УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И МОНИТОРИНГА КОМПОНЕНТОВ ИЛИ СВОЙСТВ ИЗМЕРЯЕМОЙ СРЕДЫ, В ЧАСТНОСТИ, ЗНАЧЕНИЙ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КРОВИ

1. Устройство для определения и мониторинга компонентов или свойств измеряемой среды, в частности, значений физиологических показателей крови, содержащее:
по меньшей мере один источник света (20; 20а, 20b) для генерации света в широком диапазоне (2, 2а, 2b) длин волн для воздействия на область измерения (3; 3', 3''), предпочтительно, содержащего, по меньшей мере, диапазон длин волн от 500 до 850 нм и/или от 800 до 1200 нм, в частности, светоизлучающий диод;
средство для спектрального разложения анализируемого света (4), причем анализируемый свет (4) является отраженным светом по меньшей мере от одного места измерения (3; 3', 3'') или светом, прошедшим через место измерения;
двумерную матрицу-датчик (11), в частности, двумерную КМОП матрицу для регистрации разложенного в спектр анализируемого света (13), причем матрица-датчик размещена таким образом, что свет с разными длинами волн попадает на различные точки матрицы-датчика (11);
при этом устройство (1), предпочтительно, имеет корпус (16) и выполнено в виде компактного блока, который включает в себя, по меньшей мере, источник света (20; 20а, 20b), средство для спектрального разложения света (9) и матрицу-датчик (11).
2. Устройство по п.1, в котором корпус (16) выполнен с возможностью прикрепления на теле пациента, в частности, на пальце или на мочке уха или на трубке с измеряемой средой.
3. Устройство по п.1, в котором средства для спектрального разложения содержат дифракционную решетку (9), в частности, голографическую решетку.
4. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что устройство (1) содержит щелевую диафрагму (7), расположенную между областью входа анализируемого света (4) и средством (9) для спектрального разложения.
5. Устройство по п.3, характеризующееся тем, что устройство (1) содержит щелевую диафрагму (7), расположенную между областью входа анализируемого света (4) и средством (9) для спектрального разложения.
6. Устройство по п.1, в котором щелевая диафрагма (7) установлена относительно средства (9) для спектрального разложения света таким образом, что спектр раскладывается в направлении, отличном от направления удлиненного изображения, предпочтительно, перпендикулярно.
7. Устройство по п.5, в котором щелевая диафрагма (7) установлена относительно средства (9) для спектрального разложения света таким образом, что спектр раскладывается в направлении, отличном от направления удлиненного изображения, предпочтительно, перпендикулярно.
8. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что содержит аналого-цифровой преобразователь.
9. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что содержит усилитель, который, предпочтительно, является параметризуемым.
10. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что содержит разъем для подключения электрического коммуникационного соединения (29), и, в частности, указанное устройство не имеет разъемов для подвода или отвода света.
11. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что выполнено с возможностью измерения в режимах пропускания и отражения.
12. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что устройство (1) содержит щелевую диафрагму (7), расположенную между областью входа анализируемого света (4) и средством (9) для спектрального разложения, при этом
щелевая диафрагма (7) установлена относительно средства (9) для спектрального разложения света таким образом, что спектр раскладывается в направлении, отличном от направления удлиненного изображения, предпочтительно, перпендикулярно, и
устройство выполнено с возможностью измерения в режимах пропускания и отражения.
13. Устройство по п.11 или 12, характеризующееся тем, что содержит вычислительный блок (26), выполненный с возможностью проводить попеременно измерение в режиме пропускания и измерение в режиме отражения, причем устройство содержит первый источник света для проведения измерения в режиме отражения при освещении первой области измерения (3') и второй источник света (20b) для освещения второй области измерения (3'') для проведения измерения в режиме пропускания.
14. Устройство по п.11 или 12, характеризующееся тем, что снабжено средством (17) для разделения анализируемого света (4), поступающего из области отражения (3') и области пропускания (3'').
15. Устройство по любому из пп.1-12, характеризующееся тем, что выполнено с возможностью сканирования с частотой более 50 Гц, с тем, чтобы определять в измеренных значениях физиологических показателях крови компонент, связанный с тканью, и компонент, связанный с пульсом.
16. Устройство по любому из пп.1-12, характеризующееся тем, что для указанного устройства предназначен предпочтительно внешний вычислительный блок (26, 30), при этом вычислительный блок выполнен с возможностью проведения измерений с временным разрешением.
17. Устройство по любому из пп.1-12, характеризующееся тем, что для указанного устройства предназначен предпочтительно внешний вычислительный блок (26, 30), при этом вычислительный блок выполнен с возможностью определения второй производной зарегистрированных спектров, и на основании этой второй производной, в частности, определять значения физиологических показателей крови.
18. Устройство по любому из пп.1-12, характеризующееся тем, что двумерная матрица-датчик (11) расположена таким образом, что разложенный в спектр анализируемый свет падает на множество соседних строк двумерной матрицы-датчика (11), при этом устройство (1) содержит вычислительный блок, выполненный с возможностью суммирования спектров, полученных в соседних строках.
19. Комбинация из внешнего вычислительного блока (32) и устройства по любому из пп.1-15, в которой устройство (1) и вычислительный блок (32) соединены или соединимы между собой посредством кабеля связи (29).
20. Способ определения и мониторинга компонентов или свойств среды измерения, в частности, значений физиологических показателей крови живого существа, включающий следующие этапы, в частности, в сочетании с устройством по любому из пп.1-15:
освещение, по меньшей мере, области измерения (3; 3', 3'') светом (2; 2а, 2b) от источника света (20; 20а, 20b) с широким диапазоном длин волн,
сбор анализируемого света (4), возвращенного в режимах отражения и/или пропускания,
разложение в спектр собранного анализируемого света (4) и отображение отдельных, зависимых от длины волны компонентов собранного анализируемого света (4) на двумерной матрице-датчике (11), в частности, на двумерной CCD-камере для получения спектра,
оценка полученного спектра для определения компонентов или свойств среды измерения, в частности, значений показателей крови,
при этом в частности предварительно к области измерения (3; 3', 3''), в частности, живого существа, прикрепляют корпус, который содержит источник света и матрицу-датчик.
21. Способ по п.20, в котором анализируемый свет (4) разлагают в спектр с помощью дифракционной решетки (9).
22. Способ по п.20, в котором анализируемый свет (4) регистрируют в режиме отражения и в режиме пропускания.
23. Способ по п.21, в котором анализируемый свет (4) разлагают в спектр с помощью дифракционной решетки (9), причем анализируемый свет (4) регистрируют в режиме отражения и в режиме пропускания.
24. Способ по п.20, в котором анализируемый свет (4) оценивают в режиме временного разрешения.
25. Способ по п.20, в котором для определения значений физиологических показателей крови определяют вторую производную зарегистрированных спектров.
26. Способ по п.20, в котором сканирование осуществляют с частотой более 50 Гц и определяют компонент измеренных значений физиологических показателей крови, связанный с тканью, и компонент, связанный с пульсом.
27. Способ по п.20, в котором разложенный в спектр анализируемый свет попадает на множество соседних строк матрицы-датчика (11) и спектры, полученные из отдельных строк, суммируют.