FI84693C - KAENSELORGAN SOM LAEMPAR SIG FOER ANDNINGSKONTROLL. - Google Patents
KAENSELORGAN SOM LAEMPAR SIG FOER ANDNINGSKONTROLL. Download PDFInfo
- Publication number
- FI84693C FI84693C FI890669A FI890669A FI84693C FI 84693 C FI84693 C FI 84693C FI 890669 A FI890669 A FI 890669A FI 890669 A FI890669 A FI 890669A FI 84693 C FI84693 C FI 84693C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- sensing means
- insulating layer
- pyroelectric
- means according
- patient
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 22
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 claims description 15
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 3
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 3
- 210000002345 respiratory system Anatomy 0.000 claims description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims 4
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 claims 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 claims 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 6
- 210000000038 chest Anatomy 0.000 description 3
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 210000003097 mucus Anatomy 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 210000003041 ligament Anatomy 0.000 description 1
- 230000036445 liquid secretion Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 210000000115 thoracic cavity Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
1 846931 84693
Hengityksen tarkkailuun soveltuva tuntoelinA sensor suitable for breathing monitoring
Keksintö koskee potilaan hengitystien tai hengitysteiden kautta tapahtuvan hengityksen tarkkailuun soveltuvaa 5 tuntoelintä. Keksintö koskee myös erityisen käyttökelpoiseksi osoittautuneen materiaalin käyttöä hengityskaasuvirran havaitsemisessa.The invention relates to a sensor 5 suitable for monitoring a patient's airways or respiratory tract. The invention also relates to the use of a material which has proven to be particularly useful in detecting a respiratory gas flow.
Yleisesti potilaan hengityksen monitorointimenetelmät 10 perustuvat rintakehän liikkeeseen tai keuhkojen tilavuuden muutoksiin hengitettäessä. Ihoon kiinnitettävät paineanturit havannoivat rintakehän liikettä. Piezosähköistä kalvoa, joka myös havaitsee rintakehän liikkeen, on käytetty hengityksen tarkkailuun.In general, methods of monitoring a patient's respiration 10 are based on chest movement or changes in lung volume during respiration. Pressure sensors attached to the skin detect chest movement. A piezoelectric membrane, which also detects chest movement, has been used to monitor breathing.
15 Impedanssiantureilla puolestaan mitataan hengitys- tilavuudessa tapahtuvia muutoksia. Näillä periaatteilla tapahtuvat mittaukset ovat kuitenkin erittäin artefaktaherkkiä, sillä kaikki lihasten liikkeet näkyvät mittaustuloksissa vaikeuttaen osaltaan tulosten 20 tulkintaa.15 Impedance sensors, on the other hand, measure changes in tidal volume. However, measurements made with these principles are very artifact sensitive, as all muscle movements are reflected in the measurement results, making it difficult to interpret the results.
Näitä menetelmiä on lisäksi pidettävä epäluotettavina, koska ne seuraavat potilaan hengitysliikkeitä, jotka voivat edelleen jatkua, vaikka ilman kulku keuhkoihin on 25 estynyt esimerkiksi hengitysteihin kertyneen liman vuoksi. Vasta siinä vaiheessa, kun hengitysliikkeet ovat lakanneet ja potilaan hapensaanti on ollut jo jonkin aikaa estynyt, saadaan näillä menetelmillä tieto vakavasta tilanteesta. Tätä ongelmaa on siis pidettävä 30 erittäin merkittävänä.In addition, these methods must be considered unreliable because they monitor the patient's respiratory movements, which may continue even if airflow to the lungs is blocked, for example due to mucus accumulated in the airways. Only at the stage when the breathing movements have stopped and the patient's oxygen supply has been blocked for some time will these methods provide information about the serious situation. This problem must therefore be considered very significant.
Käytössä on periaatteessa luotettavampikin mittausmenetelmä, joka perustuu ilman virtauksen tarkkailemiseen nenätermistorin avulla. Termistorin toiminta perustuu 35 vastuksen arvon muuttumiseen lämpötilan muutoksen 2 84693 seurauksena. Tällaisen termistorin haittapuolena on sen hankalahko rakenne. Lisäksi halpojen termistorien ongelmana on rajoitettu herkkyys. Mittauksessa ongelmia aiheuttaa kosteus. Jos potilaan hengitysteistä erottuva 5 lima joutuu terraistorille syystä tai toisesta, johtaa tämä mittaushäiriöön. Termistorin ihokosketus johtaa samoin mittaushäiriöön. Termistorin sijainti hengitystien edessä on erittäin kriittinen. Sen tulee siis sijaita juuri oikeassa kohdassa, jotta hengityssignaali havait-10 täisiin. Tästä syystä termistorin asennus vaatii runsaasti työtä.In principle, there is a more reliable measurement method based on monitoring the air flow with a nose thermistor. The operation of the thermistor is based on a change in the value of 35 resistors as a result of a temperature change of 2,84693. The disadvantage of such a thermistor is its awkward structure. In addition, the problem of cheap thermistors is limited sensitivity. Moisture causes problems in the measurement. If the mucus 5 separating from the patient's airways gets on the terraistor for one reason or another, this will lead to a measurement error. Skin contact with the thermistor also results in a measurement error. The location of the thermistor in front of the airway is very critical. It must therefore be in exactly the right place for the respiratory signal to be detected. For this reason, installing a thermistor requires a lot of work.
Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut ongelmat. Tarkoituksena on saada aikaan tuntoelin, joka 15 on rakenteeltaan yksinkertainen ja hinnaltaan halpa.The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems. The object is to provide a sensor which is simple in construction and inexpensive.
Edelleen tarkoituksena on saada aikaan tuntoelin, jolla saadaan luotettavasti hengityssignaali suoraan hengitys-ilmavirrasta.It is a further object to provide a sensor which reliably obtains a breathing signal directly from the breathing air flow.
20 Keksinnön mukaisen laitteen tunnusomaiset piirteet on esitetty patenttivaatimuksissa.The characteristic features of the device according to the invention are set out in the claims.
Keksintö perustuu pyrosähköisen ilmiön hyväksikäyttöön potilaan hengityksen tarkkailussa. Potilaan hengittäessä 25 suun tai nenän kautta voidaan edestakaisin tapahtuvan hengitysilmavirran aiheuttama lämpötilanmuutos havaita pyrosähköisissä materiaaleissa tapahtuvana sähköisenä polarisaationa. Polarisaation aiheuttama jännitesignaali viedään monitoroivaan instrumenttiin.The invention is based on the use of a pyroelectric phenomenon in the monitoring of a patient's breathing. As the patient breathes through the mouth or nose, the temperature change caused by the reciprocating breathing air flow can be detected as electrical polarization in the pyroelectric materials. The voltage signal caused by the polarization is applied to the monitoring instrument.
3030
Materiaali, jolla on pyrosähköisiä ominaisuuksia on erityisen edullinen hengitysteiden kautta tapahtuvan ilmavirran havainnointiin esimerkiksi termistoriin verrattuna. Pyrosähköinen materiaali ei ole herkkä 35 kosteudelle tai ihokosketukselle toisin kuin termistori.A material with pyroelectric properties is particularly advantageous for detecting airflow through the airways, for example compared to a thermistor. The pyroelectric material is not sensitive to moisture or skin contact unlike a thermistor.
3 846933,84693
Hengitysteistä tuleva nestemäinen erite, joka joutuu kosketuksiin sähköisesti eristetyn pyrosähköisen materiaalin kanssa, tekee tämän materiaalin inaktiiviseksi ainoastaan kosketuskohdasta. Koska 5 pyrosähköistä materiaalin pinta-ala on suhteellisen suuri, niin tällä seikalla ei ole merkittävää vaikutusta itse mittaukseen. Ihokosketuksen vaikutus on sama kuin kosteuden eli vähäinen.Liquid secretion from the airways that comes into contact with the electrically insulated pyroelectric material renders this material inactive only at the point of contact. Since the surface area of the 5 pyroelectric material is relatively large, this fact has no significant effect on the measurement itself. The effect of skin contact is the same as moisture, ie minor.
10 Pyrosähköisestä materiaalista valmistetun tuntoelimen pinta-ala saadaan suureksi, jolloin tuntoelimen sijoittaminen hengitysteiden eteen ei ole kovin tarkka toisin kuin termistorin tapauksessa.10 The surface area of a sensor made of pyroelectric material is made large, so that the placement of the sensor in front of the airways is not very precise, unlike in the case of a thermistor.
15 Pyrosähköisiä ominaisuuksia on usein pidetty mekaanis-sähköisiä ja sähkömekaanisia ominaisuuksia omaavien pietsosähköisten materiaalien haittapuolina. Pietso-sähköisen kalvon mekaanissähköisiä ominaisuuksia on käytetty hyväksi rintakehän hengityslrikkeiden 20 tarkkailussa. Mekaanissähköisten ominaisuuksien hyväksikäytössä ongelmana on kuitenkin ollut artefaktaherkkyyden lisäksi se, että potilaan hengitysliikkeet voivat jatkua, vaikka ilman kulku keuhkoihin on estynyt.15 Pyroelectric properties have often been considered to be disadvantages of piezoelectric materials with mechanical-electrical and electromechanical properties. The mechanical-electrical properties of the piezoelectric membrane have been exploited in the observation of the thoracic respiratory ligaments 20. However, in addition to artifact sensitivity, a problem with the exploitation of mechanical-electrical properties has been that the patient's breathing movements may continue even if airflow to the lungs is obstructed.
25 Pyrosähköisiä materiaaleja, jotka siis ovat usein samoja kuin pietsosähköiset materiaalit, tunnetaan useita. Tällainen materiaali on esimerkiksi polyvinylideeni-fluoridi. Myös keraamisia materiaaleja tunnetaan.25 Pyroelectric materials, thus often the same as piezoelectric materials, are known. Such a material is, for example, polyvinylidene fluoride. Ceramic materials are also known.
30 Seuraavassa keksintöä kuvataan tarkemmin viittaamalla oheisiin patenttipiirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen tuntoelimen edestäpäin nähtynä, kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista tuntoelintä leikkausta 35 A-A pitkin, 4 84693 kuvio 3 esittää kuvion 1 mukaista tuntoelintä leikkausta B-B pitkin, kuvio 4 esittää kuvion 1 mukaista tuntoelintä kiinnitettynä potilaan nenän alapuolelle katsottaessa 5 suoraan potilaan kasvoihin päin.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying patent drawings, in which Fig. 1 shows a front view of a sensor according to the invention, Fig. 2 shows a sensor according to Fig. 1 in section 35 AA, Fig. 4 84693 Fig. 3 shows a sensor according to Fig. 1 in section BB, Fig. 4 shows Fig. 1 a sensor attached below the patient's nose when viewed 5 directly toward the patient's face.
Kuviossa 1 esiintyy keksinnön mukainen tuntoelin 1 edestäpäin nähtynä. Tuntoelimestä johtaa parikaapeli 2 mittausinstrumentille, joka ei näy kuvassa. Tuntoelin on 10 edullisesti muodoltaan sellainen, että se ulottuu molempien sieraimien edustalta aina suun eteen. Tällöin saadaan varmasti hengityssignaali, vaikka jokin hengitysteistä menisi tukkoon.Figure 1 shows a sensor 1 according to the invention seen from the front. A pair cable 2 leads from the sensor to a measuring instrument which is not shown in the figure. The sensor 10 is preferably shaped so that it extends from the front of both nostrils to the mouth. In this case, a respiratory signal is certainly obtained, even if one of the airways becomes blocked.
15 Kuviossa 2, joka esittää tuntoelimen poikkileikkausta kuvion 1 linjaa A-A pitkin, esiintyy pyrosähköisiä ominaisuuksia omaavasta materiaalista valmistettu kappale 3. Kyseinen kappale on edullisesti kalvomaisessa muodossa. Tämän kappaleen pinnalla on elektrodit 4.Fig. 2, which shows a cross-section of the sensor along the line A-A in Fig. 1, shows a body 3 made of a material having pyroelectric properties. This body is preferably in a film-like form. The surface of this piece has electrodes 4.
20 Elektrodeina voivat toimia esim metallikalvo, hiilikalvo tai vaikkapa johtava maalikerros. Kappaleen 3 ja elektrodien 4 muodostaman elementin hengitysilmavirtauksen havaitseva pinta on päällystetty sähköä eristävällä kerroksella 5, joka erottaa 25 galvaanisesti johtavan pintakalvon potilaasta. Tämän kerroksen tulisi edullisesti olla mahdollisimman ohut, jotta hengityksen aiheuttama lämpötilan muutos havaittaisiin riittävän selvästi. Tästä syystä myös kerroksen lämmönjohtavuuden tulisi edullisesti olla 30 mahdollisimman hyvä. Sähköä eristävä kerros voisi esimerkiksi olla polyetyleeniä.20 The electrodes can be, for example, a metal film, a carbon film or, for example, a conductive paint layer. The breathing air flow detecting surface of the element formed by the body 3 and the electrodes 4 is coated with an electrically insulating layer 5 which separates the 25 galvanically conductive surface films from the patient. This layer should preferably be as thin as possible so that the change in temperature caused by respiration is detected with sufficient clarity. For this reason, the thermal conductivity of the layer should preferably also be as good as possible. For example, the electrically insulating layer could be polyethylene.
Pyrosähköisiä ominaisuuksia omaavasta materiaalista valmistetun kalvomaisen kappaleen 3 kudosta kuten ihoa 35 kohden tulevalla pinnalla tarvitaan lämpöä eristävä 5 84693 kerros 6, koska muutoin lämpö siirtyy potilaan hengitysilmasta ohuen kalvomaisen kappaleen 3 läpi suoraan ihoon tai päinvastoin iholta kappaleelle 3 vähentäen oleellisesti mittauksen herkkyyttä. Lämpöä 5 eristävä kerros on edullisesti vaahtomuovia. Vaahtomuovi samalla tukee tuntoelimen rakennetta. Myös ilmakerros on sopiva lämmön eriste.On the surface of the film-like body 3 made of pyroelectric material, such as skin 35, a heat-insulating layer 84693 6 is required, otherwise heat is transferred from the patient's breathing air through the thin film-like body 3 directly to the skin or vice versa, substantially reducing measurement sensitivity. The heat insulating layer 5 is preferably foam. At the same time, the foam supports the structure of the sensor. The air layer is also a suitable thermal insulator.
Pyrosähköisestä materiaalista tehtyyn kappaleeseen 3 on 10 kiinnitetty suoraan parikaapelin 2 johdonpäät 7 käyttäen esim. puristusliitosta tai johtavaa maalia tai liimaa.The conductor ends 7 of the pair cable 2 are directly attached to the body 3 made of pyroelectric material 10 using, for example, a crimp connection or a conductive paint or glue.
Kuviossa 3 on puolestaan esitetty tuntoelin kuvion 1 linjaa B-B pitkin leikattuna. Tässä edullisessa sovel-15 lutusmuodossa tuntoelimen suun eteen tuleva osa on muodostettu yksinkertaisesti kääntämällä pyrosähköisiä ominaisuuksia omaavasta materiaalista 3 valmistettu kalvomainen kappale 3 tuntoelimen alareunan yli alapuolelle. Myös nenän eteen tuleva tuntoelimen osa on 20 hiukan taivutettu. Tässä jälkimmäisessä tapauksessa taitetun osuuden ei ole tietenkään tarpeen ulottua niin pitkälle tuntoelimen vastakkaiselle puolelle kuin suun edessä.Fig. 3, in turn, shows the sensor section along the line B-B in Fig. 1. In this preferred embodiment, the part facing the mouth of the sensor is formed simply by turning a film-like body 3 made of a material 3 having pyroelectric properties over the lower edge of the sensor below. The portion of the sensor in front of the nose is also slightly bent. In the latter case, of course, it is not necessary to extend the folded portion as far to the opposite side of the sensor as in front of the mouth.
25 Kuviossa 4 tuntoelin 1 on kiinnitetty potilaan nenän alle teipillä 8. Kuten kuviosta näkyy, niin samalla tunto-elimellä kyetään havaitsemaan sekä sierainten että suun kautta tapahtuva hengitys.In Figure 4, the sensor 1 is fastened under the patient's nose with tape 8. As can be seen from the figure, the same sensor can detect both nasal and oral respiration.
30 Keksintö ei mitenkään rajoitu edellä esitettyihin sovellutusmuotoihin, vaan patenttivaatimusten puitteissa voidaan keksinnön eri yksityiskohtia muunnella.The invention is in no way limited to the embodiments described above, but various details of the invention may be modified within the scope of the claims.
Itsestään selvää on, että tuntoelimen muotoa voidaan 35 muutella. Tuntoelin voisi myös koostua vaikkapa 6 84693 erillisistä yhden tai useamman hengitystien edessä sijaitsevista elementeistä. Tuntoelin voisi olla myös muotoiltu siten, että se muodostaisi eräänlaisen peittävän maskin esim sierainten tai sekä sierainten että 5 suun eteen.It is self-evident that the shape of the sensor can be changed. The sensor could also consist of, for example, 6,84693 separate elements in front of one or more airways. The sensor could also be shaped so as to form a kind of covering mask, e.g. in front of the nostrils or both the nostrils and the mouth.
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI890669A FI84693C (en) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | KAENSELORGAN SOM LAEMPAR SIG FOER ANDNINGSKONTROLL. |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI890669A FI84693C (en) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | KAENSELORGAN SOM LAEMPAR SIG FOER ANDNINGSKONTROLL. |
FI890669 | 1989-02-10 |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI890669A0 FI890669A0 (en) | 1989-02-10 |
FI890669A FI890669A (en) | 1990-08-11 |
FI84693B FI84693B (en) | 1991-09-30 |
FI84693C true FI84693C (en) | 1992-01-10 |
Family
ID=8527879
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI890669A FI84693C (en) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | KAENSELORGAN SOM LAEMPAR SIG FOER ANDNINGSKONTROLL. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI84693C (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2236080B1 (en) | 2009-04-03 | 2017-10-11 | General Electric Company | Sensor |
-
1989
- 1989-02-10 FI FI890669A patent/FI84693C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI890669A (en) | 1990-08-11 |
FI84693B (en) | 1991-09-30 |
FI890669A0 (en) | 1989-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11679224B2 (en) | Apparatus for measuring properties of gases supplied to a patient | |
US8740808B2 (en) | Adaptive temperature sensor for breath monitoring device | |
CA2554057C (en) | Sensor for detecting air flow | |
US20090306529A1 (en) | Adaptive temperature sensor for breath monitoring device | |
FI85101C (en) | FOER OBSERVATION AV ANDNING LAEMPLIG AVKAENNINGSORGAN. | |
FI84693C (en) | KAENSELORGAN SOM LAEMPAR SIG FOER ANDNINGSKONTROLL. | |
JPS63270028A (en) | Respiration tuning sensor | |
FI79240B (en) | Breathing control sensor | |
JPS6248498B2 (en) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM | Patent lapsed |
Owner name: INSTRUMENTARIUM OY |