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Die
Erfindung betrifft eine Messvorrichtung für physiologische
Parameter nach dem Oberbergriff des Anspruchs 1.
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In
der Anästhesie sowie in der Notfall- und Intensivmedizin
ist es von großer Wichtigkeit, sehr schnell die ausreichende
Versorgung der Organe und des Körpergewebes mit Sauerstoff
sowie vorliegende Störungen der Sauerstoffverteilung zu
erkennen und zu beurteilen.
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Die
Pulsoximetrie mittels SpO2-Sensorik als spektralphotometrisches
Verfahren zur kontinuierlichen Messung der arteriellen Sauerstoff-Sättigung des
Blutes ist heute als schnelle, kostengünstige und vor allem
nichtinvasive Technik der Patientenüberwachung fest etabliert.
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Die
dabei eingesetzten SpO2-Sensoren stehen als Einwegsensoren, für
einmaligen Gebrauch oder als Mehrwegsensoren, für wiederholten
Gebrauch zur Verfügung.
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SpO2-Mehrwegsensoren
müssen aus hygienischen und Infektions-Gründen
im Gebrauch zwangsläufig gründlich und sicher
desinfiziert bzw. gereinigt werden, da sie während ihrer
gesamten Nutzungsdauer wiederholt bei verschiedenen Patienten appliziert
werden.
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Die
heute üblichen und angewandten Desinfektionsverfahren für
SpO2-Sensoren stehen in letzter Zeit zunehmend auf dem Prüfstand.
Vor dem Hintergrund der aktuellen Thematik resistenter Keime in Krankenhäusern
und Kliniken besteht ein Bedarf an erhöhter Hygienesicherheit
auch bei wieder verwendbaren SpO2-Sensoren.
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Um
die Ausbreitungsweg/Verschleppung derartiger Keime über
mehrfach verwendete SpO2-Sensoren zu unterbinden, wäre
das Autoklavieren dieser Sensoren ein sicheres und praktikables Mittel – zumal
bei den Anwendern wie Kliniken und Krankenhäuser, die dafür
notwendige Technik bereits vorhanden ist.
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Allerdings
sind die gegenwärtig auf dem Markt verfügbaren
SpO2-Sensoren entsprechend dem aktuellem Stand der Technik nicht
autoklavierbar, nicht dampfsterilisierbar.
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In
der
WO 9423643 A ist
ein System und Verfahren zur nichtinvasiven Überwachung
des Hämatokrit-Wertes beschrieben. Dies wird erreicht,
in dem wenigstens zwei Lichtwellenlängen auf oder durch das
Körpergewebe wie Finger oder Ohrläppchen geleitet
und dann die Körpergewebe-Effekte und Flüssigkeits-Effekte
kompensiert werden. Die Lichtwellenlängen werden so ausgewählt,
dass sie nahe der oder an den isobestischen Punkten von reduziertem Hämoglobin
und Oxyhämoglobin liegen, um die Effekte der veränderlichen
Oxygenierung des Blutes zu eliminieren. Bei einer isobestischen
Wellenlänge ist der Extensions-Koeffizient, sowohl für
reduziertes als auch für sauerstoffangereichertes Hämoglobin
derselbe. Demzufolge ist die Menge an absorbierbarem Licht an den
isobestischen Wellenlängen unabhängig von der
Menge an sauerstoffangereichertem oder reduziertem Hämoglobin
in den roten Blutkörperchen. Es sind Speicher- und Berechnungsmittel
vorhanden, die die detektierten Signale auf verschiedene Arten speichern,
manipulieren und sowohl als digitale Werte oder als kontinuierliche,
analoge Kurven in Echtzeit darstellen können.
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Die
EP 0 619 981 B1 beschreibt
einen Sensor zur Überwachung der arteriellen Blutströmung zur
nichtinvasiven photoplethysmographischen Messung von Blutanalyten,
insbesondere eine Sonde für die Verwendung in einem Überwachungssystem
für arterielles Blut, um den Intensitätswechsel
des Lichtes, das durch arterielles Blut eines Patienten übertragen
wird, genauer zu messen. Diese Sonde umfasst eine Vielzahl von Lichtquelleneinrichtungen zum
Senden einer Vielzahl von Lichtstrahlen bei einer Vielzahl von vorbestimmten
Wellenlängen des Lichtes durch das Arterienblut. Die Sonde
umfasst weiterhin eine Einrichtung zur Messung eines Wechsels in
der Lichtabsorption der Vielzahl von Lichtstrahlen die durch das
Arterienblut gesendet werden. Die Messeinrichtung umfasst eine erste
Lichtermittlungseinrichtung zur Messung der Welligkeit eines ersten
Lichtstrahls aus einer Vielzahl von Lichtstrahlen der bei einer
ersten Wellenlänge aus einer Vielzahl von Lichtwellenlängen
gesendet wird sowie einer zweiten Lichtermittlungseinrichtung zur
Messung der Helligkeit eines zweiten Lichtstrahls aus der Vielzahl
von Lichtstrahlen. Hierbei ist der Lichtweg von den Lichtquellen
durch das Arterienblut zu den Lichtermittlungseinrichtungen im wesentlichen
identisch für die Vielzahl von vorbestimmten Wellenlängen.
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Weiterhin
wird in der
EP 1 257
190 B1 ein Fühlerlebensdauerüberwachungssystem
für allgemeine Sensoren zur Messung des Sauerstoffgehaltes
im Blut beschrieben und speziell an einer Vorrichtung und ein Verfahren
zur Überwachung der Lebensdauer eines Pulsoximetersensors
dargestellt. Gemäß einer Ausführungsform
weist das Sensorlebensdauerüberwachungssystem einen Zeitgeber und
eine Sensorlebensdaueranzeige auf. In einer anderen Ausführungsform
weist der Zeitgeber einen Teile-durch-n-Zähler und ein
nicht flüchtiges RAM auf, während die Sensorlebensdaueranzeige
mindestens eine LED oder Glühlampe aufweist. Hierbei weist
der Pulsoximetriesensor eine Treiberverbindung auf die ein Treibersignal
führt, wobei das Treibersignal Pulse aufweist. Der Pulsoximetriesensor weist
ferner einen Zeitgeber, der mit der Treiberverbindung verbunden
und eingerichtet ist, ein Zeitgeberausgangssignal zu erzeugen, nachdem
eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen im Treibersignal erzeugt wird,
und eine Sensorlebensdaueranzeige auf, die mit dem Zeitgeberausgangssignal
verbunden und eingerichtet ist eine Anzeige zu liefern, wenn das Zeitgeberausgangssignal
erzeugt wird. Der Pulsoximetersensor weist ferner ein LED-Netzwerk,
das mit der Treiberverbindung verbunden und eingerichtet ist, Licht
durch eine Messstelle zu projizieren, wenn es durch das Treibersignal
gepulst wird, und einen Photodetektor auf, der eingerichtet ist,
das projizierte Licht zu detektieren und ein Signal auszugeben,
das für Bestandteile oder Eigenschaften der Messstelle repräsentativ
ist.
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Die
US 468 5464 offenbart einen
Sensor zur nichtinvasiven Messung der Sauerstoffsättigung
des arteriellen Blutes von Patienten. Der Sensor verfügt über
zwei starre Gehäuseteile mit einer deformierbarem Ummantelung
zum sicheren Aufnehmen von Gewebeteilen oder Organen, wie Finger,
Ohren oder anderen Körperteilen. Die Gehäuseteile
sind vorgespannt, so dass sie im geschlossenen Zustand aneinander
liegen und zur Aufnahme eines Körperteiles auseinandergedrückt
werden müssen um hiernach auf den Oberflächen
der Körperteile aufzuliegen. In dem einem Gehäuseteil
ist eine Lichtquelle zur Beleuchtung des Gewebes enthalten während
in dem gegenüberliegenden Gehäuseteil der Lichtdetektor enthalten
ist welcher zur Messung des detektierten Lichtes und damit der Messung
der Blutsauerstoffsättigung herangezogen wird.
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Alle
diese technischen Lösungen lassen als Keimminderungsverfahren
lediglich eine Desinfektion zu, als Reduzierung der Anzahl krank
machender Keime, so dass von dem behandelten Gegenstand nur eine
reduzierte Infektionsgefahr mehr ausgeht.
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Zielsetzung
ist die Abtötung aller Mikroorganismen einschließlich
der Inaktivierung von Viren und Sporen bei SpO2-Sensoren durch Sterilisation.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, wieder verwendbare SpO2-Sensoren für
die Pulsoximetrie zu offenbaren, die geeignet sind, die in Kliniken
und Krankenhäusern erforderliche Keimfreiheit aller Komponenten,
insbesondere der opto-elektronischen Komponenten, durch das Dampfsterilisieren/Autoklavieren
zu gewährleisten.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die opto-elektronischen
Sende- und Empfangseinheiten in Materialien verkapselt sind. Dabei
wird sowohl in der Sendeeinheit als auch in der Empfangseinheit
jeweils zumindest ein Material eingesetzt, das im messtechnisch
relevanten Bereich optisch durchlässig ist. Alle zur Kapselung
verwendeten Materialien weisen sowohl einen geringen Wärmeleitwert
als auch eine minimale Wasser-Dampf-Diffusion auf. Weiterhin verfügen
die Materialien der Kapselelemente über aufeinander abgestimmte
Temperaturausdehnungs-Koeffizienten und/oder über Materialeigenschaften,
die thermisch bedingte mechanische Spannungen kompensieren.
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Die
Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 zeigt
einen Sensor bestehend aus Sendeeinheit mit einem Kapselelement
sowie aus Empfangseinheit mit einem Kapselelement
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2 zeigt
Sende- und Empfangseinheit mit jeweils zwei Kapselelementen von
denen eines als Verguss ausgeführt ist
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3 zeigt
einen Sensor mit Sende- und Empfangseinheit mit jeweils zwei Kapselelementen und
jeweils einem Zwischenraum
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1 zeigt
ein Sensorelement (1), bestehend aus der Sendeeinheit (1.1)
und der Empfangseinheit (1.2). In der Sendeeinheit (1.1)
sind die optoelektronisch lichtemittierenden Sendeelemente (3); (3.1)
vom Kapselelement (2) vollständig umschlossen.
Das Kapselelement (2) besteht aus einem Vergussmaterial
welches im messtechnisch relevanten Bereich optisch durchlässig
ist. Ebenso ist das lichtdetektierende Empfangselement (3.2)
vom Kapselelement (2.1) der Empfangseinheit (1.2)
vollständig umschlossen. Das Kapselelement (2.1)
besteht ebenfalls aus einem Vergussmaterial welches im messtechnisch
relevanten Bereich optisch durchlässig ist. Zwischen Sendeeinheit
(1.1) und Empfangseinheit (1.2) befinden sich
während des Messvorganges typische Organe des Patienten
zur Ermittlung der Blutsauerstoffsättigung wie Finger,
Ohr, Hand, Fuß oder Haut. Die vom Empfangselement (3.2)
generierten Messsignale werden hiernach weitergeleitet und ausgewertet.
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2 zeigt
ein Sensorelement (1), bestehend aus der Sendeeinheit (1.1)
und der Empfangseinheit (1.2). In der Sendeeinheit (1.1)
sind am Kapselelement (4) optoelektronisch lichtemittierende Sendeelemente
(3); (3.1) angeordnet, die vom Kapselelement (2)
umschlossen sind. Das Kapselelement (2) besteht aus einem
Vergussmaterial welches im messtechnisch relevanten Bereich optisch
durchlässig ist. Ebenso ist das lichtdetektierende Empfangselement
(3.2) am Kapselelement (4.1) der Empfangseinheit
(1.2) angeordnet und wird vom Kapselelement (2.1)
umschlossen. Das Kapselelement (2.1) besteht aus einem
Vergussmaterial welches im messtechnisch relevanten Bereich optisch
durchlässig ist. Zwischen Sendeeinheit (1.1) und
Empfangseinheit (1.2) befinden sich während des
Messvorganges typische Organe des Patienten zur Ermittliung der
Blutsauerstoffsättigung wie Finger, Ohr, Hand, Fuß oder
Haut. Die vom Empfangselement (3.2) generierten Messsignale
werden hiernach weitergeleitet und ausgewertet.
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3 zeigt
ein Sensorelement (1), bestehend aus der Sendeeinheit (1.1)
und der Empfangseinheit (1.2). In der Sendeeinheit (1.1)
sind am Kapselelement (4) optoelektronisch lichtemittierende Sendeelemente
(3); (3.1) im Zwischenraum (5) angeordnet,
die das emittierte Licht durch das Kapselelement (2) aussenden,
das im messtechnisch relevanten Bereich optisch durchlässig
ist. Dieses ausgesendete Licht durchdringt dann typische Organe
des Patienten zur Messung der Blutsauerstoffsättigung wie
Finger, Ohr, Hand, Fuß oder Haut und gelangt so in der
Empfangseinheit (1.2) durch das Kapselelement (2.1)
zum lichtdetektierendem Empfangselement (3.2). Die Messsignale
werden hiernach weitergeleitet und ausgewertet. Das lichtdetektierende Empfangselement
(3.2) der Empfangseinheit (1.2) ist im Zwischenraum
(5.1) angeordnet der von den Kapselelementen (2.1)
und (4.1) gebildet wird. Zwischenräume (5)
und (5.1) sind mit einer Kombination von Vakuum, Gas, Fluid,
und/oder festem Element ausgefüllt, welche im messtechnisch
relevanten Bereich optisch durchlässig sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 9423643
A [0009]
- - EP 0619981 B1 [0010]
- - EP 1257190 B1 [0011]
- - US 4685464 [0012]