FI84693C - Kaenselorgan som laempar sig foer andningskontroll. - Google Patents

Description

1 84693

Hengityksen tarkkailuun soveltuva tuntoelin

Keksintö koskee potilaan hengitystien tai hengitysteiden kautta tapahtuvan hengityksen tarkkailuun soveltuvaa 5 tuntoelintä. Keksintö koskee myös erityisen käyttökelpoiseksi osoittautuneen materiaalin käyttöä hengityskaasuvirran havaitsemisessa.

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.

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.

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.

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.

Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut ongelmat. Tarkoituksena on saada aikaan tuntoelin, joka 15 on rakenteeltaan yksinkertainen ja hinnaltaan halpa.

Edelleen tarkoituksena on saada aikaan tuntoelin, jolla saadaan luotettavasti hengityssignaali suoraan hengitys-ilmavirrasta.

20 Keksinnön mukaisen laitteen tunnusomaiset piirteet on esitetty patenttivaatimuksissa.

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.

30

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.

3 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.

10 Pyrosähköisestä materiaalista valmistetun tuntoelimen pinta-ala saadaan suureksi, jolloin tuntoelimen sijoittaminen hengitysteiden eteen ei ole kovin tarkka toisin kuin termistorin tapauksessa.

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.

25 Pyrosähköisiä materiaaleja, jotka siis ovat usein samoja kuin pietsosähköiset materiaalit, tunnetaan useita. Tällainen materiaali on esimerkiksi polyvinylideeni-fluoridi. Myös keraamisia materiaaleja tunnetaan.

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.

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.

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.

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.

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.

Pyrosähköisestä materiaalista tehtyyn kappaleeseen 3 on 10 kiinnitetty suoraan parikaapelin 2 johdonpäät 7 käyttäen esim. puristusliitosta tai johtavaa maalia tai liimaa.

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.

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.

30 Keksintö ei mitenkään rajoitu edellä esitettyihin sovellutusmuotoihin, vaan patenttivaatimusten puitteissa voidaan keksinnön eri yksityiskohtia muunnella.

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.

Claims (14)

1. Tuntoelin potilaan hengitystien tai hengitysteiden 5 kautta tapahtuvan hengityksen tarkkailuun, tunnet-t u siitä, että tuntoelin koostuu kappaleen (3), jolla on sinänsä tunnettu pyrosähköinen ominaisuus, ja elektrodien (4) muodostamasta yhdestä tai useammasta elementistä ja potilaan kudoksen ja kyseisen elementin 10 välissä ainakin osittain olevasta lämpöä eristävästä kerroksesta (6) ja elementin suojäävästä sähköä eristävästä kerroksesta (5).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tuntoelin, t u n - 15. e t t u siitä, että kappaleen (3) ja elektrodien (4) muodostamaa elementtiä suojaa lämpöä eristävän kerroksen (6) kohdalla lisäksi erillinen sähköä eristävä kerros (5) .

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tuntoelin, tun nettu siitä, että kappaleen (3) ja elektrodien (4) muodostamaa elementtiä suojaava lämpöä eristävä kerros (6) toimii sekä lämmön että sähkön eristeenä.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tuntoelin, tunnettu siitä, että lämpöä eristävä kerros (6) on vaahtomuovia.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-3 mukainen 30 tuntoelin, tunnettu siitä, että lämpöä eristävä kerros (6) on ilmaa.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tuntoelin, tunnettu siitä, että sähköä eristävä 35 kerros (5) muodostuu polymeeripohjäisestä materiaalista. 8 84693

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen tuntoelin, tunnettu siitä, että sähköä eristävä polymeeripohjäinen materiaali on polyetyleeniä. 5

7 84693

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tuntoelin, tunnettu siitä, että kappale (3), jolla on pyrosähköisiä ominaisuuksia, on polyvinylideenifluoridia. 10

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tuntoelin, tunnettu siitä, että kappale (3) on muodoltaan liuskamainen.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen tuntoelin, tun nettu siitä, että liuska ulottuu sieraimien edestä suun eteen.

11. Pyrosähköisiä ominaisuuksia omaavan materiaalin 20 käyttö potilaan hengitystien tai hengitysteiden kautta tapahtuvan kaasuvirran havaitsemiseen.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että pyrosähköisiä ominaisuuksia omaava 25 materiaali on polymeeripohjainen.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että polymeeripohjainen materiaali on polyvinylideenifluoridia. 30

14. Patenttivaatimuksen 11 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että pyrosähköinen materiaali on keraamista ainetta. : 35 9 84693