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EP0441791B1

Portable hemoglobinometer

Abstract

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EP0441791B1, drawing sheet 1
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Expired 18 August 2009, 17.1 years ago.

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14 claims: 14 independent, 0 dependent

  1. 1
    Dispositif portable pour déterminer la condition d'un tissu d'un sujet (50), ce tissu ayant une surface externe (25), ce dispositif comprenant :(a) un moyen (10) adapté pour détecter un rayonnement électromagnétique diffus, ce moyen étant conçu pour pouvoir être fixé de manière non définitive sur cette surface externe et comportant : (i) des lampes (12) et (14) pour produire un rayonnement électromagnétique dirigé sur ce tissu;(ii) des capteurs (16), (18) et (17) pour détecter une partie diffuse de ce rayonnement ayant migré à travers ce tissu, ces capteurs étant disposés de manière à se trouver à des emplacements voisins de ces lampes sur cette surface externe;et(iii) une barrière sensiblement opaque (11) placée entre ces lampes et ces capteurs pour réduire de manière substantielle la transmission de rayonnement émis au voisinage de la surface de ces lampes vers les capteurs;et étant équipé d'un moyen destiné à activer les lampes par une pluralité d'impulsions de durée connue;(b) un groupe d'alimentation électrique (30) connecté électriquement à ce détecteur et adapté pour lui délivrer un courant ;et(c) un moyen de traitement de signal adapté pour recevoir un signal généré par ce détecteur et le traiter de manière à produire une information indiquant ladite condition, ainsi qu'un moyen (40) pour afficher cette information;ce dispositif étant caractérisé en ce que : (A) les détecteurs et le groupe d'alimentation électrique sont tous les deux portables par le sujet en activité,(B) les lampes et les capteurs sont montés sur un support souple, imperméable, se conformant au corps, capable de maintenir simultanément ces lampes et capteurs à proximité de la peau du sujet pendant cette activité, ces lampes et capteurs étant placés selon une disposition établissant au moins deux trajets sensiblement symétriques de diffusion latérale de photons à travers une zone cible se trouvant sous ladite surface, cette disposition comportant un capteur centré par rapport à au moins deux lampes espacées latéralement adaptées pour viser les zones de tissu situé en profondeur d'une partie du corps,(C) la barrière est montée sur ce support souple entre les lampes et les capteurs de telle manière que, tout en empêchant sensiblement les photons superficiels migrant dans la peau d'entrer dans les détecteurs, elle permette la migration des photons par les deux trajets respectifs de diffusion latérale des lampes vers les capteurs,(D) le moyen générateur d'impulsions est adapté pour fournir une impulsion à la lampe à une fréquence donnée, et(E) le moyen de traitement de signal est adapté pour traiter le signal reçu de manière à produire une information indiquant la condition métabolique de cette zone cible. Portable apparatus for determining a condition of tissue of a subject (50), said tissue having an exterior surface (25), said apparatus comprising: (a) detector means (10) adapted operatively to detect scattered electromagnetic radiation, said detector means being adapted to be removably attached against said exterior surface, and said detector means mounting: (i) lamp means (12,14) for operatively producing electromagnetic radiation directed against said tissue;(ii) sensor means (16,18,17) for operatively detecting a scattered portion of said radiation which has migrated through said tissue, said sensor (16,18,17) being arranged for location adjacent to said lamp means on said exterior surface;and(iii) substantially opaque barrier means (11) disposed between said lamp means and said sensor means for substantially reducing the transmission of near-surface transmitted radiation from said lamp means to said sensor means;and being provided with means for operatively pulsing said lamp means in a plurality of pulses having a known duration;(b) power pack means (30) electrically connected to said detector means and adapted for delivering current thereto;and(c) signal processing means adapted operatively to receive a signal generated by said detector means and to process said signal to produce information indicative of the said condition, and display means (40) for displaying said information;said apparatus being characterized (A) in that both said detector means and said power pack means are wearable by said subject during activity,(B) in that said lamp means and sensor means are mounted on a flexible, water-proof, body-conformable array capable of simultaneously maintaining said lamp and sensor means adjacent the skin of the subject during such activity, said lamp means and said sensor means being located in an arrangement which establishes at least two substantially symmetric photon lateral-scatter paths through a target region lying beneath said surface, said arrangement including a centrally located sensor means with respect to at least two laterally spaced-apart lamp means adapted to target deep lying tissue regions of a body part,(C) in that said barrier means is mounted on said flexible array, said barrier means being disposed on said flexible array between said lamp means and said sensor means in such manner that, while substantially blocking superficial photons migrating in the skin from entering said detector means, said barrier means allows photon migration through both of the respective photon lateral-scatter paths from the lamp means to the sensor means,(D) in that said pulsing means is adapted to pulse said lamp means at a selected rate, and(E) in that said signal processing means is adapted to process the received signal to produce information indicative of the metabolic condition of said target region. Tragbare Vorrichtung zur Bestimmung eines Zustands des Gewebes eines Subjekts (50), wobei das Gewebe eine Außenoberfläche (25) besitzt und die Vorrichtung folgendes aufweist: (a) Detektormittel (10) geeignet zum betriebsmäßigen Detektieren gestreuter elektromagnetischer Strahlung, wobei die Detektormittel entfernbar an der erwähnten Außenoberfläche anbringbar sind, und die Detektormittel folgendes tragen: (i) Lampenmittel (12, 14) zur betriebsmäßigen Erzeugung elektromagnetischer, gegen das Gewebe gerichteter Strahlung;(ii) Abfühlmittel (16, 18, 17) zum betriebsmäßigen Detektieren eines gestreuten Teils der Strahlung der durch das Gewebe gelaufen ist, wobei der Sensor (16, 18, 17) zur Anordnung benachbart zu den Lampenmittel auf der Außenoberfläche angeordnet ist;und(iii) im wesentlichen undurchsichtige Barrierenmittel (11) angeordnet zwischen den Lampenmitteln und den Sensormitteln zum substantiellen Reduzieren der Übertragung der nahe der Oberfläche übertragenen Strahlung von den Lampenmitteln zu den Sensormitteln;und wobei die Detektormittel mit Mitteln versehen sind zum betriebsmäßigen Pulsen der Lampenmittel mit einer Vielzahl von Pulsen mit bekannter Dauer;(b) Leistungspackmittel (30) elektrisch verbunden mit den Detektormitteln und geeignet zur Lieferung von Strom an diese;und(c) Signalverarbeitungsmittel geeignet zum betriebsmäßigen Empfang eines durch die Detektormittel erzeugten Signals und zur Verarbeitung des Signals zur Erzeugung von Information, die den erwähnten Zustand anzeigt und Anzeigemittel (40) zum Anzeigen der Information;wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, (a) daß sowohl die Detektormittel als auch die Leistungspackmittel durch das Subjekt während Aktivität tragbar sind,(b) daß die Lampenmittel und die Sensormittel auf einer flexiblen, wasserdichten, für den Körper bequemen Anordnung angebracht sind, die in der Lage ist, gleichzeitig die Lampe und die Sensormittel benachbart zur Haut des Subjektes während dieser Aktivität zu halten, wobei die Lampenmittel und die Sensormittel in einer Anordnung angeordnet sind, die mindestens zwei im wesentlichen symmetrische Photonen-Seiten-Streupfade durch eine Zielregion unterhalb der Oberfläche vorsieht, wobei die Anordnung zentrale oder mittig angeordnete Sensormittel aufweist, und zwar bezüglich mindestens zwei seitlich voneinander mit Abstand angeordneten Lampenmitteln, geeignet zum Zielen auf tiefliegende Gewebegebiete oder Regionen eines Körperteils,(c) daß die Barrierenmittel auf der erwähnten flexiblen Anordnung angebracht sind und auf dieser zwischen den Lampenmitteln und den Sensormitteln derart angeordnet sind, daß, während sie oberflächliche Photonen, die in der Haut wandern, vom Eintritt in die Detektormittel blockieren, die Barrierenmittel die Photonenwanderung durch die beiden entsprechenden Photonen-Seiten-Streupfade von den Lampenmitteln zu den Sensormitteln gestatten,(d) daß die Pulsmittel geeignet sind, die Lampenmittel mit einer ausgewählten Rate zu pulsieren, und(e) daß die Signalverarbeitunsmittel geeignet sind, um das empfangene Signal zu verarbeiten, um Information zu erzeugen, die eine Anzeige für den metabolischen Zustand oder die metabolische Bedingung der Target- oder Zielzone angibt.
  2. 2
    Apparatus according to Claim 1, further characterized in that said display means (40) is electrically connected to said detector means (10) and wearable by said subject (50). Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce que le moyen d'affichage (40) est connecté électriquement au détecteur (10) et portable par le sujet (50). Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet dadurch, daß die erwähnten Anzeigemittel (40) elektrisch mit den Detektormitteln (10) verbunden sind und durch das Subjekt (50) tragbar sind.
  3. 3
    Apparatus according to Claim 2, further characterized in that said display means is removably mountable within the view of said subject. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en outre en ce que le moyen d'affichage est monté de manière non définitive dans le champ de vision du sujet. Vorrichtung nach Anspruch 2, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigemittel entfernbar innerhalb des Gesichtsfeldes des Subjektes angeordnet sind.
  4. 4
    Apparatus according to Claim 1, further characterized in that said display means further comprises telemetry means (60,62) for operatively transmitting a signal from said detector means to the display means. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'affichage comprend en outre des moyens de télémétrie (60) et (62) pour transmettre un signal provenant de ces détecteurs au moyen d'affichage. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigemittel Telemetriemittel (60, 62) aufweisen zum betriebsmäßigen Übertragen eines Signals von den Detektormitteln zu den Anzeigemitteln.
  5. 5
    Apparatus according to Claim 4, further characterized in that said telemetry means comprises:(a) transmitter means (60) attachable to said subject (50);and(b) receiver means (62) associated with said display means (40) and located remotely from said subject. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en outre en ce que le moyen de télémétrie comprend : (a) un moyen émetteur (60) susceptible d'être fixé au sujet (50);et(b) un moyen récepteur (62) associé au dispositif d'affichage (40) et placé à distance de ce sujet. Vorrichtung nach Anspruch 4, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Telemetriemittel folgendes aufweisen: (a) Transmitter- oder Sendemittel (60) anbringbar an dem Subjekt (50);und(b) Empfängermittel (62) assoziiert mit den Anzeigemitteln (40) und angeordnet entfernt vom Subjekt.
  6. 6
    Apparatus according to any preceding claim, further characterized in that the display means (40) is a liquid crystal display. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en outre en ce que le moyen d'affichage (40) est à cristaux liquides. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigemittel (40) eine Flüssigkeitskristallanzeige sind.
  7. 7
    Apparatus according to any preceding claim, further characterized in that said lamp means (12,14) provides electromagnetic radiation in the form of red or near-red light and is preferably comprised of at least two sources of electromagnetic radiation having a wavelength generally in the range of 760 nanometres to 800 nanometres. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en outre en ce que les lampes (12) et (14) fournissent un rayonnement électromagnétique sous forme de lumière rouge ou proche du rouge et comprennent de préférence deux sources de rayonnement ayant une longueur d'onde généralement de l'ordre de 760 à 800 nanomètres. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Lampenmittel (12, 14) elektromagnetische Strahlung in der Form roten oder nahe roten Lichtes vorsehen, und zwar vorzugsweise mindestens zwei Quellen elektromagnetischer Strahlung aufweisen mit einer Wellenlänge im allgemeinen Bereich von 760 Nanometer bis 800 Nanometer.
  8. 8
    Apparatus according to any preceding claim, further characterized in that said pulsing means is adjustable to vary the duration of the produced pulses. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en outre en ce que le moyen générateur d'impulsions est réglable de manière à pouvoir faire varier la durée des impulsions produites. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Pulsmittel einstellbar sind, um die Dauer der erzeugten Impulse zu verändern.
  9. 9
    Apparatus according to any preceding claim, further characterized in that said lamp means includes a flashlight bulb or a light emitting diode. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les lampes comprennent une ampoule de lampe torche ou une diode électroluminescente. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Lampenmittel eine Blitzlichtbirne oder eine lichtemittierende Diode aufweisen.
  10. 10
    Apparatus according to any preceding claim, further characterized in that said flexible array is adapted for mounting said detector means against the head or leg of said subject, the target region being a region within the head or leg of the said subject. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en outre en ce que le support souple est adapté pour permettre de placer les détecteurs sur la tête ou la jambe du sujet, la zone cible étant située dans la tête ou la jambe. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Anordnung geeignet ist, um die Detektormittel am Kopf oder am Bein des Subjekts anzuordnen, wobei die Target- oder Zielzone eine Region oder Gebiet innerhalb des Kopfes oder des Beins des Subjektes ist.
  11. 11
    Apparatus according to any preceding claim, further characterized in that said array is adapted to be worn by an athlete, by a person working, by active military personnel, by space personnel, or by an animal. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en outre en ce que ce support est adapté pour être porté par un athlète, par une personne travaillant, par le personnel militaire actif, le personnel de l'espace ou par un animal. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung geeignet ist, um von einem Athleten, einer arbeitenden Person oder aktiven Militärpersonal, im Weltraum tätigem Personal oder einem Tier getragen wird.
  12. 12
    A method of monitoring a metabolic condition within a target region of the tissue of a subject comprising the steps of:(a) providing an apparatus according to Claim 1;(b) activating said detector means when flashing at least two sources of said lamp means to direct electromagnetic radiation into said target region;(c) sensing the scattered portion of the electromagnetic radiation which has migrated through the target region;(d) determining the metabolic condition in the target region;and(e) displaying information indicative of the metabolic condition in said target region of said subject responsive to said signal produced by said detector means. Procédé de surveillance de la condition métabolique dans une zone cible du tissu d'un sujet comprenant les étapes consistant à : (a) mettre en place un appareil selon la revendication 1;(b) activer les détecteurs quand on allume au moins deux sources desdites lampes de manière a dirigé un rayonnement électromagnétique sur cette zone cible;(c) capter la partie diffuse du rayonnement électromagnétique ayant migré à travers la zone cible;(d) déterminer la condition métabolique dans cette zone;et(e) afficher l'information indiquant cette condition dans cette zone cible du sujet sensible au signal produit par ces détecteurs. Verfahren zur Überwachung eines metabolischen Zustandes innerhalb einer Zielregion des Gewebes eines Subjekts, wobei die folgenden Schritte vorgesehen sind: (a) Vorsehen einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1;(b) Aktivieren der Detektormittel, wenn mindestens zwei Quellen der Lampenmittel blitzen, um die elektromagnetische Strahlung in die Zielregion zu richten;(c) Abfühlen des gestreuten Teils der elektromagnetischen Strahlung, die durch die Zielregion gelaufen ist;(d) Bestimmung des metabolischen Zustands der Zielregion;und(e) Anzeigen der Information, die den metabolischen Zustand der Zielregion des Subjekts angibt, und zwar ansprechend auf das durch die Detektormittel erzeugte Signal.
  13. 13
    A method according to Claim 12, further comprising the step of transmitting said information indicative of the metabolic condition in said target region to a remote located by telemetry. Procédé selon la revendication 12, comprenant en outre l'étape consistant à transmettre par télémétrie cette information indiquant la condition métabolique dans cette région cible à distance. Verfahren nach Anspruch 12, wobei ferner der Schritt des Übertragens der Information, die eine Anzeige für den metabolischen Zustand der Targetregion bildet, zu einer entfernten Stelle durch Telemetrie vorgesehen ist.
  14. 14
    A method according to Claim 12, further comprising the step of adjusting said pulsing means to flash said lamp means at a rate dependant on the activity of said subject. Procédé selon la revendication 12, comprenant en outre l'étape consistant à régler le moyen générateur d'impulsions pour activer ladite lampe à une fréquence dépendant de l'activité du sujet. Verfahren nach Anspruch 12, wobei ferner der Schritt des Einstellens der Impuls- oder Pulsmittel vorgesehen ist, um die Lampenmittel blitzlichtartig zu betätigen, und zwar mit einer von der Aktivität des Subjekts abhängigen Rate.
Independent claims14