包括導(dǎo)電和光學(xué)透明的emi屏蔽的nirs傳感器組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于對(duì)主體身體中的血氧水平進(jìn)行非侵入式監(jiān)視的近紅外分光光度測(cè)量傳感器組件。該組件包括至少一個(gè)光源，至少一個(gè)可操作以檢測(cè)該光源所發(fā)射的光線的光檢測(cè)器，圍繞該光檢測(cè)器的至少一部分進(jìn)行部署的電磁干擾屏蔽，其中該電磁干擾屏蔽包括光學(xué)透明的導(dǎo)電襯底，以及相對(duì)于至少一個(gè)光檢測(cè)器和封裝材料進(jìn)行部署的一個(gè)或兩個(gè)阻光片。
【專利說明】包括導(dǎo)電和光學(xué)透明的EMI屏蔽的NIRS傳感器組件
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)按照35U.S.C § 119(e)要求于2011年2月13日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?1/442,273和2011年10月13日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?1/546，821的優(yōu)先權(quán)，其公開通過引用結(jié)合于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及用于利用近紅外光譜(NIRS)技術(shù)對(duì)生物組織氧合進(jìn)行非侵入式測(cè)定的方法和裝置，尤其涉及用于隨這種技術(shù)使用的傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]近紅外光譜是一種能夠用來連續(xù)監(jiān)視組織氧合的光學(xué)分光光度測(cè)量方法。NIRS方法基于近紅外范圍(700nm至1000nm)內(nèi)的光線能夠輕易通過皮膚、骨骼和其它組織的原理，其在那里遇到主要位于例如毛細(xì)管、小動(dòng)脈、小靜脈(venuoles)的微循環(huán)通路內(nèi)的血紅蛋白。暴露于處于近紅外范圍中的光線的血紅蛋白具有根據(jù)其氧化狀態(tài)而變化的特定吸收光譜；即氧基血紅蛋白(Hb02)和去氧血紅蛋白(Hb)均作為不同的生色團(tuán)。通過使用以特定的不同波長(zhǎng)傳送近紅外光的光源，并且測(cè)量所傳送或反射的光線衰減的變化，能夠?qū)ρ趸t蛋白(Hb02)和去氧血紅蛋白(Hb)的濃度變化進(jìn)行監(jiān)視。例如，對(duì)大腦氧合水平進(jìn)行連續(xù)監(jiān)視的能力對(duì)于受到腦中氧合水平可能受損而導(dǎo)致腦部損傷或死亡的狀態(tài)所影響的那些患者而言是特別有價(jià)值的。
[0003]NIRS類型的傳感器通常包括至少一個(gè)光源以及一個(gè)或多個(gè)用于對(duì)所反射或傳送的光線進(jìn)行檢測(cè)的光檢測(cè)器。光信號(hào)經(jīng)由與NIRS系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)作而得以創(chuàng)建和感應(yīng)，該NIRS系統(tǒng)包括處理器以及用于對(duì)信號(hào)`和其中所包含的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的算法。與本申請(qǐng)同樣屬于康耐迪格布蘭福德的CAS醫(yī)藥設(shè)備(CAS Medical Systems)公司的美國(guó)專利號(hào)7，047，054和PCT國(guó)際申請(qǐng)序列號(hào)PCT US0641268公開了這樣的傳感器的示例。通常使用諸如發(fā)光二極管(LED)或激光二極管之類的以700-1000nm的波長(zhǎng)范圍產(chǎn)生光線發(fā)射的光源。使用光電二極管或其它光檢測(cè)器來檢測(cè)從被檢查組織反射或者從中通過的光線。NIRS系統(tǒng)與(多個(gè))光源和光檢測(cè)器進(jìn)行協(xié)作以創(chuàng)建信號(hào)并且在其強(qiáng)度和波屬性方面對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)和分析。同樣屬于康耐迪格布蘭福德，的CAS醫(yī)藥設(shè)備公司的美國(guó)專利號(hào)6，456，862和7，072，701公開了用于對(duì)這樣的信號(hào)進(jìn)行分析的方法。美國(guó)專利號(hào)6，456，862和7，072，701以及PCT國(guó)際申請(qǐng)序列號(hào)PCT US0641268通過引用全文結(jié)合于此。
[0004]有意義的大腦氧合信息從詢問腦部組織的光線(例如，通過其中、從其反射，被其吸收等)進(jìn)行收集。然而，為了非侵入式地訪問腦部組織，光信號(hào)在詢問腦部組織之前和之后必須通過額外的腦組織(例如，頭皮、頭蓋骨等)。在任何生物介質(zhì)(例如，組織、液體等)內(nèi)行進(jìn)的光信號(hào)都將有所衰減，并且衰減的量是該介質(zhì)的函數(shù)。在非侵入式訪問腦部組織的平均光學(xué)路徑的情況下，由額外大腦組織引起的衰減并不產(chǎn)生關(guān)于大腦氧合的有用信息。所以，期望對(duì)由額外大腦組織引起的信號(hào)衰減進(jìn)行說明從而能夠?qū)τ赡X部組織引起的衰減加以區(qū)分并進(jìn)行分析。
[0005]已知使用具有特別與光源間隔開來的一對(duì)光檢測(cè)器的NIRS傳感器作為對(duì)額外大腦組織進(jìn)行說明的手段。“近端”光檢測(cè)器可以通過第一分隔距離與光源間隔開來，而“遠(yuǎn)端”檢測(cè)器可以通過通常大于第一分隔距離的第二分隔距離與光源間隔開來。美國(guó)專利號(hào)7，072，701中所公開的用于進(jìn)行分光光度測(cè)量血氧監(jiān)視的方法是能夠利用兩個(gè)檢測(cè)器而使用的方法的示例。
[0006]對(duì)于所有NIRS傳感器而言共同的問題是來自電磁干擾(EMI)源的信號(hào)干擾。減輕這樣的干擾的影響對(duì)可獲得信號(hào)的質(zhì)量有所改善，并且因此對(duì)可獲得的患者信息有所改善。對(duì)于所有NIRS傳感器而言另一個(gè)共同的問題是制造的成本。NIRS傳感器通常在使用后被處置，所以傳感器的成本是監(jiān)視成本中的重要因素。
[0007]因此，需要一種用于對(duì)生物組織內(nèi)的氧飽和度水平進(jìn)行非侵入式測(cè)定的有所改進(jìn)的傳感器，能夠被配置以一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器、緩解干擾并且能夠易于制造的傳感器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于對(duì)主體身體中的血氧水平進(jìn)行非侵入式監(jiān)視的NIRS傳感器組件。該傳感器組件包括至少一個(gè)光源，至少一個(gè)光檢測(cè)器，電磁干擾(EMI)屏蔽以及阻光片。該光源可操作以發(fā)射包括近紅外范圍中的那些在內(nèi)的多個(gè)不同波長(zhǎng)的光信號(hào)。該光檢測(cè) 器可操作以檢測(cè)由光源所發(fā)出并且通過主體身體組織的光線。圍繞該光檢測(cè)器的至少一部分進(jìn)行部署的屏蔽令局部EMI有所衰減并且因此降低光檢測(cè)器信號(hào)內(nèi)的不良噪聲。該阻光片相對(duì)于至少一個(gè)光檢測(cè)器進(jìn)行部署，并且包括大小與隨之進(jìn)行部署的光檢測(cè)器的活動(dòng)區(qū)域相配的開孔。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于對(duì)主體身體中的血氧水平進(jìn)行非侵入式監(jiān)視的NIRS傳感器組件。該傳感器組件包括襯墊、至少一個(gè)光源、至少一個(gè)光檢測(cè)器，以及電磁干擾(EMI)屏蔽。該光源可操作以發(fā)射包括近紅外范圍中的那些在內(nèi)的多個(gè)不同波長(zhǎng)的光信號(hào)。該光檢測(cè)器可操作以檢測(cè)由光源所發(fā)出并且通過主體身體組織的光線。圍繞該光檢測(cè)器的至少一部分進(jìn)行部署的屏蔽令局部EMI有所衰減并且因此降低光檢測(cè)器信號(hào)內(nèi)的不良噪聲。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于對(duì)主體身體組織中的血氧水平進(jìn)行非侵入式監(jiān)視的近紅外分光光度測(cè)量傳感器組件。該組件包括柔性電路、至少一個(gè)光檢測(cè)器、至少一個(gè)光源、電連接器、EMI屏蔽、阻光片以及襯墊。該至少一個(gè)光檢測(cè)器與該柔性電路進(jìn)行電通信。該光檢測(cè)器具有用于接收光信號(hào)的活動(dòng)區(qū)域。該至少一個(gè)光源與該柔性電路進(jìn)行電通信。該電連接器與該柔性電路進(jìn)行電通信。該EMI屏蔽相對(duì)于至少一個(gè)光檢測(cè)器進(jìn)行部署。該阻光片相對(duì)于至少一個(gè)光檢測(cè)器進(jìn)行部署，并且包括大小與隨之進(jìn)行部署的光檢測(cè)器的活動(dòng)區(qū)域相配的開孔。該襯墊具有檢測(cè)器開孔和光源開孔，并且該襯墊位于該組件之內(nèi)以在該傳感器的操作期間與主體進(jìn)行接觸。
[0011]本發(fā)明的這些和其它特征及優(yōu)勢(shì)將由于以下所提供的本發(fā)明的附圖和詳細(xì)描述而變得顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】[0012]圖1是安裝于患者上并且連接至NIRS系統(tǒng)的一對(duì)NIRS傳感器組件的圖解視圖。
[0013]圖2是NIRS傳感器組件實(shí)施例的分解視圖。
[0014]圖3是圖2所示的NIRS傳感器組件實(shí)施例的一部分的圖解平面視圖，其圖示了襯墊的患者一側(cè)的表面。
[0015]圖4是沿直線4-4截取的圖3所示的NIRS傳感器組件部分的截面圖。
[0016]圖5是包含遠(yuǎn)端檢測(cè)器的圖4所示的檢測(cè)器外殼的截面圖。
[0017]圖6是包含近端檢測(cè)器的圖4所示的檢測(cè)器外殼的截面圖。
[0018]圖7是圖4所示的光源的截面圖。
[0019]圖8是圖4所示的截面圖的一部分的截面圖。
[0020]圖9是圖4所示的檢測(cè)器外殼的截面圖，其圖示了一種可替換屏蔽的實(shí)施例。
[0021 ]圖10是NIRS傳感器組件實(shí)施例的分解圖。
[0022]圖11是圖10所示的NIRS傳感器組件實(shí)施例的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]現(xiàn)在參 考附圖，近紅外光譜(NIRS)系統(tǒng)10包括連接至基座單元11的一個(gè)或多個(gè)NIRS傳感器組件12?；鶈卧?1包括顯示器13、操作員控制器，以及用于向(多個(gè))NIRS傳感器配件12提供信號(hào)和/或從其接收信號(hào)的處理器14。處理器14適于(例如，被編程為)有選擇地執(zhí)行操作(多個(gè))傳感器所必需的功能。應(yīng)當(dāng)注意的是，處理器14的功能可以使用硬件、軟件、固件或者其組合來實(shí)施。本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠?qū)μ幚砥?4進(jìn)行編程以在不進(jìn)行過度實(shí)驗(yàn)的情況下執(zhí)行這里所描述的功能。出于提供該NIRS傳感器配件12的詳細(xì)描述的目的，傳感器組件12在這里將被描述為結(jié)合美國(guó)專利號(hào)6，456，862和美國(guó)專利號(hào)7,072,701中所描述的NIRS系統(tǒng)使用，該NIRS系統(tǒng)是可接受NIRS系統(tǒng)的示例。然而，NIRS傳感器組件12并不局限于隨任何特定的NIRS系統(tǒng)使用。
[0024]圖2-8中示出了 NIRS傳感器組件12的實(shí)施例。NIRS傳感器組件12包括襯墊16、至少一個(gè)光源18、至少一個(gè)光檢測(cè)器20、檢測(cè)器外殼22、電磁干擾(EMI)屏蔽24和蓋子26。在該傳感器組件12包括多于一個(gè)的光檢測(cè)器20的那些實(shí)施例中，本發(fā)明可以包括多個(gè)檢測(cè)器外殼22。本發(fā)明的傳感器并不局限于該特定的NIRS傳感器組件，其在這里是出于說明的目的進(jìn)行描述。特別地，本發(fā)明包括可以隨各種不同NIRS傳感器使用的新穎、非顯而易見且有益的EMI屏蔽配置(以下進(jìn)行描述)。
[0025]現(xiàn)在參考圖2和3所示的實(shí)施例，襯墊16具有寬度28、長(zhǎng)度30、實(shí)質(zhì)上統(tǒng)一的厚度32、患者側(cè)表面34、硬件側(cè)表面36、至少一個(gè)源開孔38以及至少一個(gè)檢測(cè)器開孔40。寬度28和長(zhǎng)度30優(yōu)選地在源開孔38和檢測(cè)器開孔40之一或二者的周圍形成輪廓。在圖2和3所示的實(shí)施例中，襯墊16包括一對(duì)檢測(cè)器開孔40和一個(gè)源開孔38。每個(gè)檢測(cè)器開孔40均成形為容納檢測(cè)器外殼22的一部分，而源開孔38則被成形為容納光源18的一部分。檢測(cè)器和源開孔40、38通常沿襯墊16的中線42對(duì)準(zhǔn)。在一些實(shí)施例中，對(duì)患者側(cè)表面34應(yīng)用粘合劑17以將襯墊16貼合至患者(見圖8)。可以在被粘合劑覆蓋的患者側(cè)表面34上安裝可去除保護(hù)層44以在使用之前對(duì)粘合劑進(jìn)行保護(hù)。在一些實(shí)施例中，粘合劑被應(yīng)用于硬件側(cè)表面36。
[0026]襯墊16優(yōu)選地由實(shí)質(zhì)性或完全阻擋光能量通過襯墊16進(jìn)行傳輸?shù)娜嵝圆牧?例如，泡沫)所制成。美國(guó)康涅狄克州伍德斯托克的羅杰斯(Rogers)公司的產(chǎn)品Poron?多孔尿烷泡沫是可接受的襯墊16的材料示例。
[0027]在圖2所示的實(shí)施例中，蓋子26具有與襯墊16的幾何形狀相匹配的幾何形狀。蓋子26具有寬度46、長(zhǎng)度48、厚度50、硬件側(cè)表面52和外表面53。蓋子26可以由多種不同材料所制成，包括泡沫，諸如Poron?多孔尿燒泡沫。
[0028]參考圖8，可以將一個(gè)或多個(gè)支撐層54接合至襯墊16和蓋子26之一或其二者。支撐層54是柔性的，并且可以被描述為具有以與襯墊16和蓋子26的寬度和長(zhǎng)度相類似的方向進(jìn)行定向的寬度和長(zhǎng)度。支撐層54在寬度和/或長(zhǎng)度方向抵御拉伸。一旦支撐層54被接合至襯墊16或蓋子26，支撐層54就因此而抵御單獨(dú)的襯墊16或蓋子26的拉伸，并且總體上抵御整個(gè)傳感器組件12的拉伸?？山邮艿闹螌?4的材料示例是美國(guó)南卡羅萊納州查爾斯頓的Reemay公司所提供的型號(hào)為2006的Reemay?品牌的紡粘聚酯媒介。然而，本發(fā)明并不局限于由Reemay?品牌的紡粘聚酯媒介所構(gòu)成的支撐層54。在圖8所示的實(shí)施例中，第一支撐層54被粘貼至蓋子26的硬件側(cè)表面52，而第二支撐層54被粘貼至襯墊16的硬件側(cè)表面36。
[0029]光源18有選擇地可操作以引導(dǎo)或發(fā)出紅外光(B卩，波長(zhǎng)范圍為大約700nm至1000nm的光)。如以上所提到的，紅外光在測(cè)定組織氧合時(shí)提供了特別的效用，原因在于暴露于近紅外范圍內(nèi)的光線的血紅蛋白具有根據(jù)其氧化狀態(tài)而變化的特定吸收光譜；即氧基血紅蛋白(Hb02)和去氧血紅蛋白(Hb)均作為不同的生色團(tuán)。然而，在可替換實(shí)施例中，可以存在利用紅外范圍之外的光線進(jìn)行最佳檢驗(yàn)的血液代謝物進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)的效用；該光線例如處于400nm和700nm之間的可見光范圍之中，諸如650nm的紅色光或510nm的綠色光，或者是可見光和紅外光二者的組合，等等。在那些應(yīng)用中，可以采用在紅外范圍之外發(fā)射或引導(dǎo)光線的光源。在一些實(shí)施例中，光源18是包括光纖光導(dǎo)58和光重定向棱鏡60的組件。光纖光導(dǎo)58的一端光學(xué)連接至棱鏡60。光纖光導(dǎo)58的另一端通常部署在連接器62 (見圖1)內(nèi)，其允許光纖光導(dǎo)58`光學(xué)耦合至連接到NIRS系統(tǒng)10的光纖光導(dǎo)。其它實(shí)施例可以具有被彎曲以創(chuàng)建適當(dāng)排列形式的光纖(例如，彎曲九十度(900))。以下公開了可接受連接器62的實(shí)施例的示例。光纖光導(dǎo)58在圖4和7中作為單個(gè)光纖光導(dǎo)被圖解式地示出。光纖光導(dǎo)58并不局限于單光纖的實(shí)施例，并且在可替換實(shí)施例中可以包括多個(gè)光纖。在可替換實(shí)施例中，光源18包括替換光纖光導(dǎo)58和棱鏡60或者與之相結(jié)合地安裝在傳感器組件12內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管(LED)。一個(gè)或多個(gè)LED電連接至部署在基座單元11中的部件(例如，處理器14)并且由其進(jìn)行操作控制。
[0030]在以上所描述的光纖光源的實(shí)施例中，光源18自身并不產(chǎn)生光信號(hào)。更確切地說，一個(gè)或多個(gè)光信號(hào)(此后共同被稱作光信號(hào))在NIRS傳感器組件12之外的位置被引入光纖光導(dǎo)58，并且經(jīng)由光纖光導(dǎo)58被引導(dǎo)至傳感器組件12之中。本發(fā)明的NIRS傳感器組件12并不局限于隨用于向光纖光導(dǎo)58中引入光信號(hào)的任何特定方法和/或裝置使用。以上通過引用而結(jié)合的美國(guó)專利號(hào)7，047，054公開了用于向光纖光導(dǎo)58中引入光能量的裝置的可接受示例，其包括使用激光二極管。
[0031]光信號(hào)離開光纖光導(dǎo)58并通過進(jìn)入面64進(jìn)入棱鏡60,并且通過離開面66被重定向至棱鏡60之外。光纖光導(dǎo)58可以以各種不同方式連接至棱鏡60的進(jìn)入面64。例如,光纖光導(dǎo)58能夠相對(duì)棱鏡60的進(jìn)入面64進(jìn)行對(duì)接并且由部署在棱鏡60和光纖光導(dǎo)58之間的一層透明環(huán)氧樹脂固定在那里。在一些實(shí)施例中，棱鏡60可以部署在NIRS傳感器組件12以內(nèi)以使得其在NIRS傳感器組件12使用期間與患者的皮膚進(jìn)行接觸。棱鏡60是硬質(zhì)的從而其在監(jiān)視血氧期間相對(duì)患者的皮膚進(jìn)行按壓時(shí)，皮膚表面變得平整，并且光纖光導(dǎo)58輸出和經(jīng)由棱鏡60的皮膚表面之間的距離在皮膚的整個(gè)照亮區(qū)域上是恒定的。該配置控制了皮膚上輸入光的強(qiáng)度以及光照明斑塊的大小，這對(duì)于進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量而言是很重要的。在光源18包括安裝在傳感器組件12內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)LED的實(shí)施例中，從(多個(gè))LED所發(fā)出的光信號(hào)撞擊在主體皮膚之上。
[0032]在圖7所示的實(shí)施例中，可操作以至少部分阻止光從進(jìn)入面64和離開面66以外的表面進(jìn)出棱鏡60的光學(xué)屏蔽67被部署在棱鏡60的至少一部分的周圍?？山邮艿墓鈱W(xué)屏蔽67的示例是金屬(例如，銅)箔帶。
[0033](多個(gè))光檢測(cè)器20包括光響應(yīng)換能器，諸如可操作以對(duì)通過主體身體的一部分之后的光源18所發(fā)出的光做出感應(yīng)所得出的光強(qiáng)度的光電二極管。光檢測(cè)器20電連接至NIRS系統(tǒng)以使得光檢測(cè)器的輸出能夠被傳輸至NIRS系統(tǒng)10。在優(yōu)選實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)EMI屏蔽線纜68將光檢測(cè)器20連接至NIRS系統(tǒng)10。在具有兩個(gè)光檢測(cè)器20的傳感器實(shí)施例中，最接近于光源18進(jìn)行部署的光檢測(cè)器可以被稱作“近端檢測(cè)器20a”，而距離光源18較遠(yuǎn)部署的另一檢測(cè)器20則被稱作“遠(yuǎn)端檢測(cè)器20b”。
[0034]在圖2-6所示的傳感器實(shí)施例中，遠(yuǎn)端檢測(cè)器20b包括安裝在包括印刷電路板71的襯底70上的一對(duì)光電二極管69。遠(yuǎn)端檢測(cè)器20b中的光電二極管69電連接至印刷電路板71，并且該印刷電路板進(jìn)而電連接至屏蔽線纜68。近端檢測(cè)器20a包括連接至屏蔽線纜68的單個(gè)光電二極管69。近端和遠(yuǎn)端檢測(cè)器20a、20b之一或二者中的光電二極管的數(shù)量可以有所變化以適應(yīng)特定應(yīng) 用。在可替換實(shí)施例中，襯底70可以包括柔性電路。
[0035]圖5和6圖示了相對(duì)近端和遠(yuǎn)端光檢測(cè)器20a、20b進(jìn)行部署的EMI屏蔽24。用于圖5所示的遠(yuǎn)端檢測(cè)器20b的屏蔽24的實(shí)施例包括光學(xué)透明部分72和非透明部分74。在該實(shí)施例中，EMI屏蔽的非透明部分74實(shí)質(zhì)上部署在整個(gè)遠(yuǎn)端檢測(cè)器20b的周圍，并且透明部分72則對(duì)準(zhǔn)傳感器20b的光檢測(cè)表面進(jìn)行部署。出于此描述的目的，術(shù)語“光學(xué)透明”可以被定義如下:光學(xué)透明介質(zhì)是一定數(shù)量的光能夠從中通過的介質(zhì)，該數(shù)量足以用于NIRS評(píng)估的用途。相反，“光學(xué)非透明”介質(zhì)是實(shí)質(zhì)上防止所有光從中通過的介質(zhì)，否則該光線將可被用于NIRS評(píng)估。在其它實(shí)施例中，EMI屏蔽24的實(shí)施例可以完全由光學(xué)透明部分72構(gòu)成，或者其可以包括比光學(xué)非透明較透明的；例如部署在與傳感器20b的光檢測(cè)表面對(duì)準(zhǔn)之外的區(qū)域中。EMI屏蔽24優(yōu)選地直接或間接連接至接地端，但并非必要如此。
[0036]如以上所指出的，一定百分比的由光源18所產(chǎn)生的光信號(hào)通過患者生物組織隨后通過EMI屏蔽24的光學(xué)透明部分72，隨后被遠(yuǎn)端光檢測(cè)器20b所感應(yīng)。與此同時(shí)，光學(xué)透明部分72使得可能存在的局部EMI有所衰減。
[0037]在一些實(shí)施例中，光學(xué)透明部分72包括可操作以各向同性地分布EMI的結(jié)構(gòu)。例如，光學(xué)透明部分72可以包括導(dǎo)電線路網(wǎng)格(例如，銅線網(wǎng)格)。作為另一個(gè)示例，光學(xué)透明部分72可以包括纖薄導(dǎo)電襯底，其是如以上所描述的光學(xué)透明的。這樣的導(dǎo)電襯底的一個(gè)示例是纖維填充的傳導(dǎo)性膠帶，諸如美國(guó)明尼蘇達(dá)州圣保羅市的3M公司所提供的XYZ-軸導(dǎo)電帶9713。導(dǎo)電襯底(例如，9713帶)可以包含允許EMI的各項(xiàng)同性分布的導(dǎo)電纖維。該導(dǎo)電襯底可以為在其兩側(cè)都具有粘合劑的雙面形式。導(dǎo)電襯底(例如，9713帶)提供了若干優(yōu)勢(shì)，包括:(I)其相對(duì)廉價(jià)；(2 )其并不需要焊接連接至接地端；(3 )其可以以卷的形式獲得；(4)其具有低剖面；以及(5)其是柔性的。在傳感器包括柔性電路的實(shí)施例中，在柔性電路之上、之中或周圍使用如9713帶的導(dǎo)電襯底是特別有利的，這是因?yàn)榕c柔性電路相結(jié)合的導(dǎo)電襯底能夠改善傳感器的靈活性同時(shí)仍然為傳感器提供充分的EMI屏蔽。在柔性電路之上、之中或周圍使用導(dǎo)電襯底的能力提供了相當(dāng)?shù)男в?。本發(fā)明并不局限于使用9713帶作為光學(xué)透明的導(dǎo)電襯底，并且可替換地可以使用其它類似產(chǎn)品。
[0038]在利用光學(xué)非透明部分74的EMI屏蔽24的那些實(shí)施例中，該部分74可以包括導(dǎo)電金屬箔，諸如銅質(zhì)金屬箔。在光學(xué)透明部分72包括如9713帶的導(dǎo)電襯底的那些實(shí)施例中，非透明部分74可以在并未采用感應(yīng)光線的檢測(cè)器20a、20b的那些區(qū)域中粘合至透明部分72。諸如硅質(zhì)貼片、粘合劑、泡沫或其它類似材料的導(dǎo)電墊圈可以被用來在屏蔽24的光學(xué)透明和光學(xué)非透明部分72、74之間產(chǎn)生電氣接口，特別是在利用線路網(wǎng)格作為光學(xué)透明部分72的那些實(shí)施例中。
[0039]用于近端檢測(cè)器20a的EMI屏蔽24包括與以上針對(duì)遠(yuǎn)端檢測(cè)器20b所描述的那些相類似的配置。在近端檢測(cè)器20a上所使用的EMI屏蔽實(shí)施例可以與在遠(yuǎn)端檢測(cè)器20b上所使用的有所不同。例如，在圖6所示的實(shí)施例中，光學(xué)透明的屏蔽24被部署在實(shí)質(zhì)上整個(gè)近端光檢測(cè)器20a的周圍。
[0040]以上所描述的屏蔽24減少了不良EMI所生成的噪聲，并且提高了光檢測(cè)器20(例如，光電二極管)的信噪比。例如，光學(xué)透明屏蔽24在光檢測(cè)器20周圍產(chǎn)生了法拉第籠(Faraday Cage)，而允許光線到達(dá)光檢測(cè)器20的光敏表面。實(shí)際上，本發(fā)明的EMI屏蔽能夠被實(shí)施為產(chǎn)生可操作以提供必備EMI屏蔽的盡可能少的一個(gè)法拉第籠，或者可替換地，能夠被實(shí)施為相對(duì)于傳感器產(chǎn)生多于一個(gè)的法拉第籠以提供必備EMI屏蔽。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，可以通過產(chǎn)生兩個(gè)法拉第籠而保護(hù)檢測(cè)器20免于干擾；例如包圍傳感器的電路的第一法拉第籠以及處于光檢測(cè)器20自身周圍的第二法拉第籠。本發(fā)明并不局限于任何特定的法拉第籠的實(shí)施例。在本發(fā)明的屏蔽24在這里所描述的示例性傳感器實(shí)施例中使用的那些情況下，檢測(cè)器外殼22也通過增加檢測(cè)器至生物組織的間隔距離而產(chǎn)生進(jìn)一步的EMI衰減。檢測(cè)器外殼22所產(chǎn)生的光學(xué)透明間隔器減小了光檢測(cè)器20的光敏表面和例如人類皮膚之類的生物組織之間的電容，與并不包括這樣的光學(xué)間隔器的傳感器應(yīng)用相比，這使得電磁耦合和所生成的噪聲電流進(jìn)一步減少。
[0041]在利用了檢測(cè)器外殼22的那些傳感器實(shí)施例中，檢測(cè)器外殼22包括基座76和帽78，它們共同定義了內(nèi)部空腔80，該空腔80的大小被設(shè)置為封閉至少部分由屏蔽24 (以及可應(yīng)用的其它材料)覆蓋的的光檢測(cè)器20?；?6和帽78可以絞接在一起或者它們可以是可分離的。帽78包括用于容納屏蔽線纜68的端口(見圖2)?？商鎿Q地，端口 88可以部分部署在基座76和帽78中，或者僅處于基座76中。基座76包括其大小被設(shè)置為容納光檢測(cè)器20的至少一部分的井82，并且帽78的大小被設(shè)置為容納并未被基座井82所容納的光檢測(cè)器20的其余部分。圖2-6所示的檢測(cè)器外殼實(shí)施例，例如，包括具有井82的基座76以及具有井84的帽78，該井82、84的大小被設(shè)置為共同容納光檢測(cè)器20。在其它實(shí)施例中，基座井82的大小可以被設(shè)置為容納整個(gè)光檢測(cè)器20和屏蔽24，并且帽78可以平坦地跨越基座井82，或者被成形為延伸至基座井82之中。
`[0042]在一些實(shí)施例中，內(nèi)部空腔80的尺寸(即，高度、寬度、深度)為使得光檢測(cè)器20、屏蔽24等與外殼22之間存在輕壓配合。因此，光檢測(cè)器20按位置被定位并保持在外殼22之內(nèi)。在可替換實(shí)施例中，光檢測(cè)器20和屏蔽24在位置上可以通過與基座76或帽78整體形成的特征(例如，柱體、擋邊等)或部署在內(nèi)部空腔80內(nèi)的部件(例如，間隔器或偏移部件)或者通過其它手段被定位并保持在內(nèi)部空腔80之內(nèi)。
[0043]基座井82包括由光學(xué)透明材料所構(gòu)成的窗口面板86，其允許光線從中通過并被光線檢測(cè)器20所感應(yīng)。窗口面板86可以是光學(xué)平坦表面或者其可以被改造以對(duì)所檢測(cè)光線進(jìn)行聚焦或散焦。窗口面板86還可以被視為用作關(guān)于色品、波長(zhǎng)等的濾波器。
[0044]基座76和帽78可以由相同材料或不同材料所制成。在優(yōu)選實(shí)施例中，基座76和帽78由具有有利電介質(zhì)特性(例如，電絕緣)的材料形成。能夠選擇特定材料以及因此的電介質(zhì)特性以適應(yīng)手頭的應(yīng)用。此外，能夠選擇電介質(zhì)強(qiáng)度的數(shù)值以對(duì)諸如窗口面板86之類的固定幾何形狀的電容器的電容有所影響。如以上所指出的，檢測(cè)器外殼22的窗口面板86部分增加了光檢測(cè)器至生物組織的間隔距離，由此減小了光檢測(cè)器的光敏表面和生物組織之間的電容。
[0045]基座76和帽78銜接并且可以使用粘合劑、機(jī)械特征(例如，相配的公/母配對(duì))、焊接等彼此接合。在圖2-6所示的實(shí)施例中，基座76和帽78包括相配的凸緣90、92，它們通過部署在凸緣90、92之一或二者上的粘合劑而彼此接合。每個(gè)檢測(cè)器外殼22被定位而使得基座井82的至少一部分被容納在襯墊16的相應(yīng)檢測(cè)器開孔40之內(nèi)。在圖2-6所示的實(shí)施例中，近端光檢測(cè)器20a和遠(yuǎn)端光檢測(cè)器20b被部署在獨(dú)立的檢測(cè)器外殼22之內(nèi)。在可替換實(shí)施例中，檢測(cè)器外殼22的基座76可以相互連接，和/或檢測(cè)器外殼22的帽78可以相互連接。
[0046]傳感器組件12內(nèi)的近端光檢測(cè)器20a和遠(yuǎn)端光檢測(cè)器20b之間的間距和相對(duì)定位優(yōu)選地被選擇而使得:1)光 源18、近端光檢測(cè)器20a和遠(yuǎn)端光檢測(cè)器20b實(shí)質(zhì)上彼此線性排列；以及2)遠(yuǎn)端光檢測(cè)器20b和近端光檢測(cè)器20a之間的間隔距離大于光源18和近端光檢測(cè)器20a之間的間隔距離。近端光檢測(cè)器20a和遠(yuǎn)端光檢測(cè)器20b之間較大的距離(與光源18和近端光檢測(cè)器20a之間的間隔距離相比)在光源18和近端光檢測(cè)器20a之間延伸的平均光學(xué)路徑所定義的區(qū)域與在光源18和遠(yuǎn)端光檢測(cè)器20b之間延伸的平均光學(xué)路徑所定義的區(qū)域之間產(chǎn)生明顯差異。因此，表示兩個(gè)信號(hào)的對(duì)比的信息與兩個(gè)平均光學(xué)路徑彼此更為接近的情況下相比更大。
[0047]以下示例圖示了針對(duì)該傳感器組件12的嬰兒、幼兒/小兒科和成年實(shí)施例的光源18/光檢測(cè)器20間隔。在成年NIRS傳感器組件12中，光源18可以位于距遠(yuǎn)端光檢測(cè)器20b大約四十七至五十毫米(47mm至50mm)的范圍內(nèi)并且距近端光檢測(cè)器20a大約十五毫米(15mm)。在NIRS傳感器組件的12幼兒/小兒科實(shí)施例中，光源18可以位于距遠(yuǎn)端光檢測(cè)器20b大約四十至四十三毫米(40mm至43mm)的范圍內(nèi)并且距近端光檢測(cè)器20a大約十二毫米(12_)。在NIRS傳感器組件的12的嬰兒實(shí)施例中，光源18可以位于距遠(yuǎn)端光檢測(cè)器20b大約二十五至三十毫米(25mm至30mm)的范圍內(nèi)并且距近端光檢測(cè)器20a大約十毫米(10_)。在NIRS傳感器組件的12的可替換嬰兒實(shí)施例中，光源18可以位于距單個(gè)光檢測(cè)器20大約二十五至三十毫米(25mm至30mm)的范圍內(nèi)。以上所描述的光源18/檢測(cè)器20的間隔表示了示例并且本發(fā)明并不應(yīng)當(dāng)被理解為局限于這些示例。
[0048]在一些實(shí)施例中，除了被部署在光檢測(cè)器20周圍的BO屏蔽之外或者作為其替代，EMI屏蔽材料可以直接應(yīng)用于檢測(cè)器外殼壁的內(nèi)部和/或外部表面(例如，井等)。EMI屏蔽可以僅被應(yīng)用于一些檢測(cè)器壁部表面，或者充分?jǐn)?shù)量的檢測(cè)器壁部表面，以便在部署于外殼之內(nèi)的光檢測(cè)器20周圍產(chǎn)生法拉第籠。應(yīng)用于檢測(cè)器外殼的屏蔽可以包括以上關(guān)于部署在光檢測(cè)器20周圍的HMI屏蔽24所討論的任意材料(例如，導(dǎo)電線路網(wǎng)格、導(dǎo)電襯底等)。該屏蔽可以通過諸如印刷、粘貼、噴涂等的處理被加以應(yīng)用。
[0049]蓋子26被成形并定位在NIRS傳感器組件12上以使得光源18、包含近端和遠(yuǎn)端光檢測(cè)器20a、20b的檢測(cè)器外殼22以及屏蔽線纜68被部署在蓋子26和襯墊16之間。蓋子26優(yōu)選地由能夠在患者環(huán)境中使用的軟質(zhì)柔韌材料所構(gòu)成?？山邮艿纳w子材料的示例包括乙烯基材料、塑料材料和泡沫材料(例如，Poron?)，但是并不局限于此。蓋子26可以以各種不同方式接合至NIRS傳感器組件12 ;例如通過粘合劑、機(jī)械特征等。蓋子26的材料優(yōu)選地阻止光線進(jìn)入NIRS傳感器組件12。蓋子26可以在傳感器部件上適當(dāng)塑造、澆鑄或成形以產(chǎn)生定制配合。
[0050]在優(yōu)選實(shí)施例中，NIRS傳感器組件12包括允許傳感器組件12與NIRS系統(tǒng)10進(jìn)行接合并從其去除的連接器62。連接器62包括光纖耦合器和屏蔽線纜耦合器。該光纖耦合器提供了用于將NIRS傳感器組件12的光纖光學(xué)連接至NIRS系統(tǒng)10的接口。類似地，該屏蔽線纜耦合器提供了用于將NIRS傳感器組件12的光電二極管輸出連接至NIRS系統(tǒng)10的接口。在一些實(shí)施例中，連接器62是將光纖耦合器和屏蔽線纜耦合器整合為單個(gè)單元的混合連接器。在其它實(shí)施例中，連接器62包括彼此獨(dú)立的光纖耦合器和屏蔽線纜耦合器。在光纖耦合器和屏蔽線纜耦合器彼此獨(dú)立的那些實(shí)施例中，兩個(gè)耦合器可以彼此分開定位，例如光纖耦合器處于傳感器處而屏蔽線纜耦合器則處于中點(diǎn)處。
[0051]在一些實(shí)施例中，可以使用多光纖組合器，其允許不同波長(zhǎng)的多個(gè)激光光源18耦合到引向NIRS傳感器組件12的小直徑內(nèi)核的光纖輸出之中。本發(fā)明的傳感器組件12并不要求使用多光纖耦合器，并且如果其被使用，該NIRS傳感器組件12并不局限于使用任何特定類型或構(gòu)造的多光纖耦合器。前述的通過引用而結(jié)合到本申請(qǐng)之中美國(guó)專利號(hào)7，047，054公開了可接受的多光纖耦合器的示例。
[0052]連接器62還可以包括傳感器識(shí)別編碼器件，以使得NIRS系統(tǒng)10能夠識(shí)別出所連接的NIRS傳感器組件12的類型；即成年、小兒科、嬰兒以及其它配置的傳感器。一旦識(shí)別了傳感器12的類型，NIRS系統(tǒng)10就能夠隨后選擇要隨該傳感器12使用的適當(dāng)信息；例如，針對(duì)具體傳感器配置的校準(zhǔn)信息。編碼的方法包括但并不局限于:1)為每個(gè)不同配置的傳感器12設(shè)置不同電阻器數(shù)值，其中盡管具有分壓器電路，NIRS系統(tǒng)10能夠測(cè)量電阻數(shù)值；2)結(jié)合以諸如串行PROM的小型存儲(chǔ)器設(shè)備，其具有所存儲(chǔ)以便由NIRS系統(tǒng)10進(jìn)行讀取的傳感器識(shí)別信息；以及3)包括RF識(shí)別設(shè)備。
[0053]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，可以隨NIRS系統(tǒng)10使用如圖10和11所示的NIRS傳感器組件112。NIRS傳感器組件112可以包括以下部件中的一些或全部:柔性電路114、至少一個(gè)光檢測(cè)器116、至少一個(gè)光源118、連接器120、EMI屏蔽122、阻光片124、襯墊126、底部外殼128和頂部外殼130。
[0054]每個(gè)光檢測(cè)器116包括光響應(yīng)換能器(例如，光電二極管)，其可操作以對(duì)通過主體身體的一部分之后的光源118所發(fā)射的光線的光線強(qiáng)度進(jìn)行感應(yīng)。每個(gè)光檢測(cè)器116包括撞擊光線能夠通過其而被感應(yīng)到的活動(dòng)區(qū)域。光檢測(cè)器116電連接至NIRS基座單元11以使得能夠?qū)鈾z測(cè)器116的輸出進(jìn)行處理。在優(yōu)選實(shí)施例中，光檢測(cè)器116被安裝在柔性電路114 (如以下將進(jìn)行描述的)上，該電路在檢測(cè)器116和基座單元11之間提供電連接。在具有彼此間隔開來的兩個(gè)或更多光檢測(cè)器116以及光源18的傳感器實(shí)施例中，如以上所描述的，光檢測(cè)器可以(相對(duì)于光源18)被稱作“近端檢測(cè)器116a”和“遠(yuǎn)端檢測(cè)器116b”。
[0055]光源118有選擇地可操作以產(chǎn)生紅外光(B卩，處于波長(zhǎng)范圍約700nm至約1000nm內(nèi)的光線)，并且在一些實(shí)施例中，還可以產(chǎn)生可見光范圍內(nèi)的光線。在優(yōu)選實(shí)施例中，光源118是包括均被選擇在預(yù)定波長(zhǎng)產(chǎn)生光線的多個(gè)發(fā)光二極管(LED)的組件。然而，本發(fā)明的NIRS傳感器組件112并不局限于隨LED使用。如以下將要描述的，光源118優(yōu)選地安裝在用于與NIRS基座單元11進(jìn)行電通信的柔性電路114上。
[0056](多個(gè))檢測(cè)器116和光源118優(yōu)選地安裝在柔性電路114(即，“屈伸電路”)上。屈伸電路114可以被描述為相對(duì)于柔性基質(zhì)材料進(jìn)行安裝的印刷線路(即，例如可以通過印刷或蝕刻導(dǎo)電材料而形成的導(dǎo)電路徑)的帶圖案部署形式。屈伸電路114的線路將檢測(cè)器116和光源118電連接至連接器120。連接器120進(jìn)而提供允許傳感器組件112被電連接至基座單元11的結(jié)構(gòu)；例如與基座單元11進(jìn)行信號(hào)通信。在圖10和11所示的實(shí)施例中，屈伸電路114被配置為使得遠(yuǎn)端檢測(cè)器116b接近于屈伸電路114的一端進(jìn)行定位，而近端檢測(cè)器116a與遠(yuǎn)端檢測(cè)器116b間隔開來并且部署在遠(yuǎn)端檢測(cè)器116b和光源118之間。相鄰于光源118，屈伸電路114的引線部分132向外延伸，在連接器120處終止。檢測(cè)器116和光源118的相對(duì)定位的可接受配置的示例在以上進(jìn)行了描述；例如，光源118可以距遠(yuǎn)端光檢測(cè)器116b大約四十至四十三毫米(40mm至43mm)并且距近端光檢測(cè)器116a大約十二毫米(12mm)進(jìn)行定位。然而，傳感器組件112并不局限于任何特定的檢測(cè)器/光源118間隔配置。
[0057]在圖10和11所示的實(shí)施例中，為每個(gè)檢測(cè)器116部署了一個(gè)與其相接觸的封裝材料134。封裝材料134對(duì)檢測(cè)器116以及檢測(cè)器116和屈伸電路114之間的連接進(jìn)行封裝和保護(hù)。封裝材料還在 患者和傳感器的電路之間提供了電介質(zhì)阻擋。在優(yōu)選實(shí)施例中，該封裝材料還對(duì)接近相應(yīng)檢測(cè)器116的EMI屏蔽122和阻光片124之一或二者進(jìn)行封裝。封裝材料134還用作檢測(cè)器116和主體之間(當(dāng)安裝在主體上時(shí))的光學(xué)接口，并且根據(jù)所使用的封裝材料134的類型，還能夠進(jìn)行操作以使得主體與檢測(cè)器116和屈伸電路114電絕緣。封裝材料134的示例是紫外線固化環(huán)氧樹脂；例如由樂泰(Loctite)所制造的3525環(huán)氧樹脂或者諸如杜邦(Dupont)制造的FEP帶的電介質(zhì)薄膜。在一些傳感器應(yīng)用中，可能期望僅相對(duì)于一個(gè)檢測(cè)器116使用封裝材料134或者根本不使用封裝材料134。
[0058]傳感器組件112包括相對(duì)于光檢測(cè)器116進(jìn)行部署的EMI屏蔽122。EMI屏蔽122的光學(xué)透明部分與光檢測(cè)器116的活動(dòng)區(qū)域?qū)?zhǔn)而進(jìn)行部署。EMI屏蔽122還可以包括部署在一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器116外圍周圍的部分，并且該部分可以是或不是光學(xué)透明的。出于此描述的目的，術(shù)語“光學(xué)透明”可以被定義如下:光學(xué)透明介質(zhì)是一定數(shù)量的光能夠從中通過的介質(zhì)，該數(shù)量在傳感器組件的正常操作環(huán)境下足以用于NIRS評(píng)估的用途。EMI屏蔽122優(yōu)選地直接或間接連接至接地端，但并非必然如此。
[0059]如以上所描述的，EMI屏蔽122的光學(xué)透明部分可以包括導(dǎo)電線路網(wǎng)格(例如，銅線網(wǎng)格)或者其可以包括纖薄的導(dǎo)電襯底，諸如纖維填充的傳導(dǎo)性膠帶；例如美國(guó)明尼蘇達(dá)州圣保羅的3M公司所提供的XYZ-軸導(dǎo)電帶9713 (9713帶)。本發(fā)明并不局限于將9713帶用作光學(xué)透明的導(dǎo)電襯底，并且可以可替換地使用其它類似產(chǎn)品。對(duì)于利用EMI屏蔽122的非透明部分的那些實(shí)施例而言，那些部分可以包括導(dǎo)電金屬箔，諸如銅質(zhì)金屬箔。EMI屏蔽122可以被整合到封裝材料134中，或者接合至封裝材料134的暴露表面。纖維填充的傳導(dǎo)性膠帶的顯著優(yōu)勢(shì)在于其能夠在組裝期間適當(dāng)粘合，這大幅促進(jìn)了組裝。
[0060]傳感器組件112可以進(jìn)一步包括位于封裝材料134和EMI屏蔽122下方或者其頂部的阻光片124。阻光片124包括其大小被設(shè)置為與其與之定位的檢測(cè)器116的活動(dòng)區(qū)域相配的開孔136。在圖10和11所示的實(shí)施例中，阻光片124相對(duì)于近端檢測(cè)器116進(jìn)行定位。在可替換實(shí)施例中，阻光片124可以相對(duì)于近端或遠(yuǎn)端檢測(cè)器或者其二者進(jìn)行部署。阻光片124的優(yōu)選實(shí)施例是纖薄的柔性黑色材料，其具有促成定位并且相對(duì)于檢測(cè)器116固定板124的黏性背面。一種特別有用的阻光片124也是導(dǎo)電的阻光片?？山邮艿淖韫馄?24的示例是美國(guó)賓夕法尼亞州格倫羅克的粘合劑研發(fā)(Adhesives Research)公司所制造的型號(hào)為Arcare? 90366的導(dǎo)電傳輸帶。然而，阻光片124并不局限于該具體產(chǎn)品。對(duì)于利用導(dǎo)電阻光片124的那些實(shí)施例而言，阻光片124的導(dǎo)電屬性促進(jìn)了 EMI屏蔽122的有效性。黏性背面的阻光片124的顯著優(yōu)勢(shì)在于其能夠在組裝期間適當(dāng)粘貼，這大幅促進(jìn)了組裝。
[0061]以上所描述的結(jié)構(gòu)(例如，屈伸電路114和檢測(cè)器116、封裝材料、EMI屏蔽122和阻光片124的疊加)提供了允許光信號(hào)得以被感應(yīng)的結(jié)構(gòu)，并且同時(shí)減少了不良EMI所生成的噪聲并提高了光檢測(cè)器116的信噪比。光學(xué)透明的屏蔽122可以被描述為在光檢測(cè)器116周圍提供法拉第籠，同時(shí)允許光線到達(dá)光檢測(cè)器116的光敏表面。通過減小用于光電檢測(cè)器的開孔，通過組織而從發(fā)射器分流的光線被減少并且所傳送光線的路徑長(zhǎng)度有所改
善
[0062]襯墊126具有患者側(cè)表面138、構(gòu)件側(cè)表面140、至少一個(gè)源開孔142以及至少一個(gè)檢測(cè)器開孔144。每個(gè)檢測(cè)器開孔144被成形為包圍相應(yīng)檢測(cè)器116，并且光源開孔142被成形為包圍光源118。在一些實(shí)施例中，粘合劑被應(yīng)用于患者側(cè)表面138以便將襯墊126接合至主體。襯墊126優(yōu)選地包括諸如以上所描述的材料(例如，Poroni象分子尿烷泡沫)、
[0063]底部外殼128被部署在傳感器組件122與主體相接觸的一側(cè)。頂部外殼130位于傳感器組件122的相反一側(cè)。兩個(gè)外殼128、130優(yōu)選地為柔性的并且可操作以對(duì)部署在外殼128、130之間的屈伸電路114進(jìn)行保護(hù)。外殼128、130彼此接合以對(duì)屈伸電路114的一部分進(jìn)行封閉。頂部外殼130的一部分接合至襯墊126以封閉傳感器組件112包含檢測(cè)器116和光源118的部分。外殼128、130可以由多種不同材料制成，包括諸如Poron?:分子尿燒泡沫的泡沫。在優(yōu)選實(shí)施例中，該外殼包括由抗撕裂但透氣(例如，可滲透水蒸氣)的高密度聚乙烯纖維所構(gòu)成的合成材料。由杜邦公司所生產(chǎn)的Tyvek?品牌的材料是由能夠被用于外殼128、130的高密度聚乙烯纖維所構(gòu)成的合成材料的示例。底部外殼128并不粘合至襯墊126的構(gòu)件側(cè)表面140，這產(chǎn)生了標(biāo)簽卡(tab)，該標(biāo)簽卡將傳感器組件112更好地貼合至患者的皮膚。
[0064]連接器120被配置為在傳感器組件112和基座單元11之間直接或間接地提供電/信號(hào)通信。在一些NIRS系統(tǒng)10中，基座單元線纜從基座單元11延伸出來以便與傳感器組件112進(jìn)行連接。基座單元線纜可以包括光電二極管前置放大器，其可操作以對(duì)來自傳感器組件112的信號(hào)進(jìn)行放大。在圖10和11所示的實(shí)施例中，連接器120包括與基座單元線纜相配以形成屏蔽連接的印刷電路板卡(“PCB卡”)；例如廣瀨模型(Hirosemodel)LX40-16P、顯示端口或迷你顯示端口。然而，連接器120并不局限于PCB卡?？商鎿Q類型的連接器120的示例是I/O連接器。傳感器的可替換實(shí)施例將接合在屈伸電路尾部和PCB卡或I/O連接器之間的線纜延伸進(jìn)行整合。該構(gòu)造允許傳感器連接器遠(yuǎn)離患者進(jìn)行定位。圖10和11所示的傳感器組件實(shí)施例示出了沿檢測(cè)器/發(fā)射器區(qū)域和連接器120之間的大體上的直線進(jìn)行延伸的傳感器112。該傳感器并不局限于筆直配置。在可替換實(shí)施例中，被示為筆直的區(qū)域可以包括促成傳感器組件的該部分的屈伸的一個(gè)或多個(gè)偏離(例如，彎曲或點(diǎn)動(dòng)一以虛位示出)。附加的柔性有助于防止傳感器在其操作期間從主體無意脫落。
[0065]在本發(fā)明的操作中，由于NIRS傳感器組件12、112相對(duì)于主體皮膚進(jìn)行定位，所以傳感器可以被激勵(lì)并且近紅外光線信號(hào)被引入主體的身體組織。隨后使用近端和遠(yuǎn)端光檢測(cè)器對(duì)引入主體的身體組織的光進(jìn)行檢測(cè)，產(chǎn)生表示這樣的被檢測(cè)光的信號(hào)。該信號(hào)被傳送回到NIRS基座單元11，它們?cè)谀抢锉惶幚硪垣@得與主體身體組織的血氧水平相關(guān)的數(shù)據(jù)。如以上所提到的，以上所描述的本發(fā)明的NIRS傳感器組件并不局限于隨任何特定的NIRS系統(tǒng)10使用。
[0066]由于可以在不背離發(fā)明概念的情況下對(duì)本發(fā)明的所公開的實(shí)施例進(jìn)行許多改變和變化，所以除所附權(quán)利要求所要求的之外，并非意在對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制。例如，本發(fā)明在大腦應(yīng)用的環(huán)境中得以被公開。本發(fā)明并不局限于大腦血氧定量法應(yīng)用并且可以被用于其它身體組織和液體中的血 氧水平的非侵入式監(jiān)視。
【權(quán)利要求】
1.一種用于對(duì)主體身體中的血氧水平進(jìn)行非侵入式監(jiān)視的NIRS傳感器組件，其特征在于，該組件包括: 至少一個(gè)光源，其可操作以發(fā)射多個(gè)不同波長(zhǎng)的光信號(hào)； 至少一個(gè)光檢測(cè)器，其可操作以檢測(cè)由光源所發(fā)出并且通過主體身體組織的光線，所述光檢測(cè)器具有光信號(hào)可以通過其而被檢測(cè)的活動(dòng)區(qū)域； 電磁干擾屏蔽，其圍繞該光檢測(cè)器的至少一部分進(jìn)行部署，其中所述電磁干擾屏蔽包括光學(xué)透明的導(dǎo)電襯底，所述光學(xué)透明的襯底與所述光檢測(cè)器的活動(dòng)區(qū)域?qū)?zhǔn)；和 阻光片，其相對(duì)于至少一個(gè)光檢測(cè)器進(jìn)行部署，并且所述片包括大小與隨之進(jìn)行部署的光檢測(cè)器的活動(dòng)區(qū)域相配的開孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的NIRS傳感器組件，其特征在于，進(jìn)一步包括與至少一個(gè)光源和至少一個(gè)光檢測(cè)器進(jìn)行電通信的柔性電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的NIRS傳感器組件，其特征在于，進(jìn)一步包括接合至所述柔性電路的電連接器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的NIRS傳感器組件，其特征在于，所述電連接器包括PCB卡。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的NIRS傳感器組件，其特征在于，進(jìn)一步包括以對(duì)相應(yīng)檢測(cè)器的暴露部分進(jìn)行封裝的方式與每個(gè)檢測(cè)器相接觸地進(jìn)行部署的封裝材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的NIRS傳感器組件，其特征在于，所述封裝材料被配置為對(duì)光檢測(cè)器和柔性電路之間的連接進(jìn)行封裝。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的NIRS傳感器組件，其特征在于，所述封裝材料可操作以在主體和柔性電路之間提供電介質(zhì)阻擋。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的NIRS傳感器組件，其特征在于，所述封裝材料是紫外線固化環(huán)氧樹脂。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的NIRS傳感器組件，其特征在于，所述電磁干擾屏蔽包括導(dǎo)電線路網(wǎng)格和纖薄導(dǎo)電襯底之一或其二者，其中之一是光學(xué)透明的。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的NIRS傳感器組件，其特征在于，所述纖薄導(dǎo)電襯底包括纖維填充的傳導(dǎo)性膠帶。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的NIRS傳感器組件，其特征在于，所述電磁干擾屏蔽至少部分整合至所述封裝材料之中，或者接合至所述封裝材料的暴露表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的NIRS傳感器組件，其特征在于，所述阻光片臨近所述封裝材料134和所述電磁干擾屏蔽進(jìn)行定位。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的NIRS傳感器組件，其特征在于，所述阻光片是具有粘性背面的纖薄柔性黑色材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的NIRS傳感器組件，其特征在于，所述阻光片是導(dǎo)電的。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的NIRS傳感器組件，其特征在于，進(jìn)一步包括以對(duì)相應(yīng)檢測(cè)器的暴露部分進(jìn)行封裝的方式與每個(gè)檢測(cè)器相接觸地進(jìn)行部署的一種封裝材料。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的NIRS傳感器組件，其特征在于，所述封裝材料可操作以在主體和檢測(cè)器之間提供電介質(zhì)阻擋。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的NIRS傳感器組件，其特征在于，所述電磁干擾屏蔽包括導(dǎo)電線路網(wǎng)格和纖薄導(dǎo)電襯底之一或其二者，其中之一是光學(xué)透明的。
18.根據(jù)權(quán)利要求10的NIRS傳感器組件，其特征在于，所述電磁干擾屏蔽至少部分整合至該封裝材料之中，或者接合至該封裝材料的暴露表面。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的NIRS傳感器組件，其特征在于，所述電磁干擾屏蔽包括纖維填充的導(dǎo)電襯底。
20.一種用于對(duì)主體身體組織中的血氧水平進(jìn)行非侵入式監(jiān)視的近紅外分光光度測(cè)量傳感器組件，其特征在于，該組件包括: 柔性電路； 與所述柔性電路進(jìn)行電通信的至少一個(gè)光檢測(cè)器，所述光檢測(cè)器具有用于接收光信號(hào)的活動(dòng)區(qū)域； 與所述柔性電路進(jìn)行電通信的至少一個(gè)光源； 與所述柔性電路進(jìn)行電通信的電連接器； 相對(duì)于至少一個(gè)光檢測(cè)器進(jìn)行部署的電動(dòng)勢(shì)干擾(EMI)屏蔽； 相對(duì)于至少一個(gè)光檢測(cè)器進(jìn)行部署的阻光片，所述阻光片包括大小與隨之進(jìn)行部署的光檢測(cè)器的活動(dòng)區(qū)域相配的開孔； 相對(duì)該EMI屏蔽或阻光片進(jìn)行部署的高透光的電介質(zhì)阻擋；和具有檢測(cè)器開孔和光源開孔的襯墊，所述襯墊位于所述組件之內(nèi)以在所述傳感器的操作期間與主體進(jìn)行接觸。`
【文檔編號(hào)】A61B5/1455GK103732140SQ201280018146
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2012年2月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月13日
【發(fā)明者】馬修·達(dá)勒納, 卡倫·達(dá)菲 申請(qǐng)人:卡斯醫(yī)療系統(tǒng)公司