JP6174592B2 - 組織酸素測定のための年齢較正 - Google Patents

Description

本特許出願は、出願日２０１１年１０月２１日、名称「AGE CALIBRATION FOR TISSUE OXIMETRY,」、米国特許仮出願第６１／５５０，１５０号（代理人整理番号２８９８．０６８ＰＲＶ）の優先権の利益を主張する。同仮出願全体を参照により本明細書に組み込む。

生物組織（生体組織）の光学特性は、酸素測定法を決定するのに使用することが可能である。たとえば、ある種の外科手術に関連して脳に届く血液の酸素飽和度を評価するのには、脳オキシメータを使用することができる。脳オキシメータは一般に、発光素子と、人体が相対的に透明になる近赤外スペクトルで動作する１つまたは複数の光検出器とを有するセンサを含む。血中酸素を測定するために、脳オキシメータは、組織の光学効果と、血液の光学効果とを分離しなければならない。

生後１年間は、脳組織の光学特性は著しい変化を経る。オキシメータの正確な読取りを確実にするために、ユーザは、具体的な年齢を対象とした特定のセンサ・ユニットの選択を課されてきた。他の例では、ユーザは、正確性を確保するために、患者年齢情報をマニュアルで入力することを求められる。

本主題は、生物組織の光学的減衰特性に基づいて患者年齢を求めることで、較正の問題に対処する。このように、光学的減衰量は患者年齢の代わりになる。光学的減衰量または光減衰量は、組織の吸収特性および散乱特性の測度になる。

数ある中、本発明者らは、組織部位での光減衰量を求めることで、酸素測定較正の問題に対処可能であることを理解している。ユーザが様々なセンサ・ユニットからの選択を行うことを求められることも、患者年齢情報を入力することを求められることもなく、酸素測定較正を求め、正確な測定を確実にするために、減衰量情報を使用することができる。一般に、光減衰量は、脳オキシメータが体内に送る光と、脳オキシメータが受け取る身体からの光との差に相関する。

酸素飽和度の較正を求めるのに、光学的減衰量測定データを使用することができる。たとえば、患者年齢情報がない場合、光減衰量を求め、年齢の代わりとして使用することができる。

この概要は、本特許出願の主題の一概要を提供することを意図しており、本発明の排他的または網羅的説明を提供することを意図していない。本特許出願についての更なる情報を提供するために、詳細な説明を含めている。

図面は、必ずしも原寸に比例して描かれておらず、異なる図の中の同様の構成部品を同様の数字で説明していることがある。異なる添え字を持つ同様の数字が、同様の構成部品の異なる例を表すことがある。図面では、本文書で議論する様々な実施形態を限定ではなく例として概ね例示している。
１つの例による組織部位でのセンサの図である。 １つの例による脳組織部位でのセンサの図である。 １つの例によるシステムのブロック図である。 １つの例に従って実施される方法の図である。 １つの例に従って実施される方法の図である。 光減衰量および年齢を示すグラフである。 計算した酸素飽和度および測定した酸素飽和度を示すグラフである。 計算した酸素飽和度および測定した酸素飽和度を示すグラフである。

図１は、１つの例による、組織１４の表面上のある部位でのセンサ１２Ａの断面図を含めたシステム１００を示す。センサ１２Ａは非侵襲性であり、発光体１６Ａと、検出器１８Ａおよび１８Ｂとを含む。リンク２２Ａは、センサ１２Ａをモニタに接続する。リンク２２Ａには、光ファイバ・ケーブル、電気コード、または無線リンクが含まれることがある。この例での発光体１６Ａおよび検出器１８Ａ、１８Ｂといった光学素子は、センサ１２Ａの表面に配置される。１つの例では、センサ１２Ａは、近赤外分光（ＮＩＲＳ）を対象としている。

発光体１６Ａは、発光ダイオードまたは他の光学素子を含むことがあり、組織１４内に光を発するように構成される。発される光は、組織を透過する波長であってもよい。脳酸素測定ついては、光の波長帯を６６０〜９４０ｎｍとしてもよい。

検出器１８Ａおよび１８Ｂは、組織透過の深さが異なるそれぞれの光路に基づいた測定を行うように選択した、それぞれの固定距離をおいて配置される。図面では、検出器１８Ａは、発光体１６Ａにより近くなっているので、浅い透過の深さに対応する信号を提供し、検出器１８Ｂは、発光体１６Ａからより離れているので、より深い透過の深さに対応する信号を提供する。

（発光体１６Ａから）発される光子の透過の深さは、発光体１６Ａと受け取る検出器との間の距離に比例する。脳オキシメータ・センサの場合、また、図面によれば、（発光体１６Ａにより近く位置する）検出器１８Ａは、頭皮内の飽和度を測定し、（より離れて位置する）検出器１８Ｂは、脳飽和度と頭皮飽和度との両方を測定する。検出器１８Ａから得られる測定値を、検出器１８Ｂから得られる測定値から減算することにより、脳外混入を低減することができる。

図２は、１つの例による、組織２４上のある部位にて、脳２８の近くに配置された脳酸素測定センサ１２Ｂを含むシステム２００を示す。図面では、センサ１２Ｂが、発光体１６Ｂ、発光体１６Ｃ、検出器１８Ｃ、検出器１８Ｄを含む。リンク２２Ｂは、センサ１２Ｂをモニタに接続する。

図示の例では、発光体１６Ｂから発された光が、（頭皮２６を含んだ）相対的に短い経路２０Ｃに沿って組織を通過し、検出器１８Ｃにて検出される。同様に、発光体１６Ｃから発された光が、（やはり頭皮２６を含んだ）相対的に短い経路２０Ｄに沿って組織を通過し、検出器１８Ｄにて検出される。図面に示すように、より長い光路２０Ｅおよび２０Ｆが、脳２８を通過するが、これらは、より深い透過の深さに相当する。

図３は、１つの例によるシステム３００のブロック図を示す。システム３００は、センサ１２Ｃ、入力モジュール３４、プロセッサ３２、メモリ３０、出力モジュール３８を含む。センサ１２Ｃは、１つまたは複数の発光体および１つまたは複数の検出器を含み、本文書に記載のセンサ１２Ａおよび１２Ｂのものに整合した構成を有してもよい。センサ１２Ｃが、プロセッサ３２に接続される。

入力モジュール３４は、プロセッサ３２に接続され、図示の例では、キーボード、マウス、タッチ画面、マイク、スイッチ、他の入力デバイスなどによるユーザの入力を受け取るように構成することができる。さらに、入力モジュール３４は、データの受信（および送信）を目的として通信ネットワークとのデータ転送を可能にするためのインタフェースを含むこともある。一例では、入力モジュール３４は省略され、システム３００は、ユーザに入力されるデータなしで機能する。

メモリ３０は、プロセッサ３２に接続されるが、測定したデータ、計算したデータ、較正データなどのデータを格納するように構成されたストレージ・デバイスを含むこともある。一例では、メモリ３０は、本明細書に記載のアルゴリズムを実施するためにプロセッサ３２により実行される命令を格納するように構成される。

出力３８は、プロセッサ３２に接続されるが、様々な例で、ディスプレイ、スピーカ、ストレージ・デバイス、およびネットワーク・コネクションを含むことがある。

図４は、本主題の一例による方法４００を示す。４２では、方法４００は光学センサを準備することを含む。この光学センサには、脳オキシメータ・センサ、組織酸素測定センサ、または、発光体および検出器を有する他のコンポーネントが含まれることがある。

４４では、方法４００は、生物組織内の光減衰量に基づいて較正値を求めるようにプロセッサを構成することを含む。さらに、方法４００は、組織内の光学経路に対応する計算から得た酸素飽和度を求めるようにプロセッサを構成することを含む。

４６では、方法４００は、出力モジュールを準備することを含む。１つの例では、この出力モジュールは、図３に示すようにプロセッサに接続される。

図５は、１つの例による方法５００を示す。５２では、方法５００は、組織内に光を発することを含む。光は、近赤外領域の波長を１つ有していても、複数の波長を有していてもよい。光は、いくつかの光路を経由して組織を通過することができ、これら光路は、組織内への様々な透過深さを有することがある。５４では、方法５００は、組織内での光減衰量を検出することを含む。組織内に発する光の強度および組織から受け取る光の強度を使用することで、光減衰量を求めることが可能である。

光減衰量は、本明細書に記載の光検出器の信号から求めることができる。５６では、方法５００は、光減衰量を使用して較正値を求めることを含む。この較正値は、組織の成熟度を示す。組織の成熟度とは、組織の成長のことを指す。一例では、患者の暦年齢が、組織の成熟度に相応する。５８では、方法５００は、組織内の酸素飽和度を計算することを含む。６０では、方法５００は、計算した酸素飽和度および較正値を使用することにより、補正（補償）した酸素飽和度を計算することを含む。

脳オキシメータは、発光体エレメントからの間隔が異なる２つの検出器を含むことがある。１つの例を図１に示している。検出器が複数あると、脳組織への光減衰量測定を区別するのに役立つことがある。光路の大半が患者の額および頭蓋骨を透過し、灰白質を透過しないように、発光体により近い検出器の発光体-検出器の間隔が選択される。この光路を短経路と称する。

光路が灰白質ならびに額および頭蓋骨を透過するように、更なる検出器の間隔は選択される。この光路を長経路と称する。

光減衰量は、短経路検出器と長経路検出器との間の光測定の差として表すことができる。

特定の状況では、２つの検出器の下の領域内の頭蓋骨および額の光学特性に差があれば、光減衰量測定に誤って影響が及ぶので、こうした光学素子の構成は、脳組織光減衰量を十分に区別しない。

この問題を緩和するために、第２の発光体を図２の例に示すように使用することができる。この例では、それぞれ１つの発光体に対応する２つの経路に沿って光減衰量を測定することが可能である。光学素子間隔は、発光体の測定ごとに、長経路および短経路が反対になるように選択される。この例では、第１の長経路と短経路との差および第２の長経路と短経路との差を使用して、平均光減衰量を計算することが可能である。

このように反対にすることで、それぞれの検出器に関連する頭蓋骨の光学差および額の光学差が打ち消され、したがって、脳組織のより正確な光減衰量測定がもたらされる。

光減衰量測定についての他の考慮事項は、周辺光が原因となる誤りである。室内灯または自然光が皮膚の表面から検出器に送られるのには、妨害になる要素が少ない。周辺光の効果を軽減するために、発光体を外している間に周辺光を測定し、発光体を着けている間、これを使用して、周辺光を打ち消すことが可能である。さらに、適当な低ノイズ増幅および信号処理を使用して、ノイズおよび電力線ハムからのアーチファクトを低減することができる。

図６は、光減衰量と年齢との関係のグラフ６００を示す。小児被験者１００人の調査では、グラフ６００に示すデータがもたらされる場合がある。光減衰量（縦軸）を、光濃度の単位で測定し、年齢を横軸に示す。光学濃度は対数目盛を使用し、１が１０倍の光減衰量を表し、２が１００倍を表す。

年齢を伴う光減衰量のピアソン相関係数は０．６８である。光減衰量への酸素飽和の影響を低減するためには、酸化ヘモグロビン、脱酸素化ヘモグロビンのスペクトル反応での等吸収点に近い光の波長を使用する。

光減衰量が変化するにつれて、発光体から検出器への組織内の経路深さが変化する。光減衰量の変化が、発光体の使用する全ての波長について同一である場合、血液酸素の計算は影響されない。変化が波長に依存する場合、それに応じて経路長さを調整することもできる。より明確には、ランベルト・ベールの法則に与えられる発色団の光減衰量は、以下の式で表すことができる。
ただし、「ＬＡ＝光減衰量」、「ε＝発色団モル吸光係数」、「Ｌ＝経路長」、「Ｃ＝発色団濃度」である。

経路長の変化を補償するために、関係を以下の式のように改変することもできる。
ただし、「δ_ｓ＝光減衰量に対する経路深さの感度」である。

この補正の有効性を評価するために、動脈および頸静脈球採血を用いた脳酸素飽和度の観血的測定により、様々な年齢の小児被験者のデータを収集することもできる。ランベルト・ベールの技術を４つの波長に用いて、それぞれの被験者への血液および組織の光学反応を分離し、計算した酸素飽和度を、観血的に測定した酸素飽和度と比較すると、図７に示すデータが得られる。

図７は、計算した酸素飽和度および測定した酸素飽和度を示すグラフ７００である。グラフ中、「+」の印は９ヶ月未満の年齢（細いダッシュ記号で示した線）を表し、「×」の印は９ヶ月より上の年齢（太いダッシュ記号で示した線）を表す。このデータは、経路長補正なしに（すなわち、年齢関連の補償の利点なしに）行った計算を示す。

患者の年齢を補償するために、光減衰量データを使用して経路長を改変することが可能である。図８は、光減衰量を用いた較正に基づく、計算した酸素飽和度および測定した酸素飽和度を示すグラフ８００である。グラフ中、「+」の印は９ヶ月未満の年齢（細いダッシュ記号で示した線）を表し、「×」の印は９ヶ月より上の年齢（太いダッシュ記号で示した線）を表す。このデータは、経路長補正を伴って（すなわち、年齢関連の補償の利点を伴って）行った計算を示す。

経路長感度は、データに対する最良フィッティングを作ることにより求めることができる。光減衰量補償により、年齢が下の被験者-年齢が上の被験者間の傾斜がより整合するようになり、精度が改善される（理想からの標準偏差が小さくなる）。以下の表１に結果の例をまとめる。

本主題の１つの例では、組織内の単一の光路を使用して、組織酸素を測定し、年齢関連較正を求める。この単一の光路は、１つの発光素子および１つの光検出器により規定することができる。

１つの例では、２つの光路（一対の光路）を使用して、組織酸素を測定し、年齢関連較正を求める。この一対の光路は、１つの光検出器および２つの発光素子により規定することができる。この一対の光路は、１つの発光素子および２つの光検出器により規定することもできる。１つの経路が浅い透過深さで組織を通過し、１つの経路が深い透過深さで組織を通過するように、一対の光路を構成することもできる。これら組織内の２つの光路のうちの１つまたは双方により、年齢較正を求めることができる。同様に、これら組織内の２つの光路のうちの１つまたは双方により、組織酸素測定法を決定することもできる。浅い透過深さを有する経路を短経路と称することがあり、深い透過深さを有する経路を、長経路と称することがある。

１つの例では、３つ以上の光路を使用して、組織酸素を測定し、年齢関連の較正を求める。
これらの複数の光路は、１つまたは複数の光検出器および１つまたは複数の発光素子により規定することができる。少なくとも１つの経路が浅い透過深さで組織を通過し、少なくとも１つの経路が深い透過深さで組織を通過するように、複数の光路を構成することもできる。これら組織内の複数の光路のうちの１つまたはそれ以上により、年齢較正を求めることができる。同様に、これら組織内の複数の光路のうちの１つまたはそれ以上により、組織酸素を求めることができる。

センサは、浅い組織内の血液測定値を取り除くために、長／深信号路と短／浅信号路との間での光減衰量を測定するように構成される。光信号をＳ_ａｖＯ_２とつき合わせて較正して、局所脳酸素飽和度（ｒＳＯ_２）を算出するためのアルゴリズムを作ることが可能である。平均二乗誤差の平方根（ＡＲＭＳ）を使用して、精度を評価することも可能である。Ｓ_ａｖＯ_２とｒＳＯ_２との直線相関を評価するために、直交回帰を使用することもできる。

この補正の有効性を調べるために、経路長補正を伴い、また、経路長補正を伴わずに４波長ランベルト・ベールの定式化に回帰をフィッティングさせることにより、調査被験者からの光減衰量データを、Ｓ_ａｖＯ_２に合わせて較正することができる。補正なしの場合、精度はＡＲＭＳ＝６．０であったが、代表データを図７にプロットしている。９ヶ月未満の被験者と９ヶ月超の被験者との差に留意されたい。光減衰量に基づく補正を実施した場合、精度はＡＲＭＳ＝５．３に改善した。代表データを図８にプロットしている。９ヶ月未満の被験者と９ヶ月超の被験者との傾斜の整合性に留意されたい。

動的補償により、１つのセンサ寸法および較正で、年齢および／または体重をシステムに入力する必要なく、新生児、小児、および体重４０ｋｇ未満の児童被験者の測定を行うことが可能になる。

本主題の一例では、脳の発達を条件の１つとして加えることにより、精度をＡＲＭＳ＝６．０からＡＲＭＳ＝５．３に改善することが可能である。多種多様な年齢、皮膚色、ビリルビン濃度、ヘモグロビン濃度、および動脈飽和度の被験者について、全体精度ＡＲＭＳ＝５．３が示される。

＜さまざまな注意書きと例＞
例１は、センサ、プロセッサ、および出力モジュールを有するシステムを含む。センサは、少なくとも１つの発光素子および少なくとも２つの光検出器を有することがある。プロセッサは、センサに接続することができるが、センサの発光素子および光検出器に関連する組織内の光路に対応する光減衰量を用いて、較正値を求めるように構成した命令を有することができる。プロセッサは、センサにより提供される信号を使用することにより、計算した組織内の酸素飽和度を求めるように構成することが可能である。出力モジュールは、プロセッサに接続することが可能であり、計算（または補償）した酸素飽和度を提示するように構成することができる。較正値および計算した酸素飽和度を使用して、補償した酸素飽和度を求めることが可能である。補償した酸素飽和度を出力モジュールにより提示することは、ユーザ・インタフェースを使用することにより、値もしくはデータを表示すること、結果を印刷すること、または、その結果を遠隔デバイスに（無線もしくは有線リンクで）送信することを含んでもよい。

例２では、例１の主題が、光減衰量を用いて組織の年齢を求めるように構成されたプロセッサを任意選択で含むことが可能である。

例３では、例１〜２のうちの１つまたはそれら例の任意の組合せの主題が、プロセッサに接続され、ユーザ入力を受け取るように構成された入力モジュールを任意選択で含むことが可能である。

例４では、例１〜３のうちの１つまたはそれら例の任意の組合せの主題が、少なくとも１つの短経路および少なくとも１つの長経路を含む複数の光学経路を提供するように、少なくとも１つの発光素子および少なくとも２つの光検出器が配置されることを任意選択で含むことが可能である。

例５では、例１〜４のうちの１つまたはそれら例の任意の組合せの主題が、脳組織内に光を発するようにセンサが構成されることを任意選択で含むことが可能である。

例６では、例１〜５のうちの１つまたはそれら例の任意の組合せの主題が、少なくとも１つの発光体の発した光の波長を制御するようにプロセッサが構成されることを任意選択で含むことが可能である。

例７では、本主題が方法を含む。この方法は、複数の光学経路に対応する生物組織内の光を検出するように構成された光学センサを準備することを含むこともある。この方法は、生物組織内の光減衰量に基づいて較正値を求め、光学経路に対応する計算した飽和度を求めるようにプロセッサを構成することを含むこともある。この方法は、計算した酸素飽和度および較正値を使用して、補償した酸素飽和度を提示するように構成された出力モジュールを準備することを含むこともある。

例８は、例７の主題を含んでもよく、較正値が生物組織の年齢に対応することを任意選択で含むことが可能である。

例９は、例７〜８のうちの１つまたはそれら例の任意の組合せの主題を含んでもよく、プロセッサを構成することが、複数の波長で発される光に基づいてプロセッサが酸素飽和度を求めるようにする命令を提供することを含むことを、任意選択で含むことが可能である。

例１０は、例７〜９のうちの１つまたはそれら例の任意の組合せの主題を含んでもよく、プロセッサを構成することが、生物組織内の複数の波長での光減衰量を求める命令を提供することを含むことを、任意選択で含むことが可能である。

例１１は、例７〜１０のうちの１つまたはそれら例の任意の組合せの主題を含んでもよく、出力モジュールを準備することが、ディスプレイを構成すること、またはメモリを構成することを含むことを、任意選択で含むことが可能である。

例１２は、光を組織内に発することと、組織内の光減衰量を検出することと、光減衰量を使用して較正値を求めることと、組織内の酸素飽和度を計算することと、計算した酸素飽和度および較正値を使用して、補償した酸素飽和度を求めることと、を含む方法などの主題を含むことが可能である。

例１３は、例１２の主題を含んでもよく、光減衰量を検出することが、組織内に発される光の強度を求めることと、組織から受け取る光の強度を求めることとを含むことを、任意選択で含むことが可能である。

例１４は、例１２〜１３のうちの１つまたはそれら例の任意の組合せの主題を含んでもよく、較正値を求めることが、組織の年齢を求めることを含むことを、任意選択で含むことが可能である。

例１５は、例１２〜１４のうちの１つまたはそれら例の任意の組合せの主題を含んでもよく、光を発することが、複数の波長で光を発することを含むことを、任意選択で含むことが可能である。

例１６は、例１２〜１５のうちの１つまたはそれら例の任意の組合せの主題を含んでもよく、光を発することが、組織内の複数の経路上に光を発することを含むことを、任意選択で含むことが可能である。

これらの非限定的例は、任意の置換または組合せで組み合わせることができる。

上の詳細な説明は、その一部分を形成する添付の図面への言及を含んでいる。図面には、本発明を実施することのできる具体的な実施形態が例証として示されている。本明細書では、これらの実施形態を「例」とも称している。こうした例は、図示または説明した要素に加えて他の要素を含むことがある。ただし、本発明者らは、図示または説明した要素のみ提供される例もまた企図している。さらに、本発明者らは、特定の例（またはその１つもしくは複数の側面）、あるいは図示または本明細書で説明した他の例（またはその１つもしくは複数の側面）について、図示または説明した要素を任意に組み合わせたまたは置き換えた例（またはその１つもしくは複数の側面）を使用する例も企図している。

本文書と上記のように参照により組み込んだ文書とに矛盾した用法がある場合、本文書内の用法が優先される。

本文書中では、特許文献では一般的であるように、「at least one（少なくとも１）」もしくは「one or more（１または複数）」の使用または何か他の例とは無関係に、「a」または「an」の語を１または複数を含めるように使用している。本文書では、「or」の語を非排他的であることを指すのに用いており、すなわち、特に明記しない限り、「A or B」が「A but not B（ＡだがＢでない）」、「B but not A（ＢだがＡでない）」および「A and B（ＡおよびＢ）」を含むように「or」の語を使用している。本文書では、「including」および「in which」の語が、ぞれぞれ「comprising」および「wherein」の語の明白な英語の等価物として使用されている。また、添付の特許請求の範囲では、「including」および「comprising」の語は限定的ではなく、すなわち、請求項中でこうした語の後に挙げる要素に加えて、他の要素を含むシステム、デバイス、物品、組成物、配合、または方法が、依然としてその請求項の範囲内のものであるとみなされる。さらに、添付の特許請求の範囲では、「first（第１）」、「second（第２）」、「third（第３）」などの語を単なるラベルとして使用しており、これらは、その対象に数的条件を課すことを意図しない。

本明細書に記載する方法の例は、少なくとも部分的には機械またはコンピュータで実施することが可能である。いくつかの例には、上記の例で説明した方法を実施するための電子デバイスを構成するのに使用可能な命令を用いて符号化したコンピュータ読取り可能な媒体またはマシン読取り可能な媒体が含まれることがある。こうした方法の一実装形態には、マイクロコード、アセンブリ言語コード、高水準言語コードなどのコードが含まれることがある。こうしたコードには、様々な方法を実施するためのコンピュータ読取り可能な命令が含まれることがある。このコードは、コンピュータ・プログラム製品の一部分を形成することができる。さらに、１つの例では、このコードは、実行中または他の時間に、１つまたは複数の非一時的または有形不揮発性のコンピュータ読取り可能媒体に有形的に記憶することができる。これらの有形コンピュータ読取り可能媒体の例には、ハードディスク、リムーバブル磁気ディスク、リムーバブル光ディスク（例、コンパクト・ディスクおよびデジタル・ビデオ・ディスク）、磁気カセット、メモリカードまたはメモリスティック、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）などが含まれることがあるが、これらに限定されない。

上の説明は、例証となることを意図しており、限定することを意図していない。たとえば、上述の例（またはそれら例の１つまたは複数の側面）を、互いに組み合わせて用いることができる。上の説明を検討することに応じて当業者などにより、他の実施形態が用いられる可能性がある。読者が技術的開示内容の特性を迅速に確かめることが可能になるように、米国特許法施行規則（３７Ｃ．Ｆ．Ｒ）１．７２（ｂ）に従って要約書を提供している。この要約書は、それが特許請求の範囲または請求項の意味を解釈または制限するのに用いられないという理解の基に提出したものである。また、上の詳細な説明では、様々な特徴をまとめて、開示内容を合理化していることもある。このことは、特許請求を行っていない開示した特徴が請求項には必須であることを意図するものと解釈されるべきではない。反対に、発明主題は、開示した特定の実施形態の特徴全てより少ない特徴に存在することもある。したがって、ここで、添付の特許請求の範囲を、例または実施形態として詳細な説明に組み込み、各請求項は、単独の実施形態として独立しており、また、こうした実施形態を様々な組合せまたは置換で互いに組み合わせることが可能であることが企図される。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲に関連して、こうした特許請求の範囲の権利が与えられる均等物の全ての範囲とともに確定されるべきである。

Claims (16)

1. 少なくとも１つの発光素子および少なくとも１つの光検出器を有するセンサと、
   前記センサに接続されたプロセッサであって、前記センサの前記少なくとも１つの発光素子および前記少なくとも１つの光検出器に関連する組織内の光路に対応する光減衰量を用いて年齢較正値を求めるように構成され、且つ、前記センサにより提供される信号を使用して前記組織内の血液の酸素飽和度を計算するように構成された命令を有するプロセッサと、
   前記プロセッサに接続され、補償された酸素飽和度を求めるように構成された出力モジュールであって、前記補償された酸素飽和度が、前記年齢較正値を使用し且つ前記血液の計算された酸素飽和度を使用して求められる、出力モジュールと、
   を備えるシステム。
2. 前記プロセッサが、前記光減衰量を使用して組織成熟度を求めるように構成される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記プロセッサに接続され、ユーザ入力を受け取るように構成された入力モジュールを更に含む、請求項１および２のうちのいずれか１項に記載のシステム。
4. 前記少なくとも１つの発光素子および前記少なくとも１つの光検出器が、少なくとも１つの短経路および少なくとも１つの長経路を含む複数の光学経路を提供するように配置される、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載のシステム。
5. 前記センサが、脳組織内に光を発するように構成される、請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載のシステム。
6. 前記プロセッサが、前記少なくとも１つの発光素子の発する光の波長を制御するように構成される、請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載のシステム。
7. 生物組織内の光学経路に対応する前記生物組織内の光を検出するように構成された光学センサを準備することと、
   前記生物組織内の光減衰量に基づいて年齢較正値を求めるようにプロセッサを構成し、且つ、前記光学経路に対応する計算された酸素飽和度を前記プロセッサを用いて求めるように前記プロセッサを構成することと、
   前記プロセッサを用いて、前記計算された酸素飽和度および前記年齢較正値を使用して、補償された酸素飽和度を提示する、ように構成された出力モジュールを準備することと、
   を含む方法。
8. 前記年齢較正値が、前記生物組織の成熟度に対応する、請求項７に記載の方法。
9. 前記プロセッサを構成することが、前記プロセッサに、複数の波長で発される光に基づいて酸素飽和度を求めるようにする命令を提供することを含む、請求項７および８のうちのいずれか１項に記載の方法。
10. 前記プロセッサを構成することが、複数の波長で前記生物組織内の光減衰量を求めるようにする命令を提供することを含む、請求項７〜９のうちのいずれか１項に記載の方法。
11. 前記出力モジュールを準備することが、ディスプレイを構成すること、またはメモリを構成することを含む、請求項７〜１０のうちのいずれか１項に記載の方法。
12. 光を組織内に発することと、
    前記組織内の光減衰量を検出することと、
    プロセッサを用いて、前記光減衰量を使用して年齢較正値を求めることと、
    前記プロセッサを用いて、前記組織内の酸素飽和度を計算することと、
    前記プロセッサを用いて、前記計算された酸素飽和度および前記年齢較正値を使用して、補償された酸素飽和度を計算することと、
    を含む方法。
13. 光減衰量を検出することが、前記組織内に発せられる光の強度を求めることと、前記組織から受け取る光の強度を求めることとを含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記年齢較正値を求めることが、前記組織の成熟度を求めることを含む、請求項１２および１３のうちのいずれか１項に記載の方法。
15. 光を発することが、複数の波長で光を発することを含む、請求項１２〜１４のうちのいずれか１項に記載の方法。
16. 光を発することが、前記組織内の複数の経路上に光を発することを含む、請求項１２〜１５のうちのいずれか１項に記載の方法。