CN101721215A - 手指上布置的用于测量血和生理特征的仪器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通过光透人体组织来测量血和生理特征的仪器，其被制成可以在人体手指上布置。该仪器包括被制成在仪器主外壳上的下手指槽；铰链连接的可以封闭盖子，其具有被制成布置至少一个手指稳定化元件的上手指槽，盖子在封闭位置被闭锁；该手指稳定化元件由具有弹性软的可延展的特征的材料制成，以达到同手指的上部密封配合；布置在下手指槽的倾斜端壁上的光源，毗邻手指尖的下部分；和端帽，当盖子处于关闭位置时，被布置在仪器的开口上，其能保证仪器的校准和最小来自周围光的光波噪音。
Description
技术领域
本发明涉及的是通过光透人体组织来测量血和生理特征并，特别是，关于一种可以在人的手指上布置仪器。
背景技术
为人所知的通过光透过具有血管的组织测量血和生理特征，例如，氧气，葡萄糖和CO2的水平，以及PH，血压，血色素，血球容积计，血流速，胆红素，血色素沉着，心率，心率失真和血压失真。然而，在病人身上实际布置这样的仪器带来了大量的到目前为止不能解决的问题，例如运动的自由和来自外界光进入传感器的光波“噪音”介入。
因此，需要一种通过光透人体手指用于测量血和生理特征的仪器，其安全的可附着在手指上，并减少光波“噪音”，如果不能消灭的化。
发明内容
本发明提供一种通过光透人体组织来测量血和生理特征的仪器，其被制成可以在人体手指上布置。
根据本发明的教导，这里提供仪器用于测量血和生理特征，该仪器被制成可在手指上布置，该仪器包括：(a)主外壳，具有下手指槽，被成型以配合手指的底侧，下手指槽具有开口端，封闭端和具有配合手指的底侧的横截面轮廓；(b)可关闭的盖子，其具有带有开口端和封闭端以配合下手指槽的上手指槽，盖子被铰链连接在主外壳上并在封闭位置上闭锁；(c)至少一个手指稳定化元件，被制成布置在上手指槽内，并且被制成配合手指的上侧；
(d)至少一个光源，布置在下手指槽的倾斜的封闭端；(e)至少一个光传感器开口，被制成在下手指槽的底面上；和(f)端帽，被制成当盖子处于关闭位置时布置在仪器上，以达到实质关闭上下手指槽的开口端。
根据本发明的进一步教导，还提供(g)读出显示器单元，布置在主外壳上，以使得在使用过程中，同病人一只手的手掌相毗邻。
根据本发明的教导还提供，用于测量血压和生理特征的仪器的主外壳，该仪器被制成用于配置在手指上，主外壳包括被制成同手指的底侧相配合的下手指槽，下手指槽具有开口端，闭口端和同手指的底侧实质配合的横截面轮廓，以达到闭口端的一壁是倾斜的，以使得同手指尖实质配合。
根据本发明的进一步教导，下手指槽被制成同布置在仪器盖子内的手指稳定化元件的至少一部分相配合，以达到当盖子布置在封闭位置时，实质的围绕手指。
根据本发明的教导还提供用于测量血和生理特征的仪器的可关闭盖子，该仪器被制成可在手指上布置，可关闭盖子包括：具有开口端和封闭端的上手指槽，盖子被铰链连接在主壳体上并在封闭位置闭锁。
根据本发明的更进步教导，铰链连接是这样，盖子绕平行手指的长度的轴旋转。
根据本发明的进一步教导，上手指槽被制成容纳至少一被制成配合手指的上侧的手指稳定化元件的布置。
根据本发明还提供手指稳定化元件，用于稳定手指在通过光透人体手指的至少一部分来测量血和生理特征的仪器中的位置，手指稳定化元件包括：(a)至少第一表面，被制成配合用于测量血和生理特征的仪器；和(b)至少第二表面，被制成配合至少一部分手指的上侧，第二表面包括手指配合槽，其具有实质配合手指上侧的横截面轮廓，朝向实质配合手指尖的手指配合槽的末端变得越来越狭窄和越来越浅；其中手指稳定化元件被制成自具有弹性软的有延展性特征的材料，以达到密封配合手指和由此至少减少进入仪器中的大量的周围光噪音。
根据本发明的更进一步教导，实质的配合手指上侧的横截面轮廓在实质连续的倾斜面内变得越来越狭窄和浅。
根据本发明的更进一步教导，实质的配合手指的上侧的横截面轮廓在沿着其自身长度变化的倾斜面变得越来越狭窄和浅。
根据本发明的更进一步教导，在倾斜面内的变化是步进式增加的。
根据本发明的更进一步教导，第一表面被制成配合上手指槽的至少一部分，上手指槽被制成在用于测量血和生理特征仪器的盖子内。
根据本发明的更进一步教导，还提供一区域，当盖子在封闭位置时，被制成配合至少一部分相对应的成型在用于测量血和生理特征仪器主体内的下手指槽。
根据本发明的更进一步教导，还提供多个可相互交换的元件，每个具有不同尺寸的手指配合槽以配合人手指的不同尺寸。
根据本发明的更进一步教导，还提供多个嵌套元件，每个具有不同尺寸的手指配合槽以配合人手指的不同尺寸，其中每个嵌套元件的第一表面被制成在嵌套顺序中可附着配合下一个嵌套元件的第二表面。
根据本发明的更进一步教导，弹性软的有延展性特征是指：当仪器布置在手指上时，手指稳定化元件再成型以至少配合手指的尺寸和外形。
根据本发明的教导这里还提供，用于测量血和生理特征的仪器，该仪器被制成在手指上布置，该仪器包括：(a)至少一光源，布置在下手指槽的封闭端的倾斜壁上；和(b)至少一光传感器开口，被制成在下手指槽的底表面上；其中光进入指尖正是一个位于指甲下面区域和至少光的一部分从手指出来在一个在第一指节前手指底部的区域，由此进入光传感器的开口。
根据本发明的更进一步教导，光源开口和光传感器开口分别具有凸起的盖子，围绕每个光源开口和光传感器开口，以提高同手指表面的接触。
根据本发明的更进一步教导，至少一个光源被制成光源阵列。
根据本发明的更进一步教导，通过至少一光源发射的光是直接透过至少一光源开口。
根据本发明的更进一步教导，通过至少一光源发射的光是直接沿着光道布置到达至少一光源开口。
根据本发明的教导还提供，用于测量血和生理特征的仪器，该仪器被制成在手指上布置，该仪器包括：(a)主外壳，具有被制成配合手指底侧的下手指槽，该下手指槽具有开口端；(b)可封闭的盖子，其具有带有配合下手指槽的开口端的上手指槽；和(c)端帽，其被制成当盖子处于封闭位置时布置在仪器上；其中端帽实质密封上下手指槽的开口端，以使得周围光不能进入由下和上手指槽和端帽所限定的内部容积。
根据本发明的更进一步教导，还提供用于传送光通过人手指的至少一部分，以用于测量血和生理特征的系统，其中上和下手指槽的开口端的密封保证了系统的校准。
附图说明
此处对发明的说明只是通过带有标记的附图举例，其中：
图1是根据本发明教导的结构和操作，通过光透人体组织来测量血和生理特征的仪器的等轴视图；
图2和3是图1实施例的主外壳的等轴视图；
图4是图1实施例的端视图，在开放位置带有盖子；
图5是图1实施例的端视图，在封闭位置带有盖子；
图6是图1实施例的等轴视图，显示多个嵌套手指稳定化元件，根据本发明教导的结构和操作；
图7是单个手指稳定化元件，根据本发明教导的结构和操作，
图8是图7实施例的上视图；
图9是图1实施例的等轴视图，显示端盖根据本发明教导的结构和操作；
图10图9实施例的横截面示意图；
图11是图1实施例的等轴视图，显示读出显示根据本发明教导的结构和操作；
图12A是图9实施例的横截面示意图，显示光源阵列和单光源开口的第一实施例；和
图12B是是图9实施例的横截面示意图，显示光源阵列和单光源开口的第二实施例。
具体实施方式
本发明是一种通过光透人体组织来测量血和生理特征的仪器，其被制成在人体的手指上布置。本发明所测量的血和生理特征包括，未限定的例子：氧气，葡萄糖和CO2的水平，以及PH，血压，血色素，血球容积计，血流速，胆红素，血色素沉着，心率，心率失真和血压失真。
根据本发明的测量血和生理特征的仪器的原理和操作将通过附图的标记以及后续的说明得到更好的理解。
为了说明，本发明关于通过光透人体组织来测量血和生理特征的仪器，其被制成在人体的手指上布置，其中该仪器包括多个新颖性特征，其可以单独有利益的使用，并在组合时提供独特的协调作用。
这些特征包括：
1.独特形状的下手指槽，被制成在仪器的主壳体内，其将在有关图1-5中得到详细讨论。
2.铰链连接可封闭的盖子，其具有上手指槽，被制成布置至少一个手指稳定化元件，盖子被铰链连接在侧面并在封闭位置处闭锁，这将在有关图1、4、5和6中得到详细讨论。
3.由弹性软的有延展性材料制成的手指稳定化元件，以达到密封配合手指的上部和至少部分配合手指的形状，以达到至少减少进入仪器中的周围大量的光噪音，这将在有关图1和4-8中得到详细的讨论。
4.布置在下手指槽的斜面端壁上的光源毗邻手指尖的下部分，这将在有关图2和3中得到讨论。
5.布置在仪器的开口端的端帽，当盖子封闭位置时，其保证了仪器的的校准，和最小的来自周围光的光波噪音，这将在有关图8和9中得到详细的讨论。
现在参考附图，图1显示的是通过光透人体组织来测量血和生理特征的仪器2，其被制成布置在人体手指4上，其集合了上述的特征。此处可见，被制成在主外壳10内的独特外形的下手指槽12，铰链连接的可封闭盖子30，其具有被制成布置至少一个手指稳定化元件50的上手指槽32，和密封配合手指4上部的手指稳定化元件。
如这里所示，主外壳10包括下手指槽12，其被制成配合手指4的底侧。如图2和3最佳所示，下手指槽具有开口端14和封闭端16。下手指槽12的横截面轮廓实质的配合了手指4的底侧。所示，封闭端16的壁18是倾斜的，因此实质配合手指4的尖的轮廓。优选的，下手指槽12的底部也是倾斜的，使得下手指槽12朝向封闭端16变得越来越浅。
可封闭盖子30铰链连接在主外壳10的侧面，使得绕平行手指4长度的轴旋转。更进一步，当在封闭的位置时，盖子被制成闭锁配合主外壳10。这使得仪器2安全的布置在病人手指4上。这种安全布置允许手指甚至手的运动，不影响仪器的操作所需的测量，因此降低了医务人员在测量时的密切监护病人的运动，和可能的控制。
如图5所示，下手指槽12的上边缘被制成接受盖子30的边部分34和沿着手指稳定化元件50的下边缘58的区域的插入，所述元件50被布置在盖子30内的上手指槽32内。这种手指4的密封配合帮助阻挡周围光达到形成在下手指槽14的下表面的光传感器开口70。
被制成用于稳定手指4的位置的手指稳定化元件50，并且密封配合手指4，手指4依靠着布置在下手指槽12封闭端16的倾斜壁18上的光源80和被制成在所述下手指槽12的底表面上的光传感器开口70。
如最优如图7和8所示，手指稳定化元件50，包括至少一第一表面52，其被制成可附着配合被制成在盖子30内的上手指槽32。优选的，手指稳定化元件50可以采用单独使用的一次性元件。
手指稳定化元件50，还包括至少一第二表面54，其被制成配合手指4的至少一部分的上侧。第二表面54包括手指配合槽56，具有实质配合手指的上侧的横截面轮廓，其朝向手指配合槽54的端部变得越来越狭窄和越来越浅，这样实质的配合手指4的尖部。优选的，手指稳定化元件50的横截面轮廓可以在实质连续的倾斜面上变化越来越狭窄和越来越浅。另一个选择，如图7和8所示，横截面轮廓可以在沿着倾斜面变得越来越狭窄和浅，该倾斜面沿着它的长度方向变化，这种变化是所述倾斜面以步进的方式增加。
优选的，上下手指槽的轮廓是配合的，并在封闭位置，两槽的断壁和侧壁联合形成实质连续的表面，以限定内部容积，该容积实质配合人体手指端部的至少一部分的形状。这是特别真是对于端壁，其被细致的设计成配合手指尖的外形的倾斜。
优选的，手指稳定化元件50被制成自具有弹性软的有延展性的特性的材料，以密封配合手指4，并因此至少减少了大量的周围的光噪音进入仪器。
可以被理解的是，手指稳定化元件50可以采用作为多个单独可以相互交换的元件，每个具有相对不同尺寸人手指4的不同尺寸的手指配合槽54。可选择的，手指稳定化元件50可以采用多个嵌套元件60，每个具有相对不同尺寸人手指的不同尺寸所述手指配合槽。这种嵌套元件60可以这样被布置，在嵌套顺序中每一个嵌套元件的第一表面被制成附着配合下一个元件的第二表面，如图6所示。
可选择的，手指稳定化元件可以由具有非常软的可以延展的、类似凝胶体特征的材料制造，这样在布置在手指4上前，手指稳定化元件可以具有小的凸起的轮廓，或者凸出的区域和其他凹陷的区域。然而，布置在手指4上后，手指稳定化元件改变形状以配合手指4的形状和尺寸。
如图2和3所示，装置2包括至少一个布置在下手指槽的封闭端上的倾斜壁上的光源。光源80如示是四光阵列，优选LED，每两组光布置两列。可以注意到，光的数量和他们的布置可以改变，并且实质任何光源布置，其布置在倾斜壁上均落入本发明的范围。更进一步，通过光源80阵列发射的光可以直接的通过至少一个光源开口120，如图12A和12B所示。
图12A显示的实施例，其中通过光源80的阵列发射的光直接通过壁122对着光源开口120。这样的布局要求所有的在阵列的光源被安装的紧密靠近光源开口120之内。图12B显示实施例，其中通过光源80的阵列发射的光直接通过光通道布置124对着光源开口120。此例中的该光通道布置只是一个事例，包括单独的自每个光源延伸的光通道和合并成引导光通过光源开口120的单一的光通道。该种布置不需要所有的阵列中的光源被安置在紧密靠近光源开口120之内，或者也不要钱他们彼此紧密的靠近。光通道布局可以采用光纤维和其他类似技术制成。
至少一个光传感器开口70，其被制成在下手指槽12的底表面上。在这种布局中，自光源80的光进入手指区域为手指4尖部的下部分、指甲的正下的区域，并出手指4的光至少一部分在第一指节前的手指底部区域，并由此进入光传感器开口70。
如此处所示，光源80的开口和光传感器70的开口被分别制造带有凸起的盖子82和72。凸起的盖子82和72分别围绕光源80的开口和光传感器70的开口，以达到通过密封配合手指4来提高同手指表面的接触，以使得帮助阻止周围的光或来自光源的没有进入手指4的光到达光传感器开口70。
如图9和10所示，当盖子30处于封闭位置时，提供有被制成布置在仪器2上的端帽100，使得实质的密封上部32和下部12手指槽的的开口端，这样周围的光不能够进入由下部32和上部12手指槽和端帽100限定的内部容积102，以保护系统的校准。可以被理解的是，端帽100的实施例仅是为了举例的目的，且实质任何合适的阻止周围光进入仪器2内部容积的光源开口和光传感器开口区域的方法和机构，和由此保证系统的校准，均落入本发明的保护范围。
图10显示的是本发明的布置在主外壳10下面的读出显示单元110。此独特设计布置显示单元110在使用时毗邻病人的手掌，作为相对的现有标准技术中被毗邻手的上部。毗邻手掌的显示布局使得病人非常容易自我阅读显示内容，其有利和益于仪器的家用。
优选的，上述的目的在于举例，且许多其他的例子可能存在本发明的精神和范围内。
Claims (23)
1.一种用于测量血和生理特征的仪器，该仪器被制成布置在手指上，该仪器包括：
(a)主外壳，具有下手指槽，被成型以配合手指的底侧，所述下手指槽具有开口端，封闭端和具有配合手指的底侧的横截面轮廓；
(b)可关闭的盖子，其具有带有开口端和封闭端以配合所述下手指槽的上手指槽，所述盖子被铰链连接在主外壳上并在封闭位置上闭锁；
(c)至少一个手指稳定化元件，被制成布置在所述上手指槽内，并且被制成配合手指的上侧；
(d)至少一个光源，布置在所述下手指槽的所述倾斜的封闭端；
(e)至少一个光传感器开口，被制成在所述下手指槽的底面上；和
(f)端帽，被制成当所主外壳包括被制成同手指的底侧相配合的下手指槽，下手指槽具有开口端，闭口端和同手指的底侧实质配合的横截面轮廓，以达到闭口端的壁是倾斜的，以使得同手指尖实质配合。
述盖子处于关闭位置时布置在仪器上，以达到实质关闭所述上下手指槽的所述开口端。
2.如权利要求1所述的仪器，还包括：
(g)读出显示器单元，布置在所述主外壳上，以使得在使用过程中，同病人一只手的手掌相毗邻。
3.一种用于测量血和生理特征的仪器的主外壳，该仪器被制成布置在手指上，该主外壳包括被制成同手指的底侧相配合的下手指槽，所述下手指槽具有开口端，闭口端和同手指的底侧实质配合的横截面轮廓，以达到所述闭口端的一壁是倾斜的，以使得同手指尖实质配合。
4.如权利要求3所述的主外壳，其中所述下手指槽被制成同布置在仪器盖子内的手指稳定化元件的至少一部分相配合，以达到当所述盖子布置在封闭位置时，实质的围绕手指。
5.一种用于测量血和生理特征的仪器的可封闭盖子，仪器被制成布置在手指上，该盖子包括：具有开口端和封闭端的上手指槽，盖子被铰链连接在主壳体上并在封闭位置闭锁。
6.如权利要求5所述的可封闭盖子，其中铰链连接使得盖子子绕平行手指的长度的轴旋转。
7.如权利要求5所述的可封闭盖子，其中该上手指槽被制成容纳至少一被制成配合手指的上侧的手指稳定化元件的布置。
8.一种手指稳定化元件，用于稳定手指在通过光透人体手指的至少一部分来测量血和生理特征的仪器中的位置，该手指稳定化元件包括：
(a)至少第一表面，被制成配合用于测量血和生理特征的仪器；和
(b)至少第二表面，被制成配合至少一部分手指的上侧，所述第二表面包括手指配合槽，其具有实质配合所述手指上侧的横截面轮廓，朝向实质配合手指尖的所述手指配合槽的末端变得越来越狭窄和越来越浅；
其中手指稳定化元件被制成自具有弹性软的有延展性特征的材料，以达到密封配合手指和由此至少减少进入仪器中的大量的周围光噪音。
9.如权利要求8所述的手指稳定化元件，其中所述实质的配合手指上侧的横截面轮廓在实质连续的倾斜面内变得越来越狭窄和浅。
10.如权利要求8所述的手指稳定化元件，其中所述实质的配合手指的上侧的横截面轮廓在沿着其自身长度变化的倾斜面变得越来越狭窄和浅。
11.如权利要求10所述的手指稳定化元件，其中在所述倾斜面内的变化是步进式增加的。
12.如权利要求8所述的手指稳定化元件，其中所述第一表面被制成配合上手指槽的至少一部分，上手指槽被制成在用于测量血和生理特征仪器的盖子内。
13.如权利要求12所述的手指稳定化元件，其中还包括一区域，当盖子在封闭位置时，被制成配合至少一部分相对应的成型在用于测量血和生理特征仪器主体内的下手指槽。
14.如权利要求8所述的手指稳定化元件，其中还包括多个可相互交换的元件，每个具有不同尺寸的手指配合槽以配合人手指的不同尺寸。
15.如权利要求8所述的手指稳定化元件，其中还包括多个嵌套元件，每个具有不同尺寸的手指配合槽以配合人手指的不同尺寸，其中每个嵌套元件的所述第一表面被制成在嵌套顺序中可附着配合下一个嵌套元件的所述第二表面。
16.如权利要求8所述的手指稳定化元件，其中所述弹性软的有延展性特征是当仪器布置在手指上时，手指稳定化元件再成型以至少配合手指的尺寸和外形。
17.一种用于测量血和生理特征的仪器，该仪器被制成在手指上布置，该仪器包括：
(a)至少一光源，布置在下手指槽的封闭端的倾斜壁上；和
(b)至少一光传感器开口，被制成在下手指槽的底表面上；
其中光进入指尖正是一个位于指甲下面区域和至少所述光的一部分从手指出来在一个在第一指节前手指底部的区域，由此进入所述光传感器的开口。
18.如权利要求17所述的仪器，其中，所述光源开口和光传感器开口分别具有凸起的盖子，围绕每个光源开口和光传感器开口，以提高同手指表面的接触。
19.如权利要求17所述的仪器，其中，至少一个光源被制成光源阵列。
20.如权利要求17所述的仪器，其中，通过所述至少一光源发射的光是直接透过至少一光源开口。
21.如权利要求20所述的仪器，其中，通过所述至少一光源发射的光是直接沿着光道布置到达所述至少一光源开口。
22.一种用于测量血和生理特征的仪器，该仪器被制成在手指上布置，该仪器包括：
(a)主外壳，具有被制成配合手指底侧的下手指槽，该下手指槽具有开口端；
(b)可封闭的盖子，其具有带有配合下手指槽的开口端的上手指槽；和
(c)端帽，其被制成当盖子处于封闭位置时布置在仪器上；
其中所述端帽实质密封所述上下手指槽的所述开口端，以使得周围光不能进入由所述下和上手指槽和所述端帽所限定的内部容积。
23.如权利要求22所述的仪器，还包括用于传送光通过人手指的至少一部分，以用于测量血和生理特征的系统，其中所述上和下手指槽的所述开口端的密封保证了所述系统的校准。
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