(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長区間の波長の光（２１１）および第２の波長区間の波長の光（２２１）を出射するように構成された発光装置（２００）と、
前記第１の波長区間の波長の光（２１１）を検出するが、前記第２の波長区間の波長の光（２２１）には反応しないように構成された第１の光検出器（３１０）と、
前記第１の波長区間の波長の光（２１１）および前記第２の波長区間の波長の光（２２１）を検出するように構成された第２の光検出器（３２０）と、を有し、
前記第１の光検出器（３１０）は、第１の受光面（３１１）を有し、前記第２の光検出器（３２０）は、第２の受光面（３２１）を有し、
前記第１の受光面（３１１）と前記第２の受光面（３２１）とは、共通の平面に配置されかつ互いに交互に配置されている、
パルスオキシメトリ装置（１００）。
【請求項２】
前記第１の波長区間および前記第２の波長区間は、互いに重複していない、
請求項１に記載のパルスオキシメトリ装置（１００）。
【請求項３】
前記第１の波長区間または前記第２の波長区間は、８１０ｎｍ未満であり、他方の波長区間は、８１０ｎｍより大きい、
請求項２に記載のパルスオキシメトリ装置（１００）。
【請求項４】
前記第１の光検出器（３１０）は、前記第２の波長区間の波長の光（２２１）を遮光するように構成されたフィルタ（３１２）を有する、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のパルスオキシメトリ装置（１００）。
【請求項５】
前記発光装置（２００）は、前記第２の波長区間の波長の光（２２１）を、前記第１の波長区間の波長の光（２１１）より高い出力で出射するように構成されている、
請求項１〜４のいずれか一項に記載のパルスオキシメトリ装置（１００）。
【請求項６】
前記発光装置（２００）は、前記第１の波長区間の波長の光（２１１）を出射するように構成された第１の発光ダイオード構造（２１０）と、前記第２の波長区間の波長の光（２２１）を出射するように構成された第２の発光ダイオード構造（２２０）と、を有する、
請求項１〜５のいずれか一項に記載のパルスオキシメトリ装置（１００）。
【請求項７】
前記第１の発光ダイオード構造（２１０）および前記第２の発光ダイオード構造（２２０）は、共通の発光ダイオードチップ（２３０）内に配置されている、
請求項６に記載のパルスオキシメトリ装置（１００）。
【請求項８】
前記第１の発光ダイオード構造（２１０）および前記第２の発光ダイオード構造（２２０）は、互いに重ねて配置されている、
請求項７に記載のパルスオキシメトリ装置（１００）。
【請求項９】
前記発光装置（２００）は、前記第１の発光ダイオード構造（２１０）を有する第１の発光ダイオードチップ（２３１）と、前記第２の発光ダイオード構造（２２０）を有する第２の発光ダイオードチップ（２３２）と、を有する、
請求項６に記載のパルスオキシメトリ装置（１００）。
【請求項１０】
前記パルスオキシメトリ装置（１００）は、エミッタ用キャビティ（４１０）および検出器用キャビティ（４３０）を有するハウジング（４００）を有し、
前記発光装置（２００）は、前記エミッタ用キャビティ（４１０）に配置され、前記第１の光検出器（３１０）は、前記検出器用キャビティ（４３０）に配置されている、
請求項１〜９のいずれか一項に記載のパルスオキシメトリ装置（１００）。
【請求項１１】
前記第２の光検出器（３２０）も前記検出器用キャビティ（４３０）に配置されている、
請求項１０に記載のパルスオキシメトリ装置（１００）。
【請求項１２】
前記エミッタ用キャビティ（４１０）および前記検出器用キャビティ（４３０）は、前記ハウジング（４００）の共通の面（４０１）に向かって開口している、
請求項１０または１１に記載のパルスオキシメトリ装置（１００）。
【請求項１３】
前記エミッタ用キャビティ（４１０）の壁部（４１１）は、光反射体を形成している、
請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のパルスオキシメトリ装置（１００）。
【請求項１４】
前記ハウジング（４００）は、さらなる発光装置（２００）が配置されたさらなるエミッタ用キャビティ（４２０）を有する、
請求項１０〜１３のいずれか一項に記載のパルスオキシメトリ装置（１００）。
【請求項１５】
−  第１の波長区間の波長の光（２１１）および第２の波長区間の波長の光（２２１）を同時に出射するステップと；
−  前記第１の波長区間の波長の光（２１１）を検出するが、前記第２の波長区間の波長の光（２２１）には反応しないように構成された第１の光検出器（３１０）によって第１の計測信号を記録するステップと；
−  前記第１の波長区間の波長の光（２１１）および前記第２の波長区間の波長の光（２２１）を検出するように構成された第２の光検出器（３２０）によって第２の計測信号を記録するステップであって、
前記第１の光検出器（３１０）は、第１の受光面（３１１）を有し、前記第２の光検出器（３２０）は、第２の受光面（３２１）を有し、
前記第１の受光面（３１１）と前記第２の受光面（３２１）とは、共通の平面に配置されかつ互いに交互に配置されているステップと；
−  前記第１の計測信号および前記第２の計測信号から酸素飽和度を求めるステップと、を含む、
パルスオキシメトリ装置（１００）の操作方法。
【請求項１６】
前記第１の計測信号と前記第２の計測信号との差異から差異信号が形成され、
前記酸素飽和度は、前記第１の計測信号および前記差異信号から求められる、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２の波長区間の波長の前記光（２２１）は、前記第１の波長区間の波長の前記光（２１１）より高い出力で出射される、
請求項１５または１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１に係るパルスオキシメトリ装置、および請求項１６に係るパルスオキシメトリ装置の操作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒト患者の血中の動脈血酸素飽和度を非侵襲的に測定するためのパルスオキシメトリ装置が先行技術において知られている。そのようなパルスオキシメトリ装置では、動脈血酸素飽和度の測定は、患者の皮膚を通して光を照射しながら、光吸収度を計測することによって行われる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
パルスオキシメトリ装置を提供することが本発明の目的である。この目的は、請求項１の特徴を含むパルスオキシメトリ装置によって達成される。パルスオキシメトリ装置の操作方法を提供することが本発明の他の目的である。この目的は、請求項１６の特徴を含む方法によって達成される。様々な改良形態を従属請求項において特定する。
【０００４】
パルスオキシメトリ装置が、第１の波長区間の波長の光および第２の波長区間の波長の光を出射するように構成された発光装置と、第１の波長区間の波長の光を検出するが、第２の波長区間の波長の光には反応しないように構成された第１の光検出器と、第１の波長区間の波長の光および第２の波長区間の波長の光を検出するように構成された第２の光検出器と、を備える。
【０００５】
このパルスオキシメトリ装置は少数の部品のみを有するため、このパルスオキシメトリ装置を小型に構成することができ、また、経済的に製造することができる。パルスオキシメトリ装置が２つの光検出器を有し、それにより第１の波長区間の波長の光と第２の波長区間の波長の光とを区別可能であるため、このパルスオキシメトリ装置の発光装置は、第１の波長区間の波長の光と第２の波長区間の波長の光とを同時に出射することができる。したがって、有利なことにパルスオキシメトリ装置を特に簡単に操作することができる。
【０００６】
本パルスオキシメトリ装置の一実施形態では、第１の波長区間および第２の波長区間は、互いに重複していない。それにより有利なことに、上記第１の波長区間の波長の光が第２の区間における波長の光とは大幅に異なるため、オキシヘモグロビンとデオキシヘモグロビンとの明確な区別が可能になる。
【０００７】
本パルスオキシメトリ装置の一実施形態では、第１の波長区間または第２の波長区間は、８１０ｎｍ未満であり、特に６６０ｎｍの波長を含みうる。この場合、他方の波長区間は、８１０ｎｍより大きく、特に９４０ｎｍの波長を含みうる。これら波長区間の波長の光は、パルスオキシメトリ装置での用途に特に適していることが分かっている。
【０００８】
本パルスオキシメトリ装置の一実施形態では、第１の光検出器は、第２の波長区間の波長の光を遮光するように構成されたフィルタを有する。それにより第１の光検出器が第２の波長区間の波長の光に反応しないことが確実になる。これにより、第１の光検出器によって送られる計測信号と第２の光検出器によって送られる計測信号とを比較することで、第１の波長区間の波長の光によって生じる信号成分と第２の波長区間の波長の光によって生じる信号成分とを区別することができる。
【０００９】
本パルスオキシメトリ装置の一実施形態では、第１の光検出器は、第１の受光面を有する。この場合、第２の光検出器は、第２の受光面を有する。第１の受光面と第２の受光面とは、共通の平面に配置されかつ互いに交互に配置されている。それにより有利なことに、第１の光検出器の第１の受光面と第２の光検出器の第２の受光面とは確実に、均一に照射されることができる。これにより有利なことに、パルスオキシメトリ装置によって測定した計測信号の質の低下、例えば幾何学形状によって光が遮られて低下してしまうことが回避される。
【００１０】
本パルスオキシメトリ装置の一実施形態では、発光装置は、第２の波長区間の波長の光を、第１の波長区間の波長の光より高い出力で、特に少なくとも４倍の出力で、特に少なくとも８倍の出力で出射するように構成されている。発光装置は例えば、第２の波長区間の波長の光を、第１の波長区間の波長の光の９倍の出力で出射するように構成されうる。これにより実現可能な効果として、パルスオキシメトリ装置の第２の光検出器によって測定された計測信号では第２の波長区間の波長の光の検出が優位になり、第１の波長区間の波長の光の検出は無視してよいものになる。これにより有利なことに、パルスオキシメトリ装置の第１の光検出器および第２の光検出器によって、第１の波長区間の波長の光と第２の波長区間の波長の光とをほぼ別々に検出することができる。
【００１１】
本パルスオキシメトリ装置の一実施形態では、発光装置は、第１の波長区間の波長の光を出射するように構成された第１の発光ダイオード構造と、第２の波長区間の波長の光を出射するように構成された第２の発光ダイオード構造と、を有する。本パルスオキシメトリ装置では、第１の波長区間の波長の光と第２の波長区間の波長の光とを互いに別々に出射する必要が無いため、発光装置の第１の発光ダイオード構造と第２の発光ダイオード構造とは、常に一緒に動作するように交互に配置されうる。その結果、有利なことに発光装置を特に単純に構成することができる。
【００１２】
本パルスオキシメトリ装置の一実施形態では、第１の発光ダイオード構造および第２の発光ダイオード構造は、共通の発光ダイオードチップ内に配置されている。したがって、発光装置は有利なことに、特に小型に構成されている。
【００１３】
本パルスオキシメトリ装置の一実施形態では、第１の発光ダイオード構造および第２の発光ダイオード構造は、互いに重ねて配置されている。この場合、第１の発光ダイオード構造および第２の発光ダイオード構造は例えば、共通の発光ダイオードチップの、互いに重ねて配置された層として構成されうる。この場合、第１の発光ダイオード構造および第２の発光ダイオード構造は、直列に電気接続されうる。これにより発光装置は有利なことに、特に小型の外形寸法を有し、また、経済的に作製されることができる。発光装置の第１の発光ダイオード構造と第２の発光ダイオード構造との直列の電気配線によって、有利なことに確実に、常に同じ電流強度の電流を第１の発光ダイオード構造および第２の発光ダイオード構造に流すことができる。
【００１４】
本パルスオキシメトリ装置の一実施形態では、発光装置は、第１の発光ダイオード構造を有する第１の発光ダイオードチップと、第２の発光ダイオード構造を有する第２の発光ダイオードチップと、を有する。そのため有利なことに、発光装置の発光ダイオードチップを、経済的に入手できる規格部品によって形成することができる。
【００１５】
本パルスオキシメトリ装置の一実施形態では、パルスオキシメトリ装置は、エミッタ用キャビティおよび検出器用キャビティを有するハウジングを有する。この場合、発光装置はエミッタ用キャビティ内に配置され、第１の光検出器は検出器用キャビティ内に配置されている。この場合、パルスオキシメトリ装置のハウジングは有利なことに、非常に小型に構成されうる。発光装置と第１の光検出器とが別々のキャビティ内に配置されているため、計測品質を低下する、発光装置と第１の光検出器との望ましくない直接的なクロストークが回避され、有利である。
【００１６】
本パルスオキシメトリ装置の一実施形態では、第２の光検出器も同様に検出器用キャビティ内に配置されている。それにより有利なことに、確実に第１の光検出器と第２の光検出器とを互いに近接させて配置することができ、パルスオキシメトリ装置によって測定された計測信号の、幾何学形状による影響による劣化を回避することができる。
【００１７】
本パルスオキシメトリ装置の一実施形態では、エミッタ用キャビティおよび検出器用キャビティは、ハウジングの共通の面に向かって開口している。本パルスオキシメトリ装置の動作時、パルスオキシメトリ装置のハウジングの上記共通の面は、検査対象のヒト患者の身体部位に対向しうる。
【００１８】
本パルスオキシメトリ装置の一実施形態では、エミッタ用キャビティの壁部は、光反射体を形成している。エミッタ用キャビティの壁部によって形成された光反射体によって、有利なことに、発光装置によって出射された光が集められうる。その結果、発光装置によって出射された光の、より高い放射強度を得ることもできる。これにより、例えば、パルスオキシメトリ装置の発光装置によって出射された光を、検査対象患者のより深い皮膚層に到達させることができる。その結果、計測の精度を高めることができる。
【００１９】
本パルスオキシメトリ装置の一実施形態では、ハウジングは、さらなる発光装置が配置されたさらなるエミッタ用キャビティを有する。これにより、検査対象患者のより広い皮膚面をパルスオキシメトリ装置で照射することができ、それにより信号対雑音比が改良されうる。
【００２０】
パルスオキシメトリ装置の操作方法が、第１の波長区間の波長の光および第２の波長区間の波長の光を同時に出射するステップと、第１の波長区間の波長の光を検出するが、第２の波長区間の波長の光には反応しないように構成された第１の光検出器によって第１の計測信号を記録するステップと、第１の波長区間の波長の光および第２の波長区間の波長の光を検出するように構成された第２の光検出器によって第２の計測信号を記録するステップと、第１の計測信号および第２の計測信号から酸素飽和度を求めるステップと、を含む。
【００２１】
本方法では、第１の波長区間の波長の光と第２の波長区間の波長の光とが同時に出射されるため、本方法は有利なことに、特に容易かつ迅速に実行されることができる。この場合、本方法は有利なことに、少数の部品のみを有しかつ、それにより経済的に作製可能なパルスオキシメトリ装置を操作するために使用されうる。
【００２２】
本方法では、第１の光検出器によって第１の計測信号を記録し、第２の光検出器によって第２の計測信号を記録することによって、第１の波長区間の波長の光の成分と第２の波長区間の波長の光の成分とを分離することができる。これは、第１の波長区間の波長の光のみに反応し、第２の波長区間の波長の光には反応しない第１の光検出器によって第１の計測信号が記録されることによって実現される。
【００２３】
本方法の一実施形態では、第１の計測信号と第２の計測信号との差異から差異信号が形成される。この場合、第１の計測信号および差異信号から酸素飽和度が求められる。有利なことに、このように形成された差異信号は実質的に、第２の波長区間の波長の光の成分を示す。したがって、第１の計測信号および差異信号を使用することによって酸素飽和度を特に正確に求めることができる。
【００２４】
本方法の一実施形態では、第２の波長区間の波長の光は、第１の波長区間の波長の光より高い出力で、特に少なくとも４倍の出力で、特に少なくとも８倍の出力で出射される。第２の波長区間の波長の光は例えば、第１の波長区間の波長の光の９倍の出力で出射されうる。それにより実現される効果として、有利なことに、第２の光検出器によって記録される第２の計測信号では第２の波長区間の波長の光の成分が優位である。これにより、第１の波長区間の波長の光の成分と第２の波長区間の波長の光の成分との区別が容易化される。その結果、本方法では有利なことに、酸素飽和度を特に正確に求めることができる。
【００２５】
本発明の上記性質、特徴、および、利点、ならびにそれらの実現方法は、それぞれが概略図を示す図面に関連して詳細に説明される例示的な実施形態の以下の記述に関連してより明確かつ容易に理解可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】発光装置および光検出装置を有するパルスオキシメトリ装置の図である。
【図２】代替的な実施形態に係る発光装置の図である。
【図３】一実施形態に係る光検出装置の平面図である。
【図４】第１の実施形態に係るパルスオキシメトリ装置のハウジングの断面側面図である。
【図５】第２の実施形態に係るパルスオキシメトリ装置のハウジングの断面側面図である。
【図６】第３の実施形態に係るパルスオキシメトリ装置のハウジングの断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、パルスオキシメトリ装置１００の、高度に概略化された図である。パルスオキシメトリ装置１００は、患者の血中の酸素飽和度を非侵襲的に測定することに使用されうる。この場合、酸素飽和度の測定は、患者の身体部位５００（例えば、手指）の皮膚を照射しながら、光吸収度を計測することによって実行される。
【００２８】
パルスオキシメトリ装置１００は、発光装置２００および光検出装置３００を備える。
【００２９】
発光装置２００は、第１の発光ダイオード構造２１０および第２の発光ダイオード構造２００を備える。第１の発光ダイオード構造２１０は、第１の波長区間の波長の光２１１を出射するように構成されている。第２の発光ダイオード構造２２０は、第２の波長区間の波長の光２２１を出射するように構成されている。
【００３０】
第１の波長区間および第２の波長区間は好ましくは、互いに重複しない。好ましくは、これら波長区間の一方が８１０ｎｍ未満であり、他方の波長区間が８１０ｎｍより大きい。８１０ｎｍ未満の波長区間は好ましくは、６６０ｎｍの波長を含む。８１０ｎｍより大きい波長区間は好ましくは、９４０ｎｍの波長を含む。図１の例では、第１の波長区間が８１０ｎｍ未満であり、６６０ｎｍの波長を含む。図１の例の第２の波長区間は、８１０ｎｍより大きく、９４０ｎｍの波長を含む。図１の例では、第１の発光ダイオード構造２１０は好ましくは、約６６０ｎｍの波長の光２１１を出射するように構成されている。図１の例では、第２の発光ダイオード構造２２０は好ましくは、約９４０ｎｍの波長の光２２１を出射するように構成されている。
【００３１】
図１のパルスオキシメトリ装置１００の例では、発光装置２００の第１の発光ダイオード構造２１０および第２の発光ダイオード構造２２０は、共通の発光ダイオードチップ２３０内に配置されている。この場合、第１の発光ダイオード構造２１０および第２の発光ダイオード構造２２０は、発光ダイオードチップ２３０内に互いに重ねて配置されている。発光ダイオードチップ２３０をスタックＬＥＤとも２波長ＬＥＤともいう。
【００３２】
パルスオキシメトリ装置１００の光検出装置３００は、第１の光検出器３１０および第２の光検出器３２０を備える。第１の光検出器３１０は、第１の受光面３１１を有する。第２の光検出器３２０は、第２の受光面３２１を有する。光検出装置３００の第１の光検出器３１０および第２の光検出器３２０は例えば、フォトダイオードとして構成されうる。
【００３３】
パルスオキシメトリ装置１００の光検出装置３００の第１の光検出器３１０は、第１の光検出器３１０に突き当たる第１の波長区間の波長の光２１１を検出するが、第１の光検出器３１０に突き当たる第２の波長区間の波長の光２２１には反応しないように構成されている。第１の光検出器３１０は、第１の計測信号を送るように構成されており、第１の計測信号のサイズは、第１の光検出器３１０に突き当たる第１の波長区間の波長の光２１１の光度に依存する。第１の光検出器３１０に突き当たる第２の波長区間の波長の光２２１は好ましくは、第１の光検出器３１０によって送られる第１の計測信号のサイズに影響を与えないか、または最小限の影響のみを与える。これは、第１の光検出器３１０の第１の受光面３１１に配置されたフィルタ３１２であって、第２の波長区間の波長の光２２１を遮光し、第１の波長区間の波長の光２１１を透過するように構成されたフィルタ３１２によって、光検出装置３００の第１の光検出器３１０において実現される。
【００３４】
パルスオキシメトリ装置１００の光検出装置３００の第２の光検出器３２０は、第２の光検出器３２０の第２の受光面３２１に突き当たる第１の波長区間の波長の光２１１、および第２の受光面３２１に突き当たる第２の波長区間の波長の光２２１を検出するように構成されている。第２の光検出器３２０は、第２の計測信号を生成するように構成されており、第２の計測信号のサイズは、第２の受光面３２１に突き当たる第１の波長区間の波長の光２１１の光度、および第２の受光面３２１に突き当たる第２の波長区間の波長の光２２１の光度に依存する。
【００３５】
身体部位５００の内部を照射する第１の波長区間の波長の光２１１および第２の波長区間の波長の光２２１の吸光度は、動脈血酸素飽和度に応じて異なる。したがって、身体部位５００内で反射されたかまたは身体部位５００を透過した、第１の波長区間の波長の光２１１および第２の波長区間の波長の光２２１の光度の計測に基づき、動脈血酸素飽和度を測定することができる。
【００３６】
この目的のために、反射されたかまたは透過した第１の波長区間の波長の光２１１の光度、および反射されたかまたは透過した第２の波長区間の波長の光２２１の光度を少なくともほぼ別々に測定する必要がある。パルスオキシメトリ装置１００の発光装置２００によって、第１の波長区間の波長の光２１１および第２の波長区間の波長の光２２１は、同時に出射される。したがって、反射されたかまたは透過した第１の波長区間の波長の光２１１の光度、および反射されたかまたは透過した第２の波長区間の波長の光２２１の光度を光検出装置３００を用いて少なくともほぼ別々に記録する必要がある。
【００３７】
第２の波長区間の波長の光２２１が第１の波長区間の波長の光２１１よりも高い出力で出射されるように発光装置２００を構成することが１つの可能性である。この場合、光２２１は好ましくは、第１の波長区間の波長の光２１１の少なくとも４倍の出力で、特に少なくとも８倍の出力で出射される。第２の波長区間の波長の光２２１は例えば、第１の波長区間の波長の光２１１の９倍の出力で出射されうる。この場合、光検出装置３００の第２の光検出器３２０によって記録された第２の計測信号では、第２の光検出器３２０の第２の受光面３２１に突き当たる第２の波長区間の波長の光２２１の光度が優位になり、第２の光検出器３２０の第２の受光面３２１に突き当たる第１の波長区間の波長の光２２１の影響は、無視してよいほどに小さくなる。これにより、光検出装置３００の第２の光検出器３２０によって記録された第２の計測信号が、反射されたかまたは透過した第２の波長区間の波長の光２２１の光度のみに依存するという推定を前提とすることができる。光検出装置３００の第１の光検出器３１０によって記録された第１の計測信号は、反射されたかまたは透過した第１の波長区間の波長の光２１１の光度を示す。これにより、第１の光検出器３１０によって送られた計測信号および第２の光検出器３２０によって送られた計測信号から身体部位５００の動脈血酸素飽和度を求めることができ、必然的に伴う定誤差は小さい。
【００３８】
光検出装置３００の第２の光検出器３２０によって記録された第２の計測信号から光検出装置３００の第１の光検出器３１０によって記録された第１の計測信号を引くことが代替的な可能性である。これにより形成される差異信号はほぼ、第２の光検出器３２０の第２の受光面３２１に突き当たる、反射されたかまたは透過した第２の波長区間の波長の光２２１の光度のみに依存する。この場合、第１の波長区間の波長の光２１１および第２の波長区間の波長の光２２１がパルスオキシメトリ装置１００の発光装置２００によって同じ出力で出射されるか、異なる出力で出射されるかは重要ではない。光検出装置３００の第１の光検出器３１０によって記録された第１の計測信号は、第１の光検出器３１０の第１の受光面３１１に突き当たる、反射されたかまたは透過した第１の波長区間の波長の光２１１の光度に依存する。これにより、第１の光検出器３１０によって送られた第１の計測信号および第２の光検出器３２０によって送られた第２の計測信号から身体部位５００の動脈血酸素飽和度を求めることができる。
【００３９】
図２は、代替的な実施形態に係るパルスオキシメトリ装置１００の発光装置２００の概略的な断面側面図である。図２の実施形態では、発光装置２００はまた、第１の波長区間の波長の光２１１を出射するための第１の発光ダイオード構造２１０および第２の波長区間の波長の光２２１を出射するための第２の発光ダイオード構造２２０を備える。しかしながら、図２の発光装置２００の実施形態では、第１の発光ダイオード構造２１０および第２の発光ダイオード構造２２０は、共通の発光ダイオードチップに統合されていない。その代わりに、第１の発光ダイオード構造２１０は第１の発光ダイオードチップ２３１に配置され、第２の発光ダイオード構造２２０は第２の発光ダイオードチップ２３２に配置されている。第１の発光ダイオードチップ２３１および第２の発光ダイオードチップ２３２は共に、発光装置２００を形成している。第１の発光ダイオードチップ２３１および第２の発光ダイオードチップ２３２は好ましくは、互いに近接して配置されている。
【００４０】
図３は、パルスオキシメトリ装置１００の光検出装置３００の第１の光検出器３１０の第１の受光面３１１および第２の光検出器３２０の第２の受光面３２１の概略平面図である。第１の光検出器３１０の第１の受光面３１１と第２の光検出器３２０の第２の受光面３２１とは、共通の平面に配置されかつ互いに交互に配置されている。図３の例では、第１の受光面３１１およびの第２の受光面３２１は、それぞれ、櫛形の手指構造（comb-shaped finger structure）を有する。第１の受光面３１１の手指構造と第２の受光面３２１の手指構造とは、互いにかみ合っている。第１の受光面３１１と第２の受光面３２１との交互配置によって、第１の光検出器３１０が記録した光度と第２の光検出器３２０が記録した光度とが幾何学形状による影響（例えば、光が遮られること）によって異なることなく、身体部位５００において反射されたかまたは透過した光２１１，２２１によって、確実に第１の受光面３１１および第２の受光面３２１は実質的に等しく照射されることができる。しかしながら、光検出装置３００の光検出器３１０，３２０の受光面３１１，３２１を図３とは異なる形態に構成することもできる。
【００４１】
図４は、パルスオキシメトリ装置１００の例示的なハウジング４００の概略的な断面側面図である。ハウジング４００は例えば、チップオンボード技術またはＭＩＤ技術で作られうる。
【００４２】
ハウジング４００は、エミッタ用キャビティ４１０、さらなるエミッタ用キャビティ４２０、および検出器用キャビティ４３０を有する。これら３つのキャビティ４１０，４２０，４３０は、互いに隣接し、いずれもハウジング４００の上面４０１方向に開口している。したがって、キャビティ４１０，４２０，４３０は、ハウジング４００の上面４０１に配置された凹部として構成されている。ハウジング４００のエミッタ用キャビティ４１０，４２０は、それぞれ、キャビティ４１０，４２０の底領域からハウジング４００の上面４０１方向に漏斗状に広がっている。検出器用キャビティ４３０もまた、底領域からハウジング４００の上面４０１方向に広がっている。
【００４３】
パルスオキシメトリ装置１００の発光装置２００は、ハウジング４００のエミッタ用キャビティ４１０の底領域に配置されている。発光装置２００によって出射された光２１１，２２１は、ハウジング４００の上面４０１側でエミッタ用キャビティ４１０から出射されることができる。上面４０１方向に円錐形に広がるエミッタ用キャビティ４１０の壁部４１１は、発光装置２００によって出射された光２１１，２２１を集めうる光反射体を形成しうる。
【００４４】
ハウジング４００のさらなるエミッタ用キャビティ４２０には、さらなる発光装置２００が配置されており、さらなる発光装置は、エミッタ用キャビティ４１０に配置された発光装置２００と同様に構成されている。さらなるエミッタ用キャビティ４２０に配置されたさらなる発光装置２００は、パルスオキシメトリ装置１００で検査対象患者の身体部位５００のより広い皮膚面を照射するために使用されうる。しかしながら、さらなるエミッタ用キャビティ４２０、および、さらなるエミッタ用キャビティ４２０に配置されるさらなる発光装置２００を省略してもよい。
【００４５】
光検出装置３００の第１の光検出器３１０および第２の光検出器３２０は、パルスオキシメトリ装置１００のハウジング４００の検出器用キャビティ４３０の底領域に配置されている。代替として、光検出装置３００の第１の光検出器３１０および第２の光検出器３２０を別々のキャビティに配置することもできる。しかしながら、光検出装置３００の両検出器３１０，３２０を共通の検出器用キャビティ４３０に配置することが好ましい。ハウジング４００の上面４０１方向に広がる検出器用キャビティ４３０の壁部は、検出器用キャビティ４３０に入射する光を集光しかつ光検出装置３００の光検出器３１０，３２０の受光面３１１，３２１に導くことに使用されうる。
【００４６】
パルスオキシメトリ装置１００の発光装置２００および光検出装置３００がパルスオキシメトリ装置１００のハウジング４００の別々のキャビティ４１０，４２０，４３０に配置されているため、有利なことに、発光装置２００と光検出装置３００との直接的なクロストークが低減される、または完全に回避される。これは、発光装置２００によって出射されて直接的な経路で光検出装置３００に達する光２１１，２２１が全くないか、またはわずかにしかなく、これら光が検出対象の身体部位５００において反射された後にのみ光検出装置３００に達することを意味する。
【００４７】
光透過性キャスティング材料（例えばシリコーンを含むキャスティング材料）がハウジング４００のキャビティ４１０，４２０，４３０内に配置されうる。この場合、発光装置２００、さらなる発光装置２００、および／または光検出装置３００は、各キャビティ４１０，４２０，４３０内に配置されたキャスティング材料に埋め込まれており、それにより外的影響によるダメージから保護されている。キャスティング材料をエミッタ用キャビティ４１０，４２０内のみに配置しても、検出器用キャビティ４３０内のみに配置してもよい。
【００４８】
図５は、代替的な実施形態に係るパルスオキシメトリ装置１００のハウジング４００の概略的な断面側面図である。図５のハウジング４００の形態は、ダイアフラム構造４４０がハウジング４００の上面４０１に配置されている点で図４のハウジング４００の形態とは異なる。ダイアフラム構造４４０は、キャビティ４１０，４２０，４３０を備えるハウジング４００の一部に連続して一体的に構成されていてもよいし、別個の部品としてハウジング４００の上面４０１に配置されていてもよい。ダイアフラム構造４４０の、キャビティ４１０，４２０，４３０の上方の領域では、ダイアフラム構造４４０は、ダイアフラム開口部を有する。ダイアフラム開口部の直径は、キャビティ４１０，４２０，４３０の開口直径より小さくてもよい。これにより、ダイアフラム構造４４０は、パルスオキシメトリ装置１００の発光装置２００と光検出装置３００との望ましくないクロストークをさらに低減しうる。
【００４９】
図６は、パルスオキシメトリ装置１００のハウジング４００の他の代替的な実施形態の概略的な断面側面図である。図６のハウジング４００の実施形態は、ハウジング４００の上面４０１に配置されかつ、ハウジング４００の上面４０１を、キャビティ４１０，４２０，４３０の開口部を含み完全に被覆しているカバー構造４５０の点で図４のハウジング４００の実施形態とは異なる。カバー構造４５０は、光透過性材料、例えば光透過性膜を含む。カバー構造４５０は例えば、カプトン膜によって形成されうる。カバー構造４５０は、パルスオキシメトリ装置１００の発光装置２００および光検出装置３００を外的影響によるダメージから保護するために使用されうる。さらに、カバー構造４５０は、発光装置２００と光検出装置３００との望ましくないクロストークをさらに低減しうる。
【００５０】
好ましい例示的実施形態に基づき、本発明を詳細に例示および説明してきた。しかしながら、本発明は、開示した例に限定されない。むしろ、当業者であれば、開示した例に基づき、本発明の保護範囲から逸脱することなく、他の変形形態を得ることができる。
【００５１】
本特許出願は、独国特許出願第１０２０１４１１７８７９．３号の優先権を主張し、その開示内容は参照によって本明細書に援用される。
【符号の説明】
【００５２】
１００  パルスオキシメトリ装置
２００  発光装置
２１０  第１の発光ダイオード構造
２１１  第１の波長区間の波長の光
２２０  第２の発光ダイオード構造
２２１  第２の波長区間の波長の光
２３０  発光ダイオードチップ
２３１  第１の発光ダイオードチップ
２３２  第２の発光ダイオードチップ
３００  光検出装置
３１０  第１の光検出器
３１１  第１の受光面
３１２  フィルタ
３２０  第２の光検出器
３２１  第２の受光面
４００  ハウジング
４０１  上面
４１０  エミッタ用キャビティ
４１１  壁部
４２０  さらなるエミッタ用キャビティ
４３０  検出器用キャビティ
４４０  ダイアフラム構造
４５０  カバー構造
５００  身体部位
【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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