DE3008041A1

DE3008041A1 - Opto-plethysmographischer aufnehmer

Info

Publication number: DE3008041A1
Application number: DE19803008041
Authority: DE
Inventors: Claus 1000 Berlin Jochenmczyk; Alexander Dipl.-Ing. Dr. 7016 Gerlingen Witte
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Optische Industrie de Oude Delft NV
Priority date: 1980-03-03
Filing date: 1980-03-03
Publication date: 1981-09-10
Also published as: DE3008041C2

Description

Optq-plethysmographi scher Aufnehmer
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem opto-plethysmographischen Aufnehmer nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Opto-plethysmographische Aufnehmer werden dazu verwendet, um Pulsmessungen oder Blutzirkulationsmessungen an durchblutetem Gewebe vorzunehmen. Hierzu wird bekanntermaßen ein lichtaussendendes Element auf das Gewebe aufgelegt und das in Abhängigkeit von der vorliegenden Blutzirkulation reflektierte Licht in einem lichtempfindlichen Element empfangen und das so entstehende elektrische Signal ausgewertet. Dabei tritt gelegentlich die Schwierigkeit auf, daß, um eine genügende Lichtausbeute am lichtempfindlichen Element zu erhalten, das lichtaussendende Element mit hoher Leistung arbeiten muß, was zu Wärmeeffekten und damit zu einer Belästigung des Patienten führen kann.
Aus dem DE-GM 79 10 225 ist bereits ein Pulsfrequenzmeßgerät bekannt, bei dem die optischen Achsen des lichtaussendenden und des lichtempfindlichen Elements nicht parallel verlaufen, sondern in einem solchen Winkel zueinander anbeordnet sind, daß sich die optischen Achsen in einem Abstand von 2 bis 8 mm von der Auflagefläche entfernt, das heißt in den oberen Gewebepartien, kreuzen.
Nachteil dieses bekannten Gerätes ist es, daß eine Justierunc der optischen Achsen erforderlich wird, daß durch die zueinander geneigten optischen Achsen eine direkte Uberkopplung des ausgesandten Lichtes in das lichtempfindliche Element möglich ist und daß schließlich keine ebene Auflagefläche des Aufnahmeelementes mehr vorhanden ist.
Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Aufnehmer mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß das vom Gewebe reflektierte Streulicht dort aufgenommen wird, wo es auf die Auflageebene des Aufnehmers wieder trifft, nämlich in einem Bereich um das lichtaussendende Element herum. Während nämlich bei den bekannten Anordnungen die beiden Elemente in einem Abstand voneinander angeordnet waren, konnte bei diesen Anordnungen durch das lichtempfindliche Element auch nur das Licht aufgefangen werden, das in die Richtung des lichtempfindlichen Elements reflektiert wurde. Demgegenüber wird beim erfindungsgemäßen Aufnehmer erreicht, daß nahezu das gesamte reflektierte Licht in der Art einer Integralmessung aufgenommen und in ein Meßsignal umgewandelt wird. Hierdurch ist es möglich, geringere optische Leistungen beim lichtaussendenden Element zu verwenden, so daß thermische Probleme nicht auftreten. Außerdem gestattet der erfindungsgemäße Aufnehmer opto-plethysmographische Messungen auch an Geweben mit stark pigmentierter Haut.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Aufnehmers möglich. So kann ein Aufnehmer der erfindungsgemäßen Art in besonders wirtschaftlicher Weise dadurch hergestellt werden, daß handelsübliche Lichtleitfaserbündel verwendet werden, deren Fasern miteinander vermischt werden.
Zeichnung Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aufnehmers; Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aufnehmers mit Lichtleitfaserbündeln; Fig. 3 eine schematische Darstellung der Anordnung der Fasern zur Erläuterung des in Fig. 2 dargestellten Aufnehmers.
Beschreibung der Ausfßhrungsbeìspiele Um möglichst das gesamte, vom lichtaussendenden Element ausgesandte und vom Gewebe als Streulicht reflektierte Licht aufzufangen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, das lichtempfindliche Element in der Auflageebene des opto-plethysmographischen Aufnehmers um das lichtaussendende Element herum anzuordnen. Eine erste Ausführungsform eines derartigen Aufnehmers ist in Fig. 1 dargestellt. Dabei bezeichnet 10 einen ersten Lichtleiter, beispielsweise einen verspiegelten näherungsweise zylindrischen Glasstab, um den herum ein zweiter Lichtleiter 11 in wenigstens näherungsweise hohlzylindrischer Form derart angeordnet ist, daß der zweite Lichtleiter 11 mit seiner Auflaceebene 11 a die Auflageebene 10 a des ersten Lichtleiters 10 umschließt. Die Lichtleiter 10, 11 sind nach unten verjüngt und an einen Sender 12 bzw. einen Empfänger 13 angeschlossen. Wird vom Sender 12 Licht abgegeben, wird dieses über den Lichtleiter 10 und die Auflagefläche 10 a in das Gewebe eingestrahlt. Das vom Gewebe reflektierte Streulicht, das um die Auflageebene 10 a herum wieder auf den Aufnehmer gelangt, wird von der Auflageebene 11 a des zweiten Lichtleiters 11, der in diesem Sinne als Sammeloptik wirkt, eingefangen und auf den Empfänger 13 geleitet.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Aufnehmers sind wiederum ein erster Lichtleiter 14 und ein zweiter Lichtleiter 15 vorgesehen, die einerseits an den Sender 12 bzw. den Empfänger 13 angeschlossen sind. Die Lichtleiter 14, 15 bestehen in diesem Falle aus Lichtleitfaserbündeln, deren einzelne Fasern an ihrem in der Auflageebene liegenden Ende miteinander vermischt sind und von einer Manschette 16 zusammengehalten werden. Die Mischung der einzelnen Lichtleitfasern ist in Fig. 2 schematisch derart angedeutet, daß die von den einzelnen Lichtleitfasern des Sendelichtleiters 14 gebildeten Auflageebenen 14 a von den Auflageebenen 15 a der einzelnen Fasern des Lichtleiters 15 jeweils umgeben sind. Als Lichtleitfasern werden dabei Gradientenfasern oder Kern/Mantel-Glasfasern verwendet. Die Durchmischung der jeweiligen Sende- und Empfangsfasern hat dabei zur Folge, daß das von den einzelnen Sendefasern ausgestrahlte und vom Gewebe reflektierte Licht unmittelbar von den Empfangsfasern integral aufgefangen wird. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind dabei die Empfangsfasern gegenüber den Sendefasern etwas zurückgesetzt, wie dies in Fig. 3 schematisch dargestellt ist. Durch die räumliche Zurücksetzung der Empfangsfasern gegenüber den Sendefasern wird dabei erreicht, daß die Apertur der-Empfangsfasern vermindert wird und damit eine direkte Kopplung des von den Sendefasern abgestrahlten Lichtes in die Empfangsfasern unterdrückt wird.

Claims

Ansprüche 9 Opto-plethysmographischer Aufnehmer mit einem lichtaus sendenden Element und einem lichtempfindlichen Element, die-nebeneinander in einer Auflageebene angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Element um das lichtaussendende Element in der Auflageebene herum angeordnet ist.
2. Aufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtaussendende Element einen vorzugsweise zylindrischen Lichtleiter (10) aufweist, um den herum ein näherungsweise hohlzylindrischer Lichtleiter (11) angeordnet ist.
3. Aufnehmer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtaussendende und das lichtempfindliche Element jeweils Lichtleiter (14, 15) in Form von Lichtleitfaserbündeln aufweisen, deren Fasern miteinander vermischt sind und in der Auflageebene enden.
4. Aufnehmer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtaussendende und das lichtempfindliche Element jeweils Lichtleiter (14, 15) in der Form von Lichtleitfaserbündeln aufweisen, wobei die Fasern des lichtaussendenden Bündels in der Auflageebene enden und die Fasern des lichtempfangenden Bündels gegenüber diesen zurückgesetzt sind.