DE69627416T2

DE69627416T2 - Lichtsensor für Transmissionsmessungen an Gewebe

Info

Publication number: DE69627416T2
Application number: DE69627416T
Authority: DE
Inventors: Takuo Aoyagi; Masayoshi Fuse
Original assignee: Nihon Kohden Corp
Current assignee: Nihon Kohden Corp
Priority date: 1995-05-08
Filing date: 1996-05-07
Publication date: 2003-11-06
Anticipated expiration: 2016-05-08
Also published as: EP0741992B1; EP0741992A1; DE69627416D1; US5666952A; JPH08299311A; JP3326580B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Bereich der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gewebe-Durchlichtsensor, welcher eine Änderung der Menge von Durchlicht verursacht durch absorptive Substanzen in dem Blut ermittelt, das durch ein arterielles Gefäß des Patienten strömt, wodurch die Pulswelle des Bluts ermittelt wird, und bezieht sich insbesondere auf einen Gewebe-Durchlichtsensor, welcher die Pulswelle auf der Basis von Licht ermittelt, das durch ein Gewebe in der Nähe der oberflächlichen Schläfenlappenarterie durchgelassen wird:

Stand der Technik

Um die Sauerstoffsättigung des Bluts des Patienten oder das Herzzeitvolumen, das Blutvolumen usw. mittels Einspritzen von Farbstoff in das Blut zu messen, wird die Pulsfotometrie verwendet. Als eine Sonde für die Pulsfotometrie ist eine optische Sensorsonde bekannt, welche an einem Ohrläppchen, einer Ohrmuschel, einer Fingerspitze oder dergleichen befestigt wird. Bei der Sonde emittiert eine lichtemittierende Einheit, wie z. B. eine LED Licht, und eine lichtempfangende Einheit, wie z. B. eine Fotodiode PD empfängt das Licht, wodurch absorptive Substanzen in dem Blut ermittelt werden, die durch ein arterielles Gefäß in dem Gewebe in der Nähe des befestigten Teils strömen.
Die herkömmliche optische Sensorsonde, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, hat ein Problem dahingehend, dass in dem Fall, wo die Sonde an einer Fingerspitze befestigt wird, die Durchflussgeschwindigkeit des Bluts variiert, wenn vasomotorische Nerven durch einen Reflex verursacht durch eine Hyperventilation oder eine Kongestion gereizt werden, so dass ein Messwert instabil wird.
In dem Fall, wo die Sonde an einem Ohr befestigt wird, wird ein Messwert durch Vasokonstriktion verursacht durch einen Reflex stark beeinflusst. In diesem Fall entsteht jedoch ein Problem dahingehend, dass die Amplitude der Pulswelle viel niedriger ist, als in einer Fingerspitze, und besonders für einen Patienten bei allgemeiner Unempfindlichkeit oder unmittelbar nach einer Operation kann die Messung nicht stabil durchgeführt werden.
Wenn das Herzzeitvolumen, das Blutvolumen usw., unter Verwendung von Farbstoff zu messen sind, kann die Befestigung der Sonde ein Blutströmungshindernis verursachen. Dieses erzeugt ein Problem dahingehend, dass die Messgenauigkeit und -reproduzierbarkeit beeinträchtigt werden. Ferner hat das Klemmverfahren, welches oft zur Befestigung einer Sonde an einem Ohrläppchen verwendet wird, einen Mangel dahingehend, dass, wenn sich der Patient bewegt, die Sonde leicht schwingt, und daher ist es schwierig, die Messung stabil und mit hoher Präzision durchzuführen, so dass dadurch leicht ein Messfehler erzeugt wird.
Die US-A-3 810 460, die dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 entspricht, offenbart einen Gewebe-Durchlichtsensor, der zwei Schenkel umfasst, von denen einer einen Schenkel für einen äußeren Gehörgang mit einer lichtemittierenden Einheit aufweist, währenddessen der andere Schenkel eine lichtempfangende Einheit einschließt. Die Schenkel sind zum Befestigen in der Nähe des Ohrs eines Menschen angepasst. Die beiden Schenkel sind drehbar miteinander mittels eines Zapfens verbunden, und eine Feder ist um den Zapfen gewickelt, um die Bereiche der Schenkel, die die lichtemittierende Einheit und die lichtempfangende Einheit aufweisen, zueinander in einer Schließrichtung zu drücken.
Die EP-A-0 678 277, ein Dokument nach Art. 54(3) EPC, beschreibt einen Gewebe- Durchlichtsensor, der zwei Schenkel umfasst, von denen jedes ein Lager aufweist, welche drehbar mittels eines Zapfens, der durch die Lager hindurchtritt, verbunden ist. Einer der Schenkel weist einen Schenkel für einen äußeren Gehörgang auf und schließt ein lichtempfindliches Teil ein. Der andere der Schenkel schließt ein lichtemittierendes Teil ein. Eine gewundene Feder ist um den Zapfen gewickelt, um die Enden der Schenkel gegenüberliegend zu den lichtempfindlichen und lichtemittierenden Teilen in einer Öffnungsrichtung vorzubelasten.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung wurde hinsichtlich der oben erläuterten Tatsachen durchgeführt. Es ist ein Ziel der Erfindung, einen Gewebe-Durchlichtsensor zu schaffen, welcher eine Abweichung verursacht durch die Differenz des Raums in der Ohrmuschel des Patienten verhindern kann und welcher stabil an dem Patienten befestigt werden kann.
Um das Ziel zu erreichen wurde ein Gewebe-Durchlichtsensor entsprechend den Merkmalen des Patentanspruchs 1 geschaffen.
Bei dem Gewebe-Durchlichtsensor, der wie oben beschrieben ausgebildet ist, sind der Schenkel für den äußeren Gehörgang und der Halteschenkel miteinander über den Stützzapfen so miteinander verbunden, um in einer Axialrichtung verschiebbar (beweglich) zu sein. Auch wenn der Raum in der Ohrmuschel des Patienten sich in der Größe zwischen den Personen unterscheidet, wird der Winkel des Halteschenkels in Bezug zu dem Schenkel für den äußeren Gehörgang im Wesentlichen konstant gehalten, so dass der Befestigungsbereich, der durch den Halteschenkel gehalten wird, an einem Abrutschen gehindert wird, um dadurch zu ermöglichen, dass der Sensor stabil befestigt ist.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird verhindert, dass die oberflächliche Schläfenlappenarterie durch einen Knorpel in der Nähe des äußeren Gehörgangs angepresst wird, so dass eine Änderung der Menge an Durchlicht aufgrund von absorptiven Substanzen in dem Blut, das durch die Arterie strömt, stabil ermittelt werden kann, ohne dass die Blutströmung behindert wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung, die den befestigten Zustand einer Ausführungsform des Gewebe-Durchlichtsensors der Erfindung darstellt.
Fig. 2 ist eine auseinandergezogene Perspektivansicht, die die Konfiguration des Hauptbereichs des Gewebe-Durchlichtsensors von Fig. 1 zeigt.
Fig. 3(a) und (b) zeigen Schnittansichten, die den Aufbau zum Verbinden eines Schenkels für einen äußeren Gehörgang mit einem Halteschenkel, wie in Fig. 1 gezeigt, darstellen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Nachstehend wird eine Ausführungsform des Gewebe-Durchlichtsensors der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen die Anordnung der Ausführungsform der Erfindung.
In den Fig. 1 und 2 ist eine LED 4, welches als die lichtemittierende Einheit dient, auf der oberen Fläche eines Schenkels 3 für einen äußeren Gehörgang (extemal auditory canal arm) angeordnet, welcher in einen äußeren Gehörgang 2 über eine Höhlung 1 einzusetzen ist. Die obere Fläche des Schenkels 3 für den äußeren Gehörgang ist als eine gekrümmte Fläche mit einer Form ausgebildet, die an die Innenfläche des äußeren Gehörgangs 2 angepasst ist und ist mit einer griffigen Verarbeitung, wie z. B. einer Wildlederform, ausgestattet. Ein Schwammelement 5, welches elastisch an die Innenfläche des äußeren Gehörgangs 2 anstößt, ist auf der unteren Fläche des Schenkels 3 für den äußeren Gehörgang angeordnet. Ein Stützzapfen 6 steht aufrecht in einer im Wesentlichen senkrechten Richtung an einem Ende des Schenkels 3 für den äußeren Gehörgang, welcher nach außen von der Höhlung 1 hervorsteht.
Eine Fotodiode 7, welche als lichtempfangende Einheit dient, ist auf einem Befestigungsbereich 8 so angeordnet, dass sie der LED 4 gegenüberliegt. Der Befestigungsbereich 8 wird drehbar durch ein Ende eines Halteschenkels 10 über einen Zapfen 9 gehalten. Ein Flansch 10a, welcher in drei Richtungen hervorsteht, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, ist integriert an dem anderen Ende des Halteschenkels 10 ausgebildet. Ein prismenförmiger oder kreisförmiger Stab 11 steht nach unten von dem Mittelbereich des Bereichs des Halteschenkels 10 hervor, wo der Flansch 10a ausgebildet ist. Ein Teil des Stabs 11 ist mit dem Halteschenkel 10 über ein Verbindungsteil 11a verbunden. Ein Vorsprung (Anschlag) 12 ist integriert an einem unteren Ende der Außenfläche des Stabs 11 ausgebildet. Ein Durchgangsloch 11b ist so ausgebildet, dass es durch die Mitte des Stabs 11 in der Axialrichtung hindurchtritt. Die Form des Durchgangslochs 11b ist zur Querschnittsform des Stützzapfens 6 gleich.
Andererseits ist eine Schraubenfeder 13 um den Stützzapfen 6 gewickelt, welcher an dem einen Ende des Schenkels 3 für den äußeren Gehörgang steht. Die Enden der Schraubenfeder sind jeweils mit dem Schenkel 3 für den äußeren Gehörgang und dem Stab 11 in Eingriff befindlich. Eine Abdeckung 14 ist integriert auf dem Schenkel 3 für den äußeren Gehörgang ausgebildet und umgibt den Stützzapfen 6 und die Schraubenfeder 13. Der Stab 11 kann in die Abdeckung so eingepasst sein, dass er in der Axialrichtung verschiebbar (beweglich) ist. Eine Führungsnut 14a, in welcher der Vorsprung 12, der auf dem Stab 11 ausgebildet ist, eingepasst ist, ist in der Abdeckung 14 ausgebildet, um sich in der Axialrichtung zu erstrecken. Wenn der Stützzapfen 6 durch das Durchgangsloch 11b des Stabs 11 hindurchtritt, ist der Vorsprung 12 mit der Führungsnut 14a in Eingriff befindlich, so dass verhindert wird, dass der Stab 11 sich in Bezug zu der Abdeckung 14 dreht. Ein Flansch 15 ist mit dem oberen Ende des Stützzapfens 6 verschraubt.
Wenn bei dem Gewebe-Durchlichtsensor, der wie oben beschrieben gestaltet ist, die Flansche 10a und 15 durch Finger geklemmt werden und in die Richtungen der Pfeile A und B, wie in Fig. 3(a) gezeigt ist, zusammengedrückt werden, werden der Schenkel 3 für den äußeren Gehörgang und der Halteschenkel 10 voneinander getrennt. In diesem Zustand wird der Schenkel 3 für den äußeren Gehörgang in den äußeren Gehörgang 2 eingesetzt. Wenn der Schenkel 3 für den äußeren Gehörgang und der Halteschenkel 10 danach gelöst werden, wie in Fig. 3(b) gezeigt ist, bewirkt die Druckkraft der Schraubenfeder 13, dass der Schenkel 3 für den äußeren Gehörgang und der Halteschenkel 10 zueinander angezogen werden, so dass sie nahe beieinander befindlich sind. Als ein Ergebnis dessen, ist, wie in Fig. 1 gezeigt ist, der Befestigungsbereich 8 dicht an der Oberfläche des Schläfenlappens befestigt, wodurch der Befestigungsvorgang abgeschlossen wird. Wenn die LED 4 Licht emittiert kann die Fotodiode 7 Licht ermitteln, welcher Licht in der Nähe der Schläfenlappenarterie durchlässt.
In der Ausführungsform sind der Schenkel 3 für den äußeren Gehörgang und der Halteschenkel 10 über den Stützzapfen 6 miteinander verbunden, so dass er in der Axialrichtung verschiebbar (beweglich) ist. Auch wenn der Raum in der Ohrmuschel des Patienten sich von der Größe unter verschiedenen Personen unterscheidet, kann daher der Winkel des Halteschenkels 10 in Bezug zu dem Schenkel 3 für den äußeren Gehörgang im Wesentlichen konstant gehalten werden, so dass der Befestigungsbereich 8, der durch den Halteschenkel 10 gehalten wird, am Abrutschen gehindert wird, um dadurch zu ermöglichen, dass der Sensor stabil befestigt ist. Obig wurde die Ausführungsform, in welcher der Stützzapfen 6 eine kreisförmige Stabform aufweist, beschrieben. Alternativ dazu kann der Stützzapfen 6 eine prismenförmige oder elliptisch stabförmige Form haben, und das Durchgangsloch 11b kann eine Form haben, die der des Stützzapfens angepasst ist. In der Alternative kann verhindert werden, dass der Halteschenkel 10 sich in Bezug zu dem Schenkel 3 des äußeren Gehörgangs dreht, und daher sind der Vorsprung 12, der auf dem Stab 11 ausgebildet ist, und die Führungsnut 14a, die in der Abdeckung 14 ausgebildet ist, nicht notwendig.
Da wie oben beschrieben entsprechend dem Gewebe-Durchlichtsensor nach der Erfindung der Schenkel 3 für den äußeren Gehörgang und der Halteschenkel miteinander über den Stützzapfen verbunden sind, um beweglich in einer Axialrichtung zu sein, wird der Winkel, der durch den Schenkel für den äußeren Gehörgang und dem Halteschenkel gebildet wird, im Wesentlichen konstant gehalten, so dass verhindert wird, dass der Befestigungsbereich abrutscht, wodurch ermöglicht wird, dass der Sensor stabil befestigt ist.

Claims

Gewebe-Durchlichtsensor, umfassend:

einen Schenkel (3) für einen äußeren Gehörgang, welcher eine lichtemittierende Einheit (4) oder eine lichtempfangende Einheit hält;

einen Befestigungsbereich (8), der die lichtemittierende Einheit oder die lichtempfangende Einheit (7) hält, wobei der Befestigungsbereich (8) so angepasst ist;

dass er an einer Außenfläche eines Schläfenlappens in der Nähe des Ohrs zu befestigen ist;

einen Stützzapfen (6);

einen Halteschenkel (10), der drehbar an einem Ende des Befestigungsbereichs (8) gehalten wird und einen Stab (11) an dem anderen Ende aufweist, wobei ein Durchgangsloch (11b) in dem Stab (11) ausgebildet ist und wobei der Stützzapfen (6) in das Durchgangsloch (11b) eingesetzt ist, um in einer Axialrichtung verschiebbar zu sein; und

eine Feder (13), die um den Stützzapfen (6) gewickelt ist und den Schenkel (3) für den äußeren Gehörgang mit dem Halteschenkel (10) verbindet,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Stützzapfen (6) in einer senkrechten Richtung zu dem Halteschenkel (10) an dem Ende des Schenkels (3) für den äußeren Gehörgang nach außen hervorstehend aufrecht steht und dass der Schenkel (3) für den äußeren Gehörgang an der oberen Fläche als eine gekrümmte Fläche mit einer Form ausgebildet ist, die an die Innenfläche des äußeren Gehörgangs angepasst ist, um ihn in einen äußeren Gehörgang (2) eines Ohrs eines Patienten einzusetzen.
2. Gewebe-Durchlichtsensor nach Anspruch 1, wobei ein Winkel, der durch den Schenkel (3) für den äußeren Gehörgang und den Halteschenkel (10) begrenzt wird, im Wesentlichen konstant gehalten wird.