する場合、プローブ２００２と使用されるようにベース２００４を有効にする。制御回路２０２８は、受信した認証値が有効であると判断した場合、ステップ５００６に進む。しかしながら、制御回路２０２８は、認証値又はアルゴリズム結果が無効であると判断した場合、ステップ５００８に進み、そこで、制御回路は、認証されていないプローブ２００２が設置されている間、ベース２００４が動作することを無効にする。
[0123] ステップ５００６において、ベース２００４はスペクトル較正を実施する。図２及び図４Ａを参照すると、制御回路２０２８は最初に、ディスプレイ２０３２上に、細胞酸素化レベル決定器及びモニタシステム２０００のユーザに較正が行われていることを通知し、プローブヘッド２０１０の接着面４０１２から保護ストリップ４０１４を取り外さないように指示するメッセージを生成する。制御回路２０２８は、次に、電磁エネルギー発生器２０２２に、１回又は複数回の較正時間にわたってアレイ２０４４におけるＬＥＤを「点滅」させる。より詳細には、制御回路２０２８は、アレイ２０４４における、照射光ファイバ４００６のグループ４０００に対応するＬＥＤを、約０．１ｍｓ～１ｍｓの範囲、例えば約０．４ｍｓの第１較正時間にわたってアクティブにし、アレイにおける残りのＬＥＤを非アクティブにする。アクティブなＬＥＤからの電磁エネルギーは、グループ４０００における照射光ファイバ４００６に沿って伝播し、これらのファイバの各々の出力端から出る。保護ストリップ４０１４の例えば白色の較正面４０１６は、入射電磁エネルギーの一部を集光光ファイバ４０１０の入力端に入るように方向転換し、分光計２０２６は、図２に関連して記載したように、方向転換された電磁エネルギーの波長を複数の範囲に空間的に分離する。各範囲について、分光計２０２６は、その範囲の波長の組み合わされた強度に対応するそれぞれの較正値を生成する。制御回路２０２８は、次に、メモリ２０３０に、照射光ファイバグループ４０００に対応する１つ又は複数の較正値を格納する。次に、制御回路２０２８は、アレイ２０４４における、照射光ファイバ４００６のグループ４００２に対応するＬＥＤを、約１ｍｓ～１０ｍｓの範囲、例えば、約４ｍｓの第２較正時間にわたってアクティブにし、アレイにおける残りのＬＥＤを非アクティブにする。アクティブなＬＥＤからの電磁エネルギーは、グループ４００２における照射光ファイバ４００６に沿って伝播し、これらのファイバの各々の出力端から出る。保護ストリップ４０１４の較正面４０１６は、入射電磁エネルギーの一部を集光光ファイバ４０１０の入力端に入るように方向転換し、分光計２０２６は、方向転換された電磁エネルギーの波長を複数の範囲に空間的に分離し、各範囲について、その範囲の波長の組み合わされた強度に対応するそれぞれの較正値を生成する。制御回路２０２８は、次に、メモリ２０３０に、照射光ファイバグループ４００２に対応する１つ又は複数の較正値を格納する。次いで、制御回路２０２８は、アレイ２０４４における、照射光ファイバ４００６のグループ４００４に対応するＬＥＤを、約１ｍｓ～１０ｍｓの範囲、例えば、約８ｍｓの第３較正時間にわたってアクティブにし、アレイにおける残りのＬＥＤを非アクティブにする。アクティブなＬＥＤからの電磁エネルギーは、グループ４００４における照射光ファイバ４００６に沿って伝播し、これらの各ファイバの出力端から出る。保護ストリップ４０１４の較正面４０１６は、入射電磁エネルギーの一部を集光光ファイバ４０１０の入力端に入るように方向転換し、分光計２０２６は、方向転換された電磁エネルギーの波長を複数の範囲に空間的に分離する。各範囲について、分光計２０２６は、その範囲の波長の組み合わされた強度に対応するそれぞれの較正値を生成する。次いで、制御回路２０２８は、メモリ２０３０に、照射光ファイバグループ４００４に対応する１つ又は複数の較正値を格納する。制御回路２０２８は、照射光ファイバ４００６の残りの各グループ（ある場合）に対して同様の較正を実施する。次に、制御回路２０２８は、音声発生器（図２には図示せず）を介して又はディスプレイ２０３２上において、較正手順が完了し、ユーザがプローブヘッド２０１０の面から保護ストリップ４０１４を取り外すことができるという通知を生成する。代わりに、制御回路２０２８は、非常に短時間で較正手順を完了することができ、そのため、プローブ２００２を取り付けた後、いかなる人も較正手順が終了する前に保護ストリップ４０１４を取り外すほど迅速に行うことはない場合、制御回路２０２８は、音声発生器を介するか又はディスプレイ２０３２上での較正関連メッセージの生成を省略することができる。保護ストリップ４０１４の較正面４０１６の代わりに別個の較正器（例えば、図４Ｄの較正器４３００）が使用される代替実施形態では、ステップ５００６は、較正手順が実施される前に、保護ストリップ４０１４をプローブヘッド２０１０から取り外すことと、外部較正器をプローブヘッドに取り付けることとを含むように変更される。
[0124] 次いで、ステップ５０１０において、制御回路２０２８は、較正値の各々が好適な値の範囲内にあるか否かを判断する。例えば、制御回路２０２８は、各較正値を、その較正値が対応するスペクトル範囲についてメモリ２０３０に格納された好適な較正値閾値又は範囲と比較する。
[0125] 較正値の１つ又は複数が範囲外である場合、アレイ２０４４のＬＥＤ、ドライバ回路２０４６、温度コントローラ２０２４、分光計２０２６又はプローブ２００２の１つ又は複数の誤動作又は損傷等、システム２０００の１つ又は複数の構成要素に問題がある可能性がある。こうした問題により、システム２０００を使用する前に整備又は修理すること又は臨床医が、損傷した若しくは他の状態で誤動作しているプローブ２００２を別のプローブと交換することが必要である場合もある。例えば、特定の波長範囲に対する較正値は、その較正値が０．５ルーメンに対応する閾値未満である場合、仕様外である可能性がある。
[0126] その結果、ステップ５０１０において、制御回路２０２８が、較正値の少なくとも１つが値のそれぞれの好適な範囲外であると判断した場合、方法はステップ５０１２に進み、そこで、制御回路２０２８は、ベース２００４が細胞酸素飽和度レベルを測定することを無効にし、ディスプレイ２０３２上に、例えば、システム２０００が、使用することができる前に整備が必要であることを示すエラーメッセージを生成する。代わりに、制御回路２０２８は、ベース２００４を無効にしないが、システム２０００が、整備する必要があり、整備されるまで細胞酸素化レベルの不正確な読取値をもたらす可能性があることを示すメッセージを、ディスプレイ２０３２上に生成する。
[0127] しかしながら、ステップ５０１０において、制御回路２０２８が、較正値の各々がそれぞれの閾値と許容可能な関係を有するか、又は値のそれぞれの好適な範囲内にあると判断した場合、方法は、ステップ５０１４に進む。
[0128] ステップ５０１４において、ユーザは、プローブヘッド２０１０から保護ストリップ４０１４を取り外し、対象の手の母指球の領域の上に接着面４０１２を配置し、プローブヘッドを手に押し付けてプローブヘッドを手に貼り付ける。プローブヘッド２０１０が、接着面４０１２に加えて又は接着面４０１２の代わりに、ストラップ又は他の取付構造を含む場合、ユーザは、それに応じてプローブヘッドを対象の手の母指球の上に固定する。
[0129] 次に、ステップ５０１６において、制御回路２０２８は、プローブヘッド２０１０に、細胞酸素飽和度レベル測定時間にわたり、約５００ｎｍ～８５０ｎｍの波長範囲の電磁エネルギーで対象の組織を照射させる。制御回路２０２８は、最初に、アレイ２０４４における、１つの照射光ファイバ４００６のグループ４０００に対応するＬＥＤを、約０．１ｍｓ～１．０ｍｓの範囲の、例えば、約０．４ｍｓの第１照射時間にわたってアクティブにし、アレイにおける残りのＬＥＤを非アクティブにする。アクティブなＬＥＤからの電磁エネルギーは、グループ４０００における照射光ファイバ４００６に沿って伝播し、このファイバの出力端から出る。出て行く電磁エネルギーは対象の組織内に拡散し、対象の組織を形成する細胞（例えば、骨格筋細胞）は、拡散された電磁エネルギーの一部を吸収し、対象の組織は、拡散された電磁エネルギーの別の一部を集光光ファイバ４０１０の入力端に入るように方向転換し、電磁エネルギーの方向転換された一部（「収集された一部」とも称する）は、集光光ファイバ４０１０を通して分光計２０２６まで伝播する。グループ４０００における１つの照射光ファイバ４００６の出力端から発せられた電磁エネルギーが対象の組織内に拡散し、組織を構成する細胞が拡散された電磁エネルギーの一部を吸収し、組織が拡散された電磁エネルギーの別の一部を集光光ファイバ４０１０の入力端に方向転換し、収集された電磁エネルギーが集光光ファイバ４０１０に沿って分光計２０２６まで伝播するのにかかる時間は、第１照射時間よりも著しく短く、例えば、第１照射時間の約１０分の１以下である。
[0130] 制御回路２０２８は、次に、アレイ２０４４における、２つの照射光ファイバ４００６のグループ４００２に対応するＬＥＤを、約１．０ｍｓ～１０．０ｍｓの範囲の、例えば約４．０ｍｓの第２照射時間にわたってアクティブにし、アレイにおける残りのＬＥＤを非アクティブにする。アクティブなＬＥＤからの電磁エネルギーは、グループ４００２における２つの照射光ファイバ４００６に沿って伝播し、これらのファイバの出力端から出る。出て行く電磁エネルギーは、対象の組織内に拡散し、対象の組織を形成する細胞（例えば、骨格筋細胞）は、拡散された電磁エネルギーの一部を吸収し、対象の組織は、拡散された電磁エネルギーの別の一部を集光光ファイバ４０１０の入力端に入るように方向転換し、電磁エネルギーの方向転換された一部は、集光光ファイバ４０１０を通して分光計２０２６まで伝播する。グループ４００２における照射光ファイバ４００６の出力端から発せられた電磁エネルギーが対象の組織内に拡散し、組織を構成する細胞が拡散された電磁エネルギーの一部を吸収し、組織が拡散された電磁エネルギーの別の一部を集光光ファイバ４０１０の入力端に入るように方向転換し、収集された電磁エネルギーが集光光ファイバ４０１０に沿って分光計２０２６まで伝播するのにかかる時間は、第２照射時間よりも著しく短く、例えば、第２照射時間の約１０分の１以下である。
[0131] ステップ５０１６において、制御回路２０２８は、次いで、アレイ２０４４における、４つの照射光ファイバ４００６のグループ４００４に対応するＬＥＤを、約１．０ｍｓ～１０．０ｍｓの範囲、例えば約８．０ｍｓの第３照射時間にわたってアクティブにし、アレイにおける残りのＬＥＤを非アクティブにする。アクティブなＬＥＤからの電磁エネルギーは、グループ４００４における４つの照射光ファイバ４００６に沿って伝播し、これらのファイバの出力端から出る。出て行く電磁エネルギーは、対象の組織内に拡散し、対象の組織を形成する細胞（例えば、骨格筋細胞）は、拡散された電磁エネルギーの一部を吸収し、対象の組織は、拡散された電磁エネルギーの別の一部を集光光ファイバ４０１０の入力端に入るように方向転換し、電磁エネルギーの方向転換された一部は集光光ファイバ４０１０を通して分光計２０２６まで伝播する。グループ４００４における照射光ファイバ４００６の出力端から発せられる電磁エネルギーが対象の組織内に拡散し、組織を構成する細胞が拡散された電磁エネルギーの一部を吸収し、組織が拡散された電磁エネルギーの別の一部を集光光ファイバ４０１０の入力端に方向転換し、収集された電磁エネルギーが集光光ファイバ４０１０に沿って分光計２０２６まで伝搬するのにかかる時間は、第３照射時間よりも著しく短く、例えば、約１０分の１以下である。
[0132] 次いで、ステップ５０１６と同時であるステップ５０１８において、分光計２０２６は、１つの集光光ファイバ４０１０のグループ４００８によって収集され、分光計入力に提供される、方向転換された電磁エネルギーを、複数の波長範囲に分解する。例えば、方向転換された電磁エネルギーのスペクトルの波長が約５０１ｎｍ～８５０ｎｍの範囲に及ぶ実施形態では、分光計２０２６センサは、分光計が収集された電磁エネルギーを、各々約０．３１ｎｍ幅である、約１１２６の波長ビン又は範囲（ピクセルあたり１ビン／範囲）に分解するように、ピクセルあたり約０．３１ｎｍの波長分解能を有する。しかしながら、例示の目的のために、分光計２０２６は、収集された電磁エネルギーを、以下の３５の波長範囲、すなわち約５０１ｎｍ～５１０ｎｍ、約５１１ｎｍ～５２０ｎｍ、約５２１ｎｍ～５３０ｎｍ、．．．、約８３１ｎｍ～８４０ｎｍ及び約８４１ｎｍ～８５０ｎｍに分解すると想定する。しかしながら、分光計２０２６は、収集された電磁エネルギーを、任意の好適な波長スパンにわたる任意の好適な数の波長ビン又は範囲に分解するように構成することができ、以下の説明が依然として適用されることが理解される。
[0133] 各波長範囲について、分光計２０２６は、その波長範囲の波長の１つ又は複数の特性にそれぞれ関連する１つ又は複数の値も生成する。例えば、分光計２０２６は、波長範囲の波長の組み合わされた強度（例えば、大きさ、振幅、パワー）に関連する値を生成する。さらに例では、分光計２０２６は、各値の代表として、それぞれのアナログ電気信号を生成し、そのアナログ信号を対応するデジタル信号に変換する。例ではさらに、分光計２０２６は、各波長範囲について各特性の多数のデジタルサンプルを生成し、制御回路２０２８は、これらのサンプルを数学的に結合（例えば、平均化）して、分析された各スペクトル特性についてそれぞれの値を生成する。さらなる例では、分光計２０２６が波長範囲５１１ｎｍ～５２０ｎｍに対する強度の４つのサンプルにわたってデジタル値５．０、６．０、８．０、４．０を生成する場合、制御回路２０２８は、この波長範囲に対する強度の値（５．０＋６．０＋７．０＋４．０）／２＝１１．０を生成し、メモリ２０３０に格納する。
[0134] 明確にする目的で、以下の説明では、分光計２０２６は、各波長範囲について、強度のみの値のみを生成するが、分光計は、各波長範囲について、強度の代わりに又は強度に加えて、他の波長範囲特性（例えば、位相、極性）の値を生成できることが理解される。
[0135] さらにステップ５０１８において、第１照射時間中、収集された電磁エネルギーの各波長範囲について、分光計２０２６は、上述したように、強度に関連するそれぞれの値を生成し、制御回路２０２８は、それぞれの値を、その値が１つの照射光ファイバ４００６のグループ４０００の波長範囲及び半径ｒ１に関連付けられるように、メモリ２０３０に格納する。
[0136] 第２照射時間中、収集された電磁エネルギーの各波長範囲について、分光計２０２６は、強度に関連するそれぞれの値を生成し、制御回路２０２８は、それぞれの値を、その値が２つの照射光ファイバ４００６のグループ４００２の波長範囲及び半径ｒ２に関連付けられるように、メモリ２０３０に格納する。
[0137] 第３照射時間中、収集された電磁エネルギーの各波長範囲について、分光計２０２６は、強度に関連するそれぞれの値を生成し、制御回路２０２８は、それぞれの値を、その値が４つの照射光ファイバ４００６のグループ４００４の波長範囲及び半径ｒ３に関連付けられるように、メモリ２０３０に格納する。
[0138] 収集された電磁エネルギーの各波長範囲について、存在する場合、各後続する照射時間中、分光計２０２６は、強度に関連するそれぞれの値も生成し、制御回路２０２８は、その値を、その値が１つ又は複数の照射光ファイバ４００６のそれぞれのグループの波長範囲及び半径ｒｎに関連付けられるように、メモリ２０３０に格納する。
[0139] 上述したように、１つ又は複数（ここでは１つ）の集光光ファイバ４０１０が、第１、第２、第３及び任意の後続する照射期間の各々の間に収集する電磁エネルギーのレベル（例えば、光子の数）が、ほぼ等しくなるように、グループにおける照射光ファイバ４００６の数は、半径ｒの増大に伴って増加する。代わりに、各照射期間中に収集されるエネルギーのそれぞれのレベルが少なくとも最小閾値エネルギーレベルを有する限り、照射期間中に収集されるエネルギーのレベルは、互いにほぼ等しくなくてもよく、その最小閾値は、１つ又は複数の集光光ファイバ４０１０によって受信されるエネルギーの信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）に関して定義することができる。
[0140] 次に、ステップ５０２０において、制御回路２０２８の演算回路２０４８は、第１、第２、第３及び任意の後続の照射時間中にメモリ２０３０に格納された値に応じて、プローブ２００２が電磁エネルギーで照射された対象の組織内の細胞酸素化レベルを決定する。例えば、決定された細胞酸素化レベルは、事実上、組織内の照射された各細胞の細胞酸素化レベルの平均又は他の数学的組合せであり得る。制御回路２０２８は、別段「知らない」限り、照射された組織について決定された細胞酸素化レベルが対象の身体の他の部位の同様の組織（例えば、骨格筋組織）の細胞酸素化レベルとほぼ同じであるとも「想定」する。例えば、自動血圧計（すなわち血圧計）が、手にプローブヘッド２０１０が取り付けられている腕の上にある血圧カフが膨張していることを制御回路２０２８に知らせる間、膨張したカフがプローブで検査された手に誘発する虚血に起因して、対象の身体の他の部位における細胞酸素化を正確に反映していない可能性があるため、制御回路は、演算回路２０４８によって計算された細胞酸素化レベルの読取値を無視するように構成することができる。代わりに、カフが膨張している時間が閾値よりも短く、したがって不正確な細胞酸素化読取値を引き起こすほど長くはない場合、制御回路２０２８は、少なくともカフ膨張時間が閾値以上に増加するまで、読取値を正確なものとして受け入れるように構成することができる。さらに、細胞酸素化レベルを決定する一部として、演算回路２０４８は、オキシミオグロビン％（細胞酸素飽和度レベル）＝［オキシミオグロビン］／（［オキシミオグロビン］＋［デオキシミオグロビン］）及びオキシヘモグロビン％（血液－酸素飽和度レベル）＝［オキシヘモグロビン］／（［オキシヘモグロビン］＋［デオキシヘモグロビン］）を計算することができる。
[0141] 最初に、演算回路２０４８は、第１、第２、第３及び任意の後続する照射時間中、メモリ２０３０に格納された値の各々を正規化する。正規化されている各格納された値について、演算回路２０４８は、最初に、ステップ５００６において以前に決定されメモリ２０３０に格納された、対応する較正値を、格納された値で除算する。例えば、「５５０」が、第１照射時間中に半径方向距離ｒ１で波長範囲５０１ｎｍ～５１０ｎｍについて格納されたデジタル値の１０進表現であり、「５００」が、較正手順中に同じ波長範囲及び同じ半径方向距離ｒ１について格納された対応するデジタル較正値の１０進表現である場合、演算回路２０４８は、商５００／５５０＝１０／１１＝０．９１を生成する。次に、演算回路２０４８は、ｌｏｇ１０（０．９１）＝－０．４１に等しい第１照射時間の半径方向距離ｒ１での波長範囲５０１ｎｍ～５１０ｎｍの値「５５０」の正規化されたバージョンを生成する。代わりに、演算回路２０４８は、｜ｌｏｇ１０（０．９１）｜＝０．４１に等しい正規化されたバージョンを生成する。演算回路２０４８は、第１、第２、第３及び任意の後続する照射時間中、メモリ２０３０に格納された他の値の各々を同様の方法で正規化する。値を正規化することにより、例えば、アレイ２０４４におけるＬＥＤの経年劣化、対象間の発生器の温度又は発生器に供給される供給電圧の変動及びプローブ２００２間の電磁エネルギーの照射及び収集の相違に起因する、電磁エネルギー発生器２０２２によって生成されるスペクトルの変動によって引き起こされる誤差の大きさを減少させるか又は完全に除去することができる。
[0142] 次いで、演算回路２０４８は、演算回路が実行又は他に実施される数学的アルゴリズムへの入力として、これらの値の正規化されたバージョンを適用することにより、第１、第２、第３及び任意の後続する照射時間中、メモリ２０３０に格納された値を処理する。好適な数学的アルゴリズムの例としては、局所重み付き回帰（ＬＷＲ）モデル（例えば、米国特許第１０，４６３，２８６号のカラム９、第２５～第３２行を参照されたい）等の学習アルゴリズム（例えば、機械学習及び統計学習アルゴリズム）、サポートベクターマシン、決定木法（例えば、ランダムフォレスト、XGBoost）、ニューラルネットワーク（ＮＮ）（例えば、順伝播型、畳み込み（ＣＮＮ）、回帰型、敵対的生成）及び推薦システムが挙げられる。各入力値について、アルゴリズムの設計者が利用可能な（アルゴリズム自体に入力される）それぞれの情報としては、対応する照射光ファイバ４００６と１つ又は複数の集光光ファイバ４０１０との間の距離ｒｎ、第１、第２、第３及び後続する照射時間の持続時間並びに入力値が関連付けられる波長範囲の１つ又は複数の波長が挙げられる。その結果、この利用可能な情報に基づいて、アルゴリズム設計者は、細胞酸素化の正確な値が得られるように訓練する能力を有するアルゴリズム（アルゴリズムの訓練については図１５～図１７に関連して後述する）を構築する。
[0143] さらにステップ５０２０において、演算回路２０４８は、ステップ５０１６ごとに、発生した電磁エネルギーによって照射された組織（例えば、骨格筋組織）中の細胞の酸素化レベルを正確に決定する。上述したように、決定された細胞の酸素化レベルは、事実上、組織を形成する細胞のそれぞれの細胞酸素飽和度レベルの平均又は他の数学的組合せであり得る。
[0144] 次に、ステップ５０２２において、制御回路２０２８は、ディスプレイ２０３２上に、決定された細胞酸素化レベル、例えば、「９５．６％」を生成する。制御回路２０２８は、ディスプレイ２０３２上に、表示された細胞酸素化レベルが正常範囲内（例えば、９０％～１００％）であるか、注意範囲内（例えば、７０％～８９．９％）であるか又は緊急範囲内（例えば、７０％未満）であるかについての標示等の他の情報も生成する。制御回路２０２８は、対象の細胞酸素飽和度レベルが正常範囲外である場合、例えば看護師に警告するために、音声、視覚又は音声及び視覚の両方のアラームも発生する。
[0145] 次いで、ステップ５０２４において、制御回路２０２８は、対象の細胞酸素飽和度レベルの決定及び監視を停止するべきであるか否かを判断する。例えば、ユーザは、インタフェース２０３４を介して制御回路２０２８に「停止」コマンドを入力することができる。又は、プローブコネクタ解放部２０４２を作動させるのに応じて、又はセンサ２０４０が、プローブコネクタ２００８がレセプタクル２０２０内にないことを示す信号を発生するのに応じて、制御回路２０２８は、少なくとも別のプローブ２００２が制御回路に取り付けられ、制御回路によって許可されるまで、細胞酸素飽和度レベルの決定及び監視を中止することができる。
[0146] 制御回路２０２８は、システム２０００が対象の細胞酸素飽和度レベルの決定及び監視を中止すべきであると判断した場合、フローチャート５０００で表される方法を終了する。
[0147] そうでない場合、制御回路２０２８はステップ５０２６に進む。
[0148] ステップ５０２６において、制御回路２０２８は遅延を実施し、遅延は、０．０秒程度に低い可能性がある好適な最小持続時間から、６０秒以上等の好適な最大遅延時間までの範囲であり得る持続時間を有する。制御回路２０２８は、遅延を測定するカウンタ又は他のクロック回路を含み得るか、又は遅延を実施するために、クロック又は別の時間測定ソフトウェアアプリケーションの命令を実行することができる。
[0149] 遅延時間満了した後、制御回路２０２８は、ステップ５０１６に戻り、ステップ５０２４において、制御回路２０２８が、システム２０００が対象の細胞酸素化レベルの決定及び監視を中止すべきであると判断するまで、ステップ５０１６、５０１８、５０２０、５０２２、５０２４及び５０２６を繰り返す。
[0150] さらに図２、図３、図４及び図５を参照すると、システム２０００とフローチャート５０００で表される方法とは、細胞酸素化レベルを決定する以前に提案されたシステムと比較して、１つ又は複数の利点を提供することができる。例えば、広いスペクトル（例えば、約４００ｎｍ～９００ｎｍ又は５００ｎｍ～８００ｎｍ）にわたる電磁エネルギーの波長を収集及び分析することにより、数個（例えば、１個～５個）の波長のみを収集及び分析するよりも、細胞酸素化（例えば、ミオグロビン酸素飽和度）のより正確な読取値をもたらすことができる。さらに、電磁スペクトルの約４００ｎｍ～９００ｎｍ又は５００ｎｍ～８００ｎｍの波長範囲である２つ以上のスペクトル領域の波長を収集及び分析することにより、これらのスペクトル領域の１つのみの波長を収集及び分析するよりも、細胞酸素飽和度のより正確な読取値をもたらすことができる。加えて、複数の半径方向（例えば、横方向）の距離にわたって組織内に拡散した組織が方向転換した電磁エネルギーを収集することにより、１つの半径方向距離のみにわたって組織内に拡散した組織が方向転換した電磁エネルギーを収集するよりも、細胞酸素飽和度のより正確な読取値をもたらすことができる。
[0151] さらに図２、図３、図４Ａ～図４Ｄ及び図５を参照すると、フロー図５０００によって表される使用及び動作方法の代替実施形態が企図される。例えば、認証値をメモリ４０２０に格納する代わりに、プローブヘッド２０１０は、ユーザがスキャンして、ベース２００４に直接又は別個のバーコードスキャナ及びインタフェース２０３４を介して入力する、認証バーコードを含み得る（ベース２００４は、バーコードスキャナを組み込み得る）か、又はユーザは、オンラインになり、プローブ２００２上に配置されるか又はプローブ２００２に関連付けられた通し番号又は他の番号を提示し、インタフェース２０３４を介してベースに入力する認証コードを取得する。制御回路２０２８は、プローブ２００２が許可されていないと判断したことに応じてシステム２０００を無効にする代わりに、システムが動作することも可能にするが、インターネットを介してシステム２０００の製造業者に、無許可のプローブ２００２が使用されたことを通知する情報を送信し、それにより、製造業者は、適切な処置をとることができる。さらに、回路２０２８が較正及び細胞酸素飽和度レベル決定及び監視手順中に照射光ファイバ４００６のグループをアクティブにする順序は、最も近い（半径方向距離ｒが最小の）ものから最も遠い（半径方向距離が最大の）もの以外の順序であり得、較正手順は、記載したものと異なり得る。加えて、半径ｒが増大するに従い、１つ又は複数の照射ファイバの各グループに増加する数の照射ファイバ４００６を含める代わりに、各グループの照射ファイバの数は、同じ又は同様であり得、制御回路２０２８は、照射光ファイバの端部と１つ又は複数の集光光ファイバの端部との間の半径方向の距離に関係なく、１つ又は複数の照射光ファイバ４００６の各グループについて１つ又は複数の集光光ファイバ４０１０によって収集される電磁エネルギーのレベルがほぼ同じであるか、又は少なくとも最小閾値Ｓ／Ｎを有するように、半径の増大に伴ってより高い強度の電磁エネルギーを生成するように電磁エネルギー発生器２０２２を制御することができる。さらに、照射光ファイバ４００６の各グループに対応するＬＥＤを順次アクティブにする代わりに、制御回路２０２８は、制御回路２０２８が、各半径方向距離ｒから収集された電磁エネルギーのそれぞれのレベルを決定することを可能にする直交アクティブ化パラダイム（例えば、直交符号化方式による、ＬＥＤが「オン」及び「オフ」にされる頻度又はＬＥＤの強度の変調）に従って照射光ファイバのすべてのグループに対応するＬＥＤを同時にアクティブにすることができ、直交符号化方式は、ＬＥＤによって放射される電磁エネルギーのより低い強度の使用を可能にすることができる。さらに、分光計２０２６が収集された電磁エネルギーを空間的に分離する波長範囲は、一様な幅（例えば、約０．３１ｎｍ、約１０ｎｍ）を有するように記載しているが、１つの波長範囲の幅が、他の波長範囲のいくつかの幅とほぼ等しいか、又は他の波長範囲のいずれの幅とも等しくないようにすることができる。加えて、制御回路２０２８は、各波長範囲について決定された値を、上述した方法と異なる任意の好適な方法で正規化することができる。さらに、演算回路２０４８は、正規化された波長範囲値に応じて細胞酸素化レベルを決定する任意の好適なアルゴリズムを実施することができる。さらに、制御回路２０２８は、ディスプレイ２０３２上の細胞酸素飽和度レベルの値を変更する前に、ステップ５０１６、５０１８、５０２０及び５０２２を複数回繰り返すことができ、例えば、制御回路は、各々約４秒の長さの更新ウィンドウにわたって決定された細胞酸素飽和度レベルの値の平均値又は他の数学的組合せとして、細胞酸素飽和度レベルの表示値を生成することができる。加えて、１つ又は複数の集光光ファイバ４０１０によって収集され、演算回路２０４８によって処理されたスペクトル情報は、演算回路が対象の血中酸素飽和度レベルを決定するのにも十分であるため、制御回路２０２８は、細胞酸素飽和度レベルの値を生成することに加えて、ディスプレイ２０３２上に、血中酸素飽和度レベルの値を生成することができる。加えて、メラニンは組織内（特に皮膚を通して）の電磁エネルギーの拡散を妨げる可能性があるため、制御回路２０２８は、生成された電磁エネルギーの強度が、対象の皮膚の暗さが増すに従って上昇し、対象の皮膚の暗さが減るに従って低下するように、電磁エネルギー発生器２０２２を制御するように構成することができる。さらに、プローブヘッド２０１０は、１つ程度の集光光ファイバ４０１０と、集光光ファイバからそれぞれの距離で間隔が空けられた複数の照射光ファイバ４００６とを含むように記載しているが、１つ程度の照射光ファイバと、照射光ファイバからそれぞれの距離で間隔が空けられた複数の集光光ファイバとを含み得る（照射電磁エネルギーの強度は、照射光ファイバとアクティブな１つ又は複数の集光光ファイバとの間の距離に関連する（例えば、比例する））。さらに、システム２０００は、救急及び救命医療で使用されるように記載しているが、獣医学（動物）、アスレチック訓練、四肢を切断する場所（例えば、酸素化組織と脱酸素化組織との間の「線」がある場所）を外科医に知らせるため及び細胞が検出可能な量のミオグロビンを含有する臓器（例えば、心臓）を移植のためにモニタリングするため等、他の用途でも使用することができる。例えば、医療チームは、システム２０００を使用して、心臓手術又は他の心臓処置を受けている対象の細胞酸素化レベルを決定するとともに監視し、対象が処置中の任意の時点で細胞酸素化レベルが低い場合（「低い」とは、設定された細胞酸素化レベル閾値以下であると定義することができる）、外科医、麻酔科医又はチームの他のメンバに通知することができる。医療チームは、システム２０００を使用して、対象が著しい失血することが多い手術又は別の処置を受けている対象の細胞酸素化レベルを決定し、監視することもでき、それにより、外科医、麻酔科医又はチームの他のメンバは、対象が輸血を必要とするか否かを決定する際の要素として対象の細胞酸素化レベルを使用することができる。こうした手術及び他の処置の例としては、脊椎手術及び肝臓移植手術等が挙げられる。加えて、制御回路２０２８は、分光計２０２６によって生成されているスペクトル値の１つ又は複数が好適な範囲外であるか又は閾値を上回るか若しくは下回る場合、音声又は視覚（例えば、ディスプレイ２０３２上の）アラートを生成することができ、アラートは、プローブ２００２がベース２００４及び対象に適切に接続されていることを確認するようにユーザに促すことができる。さらに、図１～図４Ｄ及び図６～図１７に関連して記載する実施形態は、図５のフロー図５０００によって表される方法に適用可能であり得る。
[0152] 図６は、一実施形態による、図２～図３Ｂのプローブレセプタクル２０２０のＬＥＤのアレイ２０４４及び分光計入力アセンブリ６０１４並びにプローブレセプタクルに設置された図２～図３Ｂのプローブコネクタ２００８の、一部が透明であり、他の部分が破断している平面図である。
[0153] アレイ２０４４は、一列に配置された７つのＬＥＤ６０００、６００２、６００４、６００６、６００８、６０１０及び６０１２の固定されたリニアアレイであり、それらの中心は、約１．５ｍｍ～５．０ｍｍの範囲である離隔距離ｄＬＥＤだけ間隔が空けられ、それらの電磁エネルギー放射側は、プローブレセプタクル２０２０内に面している。電磁エネルギーを１つ又は複数の照射光ファイバ４００６（図６では１つ）の第１グループ４０００に提供するために、電磁エネルギー発生器２０２２（図２）は、ＬＥＤ６０１２をアクティブにするように構成される。１つ又は複数の照射光ファイバ４００６（図６では２つのファイバ）の第２グループ４００２に電磁エネルギーを提供するために、発生器２０２２は、ＬＥＤ６００８及び６０１０をアクティブにするように構成される。１つ又は複数の照射光ファイバ４００６（図６では４つ）の第３グループ４００４に電磁エネルギーを提供するために、発生器２０２２は、ＬＥＤ６０００、６００２、６００４及び６００６をアクティブにするようにも構成される。
[0154] 分光計２０２６（図２）への入力６０１４は、ＬＥＤアレイ２０４４に隣接し、集光光ファイバ４０１０によって収集された方向転換された電磁エネルギーを受信し、受信された電磁エネルギーを、受信された電磁エネルギーを複数の波長範囲に空間的に分離するように構成された分光計２０２６の部分（例えば、光学格子又はプリズム）に提供するように構成される。入力６０１４は、光学列又は他の光学アセンブリ等の任意の好適な構造であり得る。
[0155] プローブコネクタ２００８は、１つ又は複数の照射光ファイバ４００６の入力端６０２０を保持及び固定するように構成された１つ又は複数（図６では７つ）の照射ファイバチャネル６０１８と、１つ又は複数の集光光ファイバ４０１０の出力端６０２４を保持及び固定するように構成された１つ又は複数（図６では１つ）の集光ファイバチャネル６０２２とを含むハウジング６０１６を含む。ハウジング６０１６は、プラスチック又はゴム等の任意の適切な材料から作製することができる。
[0156] プローブコネクタ２００８は、プローブコネクタがプローブレセプタクル２０２０内に設置されている間、ＬＥＤアレイ２０４４に面するように構成された背面６０２６をさらに含み、照射光ファイバ４００６及び集光光ファイバ４０１０は、それぞれの光ファイバ４００６及び４０１０の端面６０２８及び６０３０を損傷から保護するのに十分なほぼ同じ距離ｄｒｅｃｅｓｓだけ前面から引っ込んでいる。例えば、距離ｄｒｅｃｅｓｓは、約０．０ｍｍ～５ｍｍの範囲であり得る。
[0157] プローブコネクタ２００８がプローブレセプタクル２０２０内に設置されている間、プローブコネクタの後端部６０２６とアレイ２０４４のＬＥＤとは、距離ｄｇａｐだけ分離され、この距離ｄｇａｐは、ＬＥＤによって生成される熱に起因する損傷からプローブコネクタを保護し、損傷から及びプローブコネクタによって移送され、ＬＥＤが放射する電磁エネルギーを遮断するか、拡散するか又はそれぞれのチャネル６０１８から離れるように方向転換する可能性がある物質（汚物等）から、ＬＥＤを保護し、損傷及びプローブコネクタによって移送され、集光光ファイバ４０１０の端部６０２４から発せられる収集された電磁エネルギーを遮断するか、拡散するか又は分光計入力から離れるように方向転換する可能性がある物質（汚物等）から分光計入力６０１４を保護するのに十分である。ｄｒｅｃｅｓｓがほぼゼロに等しい実施形態では、離隔距離ｄｇａｐは、損傷及び照射光ファイバ４００６に向けられるか又は集光光ファイバ４０１０から発せられる電磁エネルギーを遮断、拡散又は方向転換させる可能性のある物質（例えば、汚物）から、ファイバ端面６０２８及び６０３０を保護するのにも十分である。例えば、離隔距離ｄｇａｐは、約０．０ｍｍ～５ｍｍの範囲であり得る。
[0158] レセプタクル２０２０は、照射光ファイバ４００６と集光光ファイバ４０１０との間の電磁エネルギーの「クロストーク」を防止するように構成された遮断部材６０３２を含み、それは、そうしたクロストークが、演算回路２０４８（図２）が決定する１つ又は複数の細胞酸素飽和度レベルの誤差を引き起こす可能性があるためである（本明細書において「クロストークを防止する」とは、少なくとも約５０％である減衰係数でクロストークを減衰させることを意味する）。遮断部材６０３２は、任意の好適な寸法を有し得、ＬＥＤ６０００～６０１２によって放射される１つ又は波長の電磁エネルギーを遮断するのに好適な、不透明なプラスチック又は金属等の任意の材料から作製することができる（遮断部材６０３２の側面図である図１１も参照されたい）。
[0159] さらに、距離ｄｒｅｃｅｓｓ及びｄｇａｐの一方又は両方は、ＬＥＤ「クロストーク」を防止するため、すなわちＬＥＤ（例えば、ＬＥＤ６０００）からの光が別のＬＥＤ（例えば、ＬＥＤ６００２）と位置合わせされた光ファイバの面６０２８又は６０３０に入射することを防止するため、それぞれ十分な深さ及び十分な浅さにすることもできる。
[0160] 加えて、光ファイバ４００６及び４０１０の直径は、アレイ２０４４におけるＬＥＤの放射部分の直径とほぼ同じ（例えば、ほぼ１．０ｍｍ）であり得る。
[0161] さらに図６を参照すると、プローブコネクタ２００８及びレセプタクル２０２０の代替実施形態が企図される。例えば、チャネル６０１８及び６０２２が、照射光ファイバ４００６と集光光ファイバ４０１０との間の「クロストーク」を防止するのに十分な電磁エネルギー遮断材料によって囲まれている場合、遮断部材６０３２は、省略され得る。さらに、チャネル６０１８及び６０２２は、物理的構造の開口部でなくてもよく、照射光ファイバ４００６及び集光光ファイバ４０１０が占める空間の領域であり得、光ファイバの周囲の被覆は、光ファイバ間のクロストークを防止するのに十分な電磁エネルギー遮断材料から作製され得る。加えて、図１～図５及び図７～図１７に関連して記載する実施形態は、図６のプローブコネクタ２００８、プローブレセプタクル２０２０又はプローブコネクタ及びプローブレセプタクルの両方に適用可能であり得る。
[0162] 図７は、一実施形態による、図２、図３Ａ、図３Ｂ及び図６のプローブコネクタ２００８の底面図である。
[0163] 図８は、図２、図３Ａ、図３Ｂ、図６及び図７のプローブコネクタ２００８の後端部６０２６の図である。
[0164] 図９は、一実施形態による、図２、図３Ａ、図３Ｂ、図６、図７及び図８のプローブコネクタ２００８の上面図である。
[0165] 図１０は、一実施形態による、図２、図３Ａ、図３Ｂ、図６、図７、図８及び図９のプローブコネクタ２００８の前端部の図である。
[0166] 図７～図１０を参照すると、照射光ファイバチャネル６０１８及び集光光ファイバチャネル６０２２に加えて、プローブコネクタ２００８は、挿入後端部７０００と、把持前端部７００２と、遮断部材切欠き部７００４と、ラッチ係合領域７００６（例えば、ラッチ係合窪み又は切欠き部）と、前端面又は表面１００００と、を含む。
[0167] 挿入後端部７０００は後端面６０２６を含み、後端面６０２６は、光ファイバチャネル６０１８及び６０２２が貫通して開口する面であり、プローブレセプタクル２０２０（図２、図３Ａ、図３Ｂ及び図６）に挿入されてプローブレセプタクル２０２０と係合するように組み立てられている。例えば、後端部７０００は、硬質プラスチック等の剛性材料から形成することができる。
[0168] 把持前端部７００２は、挿入後端部７０００に取り付けられるか又は挿入後端部７０００と一体であり、挿入後端部をプローブレセプタクル２０２０（図２、図３Ａ、図３Ｂ及び図６）に挿入すること及びプローブレセプタクル２０２０から挿入後端部を取り外すことを容易にするために、人間の手によって把持されるように組み立てられている。例えば、把持前端部７００２は、手による把持を容易にするように構成された凹状部分７００３を含み、ビニル又はビニル被覆発泡体等の柔軟な材料から形成されている。光ファイバチャネル６０１８及び６０２２は、前端部７００２の前端面１００００を介して開口し、照射光ファイバ４００６及び集光光ファイバ４０１０（図４Ａ）は、前端部７００２の前端面１００００から延出する。
[0169] 遮断部材切欠き部７００４は、図６及び図１１の遮断部材６０３２と係合するように構成される。切欠き部７００４は、後端部７０００を貫通して全体に延在する前部分７００８を有し、後端部の一部にのみを通して延在する後部分７０１０を有する。切欠き部７００４は、遮断部材６０３２（図１１を参照されたい）の「Ｌ」字形状を補完する「Ｌ」字形状を有し（部分７００８は、「Ｌ」の底部である）、後端部７０００のプローブレセプタクル２０２０への挿入中、遮断部材が最終的に部分７０１０の後端部７０１２と係合し、この係合が後端部７０００のプローブレセプタクルへのさらなる挿入を阻止するように作用するようになっている。
[0170] ラッチ係合領域７００６は、図１３及び図１４に関連して記載するように、プローブコネクタ締付機構のラッチと係合するようにも構成される。例えば、プローブコネクタ２００８がプローブレセプタクル２０２０内に設置されている間、ラッチは、ラッチ係合領域７００６に押し付けられて、挿入後端部７０００をレセプタクル内に安定して堅固に（例えば、ほとんど又は全くぐらつくことなく）保持し、それにより、チャネル６０１８及び６０２２は、それぞれ、アレイ２０４４（図６）のそれぞれのＬＥＤ及び分光計入力６０１４（図６）と光学的に整列するとともに、整列した状態を維持する。
[0171] さらに図７～図１０を参照すると、プローブコネクタ２００８の代替実施形態が企図される。例えば、挿入後端部７０００、前端部７００２、遮断部材切欠き部７００４及びラッチ係合領域７００６の１つ又は複数の各々は、記載したもの以外のそれぞれの好適な形状及びそれぞれの好適な特性を有し得る。さらに、図１～図６及び図１１～図１７に関連して記載する実施形態は、図７～図１０のプローブコネクタ２００８にも適用可能であり得る。
[0172] 図１１は、一実施形態による、図６の電磁エネルギー遮断部材６０３２の側面図である。遮断部材６０３２は、「Ｌ」字形を有するように、ベース２００４（図２）の内側に向かって高さの高い後部分１１０００を有するとともに、ベースの外側に向かって高さの低い前部分１１００２を有する。プローブコネクタがプローブレセプタクル２０２０（図６）内に完全に挿入されている間、遮断部材６０３２の後部分１１０００は、プローブコネクタ２００８（図７～図１０）の遮断部材切欠き部７００４の前部分７００８と係合するように構成され、遮断部材の前部分１１００２は、遮断部材切欠き部の部分７０１０と係合するように構成される。プローブコネクタ２００８がプローブレセプタクル２０２０内に完全に挿入され、安定して保持されている間、遮断部材６０３２は、照射光ファイバ４００６（図４）から漏出する電磁エネルギーが集光光ファイバ４０１０内に漏れることを阻止するように構成されるとともに、集光光ファイバから漏れる電磁エネルギーが照射光ファイバの１つ又は複数内に漏れることを阻止するように構成され、したがって１つ又は複数の照射光ファイバと１つ又は複数の集光光ファイバとの間のクロストークを制限又は除去する。遮断部材６０３２の表面１１００４は、表面１１００４が切欠き部７００４の端面７０１２と係合すると、プローブコネクタ２００８（図７～図１０）のプローブレセプタクル２０２０へのさらなる挿入を妨げるように作用する。上述したように、遮断部材６０３２は、電磁エネルギー発生器２０２２（図２）によって放射される電磁エネルギーとほぼ同じ波長範囲（例えば、約５００ｎｍ～約８００ｎｍ）の電磁エネルギーを少なくとも約５０％の減衰係数で遮断する任意の好適な材料から形成することもできる。好適な材料例としては、プラスチック、金属及びセラミックが挙げられる。
[0173] さらに図１１を参照すると、電磁エネルギー遮断部材６０３２の代替実施形態が企図される。例えば、遮断部材６０３２は、「Ｌ」字形状以外の任意の好適な形状を有し得る。さらに、図１～図１０及び図１２～図１７に関連して記載する実施形態は、図１１の遮断部材６０３２に適用可能であり得る。
[0174] 図１２は、一実施形態による、図２、図３及び図６～図１０のプローブコネクタ２００８の前端部７００２の前部１２０００のほぼ半分の部分の、一部を拡大した等角図である。前端部７００２は、「クラムシェル」構成を有し、前端部の図示する部分１２０００はクラムシェルの一方の半体である。プローブコネクタ２００８の製造中、光ファイバ４００６及び４０１０（図６）をクラムシェルの一方の半体内に配置した後、クラムシェルの両方の半体が位置合わせされ、その後、接着剤又は溶接等の任意の好適な方法で合わせて固定される。
[0175] 部分１２０００は、内側ファイバスロット１２００２１～１２００２８及び外側ファイバスロット１２００４１～１２００４８を含み、直線状に位置合わせされた内側及び外側ファイバスロットの各対は、それぞれの光ファイバ（光ファイバは図１２に図示せず）を受け入れ、保持するように構成される。すなわち、直線状に位置合わせされた内側及び外側ファイバスロットの対１２００２１及び１２００４１は、集光光ファイバ４０１０（図６）を保持するように構成され、直線状に位置合わせされた内側及び外側ファイバスロットの対１２００２２及び１２００４２は、グループ４０００（図６）における照射光ファイバ４００６を保持するように構成され、直線状に位置合わせされた内側及び外側ファイバスロットの対１２００２３～１２００２４及び１２００４３～１２００４４は、グループ４００２（図６）におけるそれぞれの照射光ファイバを保持するようにそれぞれ構成され、直線状に位置合わせされた内側及び外側ファイバスロットの対１２００２５～１２００２８及び１２００４５～１２００４８は、グループ４００４（図６）におけるそれぞれの照射光ファイバを保持するようにそれぞれ構成される。
[0176] 各内側ファイバスロット１２００２は、グリッパ１２００６のそれぞれの対を含み、それらは、プローブ２００２（図２）の通常の使用中、人（例えば、動いている対象）がファイバを引っ張ったとしても、プローブコネクタ２００８（図２～図３Ｂ及び図６～図１０）の損傷を防止するように、光ファイバのそれぞれの１つを保持するように構成される。すなわち、グリッパ１２００６は、プローブ２００２の通常の使用中に光ファイバ４００６及び４０１０に加えられる可能性のある引っ張り力の少なくとも大部分を打ち消すように構成される。グリッパ１２００６は、プラスチック又はゴム等の任意の好適な材料から作製することができ、軸方向の（ファイバに沿った、例えば、ｚ）次元で約４６．０ニュートン（Ｎ）、横方向の（例えば、ｘ）次元で８．０Ｎ、上下方向の（例えば、ｙ）次元で８．０Ｎまでのデカルト（ｘｙｚ）成分を有する引っ張り力を打ち消すように構成される。
[0177] さらに、外側スロット１２００４の各々は、約１．７ｍｍ～２．７ｍｍの範囲である、例えば２．２ｍｍの幅ｄｏｓを有し、内側スロット１２００２の各々は、グリッパ１２００６間で、約１．４５ｍｍ～２．４５ｍｍの範囲である、例えば１．９５ｍｍの幅ｄｉｓを有する。
[0178] さらに図１２を参照すると、プローブコネクタ前部７００２の領域１２０００の代替実施形態が企図される。例えば、領域１２０００は、クラムシェル構成以外の構成を有し得る。さらに、内側スロット１２００２及び外側スロット１２００４並びにグリッパ１２００６は、記載する寸法以外の寸法を有し得る。加えて、クラムシェルの他方の半体は、記載した半体と同様であり得るが、内側ファイバスロット１２００２及び外側ファイバスロット及び１２００４を有していない。さらに、図１～図１１及び図１３～図１８に関連して記載する実施形態は、図１２の領域１２０００に適用可能であり得る。
[0179] 図１３は、一実施形態による、プローブコネクタ２００８がレセプタクルに設置されていない開放状態にあるプローブコネクタレセプタクル２０２０及びプローブコネクタ締付機構１３０００の破断側面図である。
[0180] 図１４は、一実施形態による、プローブコネクタ２００８が設置され、機構がプローブコネクタを適所に保持している閉鎖状態にあるプローブコネクタレセプタクル２０２０及び締付機構１３０００の破断側面図である。
[0181] 図１５は、一実施形態による、図２のプローブレセプタクル２０２０の対応する領域と接触するように構成された、（いくつかの特徴が省略されている）プローブコネクタ２００８及び運動学的位置合わせ接触領域の上面図である。
[0182] 図１３及び図１４を参照すると、プローブコネクタセンサ（開示する実施形態ではマイクロスイッチ）２０４０に加えて、プローブコネクタ締付機構１３０００は、コネクタ係合ラッチ１３００２と、ラッチピボットロッド１３００４と、連結アーム１３００６と、リンクアームピボット領域１３００８及び１３０１０と、レバー１３０１２と、レバーピボットッド１３０１４と、バイアスばね１３０１６（１つのばねが、図１３及び図１４では、開放位置１３０１８（明るい方の色合い）と閉鎖位置１３０２０（暗い方の色合い）で示されている）と、Ｄシャフト１３０２４を有するモータ１３０２２と、機構開閉カム１３０２６と、６つの運動学的位置合わせ支持領域（その２つ、１３０２８及び１３０３０のみを図１３及び１４に示す）と、を含む。
[0183] 機械ねじ１３０３２が、システムハウジング（図３Ａの３００２及び図３Ｂの３０２０）の底部パネル１３０３４に、プローブレセプタクル２０２０と締付機構１３０００の少なくとも一部とを形成する構造１３０３６を固定する。
[0184] 図１５を参照すると、プローブコネクタ２００８及びレセプタクル２０２０（図１３～図１４）は、締付機構１３０００が係合状態にある間、プローブコネクタが、６つの運動学的位置合わせ接触領域１５０００、１５００２、１５００４、１５００６、１５００８及び１５０１０においてレセプタクルの内壁に接触することにより、ＬＥＤアレイ２０４４（図２）及び分光計入力６０１４（図６）と安定して運動学的に位置合わせされるように構成される。接触領域１５０００は、プローブコネクタ２００８の挿入後端部７０００の側に沿って位置し、接触領域１５００２及び１５００４は、プローブコネクタの後面６０２６に沿って位置し、接触領域１５００６、１５００８及び１５０１０（破線で示す）は、プローブコネクタの、ラッチ係合領域７００６が配置される側とは反対側（例えば、底側）に沿って位置する。図１３及び図１４を参照すると、レセプタクル２０２０は、接触領域１５０００、１５００２、１５００４、１５００６、１５００８及び１５０１０の１つ又は複数の各々について、領域１３０２８及び１３０３０等、それぞれの隆起した運動学的接触支持領域を含み得る。接触領域の位置は、従来通りに決定することができ、プローブコネクタ２００８の特性（例えば、寸法、重心、可撓性、光ファイバチャネル６０１８及び６０２２の位置）に関連する。
[0185] 図１３～図１５を参照して、一実施形態によるプローブコネクタ締付機構１３０００の動作について説明する。
[0186] 機構１３０００は、最初に、図１３に示す開放状態を有する。
[0187] 次に、ユーザは、プローブコネクタがセンサ２０４０を作動させるまで、プローブコネクタ２００８をレセプタクル２０２０に挿入し、例えば、センサがマイクロスイッチである場合、ユーザは、プローブコネクタの後面６０２６（図８）がマイクロスイッチボタンを押すまでプローブコネクタを完全に挿入し、それにより、スイッチを作動させる。
[0188] 次いで、センサ２０４０が作動することに応じて、制御回路２０２８（図２）はモータ１３０２２を作動させ、モータに、カム１３０２６を図１３のその係合解除位置から図１４のその係合位置まで回転させる。
[0189] カム１３０２６がその係合解除位置からその係合位置に回転する結果、張力がかかっているばね１３０１６は、その係合解除（例えば、より高い張力）状態１３０１８からその係合（例えば、より低い張力）状態１３０２０に収縮することができる。
[0190] 収縮するばね１３０１６は、レバー１３０１２の底部をばねに向かって引っ張る。ばねは、完全に収縮すると、レバー１３０１２を、約７０ニュートン（Ｎ）～９０Ｎの範囲である、例えば８０Ｎの力で引っ張る。さらに、カム１３０２６は、その係合位置では、ばね１３０１６によって生成される力をほとんど支持せず、例えば、図示しないが、ばねとカムとがそれらの係合状態にある間、レバー１３０１２とカム１３０２６との間に間隙が存在し、締付機構１３０００がプローブコネクタ２００８をレセプタクル２０２０内で保持する間、カムはばねの力を全く支持しないようにすることができる。
[0191] 収縮するばね１３０１６がレバー１３０１２の底部をばねに向かって引っ張るのに応じて、レバーは、レバーの上方部分が連結部材１３００６をばねから離れるように付勢するように、ピボットロッド１３０１４を中心に反時計回りに回転する。
[0192] ばね１３０１６から離れてレセプタクル２０２０に向かって移動する連結部材１３００６は、係合ラッチ１３００２を、ピボットロッド１３００４を中心に反時計回り方向に回転させ、したがって、ラッチ１３００２をラッチ係合領域７００６と係合させる。ラッチ１３００２は、ラッチ係合領域７００６と係合すると、６つの運動学的位置合わせ接触領域１５０００、１５００２、１５００４、１５００６、１５００８及び１５０１０をレセプタクル２０２０の１つ又は複数の内壁のそれぞれの運動学的接触支持領域に対して、それぞれの力で押し付けることにより、光ファイバチャネル６０１８及び６０２２（例えば、図６）を、それぞれ、アレイ２０４４（図６）のＬＥＤ及び分光計入力６０１４（図６）と運動学的に安定した整列状態で保持し、例えば、ラッチ１３００２は、接触領域１５００８及び１５０１０の各々をプローブレセプタクルの支持領域１３０２８及び１３０３０にそれぞれ押し付ける。接触領域１５０００をレセプタクル内壁に押し付ける力は、接触領域１５００２及び１５００４を別のレセプタクル内壁に押し付ける力に対して直交し、接触領域１５００６、１５００８及び１５０１０をさらに別のレセプタクル内壁に押し付ける力に対して直交するため、ピボットアーム１３００４は、図１３及び図１４のページに対して直交しないが、水平次元において、約２．５°～１５°の範囲、例えば１０°～１５°の範囲の角度だけ直交面から傾いている。ピボットアーム１３００４の水平方向の角度により、係合ラッチ１３００２は、垂直次元とともに水平次元の両方の寸法で力を発生することができる。さらに、ラッチ係合領域７００６は、傾斜したピボットアーム１３００４に適応するために、直交面１５０１４（直交面１５０１４は、ピボットアーム１３００４が傾斜している直交面に対してほぼ平行である）に対して角度ａだけ傾斜した面１５０１２を有し、例えば、角度ａは、ピボットアーム１３００４が傾斜している角度にほぼ等しくすることができる。
[0193] レセプタクル２０２０からプローブコネクタ２００８を取り外すために、ユーザはプローブコネクタ解放部２０４２（図２）を作動させ、これは、インタフェース２０３４（図２）の物理的ボタンであり得るか、又はディスプレイ２０３２に表示される仮想ボタンであり得る。
[0194] 解放部２０４２（図２）の作動によって発生した信号に応じて、制御回路２０２８（図２）は、モータ１３０２２を作動させ、モータに、カム１３０２６をその係合位置（図１４）からその係合解除位置（図１３）まで回転させる。
[0195] カム１３０２６がその係合位置からその係合解除位置まで回転した結果、カム１３０２６は、レバー１３０１２の底部をレセプタクル２０２０に向かう方向に付勢し、これにより、ばねがその係合状態１３０２０からその係合解除状態１３０１８まで伸張する。
[0196] 伸張するばね１３０１６は、レバー１３０１２の底部をカム１３０２６に対して引っ張り、カム１３０２６が、その係合解除位置において、ばね１３０１６によって生成される力の大部分又はすべてを支持するようにする。
[0197] カム１３０２６がレバー１３０１２の底部をばねから離れてレセプタクル２０２０に向かうように付勢するのに応じて、レバーは、レバーの上方部分が連結部材１３００６をばね１３０１６に向かって引っ張るように、ピボットロッド１３０１４の周りを時計回り方向に回転する。
[0198] 連結部材１３００６がばね１３０１６に向かい、レセプタクル２０２０から離れるように移動することにより、係合ラッチ１３００２がピボットロッド１３００４を中心に時計回り方向に回転し、したがって、ラッチ１３００２がプローブコネクタ２００８のラッチ係合領域７００６から係合解除する。
[0199] ラッチ１３００２がラッチ係合領域７００６から係合解除すると、ユーザは、係合解除した締付機構１３０００又はレセプタクル２０２０の内壁からほとんど又は全く抵抗を受けずに、プローブコネクタ２００８をレセプタクル２０２０から自由に取り外すことができる。
[0200] さらに図１３～図１５を参照すると、締付機構１３０００、プローブコネクタ２００８の運動学的位置合わせ態様及び締付機構の動作の代替実施形態が企図されている。例えば、ラッチピボットアーム１３００４は、水平方向に傾斜している代わりに又はそれに加えて、図１３及び図１４のページに直交する面から垂直に傾斜させることができる。さらに、締付機構１３０００を省略することができ、レセプタクル２０２０及びプローブコネクタ２００８は、レセプタクルの内部におけるプローブコネクタの適合が、プローブコネクタが、レセプタクルに挿入されると、光ファイバチャネル６０１８及び６０２２がアレイ２０４４（図２）のＬＥＤ及び分光計への入力６０１４（図６）と安定して運動学的に位置合わせされるように、レセプタクル内で保持されるように、十分に「緊密」であるように設計することができる。加えて、ピボットアーム１３０１４は、図１３及び図１４のページに対して直交しているように記載しているが、図１３及び図１４のページに対して直交する面に対して水平方向、垂直方向又は水平及び垂直の両方の方向に傾斜させることができる。さらに、図１～図１２及び図１６～図１８に関連して記載する実施形態は、締付機構１３０００、締付機構の動作及び図１３～図１５のプローブコネクタ２００８の運動学的位置合わせ態様に適用可能であり得る。
[0201] 図１６～図１８は、一実施形態による、ヒトの細胞酸素飽和度レベルを決定するように演算回路２０４８（図２）によって実行可能である細胞酸素飽和度レベル学習アルゴリズムモデルを訓練するためのデータを生成及び収集する方法のフローチャート１６０００のそれぞれの部分１６００２、１７０００及び１８０００である。
[0202] 訓練データは、少なくとも以下の身体的形質、すなわち例えばフィッツパトリック尺度によって測定されるような肌の色（以下、「肌色」）、体格指数（ＢＭＩ）、年齢及び生物学的性別において、統計的に多様であるヒトモデル－訓練対象から収集される。ヒトモデル－訓練対象が統計的に多様であり得る他の身体的形質としては、訓練データが生成された身体部位（例えば、手）のサイズ、体力レベル、水分補給レベル及び訓練データが収集された期間中の全体的な健康状態（例えば、糖尿病に罹患している）が挙げられる。例えば、訓練データの好適な数のセットは、合計約１５０人の多様なヒト（例えば、少なくとも肌色、ＢＭＩ、年齢及び生物学的性別において統計的に多様な個人）から収集できることが理論化されている。
[0203] 図２及び図１６～図１８を参照して、一実施形態による、フローチャート１６０００で表される方法について説明する。
[0204] 図１６を参照すると、ステップ１６００４において、医療専門家又は訓練されたデータ収集者等のユーザが、プローブコネクタ２００８（図１３及び図１４）をプローブコネクタレセプタクル２０２０（図１３及び図１４）に「差し込む」ことにより、プローブ２００２（図２～図３Ｂ）をベース２００４（図２～図３Ｂ）に設置する。
[0205] 次に、ステップ１６００６において、制御回路２０２８は、図５のステップ５００６に関連して記載したように、スペクトル較正を実施する。制御回路２０２８が較正ルーチン（図５のステップ５０１０を参照されたい）中に問題を検出しないと想定すると、制御回路はステップ１６００６に進む。
[0206] ステップ１６００８において、図５のステップ５０１４に関連して記載したように、ユーザは、プローブヘッド２０１０を、訓練データが収集されている身体部位（例えば、対象の手の母指球）に取り付ける。
[0207] 次に、図１７を参照すると、ステップ１７００２において、ユーザは、少なくともプローブヘッド２０１０が取り付けられている身体部位における細胞、例えば骨格筋細胞が酸素化されるようにする。例えば、ユーザは、空気中に通常みられる酸素（Ｏ２）濃度よりも高い濃度、例えば、約３０％～１００％の範囲の濃度の酸素源に接続されたマスク又はカニューレを、対象に取り付けることができる。対象が健康であると想定すると、対象が高濃度の酸素を吸い込むと、対象の細胞は酸素でほぼ完全に又は完全に飽和する。例えば、対象の細胞は、約９５％～１００％の範囲の酸素飽和度レベルになる。
[0208] 次に、ステップ１７００４において、制御回路２０２８は、システム２０００を制御して、図１８の訓練データ収集プロトコルを実行又は他に実施させる。
[0209] 図４及び図１８を参照すると、ステップ１８００２において、制御回路２０２８は、アレイ２０４４のＬＥＤが、図５のステップ５０１６に関連して記載したものと同様の方法で、それぞれ、第１、第２及び第３（及び場合により後続する）訓練照射時間にわたり、グループ４０００、４００２及び４００４（及び場合により追加のグループ）における照射光ファイバ４００６の入力端に電磁エネルギーを逐次放射するように、電磁エネルギー発生器２０２２を作動させる。
[0210] 第１訓練照射時間中、放射された電磁エネルギーは、グループ４０００における１つ又は複数の照射光ファイバ４００６（図４にはそうしたファイバを１つのみを図示する）の出力端から発せられ、プローブヘッド２０１０が固定されている被検者の身体の領域の細胞（例えば、骨格筋細胞）を照射する。第１訓練照射時間中でも、照射された細胞は、この電磁エネルギーの一部を、１つ又は複数の集光光ファイバ４０１０（図４には１つの集光光ファイバのみを図示する）によって収集されるように方向転換し、集光光ファイバ４０１０は、収集された電磁エネルギーを分光計２０２６の入力６０１４（図６）に向ける。
[0211] 同様に、第２訓練照射時間中、放射された電磁エネルギーは、グループ４００２における１つ又は複数の照射光ファイバ４００６（図４にはそうしたファイバを２つのみ図示する）の出力端から発せられ、プローブヘッド２０１０が固定されている被検者の身体の領域の細胞（例えば、骨格筋細胞）を照射する。
[0212] さらに第２訓練照射時間中、照射された細胞は、１つ又は複数の集光光ファイバ４０１０（図４には１つの集光光ファイバのみを図示する）が収集するために、この電磁エネルギーの一部を方向転換し、集光光ファイバは、収集された電磁エネルギーを分光計２０２６の入力６０１４（図６）に向ける。
[0213] 第３訓練照射時間中、放射された電磁エネルギーは、グループ４００４における１つ又は複数の照射光ファイバ４００６（図４にはそうしたファイバを４つのみ図示する）の出力端からも発せられ、プローブヘッド２０１０が固定されている被検者の身体の領域の細胞（例えば、骨格筋細胞）を照射する。
[0214] さらに第３訓練照射時間中、照射されたセルは、１つ又は複数の集光光ファイバ４０１０（図４には１つの集光光ファイバのみを図示する）が収集するために、この電磁エネルギーの一部を方向転換し、集光光ファイバは、収集された電磁エネルギーを分光計２０２６の入力６０１４（図６）に向ける。
[0215] 次に、図５のステップ５０１８と同様であり得るとともに、ステップ１８００２と同時であるステップ１８００４において、分光計２０２６は、１つ又は複数の集光光ファイバ４０１０（記載する実施形態では１つの集光光ファイバ）のグループ４００８によって収集されるとともに、分光計入力に提供される、方向転換された電磁エネルギーを、複数の波長範囲に分解する。例えば、方向転換された電磁エネルギーのスペクトルの波長が約５０１ｎｍ～８５０ｎｍの範囲に及ぶ実施形態では、分光計２０２６は、収集された電磁エネルギーを以下の３５の波長範囲、すなわち約５０１ｎｍ～５１０ｎｍ、約５１１ｎｍ～５２０ｎｍ、約５２１ｎｍ～５３０ｎｍ、．．．、約８３１ｎｍ～８４０ｎｍ及び約８４１ｎｍ～８５０ｎｍに分解することができる。
[0216] 各波長範囲について、分光計２０２６は、波長範囲の波長の１つ又は複数の特性にそれぞれ関連する１つ又は複数の値も生成する。例えば、分光計は、波長範囲の波長の組み合わされた強度（例えば、大きさ、振幅、パワー）に関連する値を生成する。さらに例では、分光計２０２６は、各値の代表として、それぞれのアナログ電気信号を生成し、アナログ信号を対応するデジタル信号に変換する。さらに他の例では、分光計２０２６は、各波長範囲について、各特性の多数のデジタルサンプルを生成し、これらのサンプルを数学的に結合（例えば、平均化）して、各波長範囲について、分析された各スペクトル特性のそれぞれの値を生成する。
[0217] 明確にする目的で、以下の説明では、分光計２０２６は、各波長範囲について、強度についての値のみを生成するが、分光計は、各波長範囲について、強度の代わりに又は強度に加えて、他の波長範囲特性についての値を生成できることが理解される。
[0218] さらにステップ１８００４において、第１訓練照射時間中、収集された電磁エネルギーの各波長範囲について、分光計２０２６は、上述したような強度に関連するそれぞれの値を生成し、制御回路２０２８は、それぞれの値を、その値が１つ又は複数（ここでは１つ）の照射光ファイバ４００６のグループ４０００の波長範囲及び半径ｒ１に関連付けられるように、メモリ２０３０に格納する。
[0219] 第２訓練照射時間中、収集された電磁エネルギーの各波長範囲について、分光計２０２６は、強度に関連するそれぞれの値を生成し、制御回路２０２８は、それぞれの値を、その値が１つ又は複数（ここでは２つ）の照射光ファイバ４００６のグループ４００２の波長範囲及び半径ｒ２に関連付けられるように、メモリ２０３０に格納する。
[0220] 第３訓練照射時間中、収集された電磁エネルギーの各波長範囲について、分光計２０２６は、強度に関連するそれぞれの値を生成し、制御回路２０２８は、それぞれの値を、その値が１つ又は複数（ここでは４つ）の照射光ファイバ４００６のグループ４００４の波長範囲及び半径ｒ３に関連付けられるように、メモリ２０３０に格納する。
[0221] 収集された電磁エネルギーの各波長範囲について、存在する場合、後続する各訓練照射時間中、分光計２０２６は、強度に関連するそれぞれの値も生成し、制御回路２０２８は、その値を、その値が１つ又は複数の照射光ファイバ４００６のそれぞれのグループの波長範囲及び半径ｒｎに関連付けられるように、メモリ２０３０に格納する。
[0222] 上述したように、１つ又は複数（ここでは１つ）の集光光ファイバ４０１０が、第１、第２、第３及び任意の後続する照射期間の各々の間に収集する電磁エネルギーのレベル（例えば、光子の数）が、他の照射期間中に収集される電磁エネルギーのレベルとほぼ等しくなるか、又は少なくとも最小閾値Ｓ／Ｎを有するように、グループにおける照射光ファイバ４００６の数は、半径ｒの増大に伴って増加する。
[0223] 次に、ステップ１８００６において、演算回路２０４８は、収集された波長範囲の各々の１つ又は複数の特性（例えば、強度）に対応する値をデジタル化してメモリ２０３０に格納し、これらの値は、合わさってそれぞれの訓練スペクトルを構成する。演算回路２０４８は、ステップ１８００４において、第１、第２、第３及び任意の後続する訓練照射時間中、メモリ２０３０に格納された値の各々を正規化して、訓練スペクトルを構成する値を生成する。正規化されている各格納された値について、演算回路２０４８は、最初に、ステップ１６００６において先行して決定されメモリ２０３０に格納された対応する較正値を、格納された値で除算する。例えば、「２００」が、第１訓練照射時間中に半径方向距離ｒ１で波長範囲５０１ｎｍ～５１０ｎｍについて格納されたデジタル強度値の１０進表現であり、「３００」が、較正手順中に同じ波長範囲及び同じ半径方向距離について格納された対応するデジタル強度較正値の１０進表現である場合、演算回路２０４８は、商３００／２００＝３／２＝１．５０を生成する。次に、演算回路２０４８は、ｌｏｇ１０（１．５０）＝０．１８に等しい第１照射時間にわたる半径方向距離ｒ１における波長範囲５０１ｎｍ～５１０ｎｍの値「２００」の正規化されたバージョンを生成する。代わりに、演算回路２０４８は、｜ｌｏｇ１０（１．５０）｜＝０．１８に等しい正規化されたバージョンを生成する。演算回路２０４８は、第１、第２、第３及び任意の後続する訓練照射時間中にメモリ２０３０に格納された他の値の各々を、同様の方法で正規化する。値を正規化することにより、例えば、アレイ２０４４におけるＬＥＤの経年劣化、訓練対象間の発生器の温度又は発生器に提供される供給電圧の変動及び訓練手順中にプローブ２００２間での照射及び収集する電磁エネルギーの相違に起因する、電磁エネルギー発生器２０２２によって生成されるスペクトルの変動によって引き起こされる誤差の大きさを低減させるか又は誤差を完全に除去することができる。上述したように、一組の照射時間にわたる波長範囲及び半径のすべてについて格納された正規化された強度値のセットは、高酸素化細胞を表す訓練データの単一のセット、すなわち高酸素化細胞の細胞酸素化レベルを正確に決定するために演算回路２０４８によって実行される細胞酸素化レベル決定モデルを訓練するために使用することができるデータを構成する。
[0224] 次いで、再び図１７を参照すると、ステップ１７００６において、制御回路２０２８は、訓練対象の身体部位を酸素化する時間が満了したか否かを判断し、例えば、制御回路は、ハードワイヤードクロックを含み得るか、又は例えば約１．０～２０．０分間の範囲であり得る設定された酸素化時間を「カウントダウン」するために、制御回路にクロックとして機能させるプログラム命令を実行することができる。酸素化時間が満了していない場合、ステップ１７００７において、制御回路２０２８は、約０～６０秒間の範囲の遅延を実施し、遅延の満了後、ステップ１７００２に戻って、酸素化が正常レベルから高レベルに上昇しているか又は高レベルで安定している細胞を表す訓練データの別のセットを生成する。しかしながら、酸素化時間が満了した場合、訓練方法は、ステップ１７００８に進む。
[0225] ステップ１７００８において、訓練データ収集技術者は、プローブヘッド２０１０（図２及び図４）が取り付けられている対象の身体部位において虚血を誘発する。例えば、プローブヘッド２０１０がモデル訓練対象の手の母指球に取り付けられている場合、技術者は血圧計の血圧カフを手が付随している対象の腕に巻き付け、カフを膨張させて手への血流を遮断する。その後、訓練方法はステップ１７０１０に進む。
[0226] 次に、ステップ１７０１０において、制御回路２０２８は、図１８のステップ１８００２、１８００４、１８００６を再び実施して、ステップ１７００４に関連して記載したものと同様の方法で、高レベル（例えば、９５％～１００％）から低レベル（例えば、０％～５０％）に低下し、低レベルで安定している酸素化度を有する細胞を表す訓練データのセットを生成し、メモリ２０３０に格納する。
[0227] 次いで、ステップ１７０１２において、制御回路２０２８は、訓練対象の身体部位に虚血を誘発するための時間が満了したか否かを判断し、例えば、制御回路２０２８は、ハードワイヤードクロックを含み得るか、又は例えば約１．０～２０．０分間の範囲であり得る設定された虚血誘発時間を「カウントダウン」するために、制御回路にクロックとして機能させるプログラム命令を実行することができる。虚血誘発時間が満了していない場合、ステップ１７０１３において、制御回路２０２８は、約０～６０秒間の範囲の遅延を実施し、遅延の満了後、ステップ１７００８に戻って、酸素化が高レベルから低レベルに減少しているか又は低（酸欠）レベルで安定している細胞を表す訓練データの別のセットを生成する。しかしながら、虚血誘発時間が満了した場合、訓練方法はステップ１７０１４に進む。
[0228] ステップ１７０１４において、訓練データ収集技術者は、ステップ１７００８において誘発された虚血の原因を除去して、プローブヘッド２０１０（図２及び図４）が取り付けられている対象の身体部位への通常の血流を回復させる。例えば、プローブヘッド２０１０が訓練対象の手の母指球に取り付けられており、ステップ１７００８において、技術者が、血圧計の血圧カフを手が取り付けられている対象の腕に巻き付けた場合、技術者は、訓練対象が通常の空気を吸入している間、カフを収縮させて手への血流を回復させる。訓練方法は、次いで、ステップ１７０１６に進む。
[0229] 次に、ステップ１７０１６において、制御回路２０２８は、図１８のステップ１８００２、１８００４及び１８００６を再び実施して、ステップ１７００４に関連して記載したものと同様の方法で、酸素化が低レベル（酸欠）から正常レベル（例えば、８８％～９５％）まで上昇しているか又は正常レベルで安定している細胞を表す訓練データのセットを生成し、メモリ２０３０に格納する。
[0230] 次いで、ステップ１７０１８において、制御回路２０２８は、訓練対象の身体部位を再酸素化する時間が満了したか否かを判断し、例えば、制御回路２０２８は、ハードワイヤードクロックを含み得るか、又は例えば約１．０～２０．０分間の範囲であり得る設定された再酸素化時間を「カウントダウン」するために、制御回路にクロックとして機能させるプログラム命令を実行することができる。細胞再酸素化時間が満了していない場合、ステップ１７０２０において、訓練方法は、約０～６０秒間の範囲の遅延を待機し、ステップ１７０１４に戻って、再酸素化している細胞を表す訓練データの別のセットを生成する。しかしながら、再酸素化時間が満了した場合、訓練方法はステップ１７０２２に進む。
[0231] ステップ１７０２２において、訓練技術者又は制御回路２０２８は、別の試験対象を用いて訓練データを生成するべきか否かを判断する。技術者又は制御回路２０２８が、別の被検者を用いて訓練データを生成するべきであると判断した場合、技術者は、プローブヘッド２０１０を被検者から取り外するか又は他に解放し、プローブコネクタ２００８をレセプタクル２０２０から取り外し、プローブ２００２を廃棄し、訓練方法は、ステップ１６００４（図１６）に戻る。しかしながら、技術者又は制御回路２０２８が、追加の訓練データを生成する必要がないと判断した場合、訓練方法はステップ１７０２４に進む。
[0232] ステップ１７０２４において、人（必ずしも訓練技術者ではない）が、従来のものであり得る任意の好適な訓練プロトコルに従って、生成され（少なくとも最初にメモリ２０３０に）格納された訓練データを用いて、演算回路２０４８によって実行される学習アルゴリズムモデルを訓練する。ステップ１７０２４における訓練は、ステップ１７０２２後のいかなる特定の時間内にも行う必要がなく、フローチャート１６０００によって表される方法の一部ではない方法であるとみなされ得る。例えば、格納された訓練データは、アルゴリズムモデルを訓練するために、コンピュータ研究所等の訓練データ収集場所から遠隔の場所に輸送され得る。
[0233] 図１６～図１８を参照すると、訓練データは、広い範囲の一組の身体的形質を有する患者又は他の対象が体験する可能性のあるすべての潜在的な細胞酸素化及び細胞脱酸素化事象中に生じるスペクトルを含む。ステップ１７００６、１７０１２及び１７０１８ごとに酸素化、虚血及び細胞再酸素化時間を適切に設定することにより、記載した訓練方法は、酸素化が正常レベルから高レベルに上昇し、高レベルで安定したままであり、高レベルから低レベルに低下し、低レベルで安定したままであり、低レベルから正常レベルに上昇し、正常レベルで安定したままである細胞を表す訓練データを生成及び収集する。さらに、年齢、生物学的性別、肌色及びＢＭＩ等の統計学的に多様な形質を有する好適な数の対象を試験することにより、訓練データの量及び多様性は、細胞酸素化レベル決定及び監視システム２０００（図２）が、大部分又はすべての既知の医学的事象を体験する大部分又はすべての患者について、細胞酸素化レベルを正確に決定及び監視することができるように、演算回路２０４８によって実行されるアルゴリズムモデルを訓練するのに好適である。例えば、図１６～図１８に関連して記載した方法及び対象の多様性に従って、約１５０人の対象等、約１００～２００人の対象を試験することにより、約５０，０００～２，０００，０００の範囲の多数の多様な訓練スペクトルをもたらすことができ、この数は、少なくとも試験対象間で統計的に多様である形質に関して、偏りを示さないように、アルゴリズムモデルを訓練するのに十分である。
[0234] さらに図１６～図１８を参照すると、訓練データ生成及び収集方法の代替実施形態が企図される。例えば、ステップ１７００２、１７００８及び１７０１４の１つ又は複数を、本方法から省略することができる。さらに、１つのアルゴリズムモデルのための訓練データを収集し、そのアルゴリズムモデルを訓練する代わりに、複数の身体的形質の各々について１つのモデルである複数のアルゴリズムモデルのための訓練データを収集し、そうしたアルゴリズムモデルを訓練し得る。例えば、フィッツパトリック肌タイプによって定義されるような各肌色、複数のＢＭＩ範囲の各々、各生物学的性別又は複数の年齢範囲の各々についてそれぞれのモデルがあり得る。こうした実施形態では、制御回路２０２８（図２）は、ユーザが特定の対象に最適なモデルを選択することができるように、ディスプレイ２０３２（図２）上にモデル選択メニューを生成するように構成することができる。さらに、図１～図１５に関連して記載した実施形態は、図１６～図１８の訓練データ生成及び収集方法に適用可能であり得る。
[0235] 図１９～図２２は、プローブヘッドを母指球等のヒトの手の一部に確実に取り付けるように構成された取付部材の代替実施形態の図である。図１９は、プローブ（図２のプローブ２００２等）のプローブヘッド（図２のプローブヘッド２０１０等）に取り付けられていない取付部材１９０００の斜視図である。図２０は、ヒトの手の母指球に固定された取付部材１９０００の図である。図２１は、取付部材１９０００がヒトの手の母指球に固定されている間に取付部材１９０００に取り付けられたプローブヘッド２１０１０の斜視図である。図２２は、一実施形態による取付部材１９０００の斜視図でもあり、保護フィルム１９００６が取付部材１９０００の上に配置される。
[0236] 図１９を参照すると、取付部材１９０００は、一実施形態による、底部１９００２を有するレセプタクル１９００４を含む。レセプタクル１９００４は、複数の接着面１９００５（その４つを図示する）に連結されている。各接着面１９００５は、別の接着面１９００５と直交するレセプタクル１９００４の１つの側部に連結されている。各接着面１９００５は、最初に保護フィルム１９００６でも覆われている。保護フィルム１９００６は、例えば、保護フィルム１９００６を剥離してその下の接着剤を露出させることにより、接着面１９００５から取り外されるように構成される。また、各接着面１９００５は、ヒトの手の一部と係合する。レセプタクル１９００４は、プローブのプローブヘッドと、例えば図２のプローブ２００２のプローブヘッド２０１０と係合するように構成される。図２２を参照すると、取付部材１９０００もレセプタクル１９００４の底部１９００２上に配置され、プローブヘッドをレセプタクル１９００４に取り付ける前に取り外されるように構成された、保護フィルム１９００６を含む。
[0237] 図２０を参照すると、取付部材１９０００は、ヒトの手の母指球に係合している。接着面１９００５を覆っている保護フィルム１９００６を取り外した後、接着面１９００５を手の母指球に近接する異なる部分に固定することにより、取付部材１９０００は母指球に係合する。例えば、１つの接着面１９００５Ａを、手掌を横切って水平方向に取り付けることができ、別の接着面１９００５Ｂを人差し指に向かって垂直方向上向きに取り付けることができる。さらに、接着面１９００５は、手の表面の輪郭に沿って曲がるか又は形をとるのに十分に柔軟性がある。第３接着面１９００５Ｃが、親指の付け根に巻き付くことによって手と係合する。別の接着面１９００５Ｄが、手掌部位の付け根に取り付けられ、手首まで延びることができる。接着面１９００５を上述した方法で手と係合させることにより、典型的には、取付部材１９０００を手に確実に固定することができ、したがって、典型的には、検知測定値を好適に正確にすることができる。
[0238] 図２１を参照すると、母指球に固定されると、プローブヘッド２１０１０を取付部材１９０００に固定することができる。例えば、プローブヘッド２１０１０をレセプタクル１９００４にねじ込むか、「カチッと音がするまで入れる」ことにより、プローブヘッドを固定することができる。プローブヘッド２１０１０は、前述したように、電磁エネルギーをベースに連結するように構成されたアンビリカルコード２１０１２に連結されている。例えば、プローブヘッド２１０１０、アンビリカルコード２１０１２及びベースは、図２のそれぞれプローブヘッド２０１０、アンビリカルコード２００６及びベース２００４と同じ又は同様であり得る。
[0239] さらに図１９～図２２を参照すると、取付部材１９０００の代替実施形態が企図される。例えば、図１～図１８に関連して記載する実施形態は、図１９～図２２の取付部材１９０００に適用可能であり得る。
実施形態例
[0269] 例１は、ハウジングと、ハウジング内に配置された電磁ユニットであって、ある時間中に電磁エネルギーを生成することと、電磁エネルギーを、少なくとも１つの筋細胞を有する身体内に向けることと、を行うように構成された電磁ユニットと、ハウジング内に配置された光センサであって、身体によって方向転換された電磁エネルギーの一部を受信することと、電磁エネルギーの受信された一部を信号に変換することと、を行うように構成された光センサと、ハウジング内に配置された演算回路であって、電磁ユニット及び光センサに連結され、信号に応じて少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定するように構成された演算回路と、を含むシステムを含む。
[0269] 例１は、ハウジングと、ハウジング内に配置された電磁ユニットであって、ある時間中に電磁エネルギーを生成することと、電磁エネルギーを、少なくとも１つの筋細胞を有する身体内に向けることと、を行うように構成された電磁ユニットと、ハウジング内に配置された光センサであって、身体によって方向転換された電磁エネルギーの一部を受信することと、電磁エネルギーの受信された一部を信号に変換することと、を行うように構成された光センサと、ハウジング内に配置された演算回路であって、電磁ユニット及び光センサに連結され、信号に応じて少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定するように構成された演算回路と、を含むシステムを含む。
[0270] 例２は、電磁ユニットが少なくとも１つの発光ダイオードを含む、例１～例２の任意のもののシステムを含む。
[0271] 例３は、電磁ユニットが、約４００ｎｍ～９００ｎｍの範囲であり、及び第１強度を有する少なくとも１つの波長と、約４００ｎｍ～９００ｎｍの範囲であり、及び第１強度よりも小さい第２強度を有する少なくとも１つの波長と、を生成するようにそれぞれ構成された少なくとも１つの発光ダイオードを含む、例１のシステムを含む。
[0272] 例４は、電磁ユニットが、４００～９００ｎｍの範囲の少なくとも１つの波長を生成するようにそれぞれ構成された少なくとも１つの発光ダイオードを含む、例１～４の任意もののシステムを含む。
[0273] 例５は、電磁ユニットが複数の発光ダイオードの線形配置を含む、例１のシステムを含む。
[0274] 例６は、電磁ユニットが、発光ダイオードと、選択的に発光ダイオードをアクティブにし、及びそれに電力供給するように構成された駆動回路と、を含む、例１～５の任意もののシステムを含む。
[0275] 例７は、電磁ユニットが、発光ダイオードと、発光ダイオードの各々のそれぞれの温度を温度範囲内に維持するように構成された温度制御回路と、を含む、例１～６の任意もののシステムを含む。
[0276] 例８は、光センサが分光計を含み、分光計が、電磁エネルギーの方向転換された一部を受信することと、電磁エネルギーの方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、を行うように構成される、例１～８の任意もののシステムを含む。
[0277] 例９は、身体に直接取り付けられるように構成されたハウジングをさらに含み、電磁ユニット、光センサ及び演算回路がハウジング内に配置される、例１のシステムを含む。
[0278] 例１０は、演算回路が、方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々の特性のそれぞれの値に応じて、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定するように構成される、例１～９の任意もののシステムを含む。
[0279] 例１１は、演算回路が、機械学習アルゴリズムを実施することと、実施される機械学習アルゴリズムへの少なくとも１つの入力として、方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々の特性のそれぞれの値を提供することにより、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、を行うように構成される、例１～１０の任意もののシステムを含む。
[0280] 例１２は、演算回路が、局所重み付き回帰モデルを実施することと、実施される局所重み付き回帰モデルへの少なくとも１つの入力として、方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々の特性のそれぞれの値を提供することにより、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、を行うように構成される、例１～１１の任意もののシステムを含む。
[0281] 例１３は、筋細胞を有する身体に固定可能なヘッドと、ヘッド上に配置された集光端部を有する集光光ファイバと、集光端部からほぼ第１距離でヘッド上に配置されたそれぞれの第１照射端部をそれぞれ有する少なくとも１つの第１照射光ファイバと、集光端部からほぼ第２距離でヘッド上に配置されたそれぞれの第２照射端部をそれぞれ有する少なくとも１つの第２照射光ファイバと、集光光ファイバ、少なくとも１つの第１照射光ファイバ及び少なくとも１つの第２照射光ファイバの対向する端部を、筋細胞の少なくとも１つの酸素化レベルを決定するように構成されたデバイスに連結するように構成されたコネクタと、を含むプローブを含む。
[0282] 例１４は、ヘッドが、ヘッドを身体に接着するように構成された接着剤を含む、例１３のプローブを含む。
[0283] 例１５は、集光端部からほぼ第３距離でヘッド上に配置されたそれぞれの第３照射端部をそれぞれ有する少なくとも１つの第３照射光ファイバを含み、コネクタが、少なくとも１つの第３照射光ファイバを、筋細胞の少なくとも１つの酸素化レベルを決定するように構成されたデバイスに連結するように構成される、例１３～１４の任意のもののプローブを含む。
[0284] 例１６は、ヘッドが、レセプタクルが身体に取り付けられている間、レセプタクルに取外し可能及び再取付け可能であるように構成される、例１４～１５の任意のもののプローブを含む。
[0285] 例１７は、ヘッドが、ヒトの手の母指球に固定可能である、例１３～１６の任意のもののプローブを含む。
[0286] 例１８は、保護フィルムが集光端部と身体との間に配置される、例１３～１７の任意のもののプローブを含む。
[0287] 例１９は、少なくとも１つの第１照射光ファイバの数が、少なくとも１つの第２照射光ファイバの数の整数倍である、例１３～１８の任意のもののプローブを含む。
[0288] 例２０は、第１距離に対する少なくとも１つの第１照射光ファイバの数の比が、第２距離に対する少なくとも１つの第２照射光ファイバの数にほぼ等しい、例１３～１９の任意のもののプローブを含む。
[0289] 例２１は、較正器をさらに含む、例１３～２０の任意のもののプローブを含む。
[0290] 例２２は、認証器をさらに含む、例１３～２１の任意のもののプローブを含む。
[0291] 例２３は、コネクタが、集光光ファイバの少なくとも一部を少なくとも１つの第１照射光ファイバの少なくとも一部及び少なくとも１つの第２照射光ファイバの少なくとも一部から分離する遮断スロットを含む、例１３～２２の任意のもののプローブを含む。
[0292] 例２４は、電磁エネルギー発生器をさらに含む、例１３～２３の任意のもののプローブを含む。
[0293] 例２５は、プローブであって、少なくとも１つの筋細胞を有する身体内に電磁エネルギーを向けることと、ある時間中に身体によって方向転換された電磁エネルギーの一部を受信することと、を行うように構成可能なプローブと、プローブと連結するように構成されたベースであって、その時間中に電磁エネルギーを生成するように構成された発生器、方向転換された電磁エネルギーの一部を受信し、その一部を信号に変換するように構成された光センサと、その信号に応じて、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定するように構成された演算回路と、を含むベースと、を含むシステムを含む。
[0294] 例２６は、発生器が少なくとも１つの発光ダイオードを含む、例２５のシステムを含む。
[0295] 例２７は、発生器が、第１強度を有する、約４００ｎｍ～９００ｍｎの範囲の少なくとも１つの波長と、第１強度よりも小さい第２強度を有する、約４００ｎｍ～９００ｎｍの範囲の少なくとも１つの赤外波長と、を生成するようにそれぞれ構成された少なくとも１つの発光ダイオードを含む、例２５～２６の任意のもののシステムを含む。
[0296] 例２８は、発生器が、４００～９００ｎｍの範囲の少なくとも１つの波長を生成するようにそれぞれ構成された少なくとも１つの発光ダイオードを含む、例２５～２７の任意のもののシステムを含む。
[0297] 例２９は、発生器が発光ダイオードを含み、発光ダイオードが、約４００ｎｍ～９００ｎｍの範囲の波長を含み、及び発光ダイオードの別の１つ又は複数によって生成されるそれぞれの各スペクトルにほぼ等しいそれぞれのスペクトルにわたって電磁エネルギーを生成するようにそれぞれ構成される、例２５～２８の任意のもののシステムを含む。
[0298] 例３０は、プローブが、プローブが方向転換された電磁エネルギーの一部を受信する場所から１つ又は複数の距離において、電磁エネルギーを身体内に向けるように構成される、例２５～２９の任意のもののシステムを含む。
[0299] 例３１は、電磁エネルギーが、光が受光される場所から１つ又は複数の距離において、光ファイバを介して身体内又は外に向けられる、例２５～３０の任意のもののシステムを含む。
[0300] 例３２は、発生器が７つの発光ダイオードの配置を含む、例２５～３１の任意のもののシステムを含む。
[0301] 例３３は、発生器が、発光ダイオードと、選択的に発光ダイオードをアクティブにし、及びそれに電力供給するように構成された駆動回路とを含む、例２５～３２の任意のもののシステムを含む。
[0302] 例３４は、発生器が、発光ダイオードと、発光ダイオードの各々のそれぞれの温度を温度範囲内に維持するように構成された温度制御回路と、を含む、例２５～３３の任意のもののシステムを含む。
[0303] 例３５は、発生器が発光ダイオードを含み、プローブが、光ファイバの端部を収容するコネクタを含み、及びシステムが、コネクタを受け、及び光ファイバの端部の各々を発光ダイオードのそれぞれの１つと位置合わせするように構成されたレセプタクルをさらに含む、例２５～３４の任意のもののシステムを含む。
[0304] 例３６は、発生器が発光ダイオードを含み、プローブが、光ファイバの端部を収容するコネクタを含み、システムが、レセプタクルアセンブリであって、コネクタを受けるように構成されたレセプタクルと、ラッチと、ラッチをコネクタと係合させることにより、光ファイバの端部の各々を発光ダイオードのそれぞれの１つと位置合わせするように構成されたモータと、を含むレセプタクルアセンブリをさらに含む、例２５～３５の任意のもののシステムを含む。
[0305] 例３７は、モータが、ラッチをコネクタと係合解除させることにより、レセプタクルから取り外すためにコネクタを解放するように構成される、例３６のシステムを含む。
[0306] 例３８は、発生器が発光ダイオードを含み、プローブが、光ファイバの端部を収容するコネクタを含み、及びベースが、コネクタを受けるように構成されたレセプタクルと、ラッチと、レセプタクル内でコネクタを検出するように構成された第１センサと、光センサがレセプタクル内でコネクタを検出することに応じて、ラッチをコネクタと係合させることにより、光ファイバの端部の各々を発光ダイオードのそれぞれの１つと位置合わせするように構成されたモータと、を含む、例２５～３７の任意のもののシステムを含む。
[0307] 例３９は、モータが、第２センサに応じて、ラッチをコネクタと係合解除させることにより、レセプタクルから取り外すためにコネクタを解放するように構成される、例３８のシステムを含む。
[0308] 例４０は、第２センサが電子スイッチを含む、例３９のシステムを含む。
[0309] 例４１は、発生器が発光ダイオードを含み、プローブが、光ファイバの端部を収容するコネクタと、ラッチ係合領域と、を含み、及びベースが、接触領域を有し、及びコネクタを受けるように構成されたレセプタクルと、ラッチと、コネクタを接触領域に押し付けるようにラッチをラッチ係合領域と係合させることにより、光ファイバの端部の各々を発光ダイオードのそれぞれの１つと位置合わせするように構成されたモータと、を含む、例２５～４０の任意のもののシステムを含む。
[0310] 例４２は、モータが、ラッチをラッチ係合領域と係合解除させることにより、レセプタクルから取り外すためにコネクタを解放するようにさらに構成される、例４１のシステムを含む。
[0311] 例４３は、発生器が発光ダイオードを含み、プローブが、光ファイバの端部を収容するコネクタを含み、及びシステムが、レセプタクルアセンブリであって、コネクタを受けるように構成されたレセプタクルと、ラッチと、ラッチをコネクタと係合させることにより、光ファイバの端部の各々を発光ダイオードのそれぞれの１つと位置合わせするように構成されたモータであって、ラッチをラッチ係合領域と係合解除させることにより、レセプタクルから取り外すためにコネクタを解放するようにさらに構成されるモータと、を含むレセプタクルアセンブリをさらに含む、例４１～４２の任意のもののシステムを含む。
[0314] 例４４は、光センサが分光計を含み、分光計が、プローブから、電磁エネルギーの方向転換された一部を受信することと、電磁エネルギーの方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、を行うように構成される、例２５～４３の任意のもののシステムを含む。
[0313] 例４５は、光センサが分光計を含み、分光計が、プローブから、電磁エネルギーの方向転換された一部を受信することと、電磁エネルギーの方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲に存在する１つ又は複数の波長の強度に関連するそれぞれの電気信号を生成することと、を行うように構成される、例２５～４４の任意のもののシステムを含む。
[0314] 例４６は、発生器が発光ダイオードを含み、プローブが、光ファイバの端部を収容するコネクタを含み、及びベースが、分光計であって、プローブから、電磁エネルギーの方向転換された一部を受信するように構成された入力を有し、及び電磁エネルギーの方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成するように構成された分光計と、レセプタクルであって、コネクタを受けることと、光ファイバのいくつかの端部の各々を発光ダイオードのそれぞれの１つと位置合わせすることと、光ファイバの少なくとも１つの他のものの端部の各々を分光計入力と位置合わせすることと、を行うように構成されたレセプタクルと、をさらに含む、例２５～４５の任意のもののシステムを含む。
[0315] 例４７は、発生器が発光ダイオードを含み、プローブが、光ファイバの端部を収容するコネクタを含み、ベースが、分光計であって、プローブから、電磁エネルギーの方向転換された一部を受信するように構成された入力を有し、及び電磁エネルギーの方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成するように構成された分光計と、レセプタクルであって、コネクタを受けるように構成され、光ファイバのうちの光ファイバの端部の各々を発光ダイオードのそれぞれの１つと位置合わせするように構成され、光ファイバの少なくとも１つの他のものの端部の各々を分光計入力と位置合わせするように構成され、光ファイバが発光ダイオードとそれぞれ位置合わせされている間及び光ファイバの少なくとも１つの他のものが分光計入力と位置合わせされている間、分光計入力と電磁エネルギー発生器の出力との間の光の結合を妨げるように構成された構造を有するレセプタクルと、をさらに含む、例２５～４６の任意のもののシステムを含む。
[0316] 例４８は、発生器が発光ダイオードを含み、プローブが、光ファイバの端部を収容し、光ファイバの第１セットと、光ファイバの少なくとも１つの第２セットと、の間にスロットを有するコネクタを含み、及びベースが、分光計であって、プローブから、電磁エネルギーの方向転換された一部を受信するように構成された入力を有し、及び電磁エネルギーの方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成するように構成された分光計と、レセプタクルであって、コネクタを受けるように構成され、第１セットの光ファイバの端部の各々を発光ダイオードのそれぞれの１つと位置合わせように構成され、第２セットの少なくとも１つの光ファイバの端部の各々を分光計入力と位置合わせするように構成され、及びスロット内に配置されるように構成された電磁放射線遮蔽材を含むレセプタクルとを含む、例２５～４７の任意のもののシステムを含む。
[0317] 例４９は、演算回路が、発生器を制御するように構成される、例２５～４８の任意のもののシステムを含む。
[0318] 例５０は、プローブが認証器を含み、及び演算回路が、認証器に応じて、プローブがベースとの使用を許可されているか否かを判断するように構成される、例２５～４９の任意のもののシステムを含む。
[0319] 例５１は、プローブが認証器を含み、及び演算回路が、認証器に応じて、プローブが発生器との連結に適しているか否かを判断することと、プローブが適していないと判断することに応じて、プローブがベースに設置されている場合、ベースが機能することを無効にすることとを行うように構成される、例２５～５０の任意のもののシステムを含む。
[0320] 例５２は、演算回路が、方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々の特性のそれぞれの値に応じて、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定するように構成される、例２５～５１の任意のもののシステムを含む。
[0321] 例５３は、演算回路が、機械学習アルゴリズムを実施することと、実施される機械学習アルゴリズムへの少なくとも１つの入力として、方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々の特性のそれぞれの値を提供することにより、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することとを行うように構成される、例２５～５２の任意のもののシステムを含む。
[0322] 例５４は、演算回路が、数学的アルゴリズムを実施することと、実施される数学的アルゴリズムへの少なくとも１つの入力として、方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々の特性のそれぞれの値を提供することにより、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、を行うように構成される、例２５～５３の任意のもののシステムを含む。
[0323] 例５５は、演算回路が、数学的モデルを実施することと、実施される数学的モデルへの少なくとも１つの入力として、方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々の特性のそれぞれの値を提供することにより、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、を行うように構成される、例２５～５４の任意のもののシステムを含む。
[0324] 例５６は、演算回路が、局所重み付き回帰モデルを実施することと、実施される局所重み付き回帰モデルへの少なくとも１つの入力として、方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々の特性のそれぞれの値を提供することにより、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、を行うように構成される、例２５～５５の任意のもののシステムを含む。
[0325] 例５７は、約４００ｎｍ～９００ｎｍの範囲の波長電磁エネルギーをプローブに提供するように構成された発生器であって、プローブが、少なくとも１つの筋細胞を有する身体内に電磁エネルギーを向けることと、発生器が電磁エネルギーを提供する時間にわたり、身体によって方向転換された電磁エネルギーの一部を収集することと、を行うように構成可能である、発生器と、方向転換された電磁エネルギーの一部に応じて、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定するように構成された演算回路と、を含む装置を含む。
[0326] 例５８は、発生器が少なくとも１つの発光ダイオードを含む、例５７の装置を含む。
[0327] 例５９は、発生器が、第１強度を有する少なくとも１つの波長と、第１強度よりも小さい第２強度を有する少なくとも１つの波長と、を生成するようにそれぞれ構成された少なくとも１つの発光ダイオードを含む、例５７～５８の任意のものの装置を含む。
[0328] 例６０は、発生器が、少なくとも１つの可視波長及び少なくとも１つの赤外波長を生成するようにそれぞれ構成された少なくとも１つの発光ダイオードを含む、例５７～５９の任意のものの装置を含む。
[0329] 例６１は、発生器が発光ダイオードを含み、発光ダイオードが、発光ダイオードの別の１つ又は複数によって生成されるそれぞれの各スペクトルとほぼ等しいそれぞれのスペクトルにわたって電磁エネルギーを生成するようにそれぞれ構成される、例５７～６０の任意のものの装置を含む。
[0330] 例６２は、発生器が７つの発光ダイオードの列を含む、例５７～６１の任意のものの装置を含む。
[0331] 例６３は、発生器が、発光ダイオードと、選択的に発光ダイオードをアクティブにし、及びそれに電力供給するように構成された駆動回路と、を含む、例５７～６２の任意のものの装置を含む。
[0332] 例６４は、発生器が、発光ダイオードと、発光ダイオードの各々のそれぞれの温度を温度範囲内に維持するように構成された温度制御回路と、を含む、例５７～６３の任意のものの装置を含む。
[0333] 例６５は、発生器が発光ダイオードを含み、装置が、光ファイバの端部を収容するプローブコネクタを受け、光ファイバの端部の各々を発光ダイオードのそれぞれの１つと位置合わせするように構成されたレセプタクルをさらに含む、例５７～６４の任意のものの装置を含む。
[0334] 例６６は、発生器が発光ダイオードを含み、装置は、光ファイバの端部を収容するプローブコネクタを受けるように構成されたレセプタクルと、ラッチと、ラッチをプローブコネクタと係合させることにより、光ファイバの端部の各々を発光ダイオードのそれぞれの１つと位置合わせするように構成されたモータと、をさらに含む、例５７～６５の任意のものの装置を含む。
[0335] 例６７は、モータが、ラッチをコネクタと係合解除させることにより、レセプタクルから取り外すためにプローブコネクタを解放するように構成される、例６６の装置を含む。
[0336] 例６８は、発生器が発光ダイオードを含み、装置が、光ファイバの端部を収容するプローブコネクタを受けるように構成されたレセプタクルと、ラッチと、レセプタクル内でプローブコネクタを検出するように構成された第１センサと、センサがレセプタクル内でコネクタを検出することに応じて、ラッチをコネクタと係合させることにより、光ファイバの端部の各々を発光ダイオードのそれぞれの１つと位置合わせするように構成されたモータと、をさらに含む、例５７～６７の任意のものの装置を含む。
[0337] 例６９は、モータが、第２センサに応じて、ラッチをプローブコネクタと係合解除するようにすることにより、レセプタクルから取り外すためにプローブコネクタを解放するように構成される、例６８の装置を含む。
[0338] 例７０は、第２センサが電子スイッチを含む、例６９の装置を含む。
[0339] 例７１は、発生器が発光ダイオードを含み、装置は、接触領域を有するレセプタクルであって、光ファイバの端部を収容し、及びラッチ係合領域を含むプローブコネクタを受けるように構成されたレセプタクルと、ラッチと、プローブコネクタを接触領域に押し付けるようにラッチをラッチ係合領域と係合させることにより、光ファイバの端部の各々を発光ダイオードのそれぞれの１つと位置合わせするように構成されたモータと、をさらに含む、例５７～７０の任意のものの装置を含む。
[0340] 例７２は、モータが、ラッチをラッチ係合領域と係合解除させることにより、レセプタクルから取り外すためにプローブコネクタを解放するようにさらに構成される、例７１の装置を含む。
[0341] 例７３は、プローブから、電磁エネルギーの方向転換された一部を受信することと、電磁エネルギーの方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成することとを行うように構成された分光計をさらに含む、例５７～７２の任意のものの装置を含む。
[0342] 例７４は、プローブから、電磁エネルギーの方向転換された一部を受信することと、電磁エネルギーの方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲に存在する１つ又は複数の波長の組み合わされた強度に関連するそれぞれの電気信号を生成することと、を行うように構成された分光計をさらに含む、例５７～７３の任意のものの装置を含む。
[0343] 例７５は、発生器が発光ダイオードを含み、装置が、分光計であって、プローブから、電磁エネルギーの方向転換された一部を受信するように構成された入力を有し、及び電磁エネルギーの方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成するように構成された分光計と、レセプタクルであって、光ファイバの端部を収容するプローブコネクタを受けることと、光ファイバのいくつかの端部の各々を発光ダイオードのそれぞれの１つと位置合わせすることと、光ファイバの少なくとも１つの他のものの端部の各々を分光計入力と位置合わせすることと、を行うように構成されたレセプタクルと、をさらに含む、例５７～７４の任意のものの装置を含む。
[0344] 例７６は、発生器が発光ダイオードを含み、装置が、分光計であって、プローブから、電磁エネルギーの方向転換された一部を受信するように構成された入力を有し、及び電磁エネルギーの方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成するように構成された分光計と、レセプタクルであって、光ファイバの端部を収容するプローブコネクタを受けるように構成され、光ファイバのうちの光ファイバの端部の各々を発光ダイオードのそれぞれの１つと位置合わせするように構成され、光ファイバの少なくとも１つの他のものの端部の各々を分光計入力と位置合わせするように構成され、及びそれぞれ発光ダイオードと位置合わせされている間の光ファイバのうちの光ファイバと、分光計入力と位置合わせされている間の光ファイバの少なくとも１つの他のものとの間に配置されるように構成された電磁放射線遮蔽材を含むレセプタクルと、をさらに含む、例５７～７５の任意のものの装置を含む。
[0345] 例７７は、発生器が発光ダイオードを含み、装置が、分光計であって、プローブから、電磁エネルギーの方向転換された一部を受信するように構成された入力を有し、及び電磁エネルギーの方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成するように構成された分光計と、レセプタクルであって、光ファイバの端部を収容し、及び光ファイバの第１セットと、光ファイバの少なくとも１つの第２セットとの間にスロットを有するプローブコネクタを受けるように構成され、第１セットの光ファイバの端部の各々を発光ダイオードのそれぞれの１つと位置合わせするように構成され、第２セットの少なくとも１つの光ファイバの端部の各々を分光計入力と位置合わせするように構成され、及びスロット内に配置されるように構成された電磁放射線遮蔽材を含むレセプタクルと、をさらに含む、例５７～７６の任意のものの装置を含む。
[0346] 例７８は、演算回路が、発生器を制御するように構成される、例５７～７７の任意のものの装置を含む。
[0347] 例７９は、演算回路が、方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々の特性のそれぞれの値に応じて、少なくとも１つの細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定するように構成される、例５７～７８の任意のものの装置を含む。
[0348] 例８０は、演算回路が、機械学習アルゴリズムを実施することと、実施される機械学習アルゴリズムへの少なくとも１つの入力として、方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々の特性のそれぞれの値を提供することにより、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、を行うように構成される、例５７～７９の任意のものの装置を含む。
[0349] 例８１は、演算回路が、数学的アルゴリズムを実施することと、実施される数学的アルゴリズムへの少なくとも１つの入力として、方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々の特性のそれぞれの値を提供することにより、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、を行うように構成される、例５７～８０の任意のものの装置を含む。
[0350] 例８２は、演算回路が、数学的モデルを実施することと、実施される数学的モデルへの少なくとも１つの入力として、方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々の特性のそれぞれの値を提供することにより、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、を行うように構成される、例５７～８１の任意のものの装置を含む。
[0351] 例８３は、演算回路が、局所重み付き回帰モデルを実施することと、実施される局所重み付き回帰モデルへの少なくとも１つの入力として、方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々の特性のそれぞれの値を提供することにより、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、を行うように構成される、例５７～８２の任意のものの装置を含む。
[0352] 例８４は、酸素化決定時間中、約４００ｎｍ～９００ｎｍの範囲内の波長を含む電磁エネルギーを生成することと、酸素化決定時間中、少なくとも１つの筋細胞を有する身体によって方向転換された電磁エネルギーの一部に応じて、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、を含む方法を含む。
[0353] 例８５は、電磁エネルギーの方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の少なくとも１つの値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、特性の少なくとも１つの値に応じて、酸素化レベルを決定することと、をさらに含む、例８４の方法を含む。
[0354] 例８６は、電磁エネルギーの方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲における１つ又は複数の波長の組み合わされた強度に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、組み合わされた強度の少なくとも１つに応じて、酸素化レベルを決定することと、をさらに含む、例８４～８５の任意のものの方法を含む。
[0355] 例８７は、較正時間中、電磁エネルギーを生成することと、プローブによって方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、各値の少なくとも１つに応じて、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、をさらに含む、例８４～８６の任意のものの方法を含む。
[0356] 例８８は、較正時間中、電磁エネルギーを生成することと、較正器によって方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、各値の少なくとも１つに応じて、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、をさらに含む、例８４～８７の任意のものの方法を含む。
[0357] 例８９は、較正時間中、電磁エネルギーを生成することと、較正時間中に較正器によって方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、各値の少なくとも１つに応じて、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、をさらに含む、例８４～８８の任意のものの方法を含む。
[0358] 例９０は、較正時間中、電磁エネルギーを生成することと、プローブの較正器によって方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、各値の少なくとも１つに応じて、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、をさらに含む、例８４～８９の任意のものの方法を含む。
[0359] 例９１は、較正時間中、電磁エネルギーを生成することと、較正器によって方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、少なくとも１つの値のうちの少なくとも１つを格納することと、少なくとも１つの値のうちの格納された少なくとも１つに応じて、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、をさらに含む、例８４～９０の任意のものの方法を含む。
[0360] 例９２は、電磁エネルギーの方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の少なくとも１つの値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、較正時間中、電磁エネルギーを生成することと、較正器によって方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の少なくとも１つの較正値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、少なくとも１つの波長範囲のそれぞれの１つについて、少なくとも１つの値のうちの少なくとも１つの各々と、少なくとも１つの較正値のうちの少なくとも１つの各々とのそれぞれの比に応じて、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、をさらに含む、例８４～９１の任意のものの方法を含む。
[0361] 例９３は、電磁エネルギーの方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の少なくとも１つの値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、較正時間中、電磁エネルギーを生成することと、較正器によって方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の少なくとも１つの較正値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、少なくとも１つの波長範囲のそれぞれの１つについて、少なくとも１つの値のうちの少なくとも１つの各々と、少なくとも１つの較正値のうちの少なくとも１つの各々とのそれぞれの比の対数に応じて、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、をさらに含む、例８４～９２の任意のものの方法を含む。
[0362] 例９４は、身体部位の細胞を酸素化することと、身体部位において虚血を誘発することと、身体部位に通常の血流を戻すことと、酸素化すること、誘発すること及び戻すことの間の少なくとも１つの第１時間の各々にわたり、約４００ｎｍ～９００ｍｎの範囲の波長を含む電磁エネルギーを身体部位の方に向けることと、身体部位によって方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの第１時間の各々の間に少なくとも１つの波長範囲の特性のそれぞれの値を生成することと、少なくとも１つの値を格納することと、を含む方法を含む。
[0363] 例９５は、細胞を酸素化することが、少なくとも１つの第１時間よりも長い第２時間にわたり、身体部位を有する対象に、空気中の酸素濃度よりも高い濃度の酸素を吸入させることを含む、例９４の方法を含む。
[0364] 例９６は、虚血を誘発することが身体部位への血流を減少させることを含む、例９４～９５の任意のものの方法を含む。
[0365] 例９７は、虚血を誘発することが、身体部位の周りに配置されたカフを膨張させることを含む、例９４～９６の任意のものの方法を含む。
[0366] 例９８は、虚血を誘発することが、身体部位の周りに配置されたカフを膨張させることを含み、及び通常の血流を戻すことが、カフを収縮させることを含む、例９４～９７の任意のものの方法を含む。
[0367] 例９９は、身体部位がヒトの手の母指球を含む、例９４～９８の任意のものの方法を含む。
[0368] 例１００は、電磁エネルギーを向けることが、少なくとも１つの発光ダイオードを用いて電磁エネルギーを生成することと、少なくとも１つの発光ダイオードの各々からの電磁エネルギーを、それぞれの光ファイバを用いて身体部位の方に向けることとを含む、例９４～９９の任意のものの方法を含む。
[0369] 例１０１は、生成することが、少なくとも１つの光ファイバを用いて、電磁エネルギーの方向転換された一部を収集することと、少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの第１時間の各々の間に分光計を使用してそれぞれの値を生成することとを含む、例９４～１００の任意のものの方法を含む。
[0370] 例１０２は、特性の格納された少なくとも１つの値を使用して、アルゴリズムを訓練することをさらに含む、例９４～１０１の任意のものの方法を含む。
[0371] 例１０３は、特性の格納された少なくとも１つの値を使用して、局所重み付き回帰モデルを訓練することをさらに含む、例９４～１０２の任意のものの方法を含む。
[0372] 例１０４は、特性の格納された少なくとも１つの値を使用して、ニューラルネットワークを訓練することをさらに含む、例９４～１０３の任意のものの方法を含む。
[0373] 例１０５は、特性の格納された少なくとも１つの値を使用して、畳み込みニューラルネットワークを訓練することをさらに含む、例９４～１０４の任意のものの方法を含む。
[0374] 例１０６は、特性の格納された少なくとも１つの値を使用して、機械学習アルゴリズムを訓練することをさらに含む、例９４～１０５の任意のものの方法を含む。
[0375] 例１０７は、特性の格納された少なくとも１つの値を使用して、統計学習アルゴリズムを訓練することをさらに含む、例９４～１０６の任意のものの方法を含む。
[0376] 例１０８は、特性の格納された少なくとも１つの値を使用して、サポートベクターマシンアルゴリズムを訓練することをさらに含む、例９４～１０７の任意のものの方法を含む。
[0377] 例１０９は、特性の格納された少なくとも１つの値を使用して、決定木法アルゴリズムを訓練することをさらに含む、例９４～１０８の任意のものの方法を含む。
[0378] 例１１０は、特性の格納された少なくとも１つの値を使用して、ランダムフォレストアルゴリズムを訓練することをさらに含む、例９４～１０９の任意のものの方法を含む。
[0379] 例１１１は、特性の格納された少なくとも１つの値を使用して、XGBoostアルゴリズムを訓練することをさらに含む、例９４～１１０の任意のものの方法を含む。
[0380] 例１１２は、特性の格納された少なくとも１つの値を使用して、順伝播型ニューラルネットワークを訓練することをさらに含む、例９４～１１１の任意のものの方法を含む。
[0381] 例１１３は、特性の格納された少なくとも１つの値を使用して、回帰型ニューラルネットワークを訓練することをさらに含む、例９４～１１２の任意のものの方法を含む。
[0382] 例１１４は、特性の格納された少なくとも１つの値を使用して、敵対的生成ニューラルネットワークを訓練することをさらに含む、例９４～１１３の任意のものの方法を含む。
[0383] 例１１５は、特性の格納された少なくとも１つの値を使用して、推奨システムアルゴリズムを訓練することをさらに含む、例９４～１１４の任意のものの方法を含む。
[0384] 例１１６は、少なくとも１つのプロセッサによって実行されるように構成されたプログラム命令が具現化されている非一時的プロセッサ可読媒体を含むプログラム製品であって、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、プログラム命令が、少なくとも１つのプロセッサに、酸素化決定時間中、約４００ｎｍ～９００ｎｍの範囲内の波長を含む電磁エネルギーを生成することと、酸素化決定時間中、少なくとも１つの筋細胞を有する身体によって方向転換された電磁エネルギーの一部に応じて、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、を行わせる、プログラム製品を含む。
[0385] 例１１７は、プログラム命令が、少なくとも１つのプロセッサに、電磁エネルギーの方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲における１つ又は複数の波長の組み合わされた強度に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、組み合わされた強度の少なくとも１つに応じて、酸素化レベルを決定することと、を行わせる、例１１６のプログラム製品を含む。
[0386] 例１１８は、プログラム命令が、少なくとも１つのプロセッサに、プローブによって方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、少なくとも１つの値のうちの少なくとも１つに応じて、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、を行わせる、例１１６～１１７の任意のもののプログラム製品を含む。
[0387] 例１１９は、プログラム命令が、少なくとも１つのプロセッサに、較正器によって方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、値の少なくとも１つに応じて、少なくとも１つの細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、を行わせる、例１１６～１１８の任意のもののプログラム製品を含む。
[0388] 例１２０は、プログラム命令が、少なくとも１つのプロセッサに、較正時間中に較正器によって方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の少なくとも１つの値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、少なくとも１つの値のうちの少なくとも１つに応じて、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、を行わせる、例１１６～１１９の任意のもののプログラム製品を含む。
[0389] 例１２１は、プログラム命令が、少なくとも１つのプロセッサに、プローブの較正器によって方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の少なくとも１つの値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、少なくとも１つの値のうちの少なくとも１つに応じて、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、を行わせる、例１１６～１２０の任意のもののプログラム製品を含む。
[0390] 例１２２は、プログラム命令が、少なくとも１つのプロセッサに、較正器によって方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の少なくとも１つの値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、少なくとも１つの値のうちの少なくとも１つを格納することと、少なくとも１つの値のうちの格納された少なくとも１つに応じて、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、を行わせる、例１１６～１２１の任意のもののプログラム製品を含む。
[0391] 例１２３は、プログラム命令が、少なくとも１つのプロセッサに、較正器によって方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の較正値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、少なくとも１つの波長範囲のそれぞれの１つについて、少なくとも１つの値のうちの少なくとも１つの各々と、少なくとも１つの較正値のうちの少なくとも１つの各々とのそれぞれの比に応じて、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、を行わせる、例１１６～１２２の任意のもののプログラム製品を含む。
[0392] 例１２４は、プログラム命令が、少なくとも１つのプロセッサに、較正器によって方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の少なくとも１つの較正値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、少なくとも１つの波長範囲のそれぞれの１つについて、少なくとも１つの値のうちの少なくとも１つの各々と、少なくとも１つの較正値のうちの少なくとも１つの各々とのそれぞれの比の対数に応じて、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、を行わせる、例１１６～１２３の任意のもののプログラム製品を含む。
[0393] 例１２５は、酸素化決定時間中、約４００ｎｍ～９００ｎｍの範囲内の波長を含む電磁エネルギーを生成するための手段と、酸素化決定時間中、少なくとも１つの筋細胞を有する身体によって方向転換された電磁エネルギーの一部に応じて、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定するための手段と、を含む装置を含む。
[0394] 例１２６は、電磁エネルギーの方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の少なくとも１つの値に関連するそれぞれの電子信号を生成するための手段と、特性の少なくとも１つの値に応じて、酸素化レベルを決定するための手段と、をさらに含む、例１２５の装置を含む。
[0395] 例１２７は、電磁エネルギーの方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲における１つ又は複数の波長の組み合わされた強度に関連するそれぞれの電子信号を生成するための手段と、組み合わされた強度の少なくとも１つに応じて、酸素化レベルを決定するための手段と、をさらに含む、例１２５～１２６の任意のものの装置を含む。
[0396] 例１２８は、較正時間中、電磁エネルギーを生成するための手段と、プローブによって方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成するための手段と、各値の少なくとも１つに応じて、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定するための手段と、をさらに含む、例１２５～１２７の任意のものの装置を含む。
[0397] 例１２９は、較正時間中、電磁エネルギーを生成するための手段と、較正器によって方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成するための手段と、各値の少なくとも１つに応じて、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定するための手段と、をさらに含む、例１２５～１２８の任意のものの装置を含む。
[0398] 例１３０は、較正時間中、電磁エネルギーを生成するための手段と、較正時間中に較正器によって方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成するための手段と、各値の少なくとも１つに応じて、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定するための手段と、をさらに含む、例１２５～１２９の任意のものの装置を含む。
[0399] 例１３１は、較正時間中、電磁エネルギーを生成するための手段と、プローブの較正器によって方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成するための手段と、各値の少なくとも１つに応じて、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定するための手段と、をさらに含む、例１２５～１３０の任意のものの装置を含む。
[0400] 例１３２は、較正時間中、電磁エネルギーを生成するための手段と、較正器によって方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成するための手段と、少なくとも１つの値のうちの少なくとも１つを格納するための手段と、少なくとも１つの値のうちの格納された少なくとも１つに応じて、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定するための手段と、をさらに含む、例１２５～１３１の任意のものの装置を含む。
[0401] 例１３３は、電磁エネルギーの方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の少なくとも１つの値に関連するそれぞれの電子信号を生成するための手段と、較正時間中、電磁エネルギーを生成するための手段と、較正器によって方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の少なくとも１つの較正値に関連するそれぞれの電子信号を生成するための手段と、少なくとも１つの波長範囲のそれぞれの１つについて、少なくとも１つの値のうちの少なくとも１つの各々と、少なくとも１つの較正値のうちの少なくとも１つの各々とのそれぞれの比に応じて、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定するための手段と、をさらに含む、例１２５～１３２の任意のものの装置を含む。
[0402] 例１３４は、電磁エネルギーの方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の少なくとも１つの値に関連するそれぞれの電子信号を生成するための手段と、較正時間中、電磁エネルギーを生成するための手段と、較正器によって方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、少なくとも１つの波長範囲の特性の少なくとも１つの較正値に関連するそれぞれの電子信号を生成するための手段と、少なくとも１つの波長範囲のそれぞれの１つについて、少なくとも１つの値のうちの少なくとも１つの各々と、少なくとも１つの較正値のうちの少なくとも１つの各々とのそれぞれの比の対数に応じて、少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定するための手段と、をさらに含む、例１２５～１３３の任意のものの装置を含む。
[0403] 上述したことから、本明細書では、例示の目的で特定の実施形態について記載しているが、本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な変更形態がなされ得ることが理解されるであろう。さらに、特定の実施形態に対する代替形態が開示されている場合、この代替形態は、具体的に記載されていなくても、他の実施形態にも適用することができる。さらに、記載した装置若しくはシステムの１つ若しくは複数の構成要素又は記載した方法の１つ若しくは複数のステップは、明確にするため又は他の理由により、説明から省略している場合がある。加えて、説明に含まれている、記載した装置又はシステムの１つ又は複数の構成要素が装置又はシステムから省略される場合があり、説明に含まれている、記載した方法の１つ又は複数のステップが方法から省略される場合がある。
Claims (134)
- ハウジングと、
前記ハウジング内に配置された電磁ユニットであって、ある時間中に電磁エネルギーを生成することと、前記電磁エネルギーを、少なくとも１つの筋細胞を有する身体内に向けることと、を行うように構成された、電磁ユニットと、
前記ハウジング内に配置された光センサであって、前記身体によって方向転換された前記電磁エネルギーの一部を受信することと、前記電磁エネルギーの前記受信された一部を信号に変換することと、を行うように構成された、光センサと、
前記ハウジング内に配置された演算回路であって、前記電磁ユニット及び前記光センサに連結され、前記信号に応じて前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定するように構成された、演算回路と、
を含む、システム。 - 前記電磁ユニットは、少なくとも１つの発光ダイオードを含む、請求項１に記載のシステム。
- 前記電磁ユニットは、約４００ｎｍ～９００ｎｍの範囲であり、第１強度を有する少なくとも１つの波長と、約４００ｎｍ～９００ｎｍの範囲であり、前記第１強度よりも小さい第２強度を有する少なくとも１つの波長と、を生成するようにそれぞれ構成された少なくとも１つの発光ダイオードを含む、請求項１に記載のシステム。
- 前記電磁ユニットは、４００～９００ｎｍの範囲の少なくとも１つの波長を生成するようにそれぞれ構成された少なくとも１つの発光ダイオードを含む、請求項１に記載のシステム。
- 前記電磁ユニットは、複数の発光ダイオードの線形配置を含む、請求項１に記載のシステム。
- 前記電磁ユニットは、
発光ダイオードと、
選択的に前記発光ダイオードをアクティブにし、及びそれに電力供給するように構成された駆動回路と、
を含む、請求項１に記載のシステム。 - 前記電磁ユニットは、
発光ダイオードと、
前記発光ダイオードの各々のそれぞれの温度を温度範囲内に維持するように構成された温度制御回路と、
を含む、請求項１に記載のシステム。 - 前記光センサは、分光計を含み、
前記分光計は、
前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部を受信することと、
前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、
を行うように構成される、請求項１に記載のシステム。 - 身体に直接取り付けられるように構成されたハウジングをさらに含み、
前記電磁ユニット、前記光センサ及び前記演算回路は、前記ハウジング内に配置される、請求項１に記載のシステム。 - 前記演算回路は、前記方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々の特性のそれぞれの値に応じて、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定するように構成される、請求項１に記載のシステム。
- 前記演算回路は、
機械学習アルゴリズムを実施することと、
前記実施される機械学習アルゴリズムへの少なくとも１つの入力として、前記方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々の特性のそれぞれの値を提供することにより、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、
を行うように構成される、請求項１に記載のシステム。 - 前記演算回路は、
局所重み付き回帰モデルを実施することと、
前記実施される局所重み付き回帰モデルへの少なくとも１つの入力として、前記方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々の特性のそれぞれの値を提供することにより、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、
を行うように構成される、請求項１に記載のシステム。 - 筋細胞を有する身体に固定可能なヘッドと、
前記ヘッド上に配置された集光端部を有する集光光ファイバと、
前記集光端部からほぼ第１距離で前記ヘッド上に配置されたそれぞれの第１照射端部をそれぞれ有する少なくとも１つの第１照射光ファイバと、
前記集光端部からほぼ第２距離で前記ヘッド上に配置されたそれぞれの第２照射端部をそれぞれ有する少なくとも１つの第２照射光ファイバと、
前記集光光ファイバ、前記少なくとも１つの第１照射光ファイバ及び前記少なくとも１つの第２照射光ファイバの対向する端部を、前記筋細胞の少なくとも１つの酸素化レベルを決定するように構成されたデバイスに連結するように構成されたコネクタと、
を含む、プローブ。 - 前記ヘッドは、前記ヘッドを前記身体に接着するように構成された接着剤を含む、請求項１３に記載のプローブ。
- 前記集光端部からほぼ第３距離で前記ヘッド上に配置されたそれぞれの第３照射端部をそれぞれ有する少なくとも１つの第３照射光ファイバを含み、
前記コネクタは、前記少なくとも１つの第３照射光ファイバを、前記筋細胞の少なくとも１つの酸素化レベルを決定するように構成された前記デバイスに連結するように構成される、請求項１３に記載のプローブ。 - 前記ヘッドは、レセプタクルが前記身体に取り付けられている間、前記レセプタクルに取外し可能及び再取付け可能であるように構成される、請求項１４に記載のプローブ。
- 前記ヘッドは、ヒトの手の母指球に固定可能である、請求項１３に記載のプローブ。
- 保護フィルムは、前記集光端部と前記身体との間に配置される、請求項１３に記載のプローブ。
- 前記少なくとも１つの第１照射光ファイバの数は、前記少なくとも１つの第２照射光ファイバの数の整数倍である、請求項１３に記載のプローブ。
- 前記第１距離に対する前記少なくとも１つの第１照射光ファイバの数の比は、前記第２距離に対する前記少なくとも１つの第２照射光ファイバの数にほぼ等しい、請求項１３に記載のプローブ。
- 較正器をさらに含む、請求項１３に記載のプローブ。
- 認証器をさらに含む、請求項１３に記載のプローブ。
- 前記コネクタは、前記集光光ファイバの少なくとも一部を前記少なくとも１つの第１照射光ファイバの少なくとも一部及び前記少なくとも１つの第２照射光ファイバの少なくとも一部から分離する遮断スロットを含む、請求項１３に記載のプローブ。
- 電磁エネルギー発生器をさらに含む、請求項１３に記載のプローブ。
- プローブであって、少なくとも１つの筋細胞を有する身体内に電磁エネルギーを向けることと、ある時間中に前記身体によって方向転換された前記電磁エネルギーの一部を受信することと、を行うように構成可能な、プローブと、
前記プローブと連結するように構成されたベースであって、前記時間中に前記電磁エネルギーを生成するように構成された発生器と、前記方向転換された電磁エネルギーの前記一部を受信し、前記一部を信号に変換するように構成された光センサと、前記信号に応じて、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定するように構成された演算回路と、を含む、ベースと、
を含む、システム。 - 前記発生器は、少なくとも１つの発光ダイオードを含む、請求項２５に記載のシステム。
- 前記発生器は、第１強度を有する、約４００ｎｍ～９００ｍｎの範囲の少なくとも１つの波長と、前記第１強度よりも小さい第２強度を有する、約４００ｎｍ～９００ｎｍの範囲の少なくとも１つの赤外波長と、を生成するようにそれぞれ構成された少なくとも１つの発光ダイオードを含む、請求項２５に記載のシステム。
- 前記発生器は、４００～９００ｎｍの範囲の少なくとも１つの波長を生成するようにそれぞれ構成された少なくとも１つの発光ダイオードを含む、請求項２５に記載のシステム。
- 前記発生器は、発光ダイオードを含み、
前記発光ダイオードは、約４００ｎｍ～９００ｎｍの範囲の波長を含み、前記発光ダイオードの別の１つ又は複数によって生成されるそれぞれの各スペクトルにほぼ等しいそれぞれのスペクトルにわたって電磁エネルギーを生成するようにそれぞれ構成される、請求項２５に記載のシステム。 - 前記プローブは、前記プローブが前記方向転換された電磁エネルギーの前記一部を受信する場所から１つ又は複数の距離において、前記電磁エネルギーを前記身体内に向けるように構成される、請求項２５に記載のシステム。
- 前記電磁エネルギーは、光が受光される場所から１つ又は複数の距離において、光ファイバを介して前記身体内又は外に向けられる、請求項２５に記載のシステム。
- 前記発生器は、７つの発光ダイオードの配置を含む、請求項２５に記載のシステム。
- 前記発生器は、
発光ダイオードと、
選択的に前記発光ダイオードをアクティブにし、及びそれに電力供給するように構成された駆動回路と、
を含む、請求項２５に記載のシステム。 - 前記発生器は、
発光ダイオードと、
前記発光ダイオードの各々のそれぞれの温度を温度範囲内に維持するように構成された温度制御回路と、
を含む、請求項２５に記載のシステム。 - 前記発生器は、発光ダイオードを含み、
前記プローブは、光ファイバの端部を収容するコネクタを含み、
前記システムは、前記コネクタを受け、及び前記光ファイバの前記端部の各々を前記発光ダイオードのそれぞれの１つと位置合わせするように構成されたレセプタクルをさらに含む、請求項２５に記載のシステム。 - 前記発生器は、発光ダイオードを含み、
前記プローブは、光ファイバの端部を収容するコネクタを含み、
前記システムは、
前記コネクタを受けるように構成されたレセプタクルと、ラッチと、前記ラッチを前記コネクタと係合させることにより、前記光ファイバの前記端部の各々を前記発光ダイオードのそれぞれの１つと位置合わせするように構成されたモータと、を含むレセプタクルアセンブリをさらに含む、請求項２５に記載のシステム。 - 前記モータは、前記ラッチを前記コネクタと係合解除させることにより、前記レセプタクルから取り外すために前記コネクタを解放するように構成される、請求項３６に記載のシステム。
- 前記発生器は、発光ダイオードを含み、
前記プローブは、光ファイバの端部を収容するコネクタを含み、
前記ベースは、
前記コネクタを受けるように構成されたレセプタクルと、
ラッチと、
前記レセプタクル内で前記コネクタを検出するように構成された第１センサと、
前記光センサが前記レセプタクル内で前記コネクタを検出することに応じて、前記ラッチを前記コネクタと係合させることにより、前記光ファイバの前記端部の各々を前記発光ダイオードのそれぞれの１つと位置合わせするように構成されたモータと、
を含む、請求項２５に記載のシステム。 - 前記モータは、第２センサに応じて、前記ラッチを前記コネクタと係合解除させることにより、前記レセプタクルから取り外すために前記コネクタを解放するように構成される、請求項３８に記載のシステム。
- 前記第２センサは、電子スイッチを含む、請求項３９に記載のシステム。
- 前記発生器は、発光ダイオードを含み、
前記プローブは、光ファイバの端部を収容するコネクタと、ラッチ係合領域と、を含み、
前記ベースは、
接触領域を有し、前記コネクタを受けるように構成されたレセプタクルと、
ラッチと、
前記コネクタを前記接触領域に押し付けるように前記ラッチを前記ラッチ係合領域と係合させることにより、前記光ファイバの前記端部の各々を前記発光ダイオードのそれぞれの１つと位置合わせするように構成されたモータと、
を含む、請求項２５に記載のシステム。 - 前記モータは、前記ラッチを前記ラッチ係合領域と係合解除させることにより、前記レセプタクルから取り外すために前記コネクタを解放するようにさらに構成される、請求項４１に記載のシステム。
- 前記発生器は、発光ダイオードを含み、
前記プローブは、光ファイバの端部を収容するコネクタを含み、
前記システムは、
前記コネクタを受けるように構成されたレセプタクルと、
ラッチと、
前記ラッチを前記コネクタと係合させることにより、前記光ファイバの前記端部の各々を前記発光ダイオードのそれぞれの１つと位置合わせするように構成されたモータであって、前記ラッチを前記ラッチ係合領域と係合解除させることにより、前記レセプタクルから取り外すために前記コネクタを解放するようにさらに構成される、モータと、
を含むレセプタクルアセンブリ
をさらに含む、請求項４１に記載のシステム。 - 前記光センサは、分光計を含み、
前記分光計は、
前記プローブから、前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部を受信することと、
前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、
を行うように構成される、請求項２５に記載のシステム。 - 前記光センサは、分光計を含み、
前記分光計は、
前記プローブから、前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部を受信することと、
前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲に存在する１つ又は複数の波長の強度に関連するそれぞれの電気信号を生成することと、
を行うように構成される、請求項２５に記載のシステム。 - 前記発生器は、発光ダイオードを含み、
前記プローブは、光ファイバの端部を収容するコネクタを含み、
前記ベースは、
前記プローブから、前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部を受信するように構成された入力を有し、前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成するように構成された分光計と、
前記コネクタを受けることと、前記光ファイバのいくつかの前記端部の各々を前記発光ダイオードのそれぞれの１つと位置合わせすることと、前記光ファイバの少なくとも１つの他のものの前記端部の各々を前記分光計入力と位置合わせすることと、を行うように構成されたレセプタクルと、
をさらに含む、請求項２５に記載のシステム。 - 前記発生器は、発光ダイオードを含み、
前記プローブは、光ファイバの端部を収容するコネクタを含み、
前記ベースは、
前記プローブから、前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部を受信するように構成された入力を有し、前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成するように構成された分光計と、
前記コネクタを受けるように構成され、前記光ファイバのうちの光ファイバの前記端部の各々を前記発光ダイオードのそれぞれの１つと位置合わせするように構成され、前記光ファイバの少なくとも１つの他のものの前記端部の各々を前記分光計入力と位置合わせするように構成され、前記光ファイバが前記発光ダイオードとそれぞれ位置合わせされている間及び前記光ファイバの前記少なくとも１つの他のものが前記分光計入力と位置合わせされている間、前記分光計入力と前記電磁エネルギー発生器の出力との間の光の結合を妨げるように構成された構造を有するレセプタクルと、
をさらに含む、請求項２５に記載のシステム。 - 前記発生器は、発光ダイオードを含み、
前記プローブは、光ファイバの端部を収容し、及び前記光ファイバの第１セットと、前記光ファイバの少なくとも１つの第２セットとの間にスロットを有するコネクタを含み、
前記ベースは、
前記プローブから、前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部を受信するように構成された入力を有し、前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成するように構成された分光計と、
前記コネクタを受けるように構成され、前記第１セットの前記光ファイバの前記端部の各々を前記発光ダイオードのそれぞれの１つと位置合わせように構成され、前記第２セットの前記少なくとも１つの光ファイバの前記端部の各々を前記分光計入力と位置合わせするように構成され、前記スロット内に配置されるように構成された電磁放射線遮蔽材を含むレセプタクルと、
を含む、請求項２５に記載のシステム。 - 前記演算回路は、前記発生器を制御するように構成される、請求項２５に記載のシステム。
- 前記プローブは、認証器を含み、
前記演算回路は、前記認証器に応じて、前記プローブが前記ベースとの使用を許可されているか否かを判断するように構成される、請求項２５に記載のシステム。 - 前記プローブは、認証器を含み、
前記演算回路は、
前記認証器に応じて、前記プローブが前記発生器との連結に適しているか否かを判断することと、
前記プローブが適していないと判断することに応じて、前記プローブが前記ベースに設置されている場合、前記ベースが機能することを無効にすることと、
を行うように構成される、請求項２５に記載のシステム。 - 前記演算回路は、前記方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々の特性のそれぞれの値に応じて、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定するように構成される、請求項２５に記載のシステム。
- 前記演算回路は、
機械学習アルゴリズムを実施することと、
前記実施される機械学習アルゴリズムへの少なくとも１つの入力として、前記方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々の特性のそれぞれの値を提供することにより、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、
を行うように構成される、請求項２５に記載のシステム。 - 前記演算回路は、
数学的アルゴリズムを実施することと、
前記実施される数学的アルゴリズムへの少なくとも１つの入力として、前記方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々の特性のそれぞれの値を提供することにより、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、
を行うように構成される、請求項２５に記載のシステム。 - 前記演算回路は、
数学的モデルを実施することと、
前記実施される数学的モデルへの少なくとも１つの入力として、前記方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々の特性のそれぞれの値を提供することにより、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、
を行うように構成される、請求項２５に記載のシステム。 - 前記演算回路は、
局所重み付き回帰モデルを実施することと、
前記実施される局所重み付き回帰モデルへの少なくとも１つの入力として、前記方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々の特性のそれぞれの値を提供することにより、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、
を行うように構成される、請求項２５に記載のシステム。 - 約４００ｎｍ～９００ｎｍの範囲の波長電磁エネルギーをプローブに提供するように構成された発生器であって、前記プローブは、少なくとも１つの筋細胞を有する身体内に前記電磁エネルギーを向けることと、前記発生器が前記電磁エネルギーを提供する時間にわたり、前記身体によって方向転換された前記電磁エネルギーの一部を収集することと、を行うように構成可能である、発生器と、
前記方向転換された電磁エネルギーの一部に応じて、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定するように構成された演算回路と、
を含む、装置。 - 前記発生器は、少なくとも１つの発光ダイオードを含む、請求項５７に記載の装置。
- 前記発生器は、第１強度を有する少なくとも１つの波長と、前記第１強度よりも小さい第２強度を有する少なくとも１つの波長と、を生成するようにそれぞれ構成された少なくとも１つの発光ダイオードを含む、請求項５７に記載の装置。
- 前記発生器は、少なくとも１つの可視波長及び少なくとも１つの赤外波長を生成するようにそれぞれ構成された少なくとも１つの発光ダイオードを含む、請求項５７に記載の装置。
- 前記発生器は、発光ダイオードを含み、
前記発光ダイオードは、前記発光ダイオードの別の１つ又は複数によって生成されるそれぞれの各スペクトルとほぼ等しいそれぞれのスペクトルにわたって電磁エネルギーを生成するようにそれぞれ構成される、請求項５７に記載の装置。 - 前記発生器は、７つの発光ダイオードの列を含む、請求項５７に記載の装置。
- 前記発生器は、
発光ダイオードと、
選択的に前記発光ダイオードをアクティブにし、それに電力供給するように構成された駆動回路と、
を含む、請求項５７に記載の装置。 - 前記発生器は、
発光ダイオードと、
前記発光ダイオードの各々のそれぞれの温度を温度範囲内に維持するように構成された温度制御回路と、
を含む、請求項５７に記載の装置。 - 前記発生器は、発光ダイオードを含み、及び
前記装置は、光ファイバの端部を収容するプローブコネクタを受け、前記光ファイバの前記端部の各々を前記発光ダイオードのそれぞれの１つと位置合わせするように構成されたレセプタクルをさらに含む、請求項５７に記載の装置。 - 前記発生器は、発光ダイオードを含み、
前記装置は、
光ファイバの端部を収容するプローブコネクタを受けるように構成されたレセプタクルと、
ラッチと、
前記ラッチを前記プローブコネクタと係合させることにより、前記光ファイバの前記端部の各々を前記発光ダイオードのそれぞれの１つと位置合わせするように構成されたモータと
をさらに含む、請求項５７に記載の装置。 - 前記モータは、前記ラッチを前記コネクタと係合解除させることにより、前記レセプタクルから取り外すために前記プローブコネクタを解放するように構成される、請求項６６に記載の装置。
- 前記発生器は、発光ダイオードを含み、及び
前記装置は、
光ファイバの端部を収容するプローブコネクタを受けるように構成されたレセプタクルと、
ラッチと、
前記レセプタクル内で前記プローブコネクタを検出するように構成された第１センサと、
前記センサが前記レセプタクル内で前記コネクタを検出することに応じて、前記ラッチを前記コネクタと係合させることにより、前記光ファイバの前記端部の各々を前記発光ダイオードのそれぞれの１つと位置合わせするように構成されたモータと、
をさらに含む、請求項５７に記載の装置。 - 前記モータは、第２センサに応じて、前記ラッチを前記プローブコネクタと係合解除させることにより、前記レセプタクルから取り外すために前記プローブコネクタを解放するように構成される、請求項６８に記載の装置。
- 前記第２センサは、電子スイッチを含む、請求項６９に記載の装置。
- 前記発生器は、発光ダイオードを含み、
前記装置は、
接触領域を有するレセプタクルであって、光ファイバの端部を収容し、及びラッチ係合領域を含むプローブコネクタを受けるように構成された、レセプタクルと、
ラッチと、
前記プローブコネクタを前記接触領域に押し付けるように前記ラッチを前記ラッチ係合領域と係合させることにより、前記光ファイバの前記端部の各々を前記発光ダイオードのそれぞれの１つと位置合わせするように構成されたモータと、
をさらに含む、請求項５７に記載の装置。 - 前記モータは、前記ラッチを前記ラッチ係合領域と係合解除させることにより、前記レセプタクルから取り外すために前記プローブコネクタを解放するようにさらに構成される、請求項７１に記載の装置。
- プローブから、前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部を受信することと、
前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、
を行うように構成された分光計をさらに含む、請求項５７に記載の装置。 - プローブから、前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部を受信することと、
前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲に存在する１つ又は複数の波長の組み合わされた強度に関連するそれぞれの電気信号を生成することと、
を行うように構成された分光計をさらに含む、請求項５７に記載の装置。 - 前記発生器は、発光ダイオードを含み、
前記装置は、
プローブから、前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部を受信するように構成された入力を有し、前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成するように構成された分光計と、
光ファイバの端部を収容するプローブコネクタを受けることと、前記光ファイバのいくつかの前記端部の各々を前記発光ダイオードのそれぞれの１つと位置合わせすることと、前記光ファイバの少なくとも１つの他のものの前記端部の各々を前記分光計入力と位置合わせすることと、を行うように構成されたレセプタクルと、
をさらに含む、請求項５７に記載の装置。 - 前記発生器は、発光ダイオードを含み、
前記装置は、
プローブから、前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部を受信するように構成された入力を有し、前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成するように構成された分光計と、
光ファイバの端部を収容するプローブコネクタを受けるように構成され、前記光ファイバのうちの光ファイバの前記端部の各々を前記発光ダイオードのそれぞれの１つと位置合わせするように構成され、前記光ファイバの少なくとも１つの他のものの前記端部の各々を前記分光計入力と位置合わせするように構成され、それぞれ前記発光ダイオードと位置合わせされている間の前記光ファイバのうちの前記光ファイバと、前記分光計入力と位置合わせされている間の前記光ファイバの前記少なくとも１つの他のものと、の間に配置されるように構成された電磁放射線遮蔽材を含むレセプタクルと、
をさらに含む、請求項５７に記載の装置。 - 前記発生器は、発光ダイオードを含み、
前記装置は、
プローブから、前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部を受信するように構成された入力を有し、前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成するように構成された分光計と、
光ファイバの端部を収容し、前記光ファイバの第１セットと、前記光ファイバの少なくとも１つの第２セットと、の間にスロットを有するプローブコネクタを受けるように構成され、前記第１セットの前記光ファイバの前記端部の各々を前記発光ダイオードのそれぞれの１つと位置合わせするように構成され、前記第２セットの前記少なくとも１つの光ファイバの前記端部の各々を前記分光計入力と位置合わせするように構成され、前記スロット内に配置されるように構成された電磁放射線遮蔽材を含むレセプタクルと、
をさらに含む、請求項５７に記載の装置。 - 前記演算回路は、前記発生器を制御するように構成される、請求項５７に記載の装置。
- 前記演算回路は、前記方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々の特性のそれぞれの値に応じて、前記少なくとも１つの細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定するように構成される、請求項５７に記載の装置。
- 前記演算回路は、
機械学習アルゴリズムを実施することと、
前記実施される機械学習アルゴリズムへの少なくとも１つの入力として、前記方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々の特性のそれぞれの値を提供することにより、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、
を行うように構成される、請求項５７に記載の装置。 - 前記演算回路は、
数学的アルゴリズムを実施することと、
前記実施される数学的アルゴリズムへの少なくとも１つの入力として、前記方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々の特性のそれぞれの値を提供することにより、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、
を行うように構成される、請求項５７に記載の装置。 - 前記演算回路は、
数学的モデルを実施することと、
前記実施される数学的モデルへの少なくとも１つの入力として、前記方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々の特性のそれぞれの値を提供することにより、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、
を行うように構成される、請求項５７に記載の装置。 - 前記演算回路は、
局所重み付き回帰モデルを実施することと、
前記実施される局所重み付き回帰モデルへの少なくとも１つの入力として、前記方向転換された電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々の特性のそれぞれの値を提供することにより、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、
を行うように構成される、請求項５７に記載の装置。 - 酸素化決定時間中、約４００ｎｍ～９００ｎｍの範囲内の波長を含む電磁エネルギーを生成することと、
前記酸素化決定時間中、少なくとも１つの筋細胞を有する身体によって方向転換された前記電磁エネルギーの一部に応じて、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、
を含む方法。 - 前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の少なくとも１つの値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、
前記特性の前記少なくとも１つの値に応じて、前記酸素化レベルを決定することと、
をさらに含む、請求項８４に記載の方法。 - 前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲における１つ又は複数の波長の組み合わされた強度に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、
前記組み合わされた強度の少なくとも１つに応じて、前記酸素化レベルを決定することと、
をさらに含む、請求項８４に記載の方法。 - 較正時間中、電磁エネルギーを生成することと、
プローブによって方向転換された前記電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、
前記各値の少なくとも１つに応じて、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の前記酸素化レベルを決定することと、
をさらに含む、請求項８４に記載の方法。 - 較正時間中、電磁エネルギーを生成することと、
較正器によって方向転換された前記電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、
前記各値の少なくとも１つに応じて、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の前記酸素化レベルを決定することと、
をさらに含む、請求項８４に記載の方法。 - 較正時間中、電磁エネルギーを生成することと、
前記較正時間中に較正器によって方向転換された前記電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、
前記各値の少なくとも１つに応じて、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の前記酸素化レベルを決定することと、
をさらに含む、請求項８４に記載の方法。 - 較正時間中、電磁エネルギーを生成することと、
プローブの較正器によって方向転換された前記電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、
前記各値の少なくとも１つに応じて、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の前記酸素化レベルを決定することと、
をさらに含む、請求項８４に記載の方法。 - 較正時間中、電磁エネルギーを生成することと、
較正器によって方向転換された前記電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、
前記少なくとも１つの値のうちの少なくとも１つを格納することと、
前記少なくとも１つの値のうちの前記格納された少なくとも１つに応じて、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の前記酸素化レベルを決定することと、
をさらに含む、請求項８４に記載の方法。 - 前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の少なくとも１つの値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、
較正時間中、電磁エネルギーを生成することと、
較正器によって方向転換された前記電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の少なくとも１つの較正値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、
前記少なくとも１つの波長範囲のそれぞれの１つについて、前記少なくとも１つの値のうちの少なくとも１つの各々と、前記少なくとも１つの較正値のうちの少なくとも１つの各々とのそれぞれの比に応じて、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の前記酸素化レベルを決定することと、
をさらに含む、請求項８４に記載の方法。 - 前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の少なくとも１つの値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、
較正時間中、電磁エネルギーを生成することと、
較正器によって方向転換された前記電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の少なくとも１つの較正値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、
前記少なくとも１つの波長範囲のそれぞれの１つについて、前記少なくとも１つの値のうちの少なくとも１つの各々と、前記少なくとも１つの較正値のうちの少なくとも１つの各々とのそれぞれの比の対数に応じて、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の前記酸素化レベルを決定することと、
をさらに含む、請求項８４に記載の方法。 - 身体部位の細胞を酸素化することと、
前記身体部位において虚血を誘発することと、
前記身体部位に通常の血流を戻すことと、
前記酸素化すること、誘発すること及び戻すことの間の少なくとも１つの第１時間の各々にわたり、約４００ｎｍ～９００ｍｎの範囲の波長を含む電磁エネルギーを前記身体部位の方に向けることと、
前記身体部位によって方向転換された前記電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの第１時間の各々の間に前記少なくとも１つの波長範囲の特性のそれぞれの値を生成することと、
前記少なくとも１つの値を格納することと、
を含む方法。 - 細胞を酸素化することは、前記少なくとも１つの第１時間よりも長い第２時間にわたり、前記身体部位を有する対象に、空気中の酸素濃度よりも高い濃度の酸素を吸入させることを含む、請求項９４に記載の方法。
- 虚血を誘発することは、前記身体部位への血流を減少させることを含む、請求項９４に記載の方法。
- 虚血を誘発することは、前記身体部位の周りに配置されたカフを膨張させることを含む、請求項９４に記載の方法。
- 虚血を誘発することは、前記身体部位の周りに配置されたカフを膨張させることを含み、及び
通常の血流を戻すことは、前記カフを収縮させることを含む、請求項９４に記載の方法。 - 前記身体部位は、ヒトの手の母指球を含む、請求項９４に記載の方法。
- 前記電磁エネルギーを向けることは、
少なくとも１つの発光ダイオードを用いて前記電磁エネルギーを生成することと、
前記少なくとも１つの発光ダイオードの各々からの前記電磁エネルギーを、それぞれの光ファイバを用いて前記身体部位の方に向けることと、
を含む、請求項９４に記載の方法。 - 生成することは、
少なくとも１つの光ファイバを用いて、前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部を収集することと、
前記少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの第１時間の各々の間に分光計を使用して前記それぞれの値を生成することと、
を含む、請求項９４に記載の方法。 - 前記特性の前記格納された少なくとも１つの値を使用して、アルゴリズムを訓練することをさらに含む、請求項９４に記載の方法。
- 前記特性の前記格納された少なくとも１つの値を使用して、局所重み付き回帰モデルを訓練することをさらに含む、請求項９４に記載の方法。
- 前記特性の前記格納された少なくとも１つの値を使用して、ニューラルネットワークを訓練することをさらに含む、請求項９４に記載の方法。
- 前記特性の前記格納された少なくとも１つの値を使用して、畳み込みニューラルネットワークを訓練することをさらに含む、請求項９４に記載の方法。
- 前記特性の前記格納された少なくとも１つの値を使用して、機械学習アルゴリズムを訓練することをさらに含む、請求項９４に記載の方法。
- 前記特性の前記格納された少なくとも１つの値を使用して、統計学習アルゴリズムを訓練することをさらに含む、請求項９４に記載の方法。
- 前記特性の前記格納された少なくとも１つの値を使用して、サポートベクターマシンアルゴリズムを訓練することをさらに含む、請求項９４に記載の方法。
- 前記特性の前記格納された少なくとも１つの値を使用して、決定木法アルゴリズムを訓練することをさらに含む、請求項９４に記載の方法。
- 前記特性の前記格納された少なくとも１つの値を使用して、ランダムフォレストアルゴリズムを訓練することをさらに含む、請求項９４に記載の方法。
- 前記特性の前記格納された少なくとも１つの値を使用して、XGBoostアルゴリズムを訓練することをさらに含む、請求項９４に記載の方法。
- 前記特性の前記格納された少なくとも１つの値を使用して、順伝播型ニューラルネットワークを訓練することをさらに含む、請求項９４に記載の方法。
- 前記特性の前記格納された少なくとも１つの値を使用して、回帰型ニューラルネットワークを訓練することをさらに含む、請求項９４に記載の方法。
- 前記特性の前記格納された少なくとも１つの値を使用して、敵対的生成ニューラルネットワークを訓練することをさらに含む、請求項９４に記載の方法。
- 前記特性の前記格納された少なくとも１つの値を使用して、推奨システムアルゴリズムを訓練することをさらに含む、請求項９４に記載の方法。
- 少なくとも１つのプロセッサによって実行されるように構成されたプログラム命令が具現化されている非一時的プロセッサ可読媒体を含むプログラム製品であって、前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、前記プログラム命令は、前記少なくとも１つのプロセッサに、
酸素化決定時間中、約４００ｎｍ～９００ｎｍの範囲内の波長を含む電磁エネルギーを生成することと、
前記酸素化決定時間中、少なくとも１つの筋細胞を有する身体によって方向転換された前記電磁エネルギーの一部に応じて、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定することと、
を行わせる、プログラム製品。 - 前記プログラム命令は、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲における１つ又は複数の波長の組み合わされた強度に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、
前記組み合わされた強度の少なくとも１つに応じて、前記酸素化レベルを決定することと、
を行わせる、請求項１１６に記載のプログラム製品。 - 前記プログラム命令は、前記少なくとも１つのプロセッサに、
プローブによって方向転換された前記電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、
前記少なくとも１つの値のうちの少なくとも１つに応じて、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の前記酸素化レベルを決定することと、
を行わせる、請求項１１６に記載のプログラム製品。 - 前記プログラム命令は、前記少なくとも１つのプロセッサに、
較正器によって方向転換された前記電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、
前記値の少なくとも１つに応じて、前記少なくとも１つの細胞のうちの１つ又は複数の前記酸素化レベルを決定することと、
を行わせる、請求項１１６に記載のプログラム製品。 - 前記プログラム命令は、前記少なくとも１つのプロセッサに、
較正時間中に較正器によって方向転換された前記電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の少なくとも１つの値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、
前記少なくとも１つの値のうちの少なくとも１つに応じて、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の前記酸素化レベルを決定することと、
を行わせる、請求項１１６に記載のプログラム製品。 - 前記プログラム命令は、前記少なくとも１つのプロセッサに、
プローブの較正器によって方向転換された前記電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の少なくとも１つの値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、
前記少なくとも１つの値のうちの少なくとも１つに応じて、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の前記酸素化レベルを決定することと、
を行わせる、請求項１１６に記載のプログラム製品。 - 前記プログラム命令は、前記少なくとも１つのプロセッサに、
較正器によって方向転換された前記電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の少なくとも１つの値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、
前記少なくとも１つの値のうちの少なくとも１つを格納することと、
前記少なくとも１つの値のうちの前記格納された少なくとも１つに応じて、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の前記酸素化レベルを決定することと、
を行わせる、請求項１１６に記載のプログラム製品。 - 前記プログラム命令は、前記少なくとも１つのプロセッサに、
較正器によって方向転換された前記電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の較正値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、
前記少なくとも１つの波長範囲のそれぞれの１つについて、前記少なくとも１つの値のうちの少なくとも１つの各々と、前記少なくとも１つの較正値のうちの少なくとも１つの各々と、のそれぞれの比に応じて、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の前記酸素化レベルを決定することと、
を行わせる、請求項１１６に記載のプログラム製品。 - 前記プログラム命令は、前記少なくとも１つのプロセッサに、
較正器によって方向転換された前記電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の少なくとも１つの較正値に関連するそれぞれの電子信号を生成することと、
前記少なくとも１つの波長範囲のそれぞれの１つについて、少なくとも１つの値のうちの少なくとも１つの各々と、前記少なくとも１つの較正値のうちの少なくとも１つの各々とのそれぞれの比の対数に応じて、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の前記酸素化レベルを決定することと、
を行わせる、請求項１１６に記載のプログラム製品。 - 酸素化決定時間中、約４００ｎｍ～９００ｎｍの範囲内の波長を含む電磁エネルギーを生成するための手段と、
前記酸素化決定時間中、少なくとも１つの筋細胞を有する身体によって方向転換された前記電磁エネルギーの一部に応じて、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の酸素化レベルを決定するための手段と、
を含む装置。 - 前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の少なくとも１つの値に関連するそれぞれの電子信号を生成するための手段と、
前記特性の前記少なくとも１つの値に応じて、前記酸素化レベルを決定するための手段と、
をさらに含む、請求項１２５に記載の装置。 - 前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲における１つ又は複数の波長の組み合わされた強度に関連するそれぞれの電子信号を生成するための手段と、
前記組み合わされた強度の少なくとも１つに応じて、前記酸素化レベルを決定するための手段と、
をさらに含む、請求項１２５に記載の装置。 - 較正時間中、電磁エネルギーを生成するための手段と、
プローブによって方向転換された前記電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成するための手段と、
前記各値の少なくとも１つに応じて、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の前記酸素化レベルを決定するための手段と、
をさらに含む、請求項１２５に記載の装置。 - 較正時間中、電磁エネルギーを生成するための手段と、
較正器によって方向転換された前記電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成するための手段と、
前記各値の少なくとも１つに応じて、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の前記酸素化レベルを決定するための手段と、
をさらに含む、請求項１２５に記載の装置。 - 較正時間中、電磁エネルギーを生成するための手段と、
前記較正時間中に較正器によって方向転換された前記電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成するための手段と、
前記各値の少なくとも１つに応じて、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の前記酸素化レベルを決定するための手段と、
をさらに含む、請求項１２５に記載の装置。 - 較正時間中、電磁エネルギーを生成するための手段と、
プローブの較正器によって方向転換された前記電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成するための手段と、
前記各値の少なくとも１つに応じて、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の前記酸素化レベルを決定するための手段と、
をさらに含む、請求項１２５に記載の装置。 - 較正時間中、電磁エネルギーを生成するための手段と、
較正器によって方向転換された前記電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の値に関連するそれぞれの電子信号を生成するための手段と、
前記少なくとも１つの値のうちの少なくとも１つを格納するための手段と、
前記少なくとも１つの値のうちの前記格納された少なくとも１つに応じて、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の前記酸素化レベルを決定するための手段と、
をさらに含む、請求項１２５に記載の装置。 - 前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の少なくとも１つの値に関連するそれぞれの電子信号を生成するための手段と、
較正時間中、電磁エネルギーを生成するための手段と、
較正器によって方向転換された前記電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の少なくとも１つの較正値に関連するそれぞれの電子信号を生成するための手段と、
前記少なくとも１つの波長範囲のそれぞれの１つについて、前記少なくとも１つの値のうちの少なくとも１つの各々と、前記少なくとも１つの較正値のうちの少なくとも１つの各々とのそれぞれの比に応じて、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の前記酸素化レベルを決定するための手段と、
をさらに含む、請求項１２５に記載の装置。 - 前記電磁エネルギーの前記方向転換された一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の少なくとも１つの値に関連するそれぞれの電子信号を生成するための手段と、
較正時間中、電磁エネルギーを生成するための手段と、
較正器によって方向転換された前記電磁エネルギーの一部の少なくとも１つの波長範囲の各々について、前記少なくとも１つの波長範囲の特性の少なくとも１つの較正値に関連するそれぞれの電子信号を生成するための手段と、
前記少なくとも１つの波長範囲のそれぞれの１つについて、前記少なくとも１つの値のうちの少なくとも１つの各々と、前記少なくとも１つの較正値のうちの少なくとも１つの各々とのそれぞれの比の対数に応じて、前記少なくとも１つの筋細胞のうちの１つ又は複数の前記酸素化レベルを決定するための手段と、
をさらに含む、請求項１２５に記載の装置。
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