[发明专利]用于使用光测量诸如胆红素的分析物的装置和方法

说明书

本发明涉及用于使用光测量诸如像胆红素的组织分析物的装置和方法，以及，在一个特定实施例中，涉及在诸如新生儿的个体中的组织分析物水平的估计，并且，更具体地，涉及确定经皮胆红素（TcB）以及基于其估计总血清胆红素（TSB）的装置和方法。

新生儿黄疸是新生婴儿的皮肤和其他组织的变黄。通常，高于5mg/dL的胆红素水平出现新生儿的临床黄胆。对有黄疸的新生儿的护理通常需要总血清胆红素（TSB）的测量和监测，这最通常地是通过分析婴儿的血浆或血清样品来确定的。然而，如将要理解地，从婴儿抽血用于这样的分析引起疼痛和创伤。这一事实己带来数个种用于TSB的估计的无创技术的发展。

一种被称为经皮胆红素测定法的用于TSB的估计的特定无创方法，涉及经皮胆红素（TcB）的测量。该方法依赖于TcB和TSB之间的高度相关性。经皮胆红素测定设备通过将光线引导到新生儿的皮肤中并且探测从新生儿的皮下组织反射回的特定波长而工作。所使用的波长的数量因不同的设备而异。所探测到的光学信号被光电探测器，例如光电二极管，转换为电信号，并且使用控制器分析所述电信号以基于所反射的信号的强度生成TSB值。在很多这样的设备中，将白光源与分光计相组合以进行所需的测量。尽管是有效的，但这一解决方案远比它所需要的要昂贵，因为在确定TSB的分析中不是所有的光谱带都被使用。类似的问题也存在于使用光来测量诸如其他血液或皮肤分析物的其他组织分析物的设备。类似的问题也存在于使用光来测量其他非组织分析物的设备，例如，在例如是油漆或有色表面中检测颜色的设备。

因而，在使用光的分析物分析，例如经皮胆红素测定法，的领域中存在改进空间。

在一个实施例中，一种用于监测，例如但不限于，组织分析物水平（例如，胆红素水平）的分析物测量设备，其包括：数个窄带光源，每个窄带光源被构造为发射覆盖数个波长的光的光谱；以及数个探测器组件，其被配置为接收从受试者（例如，受试者的皮下组织）反射的光。探测器组件中的每个包括滤波器和光电探测器，每个滤波器被构造为透射主透射带以及一个或多个透射边带，其中，对于每个窄带光源，其光谱包括落在所述滤波器中的至少一个的透射带内的一个或多个波长，并且其中，对于每个窄带光源，其光谱不包括落在任何光学滤波器的所述一个或多个透射边带内的任何波长。

在另一实施例中，提供一种估计受试者的诸如组织分析物（例如胆红素）的分析物的水平的方法，其包括如下步骤：将光线从数个光源引导向所述受试者（例如，引导向所述受试者的皮肤），每个光源发射覆盖数个波长的光的光谱，其中，响应于所述引导，反射光被所述受试者（例如，所述受试者的经皮组织）反射；使用数个滤波器对所述反射光进行滤波，每个滤波器被构造为透射主透射带以及一个或多个透射边带，其中，对于每个光源，其光谱包括落在所述滤波器中的至少一个的透射带内的一个或多个波长，并且其中，对于每个光源，其光谱不包括落在任何光学滤波器的所述一个或多个透射边带内的任何波长，所述滤波产生与每个滤波器相关联的经滤波的光；以及，基于与每个滤波器相关联的经滤波的光，确定估计的分析物水平，例如胆红素水平。

在参考附图考虑以下描述和权利要求书后，本发明的这些和其他目的、特征和特性、以及操作的方法、相关的结构元件的功能、各部分的组合和制造的经济性将会变得显而易见，所有附图构成本说明书的一部分，其中各附图中相同的附图标记代表相应的部分。然而，将要明确理解，附图仅出于图示和描述的目的并且不旨在限定本发明的限度。如在说明书中和权利要求中所使用，单数形式“一”包括复数指代，除非在上下文中明确指出不是。

图1是根据本发明的示范性实施例的胆红素测量设备的方框图。

图2是针对图1的胆红素测量设备中可能采用的示范性光学滤波器的透射与波长的曲线图。

图3是针对图1的胆红素测量设备的特定实施例中可能使用的两个窄带光源的强度与波长的曲线图。

图4是针对图1的胆红素测量设备的特定实施例中可能采用的三个光学滤波器的透射与波长的曲线图。

图5示出了基于被图3的光源照明的图4的滤波器的所测得的有效滤波器响应。

本文中所用的方向性词语，例如但不限于，顶部、底部、左、右、上部、下部、前、后，以及它们的派生，涉及附图中所示元件的取向并且不是限制权利要求的，除非在那里明确记载。

如本文中所采用，两个或更多个部分或部件被“耦合”到一起的表述将意味这些部分结合到一起或一起工作，不管是直接地还是通过一个或多个中间部分或部件。