PT88704B

PT88704B - Sistema pletismografico com oximetro de pulso

Info

Publication number: PT88704B
Application number: PT88704A
Authority: PT
Inventors: Rush Winglow Hood Jr
Original assignee: Critikon Inc
Priority date: 1987-10-08
Filing date: 1988-10-07
Publication date: 1994-04-29
Also published as: BR8805230A; JPH021216A; DE3851501T2; PT88704A; ATE111325T1; AU2359288A; DE3851501D1; EP0314324A1; KR960010977B1; ZA887554B; ES2058304T3; PH25268A; US4848901A; CA1326266C; GR1000788B; NZ226500A; AU615952B2; KR890006203A; EP0314324B1

Description

DESCRIÇÃO

A presente invenção refere-se aos oxímetros que medem o nível de oxigénaçao do sangue e, em par !^! ticular, a um sistema pletismográfico para oximetria.

I !

j Um oxímetro de pulso mede o nível

Η de oxigénio do sangue pela transmissão de luz de dois compriI mentos de onda através de uma porção do corpo de um indivíduo onde está a fluir sangue arterial. Convenientemente, pode ser um dedo ou o lóbulo da orelha. A luz que pode ser transmitida através do corpo é detectada por um fotodetector, que produz

H uma corrente que é função do fluxo pulsátil de sangue. A J corrente produzida em resposta a cada comprimento de onda da i luz é medida, podendo estas medições ser combinadas por algorritmos bem conhecidos, tais como a lei de Bier’s Law para produzir uma quantificação do teor de oxigénio do sangue.

Como o sensor usado na medição é um dispositivo electro-óptico, ele pode responder a sinais de inter ferência provenientes de outras fontes de energia eléctrica e óptica. 0 sensor tem de responder ãs variações de transmissão da luz através do corpo. Estes efeitos fisiológicos contêm componentes de frequência na gama da corrente contínua a 50 Hz. Contudo, é desejável que o sensor nao responda ã luz ambiente. Por conseguinte, o sistema pletismográfico deve r£ jeitar a luz ambiente enquanto detecta sinais fisiológicos na largura de banda de interesse.

Uma segunda categoria de fontes de inter ferência é constituída por outros aparelhos eléctricos. Outros dispositivos eléctricos existentes nos hospitais, tais como instrumentos electrocirúrgicos, podem gerar sinais de radiofrequência que o sistema pletismográfico pode captar.

É desejável então minimizar a sensibilidade do sistema aos si. nais de interferência provenientes das fontes desta natureza.

Uma técnica conhecida para eliminar os sinais de interferência atrás descritos consiste em activar as fontes luminosas por um sinal com uma frequência que não esteja presente na luz artificial ou característica de outros instrumentos médicos. Os sinais recebidos são então passados através de um filtro passa-baixo para rejeitar os sinais fora da faixa que interessa, sendo depois os sinais filtrados detectados por um desmodulador. Embora eficiente para rejeitar sinais nao desejados, a excitaçao das fontes luminosas com al. teração pelo sinal de activação obriga a que o detector seja sincronizado com o sinal de activação para obter uma desmodulação correcta. Como a discussão seguinte mostrará, esta d is. posição exige um aumento indesejado da largura de faixa, ou ligações eléctricas que complicam o isolamento eléctrico das fontes luminosas e do sensor óptico.

De acordo com os princípios da presente invenção, a resposta de um sistema pletismográfica aos sinais de interferência é reduzida mediante a modulação das fontes luminosas dos sensores. As fontes luminosas são, cada uma, moduladas com uma característica que distingue os sinais rece bidos uns dos outros e que podem distinguir-se das contribui2

çoes da luz ambiente para o sinal detectado. A desmodulação é feita em larguras de faixa selectivas que imunizam ainda mais o sistema contra a interferência de radiointerferências.

Nos desenhos anexos, as figuras represen tam:

As fig. 1 a 3, os espectros resultantes da utilização da for ma de onda das fig. la, lb, 2ê, 3ê e 6, com multiplexagem por divisão das frequências, de acordo com os princípios da presente invenção;

A fig. 4, uma resposta do filtro passa-baixo para as formas de onda das fig. 2 e 3;

A fig. 5, uma configuração de LED (díodos emissores de luz) em oposição;

A fig. 7, uma forma de realização preferida da presente inven ção; e

A fig. 8, formas de onda usadas para explicar os esquemas das fig. 7a e 7b.

Num sensor de oxímetro de pulso convencional, é usado um LED como fonte luminosa que transmite luz através do tecido. A utilização de um LED é desejável devido ã sua fiabilidade, à utilização de uma tensão baixa e uma lar gura de faixa de emissão luminosa estreita. De acordo com os princípios da presente invenção, o LED é ligado e desligado com uma frequência substancialmente mais elevada que a faixa de frequências da luz ambiente (CC) e dos sinais fisiológicos que interessam (CC a 50 Hz). Um fotodetector recebe a luz transmitida que contém adicionalmente uma componente represen tativa de um fluxo de sangue pulsátil, o sinal fisiológico, recebendo também qualquer luz ambiente presente. 0 sinal do fotodetector vai passar por um filtro de banda que é sintonizado para uma componente de frequência significativa do sinal de excitaçao comutado e apresenta uma largura de faixa semelhante à do sinal fisiológico. A largura de faixa estreita permite que o sistema rejeite os sinais de interferência com frequências fora da faixa de passagem do filtro, incluindo a componente substancialmente constante (CC) resultante da detecção da luz ambiente.

A saída do filtro é uma onda sinusoidal modulada em amplitude pelo sinal fisiológico. Utiliza-se um desmodulador de am- j plitude para recuperar o sinal fisiológico.

A técnica de multiplexagem de frequência é um aperfeiçoamento significativo sobre a técnica usada comummente de multiplexagem por divisão do tempo. Na multiple! xagem por divisão do tempo, o LED é ligado e desligado de ma-j neira análoga, e o sinal do fotodetector recebido quando o LED está desligado, que é provocado pela luz ambiente, é sub traído do sinal recebido quando o LED está ligado. Porém, I devido à necessidade de preservar a relação de fase entre os ! estados de ligado e de desligado, a largura de banda do receptor tem de estender-se desde a corrente contínua até um valor superior à frequência do sinal de excitação. Assim, o receptor que utilize a multiplexagem por divisão do tempo ao ruído de banda larga em toda a largura de banda.

Fazendo agora referência ã fig.l, nela está representado o espectro de uma onda quadrada (Fl) da fig. la. Como se vê, o espectro é constituído apenas por harmónicas ímpares da onda quadrada Fl, isto é, Fp 3F-^, 5F^,... Se a onda quadrada Fl for modulada com uma onda quadrada FO, representada na fig. lb, o resultado é a onda modulada FO x x Fl representada na fig.2a. Esta onda modulada tem um espeg tro representado na fig.2. 0 espectro da fig.2 consiste nas mesmas harmónicas ímpares da onda quadrada Fl, cada uma delas com bandas laterais superior e inferior espaçadas de Fl em harmónicas ímpares de FO, isto é Fl-FO, F1+F0, ... Nem as har mónicas de Fl nem as bandas laterais da modulação coincidem com frequências sue sejam harmónicas pares de Fl.

Na oximetria do pulso é necessário usar LED com dois comprimentos de onda para agrupar componentes de sinal que possam ser usadas para calcular a oxigenação do sangue. Convencionalmente, um LED emite luz com o comprimento de onda do vermelho e o outro LED emite luz com o comprimento do infravermelho(IR).É conveniente ligar os dois LED nun sensor do oxímetro numa configuração em oposição, como se representa na fig.5, permitindo que cada LED seja activado por inversão da corrente aplicada e exigindo apenas dois conduto4 res. Se se usar um ataque por uma tensão diferencial·, o acoplamento capacitivo do LED dos sinais de excitaçao para os circuitos do detector, cujo cabo está em geral na proximidade imediata dos condutores dos LED, pode ser minimizado. Segundo a presente invenção, um LED será comandado por um sinal com o espectro representado na fig.2. 0 segundo LED no sensor é comandado por uma onda quadrada F2 de uma segunda frequência, que é modulada pela onda quadrada FO da fig. lb. 0 resultado desta modulação é a onda FO x F2 representada na fig.3a. Esta onda tem um espectro como o representado na fig. 3. 0 espectro mostra que as harmónicas ímpares de F2 e 3F2, cada uma de las com as bandas laterais inferior e superior espaçadas em harmónicas ímpares de FO da frequência F2.

Como o espectro da fig.2 não tem quaisquer componentes em F2 e o espectro da fig.3 nao tem qualquer componente em Fl, podem usar-se dois filtros de banda para se parar as componentes do sinal Fl e F2 do sinal recebido. A fig.4 mostra as respostas de dois filtros que podem ser usados para separar as respostas dos dois sinais desejados. Um filtro de banda centrado em Fl responderá à emissão de luz proveniente do LED modulado pela onda FO x Fl e um filtro de banda centrado em F2 responderá ã emissão de luz proveniente do LED modulado pela frequência FO x F2. Cada filtro tem de ter uma largura de banda de pelo menos duas vezes a largura de banda do sinal fisiológico, isto é, duas vezes 50 Hz, ou seja 100 Hz, visto que esta informação está contida nas bandas laterais da frequência central. 0 filtro tem de ser suficientemente estreito para excluir as faixas laterais da modulaçao da onda quadrada FO mais próxima, acima e abaixo das respectivas frequências respectivas dos filtros. Isto está representado na fig. 4a, que é uma ampliação de uma porção do espectro da fig.2. Este espectro representa a frequência central Fl do filtro de banda e a largura de banda do filtro na gama indicada pelo parênteses. As bandas laterais F1-F0 e Fl+FO são exteriores à banda de passagem do filtro e os sinais de Informação fisiológica, indicados como PI,sao bandas laterais da frequência central e contidas no interior da banda de passagem.

As ondas dos sinais de fig. 2a e 3a não são apropriadas para o uso guraçao de ligaçao em oposição representada resulta do facto de os tempos em que os LED dos LED na confina fig. 5. Isso estão ligados serem tempos coincidentes, o que é uma impossibilidade física quando os LED estão ligados deste modo. A fig.6 representa ondas que apresentam as características espectrais das fig.2 e 3, enquanto se ilumina apenas um LED de cada vez. As ondas quadradas Fl, F2 e FO das fig. 6a-6c sao combinadas para pr£ ! duzir as ondas de excitaçao das fig. 6d e 6e. Especificamen- i te, a onda quadrada FO é usada para modular a onda quadrada ; Fl de modo tal que se produz um impulso de excitaçao de cada vez que FO e Fl tenha o nível lógico elevado ao mesmo tempo, i Isso produz a onda se excitação FO x Fl representada na fig. 6d. Utiliza-se o inverso da onda quadrada FO, FO, para modu lar a onda quadrada F2 para produzir a onda de excitaçao FO x F2 representada na fig.6e. Assim, a onda FO de modulação intercala os sinais Fl e F2 de excitação de modo que nao existe nenhum instante em que os dois LED tenham de estar simultaneamente ligados. j

Fazendo referência à fig. 7, estão representadas a secção de modulação e a secção de desmodulaçao e o sensor de um oxímetro de pulso construido segundo a presente invenção. Para minimizar os riscos eléctricos para o paciente, a electrónica do sensor estã isolada electricamente da electrónica do processador por meio de três transformadores (ΤΙ), (T2) e (T3). Para excitar a electrónica do sensor, fornece-se um sinal de relógio de 28,8 KHz por uma fonte (20) de sinais de relógio a um terminal (12). Os sinais de relógio de 28,8 KHz, comutam um transistor (14) que ataca o enrolamento primário (P3) do transformador (T3). Um potencial de j referência de 7,6 V está ligado á outra extremidade do enrolamento primário (P3), para proporcionar uma tensão contínua +V para o transistor (14), aos amplificadores (76) e (78) e associados.

O sinal de 28,8 KHz está acoplado por ao enrolamento secundário (S3) do transformador uma tomada média ligada ã massa isolada da ele£ aos circuitos transformador (T3), que tem

trónica do sensor. Uma resistência (30) está acoplada a uma extremidade do enrolamento secundário (S3) e proporciona um | sinal de referência de relógio de 28,8 KHz, 0 , para a electrónica do sensor. Os díodos rectificadores (32) e (34) es- ! tão acoplados a extremidades opostas do enrolamento (S3) para' produzir uma tensão de alimentaçao de corrente contínua +6Vi j para a electrónica do sensor. A tensão de alimentaçao recti. i ficada +6Vi ê filtrada por um condensador (36) e estabilizada por um díodo de Zener (38), e é aplicada a vários pontos j da electrónica do sensor. i sinal de referência de 28,8 KHz 0 é j aplicado ã entrada de um contador binário de três andares (40) e à entrada de relógio dos flip-flops J-K (42) e (44). Estes elementos digitais cooperam para produzir as ondas moduladas que alimentam os LED (62) e (64), através de transístores de comando (50) segundo a presente invenção. O contador (40) muda de estado nas transições negativo-positivo do sinal 0 e produz ondas quadradas nas suas saídas que são sequencialmente divididas por dois. A fig.8 representa formas de onda que se verificam durante um ciclo de alimentação dos LED. 0 sinal de referência de 28,8 KHz 0 está represen tado na parte superior da figura. 0 sinal de saída na saída Qo do primeiro andar do contador, um sinal de 14,4 KHz, está representado imediatamente por baixo na figura, seguido pela onda de 7,2 KHz na saída Q1 (segundo andar) e a onda de 3,6 KHz na saída Q2 (32 andar). As ondas das saídas Qo, Q1 e Q2 ; passam, como se vê, de negativo para positivo em transições do sinal 0 .

A saída Q2 do contador (40) está acopla da à entrada de reposição do flip-flop J-K (42) e a saída QO do contador está acoplada às entradas J e K do flip-flop (44). As entradas J e K do flip-flop (42) estão ligadas à tensão de alimentação +6Vi, oscilando portanto os dois flip-flops em condições pré-determinadas. A entrada de reposição do flip-flop (44) está acoplada ã saída Q do flip-flop (42).

Os flip-flops J-K mudam de estado nas transições positivo-negativo do sinal de relógio.

Consideremos primeiro a saída Q do flip7

-flop ¢44), que deve produzir uma onda de 7,2 KHz, como se mostra na parte inferior da fig.8. No início do ciclo de acth vação dos LED, ambos os flip-flops (42) e (44) são repostos/ A saída Q do flip-flop (42) está no nível lógico elevado,permitindo este sinal de nível lógico elevado na entrada de reposição do flip-flop (44) que o flip-flop (44) mude de posição. A primeira frente descendente do sinal de relógio 0 no instante t não fará bascular o flip-flop (44) porque o sinal¹QO nas suas entradas J e K tem o nível lógico baixo. Porém, no instante o sinal QO tem o nível lógico elevado e a fren te descendente do sinal de relógio 0 fará bascular o flip-flop (44) para a sua posição de ajustamento. No instante t2 o flip-flop nao mudará do estado porque o sinal QO tem de novo o nível lógico baixo. Mas no instante o sinal QO tem de novo o nível lógico elevado e o sinal de relógio 0 faz bascular o flip-flop (44) para a sua posição de reposição. Este basculamento do flip-flop (44) produz a onda representada na parte inferior da fig. 8 na saída Q do flip-flop (44), e a inversa na saída Q .

Durante o tempo em que o flip-flop(44) estã a ser basculado, o flip-flop (42) é inibido de comutar devido ao nível lógico baixo do sinal Q2 na sua entrada de reposição. Esta condição termina no instante t^, quando o sinal Q2 vai para o nível lógico elevado, depois do que o flip-flop (42) pode ser basculado. 0 flip-flop (42) destina-se a produzir uma onda de 14,4 KHz, entrelaçada no tempo com os impulsos de 7,2 KHz do flip-flop (44), como se mostra na penúltima linha da fig. 8.

No instante , o sinal de relógio 0 faz bascular o flip-flop (42) para a sua condição de ajustamento. 0 flip-flop (44) não será ajustado nesse instante porque 0 sinal QO é de nível lógico baixo. Quando o flip-flop (42) for ajustado, o sinal de nível lógico baixo na sua saída Q mantém o flip-flop (44) na sua posição de reposição.

No instante ίθ o sinal de relógio 0 faz bascular o flip-flop (42) para o seu estado de reposição. Embora o sinal QO tenha o nível lógico elevado neste instante, o flip-flop (44) não pode ser ajustado porque o sinal Q no nível lógico baixo do

flip-flop (42) mantém o flip-flop (44) na sua condição de reposição durante a transição do sinal de relógio 0 . A alimentação simultânea com sinais de relógio dos flip-flops pelo sinal 0 estabelece uma condição de aceleraçao controlada pela qual o sinal de relógio 0 nao pode bascular o flip- . -flop (44) no instante da transiçao do sinal de relógio ^! devido ao sinal de nível lógico baixo ainda existente na entrada de reposição do flip-flop (44).

No instante t? , o flip-flop (42) é de novo basculado, tal como o foi no instante tg e no instante tg o flip-flop (42) é basculado para o seu estado de reposição como o foi no instante tg. 0 flip-flop (44) não comuta j neste últimos instantes pelas mesmas razoes aduzidas para os , instantes tg e tg. Finalmente, no instante tg o sinal Q2 | vai para o nível lógico baixo. 0 flip-flop (42) fica mais ' uma vez inibido e o ciclo repete-se. |

A saída Q do flip-flop (42) está aco- ; piada â base do transístor de comando (52) e a saída Q está acoplada ã base do transístor de comando (58). A saída Q do flip-flop (44) está acoplada ã base do transistor de co í mando (56) e a saída Q está acoplada à base do transistor de comando (54) . A tensão de alimentação +6Vi está acoplada aos colectores dos transístores (52) e (56), que são transis tores de origem da corrente de comando dos LED (62) e (64).

Os colectores dos transístores (54) e (58) estão acoplados ã massa isolada da electrónica do sensor de modo que estes transístores podem ser colectores da corrente dos LED. Os emissores dos transístores (52) e (54) estão acoplados entre si e a um ligador dos LED. Os emissores dos transístores (56) e (58) estão acoplados entre si e a um outro ligador do LED.

Os LED (62) e (64) ligados em oposição podem assim ser ligados de maneira amovível aos respectivos emissores ligados.

Em funcionamento, quando o sinal da saída Q do flip-flop (42) vai para o nível lógico elevado para comandar um dos LED com uma onda modulada de 14,4 KHz, o sinal da saída Q liga o transistor (52) em condução para proporcionar um trajecto de corrente para o ânodo do LED (64) e para o cátodo do LED (62). 0 transistor (54) é desli9

gado neste instante pelo sinal de nível lógico elevado vindo j da saída Q do flip-flop (44), e o transístor (56) é desligado pelo sinal de Nível lógico baixo da saída Q do flip-flopj (44). 0 sinal Q de nível lógico baixo na saída Q do flip- !

-flop (42) liga o transístor (58) neste instante, e o transis, tor (58) recolherá então a corrente proporcionada pelo tran- j sistor (52). 0 fluxo de corrente é assim de +6Vi na alimen ;

tação, através do transístor (52), dos LED e do transístor (58) para a massa isolada. Este sentido da corrente vai pola rizar o LED (64) no sentido de condução, ligando-o e inverterá a polarização do LED (62), mantendo-o desligado. Por con seguinte, o LED (64) é iluminado com a frequência modulada de 14,4 KHz.

De uma maneira análoga, quando a saída Q do flip-flop (44) vai para o nível elevado para comandar o LED (62) com a onda modulada de 7,2 KHz, o transístor (56) liga-se então para fornecer corrente ao anôdo do LED (62) e ao cátodo do LED (64). Neste instante, os transístores (52) e (58) não são condutores, devido aos sinais de níveis lógico baixo e elevado nas saldas Q e Q do flip-flop (42). 0 sinal de nível lógico baixo na saída Q do flip-flop (44) tor na o transistor (54) condutor para recolher a corrente dos LED. Esta passagem da corrente polariza o LED (62) no sentido de condução e inverte a polarização do LED (64), acendendo assim o LED (62) com a frequência de 7,2 KHz.

I

A luz emitida pelos LED passa através do tecido do paciente e é recebida por um fotodíodo (60).

fotodíodo (60) estã também ligado amovívelmente à electrónica do sensor por um Iigador. O fotodíodo (60) é activado por aplicação da tensão de alimentação +6Vi num dos lados do Iigador, proporcionando o outro lado do Iigador uma passagem de corrente contínua através dos enrolamentos primários (Pl) e (P2) dos transformadores (Tl) e (T2), ligados em série e de uma resistência (70) para a massa isolada. A tensão de alimentaçao para o Iigador do fotodíodo é filtrada por um condensador (71).

fotodíodo (60) produz um sinal alternado em resposta aos impulsos luminosos produzidos pelos LED

(62) e (64). 0 sinal alternado tem duas componentes moduladas pela informação fisiológica: uma componente de 7,2 KHz, produzida pelos impulsos luminosos provenientes do LED(62), e uma componente de 14,4 KHz, produzida pelos impulsos do LED (64). Estas duas componentes de frequência sao saparadas pelos transformadores (Tl) e (T2).

Um condensador (72) é acoplado através i do enrolamento secundário (S2) do transformador (T2) para formar um circuito ressonante sintonizado para 7,2 KHz. Um condensador (74) está acoplado atarvés do enrolamento secunI dário (Sl) do transformador (Tl) para formar um circuito res i sonante sintonizado para 14,4 KHz. Assim, o sinal alternado ! compósito proveniente do fotodíodo (60) é aplicado aos lados { do primário dos dois transformadores, mas os seus circuitos secundários sintonizados respondem apenas ãs componentes de frequência de ressonância respectivas. Na forma de realizaçao preferida, a largura de banda de cada um dos circuitos sintonizados é de aproximadamente 60 Hz para responder aos sinais na banda fisiológica que interessa, ao mesmo tempo que proporciona uma imunidade contra interferências de fora da banda. O acoplamento por transformador proporciona o isolamento galvânico entre a electrónica do sensor e a electrónica do processador.

Os dois circuitos sintonizados são acoplados ãs entradas não inversoras dos respectivos amplificadores (76) e (78). Os amplificadores têm resistências determinantes do ganho (84), (86), (92) e (94), acopladas para obter retroacção negativa, tendo os dois amplificadores pola rização de corrente contínua através das resistências (80) e (82), ligadas entre a tensão de alimentação +V e a massa do processador. A rede de resistências proporciona também uma referência de tensão contínua para o lado de cada um dos circuitos sintonizados oposto às entradas dos amplificadores. 0 amplificador (76) proporciona componentes do sinal de 7,2 KHz e sinais de informação fisiológica amplificados na sua saída e o amplificador (78) proporciona componentes do sinal de 14,4 KHz e sinais de informação fisiológica amplificados.

As componentes do sinal amplificadas sao

depois desmoduladas por desmoduladores de amplitude (100) e ' (102) para recuperar a informação fisiológica. 0 sinal de re . lógio de 28,8 KHz é dividido por um divisor (22) para produzir um sinal de mistura de 14,4 KHz para o desmodulador(102),j permitindo assim a detecção dos sinais de informação fisioló gica modulados em amplitude provenientes do LED (64). 0 sinalj proporcionado pelo divisor (22) é novamente dividido por ' dois pelo divisor (24) para produzir um sinal de referência de 7,2 KHz para o desmodulador (100). Isso permite a desmodulação dos sinais de informação fisiológica modulados em amplitude provenientes do LED (62). Os sinais de informação desmodulados, designados por RED e IR no desenho, podem então' ser ainda filtrados para remover os sinais de mistura e trans_ mitidos para o processador do oxímetro para calcular o nível de oxigenação do sangue.

Vê-se que o dispositivo da fig. 7 propo£ ciona os sinais de comando dos LED modulados do lado da tensão contínua isolada (sensor) do transformador (T3). A separação das duas componentes do sinal desejadas é feita através dos transformadores sintonizados (Tl) e (T2), que propor cionam igualmente o isolamento galvânico do sensor. Pode com preender-se que, se os estados dos sinais de comando dos LED (especificamente Q2) fossem conhecidos no lado do processador dos transformadores, poderia usar-se um desmodulador único para desmodular os sinais recebidos por um processo multiplex por divisão do tempo. Contudo, o acoplamento desta informação para trás para o desmodulador exigiria indesejavelmente um outro transformador. 0 dispositivo da fig.

proporciona de preferência todos os requisitos dos sinais e o isolamento galvânico com apenas três transformadores. j

No que respeita ao lado do processador, o transformador (T3) proporciona um sinal de activação e um sinal de relógio que se desenvolve livremente para a electrjó nica do sensor isolado. Os sinais de comando dos LED são modulados em assincronismo relativamente ao lado do processador do sistema e a descriminação dos comprimentos de onda dos LED ê feita pelos secundários dos transformadores (Tl) e (T3), que são circuitos ressonantes. Não é necessária qual12

quer descodificação ou descriminação entre as secções isoladas do dispositivo.

Claims

- ia li

I

Sistema de oxímetro, que compreende:

!’ uma primeira (62) e uma segunda (64) fontes luminosas que possuem frequências de emissão substancialmente diferentes ;

meios de excitação (40,42,44,50) para estimular a priI meira fonte luminosa com um primeiro sinal em forma de onda que inclui uma primeira componente de frequência (El) e para estimular a segunda fonte com um segundo sinal em forma de onda que inclui uma segunda componente de frequência (E2) ij com uma frequência da primeira componente de frequência (Fl) ; meios receptores êpticos (60) para receber a luz provei niente das fontes depois de a luz ter captado informação fi: siológica de interesse;

meios de filtro (TI,T2,74, 72) para filtragem de frequêní cias dos sinais luminosos recebidos pelos meios receptores, i sendo os meios de filtro sintonizados para as primeira e se5j gunda componentes de frequência (Fl) e (F2) , para separar os sinais provenientes da primeira e da segunda fontes , caracterizado por:

os meios cLe excitação proporcionarem o primeiro sinal , ! em forma de onda (Fo x Fl) como a primeira componente (Fl) i de frequência, modulada em amplitude por um sinal de mochilaçao em forma de onda (Fo) e proporcionarem o segundo sinal em forma de onda (F2 x Fo)como a segunda componente (F2) de frequência, modulada em amplitude pelo inverso (Fo) da re- ; ferida forma de onda de modulação , sendo os primeiro e segun ii do sinais em forma de onda entrelaçados temporalmente, com uma frequência de repetição do entrelaçamento igual à fre, quência do sinal de modulação (Fo);

ij sendo as primeira e segunda componentes de frequência ί| (Fl ,F2) e o sinal em forma de onda de modulação (Fo) três frequências diferentes superiores às frequências dos sinais de informação fisiológica, e estando os primeiro e segundo sinais em forma de onda (Fo x Fl, Fo x F2) e as suas bandas j de modulação (Fl + Fo, F2 + Fo) separadas espectralmente para permitir que os sinais de informação fisiológica sejam capta- dos como a modulação de amplitude , com bandas laterais não , sobrepostas (Fl + PI, F2 + PI) das primeira e segunda compoj nentes de frequência (Fl,F2);

os meios de filtro comprenderem meios de filtro de banda (T2,72) para rejeitar os sinais fora de uma primeira largura ¹de banda centeada na primeira componente (Fl) de frequência, sendo a primeira largura de banda suficiente ampla para dar passagem às bandas laterais que contêm os sinais de informa¹ ção fisiológica modulados em amplitude, mas suficientemente Ί estreita para rejeitar componentes (Fl + Fo) do espectro do í primeiro sinal em forma de onda (Fl x Fo), compreendendo os meios de filtro além disso segundos meios de filtro de banda lj (Tl,?4) para rejeitar os sinais exteriores a uma segunda largura de banda centrada na segunda componente (F2) de frequênj cia, sendo a segunda largura de banda suficientemente ampla para dar passagem às bandas laterais que contêm os sinais de —J ·. SJWUttai·’ «aí > - - ·«Cr- - · ---

-' informação fisiológica modulados em amplitude mas suficientemente estreita para regeitar as componentes (F2 + Fo) do espectro do segundo sinal em forma de onda (Io x F2); e | ί por compreender ainda meios desmoduladores (100,102) para desmodular a saída dos primeiro e segundo meios de filtro de banda (TI ,T2,72,74) às frequências (Fl,F2) das primeira e se! gunda componentes para obter os sinais de informação fisioló- i íl . i gica. I

I . I

- 2ê i

Sistema de oxímetro de acordo com a reivindicai, ção 1, caracterizado por os meios de excitação compreenderem:

meios para proporcionar um sinal de relógio (0) ; meios diviaores (40) para dividir o sinal de relógio (0) para produzir um primeiro sinal dividido (Oo) com metade da ' frequência do sinal de relógio (0) e um segundo sinal dividido (02) com um oitavo da frequência do sinal de relógio (0); j | um primeiro flip-flop J-K (42), com as suas entradas ;

^: J e K ligadas ao nível lógico elevado (+ 6V i), a sua entrada í do relógio ligada aos meios que proporcionam o sinal de reló(j gio (0) e a sua entrada de reposição ligada à segunda saída í dividida (02) dos meios divisores (40); !

h um segundo flip-flop J-K (44) com as suas entradas J e K i

8 ligadas à primeira saída dividida (Oo) dos meios divisores i (40) , a sua entrada do sinal de relógio ligada aos meios para proporcionar o sinal de relógio (0) e a sua entrada de reposição ligada à saída invertida (0) do primeiro flip-flop (42) , !| proporcionando os meios divisores um sinal para excitar li a segunda fonte (64) quando a saída não invertida (0) do pri- j meiro flip-flop J-K (42) estiver ao nível lógico elevado, e , proporcionando os meios de excitação um sinal para excitar 1 a primeira fonte (62) quando a saída não invertida (0) do segundo flip-flop J-K (44) estiver ao nível lógido elevado. i

- 15 - 3& h

Oxímetro de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por os meios de filtro incluirem meios (Tl, í

T2) para isolar os sinais de corrente contínua no sinal rece- ! '1 bido.

' !

- 4B h ;

^!í !

Oxímetro de acordo com as reivindicações 1,2 í ou 5, caracterizado por os meios desmoduladores compreenderem um primeiro meio desmodulador (102) para desmodular os sinais '! com a primeira frequência e segundos meios desmoduladores , í

(100) para desmodular os sinais com a segunda frequência. !

lí ' lí íj - 5β - !

Oxímetro de acordo com as reivindicações 1,2,! 3 ou 4, caracterizado por as primeira e segunda fontes Inmino |j sas compreenderem um primeiro e um segundo díodos emissores I de luz (62,64) respectivos montados em paralelo com polaridal| des opostas . !

’! - 6ô - j ! Processo de funcionamento de um óxímetro que I compreende as fases de:

jj produção de luz a partir de uma primeira (62) e de uma segunda (64) fontes luminosas que possuem frequências de ·, emissão substancialmente diferentes; ¹

I excitação da primeira fonte com um primeiro sinal em j forma de onda que inclui uma primeira componente (Pl) de frequência;

>1 |j excitaçao da segunda fonte com um segundo sinal em forma j de onda que inclui uma segunda componente (F2) de frequência

- 16 i com cia recepção da luz proveniente das fontes , depois de a luz ter captado informação fisiológica de interesse;

filtração das frequências dos sinais luminosos recebidos , utilizando filtros sintonizados para a primeira (Fl) e para j ' a segunda (F2) componentes de frequência para separar os sii nais das primeira e segunda fontes, ;

caracterizado por:

! o primeiro sinal em forma de onda (Fo x Fl) compreender a primeira componente de frequência (Fl) modulada em amplitude por um sinal em forma de onda de modulação (Fo) , e o segun ί do sinal em forma de onda (F2 x FO) compreender a segunda com ' ponente de frequência (F2) modulada em amplitude pelo inverso do sinal em forma de onda (FO) , sendo os primeiro e segundo sinais em forma de onda entrelaçados, com uma frequência de repetição do entrelaçamento igual à frequência do sinal de modulação (FO);

sendo as primeira e segunda componentes de frequência ¹ (Fl ,F2) e o sinal em forma de onda de modulação (Fo) sinais com três frequências diferentes, superiores às frequências dos sinais de informação fisiológica, e estando os primeiro __ e segundo sinais em forma de onda (FO x Fl, FO x F2) e as suas bandas de domulação (Fl + FO, F2 + FO) separadas espectralmente para permitir que os sinais de informação fisiológica sejam'

I captados como modulação de amplitude em bandas laterais não i sobrepostas (Fl + PI, F2 + PI) das primeira e segunda componentes de frequência (Fl ,F2)$ j! compreendendo a fase de filtragem a filtragem por filtros ! de banda do sinal recebido para rejeitar sinais exteriores a

I uma primeira largura de banda centrada na primeira componente de frequência (Fl), sendo a primeira largura de banda suficien ,i temente ampla para dar passagem às bandas laterais que contêm os sinais de informação fisiológica modulados em ampli tuda, mas suficientemente estreita para rejeitar componentes do es- 17 ~ pec tro (Fl + FO) do primeiro sinal em forma de onda (Fl x FO) !j e compreendendo a fase de filtragem além disso a filtragem por filtros de banda dos sinais recebidos para rejeitar sinais exteriores a uma segunda largura de banda centrada na segunda componente de frequência (F2), sendo a segunda largura de ban!l da suficientemente ampla para dar passagem a bandas laterais que contêm os sinais de informação fisiolégia modulados em

Η amplitude, mas suficientemente estreita para rejeitar compo1' nentes do espectro (F2 - FO) do segundo sinal em forma de ' onda (FO x F2); e ainda jj uma fase de desmodulaçao do sinal recebido com as frequências (Fl ,F2) das primeira e segunda componentes de frel· quência, depois da fase de filtragem, para obter os sinais de informação fisiológica.