RU1783980C - Фотосенсор - Google Patents

Abstract

Использование: в медицинской технике дл  биологических исследований и проверки функции различных органов человека и животных. Сущность изобретени : фотосенсор содержит гибкую печатную плату 1, выполненную вместе с электрической схемой, излучатель света 2 и приемник света 3, смонтированные на печатной плате 1 и сое- диненные с электрическим кабелем 5 через электрическую схему 4j фиксирующую ленту , котора  закрепл етс  на гибкой печатной плате 1, устанавливаемой на пальце или другом органе человека, и котора  фиксирует положение печатной платы 1 в правильной позиции. Дл  гарантировани  правильного положени  излучател  2 и приемника 3 используетс  полоска гибкой пленки, которую можно удобно расположить на пальце. Гибка  печатна  плата 1 снабжена метками в такой позиции, чтобы излучатель и приемник находились напротив друг друга после установки биофотосен- сора на пальце. 6 з.п. ф-лы, 17 ил. с/

Description

VI

00

со о

00

о

со

Изобретение относитс  к медицинской технике и может быть использовано дл  исследовани , например, функции печени и т.п.

Наиболее близким по технической сущности к данному фотосенсору  вл етс  био- фотосенсор по патенту Японии № 60-34432. Известный фотосенсор недостаточно надежен и точен в св зи с отсутствием средств дл  точной взаимоориентации источника света и фотоприемника, а также возможности повреждени  или разрыва электрических соединений.

Цель изобретени  - повышение надежности , повышение точности измерений.

На фиг. 1 изображен вид сверху фотосенсора; на фиг. 2 - вид спереди фотосенсора; на фиг. 3 - вид спереди модификации со светопрозрачным защитным материалом; на фиг, 4 - вид сверху модификации с клейкой фиксирующей лентой; на фиг. 5 - вид спереди этой модификации; на фиг. 6 - вид сверху модификации с дополнительными метками, на фиг. 7 - вид спереди этой модификации; на фиг. 8 - вид сбоку фотосенсора на пальце руки пациента; на фиг. 9 - вид сверху фиксирующей ленты фотосенсора в модификации с метками индикации монтажных позиций и позиционной меткой; на фиг. 10 - вид спереди этой же модификации; на фиг. 11 - вид сверху прокладочной бумаги фотосенсора модификации с буквенными метками индикации монтажных позиций; на фиг. 12 - вид сверху фиксирующей ленты этой модификации; на фиг. 13 - пример излучател  света, вид сверху; на фиг. 14 - пример излучател  света, вид снизу; на фиг. 15 - пример излучател  света, общий вид; на фиг, 16 - вид сверху модификации со сжимающей трубкой; на фиг. 17 - вид спереди этой же модификации.

Фотосенсор выполнен на гибкой печатной плате 1 ( одной стороне которой вытравлена фигура необходимого электрода . Излучатель света 2 и приёмник света 3 устанавливаютс  на плате ГПП 1 в требуемой позиции и соедин ютс  с электродом 4 пайкой. Также методом пайки кабель 5 соедин етс  на конце платы ГПП 1 с электродом 4. Излучатель света 2 выполнен квадратным со стороной квадрата в несколько миллиметров, на котором устэнов- лены два сеетоиспускающих диода. Излучаемые этими диодами пучки света имеют различную длину волны Использование двух диодов гарантирует более высокую степень точности измерений. В качестве приемника света 3 используетс  кремниевый фотодиод Кабель 5  вл етс  п тижильным, при этом три из п ти жил

используютс  дл  обеспечени  срабатывани  излучател  2, а два дл  передачи сигна- лов от приемника 3. Явл етс  предпочтительным, чтобы фотосенсор снабжалс  защитными сло ми 6 и 7, Слой 6 изго тавливаетс  из прозрачной смолы или

стекла и он покрывает излучатель света 2 и

приемник света 3. Слой 7 изготавливаетс 

из изолирующей и эластичной смолы, на0 пример из эпоксидной, уретановой или силиконовой смолы, и покрывает остальную часть фотосенсора. Фотосенсор закрепл етс , например, на пальце руки, причем излучатель 2 и приемник 3 располагаютс 

5 строго напротив друг друга на противоположных сторонах пальца руки и вместе с пальцем образуют как бы слоистую конструкцию . Излучатель 2 и приемник 3 фиксируютс  в нужной позиции с помощью

0 фиксирующей ленты. После этого излучатель света 2 включаетс  и излучают два пучка света, имеющих различные длины волн. Пучки сета передаютс  через палец и попадают в приемник 3. Прин тые в приемник

5 пучки света анализируютс  с целью определени  содержани  пигмента в потоке крови и т.д. Фотосенсор может быть снабжен меткой 8 в позиции,в которой кончик ногт  пальца руки пациента контактирует с фото0 сенсором после его установки на пальце руки. Метка 8 может быть выполнена в виде выступа или простого плоского знака. Метка 8 служит в качестве эталонной метки дл  относительной позиции между излучателем

5 и приемником света, так как вполне пон тно , что форма и длина ногт  и пальца будут различными у различных пациентов. В другой модификации изобретени  помимо метки 8 используютс  дополнительные метки 9,

0 которые располагаютс  на клейкой фиксирующей ленте 10 на ее внешней стороне, напротив излучател  2 и приемника 3. Эти дополнительные метки могут быть представлены выступами или прочными плоски5 ми метками.

Фотосенсор в модификаци х с метками устанавливаетс  на пальце руки 1 следую- . щим образом.

После установки метки 8 в положение

0 непосредственного контактировани  с кончиком ногт  12 пальца руки 11, фотосенсор поворачиваетс  так, чтобы он обернул палец 11 в его продольном направлении. Излучатель 2 и приемник света 3 можно установить

5 в строго противоположные позиции относительно друг друга за счет выравнивани  меток 9 Затем фиксируем фотосенсор в нужной позиции с помощью клейкой фиксирующей ленты 10. Метки 9 будут гарантировать установку излучател  2 и приемника

света 3 в правильные позиции независимо от длины ногт  и формы пальца руки. В следующей модификации изобретени  фиксирующа  лента 10 состоит из подложки 13, адгезивного сло  14, прикрепленного к од- ной стороне подложки 13, и прокладочной бумаги 15, котора  закреплена на адгезивном слое 14. Прокладочна  (исключающа  прилипание) бумага 15 имеет выступающую часть 16 и снабжена вырезами 17 на обоих сторонах, которые располагаютс  строго противоположно относительно друг друга. Вырезы 17 используютс  в качестве позиционной метки при установке фотосенсора на пальце руки пациента. Излучатель и прием- ник света устанавливаютс  на пальце руки пациента таким образом, чтобы после закреплени  фотосенсора на пальце руки и после расположени  вырезов 17 на кончике ногт  они находились строго напротив друг друга. Однако при этом необходимо сделать так, чтобы излучатель и приемник были точно позиционированы и относительно подложки 13. Именно с этой целью подложка 13 снабжена на своей поверхности позади из- лучател  и приемника света отпечатанной меткой 18, котора  и будет указывать положени  излучател  и приемника света. Вырезы 17 выполн ют также функцию образовани  пустот 19. Если бы не было пустот 19, то после установки подложки 13 на пальце руки эти части могли прилипать друг к другу с довольно сильным сжатием пальца, которое в некоторых случа х могло бы вызвать застой крови. В другой модифи- кации на прокладочной бумаге 15 используетс  перфорированна  лини  20,-котора  очерчивает контуры, в пределах которых должны устанавливатьс  излучатель и приемник света.

Вместо перфорированной линии 20 можно образовать и использовать полуразрезанную линию или непрерывную линию сквозного разреза. На одном конце части, котора  находитс  внутри перфорирован- ной линии 20, образован выступ 21. Другой выступ 22 располагаетс  в желаемой части вдоль кромки прокладочной бумаги 15 и вне части, заключенной внутри перфорированной линии 20. Более того, на прокладочной бумаге 15 отпечатаны буквы 23, которые указывают позиции расположени  излучател  и приемника света, здесь же расположена метка 24, котора  указывает установочную позицию дл  части (в данном случае дл  пальца руки) тела пациента. Така  же метка 24 должна отпечатыватьс  на одной стороне подложки 13 в позиции, котора  соответствует метке на прокладочной бумаге 15. В процессе практического использовани  фотосенсора прокладочна  бумага 15 прежде всего отслаиваетс  только в той части котора  заключена внутри контура линии 20, чтобы обнажить часть адгезионного сло  14. После этого излучатель и приемник света приклеиваютс  в позиции на обнаженной части адгезивного сло  14. Затем отслаиваетс  остальна  часть прокладочной бумаги. После этого излучатель и приемник света можно легко и просто установить в точно обусловленной позиции. Поскольку адгезивный слой 14 покрыт прокладочной бумагой 15 полностью, за исключением той части, котора  заключена в контуры перфорированной линии 20, то сцепл юща  прочность этого сло  сохран етс , высокой до момента, пока лента не будет закреплена непосредственно на пальце пациента. На фиг. 13-15 показан пример используемого по насто щему изобретению излучател  света. Излучатель света 25 с различными длинами волн содержит стекл н- но-эпоксмдную плиту 26, вс  поверхность которой, за исключением электродов, под- вер аетс  травлению. Светоизлучающие диоды 27 и 28, имеющие различные длины волн, соедин ютс  с общим катодом 29 и анодами 30 и 31 соответственно. Светоизлучающие диоды 27 и 28 устанавливаютс  и закрепл ютс  на монтажной плате 26 с помощью проволочного или кристаллического монтажа. На одной стороне монтажной платы 26 располагаютс  электроды 32, 33 и 34, которые соответствуют электродом 29, 30 и 31. Кажда  пара электродов 29 и 32, 30 и 33 и 31 и 34 в электрические соедин ютс  вместе через отверстие 35, Расположенные на другой стороне монтажной платы 26 электроды 32, 33 и 34 соедин ютс  с вводо-выво- дами проводами или непосредственно с другой монтажной пл атой. На фиг. 14 бидно, что смонтированные на стекл нно-эпоксид- ной монтажной плате 26 Светоизлучающие диоды 27 и 28 покрываютс  чистой эпоксидной смолой 36. Три вводо-выводных провода 37 проход т от нижней стороны платы 26. Плата 26 может быть квадратной 3x3 мм с высотой 2 мм. Светоизлучающие диоды 27 и 28 излучают пучки света AI с длиной волны 805 нм и пучки света Аа с длиной волны 940 нм соответственно. Модификаци  изобретени  включает излучатель света 2 с различными длинами волн и приемник света 3, устанавливаютс  на плате ГПП I, выполненной с отпечатанным рисунком монтажной проводки 4. Вводо-выводные провода и рисунок монтажной проводки соедин ютс  с кабелем 5. В этом варианте изобретени  плата ГПП 1 покрыта изолирующей уретано- вой смолой. В процессе практического непользовани  плата ГПП 1 устанавливаетс  и зэкоепл етс  на кончике пальца руки 7 спо- -собом, который схематически показан на фиг. 8 и который дает возможность располо- жить излучатель света 2 и приемник света 3 на обоих сторонах кончика пальца 1,1 вточке противоположной позиции относ ительно друг друга. Так как в соответствии с этим вариантом изображени  излучатель света фотосенсора представлен компактным излучателем , то существует возможность легко и удобно располагать фотосенсор на кончике пальца руки или другом органе человека и проводить необходимые измере- ни , например измерение концентрации специфического пигмента, введелногр в кровь проход щего обследовани  пациента . Более того, поскольку оба светоизлучаю- щих диода располагаютс  на очень близком рассто нии друг от друга, то излучаемые ими пучки света и с различными длинами волн можно рассматривать как пучки света, излучаетс  из одиночного источника света. Это будет значительно упрощать процедуру обработки сигналов. На фиг, 16 и 17 показана друга  модификаци  изобретени , Плата ГПП 1 выполнена на одном своем конце с узкой полоской 38. Один конец кабел  установлен на полоске 38 и закреплен на ней. На перекрытой части установлена могуща  сжиматьс  после воздействи  тепла трубка 39, в случае нагрева этой трубки они сжимаютс  на упом нутой перекрытой части, Фотосенсор , а также часть могущей сжиматьс  в результате воздействи  тепла трубки 39 могут покрыватьс  эластичной смолой, чтобы обеспечить защиту всего фотосенсорэ, и особенно мест соединений с проводами. Такое покрытие должно быть прозрачным в местах, покрывающих излучающие и принимающие свет лицевые стороны излучател  и приемника. Благодар  трубке 39 практически исключаетс  веро тность отсоединени  кабел  или его разрыв. Это гарантирует образование надежной ГПП. Выполненный с использованием такой ГПП фотосенсор будет отличатьс  повышенной гибкостью, легкостью изготовлени  и легкостью и комфортностью в плане его установки на раз- личных органах пациентов и повышенной надежностью.

Claims (7)

1. Формула изобретени  1, Фотосенсор, содержащий гибкую ленту с установленными на ней и соединен-

   ными с электрическим кабелем излучателем и приемником света, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений ,-гибка  лента выполнена в виде гибкой печатной платы, снабженной клейкой фиксирующей лентой, при этом на плате выполнена метка, расположенна  со стороны излучател  и приемника света между последними ,
2. 2.Фотосенсор по п.1,отл ичающий- с   тем, что клейка  фиксирующа  лента на ее внешней стороне снабжена вторыми метками , расположенными над излучателем света и приемником света.
3. 3.Фотосенсор по п. 1, о т л и ч а ю щ и й- с   тем, что клейка  фиксирующа  лента содержит подложку с адгезивным слоем и прокладочную бумагу, расположенную на адгезивном слое дл  защиты последнего, при этом прокладочна  бумага и/или подложка имеют на своей поверхности средства индикации монтажной позиции дл  излучател  сета, приемника света и позиционную метку.
4. 4.Фотосенсор по пп. 1 и 3, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что позиционна  метка выполнена в виде выреза на подложке и прокладочной бумаге, на прокладочной бумаге отпечатан рисунок, при этом средства индикации монтажной позиции излучател  света и приемника света выполнены в форме.букв или знаков.
5. 5.Фотосенсор по пп. 1 и 3, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что прокладочна  бумага выполнена с перфорированной линией по контуру поверхности дл  размещени  и закреплени  излучател  света и приемника света, а прокладочна  бумага выполнена с двум  вступами, один из которых  вл етс  продолжением упом нутой поверхности.
6. 6.Фотосенсор поп.1,отличающий- с   тем, что, с целью повышени  надежности электрических соединений,излучатель света и приемник света покрыты светопрозрач- ным защитным материалом, а остальна  поверхность гибкой печатной платы покрыта эластичной смолой.
7. 7.Фотосенсор поп.1,отличающий- с   тем, что гибка  печатна  плата на одном конце снабжена выступом, на котором установлен конец электрического кабел , которые окружены трубкой из материала , сжимающегос  после воздействи  тепла.

   т

   /

   L

   i

   7/

   $t/.Z

   10

   9 г i 8

   52

   9 Ю Фиг. 7

   фцг.1

   9 35

   ь-ЧФиг .6 J

   V

   I

   ъ

   т

   # Я Фиг. Ю 22 2f Ц 23 15 W

   s i

   V Фиг.11

   г17 ft 3

   2

   17 Фиг Л

   ft

   I

   35 30 28

   Фаг. 13 25

   26

   Редактор

   Составитель Е.Титова Техред М.Моргентал

   Фиг. 4

   Фиг. 15

   1

   Фиг.17

   Корректор О.Юрковецка