[发明专利]用于测量受试者的组织中的血氧饱和度的装置和方法

权利要求书

1.一种用于非侵入性地确定受试者的组织内的血氧饱和度的装置，包括：

至少一个光源，用于将光信号传输到受试者的组织中；

至少一个光检测器，用于在光源通过所述受试者的组织后检测来自所述光源的所述光信号，其中所述一个或多个光源和所述一个或多个光检测器被配置成在两个或更多个光源到检测器距离处测量所述光信号的衰减；以及

连接到所述光源和所述光检测器的处理器，

其特征在于，

所述一个或多个光源和所述一个或多个光检测器被配置成测量在650nm至3μm范围内的三个或更多个不同波长处的光信号的衰减，以及

所述处理器包括用于确定作为所述波长和所述光源到检测器距离的函数的光信号的衰减的算法；

计算作为所述波长的函数的所述光信号相对于所述光源到检测器距离的所述光信号的衰减的斜率；以及

基于所述光信号的衰减的所述斜率以及经验确定的考虑由于除了所述受试者的组织中的血红蛋白和脱氧血红蛋白以外的光吸收剂以及由于所述受试者的组织中的光散射导致的所述光信号的衰减的数据来计算所述受试者的组织内的所述血氧饱和度。

2.如前述权利要求中的任一项所述的装置，

其特征在于，所述光源和所述光检测器被配置成测量选自695±5nm、712±5nm、733±5nm、743±5nm、762±5nm、783±5nm、790±5nm、805±5nm、880±5nm、895±5nm和910±5nm的三种或更多种不同波长处所述光信号的衰减。

3.如前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，最小光源到检测器距离至少是0.8cm。

4.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述算法包括基于以下等式来计算特定波长λ处的相对吸收μ_a，λ的步骤：

其中μ_s，λ是经验确定的值，其考虑了由于受试者的组织中特定波长λ处的光散射导致的光信号的衰减，A_λ是特定波长λ处的衰减，d是光源到探测器的平均距离，而是衰减相对于光源到探测器距离的斜率。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，μ_s，λ是μ_s，λ＝(1-hλ)

其中h被假设为在10^-4到10^-3nm^-1的范围中。

6.如权利要求4和5中任一项所述的装置，

其特征在于，所述算法包括根据以下等式计算所述受试者的组织中的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的相对浓度的步骤

其中c_HbO2和c_Hb分别是氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的相对浓度，μ_a，λn是根据上面给出的等式在特定波长λn处测定的吸收，c_other是除了在受试者的组织中存在的血红蛋白和脱氧血红蛋白之外的光吸收剂的浓度，而ε_x，λn是特定波长λn处光吸收物质的消光系数x。

7.如前述权利要求中的任一项所述的装置，

其特征在于，考虑由于光吸收剂导致的所述光信号的衰减的数据包括取自新生婴儿的胎粪样本、取自新生婴儿的过渡性粪便样本和胆绿素中的一者或多者的依赖于波长的消光系数。