[发明专利]包括导电和光学透明的EMI屏蔽的NIRS传感器组件

说明书

相关申请的交叉引用

本申请按照35U.S.C§119(e)要求于2011年2月13日提交的美国临时专利申请号61/442，273和2011年10月13日提交的美国临时专利申请号61/546，821的优先权，其公开通过引用结合于此。

技术领域

本发明总体上涉及用于利用近红外光谱（NIRS）技术对生物组织氧合进行非侵入式测定的方法和装置，尤其涉及用于随这种技术使用的传感器。

背景技术

近红外光谱是一种能够用来连续监视组织氧合的光学分光光度测量方法。NIRS方法基于近红外范围（700nm至1000nm）内的光线能够轻易通过皮肤、骨骼和其它组织的原理，其在那里遇到主要位于例如毛细管、小动脉、小静脉（venuoles）的微循环通路内的血红蛋白。暴露于处于近红外范围中的光线的血红蛋白具有根据其氧化状态而变化的特定吸收光谱；即氧基血红蛋白（HbO2）和去氧血红蛋白（Hb）均作为不同的生色团。通过使用以特定的不同波长传送近红外光的光源，并且测量所传送或反射的光线衰减的变化，能够对氧基血红蛋白（HbO2）和去氧血红蛋白（Hb）的浓度变化进行监视。例如，对大脑氧合水平进行连续监视的能力对于受到脑中氧合水平可能受损而导致脑部损伤或死亡的状态所影响的那些患者而言是特别有价值的。

NIRS类型的传感器通常包括至少一个光源以及一个或多个用于对所反射或传送的光线进行检测的光检测器。光信号经由与NIRS系统进行协作而得以创建和感应，该NIRS系统包括处理器以及用于对信号和其中所包含的数据进行处理的算法。与本申请同样属于康耐迪格布兰福德的CAS医药设备（CAS Medical Systems）公司的美国专利号7，047，054和PCT国际申请序列号PCT US0641268公开了这样的传感器的示例。通常使用诸如发光二极管（LED）或激光二极管之类的以700-1000nm的波长范围产生光线发射的光源。使用光电二极管或其它光检测器来检测从被检查组织反射或者从中通过的光线。NIRS系统与（多个）光源和光检测器进行协作以创建信号并且在其强度和波属性方面对其进行检测和分析。同样属于康耐迪格布兰福德，的CAS医药设备公司的美国专利号6，456，862和7，072，701公开了用于对这样的信号进行分析的方法。美国专利号6，456，862和7，072，701以及PCT国际申请序列号PCT US0641268通过引用全文结合于此。

有意义的大脑氧合信息从询问脑部组织的光线（例如，通过其中、从其反射，被其吸收等）进行收集。然而，为了非侵入式地访问脑部组织，光信号在询问脑部组织之前和之后必须通过额外的脑组织（例如，头皮、头盖骨等）。在任何生物介质（例如，组织、液体等）内行进的光信号都将有所衰减，并且衰减的量是该介质的函数。在非侵入式访问脑部组织的平均光学路径的情况下，由额外大脑组织引起的衰减并不产生关于大脑氧合的有用信息。所以，期望对由额外大脑组织引起的信号衰减进行说明从而能够对由脑部组织引起的衰减加以区分并进行分析。

已知使用具有特别与光源间隔开来的一对光检测器的NIRS传感器作为对额外大脑组织进行说明的手段。“近端”光检测器可以通过第一分隔距离与光源间隔开来，而“远端”检测器可以通过通常大于第一分隔距离的第二分隔距离与光源间隔开来。美国专利号7，072，701中所公开的用于进行分光光度测量血氧监视的方法是能够利用两个检测器而使用的方法的示例。

对于所有NIRS传感器而言共同的问题是来自电磁干扰（EMI）源的信号干扰。减轻这样的干扰的影响对可获得信号的质量有所改善，并且因此对可获得的患者信息有所改善。对于所有NIRS传感器而言另一个共同的问题是制造的成本。NIRS传感器通常在使用后被处置，所以传感器的成本是监视成本中的重要因素。

因此，需要一种用于对生物组织内的氧饱和度水平进行非侵入式测定的有所改进的传感器，能够被配置以一个或多个检测器、缓解干扰并且能够易于制造的传感器。

发明内容