專利名稱：用于光學(xué)檢測關(guān)節(jié)狀況的光學(xué)檢測方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于光學(xué)檢測關(guān)節(jié)狀況的光學(xué)檢測方法和裝置。
背景技術(shù)：
在本申請的上下文中，應(yīng)將術(shù)語光理解為非電離的電磁輻射的意思，特別是帶有介于400nm和1400nm之間范圍內(nèi)的波長的非電離的電磁輻射。術(shù)語身體部位的意思是人或動(dòng)物身體的部位。術(shù)語阻塞既包括完全阻塞又包括在很大程度上阻塞。一般地，本發(fā)明涉及光學(xué)檢測關(guān)節(jié)狀況，特別是涉及諸如風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(RA)那樣的關(guān)節(jié)疾病的光學(xué)檢測。對這種關(guān)節(jié)疾病的治療是分階段的。通常，患者首先服用止痛藥。 隨后往往是非留體抗炎藥物(NSAID)和緩解疾病的抗風(fēng)濕性藥物(DMARD)。在很多情況下， 用藥物治療的最后階段是使用生物療法。最后一類特別昂貴，而且治療能夠使每位患者每年花費(fèi)數(shù)萬美元。此外，在較晚治療階段中使用的藥物經(jīng)常引起更嚴(yán)重的副作用。對這種關(guān)節(jié)疾病，醫(yī)學(xué)專家們基于疾病活動(dòng)在治療中的變化來得出他們的判斷，該疾病活動(dòng)由發(fā)炎關(guān)節(jié)的數(shù)目和嚴(yán)重程度給出。因?yàn)轱L(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎是漸惡性疾病，而且早期診斷并開始治療能夠有助于延緩副作用和高治療花費(fèi)，因此對用于提供關(guān)節(jié)狀況的令人滿意的信息并且輔助醫(yī)學(xué)專家就實(shí)際關(guān)節(jié)狀況得出結(jié)論的方法和裝置存在需求。在使用提供給患者的非靶性熒光染色劑的依時(shí)性測量中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，與正常的健康關(guān)節(jié)相比較，患病關(guān)節(jié)中的灌注動(dòng)態(tài)不同。然而，在風(fēng)濕病學(xué)家的臨床實(shí)踐中，多數(shù)情況下注入造影劑都是不切實(shí)際的。作為可選方案，已經(jīng)有人提出使用擴(kuò)散光學(xué)層析成像(DOT)給關(guān)節(jié)成像，以提供關(guān)于它們的狀況的信息。在研究項(xiàng)目中，已經(jīng)憑借壓力套袖暫時(shí)阻塞了流向身體部位的靜脈血，并且已經(jīng)憑借DOT對單個(gè)關(guān)節(jié)進(jìn)行了成像。在這些研究中，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)存在著與風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(RA)的存在相關(guān)聯(lián)的光學(xué)參數(shù)。例如，已經(jīng)知道能夠通過灌注中的變化識別發(fā)炎。相比人類或者動(dòng)物身體的其他成分，血液成分特別是含氧的和缺氧的血紅素具有截然不同的光學(xué)特征，并因此能夠基本上被光學(xué)地檢測到。歐洲專利申請EP08156917.0中描述了用于檢測關(guān)節(jié)狀況的裝置和方法。該文獻(xiàn)描述了在患者的手臂和手中的血流(部分)阻塞之前、之中和之后，通過分析關(guān)節(jié)和例如患者的手的其他部位的光譜透射中的變化來測量關(guān)節(jié)的發(fā)炎。使用在患者的手臂周圍應(yīng)用的壓力套袖阻塞血流。壓力套袖的應(yīng)用需要時(shí)間且要求一些經(jīng)驗(yàn)，并因此需要額外人員(例如護(hù)士)的幫助。延長在患者的手臂周圍佩戴充氣式套袖的時(shí)間會(huì)使患者不舒服，并且通過產(chǎn)生血凝塊的方式給患者的健康損害帶來盡管是非常小的風(fēng)險(xiǎn)。此外，套袖及其所附設(shè)備，泵和控制用電子設(shè)備，提高了裝置的成本，而且包括了具有相對高故障風(fēng)險(xiǎn)的機(jī)械部件
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供用于檢測關(guān)節(jié)狀況的裝置和方法，該裝置和方法在不需要壓力套袖的情況下提供關(guān)節(jié)狀況的信息。該目的是通過根據(jù)權(quán)利要求1的裝置解決的。本發(fā)明基于這樣的認(rèn)知，即患者的心跳產(chǎn)生遍布患者的血管系統(tǒng)的壓力脈搏。代替通過使用壓力套袖阻塞血流的方式在患者的血管系統(tǒng)中產(chǎn)生壓力脈搏，由患者自己的心跳產(chǎn)生的壓力脈搏也能夠被用于確定身體部位對于這種壓力脈搏的反應(yīng)。然而，如果檢測基于當(dāng)前心跳的壓力脈搏，那么檢測期間的采樣率應(yīng)當(dāng)比患者的心跳頻率高，以給從患者檢測到的、心跳調(diào)制的光學(xué)信號提供適當(dāng)?shù)牟蓸印Ｒ驗(yàn)橛糜谳椛涞墓獾乃p是對兩個(gè)不同位置(至少其中之一是關(guān)節(jié))局部地檢測到的， 所以能夠檢測到該至少一個(gè)關(guān)節(jié)相比身體部位的至少一個(gè)其他部分的光學(xué)屬性的差異。能夠檢測到該至少一個(gè)關(guān)節(jié)相比該至少一個(gè)其他部分對于血流變化的響應(yīng)。在關(guān)節(jié)發(fā)炎期間，關(guān)節(jié)中的血管(毛細(xì)血管)的數(shù)量和屬性發(fā)生變化。這個(gè)效應(yīng)與血液的特定光吸收度一起被用于測量關(guān)節(jié)狀況。由于在不同血流條件下測量的緣故(在由患者的心跳產(chǎn)生的血壓脈搏的不同階段期間，產(chǎn)生了不同的血流狀況)，能夠把血液產(chǎn)生的信號與身體中的其他光衰減源產(chǎn)生的信號分開。由于測量了至少一個(gè)關(guān)節(jié)和身體部位的至少一個(gè)其他身體部分 (例如緊鄰著關(guān)節(jié))，因此獲得了關(guān)節(jié)特異性的結(jié)果，而且在所述關(guān)節(jié)和所述其他身體部分 (諸如脂肪、皮膚等)二者都存在的組織的貢獻(xiàn)能夠被分開。結(jié)果，能夠獲得對于血液成份變化的關(guān)節(jié)特異性的信號?？梢院雎詾榱俗R別身體部位的組成(例如骨骼、脂肪、皮膚等)所做的單獨(dú)的測量。因此，給醫(yī)學(xué)專家提供了關(guān)節(jié)狀況和/或疾病活動(dòng)的有價(jià)值的信息。更概括地說，替代對象的心跳頻率，還可以使用參考頻率，其中對象的心跳頻率只是一個(gè)例子。另一個(gè)參考頻率可以是對象的呼吸頻率。呼吸頻率與心跳頻率耦合。因此， 可以把呼吸頻率用作參考頻率。要使用的參考頻率的值取決于參考頻率是如何與心跳頻率耦合的。根據(jù)本發(fā)明的裝置的實(shí)施例特征在于采樣頻率是對象的心跳頻率的至少兩倍。這個(gè)實(shí)施例具有這樣的優(yōu)點(diǎn)因?yàn)檫@個(gè)實(shí)施例滿足奈奎斯特采樣定理，所以在采樣期間沒有 fn息丟失。根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例特征在于采樣頻率是至少100Hz，優(yōu)選地至少 120Hz，優(yōu)選地至少150Hz，優(yōu)選地至少200Hz，優(yōu)選地至少250Hz，優(yōu)選地至少300Hz，優(yōu)選地至少400Hz。這個(gè)實(shí)施例具有這樣的優(yōu)點(diǎn)根據(jù)對象的心跳頻率，滿足奈奎斯特采樣定理。 當(dāng)對象放松或者休息時(shí)，至少100Hz、120Hz和150Hz的采樣頻率將通常足以滿足采樣定理。 然而，當(dāng)對象在鍛煉或者他的心跳頻率因任何其他原因提高時(shí)，可能需要至少200Hz、250Hz 和300Hz的采樣頻率，以滿足采樣定理。不論對象的實(shí)際心跳頻率如何，至少400Hz的采樣頻率都將滿足采樣定理。因此，就不需要對象的實(shí)際心跳頻率信息來確保適當(dāng)?shù)牟蓸?。根?jù)本發(fā)明的裝置的進(jìn)一步的實(shí)施例特征在于該裝置進(jìn)一步包括用于檢測對象的心跳頻率的心跳傳感器，該心跳傳感器與測量單元耦合，以使得基于由心跳傳感器檢測到的對象的心跳頻率確定采樣頻率。這個(gè)實(shí)施例具有這樣的優(yōu)點(diǎn)它提供了把對象的實(shí)際心跳頻率耦合到獲得局部衰減數(shù)據(jù)的采樣頻率的簡單方法。根據(jù)本發(fā)明的裝置的進(jìn)一步的實(shí)施例特征在于測量單元包括能夠發(fā)射具有至少兩個(gè)不同的波長的光的光源單元。這個(gè)實(shí)施例具有這樣的優(yōu)點(diǎn)能夠選擇第一波長以使得血液對于這個(gè)第一波長的光具有更高的吸收度，并且能夠選擇第二波長以使得對于這個(gè)第二波長的光，血液的吸收度更低或者與周圍組織相當(dāng)。因此，提供了有關(guān)至少一個(gè)關(guān)節(jié)和身體部位的至少一個(gè)其他部分的灌注的更詳細(xì)信息，并且這些信息能夠被分析用于判斷所述至少一個(gè)關(guān)節(jié)的狀況。根據(jù)本發(fā)明的裝置的進(jìn)一步的實(shí)施例特征在于該裝置進(jìn)一步包括一鍛煉裝置，用于使對象鍛煉以影響對象的心跳和/或呼吸。這個(gè)實(shí)施例具有這樣的優(yōu)點(diǎn)通過在不同心跳頻率和/或在不同呼吸狀況下獲得局部衰減數(shù)據(jù)的方式能夠獲得對于判斷關(guān)節(jié)狀況的有價(jià)值的數(shù)據(jù)。使對象鍛煉是改變對象的心跳頻率和/或改變對象的呼吸的簡單手段。使對象鍛煉還產(chǎn)生了對象的血液的氧成分的變化。這種氧成分的變化將通過對象的身體部位 (例如關(guān)節(jié))中的血液產(chǎn)生光的衰減的變化。檢測這種變化能夠提供對于判斷關(guān)節(jié)狀況的有價(jià)值的信息。根據(jù)本發(fā)明的裝置的進(jìn)一步的實(shí)施例特征在于該鍛煉裝置是自行車測力計(jì)。這個(gè)實(shí)施例具有這樣的優(yōu)點(diǎn)自行車測力計(jì)是特別適合在其上把光的局部衰減的檢測和使對象鍛煉加以組合的平臺。在進(jìn)行鍛煉的同時(shí)，對象能夠舒適地坐在自行車上，用他的雙手抓住方向把?？梢园褱y量單元的至少一部分集成到方向把中。本發(fā)明的目的是通過根據(jù)權(quán)利要求9的光學(xué)檢測方法進(jìn)一步解決的。該方法實(shí)現(xiàn)了關(guān)于該裝置的上述優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例特征在于身體部位的至少一個(gè)其他部分是另一個(gè)關(guān)節(jié)。這個(gè)實(shí)施例具有這樣的優(yōu)點(diǎn)能夠?qū)Σ煌P(guān)節(jié)對于血流變化的響應(yīng)加以比較，并且提供了在多個(gè)關(guān)節(jié)的條件下的差異信息。在優(yōu)選的實(shí)施例中，同時(shí)測量患者雙手中的所有關(guān)節(jié)。根據(jù)本發(fā)明的方法的進(jìn)一步的實(shí)施例特征在于將基本上同時(shí)獲得的對至少一個(gè)關(guān)節(jié)和對身體部位的至少一個(gè)其他部分的不同的局部衰減測量結(jié)果相互比較。這個(gè)實(shí)施例具有這樣的優(yōu)點(diǎn)通過把對于關(guān)節(jié)獲得的數(shù)據(jù)與基本上同時(shí)從身體部位的至少一個(gè)其他部分獲得的數(shù)據(jù)做比較，能夠獲得對于判斷至少一個(gè)關(guān)節(jié)的狀況的有價(jià)值的信息。比較基本上同時(shí)獲得的數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)在于影響至少一個(gè)關(guān)節(jié)和至少一個(gè)其他部分的變化被同時(shí)消除了，只留下涉及至少一個(gè)關(guān)節(jié)和至少一個(gè)其他部分之間與時(shí)間無關(guān)的區(qū)別的信息。根據(jù)本發(fā)明的方法的進(jìn)一步的實(shí)施例特征在于在不同的局部衰減測量的采集期間，身體部位被浸入在光學(xué)匹配介質(zhì)中。這個(gè)是實(shí)施例具有這樣的優(yōu)點(diǎn)降低了光學(xué)邊際效應(yīng)和檢測器所經(jīng)受的強(qiáng)度的動(dòng)態(tài)范圍。根據(jù)本發(fā)明的方法的進(jìn)一步的實(shí)施例特征在于該方法進(jìn)一步包括附加的步驟 使對象鍛煉以影響對象的心跳和/或呼吸。這個(gè)實(shí)施例具有這樣的優(yōu)點(diǎn)通過在不同的心跳頻率和/或在不同的呼吸狀況下獲得局部衰減數(shù)據(jù)，能夠獲得用于判斷關(guān)節(jié)狀況的有價(jià)值的數(shù)據(jù)。這一點(diǎn)已在涉及根據(jù)本發(fā)明的裝置的實(shí)施例中討論。


本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將出現(xiàn)在參考附圖的實(shí)施例的詳細(xì)描述中。圖1示意性地示出根據(jù)實(shí)施例的用于光學(xué)檢測關(guān)節(jié)狀況的裝置。圖2示意性地示出根據(jù)實(shí)施例的測量單元的細(xì)節(jié)。圖3示意性地示出作為身體部位的例子的人手，指明了關(guān)節(jié)的位置。
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圖4示意性地說明對兩個(gè)關(guān)節(jié)以及非關(guān)節(jié)的身體部位的一個(gè)其他部分同時(shí)進(jìn)行不同的局部衰減測量的結(jié)果。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖1示意性地示出用于光學(xué)檢測關(guān)節(jié)狀況的裝置。在圖示中，人體4被示意性地顯示成身體和構(gòu)成待檢查的身體部位5的手。然而， 應(yīng)當(dāng)注意的是本發(fā)明不限于人體，還可以檢查例如動(dòng)物體。進(jìn)一步地，身體部位5不限于手，還可以由包括至少一個(gè)關(guān)節(jié)6的諸如手臂、腿、腳等那樣的其他身體部位構(gòu)成。在所示的實(shí)施例中，用于光學(xué)檢測關(guān)節(jié)狀況的裝置包括測量單元2和控制單元1。 控制單元1被提供用于控制該裝置的運(yùn)行和數(shù)據(jù)采集。根據(jù)本發(fā)明，如此安排數(shù)據(jù)采集，以使得用于獲得局部衰減數(shù)據(jù)的采樣頻率比患者的心跳頻率高。用這種方式，確保了來自患者的由心跳調(diào)制的衰減信號的適當(dāng)采樣，同時(shí)不再需要由壓力套袖產(chǎn)生血流的阻塞。測量單元2被提供用于用光來輻射被檢查的身體部位5的部分并在身體部位5的不同位置處測量光的局部衰減。例如，在所示的實(shí)施例中，測量單元2是由下面將要更詳細(xì)地描述的測量頭構(gòu)成的。將參考圖2更詳細(xì)地描述根據(jù)實(shí)施例的測量單元2的構(gòu)造。該裝置可以包括用于檢測對象的心跳頻率以確定適當(dāng)?shù)牟蓸宇l率的心跳傳感器(未示出)。根據(jù)本發(fā)明的裝置可以被包括在進(jìn)一步包括測力計(jì)(未示出)的系統(tǒng)中。適當(dāng)?shù)臏y力計(jì)的例子是自行車測力計(jì)。測力計(jì)提供了使其身體部位正被檢查的對象鍛煉以影響對象的心跳頻率和/或呼吸的簡單的手段。所述系統(tǒng)能夠在與心跳頻率和/或呼吸有關(guān)的不同狀況下進(jìn)行測量，產(chǎn)生能夠有助于確定對象的關(guān)節(jié)狀況的有價(jià)值的信息。所述裝置的至少一部分，例如光源單元和/ 或檢測元件(參見圖2)可以被集成到測力計(jì)中，例如集成到自行車測力計(jì)的方向把中。這樣，人類對象能夠在自行車測力計(jì)上鍛煉，他的雙手抓住方向把，而在同時(shí)測量關(guān)節(jié)。在圖2中示意性地示出的測量單元2被適配于透射幾何學(xué)中的衰減測量。測量單元2包括發(fā)射用于輻射身體部位5的光束的光源單元21。光源單元21包括至少一個(gè)光源和用于把光束指引到身體部位5的適當(dāng)?shù)墓鈱?dǎo)。光源可以由燈或者一個(gè)或多個(gè)激光器構(gòu)成，而光導(dǎo)可以例如由光纖構(gòu)成。光源單元21適配于能夠發(fā)射具有至少兩個(gè)不同波長，優(yōu)選在紅光到近紅外光范圍內(nèi)，其中如此選擇一個(gè)波長，使得血液具有高的吸收度，并如此選擇另一個(gè)波長，使得血液的吸收度很低或者與周圍組織相當(dāng)。適當(dāng)?shù)牟ㄩL是例如600nm和 805nm，但其他滿足這些標(biāo)準(zhǔn)的波長也是可以的。在550和980nm之間的波長范圍內(nèi)的波長特別恰當(dāng)。進(jìn)一步地，提供了用于把光指引到身體部位5的例如可以由透鏡構(gòu)成的光學(xué)組件22。像下面將要描述的那樣，光學(xué)組件22能夠把光(輻射光25)會(huì)聚到身體部位5的特定的感興趣區(qū)域(或者一些特定的感興趣區(qū)域；即特定位置)。提供第二光學(xué)元件23用于收集從特定的感興趣的區(qū)域(或多個(gè)區(qū)域)中產(chǎn)生的光并把所收集的光26指引到檢測元件 M。檢測元件M可以例如是由光電二極管、CCD、諸如連接到光電二極管的光纖那樣的光導(dǎo)，或者現(xiàn)有技術(shù)中已知的其他光檢測結(jié)構(gòu)構(gòu)成。如此適配測量單元2，以使得能夠?qū)ι眢w部位5的至少兩個(gè)不同部分執(zhí)行不同的局部衰減測量。優(yōu)選地，同時(shí)測量多個(gè)關(guān)節(jié)并分析這多個(gè)關(guān)節(jié)彼此的依時(shí)性行為。更優(yōu)選地，同時(shí)測量身體部位5的所有關(guān)節(jié)。圖3示出了手，作為待檢查的身體部位5的例子，并且通過十字準(zhǔn)線指出了關(guān)節(jié)6的位置(應(yīng)當(dāng)注意的是，并非為所有關(guān)節(jié)都提供了參考符號)。能夠把被指出的位置作為用于局部衰減測量的位置來使用，并且此外能夠把在這些被指出的位置之間的位置作為參考衰減測量來使用。在圖1所示的實(shí)施例中，控制單元1經(jīng)由測量單元2檢測包括關(guān)節(jié)6的身體部位 5的光譜特征?，F(xiàn)在，測量單元2檢測與血流中的變化有關(guān)的光譜變化。優(yōu)選地，也把關(guān)節(jié)和身體部位5的其他區(qū)域之間的灌注做比較。相比健康的關(guān)節(jié)，發(fā)炎的關(guān)節(jié)將具有不同的灌注和氧合作用。結(jié)果，由測量單元2測量的動(dòng)態(tài)光譜行為將是不同的。圖4示出作為時(shí)間的函數(shù)同時(shí)執(zhí)行的(在透射幾何學(xué)中)衰減測量結(jié)果的例子。用 Tl標(biāo)記的跡線對應(yīng)于在第一關(guān)節(jié)處的局部衰減測量，用T2標(biāo)記的跡線對應(yīng)于在第二關(guān)節(jié)處的局部衰減測量，而用Rl標(biāo)記的跡線對應(yīng)于在非關(guān)節(jié)的參考位置處的局部衰減測量。信號隨著患者的心跳頻率而周期性地變化。跡線中出現(xiàn)的下降的特征Al，A2，A3可以是不同的。相比其他關(guān)節(jié)或者相比參考位置，發(fā)炎的關(guān)節(jié)能夠示出高灌注跡象，諸如透射中增加的下降。所述下降反映了在執(zhí)行測量的不同位置之間的調(diào)制深度的差異。相比在健康組織中的血流，調(diào)制深度受到通過患病組織的血流變化的影響。同樣，在跡線Tl、T2和Rl之間的透射變化之間的時(shí)間差異Dl，D2能夠被用作發(fā)炎的標(biāo)記并提供重要的信息。對單個(gè)關(guān)節(jié)的依時(shí)性行為、關(guān)節(jié)相對彼此之間的以及相對其他的(能夠起到參考作用的)部位的行為進(jìn)行了分析。在上面描述的實(shí)施例中，已經(jīng)使測量單元2適配于透射幾何學(xué)中的測量，即，從一側(cè)輻射身體部位而在相反的一側(cè)上測量已經(jīng)通過身體部位的光。在實(shí)施例的變形中，能夠使測量單元2適配于反射幾何學(xué)中的衰減測量。在這種情況下，從身體部位5的同側(cè)執(zhí)行輻射和測量。在反射幾何學(xué)中，能夠組合光學(xué)組件22和23。從照明光中分離漫反射光是有利的。這能夠例如通過正交偏振光譜成像(OPSI)或者暗視野成像或者現(xiàn)有技術(shù)中的其他適當(dāng)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。應(yīng)當(dāng)注意的是，在實(shí)施例中，不需要完全阻塞血流，但可能會(huì)使血流遭受相當(dāng)?shù)臏p少。存在多種用于實(shí)現(xiàn)測量單元2的不同方法。本質(zhì)特征是對來自正在接受檢查的身體部位5的多個(gè)部分的光的局部采集進(jìn)行測量。這能夠例如通過在一次照射單個(gè)的斑點(diǎn)并檢測身體部位5上的相應(yīng)的單個(gè)斑點(diǎn)和在身體部位5上掃描照明和檢測斑點(diǎn)的位置來實(shí)現(xiàn)。進(jìn)一步的、更優(yōu)選的可能性是照射整個(gè)身體部位5并用CXD照相機(jī)或者其他適當(dāng)?shù)恼障鄼C(jī)對透射的(或者反射的)光進(jìn)行成像。然而，由于漫透射的緣故，在這種情況下圖像的解析度是有限的，而且例如在手指之間移動(dòng)的光可能使檢測器超載。又一更優(yōu)選的可能性是照射身體部位5上的離散數(shù)量的斑點(diǎn)。這種實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)在于更少的漫射光到達(dá)檢測器，導(dǎo)致更高的解析度，還在于能夠調(diào)節(jié)所有斑點(diǎn)的強(qiáng)度，以使得檢測器只需要有限的動(dòng)態(tài)范圍。為了降低光學(xué)邊際效應(yīng)和落在檢測器上的強(qiáng)度的動(dòng)態(tài)范圍，也可以把正在接受檢查的身體部位5浸入例如流體的光學(xué)匹配介質(zhì)。在這種技術(shù)中，使用了具有與那些組織類似的光學(xué)屬性(諸如光學(xué)吸收系數(shù)和優(yōu)化散射系數(shù))的流體。進(jìn)一步地，為了檢測不同的波長，可以交換所述照明波長。還可以用所有所需波長同時(shí)照明并例如使用濾波器或者頻譜儀在檢測路徑中分離不同的波長。
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在優(yōu)選實(shí)施方式中，同時(shí)測量多個(gè)身體部位(例如雙手)。雖然已經(jīng)根據(jù)實(shí)施例描述了為了照明而使用至少兩個(gè)波長，但是本發(fā)明不限于此。例如，能夠使用更多數(shù)量的離散波長或者甚至是在某個(gè)波長范圍(例如650到IOOOnm) 上的全部頻譜。然而，相比一些不同的波長，獲得全部頻譜需要更昂貴的組件。如果要區(qū)分一些類型的組織組分(諸如脂肪、水等)，使用多于兩個(gè)不同的波長可能是有利的。使用更多個(gè)波長有助于改進(jìn)裝置的準(zhǔn)確性，然而，是以增加了的成本和復(fù)雜度為前提的。應(yīng)當(dāng)注意的是，上述實(shí)施例說明而不是限制本發(fā)明，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠在不背離所附權(quán)利要求的范圍的前提下設(shè)計(jì)很多可替換實(shí)施例。在權(quán)利要求中，放在括號之間的任何參考符號將不被解釋成是對權(quán)利要求的限制。詞語“包括”不排除在權(quán)利要求中未列出的那些元件或者步驟的存在。在元件之前的詞語“一”(“a”或者“皿”)并不排除多個(gè)這種元件的存在。在列舉一些裝置的系統(tǒng)權(quán)利要求中，這些裝置的一些能夠用計(jì)算機(jī)可讀軟件或者硬件的同一產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)。在彼此不同的從屬權(quán)利要求中列舉的某些手段這一單純的事實(shí)并不表示不能有利地使用這些手段的組合。
權(quán)利要求
1.用于光學(xué)檢測關(guān)節(jié)狀況的裝置，該裝置包括-用光照射包括至少一個(gè)關(guān)節(jié)的對象的身體部位(5)并在至少一個(gè)關(guān)節(jié)和身體部位 (5)的至少一個(gè)其他部分處局部地檢測光的衰減的測量單元(2)，其中用于局部地檢測光的衰減的采樣頻率比對象的心跳頻率高。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中采樣頻率至少是對象的心跳頻率的兩倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2的任何一個(gè)的裝置，其中采樣頻率是至少100Hz，優(yōu)選地至少 120Hz，優(yōu)選地至少150Hz，優(yōu)選地至少200Hz，優(yōu)選地至少250Hz，優(yōu)選地至少300Hz，優(yōu)選地至少400Hz。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3的任何一個(gè)的裝置，其中該裝置進(jìn)一步包括-用于檢測對象的心跳頻率的心跳傳感器，該心跳傳感器與測量單元(2)耦接，以使得基于由心跳傳感器檢測到的對象的心跳頻率確定采樣頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4的任何一個(gè)的裝置，其中測量單元(2)包括能夠發(fā)射具有至少兩個(gè)不同的波長的光的光源單元(21)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5的任何一個(gè)的裝置，其中該裝置進(jìn)一步包括-用于使對象鍛煉以影響對象的心跳和/或呼吸的鍛煉裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其中鍛煉裝置是自行車測力計(jì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7的任何一個(gè)的裝置，其中該裝置是醫(yī)學(xué)檢測裝置。
9.光學(xué)檢測方法，包括下列步驟-用光照射包括至少一個(gè)關(guān)節(jié)的對象的身體部位(5);-在至少一個(gè)關(guān)節(jié)的位置和在身體部位(5)的至少一個(gè)其他部分的位置檢測身體部位 (5)對光的局部衰減，其中用于檢測局部衰減的采樣頻率比對象的心跳頻率高。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中身體部位(5)的至少一個(gè)其他部分是另一個(gè)關(guān)節(jié)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9-10的任何一個(gè)的方法，其中將基本上同時(shí)獲得的對至少一個(gè)關(guān)節(jié)和對身體部位(5)的至少一個(gè)其他部分的不同的局部衰減測量結(jié)果相互比較。
12.根據(jù)權(quán)利要求9-11的任何一個(gè)的方法，其中在不同的局部衰減測量的采集期間， 身體部位(5)被浸入在光學(xué)匹配介質(zhì)中。
13.根據(jù)權(quán)利要求9-12的任何一個(gè)的方法，其中該方法進(jìn)一步包括附加的步驟-使對象鍛煉以影響對象的心跳和/或呼吸。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于光學(xué)檢測關(guān)節(jié)狀況的裝置和方法。本發(fā)明提出用光照射包括至少一個(gè)關(guān)節(jié)的對象的身體部位(5)并在至少一個(gè)關(guān)節(jié)處和身體部位(5)的至少一個(gè)其他部分處局部地檢測光的衰減，其中用于局部地檢測光的衰減的采樣頻率比對象的心跳頻率高。
文檔編號A61B5/026GK102238901SQ200980148654
公開日2011年11月9日 申請日期2009年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月5日
發(fā)明者W·H·J·倫森 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司