CN102078197A - 用于医疗传感器的传感器支架 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于医疗传感器的传感器支架，具体而言，本文公开了用于医疗传感器的传感器支架(1)。该传感器支架包括壳体(2)，其包围用于对象附肢的中空部(5)，该壳体具有用于在该中空部之后的气体容积的第一通道(30)，用于该第一通道的气体容积的通风的第一孔(31)、第二孔(32)和第三孔(33)。

Description

用于医疗传感器的传感器支架
技术领域
本发明公开一般地涉及用于医疗传感器的传感器支架。
背景技术
在许多情况下，关于血液内或者更优选地血流内氧的量的信息是所期望的。这常表征为血液的氧含量或氧饱和度。血氧计能够提供此类型的信息并且在本领域中通常是众所周知的。由血氧计用来确定氧含量/饱和度的病人数据由操作地与血氧计交互的血氧计传感器监视/测量。
血氧计传感器典型地采用以不同的波长发射光的一对光源，以及一个或多个光学探测器。由血氧计将电信号提供给血氧计传感器，从而以预定的方式操作该光源(例如，根据预定的模式使各光源“脉动”)。来自该光源中的每一个光源的光将或者由血液吸收，或者将完全通过病人的组织和血液由探测器接收。来自探测器的电信号被提供回血氧计。关于如何操作光源、这两个光源的波长以及通过血液到达探测器的光的量的信息都由血氧计用来计算血液的氧含量/饱和度。此信息然后将典型地被显示以便由适当的人员查看。
有各种因素促成特定的血氧计传感器支架的整体成功。一个因素是当定位在相关的身体部分上时其舒适性。将会期望有一种血氧计传感器支架，其提供至少一定程度的病人舒适性，并且在长期佩戴时不会导致病人的皮肤磨破。可通过诸如血氧计传感器支架的尺寸、形状以及重量等东西，以及使血氧计传感器支架与病人相互作用，以便至少减少形成“压力点”的可能性，从而实现增强的病人舒适性。由血氧计传感器支架施加在病人上的力的不均匀分布会促使形成不期望的疼痛，以及有可能在病人皮肤表面上的压迫性坏死。
另一种众所周知的不适是相关身体部分的出汗。传感器支架结构越封闭，其能造成的出汗就越多，并且因而至少清醒的病人趋向于自己冷却手指，这导致测量停止。此外过多的出汗增加了对清洁的需要。
作为可重复使用的血氧计传感器，与舒适性一起其中一个最大的挑战是传感器支架的耐久性。血氧计传感器支架的已知机械故障是当线缆相对于传感器支架反复弯折时可能发生的导线断裂。如果血氧计传感器支架设计成正好在弯曲释放(flex relief)结合到传感器支架的点后将线缆内的单个导线分开，将会有机械中断点，这会导致所述的断裂。
有多种用于血氧计传感器支架的竞争设计考虑。首先，传感器支架应该具有实现传感器支架中的发射器和探测器和患者皮肤之间的可靠交互的能力。其次，血氧计传感器支架应该适于以对于病人而言最小的痛苦或不适而快速应用于病人和从病人身上去除。最后，血氧计传感器支架应该提供与病人的皮肤的柔和接触面。
有各种方式来将发射器/探测器保持与病人的组织相接触；然而，两种常见的类型是柔性的和夹扣型传感器支架。许多当前可得到的夹扣型传感器支架具有硬壳体，该硬壳体具有大体积(high profile)，并通过弹簧的作用而保持在手指上。由于手指上过度的压力会减弱或消除到手指的血液供应中的脉冲，这些弹簧有意地相对无力。此折衷的结果是弹簧保持的传感器支架容易从手指掉落。对于手指传感器支架期望的是仅以轻微的压力而保持在手指上，而同时不会容易移位。此外以具有铰链的传感器支架达成对各种尺寸的手指的适应也是挑战性的。柔性传感器支架可简单地包括弹性支架，发射器/探测器安装在该弹性支架上以围绕病人附肢放置。
存在设计成围绕手指提供均匀分布的压力的已知传感器支架设计。然而没有传感器支架已经设计成等于人类手指的形状。最靠近手指形状设计的那些支架并没有围绕手指均匀地分布压力。并且大部分已知的传感器支架设计是封闭结构，从而仅近端和远端是开口的，导致在传感器支架和手指之间易于出汗和潮湿。引入两端之间的传感器支架上的孔或开口的少数传感器支架设计具有在倚靠手指放置的开口的边缘上产生压力点的高度可能性。并且开口并不冷却别处的皮肤，而只是在开口区域冷却皮肤，因为在那些开口和近端/远端之间没有空气流通。
发明内容
通过阅读并理解以下说明书，将会理解本文解决了上述缺点、不足和问题。
在一个实施例中，用于医疗传感器的传感器支架包括壳体，该壳体构造成包围用于对象附肢的中空部，该壳体具有用于该中空部后的气体容积的第一通道、用于第一通道的气体容积的通风的第一孔、第二孔和第三孔。
在另一个实施例中，用于医疗传感器的传感器支架包括壳体，该壳体构造成包围用于对象附肢的中空部，该壳体具有用于该中空部后的气体容积的第一通道、用于第一通道的气体容积的通风的第一孔、第二孔和第三孔。该第一孔和第二孔构造成位于第一通道的相对端上，二者之间的该第三孔位于该第一通道的这样的边缘上，该边缘与该中空部以及该第一通道之间的边界分开。
在又另一个实施例中，用于医疗传感器的传感器支架包括壳体，该壳体构造成包围用于对象附肢的中空部，该壳体具有用于该中空部后的气体容积的第一通道、用于第一通道的气体容积的通风的第一孔、第二孔和第三孔，并且该壳体还具有用于该中空部后的气体容积的第二通道、用于第二通道的气体容积的通风的第四孔、第五孔和第六孔。
由附图及其详细描述，将使得本发明的各种其它特征、对象以及优点对于那些本领域技术人员是显而易见的。
附图说明
图1是根据一个实施例的传感器支架的顶视图；
图2是图1的传感器支架的顶部透视图；
图3是图1的传感器支架的底部透视图；
图4是沿线A-A所取的图1的传感器支架的横截面；
图5是沿线B-B所取的图2的传感器支架的横截面；
图6是图1的传感器支架的近端视图；
图7显示了当对象的附肢就位时图1的传感器支架的通风；以及
图8是根据另一个实施例的传感器支架的透视顶视图。
部件列表
1传感器支架               16远端
2壳体                     19信号线
3用于医疗传感器的部位     20整体区域
4传感器                   21边缘
5中空部                   22支承环
6第一端                   30第一通道
7第二端                   31第一孔
8发射器                   32第二孔
9探测器                   33 第三孔
10弯曲释放结构            40第二通道
11线缆                    41第四孔
12管道                    42第五孔
13变薄部                  43第六孔
14止动器                  50附肢
15近端                    51箭头
具体实施方式
参考附图的以下详细描述中解释了具体实施例。这些详细的实施例当然可以更改且不应限制如权利要求书中所述的本发明的范围。
图1、2和3从不同的侧面显示了传感器支架1。传感器支架1具有诸如凹穴的至少一个部位3，以使图4中所示的医疗传感器4可放置在对象的附肢(如手指或脚趾)上，以测量对象的血液或组织成分和/或脉搏率。血液成分例如为氧、高铁血红蛋白、碳氧血红蛋白的量。传感器支架1和传感器4的典型组合常与脉冲血氧计一起使用来测量氧饱和度。传感器支架1包括壳体2，该壳体2优选地可由诸如硅的弹性模制聚合物制成，且该壳体可以围绕包括电子器件的传感器4进行包覆模制(overmold)，或者可以是单独模制的器件，其将配备测量所需的传感器。因而传感器4可与传感器支架1形成整体结构，或者传感器支架可为与传感器分开的部分。
壳体2包围具有第一端6和第二端7的中空部5，如图4中可见，该图是沿图1的线A-A的横截面。中空部5的第一端6是开口的，并设计成使得附肢可以通过此第一端6插向中空部5，中空部5至少延伸至用于医疗传感器4的部位3。在此实施例中，传感器4包括用于发射取决于需要测量的成分的一种或多种波长的一个或多个发射器8，以及用于探测透过组织的发射波长的一个或多个探测器9，然后附肢将在中空部5中至少延伸直至该传感器4，以便由发射器8发射的波长能够透过组织并到达与发射器8相对的探测器9。在图4中所示的实施例中，附肢的末梢应定位在发射器8和探测器9之间。中空部5的第二端7可以是封闭的，或者可以是开口的，或者是如图4中所示部分开口的，防止将附肢推过第二端7，但是允许指甲的末梢刺入第二端7。在此后一种备选方式中，第二端7包括止动器14，以找到附肢相对于传感器4的位置的最优位置以及合适的刺入深度。
图1、2、3和4显示了用于线缆11的弯曲释放结构10，该线缆11可连接在传感器4和监视器(图中未显示)之间，用于引导传感器4的功能，并基于从传感器4接收的信号确定测量结果。弯曲释放结构可以为壳体2的一部分，其承载从线缆11到传感器4的弯曲力。壳体2包括如图4中所示的管道12。该管道的横截面足够小以牢固地按压线缆11。期望的是允许管道12在壳体2中延伸该壳体在其近端15和远端16之间壳体长度的一半以上，形成壳体2和线缆11之间的牢固固定。管道12和弯曲释放结构10还可在壳体2外延伸，超出近端15，或者在一些其它实施例中超出壳体2的远端16。
护套线缆11在管道12内带皮地向用于医疗传感器4的部位3延伸。如图2中所示线缆11内的信号线19在用于医疗传感器4的部位3中分离，以便维持弯曲释放结构10内初始线缆(raw cable)的耐用性。需要信号线19的分离以形成到传感器4的连接，传感器4包括诸如位于包围中空部5的壳体2的相对侧上的发射器8和探测器9的传感器部件。图4图示了也放置在用于医疗传感器4的部位3上的传感器4的诸如探测器9的相对器件，其在此实施例中在传感器的发射器8的相对侧上。在此情况下，所需数量的信号线19被引向用于医疗传感器4的此部位3，并连接到探测器9上。用于医疗传感器4的部位3将用合适的材料例如硅覆盖。
无线系统(图中未示出)还可能意味着不需要包括管道12和线缆11的弯曲释放结构10，且其可由与监视器无线地通信的信号接收器和发射器替代。此类无线系统可装备有诸如电池的小型能源。
壳体2如图2和3中所示有利地具有使该壳体2的将覆盖附肢的其它表面偏移的一个组成区域20。此组成区域20包括在近端15上的大体上刚性的边缘21，其在附肢穿入壳体2内部期间抗拒压力，以及在用于医疗传感器4的部位3的高度上的支承环22。支承环22是中空的，以形成用于信号线19至用于医疗传感器4的部位3的路径，该部位在此实施例中在传感器4的发射器的相对侧上。另外该壳体2在用于医疗传感器4的部位3或支承环22与近端15的刚性边缘21之间具有变细部13，以便于传感器的弯曲，且该变细部13使得壳体2比支承环22和刚性边缘21之间的壳体的那些其它部分更薄。此变细部13在图3的实施例中在弯曲附肢时要挤压的壳体2的表面上。
图5显示了沿线B-B所取的图2的传感器支架1的横截面，而图6显示了图1的传感器支架1的近端的视图。传感器支架的壳体2包括用于同样在图4中可见的中空部5后的气体容积的第一通道30。拓宽了中空部5的第一通道30允许附肢插入中空部时此中空部和附肢的通风。第一通道30和中空部5之间的边界没有连续的边缘，在此情况下此边界可为仅部分地开口，但允许第一通道的气体容积与中空部或插在该中空部中的附肢的内侧接触。连续的边缘可以例如只是被充分地穿孔。或者第一通道30和中空部5之间的边界优选地根本没有任何边缘。此第一通道可从壳体2的近端15延伸至壳体2的远端16。为了通风如图5中所示布置了至少三个孔。第一孔31和第二孔32允许第一通道30和壳体2外侧之间的通风。该通风基于传感器支架1周围和第一通道30之间的气流或气体交换。第一孔31和第二孔32可位于第一通道30的相对端上，在此情况下第一孔31可位于壳体2的近端15中，而第二孔32在壳体2的远端16中。还有位于第一通道30的相对端之间的第三孔33，其典型地在相对端的中间，改善第一通道30的通风。在相对端之间还可以有另外的孔。孔的形状和尺寸以及位置可以变化。改善的通风可冷却附肢，并且因此减少出汗，这是使用常规传感器支架时典型的问题。这进一步帮助避免移动附肢，减少人为现象(artefact)。
传感器支架1的壳体2还可包括用于在图4中也可见的如图5和6中所示的中空部5后的气体容积的第二通道40。该第二通道40拓宽中空部5，允许其通风以及附肢插入该中空部5中时的通风。第二通道40可与前文讨论的第一通道30类似。第二通道40和中空部5之间的边界同样没有连续的边缘，在此情况下此边界可为仅部分地开口，但允许第二通道的气体容积与中空部5或插在该中空部中的附肢的内侧接触。连续的边缘可以例如只是被充分地穿孔。或者第二通道40和中空部5之间的边界优选地根本没有任何边缘。此外此第二通道可从壳体2的近端15延伸至壳体2的远端16。为了通风布置了至少三个孔。第四孔41和第五孔42允许第二通道40和壳体2外侧之间的通风。该通风基于传感器支架1周围和第二通道40之间的气流或气体交换。第四孔41和第五孔42可位于第二通道40的相对端上，在此情况下第四孔41可位于壳体2的近端15中，而第五孔在壳体2的远端16中。还有位于第二通道40的相对端之间的第六孔43，其典型地在相对端的中间，改善了通风。在相对端之间还可以有另外的孔。孔的形状和尺寸以及位置可以变化。改善的通风还可冷却附肢，并且因此减少出汗，正如关于第一通道所讨论的那样。
如图5和6中所示，第一通道30和第二通道40相对于彼此有距离，但它们拓宽了中空部5。当附肢定位在中空部5中时，附肢的侧面与壳体2没有接触。第一通道30和第二通道40可位于中空部5的不同侧上，典型地在相对侧上，在此情况下第一通道和第二通道负责附肢两侧的通风。第一通道30有利地大体上平行于第二通道40，这意味着第一通道和第二通道在附肢插入中空部5中时与附肢大体上平行。另外第一通道30和第二通道40在中空部5后可以是直的，中空部5也可以是直的。如果该中空部随附肢的形状，则第一通道和第二通道可以与中空部一起是大体上直的。自然有可能以第一通道和第二通道不同于大体上直的设计的方式来设计该第一通道和第二通道。
第三孔33可位于第一通道30的这样的边缘上，该边缘与中空部5以及第一通道30之间的边界隔开。优选地第三孔33在第一通道的相对的边缘上，与中空部5以及第一通道30的公共边界相称，而不与附肢接触，以避免皮肤上的压力点。第三孔33可大体上垂直于中空部5的纵向轴线。在优选实施例中第三孔33在支承环22和近端15的刚性边缘21之间。此类结构减少了令人不适的感觉，在孔的边缘按压在附肢上的情况下事实就是如此。
类似地第六孔43可位于第二通道40的这样的边缘上，该边缘与中空部5以及第二通道40之间的边界隔开。优选地第六孔43在第二通道40的相对的边缘上，与中空部5以及第二通道40的共同边界相称，而不与附肢接触，以避免皮肤上的压力点。第六孔43同样可垂直于或大体上垂直于中空部5的纵向轴线。在优选实施例中第六孔43在支承环22和近端15的刚性边缘21之间。
图7显示了当附肢50插入中空部5中时的传感器支架1。此图也显示了该设计如何允许壳体2的近端15和远端之间通过第一孔31、第二孔32和第三孔33的气流或气体交换。图6中的箭头51显示了当与不同尺寸的附肢一起使用时壳体2的膨胀。壳体2在伸展时保持其手指形设计。
位于第一孔31和第二孔32之间的孔——例如第一通道30的第三孔33，以及对应地位于第四孔41和第五孔42(它们在第二通道40的相对端上)之间的第六孔43——的横截面面积应该为至少32mm2，更具体地至少62mm2，或者甚至更具体地至少70mm2。应该指出第三孔和第六孔可以分成若干孔，例如如图8所示的孔的组，但若干第三孔或第六孔的共同横截面面积可以和单独的孔的横截面面积相同。
代替两个分离的通道，例如负责中空部5或附肢两侧的通风的第一通道30和第二通道40，可以有一个延长的通道，其可为在中空部之后延伸以从中空部5的一侧到另一侧围绕的第一通道30。例如，该通道可围绕中空部5的第二端7。然后第一孔31和第二孔32可位于壳体2的近端15上，但如果该通道布置成围绕中空部5的第一端6，则第一孔31和第二孔32可位于壳体的远端16上。同样在此延长的通道的情况下，期望在该通道中有至少三个孔，如前文所讨论的，当第三孔33位于第一通道30的相对端之间时，第一孔31和第二孔32位于第一通道30的相对端上。由于该通道是延长的，可能有理由在第一孔和第二孔之间增加第四孔。为了使通风更有效，第五孔是所期望的，但是向该延长的第一通道增加第六孔将使得其甚至更有效。同样在此情况下有利的是在通道的相对端之间有至少两个此类孔，这些孔具有前文对于第三孔和第六孔所确定的横截面面积。
图6是图1的传感器支架1的近端的视图，显示了壳体2的内宽度A。包括第一通道30、第二通道40以及两者之间的中空部5的宽度的内宽度A在壳体2的近端15处为至少30.5mm，更具体地至少33mm，或者甚至更具体地最大值为34.7mm。当内宽度包括第一通道30、第二通道40以及两者之间的中空部5时，壳体2的内宽度B在壳体2的远端16处为至少25mm，更具体地至少27mm，或者甚至更具体地最大值为29.5mm。这些内宽度尺寸尤其用于设计用于成人的传感器支架。
如图4中所示，中空部5的内高度C在壳体2的近端15处为至少7.5mm，更具体地至少8.2mm，或者甚至更具体地最大值为8.9mm。中空部5的内高度D在壳体2的远端16处(用于医疗传感器4的部位3位于此处)为至少7mm，更具体地至少7.5mm，或者甚至更具体地最大值为8.3mm。这些宽度和高度尺寸使得能够在附肢上均匀地分布压力。由于尺寸证明中空部5的横截面面积从近端15向远端16减小，使得其是圆锥形的。同样这些高度尺寸尤其用于设计用于成人的传感器支架。
前文讨论的传感器支架1的一个优点是其可重用性，其稳固地附在对象的附肢上，同时减少与血液循环的任何干涉。该传感器支架可适应各种附肢的尺寸，并且抗污染。由于附肢和传感器支架1之间的中空部表面上没有凹陷和缝隙，允许气流或气体交换，减少了相对于附肢的移动。传感器支架是耐用的，并且构造成易于组装。由于传感器部分如发射器8和探测器9之间移动的能力，传感器支架1将传感器4保持允许围绕附肢均匀地分布压力的形态，而不管手指大小如何。还有一个优点是传感器支架1的中空部5的内部形状在伸展时保持其附肢状设计。本书面说明书使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使得本领域技术人员能够制造和使用本发明。本发明可授予专利的范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例具有无异于权利要求书的字面语言的结构性元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言并无实质性区别的等价结构性元件，则此类其它示例意在处在权利要求书的范围内。

Claims (15)

1.一种用于医疗传感器的传感器支架，包括：
壳体(2)，其构造成包围用于对象附肢(50)的中空部(5)，所述壳体具有用于在所述中空部之后的气体容积的第一通道(30)，用于所述第一通道的所述气体容积的通风的第一孔(31)和第二孔(32)，
其特征在于，所述壳体包括用于所述第一通道(30)的第三孔(33)，以改善所述第一通道的所述气体容积的所述通风。
2.根据权利要求1所述的传感器支架，其特征在于，所述第一孔(31)和所述第二孔(32)构造成位于所述第一通道(30)的相对端上，所述第三孔(33)在两者之间，且所述第一孔(31)、第二孔(32)和第三孔(33)构造成允许所述壳体(2)外侧的气流，以改善当所述附肢在所述中空部(5)内就位时所述附肢的冷却。
3.根据权利要求1所述的传感器支架，其特征在于，具有近端(15)和远端(16)的所述壳体(2)包括用于所述中空部(5)之后的气体容积的第二通道(40)，用于所述第二通道的所述气体容积的通风的第四孔(41)、第五孔(42)和第六孔(43)，所述第四孔和第五孔在所述第二通道的相对端上，所述第六孔在两者之间。
4.根据权利要求3所述的传感器支架，其特征在于，所述第一通道(30)和第二通道(40)在所述中空部(5)的不同侧上，典型地在所述中空部(5)的相对侧上。
5.根据权利要求3所述的传感器支架，其特征在于，当所述附肢在所述中空部(5)内就位时，所述第三孔(33)和第六孔(43)大体上垂直于所述中空部(5)以及所述附肢的弯曲方向。
6.根据权利要求4所述的传感器支架，其特征在于，当所述附肢插入所述中空部(5)中时，所述第一通道(30)大体上平行于所述第二通道(40)，且所述第一通道和所述第二通道大体上平行于所述附肢(50)。
7.根据权利要求2所述的传感器支架，其特征在于，所述第一通道(30)的所述相对端之间的所述第三孔(33)构造成位于所述第一通道的这样的边缘上，所述边缘与所述中空部(5)以及所述第一通道之间的边界隔开。
8.根据权利要求3所述的传感器支架，其特征在于，所述第二通道(40)的所述相对端之间的所述第六孔(43)构造成位于所述第二通道(40)的这样的边缘上，所述边缘与所述中空部(5)以及所述第二通道之间的边界隔开。
9.根据权利要求1所述的传感器支架，其特征在于，所述壳体包括用于医疗传感器(4)的至少一个部位(3)。
10.根据权利要求1所述的传感器支架，其特征在于，包括至少一个发射器(8)和至少一个探测器(9)的所述传感器(4)构造成与所述传感器支架形成整体结构，或者所述传感器支架是与所述传感器分离的部分。
11.根据权利要求3所述的传感器支架，其特征在于，所述第三孔(33)和第六孔(43)的至少其中一个的横截面面积为至少32mm2，更具体地至少62mm2，或者甚至更具体地至少70mm2。
12.根据权利要求3所述的传感器支架，其特征在于，包括所述第一通道(30)、所述第二通道(40)以及二者之间的所述中空部(5)的宽度的所述壳体(2)的内宽度A在所述壳体的所述近端(15)处为至少30.5mm，更具体地至少33mm，或者甚至更具体地最大值为34.7mm。
13.根据权利要求3所述的传感器支架，其特征在于，包括所述第一通道(30)、所述第二通道(40)以及二者之间的所述中空部(5)的宽度的所述壳体(2)的内宽度B在所述壳体的所述远端(16)处为至少25mm，更具体地至少27mm，或者甚至更具体地最大值为29.5mm。
14.根据权利要求1所述的传感器支架，其特征在于，所述中空部(5)的内高度C在所述壳体(2)的所述近端(15)处为至少7.5mm，更具体地至少8.2mm，或者甚至更具体地最大值为8.9mm，而所述中空部(5)的内高度D在所述壳体(2)的远端(16)处——用于所述医疗传感器(4)的所述部位(3)位于此处——为至少7mm，更具体地为至少7.5mm，或者甚至更具体地最大值为8.3mm。
15.根据权利要求1所述的传感器支架，其特征在于，所述壳体(2)包括用于线缆(11)的管道(12)，所述线缆(11)能够连接到所述传感器(4)上，且所述管道在所述壳体中延伸超过所述壳体的长度的一半，形成所述壳体和所述线缆之间牢固的固定。
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