| 主权项 |
1.一种最佳化光纤照射和侦测的图样、形状以及位置的方法,用以估计复数个解析物,该方法至少包括下列步骤:系统化探测复数个图样、形状以及光纤位置,以最佳化一光学系统设计,藉由极大化在该光学系统模型中相关的复数个数量;以及从该光学系统模型估计一接收讯号。2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该光纤系统模型包括一讯号杂讯比(signal-to-noise ratio)。3.如申请专利范围第2项所述之方法,其中该接收讯号系正比于在一样品中之一平均光子之路径与在该样品中之一总路径的比率;以及其中该杂讯约正比于该样品作为一波长和照射至侦测光纤分开距离之函数的强度。4.如申请专利范围第1项所述之方法,更包括下列步骤:在一侦测器输入架构中,决定在一光源输出的光纤数目以及在一光纤束终端点的光纤数目;其中该最佳化方法限制在该光源输出以及该光纤束终端点,以允许一特定照射光纤与侦测光纤图样之估计与最佳化;以及从该最佳化方法中,决定一光纤布局周缘之形状。5.如申请专利范围第1项所述之方法,更包括下列步骤:提供一电脑程式,用以作一任意光纤布局的交互作用之设计与分析;储存所产生之该复数个设计;利用该复数个设计作一基因演算法之复数个输入,该基因演算法选择最佳的设计与改良。6.如申请专利范围第5项所述之方法,其中一最佳化图样会修饰为尽可能至产生一全面规则图样以使最佳化图样符合选择出之一外部几何图形。7.如申请专利范围第6项所述之方法,其中该外部几何图形是一六角形或是一矩形。8.如申请专利范围第1项所述之方法,更包括下列步骤:提供一分离的光纤光学侦测场以改良主体之分类。9.如申请专利范围第8项所述之方法,其中该分离光纤光学侦测场的配置是省略的以及/或透过一任何分类效能、杂讯、样品间精确性与样品外精确性之加权组合。10.如申请专利范围第1项所述之方法,其中来自侦测光纤的光系利用一双镜系统(twolens system)聚焦于一侦测器上。11.如申请专利范围第10项所述之方法,其中该侦测光纤束大致上与该侦测器的形状相同,以极大化离开侦测光纤且击在该侦测器上之光量。12.如申请专利范围第1项所述之方法,其中光线系由一单色光仪提供;以及其中该单色光仪之光学狭缝高度系根据下式决定:光学狭缝高度=(光纤行的数目-1)*√3/2*光纤直径+光纤核直径。13.如申请利范围第2项所述之方法,其中该杂讯会修饰为一样品强度,该样品强度为距离和波长的函数,该杂讯示为:1/杂讯∞e(a+b√d)其中a 和b 系在每个波长下实验得到之参数,而d为光纤分开距离。14.如申请专利范围第1项所述之方法,更包括下列步骤:提供一估计函数,该估计函数为一波长之函数,以及该估计函数会考量光纤分开距离、讯号杂讯比,光源与侦测器光学架构特性一分离性。15.如申请专利范围第13项所述之方法,其中对第i个侦测器之该估计函数决定如下:其中EFi为第ith个侦测器之该估计函数;讯号S与杂讯N为波长和照射至侦测光纤分开距离d的函数;DP系一侦测器影响,其为侦测光纤数目的函数;MP系一光源影响,其为一照射光纤数目的函数;MSP系一光源尺寸影响,其为一照射光纤数目的函数;SF系一刻划因子,其为一光纤尺寸与型式的函数。16.一种最佳化光纤照射和侦测的图样、形状以及位置的方法,用以非侵略性估计复数个解析物,该方法包括下列步骤:系统化探测复数个图样、形状以及光纤位置以最佳化一光纤系统设计,藉由极大化在该光纤系统模型中相关的复数个数量;以及提供一估计函数。17.如申请专利范围第16项所述之方法,更包括下列步骤:对第i个侦测器决定该估计函数如下:其中EFi为第ith个侦测器之该估计函数;讯号S与杂讯N为波长和照射至侦测光纤分开距离d的函数;DP系一侦测器影响,其为侦测光纤数目的函数;MP系一光源影响,其为一照射光纤数目的函数;MSP系一光源尺寸影响,其为一照射光纤数目的函数;SF系一刻划因子,其为一光纤尺寸与型式的函数。18.如申请专利范围第17项所述之方法,更包括下列步骤:对每一独立的光纤距离,决定一讯号杂讯比;将该讯号杂讯比乘上一数目,该数目相等于在该光纤距离的侦测/照射光纤配对;对每一独立的光纤距离都决定一次讯号与杂讯;储存一数値用以作以后之用;预先决定在所有光纤之间的距离;以及使用一参考表,以决定在任意两特定光纤之间的分开距离。19.如申请专利范围第17项所述之方法,其中该估计函数系最佳化一光纤系统设计,以极大化在选择波长下之该讯号杂讯比。20.如申请专利范围第19项所述之最佳化方法,其中该估计函数计算如下:最佳设计21.一种决定一侦测和照射光纤束图样的方法,以用于一主体的取样,该方法包括下列步骤:限制并局限一解决空间,藉由记述关于一照射和取样系统以决定一照射至侦测光纤的比率和数目;以及估计在一位置的一讯号和一杂讯,该主体根据在一相关波长下极大化该讯号杂讯比而取样。22.如申请专利范围第21项所述之方法,其中照射系由一单色光仪提供;以及其中该单色光仪输出狭缝系具有最佳照射光纤数目的特征。23.如申请专利范围第21项所述之方法,其中侦测系由在一侦测器光学架构之一光纤束终端点提供;以及其中该侦测器光学架构系具有最佳侦测光纤数目的特征。24.一种用于一主体取样之侦测和照射光纤束,该光纤束至少包括:复数个光纤限制于一六角形周缘或是一矩形周缘中,该六角形周缘或是该矩形周缘称为局限图样(hex-packed pattern),其中交错之复数个光纤行包括复数个照射光纤和复数个侦测光纤,以及其中在一主体界面上二侦测器共用所有该侦测光纤。25.如申请专利范围第24项所述之光纤束,更包括:一分离的侦测光纤群,系提供用以做一第三侦测器之分类目的之用。26.如申请专利范围第24项所述之光纤束,其中该复数个光纤之放置方式系有一光纤束中心在每一该光纤束终端,以及每一与在该光纤束其他的光纤,在该光纤束终端有一位置对应在该光纤束另一端的位置。27.如申请专利范围第24项所述之光纤束,其中该复数个侦测和照射光纤均有相同的性质。28.如申请专利范围第27项所述之光纤束,其中该光纤性质包括任一光纤形式、光纤尺寸、数値孔径与核心外壳比。29.如申请专利范围第25项所述之光纤束,其中该分离的侦测光纤群之放置系省略的以及/或透过任意分类效能、杂讯、样品间精确性与样品外精确性之一加权组合来决定。30.一种电脑可读取媒体,在该电脑可读取媒体上储存一计算程式,该电脑可读取媒体能够建构一计算机以实行一用以估计复数个解析物之最佳化光纤光学照射和侦测图样、形状与位置的方法,该方法至少包括下列步骤:系统化探测复数个图样、形状以及光纤位置以最佳化一光学系统设计,藉由极大化在该光学系统模型中相关的复数个数量;以及从该光学系统模型估计一接收讯号。图式简单说明:第1图绘示的为十九条光纤圆形布局之示意图,其中根据本发明之局限光纤架构(hex pack),本发明中心的光纤环对全直径的光纤束来说是有益的;第2图系绘示在侦测器之光纤束数目增加所造成之影响(penalty)示意图;第3图系绘示直径有效地乘上光纤数图,显示出在从增加侦测器之照射增益(illumination gain)与低效率造成损失之间的取舍(trade-off)示意图;第4图系绘示单色光仪输出狭缝强度中,置于水平离心(horizontally off-center)之光纤的效率损失示意图;第5图系绘示在单色光仪增加光纤数目之影响示意图;第6图系绘示保持置于单色光仪之光纤不吸收任何光线的影响示意图;第7图系绘示本发明利用蒙地卡罗模拟法(Monte Carlosimulations)来估计讯号的示意图;第8图系绘示本发明利用广西放射状光纤(wide arearadial fiber;WARF)探测来估计1/Noise函数之示意图;第9图系绘示本发明一近红外光(near-IR;NIR)葡萄糖讯号杂讯比,其为波长和照射至侦测光纤分开距离之函数的三维示意图;第10图系绘示本发明另一近红外光(NIR)葡萄糖讯号杂讯比,其指出峰値在最低分开距离处之示意图;第11图系绘示本发明在组合带(combination band)近红外光(NIR)葡萄糖讯号杂讯比之放大的示意图;第12图系绘示本发明六角形光纤界面的示意图;第13图系绘示本发明正方形光纤界面示意图;第14图系绘示本发明一六角形配置安排与一圆形重叠,以显示在局限架构(hex pack)中一六角形如何接近一圆形图案的示意图;第15图系绘示本发明一正方形配置安排与一圆形重叠,以显示一正方形对应一圆形图案有轻微损失的示意图;第16图系绘示本发明一六角形表皮界面与一分类侦测器(classification detector)示意图;第17图系绘示本发明在一单色光仪输出狭缝之一200/220m光纤图案,其中显示105个光纤(确实的数目)的架构示意图;第18图系绘示本发明在一侦测器光学终端之一UltraSil光纤束终端,其中显示52个光纤的架构示意图;第19图系绘示本发明在一表皮界面之一分类矩形(转动90度)示意图;第20图系绘示本发明一矩形表皮界面与一分类侦测器示意图;第21图系绘示一非侵略性组织模型的座标图表示意图;第22图系绘示感应表面之1对应放射收集距离与波长的示意图;第23图系绘示感应表面之2对应放射收集距离与波长的示意图;第24图系绘示感应表面之3对应放射收集距离与波长的示意图;第25图系绘示WARF探测系设计为单一照射光纤被一组六个侦测光纤以下列距离放射状地围绕着:0.23.0.77.1.3.2.08.2.90.3.71.4.70.6.70.8.7.10.7.14.7mm示意图;第26图系绘示非侵略性臂强度(noninvasive arm spectra)对应波长与不同照射至侦测光纤距离(illumination-detection distance)的示意图;第27图系绘示利用WARF探测所收集之资料中之系数a,b与结果値的示意图;第28图系绘示在WARF探测(1-10)的每个侦测点之水吸收等级(magnitude)的示意图,显示出当照射光纤之距离增加时,所产生性别的分类;第29图系绘示在三个分离波长下,不同之照射至侦测光纤距离所得到估计量测杂讯(以吸收单位)的示意图;以及第30图系绘示样品间、样品外与总样品改变对应照射至侦测光纤距离的示意图。 |
