JPH1057353A - モジュラー装置ハウジングを持った医療監視プローブ - Google Patents

モジュラー装置ハウジングを持った医療監視プローブ

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JPH1057353A
JPH1057353A JP9126088A JP12608897A JPH1057353A JP H1057353 A JPH1057353 A JP H1057353A JP 9126088 A JP9126088 A JP 9126088A JP 12608897 A JP12608897 A JP 12608897A JP H1057353 A JPH1057353 A JP H1057353A
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JP
Japan
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light
light emitting
electronic component
probe
component assembly
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JP9126088A
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Michael A Mills
エイ ミルズ マイケル
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Ohmeda Inc
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Publication date
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/1455Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
    • A61B5/14551Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters for measuring blood gases
    • A61B5/14552Details of sensors specially adapted therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/08Sensors provided with means for identification, e.g. barcodes or memory chips

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Abstract

(57)【要約】 【課題】モジュラー装置ハウジングを持った医療監視プ
ローブを提供する。 【解決手段】プローブの電子部品構成要素の製造は、全
ての受動要素と能動要素が取り付けられる一体のリード
フレームを使用することによって簡単化され、電子部品
モジュール全体はハウジング内への統合に先立って簡単
化された形態でハウジングと無関係に組み立てることが
できる。リードフレームは電気的相互接続だけでなく、
プローブの電子部品を構成する種々の発光要素の支持及
び位置決めも行う。製造工程の残りの部分は、作業者が
装置ハウジングを作る複数の多様な要素を組み立てる必
要がないので、簡単化される。光反射組立体とレンズ組
立体は互いに係止し、電子部品要素を封入し且つ発せら
れた光の光透過率を改善するエポキシ材料を包む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は医療監視プローブに
関し、特にリードフレームに取り付けられた能動電子部
品要素及び受動電子部品要素を囲み且つ封入するように
働くモジュラー要素で構成されたハウジングを有するプ
ローブに関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】頑丈で、効果的で、尚
且つ安価であり、製造が簡単である、プローブを製造す
ることは、医療監視プローブの分野において問題があ
る。プローブが、プローブを使用後、処分できるように
安価であるか、或いは、多くの患者に適用するために使
用することができるようにきれいにすることができるか
のいずれかであることは重要である。プローブが再使用
できるなら、感知機能及び測定機能を行う、プローブに
収用された能動要素は周囲環境から保護されなければな
らない。プローブ製造に関連した重要な要因は、製造コ
ストがプローブを製造するために組み立てられなければ
ならない構成要素の数に比例することである。既存の固
いシェルプローブは典型的には、配線の周りに組み立て
られなければならない複数の異なるハウジング要素と、
プローブのセンサー電子部品を含むたくさんの別々の構
成要素とを有する。従って、プローブの製造及び組立
は、作業者が、プローブ内部に含まれた配線に種々の構
成要素を電気的に相互接続し、次いで、組み立てられた
配線を、プローブを封入したハウジングの一部分に配置
しなければならない労働集中作業である。この部分的に
組み立てられたプローブは、1又はそれ以上の追加のハ
ウジング要素の追加をプローブの組立体を完成するため
に要求する。プローブを組み立てる本方法及びこの工程
で使用されるプローブ設計は高品質プローブを作りだす
が、製造するのに比較的高価である。プローブを製造す
るのに要求される要素の数の減少、及び/又は、プロー
ブを組み立てる際の製造工程の簡単化が、プローブ製造
の著しいコスト節減を表すことができる。従って、プロ
ーブ構造及び製造技術の小さな進歩は大きな利益を受け
る。
【0003】
【課題を解決するための手段】上述した問題は本発明の
医療監視プローブによって解決され、本分野で技術的進
歩が達成された。このプローブは、プローブの製造を簡
単化させる単一構造を作るためにリードフレームに取り
付けられた配線及び電子部品を囲む最小の数のモジュラ
ーピースで組み立てられる装置ハウジングを使用する。
簡単化されたモジュラー装置ハウジング構造を使用する
ことによって、プローブの装置ハウジング全体が相互係
止成形要素からなるので、プローブのコストは著しく減
少する。プローブの電子部品構成要素の製造は、全ての
受動要素と能動要素が取り付けられる一体のリードフレ
ームを使用することによって簡単化され、電子部品モジ
ュール全体はハウジング内への統合に先立って簡単化さ
れた形態でハウジングと無関係に組み立てることができ
る。リードフレームは電気的相互接続だけでなく、プロ
ーブの電子部品を構成する、種々の発光要素及びコーデ
ィング要素の支持及び位置決めも行う。製造工程の残り
の部分は、作業者が装置ハウジングを作る複数の多様な
要素を組み立てる必要がないので、簡単化される。光反
射組立体とレンズ組立体は互いに係止し、電子部品要素
を封入し且つ発せられた光の光透過率を改善するエポキ
シ材料を包む。
【0004】従って、一体のリードフレームの要素がハ
ウジング内に正確に位置決めされるようなハウジングの
レイアウトによって定められた位置でモジュラー装置ハ
ウジングの1つに配置される一体の電子部品構造を形成
するため、リードフレームへの種々の要素の配置及びこ
れらの要素の互いの結合に関するプローブの組立は減ら
される。この簡単化された、部品の数を減らして製造す
る効果的な方法は、労働内容とプローブの組立を最小に
することによってプローブのコストを減少させ、プロー
ブを製造するのに使用される構成要素のコストを減少さ
せる。
【0005】
【発明の実施の形態】詳細な説明 しかし、医療監視器具の分野におけるプローブの設計及
び製造の向上したいかなる改良も著しいコスト節減を引
き起こす。本発明の装置は、配線と、プローブの製造を
簡単化する単一構造を作りだすリードフレームに取り付
けられた電子部品とを囲む最小の数のモジュラーピース
で組み立てられる装置ハウジングとを有する。図1はプ
ローブモジュールを分解斜視図で示し、図2及び図3は
プローブ組立体の追加の詳細の図を提供する。本発明の
装置は、要素の形状が既存の医療監視器具用プローブの
問題を解決するように協働して作動する構造を提供す
る。 光学式血量計プローブの使用 パルス酸素濃度計器具が病院環境の患者の状態を監視す
るのにしばしば用いられる。パルス酸素濃度計器具は、
動脈血液の酸素飽和を非観血的に測定し、患者の心拍数
及び動脈血液の酸素飽和の両方を示す人間可読表示をも
たらす。これらの読みは、医療スタッフが、患者の呼吸
システムが適切に機能し、十分な酸素を血液に供給して
いるかどうかを確認することができるようにするのに重
要である。
【0006】パルス酸素濃度計器具は、動脈血液が豊富
である患者の(指、耳たぶ又は鼻中隔のような)付属器
を透視するプローブの使用及び、動脈血液の拍動性部分
によって吸収された光の量を測定し、これによって、動
脈血液の酸素飽和を決定することによって作動する。パ
ルス酸素濃度計は複数の発光装置を利用し、発光装置の
各々は光を所定の波長で送り、これらの波長は少なくと
もある波長が動脈血液中の酸化ヘモグロビンによって高
度に吸収され、少なくともある波長が動脈血液中の還元
ヘモグロビンによって高度に吸収されるように選択され
る。プローブに配置されたこれらの発光装置によって発
せられた光ビームの吸収の量は、動脈血液中の酸化ヘモ
グロビン及び還元ヘモグロビンの相対濃度の測定値であ
る。患者の付属器に送られている光の吸収は、皮膚、
骨、定常状態(静脈)血液流及び種々の他の要因による
光損失の結果である不変部分を含む。拍動性の吸収成分
は、拍動性動脈血液流によるものであり、受信信号の小
さな部分であり、パルス酸素濃度計器具によって吸収測
定を行うのに使用される。
【0007】測定は、患者の付属器を通された光の種々
の波長の吸収の増分の変化を測定するため、プローブに
配置された光検知器の出力を周期的にサンプリングする
ことによって計算される。光吸収のこれらの増分の変化
は、次いで、動脈血液の酸素飽和並びに患者の心拍数を
計算するのに使用される。光検知器によって受信された
信号の拍動性要素は入射光の小さな部分しかを表さない
から、入射光は、正確な読みを行うのに十分な振幅を有
する伝達された信号が生じさせるかなりの大きさのもの
であることが重要である。更に、発光装置及び光検知器
は、最も正確な読み取りを得るために、付属器の両側
(又は反射プローブでは付属器の同じ側)で患者の皮膚
と直接接触して配置されなければならない。従って、プ
ローブ設計は、患者の付属器の寸法及び形状の相違に本
質的に適応し、又、医療スタッフが最高の読み取りを得
るようにプローブを簡単に整合させることができるよう
になっていなければならない。これらの厳しい要求は、
既存のプローブが応ずるのは難しく、使い捨て要素であ
るかもしれないプローブの製造コストを増やす。
【0008】プローブの実施形態 図1は本発明のプローブPの電子部品組立体部分の分解
斜視図を示す。電子部品組立体はプローブハウジングの
一部分であるコネクターシェル要素11に取り付けられ
る。コネクターシェル要素11には、コネクターの電気
導体からなる多数のピン15を受け入れる、複数の穴が
形成される。ピン15は典型的には、ピンの正確な位置
決めを保証し、コネクターシェル要素への取付を堅固に
するため、コネクターシェル要素11に成形される。複
数の導体8A乃至8Hで形成されたリードフレーム3が
プローブPの電子部品部分を構成する能動要素と受動要
素の電気的相互接続を行う。特に8本のピン15を図1
に示したが、これらの要素の数及び正確な配置はプロー
ブPに含まれる電子部品要素の特定の実施形態の関数で
ある。説明の目的で、8本のピン15は、リードフレー
ム3の8つの導体8A乃至8Hに形成された同じ数及び
形状の孔と合う所定のパターンの導体を構成する。従っ
て、リードフレーム3はピン15の頂部に嵌まり、そこ
にはんだ付けされる。コネクターピン15から遠位なリ
ードフレーム3の他端には複数の発光装置が取り付けら
れ、一例として、2つの発光装置1,2が図1に示され
ている。発光装置1,2は、各々、リードフレーム3の
2つの導体8C,8D、8E,8Fにそれぞれ接続され
る。図2に実例で示すように、発光装置1,2は、リー
ドフレーム導体8C,8F内に収容された取付パッド領
域で、リードフレーム導体8C,8Fの頂部に個々に配
置される。他の2つの電気導体8D,8Eは、一端が発
光装置1,2に、他端がリードフレーム導体8D,8E
に電気的に接続される結線4A,4Bによって発光装置
1,2に接続される。
【0009】光反射要素及びレンズ組立体 リードフレーム3と取り付けられたコーディング抵抗器
5及び発光装置1,2とを有する電子部品副組立体は、
図3に側面図で示すように、電子部品組立体を形成する
ために、光反射要素13及びレンズ組立体要素14と結
合される。光反射要素13は、図4の側断面図で示すよ
うに、組立体の光透過率を増すためにこの副組立体に加
えられる。特に、光反射体13は孔を形成した材料のブ
ロックであり、孔は幾何学的に形作られた断面の形態を
成し、該断面は、発光装置1,2によって発せられた光
線を表す複数の線によって図4に示したように、プロー
ブPの発光装置1,2からの該部分は、光を受け、この
光を照明すべき灌流組織の方向に再び差し向けるのに役
立つ。光反射要素13に形成された孔の形状は説明した
ように機能し、且つ、限定されないが、裁頭円錐形断
面、半球形断面、楕円形断面、平らな傾斜を含む幾何学
的形状から選択することができるどんな形状であっても
よい。この説明の目的のために、裁頭円錐形断面を使用
する、これは、この幾何学的形状が高出力を有し、低製
造コストであるからである。
【0010】光反射要素13はおよそ45°の内側円錐
面を有するポリカーボネート成形物からなり、円錐面に
は銀被覆が蒸着されている。銀被覆は又、絶縁性オーバ
ーコートを含むので、表面反射能は、600〜1000
nmに関して、発光装置1,2によって発せられた光の
反射能90%を得るように最適化される。光反射要素1
3によって形成されたカップの内側に配置される透明な
エポキシ化合物の適用によって光反射要素13を適所に
保持する。次いで、この組合せの要素を逆さの状態に差
し向けられたレンズ組立体14の上に適所に配置し、透
明なエポキシ樹脂で部分的に満たす。レンズ組立体は、
発光装置1,2によって作られた光の大部分をレンズ組
立体14に通すことができる光透過特性を有するレキサ
ン(登録商標)材料からなる。次いで、副組立体をエポ
キシ樹脂充填レンズ14の上に配置し、発光装置1,2
とレンズ組立体14の内面との間の間隙空間に空気がな
いように、この追加のエポキシ樹脂が空隙を満たす。逆
さにされた組立体は、注封処理を完了するために、逆さ
にされた組立体の後側面に加えられた所定の量の透明な
エポキシ樹脂を有する。次いで、組立体をエポキシ樹脂
を硬化させるように、且つ、プローブP用の固体光透過
充填を形成するように処理する。発光装置1,2はエポ
キシ充填によって適所に固定され、又、適所に密封さ
れ、周りの環境から保護される。光反射要素13の形状
とレンズ組立体の形状が合うので、2つの要素は互いに
精密に適合する。加えて、レンズ組立体14は、センサ
ーハウジングに形成された押縁にと一致するようにレン
ズ組立体に形成された肩を含む。かくして、レンズ組立
体に形成された肩は、発光装置1,2を正確に位置決め
し、肩と押縁との間で一体の適合をなすようにハウジン
グに形成された押縁と合う。
【0011】加えて、エポキシ材料7の被覆が、露出し
た電気導体8A乃至8Hを保護し且つ封入するためにリ
ードフレーム3に加えられる。エポキシ材料7の被覆は
コネクターピン15の構成を覆い、コーディング抵抗器
5を覆うのに使用されても良い。エポキシ材料7の被覆
の範囲は典型的には、コネクターピン15に隣接したリ
ードフレーム3に形成された肩Sによって制限される。
【0012】プローブの製造方法 プローブPを製造する方法を図5にフロー図形式で説明
する。この工程は、段階S1で発光装置1,2を収容す
るダイをリードフレーム3に結線することを含む。次い
で、段階S2で光反射要素13をリードフレーム3に備
え付け、段階S3でエポキシ樹脂を光反射要素13を充
填するように光反射要素13を満たし、エポキシ樹脂を
部分的に硬化させて光反射要素をリードフレーム3上の
適所に付着させる。段階S4で、レンズ組立体14を取
付具(図示せず)に装着し、エポキシ樹脂をレンズ組立
体に加える。段階S5で、リードフレーム副組立体をレ
ンズ組立体14上に配置し、段階S6で、エポキシ樹脂
をリードフレーム3の露出した後面に加えて、プローブ
電子副組立部品内の空間を完全に充填するようにする。
段階S7で、エポキシ樹脂の最終硬化を行い、段階S8
で、最終プローブハウジングへの電子副組立部品を配置
してプローブ電子部品の組立てを完了する。
【0013】要約 プローブの電子部品構成要素の製造は、受動要素及び能
動要素の全てを取り付ける一体のリードフレームを使用
することによって、電子部品モジュールの全体を、ハウ
ジング内への統合に先立って簡単化された形態でハウジ
ングと無関係に組み立てることができるように簡単化さ
れる。リードフレームは電気的相互接続だけでなく、プ
ローブの電子部品を有する種々の発光要素及びコーディ
ング要素の支持及び位置決めも行う。製造工程の残りの
部分は、作業者が装置ハウジングを作るのに複数の異な
った要素を組み立てる必要がないので簡単化される。光
反射組立体とレンズ組立体は互いに係止し、発せられた
光の改良された光透過率を提供する。この構造及び工程
は異なる形状及び中身のプローブを形成するのに使用す
ることができる。例えば、コーディング抵抗器が、本技
術分野でよく知られているように、コーディング抵抗器
のインピーダンス値を介して発光装置の光透過特性を定
めるため、プローブに含まれる。加えて、2以上の発光
装置がこのプローブ設計に使用でき、2つの装置の使用
は本発明の思想の例示の目的のためのものである。
【0014】電子部品組立体の特定の実施形態をここに
開示したけれども、ここに教示された発明の思想を利用
するこの装置の他の実施形態が工夫されるのを期待し、
他の実施形態はここに含まれる特許請求の範囲に入るよ
うになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプローブの分解斜視図を図示する。
【図2】プローブ電子部品組立体の発光組立体部分の平
面図を図示する。
【図3】組み立てられた電子部品組立体の側面図を図示
する。
【図4】光反射装置の側断面図を図示する。
【図5】プローブを組み立てるために行われる段階を形
成する流れずを図示する。
【符号の説明】
1 発光装置 2 発光装置 3 リードフレーム 4 結線 7 エポキシ材料 8 電気導体 11 コネクターシェル要素 13 光反射要素 14 レンズ組立体要素 15 ピン

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定のパターンに形成された複数の電気
    導体からなるリードフレームと、 前記リードフレームに取り付けられ、前記電気導体に電
    気的に接続された発光手段と、 前記発光手段によって発せられた光のビームを前記灌流
    組織の方に差し向けるための、前記リードフレームに取
    り付けられ且つ前記発光手段を取り囲む光反射手段と、 前記発光手段によって発生し、且つ、前記光反射手段に
    よって前記灌流組織の方に反射した光の前記ビームを透
    過させるための、前記光反射手段と合うように形成さ
    れ、光反射手段に合う仕方で取り付けられたレンズ手段
    と、 を有する、灌流組織に含まれる血液分析物の光吸収を測
    定するために付属器の灌流組織を照明することができ、
    患者の付属器に固定可能な、プローブモジュール用発光
    装置の電子部品組立体。
  2. 【請求項2】前記発光手段を封入し、前記発光手段と、
    前記光反射手段と、前記レンズ手段とを互いに所定の関
    係に固定するための、前記レンズ手段と前記光反射手段
    との間に存在する空間の全体を十分に占める充填手段
    を、更に有する請求項1に記載の電子部品組立体。
  3. 【請求項3】前記充填手段は、前記発光手段によって発
    生された光の前記ビームを前記レンズ手段に透過させる
    ための、光透過性媒体からなる、請求項2に記載の電子
    部品組立体。
  4. 【請求項4】前記充填手段が前記レンズ手段と同じよう
    な光学特性を実質的に有する材料からなる、請求項3に
    記載の電子部品組立体。
  5. 【請求項5】前記発光手段は少なくとも2つの発光装置
    を有し、各発光装置が所定の波長の光のビームを作る、 請求項1に記載の電子部品組立体。
  6. 【請求項6】前記光反射手段は材料のブロックからな
    り、該材料は材料に形成された孔を有し、孔の内面は裁
    頭円錐形を構成し、孔の狭い端は前記発光手段の近位に
    あり、且つ、前記発光手段を取り囲む、請求項1に記載
    の電子部品組立体。
  7. 【請求項7】前記孔の前記内面は光反射材料で被覆され
    る、請求項6に記載の電子部品組立体。
  8. 【請求項8】前記孔の前記内面は前記発光手段によって
    発せられた光の大部分を集めて前記灌流組織に伝達させ
    るためのビームにする角度のものである、請求項6に記
    載の電子部品組立体。
  9. 【請求項9】前記光反射手段は材料のブロックからな
    り、該材料は材料に形成された孔を有し、孔の内面は、
    球形、楕円形、平らな傾斜、裁頭円錐形を含む幾何学的
    な形状の種類から選択された幾何学的形状を構成し、前
    記孔は狭い端と広い端とを有し、前記狭い端は前記発光
    手段の近位にあり、且つ、前記発光手段を取り囲む、請
    求項1に記載の電子部品組立体。
  10. 【請求項10】前記孔の前記内面は光反射材料で被覆さ
    れる、請求項9に記載の電子部品組立体。
  11. 【請求項11】前記孔の前記内面は前記発光手段によっ
    て発せられた光の多くを前記灌流組織に伝達させるため
    のビームに集める、請求項9に記載の電子部品組立体。
JP9126088A 1996-05-15 1997-05-15 モジュラー装置ハウジングを持った医療監視プローブ Pending JPH1057353A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/648,331 US5807248A (en) 1996-05-15 1996-05-15 Medical monitoring probe with modular device housing
US08/648331 1996-05-15

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JPH1057353A true JPH1057353A (ja) 1998-03-03

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ID=24600378

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9126088A Pending JPH1057353A (ja) 1996-05-15 1997-05-15 モジュラー装置ハウジングを持った医療監視プローブ

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US (1) US5807248A (ja)
EP (1) EP0807401A1 (ja)
JP (1) JPH1057353A (ja)
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