用于测量发色团浓度的改变的测量装置和设备制造方法及图纸

本公开涉及用于测量发色团浓度的改变的测量装置和设备。提供了一种测量装置(100)，用于装配到动物身体用于测量该动物身体内发色团浓度的改变。测量装置(100)具有多个设备(120)。每个设备(120)具有用于朝着动物身体发射光的光源(122)和用于检测从所述动物身体返回的光的光检测器(124)。设备控制器(126)从主控制器(160)接收信号并将信号发送到主控制器(160)。所述多个设备(120)的设备控制器(126)分别被连接到连接布置(150)。分别被连接到连接布置(150)。分别被连接到连接布置(150)。

【技术实现步骤摘要】
用于测量发色团浓度的改变的测量装置和设备
[0001]本分案申请是基于申请号为201780064317.3，申请日为2017年8月18日，专利技术名称为“用于测量发色团浓度的改变的测量装置和设备”的中国专利申请的分案申请。


[0002]本公开涉及用于测量生物介质中发色团(chromophore)浓度的改变的装置和设备。

技术介绍

[0003]存在许多其中能够测量生物介质中发色团浓度的改变是有用的应用。已知的装置对于受验者来说往往体积大且不舒服。已知的装置还经受低水平的信噪比，特别是因为信号强度常常非常低，而噪声水平可能非常高，这会掩盖要获得的信号。使用已知的设备和装置对生物介质中发色团的浓度成像也是困难或费力的。

技术实现思路

[0004]根据本文公开的第一方面，提供了一种用于装配到动物身体的测量装置，用于测量该动物身体内发色团浓度的改变，该测量装置包括：
[0005]多个设备，每个设备具有用于向在使用中被装配了测量装置的动物身体发射光的光源、用于检测从所述动物身体返回的光的光检测器，以及用于从主控制器接收信号和向主控制器发送信号的设备控制器；以及，
[0006]连接布置，所述多个设备的设备控制器被分别连接到该连接布置。
[0007]该装置对于使用该装置的技术人员和在使用中被装配了该装置的受验者都是方便的。该装置的示例使得能够从动物身体快速收集数据并促进对所研究区域的成像。使设备控制器被提供在所述设备上促进了装置的模块化，如在一些示例中，所述设备可以更容易地被连接到装置的不同位置和从装置的不同位置移除，并因此可以在需要时或在有用时重新定位。
[0008]从所述动物身体出射的光可以是例如反射光或透射光等，所述光在每种情况下最终得自由光源发射在动物身体处或发射到动物身体内的光。一般而言，该“光”可以是可见光或不可见光。
[0009]在示例中，设备的光源被布置成发射近红外光。这可以在例如600nm至1000nm的范围内。
[0010]在示例中，每个设备包括至少两个光源，其中第一光源布置成发射第一波长的光并且第二光源布置成发射不同于所述第一波长的第二波长的光。在一些示例中，使用多个波长使得能够更容易地区分来自不同发色团的信号。通过具体应用中的具体示例，使用多个波长使得由于较不主要发色团导致的信号能够更容易地与由于血红蛋白(其是哺乳动物组织中最主要的发色团)导致的信号区分开，并且因此例如提供有关组织氧合、血液动力学和新陈代谢的更完整和准确的信息。
[0011]在示例中，至少两个光源之间的距离不大于所述至少两个光源中的每一个光源与光检测器之间的距离的15％。所述光源可以作为光源单元的部件被提供。期望光源尽可能紧密地被同一定位，特别是在光源发射不同波长的情况下，因为可以以高准确度假设或至少近似所述测量对相同体积的组织进行采样。
[0012]在示例中，连接布置至少部分地由具有多个连接器端口的共享总线提供，所述设备的至少一些设备的设备控制器被分别连接到所述多个连接器端口。共享总线可以是例如共享串行通信总线。在示例中，所述设备的至少一个设备具有用于将该设备可移除地连接到共享总线的连接器。
[0013]在示例中，所述设备的至少一个设备包括将该设备连接到共享总线的柔性导体。
[0014]在示例中，连接布置至少部分地由布线方案提供，其中多个设备按顺序被连接。
[0015]在示例中，连接布置至少部分地由所述设备的至少一些设备之间的无线连接提供。
[0016]在示例中，该装置包括多个坞(dock)，每个坞用于可移除地接纳相应的设备。所述坞的至少一些坞可以包括电连接器，用于在连接布置和在坞中接纳的设备的设备控制器之间建立连接。
[0017]在示例中，所述设备包括法拉第笼，它至少封住该设备的光检测器。在为光检测器提供放大器的情况下，所述设备的法拉第笼还可以封住放大器。
[0018]在示例中，每个所述设备包括：
[0019]用于光检测器的电荷
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数字转换器，该电荷
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数字转换器具有多个放大器及模数转换器，其中：
[0020]多个放大器被布置为产生电压输出；以及，
[0021]模数转换器被布置为读取由所述放大器之一输出的电压，而所述放大器的另一个正在累积或转换来自光检测器的电荷。这使得所述设备能够连续操作。所述放大器可以是例如电荷积分放大器。
[0022]在示例中，每个所述设备包括：
[0023]用于光检测器的电流
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数字转换器，该电流
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数字转换器具有跨阻抗放大器和模数转换器，其中：
[0024]所述跨阻抗放大器被布置为产生电压输出；以及，
[0025]所述模数转换器被布置为读取由所述放大器输出的电压。
[0026]在示例中，每个所述设备包括衬底，光源、光检测器和设备控制器被布置在衬底中。该衬底可以对由光源发射的光是透明的。
[0027]在示例中，每个所述设备包括多个光导，其中：
[0028]第一光导被布置为将来自光源的光引导到所述动物身体；以及，
[0029]第二光导被布置为将来自所述动物身体的光引导到光检测器。
[0030]在示例中，第一光导一般是圆柱形的并且被围绕光源布置。
[0031]在示例中，第二光导一般是圆柱形的并且被围绕光检测器布置。
[0032]第一和第二光导可以作为分开的部件的一部分提供，该部分可以可移除地放置在光源和光检测器上。这使得光导能够容易地被移除以便清洁或更换(例如，在对不同的受验者或生物介质使用之前)。
[0033]在示例中，每个设备的设备控制器是微控制器，并且每个设备包括用于存储从主控制器和光检测器中的至少一个接收的数据的本地存储器。该本地存储器可以是微控制器的一部分和/或与微控制器分开提供。
[0034]在示例中，设备控制器被布置为根据从主控制器接收的信号将信号发送到光源，并且被布置为根据从光检测器接收的信号将信号发送到主控制器。
[0035]在示例中，所述信号包括光源强度指令、时钟信号和数据信号中的至少一个。
[0036]在示例中，至少一个设备包括电极，该电极被布置为测量在介质中产生的电信号，以便非侵入性地监视在该介质中的电活动。该设备可以被用于获得例如同时脑电图(EEG)测量。
[0037]在示例中，该装置包括：
[0038]主控制器，用于向所述设备发送信号和从所述设备接收信号；以及，
[0039]被布置在主控制器和所述设备的至少一个设备之间的连接，该连接被布置为在主控制器和所述设备之间中继信号，该信号包括光源强度指令、时钟信号和数据信号中的至少一个；
[0040]主控制器被布置为生成系统时钟并发起与所述设备的通信。
[0041]根据本文公开的第二方面，提供了一种用于与如上所述的测量装置一起使用的用于测量生物介质中发色团浓度的改变的设备，该设备包括：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于装配到动物身体的测量装置，用于测量动物身体内发色团浓度的改变，该测量装置包括：多个设备，每个设备具有用于向在使用中被装配了测量装置的动物身体发射光的光源、用于检测从所述动物身体返回的光的光检测器、以及用于从主控制器接收信号和向主控制器发送信号的设备控制器；以及，连接布置，所述多个设备的设备控制器被分别连接到该连接布置。2.如权利要求1所述的测量装置，其中所述连接布置至少部分地由具有多个连接器端口的共享总线提供，所述设备中的至少一些设备的设备控制器被分别连接到所述多个连接器端口。3.如权利要求2所述的测量装置，其中所述共享总线是共享串行通信总线。4.如权利要求2或权利要求3所述的测量装置，其中所述设备中的至少一个设备具有用于将该设备可移除地连接到所述共享总线的连接器。5.如权利要求1至4中任一项所述的测量装置，其中所述设备中的至少一个设备包括将该设备连接到所述共享总线的柔性导体。6.如权利要求1至5中任一项所述的测量装置，其中所述连接布置至少部分地由其中所述多个设备被顺序连接的布线方案提供。7.如权利要求1至6中任一项所述的测量装置，其中所述连接布置至少部分地由所述设备中的至少一些设备之间的无线连接提供。8.如权利要求1至7中任一项所述的测量装置，包括多个坞，每个坞用于可移除地接纳相应的设备。9.如权利要求8所述的测量装置，其中所述坞中的至少一些坞包括电连接器，用于在所述连接布置和在所述坞中接纳的设备的所述设备控制器之间建立连接。10.如权利要求1至9中任一项所述的测量装置，其中所述设备包括法拉第笼，该法拉第笼至少封住所述设备的所述光检测器。11.如权利要求1至10中任一项所述的测量装置，其中至少一个设备的光源被布置为发射近红外光。12.如权利要求1至11中任一项所述的测量装置，其中所述多个设备中的每一个设备包括至少两个光源，其中第一光源被布置为发射第一波长的光并且第二光源被布置为发射与所述第一波长不同的第二波长的光。13.如权利要求12所述的测量装置，其中所述至少两个光源之间的距离不大于所述至少两个光源中的每一个光源与所述光检测器之间的距离的15％。14.如权利要求1至13中任一项所述的测量装置，所述多个设备中的每一个设备包括：用于所述光检测器的电荷
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数字转换器，该电荷
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数字转换器具有多个放大器及模数转换器，其中：所述多个放大器被布置为产生电压输出；以及，所述模数转换器被布置为读取由所述放大器中的一个放大器输出的电压，而所述放大器中的另一个放大器正在累积或转换来自所述光检测器的电荷。15.如权利要求1至13中任一项所述的测量装置，所述多个设备中的每一个设备包括：用于所述光检测器的电流
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数字转换器，该电流
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数字转换器具有跨阻抗放大器和模数
转换器，其中：所述跨阻抗放大器被布置为产生电压输出；以及，所述模数转换器被布置为读取由所述放大器输出的电压。16.如权利要求1至15中任一项所述的测量装置，所述多个设备中的每一个设备包括衬底，光源、光检测器和设备控制器被布置在所述衬底中。17.如权利要求16所述的测量装置，其中所述衬底对于由所述光源发射的光是透明的。18.如权利要求1至17中任一项所述的测量装置，所述多个设备中的每一个设备包括多个光导，其中：第一光导被布置为将来自所述光源的光引导到动物身体；以及，第二光导被布置为将来自所述动物身体的光引导到所述光检测器。19.如权利要求18所述的测量装置，其中所述第一光导一般是圆柱形的并且被围绕所述光源布置。20.如权利要求18或权利要求19所述的测量装置，其中所述第二光导一般是圆柱形的并且被围绕所述光检测器布置。21.如权利要求18至20中任一项所述的测量装置，其中用于设备的所述光导被支撑在用于该设备的光导布置中。22.如权利要求1至21中任一项所述的测量装置，其中每个设备的设备控制器是微控制器，并且每个设备包括用于存储从主控制器和光检测器中的至少一个接收的数据的本地存储器。23.如权利要求1至22中任一项所述的测量装置，其中所述设备控制器被布置为根据从主控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：高尔实验室有限公司，
类型：发明
国别省市：