(57)【要約】      （修正有）【課題】被検体(被検者）の体液に対する非侵襲的評価を行う分光システムを提供する。【解決手段】被検体の体液を分光評価する分光学的プローブは、被検体の四肢の間の間隙部位あるいは被検体の四肢に隣接する間隙部位で使用する。分光学的プローブは、異なる大きさの被検体の四肢を収容するとともに、一貫した角度および圧力で被検体の皮膚と接触するために必要な回転移動、平行移動および／また垂直移動のような動きを有し、また、計測される被検体の部位にて再現可能な血流を得るために、及び、ハウジングが被検体の皮膚を引き寄せたり、引き伸ばしたり、押したり、圧縮した際の影響を最小限するために、最適化されたデバイス内に収容される。最適な圧力にて計測が行われるように圧力センサーを使用してもよい。システムを作動するために、および／または、面一性を確実にするためにタッチセンサーを使用してもよい。【選択図】図２８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の体液を非侵襲的に評価する方法であって、
電磁放射供給源をデバイスに配備するステップと、
被検体の手足の間隙部位にデバイスを配置し、被検体から反射される電磁放射を受けるステップとを有する、方法。
【請求項２】
前記デバイスを被検体の表面に実質的に一定の圧力にて適用するステップを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記間隙部位は、被検体の第一の指と第二の指との間である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記デバイスは、被検体の表面とほぼ同一面となるように適用される、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記電磁放射は近赤外線放射である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
被検体の体液を非侵襲的に評価する装置であって、
電磁放射源をデバイスに配備する手段と、
検体の手足の間の間隙部位に前記デバイスを配置する手段と、
被検体から反射される電磁放射を受ける手段とを有する、装置。
【請求項７】
前記デバイスを被検体の表面に実質的に一定の圧力にて適用する、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記間隙部位は、被検体の第一の指と第二の指との間である、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記デバイスは、被検体の表面とほぼ同一面となるように適用される、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記電磁放射は近赤外線放射である、請求項６に記載の装置。
【請求項１１】
被検体の体液を非侵襲的に評価する装置であって、
プローブと、
少なくとも一つの通路を形成するプローブ用取付けサポートと、
付勢要素とを有し、
前記プローブは、初期点から離れる方向に前記少なくとも一つの通路に沿って可動であり、また、前記プローブは、前記初期点の方へ付勢要素により付与される実質的に一定の力により付勢される、装置。
【請求項１２】
前記プローブは、プローブヘッドとプローブ本体とを有し、前記プローブ本体は、近位端部と遠位端部とを有し、前記プローブヘッドは前記プローブ本体に旋回可能に取り付けられる、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記プローブは、前記少なくとも一つの通路にほぼ直交する第二の通路に沿って上下に可動である、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記付勢要素はコイルスプリングである、請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記初期点は、計測対象の手足の指の間の間隙部位に隣接している、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
被検体の体液を非侵襲的に評価するプローブであって、
電磁放射源と、
プローブヘッドと、
電磁放射を前記電磁放射源から前記プローブヘッドへ搬送する少なくとも一つの光ファイバーと、
検出器と、
被検体から前記検出器に反射された電磁放射を搬送する少なくとも一つの第二の光ファイバーとを有し、
前記プローブヘッドは、被検体の手足の指の間の間隙部位に受け入れられるように形成される、プローブ。
【請求項１７】
前記プローブは、実質的に一定の力により前記間隙部位の方へ付勢される、請求項１６に記載のプローブ。
【請求項１８】
前記プローブヘッドは、被検体の表面とほぼ同一平面とされるべく旋回しうるように旋回可能である、請求項１６に記載のプローブ。
【請求項１９】
前記プローブヘッドは、前記間隙部位に対して上下に調整可能である、請求項１６に記載のプローブ。
【請求項２０】
前記電磁放射源は近赤外線放射をもたらす、請求項１６に記載のプローブ。
【請求項２１】
分光計測に使用される光ファイバー部材であって、
電磁放射源からデバイスに電磁放射を搬送する複数の光ファイバーストランドと、
前記デバイスから検出器に電磁放射を搬送する複数の光ファイバーストランドと、
一方の複数の光ファイバーストランドと他方の複数の光ファイバーストランドとはデバイスにて単一の光ファイバー束へと組み合わされ、
前記他方の光ファイバーストランドの少なくとも幾つかは、前記単一の光ファイバー束の外周に沿って複列に配列される、光ファイバー部材。
【請求項２２】
前記単一の光ファイバー束は、計測対象の手足の指の間の間隙部位に受け入れられるように形成される、請求項２１に記載の光ファイバー部材。
【請求項２３】
温度計測デバイスをさらに有する、請求項２１に記載の光ファイバー部材。
【請求項２４】
前記電磁放射源は近赤外線放射をもたらす、請求項２１に記載の光ファイバー部材。
【請求項２５】
前記温度計測デバイスは赤外線デバイスである、請求項２３に記載の光ファイバー部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、米国仮特許出願 NO.60/949,836号及び米国仮特許出願 NO.60/966,028号による優先権及びその利益の享受を主張するものであり、ここに参照することにより該文献の内容は組み込まれるものとする。本出願はまた、米国特許出願 NO.11/702,806号における対象に関する対象を含むものであり、ここに参照することにより該文献の内容は引用され組み込まれるものとする。
【０００２】
本発明は概して、被検体(被検者）の体液に対する非侵襲的評価を行う分光システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
該分析システムにおける特定の実施形態においては、例えばアルコールや代謝副産物などの人体におけるコンポーネントあるいは検体（被分析物）の測定に使用されうる。該分析システムはまた、生体情報取得システム、温度表示システム、接触及び／または圧力センサーなどの他の測定器を結合されうる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態の態様は、被検体の体液を非侵襲的に評価する方法および装置に向けられる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
被検体の体液を非侵襲的に評価する本方法は、電磁放射源をデバイスに提供することと、被検体の手足の各指の間の間隙位置にデバイスを配置することと、被検体から反射された電磁放射を受けることとを含む。
【０００６】
本発明の実施形態の一態様においては、本方法は、被検体の表面に実質的に一定の圧力でデバイスを適用することを含み、本デバイスは、被検体の表面と実質的に同一平面となるように適用されうる。デバイスはまた、該デバイスを作動するための接触センサーあるいは他のタイプのセンサー、及び／または、該デバイスを特定の圧力にて操作することを確かにする圧力センサーを含む。
【０００７】
本発明の実施形態の一態様においては、本デバイスは、被検体の第一の指(人指し指）と第二の指（中指）との間、あるいは、第一の足指と第二の足指との間に実質的に一定の圧力で適用される。
【０００８】
本発明の実施形態の一態様においては、デバイスはプローブ(probe)である。
【０００９】
本発明の実施形態の別の態様においては、プローブにはプローブベースとプローブヘッドとが含まれる。
【００１０】
本発明の実施形態の一態様においては、電磁放射は近赤外線放射である。
【００１１】
本発明の実施形態の別の態様は、被検体の体液を非侵襲的に評価する装置であって、電磁放射源をデバイスに提供する手段と、被検体の手足の各指の間の間隙位置にデバイスを配置する手段と、被検体から反射された電磁放射を受ける手段とを有する装置に向けられる。
【００１２】
本発明の実施形態の一態様においては、被検体の表面に実質的に一定の圧力でデバイスを適用する手段が提供される。該手段は、実質的に一定の圧力を付与する付勢部材、及び／または、特定の圧力で本装置を操作することを確かにする圧力センサーを使用しうる。
【００１３】
本発明の実施形態の一態様においては、本装置は、被検体の第一の指と第二の指との間の間隙位置に配置されるのに適するものとされる。他の実施形態においては、本装置は、被検体の表面と実質的に同一平面となるように適用される。
【００１４】
本発明の実施形態の一態様においては、電磁放射源をデバイスに提供する手段は近赤外線放射源である。
【００１５】
本発明の実施形態の別の態様は、被検体の体液を非侵襲的に評価する装置であって、プローブと、少なくとも一つの通路を形成するプローブ用取付けサポートとを有し、プローブが初期位置から離れる方向に少なくとも一つの通路に沿って可動であり、また、プローブが、初期位置に方へ付勢部材により付与される実質的に一定の力により付勢されるという装置に向けられる。圧力センサーはまた、本装置が特定の圧力で使用されることを確実にするように使用される。
【００１６】
本発明の実施形態の一態様においては、プローブはプローブヘッドとプローブ本体とを含み、プローブ本体は近位端部と遠位端部とを有し、プローブヘッドはプローブ本体に旋回可能に取り付けられる。
【００１７】
本発明の実施形態の一態様においては、プローブはまた、少なくとも一つの通路に対して実質的に直行する第二の通路に沿って上下に可動である。一実施形態においては、付勢要素はコイルスプリングである。
【００１８】
本発明の実施形態の別の態様は、被検体の体液を非侵襲的に評価するプローブであって、電磁放射源、プローブヘッド、電磁放射源からプローブヘッドへの電磁放射を搬送する少なくとも一つの光ファイバー、検出器、及び、被検体から反射された電磁放射を検出器に搬送する少なくとも第二の光ファイバーを含み、プローブヘッドが、被検体の手足の指の間の間隙位置にて受け入れられるのに適しているというプローブに向けられる。
【００１９】
本発明の実施形態の一態様においては、プローブは、実質的に一定の力により間隙位置の方へ付勢される。特定の力でプローブを操作することを確かにするようにセンサーが使用されてもよい。
【００２０】
本発明の実施形態の別の態様においては、プローブヘッドは、該プローブヘッドが被検体の表面と同一平面となるように適用されるように回転可能とされる。
【００２１】
本発明の実施形態の別の態様においては、プローブヘッドは、間隙位置に対して上下に調整可能とされる。
【００２２】
本発明の実施形態の別の態様においては、プローブは、近赤外線放射をもたらす電磁放射源を含む。
【００２３】
本発明の実施形態の別の態様は、分光計測に使用する光ファイバー部材であって、電磁放射源からデバイスへの電磁放射を搬送するのに適した複数の放射源用光ファイバーストランドと、デバイスからの電磁放射を受け入れ検出器へ搬送するのに適した複数の検出器用光ファイバーストランドとを含み、複数の光ファイバーストランドと他の複数の光ファイバーストランドとは、デバイスにて単一の光ファーバー束として組み合わされるという光ファイバー部材に向けられる。一実施形態においては、光ファイバー束内における少なくとも幾つかの検出器用光ファイバーストランドは、放射源用光ファイバーストランドの外周に沿って二重列にて配置される。
【００２４】
本発明の実施形態の一態様においては、単一の光ファーバー束は、測定対象（被検体）の手足の指の間の間隙位置に受け入れられるのに適するものとされる。
【００２５】
本発明の実施形態の一態様においては、光ファーバー部材はまた、温度測定デバイスを含む。
【００２６】
本発明の実施形態の一態様においては、光ファイバー部材の電磁放射源は、赤外線放射をもたらす。
【００２７】
一実施形態においては、温度計測デバイスは赤外線デバイスである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態の一態様に係る、プローブヘッド、プローブベース、及び、プローブヘッドをプローブベースに接続する付勢機構を有するプローブの側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る、プローブヘッドをプローブベースに接続する付勢ヒンジ機構有する別のプローブの側面図である。
【図３】本発明の実施形態の別の態様に係るプローブヘッド及びプローブベースの正面図である。
【図４】本発明の実施形態の一態様に係る、プローブヘッド、プローブベース及び生体センサーを収容するハウジングの略図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る、プローブを収容するハウジングの断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る、プローブの別の図である。
【図７】本発明の実施形態に係る、プローブの上面断面図である。
【図８Ａ】本発明の一実施形態に係る、プローブの背面図である。
【図８Ｂ】本発明の一実施形態に係る、プローブの正面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る、一つ以上のプローブの側断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る、一つ以上のプローブの側断面図である。
【図１１】本発明の代替の実施形態に係る、プローブの平行移動を描く一連の上面図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る、プローブの平行移動を描く側面図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る、プローブの回転運動を描く側面図である。
【図１４】本発明の代替の実施形態に係る、プローブの回転運動を描く側断面図である。
【図１５】本発明の代替の実施形態に係る、平行移動ガイドに沿ったプローブの平行移動を描く一連の側断面図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係る、プローブの垂直移動を描く正面図である。
【図１７Ａ】本発明の一実施形態に係る、スプリング機構によりもたらされるプローブの垂直移動を描く一連の側面図である。
【図１７Ｂ】本発明の一実施形態に係る、スプリング機構によりもたらされるプローブの垂直移動を描く一連の側面図である。
【図１８Ａ】本発明の代替の実施形態に係る、プローブの平行移動、回転移動および垂直移動を描く一連の側面図である。
【図１８Ｂ】本発明の代替の実施形態に係る、プローブの平行移動、回転移動および垂直移動を描く一連の側面図である。
【図１９Ａ】本発明の一実施形態に係る、複数の放射源用光ファイバーＡと検出器用光ファイバーＢとを有するプローブヘッドの概略断面図である。
【図１９Ｂ】本発明の一実施形態に係る、光ファイバーストランドと検出器用光ファイバーストランドとを含む光ファイバー部材の概略側面図である。
【図２０】本発明の実施形態の別の態様に係る、複数の放射源用光ファイバーと検出器用光ファイバーを有するプローブヘッドの断面図である。
【図２１】本発明の実施形態の別の態様に係る、複数の検出器用光ファイバーにより取り囲まれる複数の放射源用光ファイバーを有するプローブヘッドの断面図である。
【図２２】本発明の実施形態の別の態様に係る、放射源用光ファーバーの二つの側部上において楕円弧状に配置された複数の検出器用光ファイバーにより取り囲まれる複数の放射源用光ファイバーを有するプローブヘッドの断面図である。
【図２３】本発明の実施形態の一態様に係る、一方の側部に配置された複数の検出器用光ファイバーと、他方の側部に配置された複数の放射源用光ファイバーとを有するプローブヘッドの断面図である。
【図２４】本発明の実施形態の別の態様に係る、複数の放射源用光ファイバー束と、複数の検出器表用光ファイバーとを含むプローブヘッドの別の断面図である。
【図２５】本発明の実施形態を別の態様に係る、同心円状の輪のように配列された検出器用光ファイバーにより取り囲まれる複数の放射源用光ファイバーを有するプローブヘッドの上面図である。
【図２６】本発明の実施形態の一態様に係る、分光計測がなされる各指の間の間隙部位を有する被検体の手を示す図である。
【図２７】本発明の実施形態の一態様に係る、装置のハウジングに挿入される被検体の指とともに示される二指用装置の断面透視図である。
【図２８】本発明の実施形態の異なる態様の複数を示す図である。
【図２９】本発明の実施形態に係る、装置のハウジングに挿入される被検体の指とともに示される一指用装置の側面図である。
【図３０】本発明の一実施形態に係る、光装置窓Ａ、生体測定デバイスＢ及び人間工学的指動作ガイドＣを有するヒューマン・インターフェイス装置の一連の包括的な図である。
【図３１】本発明の実施形態の一態様に係る、放射源用光ファイバー束に平行な直線状の列にて中央の放射源用光ファイバー束の周りに配置される検出器用光ファイバーを有するような非侵襲的分光計測装置を示す複数の図である。
【図３２】本発明の実施形態の別の態様に係る、圧力、動きあるいは方向入力といった入力データ用のユーザー・インターフェイスの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の一実施形態に係る非侵襲的分光計測装置は多様な用途に適し、特に、被検体内の血液成分あるいは血液検体の監視などの体液の非侵襲的評価に適している。本装置はまた、特定の分光学的特性を有するように形成されている合成マーカー(synthetic markers)あるいはナノ粒子であって、非検体の血のような被検体の体液内の特定の成分あるいは検体に結合された合成マーカーあるいはノナ粒子を検出するのに使用される。さらに、本装置はまた、体液内の毒素あるいは有害な化学物質を検出するために使用されうる。
【００３０】
本装置は、生物医学への適用に有用となりうる。例えば、本装置は、糖尿病患者の血糖値を監視するために使用されうる。本装置はまた、入院患者のショックを検出する乳酸値を監視するために使用されうる。このような適用においては、本装置は、連続的な監視を可能とするような患者への取り付けができるように形成されうる。生体認証デバイスと連結されるとき、本装置はまた、患者の保険記録および／または医療記録にリンクされうる。このリンクは、患者情報の更新、あるいは、診断および治療の助力として過去の分光学的記録との比較に使用されうる。
【００３１】
本装置はまた、保安用途に有用となりうる。例えば、本発明は、アルコールあるいは他の物質の影響を受けている人による、建設現場、製造現場あるいは他の保安区域への出入りの調整、あるいは、設備、車、ボート、飛行機あるいは他の乗り物の操作の制限を実行しうる。本装置はまた、生物学的監視デバイスとして使用されることができ、例えば、本装置は、操作者の生物学的状態を判断し、操作者が特定の任務の遂行に支障をきたしているか否かを判断するために使用されるように構成されうる。
【００３２】
本装置は、放射源を含む。一実施形態においては、ここでの放射は電磁放射である。本装置は、被検体の身体へ放射を安全に付与し、被検体から反射され戻る電磁放射を受けるように形成される。一実施形態においては、光ファイバー束は、赤外線電磁放射のような光線（電磁放射）を付与し、また、該光線を受けるように使用される。さらに、本装置は、被検体の身体との相互作用からもたらされた受容電磁放射を解析する捕捉システムを含みうる。
【００３３】
一実施形態においては、近赤外線領域における電磁放射源を提供すべく、石英ハロゲンランプが使用される。近赤外線領域のスペクトルは、アルコール度などの血の成分あるいは血の検体の濃度の非侵襲的測定に適している、というのも、これらの波長にての皮膚組織の光透過率が比較的に優れているからである。本発明の実施形態においては、血中アルコール度を計測する放射源の提供に関連して石英ハロゲンランプが記載されたが、本発明は、開示された実施形態に制限されるものではなく、むしろ、様々なそれらの変更物および均等物を網羅するものである。例えばフラッシュランプ、光ダイオード、石英ハロゲン、及び／または、タングステン−ハロゲン光源などの他の光生成デバイスが、測定されるべき他の標的とされた組織成分あるいは検体の吸収スペクトル領域に対応する特定のスペクトル領域を生成するためにフィルター機構と協働して使用されうる。
【００３４】
一実施形態においては、本装置は、放射源および捕捉システムを有するデバイスを含む。該デバイスは、被検体の検査部位と同一面上となるように押圧されるのに適しているか、あるいは、被検体の手足の指の間の間隙位置に収容されることに適している限りにおいて、円筒形状、立方形状、球形状、台形状、あるいは、これらの組み合わせなどの多様な形状とされうる。一実施形態においては、デバイスはプローブである。
【００３５】
図１には、本発明の実施形態に係るデバイスあるいはプローブ１００が示されている。図１を参照すると、プローブ１００は、プローブヘッド４０とプローブベース３０とを含む。プローブ１００はまた、プローブヘッド４０をプローブベース３０に接続する付勢機構６０を含む。
【００３６】
図２は、本発明の一実施形態に係るデバイスあるいはプローブ１００を示す。図２を参照すると、本装置のプローブヘッド４０は、スプリング付勢ヒンジ１１０を介してプローブベース３０に締結され、スプリング付勢ヒンジは、垂直面におけるプローブヘッドまわりの回転動作の発生を許可する。スプリング付勢ヒンジ１１０は、プローブヘッドが、被検体の検査部位に対して一貫した圧力を付与することを可能とする。もちろん、スプリング以外の付勢手段が使用されうることは理解されるべきである。
【００３７】
図３は、プローブヘッド４０と、台形形状（あるいはパイ状）のプローブベース３０とを備えるプローブを示している。プローブヘッド４０とプローブベース３０とは、台形形状で示されているが、例えば、長方形、円筒形あるいは他の人間工学的に適した形状のような他の形状とされてもよい。プローブヘッド４０はさらに、分光計測のための少なくとも一つの光ファイバー束５０を有する。プローブベース３０は、光ファイバー束を支持するとともに、ユニットの平行移動をも提供するように形成されうる。かくして、プローブ３０は、再現可能で一貫した分光計測を提供することができる。
【００３８】
図４から図１０においては、本発明の多様に実施形態に係る、プローブベース３０及びプローブヘッド４０を収容するように形成されたハウジング１０を有する本装置の多様な形態を示す。本装置のハウジング１０は、例えば、乗物の内側あるいは入口点近傍の壁部のような多様な位置あるいは面上に本装置を取り付けることができるように形成される。かくして、本装置は、例えば、様々な場所にて血中アルコールのような血中成分あるいは血中検体の検査を提供しうる。さらに保護を提供するために、ハウジング１０は、生体照合、温度測定システム、接触作動及び／または圧力センサーのような更なる機能を収容するように形成されうる。
【００３９】
図４から図７においては、本発明の実施形態に係る、生体検証システム２０を有する装置が示されている。生体検証システム２０は、手足の指のプリントスキャンによる生体検証を提供する。他の形態の生体スキャンもまた、本装置に組み込まれうる。例えば、被検体の手の間隙位置にての分光検査を可能としつつ、手のひらのスキャンあるいは他の形態の手のひらの認識システムを組み込みうる。プローブ１００の血中成分あるいは血中検体捕捉システムと同様に、生体検証システム２０は、もし、被検体の生体認証が認定ユーザーとして識別しない場合には、乗物の操作を阻止する。生体スキャン及び分光計測の結果は、多くの選択ユーザーのために所定の期間中においてシステム内に蓄積されうる。上述したように、この情報もまた、診断及び治療に使用される患者情報のデータベース、および／または、乗物、建物、設備などのアクセスに関するデータベースにリンクされうる。
【００４０】
本発明の一実施形態においては、ハウジング１０は、コンピュータ用マウスに似たような楕円形状で滑らかな起伏があるものとされる（図５から図８）。ハウジング１０は他の形状とされてもよい。ハウジング１０は、図８Ｂに示されるような被検体の手足の指を受け入れる開放端部６５と、図８Ａに示されるような電源コードのような電源インターフェイスを受け入れる開口部７６を有する閉鎖端部７５とを有しうる。
【００４１】
一実施形態においては、ハウジング１０は、長さが１１０ｍｍとされ、開放端部の幅が７０ｍｍとされ、閉鎖端部の幅が９０ｍｍとされる。
【００４２】
本発明の一実施形態においては、プローブ本体の二つの側壁上には、被検体の第一及び第二の指を受け入れるように、（不図示の）溝を有する滑らかな起伏が設けられる。
【００４３】
本発明の一実施形態においては、計測される被検体の近傍の皮膚を縛ったり、押圧したり、あるいは、引き寄せたりすることなく、被検体の手足の指をハウジング内に入れることができるように、プローブ本体及びハウジング１０の両方に滑らかな起伏がつけられる。皮膚を縛ることは被検体の皮膚に折り目あるいは滑らかでない表面をもたらし、このことは、被検体の皮膚密度、濃度、深度の変化に起因して被検体からの信号の取得を妨げうる。同様に、ハウジングによりもたらされる被検体の皮膚の引き伸ばしあるいは引き寄せは、被検体の皮膚密度、濃度、深度の変化に起因して被検体からの信号の取得を妨げうる。ハウジングの滑らかな表面は、被検体の皮膚上にもたらされる圧力や摩擦を最小限にし、ハウジングによる被検体の皮膚の引き寄せ、押圧、引き伸ばし、あるいは、圧縮の影響を減少させる。結果として、被検体の皮膚にはプローブヘッドからの再現可能な圧力が付されるというような様式で、被検体の皮膚にはプローブヘッド４０により圧力が付される。
【００４４】
図５を参照すると、本発明の一実施形態に係る装置のハウジングにはさらに、分光計測される被検体の部位における再現可能な血流を可能あるいは容易にするように側部パッド１１が含まれる。これらのパッドは、例えば、計測がなされる最適な温度あるいは一貫した温度を作り出すべく温度調節の使用がなされうるように、加熱パッドあるいは冷却パッドとされうる。一つ以上の加熱パッド及び／または冷却パッドの配置は、ハウジングの側部以外ともされうる。例えば、急速温度調節のために検査部位に近接するように、ハウジング開口部の頂部及び底部の中央に配置されうる。パッドは、伝導、対流、あるいは輻射加熱および／または冷却により操作してもよい。分光計測される被検体の部位の血流の変化は、得られる計測値の正確性あるいは精度に影響しうる。ハウジングの入口部の構造は、計測される被検体の部位の血流への影響を最小限にするにようにすることが求められるか、あるいは、該部位の血流への影響をもたらすような働きをするものとされてもよい。パッドはまた、検査される部位を安定させるように使用されてもよい。例えば、検査の間において被検体の手を保持することを助力するようにされうる。ハウジングは、被検体の血流に再現可能な影響あるいは一貫した影響をもたらすように形成されてもよい。これらの影響は受動的になされてもよく、また、能動的になされてもよい。
【００４５】
一実施形態においては、ハウジングの入口部６５は、受動的に被検体の血流の変化を最小限とするように形成され、被検体の皮膚に付与される圧力の制御はプローブヘッドに委ねられる。従って、入口部６５の幅は、例えば図７に示されるように、緩やかな角度で且つ滑らかな輪郭にて形成される。ハウジングの形状は、本発明に適するように分光計測がなされる被検体の部位の一貫した血流を提供し、正確で精密なあるいは再現可能な計測のために被検体の血流を能動的に調整する機構を含むような他の形状としうる。
【００４６】
幾つかの実施形態においては、装置が常時使える状態とするように、放射源は常にオン状態とされてもよい。他の実施形態においては、未使用時の間は放射源がオフされるようにされてもよい。このような実施形態においては、放射源を作動する手段および／または使用するためにデバイスを準備する手段が必要となる。様々な手段が使用されうる。被検体がデバイスの部分に接触するとすぐにデバイスがオンするように、タッチセンサーが使用されてもよい。容量あるいは抵抗タッチスイッチが、タッチセンサーをもたらすために使用されてもよい。代替として、被検体の現在の温度を検出する温度センサーが、デバイスを作動させるべく使用されうる。デバイスの方への動きあるいはデバイス付近での動きを検出するようなリモートセンサーが、作動のために使用されてもよい。このようなセンサーは、放射源に近接した場所にてプローブヘッドに配置されてもよい。例えば、図１４及び図１５においては、センサー７が放射源の上方に配置されることが示されている。しかしながら、各センサーは、該各センサーの特定の機能に適するような他の場所に配置されうることは理解されるべきである。
【００４７】
操作者の行動も、デバイスの作動のために使用されうる。操作者は、作動をもたらすべく無線スイッチあるいは有線スイッチを押しうる。例えば、乗物に設置されるデバイスに対しては、デバイスを作動させるためキーレスエントリシステム(keyless entry system)が使用されうる。乗物におけるデバイスは、乗物のドアの開放により、乗物の運転席にて検出される圧力により、あるいは、操作者の現状を検出する他の手段により作動されうる。音声あるいは音響による作動システムが、検査のためにデバイスをオンするように、操作者が音声コマンド、拍手あるいは他の音響を提供しうるように使用されてもよい。
【００４８】
分光計測を進めるべく初期の操作者のデバイスとの相互作用が、放射源を作動するために使用されてもよく、また、デバイスを始動させるために使用されてもよい。上述したように、再現可能な圧力は、再現可能な計測を達成するために重要である。すなわち、デバイスは、該デバイス上のプローブに対して検査される部位を配置する際の圧力を検出する圧力センサーを組み込みうる。所定の圧力が計測されるときに、分光計測を開始し記録すべくデバイスを作動するようにしてもよい。
【００４９】
以下に詳細に記載されるように、被検体とのデバイス・インターフェイスは、一つ以上の方向に可動なプローブであって、該一つ以上の方向への動きによる一定の付勢圧力を受けるプローブを有することにより最適化される。従って、位置センサー及び／または圧力センサーがデバイス内に組み込まれ、該デバイスは、分光計測を開始する前に被検体が最適な位置および／または圧力状態にあることを全てのセンサーが検出するまで待機するようにプログラムされる。さらに、デバイスの将来的な利用活性化の制御に使用するために、あるいは、分光計測の結果の評価において考慮されるべき更なるデータとして使用するために、センサーにより計測された全てのパラメータは、分光計測の間においてデバイスにより記録され蓄積されうる。
【００５０】
構成要素と動作
図５から図１０には、分光計測デバイス用ハウジングであって、頂面に配置された一列の表示灯を有する様々なハウジングが示されている。これらの表示灯は、一貫した分光計測の提供を助力するように圧力センサーと協働して使用されうる。分光計測デバイスにおけるプローブの平行移動、旋回及び／または高さ調整は、以下に詳細に説明するように現状においては好適であるが、プローブが全く動かない場合においても、より一貫した計測の提供を助力するために圧力センサーが使用されうる。上述したように圧力センサーは、最適な計測の開始、あるいは、プローブに付されている圧力の提示のために使用されうる。さらに、表示灯は、圧力が適切であるときのユーザーへの視覚フィードバックを提供するために使用されうる。すなわち、一つの表示器は、圧力が過度に低いか、あるいは、過度に高いときに点滅する赤色灯とされうる。もう一つの表示器は、適切な圧力に近づいているときに点滅する黄色灯とされうる。第三の表示器は、圧力が計測のための許容制限内にあるときに点滅する緑色灯とされうる。暖気期間を必要とするシステムにおいては、表示器は、システムが使用準備状態にあるときを示すように使用されうる。もちろん、他の表示器信号もまた使用されうる。例えば、付与された圧力が適正であることを使用者に知らせるために音響信号が使用されうる。表示器はまた、ＬＥＤあるいはＬＣＤディスプレイを使用してもよく、及び／または、乗物あるいは建物の既存のライト（光源）あるいは通信デバイス（ホーン、スピーカーなど）を使用してもよい。圧力センサー及び表示器はまた、以下に記載される如何なる可動なデバイスとともに使用されてもよい。
【００５１】
本発明の幾つかの実施形態においては、プローブ１００の多様なコンポーネントが、平行移動および／または回転移動を提供するように形成される。かくして、プローブ１００により一貫した分光計測が提供される。
【００５２】
一実施形態においては、プローブ４０は、軸スプリングにより付勢される一端部を有することにより平行移動を提供するように構成される。
【００５３】
図９は、本発明の実施形態の一態様に係る、付勢部材１３０を有するプローブが示されている。ハウジング１０の一部分のような構造体に対して付勢される付勢部材１３０にプローブベース３０を取り付けることにより、プローブベース３０の平行移動を提供する。
【００５４】
図９に示されるように、付勢部材１３０は、プローブベース３０の下側部とハウジングユニット１０の底壁部分とに取り付けられた軸スプリングである。軸スプリングは、初期検査位置の方へプローブ全体を押す一定の力を提供する。スプリングコイルは、プローブベース３０及びプローブヘッド４０の両方が、プローブ本体に平行（あるいは実質的に平行）な通路に沿って初期検査位置から離れるように平行移動することを可能にする。図９の実施形態においては、プローブヘッドはプローブベースに対して旋回可能に取り付けられ、プローブヘッドは、検査部位の表面に一致するように自由に旋回しうる。
【００５５】
他の実施形態においては、プローブベース３０及びプローブヘッド４０の両方が、平行移動とともに圧力による回転運動を提供するようにスプリング付勢される。かくして、一貫した圧力が提供されるだけでなく、さらなる良好な分光計測のためのプローブヘッド４０の接触であって、圧力により助力される被検体の組織に対して同一面上となるプローブヘッドの接触を提供する。（図１４及び図１５におけるセンサー７のような）一つ以上のタッチセンサーが、計測が行われる前にプローブヘッドと被検体とが同一平面上とされているか否かを評価するようにプローブヘッド上にて使用されてもよい。
【００５６】
図１４及び図１５においては、本発明の実施形態に係る、平行移動および回転移動の両方を有するプローブ１４００が示されている。プローブ１４００の平行移動は、実質的に一定の力により初期検査位置の方へプローブを移動する付勢部材にプローブ１４００を取り付けることにより提供される。図１１は、ハウジング内のプローブ１４００の一連の上面図であって、プローブの平行移動が描かれている図が示されている。図１１は、使用者の各指が離れるように案内し、プローブ１４００の前方にて使用者の間隙部位を配置する指案内壁部１４３０と生体スキャナー１４２０との相対的な配置を示す。プローブ１４００の回転移動は、第一プローブピン１４７２により案内スロット１４７１に旋回可能にプローブ１４００が接続されることにより提供される。プローブピン１４７２は、該ピンのまわりに初期接触位置から最終接触位置に所定の角度にてプローブ１４００を旋回させることをもたらす。一実施形態においては、該角度は鋭角である。スロット１４７１は、スプリングのような付勢部材を含み、プローブの平行移動に対して作用する。スロット１４７１はまた、ロードセルやガスシリンダーのような圧力ゲージを含み、プローブに付されている圧力を検知する。この圧力センサーは、上述したようにデバイスの作動あるいは最適な圧力の表示のために使用されうる。また、スプリングのような付勢部材が、プローブの回転に対して作用するピン１４７２内に組み込まれ、付随されてもよい。
【００５７】
図１０は、本発明の実施形態の一態様に係るプローブ１０００の側面図である。プローブ１０００は、上述したようなプローブ１００の幾つかの特徴あるいは全ての特徴を有しうる。図１０を参照すると、プローブ１０００は、それぞれが近位端部と遠位端部とを有するプローブベース１０３０とプローブヘッド１０４０とを有する。この実施形態においては、プローブヘッド１０４０の回転移動は、プローブヘッド１０４０の遠位端部とプローブベース１０３０の近位端部との間にスプリング機構１０４５が取り付けられることにより対抗される。
【００５８】
非係合段階においては、プローブヘッド１０４０は前方の方へ回転されていて初期接触位置にて静止していて、プローブ１０００は初期検査位置にて静止している。係合段階においては、被検体の本体部分がプローブヘッド１０４０に対して押圧され、プローブヘッド１０４０が、初期接触位置から最終接触位置へ回転あるいは旋回し、プローブピン１０４１の周りを旋回することにより被検体の検査部位を収容する。プローブヘッドの回転は、より良好な分光計測のために被検体の検査部位に対してプローブヘッド１０４０の光ファイバー束５０が同一面上に配置される（あるいは、実質的に同一面上に配置される）ことを確実にすることをもたらす。同時に、プローブ１０００は、軸スプリング１０４５または軸スプリング１１３０に対して、あるいは、それらの両方に対して押し戻され、プローブ１０００が初期検査位置から最終検査位置へ移動される。
【００５９】
軸スプリングにより平行移動を提供することの代替としては、これに限定されることはないが、所定の角度にて傾斜されたボール軸受け上にプローブベース１０３０あるいはプローブヘッド１０４０を取り付け、一貫した圧力の供給のために、あるいは、ガスが充填されたピストンの使用のために重力を利用することが含まれる。
【００６０】
図１２及び図１５は、本発明の実施形態の一態様に係る、二つのプローブ・アセンブリの側面図である。
【００６１】
図１２は、本発明の一実施形態に係る平行移動を有するプローブ１２００を示す。プローブ１２００は、上述されたプローブ１００あるいは如何なるプローブの特徴の幾つかあるいは全ての特徴を有しうる。平行移動は、ボトム支持部材１２８０に実質的に平行な通路に沿って、該ボトム支持部材１２８０の後方に取り付けられたスプリング機構によりもたらされる。
【００６２】
図１５もまた、本発明の実施形態の一態様に係る平行移動を有するプローブ１４００を示す。プローブ１２００と同様にプローブ１４００は、上述されたプローブ１００あるいは如何なるプローブの特徴の幾つかあるいは全ての特徴を有しうる。図１５のプローブ１４００を参照すると、平行移動は、トップ支持部材１４７０上に配置された案内スロット部材１４７１に実質的に平行な通路に沿ってもたらされる。
【００６３】
図１３は、本発明の一実施形態に係るプローブ１３００の回転移動を示す。プローブ１３００は、上述されたプローブ１００あるいは如何なるプローブの特徴の幾つかあるいは全ての特徴を有しうる。プローブ１３００の正面図が図１６に示される。図１３を参照すると、回転運動は、プローブピン１３７２の回りにもとらされる。図１５と同様に回転移動をもたらす機構はまた、支持部材１３７０の頂部正面上あるいはその付近に配置され、該機構は、さらに平行移動のためにプローブピン１３７２を受容する案内スロットを収容して形成されうる。
【００６４】
本発明の実施形態の一態様によれば、プローブが被検体の間隙部位に対して押圧されるときには圧力がプローブに付され、該圧力により初期検査位置から最終検査位置への案内スロットに沿ったプローブの滑動がもたらされる。同時にプローブはプローブピン１３７２の周りを旋回し、該旋回により初期接触位置から最終接触位置へのプローブの旋回がもたらされ、該プローブは被検体の間隙部位に対して同一平面上とされる。
【００６５】
図１４及び図１５は、本発明の実施形態の別の態様に係るプローブであってトップ支持部材１４７０にてあるいはその付近にて平行移動および回転移動との両方がもたらされるプローブ１４００を示す。プローブ１３００と同様にプローブ１４００は、上述されたプローブ１００あるいは如何なるプローブの特徴の幾つかあるいは全ての特徴を有しうる。図示されているように、プローブヘッドが被検体の間隙部位に対して作用されるときに、プローブ１４００は旋回点１４７２のまわりを回転し、平行移動用案内１４７１上を後退する。
【００６６】
一実施形態においては、プローブヘッド１４００は、回転移動および平行移動の両方を有して形成される。プローブヘッド１４００の回転移動により、被検体の検査部位に対するプローブヘッド１４００の角度の変化による被検体の検査部位の輪郭への適合を可能とする。平行移動により、プローブの被検体の組織上への一定の圧力の付与を可能とする。
【００６７】
図１６から図１８は、本発明の実施形態の幾つかの態様に係る垂直移動を有するプローブ１２００及び１４００を示す。プローブ１２００及び１４００は、上述されたプローブ１００あるいは如何なるプローブの特徴の幾つかあるいは全ての特徴を有しうる。図１６から図１８に示されるように、垂直移動とは、平行移動用通路に直角（あるいは実質的に直角）である通路に沿ったほぼ上下方向の移動である。
【００６８】
本発明の実施形態の一態様においては、各プローブは、第二の付勢部材および第二のプローブピンにより第二サポートに取り付けられる。非係合段階においては、プローブは、閉鎖位置の方へ実質的に一定の力で第二の付勢部材により付勢される。
【００６９】
図１７Ａ及び図１８Ａに示されるように、垂直移動は、第二の取り付けサポートを有することによりもたらされる。一実施形態においては、プローブの遠位端部にてあるいはボトム支持構造体１７８０にて配置された第二の付勢要素１７８２及び第二のプローブピン１７８１により第二の実質的に一定の力が提供される。一実施形態においては、第二の付勢部材は軸スプリングである。
【００７０】
図１７Ａ及び１７Ｂに示されているように、分光計測される検査部位の挿入によりトップ支持部材１７７０が持ち上げられるときに、垂直移動が発生する。トップ支持部材１７７０が閉鎖位置（図１７Ａ）から持ち上げられると、ユニット全体は、第二のプローブピン１７８１のまわりを旋回し、開放位置（図１７Ｂ）の正面にて大きな間隙を残して第二の付勢要素１７８２上で押し下げられる。この垂直移動は、例えば、被検体の指や手のような大きさあるいは厚みの異なる検査部位を収容するのに重要となる。例示的な実施形態においては、トップ支持部材は、被検体の指がハウジング内に配置されるときに該トップ支持部材が被検体の手の頂部と相互作用すべく配置されるように形成される。このことは、プローブヘッドが、最適な反射率解析のために被検体の間隙部位を適切な高さにて繰り返して配置されることを可能とする。
【００７１】
また、プローブの高さは、トップ支持部材の存在の有無にかかわらず自動的に動かされるようにされてもよい。可動ピストン（不図示）が、計測のためにプローブ高さをセットすべく付勢要素１７８２に対して作用する装置内に組み込まれてもよい。もしトップ支持部材が存在する場合には、レーザーレベル器のような位置センサーであって、使用者の手あるいは足の頂部およびプローブの配置を検出する位置センサーを含んでもよい。また、トップ支持部材は、接触センサーあるいは圧力センサーを含み、手が接触するまで、あるいは、予め設定された圧力に達するまで、使用者の手の頂部の方へ下方に移動されてもよい。使用者がコードを入力すると、あるいは、使用者がシステムにより認識されると、該使用者に適した特定の高さにプローブを動かすように、システムにより設定が保存されてもよい。
【００７２】
図１８Ａ及び１８Ｂは、平行移動および回転移動を提供することにより再現可能で正確な結果を確実としつつ、被検体の身体部分を収容する垂直移動をもたらす異なる機構を示す。
【００７３】
図１８Ａおよび図１８Ｂによれば、第二の実質的な一定の力が第二の付勢要素１８７２及び第二のプローブピン１８７３により提供され、第二の付勢要素１８７２及び第二のプローブピン１８７３の両方がトップ支持構造体１８７０に配置される。この実施形態においては、第二の付勢要素１８７２は軸スプリングである。
【００７４】
図１８Ａ及び図１８Ｂに示されるように、分光計測される検査対象物の挿入によりトップ支持部材１８７０が持ち上げられるときに、垂直移動が発生する。トップ支持部材１８７０が閉鎖位置から持ち上げられるときに、トップ支持部材は、第二の付勢要素１８７２に圧力及び圧縮をもたらし、開放位置における正面にて大きな間隙を残して第二のプローブピン１８７３のまわりを旋回する。
【００７５】
図１８Ａ及び図１８Ｂは、可能な平行移動および回転移動を示す。図１１は、平行移動を示す同様の機構の上面図を示す。図１１においては、プローブヘッドの動きをより明確にするように、トップ指示構造体を除外する。
【００７６】
プローブヘッド
本発明の一態様によれば、上述されたプローブデバイス１００あるいは如何なる他のプローブデバイスも、プローブヘッド４０、光ファイバー束５０のような電磁放射源、及び、検出器を含みうる。プローブヘッド４０は、光学級サファイアのような堅固な耐スクラッチ性材料から作られた光学窓を有してもよい。光学窓は、光ファーバー束５０のための保護層及び均一な計測面としての役割を果たしうる。光学窓は、プローブヘッドのための遮蔽機構として機能するのに適した構造の完全性および最小光学インターフェイスを提供するために一定の厚みを有するものとされる。一実施形態においては、光学窓は、該光学窓が、被検体の手足の指の間隙位置に適合しうるようにプローブヘッド４０と同一平面上に取り付けられる。
【００７７】
本実施形態においては電磁放射源は、光ファイバー束として示されているが、他の放射源もまた可能であることは理解されるべきである。例えば、初めの放射源は、プローブに放射を搬送することを不要とするように、放射源自体がプローブ内に配置される。代替的には、放射は、光ファイバー以外の手段により離れた放射源からプローブに搬送されうる。この目的のために、図示されていない集線装置が使用されうる。
【００７８】
図１９Ａは、本発明の実施形態に係る光ファイバー束５０を示している。図１９Ａを参照すると、光ファイバー束５０は、電磁放射源からプローブヘッドに電磁放射を搬送する少なくとも一つの放射源用光ファーバーストランド（参照符号Ａ）と、被検体から検出器に反射された電磁放射を受ける少なくとも一つの検出器用光ファイバーストランド（参照符号Ｂ）とを有する。
【００７９】
本発明の実施形態の一態様においては、光ファーバー束５０は、複数の放射源用光ファイバーストランドと複数の検出器用光ファイバーストランドとを有する。放射源用光ファイバーストランドと検出器用光ファイバーストランドとの配置は、多様な形態で提供されうる。ここに示される各配置においては、放射源用光ファイバーと検出器用光ファイバーとのそれぞれが所定の位置につくように配置されることは理解されるべきである。一実施形態においては、放射源用光ファイバーストランドと検出器用光ファイバーストランドとは、一定の間隙あるいは所定の間隙にてそれぞれが離間されて不規則に分散される。
【００８０】
図１９Ｂは、本発明の一実施形態に係る、二股に分かれた光ファーバーユニットを含む光ファーバー部材の側面図である。この実施形態においては、二股に分かれた光ファイバーユニットは、一つの放射源用光ファイバーストランド１９１０と一つの検出器用光ファイバーストランド１９１５とを有する。各個々のストランドは、例えば、熱可塑性ポリマー製のプラスチックカバーで保護されうる。ユニットの遠位端部の付近にて、ストランドは、締結具あるいは収縮包装プラスチックにより一緒に結合される。ユニットの近位端部の付近にて、二つのファイバーストランドが分離される。各ストランドは、保護層により包まれ、ＳＭＡコネクター１９２０のようなコネクターにより固定される。二股に分かれる複数の光ファイバーユニットを使用することにより、放射源用光ファイバーストランドと検出器用光ファイバーストランドとの多様な配置であって任意抽出の様式を含む多様な配置が構成されうる。
【００８１】
本発明の別の態様のおいては、放射源用光ファイバー１９１０と検出器用光ファイバー１９１５とは整然とした様式にて配置され、それらの間の離間距離は一定の範囲に基づくものとされるか、あるいは、無作為にされるものとされうる。
【００８２】
一実施形態においては、光ファイバー束は、複数の検出器用光ファイバーストランドを含み、少なくとも幾つかの検出器用光ファイバーストランドは、複数の放射源用光ファイバーストランドの外周に沿って複列に配置される。図２０は、本発明の一実施形態に係る光ファイバー束２０００を示す。図２０を参照すると、光ファイバー束２０００は、放射源用光ファイバー２０１０と検出器用光ファイバー２０２０との複数の層あるいは列を有し、放射源用光ファイバーと検出器用光ファイバーとは、スペーサ・リング２１００により離間される。一実施形態においては、光ファイバー束２０００は、３．４ｍｍ（０．１３４インチ）の直径（ＯＤ）を有し、スペース・リング２１００は、５０μｍの厚さを有する。これにより、電磁伝達の散乱効果は排除され、あるいは、実質的に低減されうる。間隙は、皮膚表面の近傍の血管内部の血の成分の計測のような所望の一定の特性を検出するために適切な深さ距離を提供する。
【００８３】
本発明の実施形態の別の一態様においては、非侵襲的な分光計測を行う装置はまた、深さ計測機能を有する。すなわち、様々の深さでの被検体の組織を検出し把握する。
【００８４】
組織検査の深さの調整は、被検体からの得られる血中アルコール計測の再現性、正確性及び精密性を改良しうる。分光計測の目標深さの変更は、被検体の皮膚や脂肪組織の厚さの相違を把握することを可能とし、取得する信号の質を最適にする。放射源用光ファイバーに対する検出器用光ファイバーの配置は、調査される被検体の組織の深さを調整するために変更されてもよい。さらに、検出器用光ファイバーの密度が、計測される被検体の組織の深さを調整するために変更されてもよい。
【００８５】
分光計測の深さの変更は、任意の適切な手段により達成されてよく、例えば、特定の経路長の電磁放射の収集を選択的に強調するように、放射源用光ファイバーに対する検出器用光ファイバーの空間的配置を使用することに達成されてもよい。収集される電磁波の経路長を選択に強調することにより、本発明は、分光計測される被検体の組織の深さを調整しうる。放射源用光ファイバーに近接した検出器用光ファイバーの配置は、短経路長の電磁放射を選択的に強調し、著しい計測深さを必要としないような組織を対象とする場合に適している。より放射源用光ファイバーから離間させる検出器用光ファイバーの配置は、長経路長の電磁放射を強調し、より深い深さの計測を必要とするような組織を対象とする場合に適している。
【００８６】
放射源用光ファイバーと検出器用光ファイバーとの間の距離を増加させると、検出器用光ファイバーを組み込むための利用可能な空間も増加する。結果的に、放射源用光ファイバーから、より遠くに検出用光ファイバーを配置することで、放射源用光ファイバーに近接して配置される場合よりも多い検出器用光ファイバーを提供しうる。従って、検出器用光ファイバーの密度が変更されることなく放射源用光ファイバーからの距離が変更される場合には、受け取る信号は、放射源用光ファイバー束から最も遠い検出器用光ファイバー束からの信号に重みが付けられてもよい。しかしながら、電磁放射の経路長が増加するほど、その強度は減少する。結果として、より長い経路長の電磁放射を強調するためには、中央の放射源用光ファイバーから遠く離れた多量の検出器用光ファイバーが必要とされる。図２１から図２５は、検出器用光ファイバーと放射源用光ファイバーとの間の距離の変化に応じて検出器用光ファイバーの密度を変更するような形態であって、長方形状、楕円形状および放射状の形態の幾つかの例証を示す。
【００８７】
一実施形態においては、検出器用光ファイバーは、複数の放射源用光ファイバーから離れるような放射状の様式、あるいは、リング状に配置される。各リングの検出器用光ファイバーは、他のリングの他の検出器用光ファイバーから独立して電磁放射を操作し検出することができる。さらに、各リング内において、小さな独立した領域であって、一つの領域にある検出器用光ファイバーが他の領域における検出器用光ファイバーから独立して操作されうるというような小さな独立した領域があってもよい。
【００８８】
一実施形態においては、明瞭な分光計測を向上すべく、放射源用光ファイバーと該放射源用光ファイバーに最も近接する検出器用光ファイバーとは、信号の低下をもたらさないような材料からなる仕切りにより隔離されうる。電磁放射の検知は、所望に信号が被検体から得られるまで、各検出器用光ファイバー、各リングの各領域あるいは各リングを独立してまたは組み合わせて選択的に係合することにより達成されうる。所望の様式にてスペクルを得ることに寄与しない検出器用光ファイバーの使用は中止され、また、これらの検出器から受けた信号は廃棄されてもよい。代替として、デバイスが、全ての検出器用光ファイバーと同時に係合し、各検出器から得られた信号を保持し平均して、多数の異なる経路長の平均を示すスペクトルをもたらすものでもよい。
【００８９】
検出器用光ファイバーは、放射源用光ファイバーのまわりに多様な様式にて空間的に配置されうる。一実施形態においては、検出器用光ファイバーは、直線状にて放射源用光ファイバーから放射状に広がる。代替的に、検出器用光ファイバーは、ジグザグパターンにて放射源用光ファイバーの中芯から放射状に広がる。別の実施形態においては、検出器用光ファイバーは、該検出器用光ファイバーをらせん状とするような半円形状あるいは楕円状様式にて放射源用光ファイバーからの放射状に広がる。検出器用光ファイバーはまた、無作為な様式にて放射源用光ファイバーのまわりに空間的に配置されてもよい。同様に、放射源用光ファイバーは、検出器用光ファイバーの間に無作為に配置されてもよい。放射源用光ファイバーに対する検出器用光ファイバーの空間的配置は、所望の信号を得られるような任意の適切な手段により達成されうる。
【００９０】
図２１は、本発明の一実施形態に係る光ファイバー束２１００を示す。図２１を参照すると、光ファイバー束２１００は、検出器用光ファイバーＢのリング状の配列により取り囲まれる放射源用光ファイバーを含む。検出器用光ファイバーの各リング間の距離は固定的なものとされてもよく、また、変化のあるものでもよい。さらに、各リング内における光ファイバー間の距離は固定的なものとされてもよく、また、各リング間において変化のあるものとされてもよく、あるいは、各リング内において変化のあるものとされてもよい。
【００９１】
本発明の実施形態の別の態様においては、非侵襲的な分光計測用装置は温度検出機構を含む。一実施形態においては、温度検出機構は、装置のハウジング内に備えられる。温度検出機構は、赤外線、熱電対、あるいは、分光計測する部位の局所的な被検体の温度、中核体温あるいは平均体温、分光計測する部位あるいはその近傍の大気温度、あるいは、分光計測する部位あるいはその近傍のプローブの温度を測定するために使用しうる任意の他の手段とされうる。
【００９２】
被検体の中核体温あるいは局所的な体温は、被検体から得られる計測値の正確性、精度、あるいは再現性に影響する。これらの温度への影響は、被検体の血流の変化、被検体の血流あるいは周囲組織中の化学組成あるいは水和レベルの変化、あるいは、被検体の組織密度または深度のような他の温度変化の物理的出現に由来する。収集された温度データは、得られた分光計測値との相関に有用であり、及び／または、例えば結果の適切な解釈のための他のデータとの相関に有用である。温度データは、分光データ計測の前後あるいは計測と同時に収集されうる。
【００９３】
一実施形態においては、温度データは、分光計測に使用されるものと同じ放射源光ファイバー及び検出器用光ファイバーに使用される赤外線プローブにより収集されうる。
【００９４】
代替的に、赤外線温度計測のために使用される光ファイバーは、分光計測に使用される光ファイバーと異なるものとされてもよい。一実施形態においては、赤外線温度計測のために設けられた別個の光ファイバー束は、分光計測に使用されるプローブヘッド内に収容されてもよい。この実施形態においては、被検体の温度は、分光計測の部位あるいはその近傍にて計測されうる。
【００９５】
別の実施形態においては、赤外線温度計測のために設けられた別個の光ファイバー束は、プローブヘッドとは別個に収容されうる。該別個の光ファイバーは、被検体の手、手首、足あるいは足首のような分光計測される部位の近傍における被検体の皮膚の温度を計測するために使用されうる。代替的に、別個の光ファイバー束は、被検体の前腕あるいは下肢のような分光計測部位から離れた領域の被検体の皮膚の温度を計測するために使用されうる。
【００９６】
さらに別の実施形態においては、温度計測は、分光学的プローブヘッド内に配置された熱電対によりなされうる。熱電対は、該熱電対が被検体の皮膚と接触して、分光計測前、分光計測中あるいは分光計測後の温度データを計測するように配置されうる。代替的に、熱電対は、被検体の皮膚に隣接して、分光計測前、分光計測中あるいは分光計測後の大気温度あるいはプローブヘッド温度を計測するように、プローブヘッド内に配置されうる。
【００９７】
別の実施形態においては、分光計測される部位あるいはその近傍にて被検体の温度を計測する熱電対は、プローブヘッドの外側に収容される。熱電対はまた、被検体の前腕、上腕、下腕、脚、胴、頭あるいは首のような、分光計測する部位から離れた被検体の皮膚の温度を計測するように配置されてもよい。アナログ手段、デジタル手段あるいは分光手段を含むような、被検体の温度を計測する他の手段もまた適切なものとされうる。
【００９８】
本発明の実施形態においては、温度データは、分光データあるいは装置自体に対する修正アルゴリズムの適用において使用される。温度変化を把握するような方法の修正アルゴリズムを使用して、分光データは処理される。修正アルゴリズムは、分光データの取得中あるいは取得後に適用されうる。修正アルゴリズムは、一回以上適用されてもよく、アルゴリズムの適用回数は温度により変更されてもよい。
【００９９】
代替的に、収集された温度データは、分光デバイス自体を変更するために使用されうる。一実施形態においては、本発明は、分光データが収集される方法を変更するために温度データを使用しうる。温度データに基づいて、器具は、試行される周波数の範囲、入射電磁放射の強度あるいはプローブヘッドに付与される圧力を変更しうる。温度変化を考慮したデータ収集の本発明の方法の変更は、任意の適切な方法によりなされうる。
【０１００】
本発明の一実施形態においては、本装置は、被検体の生体情報と被検体からのスペクトル情報との両方の情報を得る。もたらされたスペクトル情報は、多変量検量法技術（例えば、主成分分析あるいは部分最小二乗法）による被検体の血中に存在するアルコールあるいは代謝副産物の濃度のような化学成分に関する情報に変換され、被検体の識別を確かににするために生体照合が使用される。
【０１０１】
一実施形態においては、生体照合システムは、指紋あるいは足指プリントスキャンにより達成される。該システムにおいては、アルコールあるいは他の禁止されている物質の存在が被検体中に検出された場合には乗物の操作を阻止しうる。同様に、該システムにおいては、被検体の生体認証が認可された使用者を示していない場合にも乗物の操作を阻止しうる。生体スキャン及び分光計測の結果は、選ばれた多数のユーザーに対して、あるいは選ばれた期間に対してシステム内に格納される。
【０１０２】
本発明の実施形態の一態様においては、被検体の分光分析は、被検体の手足の指の間の間隙部位にて、あるいは、手足の単一の指に隣接する間隙部位にて遂行される。被検体の手足の任意の二つの指の間の間隙部位も使用されうる。一実施形態においては、被検体の人差し指と中指との間の間隙部位が分析される。ハウジングは、被検体の手の単一の指、二つの指、複数の指あるいは手全体を収容するのに十分な大きさを有するようにされてもよい。ハウジングはまた、被検体の足の単一の指、二つの指、複数の指あるいは足全体を収容するのに十分な大きさを有するようにされてもよい。
【０１０３】
図２６は、本発明の実施形態に係る分光計測に使用しうる被検体の手の指の間の間隙部位７０、８０、９０あるいは１００における被検体の組織を示す。好適には、被検体の指の基部との間、及び、被検体の手のひらの平面と被検体の指関節の頂部との間の部位が対象とされる。入射放射を吸収および反射しうるこの大まか部位における如何なる場所も適切とみなされる。間隙部位における計測の利点は記録上の支障が小さいことであり、というのも、特に掌側骨間筋と背側骨間筋との間の部位における体筋の密度が比較的に小さいからである。体筋は、アルコールの信頼のある検出を阻害するような、乳酸濃度の著しい変化を含みうる。前腕のような高い体筋密度の部位において行われる分光計測は、乳酸の存在により影響を受け、結果的に、信頼性が低いアルコール検出結果がもたされてしまう可能性がある。被検体の指の間隙部位は、筋肉内における乳酸の存在による影響は最小限である。よって、被検体の指の間の間隙部位７０、８０、９０あるいは１００にての計測は好適である。
【０１０４】
図２７は、本発明の好適な実施形態を示すものであり、該実施形態においては、被検体の間隙部位７０が装置ハウジング１０内に挿入され、分光記録を得るためにプローブヘッドが、指の間を滑動して被検体の指の間の間隙部位７０に対して同一平面上とされるように設置されることを許可する。
【０１０５】
本発明の実施形態の別の態様は、被検体を特定するために装置を同時に作動し、被検体の血中アルコール含有量を調査し特定し調査を結論付けるための、簡素な方法にての手足の単一の指の使用に向けられる。
【０１０６】
図２８は本発明の多様な実施形態を示し、これらの実施形態においては、本装置の様々な部品は、被検体に適用されるときに一定の圧力が付与されるように形成され、及び／または、被検体の手足の指の間の間隙位置に受け入れられるよう適合される。
【０１０７】
一実施形態においては、プローブはパイ形態を有し、プローブ本体がハウジングに不動に取り付けられ、プローブヘッドが、付勢要素により初期検査位置の方へ行使される実質的に一定の力により付勢される。この実施形態においては、被検体の間隙部位がプローブヘッドに対して押圧されると、プローブヘッドは、プローブ本体に平行（あるいは、実質的に平行）な通路に沿って押し戻される。
【０１０８】
別の実施形態においては、プローブヘッドとプローブ本体との両方が初期検査点の方へ付勢され、プローブ本体は、第二の付勢部材によりもたらされた実質的に一定の第二の力により付勢される。
【０１０９】
図２９は、単一の指が本装置のハウジング２９１０内に挿入されるという、本発明の一実施形態を示す。一実施形態においては、ハウジング２９１０は、生体認証システム２９２０を含む。指が本装置のハウジング２９１０に挿入されると、分光記録を得るために人指し指と中指との間の間隙部位をプローブが押圧する。最適な計測位置にて指をデバイス内に方向付けるように、指が、人間工学的に形成されたモーションガイドにより案内される。
【０１１０】
調査の結論付けの前に、調査の結論付け中に、あるいは、調査の結論付けの完了時に、使用者あるいは被検体には、調査準備ができていること、調査の結果、被検体に対する再調査がなされるとき、あるいは、装置の被検体による使用に関する他の情報を連絡する、視覚的な手段、音響的な手段、触覚的な手段、物理的な手段、電子的な手段あるいは他の手段により信号が提供される。
【０１１１】
本発明の実施形態の他の態様は、データ入力インターフェイスとしての分光学的プローブのパッド、ボタンあるいはノブの使用に向けられる。図３０から図３２は、分光記録が指の先端部から得られるような、本発明の実施形態の特定の態様を示す。被検体は、パッドを押圧することにより、あるいは、所定位置に指の先端部を滑動させることによりプローブと接触することができる。
【０１１２】
本発明の実施形態の一態様は、被検体によるデータ入力の制御であって、圧力、デバイスに対する方向性を有する動き、あるいは、ノブの例におけるデバイス自身の動きによる制御に向けられる。デバイスに対する方向性を有する動きには、水平面及び垂直面内の動きが含まれる（図３１及び図３２参照）。被検体からの入力は、デバイスをオンするために、ソフトウェアにアクセルするために、選択をするために、ソフトウェア・メニューによる操縦のために、システム動作を確認するために、システム動作を要求するために、あるいは、被検体からの入力を必要とする目的に関する任意の他のソフトウェアを作動させるために使用されうる。
【０１１３】
本発明の実施形態の別の態様においては、指紋センサーに向けられる。指紋センサーは、ハードウェア及び／またはソフトウェア制御のための特定のシーケンスの開始動作としての被検体の動きを判断しうる。例えば、パッド、ボタンあるいはノブを押圧あるいは叩くことが、ソフトウェアの選択あるいは確定として機能するようにしてもよい。デバイスに沿った強打動作は、ソフトウェア・メニューを通したスクロールとしての役割を果たす。本発明のソフトウェアは、これに制限されるものではないが、視覚的あるいは写実的な、音響的な、触覚的な、物理的なあるいは電子的な知覚様式にて使用者の入力に応答しうる。多様な使用者による入力は、個別的に、あるいは、組合わせて使用されうる。
【０１１４】
本発明の特定の実施形態の別の態様においては、スペクトル内に含まれる基準信号との比較により、得られたスペクトルに存在する多様な変化が考慮される。例えば、水分に起因する信号は、分光計測される部位における被検体の皮膚の水和レベル及び血液量を考慮するために使用される。被検体の体全体の水和レベル、血流、温度、心拍数、ダイエット及び他の生理学上の状態のような他の要因は、水分に起因する信号を参照することにより考慮されてもよい。別の実施形態においては、真皮の角質あるいはコラーゲンの本質あるいは量、あるいは、下皮の脂肪層に関する信号が、スペクトルを得る過程で使用されてもよい。信号を参照することは、血球、尿素、クレアチニン、ブドウ糖、酸素、あるいは、被検体により摂取された化学成分のような他の血中成分に変化を考慮するのに有効である。
【０１１５】
さらに、本発明は、非生理学的皮膚成分を考慮してもよい。このような成分は、被検体から得られた分光データの品質に有害な影響を与える。例えば、被検体の皮膚の真皮層における刺青インクの存在はデバイスにより特定され、刺青のある使用者からスペクトルが収集される場合には、一般的な刺青インクのスペクトル・ライブラリーがデータ分析において考慮に入れられる。また、スペクトル・ライブラリーは、被検体の皮層内の刺青インクの深さを考慮するために減衰ファクターを含んでもよい。さらに、デバイスが刺青インクの存在を特定するなら、デバイスは、刺青を有する被検体から得られうる信号を最適化するために、検出器用束の選択基準を変更するようにしてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年1月13日(2015.1.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の体液を非侵襲的に評価する装置であって、
プローブ用取付けサポートであって、該プローブ用取付けサポートの表面に沿った平行移動の少なくとも一つの通路を形成するプローブ用取付けサポートと、
プローブヘッドとプローブ本体とを有するプローブであって、該プローブ本体は、近位端部と遠位端部とを有し、該プローブヘッドは、該プローブ本体に旋回可能に取り付けられて前記プローブ用取付けサポートに対して旋回通路に沿って可動であるというプローブと、
前記プローブの平行移動を提供するように実質的に一定の圧力をもたらす付勢要素とを有し、
前記プローブは、初期点から離れる方向に前記少なくとも一つの通路に沿って平行移動でき、また、前記プローブは、前記初期点の方へ前記付勢要素により付与される実質的に一定の力により付勢される、装置。
【請求項２】
前記プローブは、前記少なくとも一つの通路にほぼ直交する第二の通路に沿って上下に可動である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記付勢要素はコイルスプリングである、請求項１に記載の装置。
【外国語明細書】
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