專利名稱：用于確定血樣的至少一個參數(shù)的測量裝置的制作方法
用于確定血樣的至少一個參數(shù)的測量裝置本發(fā)明涉及一種用于確定血樣的至少一個參數(shù)的測量裝置，該測量裝置包括流通測量池，至少一個發(fā)光一光傳感器元件設置在該流通測量池中，該發(fā)光一光傳感器可與血樣接觸；至少一個光源，用于激發(fā)該發(fā)光一光傳感器元件；以及至少一個光檢測器，用于接收該發(fā)光一光傳感器元件所發(fā)射的發(fā)光輻照，該光源和光檢測器位于流通測量池的相反兩側。根據(jù)EP 0 175 352 Bi，已知一種用于快速確定樣本介質的參數(shù)的方法和裝置。該裝置設置有用于氣體和流體的流通測量池，其適用于對多個參數(shù)的同時確定，流通池中的透明、發(fā)光傳感器層與樣本接觸。要測量的變量是氧濃度和溫度，所測得的發(fā)光輻照分別具有650nm和720nm的波長，而激發(fā)輻照具有較短的波長。通過LED實現(xiàn)激發(fā)，且通過光電二極管實現(xiàn)輻照檢測，這些元件位于流通測量池的相反兩側。由于發(fā)光傳感器層被置于檢測器側，所以激發(fā)輻照在去往發(fā)光層的途中必須通過樣本介質。在諸如血液之類的吸收性流體的情況下，存在的缺點為，激發(fā)輻照被要測量的介質明顯衰減。根據(jù)EP 1 130 382 Bi，還已知一種用于確定流體樣本中的多種分析物的光傳感器，其中多個光傳感器與流體樣本接觸。該裝置包括提供激發(fā)輻照的光源和用于確定傳感器的光相互作用的檢測器，且具有根據(jù)所測得光相互作用來評估流體樣本中的每種分析物的濃度的處理器。傳感器用于測量血液中葡萄糖并隨之確定A濃度和溫度，以及用于其他用途。還存在已知的測量裝置(EP 1 106 987 Bi)，其中光學部件(光源和檢測器)接觸流通測量池中位于同一側的傳感器層，測量池的部分是透明的，且充當測量輻照和激發(fā)輻照的導光體。根據(jù)WO 2002/059585 A2，已知用于確定氣體(例如呼吸氣)的氧含量的測量裝置。該測量裝置包括流通測量池，在該流通測量池中設置了與氣流接觸的發(fā)光一光學傳感器元件。描述了兩種反射幾何結構作為可能的測量幾何結構，其中用于激發(fā)輻照的輻照源和接收發(fā)光輻照的檢測器位于流通測量池的同一側。還描述了一種透光幾何結構，其中發(fā)光一光學傳感器元件被放置在流通測量池的檢測器側。本發(fā)明的目標是實現(xiàn)用于確定血樣的至少一個參數(shù)的測量裝置中的信號質量的提高，其中該測量裝置應當易于制造和低成本。本發(fā)明通過以下手段實現(xiàn)該目標將至少一個發(fā)光一光傳感器元件定位在流通測量池的激發(fā)側，該發(fā)光一光學傳感器元件面向光源；規(guī)定光源發(fā)射小于600nm(例如425nm) 波長的激發(fā)輻照；且進一步規(guī)定發(fā)光一光傳感器元件的發(fā)光輻照處于大于600nm的波長范圍內，從而使血樣對激發(fā)輻照的吸收比對發(fā)光輻照的吸收強得多。本發(fā)明利用了血液對輻照的吸收很大程度上取決于波長的事實，如同圖5的曲線圖所示。該曲線圖示出了氧合血液(實線)和缺氧血液(虛線)的吸收Pa與波長λ的關系。該曲線圖取自Faber等人的“血液的氧飽和相關的吸收和散射(Oxygen Saturation-Dependent Absorption and Scattering of Blood)，，(Physical Review Letters，2004)，并論述了氧合血液和缺氧血液的吸收特性中的差異。例如，可從該曲線圖中看出，約425nm波長區(qū)域中的激發(fā)輻照λ a在血液中的吸收遠強于光傳感器所發(fā)射的約 780nm波長區(qū)域中的發(fā)光輻照λ ^在血液中的吸收。在所示示例中，激發(fā)光相對發(fā)光光被衰減100倍。如本發(fā)明所提出的，通過將發(fā)光一光傳感器元件放置在流通測量池的激發(fā)側，血樣將充當激發(fā)輻照的過濾器，且傳感器元件所發(fā)射的發(fā)光輻照將優(yōu)先到達光檢測器。根據(jù)本發(fā)明，光傳感器元件沿流通測量池的激發(fā)側的軸按線性陣列放置，每個傳感器元件分配有光源和位于流通測量池相反側的光檢測器。本發(fā)明相比于EP 0 175 352 Bl中作為示例給出的現(xiàn)有技術的另一優(yōu)點在于，流通測量池被可互換地插入兩部分測量套筒中，該兩部分測量套筒的激發(fā)部分包含光源(優(yōu)選為LED)以及激發(fā)電子電路，且該兩部分測量套筒的測量部分包含光電檢測器(優(yōu)選為光電二極管)以及測量電子電路。因此光源和檢測器位于空間上分離的電路中，且避免了各個部件之間的電子干擾。血樣僅對大于600nm的波長足夠透明，而激發(fā)輻照具有較短波長， 例如4邪歷。在本發(fā)明的有利實施例中，流通測量池的激發(fā)側在發(fā)光一光傳感器的區(qū)域中具有鏡面層，該鏡面層對激發(fā)輻照透明，但反射發(fā)光輻照。通過該鏡面層，光源方向中發(fā)射的發(fā)光輻照的輻照分量被重定向至光檢測器，從而增強了凈信號。在相位測量的情況下，至少一個基準光源被放置在測量池的激發(fā)側，該至少一個基準光源的基準輻照穿過流通測量池并進入位于相反側的光檢測器?，F(xiàn)在將參照附圖更詳細地描述本發(fā)明。在附圖中示出

圖1是以示意性縱向截面示出的用于確定血樣的至少一個參數(shù)的測量裝置的第一變體；圖2是以截面圖示出的根據(jù)圖1的測量裝置的第二變體；圖3和圖4是圖1和2的測量裝置的細節(jié)；以及圖5是血樣在200nm至1，OOOnm的波長范圍中的吸收曲線圖。圖1所示的用于確定血樣的至少一個參數(shù)的測量裝置包括流通測量池1，例如三個發(fā)光一光傳感器元件ST (溫度)、SO(氧)和SG(葡萄糖)設置在該流通測量池中，這三個發(fā)光一光傳感器在測量過程期間與血樣接觸。流通測量池1可互換地設置在兩部分測量套筒2中(插入、關合在適當?shù)奈恢?，該兩部分測量套筒2的激發(fā)部分3包含分配給各個傳感器元件的光源4以及具有激發(fā)電子電路(在此未進一步示出)的激發(fā)過濾器1 和 12c,而測量套筒2的測量部分5包含光檢測器6和測量過濾器13a至13c以及測量電子電路(未進一步示出)。光源4和光檢測器6位于流通測量池1的相反兩側7、8 (激發(fā)側7和測量測8)。由于發(fā)光一光傳感器元件ST、SO和SG位于流通測量池1的激發(fā)側7且面向光源 4，因此源自傳感器元件的發(fā)光輻照L和激發(fā)輻照A的一部分將通過血樣。激發(fā)輻照A在血樣中受吸收而衰減的程度遠大于發(fā)光輻照，其中發(fā)光輻照具有較長波長。因此樣本將提供過濾效果，該過濾效果對測量有積極影響，從而將提高信號質量。發(fā)光一光傳感器元件ST、S0和SG優(yōu)選沿測量池軸1 ‘按線性陣列設置，每個傳感器元件分配有光源4和位于流通測量池1的相反測量側8的光檢測器6。圖1中所示的測量裝置例如可用于衰變時間測量，即測得的發(fā)光一光傳感器元件激發(fā)之后的發(fā)光強度的衰變時間提供待測量的度量。
例如圖1所示，在發(fā)光一光傳感器元件ST、SO、SG的區(qū)域中，流通測量池1的激發(fā)側7可設置有鏡面層9。鏡面層的效果在圖3和4中呈現(xiàn)。激發(fā)輻照A入射在發(fā)光一光傳感器元件ST、S0或SG上，從而在所有空間方向上產(chǎn)生發(fā)光輻照L。在沒有鏡面層(參見圖 3)的情況下，輻照朝光源發(fā)射的那些部分將對測量信號無貢獻。如果應用了鏡面層(參見圖4)，該鏡面層對波長小于600nm的輻照透明，且反射波長大于600nm的輻照，則發(fā)光輻照L的諸部分又被反射到檢測器中，從而加強了測量信號。圖2中所示的測量裝置例如可用于相位測量，在該情況下必須獲得基準信號以用作測量信號的基準。根據(jù)本發(fā)明，至少一個基準光源10和/或11設置在流通測量池1的激發(fā)側7，該基準光源10和/或11的基準輻照R1A2穿過流通測量池1并被放置在相反的測量側8的光檢測器6檢測。例如，可能設置有具有620nm范圍內的基準輻照R1的第一基準光源10和具有780nm范圍內的基準輻照&的第二基準光源11，第一基準光源10和第二基準光源11 二者優(yōu)選定位在兩部分測量套筒2的激發(fā)部分3中。在流通測量池1的激發(fā)側7上的鏡面層9中，設置了開口 14，基準輻照可通過開口 14進入流通測量池1。在圖1以及圖2中，激發(fā)過濾器12a、12b、12c設置在光源4與發(fā)光一光傳感器元件ST、SO、SG之間，光源4也可嵌入公共的過濾器層12'中。測量過濾器13a、13b和13c 設置在光檢測器6的進入側。例如，光源4的LED可發(fā)射波長小于600nm (例如425nm)的激發(fā)輻照，而發(fā)光一光傳感器元件ST、SO、SG的發(fā)光輻照處于大于eoonm的波長范圍內，例如接近780nm。綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的測量裝置的優(yōu)點如下 非常簡單的光學配置； 流通測量池1和測量套筒2的平坦設計； 高信號強度，這是因為光檢測器可能具有較大尺寸； 無電氣串擾(最小信號背景)，這是因為測量套筒2的激發(fā)部分3和測量部分5 在空間上分離； 樣本(血樣或沖洗液)的標識通過測量信號強度來實現(xiàn)； 血樣(血紅蛋白含量和氧合)的同時光度表征； 動脈p02的并行確定。
權利要求
1.一種用于確定血樣的至少一個參數(shù)的測量裝置，包括流通測量池(1)，至少一個發(fā)光一光傳感器元件(ST、SO、SG)設置在所述流通測量池中，所述至少一個發(fā)光一光傳感器元件可與血樣接觸；以及用于激發(fā)所述發(fā)光一光傳感器元件的至少一個光源(4)和用于接收所述發(fā)光一光傳感器元件所發(fā)射的發(fā)光輻照的至少一個光檢測器(6)，所述光源(4)和光檢測器(6)位于流通測量池⑴的相反側(7)和(8)，其特征在于，所述至少一個發(fā)光一光傳感器元件(ST、S0、SG)被放置在流通測量池(1)的激發(fā)側(7)且面向光源G)，且光源 ⑷發(fā)射波長小于600nm(例如425nm)的激發(fā)輻照，且發(fā)光一光傳感器元件(ST、S0、SG)的發(fā)光輻照處于大于600nm的波長范圍內，從而使血樣對激發(fā)輻照的吸收比對發(fā)光輻照的吸收強許多。
2.如權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，多個發(fā)光一光傳感器元件(ST、S0、SG) 設置在流通測量池(1)的激發(fā)側，且優(yōu)選沿測量池軸(1')按線性陣列設置，每個傳感器元件(ST、S0、SG)分配有光源⑷和位于流通測量池⑴的相反測量測⑶的光檢測器(6)。
3.如權利要求1或2所述的測量裝置，其特征在于，流通測量池(1)可互換地插入兩部分測量套筒O)中，所述兩部分測量套筒的激發(fā)部分C3)包含優(yōu)選為LED的光源(4)和激發(fā)電子電路，而所述兩部分測量套筒的測量部分( 包含優(yōu)選為光電二極管的光檢測器 (6)和測量電子電路。
4.如權利要求1至3中的任一項所述的測量裝置，其特征在于，所述流通測量池(1)的激發(fā)側(7)設置有位于發(fā)光一光傳感器元件(ST、S0、SG)區(qū)域中的鏡面層(9)，所述鏡面層對激發(fā)輻照透明，且反射發(fā)光輻照。
5.如權利要求1至4中的任一項所述的測量裝置，其特征在于，在流通測量池⑴的激發(fā)側(7)上設置了至少一個基準光源(10、11)，所述至少一個基準光源的基準輻照穿過流通測量池(1)到達相反測量側(8)的光檢測器(6)。
6.如權利要求5所述的測量裝置，其特征在于，設置了具有約620nm的基準輻照的第一基準光源(10)和具有約780nm的基準輻照的第二基準光源(11)，所述光源優(yōu)選位于所述兩部分測量套筒O)的激發(fā)部分(3)中。
7.如權利要求1至6中的任一項所述的測量裝置，其特征在于，激發(fā)過濾器(12a、12b、 12c)位于光源(4)與發(fā)光一光傳感器元件(ST、SO、SG)之間，或光源(4)嵌入過濾器層 (12')中。
8.如權利要求1至7中的任一項所述的測量裝置，其特征在于，測量過濾器(13a、13b、 13c)設置在光檢測器(6)的進入側。
9.如權利要求1至8中的任一項所述的測量裝置，其特征在于，流通測量池(1)包含至少一個O2傳感器(so)、一個葡萄糖傳感器(SG)和一個溫度傳感器(ST)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于確定血樣的至少一個參數(shù)的測量裝置，該測量裝置包括流通測量池(1)，至少一個發(fā)光-光傳感器元件(ST、SO、SG)設置在該流通測量池中，該發(fā)光-光傳感器可與血樣接觸；至少一個光源(4)，用于激發(fā)該發(fā)光-光傳感器元件；以及至少一個光檢測器(6)，用于接收該發(fā)光-光傳感器元件所發(fā)射的發(fā)光輻照，該光源(4)和光檢測器(6)位于流通測量池(1)的相反兩側(7)和(8)。根據(jù)本發(fā)明，至少一個發(fā)光-光傳感器元件(ST、SO、SG)被放置在流通測量池(1)的激發(fā)側(7)，該至少一個發(fā)光-光學傳感器元件面向光源(4)，光源(4)發(fā)射波長小于600nm(例如425nm)的激發(fā)輻照，而發(fā)光-光傳感器元件(ST、SO、SG)的發(fā)光輻照處于大于600nm的波長范圍內，從而使血樣對激發(fā)輻照的吸收比對發(fā)光輻照的吸收強得多。
文檔編號G01N21/77GK102282455SQ201080005452
公開日2011年12月14日 申請日期2010年1月12日 優(yōu)先權日2009年1月19日
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