例證的方式展示如何實施本文公開的方 法、系統和裝置的實施方式。
[0058] 圖1示意性示出了用于測定樣品中的組分的儀器的實施方式。該儀器包括測量模 塊100和信號處理模塊108,該些功能模塊可W位于同一外殼內，W便形成一個集成設備， 或者它們可其他方式在結構上彼此集成?；蛘?，它們可相互通信連接的單獨的實 體實施。測量模塊100執(zhí)行樣品104的吸光度測量，并將該測量結果發(fā)送至信號處理模塊 108,108執(zhí)行信號分析并計算至少樣品的第一組分的濃度。
[0059] 測量單元包括分別適于輸出至少第一波長福射和第二波長福射的第一福射源101 和第二福射源102。來自福射源101的福射113和來自福射源102的福射114由一個光束 組合器103組合，并經導向穿過待分析的樣品104。為此，將樣品104放置在在樣品室118， 并且放置于組合的福射113和114的路徑中。因此，福射傳播通過樣品104,并沿著具有路 徑長度d的福射路徑傳播。樣品104吸收進入的福射的一部分，而另一部分115離開樣品。 源自樣品的福射115由分束器105被分成兩部分，分別為116和117。部分光束116被引導 到第一福射檢測器106上，而部分光束117被引導到第二福射檢測器107上。來自檢測器 106和107的檢測器信號被饋送到信號處理模塊108。
[0060] 信號處理模塊108包括接口電路109,例如數據采集板或其它適當的電路，用于接 收來自福射探測器106和107的檢測器信號?？蛇M一步操作信號處理模塊作為控制單元。 為此，信號處理模塊108可進一步通過接口電路109連接至福射源101和102和，任選地，連 接至測量模塊100中的其他可控元件，例如，連接至可調濾波器，和/或類似物。信號處理模 塊108還包括處理單元110,例如CPU,連接至所述接口電路109并適當編程或將其配置W 計算樣品的期望組分的濃度。為此目的，可操作所述處理單元W執(zhí)行本文描述的方法的實 施方式的步驟，例如參考圖4中描述的實施方式。信號處理模塊108還包括存儲器111或其 它存儲介質，用于存儲模型參數和/或程序代碼或由處理單元110使用。處理單元108還 包括輸出接口 112,例如顯示器或數據通信接口單元，用于輸出所計算的濃度。存儲器111 和輸出接口 112分別通信地連接至處理單元110。
[0061] 應當理解的是，在替代實施方式中，分別由測量模塊100和信號處理模塊108執(zhí)行 的功能，可不同的方式分配。例如，測量模塊可W執(zhí)行一些信號處理并發(fā)送處理的數據 至信號處理單元。
[0062] 福射源101和102可包含適當的濾波器，或可W將其配置W分別輸出基本上為第 一波長和第二波長的福射，例如分別輸出大約第一波長和第二波長的窄頻帶的福射。或者， 福射源之一或每個福射源可發(fā)射在更寬的波長范圍內的福射，W便允許記錄一系列的強度 作為波長的函數。
[0063] 在另一種實施方式中，該儀器可W包括單一的福射源和/或單一的福射檢測器， 其中所述福射源或所述單一的福射檢測器適于發(fā)射/檢測在第一波長和第二波長兩個波 長的福射。
[0064] 在測定血液樣本中的血紅蛋白的情況下，第一福射源101可W適于輸出可見光。 具體地，第一波長可W是在與血紅蛋白相關聯的合適的吸收峰，其位于光譜的可見部分，例 如在576. 5nm或等吸收波長。第二福射源可發(fā)射在電磁光譜的紅外部分的光，具體地，在水 吸收福射的光譜的部分。例如，第二波長可W是在范圍4100nm至4400nm之間，如在4308nm。
[0065] 福射探測器106和107可分別檢測福射116和117的強度，其中檢測器106至少 對第一波長的福射敏感，且檢測器107至少對第二波長的福射敏感。該儀器還被配置W測 量參考強度I。，如通過在樣品104未被置于在福射路徑中時進行測量，W便通過在樣品置于 光束路徑中時的相應測量強度和通過相應的參考強度，計算吸光度。在吸光度在不同的路 徑長度測量且計算吸光度值的差異的實施方式中，不需要明確測量I。。
[006引參考圖2,現將描述測量模塊100的實施方式。具體地，圖2示出測量模塊100W用于檢測組分（如檢測血液樣品中的血紅蛋白）的實施方式。圖2的測量模塊100類似于 圖1的測量模塊，且它包括第一和第二福射源201和202、光束組合器203、樣品室218、分束 器205、和福射探測器206和207,皆結合圖1所描述。
[0067] 福射源201是在可見光范圍內發(fā)光（例如白光）的發(fā)光二極管（LED)。來自福射 源201的光經由透鏡224引導到光束組合器203,并通過樣品室218,使得來自福射源201 和202的光通過樣品室沿著共同的福射路徑傳播。通過樣品室218之后，組合的福射被分 束器205分裂為；第一部分光束，其經由光纖229,引導至第一福射檢測器206,在本實例中， 第一福射檢測器206為被配置為檢測在多個波長的入射光的強度的光譜儀；和第二部分光 束，其引導至第二福射檢測器207,在本實例中，第二福射檢測器207為用于檢測紅外福射 的砸化鉛檢測器。該測量模塊還包括氣氣燈225,其被用于校準光譜儀206的波長。
[0068] 福射源202是紅外源，它的輸出被引導通過孔221和透鏡222,達到干設儀223， 如法布里-巧羅干設儀。干設儀223可W通過控制單元進行控制，W生成不同波長的紅外 光，從而允許記錄紅外光譜的范圍內的掃描。將來自干設儀223的輸出引導經由光束組合 器203通過樣品室218。在替代實施方式中，所述干設儀可W被省略。例如，檢測器207可 W是結合的干設儀和檢測器。在另一個替代實施方式中，干設儀207可W被光帶通濾波器 (opticalbandpassfilter)代替。具體地，當測量模塊不被用于檢測響應于紅外福射的 組分，該可能是足夠的，但是其中在光譜的紅外部分的測量僅僅用于測定福射路徑長度的 目的。
[0069] 該測量模塊還包括允許測量和設置IR源202的溫度的參考二極管220。用于測量 在紅外范圍內的血液的吸光度的合適的福射源、光學元件和檢測器的實例，在US5, 371，020 中公開，該參考文獻的全部內容并入本文作為參考。
[0070] 在圖2的實例中，樣品室被容納在樣品保持器中，該樣品保持器包括溶血儀 Oiemolyzer) 227、傾斜床228和路徑長度調制器226。樣品室在沿著光軸的方向上被夾在溶 血儀227和傾斜床228之間。溶血儀227和傾斜床228各具有一孔，W便允許福射穿過樣 品。路徑長度調制器226被設置為驅動溶血儀227朝向傾斜床228,從而使樣品室218被壓 縮，從而導致通過樣品室218的福射的路徑長度減小。當路徑長度調制器226未驅動溶血 儀227,樣品室218恢復到其W前的形狀和大小。因此，配置該儀器W在兩個或更多個不同 的福射路徑長度測量吸光度，例如US5, 371，020所述。
[0071] 通常，樣品室218在沿著福射路徑的方向是可壓縮的，并且驅動器可W被配置為 在樣品室218的側壁上施加力，同時，相對的側壁靠在支撐構件（例如傾斜床228)上。驅 動器可因此導致側壁被推向彼此，從而改變福射路徑的路徑長度。例如，驅動器可W是壓電 元件。
[0072] 所述溶血儀227可包括壓電驅動器，作用于可移置的構件或直接作用于樣品室 218。所述壓電驅動器可為可配置的，W沿著在樣品室上發(fā)送的光軸引起機械振動，如頻率 在超聲范圍內，例如US3, 972, 614所述。所述振動引起血液樣本中的紅血細胞破裂，從而 防止了福射的不希望的散射。
[0073] 圖3示出血液樣品中的血紅蛋白的存在對于在水響應的波長測量的吸光度的影 響。具體地，圖3顯示分別包含OgML和20gAlL血紅蛋白的血液樣品的吸收光譜331和 332。正如可W清楚地從圖3中看到，血紅蛋白的存在降低了測得的吸光度。圖3還顯示了 在水中具有131mmHgC〇2的對應樣品的吸收光譜。C〇2相關的吸收峰333和334可W被清 楚地看到。
[0074] 圖4示出用于測定樣品中的組分的方法的實施方式的流程圖。具體地，圖4的方 法測定血液樣品中的血紅蛋白的濃度。該方法可W由圖1的處理單元110來執(zhí)行，該處理 單元110響應于來自圖1或圖2的測量模塊100的接收的檢測器信號。
[00巧]在初始步驟S1，該方法接收在第一波長的血液樣品的吸光度測量值Avis，血紅蛋白 響應于第一波長，例如在576. 5nm。該方法還接收在紅外光譜范圍內的合適的第二波長（如 在4308nm)測量的血液樣品的吸光度測量值Aw并具有與測量值Avi湘同的福射路徑長度。
[0076] 在步驟S2中，該方法估計福射路徑的估算的路徑長度di，例如，基于該關系
[0077] di=k*AiK， (1)
[0078] 其中k是可在初始校準中測定的常數，例如通過在已知的福射路徑長度測量樣品 流體（如水）的吸光度，或通過在不同的已知的福射路徑長度