專利名稱：用于測量眼睛流體中的分析物的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于測量至少一種眼睛流體中的分析物的手持式測量裝 置，還涉及一種包含根據(jù)本發(fā)明的手持式測量裝置的分析測量系統(tǒng)。本 發(fā)明還涉及使用該分析測量系統(tǒng)來確定體液中至少一種分析物的濃度的 方法。這樣的手持式測量裝置、分析測量系統(tǒng)和方法用于確定例如血糖 的濃度。
背景技術(shù)：
對于糖尿病人，確定血糖濃度和合適的用藥是日常順序中必須的部 分。在這種情況下，每天都需要快速容易地測量幾次血糖濃度，典型地
為2 — 7次，以能夠在需要時采取合適的藥物措施。在許多情形下，藥物 通過自動系統(tǒng)提供，尤其是使用胰島素泵來提供。
用于測量血糖濃度的傳統(tǒng)系統(tǒng)通常是由病人或醫(yī)生在皮膚的區(qū)域上 打孔，例如使用合適的柳葉刀系統(tǒng)，從而產(chǎn)生血樣。然后采用合適的測 量方法分析該樣本的血糖含量，例如采用光學(xué)的和/或電化學(xué)測量方法。
為了減小病人頻繁產(chǎn)生血樣的困難，已經(jīng)發(fā)展出了用于測量血糖濃 度的各種非侵入或最小侵入技術(shù)。 一種技術(shù)是基于對眼睛流體中的葡萄
糖的測量，例如眼淚、房水或間質(zhì)液。例如，WO01/13783描述了一種用 于葡萄糖的眼睛傳感器，其為目鏡的形式。該眼睛傳感器包括以第一熒 光標(biāo)簽標(biāo)識的葡萄糖受體，和以第二熒光標(biāo)簽標(biāo)識的葡萄糖競爭者("供 體")。這兩個熒光標(biāo)簽是這樣選擇的，使得當(dāng)競爭者結(jié)合到受體上時，
7第二熒光標(biāo)簽的熒光由于共振熒光能量傳送而熄滅。通過監(jiān)測在可熄滅 熒光標(biāo)簽的熒光最大值周圍的波長處的熒光強(qiáng)度的變化，能夠測量已經(jīng) 被葡萄糖轉(zhuǎn)移的熒光標(biāo)識的競爭者的比例。這樣，可以測量眼睛流體中 的葡萄糖濃度。該測量可以依次用于推斷其中的血糖濃度。其他類型的 顯示也是為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知并能夠想到的，例如用于第一熒光標(biāo) 簽的熒光顯示。
WO02/087429也公開了一種熒光光度計，其可以通過測量眼睛流體 中的葡萄糖濃度來測量血糖濃度。所示的裝置能夠同時測量一個供體在 兩個不同波長處的兩個熒光強(qiáng)度。
眼睛流體中葡萄糖或其他分析物的測量通常受到各種因素的限制。 一個因素的例子是眼睛流體通常只能小量地獲得(例如眼淚或間質(zhì)液)， 或者只能很困難地獲得(玻璃狀液或房水)。因此，用于收集這些眼睛流 體作為樣本的機(jī)會通常是非常困難的過程。為了繞過或減小這種限制或 困難，發(fā)展了用于體內(nèi)測量的各種選擇。前述的WO01/13783就是一個 這種類型的體內(nèi)測量系統(tǒng)。
然而，這些體內(nèi)測量系統(tǒng)的一個困難是，在許多情形下，測量裝置 相對于眼睛或相對于使用的目鏡的精確定位是關(guān)鍵的先決條件，測量的 精度極度依賴于定位。
因此，WO2004/071287展示了一種熒光光度計，其采用二個不同的 光束，并使得測量裝置能夠夠在眼睛前面正確定位。先導(dǎo)光束用于激發(fā) 瞳孔中的第一熒光，這用于確定熒光光度計和眼睛之間的距離。當(dāng)設(shè)置 到正確的間距時，測量光束自動地啟動，其激發(fā)在眼睛中的分析物傳感 器中的第二熒光，后者能夠依次用于測量分析物濃度。
盡管WO2004/071287所示的系統(tǒng)具有相當(dāng)?shù)臏y量復(fù)雜性，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)， 分析物濃度的測量還是受到大量變化的影響。此外，在許多情形下需要 病人獨(dú)立地進(jìn)行定位操作，這只能很困難的進(jìn)行，尤其是對于老年病人或孩子。
US31220472公開了一種用于光度測量分析和/或目標(biāo)屬性鑒定的裝 置。該裝置包括多個光源，規(guī)定的光源按時間發(fā)生順序激活。此外，提 供有多個物理分離的光檢測器，用于檢測由目標(biāo)發(fā)出的輻射。特別的， 還提供有具有移動腿的腿結(jié)構(gòu)，其可以用于測量裝置和目標(biāo)表面之間的
距離，并能夠用于執(zhí)行粗糙的角度測量。
然而，由于各種理由，在US31220472中公開的裝置不適合于眼睛流 體中的葡萄糖濃度的熒光光度測量。特別地， 一個缺點(diǎn)是，腿結(jié)構(gòu)幾乎 不能夠被病人放置在眼睛的敏感表面上。另一方面，如果腿結(jié)構(gòu)放置在 眼窩區(qū)域中的前部表面上，眼睛的運(yùn)動將立即導(dǎo)致測量的目標(biāo)(例如瞳 孔)相對于測量裝置的顯著的改變。這些偏差破壞了定位，使得位置信 息變得基本上不適用于高精度的熒光光度測量。還有的困難是，使用腿 結(jié)構(gòu)進(jìn)行的粗糙的角度測量已經(jīng)具有固有的高度的不確定的麻煩，這通 常是生物醫(yī)學(xué)的精確測量所不能容忍的。
發(fā)明目的
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種裝置，其能夠用于可靠地、快 速地和容易地測量眼睛流體中的分析物的濃度，本發(fā)明可避免現(xiàn)有技術(shù) 中已知的裝置的所述缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
該目標(biāo)通過具有獨(dú)立權(quán)利要求的特征的本發(fā)明而實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明有利 的發(fā)展以從屬權(quán)利要求為特征。因此，所有權(quán)利要求的用詞均通過引用 而構(gòu)成本發(fā)明的內(nèi)容。
本發(fā)明實(shí)質(zhì)上基于的想法是，測量的可重復(fù)性不僅如同 WO2004/071287所述那樣依賴于測量裝置到眼睛的距離，而且在許多情形下依賴于測量裝置相對于觀察方向的角度位置和/或測量裝置相對于 眼睛的角度方位(旋轉(zhuǎn)，傾斜)。因此，本發(fā)明基于的概念在于，將已知 的測量分析物濃度的眼睛診斷測量裝置與位置尋找和/或定位系統(tǒng)結(jié)合， 位置尋找和/或定位系統(tǒng)迄今為止只可以從處理自動化或機(jī)器人技術(shù)領(lǐng) 域獲知。
相應(yīng)地，提供了一種測量眼睛的眼睛流體中至少一種分析物的手持 式測量裝置，其包括一個測量系統(tǒng)和一個定位系統(tǒng)。舉例來說，眼睛流 體可以是開始時描述的流體。所述至少一種分析物例如可以是葡萄糖和/ 或荷爾蒙或其他類型分析物。
測量系統(tǒng)和定位系統(tǒng)在本例中是功能性限定，這意味著這些系統(tǒng)不 必是分開的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的各個功能也可以通過相同組件整體地或部 分地、或通過計算機(jī)整體地或部分地同時執(zhí)行，例如已經(jīng)通過編程(例 如采用合適的軟件模塊)設(shè)置的微型計算機(jī)。
測量系統(tǒng)設(shè)置用于測量分析物自身的至少一種屬性和/或在眼睛流 體中至少一個眼睛傳感器中的至少一種依賴于分析物的屬性改變。定位 系統(tǒng)設(shè)置用于測量空間位置。
同現(xiàn)有技術(shù)相比，根據(jù)本發(fā)明，該空間位置不僅包括眼睛中至少一 個測量位置和手持式測量裝置之間的簡單距離，而且包括至少一個另外 的定位坐標(biāo)。該至少一個另外的定位坐標(biāo)最好包括至少一個下述變量 在規(guī)定角度系統(tǒng)(例如相對于眼睛的觀察方向)中到手持式測量裝置和 至少一個測量位置之間的虛擬連線的角度，手持式測量裝置的一個(例 如笛卡爾)坐標(biāo)，至少一個測量位置的(例如笛卡爾)坐標(biāo)和/或手持式 測量裝置在規(guī)定坐標(biāo)系統(tǒng)中的方位角(旋轉(zhuǎn)，傾斜)。
關(guān)于測量系統(tǒng)工作的方法，例如可以參考開始處引用的文獻(xiàn)。該測 量系統(tǒng)設(shè)置成與分析物自身(例如用于葡萄糖的熒光)起作用，或者可 選地或另外地，與眼睛流體中的采用眼睛傳感器的分析物存在間接地起
10作用。然而除了現(xiàn)有技術(shù)中已知的系統(tǒng)外，也提供了其他測量系統(tǒng)。這 樣，該測量系統(tǒng)最好包括至少一種如下系統(tǒng)紅外(IR)分光鏡測量系
統(tǒng)，近紅外(NIR)分光鏡測量系統(tǒng)，RAMAN分光鏡測量系統(tǒng)，UV/可 見(UV/VIS)分光鏡測量系統(tǒng)，熒光測量系統(tǒng)，阻抗測量系統(tǒng)，光聲測 量系統(tǒng)，圓形二色性測量系統(tǒng)，折射測量系統(tǒng)，干涉測量系統(tǒng)。這些測 量系統(tǒng)及其設(shè)計本領(lǐng)域技術(shù)人員可從其他技術(shù)領(lǐng)域得知。
關(guān)于定位系統(tǒng)，已經(jīng)發(fā)展和測試了各種非接觸精確技術(shù)，其測量簡 單可靠并能夠達(dá)到微米范圍。這樣，該定位系統(tǒng)包括至少一種下述系統(tǒng) 照相機(jī)系統(tǒng)，尤其是單眼或雙眼照相機(jī)系統(tǒng)，其具有至少一個照相機(jī)； 圖像識別系統(tǒng)；三角測量系統(tǒng)；傳播時間測量系統(tǒng)，尤其是1維、2維或 3維傳播時間測量，尤其采用至少一個激光和/或至少一個相位混合檢測 器(PMD);用于至少一個信號的l維、2維或3維強(qiáng)度測量系統(tǒng)；2維 或3維磁阻測量系統(tǒng)。此外，該定位系統(tǒng)還可以額外包括一個測量系統(tǒng)， 用于比較至少二個通過二個不同空間布置的傳感器測量得到的信號。
舉例來說，手持式測量裝置可以設(shè)置為使得定位系統(tǒng)在達(dá)到至少一 個規(guī)定的名義位置或規(guī)定的名義位置范圍(例如公差范圍)時，通過測 量系統(tǒng)自動地觸發(fā)測量?？蛇x地或另外地，手持式測量裝置還可以如此 設(shè)置，使得在定位系統(tǒng)的控制下，測量系統(tǒng)的空間位置和/或空間方位可 以主動設(shè)置。舉例來說，可以這樣做， 一旦手持式測量裝置定位在基于 定位系統(tǒng)提供的信息的規(guī)定的公差范圍內(nèi)時，手持式測量裝置內(nèi)的測量 系統(tǒng)空間位置和/或空間方位進(jìn)一步通過可控驅(qū)動元件設(shè)置，例如電機(jī)驅(qū) 動元件，尤其是壓電控制器。由于其可以可選地或另外地使用的另外的
可能性，手持式測量裝置和尤其是定位系統(tǒng)最好設(shè)置成可以為使用者產(chǎn) 生提供關(guān)于空間位置的信息的反饋信號。舉例來說，這可以通過顯示或 其他光信號或通過聲音信號實(shí)現(xiàn)。例如，光信號可以包括建議，為使用 者提供關(guān)于手持式測量裝置為取得最佳位置需要移動和/或旋轉(zhuǎn)和/或傾斜的方向的建議。該建議例如可以通過合適的箭頭或書寫形式提供。
如同開始處描述的，手持式測量裝置最好設(shè)置成不僅可用于確定眼 睛流體中至少一種分析物的濃度，而且也可用于確定在另外的體液中的 分析物濃度，尤其是在血液或組織液中，這個濃度的確定例如可以考慮 定位系統(tǒng)提供的信息而實(shí)現(xiàn)。這樣，確定的分析物濃度可以根據(jù)已知的 角度、距離和/或通過例如采用已知定位的測量系統(tǒng)獲得的信號(例如熒 光信號)的位置依賴而得以校正。
為進(jìn)一步提高測量精度，可以另外提供校準(zhǔn)系統(tǒng)，其設(shè)置用于對至 少一個體液中的分析物濃度進(jìn)行比較測量，和/或采用來自合適的采用單 獨(dú)的測量裝置進(jìn)行的比較測量的測量數(shù)據(jù)。該比較測量或比較測量數(shù)據(jù) 的結(jié)果，之后會在使用手持式測量裝置測量至少一種分析物的濃度時得 到考慮。舉例來說，該校準(zhǔn)系統(tǒng)可以包括商業(yè)上可得到的系統(tǒng)，其采用 慣用的電化學(xué)(例如對葡萄糖氧化酶或葡萄糖脫氫酶或己糖激酶的電流 分析)或光學(xué)(例如采用光度測量帶)來確定例如血糖濃度。該校準(zhǔn)系 統(tǒng)可以集成到手持式測量裝置中，并且測量結(jié)果可以直接傳送到算法中 以測量葡萄糖濃度。
集成校準(zhǔn)系統(tǒng)的主意也可以獨(dú)立于提供的手持式測量裝置而使用。 這樣，舉例來說，測量系統(tǒng)，其設(shè)置用于測量至少一種分析物的至少一
種屬性和/或在眼睛流體的眼睛傳感器的至少一種依賴于分析物的屬性 改變，可以與上述實(shí)施例的其中之一的校準(zhǔn)系統(tǒng)結(jié)合。測量系統(tǒng)在本例 中可以對應(yīng)到在本說明書中所述的一個實(shí)施例中。該集成的實(shí)現(xiàn)不用考 慮是否仍然要提供定位系統(tǒng)。這提供了比較和校準(zhǔn)眼睛流體中至少一個 分析物的"間接"測量的方便方法，或者采用"傳統(tǒng)的"測量(例如電 化學(xué)血糖測量等)的隨后的也在另外的體液中的合適的變換。校準(zhǔn)系統(tǒng) 和測量系統(tǒng)可以傳統(tǒng)地集成在單個裝置中(例如通過共同外殼)。例如， 在二個裝置(分開的校準(zhǔn)裝置和測量系統(tǒng))之間復(fù)雜的數(shù)據(jù)交換，其容
12易產(chǎn)生錯誤，并需要手動地或通過信號交換實(shí)現(xiàn)，因此不再是必需的了。 有利地，可以采用共同的操作者控制和顯示元件和共同的計算機(jī)資源和 存儲元件。舉例來說，集成裝置也可以要求病人(例如以規(guī)則間隔，在 錯誤發(fā)生之后或系統(tǒng)改變之后)執(zhí)行校準(zhǔn)測量，并可以例如自動采用以 這種方式獲得的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，例如以將采用該測量系統(tǒng)獲得的測量數(shù)據(jù)直 接地轉(zhuǎn)變?yōu)樵诹硗獾捏w液中至少一種分析物的濃度(例如血液中的葡萄 糖濃度)。該集成因此是非常的用戶友好的并對干擾完全不敏感。
除了手持式測量裝置，本發(fā)明還提供了一種分析測量系統(tǒng)，用于測 量眼睛流體中至少一種分析物。該分析測量系統(tǒng)包括基于上面所述實(shí)施 例之一的手持式測量裝置，還包括至少一個眼睛傳感器。該至少一個眼 睛傳感器適合與眼睛流體接觸地放置。相應(yīng)地，該至少一個眼睛傳感器 可以具有目鏡，尤其是例如接觸鏡頭和/或眼睛植入物。該至少一個眼睛
傳感器設(shè)計成與至少一種分析物接觸后而改變至少一種屬性，該至少一 種屬性改變能夠采用手持式測量裝置的測量系統(tǒng)測量到。特別地，該至 少一個眼睛傳感器可以，以與在開始處所述的現(xiàn)有技術(shù)類似的方式，具 有至少一個具有至少一個第一熒光標(biāo)簽的分析物受體和至少一個具有至 少一個第二熒光標(biāo)簽的分析物競爭者(后面也稱為"供體")。在本例中， 該至少一個分析物受體和至少一個分析物競爭者傾向于這樣的形式，使 得眼睛傳感器的至少一種屬性，尤其是至少一種熒光屬性，在至少一個 分析物競爭者結(jié)合到至少一個分析物受體時發(fā)生改變。此外，該至少一 個眼睛傳感器也可以有利地具有一個或多個參考熒光和/或參考著色劑 (后面也簡稱為"參考")，它們的屬性不會因為至少一種分析物的存在 而改變。該至少一個參考熒光和/或參考著色劑例如可以通過定位系統(tǒng)用 于空間位置的分析物獨(dú)立測量(也參見下面所示的實(shí)施例)。
可選地或另外地，該至少一個眼睛傳感器也可以具有至少一個光柵 和/或至少一個全息照相，其各自設(shè)計成在與至少一種分析物接觸時改變
13至少一種反射屬性。舉例來說，可以使用Bragg光柵。通過至少一種反 射屬性的改變，例如Bragg角度的改變，測量系統(tǒng)可以推斷出至少一種 分析物的存在和/或濃度。
為進(jìn)一步通過定位系統(tǒng)改進(jìn)空間位置的測量，從而進(jìn)一步提高分析 測量系統(tǒng)的精度，分析測量系統(tǒng)也可以進(jìn)一步包括至少一個定位傳感器。 該至少一個定位傳感器可以與至少一個眼睛傳感器(例如可以容納在眼 睛中)分開，或可以是該至少一個眼睛傳感器的一部分。舉例來說，該 至少一個定位傳感器可以具有目鏡，特別是接觸鏡頭和/或眼睛植入物， 或者可以是這些組件之一的一部分。
該至少一個定位傳感器傾向于設(shè)計用于產(chǎn)生至少一個信號，該信號 能夠被定位系統(tǒng)檢測到。該至少一個可檢測的信號可以是能被定位系統(tǒng) 檢測到的形狀(例如輪廓)，或者是一個標(biāo)記?？蛇x地或另外地，該信號 也可以是熒光信號、磁化、參考熒光信號和/或參考顏色信號。這些信號 的改變也可以有利地被定位系統(tǒng)探測到。所述信號類型的結(jié)合也是可以 想到的，例如包括輪廓(例如可以被圖像識別系統(tǒng)識別的形式)和顏色 信號的結(jié)合。
所述的手持式測量裝置和所述的分析測量系統(tǒng)可以以各種方式使 用。采用所述的一個實(shí)施例中的分析測量系統(tǒng)、優(yōu)選的用于測量體液(例 如血液)中至少一種分析物(例如葡萄糖)的濃度的方法具有下述方法 步驟。在本例中，所示的方法步驟不必精確地以所示順序執(zhí)行，也可以 采用另外的未示出的方法步驟來執(zhí)行。單個方法步驟或多個方法步驟還 可以整體地或部分互相平行地或重復(fù)地執(zhí)行。
首先，手持式測量裝置在眼睛前面粗糙地定位進(jìn)行測量。接著，空 間位置得以確定，測量系統(tǒng)的測量被觸發(fā)。如上所述，這些方法步驟可 以以不同的形式，例如由于空間位置的測量(其也可以重復(fù)地測量)用 于評估通過測量系統(tǒng)的測量，手持式測量裝置的位置受到影響和/或測量系統(tǒng)自動地得到良好地定位。
接著，從至少一種分析物的至少一種測量到的屬性和/或至少一個眼 睛傳感器的至少一種測量到的屬性改變測量眼睛流體中至少一種分析物 的濃度。從眼睛流體中的該分析物濃度，例如存儲在數(shù)據(jù)庫中的已知的 關(guān)系，然后用于推斷體液中至少一種分析物的濃度。
更多的方法步驟可以包括，例如，數(shù)據(jù)的存儲、測量值在顯示元件 (例如顯示器)上的表達(dá)、警報功能(例如在超出規(guī)定的限定值時)、給 藥用具(例如胰島素泵)的控制、圖像數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)庫功能和/或與其 他裝置(例如胰島素泵和/或分開的計算機(jī))的數(shù)據(jù)交換。其他功能也是 可能的。
此外，如上所述，分析測量系統(tǒng)和尤其是手持式測量裝置最好包括 各種計算功能，計算功能可以利用具有例如相關(guān)內(nèi)部和外部裝置、存儲
介質(zhì)等的微型計算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供具有程序代碼的計 算機(jī)程序，計算機(jī)程序可以特別地存儲在機(jī)器可讀的介質(zhì)中，計算機(jī)程 序適于支持根據(jù)本發(fā)明的所述的方法步驟，完全地或部分地在計算機(jī)或 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上執(zhí)行。特別地，空間位置探測、觸發(fā)測量、測量眼睛流體 中至少一種分析物的濃度和/或測量體液中至少一種分析物的濃度的方 法步驟可以整個地或部分地通過合適的計算機(jī)程序執(zhí)行。
本發(fā)明進(jìn)一步的細(xì)節(jié)和特征可以在下面結(jié)合從屬權(quán)利要求對優(yōu)選實(shí) 施例的說明中找到。在本例中，各個特征可以分別地由它們自己單獨(dú)實(shí) 現(xiàn)或通過多個互相結(jié)合執(zhí)行。本發(fā)明不限于實(shí)施例的內(nèi)容。


實(shí)施方式示例地表示在圖中。各個圖中的相同的附圖標(biāo)記表示相同 的或具有相同功能或在功能上互相對應(yīng)的元件。
其中-
15圖1表示用于測量至少一種分析物的具有手持式測量裝置的分析測 量系統(tǒng)；
圖2A表示在分析測量系統(tǒng)中使用的植入的眼睛傳感器的實(shí)施例；
圖2B表示圖2A中所示的A區(qū)的細(xì)節(jié)示例圖3表示眼睛傳感器在人類眼睛中的放置；
圖4A表示使用照相機(jī)對三維物體的定位測量示意示例圖4B表示使用幾何變量的距離測量的簡單例子；
圖4C表示立體鏡系統(tǒng)的簡單的示例例子；
圖5A表示基于傳播一時間的定位測量的基本示例；
圖5B表示采用光混合檢測器(PMDs)的傳播時間測量的例子； 圖6表示植入的眼睛傳感器和另外的植入的定位傳感器的例子； 圖7表示用于測量空間定位的帶磁化的定位傳感器的例子；
圖8至16表示具有手持式測量裝置的分析測量系統(tǒng)不同形式下的示
例實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖1表示根據(jù)本發(fā)明的分析測量系統(tǒng)iio示意性的基本視圖，其用
于解釋各個組件及其下面的運(yùn)行。該分析測量系統(tǒng)110包括手持式測量 裝置112，還包括容納在一個眼睛114之內(nèi)或之上的眼睛傳感器116，和 定位傳感器118。如上所解釋的，眼睛傳感器116和定位傳感器118是可 選的，因為手持式測量裝置112也可以使用分析物固有的熒光執(zhí)行測量， 例如這將作為示例，并且由于原則上也可以在沒有定位傳感器118的情 形下進(jìn)行定位測量。此外，眼睛傳感器116和定位傳感器118的功能也 可以通過共同組件而采用。
作為基礎(chǔ)組件，手持式測量裝置112包括測量系統(tǒng)120和定位系統(tǒng) 122。此外，該示意實(shí)施例包括用于產(chǎn)生反饋信號126的反饋單元124、校準(zhǔn)系統(tǒng)128、具有圖像顯示元件132 (例如一個或多個顯示器)的操作 者控制單元130和操作者控制元件134 (例如鍵、開關(guān)等)以及中央計算 單元136 (例如具有一個或多個易失和/或非易失數(shù)據(jù)存儲器的微型計算 機(jī))。所述各個組件最好互相連接(在圖1中以箭頭象征性地表示而不旨 在完整表示)，通過例子，這意味著，反饋單元124和/或測量系統(tǒng)120， 可以通過定位系統(tǒng)122來控制(直接或間接地，例如通過中央計算單元 136)。
此外，該手持式測量裝置112的實(shí)施例包括壓電控制器138，其用于 設(shè)定測量系統(tǒng)120的空間位置和/或空間方向。該定位系統(tǒng)122直接地或 經(jīng)由中央計算單元136間接地影響(以虛箭頭表示)該壓電控制器138。
在圖1的例子中，假定至少一種示例的分析物是葡萄糖。相應(yīng)地， 該校準(zhǔn)系統(tǒng)128裝備用于執(zhí)行葡萄糖濃度的"傳統(tǒng)的"對比測量。這在 圖1中通過血滴140和測試條142(例如電氣化學(xué)的或光學(xué)的)象征性地 表示，該測試條142能夠被校準(zhǔn)系統(tǒng)128讀取。本領(lǐng)域技術(shù)人員還熟悉 校準(zhǔn)系統(tǒng)128的其他可能的實(shí)施例。
此外，圖1象征性地表示測量系統(tǒng)120的測量方式和定位系統(tǒng)122 的方式，在每種情形下通過從手持式測量裝置112到眼睛114的直的虛 線集合箭頭表示。然而，需要指出的是，這些光束集合不要求完整，因 為如上所示例的，不同的原理可以用于定位系統(tǒng)122和測量系統(tǒng)120。另 外，不必雙向測量，如圖1中雙箭頭所象征性地指示的，而是可以，例 如信號只是從眼睛114傳送到手持式測量裝置112，而沒有通過手持式測 量裝置112的任何激發(fā)。
如上所示例的，通過測量系統(tǒng)120進(jìn)行的對眼睛114的眼睛流體中 的葡萄糖濃度的測量或者基于對葡萄糖屬性(例如熒光屬性)的直接測 量，或者可選地或另外地，基于眼睛傳感器116中至少一種與分析物相 關(guān)的屬性的改變，例如與葡萄糖濃度一致的眼睛傳感器116的熒光屬性的改變。相應(yīng)地，在圖1中，"測量信號"144象征性地運(yùn)行在測量系統(tǒng) 120和眼睛傳感器116和/或眼睛114的其他區(qū)域之間。與采用的測量方 法相符，測量信號144可以包括例如一個或多個(也即多個波長，例如) 從測量系統(tǒng)120發(fā)送到眼睛114的激發(fā)光束，且應(yīng)答光束(例如熒光) 運(yùn)行在相反方向上。如上所述，然而，其他類型的測量信號144也是可 以的，并可以用于推斷眼睛114的眼睛流體中的葡萄糖濃度。
相應(yīng)地，圖1象征性地表示了 "定位信號"146，其為在定位系統(tǒng)122 和眼睛114之間的直的虛線的雙箭頭。這已經(jīng)在對測量信號144的描述 中相應(yīng)地說到過。如同定位信號的例子，光路表示在定位系統(tǒng)122和眼 睛114的瞳孔148、定位傳感器118和眼睛傳感器116之間。眼睛114的 其他區(qū)域也可以被感應(yīng)到，例如眼睛的已知形狀。同樣地，定位信號146 的實(shí)施例中的雙箭頭應(yīng)該被理解為僅僅是示意性的，因為例如在眼睛114 和定位系統(tǒng)122之間的單向信號傳送也是可以的?？梢杂糜诙ㄎ幌到y(tǒng)122 以測量手持式測量裝置112相對于眼睛114的空間定位的各種測量原理 已經(jīng)列在上面，這里不再贅述。 一些例子示例在下面。
如上所述，圖1所示的例子中的分析測量系統(tǒng)110是基于眼睛傳感 器116和定位傳感器118的。圖2A、 2B和3表示了這樣的傳感器116、 118的例子，它們?yōu)橹踩氲哪跨R的形式。為此，目鏡的尺寸和組成是這樣 的形式，使得目鏡可以被植入。合適的材料和尺寸可從現(xiàn)有技術(shù)所得知。
圖2B表示圖2A所示例的細(xì)節(jié)圖。目鏡210插入到結(jié)膜214下面， 與角膜緣212距離為D、最好是6mm。通過例子，該簡單的操作提供了 優(yōu)于使用接觸鏡頭的有利條件，可選地或另外地，可以使目鏡210(眼睛 傳感器116和/或定位傳感器118)容納在眼睛114中的固定位置上。至
少一個分析物的定位和/或測量相應(yīng)地變得更加精確，因為這兩個測量典 型地極大地依賴于目鏡210的位置。圖3的示例再次表示在本例中，目 鏡210與瞳孔148在一個水平面上(其他位置也可以)，這意味著病人需
18要在鼻子的方向上看，以測量目鏡210。相應(yīng)地，圖2A和2B中的二個 圖示是在通過瞳孔148和目鏡210的該水平面上的剖視圖。
作為目鏡210的設(shè)計的實(shí)施例，例如通過參考WO01/13783A1所述 的眼睛傳感器。很明顯其他實(shí)施例也是可以的。有利地，目鏡210額外 地具有與其均勻混合的參考著色劑，該著色劑不會因為需要測量的葡萄
糖濃度而改變它的熒光屬性。有利地，該參考著色劑可以在與"供體" 著色劑相同的波長被激發(fā)，在目鏡210中，該"供體"著色劑對葡萄糖 濃度敏感。在不同波長激發(fā)也是可能的。舉例來說，可以采用著色劑四 甲基羅丹明(TMR)，將其引入到目鏡210中。當(dāng)采用該測量系統(tǒng)120測 量時，該測量系統(tǒng)可以接收來自供體和參考信號的信號，這些信號之間 的份額形式使得分析物濃度測量對手持式測量裝置112和眼睛114之間 的距離和/或角度和/或眼睛114內(nèi)的激發(fā)容積的依賴顯著減小。然而，在 實(shí)際中，很大程度地依賴于測量信號，進(jìn)而在該距離、各種角度和/或激 發(fā)容積之間濃度確定的測量精度。
為了減小該額外的依賴，采用了在圖1中象征性地表示的定位系統(tǒng) 122。圖4A至4C、 5A至5B、 6和7表示了各種原理，所述原理可用于 通過定位系統(tǒng)122確定空間位置。
圖4A至4C表示為此目的的各種照相機(jī)系統(tǒng)。這些照相機(jī)系統(tǒng)包括 至少一個照相機(jī)410，其中定位系統(tǒng)122包括一個在圖4A中示出的單眼 照相機(jī)410和在圖4C中示出的雙眼照相機(jī)410。雙眼照相機(jī)系統(tǒng)可以通 過二個或更多個不同照相機(jī)410或通過與單個照相機(jī)結(jié)合的合適的鏡子 系統(tǒng)而形成。這樣的系統(tǒng)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知。
圖4A和4B所示的系統(tǒng)可用于感應(yīng)照相機(jī)410和物體412之間的距 離X，該物體可以額外地作為定位坐標(biāo)。如在圖4A和4C中象征性地表 示的，這些定位坐標(biāo)可以例如包括各種旋轉(zhuǎn)角度Rx、 RY、 Rz。在這種情 形下，坐標(biāo)系統(tǒng)的選擇是任意的和出于方便的。除了物體412的旋轉(zhuǎn)，相應(yīng)地還可以感應(yīng)照相機(jī)410的旋轉(zhuǎn)，結(jié)果，例如，最初的坐標(biāo)系統(tǒng)也
可以置入所述(或其中之一)照相機(jī)410中。物體412的測量位置也是 相對任意的并可以相應(yīng)地規(guī)定。
照相機(jī)410最好裝備有圖像獲取系統(tǒng)(在圖4A至4C中沒有示出)。 該圖像獲取系統(tǒng)例如可以辨識物體412的合適的邊，并可以相應(yīng)地從這 些邊推斷物體412的位置。為此，物體412已知的形狀例如是為定位系 統(tǒng)122而指定的。
圖4B象征性地通過例子表示圖4A中所示的單眼系統(tǒng)在物體412的 尺寸是已知的時候，如何使用簡單的光束組來推斷距離X，。如果考慮到 以目鏡210形式植入的圓形傳感器，例如，當(dāng)在照相機(jī)芯片中映射出時， 實(shí)際直徑d與名義直徑do的比率是當(dāng)前距離X的函數(shù)。在最簡單的情形 下
X = d *X0/d0
如果照相機(jī)芯片或照相機(jī)410相對于目鏡210是傾斜的，該目鏡假 設(shè)簡化為圓盤，該圓盤在映射中為橢圓的。從小軸d'與大軸d的比率， 例如傾斜角a可以確定為
a = d'/d
在圖4C所示的具有二個照相機(jī)410的雙眼系統(tǒng)的情形下，測量位置 由二個照相機(jī)410根據(jù)不同的視角來確定。從生成的視圖互相的位置看， 合適的三角運(yùn)算法則可以用于確定物體412的位置和/或傾斜。這樣的三 角系統(tǒng)相對于圖4A所示的單眼系統(tǒng)所具有的優(yōu)點(diǎn)是，目標(biāo)的形狀或圖像 不必存儲在圖像獲取系統(tǒng)中。
圖5A和5B表示另外的測量原理，其可以通過定位系統(tǒng)122而使用。 該例子涉及基于傳播時間的系統(tǒng)，其中定位信號146 (例如激光脈沖、聲 音信號、紅外線信號或雷達(dá)信號)可以從定位系統(tǒng)122發(fā)送到眼睛114 上的目標(biāo)。信號各自被眼睛114反射的傳播時間在本例中得以測量。舉
20例來說，該測量可以從二個、三個或更多個位置進(jìn)行。相應(yīng)地，從第一
位置，在圖5A中用510表示，可以建立該點(diǎn)處發(fā)射和反射的定位信號 146之間的傳播時間差，然而在第二位置，以512象征性地表示，二個定 位信號146 (實(shí)際中典型地有多于二個)不具有不同的傳播時間。通過測 量的傳播時間和傳播時間差，不僅能夠確定定位系統(tǒng)122和眼睛114之 間的距離X，而且例如也能夠確定定位系統(tǒng)122相對于眼睛114的空間 方位。
還能夠采用單個定位信號146或單個定位光束進(jìn)行測量，并從少于 三個不同位置進(jìn)行測量。在這種情形下，為獲得更多的信息，眼睛114 上的測量方位例如可以用定位信號146進(jìn)行掃描。以這種方式，最終可 以再次獲得多于三個位置。該測量原理商業(yè)上被光混合檢測器(PMDs)所 應(yīng)用。在PMDs中，信號傳播時間(代替照相機(jī)中的灰度值)在像素陣 列中每個像素的確定，以類似于CCD或CMOS照相機(jī)的方式，從而產(chǎn) 生三維輪廓。這樣的測量的例子表示在圖5B中。X和Y軸表示任意空 間位置，Z軸指示傳播時間，該時間采用PMD測量得到。類似地，例如 也可以獲得眼睛的輪廓，結(jié)果不僅定位系統(tǒng)122之間的距離、而且另外 地眼睛114和/或定位系統(tǒng)122互相之間的例如角度位置也可以確定。
定位系統(tǒng)122可以利用的另外的測量原理是信號強(qiáng)度的測量。如果 分支的電磁(或可選地或另外地，例如聲音)束輻射到目標(biāo)上，該束的 一部分被發(fā)散地反射。發(fā)散反射束的強(qiáng)度是距離的函數(shù)，并因而可以用 于測量范圍。還是舉例來說，在照射位置處的熒光光源通常產(chǎn)生發(fā)散的 熒光，其強(qiáng)度可以通過定位系統(tǒng)122測量并用于確定距離。該用于確定 距離的測量原理例如可以用于感應(yīng)來自目鏡210中的參考熒光體的熒光 強(qiáng)度，并據(jù)此來確定定位系統(tǒng)122和目鏡210的位置之間的距離。
如果反射束和/或熒光的強(qiáng)度在多于一個位置測量，如同本發(fā)明采用 的，可以獲得額外的定位信息。這樣的測量的例子表示在圖6中。在這
21種情形下，首先是眼睛傳感器116的熒光，還有定位傳感器118的熒光
和在瞳孔148區(qū)域中的角膜的固有熒光被感應(yīng)到。通過感應(yīng)來自這三個
方位的熒光強(qiáng)度，以與上述傳播時間測量相似的方式，其能夠獲得三維
距離和/或其他位置信息(例如角度)。除了圖6所述實(shí)施例之外，還可 以采用所述強(qiáng)度測量的執(zhí)行。熒光強(qiáng)度例如還可以采用CCD照相機(jī)獲 得，以同時獲得不同方位處的強(qiáng)度信息?？蛇x地或另外地，還可以采用 不同的傳感器去獲得，例如具有不同顏色敏感度的傳感器。
圖7表示可以用于定位系統(tǒng)122的測量原理的另外一個例子。在該 例中，例如采用了磁場測量，其基于磁阻傳感器(例如GMR傳感器)。 這樣的傳感器可以用于確定結(jié)合在定位系統(tǒng)122中的傳感器相對于磁場 的相對位置。這樣的磁場例如由如圖7所示的定位傳感器118產(chǎn)生，其 可以作為分離定位傳感器118以目鏡的形式而引入到眼睛114中，或者 可選地或另外地，還可以作為眼睛傳感器116的一部分。在圖7所示的 例子中，鐵磁或可磁化的微粒或納米粒子利用印刷方法(例如采用打印 等)印刷到定位傳感器118上。專門的N/S磁化710用于為定位系統(tǒng)122 中以交叉方式布置的二個磁阻傳感器獲得測量參考，其可以用于確定磁 阻傳感器和定位傳感器118之間的角度位置。從整體上平均的信號的強(qiáng) 度，例如另外還可以推斷定位系統(tǒng)122中的定位傳感器118和磁阻傳感 器之間的距離。這樣就可以獲得關(guān)于空間位置的信息。
上述的定位系統(tǒng)122可以依據(jù)的測量原理的實(shí)施例僅僅是可以采用 的一些可能性。所述方法和其他方法也可以在許多例子中互相結(jié)合起來。 特別地，強(qiáng)度測量和照相機(jī)系統(tǒng)、還有傳播時間測量和例如為PMDs形 式的照相機(jī)系統(tǒng)的結(jié)合，都適于位置探測。
圖8至16表示具有手持式測量裝置112的分析測量系統(tǒng)110的各種 實(shí)施例。
在圖8所示的實(shí)施例中，使用了二個單獨(dú)的光學(xué)單元測量單元810
22和導(dǎo)向單元812。兩個單元810、 812裝備有光學(xué)系統(tǒng)，尤其是共焦光學(xué) 系統(tǒng)，其在本例中只是象征性地用鏡頭814來表示。光學(xué)系統(tǒng)的另外的 實(shí)施例也是可能的。由于測量單元810定向到植入的眼睛傳感器116，導(dǎo) 向單元812定向到瞳孔148。測量單元810產(chǎn)生的信息通過測量評估部 816處理，其中定位評估部處理來自測量單元810和導(dǎo)向單元812的信息。 測量評估部816和測量單元810相應(yīng)的光學(xué)組件因此作為測量系統(tǒng)120 的一部分，其中定位系統(tǒng)122包括導(dǎo)向單元812、定位評估部818和測量 單元810的一部分。
在圖8所示的實(shí)施例中的測量單元810設(shè)計成在單一波長處使用共 焦熒光激發(fā)，來為包含在眼睛傳感器116中的供體測量分析物濃度(例 如葡萄糖)并作為參考。為此，測量單元810包括激發(fā)光發(fā)射二極管820， 其產(chǎn)生在一個波長處的光，該光可以用于激發(fā)供體和眼睛傳感器116中 的相關(guān)著色劑。來自激發(fā)光發(fā)射二極管820的激發(fā)光被調(diào)整到激發(fā)光發(fā) 射二極管820的激發(fā)波長的分色鏡822反射，并通過鏡頭814 (或者相應(yīng) 的光學(xué)系統(tǒng))聚焦在眼睛傳感器116上，使得聚焦具有比眼睛傳感器116 本身更小的直徑。以這種方式從參考著色劑或供體產(chǎn)生的熒光，其對需 要證明的分析物敏感，相應(yīng)地通過眼睛傳感器116發(fā)射，通過鏡頭814 集中，并依次進(jìn)入測量單元810。分色鏡822如此設(shè)置，使得該熒光一一 其通常具有比來自激發(fā)光發(fā)射二極管820的激發(fā)光更長的波長一一不被 反射地通過該分色鏡822。相應(yīng)地，測量單元810包括二個另外的分色鏡 824和826，其反射屬性如此設(shè)置，使得它們將來自供體的熒光與參考的 隔開。相應(yīng)地，供體熒光反射到供體光電二極管828，參考熒光通過分色 鏡826反射到參考光電二極管830上。
通過對來自參考光電二極管和來自供體光電二極管的信號的比較， 可能基于激發(fā)光發(fā)射二極管820的激發(fā)強(qiáng)度，然后可以采用測量評估部 816推斷在眼睛傳感器116區(qū)域的眼睛流體中的分析物濃度。關(guān)于該測量的具體細(xì)節(jié)，例如可以參考WO01/13783Al。
如上所述，通常，該濃度測量的結(jié)果依賴于手持式測量裝置112與 眼睛傳感器116的距離或手持式測量裝置112相對于眼睛114的方位， 然而尤其是測量單元810的方位。為彌補(bǔ)這些誤差和測量空間位置，使 用了定位系統(tǒng)122。在本例中，在圖8所示的設(shè)置中，測量方法用于確定 位置，該位置基于二個熒光強(qiáng)度的測量。采用的第一位置依賴強(qiáng)度信號 是來自參考光電二極管830的信號，其獨(dú)立于分析物濃度，并僅僅依賴 于測量單元810和眼睛114之間的距離或方位。第二位置依賴信號由導(dǎo) 向單元812產(chǎn)生。該導(dǎo)向單元812具有導(dǎo)向光發(fā)射二極管832,其產(chǎn)生激 發(fā)光的波長能夠激發(fā)眼睛114的瞳孔148產(chǎn)生熒光。從而，除了用于位 置測量的眼睛傳感器116外，瞳孔148用作第二測量點(diǎn)。
來自導(dǎo)向光發(fā)射二極管832的光被調(diào)整到導(dǎo)向光發(fā)射二極管832的 波長的分色鏡834反射，并在瞳孔148方向上通過鏡頭814集中。由于 通常具有更長的波長，瞳孔148發(fā)射的熒光能夠通過適當(dāng)設(shè)置的分色鏡 834，并碰撞在另外的被調(diào)整到來自瞳孔的熒光的波長的分色鏡836上。 從那里，該熒光傳遞到導(dǎo)向光電二極管838，在那里它轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴?br> 由于來自導(dǎo)向光電二極管838的信號依賴于導(dǎo)向單元812相對于瞳 孔148的距離或方位，除了來自參考光電二極管830的信號外，該信號 提供另外的重要位置信息。通過對來自參考光電二極管830和導(dǎo)向光電 二極管838的兩個強(qiáng)度信號的比較，可以在定位評估部818中獲得定位 信息。由于來自光電二極管830和838的兩個信號中的每一個都可以單 獨(dú)地轉(zhuǎn)化為距離和/或角度信息，來自光電二極管830、 838的信息一起 提供至少一個額外的定位坐標(biāo)，例如角度方位。
然而，需要指出的是，在實(shí)際中，不是絕對必要地精確轉(zhuǎn)變?yōu)槎ㄎ?坐標(biāo)。而且，手持式測量裝置112也可以這樣操作，使得在位置處，兩 個信號，即來自參考光電二極管830的信號和來自導(dǎo)向光電二極管838200780028118.3
的信號，超出規(guī)定的界限，該界限用于規(guī)定二極管820和832的激發(fā)強(qiáng)
度。還可以使規(guī)定的測量強(qiáng)度為"目標(biāo)通道"。相應(yīng)地，舉例來說，定位
評估部818可以通過測量單元810和測量評估部816直接或間接地觸發(fā) 測量。
該測量評估部816和定位評估部818可以是單獨(dú)的電子單元。然而， 它們也可以是圖1所示的中央計算單元136的組件，并可以例如相應(yīng)地 完全或部分地為軟件組件形式(例如程序模塊)。
此外，在圖8中的實(shí)施例中的該導(dǎo)向單元812還包括平的照明元件 (背光)840和透明顯示元件842。依賴于導(dǎo)向單元812的實(shí)施例，這些 可以用作不同目的，并可以有不同形式。在最簡單的例子中，例如該透 明顯示元件842可以包括十字線，例如在光路中的簡單的標(biāo)線。使用這 些標(biāo)線，病人可以看到導(dǎo)向單元812內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)過程定位。在本例中， 例如在透明顯示元件842的反射屬性的基礎(chǔ)上，病人看到導(dǎo)向光電二極 管838和/或背光840，其上覆蓋有標(biāo)線的圖像。例如，病人可以同時看 來自導(dǎo)向光發(fā)射二極管832和背光840的光點(diǎn)，而標(biāo)線疊加在它們之上。 相應(yīng)地，病人可以手動地實(shí)現(xiàn)手持式測量裝置112的過程定位，使得例 如光點(diǎn)同心定向，并且標(biāo)線定向在該同心布置的中心上。
另外的選擇是透明顯示元件142用于覆蓋額外的信息。為此，該顯 示元件可以包括例如液晶顯示元件和/或其他顯示元件，其例如可以用于 給病人傳送定位信息。它可以是例如箭頭，其被覆蓋，以指示手持式測 量裝置112需要在合適的方向上運(yùn)動和/或傾斜，以獲得正確定位。該重 現(xiàn)的信息可以通過例如定位系統(tǒng)122產(chǎn)生。
在所述的實(shí)施例中，透明顯示元件842和背光840這樣構(gòu)成反饋單 元124的組件(參見圖1)。手持式測量裝置112的另外的組件，例如操 作者控制單元130和/或校準(zhǔn)系統(tǒng)128沒有在圖8中示出。這些可能的另 外的組件工作的方式可以參見關(guān)于圖1的描述。
25作為圖8所示的用于測量單元810的測量原理的替代，還需要指出 供體和在眼睛傳感器116中的參考熒光不是必需要用相同的激發(fā)光發(fā)射
二極管820激發(fā)。這樣，除了圖8所示的測量單元810的設(shè)置外，還可 以提供這樣的系統(tǒng)，其中不僅提供供體的激發(fā)光發(fā)射二極管820，而且提 供另外的激發(fā)光電二極管(圖8中未示出)，其專門地調(diào)整到眼睛傳感器 116中的參考熒光的激發(fā)波長。相應(yīng)地，提供有另外的分色鏡，其例如調(diào) 整到反射由該參考光發(fā)射二極管發(fā)射的激發(fā)光。該設(shè)計對應(yīng)于圖8的設(shè) 計，其中只有設(shè)計的另外的"臂" 一一其在圖8中為三臂風(fēng)扇形式一一 將添加到該測量單元810，這意味著將產(chǎn)生"4臂"設(shè)計。這在圖中沒有 示出。
圖9表示具有手持式測量裝置112和眼睛傳感器116的分析測量系 統(tǒng)110的第二實(shí)施例。該設(shè)計實(shí)質(zhì)上對應(yīng)于圖8所示的設(shè)計，這意味著 再次提供有測量單元810和導(dǎo)向單元812。然而，在圖9所示的實(shí)施例中 的測量單元810的一個區(qū)別是，在本例中，參考光電二極管830被CMOS 照相機(jī)形式的照相機(jī)910所替換。相應(yīng)地，也可以例如布置分色鏡826， 這意味著來自參考熒光體的熒光從眼睛傳感器116直接地突出到照相機(jī) 910的圖像區(qū)域。然而可選地，也可以為該參考熒光提供合適的分色鏡。
對比于在圖8的設(shè)計中采用參考光電二極管830獲得參考熒光，照 相機(jī)910現(xiàn)在不僅用于獲得強(qiáng)度信息，還用于獲得在照相機(jī)910的CMOS 芯片上的強(qiáng)度信息的二維方式(陣列)。這意味著例如也可以采用圖像評 估系統(tǒng)(例如包括在定位評估部818中)獲得額外的空間信息，例如符 合上述關(guān)于圖4A至4C的描述。可選地或另外地，也可以使整個圖像區(qū) 域的強(qiáng)度平均化。
來自該照相機(jī)910的信息可被定位評估部818獲得，這意味著照相 機(jī)910、定位評估部818和導(dǎo)向單元812 (其與圖8的設(shè)計類似，關(guān)于運(yùn) 行方式參見上面)是定位系統(tǒng)122的組件。這可以產(chǎn)生關(guān)于定位的額外
26的信息。舉例來說，照相機(jī)910可以用于觀測在眼睛傳感器116上的由
激發(fā)光發(fā)射二極管820產(chǎn)生的激發(fā)光的聚焦點(diǎn)，以確定正確位置(例如 在圓形目鏡210內(nèi)的同心的位置)，并相應(yīng)地通過測量系統(tǒng)120觸發(fā)測量。 此外，通過導(dǎo)向單元812的強(qiáng)度測量可以考慮進(jìn)來。舉例來說，強(qiáng)度還 可以連續(xù)地確定，這意味著，例如，導(dǎo)向單元812第一個用于為粗糙定 位產(chǎn)生導(dǎo)向信號，從而隨后能夠采用照相機(jī)910進(jìn)行精細(xì)的定位。這樣 的系統(tǒng)具有高度的精度，并相應(yīng)地導(dǎo)致分析物濃度非常高的可重現(xiàn)的測
量o
以與圖8的描述類似的方式，圖9所示的系統(tǒng)可以通過采用不同的 激發(fā)光發(fā)射二極管激發(fā)供體和熒光參考。相應(yīng)地，測量單元810的設(shè)計 可以具有添加的另外的激發(fā)光發(fā)射二極管，其被調(diào)整到眼睛傳感器116
中參考熒光體的激發(fā)波長。另外的分色鏡也可以在本例中有利地添加。 這意味著參考熒光和供體不是必須按照它們具有共同的激發(fā)波長來選 擇，這額外地提高了對這些材料進(jìn)行選擇的靈活性。
圖10表示對比于圖8和9的分析測量系統(tǒng)110的替代的變形。導(dǎo)向 單元812還是基于圖8和9的實(shí)施例，這意味著可以參考上面的描述。 然而對比于先前的實(shí)施例，圖IO所示的實(shí)施例具有改變的測量單元810， 代替單個激發(fā)光發(fā)射二極管820，現(xiàn)在采用在測量單元810的鏡頭814 周圍布置的激發(fā)光發(fā)射二極管820的環(huán)。來自所述激發(fā)光發(fā)射二極管的 激發(fā)光不再如圖8和9那樣通過鏡頭814集中并聚焦在眼睛傳感器116 上。相應(yīng)地，眼睛114中的測量點(diǎn)或激發(fā)區(qū)域通常大于植入的目鏡210， 這意味著目鏡210可以是非常小的直徑。相應(yīng)地，例如在植入操作過程 中植入物的定位不像在圖8和9所示的實(shí)施例中那樣苛刻。在這樣的設(shè) 計中，分析物濃度的測量與手持式測量裝置112的精確定位的關(guān)系不那 么大。
與在鏡頭814外面激發(fā)光發(fā)射二極管820的環(huán)形設(shè)計一樣，測量單元810的內(nèi)部光學(xué)設(shè)計也得以簡化。代替至少二個分色鏡，現(xiàn)在只提供
一個分色鏡1010，其把來自供體的熒光和來自參考熒光體的熒光隔離開 來。在圖8和9中，這些熒光組件和其中的測量采用光電二極管828和 830獲得。測量的另外評估或測量原理基于圖8的設(shè)計。
同樣在圖10中，替代采用單個波長范圍的激發(fā)，供體和參考熒光體 可以各自激發(fā)。相應(yīng)地，例如，可以提供激發(fā)光發(fā)射二極管820,和另外 的專門地調(diào)整到參考熒光體的激發(fā)波長的激發(fā)光發(fā)射二極管。舉例來說， 在繞著鏡頭814的光發(fā)射二極管820的環(huán)形布置中，每個第二光發(fā)射二 極管可以調(diào)整到參考熒光體的激發(fā)波長。
圖11表示分析測量系統(tǒng)110的實(shí)施例，其結(jié)合圖9和10中實(shí)施例 的基本概念。在該實(shí)施例中，測量單元810和導(dǎo)向單元812的功能通過 相同的單元執(zhí)行。類似于圖IO的實(shí)施例的形式，測量單元810再次配備 有激發(fā)光發(fā)射二極管820的環(huán)，其照射到目鏡210形式的眼睛傳感器820 的很大區(qū)域。類似于圖10的實(shí)施例的方式，供體發(fā)射的熒光被分色鏡 1110反射，并被供體光電二極管828記錄。
然而對比于圖10，參考光電二極管(圖10中為830)被照相機(jī)910 代替，類似于圖9的實(shí)施例的方式。如上所述，該照相機(jī)不僅可以用于 確定參考熒光的強(qiáng)度(當(dāng)時，其與來自供體光電二極管828的信號相同， 被測量評估部816用來確定分析物濃度)，而且來自照相機(jī)910的信號可 以經(jīng)歷圖像評估一一以類似于上述圖9的設(shè)計工作的說明的方式。該圖 像評估產(chǎn)生充足的定位信息，從而可精確測量。這是特別地基于如上所 述的激發(fā)光發(fā)射二極管820的大區(qū)域照明，比起發(fā)生確切聚焦的例子， 其確定分析物濃度對定位敏感度較低。
此外，在圖ll所示的實(shí)施例中，手持式測量裝置H2也具有集成的 反饋單元124。該反饋單元124依次具有透明顯示元件842和背光840， 例如可以將來自定位系統(tǒng)822的信息供應(yīng)到該透明顯示元件842，如同上
28面參考圖8所述的。這樣，例如，在透明顯示元件842中的標(biāo)記或刻線 可以由病人用于對手持式測量裝置112的粗糙定位，然后定位系統(tǒng)122 用于進(jìn)一步測量空間位置，以產(chǎn)生合適的修正信號和/或通過測量系統(tǒng) 120觸發(fā)測量。
圖12表示分析測量系統(tǒng)110的實(shí)施例，其結(jié)合了基于圖11的實(shí)施 例的測量單元810和基于圖8的實(shí)施例的導(dǎo)向單元812。關(guān)于這些單元的 設(shè)計和操作方式，可以參考這些圖。相應(yīng)地，例如，首先可以采用導(dǎo)向 單元812進(jìn)行粗糙的定位，然后采用照相機(jī)910進(jìn)行精細(xì)的定位。還可 以對來自導(dǎo)向單元812和照相機(jī)910的信息進(jìn)行同步處理，以通過定位 評估部818獲得定位信息。這樣，通過例子，導(dǎo)向單元812可以用于執(zhí) 行距離測量，然后照相機(jī)910用于在額外的位置坐標(biāo)下測量位置。再次 地，透明顯示元件842可以用于使用者信息(反饋)。
圖13表示分析測量系統(tǒng)110的實(shí)施例，其功能和設(shè)計大體対應(yīng)于圖 ll的實(shí)施例。再次，在該例中，測量單元810和導(dǎo)向單元812集成在相 同單元中。另外，也提供有反饋單元124，其為病人提供關(guān)于定位的信息， 并且其不僅具有鏡頭814和背光840，還具有透明顯示元件842。還是如 圖11那樣，圖13中所示的設(shè)計也可以具有標(biāo)線，例如覆蓋在透明顯示 元件842上，用于進(jìn)行粗糙地定位。然而此外，圖像電纜1310用于將來 自照相機(jī)910的照相機(jī)圖像直接裝載到透明顯示元件842上，從而為使 用者提供圖像信息，并且使用者可以被定位系統(tǒng)122直接地"看見"。舉 例來說，眼睛114可以采用背光840和透明顯示元件842固定，然而手 持式測量裝置112和眼睛114之間的最佳距離例如可以采用圖像分辨率 (例如來自眼睛傳感器116的圖的分辨率)設(shè)定。再次， 一旦達(dá)到最佳 距離并且至少一個另外的定位坐標(biāo)在規(guī)定范圍中，定位系統(tǒng)122可以自 動地觸發(fā)測量系統(tǒng)120進(jìn)行的測量。信息可以經(jīng)由采用透明顯示元件842 的照相機(jī)圖像直接地反饋到病人。此外，也可以覆蓋額外的信息，例如測量結(jié)果、測量的似真性、日期、時間、溫度等。
圖14表示分析測量系統(tǒng)U0的實(shí)施例，其類似于圖ll所示的設(shè)計。
再次，提供有帶背光840和透明顯示元件842的反饋單元124，其可以接 受來自定位評估部818的信息。采用照相機(jī)910的定位測量也以與圖11 的實(shí)施例類似的方式發(fā)生。
然而不像圖11的實(shí)施例，圖14所示的實(shí)施例沒有提供單獨(dú)的供體 光電二極管828。相反，也采用照相機(jī)910評估供體熒光。為隔離供體熒 光和參考熒光，例如可以使用過濾器1410，其允許供體或參考熒光體的 熒光波長順序地通過。具有空間不同傳送屬性的過濾器也是可行的。這 使得參考熒光和供體熒光的強(qiáng)度可以根據(jù)空間和/或時間分辨率來測量。
圖14所示的設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)在于植入的眼睛傳感器116可以是非常小的 設(shè)計。對植入物的定位不像在聚焦光學(xué)系統(tǒng)中的操作過程那樣苛刻。同 時，測量精度對于距離不像在其他設(shè)計的例子中那樣敏感。此外，定位 和測量可以采用單個傳感器進(jìn)行，即照相機(jī)910，這意味著不需要考慮不 同傳感器之間的組件誤差或通過校準(zhǔn)來確定。此外，不必將植入圖定位 (例如中心)在用作傳感器的照相機(jī)910的CMOS芯片上，因為可以獲 得相對大的測量區(qū)域。
圖15表示分析測量系統(tǒng)110的實(shí)施例，其結(jié)合了基于圖14的實(shí)施 例的測量單元810和基于圖8的實(shí)施例的導(dǎo)向單元812的設(shè)計。關(guān)于這 些單元810、 812的操作方式和設(shè)計，可以相應(yīng)地參考這些附圖。
對比于圖14所示的設(shè)計，圖15所示的分析測量系統(tǒng)110允許使用 導(dǎo)向單元812進(jìn)行距離測量，從而然后通過來自照相機(jī)910的另外的定 位信息將其結(jié)合。再次，透明顯示元件842可以用于在精細(xì)調(diào)整過程中 的反饋。
最后，圖16表示分析測量系統(tǒng)110的實(shí)施例，其中，基于圖14和 15的實(shí)施例的集成測量單元810、導(dǎo)向單元812的原理與基于圖13的實(shí)
30施例的反饋單元124的原理結(jié)合。相應(yīng)地，圖像電纜1310再次提供在照
相機(jī)910和反饋單元124之間，并可以用于從照相機(jī)910直接地將圖像 傳送到透明顯示元件842上(例如液晶顯示屏)。該圖像傳送可以如虛線 箭頭1610所指的，通過定位評估部818或整個定位系統(tǒng)122來控制。附圖標(biāo)記列表
110 分析測量系統(tǒng)
112 手持式測量裝置
114 眼睛
116 眼睛傳感器
118 定位傳感器
120 測量系統(tǒng)
122 定位系統(tǒng)
124 反饋單元
126 反饋信號
128 校準(zhǔn)系統(tǒng)
130 操作者控制單元
132 光學(xué)顯示元件
134 光學(xué)控制元件
136 中央計算單元
138 壓電控制器
140 血滴
142 測試條
144 測量信號
146 定位信號
148 瞳孔
210 目鏡
212 角膜緣
214 結(jié)膜410 照相機(jī)
412 物體
510 第一位置
512 第二位置
710 磁化
810 測量單元
812 導(dǎo)向單元
814 鏡頭
816 測量評估部
818 定位評估部
820 激發(fā)光發(fā)射二極管
822 分色鏡
824 分色鏡
826 分色鏡
828 分色鏡
830 參考光電二極管
832 導(dǎo)向光發(fā)射二極管
834 分色鏡
836 分色鏡
838 導(dǎo)向光電二極管
840 背光
842 透明顯示元件
331010 分色鏡
1110 分色鏡
1310 圖像電纜
1410 過濾器
1610 圖像傳送控制
權(quán)利要求
1、用于測量眼睛(114)的眼睛流體中至少一種分析物的手持式測量裝置(112)，具有測量系統(tǒng)(120)，其設(shè)置用于測量該至少一種分析物的至少一種屬性和/或在眼睛流體中的至少一個眼睛傳感器(116)中至少一個依賴于分析物的屬性改變，和定位系統(tǒng)(122)，其設(shè)置用于測量三維位置，其中該三維位置包括在眼睛(114)中的至少一個測量方位和手持式測量裝置(112)之間的距離，還包括至少另外一個位置坐標(biāo)，其特征在于，所述定位系統(tǒng)(122)包括下述系統(tǒng)中的至少一個照相機(jī)系統(tǒng)，尤其是單眼或雙眼照相機(jī)系統(tǒng)，其具有至少一個照相機(jī)(410；910)；圖像識別系統(tǒng)；三角測量系統(tǒng)；傳播時間測量系統(tǒng)，尤其是1維、2維或3維傳播時間測量，尤其采用至少一個激光和/或至少一個相位混合檢測器(PMD)；用于至少一個信號的1維、2維或3維強(qiáng)度測量系統(tǒng)；2維或3維磁阻測量系統(tǒng)。
2、 根據(jù)在前權(quán)利要求所述的手持式測量裝置(112)，其特征在于， 所述測量系統(tǒng)(120)包括至少一個下述系統(tǒng)紅外(IR)分光鏡測量系統(tǒng)，近紅外(NIR)分光鏡測量系統(tǒng)，RAMAN 分光鏡測量系統(tǒng)，UV/可見(UV/VIS)分光鏡測量系統(tǒng)，熒光測量系統(tǒng)， 阻抗測量系統(tǒng)，光聲測量系統(tǒng)，圓形二色性測量系統(tǒng)，折射測量系統(tǒng)， 干涉測量系統(tǒng)。
3、 根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的手持式測量系統(tǒng)(112)，其特征在 于，所述至少另外一個位置坐標(biāo)包括至少一個下述變量在手持式測量 裝置(112)和在規(guī)定的角度系統(tǒng)中的至少一個測量方位之間的虛擬連接 線的角度，手持式測量裝置(112)的坐標(biāo)，該至少一個測量方位的坐標(biāo)，手持式測量裝置(112)在規(guī)定的坐標(biāo)系統(tǒng)中的方位角。
4、 根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的手持式測量系統(tǒng)(112)，其特征在 于，所述定位系統(tǒng)(122)包括一個測量系統(tǒng)，用于比較通過至少二個在 不同空間設(shè)置的傳感器(830， 838， 910)測量得到的信號。
5、 根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的手持式測量系統(tǒng)(112)，其特征在 于，當(dāng)達(dá)到至少一個規(guī)定的名義位置或規(guī)定的名義定位范圍時，所述定 位系統(tǒng)(122)通過測量系統(tǒng)(120)觸發(fā)測量。
6、 根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的手持式測量系統(tǒng)(112)，其特征在 于，所述定位系統(tǒng)(122)設(shè)定所述測量系統(tǒng)(120)的空間位置和/或空 間方位。
7、 根據(jù)在前權(quán)利要求所述的手持式測量系統(tǒng)(112)，其特征在于， 使用壓電控制器(138)來設(shè)定該測量系統(tǒng)(120)的空間位置和/或空間 方位。
8、 根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的手持式測量系統(tǒng)(112)，其特征在 于，所述手持式測量裝置(112)的定位系統(tǒng)(122)和/或反饋單元(124) 設(shè)置用于基于空間位置為病人產(chǎn)生至少一個反饋信號。
9、 根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的手持式測量系統(tǒng)(112)，其特征在 于，所述手持式測量裝置(112)設(shè)置用于確定眼睛流體和/或另外的體液 中的至少一種分析物的濃度，尤其在血液或組織液中。
10、 根據(jù)在前權(quán)利要求所述的手持式測量系統(tǒng)(112),其特征在于， 所述手持式測量裝置(112)設(shè)置用于在確定所述至少一種分析物濃度時 考慮所述空間位置。
11、 根據(jù)二個在前權(quán)利要求中的一個所述的手持式測量系統(tǒng)(112), 具有另外的校準(zhǔn)系統(tǒng)(128)，其中該校準(zhǔn)系統(tǒng)(128)設(shè)置用于執(zhí)行對體 液中至少一種分析物濃度的比較測量和/或釆用從使用單獨(dú)的測量裝置 進(jìn)行的比較測量中得到的測量數(shù)據(jù)，并在確定所述至少一種分析物的濃度時考慮到它們。
12、 用于測量在眼睛流體中至少一種分析物的分析測量系統(tǒng)(110)， 包括在一個在前權(quán)利要求中所述的手持式測量裝置(112)，還包括至少 一個適合與眼睛流體接觸地放置的眼睛傳感器(116)，其中所述至少一 個眼睛傳感器(116)設(shè)計成在與所述至少一個分析物接觸時改變至少一 個屬性，所述至少一個屬性的改變能夠使用測量系統(tǒng)(120)測量。
13、 根據(jù)在前權(quán)利要求所述的分析測量系統(tǒng)(110)，其特征在于， 所述至少一個眼睛傳感器(116)包括至少一個下述元件目鏡(210)， 尤其是接觸鏡頭；眼睛植入物。
14、 根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的分析測量系統(tǒng)(110)，其特征在 于，所述至少一個眼睛傳感器(116)具有至少一個具有至少一個第一熒 光標(biāo)簽的分析物受體，和至少一個具有至少一個第二熒光標(biāo)簽的分析物 競爭者，其中所述至少一個分析物受體和所述至少一個分析物競爭者設(shè)計成，當(dāng)所述至少一個分析物競爭者結(jié)合到所述至少一個分析物受體時， 改變眼睛傳感器(116)的至少一種屬性，尤其是至少一種熒光屬性。
15、 根據(jù)在前任一針對分析測量系統(tǒng)(110)的權(quán)利要求所述的分析 測量系統(tǒng)(110)，其特征在于，所述至少一個眼睛傳感器(116)具有至 少一個光柵和/或至少一個全息照相，其中所述至少一個光柵和/或至少一 個全息照相設(shè)計為在接觸所述至少一個分析物時改變至少一個反射屬 性。
16、 根據(jù)在前任一針對分析測量系統(tǒng)(110)的權(quán)利要求所述的分析 測量系統(tǒng)(110)，其特征在于，所述至少一個眼睛傳感器(116)還具有 至少一個參考熒光體和/或參考著色劑，其至少實(shí)質(zhì)上不受所述至少一個 分析物的影響。
17、 根據(jù)在前任一針對向分析測量系統(tǒng)(110)的權(quán)利要求所述的分 析測量系統(tǒng)(110)，其特征在于，所述至少一個分析物具有至少一種下述物質(zhì)葡萄糖，荷爾蒙。
18、 根據(jù)在前任一針對另外具有至少一個定位傳感器(118)的分析 測量系統(tǒng)(110)的權(quán)利要求所述的分析測量系統(tǒng)(110)，其特征在于， 所述至少一個定位傳感器(118)與所述至少一個眼睛傳感器(116)分 開，或是所述至少一個眼睛傳感器(116)的一部分，并且其中所述至少 一個定位傳感器(118)設(shè)計用于產(chǎn)生至少一個可被定位系統(tǒng)(122)檢 測到的信號(146)。
19、 根據(jù)在前權(quán)利要求所述的分析測量系統(tǒng)(110)，其特征在于， 所述至少一個定位傳感器(118)包括至少一個下述元件目鏡(210)， 尤其是接觸鏡頭；眼睛植入物。
20、 根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的分析測量系統(tǒng)(110)，其特征在 于，所述至少一個可以被定位系統(tǒng)(122)檢測到的信號(146)，其包括 至少一個下述信號可檢測的形狀或標(biāo)記；熒光；磁化(710);參考熒光信號；參考顏色信號。
21、 采用根據(jù)在前針對分析測量系統(tǒng)(110)的權(quán)利要求之一所述的 分析測量系統(tǒng)(110)確定體液中至少一種分析物的濃度的方法，具有如 下步驟a) 該手持式測量裝置(112)粗糙地定位在眼睛(114)前面，b) 空間位置得以確定，c) 通過測量系統(tǒng)(120)的測量被觸發(fā)，d) 從所述至少一種分析物的至少一種測量到的屬性和/或至少一個眼睛 傳感器(116)的至少一種測量到的屬性改變確定眼睛流體中至少一種分 析物的濃度，和e) 眼睛中至少一種分析物的濃度通過規(guī)定的轉(zhuǎn)變算法轉(zhuǎn)變?yōu)轶w液中至少 一種分析物的濃度。
22、 具有程序代碼的計算機(jī)程序，用于執(zhí)行在前權(quán)利要求所述的方法的方法步驟b)、 c)、 d)和e)，此時程序在計算機(jī)(136)或計算機(jī)網(wǎng) 絡(luò)上執(zhí)行。
23、如在前權(quán)利要求所述的具有程序代碼的計算機(jī)程序，其程序代 碼存儲在機(jī)器可讀介質(zhì)中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種手動測量裝置(112)和一種分析測量系統(tǒng)(110)，其可以用于測量眼睛(114)的眼睛流體中的至少一種分析物。該手持式測量裝置(112)包括一個測量系統(tǒng)(120)和一個定位系統(tǒng)(122)。該測量系統(tǒng)可以測量至少一種分析物的至少一種屬性和/或在眼睛流體中的至少一個眼睛傳感器(116)中至少一個依賴于分析物的屬性改變，且這可以用于推斷眼睛流體中的分析物濃度。定位系統(tǒng)(122)設(shè)置用于測量空間位置，其中該空間位置包括在眼睛(114)中的至少一個測量方位和手持式測量裝置(112)之間的距離，還包括至少另外一個位置坐標(biāo)。所述定位系統(tǒng)(122)包括下述系統(tǒng)中的至少一個照相機(jī)系統(tǒng)，尤其是單眼或雙眼照相機(jī)系統(tǒng)，其具有至少一個照相機(jī)(410；910)；圖像識別系統(tǒng)；三角測量系統(tǒng)；傳播時間測量系統(tǒng)，尤其是1維、2維或3維傳播時間測量，尤其采用至少一個激光和/或至少一個相位混合檢測器(PMD)；用于至少一個信號的1維、2維或3維強(qiáng)度測量系統(tǒng)；2維或3維磁阻測量系統(tǒng)。
文檔編號A61B5/00GK101495028SQ200780028118
公開日2009年7月29日 申請日期2007年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月24日
發(fā)明者克勞斯·哈伯施特羅, 埃契姆·穆勒, 彼得·赫布瑞掣米爾, 羅曼·格魯勒 申請人:視覺股份公司