[发明专利]二氧化碳分压的无创伤性光学测定

权利要求书

1.一种用于无创伤性测量人类皮肤中CO₂分压(pCO₂)的传感器，包括；

-外壳，

-气体测量室，所述气体测量室用于测量气体，

-至少一个通气管，所述通气管用于将透过皮肤扩散出的气体连通至所述气体测量室，

-宽带光源，所述宽带光源将光传输至所述气体测量室中，

-检测器系统，所述检测器系统包括用于检测从所述光源传输通过所述气体测量室的光的第一光电检测器和第二光电检测器，

-其中所述第一光电检测器检测其中CO₂吸收光的波长处的光，

-所述传感器的特征在于，所述第二光电检测器通过测量其中没有气体吸收光的自由谱带中的光而充当零参考检测器，

-其中，所述气体测量室的路径长度、所需接收角以及最大内径根据不同的CO₂分压的水平来优化，

-其中，所述路径长度具有第一预定范围，所述所需接收角具有第二预定范围，以及所述最大内径具有第三预定范围，所述第一预定范围、所述第二预定范围和所述第三预定范围是通过预定的第一CO₂分压和预定的第二CO₂分压确定的。

2.根据权利要求1所述的传感器，其中两个通气管穿过膜将测量室与皮肤表面连接，由此透过皮肤扩散的气体穿过膜并通过通气管输送到测量室；测量室在一端处由光源封闭，并且在另一端处由具有双通道检测器形状的检测器系统封闭；患者皮肤、通气管和测量室限定了封闭系统。

3.根据权利要求1所述的传感器，其中所述自由谱带以3.9μm为中心。

4.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中所述气体测量室具有诸如金、银或铝的反射材料的内表面，从而形成反射管。

5.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中所述反射管的粗糙度小于被待测定气体吸收的光的波长的1/4。

6.根据权利要求5所述的传感器，其中所述反射管的粗糙度小于被待测定气体吸收的光的波长的1/8。

7.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，还具有：分束器，用于将来自所述聚光透镜的光在所述传感器的所述光电检测器之间分束。

8.根据权利要求7所述的传感器，其中所述分束器为反射棱镜或反射光栅。

9.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中所述测量室具有两个相对的开口，其中所述第一开口由所述光源封闭，并且所述第二开口由所述检测器系统封闭，从而在所述光源和所述检测器系统之间提供直线。

10.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中测量室内表面的粗糙度小于1/4λ，这提供了平滑的表面，降低了从测量室到光源的背反射的风险。

11.根据权利要求6所述的传感器，其中用于将透过皮肤扩散出的气体连通至所述气体测量室的所述至少一个通气管垂直于所述气体测量室。

12.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中所述光源是发光二极管。

13.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中所述光源是红外光源。

14.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中信号处理器连接至所述光电检测器。

15.根据权利要求12所述的传感器，其中所述第二光电检测器在反馈回路中通过所述信号处理器连接至所述光源，用于根据在所述第二光电检测器处接收的光的量来自动校准所述光源。