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Die
Erfindung betrifft eine Messvorrichtung für physiologische
Parameter nach dem Oberbegriff 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. 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 oder 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. 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 Extinktions 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 Sensorlebensdauerüberwachungssystem
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 zur 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, hier Sensorelemente
genannt durch das Dampfsterilisieren/Autoklavieren zu gewährleisten.
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Hierbei
zeigt 4 schematisch den üblichen Aufbau wiederverwendbarer
Sauerstoffsättigungssensoren.
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Es
stellt technologisch kein Problem dar bei Sauerstoffsättigungssensoren
die Sensorgehäusematerialien, Versorgungsleitungen und
Signalleitungen sowie das Verbindungselement zum Monitor heißdampfsterilisierbar
zu gestalten. Beispielhaft für eine Teillösung
im Bereich Sauerstoffsättigungssensoren sind die Sensoren
Typ M 1191 der Firma Hewlett-Packard nun Phillips, welcher von der
Sensorgehäusebauform und Materialauswahl auch in der
DE 37 03 458 C2 im
Wesentlichen beschrieben wird. Bei diesem, seit mehr als 10 Jahren
im Markt befindlichen Sensortyp ist das Gehäusematerial,
bestehend aus Silikongummi, das Kabelmaterial der Versorgungs- und
Signalleitungen, das Steckermaterial und die Kontaktstifte aus entsprechenden
thermisch stabilen und korrosionsbeständigen Materialien,
welche durchaus auch mehrere Autoklavierzyklen bestehen.
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Ähnliche
Lösungen existieren auch bei autoklavierbaren Temperatursensoren
der Firma Exacon, Dänemark, Measurement Specialities Inc.,
USA oder der Firma Sensatronic GmbH, Deutschland. Üblicherweise
besteht bei diesen Sensoren die Isolierung der elektrischen Verbindungsleitungen
aus thermisch stabilen Fluorkunststoffmaterialien wie FEP oder TPU
bzw. Silikongummi. Die metallischen Kontakte der Verbindungselemente,
wie z. B. vergoldete korrosionsbeständige Kontaktstifte,
oder Steckerbuchsen werden hierbei ebenfalls typischerweise mit thermisch
stabilen Materialien ummantelt, wie z. B. mit TPU oder Silikongummi
teilweise auch in Kombination mit einem Vorverguss aus thermisch
stabilen Epoxidvergussmassen. Die passiven Sensorelemente bei Temperatursensoren
wie NTC's sind dabei gut thermisch stabil und nicht kritisch hinsichtlich
Autoklavierprozessen.
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Um
Sauerstoffsättigungssensoren jedoch heißdampfsterilisierbar
auszulegen, müssen auch die wesentlichen Komponenten des
Sensors, nämlich die optoelektronischen Komponenten heißdampfsterilisierbar
sein, welches eine hohe technologische Herausforderung darstellt.
Es gibt derzeitig keinerlei auf dem Markt befindliche Lösung
die hinsichtlich Materialpaarung und/oder Aufbautechnik die Sterilisierung
von Sauerstoffsättigungssensoren oder ähnlich
aufgebauten Sensoren mit Mehrwellentechnik zur Bestimmung des Carboxyhämoglobingehaltes
oder des Hämoglobingehaltes wie sie die Firma Massimo Inc.
USA anbietet, gestattet.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die opto-elektronischen
Licht emittierenden Elemente und die Licht detektierenden Elemente
in geeigneten Materialien verkapselt sind bzw. von geeigneten Materialien
ummantelt sind. Dabei wird sowohl in der Sendeeinheit als auch in
der Empfangseinheit jeweils ein Kapselmaterial eingesetzt, das im
messtechnisch relevanten Bereich optisch durchlässig ist.
Alle zur Kapselung verwendeten Materialien weisen entweder eine
minimale Wasser-Dampf Permeabilität auf bzw. stellen eine
Wasserdampfsperre dar oder haben eine extrem hohe Wasserdampf-Permeabilität
um die schnelle Wegdiffusion von Wassermolekülen zu gestatten.
Der erfindungsgemäße Ansatz ist daher bei einer
Verkapselung der Sender- und Empfangelemente entweder den Wasserdampfzutritt
komplett zu sperren oder aber eine schnelle Rein- oder Rausdiffusion
der Wasserdampfmoleküle zu ermöglichen. Auch eine
Kombination von, die Sende- und Empfangselemente umhüllender
Elemente mit hoher Wasserdampf-Permeabilität und ohne bzw.
minimaler Wasserdampf Permeabilität gestaltet sich in Ausführungsvarianten
als vorteilhaft. Weiterhin verfügen die Materialien der,
die Sende- und Empfangselemente umhüllenden Elemente, vorzugsweise über
aufeinander abgestimmte Temperaturausdehnungs-Koeffizienten oder über Materialeigenschaften,
welche die thermisch bedingten mechanischen Spannungen kompensieren,
wie weiche elastische Materialien.
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Erfindungsgemäß kann
die Aufgabe alternativ auch gelöst werden mit folgendem
Lösungsweg:
Entgegen der heutzutage gängigen
Lehrmeinung müssen die opto-elektronischen Komponenten
nicht zwingender maßen vor dem Heißdampf geschützt werden.
Dies wäre eine Variante bei der durch einen z. B. Verguss
die opto-elektronischen Bauelemente geschützt werden hinsichtlich
Wasserdampf Zutritt und gleichzeitig auch mechanisch geschützt
sind. Die Basismaterialien welche für die Licht emittierenden
Komponenten und Licht detektierenden Komponenten verwendet werden
sind innert und werden auch nach mehreren hundert Autoklavierzyklen
nicht geschädigt.
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Dickschichtige
Verkapselungselemente oder Vergussmassen haben selbst bei gut angepassten Ausdehnungskoeffizienten
den Nachteil, dass sich mechanische Spannungen ausbilden können
die zu einem Reißen der Vergussmasse, einem Abreißen der
Bonddrähte oder einem Abheben des Vergusses vom Trägermaterial
führen können, mit Totalausfall hinsichtlich der
Funktion der LED's oder Detektoren durch Kontaktunterbrechung an
beliebigen Stellen. Dies kann je nach Vergussmasse sofort, also
nach dem ersten Autoklavierzyklus stattfinden, aber auch erst nach
mehreren Autoklavierzyklen. Daher ist bei der erfindungsgemäßen
Lösung mit Vergussmassen auf eine hervorragende thermomechanische
Stabilität als auch hinsichtlich der Materialeigenschaften darauf
Wert zu legen, daß keine mechanischen Spannungen während
des Autoklavierprozesses induziert werden.
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Stand
der Technik ist es, dass die Licht emittierenden Komponenten wie
LED's und die Licht detektierenden Komponenten wie z. B. Siliziumdetektoren
auf geeigneten Trägermaterialien aufgebaut werden und anschließend
vergossen oder mit transparenten thermoplastischen Vergussmassen
umspritzt werden. Standardträgermaterialien sind Keramikträger,
Metallträger für Leadframe Technologie, LCP (liquid
Crystal Polymer) Träger als Spritzgussteil ausgelegt oder
normales Leiterplattenmaterial mit Glasfaser gefüllt. Keramikträger
für LED's und Siliziumdetektoren sind schon seit mehr als
10 Jahren bei Sauerstoffsättigungs Sensoren im Einsatz.
Hersteller solcher Optokomponenten sind Firmen wir z. B. Opto Circuits
India, Dai Shin Technologies USA, UDT USA, oder die deutsche Firma
Elbau GmbH.
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Sauerstoffsättigungssensoren
mit LED's und Detektoren auf Keramikträgermaterialien wurden
z. B. von der heute nicht mehr existierenden Firma Aristo, Wisconsin,
USA ca. 1996 auf den Markt gebracht.
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Die
Roh LED's und Rohdetektoren werden auf dem Trägermaterial üblicherweise
auf einer Seite mit elektrisch leitfähigen Klebern aufgeklebt.
Hier werden als Stand der Technik silberhaltige Kleber verwendet.
Die elektrische Verbindung geschieht über Kontaktbahnen.
Bei Keramikträgern werden diese üblicherweise
gedruckt. Standardmaterialien hierfür sind silber- oder
goldhaltige Siebdruckpasten zur Herstellung der Kontaktbahnen. Sowohl
die silberhaltigen Kleber als auch die überlicherweise
eingesetzten Siebdruckpasten zur Herstellung der Kontaktbahnen sind
chemisch stabil und werden von Heißdampf nicht angegriffen.
Die zweite Seite der LED's oder der Detektoren wird ebenfalls üblicherweise
mit Hilfe von Bonddrähten über einen Mikrobondprozess
elektrisch mit den Kontaktbahnen verbunden. Als Bonddrähte
kommen hier fast ausschließlich Golddrähte zum
Einsatz. Sowohl die Bondstelle als auch der Bonddraht sind thermisch und
chemisch stabil und werden von Heißdampf wie die Experimente
gezeigt haben nicht angegriffen. Die Schwachstelle des gesamten
Aufbaues stellt der dünne Bonddraht dar, der durch mechanischen Stress
sehr leicht reißen kann sowie die Kontaktstellen und Kontaktbahnen,
die im Falle von Wasserdampfkondensation mit einem Shuntwiderstand
versehen werden.
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Im
rauen Einsatz müssen der dünne Bonddraht und die
empfindlichen Bondstellen daher gegen Berührungen oder
mechanischen Stress geschützt werden, damit dieser nur
wenige Mikrometer durchmessende Draht nicht ab- oder durchreißt.
Weiterhin muss die Kondensation von Wasserdampf vermieden werden
was zur Bildung von Shuntwiderständen zwischen den Kontaktbahnen
und Kontaktstellen führen würde. Es besteht die
Möglichkeit in Ausführungsformen die elektrischen
Kontaktbahnen und Kontaktstellen mit einer sehr dünnen,
nur wenige Moleküllagen dicken, elektrisch isolierenden
Schutzschicht zu versehen. Im Falle eines Kondenswasserfilmes im
worst-case Fall wird mit einer isolierenden Schutzschicht die Bildung
von parasitären Shuntwiderständen vermieden. Aus
der Physik dünner Schichten ist bekannt, dass dünne
Schichten, anders als bei einem dickschichtigen Verguss, die Eigenschaften
des Untergrundmaterials annehmen hinsichtlich Ihrer mechanischen
Eigenschaften. Der Aufbau von mechanischen Spannungen wie bei dickschichtigen
Vergässen stattfindend während des Autoklavierens
wird damit zuverlässig vermieden und die Schutzschicht
erfüllt allein den Zweck eines elektrischen Isolators.
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Ziel
der Erfindung ist es daher in einigen Ausführungsformen
ohne Verguss der Sende- und Empfangselemente die Sende- und Empfangseinheit im
Wesentlichen so zu gestalten, das Wasserdampf nach dem Autoklavierprozess
vorzugsweise gut wegdiffundieren kann oder aber in einer anderen
Ausführungsform zu den Sende- und Empfangselementen nicht
hindiffundieren kann. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es die
freiliegenden Bondstellen, die Sende- und Empfangselemente und Kontaktierungsstellen ohne
diese zu vergießen und statt dessen mit einem Kapselelement
welches ein mechanisches Schutzelement darstellt vor möglichen
Beschädigungen zu schützen wie sie z. B. durch
Reinigungsprozeduren wie Wischdesinfektion oder starken Bewegungen
am Messorgan wie z. B. Finger auftreten können. Im Vergleich
zu einem Verguss berührt das mechanische Schutzelement
die Sende- und Empfangselemente vorzugsweise nicht.
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Die
Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 zeigt
das Sensorelement bestehend aus Sende- und Empfangseinheit mit jeweils
einem Trägerelement und jeweils einem Kapselelement.
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2 zeigt
das Sensorelement bestehend aus Sende- und Empfangseinheit mit jeweils
einem Trägerelement, jeweils einem Schutzelement und jeweils
einem Zwischenraum.
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3 zeigt
das Sensorelement bestehend aus Sende- und Empfangseinheit mit jeweils
einem Trägerelement, jeweils einem gasdurchlässigen Schutzelement
und jeweils einem Zwischenraum.
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4 zeigt
das Sensorelement bestehend aus nebeneinander angeordneter Sende-
und Empfangseinheit, jeweils einem Trägerelement und jeweils
einem Kapselelement.
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5 zeigt
das Sensorelement bestehend aus nebeneinander angeordneter Sende-
und Empfangseinheit mit jeweils einem Trägerelement und
jeweils einem Schutzelement und jeweils einem Zwischenraum.
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6 zeigt
das Sensorelement bestehend aus nebeneinander angeordneter Sende-
und Empfangseinheit mit jeweils einem Trägerelement und
jeweils einem gasdurchlässigen Schutzelement und jeweils
einem Zwischenraum.
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7 zeigt
das Sensorelement bestehend aus nebeneinander angeordneten Sende-
und Empfangselementen mit einem gemeinsamen Trägerelement
und jeweils einem Kapselelement.
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8 zeigt
das Sensorelement bestehend aus nebeneinander angeordneten Sende-
und Empfangselementen mit einem gemeinsamen Trägerelement
und einem gemeinsamen Schutzelement und jeweils einem Zwischenraum.
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9 zeigt
das Sensorelement bestehend aus nebeneinander angeordneten Sende-
und Empfangselementen mit einem gemeinsamen Trägerelement
und einem gemeinsamen gasdurchlässigen Schutzelement und
jeweils einem Zwischenraum.
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10 zeigt
den grundlegenden Aufbau von wieder verwendbaren Sauerstoffsättigungssensoren.
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11 zeigt
den grundlegenden Aufbau einer Sendeeinheit
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12 zeigt
den grundlegenden Aufbau einer Empfangseinheit
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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 auf dem Trägerelement (4) optoelektronische
Licht emittierende 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 Licht detektierende Empfangselement (3.2) auf dem Trägerelelement (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 Ermittlung der Blutsauerstoffsättigung
wie Finger, Ohr, Hand, Fuß oder Haut. Die vom Empfangselement
(3.2) generierten Messsignale werden hiernach über
Signalleitung (9.2) weitergeleitet und ausgewertet. Das
Kapselelement (2); (2.1) kann hierbei aus einem
thermisch stabilen und optisch transparenten Material bestehen mit
vorzugsweise geringer bzw. nichtvorhandener Wasserdampfpermeabilität
welches vom Ausdehnungskoeffizienten vorzugsweise an die anliegenden
Elemente (3); (3.1); (3.2); (4); (4.1)
angepasst ist bzw. nahezu übereinstimmt wie z. B. Epoxidvergussmassen
oder anorganische Vergussmassen, wie z. B. Wasserglas. Das Kapselelement
(2); (2.1) kann aber auch alternativ elastisch ausgebildet
sein, mit hervorragender Wasserdampfpermeabilität wie z.
B. durch die Verwendung weicher, optisch transparenter Silikongummimassen
die auch während des Autoklavierprozesses keinen mechanischen
Stress auf die anliegenden Elemente (4); (4.1);
(3); (3.1); (3.2); induzieren bei gleichzeitiger
guter Haftfestigkeit. Trägerelement (4); (4.1)
besteht vorzugsweise aus einem Licht reflektierenden weißen
thermisch stabilen Keramikmaterial, wie z. B. AL2O3 oder Zirkoniumoxid
oder aus einem geeigneten thermisch stabilen Kunststoffmaterial
mit Licht reflektierenden Eigenschaften wie z. B. LCP. Das Keramikmaterial
weist hierbei die Eigenschaft einer Wasserdampfsperre auf.
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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 auf dem Trägerelement (4) optoelektronisch
Licht emittierende Sendeelemente (3); (3.1) im
Zwischenraum (5) angeordnet, die das emittierte Licht durch
den Zwischenraum (5) und anschießend durch das
Schutzelement (7) aussenden. Die Licht emittierenden Sendeelemente
(3); (3.1) der Sendeeinheit (1.1) sind
im Zwischenraum (5) angeordnet der von dem Schutzelement
(7) und vom Trägerelement (4) gebildet
wird.
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Zwischenraum
(5) sowie Schutzelement (7) sind im messtechnisch
relevanten Bereich optisch durchlässig. 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 Schutzelement (7.1) und durch Zwischenraum (5.1)
zum Licht detektierenden Empfangselement (3.2). Die Messsignale
werden hiernach weitergeleitet und ausgewertet. Das Licht detektierende
Empfangselement (3.2) der Empfangseinheit (1.2)
ist im Zwischenraum (5.1) angeordnet der von dem Schutzelement
(7.1) und vom Trägerelement (4.1) gebildet
wird. Zwischenraum (5.1) sowie Schutzelement (7.1)
sind im messtechnisch relevanten Bereich optisch durchlässig.
Zwischenräume (5) und (5.1) sind vorzugsweise
mit Vakuum oder Gas, ausgefüllt. Das Schutzelement (7);
(7.1) besteht z. B. aus einem thermisch stabilen transparenten
Kunststoffmaterial wie Polycarbonat oder aus einem anorganischen
transparenten Material welches auch thermisch stabil ist, wie z.
B. Sapphirglas. Das Schutzelement (7); (7.1) ist
in dieser Ausführungsform aus einem harten unflexiblen
oder wenig flexiblen Material mit der Eigenschaft einer Wasserdampfsperre.
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Das
Schutzelement (7); (7.1) kann dabei mit dem Trägerelement
(4); (4.1) mit geeigneten Klebermaterialien die
thermisch stabil sind, wie z. B. Epoxidkleber oder UV aushärtbaren
Klebern mit angepasstem Ausdehnungskoeffizienten, verklebt (6); (6.1)
oder thermisch verschweißt werden wie z. B. mit Hilfe eines
Lasers geeigneter Wellenlänge.
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Trägerelement
(4); (4.1) besteht vorzugsweise aus einem Licht
reflektierenden weißen thermisch stabilen Keramikmaterial,
wie z. B. AL2O3 oder Zirkoniumoxid oder aus einem geeigneten thermisch stabilen
Kunststoffmaterial mit Licht reflektierenden Eigenschaften wie z.
B. LCP. Das Keramikmaterial weißt hierbei die Eigenschaft
einer Wasserdampfsperre auf.
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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 auf dem Trägerelement (4) optoelektronische
Licht emittierende Sendeelemente (3); (3.1) im
Zwischenraum (5) angeordnet, die das emittierte Licht durch
den Zwischenraum (5) und anschießend durch das
Schutzelement (7) aussenden. Die Licht emittierenden Sendeelemente
(3); (3.1) der Sendeeinheit (1.1) sind
im Zwischenraum (5) angeordnet der von dem Schutzelement
(7) und vom Trägerelement (4) gebildet
wird.
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Zwischenraum
(5) sowie Schutzelement (7) sind im messtechnisch
relevanten Bereich optisch durchlässig. 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 Schutzelement (7.1) und durch Zwischenraum (5.1)
zum Licht detektierenden Empfangselement (3.2). Die Messsignale
werden hiernach weitergeleitet und ausgewertet. Das Licht detektierende
Empfangselement (3.2) der Empfangseinheit (1.2)
ist im Zwischenraum (5.1) angeordnet der von dem Schutzelement
(7.1) und vom Trägerelement (4.1) gebildet
wird. Zwischenraum (5.1) sowie Schutzelement (7.1)
sind im messtechnisch relevanten Bereich optisch durchlässig.
Zwischenräume (5) und (5.1) sind vorzugsweise
mit Umgebungsluft ausgefüllt. Das Schutzelement (7);
(7.1) besteht vorzugsweise aus einem thermisch stabilen
transparenten Kunststoffmaterial wie Polycarbonat mit zumindest einer Öffnung
für den freien Gaszutritt oder aus einem anorganischen
transparenten Material, mit zumindest einer Öffnung, welches
auch thermisch stabil ist, wie z. B. Saphirglas. Das Schutzelement
(7); (7.1) kann vorzugsweise auch aus einem offenporigen,
im messtechnisch relevanten Bereich optisch transparenten Material
bestehen wie z. B. einer Glassinterscheibe. Das Schutzelement (7);
(7.1) ist in dieser Ausführungsform gasdurchlässig
oder Wasserdampf permeabel und gestattet die schnelle Diffusion
von Wasserdampfmolekülen in die Zwischenräume
(5); (5.1) und aus den Zwischenäumen
(5); (5.1) heraus.
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Das
Schutzelement (7); (7.1) kann dabei mit dem Trägerelement
(4); (4.1) mit geeigneten Klebermaterialien die
thermisch stabil sind, wie z. B. Epoxidkleber oder UV aushärtbaren
Klebern mit angepasstem Ausdehnungskoeffizienten, verklebt (6); (6.1)
oder thermisch verschweißt werden wie z. B. mit Hilfe eines
Lasers geeigneter Wellenlänge.
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Trägerelement
(4); (4.1) besteht vorzugsweise aus einem Licht
reflektierenden weißen thermisch stabilen Keramikmaterial,
wie z. B. AL2O3 oder Zirkoniumoxid oder aus einem geeigneten thermisch stabilen
Kunststoffmaterial mit Licht reflektierenden Eigenschaften wie z.
B. LCP. Das Keramikmaterial weist hierbei die Eigenschaft einer
Wasserdampfsperre auf.
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4 zeigt
ein Sensorelement (1), bestehend aus der Sendeeinheit (1.1)
und der Empfangseinheit (1.2). In der Sendeeinheit (1.1)
sind auf dem Trägerelement (4) optoelektronische
Licht emittierende 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 Licht detektierende Empfangselement (3.2) auf dem Trägerelelement (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. Sendeeinheit (1.1) und
Empfangseinheit (1.2) sind vorzugsweise nebeneinander angeordnet.
Eine Anordnung die für Sauerstoffsättigungs Sensoren
nach dem Reflexionsprinzip Anwendung findet. Vor der 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 über Signalleitung
(9.2) weitergeleitet und ausgewertet. Das Kapselelement
(2); (2.1) kann hierbei aus einem thermisch stabilen
und optisch transparenten Material bestehen mit vorzugsweise geringer
bzw. nichtvorhandener Wasserdampfpermeabilität welches
vom Ausdehnungskoeffizienten vorzugsweise an die anliegenden Elemente
(3); (3.1); (3.2); (4); (4.1)
angepasst ist bzw. nahezu übereinstimmt wie z. B. Epoxidvergussmassen
oder anorganische Vergussmassen, wie z. B. Wasserglas. Das Kapselelement
(2); (2.1) kann aber auch alternativ elastisch
ausgebildet sein, mit hervorragender Wasserdampfpermeabilität
wie z. B. durch die Verwendung weicher, optisch transparenter Silikongummimassen
die auch während des Autoklavierprozesses keinen mechanischen
Stress auf die anliegenden Elemente (4); (4.1);
(3); (3.1); (3.2); induzieren bei gleichzeitiger
guter Haftfestigkeit. Trägerelement (4); (4.1)
besteht vorzugsweise aus einem Licht reflektierenden weißen
thermisch stabilen Keramikmaterial, wie z. B. AL2O3 oder Zirkoniumoxid
oder aus einem geeigneten thermisch stabilen Kunststoffmaterial
mit Licht reflektierenden Eigenschaften wie z. B. LCP. Das Keramikmaterial weist
hierbei die Eigenschaft einer Wasserdampfsperre auf.
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5 zeigt
ein Sensorelement (1), bestehend aus der Sendeeinheit (1.1)
und der Empfangseinheit (1.2). In der Sendeeinheit (1.1)
sind auf dem Trägerelement (4) optoelektronische
Licht emittierende Sendeelemente (3); (3.1) im
Zwischenraum (5) angeordnet, die das emittierte Licht durch
den Zwischenraum (5) und anschießend durch das
Schutzelement (7) aussenden. Die Licht emittierenden Sendeelemente
(3); (3.1) der Sendeeinheit (1.1) sind
im Zwischenraum (5) angeordnet der von dem Schutzelement
(7) und vom Trägerelement (4) gebildet
wird.
-
Zwischenraum
(5) sowie Schutzelement (7) sind im messtechnisch
relevanten Bereich optisch durchlässig. Sendeeinheit (1.1)
und Empfangseinheit (1.2) sind vorzugsweise nebeneinander
angeordnet. Eine Anordnung die für Sauerstoffsättigungs
Sensoren nach dem Reflexionsprinzip Anwendung findet. Vor der 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. Das auf Basis von Reflexion zurückgestreute Licht
gelangt in der Empfangseinheit (1.2) durch das Schutzelement
(7.1) und durch Zwischenraum (5.1) zum Licht detektierenden
Empfangselement (3.2). Die Messsignale werden hiernach
weitergeleitet und ausgewertet. Das Licht detektierende Empfangselement
(3.2) der Empfangseinheit (1.2) ist im Zwischenraum
(5.1) angeordnet der von dem Schutzelement (7.1)
und vom Trägerelement (4.1) gebildet wird. Zwischenraum
(5.1) sowie Schutzelement (7.1) sind im messtechnisch
relevanten Bereich optisch durchlässig. Zwischenräume
(5) und (5.1) sind vorzugsweise mit Vakuum oder
Gas, ausgefüllt. Das Schutzelement (7); (7.1)
besteht z. B. aus einem thermisch stabilen transparenten Kunststoffmaterial
wie Polycarbonat oder aus einem anorganischen transparenten Material
welches auch thermisch stabil ist, wie z. B. Sapphirglas. Das Schutzelement
(7); (7.1) ist in dieser Ausführungsform
aus einem harten unflexiblen oder wenig flexiblen Material mit der
Eigenschaft einer Wasserdampfsperre.
-
Das
Schutzelement (7); (7.1) kann dabei mit dem Trägerelement
(4); (4.1) mit geeigneten Klebermaterialien die
thermisch stabil sind, wie z. B. Epoxidkleber oder UV aushärtbaren
Klebern mit angepasstem Ausdehnungskoeffizienten, verklebt (6); (6.1)
oder thermisch verschweißt werden wie z. B. mit Hilfe eines
Lasers geeigneter Wellenlänge.
-
Trägerelement
(4); (4.1) besteht vorzugsweise aus einem Licht
reflektierenden weißen thermisch stabilen Keramikmaterial,
wie z. B. AL2O3 oder Zirkoniumoxid oder aus einem geeigneten thermisch stabilen
Kunststoffmaterial mit Licht reflektierenden Eigenschaften wie z.
B. LCP. Das Keramikmaterial weißt hierbei die Eigenschaft
einer Wasserdampfsperre auf.
-
6 zeigt
ein Sensorelement (1), bestehend aus der Sendeeinheit (1.1)
und der Empfangseinheit (1.2). In der Sendeeinheit (1.1)
sind auf dem Trägerelement (4) optoelektronische
Licht emittierende Sendeelemente (3); (3.1) im
Zwischenraum (5) angeordnet, die das emittierte Licht durch
den Zwischenraum (5) und anschießend durch das
Schutzelement (7) aussenden. Die Licht emittierenden Sendeelemente
(3); (3.1) der Sendeeinheit (1.1) sind
im Zwischenraum (5) angeordnet der von dem Schutzelement
(7) und vom Trägerelement (4) gebildet
wird.
-
Zwischenraum
(5) sowie Schutzelement (7) sind im messtechnisch
relevanten Bereich optisch durchlässig. Sendeeinheit (1.1)
und Empfangseinheit (1.2) sind vorzugsweise nebeneinander
angeordnet. Eine Anordnung die für Sauerstoffsättigungs
Sensoren nach dem Reflexionsprinzip Anwendung findet. Vor der 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. Das auf Basis von Reflexion zurückgestreute Licht
gelangt in der Empfangseinheit (1.2) durch das Schutzelement
(7.1) und durch Zwischenraum (5.1) zum Licht detektierenden
Empfangselement (3.2). Die Messsignale werden hiernach
weitergeleitet und ausgewertet. Das Licht detektierende Empfangselement
(3.2) der Empfangseinheit (1.2) ist im Zwischenraum
(5.1) angeordnet der von dem Schutzelement (7.1)
und vom Trägerelement (4.1) gebildet wird. Zwischenraum
(5.1) sowie Schutzelement (7.1) sind im messtechnisch
relevanten Bereich optisch durchlässig. Zwischenräume
(5) und (5.1) sind vorzugsweise mit Umgebungsluft
ausgefüllt. Das Schutzelement (7); (7.1)
besteht vorzugsweise aus einem thermisch stabilen transparenten
Kunststoffmaterial wie Polycarbonat mit zumindest einer Öffnung
für den freien Gaszutritt oder aus einem anorganischen transparenten
Material, mit zumindest einer Öffnung, welches auch thermisch
stabil ist, wie z. B. Saphirglas. Das Schutzelement (7);
(7.1) kann vorzugsweise auch aus einem offenporigen, im
messtechnisch relevanten Bereich optisch transparenten Material
bestehen wie z. B. einer Glassinterscheibe. Das Schutzelement (7);
(7.1) ist in dieser Ausführungsform gasdurchlässig
oder Wasserdampf permeabel und gestattet die schnelle Diffusion
von Wasserdampfmolekülen in die Zwischenräume
(5); (5.1) und aus den Zwischenäumen
(5); (5.1) heraus.
-
Das
Schutzelement (7); (7.1) kann dabei mit dem Trägerelement
(4); (4.1) mit geeigneten Klebermaterialien die
thermisch stabil sind, wie z. B. Epoxidkleber oder UV aushärtbaren
Klebern mit angepasstem Ausdehnungskoeffizienten, verklebt (6); (6.1)
oder thermisch verschweißt werden wie z. B. mit Hilfe eines
Lasers geeigneter Wellenlänge.
-
Trägerelement
(4); (4.1) besteht vorzugsweise aus einem Licht
reflektierenden weißen thermisch stabilen Keramikmaterial,
wie z. B. AL2O3 oder Zirkoniumoxid oder aus einem geeigneten thermisch stabilen
Kunststoffmaterial mit Licht reflektierenden Eigenschaften wie z.
B. LCP. Das Keramikmaterial weist hierbei die Eigenschaft einer
Wasserdampfsperre auf.
-
7 zeigt
ein Sensorelement (1). Die Licht emittierenden Sendeelemente
(3); (3.1) und das Licht detektierende Empfangselement
(3.2) sind auf einem gemeinsamen Trägerelement
(4.2) vorzugsweise nebeneinander angeordnet. Eine Anordnung die
für Sauerstoffsättigungs Sensoren nach dem Reflexionsprinzip
Anwendung findet. Die Licht emittierenden Sendeelemente (3);
(3.1) sowie das Licht detektierende Empfangselement (3.2)
werden von Kapselelement (2); (2.1) umschlossen.
Das Kapselelement (2); (2.1) besteht aus einem
Vergussmaterial welches im messtechnisch relevanten Bereich optisch
durchlässig ist. Vor den Licht emittierenden Sendelementen
(3); (3.1) und vor dem Licht detektierenden Empfangselement
(3.2) 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 über
Signalleitung (9.2) weitergeleitet und ausgewertet. Das
Kapselelement (2); (2.1) kann hierbei aus einem
thermisch stabilen und optisch transparenten Material bestehen mit
vorzugsweise geringer bzw. nichtvorhandener Wasserdampfpermeabilität welches
vom Ausdehnungskoeffizienten vorzugsweise an die anliegenden Elemente
(3); (3.1); (3.2); (4.2) angepasst
ist bzw. nahezu übereinstimmt wie z. B. Epoxidvergussmassen
oder anorganische Vergussmassen, wie z. B. Wasserglas. Das Kapselelement (2);
(2.1) kann aber auch alternativ elastisch ausgebildet sein,
mit hervorragender Wasserdampfpermeabilität wie z. B. durch
die Verwendung weicher, optisch transparenter Silikongummimassen
die auch während des Autoklavierprozesses keinen mechanischen
Stress auf die anliegenden Elemente (4.2); (3); (3.1);
(3.2); induzieren bei gleichzeitiger guter Haftfestigkeit.
-
Trägerelement
(4.2) besteht vorzugsweise aus einem Licht reflektierenden
weißen thermisch stabilen Keramikmaterial, wie z. B. AL2O3
oder Zirkoniumoxid oder aus einem geeigneten thermisch stabilen
Kunststoffmaterial mit Licht reflektierenden Eigenschaften wie z.
B. LCP. Das Keramikmaterial weist hierbei die Eigenschaft einer
Wasserdampfsperre auf.
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8 zeigt
ein Sensorelement (1), Die Licht emittierenden Sendeelemente
(3); (3.1) und das Licht detektierende Empfangselement
(3.2) sind auf einem gemeinsamen Trägerelement
(4.2) vorzugsweise nebeneinander angeordnet. Eine Anordnung die
für Sauerstoffsättigungs Sensoren nach dem Reflexionsprinzip
Anwendung findet. Auf dem Trägerelement (4.2)
sind die optoelektronischen Licht emittierenden Sendeelemente (3);
(3.1) im Zwischenraum (5) angeordnet, die das
emittierte Licht durch den Zwischenraum (5) und anschießend
durch das Schutzelement (8) aussenden. Die Licht emittierenden
Sendeelemente (3); (3.1) sind im Zwischenraum (5)
angeordnet der von dem Schutzelement (8) und vom Trägerelement
(4.2) gebildet wird. Zwischenraum (5) sowie Schutzelement
(8) sind im messtechnisch relevanten Bereich optisch durchlässig.
Vor den Licht emittierenden Sendeelementen (3); (3.1) und
vor dem Licht detektierenden Empfangselement (3.2) befinden
sich während des Messvorganges typische Organe des Patienten
zur Ermittlung der Blutsauerstoffsättigung wie Finger,
Ohr, Hand, Fuß oder Haut. Das auf Basis von Reflexion zurückgestreute Licht
gelangt durch das Schutzelement (8) und durch Zwischenraum
(5.1) zum Licht detektierenden Empfangselement (3.2).
Die Messsignale werden hiernach weitergeleitet und ausgewertet.
Das Licht detektierende Empfangselement (3.2) ist im Zwischenraum
(5.1) angeordnet der von dem Schutzelement (8)
und vom Trägerelement (4.2) gebildet wird. Zwischenraum
(5.1) sowie Schutzelement (8) sind im messtechnisch
relevanten Bereich optisch durchlässig. Zwischenräume
(5) und (5.1) sind vorzugsweise mit Vakuum oder
Gas, ausgefüllt. Das Schutzelement (8); besteht
z. B. aus einem thermisch stabilen transparenten Kunststoffmaterial
wie Polycarbonat oder aus einem anorganischen transparenten Material welches
auch thermisch stabil ist, wie z. B. Sapphirglas. Das Schutzelement
(8) ist in dieser Ausführungsform aus einem harten
unflexiblen oder wenig flexiblen Material mit der Eigenschaft einer
Wasserdampfsperre.
-
Das
Schutzelement (8) kann dabei mit dem Trägerelement
(4.2) mit geeigneten Klebermaterialien die thermisch stabil
sind, wie z. B. Epoxidkleber oder UV aushärtbaren Klebern
mit angepasstem Ausdehnungskoeffizienten, verklebt (6.2)
oder thermisch verschweißt werden wie z. B. mit Hilfe eines Lasers
geeigneter Wellenlänge.
-
Trägerelement
(4.2) besteht vorzugsweise aus einem Licht reflektierenden
weißen thermisch stabilen Keramikmaterial, wie z. B. AL2O3
oder Zirkoniumoxid oder aus einem geeigneten thermisch stabilen
Kunststoffmaterial mit Licht reflektierenden Eigenschaften wie z.
B. LCP. Das Keramikmaterial weißt hierbei die Eigenschaft
einer Wasserdampfsperre auf.
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9 zeigt
ein Sensorelement (1). Die Licht emittierenden Sendeelemente
(3); (3.1) und das Licht detektierende Empfangselement
(3.2) sind auf einem gemeinsamen Trägerelement
(4.2) vorzugsweise nebeneinander angeordnet. Eine Anordnung die
für Sauerstoffsättigungs Sensoren nach dem Reflexionsprinzip
Anwendung findet. Auf dem Trägerelement (4.2)
sind die optoelektronischen Licht emittierenden Sendeelemente (3);
(3.1) im Zwischenraum (5) angeordnet, die das
emittierte Licht durch den Zwischenraum (5) und anschießend
durch das Schutzelement (8.1) aussenden. Die Licht emittierenden
Sendeelemente (3); (3.1) sind im Zwischenraum (5)
angeordnet der von dem Schutzelement (8.1) und vom Trägerelement
(4.2) gebildet wird. Zwischenraum (5) sowie Schutzelement
(8.1) sind im messtechnisch relevanten Bereich optisch
durchlässig. Vor den Licht emittierenden Sendeelementen
(3); (3.1) und vor dem Licht detektierenden Empfangselement
(3.2) befinden sich während des Messvorganges
typische Organe des Patienten zur Ermittlung der Blutsauerstoffsättigung
wie Finger, Ohr, Hand, Fuß oder Haut. Das auf Basis von
Reflexion zurückgestreute Licht gelangt durch das Schutzelement
(8.1) und durch Zwischenraum (5.1) zum Licht detektierenden
Empfangselement (3.2). Die Messsignale werden hiernach
weitergeleitet und ausgewertet. Das Licht detektierende Empfangselement
(3.2) ist im Zwischenraum (5.1) angeordnet der
von dem Schutzelement (8.1) und vom Trägerelement
(4.2) gebildet wird. Zwischenraum (5.1) sowie
Schutzelement (8.1) sind im messtechnisch relevanten Bereich
optisch durchlässig. Zwischenräume (5)
und (5.1) sind vorzugsweise mit Umgebungsluft ausgefüllt.
Das Schutzelement (8.1) besteht vorzugsweise aus einem
thermisch stabilen transparenten Kunststoffmaterial wie Polycarbonat
mit zumindest einer Öffnung für den freien Gaszutritt
oder aus einem anorganischen transparenten Material, mit zumindest
einer Öffnung, welches auch thermisch stabil ist, wie z.
B. Saphirglas. Das Schutzelement (8.1) kann vorzugsweise
auch aus einem offenporigen, im messtechnisch relevanten Bereich
optisch transparenten Material bestehen wie z. B. einer Glassinterscheibe.
Das Schutzelement (8.1) ist in dieser Ausführungsform gasdurchlässig
oder Wasserdampf permeabel und gestattet die schnelle Diffusion
von Wasserdampfmolekülen in die Zwischenräume
(5); (5.1) und aus den Zwischenäumen
(5); (5.1) heraus.
-
Das
Schutzelement (8.1) kann dabei mit dem Trägerelement
(4.2) mit geeigneten Klebermaterialien die thermisch stabil
sind, wie z. B. Epoxidkleber oder UV aushärtbaren Klebern
mit angepasstem Ausdehnungskoeffizienten, verklebt (6.2)
oder thermisch verschweißt werden wie z. B. mit Hilfe eines Lasers
geeigneter Wellenlänge.
-
Trägerelement
(4.2) besteht vorzugsweise aus einem Licht reflektierenden
weißen thermisch stabilen Keramikmaterial, wie z. B. AL2O3
oder Zirkoniumoxid oder aus einem geeigneten thermisch stabilen
Kunststoffmaterial mit Licht reflektierenden Eigenschaften wie z.
B. LCP. Das Keramikmaterial weist hierbei die Eigenschaft einer
Wasserdampfsperre auf.
-
10 zeigt
den Aufbau eines üblichen wiederverwendbaren Sauerstoffsättigungssensors,
bestehend aus dem Sensorgehäuse (15), der Sendeeinheit
(1.1), der Empfangseinheit (1.2), der in dem isolierenden
Kabelmantel (17) eingebetteten Versorgungsleitung (9.1),
der in dem isolierenden Kabelmantel (17) eingebetteten
Signalleitung (9.2), dem Verbindungselement (16)
bestehend aus Steckerteil (16.2) und Kontaktierungselement
(16.1)
-
Die
Sendeeinheit (1.1) wird über die Versorgungsleitung
mit dem Kontaktierungselement (16.1) elektrisch verbunden.
Bei den Kontaktierungselementen handelt es sich üblicherweise
um vergoldete Kontaktstifte oder Kontaktbuchsen.
-
Die
Kontaktierungselemente (16.1) sowie ein Teil der Versorgungsleitung
(9.1) werden vom Steckerteil (16.2) umschlossen.
Beim Steckerteil (16.2) handelt es sich vorzugsweise um
einen thermisch und mechanisch stabilen Kunststoff mit hohem elektrischen
Widerstand, mit dem das Kontaktierungselement (16.1) sowie
die nicht isolierten Teile der Versorgungsleitung (9.1)
umspritzt werden, wie z. B. TPU. Die Empfangseinheit (1.2)
wird über die Signalleitung mit dem Kontaktierungselement
(16.1) elektrisch verbunden.
-
Bei
den Kontaktierungselementen (16.1) handelt es sich üblicherweise
um vergoldete Kontaktstifte oder Kontaktbuchsen.
-
Die
Kontaktierungselemente (16.1) sowie ein Teil der Signalleitung
(9.2) werden vom Steckerteil (16.2) umschlossen.
Beim Steckerteil (16.2) handelt es sich vorzugsweise um
einen thermisch und mechanisch stabilen Kunststoff mit hohem elektrischen Widerstand,
mit dem das Kontaktierungselement (16.1) sowie die nicht
isolierten Teile der Signalleitung (9.2) umspritzt werden,
wie z. B. TPU.
-
11 zeigt
den grundlegenden Aufbau einer Sendeeinheit (1.1) für
Sauerstoffsättigungssensoren bestehend aus Sendeelementen
(3); (3.1), Trägerelement (4),
Verkapselungselement (2), Versorgungsleitung (9.1)
und Kontaktbahnen (12); (12.1)
-
Bei
den Sendeelementen (3); (3.1) handelt es sich üblicherweise
um LED's mit verschiedenen Wellenlängen. Es werden für
Sauerstoffsättigungssensoren üblicherweise eine
rote LED mit 660 nm emittierter Wellenlänge und eine zweite
LED mit typischerweise 880–940 nm emittierte Wellenlänge
verwendet. Die LED's sind in einem geeigneten, im messtechnisch
relevanten Bereich optisch durchlässigen, Material verkapselt.
Die Verkapselung (2) ist hierbei im direkten Kontakt zu
den Sendeelementen (3); (3.1), den Kontaktbahnen
(12); (12.1), dem Bonddraht (10) und
dem Trägermaterial (4)
-
Die
Sendeelemente (3); (3.1) werden an einer Seite
vorzugsweise mit Hilfe eines elektrisch leitfähigen Klebers
(11) auf der Kontaktbahn (12) fixiert und auf
der anderen Seite vorzugsweise mit Hilfe eines Bonddrahtes (10) über
Mikrobonden mit der Kontaktbahn (12.1) elektrisch verbunden.
Bei den Bonddrähten (10) handelt es sich vorzugsweise
um korrosionsbeständige Golddrähte. Bei dem leitfähigen
Kleber (11) handelt es sich vorzugsweise um thermisch stabile,
Silber gefüllte SMD (Surface Mounted Device) Klebstoffe.
-
Die
elektrische Verbindung der Kontaktbahnen (12); (12.1)
mit der Versorgungsleitung (9.1) geschieht vorzugsweise über
Durchkontaktierungen (14) im Trägerelement (4)
mit anschließender elektrisch leitender Verbindung über
vorzugsweise eine Lot – oder Klebeverbindung (13).
Bei den Kontaktbahnen (12); (12.1) handelt es
sich vorzugsweise um gut leitfähige, druckbare goldgefüllte
und korrosionsbeständige SMD (Surface Mounted Device) Materialien.
-
12 zeigt
den grundlegenden Aufbau einer Empfangseinheit für Sauerstoffsättigungssensoren
bestehend aus dem Empfangselement (3.2), Trägerelement
(4.1), Verkapselungselement (2.1) und Signalleitung
(9.2).
-
Bei
den Empfangselement (3.2) handelt es sich üblicherweise
um Photodetektoren auf Halbleiterbasis wie z. B. Silizium. Das Empfangselement (3.2)
ist in einem geeigneten, im messtechnisch relevanten Bereich optisch
durchlässigen, Material verkapselt. Die Verkapselung (2.1)
ist hierbei im direkten Kontakt zu dem Empfangselement (3.2),
den Kontaktbahnen (12); (12.1), dem Bonddraht
(10) und dem Trägermaterial (4.1)
-
Das
Empfangselement (3.2) wird an einer Seite vorzugsweise
mit Hilfe eines elektrisch leitfähigen Klebers (11)
auf der Kontaktbahn (12) fixiert und auf der anderen Seite
vorzugsweise mit Hilfe eines Bonddrahtes (10) über
Mikrobonden mit der Kontaktbahn (12.1) elektrisch verbunden.
Bei den Bonddrähten (10) handelt es sich vorzugsweise
um korrosionsbeständige Golddrähte. Bei den leitfähigen
Klebern handelt es sich vorzugsweise um thermisch stabile, Silber
gefüllte SMD (Surface Mounted Device) Klebstoffe.
-
Die
elektrische Verbindung der Kontaktbahnen (12); (12.1)
mit der Signalleitung (9.2) geschieht vorzugsweise über
Durchkontaktierungen (14) im Tägerelement (4.1) mit
anschließender elektrisch leitender Verbindung über
vorzugsweise eine Lot- oder Klebeverbindung (13). Bei den
Kontaktbahnen (12); (12.1) handelt es sich vorzugsweise
um elektrisch gut leitfähige, druckbare goldgefüllte
und korrosionsbeständige SMD (Surface Mounted Device) Materialien.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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-
Zitierte Patentliteratur
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- - WO 9423643
A [0007]
- - EP 0619981 B1 [0008]
- - EP 1257190 B1 [0009]
- - US 4685464 [0010]
- - DE 3703458 C2 [0015]