【手続補正書】
【提出日】平成18年3月2日(2006.3.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  光学医学センシングシステムに使用するためのプローブ・セグメントであって、
患者へ向けられる第一の波長スペクトルの光を送るための第一のファイバー光学系、及び
前記患者からの前記第一の波長スペクトルの光を送るための第二のファイバー光学系、
から成り、
当該プローブ・セグメントが、前記第一及び第二のファイバー光学系を通じる前記第一の波長スペクトルのシフトに一致する信号を与えるための素子、
からさらに成ることを特徴とする、プローブ・セグメント。
【請求項２】請求項１のプローブ・セグメントであって、
前記素子が、前記第一の波長スペクトルの前記シフトの計測できるように配置される、
ところのプローブ・セグメント。
【請求項３】請求項１のプローブ・セグメントであって、
前記素子が、前記第一の波長のスペクトルの前記シフトに一致するコード化値を与える、
ところのプローブ・セグメント。
【請求項４】請求項１のプローブ・セグメントであって、
前記第一の波長スペクトルが、赤外線スペクトルである、
ところのプローブ・セグメント。
【請求項５】請求項４のプローブ・セグメントであって、
前記第一の波長スペクトルが、赤外線スペクトルであり、
前記第一のファイバー光学系に接続した赤色波長スペクトルエミッタ、
前記第二の赤色波長スペクトルに一致する信号を与える第二の素子、
からさらに成るプローブ・セグメント。
【請求項６】請求項１のプローブ・セグメントであって、
当該セグメントが、着脱可能の第一及び第二のセグメントからなり、
前記第一及び第二のファイバー光学系及び前記素子が、前記第一のセグメントに接続され、
前記第二のセグメントが、
前記第一のファイバー光学系に接続した第三のファイバー光学系、
前記第二のファイバー光学系に接続した第四のファイバー光学系、及び
前記第三及び第四のファイバー光学系を通じる第一の波長のスペクトルの波長シフトに一致する信号を与える第二の素子、
から成る、
ところのプローブ・セグメント。
【請求項７】請求項１のプローブ・セグメントであって、
前記素子が、インピーダンスから成る、
ところのプローブ・セグメント。
【請求項８】請求項１のプローブ・セグメントであって、
前記素子が、別の第三のファイバー光学系から成る、
ところのプローブ・セグメント。
【請求項９】請求項１のプローブ・セグメントであって、
前記素子が、第一のフルオロフォアの第一の量、及び第二のフルオロフォアの第二の量、から成り、前記量に対する前記第一の量の比が、前記波長シフトに一致するように選択される、
ところのプローブ・セグメント。
【請求項１０】請求項８のプローブ・セグメントであって、
前記素子が、第四のファイバー光学系からさらに成り、前記第四のファイバー光学系が、前記第三のファイバー光学系の光のフラクションを送る、
ところのプローブ・セグメント。
【請求項１１】請求項８のプローブ・セグメントであって、
前記第三のファイバー光学系が、実質的に、前記第一及び第二のファイバー光学系を結合した長さである、
ところのプローブ・セグメント。
【請求項１２】請求項８のプローブ・セグメントであって、
前記第三のファイバー光学系が、実質的に、前記第一及び第二のファイバー光学系のうちの一方のものの長さであり、
前記第三のファイバー光学系の一方の端部に取り付けたリフレクタからさらに成る、プローブ・セグメント。
【請求項１３】請求項８のプローブ・セグメントであって、
前記素子が、前記第一の波長のスペクトルに一致する値をコード化するための前記第三のファイバー光学系に接続したフィルターからさらに成る、
ところのプローブ・セグメント。
【請求項１４】請求項１のプローブ・セグメントであって、
前記光学医学センシングシステムが、オキシメータシステムである、
ところのプローブ・セグメント。
【請求項１５】オキシメータプローブシステムであって、
赤色波長スペクトルエミッタ、
赤外線波長スペクトルエミッタ、
前記赤色及び赤外線波長スペクトルエミッタに接続した少なくとも一つのファイバー光学系、
前記ファイバー光学系を通じる前記赤外線波長スペクトルのシフトに一致するコード化値を与える第一の素子、及び
前記赤色波長スペクトルに一致する信号を与える第二の素子、
から成るオキシメータプローブシステム。
【請求項１６】請求項１５のオキシメータプローブシステムであって、
発光刺激波長の光を放射するための第三のエミッタ、
からさらに成り、
前記第一の素子が、
第一のフルオロフォアの第一の量、及び
第二のフルオロフォアの第二の量、
から成り、
前記フルオロフォアが、前記発光刺激波長に応答し、
前記第二の量に対する前記第一の量の比が、前記スペクトルシフトに一致するように選択される、
ところのオキシメータプローブシステム。
【請求項１７】請求項１のプローブ・セグメントであって、
前記第一のセグメントに接続した第二のセグメント、
からさらに成り、
前記第二のセグメントが、
前記第一のファイバー光学系に接続した第三のファイバー光学系、
前記第二のファイバー光学系に接続した第四のファイバー光学系、
前記第三及び第四のファイバー光学系を通じる前記第一の波長スペクトルの波長シフトに一致する情報を含む結合信号を与えるために、前記第一の信号を変更する第二の素子、
を含む、
ところのプローブ・セグメント。
【請求項１８】請求項１のプローブ・セグメントとともに使用するための光学医学センシングインスツルメントであって、
生体アナライトの濃度を決定するための適当な係数を使用して、前記第二のファイバー光学系を通じて受信した光の量に一致する第二の信号で作動するプロセッサ、及び
前記適当な係数を選択するために、前記第一の信号に応答するデテクタ、
から成るインスツルメント。
【請求項１９】請求項１８のインスツルメントであって、
前記デテクタに接続した前記係数のテーブル、
からさらに成るインスツルメント。
【請求項２０】請求項１８のインスツルメントであって、
前記プロセッサが、前記係数を計算する、
ところのインスツルメント。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
一実施例において、一つ以上の分かれたファイバー光学系線路がシフト信号を与える素子の一部として設けられる。この分かれた線路は波長のシフトを直接測定するために使用することができ、また波長シフトの符号化に対応する、フィルターを通した、又は他の修正が加えられた光信号を与えることもできる。これに代えて、シフト値の符号化のために、抵抗又は他の電気的インピーダンスを使用することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
一実施例のおいて、複数のプローブ・セグメントが使用され、それぞれが特定セグメントによる波長シフトに対応する、自らのシフト素子をもつ。複数のセグメントが共に接続されると、シフト素子からの信号は、全体の結合したシフトに対応する信号を与えるために、結合する。このことは、いかなる特定のマッチングの必要性なしに、現場においてアダプタ及び延長コードの便利的に組み合わせることを可能にする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
一実施例において、光ファイバーチェーンの各素子がコード化素子を有し、シフトがその素子で発生したことをアダプタモジュールに指示する。一例を図３に示す。患者に接続されるセンサケーブル１５０は、コネクタ２５０に含まれる二つの電気的ピンにわたってコード化抵抗２３０を含む。コネクタ２５０から患者へと伸びるセンサケーブル１５０に電気的ワイヤーが全く必要とされない（これは、ＭＲＩ環境において望ましく、患者を火傷させるようなリスクが回避される）。電気的ワイヤーは、二つの延長ケーブル（１４０、２４０）に光ファイバー束と一緒に含まれるものであり、その各々は、抵抗２３０と直列に接続した適当なコード化抵抗（２１０、２２０）を組み込むことができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
いずれのファイバー光学系ケーブルにも電気的ワイヤーを全く必要としない本発明の形態も可能である。このようなシステムは図４に示される。製造に最も簡単なシステムは、アダプタ１１０に直接的に差し込むケーブルのコネクタ２７０において、単一のコード化（Ｒｃａｌ）抵抗又は他のコード化素子を使用し得る。独自のコネクタ（２５０、２６０）のシステムは、次に、波長シフトの対応する特定の値を有する全システムと共に使用されるのみである。よって、異なった波長シフトを有する二つの異なったセンサケーブルが使用される場合、各々が、対応する独自の延長ケーブルを有し、不適合のコネクタがセンサと延長ケーブルのミスマッチを防ぐ。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
ストリングが接続されるアダプタへセンサ及びインライン延長ケーブルを含むケーブルストリングについての情報を送るための全ての光学手段が図５に示される。図５は、延長ケーブル素子３１２及びセンサ素子３１４を示す。センサ素子３１４は、光を患者へ向けそして患者からの光を向けるための第一及び第二光ファイバー３１６、３１８を含む。また、別の光ファイバー３２２が、情報の符号化を与え、これは、フィルター３１０のための特定の値を選択することによって達成される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
センサの使用中に実際のシフトを計測するのではなく、波長シフト情報を符号化する一般的な方法について、図７及び８に二つの他の変形例を示す。図７は、符号化情報が二つの補助的な光ファイバー（５１０，５２０）に流れる光学パワーの比によって表されるところのシステムを示す。この構成では、患者の組織を通過した光を戻すメイン信号線路に加えて、二つの付加的な線路を有する。不動線路５２０は入射光の一定のフラクション（fraction）を伝え、変動線路５１０は、延長ケーブル５４０に接続される各々異なったタイプのセンサ５３０によって異なる量を伝える。二つの付加的な線路によって戻される光の量の比は、接続される特定のタイプのセンサによって寄与される波長シフトについての情報を伝える。ここに示す変形例では、戻り光の量は、患者の指に到達するプラスチックファイバーの束の幾つかに向けることによって設定され得る。他の変形例では、変動線路５１０を通じて戻る光の量は、センサのコネクタに作られる簡単な成形プラスチック光学線路の選択によって設定され得る。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
図７に示す特定的な形態に内在することは、コード伝達ファイバーが（最も経済的な）プラスチック製であること、光源の光がオキシメータ計測用センサに送られる同一の光の単に小さい部分であること、及び延長ケーブルのプラスチックファイバーの長い部分が光の赤外線部分を無視できる程度の点へ減衰させることである。したがって、符号化情報は、送られる赤外線光による複雑な現象を発生させずに、オキシメータへ送られる赤色光によって伝えられる。残りの赤外線光による干渉的な効果の可能性がある場合、この光は、単一の光ファイバーと共に除去できる。上述したように、図７の作動原理は、ファイバー戻り線路５２０の一方がセンサへ送られる光（例えば、患者の指に近接するセンサの端部に到達する０．２５ｍｍ径のプラスチックファイバーの束のうちの一つのプラスチックファイバーによってセンサへ送られる光）の一定の割合を伝え、他のファイバー戻り線路５１０が、センサによる波長シフトの量についての情報を符号化するために選択される、送られる光の割合を戻すことである。また、特に図示の変形例に内在することは、延長ケーブル５４０から波長シフトへ何も寄与しないことである。実際に、延長ケーブル５４０が波長シフトに寄与しない場合、光学成分は、各延長ケーブルに付加されなければならず、戻る対の信号のパワー比が延長ケーブルによって交番されることになる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
図７の第二の変形システムが図８に示される。このシステムの変形例では、イルミネーションが同一の線路（６６０、６６４）に用いられ、レフレクタ（reflector）（６４０、６４２）の効用により、線路（６６０、６６４）を通じて戻る。レフレクタ６４０は、光沢のあるアルミニウム片よりも複雑なものではない。イルミネーションは、患者信号線路を照らす同一の光源によって与えられるか又はＬＥＤのような別のランプによって与えられ得る。白熱電球のように広いバンドの光源が二つのコード線路に使用される場合、カラー選択レフレクタの使用を通じて付加的な情報を符号化する選択肢を与える。その結果として、患者を通じて光を送るメイン線路６３０から“盗まれる”光を使用することによって二つの線路がイルミネートされるのではなく、符号化に使用されるべき光が、同一の光学線路（これを通じてセンサ６２０から戻る）のセンサに向けて上流に送られる。センサ６２０のコネクタ６５０に設けられたレフレクタ６４０は、変動線路６６０を通じて戻る入射光６７０のフラクションを決定する。不動線路６６４で反射される光に対する変動線路６６０で反射される光の比は、波長シフトの符号化した値である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
図１３は、波長シフトを符号化する他の変形的なシステムを示す。このシステムでは、符号化素子は、二つのフルオロフォア（fluorophore）を含む発光素子であり、フルオロフォアは、刺激放射の単一の波長バンドによって刺激され、二つの異なった波長バンドの光を放射する。二つのフルオロフォアの相対的な量を選択することによって、特定のタイプのセンサによって導かれる波長シフトについての情報を符号化することができる。この構成の利点は、その形態の幾つかにおいて、酸素計（オキシメトリ（oximetry））に要求されるもの以上に、付加的なファイバー光学系素子を全く必要としない。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
光路について詳しく説明すると、図示のように、光は、赤色ＬＥＤ１１０７と赤外線ＬＥＤによって照射され、二色ビームスプリッタ１１０９によって結合され、ファイバー光学系セグメント１１１０へ送られる（効率的な結合に要求される補助的な光学系は図示せず）。ファイバー・セグメント１１１０は、外向きのコネクタ１１０５に貫通配列され、組立体１１０２のコネクタ１１１１と位置合わせされる。光は、ファイバー光学系１１１２を通じて光学系１１１３へ送られ、患者の組織１１００へ向けられる。図示の光学系１１１３は簡単なプリズムであるが、他の光学血族手段であってもよい。光は、組織１１００から出ると、収集され、光学素子（図示の例ではプリズム）１１１４によってファイバー１１１６へ向けられる。発光化学物質からなるパッチ１１１５が素子１１１４の表面にコーティングされる。発光化学物質は、素子１１１４を通過し、パッチ１１１５の存在する表面に接触する光によって発生される微小な波と相互に影響するように位置される。光は、位置合わせしたコネクタ１１１７、１１０６を通じてファイバー・セグメント１１１０ａに伝えられ、二色ビームスプリッタ１１１８を通じてオキシメトリデテクタ１１１９へ伝えられる。ビームスプリッタ１１１８上のコーティングは、オキシメトリに用いられる赤色及び赤外線スペクトルバンドを伝えるように選択される。ただし、比較的短い波長は反射される。よって、オキシメトリは、発光符号化手段を用いずに本質的に行うことができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
図１０は、パルスオキシメータ１１８の一実施例のブロック図である。ＬＥＤ８１４からの光は、ファイバー光学系８１５を通じて患者の組織８１８へ伝えられ、組織８１８を通じて又は組織８１８で反射した後、光は、ファイバー光学系８１７を通じてホトセンサ（photosensor）８１６で受けられる。２つ又は３つのＬＥＤが、本発明に従って使用できる。ホトセンサ８１６は、受けたエネルギーを電気的信号に変換し、この信号は、増幅器８２０に入力される。