DE3711272C2 - - Google Patents
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- DE3711272C2 DE3711272C2 DE19873711272 DE3711272A DE3711272C2 DE 3711272 C2 DE3711272 C2 DE 3711272C2 DE 19873711272 DE19873711272 DE 19873711272 DE 3711272 A DE3711272 A DE 3711272A DE 3711272 C2 DE3711272 C2 DE 3711272C2
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäß dem Ober
begriff des Anspruchs 1.
Derartige Einrichtungen werden zum Beispiel benutzt, um
bei Patienten mit durch Krankheiten und/oder chirurgische Ope
rationen verursachten Störungen der Sauerstoffversorgung und
bei sportärztlichen Untersuchungen die Sauerstoffsättigung des
Bluts auf nicht-invasive Weise, d. h. ohne die Haut oder sonsti
ge Körperoberfläche durchdringende Instrumente zu ermitteln.
Unter dem Begriff "Sauerstoffsättigung" versteht man den häu
fig mit SA bezeichneten und in Prozent der maximalen Sätti
gung angegebene Sättigungsgrad des Blutes mit sauerstoffhalti
gem Hämoglobin oder, genauer gesagt, das Verhältnis zwischen
der Konzentration des sauerstoffhaltigen Hämoglobins, d. h. des
Oxyhämoglobins, und der gesamten Hämoglobin-Konzentration.
Das Verfahren zur optischen, nicht-invasiven Messung der
Sauerstoffsättigung von Blut beruht darauf, daß das im Blut
vorhandene, gebundenen Sauerstoff enthaltende Hämoglobin, das
Oxyhämoglobin, und das sauerstofflose oder -arme Hämoglobin,
das Desoxyhämoglobin, verschiedene Farben und dementsprechend
verschiedene Absorptionsspektren haben. Zur Messung wird Licht
mit mindestens zwei verschiedenen Wellenlängen in Blutgefäße
und insbesondere Kapillargefäße aufweisende Körperbereiche
eingestrahlt und für die verschiedenen Lichtwellenlängen die
Stärke des den betreffenden Körperbereich, zum Beispiel ein
Ohrläppchen, die Zunge oder einen Finger, durchdringenden oder
des aus dem betreffenden Körperbereich, insbesondere dessen
Haut, zurückgestrahlten Lichts ermittelt.
Informationen über die allgemeinen Grundlagen des Meß
prinzips sind zum Beispiel aus der Publikation "Noninvasive
Transcutaneous Monitoring of Arterial Blood Gases" von Y.
Mendelson und R. A. Peura, in IEEE Transactions on Bio
medical Engineering, Vol. BME-31, No. 12, 1984, Seite 792,
bekannt. Eine in dieser Publikation beschriebene Einrichtung
besitzt einen zum Anordnen an einer Stelle der Körperober
fläche bestimmten Meßkopf, der Leuchtdioden zum Einstrahlen
von rotem und infrarotem Licht in einen Körperbereich, eine
Fotodiode zum Empfangen von aus dem Gewebebereich zurückge
strahlten Licht und eine Heizvorrichtung mit einem Kupferring
aufweist. Beim Messen der Sauerstoffsättigung liegt der Kupfer
ring mit seiner einen Stirnfläche an der Hautoberfläche an
und führt der Haut mit der Heizwicklung erzeugte Wärme zu.
Durch Erwärmen eines Blutgefäße aufweisenden, für die opti
sche Messung der Sauerstoffsättigung im Blut vorgesehenen Haut-
oder eventuell sonstigen Körperbereichs kann dessen Durchblu
tung bis auf das Zwanzig- bis Dreißigfache verstärkt werden,
was die Meßgenauigkeit verbessert oder die Messung überhaupt
ermöglicht. Aus der genannten Publikation geht ferner hervor,
daß die Temperatur des bei der Messung benutzten Körperbe
reichs etwa 41°C betragen sollte.
Es ist ferner bekannt, daß die Hautteile und insbeson
dere deren Zellen sowie auch Zellen tiefer liegender Gewebe
durch mehr als etwa 42°C betragende Temperaturen geschädigt
werden, wobei die Überlebensdauer der Zellen oberhalb 42°C
mit wachsender Temperatur stark abnimmt. Die außen am Körper
vorhandene Haut kann in die äußere Epidermis und die innere
Dermis unterteilt werden, wobei erst die letztere Blutgefäße
aufweist, während bei der Epidermis unter deren lebloser
Hornhaut lebende Zellen, aber keine Blutgefäße vorhanden
sind. Wenn die Blutgefäße aufweisende Dermis durch Wärmelei
tung von der Hautoberfläche her erwärmt wird, entsteht in der
Haut ein Temperaturgefälle von außen nach innen. Zudem hat
die Hornhaut bei den verschiedenen Körperstellen stark unter
schiedliche, typischerweise ungefähr von 0,2 mm bis 2 mm
ändernde Dicken, wobei die Hornhautdicke natürlich auch noch
vom Alter und den Lebensverhältnissen der untersuchten Person
abhängig ist. Man muß daher im allgemeinen anhängig von der
Größe der mit der Heizvorrichtung an der Hautoberfläche
erzeugten Temperatur in Kauf nehmen, daß entweder die Blut
gefäße aufweisende Hautgewebeschicht nicht bis auf eine
günstige Meßbedingungen ergebende Temperatur erwärmt wird
oder gewisse Hautteile Schäden verursachende Temperaturen
erreichen.
Aus der DE 80 08 137 U1 sind Meßeinrichtungen zur fortlaufenden
in-vivo-Bestimmung der Konzentration von nichtgasförmigen
Stoffwechselprodukten, wie Enzymen, Säuren, Basen
und andere, im lebenden, insbesondere menschlichen Körper
bekannt. Die Einrichtungen können zur Förderung der Durchblutung
dienende, nicht näher beschriebene, optische Stimulatoren
und ebenfalls nicht näher beschriebene, optische
Sensoren aufweisen. Wie bereits erwähnt, dienen diese vorbekannten
Einrichtungen abweichend vom Gegenstand der vorliegenden
Erfindung nicht zur Messung eines Gasgehaltes,
sondern zur Messung eines nicht gasförmigen Stoffwechselprodukts.
Wenn die eigentliche Messung optisch mit mindestens
einem Lichtempfänger stattfindet, kann zudem die Einstrahlung
von zur Förderung der Durchblutung dienendem Licht die Messung
stören.
Aus der DE 25 30 834 A1 ist ferner eine Einrichtung zur
Messung der Perfusionseffizienz in einem durchbluteten Gewebe
bekannt. Die Einrichtung weist einen Hochfrequenzgenerator
und elektrisch mit diesem verbundene Strahlungsmittel
auf, um elektromagnetische Hochfrequenzwellen in das Gewebe
einzustrahlen und dieses dadurch zu erwärmen. Ferner sind
Mittel zum Messen des durch die Haut hindurch aus dem
Gewebe austretenden Blutsauerstoffs vorhanden. Diese bekannte
Einrichtung hat den Nachteil, daß der zum Erwärmen des
Gewebes dienende Hochfrequenzgenerator und übrigens auch
die Mittel zum Erfassen und Messen des aus dem Gewebe austretenden
Gases verhältnismäßig aufwendig und kompliziert
sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ein
richtung zu schaffen, die ermöglicht, einen Blutgefäße auf
weisenden Haut- und/oder eventuell andern Körperbereich
eines Lebewesens auf eine für eine genaue Messung eines Gasgehaltes
von diesen Körperbereich durchströmendem Blut,
insbesondere von dessen Sauerstoffsättigung, ausreichende
und günstige Temperatur zu erwärmen, ohne den genannten
Körperbereich und/oder diesem benachbarte Körperbereiche
durch Überhitzung zu schädigen und ohne die vorzugsweise
optisch erfolgende Messung zu stören, wobei die Einrichtung
einfach und kostengünstig herstellbar sein soll.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung
erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1
gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Einrichtung gehen aus
den Unteransprüchen hervor.
Der für die Messung herangezogene Körperbereich kann.
durch die eingestrahlten Ultraschallwellen auf eine die
Durchblutung fördernde Temperatur erwärmt werden, ohne daß
in ihm und/oder in ihn begrenzenden Bereichen schädliche
Überhitzungen stattfinden und ohne daß die zur Erwärmung
des Gewebes eingestrahlten Ultraschallwellen die vorzugsweise
optisch durchgeführte Messung des Gasgehaltes stören.
Die Einrichtung kann, wie erwähnt, zur nicht-invasiven,
optischen Messung der Sauerstoffsättigung von Blut dienen.
In diesem Fall kann die Einrichtung mindestens einen Licht
empfänger und Lichtstrahlungsmittel besitzen, mit denen zur
Messung der Sauerstoffsättigung dienendes, mindestens zwei ver
schiedene Wellenlängen aufweisendes Licht in den Körperbereich
eingestrahlt wird.
Die Einrichtung kann einen Meßkopf und vorzugsweise
zwei Meßköpfe aufweisen. Der bzw. jeder Meßkopf besitzt
vorzugsweise einen Support mit einem Mantel und begrenzt
eine Kammer, die auf der beim Messen am Körper eines
Lebewesens anliegenden Seite des Meßkopfes offen ist. Die
zur optischen Messung dienenden Lichtstrahlungsmittel können
direkt in dieser Kammer des Meßkopfes angeordnete Lichtquellen
besitzen, die vorzugsweise aus Leuchtdioden bestehen.
Dem bzw. jedem Meßkopf kann dann mindestens ein Ultraschall-Strahler zugeordnet sein, wobei der bzw. jeder Ultraschall-Strahler
ebenfalls in der Kammer des Meßkopfes angeordnet
sein kann.
Die Einrichtung könnte statt zur Messung der Sauerstoff
sättigung zur Messung des Gehaltes von einem anderen im Blut
vorhandenen Gas, etwa Kohlendioxyd, ausgebildet sein. Eine sol
che Messung könnte dann statt aufgrund eines optischen Verfah
rens aufgrund eines anderen, nicht-invasiven Verfahrens durch
geführt werden. Einige solcher Verfahren sind zum Beispiel
auch in der bereits zitierten Publikation von Y. Mendelson und
R. A. Peura beschrieben. Bei einer solchen Messung kann es
ebenfalls vorteilhaft sein, die Durchblutung des Körperbe
reichs, in dem der Gasgehalt gemessen wird, durch Einstrahlen
von Ultraschall-Wellen zu erhöhen.
Der Erfindungsgegenstand wird nun anhand in der Zeichnung
dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. In der Zeichnung
zeigt
die Fig. 1 einen Körperteil und eine schematisierte
Ansicht einer Einrichtung zur Messung der
Sauerstoffsättigung von Blut,
die Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch ein Haut
stück und einen an diesem anliegenden Meß
kopf der Einrichtung, in größerem Maß
stab,
die Fig. 3 eine Draufsicht auf die zum Anliegen an der
Haut bestimmte Seite eines Meßkopfes der
Einrichtung, in kleinerem Maßstab als die
Fig. 2,
die Fig. 4 ein Blockschema der Einrichtung,
die Fig. 5 ein Diagramm zur Veranschaulichung des
zeitlichen Verlaufs der von einem Licht
empfänger der Einrichtung für Licht mit einer
bestimmen Wellenlänge erzeugten Signale,
die Fig. 6 einen Schnitt durch eine andere Halterungs
vorrichtung,
die Fig. 7 einen Schnitt durch noch eine andere Hal
terungsvorrichtung,
die Fig. 8 einen Schnitt durch eine weitere Halte
rungsvorrichtung,
die Fig. 9 eine der Fig. 3 entsprechende Draufsicht
auf eine Variante eines Meßkopfes, und
die Fig. 10 einen schematisierten Schnitt einer weiteren
Variante eines Meßkopfes.
In der Fig. 1 sind schematisch ein menschlicher Körper
teil 1, etwa ein Ohrläppchen, und eine Einrichtung zum Messen
der Sauerstoffsättigung von den Körperteil 1 durchströmendem
Blut dargestellt. Zur Einrichtung gehört mindestens eine
Halterungsvorrichtung 11, die als Hauptbestandteil einen
gummielastischen Block 13 mit zwei zumindest ungefähr zuein
ander parallelen, durchgehenden Löchern 13 a aufweist. In jedem
von diesen steckt satt ein länglicher, armartiger, hohler, im
Querschnitt viereckiger Träger, wobei auch noch die Einsteck
tiefe festlegende Anschlagmittel vorhanden sein können. Der
Block 13 hat zwischen den beiden Löchern 13 a in der Nähe
seines einen Randes ein rechtwinklig zu den Löchern 13 a
verlaufendes Durchgangsloch 13 b. Ein Verstellorgan 15 besitzt
eine Schraube mit einem Kopf, einem das Durchgangsloch 13 b
durchdringenden Schaft und eine auf den Gewindeteil der
Schraube aufgeschraubte Mutter.
An dem der Halterungsvorrichtung 11 abgewandten Endab
schnitt jedes Trägers 21 ist ein auf dessen einer Längsseite
herausragender Meßkopf 23 befestigt. Die beiden Meßköpfe
sind zumindest im wesentlichen identisch ausgebildet und bei
der in der Fig. 1 dargestellten Anordnung einander abgewand
ten Seiten des Körperteils 1 zugewandt. Der Block 13 kann
mittels des Verstellorgans 15 mehr oder weniger stark zusam
mengedrückt und deformiert werden, wobei die beiden bei un
deformiertem Block beispielsweise parallel zueinander ver
laufenden Träger 21 ihre Richtungen bezüglich einander ändern.
Die Abstände der beiden Meßköpfe 23 können daher mittels des
Verstellorgans 15 innerhalb gewisser Grenzen an die Dicke des
für die Durchführung einer Messung zwischen den beiden Meß
köpfen anzuordnenden Körperteils 1 angepaßt werden, so daß
die beiden Meßköpfe beim Messen auf einander abgewandten
Seite des Körperteils 1 an diesen anliegen.
In der Fig. 2 ist schematisiert ein Stück der die
äußere Bedeckung des Körperteils 1 bildenden, mehrere Schich
ten aufweisenden Haut 3 mit einer Epidermis 5 und einer Dermis
7 ersichtlich. Die Epidermis besteht aus der sich zu äußerst
befindenden, blutgefäß- und leblosen Hornhaut 5 a und der
ebenfalls blutgefäßlosen, aber lebende Zellen aufweisenden
Keimschicht 5 b. Die Epidermis ist auf der Innenseite durch
eine im Querschnitt wellenförmige Grenzfläche gegen die Dermis
7 abgegrenzt, die lebende Zellen und Blutgefäße 9, insbeson
dere schleifenförmige Kapillaren besitzt. An die Dermis 7
schließt innen ohne scharfe Abgrenzung das subcutane Gewebe
an, das selbstverständlich auch lebende Zellen und Blutgefäße
besitzt.
Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, besitzt der Meßkopf
23 einen Support 25 mit einem plattenförmigen Teil und einem
ringförmigen, nämlich kreiszylindrischen, formfesten Mantel
25 a. Dieser ist an seinem aus dem Träger 21 herausragenden
Rand mit einer Dichtung 27 versehen, die etwa aus einem
gummielastischen Material, zum Beispiel einem Schaumgummi
besteht. Im zentralen Bereich des plattenförmigen Teils des
Supports 25 ist an diesem eine zum Mantel 25 a koaxiale Hülse
29 befestigt, deren zylindrischer Mantel am freien Rand vor
zugsweise ebenfalls mit einer Dichtung 31 versehen ist. Die
freien Ränder der beiden Dichtungen 27, 31 liegen in der
gleichen, zur Längsrichtung des Trägers 21 parallelen Ebene
und können bei der Benutzung der Einrichtung zum dichten
Anliegen an der Oberfläche der Haut 3 gebracht werden. In der
Hülse 29 ist ein fotoelektrischer Lichtempfänger 33, zum
Beispiel ein Silizium-Fotoelement oder eine Fotodiode, befe
stigt. Im Innenraum der vom plattenförmigen Teil des Supports
25 und dem Mantel 25 a begrenzten Kammer sind in der Fig. 3
ersichtliche, zusammen Lichtstrahlungsmittel bildende Licht
quellen 35, 37, nämlich Gallium-Aluminium-Arsenid-Leucht
dioden, paarweise symmetrisch zur Achse des Mantels 25 a und
des Lichtempfängers 33 angeordnet. Des weitern enthält der vom
Mantel 25 a umschlossene Innenraum mindestens einen Ultra
schall-Strahler 39, nämlich zwei symmetrisch zur Achse des
Mantels 25 a des Lichtempfängers 33 angeordnete Ultraschall-
Strahler 39, die in noch näher erläuterter Weise als Mittel
zum Erwärmen eines Körperbereichs dienen. Jeder der Ultra
schall-Strahler 39 besteht aus einem piezoelektrischen,
plättchenförmigen, kreisrunden Element, das in einer am
Support 25 befestigten Hülse 41 gehalten und mit einer ring
förmigen Dichtung 43, einem O-Ring, abgedichtet ist. Der im
Innenraum des Mantels 25 a zwischen dessen Innenfläche und der
Hülse 29 und der der Haut 3 zugewandten Seite der Strahler 39
vorhandene Hohlraum ist mit einem Ultraschall-Übertrager 45
versehen, der aus einer für sichtbares und infrarotes Licht
durchlässigen, gallertartigen, aus Polyäthylenglykol bestehen
den Füllmasse besteht, die auch die beim Messen der Haut zuge
wandten Abstrahlungsseiten der Lichtquellen 35, 37 bedeckt.
Die elektrischen Elemente, d.h. die Lichtempfänger 33,
die Lichtquellen 35, 37 und die Ultraschall-Strahler 39, haben
zum Beispiel einen mit den metallischen Support- sowie Wan
dungsteilen des Meßkopfes 23 sowie Trägers 21 verbundenen,
gemeinsamen Massenanschluß und sind elektrisch durch Leiter
47 und ein Kabel 49 mit dem schematisiert in der Fig. 1
dargestellten, elektronischen Gerät 61 verbunden, wobei die
Kabel 49 vorzugsweise mindestens an einem Ende Stecker 51
aufweisen, so daß sie von den Meßköpfen 23 bzw. den diese
haltenden Trägern 21 und/oder dem Gerät 61 trennbar sind. Das
Gerät 61 hat elektronische Schaltungsmittel, einen Anzeigeteil
63 zur digitalen Anzeige der Sauerstoffsättigung des Bluts,
nämlich des prozentualen Sauerstoff-sättigungsgrads SA, und
der Frequenz des Pulses P. Das Gerät besitzt ferner noch ver
schiedene manuell betätigbare, zum Beispiel Drucktasten auf
weisende Schalter, nämlich einen Ein/Aus-Schalter 65, einen
zum Testen und Eichen des Geräts dienenden Test-Schalter 67,
einen Alarm-Schalter 69 zum Aktivieren eines Alarmgebers und
möglicherweise noch weitere, nicht dargestellte Schalter.
Gemäß dem in der Fig. 4 ersichtlichen Blockschema
weisen die elektronischen Schaltungsmittel des Geräts 61 für
jeden Lichtempfänger 33 einen Verstärker 81 auf, der den
betreffenden Lichtempfänger 33 mit einer Auswerte-, Steuer-
und Regelvorrichtung 83 verbindet. Diese besitzt unter anderem
Schaltungsmittel zur analogen Signalverarbeitung, Analog/Digi
tal-Wandler zur Umwandlung der von den Verstärkern 81 kommen
den, elektrischen Analog-Signale in digitale Signale, einen
Taktgeber und einen digital arbeitenden Rechner, beispiels
weise einen Mikroprozeßrechner. Die die Lichtquellen 35
bildenden Leuchtdioden und die die Lichtquellen 37 bildenden
Leuchtdioden sind mit entgegengesetzten Polaritäten parallel
geschaltet und mit einer dem betreffenden Meßkopf zugeordne
ten Lichtquellen-Speisevorrichtung 85 verbunden, wobei
anstelle der zwei separaten Speisevorrichtungen 85 eine für
beide Meßköpfe 21 gemeinsame Speisevorrichtung vorhanden sein
könnte. Jeder Ultraschall-Strahler 39 ist mit einem Ultra
schall-Generator 87 verbunden. Die Speisevorrichtungen 85 und
Generatoren 87 sind mit der Auswerte-, Steuer- und Regelvor
richtung 83 verbunden und in noch erläuterter Weise durch
diese steuer- bzw. regelbar. Die Vorrichtung 83 ist ferner mit
dem Anzeigeteil 63, den Schaltern 67, 69 und einem in das
Gerät eingebauten, akustischen Alarmgeber 89 verbunden, wobei
zusätzlich zum letzteren oder anstelle von diesem auch ein in
das Gerät eingebauter optischer und/oder ein externer akusti
scher und/oder optischer Alarmgeber vorhanden sein könnte. Das
Gerät 61 besitzt ferner einen zur Erzeugung der von den
verschiedenen elektronischen Schaltungen und Vorrichtungen des
Geräts 61 benötigten, elektrischen Gleichspannungen dienenden,
mit dem Ein/Aus-Schalter 65 verbundenen Spannungsversorgungs
teil 91, der beispielsweise mit mindestens einer Batterie
und/oder einen Netzanschluß versehen ist.
Nun soll die Arbeitsweise der Einrichtung erläutert
werden, wobei angenommen wird, daß ein Körperteil 1, d.h. ein
Ohrläppchen der Person, deren Blut-Sauerstoffsättigung zu messen
ist, sich in der in der Fig. 1 dargestellten Weise zwischen
den beiden Meßköpfen 23 befindet, so daß diese mit den
Dichtungen 27 und 31 an der Hautoberfläche anliegen. Wenn das
Gerät 61 zur Durchführung einer Messung eingeschaltet ist,
steuert die Vorrichtung 83 die Lichtquellen-Speisevorrichtun
gen 85 derart, daß diese eine periodische, elektrische
Impulsfolge erzeugen, deren Impulse abwechselnd verschiedene
Polaritäten haben, so daß bei den einen elektrischen Impulsen
die Lichtquellen 35 und bei den andern elektrischen Impulsen
die Lichtquellen 37 Lichtsignale oder -impulse erzeugen. Die
Frequenz der Lichtsignale oder -impulse soll wesentlich
größer sein als die menschliche Puls- bzw. Herzschlagfrequenz
und zum Beispiel mindestens 70 Hz und höchstens 150 Hz betra
gen. Die Frequenz der Lichtsignale soll dabei von der üblicher
weise 50 oder 60 Hz betragenden Frequenz der im geographischen
Anwendungsgebiet der Einrichtung vorhandenen Netz-Wechselspan
nung und den ganzzahligen Vielfachen dieser Netz-Wechselspan
nungsfrequenz verschieden sein, um Störungen durch die Netz-
Wechselspannung und/oder durch das Licht von mit dieser
gespiesenen Lampen gering zu halten. Im übrigen werden die
beiden Speise-Vorrichtungen 85 beispielsweise derart gesteuert,
daß die von ihnen erzeugten Impulsfolgen nicht nur synchron,
sondern auch phasengleich zueinander sind, so daß jeweils
alle Lichtquellen 35 beider Meßköpfe gleichzeitig Lichtsig
nale erzeugen und das Entsprechende auch für die Lichtquellen
37 gilt.
Das von den Lichtquellen 35, 37 erzeugte Licht ist
sichtbares und/oder im nahen Infrarotbereich liegendes Licht.
Die Lichtquellen 35 können zum Beispiel Licht erzeugen, dessen
Wellenlänge in der Nähe des sogenannten isobestischen Punktes
liegt, bei dem die Absorptionskurven von sauerstoffhaltigem
und sauerstofflosem Hämoglobin einander kreuzen und die im
folgenden als isobestische Wellenlänge bezeichnete Wellenlänge
ungefähr 805 nm beträgt. Die anderen Lichtquellen 37 können
beispielsweise Licht erzeugen, dessen Wellenlänge um beispiels
weise 50 bis 300 nm größer oder kleiner ist.
Wenn von einer der Lichtquellen 35, 37 erzeugtes Licht in
den Körperteil 1 eindringt, kann Licht absorbiert oder in ver
schiedene Richtungen, insbesondere ungefähr nach vorne oder
hinten, gestreut werden, wobei ein Teil des Lichtes ohne
Ablenkung gerade durch den Körperteil 1 hindurch dringen kann.
Wenn sich die beiden Meßköpfe gemäß der Fig. 1 gegen
überstehen, kann jeder Lichtempfänger 33 sowohl von den Licht
quellen 35, 37 des ihn haltenden Meßkopfes 23 erzeugtes und
vom Körperteil 1 infolge Streuung zurück gestrahltes als auch
von den Lichtquellen 35, 37 des jeweils andern Meßkopfes 23
erzeugtes Licht empfangen, das den Körperteil 1 durchdrungen
hat. Im folgenden wird das von den Lichtquellen des gleichen
Meßkopfes in einen Lichtempfänger gelangende Licht als Refle
xionslicht und das von den Lichtquellen des jeweils anderen
Meßkopfes in den Lichtempfänger gelangende Licht als Trans
missionslicht bezeichnet. Die die Lichtempfänger 33 umschlies
senden Hülsen 29 und Dichtungen 31 stellen im übrigen sicher,
daß jeder Lichtempfänger nur solches Reflexionslicht empfängt,
das zumindest in die Haut 3 des Körperteils 1 eingedrungen
war.
Die Lichtempfänger 33 erzeugen bei jedem vom Körperteil 1
her in sie eindringenden Lichtsignal ein elektrisches Signal,
nämlich einen Spannungsimpuls, dessen Höhe ein Maß für die
Lichtstärke gibt. Dabei addieren sich die Lichtstärken der
gleichzeitig in einen Lichtempfänger gelangenden Reflexions
und Transmissionslichtsignale, was relativ große Lichtstärken
sowie Spannungsimpulse ergibt und sich günstig auf die Meßge
nauigkeit auswirkt. Die Vorrichtung 83 besitzt durch elektro
nische Torschaltungen und/oder sonstige Mittel gebildete,
elektronische Weichen, um die ihr von den Lichtempfängern 33
über die Verstärker 81 zugeführten Signale aufgrund ihres
zeitlichen Eintreffens zu identifizieren, sortieren und den
beiden Lichtwellenlängen zuzuordnen. Der Rechner der Vorrich
tung 83 berechnet dann beispielsweise für jeden der beiden
Lichtempfänger 33 aufgrund der von diesem kommenden Signalfol
gen die Sauerstoffsättigung bildet den Mittelwert und führt dem
Anzeigeteil 63 entsprechende Signale zu, so daß dieser den
sich aus der Mittelwertbildung über beide Meßkanäle ergebende
Sauerstoffsättigung anzeigt. Eine solche Mittelwertbildung erhöht
die Meßgenauigkeit. Es kann jedoch auch vorgesehen werden,
daß statt des Mittelwertes oder zusätzlich zu diesem abwech
selnd oder eventuell sogar gleichzeitig die sich für jeden
einzelnen Meßkanal ergebenden Werte der Sauerstoffsättigung
angezeigt werden oder daß mittels mindestens eines manuell
betätigbaren Schalters eingestellt werden kann, ob die für die
beiden Lichtempfänger und zugehörigen Meßkanäle gemittelte
Sauerstoffsättigung oder die aufgrund der vom einen oder anderen
Lichtempfänger kommenden Signale ermittelte Sauerstoffsättigung
angezeigt werden soll. Die zeitliche Auswahl der zur Ermitt
lung der Sauerstoffsättigung benutzten Signale wird noch näher
erläutert.
Es sei hierbei bemerkt, daß das Gerät 61 noch mindestens
einen zusätzlichen, zum Wählen der Betriebsart dienenden
Schalter, zum Beispiel zwei zusätzliche Tast-Schalter aufwei
sen könnte, um festzulegen, ob die Einrichtung die Sauerstoff
sättigung in der beschriebenen Weise aufgrund von gleichzeitig
von den Lichtempfängern empfangenem Reflexions- und Transmis
sionslicht oder nur aufgrund von Reflexionslicht oder nur auf
grund von Transmissionslicht ermitteln soll. Falls eine der
beiden Betriebsarten gewählt wird, bei der der Sauerstoffge
halt entweder nur aufgrund von Reflexions- oder nur aufgrund
von Transmissionslicht errechnet werden soll, kann die Vorrich
tung 83 die Lichtquellen-Speisevorrichtungen 85 zumindest bei
diesen beiden Betriebsarten derart steuern, daß die von den
Lichtquellen des einen Meßkopfes 23 erzeugten Lichtsignale in
die Lücken fallen, die zwischen den von den Lichtquellen des
anderen Meßkopfes erzeugten Lichtsignalen vorhanden sind. Die
Vorrichtung 83 kann dann mittels der bereits erwähnten oder
und/oder zusätzlichen, elektronischen Weichen auch die durch
Reflexionslicht erzeugten Lichtsignale von den durch Trans
missionslicht erzeugten Signale aufgrund ihres zeitlichen
Eintreffens unterscheiden und aussortieren.
Die in dem bei der optischen Messung erfaßten Bereich
des Körperteils 1 im Blut vorhandene Sauerstoffsättigung ändert
im Takt des Pulses und erreicht jedes Mal, wenn ein Stoß
frisches Blut zugeführt wird, ein Maximum. Die Absorption von
zumindest ungefähr die isobestische Wellenlänge aufweisendem
Licht ist mindestens näherungsweise unabhängig von dem im Takt
des Pulses stattfindenden Schwankungen der Sauerstoffsättigung.
Für Licht, dessen Wellenlänge stark von der isobestischen
Wellenlänge abweicht und das dementsprechend durch sauerstoff
haltiges und sauerstoffloses Hämoglobin verschieden stark
absorbiert wird, variiert dagegen die Absorption im Takt des
Pulses, so daß die Lichtstärke durch die Pulswellen moduliert
wird. Je nach der Wellenlänge des Lichtes hat die Absorption
dann bei jedem Stoß von frischem, eintreffendem Blut entweder
ein Maximum oder ein Minimum und das durchdringende oder
zurückgestreute Licht ein Minimum bzw. Maximum. Im folgenden
wird angenommen, daß die Lichtquellen 35, wie bereits erwähnt,
Licht mit einer in der Nähe der isobestischen Wellenlänge
liegenden, zum Beispiel etwa 830 nm betragender Wellenlänge
und die Lichtquellen 37 Licht mit einer deutlich unterhalb der
isobestischen Wellenlänge liegenden, zum Beispiel etwa 670 nm
betragender Wellenlänge erzeugen. Dieses von den Lichtquellen
37 erzeugte Licht wird dann von sauerstoffhaltigem Blut
weniger stark absorbiert als das von den Lichtquellen 35
erzeugte Licht. Das in der Fig. 5 dargestellte Diagramm, in
dem auf der Abszisse die Zeit t aufgetragen ist, zeigt schema
tisch den zeitlichen Verlauf der Spannung U der impulsförmi
gen, elektrischen Signale, die einer der beiden Lichtempfänger
33 für dasjenige in ihn eindringende Licht erzeugt, das von
den Lichtquellen 37 erzeugt wird. Die Hüllkurve der Signale
oder Impulse hat für jede Welle des menschlichen Pulses, d.h.
für jeden Herzschlag ein Maximum mit dem Spannungswert U max
und sinkt dazwischen auf ein mehr oder weniger plateauförmiges
Minimum mit dem Spannungswert U min ab. Die Periodendauer des
Pulses ist in der Fig. 5 mit T bezeichnet. Die, wie bereits
erwähnt, im Takt des Pulses variierende Sauerstoffsättigung hat
einen ähnlichen zeitlichen Verlauf wie die in der Fig. 5
dargestelle Hüllkurve und hat bei den Werten U max jeweils ein
Maximum. Gemäß der üblichen Praxis soll der Anzeigeteil 63
dieses Maximum der Sauerstoffsättigung als Meßergebnis anzei
gen. Die Vorrichtung 83 weist daher in ihrem analog und/oder
digital arbeitenden Teil Mittel auf, um die Signale mit den
Spannungswerten U max herauszusortieren und zur Berechnung der
Sauerstoffsättigung zu verwerten. Die Vorrichtung 83 kann
beispielsweise in der Art einer PLL-Regelschaltung, d.h. einer
phasenverriegelten Regelschaltung arbeitende Schaltungsmittel
aufweisen, die jeweils in den Zeitpunkten, in denen die
Spannung U den Maximalwert U max erreicht, vorübergehend ein
elektronisches Tor öffnet. Die Vorrichtung 83 ist des weitern
ausgebildet, um die Periodendauer T zu ermitteln, daraus die
Pulsfrequenz zu errechnen und dem Anzeigeteil 63 entsprechen
den Signale zuzuführen, so daß dieser die Pulsfrequenz an
zeigt. Im übrigen führt die Vorrichtung 83 selbstverständlich
eine gewisse Mittelung zum Ausgleichen von Schwankungen der
Meßwerte aus.
Die Ultraschall-Generatoren 87 führen den piezolelek
trischen Ultraschall-Strahlern 39 Energie zu, so daß diese
mechanische Schwingungen mit zum Beispiel im Bereich von 0,8
bis 5 MHz liegenden Frequenzen ausführen und Ultraschallwellen
abstrahlen. Die Generatoren 87 können zusammen mit dem zugehöri
gen Strahler 39 einen mit der Resonanzfrequenz des letzteren
schwingenden, elektrischen Oszillator bilden. Falls man
wünscht, daß die von den zum gleichen Meßkopf gehörenden
Ultraschall-Strahlern erzeugten Ultraschallwellen zur Vermei
dung von Interferenzen die gleichen Frequenzen und Phasenlagen
haben, können die zugehörigen Generatoren 87 in entsprechender
Weise durch die Vorrichtung 83 gesteuert und/oder direkt
miteinander gekoppelt werden, wobei dann die Strahler 39 unter
Umständen mit ein wenig von ihren Resonanzfrequenzen abweichen
den Frequenzen schwingen. Im übrigen könnte man zur Reduktion
von Interferenzen stattdessen oder zusätzlich die Hohlräume
der Meßköpfe 23, die die als Ultraschall-Überträger 45
dienende, gallertartige Füllmasse enthalten, durch Trennwände
in je einem der Ultraschall-Strahler 39 zugeordnete Sektoren
unterteilen.
Die von den Ultraschall-Strahlern 39 erzeugten Ultra
schallwellen werden von den Ultraschall-Übertragern 45 auf den
Körperteil 1 übertragen, wobei die Übertrager insbesondere auch
zu Anpassung des Wellenwiderstandes des Strahlers an denjeni
gen des Körperteils 1 dienen. Die Ultraschallwellen dringen in
den Körperteil 1 ein und erwärmen diesen. Dadurch können die
Blutgefäße besitzenden Bereiche der Hautabschnitte, an denen
die Meßköpfe anliegen, und eventuell auch noch sich unter
diesen Hautabschnitten befindende, Blutgefäße aufweisende
Gewebeabschnitte auf eine bestimmte Temperatur erwärmt werden,
ohne daß die äußersten, blutgefäßlosen Hautschichten über
die genannte Temperatur erwärmt werden und sogar im allgemei
nen unter der letzteren liegende Temperaturen haben. Die Er
wärmung der Blutgefäße aufweisenden Körperbereiche und Gewebe
verstärkt deren Durchblutung, was wiederum die durch das
Hämoglobin des Blutes verursachte Beeinflussung des in den
Körperteil 1 eingestrahlten Lichts vergrößert.
Die elektronische Auswerte-, Steuer- und Regelvorrichtung
83 steuert nun die Generatoren 87 derart, daß diese impuls
weise ein- und ausgeschaltet werden, und regelt die Zeitdauern
oder die Breiten dieser Impulse. Die Strahler 39 strahlen die
Ultraschallwelle dementsprechend impuls- oder paketweise ab.
Die Frequenz dieser Ultraschallwellen-Impulse oder -Pakete ist
wesentlich größer als die Pulsfrequenz und wird durch die
Vorrichtung 83 auf einem konstanten, zum Beispiel mindestens
300 Hz und höchstens 1400 Hz betragenden Wert gehalten. Die
Vorrichtung 83 regelt die Impulsbreiten der Ultraschallwellen-
Impulse und damit die von den Strahlern 39 abgestrahlte Lei
stung derart, daß die Differenz zwischen den Spannungswerten
U max und U min oder das Verhältnis zwischen dieser Differenz
und dem Wert von U min oder U max gleich einem vorgegebenen
Sollwert ist oder zumindest in einem Sollwertbereich liegt. Da
ja die Lichtempfänger 33 beider Meßköpfe elektrische Signale
liefern, die Werte von U max und U min definieren, und die Werte
U max , U min der beiden Meßkanäle im allgemeinen voneinander
abweichen, kann die Vorrichtung 83 zum Beispiel ausgebildet
sein, um die aus den von den Lichtempfängern der beiden
Meßköpfe stammenden Signalen ermittelten Differenzen (U max -
U min ) bzw. die Verhältnisse zwischen diesen und U min oder U max
zu mitteln. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, daß die
Vorrichtung 83 nur die von einem der beiden Meßköpfe stammen
den Spannungswert-Differenzen zur Regelung heranzieht. Des
weitern besteht die Möglichkeit, das Gerät 61 mit mindestens
einem Schalter zu versehen, mit dem einstellbar ist, ob die
von beiden Meßköpfen kommenden Signale oder nur die vom einen
oder anderen Meßkopf kommenden Signale zur Regelung der
Ultraschall-Leistung herangezogen werden sollen. Im weiteren
könnte die Regelung statt aufgrund der genannten Spannungs
wert-Differenzen oder der genannten Verhältnisse auch aufgrund
von andern damit verknüpften Größen erfolgen, die ein Maß
für die Größe oder Stärke der durch den Puls bedingten Än
derung von aus einem Körperbereich herausgestrahltem Refle
xions- und/oder Transmissionslicht geben. Die Regelung könnte
zum Beispiel aufgrund von Sauerstoffsättigung-Werten erfolgen,
die für die Maxima der Pulswelle und dazwischen liegende
Stellen errechnet werden. Falls man zur Regelung der Strahlen
Licht mit einer oberhalb der isobestischen Wellenlänge liegen
den Wellenlänge verwenden würde, hätte die der in der Fig. 5
dargestellten Hüllkurve entsprechende Kurve anstelle der durch
den pulsbedingten, nach oben ragenden Spitzen nach unten
ragende Spitzen.
Wie noch näher erläutert wird, kann die Einrichtung zum
Messen der Sauerstoffsättigung an verschiedenen Körperteilen
und für verschiedene Arbeitsweisen konzipiert werden. Man kann
daher vorsehen, das Gerät 61 mit einem Einstellorgan auszurü
sten, mit dem der für die Leistungsregelung benötigte Sollwert
an die verschiedenen vorgesehenen Meßstellen und Arbeitswei
sen angepaßt werden kann.
Die beschriebene Regelung der von den Ultraschall
strahlern 39 abgestrahlten Leistung, ermöglicht die für die
optische Messung benutzten Körperbereiche auf eine eine
ausreichende Meßgenauigkeit ergebende Temperatur zu erwärmen,
die beispielsweise höchstens oder ungefähr 41°C betragen kann.
Zur Vermeidung von Schädigungen der Zellen im Fall einer
Störung des Regelvorganges kann das Gerät 61 mit Mitteln zur
Begrenzung der Ultraschall-Leistung auf einen Grenzwert
versehen werden.
Wie erwähnt, kann es sich beim Körperteil 1 zum Beispiel
um ein Ohrläppchen handeln. Die Einrichtung kann auch verwen
det werden, um in analoger Weise die Sauerstoffsättigung vom
Blut in anderen Körperteilen, zum Beispiel, der Zunge, der Nase,
einer Wange, einem Finger oder einer Zehe zu messen. Da die
Dicken dieser Körperteile unter Umständen außerhalb des
Bereiches liegen, in dem der Abstand der einander zugewandten
Stirnseiten der beiden Meßköpfe 23 mit der Halterungsvorrich
tung 11 variiert werden kann, oder weil es sonst vorteilhaft
ist, für andere Körperteile andere Halterungsvorrichtungen
vorzusehen, kann die Einrichtung mit verschiedenen Abmessungen
und/oder Formen aufweisenden Halterungsvorrichtungen ausgerü
stet werden, an denen die Träger 21 wahlweise lösbar befestigt
werden können. In den Fig. 6 und 7 ist beispielsweise als
Körperteile 101 bzw. 121 ein Finger dargestellt, auf dem eine
Halterungsvorrichtung 111 bzw. 131 gesteckt ist. Diese besteht
im wesentlichen aus einer fingerhutartigen, eventuell mit
Längsschlitzen versehenen, und ein wenig federnd ausgebilde
ten, zum Beispiel aus Kunststoff bestehenden Kappe. An den
Halterungsvorrichtungen 111, 131 können die Träger 21 derart
lösbar befestigt werden, daß die zur Lichtabstrahlung und
-aufnahme dienenden Stirnseiten der Meßköpfe 23 einander
analog wie bei der Anordnung gemäß der Fig. 1 zugewandt
sind. Dementsprechend kann die Messung bei den Anordnungen
gemäß den Fig. 6 und 7 ähnlich erfolgen, wie es für die
Anordnung gemäß der Fig. 1 erklärt wurde.
Die Halterungsvorrichtung 151 gemäß der Fig. 8 ist
zumindest im wesentlichen durch einen beispielsweise aus
Kunststoff bestehenden Block mit einem Durchgangsloch ge
bildet, in das die im Querschnitt viereckigen Träger 21 derart
satt hineinsteckbar sind, daß ihre den aus ihnen herausragen
den Meßkopfteilen abgewandten Rückseiten aneinander anliegen.
Die zum Ausstrahlen und Aufnehmen von Licht dienenden Stirn
seiten der Meßköpfe 23 sind dementsprechend einander abge
wandt. Die in solcher Weise angeordneten Träger 21 und Meß
köpfe können beispielsweise verwendet werden, um eine Messung
im Innern einer Körperöffnung durchzuführen. Die Meßköpfe
können zum Beispiel in den Mund zwischen die Unterseite der
Zunge und den sich unter dieser befindenden Mundbodenbereich
oder in den Darmausgang eingeführt werden. Bei einer solchen
Anordnung der Meßköpfe kann beim Messen selbstverständlich
kein Transmissionslicht, sondern nur Reflexionslicht aus den
untersuchten Körperbereichen in die Lichtempfänger der Meß
köpfe gelangen. Die beiden parallel zueinander arbeitenden
Meßköpfe ergeben aber auch in diesem Fall noch bessere und
genauere Meßresultate, als es mit einem einzelnen Meßkopf
der Fall wäre.
Des weiteren besteht noch die Möglichkeit, mit den beiden
Meßköpfen gleichzeitig an verschiedenen, verhältnismäßig
weit von einander entfernten Körperstellen, zum Beispiel am
Ober- und am Unterarm, Messungen durchzuführen. Solche Messun
gen geben Information über die Ausbreitung der Pulswellen und
dem damit verbundenen Sauerstofftransport. Ferner kann man
natürlich auch nur einen der beiden Meßköpfe an irgend einem
Körperteil anordnen, um dort die Sauerstoffsättigung zu
messen. Für derartige Anwendungen sollte der Anzeigeteil dann,
wie weiter vorne als Möglichkeit erwähnt wurde, anstelle der
für die zwei Lichtempfänger gemittelten Sauerstoffsättigung
die für einen oder jeden Lichtempfänger einzeln ermittelte
Sauerstoffsättigung anzeigen.
Die beiden Meßköpfe 23 können ebenfalls durch modi
fizierte Meßköpfe ersetzt werden. Zum Beispiel können wie
beim in der Fig. 9 dargestellten Meßkopf 223 sechs gleich
mäßig auf einem Kreis um einen Lichtempfänger 233 herum
verteilte Lichtquellen vorhanden sein, von denen drei Licht
quellen 235 Licht mit einer bestimmten Wellenlänge und die
drei Lichtquellen 237 Licht mit einer anderen Wellenlänge
erzeugen. Man könnte jedoch die sechs Lichtquellen auch in
drei Paare aufteilen, von denen jedes Licht einer anderen
Wellenlänge erzeugt, so daß also Licht mit drei verschiedenen
Wellenlängen erzeugt wird. Die elektronische Auswerte-,
Steuer- und Regelvorrichtung könnte in diesem Fall dahingehend
modifiziert werden, daß sie die Sauerstoffsättigung aus den
Lichtstärken von Lichtsignalen mit drei verschiedenen Wellen
längen ermittelt. Der Meßkopf 223 besitzt nur einen einzigen
Ultraschall-Strahler 239, der durch ein kreisringförmiges,
piezoelektrisches Plättchen gebildet ist, das den Lichtempfän
ger 233 und die sechs Lichtquellen 235, 237 umschließt. Der
Strahler 239 kann in ähnlicher Weise geregelt werden, wie es
für die Strahler 39 erläutert worden ist.
Die Meßköpfe könnten statt eines kreisförmigen Umrisses
auch eine längliche Form haben, wobei der Lichtempfänger, zwei
oder drei Paar Lichtquellen und ein Paar Ultraschall-Strahler
eine gerade Reihe bilden könnten, in deren Mitte sich der
Lichtempfänger befindet.
In der Fig. 10 sind ein Stück Haut 301 und ein an dieser
anliegender, beispielsweise einen kreisrunden Umriß besitzen
der Meßkopf 323 ersichtlich. Dieser gehört zu einer noch ei
nen zweiten, identisch ausgebildeten Meßkopf besitzenden Ein
richtung. Der Meßkopf 323 weist einen Support 325 mit einem
zylindrischen Mantel 325 a auf, der an seinem hautseitigen Ende
mit einer etwa aus flüssigkeitsdichtem Schaumgummi bestehenden
Dichtung 327 versehen ist. Im Zentralbereich des Supports 325
ist eine Hülse 329 befestigt, die bei ihrem hautseitigen Ende
mit einer vorzugsweise ebenfalls flüssigkeitsdichten Dichtung
331 versehen ist und einen Lichtempfänger 333 enthält. Der
Meßkopf 323 weist ferner Lichtquellen 335 und Ultraschall-
Strahler 339 auf, die zum Beispiel ähnlich angeordnet sein
können, wie beim Meßkopf 23. Der Meßkopf 323 unterscheidet
sich jedoch vom Meßkopf 23 dadurch, daß er anstelle eines
gallertartigen Ultraschall-Übertragers einen durch eine
durchsichtige Flüssigkeit, zum Beispiel Wasser, gebildeten
Ultraschall-Übertrager 345 aufweist. Die Flüssigkeit kann nach
dem flüssigkeitsdichten Anordnen des Meßkopfes 323 an der
Haut 301 mit einer Pumpe 355 in den an die Haut angrenzenden
Hohlraum des Meßkopfes hineingepumpt und kontinuierlich durch
eine die Flüssigkeitstemperatur konstant haltende Temperatur
regelvorrichtung 357 hindurch umgewälzt werden. Wenn die
inneren, Blutgefäße aufweisende Bereiche der Haut und even
tuell der unter dieser vorhandenen Gewebe während einer
Messung durch Einstrahlen von Ultraschallwellen erwärmt
werden, kann die Hautoberfläche mittels der durch den genann
ten Hohlraum gepumpten Flüssigkeit gekühlt und auf einer
unterhalb der Temperatur der innern, Blutgefäße aufweisenden
und durch Ultraschallwellen erwärmten Körperbereiche liegen
den, zum Beispiel ungefähr der normalen Körpertemperatur ent
sprechenden Temperatur gehalten werden.
Des weiteren wäre es möglich, jeden Meßkopf mit mehr als
einem Lichtempfänger auszurüsten. Man könnte beispielsweise
jeden Meßkopf mit zwei je nur in einem schmalen Wellenlängenbereich
lichtempfindlichen Fotodioden versehen, wobei dann die
eine Fotodiode auf Licht mit der von der einen Gruppe Licht
quellen erzeugten Wellenlänge und die andere Fotodiode auf
Licht mit der von der anderen Gruppe Lichtquellen erzeugten
Wellenlänge ansprechen würde.
Ferner könnte man eventuell jeden Meßkopf für jede zum
Messen zu erzeugende Licht-Wellenlänge nur mit einer einzigen
Lichtquelle ausrüsten.
Zudem könnte man mit den beschriebenen Einrichtungen
nicht nur die im Blut von Menschen, sondern auch die im Blut
von Tieren vorhandene Sauerstoffsättigung messen.
Falls eine Einrichtung ausschließlich für Messungen
mit Reflexionslicht vorgesehen ist, könnte man sie ferner
auch nur mit einem einzigen Meßkopf ausrüsten.
Claims (10)
1. Einrichtung zur Messung eines Gasgehaltes von einen
Körperbereich eines Lebewesens durchströmendem Blut, insbe
sondere zur optischen Messung von dessen Sauerstoffsättigung,
mit zum Erwärmen des Körperbereichs dienenden Mitteln, dadurch
gekennzeichnet, daß diese Mittel mindestens einen Strahler
(39, 239, 339) zum Einstrahlen von Wellen in den
Körperbereich aufweisen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, mit mindestens
einem Meßkopf (323), der Lichtstrahlungsmittel (335)
zum Einstrahlen von verschiedenen Wellenlängen besitzendem,
zur Messung der Sauerstoffsättigung dienendem Licht in
den Körperbereich und/oder mindestens einen Lichtempfänger
(333) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der
Meßkopf (323) auf seiner beim Messen an einem Körperteil
anliegenden Seite zusammen mit diesem einen Hohlraum begrenzt
und daß eine Pumpe (355) zum Hindurchpumpen einer Flüssigkeit
durch den Hohlraum vorhanden ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pumpe (355) und der Hohlraum einen Kreislauf bilden.
4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet
durch eine Temperaturregelvorrichtung (357) zum Regeln der
Flüssigkeitstemperatur.
5. Einrichtung nach einem der
Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens ein Ultraschall-Strahler (339) und der Hohlraum
derart angeordnet sind, daß sich beim Messen mindestens ein
Teil des Hohlraums zwischen dem Ultraschall-Strahler (339) und
dem Körperteil befindet und sich im Hohlraum
befindende Flüssigkeit durch von mindestens einem
Ultraschall-Strahler (339) erzeugte Ultraschallwellen auf den
Körperteil übertragen und vorzugsweise auch zur Anpassung des
Wellenwiderstands des Ultraschall-Strahlers (339) an denje
nigen des Körperteils dienen kann.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß die Mittel zum impulswei
sen Betrieb mindestens eines Strahlers (39, 239, 339)
ausgebildet sind.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
gekennzeichnet durch eine Regelvorrichtung (83) zum Regeln der
Leistung der von mindestens einem Strahler (39, 239,
339) abgestrahlten Wellen.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Regelvorrichtung (83) zur Impulsbreiten
regelung ausgebildet ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8,
wobei zur optischen Messung der Sauerstoffsättigung mindestens
ein Lichtempfänger (33, 233, 333) vorhanden ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung (83) ausgebildet
ist, um den mindestens einen Strahler (39, 239, 339)
derart zu regeln, daß eine ein Maß für die durch den Puls
eines Lebewesens, an dem die Messung durchgeführt wird,
verursachten Änderungen der Stärke von aus dem
Körperbereich heraus gestrahltem und vom Lichtempfänger (33,
233, 333) aufgenommenen Licht gebende Größe in einem
Sollwertbereich liegt, oder gleich einem
Sollwert ist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, zur
optischen Messung der Sauerstoffsättigung, gekennzeichnet
durch zwei mit elektronischen Schaltungsmitteln verbundene
Meßköpfe (23, 223, 323) von denen jeder mindestens
einen Lichtempfänger (33, 233, 333) Lichtstrahlungsmit
tel (35, 37, 235, 335) zum Einstrahlen von zur Mes
sung der Sauerstoffsättigung dienendem Licht in den Körperbe
reich und mindestens einen Strahler (39, 239, 339)
aufweist.
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