WO1996027325A1 - Device for measuring oxygen saturation in the blood present in the body - Google Patents

Device for measuring oxygen saturation in the blood present in the body Download PDF

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WO1996027325A1
WO1996027325A1 PCT/CH1996/000073 CH9600073W WO9627325A1 WO 1996027325 A1 WO1996027325 A1 WO 1996027325A1 CH 9600073 W CH9600073 W CH 9600073W WO 9627325 A1 WO9627325 A1 WO 9627325A1
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WO
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sensor
annular groove
light
section
support
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Application number
PCT/CH1996/000073
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German (de)
French (fr)
Inventor
Albert W. Huch
Renate Chr. Huch
Volker König
Original Assignee
Huch Albert W
Huch Renate Chr
Koenig Volker
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Publication date
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/1455—Measuring 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
    • A61B5/1464—Measuring 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 specially adapted for foetal tissue
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/683—Means for maintaining contact with the body
    • A61B5/6834—Means for maintaining contact with the body using vacuum

Definitions

  • the invention relates to a device for measuring at least one property of a living body, in particular for the non-invasive measurement of the oxygen saturation of blood present in the body.
  • non-invasive means that the measurement is carried out without an instrument penetrating the body and in particular a blood vessel.
  • Oxygen saturation means the degree of saturation of the blood with oxygen-containing hemoglobin, or more precisely, the ratio between the concentration of oxygen-containing hemoglobin, i.e. of oxyhemoglobin, and total hemoglobin concentration.
  • sensors with a sensor for non-invasive measurement of oxygen saturation are known from DE-A 4 407 541 and EP-A 0 442 011.
  • the two documents also disclose, among other things, sensors provided for attachment to a fetus, the light-emitting diodes and a photo semiconductor arranged between them in the center of the sensor, have two annular contact surfaces and an annular groove present between them.
  • the ring groove and the two ring-shaped contact surfaces enclose the light-emitting diodes and the photo semiconductor.
  • the parts of the sensors which delimit the annular groove and form the support surface obviously consist of dimensionally stable materials.
  • One of the sensors known from DE-A 4 407 541 also has an electrode which consists of a tube which surrounds the photo semiconductor and separates it from the light-emitting diodes and is probably formed from a metallic material and is dimensionally stable.
  • the sensor For the attachment of one of these known sensors to a fetus, the sensor is arranged on the body of the fetus. A negative pressure is then generated in the ring groove of the sensor. The pressure of the air in the vicinity of the sensor then presses the sensor against the body of the fetus. As a result of the negative pressure in the ring groove, the skin is drawn into the ring groove. The skin therefore forms a bead protruding into the ring groove. This pressure and the pressure exerted on the skin at the two edges of the ring groove inhibit the inflow of blood to the measurement area of the skin located opposite the light-emitting diodes and the photo semiconductor and the outflow of blood from this measurement area.
  • This obstruction of the blood flow to the area of the skin in front of the light-emitting diodes and the photo-semiconductor reduces the accuracy and the reliability of the measurement of the oxygen saturation.
  • the sensor which has a tube that acts as an electrode and presses on the skin, this additionally impedes the blood flow to the area of the skin located in front of the photo semiconductor.
  • the sensors are usually attached to a surface area of the head of the fetus.
  • This surface area is normally slightly curved, the shape of the surface area depending on its position on the head and can also vary from fetus to fetus. Since the sections of the known sensors intended to rest on the body of the fetus are apparently dimensionally stable, there is also the danger in the known sensors that the annular groove of a fetus on the outer and / or the inner edge when the sensor is placed on a surface section of the body the ring groove is not sealed tightly. This can impair the attachment of the sensor and / or the blood flow to the measuring area.
  • the invention has for its object to provide a device which avoids disadvantages of the known devices and in particular enables the oxygen saturation of blood and / or possibly another property of blood and / or of a blood-circulating tissue to be measured precisely and reliably, although in a negative pressure is generated in the ring groove of the sensor.
  • the device has a sensor and light radiation means as well as light receiving means in order to at least one light emission point and at least one light receiving point on the front of the sensor to radiate light into the body to be examined or to receive light retroreflected therefrom.
  • the sensor also has an annular groove on its front.
  • the device furthermore has means for lowering the pressure of the air present in the annular groove and / or possibly fluid-containing fluid below the air pressure prevailing in the vicinity of the sensor. The sensor is then pressed against the body by the ambient air pressure or - more precisely - by the differential pressure between the environment and the annular groove and is held firmly on the body.
  • At least a section of the ring groove of the sensor - preferably at least the deepest section of the ring groove having the bottom thereof - is arranged in a plan view of the front side of the sensor between the or each light emitting point and the or each light receiving point. It is thereby achieved that an area of the living body that is traversed or irradiated during the measurement of light is located outside the mentioned section of the annular groove and is well supplied with blood. This good blood circulation enables an accurate and reliable measurement.
  • the ring groove is preferably located between two ring-shaped sections of the sensor, which are intended to rest on the body during measurement.
  • Each of these annular sections is preferably elastically deformable and has, for example, an elastically deformable one
  • the senor preferably has a one-piece, rubber-elastic support which delimits the annular groove and the two annular, elastically deformable sections of the sensor which are intended to lie on the body and have a lip or rib forms.
  • This enables the sensor of the knife to »adapt well to the shape of the body surface and to lie tightly on the body inside and outside the ring groove.
  • the elastic deformability of the lips or ribs and the support contributes to that from the sensor to the
  • the inner, ring-shaped section of the sensor is elastically deformable and bears against the body everywhere during measurement, it ensures that no light can get from a light emitting point to a light receiving point without passing through a section of the body. This also contributes to an accurate and reliable measurement.
  • the or each light emission point is located in a plan view of the front of the sensor in the area enclosed by the annular groove.
  • each light emission point is formed by a light-emitting diode arranged in the sensor and each light receiving point is formed by a photo semiconductor arranged in the sensor.
  • the light-emitting means can possibly be arranged outside the sensor in the measuring apparatus or other light-emitting diodes
  • Light generating means for generating light with different NEN wavelengths have. These light generating means can then be connected to the sensor via at least one flexible light guide.
  • the light receiving means can have at least one photo semiconductor or other light sensor arranged outside the sensor in the measuring apparatus, which can be connected to the sensor via at least one flexible light guide.
  • the light beams and light receiving points of the sensor can then be formed by the ends of the light guides and / or lenses or the like arranged at these ends.
  • the senor When holding the sensor with the aid of the ambient air pressure or differential pressure between the surroundings and the recess, it is particularly advantageous that the sensor is reliably held on living bodies even if the latter has a moist surface and / or if the sensor comes into contact with a liquid during and / or after application to the body.
  • the device is therefore particularly suitable for carrying out a measurement on the body of the fetus or child during the birth of a child.
  • FIG. 1 shows a simplified top view of the front of the sensor of a device for measuring the oxygen saturation of blood and the pulse frequency
  • FIGS. 1 and 2 shows a simplified axial section through the sensor, the support of the latter being in the undeformed state in FIGS. 1 and 2, and 3 shows an axial section through the sensor arranged on a living body and having a deformed support, and a schematic representation of further parts of the device.
  • Blood and the pulse frequency have a sensor 2 that can be seen in FIGS. 1 to 3.
  • the sensor 2 has a front side 4, a rear side 5 facing away from it and a largely cylindrical outer surface surrounding the axis 3.
  • the sensor 2 has a housing 7. As the main component, this has an elastically deformable support 8, which consists of a rubber-elastic, electrically insulating material, for example silicone rubber.
  • the support 8 is elastically deformed when the sensor 12 is used for a measurement in a manner described in more detail.
  • the support 8 is shown in FIGS. 1 and 2 in a relaxed, undeformed state and in FIG. 3 in a deformed state, the shape of the latter resulting from the elastic deformation of the support being shown somewhat schematically and in a simplified manner.
  • the support 8 is rotationally symmetrical to the axis 3 and essentially disk-shaped.
  • the axial dimension of the undeformed support 8 is significantly smaller than its maximum diameter and is preferably at most 50% of the latter.
  • the maximum diameter of the support 8 forming the maximum diameter of the entire sensor is preferably at most 30 mm and more preferably at most 25 mm.
  • the support 8 has a blind hole 8a coaxial to the axis 3 and opening into the central region of the front side 4. This is circular in the plan view of the front side 4 and has a cylindrical main section, at least in the case of undeformed support, which is located in the vicinity of the base of the
  • the blind hole 8a has at its end opening at the front side 4 of the sensor in its vicinity a short, with undeformed support cylindrical mouth section, the diameter of which is somewhat larger than that of the main section.
  • the support 8 also has an annular groove 8b which is arranged on the front side 4 and is open at this, coaxial to the axis 3. This is in axial section on the outer, i.e. stepped further away from the axis 3 and has a deeper inner section 8c and an outer, less deep outer section 8d. This forms an extension of the annular groove 8b in the mouth region 8b opening into the surroundings of the sensor.
  • the depth of the outer section 8d of the annular groove 8b is at most
  • the inner section 8c has at the base of the annular groove 8b an undeformed support 8 which is flat and at right angles to the axis 3.
  • the inner section 8c widens in axial section from its base and has side surfaces inclined away from one another towards the mouth of the annular groove 8b, which are conical when the support 8 is undeformed.
  • the outer section 8d has a shoulder surface which adjoins the outer side surface of the inner section 8c further away from the axis 3 and, together with the last-mentioned side surface, forms a shoulder surface which is flat in the case of undeformed support and is perpendicular to the axis 3.
  • the outer section 8d has on its outer side, which is further away from the axis 3, an outer side surface which inclines outwards in the direction away from the shoulder surface and away from the axis 3 and shaped support 8 is conical.
  • the support 8 has several, preferably at least three and, for example, six blind holes 8e distributed uniformly around the axis 3, which open into the shoulder surface of the outer section 8d of the annular groove 8b and in the top view of the front side 4, for example at least at its mouth generally square, approximately rectangular.
  • the support 8 also has on the front side 4 two sections which protrude in a more or less axial direction from the rest of the support sections and are coaxial with the axis 3 and which are ring-shaped, namely circular, in a plan view of the front side 4. These are formed by a lip or narrow rib and are referred to below as inner lip 8f or outer lip 8g.
  • the inner lip 8f is located between the mouth portion of the blind hole 8a and the annular groove 8b.
  • the outer lip 8e encloses the outer section 8d of the annular groove 8b and forms the front edge of the support 8 and the entire sensor 2.
  • Each lip 8f, 8g has at its free end an annular end or front surface which provides undeformed support 8 is flat and perpendicular to axis 3.
  • Each lip 8f, 8g has an inner and an outer side surface.
  • the inner side surface of the inner lip 8f is formed by the surface delimiting the mouth section of the central blind hole 8a and is accordingly cylindrical when the support is not deformed.
  • the outer side surface of the inner lip 8f is identical to the inner side surface of the annular groove 8b and thus approaches the axis 3 with undeformed support towards the free end of the lip 8f.
  • the inner side surface of the outer lip 8g is identical to the inclined, outer side surface of the Ring groove section 8d.
  • the outer side surface of the outer lip 8g is inclined outwards from the axis 3 towards the free end of the lip and is conical in the case of an undeformed sensor and approximately or exactly parallel to the inner side surface of the lip 8g in axial section.
  • the outer lip 8g is accordingly IC
  • the support 8 has a hole-free extension which extends over the entire rear side 3 of the sensor 2 and forms its rear boundary on the entire rear side 4, i.e. compact chick section 8h, which connects the lips 8f, 8g and the remaining front sections of the support to one another and closes the blind hole 8a, the annular groove 8b and the sackcloths 8e gas-tight from the surroundings.
  • the undersurface of the support is slightly convex, for example, when the support is not deformed.
  • the undersurface of the support 8 is for the most part with undeformed support - d. H. apart from its part formed by the outer lip 8g - cylindrical.
  • the sensor 2 has a sleeve 11 which is seated in the blind hole 8a of the support 8 and which can possibly also be understood as part of the housing 7.
  • the sleeve 11 is essentially dimensionally stable and consists, for example, of a
  • the sleeve 11 has an outer circumferential surface, which is largely cylindrical, but has an annular groove near the end of the sleeve located at the bottom of the blind hole 8a.
  • the support 8 has an annular section which forms the constriction of the blind hole 8a and engages in the annular groove and which firmly anchors the sleeve 11 in the support 8.
  • the front end of the sleeve 11 facing away from the base of the blind hole 8a is located within the mouth section of the blind hole 8a.
  • the sleeve 11 has a continuous, axial hole which has an extension at the front end of the sleeve.
  • the sensor 2 has only simplified and schematically drawn light radiation means 13. These have at Example, a plate-shaped or block-shaped carrier 14 and two light-emitting diodes 15 with electrical connections 16.
  • the two light-emitting diodes 15 consist, for example, of sections of a chip or of separate, discrete components.
  • the two light-emitting diodes 15 are designed to generate essentially monochromatic light with two different wavelengths - for example red or infrared light.
  • the carrier 14 is fastened with a casting compound 17 filling the free areas of the interior of the sleeve 11 and possibly with additional fastening means, for example in the sleeve 11 in such a way that its end face and the light radiation locations or surfaces of the light-emitting diodes 15 are approximately or exactly flush are with the front end of the sleeve 11.
  • the sensor 2 also has light receiving means 19. These have a plurality of, preferably at least three, and in particular six, photo-semiconductors 20 with connections 21, which are only shown in simplified form.
  • Each photo semiconductor 20 consists of a photodiode, which is only shown in simplified form, and is fastened with a casting compound, not shown, and / or other fastening means behind the outer section 8d of the annular groove 8b in one of the blind holes 8e in such a way that its light receiving area or surface is approximately or exactly flush with the
  • the two lips 8f, 8g protrude furthest from the remaining parts of the sensor 2 on the front side 4 of the sensor 2 in the direction running along the axis 3.
  • the end or front surfaces of the two lips 8f, 8g lie in a common plane and, when the support 8 is relaxed and undeformed, define a flat lubricating surface 22 which clings to the front side 4 of the sensor 8
  • Support 8 with the end or front surfaces of the two lips 8f, 8g lie on a flat support and / or counter surface which coincides with the flat lubricating surface 22.
  • the free ends of the two lips accordingly form at least one support 23 of the sensor 2 in the case of undeformed support 8.
  • the region of the mouth section of the blind hole 8a which is free in the case of undeformed support 8 and when the sensor is not used, ie only air but no solid material, forms a depression 23 of the sensor 2.
  • the annular groove 8f contains only air, but no solid material, is therefore free and forms a recess 25 of the sensor.
  • the light-emitting diodes 15 and the photo semiconductors 20 are at short distances from the flat sliding surface 22 and are separated from it by free interspaces.
  • An electrical, easily bendable cable 26 has several electrical, insulated conductors and an electrically isolating sheath. One end of the cable 26 is inserted at a point on the lateral surface of the support 8 and firmly connected to it.
  • the connections 16 of the light-emitting diodes 15 are electrically conductively connected to conductors of the cable 26 through the interior of the sleeve 11 and through the insulating material of the support 8.
  • the connections 21 of the photo semiconductors 20 are electrically connected to conductors of the cable 26 through the material of the support 8.
  • the end of the cable 26 that is not attached to the sensor is provided, for example, with a plug 27.
  • the device has a flexible hose 28, for example made of rubber-elastic material.
  • One of the ends of the hose 28 projects into the latter at a point on the lateral surface of the support 8 and is fastened on and / or in the support 8 such that the interior of the hose 28 is connected to the inner section 8c of the annular groove 8b.
  • a coupling piece 29 shown in FIG. 3 is attached.
  • the sleeve 11 prepared in this way with the light-emitting diodes 15 and the photo semiconductors 20 can be inserted into a casting mold and held with holding means from the back of the sensor ht-r to be formed. Furthermore, one end of the cable 26 and this conductor connecting the light-emitting diodes 15 and photo semiconductors 20 and one end of the hose 28 can also be arranged in the casting mold. Then, for example, in a first casting process with the help of the casting mold, a first part of the part forming the front of the support with the lips 8f, 8g and the blind hole 8a and the annular groove 8b is delimited
  • the device 1 also has a measuring apparatus 31 only shown in FIG. 3.
  • This is schematic as Block drawn and consists, for example, of several devices with separate support structures and housings.
  • the measuring apparatus 31 has, for example, several devices designed as inserts and held in a common frame and a commercially available, programmable computer.
  • the plug 27 fastened to the cable 26 is detachably connected to a plug 33 fastened to a housing on the measuring apparatus 31.
  • the measuring apparatus 31 has electronic circuit means 34 which are electrically connected to the plug 33.
  • the electronic circuit means 34 are shown schematically as a block, but can be distributed over several devices and in part can be formed by the aforementioned computer.
  • the electronic circuit means 34 have various electronic components, such as, for example, a clock generator with an oscillator and a pulse generator which can be controlled by this clock generator and which generates electrical voltage pulses during operation of the device and supplies it to the light-emitting diodes 15.
  • the circuit means 34 also have an evaluation circuit that can be controlled by the clock generator, in order to process and evaluate the electrical voltages supplied by the photo semiconductors 20 during operation, which in analog form provide a measure of the strength of the light received by the photo semiconductors.
  • there is at least one analog / digital converter in order to convert analog signals generated by the evaluation circuit into digital signals and convert them to one
  • the electronic circuit means are connected to at least one display device 35 for digital display of the pulse frequency f and the oxygen saturation SA.
  • the display device 35 or one of the display devices is formed, for example, by the screen of the aforementioned computer.
  • the device 1 also has suction means 37. These have, for example, in a device or slot housed pump 38 for sucking air and generating a vacuum with an electric motor 38a.
  • the inlet of the pump 38 is connected to a fluid connection 41 via a line and two connections and a passage of a manually operable three-way valve 39.
  • a line connecting the pump 37 to the fluid connection 41 - for example between the pump 38 and the three-way valve
  • a pressure sensor 40 is arranged.
  • the outlet of the pump 38 is connected to an air outlet opening into the surroundings of the measuring device 31.
  • the measuring apparatus 31 has not yet drawn, manually operable operating elements, such as push buttons, at least one rotary resistor and the like. Furthermore, the measuring apparatus 31 can additionally have signal lights (not shown), for example consisting of light-emitting diodes or lamps, an optical and / or acoustic alarm device and memory and / or registration means for storing and / or registering the measured values of the pulse frequency and oxygen saturation.
  • the measuring apparatus naturally also has at least one voltage supply device with at least one battery and / or at least one power pack.
  • the suction means 37 also have a vacuum and separating container 45, which, for example, has an at least partially transparent wall by a removable, for example consisting of a stopper or lid, gas and vacuum tight closure.
  • the closure element 46 or a wall section of the container 45 is provided with two fluid connections 47 and 48, which open into the interior of the container above the bottom of the container 45 and preferably near its upper end.
  • the hose 28 is at least when using the device by the Coupling piece 29 releasably and tightly connected to the fluid connection 47.
  • a hose 50 has a coupling piece 51 and 52 at its two ends and can be detached by this, at least when the device is used, and is tightly connected to the fluid connections 41 and 48, respectively.
  • the fluid connections 41, 47, 48 and the associated coupling pieces 51, 29 and 52 can, for example, be provided with bayonet locking means or other quick locking means.
  • the recess 25 of the sensor 2 can thus be detachably connected to the inlet of the pump 38, at least when the device 1 is used, by means of a fluid passage-limiting connection means, the connection means at least one flexible hose, namely the two arranged one after the other along the fluid passage Have tubes 28, 50.
  • a living body 61 has a skin 62, a section of which is shown schematically in FIG. 3.
  • the dermis of the skin 62 contains blood vessels, of which an artery or arteriole 63, a vein or venole 64 and some capillary vessels 65 are shown schematically.
  • the drawn skin section can, for example, be a section of the scalp of a fetus or child, whose oxygen saturation and pulse rate are to be measured during and after birth.
  • the sensor 2 is connected via the cable 26 to the electronic circuit means 34 and via the hoses 28, 50 and via the container 45 to the pump 37. Furthermore, a doctor or other obstetrician presses the sensor 2 with its on the
  • This surface area which belongs to the head of the fetus or child, for example, is normally not flat, but is curved in at least one section through axis 3 and, for example, in all sections through axis 3, the curvature in different sections through axis 3 trending cuts can be different.
  • the surface area covered by the sensor 2 can, for example, have a more or less smooth, convexly curved shape.
  • the support 8 When the sensor 2 is pressed against the body 61, the support 8 is deformed and, in particular, bent such that the lips 8f and 8g of the support 8 belonging to the support 23 rest on the body 61 along the entire circumference of the lip despite the curved surface of the body 51 .
  • the body 61 of a fetus or child is in a moist environment at birth and has a moist surface. If the sensor 2 is attached to the body 61 of a fetus or child during childbirth, a liquid containing blood and / or other components, for example, may therefore get into the annular groove 8b or recess 25. When the sensor 2 then rests with its support 23 on the body 61, the recess 25 delimited on the inside by the inner lip 8f and enclosed on the outside by the outer lip 8g forms a cavity which is closed to the environment to some extent or is completely gastight. This contains a fluid, namely air and / or possibly a liquid.
  • the pressure of the fluid present in the recess 25, in the hoses 28, 50 and in the container 45 is thereby reduced by a differential pressure below that in the Surrounding the sensor 2 prevailing air pressure lowered.
  • the pressure sensor 40 is designed, for example, to measure the differential pressure between the ambient air pressure and the pressure in the fluid passage connecting the inlet of the pump 38 to the recess 25 of the sensor 2 and to generate an electrical signal that is a measure of gives this differential pressure.
  • the control means belonging to the electronic circuit means 34 control the motor 38 of the pump 38 during said operating state on the basis of the differential pressure measured with the pressure sensor 40 by switching the motor 38a on and off and possibly by changing the speed of the latter such that the said differential pressure is regulated to a predetermined, constant setpoint or is at least within a predetermined setpoint range with constant limit values.
  • This setpoint or setpoint range of the differential pressure can preferably be set manually with at least one control element belonging to the measuring apparatus 31 - for example a rotary resistor and / or at least one push button.
  • the differential pressure between the ambient air pressure and the fluid pressure in the annular groove 8b or recess 25 is approximately with suction pump 38, ie, except for a small pressure drop, equal to the differential pressure measured by the pressure sensor 40 and - when the latter reaches the intended setpoint has - with the pump stopped, exactly the same as the differential pressure measured by the pressure sensor.
  • the fluid pressure in the annular groove 8b or recess 25 is therefore at least approximately smaller than the air pressure in the vicinity of the sensor 2 by means of the differential pressure regulated with the aid of the regulating means.
  • the regulating means can regulate the pressure, for example, in such a way that that of the pressure sensor 40 measured differential pressure and the differential pressure between the surroundings of the sensor 2 and the annular groove 8b or recess 25 is preferably at least 5 kPa, preferably at most 30 kPa and for example approximately 10 kPa to 20 kPa. If the pressure in the recess 25 is lower than the ambient air pressure by the intended differential pressure, the obstetrician can let go of the sensor 2. The air pressure present in the vicinity of the sensor or - more precisely - the mentioned differential pressure then generates a pressure force pressing the sensor 2 against the surface of the body 61, which detachably holds the sensor 2 on the body 61.
  • Elastic deformation of the support 8 produced more or less upright and can possibly also elastically deform the support 8.
  • the two lips 8f, 8g are already spread apart from one another when the sensor 2 is pressed onto the body 51 manually and / or possibly with the aid of an instrument, or afterwards when air is sucked out and liquid is also occasionally spread out from the recess 23, as shown in FIG. 3 is drawn.
  • the inner lip 8f is bent towards its free end against the axis 3, while the outer lip 8g is bent outwards towards the free end of the axis 3.
  • the result of the pressure force exerted on the sensor 2 by the ambient air pressure is that the sensor 2 in turn exerts a pressure force on the skin 62 of the body 61 on its surfaces resting on the body 61.
  • the skin 62 is indented and compressed, in particular in the case of the lips 8f and 8g, against the interior of the body 61.
  • the area of the skin 62 enclosed by the inner lip 8f then penetrates into the recess 24 of the sensor 2, so that it may also rest on the skin 62 with the front surfaces of the carrier 14 and the light-emitting diodes 15.
  • the annular region of the skin 62 located between the two lips 8f, 8g is sucked into the annular groove 8b, so that the sensor, for example, also with the shoulder surface of the outer portion 8d delimiting the deepest point thereof Supports 8 and with the front surfaces of the photo semiconductor 20 rests on the skin 62. Furthermore, the sensor can possibly also rest on the skin 62 with the mutually facing side surfaces of the two lips 8f, 8g.
  • the skin penetrates at most slightly into the inner section 8c of the annular groove 8b, so that the inner section 8c remains at least largely free (from skin).
  • the support 23 of the sensor 2 is therefore significantly larger when the sensor 2 is pressed against the body 61 and has a deformed support 8 than the support with which the sensor 2 rests on a flat counter surface in the absence of a compressive force and accordingly when the support 8 is relaxed and not deformed. Furthermore, the volume of the free - ie no solid material, but only air-containing part of the annular groove 8b and the annular part formed by it
  • Recess 25 when the sensor is pressed against the skin is smaller than the volume of the annular groove 8b with undeformed support. Furthermore, the skin in the area of the annular groove does indeed form a bead protruding into it. However, this is relatively flat and hardly forms kinks or edges.
  • the fluid sucked out of the annular groove 8b or recess 25 and the hose 26 contains a liquid in addition to air, this liquid is separated from the air in the container 45, so that liquid 69 collects in the originally empty container 45.
  • a filter or the like which is not shown, can be arranged between the container 45 and the pump 38 or between the latter and between the latter and the air outlet opening into the environment, in order to separate any liquid droplets present in the air sucked out of the container from the air and collect.
  • the vacuum and separating container 45 therefore forms, together with the filter separating means which may still be present, in order to pump liquid together with air out of the annular groove 8b or recess 25 separate from the air so that the air flowing into the pump 38 and then into the environment is free of liquid.
  • the interior of the vacuum and separating container 45 preferably has a volume which is substantially larger than the volume of the annular groove 8b or recess 25.
  • the container 45 therefore forms a "vacuum reservoir" to a certain extent and can, for example, be used in the event of a temporary leak the sensor 2 and the surface of the body 61 in the annular groove 8b or. Recess the recess 25 penetrating air temporarily, and thereby compensate for pressure fluctuations.
  • Body 61 releases, the obstetrician can easily put the sensor 2 back on the surface of the body 61 and, if necessary, set a larger differential pressure between the surroundings and the annular groove 8b or recess 25.
  • the measuring apparatus 31 can, for example, be designed in such a way that after the sensor 2 has been attached to the body 61 and the pressure in the annular groove 8b or recess 25 has been reduced by actuating an operating element, the person can actually start the measuring process during which the pulse frequency and the oxygen saturation is measured.
  • the measuring apparatus 31 can instead be designed in such a way that the device 1, in the operating state switched on to start the suction process, starts the measuring process automatically after the sensor 2 has been attached to the body 61, ie without actuating an operating element.
  • the electronic circuit means 34 of the measuring apparatus 31 lead the two light-emitting diodes 15 alternately via the cable 26 to electrical signals, i. H .
  • Voltage pulses so that the two light-emitting diodes alternately generate light signals, ie light pulses, and radiate into the skin 62.
  • the frequency of these light signal sequences should be substantially greater than the human heartbeat or pulse frequency and should be, for example, at least 50 Hz.
  • the light radiated into the skin 62 is scattered and / or absorbed therein, in particular light being also absorbed by the hemoglobin of the blood. Part of the light is again radiated out of the body 61 and into the photo semiconductor 20.
  • the area of the body that the light traverses or shines through forms its measuring area in which the oxygen saturation is measured.
  • the arterial, oxygen-rich blood flows pulsating through the blood vessels of the body 61, whereas the venous, oxygen-poor or oxygen-free blood flows almost uniformly through the blood vessels. Accordingly, the volume and the amount of arterial, oxygen-rich blood change periodically in time in the measuring range of the body 61, and in particular of the skin 61 thereof, measured by the sensor 2 during measurement, in contrast to the pulse frequency, whereas the volume and the amount of the venous, oxygen-poor or oxygen-free blood remain approximately constant over time in the area of the body 61 mentioned.
  • the light radiated back from the body 61 into the photo semiconductors 20 is modulated with the pulse frequency of the blood flowing through the detected area of the body 61.
  • the photo semiconductors 20 then generate electrical signals, namely voltage pulses or a pulsating DC voltage. These signals are conducted via cable 26 to electronic circuitry 34.
  • the electronic circuit means 34 and the display device 35 are designed to remove from the photo semiconductor 20 in electrical signals converted light to determine and display the pulse frequency t and the oxygen saturation SA of the arterial blood virtually continuously.
  • it is advantageous that at least the light with one of the two wavelengths and, for example, the light with both wavelengths, of the light entering the photo semiconductors 20 has as large a portion as possible that changes with the heartbeat or pulse frequency over time.
  • the sensor 2 exerts a compressive force on the skin 62.
  • the size and the distribution of this compressive force over the various surface areas of the sensor 2 which are in contact with the skin 62 depends on the shape and dimensions of the support 8, on the elastic modulus of the rubber-elastic material forming the support 8, and on the size of the surface of the sensor which is on the skin Sensor and from the pressure in the annular groove 8b or the recess 25.
  • the pressure exerted on the skin by the sensor is at least in the case of those located outside the inner section 8c of the annular groove 8b sections of the support 23 of the sensor lying on the skin are smaller than the systolic and also the diastolic blood pressure. Possibly the pressure exerted by the sensor within the portion of the pad 23 enclosed by the inner lip 8f and perhaps even the pressure exerted on the skin by the inner lip 8f is less than the systolic and even less than the diastolic blood pressure.
  • the blood therefore flows pulsating through the blood vessels present in the skin at least in the area of the skin 62 located opposite the photo semiconductors 20 and possibly even in the entire area of the skin 62 covered by the sensor.
  • the pressure in the annular groove 8b or recess 25 is, for example, about 10 kPa to 20 kPa below the ambient air pressure, is the proportion of the light changing in time with the heartbeat or pulse frequency of the total light entering the photo semiconductor 20 according to the performed examinations larger than if the sensor 2 lies more or less without pressure on the skin. This has a favorable effect on the measurement accuracy, so that the pressure force exerted on the skin by the air pressure via the deformable support therefore also results in an improvement in the measurement accuracy.
  • Oxygen saturation and pulse rate in a fetus or child during childbirth are usually in the range of approximately 50% to 60% and 100 / min, respectively. up to 150 / min.
  • the electronic circuit means 34 are preferably designed and / or programmed to monitor the oxygen saturation and possibly also the pulse frequency during the measurement.
  • the switching means 34 can then generate a visually recognizable and / or audible alarm signal via an optical and / or acoustic alarm device, for example if the oxygen saturation falls below a predetermined, preferably adjustable, lower limit value.
  • an alarm signal can possibly also be generated if the pulse frequency falls below a lower limit value or exceeds an upper limit value. If a limit value is exceeded or fallen short of, an obstetrician can then take countermeasures to avoid damage.
  • an obstetrician or another person can end the measuring process by actuating at least one operating element of the measuring apparatus 31, switch off the motor 38a of the pump 38 and furthermore adjust the three-way valve 39 in this way, that the faucet has the air inlet 42 via a passage of the faucet with the container 45 and over this connects with the annular groove 8b or recess 25.
  • the container 45 and the annular groove 8b or recess 25 are thereby aerated. Accordingly, the pressure force exerted on the sensor 2 by the ambient air pressure or the aforementioned differential pressure disappears.
  • the sensor can now without any noteworthy
  • Exertion of force can be removed from the body 61 or - if appropriate - even falls off the body 61 as a result of gravity.
  • the device 1 can of course not only be used for a measurement on a fetus or child, but also for a measurement on an adult person.
  • the setup can also be changed in several ways.
  • the sensor can also be equipped with means to heat the measuring area of the living body, which is optically recorded when measuring the oxygen saturation, in order to promote blood circulation.
  • the light radiation means can have three or more
  • the light receiving means can have more or less than six photo semiconductors.
  • the positions of the light-emitting diodes and photo semiconductors can be interchanged.
  • H. Arrange at least one photo semiconductor in the center of the front of the sensor and provide a ring of light-emitting diodes distributed around the inner section 8c of the annular groove 8b.
  • the three-way valve 39 can be replaced by other shut-off and / or bypass means which have a passage which can be shut off or released and connects the air inlet 42 with the annular groove 8b or recess 25 of the sensor 2.
  • the three-way year. 39 can be replaced, for example, by two taps connected to branches of a line, each having only one passage, or by at least one electrically controllable valve.
  • the pressure sensor 40 may possibly measure the value of the pressure in the fluid passage connecting the pump to the recess 25 instead of the differential pressure described.
  • the regulating means can then regulate the pressure in the fluid passage instead of the differential pressure.
  • the control means belonging to the electronic circuit means could then control the metering valve in addition to or instead of the motor 38a to regulate the pressure.
  • the device can possibly be designed to measure, in addition to the oxygen saturation and the pulse frequency or possibly instead of these measurement variables, at least one other gas saturation or the concentration of a dye injected into the blood for diagnostic purposes or another property of a living body non-invasively.

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Abstract

The proposed device (1) has a sensor (2) with a rubber-elastic support (8). The latter has on the front face (4) of the sensor (2) an annular groove (8b) and two annular lips (8f, 8g), one of which is enclosed by the annular groove (8b) while the other encloses the annular groove (8b). The annular groove (8b) has an inner deeper section (8c) and an outer shallower section (8d). Light-emitting diodes (15) are provided in the region of the front face (4) enclosed by the annular ring (8b) and the inner lip (8f). Photo-semiconductors (20) are provided behind the outer section (8d) of the annular groove (8b). In order to carry out a measurement, the sensor (2) is placed on a living body (61) and the fluid pressure in the annular groove (8b) is lowered to below atmospheric pressure which presses the sensor against the body (61). This ensures a good blood supply to the region of the body (61) used for the measurement.

Description

EINRICHTUNG ZUR MESSUNG DER SAUERSTOFFSÄTIGUNG VON IM KÖRPER VORHANDENEM BLUT DEVICE FOR MEASURING OXYGEN SATURATION OF BODY IN THE BODY
Technisches GebietTechnical field
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Messung mindestens einer Eigenschaft eines lebenden Körpers, insbesondere zur nicht-invasiven Messung der Sauerstoff- Sättigung von im Körper vorhandenem Blut.The invention relates to a device for measuring at least one property of a living body, in particular for the non-invasive measurement of the oxygen saturation of blood present in the body.
Der Begriff "nicht-invasiv" besagt, dass die Messung ohne ein in den Körper und insbesondere in ein Blutgefäss dringendes Instrument durchgeführt wird.The term "non-invasive" means that the measurement is carried out without an instrument penetrating the body and in particular a blood vessel.
Unter der SauerstoffSättigung versteht man den häufig in Prozent der maximalen Sättigung angegebenen Sättigungsgrad des Blutes mit Sauerstoffhaltigem Hämoglobin oder, genauer gesagt, das Verhältnis zwischen der Konzentration des sauerstoffhalti- gen Hämoglobins, d.h. des Oxyhämoglobins, und der gesamten Hämoglobin-Konzentration.Oxygen saturation means the degree of saturation of the blood with oxygen-containing hemoglobin, or more precisely, the ratio between the concentration of oxygen-containing hemoglobin, i.e. of oxyhemoglobin, and total hemoglobin concentration.
Stand der TechnikState of the art
Aus der DE-A 4 407 541 und der EP-A 0 442 011 sind Einrichtungen mit einem Sensor zur nicht-invasiven Messung der SauerstoffSättigung bekannt. Die beiden Druckschriften offenbaren unter anderem auch zur Befestigung an einem Fetus vorgesehene Sensoren, die Leuchtdioden und einen zwischen diesen im Zentrum des Sensors angeordneten Fotohalbleiter, zwei ringförmige Auflageflächen und eine zwischen diesen vorhandene Ringnut aufweisen. Die Ringnut und die beiden ringförmigen Auflageflächen umschliessen die Leuchtdioden und den Fotohalbleiter. Die die Ringnut begrenzenden und die Auflage lächen bildenden Teile der Sensoren bestehen offenbar aus formfesten Materialien. Einer der aus der DE-A 4 407 541 bekannten Sensoren besitzt noch eine Elektrode, die aus einem Rohr besteht, das den Fotohalbleiter umschliesst sowie von den Leuchtdioden trennt und wahrscheinlich aus einem metallischen Material gebildet sowie formfest ist.Devices with a sensor for non-invasive measurement of oxygen saturation are known from DE-A 4 407 541 and EP-A 0 442 011. The two documents also disclose, among other things, sensors provided for attachment to a fetus, the light-emitting diodes and a photo semiconductor arranged between them in the center of the sensor, have two annular contact surfaces and an annular groove present between them. The ring groove and the two ring-shaped contact surfaces enclose the light-emitting diodes and the photo semiconductor. The parts of the sensors which delimit the annular groove and form the support surface obviously consist of dimensionally stable materials. One of the sensors known from DE-A 4 407 541 also has an electrode which consists of a tube which surrounds the photo semiconductor and separates it from the light-emitting diodes and is probably formed from a metallic material and is dimensionally stable.
Für die Befestigung von einem dieser bekannnten Sensoren an einem Fetus wird der Sensor am Körper des Fetus angeordnet. Danach wird in der Ringnut des Sensors ein Unterdruck erzeugt. Der Druck der in der Umgebung des Sensors vorhandenen Luft drückt den Sensor dann gegen den Körper des Fetus. Infolge des Unterdrucks in der Ringnut wird die Haut in die Ringnut hineingezogen. Die Haut bildet daher einen in die Ringnut hineinragenden Wulst. Dieser und der bei den beiden Rändern der Ringnut auf die Haut ausgeübte Druck hemmen den Zufluss von Blut zu dem sich gegenüber den Leuchtdioden un dem Fotohalbleiter befindenden Messbereich der Haut und den Abfluss von Blut aus diesem Messbereich. Diese Behinderung der Durchblutung des sich vor den Leuchtdioden und dem Fotohalblei- ter befindenden Bereiches der Haut reduziert die Genauigkeit sowie die Zuverlässigkeit der Messung der SauerstoffSättigung. Bei dem Sensor, der ein als Elektrode dienendes, auf die Haut drückendes Rohr aufweist, behindert dieses die Durchblutung des sich vor dem Fotohalbleiter befindenden Bereichs der Haut noch zusätzlich.For the attachment of one of these known sensors to a fetus, the sensor is arranged on the body of the fetus. A negative pressure is then generated in the ring groove of the sensor. The pressure of the air in the vicinity of the sensor then presses the sensor against the body of the fetus. As a result of the negative pressure in the ring groove, the skin is drawn into the ring groove. The skin therefore forms a bead protruding into the ring groove. This pressure and the pressure exerted on the skin at the two edges of the ring groove inhibit the inflow of blood to the measurement area of the skin located opposite the light-emitting diodes and the photo semiconductor and the outflow of blood from this measurement area. This obstruction of the blood flow to the area of the skin in front of the light-emitting diodes and the photo-semiconductor reduces the accuracy and the reliability of the measurement of the oxygen saturation. In the case of the sensor, which has a tube that acts as an electrode and presses on the skin, this additionally impedes the blood flow to the area of the skin located in front of the photo semiconductor.
Die Sensoren werden üblicherweise an einem Oberflächenbe¬ reich vom Kopf des Fetus angebracht. Dieser Oberflächenbereich ist normalerweise ein wenig gekrümmt, wobei die Form des Oberflächenbereiches von dessen Lage am Kopf abhängig ist und zudem von Fetus zu Fetus verschieden sein kann. Da die zum Aufliegen auf den Körper des Fetus bestimmten Abschnitte der bekannten Sensoren offenbar formfest sind, besteht bei den bekannten Sensoren zudem die Gefahr, dass die Ringnut beim Auflegen des Sensors auf einen Oberflächenabschnitt des Körpers von einem Fetus beim äusseren und/oder beim inneren Rand der Ringnut nicht dicht abgeschlossen wird. Dies kann die Befestigung des Sensors und/oder zusätzlich die Durchblutung des Messbereichs beeinträchtigen.The sensors are usually attached to a surface area of the head of the fetus. This surface area is normally slightly curved, the shape of the surface area depending on its position on the head and can also vary from fetus to fetus. Since the sections of the known sensors intended to rest on the body of the fetus are apparently dimensionally stable, there is also the danger in the known sensors that the annular groove of a fetus on the outer and / or the inner edge when the sensor is placed on a surface section of the body the ring groove is not sealed tightly. This can impair the attachment of the sensor and / or the blood flow to the measuring area.
Ähnliche Probleme wie beim befestigen eines zur Messung der SauerstoffSättigung von Blut dienenden Sensors können sich auch bei Einrichtungen zur nicht-invasiven, optischen Messung von mindestens einer anderen Eigenschaft von Blut oder eines durchbluteten Gewebes oder sonstigen Bestandteils eines lebenden Körpers stellen, bei denen ein Sensor vorübergehend am Körper befestigt werden muss.Similar problems as when attaching a sensor used to measure the oxygen saturation of blood can also arise in devices for non-invasive, optical measurement of at least one other property of blood or a perfused tissue or other component of a living body, in which a sensor is temporary must be attached to the body.
Abriss der ErfindungOutline of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, welche Nachteile der bekannten Einrichtungen vermeidet und insbesondere ermöglicht, die SauerstoffSättigung von Blut und/oder eventuell eine andere Eigenschaft von Blut und/oder von einem durchbluteten Gewebe genau und zuverlässig zu messen, obschon in der Ringnut des Senosrs ein Unterdruck erzeugt wird.The invention has for its object to provide a device which avoids disadvantages of the known devices and in particular enables the oxygen saturation of blood and / or possibly another property of blood and / or of a blood-circulating tissue to be measured precisely and reliably, although in a negative pressure is generated in the ring groove of the sensor.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by a device with the features of claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Einrichtung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.Advantageous refinements of the device emerge from the dependent claims.
Die erfindungsgemässe Einrichtung besitzt einen Sensor und Lichtstrahlungsmittel sowie Lichtempfangsmittel, um bei mindestens einer Lichtabstrahlungsstelle und bei mindestens einer Lichtaufnahmestelle auf der Frontseite des Sensors Licht in den zu untersuchenden Körper zu strahlen bzw. aus diesem zurückgestrahltes Licht zu empfangen. Der Sensor besitzt zudem eine auf seiner Frontseite angeordnete Ringnut. Die Einrich¬ tung besitzt gemäss der Erfindung ferner Mittel, um den Druck des in der Ringnut vorhandenen Luft und/oder eventuell eine Flüssigkeit aufweisenden Fluids unter den in der Umgebung des Sensors herrschenden Luftdruck zu senken. Der Sensor wird dann durch den Umgebungs-Luftdruck oder - genauer gesagt - durch den Differenzdruck zwischen der Umgebung und der Ringnut an den Körper angedrückt und gut an diesem festgehalten.The device according to the invention has a sensor and light radiation means as well as light receiving means in order to at least one light emission point and at least one light receiving point on the front of the sensor to radiate light into the body to be examined or to receive light retroreflected therefrom. The sensor also has an annular groove on its front. According to the invention, the device furthermore has means for lowering the pressure of the air present in the annular groove and / or possibly fluid-containing fluid below the air pressure prevailing in the vicinity of the sensor. The sensor is then pressed against the body by the ambient air pressure or - more precisely - by the differential pressure between the environment and the annular groove and is held firmly on the body.
Gemäss der Erfindung ist mindestens ein Abschnitt der Ringnut des Sensors - vorzugsweise mindestens der tiefste, den Grund der Ringnut aufweisende Abschnitt von dieser - in einer Draufsicht auf die Frontseite des Sensors zwischen der bzw. jeder Lichtabstrahlungsstelle und der bzw. jeder Lichtauf¬ nahmestelle angeordnet. Dadurch wird erreicht, dass sich ein beim Messen von Licht durchlaufener bzw. durchstrahlter Bereich des lebenden Körpers ausserhalb des genannten Abschnitts der Ringnut befindet und gut durchblutet wird. Durch diese gute Durchblutung wird eine genaue und zuverlässi¬ ge Messung ermöglicht.According to the invention, at least a section of the ring groove of the sensor - preferably at least the deepest section of the ring groove having the bottom thereof - is arranged in a plan view of the front side of the sensor between the or each light emitting point and the or each light receiving point. It is thereby achieved that an area of the living body that is traversed or irradiated during the measurement of light is located outside the mentioned section of the annular groove and is well supplied with blood. This good blood circulation enables an accurate and reliable measurement.
Die Ringnut befindet sich vorzugsweise zwischen zwei ringförmigen Abschnitten des Sensors, die beim Messen zum Aufliegen auf dem Körper vorgesehen sind. Jeder dieser ringförmigen Abschnitte ist vorzugsweise elastisch deformier- bar und weist beispielsweise eine elastische deformierbareThe ring groove is preferably located between two ring-shaped sections of the sensor, which are intended to rest on the body during measurement. Each of these annular sections is preferably elastically deformable and has, for example, an elastically deformable one
Lippe bzw. dünne Rippe auf. Ferner weist der Sensor vorzugs¬ weise einen einstückigen, gummielastischen Support auf, der die Ringnut begrenzt und die beiden ringförmigen, zum Aufliegen auf dem Körper bestimmten, elastisch deformierbaren, eine Lippe bzw. Rippe aufweisenden Abschnitte des Sensors bildet. Dies ermöglicht, dass sich der Sensor beim Messer» gut an die Form der Körper-Oberfläche anpassen kann und innerhalb sowie ausserhalb der Ringnut dicht auf dem Körper aufliegt. Ferner trägt die elastische Deformierbarkeit der Lippen bzw. Rippen und des Supports dazu bei, die vom Sensor auf denLip or thin rib on. Furthermore, the sensor preferably has a one-piece, rubber-elastic support which delimits the annular groove and the two annular, elastically deformable sections of the sensor which are intended to lie on the body and have a lip or rib forms. This enables the sensor of the knife to »adapt well to the shape of the body surface and to lie tightly on the body inside and outside the ring groove. Furthermore, the elastic deformability of the lips or ribs and the support contributes to that from the sensor to the
Körper ausgeübten Druckkräfte gleichmassig zu verteilen und niedrig zu halten, so dass nirgends übermässig grosse Druckkräfte auf den Körper ausgeübt werden. Dies unterstützt wiederum eine gute Durchblutung des beim Messen von Licht durchlaufenen Messbereichs des Körpers.Distribute body pressure forces evenly and keep them low, so that nowhere are excessive pressure forces exerted on the body. This in turn supports good blood circulation in the measuring area of the body that is passed through when measuring light.
Da insbesondere auch üer innere, ringförmige Abschnitt des Sensors elastisch deformierbar ist und beim Messen überall am Körper anliegt, gewährleistet er, dass kein Licht von einer Lichtabstrahlungsstelle zu einer Lichtaufnahmestelle gelangen kann, ohne einen Abschnitt des Körpers zu durchlaufen. Dies trägt ebenfalls zu einer genauen und zuverlässigen Messung bei.Since, in particular, the inner, ring-shaped section of the sensor is elastically deformable and bears against the body everywhere during measurement, it ensures that no light can get from a light emitting point to a light receiving point without passing through a section of the body. This also contributes to an accurate and reliable measurement.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemässen Einrichtung befindet sich die bzw. jede Lichtabstrahlungsstelle in einer Draufsicht auf die Frontseite des Sensors in dem von der Ringnut umschlossenen Bereich. Fenrer sind dann vorzugsweise mehrere um den genannten Abschnitt der Ringnut herum verteilte Lichtaufnahmestellen vorhanden. Dies ermöglicht eine hohe Lichtausbeute.In a particularly advantageous embodiment of the device according to the invention, the or each light emission point is located in a plan view of the front of the sensor in the area enclosed by the annular groove. In this case, there are preferably a plurality of light receiving points distributed around said section of the annular groove. This enables a high light output.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Einrichtung ist jede Lichtabstrahlungsstelle durch eine im Sensor angeordnete Leuchtdiode und jede Lichtaufnahmestelle durch eine im Sensor angeordneten Fotohalbleiter gebildet.In an advantageous embodiment of the device, each light emission point is formed by a light-emitting diode arranged in the sensor and each light receiving point is formed by a photo semiconductor arranged in the sensor.
Die Lichtstrahlungsmittel können eventuell anstelle von im Sensor angeordneten Leuchtdioden ausserhalb des Sensors in der Messapparatur angeordneten Leuchtdioden oder sonstigeInstead of light-emitting diodes arranged in the sensor, the light-emitting means can possibly be arranged outside the sensor in the measuring apparatus or other light-emitting diodes
Lichterzeugungsmittel zur Erzeugung von Licht mit verschiede- nen Wellenlängen aufweisen. Diese Lichterzeugungsmittel können dann über mindestens einen flexiblen Lichtleiter mit dem Sensor verbunden sein. Die Lichtempfangsmittel können statt im Sensor angeordneter Fotohalbleiter mindestens einen ausserhalb des Sensors in der Messapparatur angeordneten Fotohalbleiter oder sonstigen Lichtaufnehmer aufweisen, der über mindestens einen flexiblen Lichtleiter mit dem Sensor verbunden sein kann. Die Lichtstrahlen und Lichtaufnahmestellen des Sensors können dann durch die Enden der Lichtleiter und/oder bei diesen Enden angeordnete Linsen oder dergleichen gebildet sein.Light generating means for generating light with different NEN wavelengths have. These light generating means can then be connected to the sensor via at least one flexible light guide. Instead of photo semiconductors arranged in the sensor, the light receiving means can have at least one photo semiconductor or other light sensor arranged outside the sensor in the measuring apparatus, which can be connected to the sensor via at least one flexible light guide. The light beams and light receiving points of the sensor can then be formed by the ends of the light guides and / or lenses or the like arranged at these ends.
Beim Festhalten des Sensors mit Hilfe des Umgebungs-Luft¬ drucks bzw. Differenzdrucks zwischen der Umgebung und der Ausnehmung ist es insbesondere von Vorteil, dass der Sensor auch dann zuverlässig an lebenden Körper festgehalten wird, wenn der letztere eine feuchte Oberfläche hat und/oder wenn der Sensor beim und/oder nach dem Aufbringen auf den Körper in Kontakt mit einer Flüssigkeit gelangt. Die Einrichtung ist daher insbesondere gut geeignet, um während der Geburt eines Kindes eine Messung am Körper des Fetus bzw. Kindes durchzu¬ führen.When holding the sensor with the aid of the ambient air pressure or differential pressure between the surroundings and the recess, it is particularly advantageous that the sensor is reliably held on living bodies even if the latter has a moist surface and / or if the sensor comes into contact with a liquid during and / or after application to the body. The device is therefore particularly suitable for carrying out a measurement on the body of the fetus or child during the birth of a child.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Der Erfindungsgegenstand wird nachfolgend anhand von einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sowie von Varianten von diesem erläutert. In der Zeichnung zeigtThe subject matter of the invention is explained below using an exemplary embodiment shown in the drawing and variants thereof. In the drawing shows
die Fig. 1 eine vereinfachte Draufsicht auf die Frontseite des Sensors einer Einrichtung zur Messung der SauerstoffSätti¬ gung von Blut und der Pulsfrequenz,1 shows a simplified top view of the front of the sensor of a device for measuring the oxygen saturation of blood and the pulse frequency,
die Fig. 2 einen vereinfachten Axialschnitt durch den Sensor, wobei sich der Support des letzteren in den Figuren 1 sowie 2 in undeformiertem Zustand befindet, und die Fig. 3 einen Axialschnitt durch den an einem lebenden Körper angeordneten, einen deformierten Support aufweisenden Sensor und eine schematische Darstellung von weiteren Teilen der Einrichtung.2 shows a simplified axial section through the sensor, the support of the latter being in the undeformed state in FIGS. 1 and 2, and 3 shows an axial section through the sensor arranged on a living body and having a deformed support, and a schematic representation of further parts of the device.
beschreibung der bevorzugten Ausführunqsbeispieledescription of the preferred exemplary embodiments
Eine in der Fig. 3 als Ganzes mit 1 bezeichnete Einrich- tung zur nicht-invasiven Messung der SauerstoffSättigung vonA device designated as a whole by 1 in FIG. 3 for the non-invasive measurement of the oxygen saturation of
Blut und der Pulsfrequenz besitzt einen in den Figuren 1 bis 3 ersichtlichen Sensor 2. Dieser definiert eine Achse 3 und hat eine im wesentlichen zu dieser rotationssymmetrische Umrissform. Der Sensor 2 hat eine Frontseite 4, eine dieser abgewandten Rückseite 5 und eine die Achse 3 umschliessende, zum grössten Teil zylindrische Mantelfläche.Blood and the pulse frequency have a sensor 2 that can be seen in FIGS. 1 to 3. This defines an axis 3 and has an outline shape that is essentially symmetrical to this. The sensor 2 has a front side 4, a rear side 5 facing away from it and a largely cylindrical outer surface surrounding the axis 3.
Der Sensor 2 weist ein Gehäuse 7 auf. Dieses besitzt als Hauptbestandteil einen elastisch deformierbaren Support 8, der aus einem gummielastischen, elektrisch isolierenden Material, zum Beispiel Silicongummi besteht. Der Support 8 wird bei der Benutzung des Sensors 12 für eine Messung in noch näher beschriebener Weise elastisch deformiert. Der Support 8 ist in den Figuren 1 und 2 in entspanntem, undeformierten Zustand und in der Fig. 3 in deformiertem Zustand gezeichnet, wobei die aus der elastischen Deformation des Supports resultierende Form des letzteren etwas schematisch und vereinfacht dargestellt wurde.The sensor 2 has a housing 7. As the main component, this has an elastically deformable support 8, which consists of a rubber-elastic, electrically insulating material, for example silicone rubber. The support 8 is elastically deformed when the sensor 12 is used for a measurement in a manner described in more detail. The support 8 is shown in FIGS. 1 and 2 in a relaxed, undeformed state and in FIG. 3 in a deformed state, the shape of the latter resulting from the elastic deformation of the support being shown somewhat schematically and in a simplified manner.
Der Support 8 ist zur Achse 3 rotationssymetrisch und im wesentlichen scheibenförmig. Die axiale Abmessung des undeformierten Supports 8 ist deutlich kleiner als dessen maximaler Durchmesser und beträgt vorzugsweise höchstens 50% des letzteren. Der den maximalen Durchmesser des ganzen Sensors bildende, maximale Durchmesser des Supports 8 beträgt vorzugsweise höchstens 30 mm und besser höchstens 25 mm. Der Support 8 hat ein zur Achse 3 koaxiales, in den zentralen Bereich der Frontseite 4 mündendes Sackloch 8a. Dieses ist in der Draufsicht auf die Frontseite 4 kreisförmig und hat einen zumindest bei undeformiertem Support zylindri- sehen Hauptabschnitt, der in der Nähe des Grundes desThe support 8 is rotationally symmetrical to the axis 3 and essentially disk-shaped. The axial dimension of the undeformed support 8 is significantly smaller than its maximum diameter and is preferably at most 50% of the latter. The maximum diameter of the support 8 forming the maximum diameter of the entire sensor is preferably at most 30 mm and more preferably at most 25 mm. The support 8 has a blind hole 8a coaxial to the axis 3 and opening into the central region of the front side 4. This is circular in the plan view of the front side 4 and has a cylindrical main section, at least in the case of undeformed support, which is located in the vicinity of the base of the
Sacklochs durch eine Einschnürung unterteilt ist. Das Sackloch 8a hat an seinem bei der Frontseite 4 des Sensors in dessen Umgebung mündenden Ende einen kurzen, bei undeformiertem Support zylindrischen Mündungsabschnitt, dessen Durchmesser etwas grösser als derjenige des Hauptabschnitts ist.Blind holes is divided by a constriction. The blind hole 8a has at its end opening at the front side 4 of the sensor in its vicinity a short, with undeformed support cylindrical mouth section, the diameter of which is somewhat larger than that of the main section.
Der Support 8 hat ferner eine auf der Frontseite 4 angeordnete, bei dieser offene, zur Achse 3 koaxiale Ringnut 8b. Diese ist im Axialschnitt auf der äusseren, d.h. weiter von der Achse 3 entfernten Seite abgestuft und hat einen tieferen, inneren Abschnitt 8c und einen sich ausserhalb von diesem befinden, weniger tiefen, äusseren Abschnitt 8d. Dieser bildet in dem in die Umgebung des Sensors mündenden Mündungs¬ bereich der Ringnut 8b eine Erweiterung von dieser. Die Tiefe des äusseren Abschnitts 8d der Ringnut 8b beträgt höchstensThe support 8 also has an annular groove 8b which is arranged on the front side 4 and is open at this, coaxial to the axis 3. This is in axial section on the outer, i.e. stepped further away from the axis 3 and has a deeper inner section 8c and an outer, less deep outer section 8d. This forms an extension of the annular groove 8b in the mouth region 8b opening into the surroundings of the sensor. The depth of the outer section 8d of the annular groove 8b is at most
50% und zum Beispiel höchstens oder ungefähr 30% der Tiefe des inneren Abschnitts 8c der Ringnut. Der innere Abschnitt 8c hat am Grund der Ringnut 8b eine bei undeformiertem Support 8 ebene und zur Achse 3 rechtwinklige Grundfläche. Der innere Abschnitt 8c erweitert sich im Axialschnitt von seinem Grund weg und hat vom letzteren zur Mündung der Ringnut 8b hin voneinander weggeneigte Seitenflächen, die bei undeformiertem Support 8 konisch sind. Der äussere Abschnitt 8d hat eine an die äussere, weiter von der Achse 3 entfernte Seitenfläche des inneren Abschnittes 8c anschliessende, zusammen mit der letztgenannten Seitenfläche eine Schulter bildende Schulter¬ fläche, die bei undeformierten Support eben und zur Achse 3 rechtwinklig ist. Der äussere Abschnitt 8d hat auf seiner äusseren, weiter von der Achse 3 entfernten Seite eine äussere Seitenfläche, die in von der Schulterfläche wegverlaufender Richtung von der Achse 3 weg nach aussen geneigt und bei unde ormiertem Support 8 konisch ist. Der Support 8 hat noch mehrere, vorzugsweise mindestens drei und zum Beispiel sechs gleichmassig um die Achse 3 herum verteilte Sacklöcher 8e, die in die Schulterfläche des äusseren Abschnitts 8d der Ringnut 8b münden und in der Draufsicht auf die Frontseite 4 zum Beispiel mindestens bei ihrer Mündung im allgemeinen vierecktörmig, nämlich ungefähr rechteckförmig sind.50% and for example at most or about 30% of the depth of the inner portion 8c of the annular groove. The inner section 8c has at the base of the annular groove 8b an undeformed support 8 which is flat and at right angles to the axis 3. The inner section 8c widens in axial section from its base and has side surfaces inclined away from one another towards the mouth of the annular groove 8b, which are conical when the support 8 is undeformed. The outer section 8d has a shoulder surface which adjoins the outer side surface of the inner section 8c further away from the axis 3 and, together with the last-mentioned side surface, forms a shoulder surface which is flat in the case of undeformed support and is perpendicular to the axis 3. The outer section 8d has on its outer side, which is further away from the axis 3, an outer side surface which inclines outwards in the direction away from the shoulder surface and away from the axis 3 and shaped support 8 is conical. The support 8 has several, preferably at least three and, for example, six blind holes 8e distributed uniformly around the axis 3, which open into the shoulder surface of the outer section 8d of the annular groove 8b and in the top view of the front side 4, for example at least at its mouth generally square, approximately rectangular.
Der Support 8 hat auf der Frontseite 4 ferner zwei in mehr oder weniger axialer Richtung von den restlichen Supportab¬ schnitten vorstehende, zur Achse 3 koaxiale, in einer Draufsicht auf die Frontseite 4 ringförmige, nämlich kreisförmige Auflage-Abschnitte. Diese sind durch eine Lippe oder schmale Rippe gebildet und werden im folgenden als innere Lippe 8f bzw. äussere Lippe 8g bezeichnet. Die innere Lippe 8f befindet sich zwischen dem Mündungsabschnitt des Sacklochs 8a und der Ringnut 8b. Die äussere Lippe 8e umschliesst den äusseren Abschnitt 8d der Ringnut 8b und bildet den frontseiti¬ gen Rand des Supports 8 und des ganzen Sensors 2. Jede Lippe 8f, 8g hat an ihrem freien Ende eine ringförmige End- bzw. Frontfläche, die bei undeformiertem Support 8 eben sowie rechtwinklig zur Achse 3 ist. Jede Lippe 8f, 8g hat eine innere und eine äussere Seitenfläche. Die innere Seitenfläche der inneren Lippe 8f ist durch die den Mündungsabschnitt des zentralen Sacklochs 8a begrenzende Fläche gebildet und dementsprechend bei undeformiertem Support zylindrisch. Die äussere Seitenfläche der inneren Lippe 8f ist identisch mit der inneren Seitenfläche der Ringnut 8b und nähert sich also bei undeformiertem Support zum freien Ende der Lippe 8f hin der Achse 3. Die innere Seitenfläche der äusseren Lippe 8g ist identisch mit der geneigten, äusseren Seitenfläche des Ringnut-Abschnittes 8d. Die äussere Seitenfläche der äusseren Lippe 8g ist zum freien Ende der Lippe hin von der Achse 3 weg nach aussen geneigt sowie bei undeformiertem Sensor konisch und im Axialschnitt ungefähr oder genau parallel zur inneren Seitenfläche der Lippe 8g. Die äusser Lippe 8g ist dement- I CThe support 8 also has on the front side 4 two sections which protrude in a more or less axial direction from the rest of the support sections and are coaxial with the axis 3 and which are ring-shaped, namely circular, in a plan view of the front side 4. These are formed by a lip or narrow rib and are referred to below as inner lip 8f or outer lip 8g. The inner lip 8f is located between the mouth portion of the blind hole 8a and the annular groove 8b. The outer lip 8e encloses the outer section 8d of the annular groove 8b and forms the front edge of the support 8 and the entire sensor 2. Each lip 8f, 8g has at its free end an annular end or front surface which provides undeformed support 8 is flat and perpendicular to axis 3. Each lip 8f, 8g has an inner and an outer side surface. The inner side surface of the inner lip 8f is formed by the surface delimiting the mouth section of the central blind hole 8a and is accordingly cylindrical when the support is not deformed. The outer side surface of the inner lip 8f is identical to the inner side surface of the annular groove 8b and thus approaches the axis 3 with undeformed support towards the free end of the lip 8f. The inner side surface of the outer lip 8g is identical to the inclined, outer side surface of the Ring groove section 8d. The outer side surface of the outer lip 8g is inclined outwards from the axis 3 towards the free end of the lip and is conical in the case of an undeformed sensor and approximately or exactly parallel to the inner side surface of the lip 8g in axial section. The outer lip 8g is accordingly IC
sprechend zu ihrem freien Ende hin von der Achse 3 weg nach aussen geneigt.speaking towards its free end inclined outwards from axis 3.
Der Support 8 hat einen sich über die ganze Rückseite 3 des Sensors 2 erstreckende und dessen rückseitige Begrenzung bildende auf der ganzen Rückseite 4 lochfreien, d.h. kompakten Kückenabschnitt 8h, der die Lippen 8f, 8g sowie die restlichen frontseitigen Abschnitte des Supports miteinander verbindet und das Sackloch 8a, die Ringnut 8b und die Sacklücher 8e gasdicht gegen die Umgebung abschliesst. Die Aussenfläche bzw. Rückfläche des Supports ist bei undeformiertem Support zum Beispiel leicht konvex gebogen. Die Mantelfläche des Supports 8 ist bei undeformiertem Support zum grössten Teil - d. h. abgesehen von ihrem durch die äussere Lippe 8g gebildeten Teil - zylindrisch.The support 8 has a hole-free extension which extends over the entire rear side 3 of the sensor 2 and forms its rear boundary on the entire rear side 4, i.e. compact chick section 8h, which connects the lips 8f, 8g and the remaining front sections of the support to one another and closes the blind hole 8a, the annular groove 8b and the sackcloths 8e gas-tight from the surroundings. The undersurface of the support is slightly convex, for example, when the support is not deformed. The undersurface of the support 8 is for the most part with undeformed support - d. H. apart from its part formed by the outer lip 8g - cylindrical.
Der Sensor 2 weist eine im Sackloch 8a des Supports 8 sitzende Hülse 11 auf, die eventuell auch als Teil des Gehäuses 7 aufgefasst werden kann. Die Hülse 11 ist im wesentlichen formfest und besteht zum Beispiel aus einemThe sensor 2 has a sleeve 11 which is seated in the blind hole 8a of the support 8 and which can possibly also be understood as part of the housing 7. The sleeve 11 is essentially dimensionally stable and consists, for example, of a
Kunststoff, dessen Elastizitätsmodul wesentlich grösser ist als der Elastizitätsmodul des den Support 8 bildenden Silicongummis. Die Hülse 11 hat eine äussere Mantelfläche, die zum grössten Teil zylindrisch ist, aber in der Nähe des sich beim Grund des Sacklochs 8a befindenden Endes der Hülse eine Ringnut hat. Der Support 8 hat einen ringförmigen, die Einschnürung des Sacklochs 8a bildenden, in die Ringnut eingreifenden Abschnitt, der die Hülse 11 fest im Support 8 verankert. Das dem Grund des Sacklochs 8a abgewandte, frontseitige Ende der Hülse 11 befindet sich innerhalb des Mündungsabschnitts des Sacklochs 8a. Die Hülse 11 hat ein durchgehendes, axiales Loch, das beim frontseitigen Ende der Hülse eine Erweiterung hat.Plastic, the modulus of elasticity of which is considerably greater than the modulus of elasticity of the silicone rubber forming the support 8. The sleeve 11 has an outer circumferential surface, which is largely cylindrical, but has an annular groove near the end of the sleeve located at the bottom of the blind hole 8a. The support 8 has an annular section which forms the constriction of the blind hole 8a and engages in the annular groove and which firmly anchors the sleeve 11 in the support 8. The front end of the sleeve 11 facing away from the base of the blind hole 8a is located within the mouth section of the blind hole 8a. The sleeve 11 has a continuous, axial hole which has an extension at the front end of the sleeve.
Der Sensor 2 weist nur vereinfacht und schematisch ge¬ zeichnete Lichtstrahlungsmittel 13 auf. Diese besitzen zum Beispiel einen plättchen- oder block örmigen Träger 14 und zwei Leuchtdioden 15 mit elektrischen Anschlüssen 16. Die beiden Leuchtdioden 15 bestehen zum Beispiel aus Abschnitten eines Chips oder aus separaten, diskreten Bauelementen. Die beiden Leuchtdioden 15 sind ausgebildet, um im wesentlichen monochromatisches Licht mit zwei verschiedenen Wellenlängen - zum Beispiel rotes bzw. infrarotes Licht - zu erzeugen.The sensor 2 has only simplified and schematically drawn light radiation means 13. These have at Example, a plate-shaped or block-shaped carrier 14 and two light-emitting diodes 15 with electrical connections 16. The two light-emitting diodes 15 consist, for example, of sections of a chip or of separate, discrete components. The two light-emitting diodes 15 are designed to generate essentially monochromatic light with two different wavelengths - for example red or infrared light.
Der Träger 14 ist mit einer die freien Bereiche des Innen- raums der Hülse 11 ausfüllenden Vergussmasse 17 und eventuell mit zusätzlichen Befestigungsmitteln zum Beispiel derart in der Hülse 11 befestigt, dass seine Stirnfläche und die Lichtabstrahlungsstellen bzw. -flächen der Leuchtdioden 15 ungefähr oder genau bündig mit dem frontseitigen Ende der Hülse 11 sind.The carrier 14 is fastened with a casting compound 17 filling the free areas of the interior of the sleeve 11 and possibly with additional fastening means, for example in the sleeve 11 in such a way that its end face and the light radiation locations or surfaces of the light-emitting diodes 15 are approximately or exactly flush are with the front end of the sleeve 11.
Der Sensor 2 besitzt ferner Lichtempfangsmittel 19. Diese weisen mehrere, vorzugsweise mindestens drei und zwar sechs nur vereinfacht gezeichnete Fotohalbleiter 20 mit Anschlüssen 21 auf. Jeder Fotohalbleiter 20 besteht aus einer nur vereinfacht gezeichneten Fotodiode und ist mit einer nicht gezeichneten Vergussmasse und/oder anderen Befestigungsmitteln derart hinter dem äusseren Abschnitt 8d der Ringnut 8b in einem der Sacklδcher 8e befestigt, dass seine Lichtauf ahme- stelle bzw. -fläche ungefähr oder genau bündig mit derThe sensor 2 also has light receiving means 19. These have a plurality of, preferably at least three, and in particular six, photo-semiconductors 20 with connections 21, which are only shown in simplified form. Each photo semiconductor 20 consists of a photodiode, which is only shown in simplified form, and is fastened with a casting compound, not shown, and / or other fastening means behind the outer section 8d of the annular groove 8b in one of the blind holes 8e in such a way that its light receiving area or surface is approximately or exactly flush with the
Schulterfläche des äusseren Abschnittes 8d der Ringnut 8b ist.Shoulder surface of the outer portion 8d of the annular groove 8b.
Die beiden Lippen 8f, 8g ragen bei undeformiertem Support 8 auf der Frontseite 4 des Sensors 2 in entlang der Achse 3 verlaufender Richtung am weitesten von den restlichen Teilen des Sensors 2 weg. Die End- bzw. Frontflächen der beiden Lippen 8f, 8g liegen in einer gemeinsamen Ebene und definieren bei entspanntem, undeformiertem Support 8 eine sich auf der Frontseite 4 des Sensors 8 an diesen anschmiegende, ebene Schmiegefläche 22. Der Sensor kann also bei undeformiertemIn the case of undeformed support 8, the two lips 8f, 8g protrude furthest from the remaining parts of the sensor 2 on the front side 4 of the sensor 2 in the direction running along the axis 3. The end or front surfaces of the two lips 8f, 8g lie in a common plane and, when the support 8 is relaxed and undeformed, define a flat lubricating surface 22 which clings to the front side 4 of the sensor 8
Support 8 mit dem End- bzw. Frontflächen der beiden Lippen 8f, 8g auf einer mit der ebenen Schmiegefläche 22 zusammenfallen¬ den, ebenen Auflage- und/oder Gegenfläche aufliegen. Die freien Enden der beiden Lippen bilden dementsprechend mindestens bei undeformiertem Support 8 zusammen eine Auflage 23 des Sensors 2. Der bei undeformiertem Support 8 und bei unbenutztem Sensor freie, d. h. nur Luft, aber kein festes Material enthaltende Bereich des Mündungsabschnittes des Sacklochs 8a bildet eine Vertiefung 23 des Sensors 2. Die Ringnut 8f enthält bei unbenutztem Sensor nur Luft, aber keine festes Material, ist also frei und bildet eine Ausnehmung 25 des Sensors. Die Leuchtdioden 15 und die Fotohalbleiter 20 stehen bei undeformiertem Support 8 in kleinen Abständen von der ebenen Schmiegefläche 22 und sind durch freie Zwischen¬ räume von dieser getrennt.Support 8 with the end or front surfaces of the two lips 8f, 8g lie on a flat support and / or counter surface which coincides with the flat lubricating surface 22. The free ends of the two lips accordingly form at least one support 23 of the sensor 2 in the case of undeformed support 8. The region of the mouth section of the blind hole 8a which is free in the case of undeformed support 8 and when the sensor is not used, ie only air but no solid material, forms a depression 23 of the sensor 2. When the sensor is not used, the annular groove 8f contains only air, but no solid material, is therefore free and forms a recess 25 of the sensor. In the case of undeformed support 8, the light-emitting diodes 15 and the photo semiconductors 20 are at short distances from the flat sliding surface 22 and are separated from it by free interspaces.
Ein elektrisches, gut biegbares Kabel 26 besitzt mehrere elektrische, isolierte Leiter und einen elektrisch isolieren¬ den Mantel. Das eine Ende des Kabels 26 ist bei einer Stelle der Mantelfläche des Supports 8 in diesen eingeführt und fest mit diesem verbunden. Die Anschlüsse 16 der Leuchtdioden 15 sind elektrisch durch den Innenraum der Hülse 11 und durch das isolierende Material des Supports 8 hindurch elektrisch leitend mit Leitern des Kabels 26 verbunden. Die Anschlüsse 21 der Fotohalbleiter 20 sind elektrisch durch das Material des Supports 8 hindurch mit Leitern des Kabels 26 verbunden. Das nicht am Sensor befestigte Ende des Kabels 26 ist zum Beispiel mit einem Stecker 27 versehen.An electrical, easily bendable cable 26 has several electrical, insulated conductors and an electrically isolating sheath. One end of the cable 26 is inserted at a point on the lateral surface of the support 8 and firmly connected to it. The connections 16 of the light-emitting diodes 15 are electrically conductively connected to conductors of the cable 26 through the interior of the sleeve 11 and through the insulating material of the support 8. The connections 21 of the photo semiconductors 20 are electrically connected to conductors of the cable 26 through the material of the support 8. The end of the cable 26 that is not attached to the sensor is provided, for example, with a plug 27.
Die Einrichtung weist einen flexiblen, beispielsweise aus gummielastischem Material bestehenden Schlauch 28 auf. Eines der Enden des Schlauchs 28 ragt bei einer Stelle der Mantelfläche des Supports 8 in den letzteren hinein und ist derart am und/oder im Support 8 befestigt, dass der Innenraum des Schlauchs 28 mit dem inneren Abschnitt 8c der Ringnut 8b verbunden ist. Am anderen Ende des Schlauchs 28 ist ein in der Fig. 3 ersichtliches Kupplungsstück 29 befestigt. Bei der Herstellung des Sensors 2 kann man zum Beispiel zuerst den Träger 14 mit den Leuchtdioden 15 in die Hülse 11 einsetzen, die Anschlüsse 16 der Leuchtdioden 15 mit den vorgesehenen Leitern des Kabels 25 verbinden und die Hülse 11 mit der Vergussmasse 17 ausgiessen. Ferner kann man die derart vorbereitete Hülse 11 mit den Leuchtdioden 15 und die Fotohalbleiter 20 in eine Giessform einsetzen und mit Haltemitteln von der Rückseite des zu bildenden Sensors ht-r halten. Des weiteren kann man auch das eine Ende des Kabels 26 sowie dieses mit den Leuchtdioden 15 und Fotohalbleitern 20 verbindenden Leiter und ein Ende des Schlauchs 28 in der Giessform anordnen. Danach kann man zum Beispiel in einem ersten Giessvorgang mit Hilfe der Giessform einen ersten, die Frontseite des Supports mit den Lippen 8f, 8g bildenden und das Sackloch 8a sowie die Ringnut 8b begrenzenden Teil desThe device has a flexible hose 28, for example made of rubber-elastic material. One of the ends of the hose 28 projects into the latter at a point on the lateral surface of the support 8 and is fastened on and / or in the support 8 such that the interior of the hose 28 is connected to the inner section 8c of the annular groove 8b. At the other end of the hose 28, a coupling piece 29 shown in FIG. 3 is attached. When manufacturing the sensor 2, for example, the carrier 14 with the light-emitting diodes 15 can first be inserted into the sleeve 11, the connections 16 of the light-emitting diodes 15 connected to the provided conductors of the cable 25 and the sleeve 11 poured out with the sealing compound 17. Furthermore, the sleeve 11 prepared in this way with the light-emitting diodes 15 and the photo semiconductors 20 can be inserted into a casting mold and held with holding means from the back of the sensor ht-r to be formed. Furthermore, one end of the cable 26 and this conductor connecting the light-emitting diodes 15 and photo semiconductors 20 and one end of the hose 28 can also be arranged in the casting mold. Then, for example, in a first casting process with the help of the casting mold, a first part of the part forming the front of the support with the lips 8f, 8g and the blind hole 8a and the annular groove 8b is delimited
Supports 8 giessen. Die Hülse 11 mit den Leuchtdioden 15 und die Fotohalbleiter 20 sind dann in diesem Teil des Supports 8 gehalten. Man kann nun einen Teil der Giessform auswechseln, die Haltemittel entfernen und in einem zweiten Giessvorgang noch den zweiten, restlichen, zum Beispiel die Rückseite desPour supports 8. The sleeve 11 with the light-emitting diodes 15 and the photo semiconductors 20 are then held in this part of the support 8. One can now replace part of the mold, remove the holding means and in a second casting process the second, the rest, for example the back of the
Supports bildenden Teil des Supports giessen. Beim Giessen des zweiten Teils werden die im vorher gegossenen, ersten Teil infolge der Haltemittel entstandenen Löcher ausgefüllt und die beiden nacheinander gegossenen Teile derart miteinander verbunden, dass der Support 8 nach der Fertigstellung praktisch einen einstückigen Körper bildet.Pour the support forming part of the support. When the second part is cast, the holes formed in the previously cast, first part as a result of the holding means are filled and the two successively cast parts are connected to one another in such a way that the support 8 practically forms a one-piece body after completion.
Es sei jedoch angemerkt, dass die Reihenfolge der Schritte des Herstellungsverfahren auch geändert werden kann. Ferner kann man nacheinander gegossene Teile des Supports nötigen¬ falls mit Hilfe eines zusätzlichen Bindemittels miteinander verbinden. Der fertige Support 8 bildet dann wiederum fast einen einstückigen Körper.However, it should be noted that the order of the steps of the manufacturing process can also be changed. Furthermore, parts of the support cast in succession can be connected to one another, if necessary, with the aid of an additional binder. The finished support 8 then again forms almost a one-piece body.
Die Einrichtung 1 weist noch eine nur in der Fig. 3 gezeichnete Messapparatur 31 auf. Diese ist schematisch als Block gezeichnet und besteht zum Beispiel aus mehreren Geräten mit separaten Tragstrukturen sowie Gehäusen. Die Messapparatur 31 besitzt zum Beispiel mehrere als Einschübe ausgebildete sowie in einem gemeinsamen Gestell gehaltene Geräte und einen handelsüblichen, programmierbaren Computer. Der am Kabel 26 befestigte Stecker 27 ist lösbar mit einem an einem Gehäuse an der Messapparatur 31 befestigten Stecker 33 verbunden. Die Messapparatur 31 besitzt elektronische Schaltungsmittel 34, die elektrisch mit dem Stecker 33 verbunden sind. Die elektronischen Schaltungsmittel 34 sind schematisch als Block gezeichnet, können jedoch auf mehrere Geräte verteilt und zum Teil durch den erwähnten Computer gebildet sein. Die elektronischen Schaltungsmittel 34 besitzen verschiedene elektronische Bauteile, wie zum Beispiel einen Taktgeber mit einem Oszillator und einen durch diesen Taktgeber steuerbaren Impulsgeber, der beim Betrieb der Einrichtung elektrische Spannungsimpulse erzeugt und den Leuchtdioden 15 zuführt. Die Schaltungsmittel 34 weisen ferner eine durch den Taktgeber steuerbare Auswertungsschaltung auf, um die beim Betrieb von den Fotohalbleitern 20 gelieferten, in analoger Form ein Mass für die Stärke des von den Fotohalbleitern empfangenen Lichtes gebenden elektrischen Spannungen zu verarbeiten und auszu¬ werten. Ferner ist mindestens ein Analog/Digital-Wandler vorhanden, um von der AuswertungsSchaltung erzeugte Analog- Signale in Digital-Signale umzuwandeln und diese einemThe device 1 also has a measuring apparatus 31 only shown in FIG. 3. This is schematic as Block drawn and consists, for example, of several devices with separate support structures and housings. The measuring apparatus 31 has, for example, several devices designed as inserts and held in a common frame and a commercially available, programmable computer. The plug 27 fastened to the cable 26 is detachably connected to a plug 33 fastened to a housing on the measuring apparatus 31. The measuring apparatus 31 has electronic circuit means 34 which are electrically connected to the plug 33. The electronic circuit means 34 are shown schematically as a block, but can be distributed over several devices and in part can be formed by the aforementioned computer. The electronic circuit means 34 have various electronic components, such as, for example, a clock generator with an oscillator and a pulse generator which can be controlled by this clock generator and which generates electrical voltage pulses during operation of the device and supplies it to the light-emitting diodes 15. The circuit means 34 also have an evaluation circuit that can be controlled by the clock generator, in order to process and evaluate the electrical voltages supplied by the photo semiconductors 20 during operation, which in analog form provide a measure of the strength of the light received by the photo semiconductors. Furthermore, there is at least one analog / digital converter in order to convert analog signals generated by the evaluation circuit into digital signals and convert them to one
Prozessor des erwähnten Computers und/oder einem anderen Prozessor für die Verarbeitung von digital dargestellten Daten zuzuführen. Die elektronischen Schaltungsmittel sind mit mindestens einer Anzeigevorrichtung 35 zur digitalen Anzeige der Pulsfrequenz f und der SauerstoffSättigung SA verbunden. Die Anzeigevorrichtung 35 bzw. eine der Anzeigevorrichtungen ist zum Beispiel durch den Bildschirm des erwähnten Computers gebildet.Processor of the mentioned computer and / or another processor for processing digitally represented data. The electronic circuit means are connected to at least one display device 35 for digital display of the pulse frequency f and the oxygen saturation SA. The display device 35 or one of the display devices is formed, for example, by the screen of the aforementioned computer.
Die Einrichtung 1 weist noch Saugmittel 37 auf. Diese besitzen eine zum Beispiel in einem Geräte bzw. Einschub untergebrachte, zum Saugen von Luft und zum Erzeugen eines Vakuums dienende Pumpe 38 mit einem elektrischen Motor 38a. Der Einlass der Pumpe 38 ist über eine Leitung und zwei Anschlüsse sowie einen Durchgang eines manuell betätigbaren Dreiweghahns 39 mit einem Fluid-Anschluss 41 verbunden. In der die Pumpe 37 mit dem Fluid-Anschluss 41 verbindenden Leitung ist - zum Beispiel zwischen der Pumpe 38 und dem DreiweghahnThe device 1 also has suction means 37. These have, for example, in a device or slot housed pump 38 for sucking air and generating a vacuum with an electric motor 38a. The inlet of the pump 38 is connected to a fluid connection 41 via a line and two connections and a passage of a manually operable three-way valve 39. In the line connecting the pump 37 to the fluid connection 41 - for example between the pump 38 and the three-way valve
39 - ein Druckaufnehmer 40 angeordnet. Der Auslass der Pumpe 38 ist mit einem in die Umgebung des Messgerätes 31 mündenden Luftauslass verbunden. Der dritte Anschluss des Dreiweghahns39 - a pressure sensor 40 is arranged. The outlet of the pump 38 is connected to an air outlet opening into the surroundings of the measuring device 31. The third connection of the three-way tap
40 ist mit einem Lufteinlass 42 verbunden, der eine in die Umgebung mündende Belüftungsütfnung hat. Der Motor 38a und der Druckaufnehmer 40 sind elektrisch mit Regelmitteln der elektronischen Schaltungsmittel 34 verbunden. Die Messappa- ratur 31 besitzt noch nicht gezeichnete, manuell betätigbare Bedienungselemente, wie Drucktasten, mindestens einen Drehwiderstand und dergleichen. Des weiteren kann die Messapparatur 31 zusätzlich nicht gezeichnete, zum Beispiel aus Leuchtdioden oder Lämpchen bestehende Signalleuchten, einen optischen und/oder akustischen Alarmgeber sowie Speicher und/oder Registriermittel zum Speichern und/oder Registrieren der gemessenen Werte der Pulsfrequenz sowie SauerstoffSätti¬ gung aufweisen. Die Messapparatur besitzt selbstverständlich noch mindestens eine Spannungsversorgungsvorrichtung mit mindestens einer Batterie und/oder mindestens einem Netzteil.40 is connected to an air inlet 42, which has a ventilation opening opening into the surroundings. The motor 38a and the pressure sensor 40 are electrically connected to control means of the electronic circuit means 34. The measuring apparatus 31 has not yet drawn, manually operable operating elements, such as push buttons, at least one rotary resistor and the like. Furthermore, the measuring apparatus 31 can additionally have signal lights (not shown), for example consisting of light-emitting diodes or lamps, an optical and / or acoustic alarm device and memory and / or registration means for storing and / or registering the measured values of the pulse frequency and oxygen saturation. The measuring apparatus naturally also has at least one voltage supply device with at least one battery and / or at least one power pack.
Die Saugmittel 37 weisen auch einen Vakuum- und Abscheide- Behälter 45 auf, der zum Beispiel eine mindestens teilweise durchsichtige Wand hat durch ein wegnehmbares, zum Beispiel aus einem Stopfen oder Deckel bestehendes Verschlusselement 46 gas- und vakuumdicht verschlossen ist. Das Verschlusselement 46 oder ein Wandabschnitt des Behälters 45 ist mit zwei Fluid-Anschlüssen 47 und 48 versehen, die oberhalb des Bodens des Behälters 45 und vorzugsweise in der Nähe von dessen oberem Ende in den Innenraum des Behälter münden. Der Schlauch 28 ist mindestens bei der Benutzung der Einrichtung durch das Kupplungsstück 29 lösbar sowie dicht mit dem Fluid-Anschluss 47 verbunden. Ein Schlauch 50 hat an seinen zwei Enden ein Kupplungsstück 51 bzw. 52 und ist durch diese mindestens bei der Benutzung der Einrichtung lösbar sowie dicht mit den Fluid-Anschlüssen 41 bzw. 48 verbunden. Die Fluid-Anschlüsse 41, 47, 48 und die zugeordneten Kupplungsstücke 51 bzw. 29 bzw. 52 können zum Beispiel mit bajonettverschlussmitteln oder sonstigen Schnellverschlussmitteln versehen sein. Die Ausnehmung 25 des Sensors 2 kann also mindestens bei der Benutzung der Einrichtung 1 durch einen Fluid-Durchgang begrenzende Verbindungsmittel lösbar mit dem Einlass der Pumpe 38 verbunden werden, wobei dei Verbindungsmittel mindestens einen flexiblen Schlauch und nämlich die zwei entlang dem Fluid-Durchgang nacheinander angeordneten Ξchäuche 28, 50 aufweisen.The suction means 37 also have a vacuum and separating container 45, which, for example, has an at least partially transparent wall by a removable, for example consisting of a stopper or lid, gas and vacuum tight closure. The closure element 46 or a wall section of the container 45 is provided with two fluid connections 47 and 48, which open into the interior of the container above the bottom of the container 45 and preferably near its upper end. The hose 28 is at least when using the device by the Coupling piece 29 releasably and tightly connected to the fluid connection 47. A hose 50 has a coupling piece 51 and 52 at its two ends and can be detached by this, at least when the device is used, and is tightly connected to the fluid connections 41 and 48, respectively. The fluid connections 41, 47, 48 and the associated coupling pieces 51, 29 and 52 can, for example, be provided with bayonet locking means or other quick locking means. The recess 25 of the sensor 2 can thus be detachably connected to the inlet of the pump 38, at least when the device 1 is used, by means of a fluid passage-limiting connection means, the connection means at least one flexible hose, namely the two arranged one after the other along the fluid passage Have tubes 28, 50.
Ein lebender Körper 61 besitzt eine Haut 62, von der ein Ausschnitt schematisch in der Fig. 3 gezeichnet ist. Die Dermis der Haut 62 enthält Blutgefässe, von denen schematisch eine Arterie oder Arteriole 63, eine Vene oder Venole 64 und einige Kapillargef sse 65 gezeichnet sind.A living body 61 has a skin 62, a section of which is shown schematically in FIG. 3. The dermis of the skin 62 contains blood vessels, of which an artery or arteriole 63, a vein or venole 64 and some capillary vessels 65 are shown schematically.
Nun wird die Verwendung der Einrichtung 1 zur nicht- invasiven Messung der Sauerstoffsättigung des durch die Blutgefässe des Körpers 61 strömenden Blutes oder - genauer gesagt - arteriellen Blutes - und der Pulsfrequenz erläutert. Beim gezeichneten Hautausschnitt kann es sich zum Beispiel um einen Ausschnitt aus der Kopfhaut eines Fetus bzw. Kindes handeln, dessen SauerstoffSättigung sowie Pulsfrequenz während und nach der Geburt gemessen werden soll. Für die Messung der SauerstoffSättigung und der Pulsfrequenz verbindet man den Sensor 2 über das Kabel 26 mit den elektronischen Schaltungs¬ mitteln 34 und über die Schläuche 28, 50 sowie über den Behälter 45 mit der Pumpe 37. Ferner drückt ein Arzt oder sonstiger Geburtshelfer den Sensor 2 mit dessen auf derThe use of the device 1 for the non-invasive measurement of the oxygen saturation of the blood flowing through the blood vessels of the body 61 or - more precisely - arterial blood - and the pulse frequency will now be explained. The drawn skin section can, for example, be a section of the scalp of a fetus or child, whose oxygen saturation and pulse rate are to be measured during and after birth. For the measurement of the oxygen saturation and the pulse frequency, the sensor 2 is connected via the cable 26 to the electronic circuit means 34 and via the hoses 28, 50 and via the container 45 to the pump 37. Furthermore, a doctor or other obstetrician presses the sensor 2 with its on the
Frontseite 4 vorhandenen Auflage 23 manuell und/oder eventuell mit Hilfe eines Instruments an einen Oberflächenbereich des Körpers 61 an. Dieser zum Beispiel zum Kopf des Fetus bzw. Kindes gehörender Oberflächenbereich ist normalerweise nicht eben, sondern in mindestens einem durch die Achse 3 verlaufen- den Schnitt und beispielsweise in allen durch die Achse 3 verlaufenden Schnitten gekrümmt, wobei die Krümmung in verschiedenen durch die Achse 3 verlaufenden Schnitten verschieden sein kann. Der vom Sensor 2 bedeckte Oberflächen¬ bereich kann zum Beispiel eine mehr oder weniger glatte, konvex gekrümmte Form haben. Der Support 8 wird beim Andrücken des Sensors 2 an den Körper 61 derart deformiert und insbesondere gebogen, dass die zur Auflage 23 gehörenden Lippen 8f und 8g des Supports 8 trotz der gekrümmten Oberfläche des Körpers 51 entlang dem ganzen Lippen-Umfang auf dem Körper 61 aufliegen.Front 4 existing edition 23 manually and / or possibly with the help of an instrument to a surface area of the body 61. This surface area, which belongs to the head of the fetus or child, for example, is normally not flat, but is curved in at least one section through axis 3 and, for example, in all sections through axis 3, the curvature in different sections through axis 3 trending cuts can be different. The surface area covered by the sensor 2 can, for example, have a more or less smooth, convexly curved shape. When the sensor 2 is pressed against the body 61, the support 8 is deformed and, in particular, bent such that the lips 8f and 8g of the support 8 belonging to the support 23 rest on the body 61 along the entire circumference of the lip despite the curved surface of the body 51 .
Der Körper 61 eines Fetus bzw. Kindes befindet sich bei einer Geburt in einem feuchten Milieu und hat eine feuchte Oberfläche. Wenn der Sensor 2 während einer Geburt an den Körper 61 eines Fetus bzw. Kindes angebracht wird, kann daher eventuell eine beispielsweise Blut und/oder andere Komponenten enthaltende Flüssigkeit in die Ringnut 8b bzw. Ausnehmung 25 gelangen. Wenn der Sensor 2 dann mit seiner Auflage 23 auf den Körper 61 aufliegt, bildet die innen von der inneren Lippe 8f begrenzte und aussen von der äusseren Lippe 8g umschlossene Ausnehmung 25 einen gegen die Umgebung einigermassen oder vollkommen gasdicht abgeschlossenen Hohlraum. Dieser enthält ein Fluid, nämlich Luft und/oder eventuell eine Flüssigkeit. Eine Person kann nun die Messapparatur 31 durch Betätigen eines Bedienungselements in einen Betriebszustand bringen, in dem die Pumpe 38 über einen Durchgang des Dreiweghahns 40, den Behälter 45 und die Schläuche 28, 50 ein normalerweise aus Luft und eventuell ein wenig Flüssigkeit bestehendes Fluid aus der Ausnehmung 25 heraussaugt. Der Druck des in der Ausnehmung 25, in den Schläuchen 28, 50 und im Behälter 45 vorhandenen Fluids wird dadurch um einen Differenzdruck unter den in der Umgebung des Sensors 2 herrschenden Luftdruck gesenkt. Der Druckaufnehmer 40 ist zum Beispiel ausgebildet, um den Differenzdruck zwischen dem Umgebungs-Luftdruck und dem Druck in dem den Einlass der Pumpe 38 mit der Ausnehmung 25 des Sensors 2 verbindenen Fluid-Durchgang zu messen und ein elektrisches Signal zu erzeugen, das ein Mass für diesen Differenzdruck gibt. Die zu den elektronischen Schaltungs¬ mittel 34 gehörenden Regelmittel steuern den Motor 38 der Pumpe 38 während des genannten Betriebszustandes aufgrund des mit dem Druckaufnehmer 40 gemessenen Dif erenzdruckes durch Ein- sowie Ausschalten des Motors 38a und eventuell durch Verändern der Drehzahl des letzteren derart, dass der genannte Differenzdruck auf einen vorgegebenen, konstanten Sollwert geregelt wird oder mindestens innerhalb eines vorgegebenen Sollwert-Bereiches mit konstanten Grenzwerten liegt. Dieser Sollwert bzw. Sollwert-Bereich des Differenzdrucks ist vorzugsweise mit mindestens einem zur Messapparatur 31 gehörenden Bedienungselement - beispielsweise einen Drehwider¬ stand und/oder mindestens einer Drucktaste - manuell einstellbar. Der Differenzdruck zwischen dem Umgebungs- Luftdruck und dem Fluid-Druck in der Ringnut 8b bzw. Ausnehmung 25 ist bei saugender Pumpe 38 ungefähr, d.h. bis auf ein kleines Druckgefälle, gleich dem vom Druckaufnehmer 40 gemessenen Differenzdruck und - wenn der letztere den vorgesehenen Sollwert erreicht hat - bei stillstehender Pumpe genau gleich dem vom Druckaufnehmer gemessenen Differenzdruck. Der Fluid-Druck in der Ringnut 8b bzw. Ausnehmung 25 ist also mindestens ungefähr um den mit Hilfe der Regelmittel eingeregelten Differenzdruck kleiner als der Luftdruck in der Umgebung des Sensors 2. Die Regelmittel können den Druck zum Beispiel derart regeln, dass der vom Druckaufnehmer 40 gemessene Differenzdruck und der Differenzdruck zwischen der Umgebung des Sensors 2 sowie der Ringnut 8b bzw. Ausnehmung 25 vorzugsweise mindestens 5 kPa, vorzugsweise höchstens 30 kPa und zum Beispiel ungefähr 10 kPa bis 20 kPa beträgt. Wenn der Druck in der Ausnehmung 25 um den vorgesehenen Differenzdruck kleiner ist als der Umgebungs-Luftdruck, kann der Geburtshelfer den Sensor 2 loslassen. Der in der Umgebung des Sensors vorhandenen Luttdruck oder - genauer gesagt - der genannte Differenzdruck erzeugt dann eine den Sensor 2 gegen die Oberfläche des Körpers 61 drückende Druckkraft, die den Sensor 2 lösbar am Körper 61 testhält.The body 61 of a fetus or child is in a moist environment at birth and has a moist surface. If the sensor 2 is attached to the body 61 of a fetus or child during childbirth, a liquid containing blood and / or other components, for example, may therefore get into the annular groove 8b or recess 25. When the sensor 2 then rests with its support 23 on the body 61, the recess 25 delimited on the inside by the inner lip 8f and enclosed on the outside by the outer lip 8g forms a cavity which is closed to the environment to some extent or is completely gastight. This contains a fluid, namely air and / or possibly a liquid. A person can now bring the measuring apparatus 31 into an operating state by actuating an operating element, in which the pump 38, via a passage of the three-way valve 40, the container 45 and the hoses 28, 50, produces a fluid which normally consists of air and possibly a little liquid Sucks out recess 25. The pressure of the fluid present in the recess 25, in the hoses 28, 50 and in the container 45 is thereby reduced by a differential pressure below that in the Surrounding the sensor 2 prevailing air pressure lowered. The pressure sensor 40 is designed, for example, to measure the differential pressure between the ambient air pressure and the pressure in the fluid passage connecting the inlet of the pump 38 to the recess 25 of the sensor 2 and to generate an electrical signal that is a measure of gives this differential pressure. The control means belonging to the electronic circuit means 34 control the motor 38 of the pump 38 during said operating state on the basis of the differential pressure measured with the pressure sensor 40 by switching the motor 38a on and off and possibly by changing the speed of the latter such that the said differential pressure is regulated to a predetermined, constant setpoint or is at least within a predetermined setpoint range with constant limit values. This setpoint or setpoint range of the differential pressure can preferably be set manually with at least one control element belonging to the measuring apparatus 31 - for example a rotary resistor and / or at least one push button. The differential pressure between the ambient air pressure and the fluid pressure in the annular groove 8b or recess 25 is approximately with suction pump 38, ie, except for a small pressure drop, equal to the differential pressure measured by the pressure sensor 40 and - when the latter reaches the intended setpoint has - with the pump stopped, exactly the same as the differential pressure measured by the pressure sensor. The fluid pressure in the annular groove 8b or recess 25 is therefore at least approximately smaller than the air pressure in the vicinity of the sensor 2 by means of the differential pressure regulated with the aid of the regulating means. The regulating means can regulate the pressure, for example, in such a way that that of the pressure sensor 40 measured differential pressure and the differential pressure between the surroundings of the sensor 2 and the annular groove 8b or recess 25 is preferably at least 5 kPa, preferably at most 30 kPa and for example approximately 10 kPa to 20 kPa. If the pressure in the recess 25 is lower than the ambient air pressure by the intended differential pressure, the obstetrician can let go of the sensor 2. The air pressure present in the vicinity of the sensor or - more precisely - the mentioned differential pressure then generates a pressure force pressing the sensor 2 against the surface of the body 61, which detachably holds the sensor 2 on the body 61.
Die vom Luftdruck auf den Sensor 2 ausgeübte Druckkraft hält die vorher beim Andrücken des Sensors durch einenThe pressure force exerted on the sensor 2 by the air pressure holds the pressure previously applied by the sensor
Geburtsheller erzeugte, elastische Verformung des Supports 8 mehr oder weniger aufrecht und kann den Support 8 eventuell noch zusätzlich elastisch verformen. Die beiden Lippen 8f, 8g werden bereits beim manuellen und/oder eventuell mit Hilfe eines Instruments erfolgenden Andrücken des Sensors 2 an den Körper 51 oder danach beim Absaugen von Luft sowie ebentuell Flüssigkeit aus der Ausnehmung 23 voneinander weggespreizt, wie es in der Fig. 3 gezeichnet ist. Die innere Lippe 8f wird dabei zu ihrem freien Ende hin gegen die Achse 3 gebogen, während die äussere Lippe 8g zu ihrem freien Ende hin von der Achse 3 weg nach aussen gebogen wird.Elastic deformation of the support 8 produced more or less upright and can possibly also elastically deform the support 8. The two lips 8f, 8g are already spread apart from one another when the sensor 2 is pressed onto the body 51 manually and / or possibly with the aid of an instrument, or afterwards when air is sucked out and liquid is also occasionally spread out from the recess 23, as shown in FIG. 3 is drawn. The inner lip 8f is bent towards its free end against the axis 3, while the outer lip 8g is bent outwards towards the free end of the axis 3.
Die vom Umgebungs-Luftdruck auf den Sensor 2 ausgeübte Druckkraft hat zur Folge, dass der Sensor 2 seinerseits bei seinen auf dem Körper 61 aufliegenden Flächen eine Druckkraft auf die Haut 62 des Körpers 61 ausübt. Die Haut 62 wird dadurch insbesondere bei den Lippen 8f und 8g gegen das Innere des Körpers 61 hin eingebuchtet und zusammengedrückt. Der von der inneren Lippe 8f umschlossene Bereich der Haut 62 dringt dann in die Vertiefung 24 des Sensors 2 ein, so dass dieser eventuell auch mit den Frontflächen des Trägers 14 und der Leuchtdioden 15 auf der Haut 62 aufliegt. Ferner wird der sich zwischen den beiden Lippen 8f, 8g befindende, ringförmige Bereich der Haut 62 in die Ringnut 8b hineingesaugt, so dass der Sensor beispielsweise auch mit der den äusseren Abschnitt 8d bei dessen tiefster Stelle begrenzenden Schulterfläche des Supports 8 sowie mit den Frontflächen der Fotchalbleiter 20 auf der Haut 62 aufliegt. Des weiteren kann der Sensor eventuell auch bei den einander zugewandten Seitenflächen der beiden Lippen 8f, 8g auf der Haut 62 aufliegen. Die Haut dringt jedoch höchstens geringfügig in den inneren Abschnitt 8c der Ringnut 8b ein, so dass der innere Abschnitt 8c mindestens zum grössten Teil frei (von Haut) bleibt. Die Auflage 23 des Sensors 2 ist also beim an den Körper 61 angedrückten, einen deformierten Support 8 aufweisenden Sensor 2 deutlich grösser als die Auflage, mit welcher der Sensor 2 beim Fehlen einer Druckkraft und dementsprechend bei entspanntem undeformiertem Support 8 auf einer ebenen Gegenfläche aufliegt. Ferner ist das Volumen des freien - d. h. kein festes Material, sondern nur Luft enthaltenden Teils der Ringnut 8b und der von dieser gebildeten, ringförmigenThe result of the pressure force exerted on the sensor 2 by the ambient air pressure is that the sensor 2 in turn exerts a pressure force on the skin 62 of the body 61 on its surfaces resting on the body 61. As a result, the skin 62 is indented and compressed, in particular in the case of the lips 8f and 8g, against the interior of the body 61. The area of the skin 62 enclosed by the inner lip 8f then penetrates into the recess 24 of the sensor 2, so that it may also rest on the skin 62 with the front surfaces of the carrier 14 and the light-emitting diodes 15. Furthermore, the annular region of the skin 62 located between the two lips 8f, 8g is sucked into the annular groove 8b, so that the sensor, for example, also with the shoulder surface of the outer portion 8d delimiting the deepest point thereof Supports 8 and with the front surfaces of the photo semiconductor 20 rests on the skin 62. Furthermore, the sensor can possibly also rest on the skin 62 with the mutually facing side surfaces of the two lips 8f, 8g. However, the skin penetrates at most slightly into the inner section 8c of the annular groove 8b, so that the inner section 8c remains at least largely free (from skin). The support 23 of the sensor 2 is therefore significantly larger when the sensor 2 is pressed against the body 61 and has a deformed support 8 than the support with which the sensor 2 rests on a flat counter surface in the absence of a compressive force and accordingly when the support 8 is relaxed and not deformed. Furthermore, the volume of the free - ie no solid material, but only air-containing part of the annular groove 8b and the annular part formed by it
Ausnehmung 25 bei an die Haut angedrücktem Sensor kleiner als das Volumen der Ringnut 8b bei undeformiertem Support. Des weiteren bildet die Haut im Bereich der Ringnut zwar einen in diesen hineinragenden Wulst. Dieser ist jedoch relativ flach und bildet kaum Knicke oder Kanten.Recess 25 when the sensor is pressed against the skin is smaller than the volume of the annular groove 8b with undeformed support. Furthermore, the skin in the area of the annular groove does indeed form a bead protruding into it. However, this is relatively flat and hardly forms kinks or edges.
Wenn das aus der Ringnut 8b bzw. Ausnehmung 25 und dem Schlauch 26 herausgesaugte Fluid zusätzlich zu Luft eine Flüssigkeit enthält, wird diese Flüssigkeit im Behälter 45 von der Luft abgeschieden, so dass sich im ursprünglich leeren Behälter 45 Flüssigkeit 69 ansammelt. Im übrigen kann nötigenfalls zwischen dem Behälter 45 und der Pumpe 38 oder zwischen dieser und dem in die Umgebung mündenden Luftauslass noch ein nicht gezeichnetes Filter oder dergleichen angeordnet werden, um allenfalls doch noch in der aus dem Behälter herausgesaugten Luft vorhandene Flüssigkeitströpfchen von der Luft zu trennen und zu sammeln. Der Vakuum- und Abscheide-Be- hälter 45 bildet also zusammen mit dem allenfalls noch vorhandenen Filter- Abscheidemittel, um zusammen mit Luft aus der Ringnut 8b bzw. Ausnehmung 25 herausgepumpte Flüssigkeit von der Luft abzuscheiden, so dass die in die Pumpe 38 und danch in die Umgebung strömende Luft frei von Flüssigkeit ist.If the fluid sucked out of the annular groove 8b or recess 25 and the hose 26 contains a liquid in addition to air, this liquid is separated from the air in the container 45, so that liquid 69 collects in the originally empty container 45. Otherwise, a filter or the like, which is not shown, can be arranged between the container 45 and the pump 38 or between the latter and between the latter and the air outlet opening into the environment, in order to separate any liquid droplets present in the air sucked out of the container from the air and collect. The vacuum and separating container 45 therefore forms, together with the filter separating means which may still be present, in order to pump liquid together with air out of the annular groove 8b or recess 25 separate from the air so that the air flowing into the pump 38 and then into the environment is free of liquid.
Der Innenraum des Vakuum- und Abscheide-Behälters 45 hat vorzugsweise ein Volumen, das wesentlich grösser ist als das Volumen der Ringnut 8b bzw. Ausnehmung 25. Der Behälter 45 bildet daher gewissermassen ein "Vakuum-Reservoir" und kann beispielsweise bei einem vorübergehenden Leck zwischen dem Sensor 2 sowie der Oberfläche des Körpers 61 in die Ringnut 8b bwz. Ausnehmung 25 eindringende Luft vorübergehend aufnehmen, und dadurch Druckschwankungen ausgleichen.The interior of the vacuum and separating container 45 preferably has a volume which is substantially larger than the volume of the annular groove 8b or recess 25. The container 45 therefore forms a "vacuum reservoir" to a certain extent and can, for example, be used in the event of a temporary leak the sensor 2 and the surface of the body 61 in the annular groove 8b or. Recess the recess 25 penetrating air temporarily, and thereby compensate for pressure fluctuations.
Ein beispielsweise 10 kPa bis 20 kPa unter dem Umgebungs- Luftdruck liegender Druck in der Ringnut 8b bzw. Ausnehmung 25 reicht gemäss den durchgeführten Untersuchungen normalerweise aus, damit der Umgebungs-Luftdruck bzw. Differenzdruck den Sensor 2 während einer ganzen Geburt dauernd am Körper 61 festhält. Falls sich der Sensor 2 ausnahmsweise - beispiels¬ weise wegen einer von aussen auf ihn einwirkenden, von der Oberfläche des Körpers 61 weggerichteten Kraft - doch vomA pressure in the annular groove 8b or recess 25, for example 10 kPa to 20 kPa below the ambient air pressure, is normally sufficient, according to the tests carried out, so that the ambient air pressure or differential pressure keeps the sensor 2 firmly on the body 61 during a whole birth . If the sensor 2 exceptionally - for example because of a force acting on it from the outside and directed away from the surface of the body 61 - but from
Körper 61 löst, kann der Geburtshelfer den Sensor 2 problemlos wieder auf die Oberfläche des Körpers 61 aufsetzen und nötigenfalls einen grösseren Differenzdruck zwischen der Umgebung und der Ringnut 8b bzw. Ausnehmung 25 einstellen.Body 61 releases, the obstetrician can easily put the sensor 2 back on the surface of the body 61 and, if necessary, set a larger differential pressure between the surroundings and the annular groove 8b or recess 25.
Die Messapparatur 31 kann zum Beispiel derart ausgebildet sein, dass eine Person nach dem Anbringen des Sensors 2 am Körper 61 und nach dem Senken des Drucks in der Ringnut 8b bzw. Ausnehmung 25 durch Betätigen eines Bedienungselements den eigentlichen Messovorgang starten kann, während dem die Pulsfrequenz und die SauerstoffSättigung gemessen wird. Die Messapparatur 31 kann stattdessen jedoch derart ausgebildet sein, dass die Einrichtung 1 in dem zum Starten des Saug¬ vorgangs eingeschalteten Betriebszustand nach dem Anbringen des Sensors 2 am Körper 61 von selbst, d. h. ohne Betätigung eines Bedienungselements, den Messvorgang beginnt. Während des hessvorgangs führen die elektronischen Schaltungsmittel 34 der Messapparatur 31 den beiden Leucht¬ dioden 15 über das Kabel 26 abwechselnd elektrische Signale, d. h . Spannungsimpulse zu, so dass die zwei Leuchtdioden abwechselnd Lichtsignale, d. h. Lichtimpulse erzeugen und in die Haut 62 hineinstrahlen. Die Frequenz dieser Lichtsignal¬ folgen soll dabei wesentlich grösser sein als die menschliche Herzschlag- bzw. Pulsfrequenz und beispielsweise mindestens 50 Hz betragen. Das in die Haut 62 eingestrahlte Licht wird in dieser gestreut und/oder absorbiert, wobei insbesondere auch Licht vom Hämoglobin des Blutes absorbiert wird. Ein Teil des Lichtes wird wieder aus dem Körper 61 heraus und in die Fotohalbleiter 20 gestrahlt. Der dabei vom Licht durchlaufene bzw. durchstrahlte Bereich des Körpers bildet dessen Messbereich, in dem die SauerstoffSättigung gemessen wird.The measuring apparatus 31 can, for example, be designed in such a way that after the sensor 2 has been attached to the body 61 and the pressure in the annular groove 8b or recess 25 has been reduced by actuating an operating element, the person can actually start the measuring process during which the pulse frequency and the oxygen saturation is measured. However, the measuring apparatus 31 can instead be designed in such a way that the device 1, in the operating state switched on to start the suction process, starts the measuring process automatically after the sensor 2 has been attached to the body 61, ie without actuating an operating element. During the hessing process, the electronic circuit means 34 of the measuring apparatus 31 lead the two light-emitting diodes 15 alternately via the cable 26 to electrical signals, i. H . Voltage pulses so that the two light-emitting diodes alternately generate light signals, ie light pulses, and radiate into the skin 62. The frequency of these light signal sequences should be substantially greater than the human heartbeat or pulse frequency and should be, for example, at least 50 Hz. The light radiated into the skin 62 is scattered and / or absorbed therein, in particular light being also absorbed by the hemoglobin of the blood. Part of the light is again radiated out of the body 61 and into the photo semiconductor 20. The area of the body that the light traverses or shines through forms its measuring area in which the oxygen saturation is measured.
Das arterielle, sauerstoffreiche Blut fliesst pulsierend durch die Blutgefässes des Körpers 61, wogegen das venöse, sauerstoffarme oder sauerstofflose Blut annähernd gleichmässig durch die Blutgefässe fliesst. Dementsprechend ändern das Volumen und die Menge des arteriellen, sauerstoffreichen Blutes in dem beim Messen vom Sensor 2 erfassten Messbereich des Körper 61 und insbesondere von dessen Haut 61 zeitlich periodisch im Takt der Pulsfrequenz, wogegen das Volumen und die Menge des venösen, sauerstoffarmen oder sauerstofflosen Blutes im genannten Bereich des Körpers 61 zeitlich ungefähr konstant bleiben. Das aus dem Körper 61 in die Fotohalbleiter 20 zurückgestrahlte Licht ist mit der Pulsfrequenz des durch den erfassten Bereich des Körpers 61 strömenden Blutes moduliert. Die Fotohalbleiter 20 erzeugen dann elektrische Signale, nämlich Spannungsimpulse oder eine pulsierende Gleichspannung. Diese Signale werden über das Kabel 26 zu den elektronischen Schaltungsmitteln 34 geleitet. Die elektroni- sehen Schaltungsmittel 34 sowie die Anzeigevorrichtung 35 sind ausgebildet, um aus dem von den Fotohalbleitern 20 in elektrische Signale umgewandelten Licht quasi kontinuierlich die Pulsfrequenz t sowie die SauerstoffSättigung SA des arteriellen Blutes zu ermitteln und anzuzeigen. Dabei ist es zur Erzielung einer grossen Messgenauigkeit vorteilhaft, dass von dem in die Fotohalbleiter 20 gelangenden Licht mindestens das Licht mit einer der beiden Wellenlängen und beispielsweise das Licht mit beiden Wellenlängen einen möglichst grossen, mit der Herzschlag- bzw. Pulsfrequenz zeitlich ändernden Anteil hat.The arterial, oxygen-rich blood flows pulsating through the blood vessels of the body 61, whereas the venous, oxygen-poor or oxygen-free blood flows almost uniformly through the blood vessels. Accordingly, the volume and the amount of arterial, oxygen-rich blood change periodically in time in the measuring range of the body 61, and in particular of the skin 61 thereof, measured by the sensor 2 during measurement, in contrast to the pulse frequency, whereas the volume and the amount of the venous, oxygen-poor or oxygen-free blood remain approximately constant over time in the area of the body 61 mentioned. The light radiated back from the body 61 into the photo semiconductors 20 is modulated with the pulse frequency of the blood flowing through the detected area of the body 61. The photo semiconductors 20 then generate electrical signals, namely voltage pulses or a pulsating DC voltage. These signals are conducted via cable 26 to electronic circuitry 34. The electronic circuit means 34 and the display device 35 are designed to remove from the photo semiconductor 20 in electrical signals converted light to determine and display the pulse frequency t and the oxygen saturation SA of the arterial blood virtually continuously. In order to achieve a high measurement accuracy, it is advantageous that at least the light with one of the two wavelengths and, for example, the light with both wavelengths, of the light entering the photo semiconductors 20 has as large a portion as possible that changes with the heartbeat or pulse frequency over time.
Wie schon erwähnt, übt oer Sensor 2 eine Druckkraft auf die Haut 62 aus. Die Grosse und die Verteilung dieser Druckkraft auf die verschiedenen an der Haut 62 anliegenden Flächenbereiche des Sensors 2 hängt von der Form sowie Bemessungen des Supports 8, vom Elastizitätsmodul des den Support 8 bildenden, gummielastischen Materials, von der Grosse der auf der Haut aufliegenden Fläche des Sensors und vom Druck in der Ringnut 8b bzw. der Ausnehmung 25 ab. Wenn der letztgenannte Druck um einen höchstens 30 kPa und bei- spielsweise 10 kPa bis 20 kPa betragenden Differenzdruck unter dem Umgebungs-Luftdruck liegt, ist der vom Sensor auf die Haut ausgeübte Druck mindestens bei den sich ausserhalb des inneren Abschnitts 8c der Ringnut 8b befindenden und auf der Haut aufliegenden Abschnitten der Auflage 23 des Sensors kleiner als der systolische und auch als der diastolische Blutdruck. Eventuell ist auch der vom Sensor innerhalb des von der inneren Lippe 8f umschlossenen Abschnitts der Auflage 23 und vielleicht sogar der von der inneren Lippe 8f auf die Haut ausgeübte Druck kleiner als der systolische und sogar kleiner als der diastolische Blutdruck. Das Blut strömt daher mindestens in dem sich gegenüber den Fotohalbleitern 20 befindenden Bereich der Haut 62 und eventuell sogar im ganzen vom Sensor bedeckten Bereich der Haut 62 pulsierend durch die in der Haut vorhandenen Blutgefässe. Wann der Druck in der Ringnut 8b bzw. Ausnehmung 25 beispielsweise etwa 10 kPa bis 20 kPa unter dem Umgebungs- Luftdruck liegt, ist der Anteil des zeitlich im Takt der Herzschlag- bzw. Pulsfrequenz ändernden Lichtes am insgesamt in die Fotohalbleiter 20 gelangenden Licht gemäss den durchgeführten Untersuchungen grösser, als wenn der Sensor 2 mehr oder weniger drucklos auf der Haut aufliegt. Dies wirkt sich günstig auf die Messgenauigkeit aus, so dass die vom Luftdruck über den deformierbaren Support auf die Haut ausgeübte Druckkraft daher auch eine Verbesserung der Messgenauigkeit ergibt.As already mentioned, the sensor 2 exerts a compressive force on the skin 62. The size and the distribution of this compressive force over the various surface areas of the sensor 2 which are in contact with the skin 62 depends on the shape and dimensions of the support 8, on the elastic modulus of the rubber-elastic material forming the support 8, and on the size of the surface of the sensor which is on the skin Sensor and from the pressure in the annular groove 8b or the recess 25. If the last-mentioned pressure is below the ambient air pressure by a differential pressure of at most 30 kPa and, for example, 10 kPa to 20 kPa, the pressure exerted on the skin by the sensor is at least in the case of those located outside the inner section 8c of the annular groove 8b sections of the support 23 of the sensor lying on the skin are smaller than the systolic and also the diastolic blood pressure. Possibly the pressure exerted by the sensor within the portion of the pad 23 enclosed by the inner lip 8f and perhaps even the pressure exerted on the skin by the inner lip 8f is less than the systolic and even less than the diastolic blood pressure. The blood therefore flows pulsating through the blood vessels present in the skin at least in the area of the skin 62 located opposite the photo semiconductors 20 and possibly even in the entire area of the skin 62 covered by the sensor. When the pressure in the annular groove 8b or recess 25 is, for example, about 10 kPa to 20 kPa below the ambient air pressure, is the proportion of the light changing in time with the heartbeat or pulse frequency of the total light entering the photo semiconductor 20 according to the performed examinations larger than if the sensor 2 lies more or less without pressure on the skin. This has a favorable effect on the measurement accuracy, so that the pressure force exerted on the skin by the air pressure via the deformable support therefore also results in an improvement in the measurement accuracy.
Die SauerstoffSättigung und Pulsfrequenz liegen bei einem Fetus bzw. Kind während der Geburt normalerweise in Bereichen von ungefähr 50% bis 60% bzw. 100/min. bis 150/min. Die elektronischen Schaltungsmittel 34 sind vorzugsweise ausgebil¬ det und/oder programmiert um während der Messung die SauerstoffSättigung und eventuell auch die Pulsfrequenz zu überwachen. Die Schaltungsmittel 34 können dann über einen optischen und/oder akustischen Alarmgeber ein visuell erkenn¬ bares und/oder hörbares Alarmsignal erzeugen, wenn zum Beispiel die SauerstoffSättigung unter einem vorgegebenen, vorzugsweise einstellbaren, unteren Grenzwert sinkt. Ferner kann eventuell auch ein Alarmsignal erzeugt werden, wenn die Pulsfrequenz einen unteren Grenzwert unterschreitet oder einen oberen Grenzwert übersteigt. Beim Unter- oder Überschreiten eines Grenzwertes können dann durch einen Geburtshelfer Gegenmassnahmen zur Vermeidung von Schäden getroffen werden.Oxygen saturation and pulse rate in a fetus or child during childbirth are usually in the range of approximately 50% to 60% and 100 / min, respectively. up to 150 / min. The electronic circuit means 34 are preferably designed and / or programmed to monitor the oxygen saturation and possibly also the pulse frequency during the measurement. The switching means 34 can then generate a visually recognizable and / or audible alarm signal via an optical and / or acoustic alarm device, for example if the oxygen saturation falls below a predetermined, preferably adjustable, lower limit value. Furthermore, an alarm signal can possibly also be generated if the pulse frequency falls below a lower limit value or exceeds an upper limit value. If a limit value is exceeded or fallen short of, an obstetrician can then take countermeasures to avoid damage.
Wenn die Messung der SauerstoffSättigung und der Puls¬ frequenz beendet werden soll, kann ein Geburtshelfer oder eine sonstige Person durch Betätigen mindestens eines Bedienungs¬ elements der Messapparatur 31 den Messvorgang beenden, den Motor 38a der Pumpe 38 ausschalten und ferner den Dreiweghahn 39 derart verstellen, dass der Hahn den Lufteinlass 42 über einen Durchgang des Hahns mit dem Behälter 45 und über diesen mit der Ringnut 8b bzw. Ausnehmung 25 verbindet. Der Behälter 45 und die Ringnut 8b bzw. Ausnehmung 25 werden dadurch belüftet. Dementsprechend verschwindet die vom Umgebungs- Luftdruck bzw. vom genannten Differenzdruck auf dem Sensor 2 ausgeübte Druckkraft. Der Sensor kann nun ohne nennenswerteIf the measurement of the oxygen saturation and the pulse frequency is to be ended, an obstetrician or another person can end the measuring process by actuating at least one operating element of the measuring apparatus 31, switch off the motor 38a of the pump 38 and furthermore adjust the three-way valve 39 in this way, that the faucet has the air inlet 42 via a passage of the faucet with the container 45 and over this connects with the annular groove 8b or recess 25. The container 45 and the annular groove 8b or recess 25 are thereby aerated. Accordingly, the pressure force exerted on the sensor 2 by the ambient air pressure or the aforementioned differential pressure disappears. The sensor can now without any noteworthy
Kraftaufwendung vom Körper 61 weggenommen werden oder fällt - bei entsprechender Lage - sogar infolge der Schwerkraft von selbst vom Körper 61 ab.Exertion of force can be removed from the body 61 or - if appropriate - even falls off the body 61 as a result of gravity.
Die Einrichtung 1 kann selbstverständlich nicht nur für eine Messung an einem Fetus oder Kind, sondern auch für eine Messung an einer erwachsenen Person verwendet werden.The device 1 can of course not only be used for a measurement on a fetus or child, but also for a measurement on an adult person.
Die Einrichtung kann zudem auf verschiedene Arten geändert werden. Der Sensor kann zum Beispiel noch mit Mitteln ausgerüstet werden, um den beim Messen der SauerstoffSättigung optisch erfassten Messbereich des lebenden Körpers zur Förderung der Durchblutung zu erwärmen.The setup can also be changed in several ways. For example, the sensor can also be equipped with means to heat the measuring area of the living body, which is optically recorded when measuring the oxygen saturation, in order to promote blood circulation.
Ferner können die Lichtstrahlungsmittel drei oder mehrFurthermore, the light radiation means can have three or more
Leuchtdioden aufweisen und dann beim Betrieb eventuell Licht mit drei oder noch mehr verschiedenen Wellenlängen erzeugen. Des weiteren können die Lichtempfangsmittel mehr oder weniger als sechs Fotohalbleiter aufweisen.Have light emitting diodes and then possibly generate light with three or more different wavelengths during operation. Furthermore, the light receiving means can have more or less than six photo semiconductors.
Zudem kann man die Lagen der Leuchtdioden sowie Fotohalb¬ leiter vertauschen, d. h. im Zentrum der Frontseite des Sensors mindestens einen Fotohalbleiter anordnen und einen Kranz von um den inneren Abschnitt 8c der Ringnut 8b herum verteilten Leuchtdioden vorsehen.In addition, the positions of the light-emitting diodes and photo semiconductors can be interchanged. H. Arrange at least one photo semiconductor in the center of the front of the sensor and provide a ring of light-emitting diodes distributed around the inner section 8c of the annular groove 8b.
Der Dreiweghahn 39 kann durch andere Absperr- und/oder Umleitmittel ersetzt werden, die einen wahlweise absperrbaren oder freigebbaren, den Lufteinlass 42 mit der Ringnut 8b bzw. Ausnehmung 25 des Sensors 2 verbindenden Durchgang aufweisen. Der Dreiweghahr. 39 kann zum beispiel durch zwei mit Verzweigun¬ gen einer Leitung verbundene, je nur einen Durchgang aufweisende Hähne oder durch mindestens ein elektrisch steuerbares Ventil ersetzt werden.The three-way valve 39 can be replaced by other shut-off and / or bypass means which have a passage which can be shut off or released and connects the air inlet 42 with the annular groove 8b or recess 25 of the sensor 2. The three-way year. 39 can be replaced, for example, by two taps connected to branches of a line, each having only one passage, or by at least one electrically controllable valve.
Der Druckaufnehmer 40 kann eventuell anstelle des beschriebenen Differenzdruckes den Wert des Drucks in dem die Pumpe mit der Ausnehmung 25 verbindenden Fluid-Durchgang messen. Die Regelπiittel können dann anstelle des Differenz- druckes den Druck im Fluid-Durchgang regeln.The pressure sensor 40 may possibly measure the value of the pressure in the fluid passage connecting the pump to the recess 25 instead of the differential pressure described. The regulating means can then regulate the pressure in the fluid passage instead of the differential pressure.
Ferner könnte man möglicherweise den Einiass der Pumpe 38 noch mit einer als "Vakuum-Reservoir" dienenden Kammer verbinden und zwischen dieser und dem Fluid-Anschluss 4 ein elektrisch steuerbares Dosierventil vorsehen. Die zu den elektronischen Schaltungsmitteln gehörenden Regelmittel könnten dann zum Regeln des Drucks zusätzlich zum Motor 38a oder anstelle von diesem das Dosierventil steuern.Furthermore, one could possibly still connect the inlet of the pump 38 to a chamber serving as a "vacuum reservoir" and provide an electrically controllable metering valve between it and the fluid connection 4. The control means belonging to the electronic circuit means could then control the metering valve in addition to or instead of the motor 38a to regulate the pressure.
Des weiteren kann die Einrichtung möglicherweise ausgebildet werden, um zusätzlich zur SauerstoffSättigung und der Pulsfrequenz oder eventuell an Stelle dieser Messgrössen mindestens eine andere Gassättigung oder die Konzentration eines zu Diagnosezwecken in das Blut eingespritzten Farbstoffs oder eine sonstige Eigenschaft eines lebenden Körpers nicht-invasiv zu messen. Furthermore, the device can possibly be designed to measure, in addition to the oxygen saturation and the pulse frequency or possibly instead of these measurement variables, at least one other gas saturation or the concentration of a dye injected into the blood for diagnostic purposes or another property of a living body non-invasively.

Claims

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS
1. Einrichtung zur Messung mindestens einer Eigenschaft eines lebenden Körpers (61) , insbesondere zur nicht-invasiven Messung der SauerstoffSättigung von im Körper (61) vorhandenem Blut, mit einem eine Frontseite (4) aufweisenden, bei dieser zum Aufliegen auf dem Körper (61) bestimmten Sensor (2) , wobei Lichtstrahlungsmittel (13) und Lichtempfangsmittel (19) vorhanden sind, um bei mindestens einer Lichtabstrahlungs¬ stelle und bei mindestens einer Lichtaufnahmestelle auf der Frontseite (4) des Sensors (2) Licht in den Körper (61) zu strahlen bzw. aus diesem zurückgestrahltes Licht zu empfangen, wobei der Sensor (2) auf der Frontseite eine Ringnut (8b) besitzt und wobei Saugmittel (37) vorhanden sind, um den Fluid-Druck in der Ringnut (25) bei auf dem Körper (61) aufliegendem Sensor (2) unter den in der Umgebung des letzteren herrschenden Luftdruck zu senken, dadurch gekenn- zeichnet, dass mindestens ein Abschnitt (8c) der Ringnut (8b) in einer Draufsicht auf die Frontseite (4) zwischen der bzw. jeder Lichtabstrahlungsstelle und der bzw. jeder Lichtaufnahme¬ stelle angeordnet ist.1. Device for measuring at least one property of a living body (61), in particular for the non-invasive measurement of the oxygen saturation of blood present in the body (61), with a front side (4), in this case for lying on the body (61 ) specific sensor (2), light radiation means (13) and light receiving means (19) being present in order to emit light into the body (61) at at least one light emission point and at least one light receiving point on the front side (4) of the sensor (2) to radiate or receive light reflected therefrom, the sensor (2) having an annular groove (8b) on the front side and suction means (37) being present in order to maintain the fluid pressure in the annular groove (25) on the body (61) to lower the sensor (2) lying under the air pressure prevailing in the vicinity of the latter, characterized in that at least a section (8c) of the annular groove (8b) is a top view of the front side (4th ) is arranged between the or each light emitting point and the or each light receiving point.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (2) einen ringförmigen, zum Aufliegen auf dem Körper (61) bestimmten, elastisch deformierbaren, in einer Draufsicht auf die Frontseite (4) zwischen der bzw. jeder Lichtabstrahlungsstelle und der bzw. jeder Lichtaufnahmestelle angeordnete Abschnitt und einen ringförmigen, zum Aufliegen auf dem Körper (61) bestimmten, elastisch deformierbaren, die Ringnut (8b) in der genannten Draufsicht umschliessenden Abschnitt aufweist. - t2. Device according to claim 1, characterized in that the sensor (2) an annular, to rest on the body (61) determined, elastically deformable, in a plan view of the front (4) between the or each light emission point and the or each section of the light receiving area and an annular, elastically deformable section intended for resting on the body (61) and enclosing the annular groove (8b) in the above view. - t
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dasb der Sensor (2) einen gummielastischen Support (8) aufweist, der mit der Ringnut (8b) versehen ist und die beiden zum Aufliegen auf dem Körper (61) bestimmten, ringförmigen, elastisch deformierbaren Abschnitte bildet.3. Device according to claim 2, characterized in that the sensor (2) has a rubber-elastic support (8) which is provided with the annular groove (8b) and the two annular, elastically deformable intended to rest on the body (61) Forms sections.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die bzw. jeoe Lichtabstrahlungsstelle in eine Draufsicht auf die Frontseite (4) von der Ringnut (8b) umschlossen ist und dass mehrere sich ausserhalb des genannten Abschnitts (8c) der Ringnut (8b) befindende, um den genannten Abschnitt (8c) der Ringnut (8b) herum verteilte Lichtaufnahmestellen vorhanden sind.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the or jeoe light emission point is enclosed in a plan view of the front (4) of the annular groove (8b) and that several are outside of the said section (8c) of the annular groove (8b) are located around the said section (8c) of the annular groove (8b) around the light receiving points.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Abschnitt (8c) der Ringnut (8b) den tiefsten Abschnitt von dieser bildet.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that said section (8c) of the annular groove (8b) forms the deepest section of this.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtstrahlungsmittel (13) im Support6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the light radiation means (13) in the support
(8) gehaltene Leuchtdioden (15) aufweisen und dass die Lichtempfangsmittel (19) mindestens einen im Support (8) gehaltenen Fotohalbleiter (20) aufweisen, dass jede Lichtstrah¬ lungsstelle durch eine Leuchtdiode (15) gebildet ist und dass die bzw. jede Lichtaufnahmestelle durch einen Fotohalbleiter(8) have light-emitting diodes (15) and that the light-receiving means (19) have at least one photo semiconductor (20) held in the support (8), that each light-radiation point is formed by a light-emitting diode (15) and that the or each light-receiving point through a photo semiconductor
(20) gebildet ist.(20) is formed.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut (8b) eine Achse (3) umschliesst und zusätzlich zum genannten, inneren Abschnitt (8c) noch einen äusseren Abschnitt (8d) besitzt, der auf der weiter von der Achse (3) entfernten Seite des inneren Abschnitts (8c) mit diesem zusammen eine Schulter bildet, dass die Fotohalbleiter (20) auf der weiter von der Achse (3) entfernten Seite des inneren Abschnitts (8c) hinter dem äusseren Abschnitt (8d) der Ringnut (8b) im Support (8) angeordnet und durch einen freien Zwischenraum von einer ebenen, sich bei undeformiertem Support (8) auf der Frontseite (4) des Sensors (2) an den Support (b) anschmiegenden Schmiegefläche (22) getrennt sind.7. Device according to claim 6, characterized in that the annular groove (8b) encloses an axis (3) and, in addition to said inner section (8c), also has an outer section (8d) which is further on from the axis (3rd ) remote side of the inner section (8c) together with this forms a shoulder that the photo semiconductors (20) on the side of the inner section (8c) further away from the axis (3) behind the outer section (8d) of the annular groove (8b ) arranged in the support (8) and by a free The space is separated from a flat, in the case of undeformed support (8) on the front side (4) of the sensor (2) which fits against the support (b).
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugmittel (37) eine Pumpe (38) aufweisen, die ausserhalb des Sensors (2) angeordnet und über mindestens einen flexiblen Schlauch (28, 50) aufweisende Verbindungsmittel mit der Ringnut (8b) verbunden ist.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the suction means (37) have a pump (38) which is arranged outside the sensor (2) and via at least one flexible hose (28, 50) having connecting means with the Ring groove (8b) is connected.
I CI C
9. Einrichtung und Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckaufnehmer (40) und mit dem letzteren verbundene Regelmittel vorhanden sind, um den Differenzdruck zwischen der Umgebung des Sensors (2) und der Ringnut (8b) oder den Druck9. The device and claim 8, characterized in that a pressure sensor (40) and control means connected to the latter are provided to determine the differential pressure between the surroundings of the sensor (2) and the annular groove (8b) or the pressure
15 in der letzteren auf einen Wert zu regeln, der konstant ist oder innerhalb eines Bereiches mit konstanten Grenzwerten liegt.15 in the latter to regulate to a value which is constant or lies within a range with constant limit values.
10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich- 20 net, dass die Pumpe (37) über einen gasdicht gegen die10. Device according to claim 8 or 9, characterized in that the pump (37) is gas-tight against the
Umgebung abgeschlossenen Innenraum eines Behälters (45) mit der Ringnut (8b) verbunden ist und dass der Behälter (45) zum Abscheiden und Sammeln von aus der Ringnut (8b) herausge¬ pumpter Flüssigkeit (69) ausgebildet ist.The interior of a container (45), which is closed off from the outside, is connected to the annular groove (8b) and that the container (45) is designed to separate and collect liquid (69) pumped out of the annular groove (8b).
2525
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lufteinlass (42) vorhanden ist, der über einen wahlweise absperrbaren oder freigebbaren Durchgang mit der Ringnut (8b) des Sensors (2) verbunden ist.11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that an air inlet (42) is present, which is connected via an optionally lockable or unlockable passage with the annular groove (8b) of the sensor (2).
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