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EP1622503A1 - Method and device for determining blood components using ratiometric absolute pulse spectroscopy - Google Patents

Method and device for determining blood components using ratiometric absolute pulse spectroscopy

Info

Publication number
EP1622503A1
EP1622503A1 EP04720580A EP04720580A EP1622503A1 EP 1622503 A1 EP1622503 A1 EP 1622503A1 EP 04720580 A EP04720580 A EP 04720580A EP 04720580 A EP04720580 A EP 04720580A EP 1622503 A1 EP1622503 A1 EP 1622503A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
light
concentration
evaluation unit
wavelength
blood
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04720580A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Klaus Forstner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mcc Gesellschaft fur Diagnosesysteme In Medizin und Technik Mbh & Co KG
Original Assignee
Mcc Gesellschaft fur Diagnosesysteme In Medizin und Technik Mbh & Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mcc Gesellschaft fur Diagnosesysteme In Medizin und Technik Mbh & Co KG filed Critical Mcc Gesellschaft fur Diagnosesysteme In Medizin und Technik Mbh & Co KG
Publication of EP1622503A1 publication Critical patent/EP1622503A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/14546Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring analytes not otherwise provided for, e.g. ions, cytochromes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/1455Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
    • A61B5/14551Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters for measuring blood gases
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/359Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using near infrared light

Definitions

  • the invention further relates to a device for the measurement of blood components by measurement, which has at least one light source, at least one photo receiver and at least one evaluation unit which is connected to the photo receiver.
  • a device for the measurement of blood components by measurement which has at least one light source, at least one photo receiver and at least one evaluation unit which is connected to the photo receiver.
  • Such methods and devices are used in order to be able to carry out blood tests in the field of medical technology without having to take blood from a patient.
  • such devices are arranged, for example, on a patient's fingers, toes, ears or on the nose.
  • Hemoglobin derivatives can be divided into
  • Functional components are the 0 ⁇ - hemoglobin and the deoxygenated hemoglobin fraction, while the dysfunctional 11 hemoglobin fractions mainly include carboxymonoxide hemoglobin, methemoglobin and sulfhemoglobin.
  • Native components are those that are present within the blood space in a physiologically or pathologically modified manner.
  • Iatrogenic substances are substances applied by the doctor, eg dyes for marking certain clinical parameters.
  • a diagnostic method that uses spectrophotometry to refer to the pulsating blood compartment in biological tissues is called PULSE SPECTROSCOPY.
  • a well-known example of relative pulse spectroscopy is the determination of arterial oxygen saturation by means of the pulse oximetry method. The percentage of hemoglobin that accumulates with oxygen is determined. In this case, hemoglobin is the reference substance, but its absolute concentration cannot be determined in relative pulse spectroscopy.
  • Absolute pulse spectroscopy determines substance concentrations that are present within the pulsating arterial or venous blood space. These can be both corpuscularly bound (i.e. Be part of blood cells or be dissolved within the blood plasma.
  • the determinable substances are not necessarily substances associated with hemoglobin. They can exist independently of this molecule.
  • This object is achieved in that light signals of a first wavelength are generated at two successive times T-_ and T 2 , that light signals of a second wavelength are generated at two successive times T 3 and T 4 , that at two successive times T s and T 6 light signals of a third wavelength are generated and this for n pairs of times at n wavelengths applies.
  • the times T x ... T n + 1 are in a well-defined temporal relationship to each other. Time differences between the times can be small and can be neglected in the evaluation in individual cases.
  • the evaluation unit takes into account the received signals of the photoreceiver for all n wavelengths according to a predetermined calculation scheme to determine a concentration of the blood component.
  • Another object of the present invention is to provide a device of the type mentioned in the introduction in such a way that improved measurement accuracy is achieved.
  • This object is achieved according to the invention in that at least three light sources are used which generate light of different wavelengths relative to one another and in that the evaluation unit has a computing module for performing logarithmizations as well as for divisions, multiplications, additions and subtractions.
  • a signal processing step for eliminating unknown parameters consists in that the evaluation unit takes into account a quotient of parameters resulting from measurement signals ("ratiometric method")
  • a transformation of a division into a subtraction that occurs during logarithization is exploited by taking into account a quotient from the logarithmized measured values.
  • a simple device structure is supported in that the light is generated by light-emitting semiconductor diodes. These classic emission diodes (or laser diodes) can be used as photometric emission elements without further spectral filtering.
  • 3 shows a schematic representation of the formation of the measured value variables Omega 1,2 and Omega 1,3 from two sampling times t x and t 2 three plethysmograms of different wavelengths
  • Fig. 6 absorption spectrum whole blood at sa02 approx. 98% and absorption spectrum water. Please note the spectral absorption curve H20 between 1000 [nm] and 1600 [nm],
  • Fig. 8 absorption spectrum of the clinical marker substance Evans-Blue (aqueous solution 70 [ ⁇ mol / 1])
  • the device for determining a concentration of blood components by measurement consists, for example, of consists of three light sources (1, 2, 3) and a number of photo receivers (4).
  • the light sources (1, 2, 3) are designed as light-emitting diodes, selected by a multiplexer and connected to a control unit (5).
  • the photo receivers are designed as light-emitting diodes, selected by a multiplexer and connected to a control unit (5).
  • the evaluation unit (6) has a computing module (7) which contains the measurement signals of the photo receiver
  • the determined concentrations of the blood components can be shown on a display (8) and / or passed on or saved via an output device (9).
  • the control unit (5) is connected to the evaluation unit (6) for function coordination.
  • Figure 2 shows a typical layer model to illustrate the basics of pulse spectroscopy. Shown is the weakening of the light intensity due to the absorption on the one hand in the non-pulsating tissue part (layer 1) and the weakening within the pulsating tissue part (layer 2), which causes the pulsating fluctuation in the emerging light intensity.
  • the measured light intensities are arithmetically linked at different times and with respect to different light wavelengths in such a way that certain unknown measurement parameters drop out.
  • the arithmetic logic of the measured values takes advantage of the fact that a division is transformed into a subtraction during logarithmization. If the quotient of two measured variables is thus formed at different points in time, the respective measured variable influencing but constant in time and unnecessary parameters drop out.
  • e are the molar extinctions on which the respective substances are based, c the respective concentrations.
  • D ⁇ is the total thickness of the constant tissue.
  • d A (t) is the pulse-cyclic, time-dependent thickness of the pulsating blood vessels.
  • hemoglobin derivatives are given, for example, with O 2 Hb and HbR. Then we get:
  • a blood component X can be determined non-invasively and continuously if the hemoglobin concentration c Hb is known (measured, for example, by reference method) (I).
  • the hemoglobin concentration c ⁇ itself can be determined if another pulsating absorber is known regarding its concentration (II). In principle, both determination methods can be implemented independently of one another.
  • Epsilon X and c x are the molar extinction and the concentration of a blood component that must not be hemoglobin-associated.
  • Relationships (6) and (6a) can be used to determine the substance concentration X, which may not be associated with hemoglobin.
  • This can be, for example, bilirubin or other native blood substances, and furthermore this substance X can be an iatrogenically applied substance, such as e.g. represent a dye marker substance.
  • iatrogenically administered substances can also be applied in order to dope native or pharmacologically active substances.
  • the measurement variable mentioned ⁇ 12 does not necessarily have to be the measurement variable on which the pulse oximetric determination of arterial oxygen saturation is based.
  • This determination equation of sa ⁇ 2 depends on the as yet unknown substance concentration CJJJ-, if A x ( ⁇ ) and S ( ⁇ 2 / Sl) are known. This concentration tion can now be determined that a further wavelength ⁇ 3 is introduced, and this is also used according to the given arrangement for determining sa ⁇ 2 .
  • a x ( ⁇ 3 ) c x ⁇ x ( ⁇ ] _) is the known absorption of a substance X.

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Abstract

The method and the device according to the invention are used for the non-invasive measurement of concentrations of blood components. At least one light source generates light using spectrophotometry and the light is guided to at least one photodetector through a tissue present at the location of application and supplied with pulsating blood. At least the measuring signal of the photodetector is guided to an evaluation unit. The light signals of a first, second, third to (n+1)<st> wavelength are generated at subsequent pairwise times T1 and T2, T3 and T4 and T5 and T6 to Tn and Tn+1. The evaluation unit takes into consideration the received signals of the photodetector for all wavelengths according to a defined arithmetic pattern and determines a concentration of the blood component. The inventive device comprises at least three light sources that generate light of different wavelength in relation to each other. The evaluation unit is provided with an arithmetic unit for carrying out logarithms, divisions, multiplications, additions and subtractions. The inventive method is especially used for determining the total hemoglobin concentration CHb and for determining physiological substances that are iatrogenically applied to the area that is supplied with pulsating blood.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Blut- komponenten mittels der Methode der ratiometrischen absoluten PulsspektroskopieMethod and device for determining blood components using the method of ratiometric absolute pulse spectroscopy
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur messtechnischen Bestimmung von Blutkomponenten, bei dem unter Anwendung der Spektralphotometrie von mindestens einer Lichtquelle Licht generiert und durch an einem Applikationsort befindliches perfundiertes Gewebe hindurch zu mindestens einem Fotoempfänger geleitet wird sowie bei dem mindestens ein Meßsignal des Fotoempfängers zu einer Auswertungseinheit geleitet wird.The invention relates to a method for the metrological determination of blood components in which light is generated using at least one light source using spectral photometry and is passed through perfused tissue located at an application site to at least one photo receiver, and in which at least one measurement signal from the photo receiver is sent to an evaluation unit becomes.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur meßtechnischen Bestimmung von Blutkomponenten, die mindestens eine Lichtquelle, mindestens einen Fotoempfänger sowie mindestens eine Auswertungseinheit aufweist, die mit dem Fotoempfänger verbunden ist. Derartige Verfahren und Vorrichtungen werden verwendet, um im Bereich der Medizintechnik Blutuntersuchungen durchführen zu können, ohne daß einem Patienten Blut entnommen werden muß. Typischerweise werden derartige Vorrichtungen beispielsweise an Fingern, Zehen, Ohren oder an der Nase eines Patienten angeordnet .The invention further relates to a device for the measurement of blood components by measurement, which has at least one light source, at least one photo receiver and at least one evaluation unit which is connected to the photo receiver. Such methods and devices are used in order to be able to carry out blood tests in the field of medical technology without having to take blood from a patient. Typically, such devices are arranged, for example, on a patient's fingers, toes, ears or on the nose.
Im Blutraum können Bestandteile unterschieden werden, welche eine Assoziation zu Hämoglobin aufweisen und solche, für die dies nicht gilt. Diejenigen Bestandteile, die mit Hämoglobin assoziiert sind, befinden sich vorwiegend in den roten Blutzellen und zu einem kleineren Anteil gelöst im Blut.In the blood space, a distinction can be made between components that have an association with hemoglobin and those that do not. Those components that are associated with hemoglobin are predominantly in the red blood cells and to a lesser extent dissolved in the blood.
Hämoglobinderivate können unterschieden werden inHemoglobin derivatives can be divided into
funktionelle und nicht - funktionelle Anteile. Funktionelle Anteile sind das 0∑ - Hämoglobin sowie die deoxygenierte Hämoglobinfraktion, während zu den dysfunktione11en Hämoglobinfraktionen vorwiegend Carboxymonoxid - Hämoglobin, Methämoglobin und Sulfhämoglobin zählen. functional and non-functional components. Functional components are the 0∑ - hemoglobin and the deoxygenated hemoglobin fraction, while the dysfunctional 11 hemoglobin fractions mainly include carboxymonoxide hemoglobin, methemoglobin and sulfhemoglobin.
Neben diesen Hämoglobinbestandteilen befinden sich eine Vielzahl weiterer, vom Hämoglobin unabhängige Substanzen innerhalb des Blutes. Diese besitzen zum Teil sowohl diagnostische als auch therapeutische Bedeutung. Es werden dabei native von iatrogen ap- plizierten Substanzen unterschieden.In addition to these hemoglobin components, there are a large number of other substances that are independent of hemoglobin within the blood. Some of these are of diagnostic and therapeutic importance. A distinction is made between native and iatrogenically applied substances.
Native Bestandteile sind solche, welche innerhalb des Blutraums physiologisch oder pathologisch verändert vorliegen. Iatrogene Substanzen sind vom Arzt applizierte Substanzen, z.B. Farbstoffe zur Markierung bestimmter klinischer Parameter. Eine diagnostische Methode, welche spektralphotome- trisch auf das pulsierende Blutkompartiment in biologischen Geweben Bezug nimmt, wird PULSSPEKTROSKOPIE genannt .Native components are those that are present within the blood space in a physiologically or pathologically modified manner. Iatrogenic substances are substances applied by the doctor, eg dyes for marking certain clinical parameters. A diagnostic method that uses spectrophotometry to refer to the pulsating blood compartment in biological tissues is called PULSE SPECTROSCOPY.
Dabei ist zu unterscheiden, ob mittels der Methode der Pulsspektroskopie relative Fraktionen bezüglich einer ReferenzSubstanz oder aber eine Absolutkonzentration erfasst wird. Demzufolge ist die fraktionelle oder relative Pulsspektroskopie von der absoluten PulsSpektroskopie zu unterscheiden.A distinction must be made here whether relative fractions with respect to a reference substance or an absolute concentration are recorded using the pulse spectroscopy method. As a result, fractional or relative pulse spectroscopy must be distinguished from absolute pulse spectroscopy.
Bekanntes Beispiel der relativen PulsSpektroskopie stellt die Bestimmung der arteriellen Sauerstoff- Sättigung mittels der Methode der Pulsoximetrie dar. Dabei wird der prozentuale Anteil des Hämoglobins bestimmt, welcher eine Anlagerung mit Sauerstoff auf eist . Hämoglobin ist in diesem Fall die Referenzsubstanz, sie ist als absolute Konzentration jedoch bei der relativen PulsSpektroskopie nicht bestimmbar.A well-known example of relative pulse spectroscopy is the determination of arterial oxygen saturation by means of the pulse oximetry method. The percentage of hemoglobin that accumulates with oxygen is determined. In this case, hemoglobin is the reference substance, but its absolute concentration cannot be determined in relative pulse spectroscopy.
Mittels der relativen Pulsspektroskopie sind ebenfalls z.B. dysfunktionelle Hämoglobinsättigungen, wie die Kohlenmonoxidsättigung, bestimmbar. Dies ist in verschiedenen Publikationen, - unter anderem vom Erfinder selbst -, in der Literatur beschrieben.Using relative pulse spectroscopy, e.g. dysfunctional hemoglobin saturations, such as carbon monoxide saturation, can be determined. This is described in various publications, including by the inventor himself, in the literature.
Die absolute Pulsspektroskopie ermittelt Substanzkonzentrationen, welche innerhalb des pulsierenden arteriellen oder venösen Blutraums vorliegen. Diese können dabei sowohl korpuskular gebunden sein (also Teil von Blutzellen sein oder innerhalb des Blutplasmas gelöst sein.Absolute pulse spectroscopy determines substance concentrations that are present within the pulsating arterial or venous blood space. These can be both corpuscularly bound (i.e. Be part of blood cells or be dissolved within the blood plasma.
Die bestimmbaren Substanzen sind grundsätzlich nicht notwendigerweise mit Hämoglobin assoziierte Substanzen. Sie können von diesem Molekül unabhängig vorliegen.In principle, the determinable substances are not necessarily substances associated with hemoglobin. They can exist independently of this molecule.
Es sind in der Literatur verschiedene Methoden der absoluten Pulsspektroskopie beschrieben. Gegenstand der Erfindung ist die neuartige Methode der ratiometrischen absoluten PulsSpektroskopie.Various methods of absolute pulse spectroscopy are described in the literature. The invention relates to the novel method of ratiometric absolute pulse spectroscopy.
Die bislang bekannten Verfahren und Vorrichtungen der absoluten Pulsspektroskopie sind derzeit noch nicht in ausreichender eise dazu geeignet, um mit einer akzeptablen klinischen Meßgenauigkeit die Bestimmung von BlutSubstanzkonzentrationen zu ermöglichen.The previously known methods and devices of absolute pulse spectroscopy are currently not sufficiently suitable to enable the determination of blood substance concentrations with an acceptable clinical measurement accuracy.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, mittels dem Verfahren der ratiometrischen absoluten PulsSpektroskopie eine Meßgenauigkeit zu erzielen, die für die Bestimmung von Substanzkonzentrationen als klinisch ausreichend zu bezeichnen ist .It is therefore an object of the present invention to use the method of ratiometric absolute pulse spectroscopy to achieve a measurement accuracy that can be described as clinically sufficient for the determination of substance concentrations.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zu jeweils zwei aufeinander folgenden Zeitpunkten T-_ und T2 Lichtsignale einer ersten Wellenlänge generiert werden, daß zu zwei aufeinander folgenden Zeitpunkten T3 und T4 Lichtsignale einer zweiten Wellenlänge generiert werden, daß zu zwei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten Ts und T6 Lichtsignale einer dritten Wellenlänge generiert werden und dies für n Paare von Zeitpunkten bei n - Wellenlängen gilt . Die Zeitpunkte Tx ... Tn+1 stehen in einem wohldefinierten zeitlichen Zusammenhang zueinander. Zeitunterschiede zwischen den Zeitpunkten können klein sein und im Einzelfall in der Auswertung vernachlässigt werden. Von der Auswertungseinheit werden die Empfangssignale des Photoempfängers für alle n Wellenlängen nach einem vorgegebenen Rechenschema zur Ermittlung einer Konzentration der Blut- komponente berücksichtigt.This object is achieved in that light signals of a first wavelength are generated at two successive times T-_ and T 2 , that light signals of a second wavelength are generated at two successive times T 3 and T 4 , that at two successive times T s and T 6 light signals of a third wavelength are generated and this for n pairs of times at n wavelengths applies. The times T x ... T n + 1 are in a well-defined temporal relationship to each other. Time differences between the times can be small and can be neglected in the evaluation in individual cases. The evaluation unit takes into account the received signals of the photoreceiver for all n wavelengths according to a predetermined calculation scheme to determine a concentration of the blood component.
Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart anzugeben, daß eine verbesserte Meßgenauigkeit erreicht wird.Another object of the present invention is to provide a device of the type mentioned in the introduction in such a way that improved measurement accuracy is achieved.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens drei Lichtquellen verwendet sind, die relativ zueinander Licht unterschiedlicher Wellenlängen generieren und daß die Auswertungseinheit ein Rechenmodul sowohl zur Durchführung von Loga- rithmierungen als auch von Divisionen, Multiplikationen, Additionen und Subtraktionen aufweist.This object is achieved according to the invention in that at least three light sources are used which generate light of different wavelengths relative to one another and in that the evaluation unit has a computing module for performing logarithmizations as well as for divisions, multiplications, additions and subtractions.
Durch die Messung der Lichtabsorption bei unterschiedlichen Wellenlängen und zu jeweils unterschiedlichen Zeitpunkten ist es möglich, durch eine geeignete Verknüpfung der Meßwerte miteinander unbekannte Parameter zu eliminieren. Hierdurch ist es weder nötig, diese Parameter gegebenenfalls aufwendig selbst zu bestimmen, noch müssen die Meßunge- nauigkeiten in Kauf genommen werden, die aus einer Elimination dieser Parameter resultieren. Es kann vielmehr durch die Elimination ein einfaches und äußerst genaues Verfahren bereitgestellt werden und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens kann mit relativ geringem Aufwand und somit preiswert produziert werden.By measuring the light absorption at different wavelengths and at different times, it is possible to eliminate unknown parameters by means of a suitable linking of the measured values. As a result, it is neither necessary to determine these parameters yourself in a time-consuming process, nor is it necessary to accept the measurement inaccuracies which result from the elimination of these parameters. Rather, the elimination can provide a simple and extremely precise method and an apparatus for carrying out this method can be produced with relatively little effort and therefore inexpensively.
Ein Signalverarbeitungsschritt zur Elimination von unbekannten Parametern besteht darin, daß von der Auswertungseinheit ein Quotient von aus Meßsignalen folgenden Parametern berücksichtigt wird, ("ratiometrisches Verfahren")A signal processing step for eliminating unknown parameters consists in that the evaluation unit takes into account a quotient of parameters resulting from measurement signals ("ratiometric method")
Eine bei der Logarith ierung erfolgende Transformation einer Division in eine Subtraktion wird dadurch ausgenutzt, daß ein Quotient aus den loga- rithmierten Meßwerten berücksichtigt wird.A transformation of a division into a subtraction that occurs during logarithization is exploited by taking into account a quotient from the logarithmized measured values.
Ein einfacher Geräteaufbau wird dadurch unterstützt, daß das Licht von lichtemittierenden Halbleiter - Dioden generiert wird. Diese klassischen Emissions - Dioden (oder Laserdioden) können ohne weitere spektrale Filterungen als photometrische Emissionselemente verwendet werden.A simple device structure is supported in that the light is generated by light-emitting semiconductor diodes. These classic emission diodes (or laser diodes) can be used as photometric emission elements without further spectral filtering.
Eine geringe Baugröße der Messeinrichtung wird dadurch unterstützt, daß das Empfangssignal von Halbleiter - Fotodioden empfangen wird. Diese Halbleiterphotodioden weisen verschiedenartige spektrale Empfindlichkeiten auf .A small size of the measuring device is supported in that the received signal is received by semiconductor photodiodes. These semiconductor photodiodes have different spectral sensitivities.
Eine einfache Generierung von Licht unterschiedlicher Emissionsfrequenzen kann dadurch erreicht werden, daß mindestens drei unterschiedliche Lichtquellen verwendet werden.A simple generation of light of different emission frequencies can be achieved by using at least three different light sources.
Ein typisches Anwendungsbeispiel besteht darin, daß die Konzentration an Gesamthämoglobin ermittelt wird. Insbesondere ist auch daran gedacht, daß Konzentrationen von Nicht-Hämoglobin assoziierten Bestandteilen ermittelt werden. Dies gilt sowohl für native als auch für iatrogen applizierte Blutsubstanzen.A typical application example is that the concentration of total hemoglobin is determined. In particular, it is also contemplated that concentrations of non-hemoglobin associated components are determined. This applies to both native and iatrogenic blood substances.
Ein Anwendungsbeispiel ist darin zu sehen, daß sowohl Derivate des Bilirubins als auch die Gesamt- konzentration des Bilirubins ermittelt wird.One application example is that both bilirubin derivatives and the total bilirubin concentration are determined.
Ebenfalls ist es möglich, daß eine Konzentration an Myoglobin ermittelt wird.It is also possible that a concentration of myoglobin is determined.
Darüber hinaus ist daran gedacht, daß Konzentrationen und deren Kinetiken von iatrogen applizierten Farbstoffen ermittelt werden.In addition, it is thought that concentrations and their kinetics of iatrogenically applied dyes are determined.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:Exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the drawings. Show it:
Fig. 1 Prinzip der Mehrwellenlängen - Messtechnik am biologischen Gewebe,1 Principle of multi-wavelengths - measurement technology on biological tissue,
Fig. 2 Zweischichten - Modell der Pulsspektroskopie unter Einschluß eines pulsierenden nicht - Hb assoziierten Absorbers der Konzentration cx sowie der spektralen Absorption ex (?) ,2 two-layer model of pulse spectroscopy including a pulsating non-Hb associated absorber of the concentration c x and the spectral absorption e x (?),
Fig. 3 Schematische Darstellung der Bildung der Messwertvariablen Omega 1,2 und Omega 1,3 aus zwei Abtastzeitpunkten tx und t2 an drei Plethysmogrammen unterschiedlicher Wellenlängen,3 shows a schematic representation of the formation of the measured value variables Omega 1,2 and Omega 1,3 from two sampling times t x and t 2 three plethysmograms of different wavelengths,
Fig. 4 Signalflußdiagramm der Methode RAPS cHb bezüglich der Bestimmung der Gesamt - Hämoglobinkonzentration cHb bei bekanntem pulsatiler Absorption einer Substanz X,4 signal flow diagram of the method RAPS cHb with regard to the determination of the total hemoglobin concentration c Hb with known pulsatile absorption of a substance X,
Fig. 5 Signalflußdiagramm der Methode RAPS cHb bezüglich der Bestimmung der Konzentration cx eines pulsatilen Absorbers mit den spektralen Absorptionen ex(?!) sowie ex(?2),(z.B. Bilirubin; Evans - Blue) bei bekannter Hämoglobinkonzentration cHb,5 signal flow diagram of the RAPS cHb method with regard to the determination of the concentration c x of a pulsatile absorber with the spectral absorptions e x (? ! ) And e x (? 2 ), (eg bilirubin; Evans - Blue) with known hemoglobin concentration cHb,
Fig. 6 Absorptionsspektrum Vollblut bei sa02 ca. 98 % sowie Absorptionsspektrum Wasser. Bitte beachten Sie den spektralen Absorptionsverlauf H20 zwischen 1000 [nm] und 1600 [nm] ,Fig. 6 absorption spectrum whole blood at sa02 approx. 98% and absorption spectrum water. Please note the spectral absorption curve H20 between 1000 [nm] and 1600 [nm],
Fig. 7 VIS und NIR Absorptionsspektren funktio- neller und dysfunktioneller Hb-Derivate,7 VIS and NIR absorption spectra of functional and dysfunctional Hb derivatives,
Fig. 8 Absorptionsspektrum der klinischen Markersubstanz Evans-Blue (wäßrige Lösung 70 [μmol/1] ) undFig. 8 absorption spectrum of the clinical marker substance Evans-Blue (aqueous solution 70 [μmol / 1]) and
Fig. 9 Einfluß eines pulsatilen nicht Hb- assoziierten Absorbers der Konzentration cx auf die pulsoximetrische Kalibration. Grundlage der Substanzbestimmung cx.Fig. 9 Influence of a pulsatile, non-Hb-associated absorber of the concentration c x on the pulse oximetric calibration. Basis of substance determination c x .
Die Vorrichtung zur meßtechnischen Bestimmung einer Konzentration von Blutkomponenten besteht beispiel- haft aus drei Lichtquellen (1, 2, 3) sowie einer Anzahl von Fotoempfängern (4) . Die Lichtquellen (1, 2, 3) sind als lichtemittierende Dioden ausgebildet, durch einen Multiplexer ausgewählt und an eine Steuereinheit (5) angeschlossen. Die FotoempfängerThe device for determining a concentration of blood components by measurement consists, for example, of consists of three light sources (1, 2, 3) and a number of photo receivers (4). The light sources (1, 2, 3) are designed as light-emitting diodes, selected by a multiplexer and connected to a control unit (5). The photo receivers
(4) sind mit einer Auswertungseinheit (6) über einen lichtphasen - synchronen Demultiplexer verbunden. Die Auswertungseinheit (6) weist ein Rechenmodul (7) auf, das die Meßsignale des Fotoempfängers(4) are connected to an evaluation unit (6) via a light phase synchronous demultiplexer. The evaluation unit (6) has a computing module (7) which contains the measurement signals of the photo receiver
(4) nach vorgegebenen Rechenvorschriften verarbeitet. Die ermittelten Konzentrationen der Blutbestandteile können über eine Anzeige (8) dargestellt und/oder über eine Ausgabeeinrichtung (9) weitergegeben oder abgespeichert werden. Zur Funktionskoordinierung ist die Steuereinheit (5) mit der Auswertungseinheit (6) verbunden.(4) processed according to specified calculation rules. The determined concentrations of the blood components can be shown on a display (8) and / or passed on or saved via an output device (9). The control unit (5) is connected to the evaluation unit (6) for function coordination.
Figur 2 zeigt ein typisches Schichtenmodell zur Veranschaulichung der Grundlagen der Puls- Spektroskopie. Dargestellt ist die Abschwächung der Lichtintensität durch die Absorption zum einen im nicht - pulsierenden Gewebeteil (Schicht 1) sowie die Schwächung innerhalb des pulsierenden Gewebeteils (Schicht 2) , welcher die pulsierende Schwankung der austretenden Lichtintensität hervorruft.Figure 2 shows a typical layer model to illustrate the basics of pulse spectroscopy. Shown is the weakening of the light intensity due to the absorption on the one hand in the non-pulsating tissue part (layer 1) and the weakening within the pulsating tissue part (layer 2), which causes the pulsating fluctuation in the emerging light intensity.
Im Bereich des Rechenmoduls (7) erfolgt eine rechnerische Verknüpfung der gemessenen Lichtintensitäten zu unterschiedlichen Zeitpunkten sowie bezüglich unterschiedlicher Lichtwellenlängen derart, daß bestimmte unbekannte Meßparameter herausfallen. Bei der rechnerischen Verknüpfung der Meßwerte wird ausgenutzt, daß bei einer Logarithmierung eine Division in eine Subtraktion transformiert wird. Wird somit der Quotient aus zwei Meßgrößen zu unter- schiedlichen Zeitpunkten gebildet, so fallen jeweilige Meßgröße beeinflussende jedoch zeitlich konstante und nicht notwendige Parameter heraus .In the area of the computing module (7), the measured light intensities are arithmetically linked at different times and with respect to different light wavelengths in such a way that certain unknown measurement parameters drop out. The arithmetic logic of the measured values takes advantage of the fact that a division is transformed into a subtraction during logarithmization. If the quotient of two measured variables is thus formed at different points in time, the respective measured variable influencing but constant in time and unnecessary parameters drop out.
Im Detail werden die nachfolgend erläuterten Rechenschritte bei der Meßwertverarbeitung durchgeführt. Dabei wird angenommen, daß in erster Näherung der Lichtdurchgang durch das Lambert-Bersche Gesetz beschrieben werden kann und die Schwächung des Lichts primär an folgenden biologischen Substanzen am Messort auftritt :The calculation steps explained below are carried out in detail during the processing of measured values. It is assumed that in a first approximation the passage of light can be described by the Lambert-Bers law and that the weakening of the light occurs primarily at the following biological substances at the measuring location:
1. an Hb-Derivaten1. on Hb derivatives
2. an Substanzen, die ebenfalls im pulsierenden Blutraum vorliegen aber nicht Hb - assoziiert sein müssen,2. substances that are also present in the pulsating blood space but do not have to be Hb-associated,
3. an nicht pulsierendem Konstantgewebe.3. on non-pulsating constant tissue.
Die Verhältnisse sind in Figur 2 veranschaulicht.The relationships are illustrated in FIG. 2.
Der Lichtdurchgang ist wie folgt für die Signale I gegeben (Figur 2) :The passage of light is given as follows for the signals I (FIG. 2):
' CHbV dAx ' x dA{t) ( 1 ) ' C HbV d A~ ε x' xd A {t) (1)
e sind die für die jeweiligen Substanzen zugrundeliegenden molaren Extinktionen, c die jeweils zugrundelie- genden Konzentrationen. Dκ ist die summarische Dicke des Konstantgewebes. dA(t) ist die pulszyklisch zeitabhängige Dicke der pulsierenden Blutgefäße.e are the molar extinctions on which the respective substances are based, c the respective concentrations. D κ is the total thickness of the constant tissue. d A (t) is the pulse-cyclic, time-dependent thickness of the pulsating blood vessels.
Werden zwei Zeitpunkte tl und t2 betrachtet, so fällt der Schwächungsanteil am Konstantgewebe heraus :If two points in time t1 and t2 are considered, the weakening part of the constant tissue falls out:
' CHbv ~r Sx ' CX +[dA(t2)-dÄ(tl)] ( 2 ) 'C Hbv ~ r S x ' C X + [d A (t 2 ) -d Ä (t l )] (2)
4(0 4 (0
mitWith
Dabei wird nach beidseitiger Logarithmierung:After logarithming on both sides:
Die Hämoglobinderivate seien beispielhaft mit O2 Hb und HbR gegeben. Dann ergibt sich:The hemoglobin derivatives are given, for example, with O 2 Hb and HbR. Then we get:
S X ' CX S X 'C X
'HbO, 'HbR saO. 2 + S bR Jr SX 'Hb (4 )'HbO,' HbR saO. 2 + S bR Jr S X 'Hb (4)
'Hb'Hb
mitWith
-ΗbO, saO (4a)-ΗbO, saO (4a)
'Hb saR= XflbR ( 4b)'Hb saR = XflbR (4b)
CHb C Hb
sa02 + aR- =1 ( 4C )sa0 2 + aR- = 1 (4C)
Damit ergeben sich nun zwei distinkte klinische Anwendungen der absoluten ratiometrischen Pulsspektroskopie . Zum einen kann eine Blutkomponente X non-invasiv und kontinuierlich bestimmt werden, falls die Hämoglobinkonzentration cHb bekannt ist (gemessen z.B. durch Referenzmethode) (I) . Zweitens kann die Hämoglobinkonzentration c^ selbst bestimmt werden, falls ein weiterer pulsierender Absorber bezüglich dessen Konzentration bekannt ist (II). Beide Bestimmungsverfahren sind grundsätzlich voneinander unabhängig realisierbar.This now results in two distinct clinical applications of absolute ratiometric pulse spectroscopy. On the one hand, a blood component X can be determined non-invasively and continuously if the hemoglobin concentration c Hb is known (measured, for example, by reference method) (I). Secondly, the hemoglobin concentration c ^ itself can be determined if another pulsating absorber is known regarding its concentration (II). In principle, both determination methods can be implemented independently of one another.
I. Bestimmung der Konzentration der Konzentration einer Substanz X im pulsierenden Bluträum.I. Determination of the concentration of the concentration of a substance X in the pulsating blood space.
Bekanntlich sind Epsilon X und cx die molare Extinktion sowie die Konzentration einer Blutkomponente, die nicht Hämoglobin - assoziiert sein tnuss .As is known, Epsilon X and c x are the molar extinction and the concentration of a blood component that must not be hemoglobin-associated.
Werden nun zwei Wellenlängen §3. und §2 ^n (^ eingeführt, so gilt nach Division aus (4) :If two wavelengths are now § 3 . and §2 ^ n (^ introduced, then after division from (4):
Dabei ist §1/2 die Meßwertvariable der beiden Wellenlängen ?! und ?2. Die Bildung der Messwertvaria- blen im Falle der 3 - Wellenlängen Pulsspektroskopie ist in Figur 3 dargestellt. Nach saθ2 aufgelöst ergibt sich:Is § 1/2 the measured variable of the two wavelengths? ! and ? 2nd The formation of the measured value Blen in the case of 3-wavelength pulse spectroscopy is shown in Figure 3. Dissolved after saθ 2 :
Dabei ist wichtig festzuhalten, daß mit der Beziehung die Modifikation der Bestimmung der arteriellen SauerstoffSättigung gegeben ist, wenn eine absorbierende Substanz X mit der Konzentration Cx und den Extinktionen §χ(§2) sowie § (§ι) sich innerhalb des pulsierenden Blutkompartiments aufhält. Dies kann auch explizit formuliert werden:It is important to note that the relationship modifies the determination of arterial oxygen saturation when an absorbing substance X with the concentration Cx and the extinctions §χ (§ 2 ) and § (§ι) is within the pulsating blood compartment. This can also be formulated explicitly:
Die Beziehungen (6) beziehungsweise (6a) können herangezogen werden um die Substanz - Konzentration X zu bestimmen, welche nicht - Hämoglobin assoziiert sein kann. Es kann sich dabei zum Beispiel um Bili- rubin oder um andere native Blutsubstanzen handeln, und weiter kann diese Substanz X eine iatrogen ap- plizierte Substanzen, wie z.B. eine Färbstoffmarker - Substanz darstellen. Diese iatrogen applizierten Substanzen können ebenfalls appliziert werden um eine Dotierung nativer oder pharmakologisch wirksamer Substanzen durchzuführen.Relationships (6) and (6a) can be used to determine the substance concentration X, which may not be associated with hemoglobin. This can be, for example, bilirubin or other native blood substances, and furthermore this substance X can be an iatrogenically applied substance, such as e.g. represent a dye marker substance. These iatrogenically administered substances can also be applied in order to dope native or pharmacologically active substances.
Mit bekannter arterieller SauerstoffSättigung sa02 (z.B. durch die Pulsoximetrie) , bekannter Konzen- tration des Hämoglobins cHb (z.B. per Referenzmethode) , kann schließlich cx bestimmt werden, da alle betreffenden molaren Extinktionen sowie die Mess- wertvariablen §12 der Pulsspektroskopie bekannt sind.With known arterial oxygen saturation sa0 2 (e.g. by pulse oximetry), known concentration tration of the hemoglobin c Hb (eg using a reference method), c x can finally be determined, since all relevant molar extinctions as well as the measured value variables § 12 are known from pulse spectroscopy.
In Figur 9 ist der Einfluß einer Konzentration cx auf die ideale pulsoximetrische Kalibration beispielhaft dargestellt (?x = 660 [nm] , ?2 = 905 [nm] ; cx / cHb = 0,25, ßx (660, 905) = 3). Es ist zu beachten, dass sich abhängig von cx für jeden Wert der Messwertvariablen §1;2 die Zuordnung zur SauerstoffSättigung charakteristisch ändert .FIG. 9 shows an example of the influence of a concentration c x on the ideal pulse oximetric calibration (? X = 660 [nm],? 2 = 905 [nm]; c x / c Hb = 0.25, ß x (660, 905 ) = 3). It should be noted that depending on c x , the assignment to oxygen saturation changes characteristically for each value of the measured value variable § 1; 2 .
Es ist darauf hinzuweisen, dass es sich bei der genannten Messwertvariablen §12 nicht notwendigerweise um diejenige Messwertvariable handeln muss, welche der pulsoximetrischen Bestimmung der arteriellen Sauerstoff - Sättigung zu Grunde liegt.It should be pointed out that the measurement variable mentioned § 12 does not necessarily have to be the measurement variable on which the pulse oximetric determination of arterial oxygen saturation is based.
II. Bestimmung der Gesamthämoglobin - Konzentration Cm, bei vorbekannter Substanzkonzentration cx II. Determination of the total hemoglobin concentration C m , with previously known substance concentration c x
Mit den Definitionen des spektralen Extinktions- verhältnisses i§χ(§2/-$l) sowie der Absorption Ax(§) =With the definitions of the spectral extinction ratio i§χ (§ 2 / - $ l ) and the absorption A x (§) =
«x («) cx ergibt sich:«X ( « ) c x results in:
Diese Bestimmungsgleichungen von saθ2 hängt von der noch unbekannten Stoffkonzentration CJJJ-, ab, falls Ax(§) und S (§2/Sl) bekannt sind. Diese Konzentra- tion kann nun damit bestimmt werden, daß eine weitere Wellenlänge §3 eingeführt wird, und diese ebenfalls entsprechend der gegebenen Anordnung zur Bestimmung von saθ2 herangezogen wird.This determination equation of saθ 2 depends on the as yet unknown substance concentration CJJJ-, if A x (§) and S (§2 / Sl) are known. This concentration tion can now be determined that a further wavelength § 3 is introduced, and this is also used according to the given arrangement for determining saθ 2 .
Es ergibt sich dann analog zu Gleichung (7) mit der zusätzlichen Meßvariablen ^This then results analogously to equation (7) with the additional measurement variable ^
1,3 *1.3 *
Die Bezeichnungen (7) sowie (8) stellen nun zwei unabhängige Berechnungsbeziehungen für die Sättigung saθ2 dar. Diese kann nur eliminiert werden und die unbekannte Cjjk ermittelt werden. Es ergibt sich dann:The designations (7) and (8) now represent two independent calculation relationships for the saturation saθ 2. This can only be eliminated and the unknown Cjjk determined. The result is:
_ Ax(A1)- [AE-ι+ßx(A2i) -nU2 -AE -ßx(A3i)-n = z(ΛΛ )_ A x (A 1 ) - [AE-ι + ß x (A 2 , λ i ) -n U2 -AE -ß x (A 3 , λ i ) -n = z (ΛΛ)
'Hb (9) ε R (4 ) 6 ~ Δ^]+ ε R (4 ) ΔE ΩIι3 - εHbR2 ) ΩI>2 N(4 , λ2 ,λ, )'Hb (9) ε R (4) 6 ~ Δ ^] + ε R (4) ΔE Ω Iι3 - ε HbR2 ) Ω I> 2 N (4, λ 2 , λ,)
Dabei ist Ax3)= cx §x (§]_) die bekannte Absorption einer Substanz X.A x3 ) = c x § x (§] _) is the known absorption of a substance X.
Mit dem zählterm Z : Z{λ ,λ2, ) / _With the counted Z: Z {λ, λ 2 ,) / _
/ (4) ~ / (4) ~
+ ϊSHb02 (4 ) - SHbR + ϊ S Hb0 2 (4) - S HbR
+ (4 ) - «ÄSÄ (4 )J ■ Ω + (4) - «ÄSÄ (4) J ■ Ω
Sowie dem Nennerterm N:As well as the denominator term N:
N(4»4'4) = N (4 »4'4) =
IψHbO, (4 ) - SHbR (4 ) • εHbR (Λ ) - ψHb02 (4 ) ~ *ffM (4 ) " ^WJ (4 )] • ΩI,2 • Ω.,3IψHbO, (4) - S HbR (4) • ε HbR (Λ) - ψHb0 2 (4) ~ * ff M (4) "^ WJ (4)] • Ω I, 2 • Ω ., 3
+ +
+ Ll≤:/ϊÄo2( )"6r^Λ(4j-5'mΛ(4)_l£rrao2(4)_£:4Ä(4j'£:ffiÄ( )J "ι1.3+ Ll ≤: / ϊÄo 2 () "6r ^ Λ (4j -5 ' mΛ (4) _ l £ r rao 2 (4) _ £: 4Ä (4j' £: ffiÄ () J " ι1.3
Die Bestimmungen der gesuchten Konzentration c^b ist deshalb eindeutig, weil sie aus den gemessenen Meßwertvariablen sowie den vorbekannten Extinktionen bestimmt wird. Das gesamte dargestellte Verfahren gilt für die Annahme einer idealisierten Lambert - Beer'sehen Schwächung. Diese vereinfachende physikalische Modellbildung kann per empirisch modifizierter Modellbildungen an die realen Verhältnisse bzw. der optischen Eigenschaften der biologischen Applikationsorte angepasst werden.The provisions of the desired concentration c ^ bi st so clearly because it is determined from the measured Meßwertvariablen and the known extinctions. The entire procedure shown applies to the assumption of an idealized Lambert - Beer's weakening. This simplifying physical modeling can be adapted to the real conditions or the optical properties of the biological application sites by empirically modified modeling.
Beim Vorliegen mehrerer dysfunktione11er Hb - Fraktionen ist die Bestimmung der Gesamt - Hämoglobinkonzentration durch das Einführen weiterer Licht - Wellenlängen durchzuführen. Im Ergebnis erlaubt die absolute ratiometrische Puls- spektroskopieIf several dysfunctional 11 Hb fractions are present, the total hemoglobin concentration must be determined by introducing additional light wavelengths. As a result, absolute ratiometric pulse spectroscopy allows
(1) die Bestimmung der Hämoglobinkonzentration cHb und deren Derivate beim Vorliegen der Konzentration cs eines iatrogen applizierten oder nativen Absorbers X, welcher nicht Hb - assoziiert sein uss.(1) the determination of the hemoglobin concentration c Hb and its derivatives in the presence of the concentration c s of an iatrogenically applied or native absorber X which must not be Hb - associated.
(2) die Bestimmung der Konzentration cx einer nativ vorliegenden oder iatrogen applizierten Substanz X des pulsierenden Blutraums, falls die Konzentration CHb des Hämoglobins vorliegt. (2) the determination of the concentration c x of a natively present or iatrogenically administered substance X of the pulsating blood space if the concentration C Hb of the hemoglobin is present.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Noninvasives Verfahren zur messtechnischen Bestimmung von Blutkomponenten, bei dem unter Anwendung der Spektralphotometrie die von mindestens einer Lichtquelle Licht generiert und durch an einem Applikationsort befindliches Gewebe hindurch zu mindestens einem Fotoempfänger geleitet wird, sowie bei dem mindestens ein Meßsignal des Fotoempfängers zu einer Auswertungseinheit geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zu jeweils zwei aufeinander folgenden Zeitpunkten Tx und T2 LichtSignale einer ersten Wellenlänge generiert werden, daß zu zwei aufeinander folgenden Zeitpunkten T3 und T4 Lichtsignale einer zweiten Wellenlänge generiert werden, daß zu zwei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten Ts und Ts Lichtsignale einer dritten Wellenlänge generiert werden, und dies für n Wellenlängen bezüglich der Zeitpunkte Tn und Tn+1 gilt . Die Zeitpunkte Tx ... Tn+1 stehen in einem wohldefinierten zeitlichen Zusammenhang zueinander. Zeitunterschiede zwischen einzelnen Zeitpunkten können klein sein. Die Auswertungseinheit berücksichtigt die Empfangssignale des Fotoempfängers für alle n Wellenlängen nach einem vorgegebenen Rechenschema zur Ermittlung einer Konzentration der Blutkomponente .1. Non-invasive method for the metrological determination of blood components, in which, using spectrophotometry, the light generated by at least one light source and passed through tissue located at an application site to at least one photo receiver, and in which at least one measurement signal from the photo receiver is sent to an evaluation unit is characterized in that at two successive times T x and T 2 light signals of a first wavelength are generated, that at two successive times T 3 and T 4 light signals of a second wavelength are generated that at two successive times T s and T s light signals of a third wavelength are generated, and this applies to n wavelengths with respect to the times T n and T n + 1 . The times T x ... T n + 1 have a well-defined temporal relationship to each other. Time differences between individual times can be small. The evaluation unit takes into account the reception signals of the photo receiver for all n wavelengths according to a predetermined calculation scheme to determine a concentration of the blood component.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der Auswertungseinheit ein Quotient der Meßsignale berücksichtigt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a quotient of the measurement signals is taken into account by the evaluation unit.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte logarithmiert werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the measured values are logarithmic.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Quotient aus den logarithmierten Meßwerten berücksichtigt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a quotient of the logarithmic measured values is taken into account.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht von lichtemittierenden Dioden generiert wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the light is generated by light-emitting diodes.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangssignal von einer Fotodiode empfangen wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the received signal is received by a photodiode.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei unterschiedliche Lichtquellen verwendet werden.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that at least three different light sources can be used.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Konzentration an Gesamthämoglobin ermittelt wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that a concentration of total hemoglobin is determined.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche l bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Konzentration von Nicht-Hämoglobin assoziierten Bestandteilen ermittelt wird.9. The method according to any one of claims l to 7, characterized in that a concentration of non-hemoglobin-associated components is determined.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Konzentration an Bilirubin ermittelt wird.10. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that a concentration of bilirubin is determined.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Konzentration an Myoglobin ermittelt wird.11. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that a concentration of myoglobin is determined.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet, daß eine Konzentration an iatrogen applizierten Farbstoffen ermittelt wird.12. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that a concentration of iatrogenically applied dyes is determined.
13. Vorrichtung zur meßtechnischen Bestimmung von Blutkomponenten, die mindestens eine Lichtquelle, mindestens einen Fotoempfänger sowie mindestens eine Auswertungseinheit aufweist, die mit dem Fotoempfänger verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Lichtquellen (1, 2, 3) verwendet sind, die relativ zueinander Licht unterschiedlicher Wellenlängen generieren und daß die Auswertungseinheit (6) ein Rechenmodul (7) sowohl zur Durchführung von Logarithmierungen als auch von Divisionen, Multiplikationen, Additionen und Subtraktionen aufweist.13. Device for measuring blood components, which has at least one light source, at least one photo receiver and at least one evaluation unit which is connected to the photo receiver, characterized in that at least three light sources (1, 2, 3) are used, which generate light of different wavelengths relative to one another and that the evaluation unit (6) has a computing module (7) both for carrying out logarithms and for divisions, multiplications, additions and subtractions.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens, eine der Lichtquellen (1, 2, 3) als eine lichtemittierende Diode ausgebildet ist.14. The apparatus according to claim 13, characterized in that at least one of the light sources (1, 2, 3) is designed as a light-emitting diode.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotoempfänger (3) als eine Fotodiode ausgebildet ist.15. The apparatus according to claim 13 or 14, characterized in that the photo receiver (3) is designed as a photodiode.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis16. The device according to one of claims 13 to
15, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen (1, 2, 3) jeweils Licht in einem eng begrenzten Frequenzband generieren.15, characterized in that the light sources (1, 2, 3) each generate light in a narrowly limited frequency band.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis17. The device according to one of claims 13 to
16, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Lichtquellen (1, 2, 3) Licht mit einer Wellenlänge von etwa 660 μm generiert.16, characterized in that one of the light sources (1, 2, 3) generates light with a wavelength of about 660 microns.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Lichtquellen (1, 2, 3) Licht mit einer Wellenlänge von etwa 805 μ generiert. 18. Device according to one of claims 13 to 16, characterized in that one of the light sources (1, 2, 3) generates light with a wavelength of about 805 μ.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Lichtquellen (1, 2, 3) Licht mit einer Wellenlänge von etwa 950 μm generiert. 9. Device according to one of claims 13 to 16, characterized in that one of the light sources (1, 2, 3) generates light with a wavelength of about 950 microns.
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