[发明专利]用于车辆驾驶员中的分析物的非侵入式测量的系统

说明书

一种用于非侵入式地测量车辆驾驶员中的分析物并且基于对分析物的测量值来控制车辆的系统。至少一个固态光源被配置成发射不同波长的光。样本装置被配置成将至少一个固态光源发射的光引入到车辆驾驶员的组织中。一个或更多个光学检测器被配置成检测光的未被车辆驾驶员的组织吸收的部分。控制器被配置成基于一个或更多个光学检测器检测到的光，计算车辆驾驶员的组织中的分析物的测量值，判定车辆驾驶员的组织中的分析物的测量值是否超过预定值，并且向被配置成控制车辆的装置提供信号。

对相关专利申请的交叉引用

本申请要求2011年8月29日提交的美国临时申请61/528,658的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本申请总体上涉及用于非侵入式测量车辆驾驶员中的分析物的系统和方法。更具体地，本申请涉及用于利用非侵入式技术结合多变量分析来测量分析物（例如，酒精、酒精副产物、酒精加合物、或滥用物质）的存在或浓度的定量测量光谱系统。

背景技术

当前酒精测量的实践是基于血液测量或呼吸测试。血液测量定义了用于确定酒精中毒水平的最高标准（gold standard）。然而，血液测量需要静脉或毛细血管样本并且涉及大量的处理预防措施以使健康风险最小化。一旦被抽取，血液样本就必须被正确标记并且运输到临床实验室或其它合适的位置，在这些位置，通常使用临床气相色谱法测量血液酒精水平。由于该过程的侵入性和所涉及的样本处理量，血液酒精测量通常限于危急情形，例如交通事故、嫌疑人请求这种类型测试的违章、和涉及伤害的事故。

因为呼吸测试的侵入性较小，所以在现场更经常遇到的是呼吸测试。在呼吸测试中，受试者必须将空气呼入仪器中达到足够时间和足够量，以获得源自肺内深处的肺泡的稳定呼吸流。然后，用装置测量空气中的酒精含量，通过呼吸-血液分配系数将该酒精含量与血液酒精相关。美国使用的血液-呼吸分配系数是2100（默认单位是毫克EtOH/dL血液/毫克EtOH/dL空气），而在其它国家，血液-呼吸分配系数在1900和2400之间变化。分配系数的可变性是由于它高度取决于受试者的事实导致的。换句话讲，每个受试者将具有取决于他或她的生理机能的1900至2400范围内的分配系数。由于在现场应用中无法知道每个受试者的分配系数，因此各个国家假设在全球应用于所有测量的单个分配系数值。在美国，DUI案件中的被告经常使用全球应用的分配系数作为阻止起诉的论据。

呼吸测量具有额外的局限性。首先，“口腔酒精”的存在会虚假地升高呼吸酒精测量值。为了确保不存在口腔酒精，在进行测量之前必须要等待15分钟的时间段。出于相似的原因，对于被观察到打嗝或呕吐的个人，需要15分钟的延迟。在呼吸测量之间经常需要10分钟或更长的延迟，以让仪器恢复到与环境空气的平衡和零酒精水平。另外，呼吸酒精测量的准确度对众多生理因素和环境因素是敏感的。

多家政府机构和社会团体通常寻找血液和呼吸酒精测量的非侵入式替代方式。定量光谱法提供了完全非侵入式酒精测量的可能性，它对当前测量方法的限制不敏感。虽然已发现通过定量光谱法对生物属性的非侵入式确定是非常令人期望的，但非常难以实现。所关注的属性包括例如分析物的存在、分析物浓度（例如，酒精浓度）、分析物浓度的变化方向、分析物浓度的变化速率、疾病的存在（例如，酒精中毒）、病症及其组合和子集。经由定量光谱法进行的非侵入式测量是令人期望的，因为非侵入式测量无痛，不需要从身体引出流体，携带污染或感染的风险极小，不产生任何有害废物，并且可具有短测量时间。

已经提出了用于非侵入式地确定生物组织属性的多个系统。这些系统包括合并了旋光测定法、中红外光谱法、拉曼（Raman）光谱法、克罗姆光谱法（Kromoscopy）、荧光光谱法、核磁共振光谱法、射频光谱法、超声、经过皮肤测量、光-声光谱法和近红外光谱法的技术。然而，这些系统没有取代直接侵入式的测量。