DE4423597C1 - Pulsoximetrie-Ohrsensor - Google Patents
Pulsoximetrie-OhrsensorInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Pulsoximetrie-Ohrsensor zum
Messen der Sauerstoffsättigung im Blut eines Patienten.
Bei dem nicht-invasiven Messen von Blut ist die Pulsoximetrie ein bekanntes
und gängiges Verfahren. Dabei wird Licht mit wenigstens zwei Wellenlängen
in das Gewebe eines Patienten eingestrahlt und aus der Abschwächung des
Wechselanteils des reflektierten oder transmittierten Signals auf die
Sauerstoffsättigung geschlossen. Typischerweise werden hierfür
lichtemittierende Dioden und Fotoempfänger verwendet. Ein Körperteil, das
zur Messung besonders geeignet ist, ist das Ohrläppchen, bei dem die
Fotoelemente eng und ohne Verkanten auf der Haut zum Anliegen gebracht
werden können, damit der Wechselanteil des Signals, der um Größenordnung
kleiner ist als der Konstantanteil des Signals, möglichst gut erfaßt werden
kann.
Bei den bisher bekannten Ohrsensoren werden die Sensorelemente an einem
Träger befestigt, der ähnlich einer Wäscheklammer, aus zwei Schenkeln
besteht, die über eine Schenkelfeder miteinander verbunden sind. Die
Schenkelfeder bringt die erforderliche Federkraft zur Befestigung am
Ohrläppchen auf. Die Schenkelfeder muß dazu extra montiert werden. Aus
der US 4,685,464 ist ein ähnlicher Sensor für die Messung an einem Finger
bekannt. Derartige Sensoren, die eine zusätzliche Feder benötigen, sind
schlecht reinigbar, da bedingt durch die Feder es sehr viel Schmutzkanten
gibt, die sehr schwer zugänglich sind. Darüber hinaus ist eine gesonderte
Montage der Schenkelfeder erforderlich.
Aus der EP 572 684 A1 ist ein medizinischer Sensor zum Messen der
Sauerstoffsättigung und des Bluts bekannt, der in einer Ausführungsform gemäß
Fig. 20 als Ohrsensor in Form einer elastischen Klammer aus Kunststoff
ausgebildet ist. Die Klammerarme sind jeweils in einen kürzeren und längeren
Arm unterteilt. Im Bereich zwischen dem längeren und dem kürzeren Arm sind
die beiden Klammerarme miteinander verbunden, wobei aufgrund der zu
erfüllenden Funktion diese Verbindung elastisch ausgebildet sein muß, damit die
beiden langen Arme die Klammer am Ohr festhalten können. Der Beschreibung
ist nicht zu entnehmen, wie diese elastische Verbindung erfolgt. In der Fig. 20
ist lediglich ein schraffierter Kreis dargestellt, dessen Schraffierung sich von
den beiden Armen unterscheidet und somit auf ein zusätzliches Teil oder
zumindest verschiedenartiges Material schließen läßt.
Aus der DE 37 03 458 C2 ist ein medizinischer Fingersensor zum Messen von
Blut-, Gewebe- und Hautparametern bekannt, der aus einem elastischen
Werkstoff besteht, wobei beispielsweise Silikon, Kautschuk oder Polyurethan
angegeben werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen
Pulsoximetrie-Ohrsensor vorzuschlagen, der einstückig und konstruktiv so
ausgestaltet ist, daß er gut am Ohr befestigbar und einfach herstellbar und
reinigbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Pulsoximetrie-Ohrsensor
mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Der erfindungsgemäß
ausgestaltete Pulsoximetrie-Ohrsensor weist einen einteiligen klammerartig
oder clipartig ausgestalteten Träger für die Sensorelemente aus einem
elastischen Kunststoffmaterial auf. Der einteilige Pulsoximetrie-Ohrsensor
besitzt zwei Schenkel, die an ihren Enden die Sensorelemente aufnehmen
können. Die Schenkel sind über einen elastisch verformbaren Steg
miteinander verbunden, der mindestens eine in Steglängsrichtung verlaufende
und aus der Stegoberfläche herausragende Rippe aufweist. Der Steg bildet
die Verbindung zu den Schenkeln, so daß entweder ein Träger ähnlich einem
Ohrclip oder einer Klammer entsteht. Die verformbare Rippe übernimmt durch
ihre Spannung die Funktion einer Feder und zieht bzw. drückt je nach
Anordnung der Rippe auf dem Steg die Schenkelenden zusammen, an denen
die Sensorelemente angeordnet sind. Die Rippen sorgt daher für die
erforderliche Anpreßkraft, um den Ohrsensor an dem Ohrläppchen zu halten.
Bei einem Ohrsensor in Form eines Clips werden die Enden
auseinandergebogen und dann am Ohr befestigt. Bei einem klammerartig
ausgestalteten Träger kann durch zusammendrücken der den
Sensorelementen abgewandten Enden des Schenkels die erforderliche
Aufspreizung zur Befestigung des Ohrsensors am Ohrläppchen bewirkt
werden. Insbesondere bei einem klammerartig ausgebildeten Träger ist es
möglich, die aus dem Steg herausragende Rippe entweder auf der einen oder
auf der anderen Seite des Stegs anzuordnen.
Ein derart ausgestalteter Pulsoximetrie-Ohrsensor ist robust und aufgrund
seiner flachen Oberflächen gut reinig- und desinfizierbar. Durch die
einstückige Herstellung mittels Spritzguß fallen auch nur noch
Montagearbeiten für das Einlegen der Sensorelemente an.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu
entnehmen. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der
Pulsoximetrie-Ohrsensor klammerartig ausgebildet, so daß der Steg die
Schenkel in einem Betätigungsbereich und einen Klemmbereich, an dessen
Ende die Sensorelemente angeordnet sind, unterteilt. Damit wird die
Handhabung des Ohrsensors vereinfacht, da durch Zusammendrücken der
Enden des Schenkels im Betätigungsbereich die entgegengesetzten Enden
des Trägers aufgespreizt und damit leicht am Ohrläppchen befestigt werden
können. Die Anpreßkraft wird durch die aus der im Steg herausragende Rippe
bestimmt, wobei eine oder mehrere Rippen vorgesehen sein können.
Vorzugsweise ist eine Rippe auf der den Sensorelementen zugewandten Seite
des Stegs angeordnet, wobei dies so ausgestaltet ist, daß die Oberkante bei
geschlossenem Schenkel halbmondförmig ausgebildet ist. Bei der Spreizung
des Klemmbereichs wird die Oberkante des Stegs gestreckt, so daß sie bei
maximaler Spreizung parallel zum Steg verlaufen kann.
Bei einem anderen vorteilhaften Ausführungsbeispiel eines klammerartig
ausgebildeten Trägers ist die Rippe in dem Betätigungsbereich angeordnet, so
daß beim Zusammendrücken des Betätigungsbereichs zum Aufspreizen des
Klemmbereichs die Rippe gequetscht wird. Aufgrund der Elastizität der Rippe
bewirkt dies beim Loslassen ein Auseinanderdrücken der Schenkel im Bereich
des Betätigungsbereichs und damit den erforderlichen Anpreßdruck. Die
Rippe kann dabei einen gewellten Querschnitt aufweisen.
Als Trägermaterial wird vorzugsweise ein Polyurethan-Elastomer oder Silikon
verwendet. Der Härtebereich des Materials liegt zweckmäßigerweise
zwischen 98 Shore A und 75 Shore A.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in
Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert.
Es stellen dar:
Fig. 1 einen klammerartig ausgebildeten Ohrsensor mit einer
halbmondförmig ausgebildeten Rippe;
Fig. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel mit einem clipartig ausgebildeten
Ohrsensor;
Fig. 3 ein klammerartig ausgebildeter Ohrsensor mit einer Rippe im
Betätigungsbereich; und
Fig. 4 einen Ohrsensor nach Fig. 3, bei dem die Rippe wellenförmig
ausgebildet ist.
Fig. 1a zeigt die Seitenansicht eines klammerartig ausgebildeten
Pulsoximetrie-Ohrsensor 1, wobei ein Schenkel 2 zusammen mit einem
Sensorelement 4 und Anschlußkabel 5 im Schnitt dargestellt ist. Die beiden
Schenkel 2 und 3 sind in einen Betätigungsbereich 6 und einen Klemmbereich
7 unterteilt, die durch die räumliche Anbringung des die beiden Schenkel
verbindenden Stegs 8 bestimmt werden. An dem Steg 8 befindet sich auf der
den Sensorelementen 4 zugewandten Seite eine Rippe 9, die aufgrund ihrer
Spannung die beiden die Sensorelemente aufweisenden Enden der Schenke
2 und 3 zusammenzieht und damit für die erforderliche Anpreßkraft am
Ohrläppchen sorgt. Fig. 1a zeigt den Ohrsensor in seiner Ruhestellung. Zum
Anklemmen am Ohrläppchen wird der Ohrsensor, wie in Fig. 1e dargestellt,
an dem Betätigungsbereich 6 zusammengepreßt und damit der Steg 8
verformt sowie die Oberkante 10 der Rippe 9 gespannt. Die Oberkante 10
der Rippe 9 verläuft dann im wesentlichen parallel zu dem Steg 8. Nach der
Aufspreizung der Schenkel 2 und 3 in Klemmbereich 7 sorgt die
Rückstellkraft der Rippe 9 für den erforderlichen Anpreßdruck an dem
Ohrläppchen. Der Anpreßdruck wird dabei so eingestellt, daß noch eine
ausreichende Durchblutung des Ohrläppchens gewährleistet ist.
Fig. 1b zeigt die Stirnansicht des Ohrsensors 1 mit der Stirnseite der
Schenkel 2 und 3 und Öffnungen 11 für die Anschlußkabel 5 der
Sensorelemente. Die Sensorelemente können entweder nachträglich in eigens
dafür vorgesehene Schlitze in den Träger 12 eingelegt oder gleich bei der
Herstellung mit eingespritzt werden. Dazu wird das Sensorelement vorher mit
dem Anschlußkabel fest und wasserdicht verbunden.
Fig. 1c zeigt einen Schnitt durch den Steg 8 entlang der Linie A-A mit der
Rippe 9. Aus Fig. 1d ist die Draufsicht auf den Schenkel 2 gezeigt.
Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel eines Pulsoximetrie-Ohrsensors
13, der clipähnlich ausgebildet ist. Auch hier ist in der Fig. 2a wie in der
Fig. 1a der eine Schenkel im Schnitt dargestellt und zeigt den Ohrsensor in
Ruhestellung. Der Ohrsensor 13 weist ebenfalls einen Steg 8 mit einer
halbmondförmigen Rippe 9 auf. Fig. 2b zeigt eine Draufsicht auf den
Schenkel 2.
Fig. 3 zeigt wird er einen klammerartig ausgestalteten Pulsoximetrie-
Ohrsensor 14 in einer teilweise geschnittenen Ansicht wie in Fig. 1, wobei
im Unterschied zu dem in Fig. 1 dargestellten Ohrsensor eine Rippe 15
zwischen den Betätigungsbereichen 6 der Schenkel 2 und 3 angeordnet ist.
Fig. 3b zeigt die Stirnansicht auf den Sensor 14.
Fig. 4 zeigt entsprechend Fig. 3 in der Fig. 4a die teilweise geschnittene
Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform mit einer wellenförmig
ausgebildeten Rippe 17 zwischen den Schenkeln 2 und 3. In Fig. 4b ist
wiederum die Stirnansicht dargestellt.
Die vorstehenden in Verbindung mit den Figuren erläuterten Pulsoximetrie-
Ohrsensoren weisen alle einen einstückigen Träger 12 auf, der im Spitzguß
aus einem Polyurethan-Elastomer oder Silikon hergestellt ist. Der
Härtebereich des Materials liegt dabei zwischen 98 Shore-A und 75 Shore-A.
Durch die besondere Ausgestaltung des Materials und der Rippe 9 wird die
für die Befestigung am Ohrläppchen erforderliche Anpreßkraft erreicht. Wie
bereits vorstehend erwähnt, werden die Sensorelemente fest mit dem
Anschlußkabel vergossen und dann entweder bei der Herstellung des Trägers
12 gleich mit eingegossen (wie in den Figuren dargestellt), oder nachträglich
in die dafür vorgesehene Ausnehmung 18 und einen Schlitz für das
Anschlußkabel 5 eingelegt, in dem das Sensorelement mit Kabel aufgrund der
Elastizität des Materials sicher gehalten wird.
Claims (8)
1. Pulsoximetrie-Ohrsensor mit einem einteiligen klammerartig oder
clipartig ausgestalteten Träger (12) für die Sensorelemente (4) aus
einem elastischen Kunststoffmaterial, dessen Schenkel (2, 3) über
einen elastisch verformbaren Steg (8) miteinander verbunden sind,
der mindestens eine in Steglängsrichtung verlaufende und aus der
Stegoberfläche herausragende elastisch verformbare Rippe (9)
aufweist.
2. Pulsoximetrie-Ohrsensor nach Anspruch 1, der klammerartig
ausgebildet ist und bei dem der Steg (8) die Schenkel (2, 3) in einen
Betätigungsbereich (6) und einen Klemmbereich (7), an dessen Ende
die Sensorelemente (4) angeordnet sind, unterteilt.
3. Pulsoximetrie-Ohrsensor nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine
Rippe (9) auf der den Sensorelementen (4) zugewandten Seite des
Stegs (8) angeordnet ist, deren Oberkante (10) einen Halbmond
bildet, wenn sich die beiden Enden mit den Sensorelementen (4) der
beiden Schenkel (2, 3) berühren.
4. Pulsoximetrie-Ohrsensor nach Anspruch 3, bei dem die Oberkante
(10) der Rippe (9) bei maximaler Spreizung im wesentlichen parallel
zum Steg (8) verläuft.
5. Pulsoximetrie-Ohrsensor nach Anspruch 2, bei dem die Rippe (15) in
dem Betätigungsbereich (6) angeordnet ist.
6. Pulsoximetrie-Ohrsensor nach Anspruch 5, bei dem die Rippe (15)
einen gewellten Querschnitt aufweist.
7. Pulsoximetrie-Ohrsensor nach einem der vorangegangenen
Ansprüche, bei dem der Träger (12) aus einem Polyurethan-Elasto
mer oder Silikon hergestellt ist.
8. Pulsoximetrie-Ohrsensor nach einem der vorangegangenen
Ansprüche, bei dem der Härtebereich des Materials zwischen 98
Shore-A und 75 Shore-A liegt.
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