DE69632773T2

DE69632773T2 - Wiederverwendbarer sensorträger bestehend aus einer anpassungsfähigen, durch federn aktivierten, mit gummi umhüllten klammer

Info

Publication number: DE69632773T2
Application number: DE69632773T
Authority: DE
Inventors: Daniel Gronvall
Original assignee: Nellcor Puritan Bennett LLC
Current assignee: Nellcor Puritan Bennett LLC
Priority date: 1995-12-01
Filing date: 1996-11-13
Publication date: 2005-06-23
Anticipated expiration: 2016-11-14
Also published as: US5810724A; DE69632773D1; JP3693678B2; WO1997020497A1; AU7720996A; EP0806908B1; CA2210142C; EP0806908A1; JPH10513396A; CA2210142A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Diese Erfindung betrifft Sensoren zur Verwendung mit nicht invasiven Puls-Überwachungseinrichtungen, wie Plethysmographen oder Pulsoximetern.
Ein Plethysmograph ist eine Puls-Überwachungseinrichtung. Der Sensor des Plethysmographen strahlt Licht in das Gewebe des Patienten und das durch das Gewebe hindurchgelassene Licht wird von einem Fotodetektor empfangen. Der Fotodetektor erzeugt elektrische Signale, die der Stärke des durchgelassenen Lichts entsprechen, und übermittelt die Signale einer Überwachungseinrichtung zur Verarbeitung. Arterielles Blut wird etwas Licht absorbieren, wobei mehr Licht absorbiert wird, wenn dort mehr Blut vorhanden ist. Somit werden Veränderungen der Menge durchgelassenen Lichts in Relation zu Pulsen von arteriellem Blut in dem dem Licht ausgesetzten Gewebe gesetzt.
Ein Pulsoximeter ist eine Einrichtung zur nicht invasiven Bestimmung der Sauerstoffsättigung von arteriellem Blut. Der Sensor des Pulsoximeters strahlt Licht bei zwei unterschiedlichen Wellenlängen (eine im roten Bereich, die andere im Infrarot-Bereich) durch einen Abschnitt des blutdurchflossenen Gewebes des Patienten. Das rote und das Infrarot-Licht, welches beim Durchgang durch das Gewebe gestreut wird, wird von einem Fotodetektor erfasst. Die Menge des absorbierten Lichts variiert mit der Sauerstoffmenge im Blut und variiert unterschiedlich für rotes und Infrarot-Licht. Die Pulsoximeter-Überwachungseinrichtung berechnet eine Blut-Sauerstoffsättigung auf der Grundlage der Veränderungen der zwei detektierten Lichtstärken zwischen zwei Zeitpunkten.
Ein zentraler Punkt bezüglich der Leistung der oben diskutierten Sensoren ist das Ausmaß, in dem sich die Oberfläche des Sensors der Oberfläche des gemessenen Gewebes anpasst. Eine schlechte Sensor/Gewebe-Anpassung bietet einen Weg dafür, daß Umgebungslicht den Fotodetektor erreicht und dieses dadurch die Messungen des Sensors verfälscht. Zusätzlich verfälscht eine schlechte Sensor/Gewebe-Anpassung das Zurückhalten von von der Lichtquelle erzeugtem Licht und erleichtert sowohl einen Kurzschluß (d. h. die Übertragung von Licht von der Lichtquelle zum Detektor über einen Weg, der nicht durch das zu messende Gewebe verläuft) als auch eine Relativbewegung zwischen dem Sensor und dem Gewebe, wobei alle diese Phänomene die Messungen des Sensors verfälschen können.
Ein Sensortyp, welcher eine hervorragende Sensor/Gewebe-Anpassung bietet, wird manchmal als "Haftsensor" bezeichnet. Das US-Patent 4 830 014 beschreibt einen solchen Sensor, welcher ein flexibles dünnes Substrat aufweist, auf dem eine Lichtquelle und ein Detektor befestigt sind. Das dünne Substrat hat eine haftende Oberfläche zur Anbringung auf einem Gewebe eines Patienten, was eine genaue Sensor/Gewebe-Anpassung zuläßt. Haftsensoren sind jedoch typischerweise auf eine einzige Anwendung beschränkt, teils aufgrund einer Verringerung der Haftwirkung mit jeder Anwendung und teils aufgrund der Schwierigkeiten bei der Reinigung und Sterilisation für eine Wiederverwendung. Somit kann die Verwendung von Haftsensoren die Pulsoximetrie teuer machen.
Andererseits werden bei wiederverwendbaren Sensoren gerne starre Strukturen (wie zwei Schenkel einer Klammer oder einer wäscheklammerartigen Anordnung, siehe beispielsweise die US-Patente 3 152 587 und 3 810 460) zur Unterbringung des Detektors und der Lichtquelle eingesetzt und diese passen als Folge häufig schlecht zu einem Gewebe eines Patienten. Das US-Patent 4 685 464 offenbart eine starre Struktur ähnlicher Art mit verformbaren Polstern, welche die Gewebe/Sensor-Anpassung erleichtern. Die Sensorköpfe (d. h. Detektor und Lichtquelle) in diesem Sensor sind jedoch ständig in der starren Struktur eingebettet. Ein neuerer Trend bei Sensoren umfasst die Verwendung von Sensorköpfen, welche an einer Vielfalt von Sensor-Zubehör (wovon jedes für verschiedene Anwendungen maßgeschneidert ist, d. h. zum Anbringen an einem Ohr, einem Finger, etc.) abnehmbar angebracht werden können, wodurch die Pulsoximetrie bei vielen verschiedenen Gewebeoberflächen preiswerter wird. Ein solcher Sensor wird unter dem Namen "Y-Sensor" von Nellcor Incorporated, Pleasanton, Kalifornien (der Inhaberin der vorliegenden Anmeldung), vertrieben und ist in 2 mit dem Bezugszeichen 201 versehen.
Die DE-A-41 42 234 offenbart eine Vorrichtung, welche die Merkmale des Oberbegriffes des Anspruchs 1 hat.
Was benötigt wird, ist ein wiederverwendbarer Sensor mit abnehmbar anbringbaren Sensorköpfen, welcher ein hohes Maß an Gewebe/Sensor-Anpassung zur Verfügung stellen kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt wiederverwendbares Zubehör für einen Sensor (wie ein Pulsoximeter oder einen Plethysmographen) bereit, welches eine genaue Anpassung zwischen den Sensorköpfen und dem zu messenden Gewebe des Patienten ermöglicht. Das Zubehör stellt somit sowohl einen Hauptvorteil von Haftsensoren (d. h. genaue Gewebe/Sensor-Anpassung) als auch einen Hauptvorteil von Sensoren mit starrer Struktur (Wiederverwendbarkeit) zur Verfügung. Das Zubehör bietet eine Struktur zur Anbringung der Sensorköpfe, wobei die Sensorköpfe um ihre jeweiligen Anbringungspunkte bezüglich der Anbringungsstruktur innerhalb eines ersten bzw. zweiten Freiraums verschwenken können, wodurch die Sensoren sich genau an das Gewebe des Patienten anpassen können. Sensorzubehöre für andere Anwendungen (z. B. zur Anbringung an einem Ohr) könnten modifiziert werden, um eine ähnliche Anbringungsstruktur zu bieten und eine genaue Gewebe/Sensor-Anpassung zu ergeben.
Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst die Anbringungsstruktur eine Feder, welche zwei Federwickel aufweist, sowie zwei mit den Federwickeln verbundene Rahmen, wobei jeder Rahmen ein Ende aufweist, welches derart geformt ist, daß es an einen Abschnitt eines Sensorkopfes angepasst ist, und an welchem ein Sensorkopf angebracht ist. Die Sensorköpfe können, wenn sie an den Rahmen angebracht sind, innerhalb von Freiräumen verschwenken, welche im Inneren der Rahmen vorliegen. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst die Struktur zur Anbringung eine Stanzpressteil-Feder mit zwei Enden, wovon jedes derart geformt ist, daß es an einen Abschnitt eines Sensorkopfes angepasst ist. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst die Struktur zur Anbringung zwei Stanzpressteile, wobei jedes der Stanzpressteile ein Ende aufweist, welches derart geformt ist, daß es an einen Abschnitt eines der Sensorköpfe angepasst ist.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung von flexiblen Hülsen, um die Sensorköpfe abzudecken, wenn diese an einem wiederverwendbaren Sensorzubehör angebracht sind. Solche flexible Hülsen können in Verbindung mit den gerade oben beschriebenen Anbringungsstrukturen (welche es zulassen, daß die Sensorköpfe verschwenken) und mit Anbringungsstrukturen nach dem Stand der Technik (welche es nicht zulassen, daß die Sensorköpfe verschwenken) verwendet werden. Die Hülsen können zwischen zwei Anwendungen am Patienten ausgetauscht oder gereinigt werden, wodurch das Risiko einer Querkontamination zwischen Patienten verringert wird. Zusätzlich können die Hülsen derart eingefärbt und geformt sein, daß das Kurzschluß-Ausmaß (d. h. Licht, welches von einem Sensorkopf zu dem anderen wandert, ohne durch das Gewebe des Patienten hindurchzutreten) zu verringern. Die Verwendung einer Vielfalt von Hülsen mit unterschiedlichen Formen kann es auch ermöglichen, daß die gleiche Anbringungsstruktur sich an eine Vielfalt von Gewebestellen und Patiententypen anpasst.
Ein noch weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft Sensorzubehöre, welche Lichtabschirmungen bereitstellen, die einen Kurzschluß bei Anwendungen an nicht ebenen Stellen verringern, aber dennoch die Gewebe/Sensor-Anpassung bei Anwendungen an ebenen Stellen (wie dann, wenn die Gewebestelle das Gewebe zwischen Daumen und Zeigefinger ist) nicht stören. Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst ein derartiges Zubehör zwei Rahmen, wobei sowohl in jedem davon ein Sensorkopf angebracht ist als auch Lichtabschirmungen an den Seiten der Rahmen angebracht sind. Die Abschirmungen können in einer von zwei Positionen vorliegen: Koplanar mit den Rahmen (für Anwendungen an ebenen Stellen) und verdreht, so daß sie senkrecht auf den Rahmen stehen (für Anwendungen an nicht ebenen Stellen). Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst das Sensorzubehör zwei Rahmen, wobei in jedem davon ein Sensorkopf angebracht ist, sowie zwei flexible Hülsen zur Abdeckung der zwei Rahmen. Die flexiblen Hülsen weisen Seiten auf, die als Lichtabschirmungen bei Anwendungen an nicht ebenen Stellen wirken, die jedoch unter Druck bei Anwendungen an ebenen Stellen abflachen, wodurch sie eine genaue Anpassung zwischen dem Sensor und ebenen Stellen zulassen. Bei noch einem weiteren Ausführungsbeispiel besteht das Sensorzubehör aus zwei Drahtrahmen, welche derart zusammenfaltbar sind, daß sie eine nicht ebene Stelle umgeben. Jeder der Drahtrahmen ist durch eine flexible Hülse abgedeckt. Wenn die Drahtrahmen zusammengefaltet sind, um eine nicht ebene Stelle zu umgeben, wirken die flexiblen Hülsen als Lichtabschirmungen.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
1 zeigt ein Bild, welches das Anbringen des Sensorzubehörs von 2 an einem Patienten veranschaulicht;
2 zeigt eine Explosionsansicht eines teilweise zusammengebauten Sensors, der Zubehör verwendet, welches es zulässt, daß die Sensorköpfe verschwenken;
3 zeigt ein Bild, welches die genaue Gewebe/Sensor-Anpassung veranschaulicht, die durch das Sensorzubehör von 2 verwirklicht ist;
4 zeigt ein Bild, welches die Zwischenräume zwischen dem Gewebe und den Sensorköpfen veranschaulicht, die auftreten können, wenn ein Sensorzubehör mit einer starren Struktur nach dem Stand der Technik verwendet wird;
5 zeigt ein Bild, welches die Federkomponente 203 des Zubehörs von 2 veranschaulicht;
6 zeigt ein Bild, welches einen oberen Klammerabschnitt 207a des Sensorzubehörs von 2 veranschaulicht;
7 zeigt ein Bild, welches einem unteren Klammerabschnitt 207b des Sensorzubehörs von 2 veranschaulicht;
8 zeigt ein Bild, welches ein Sensorzubehör veranschaulicht, welches eine Stanzpressteil-Feder umfasst;
9 zeigt ein Bild, welches ein Sensorzubehör veranschaulicht, das ein Stanzpressteil sowie eine Standard-Wickelfeder umfasst;
10 zeigt ein Bild, das ein Sensorzubehör veranschaulicht, welches es zulässt, daß die Sensorköpfe verschwenken;
11a zeigt ein Bild, welches ein Sensorzubehör mit faltbaren Lichtabschirmungen veranschaulicht;
11b zeigt ein Bild, welches das an einer nicht ebenen Stelle angebrachte Sensorzubehör in 11a veranschaulicht;
12 zeigt ein Bild, welches ein Sensorzubehör mit Gummihülsen veranschaulicht, die Seiten aufweisen, welche an ebenen Stellen als Lichtab schirmungen wirken und unter Druck an nicht ebenen Stellen abflachen;
13a zeigt ein Bild, welches ein Sensorzubehör mit Drahtrahmen veranschaulicht, die sich zusammenfalten können, um eine nicht ebene Stelle zu umgeben;
13b zeigt ein Bild, welches das Sensorzubehör in 13a an eine nicht ebene Stelle angebracht veranschaulicht;
13c zeigt ein Bild, welches das Sensorzubehör in 13a an eine ebene Stelle angebracht veranschaulicht.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
2 zeigt ein teilweise zusammengebautes erfindungsgemäßes Oximeter 200. Das Oximeter 200 besteht aus einem Sensor 201, einer federaktivierten Klammer 202, einer Feder 203 sowie Gummihülsen 204a und 204b (die letzten vier Komponenten werden nachstehend als "Sensorzubehör" bezeichnet). (Bei alternativen Ausführungsbeispielen können die Hülsen 204a und 204b aus einem anderen flexiblen Material als Gummi hergestellt sein). Der Sensor 201 umfasst einer Lichtquelle 205 und einen Photodetektor 206 (jede dieser beiden Komponenten wird gelegentlich auch als "Sensorkopf" bezeichnet). Die Klammer 202 umfasst einen oberen Abschnitt 207a und einen unteren Abschnitt 207b, welche detaillierter in den 6 bzw. 7 dargestellt sind. Die Feder 203, welche detaillierter in 5 gezeigt ist, umfasst eine linke Torsions-Schraubenfeder 208, eine entsprechende rechte Torsions-Schraubenfeder (in 5 mit dem Bezugszeichen 703 versehen), einen unteren Federrahmen 209 sowie einen oberen Federrahmen 210.
Um das Oximeter 200 zusammenzubauen, werden die Lichtquelle 205 und der Detektor 206 durch einen Hohlraum zwischen dem oberen Klammerabschnitt 207a und dem unteren Klammerabschnitt 207b gezogen. Ein knopfförmiger Abschnitt 211 des Detektors 206 sowie ein ähnlicher knopfförmiger Abschnitt (nicht dargestellt) der Lichtquelle 205 werden dann in Enden (in 5 mit den Bezugszeichen 701 bzw. 702 versehen) des oberen und des unteren Federrahmens 210 bzw. 209 angebracht. Derart angebracht, ruhen der Detektor 206 und die Lichtquelle 205 in Freiräumen 204 bzw. 205. Idealerweise ist der Hohlraum zwischen den Klammerabschnitten 207a und 207b in geeigneter Weise derart klein, daß verhindert wird, daß die Lichtquelle 205 und der Detektor 206 nach hinten durch den Hohlraum (d. h. weg von den Federrahmen 209 und 210) rutschen, wenn die Klemmung an der Lichtquelle 205 und dem Detektor 206 beim Versuch, diesen letzten Befestigungsschritt durchzuführen, verlorengeht.
Schließlich wird die Hülse 204b über den Federrahmen 209 und den ebenen Teil des unteren Klammerabschnitts 207b (d. h. dem Teil, der koplanar mit dem unteren Federrahmen 209 ist) angeordnet. Der untere Federrahmen 209 und die Lichtquelle 205 werden innerhalb der Hülse 204b unterhalb eines Klappabschnitts 212 der Hülse 204b in solcher Weise angeordnet, daß ein Fenster 213 der Lichtquelle 205 mit einem Fenster 214 der Hülse 204b fluchtet. Die Hülse 204a wird auf ähnliche weise über dem oberen Federrahmen 210 und dem ebenen Teil des unteren Klammerabschnitts 207a derart angeordnet, daß ein Fenster (nicht dargestellt) des Detektors 206 mit den Fenstern 213 und 214 sowie einem Fenster (nicht dargestellt) der Hülse 204a fluchtet. Mit Ausnahme ihrer jeweiligen Fenster sind die Hülsen 204a–b weitestgehend für das von der Lichtquelle 205 ausgestrahlte Licht undurchlässig (d. h. die Menge des durch die Hülsen 204a–b hindurchgelassenen Lichts ist vergleichbar mit der Menge desjenigen Lichts, welches durch den Detektor 206 von Störquellen erfasst wird). Die oben erwähnten Fenster sollten derart dünn sein, daß sie die Abschwächung des von der Lichtquelle 205 zu dem Detektor 206 übertragenen Lichts begrenzen. Das Fenster 214 der Hülse 204b und das entsprechende Fenster der Hülse 204a sollten derart geformt sein, daß sie genau zu den jeweiligen Formen der Lichtquelle 205 bzw. des Detektors 206 passen.
Sobald das Oximeter 200 zusammengebaut ist, werden die Enden des oberen und des unteren Klammerabschnitts 207a–b zusammengepresst, wodurch der untere und der obere Federrahmen 209 und 210 voneinander getrennt werden und es ermöglicht wird, daß das Gewebe des Patienten zwischen einem Polsterabschnitt 215 der Hülse 204b und einem entsprechenden Polsterabschnitt (nicht dargestellt) der Hülse 204a zu liegen kommt. Randabschnitte 216–217 der Hülse 204b flankieren den Polsterabschnitt 215 und sollten entlang eines entsprechenden Randabschnitts der Hülse 204a (nicht dargestellt) von einer derartigen geeigneten Dicke sein, daß die Drehung des Oximeters 200 um das vermessene Gewebe herum bei einem auf den Randabschnitten 216–217 senkrecht stehenden Winkel gehemmt wird. Beim Lösen der oberen und unteren Klammerabschnitte 207a–b wird das Gewebe feststitzend in Position gehalten, wie es in 1 veranschaulicht ist. Bei einem Ausführungsbeispiel könnten an den Polsterabschnitt 215 und den entsprechenden Posterabschnitt der Hülse 204a abziehbare Klebstoffe angebracht werden, um das Problem einer Relativbewegung zwischen dem Gewebe des Patienten und den Sensorköpfen zu minimieren.
Der obere Klammerabschnitt 207a umfasst zwei Zylinder 6002 und 6003 (6), von denen jeder einen Hohlraum begrenzt, in denen sich jeweils eine Scheibe 7001 und 7003 (7) des unteren Klammerabschnitts 207b dreht, um den unteren und den oberen Rahmen-Abschnitt 209–210 voneinander zu trennen oder zusammenzuführen. Eine keilförmige Aushöhlung 7002 ist aus der Scheibe 7001 herausgeschnitten. Eine ähnlich geformte Aushöhlung (nicht dargestellt) ist aus der Scheibe 7003 herausgeschnitten. Ein keilförmiges Teil 6001 ist innerhalb des durch den Zylinder 6002 begrenzten Hohlraum angeordnet. Ein ähnlich geformtes Teil (nicht dargestellt) ist innerhalb des durch den Zylinder 6003 begrenzten Hohlraums angeordnet. Wenn die Scheiben 7001 und 7003 innerhalb der durch die Zylinder 6003 bzw. 6002 begrenzten Hohlräume angeordnet sind, sitzen die keilförmigen Teile im Inneren der Zylinder 6003 und 6002 innerhalb der keilförmigen Aushöhlungen, die aus den Scheiben 7001 bzw. 7003 herausgeschnitten sind.
Somit ist das Ausmaß, in dem die Scheiben 7001 und 7003 innerhalb der Zylinder 6003 bzw. 6002 drehen können, sowohl im als auch gegen den Uhrzeigersinn begrenzt. Als Folge ist das Ausmaß, bis zu dem der untere und der obere Rahmenabschnitt 209–210 zusammengebracht bzw. voneinander getrennt werden können, begrenzt. Die Begrenzung des Ausmaßes, bis zu dem die Rahmenabschnitte 209–210 zusammengebracht werden können, kann verhindern, daß die Hülsen 204a–b sich unter andauerndem Druckkontakt verbiegen, wenn das Zubehör in 2 nicht verwendet wird.
Ein Hauptvorteil des in dem Oximeter 200 verwendeten Sensorzubehörs ist, daß der Detektor 206 und die Licht quelle 205 dazu in der Lage sind, innerhalb der Freiräume 704 bzw. 705 um ihre Befestigungspunkte zu den Enden 701 und 702 des oberen und des unteren Rahmenabschnitts 210 bzw. 209 nach oben und nach unten zu verschwenken. Diese Schwenkfähigkeit ermöglicht es, daß der Detektor 206 und die Lichtquelle 205 sich in einem größeren Ausmaß an das zu vermessende Gewebe (insbesondere an ungleichmäßige Oberflächen) über einen weiteren Bereich von Patienten und verschiedenen Gewebestellen anpassen als es typischerweise mit Oximetern nach dem Stand der Technik möglich ist, bei denen der Detektor und die Lichtquelle in ein Zubehör mit starrer Struktur eingelassen sind. Diese genauere Sensor-zu-Gewebe-Anpassung hat zur Folge, daß weniger Umgebungslicht den Detektor erreicht und somit, daß genauere Auslesungen erfolgen. Der Klappabschnitt 212 der Hülse 204b und der entsprechende Klappabschnitt (nicht dargestellt) der Hülse 204a sollten in geeigneter Weise derart dünn sein, daß sie die Weite der Schwenkbewegung des Detektors 206 und der Lichtquelle 205 nicht stören.
Beispielsweise veranschaulicht 3 ein Gewebe 50 in einer Anordnung, um durch das Oximeter 200 gemessen zu werden. Wie gezeigt, ermöglicht es die oben beschriebene Schwenkfähigkeit dem Detektor 206 und der Lichtquelle 205, sich genau an das Gewebe 50 anzupassen, wodurch das Problem von Umgebungslicht verringert wird. Im Gegensatz dazu veranschaulicht 4 ein Oximeter 60 mit einer starren Struktur. Ein Gewebe 61 legt denjenigen Winkel fest, in dem die Klammer des Oximeters 60 geöffnet ist. Dieser Winkel bestimmt diejenigen Winkel, in denen ein Detektor 62 und eine Lichtquelle 63, die beide in das Oximeter 60 eingelassen sind, auf das Gewebe 61 treffen, und führt dadurch zu Zwischenräumen 65 und 63 zwischen dem Gewebe 61 und dem Detektor 62 bzw. zwischen dem Gewebe 61 und der Lichtquelle 63. Das Vorliegen der Zwischenräume 63 und 65 ermöglicht es, daß Umgebungslicht die Messwerte des Oximeters 60 stört.
Das Sensorzubehör in 2 stellt eine neue Verwendung des oben beschriebenen verwirklichten "Y-Sensors" bei Anwendungen ähnlich denjenigen, die für den starren Sensor mit Wäscheklammer-Struktur des US-Patents 4 685 464 (bei dem die Sensorköpfe ständig eingelassen sind) geeignet sind, zur Verfügung. Vorhandene Sensorzubehöre für andere Anwendungen (z. B. zur Anbringung an einem Ohr) könnten modifiziert werden, so daß sie eine Anbringungsstruktur für die Sensorköpfe ähnlich der Feder 203 aufweisen.
Die Gummihülsen 204a–b bieten verschiedene die nachfolgenden umfassende Vorteile:

1) Aufgrund ihrer Undurchlässigkeit wirken die Hülsen 204a–b als Lichtabschirmungen und verringern dadurch einen Kurzschluß, d. h. die Menge des von der Lichtquelle 205 abgegebenen Lichts, welches den Detektor 206 über einen ungewünschten Weg (d. h. nicht durch das Gewebe, dessen Sauerstoffpegel gemessen werden soll) erreicht.
2) Die Hülsen 204a–b, welche zwischen Anwendungen gereinigt oder ausgetauscht werden können, schützen die Federabschnitte 209–210, den Detektor 206 und der Lichtquelle 205 vor einer Kontamination, welche Auslesungen des Oximeters 200 stören und zu einer Querkontamination von einem Patienten zu einem anderen führen könnten. Idealerweise haben die Hülsen 204a–b keine Spalte oder Risse, welche Verunreinigungen während einer Reinigung abschirmen könnten.
3) Verschiedene Hülsen können verwendet werden, um eine gute Sensor-zu-Gewebe-Anpassung für verschiedene Gewebestellen und/oder für verschiedene Patientenformen zu erreichen. Beispielsweise sollten der Polsterabschnitt 215 der Hülse 204b (und der entsprechende Polsterabschnitt der Hülse 204a) eine parabolische Form haben, wenn das Oximeter 200 dazu verwendet wird, den Sauerstoffpegel in einem Finger eines Kindes zu messen. Eine Hülse mit einem unterschiedlich geformten Polsterabschnitt 215 kann für Erwachsene geeignet sein. Eine gewebeähnliche Struktur in einer Hülse kann für eine Messung des Gewebes zwischen Daumen und Zeigefinger geeignet sein.

Die obigen Vorteile können ebenfalls erhalten werden, indem Gummihülsen in Verbindung mit Sensorzubehören mit starrer Struktur nach dem Stand der Technik verwendet werden, bei denen die Sensorköpfe nicht verschwenken können.
8 veranschaulicht eine andere Art von Sensorzubehör, welches eine Gewebe/Sensor-Anpassung erleichtert, indem es ermöglicht, daß der Detektor und die Lichtquelle verschwenken. Das Zubehör umfasst eine Stanzpressteil-Feder 1000, einen oberen linken Klammer-/Hebel-Abschnitt 1005, einen unteren linken Klammer-/Hebel-Abschnitt 1006 und entsprechende obere und untere rechte Klammer-/Hebel-Abschnitte (nicht dargestellt). Die Klammer-/Hebel-Abschnitte werden dazu verwendet, die Stanzpressteil-Feder 1000 zu öffnen, so daß dazwischen Gewebe eingeführt werden kann.
Die knopfförmigen Abschnitte der Lichtquelle 205 und des Detektors 206 sind an dem unteren und dem oberen Ende 1002 und 1001 der Stanzpressteil-Feder 1000 angebracht, was ermöglicht, daß die Lichtquelle 205 und der Detektor 206 innerhalb der Freiräume 1004 bzw. 1003 verschwenken können. Die Stanzpressteil-Feder 1000 ist nützlich bei Anwendungen, welche lediglich einen begrenzten Abstand zwischen den Sensorköpfen (d. h., wenn das Gewebe von begrenzter Dicke ist) erfordern, so daß die Biegegrenzen der Feder 1000 nicht überschritten werden.
Wenn das Sensorzubehör in 8 zusammengebaut ist, ist ein kreisförmiger Abschnitt 1007 des Klammerabschnitts 1006 an einem kreisförmigen Abschnitt 1008 des Klammerabschnitts 1005 angebracht. Das Anstoßen einer Raste 1009 des Klammerabschnitts 1006 gegen eine Raste 1011 des Klammerabschnitts 1005 (ähnliche Rasten liegen an dem oberen und dem unteren rechten Klammer-/Hebel-Abschnitt vor) begrenzt das Ausmaß, bis zu dem die Enden 1001–1002 der Stanzpressteil-Feder 1000 auseinanderbewegt werden können. Auf ähnliche Weise begrenzt das Anstoßen einer Raste 1010 des Klammerabschnitts 1006 gegen eine Raste 1012 des Klammerabschnitts 1005 (ähnliche Rasten liegen an dem oberen und dem unteren rechten Klammer-/Hebel-Abschnitt vor) das Ausmaß, bis zu dem die Enden 1001 bis 1002 der Stanzpressteil-Feder 1000 zusammengeführt werden können. Diese letztere Beschränkung kann verhindern, daß an einer Stanzpressteil-Feder 1000 über Enden 1001 und 1002 angeordnete Hülsen (nicht dargestellt) sich unter ständigem Druckkontakt verformen, wenn das Zubehör in 8 nicht verwendet wird.
9 veranschaulicht noch einen weiteren Typ eines Sensorzubehörs, welches eine Gewebe/Sensor-Anpassung erleichtert, indem es ermöglicht, daß der Detektor und die Lichtquelle verschwenken. Das Sensorzubehör in 9 ist ähnlich zu demjenigen in 2, außer daß eine gewerblich erhältliche Wickelfeder 1101 (d. h. eine solche ohne unteren Federrahmen 209 und ohne oberen Federrahmen 210) anstelle der Feder 203 verwendet wird. Ein oberes Stanzpressteil 1102 mit einem Ende 1104 ist in ein oberes Klammerteil 1103 eingesetzt. Bei einem Ausführungsbeispiel ist das obere Stanzpressteil 1102 aus Draht hergestellt. (Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist das Stanzpressteil 1102 aus glasverstärktem thermoplastischem Material hergestellt, in diesem Fall könnten das Stanzpressteil 1102 und das obere Klammerteil als einstückiges Teil hergestellt werden.) Der knopfförmige Abschnitt 211 des Detektors 206 ist in das Ende 1104 eingesetzt, wodurch es ermöglicht ist, daß der Detektor 206 in dem Freiraum 1105 verschwenkt. Ein ähnliches unteres Stanzpressteil (nicht dargestellt) mit einem Ende ähnlich dem Ende 1104 (um welches die Lichtquelle 205 verschwenkt) ist in ein unteres Klammerteil (nicht dargestellt) eingesetzt. Das obere und das untere Klammerteil des Zubehörs in 9 kann Merkmale aufweisen, welche ähnlich denjenigen sind, die oben unter Bezugnahme auf das Zubehör in 2 zur Begrenzung des Ausmaßes beschrieben sind, bis zu dem das obere und das untere Stanzpressteil zusammengeführt bzw. voneinander getrennt werden können.
10 veranschaulicht noch einen weiteren Typ eines Sensorzubehörs, welches eine Gewebe/Sensor-Anpassung erleichtert, indem es ermöglicht, daß der Detektor und die Lichtquelle verschwenken. Ein oberes (unteres) Klammerteil 1201 (1202) begrenzt einen Freiraum 1205 (1206), in dem der Detektor 206 (die Lichtquelle 205) angeordnet ist. Der knopfförmige Abschnitt 211 des Detektors 206 ist durch ein Loch 1204 in eine Hülse 1203 eingepasst, welche denjenigen Teil des oberen Klammerteils 1201 abdeckt, der den Freiraum 1205 begrenzt. (Bei anderen Ausführungsbeispie len weist die Hülse 1203 eine andere Struktur zur Anbringung des Knopfabschnitts 211 als das Loch 1204 auf, beispielsweise eine knopfförmige Tasche). Dadurch ist der Detektor 206 in Position gehalten und dennoch darin frei, innerhalb des Freiraums 1205 um den knopfförmigen Abschnitt 211 zu verschwenken. Die Lichtquelle 205 ist auf ähnliche Weise in Position gehalten. Das obere und das untere Klammerteil des Zubehörs in 10 kann Merkmale aufweisen, die ähnlich denjenigen sind, die unter Bezugnahme auf das Zubehör in 2 zur Begrenzung des Ausmaßes, bis zu dem die Freiräume 1205 und 1206 zusammengebracht bzw. voneinander getrennt werden können, beschrieben sind.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung wird nun diskutiert, insbesondere Sensorzubehöre, die Lichtabschirmungen bereitstellen, welche einen Kurzschluß für Anwendungen an nicht ebenen Stellen verringern, und welche dennoch die Sensor/Gewebe-Anpassung bei Anwendungen an ebenen Stellen nicht stören. Die 11a–b veranschaulichen ein Sensorzubehör 1300, welches für Anwendungen sowohl an ebenen Stellen (wie dem Gewebe zwischen Daumen und Zeigefinger) als auch an nicht ebenen Stellen (wie einem Finger) geeignet ist. Ein Sensorzubehör 1300 umfasst einen oberen und einen unteren Rahmen 1301 bzw. 1302, welche bei einem Ausführungsbeispiel aus Polykarbonat hergestellt sind. Der knopfförmige Abschnitt 211 des Detektors 206 und ein knopfförmiger Abschnitt der Lichtquelle (nicht dargestellt) sind durch jeweilige Löcher in Abschnitten 1304 und 1305 des oberen und des unteren Rahmens 1301 und 1302 gedrückt, wodurch sie den Detektor 206 und die Lichtquelle 205 in jeweiligen Taschen in den Abschnitten 1304 und 1305 befestigen. (Bei anderen Ausführungsbeispielen weisen die Abschnitte 1304–1305 eine andere Struktur zur Anbringung des knopfförmigen Abschnitts eines Sensorkopfes als ein Loch auf, beispielsweise eine knopfförmige Tasche.) Lichtabschirmungen 1303a–b & 1303c–d flankieren Abschnitte 1304 bzw. 1305 und können in einer unverdrehten Anordnung vorliegen, bei der die Lichtabschirmungen 1303a–b & 1303c–d koplanar mit den Abschnitten 1304 und 1305 sind (wie es in 11a gezeigt ist), die für Anwendungen an ebenen Stellen geeignet ist, oder sie können nach unten bzw. nach oben verdreht sein (wie es in 11b gezeigt ist, wenn das Zubehör 1300 an einer nicht ebenen Stelle angebracht ist).
12 veranschaulicht ein Sensorzubehör 1400 ähnlich demjenigen in den 11a–b, wobei die drehbaren Lichtabschirmungen 1303a–d gegen Gummihülsen 1401 und 1402 ausgetauscht sind, welche den Abschnitt 1304 des oberen Rahmens 1301 bzw. den Abschnitt 1305 des unteren Rahmens 1302 abdecken. (Bei alternativen Ausführungsbeispielen könnten die Hülsen 1401 und 1402 aus einem anderen flexiblen Material als Gummi hergestellt sein.) Die Gummihülse 1401 (1402) weist zwei Seiten auf, die sich von dem Abschnitt 1304 (1305) nach unten (nach oben) erstrecken und dadurch die Lichtmenge verringern, welche auf einem Nebenweg von der Lichtquelle 205 zu dem Detektor 206 gelangt, wenn das Sensorzubehör 1400 an nicht ebenen Stellen angebracht ist. Die Seiten der Hülsen 1401 und 1402 flachen unter dem Druck der Klemmung des Zubehörs 1400 an einer ebenen Stelle derart ab, daß sie koplanar mit den Abschnitten 1304 und 1305 werden. Somit ist das Zubehör 1400 sowohl für ebene als auch für nicht ebene Gewebestellen geeignet.
Die 13a–c veranschaulichen ein Sensorzubehör 1500, welches ähnlich demjenigen in den 11a–b ist, wobei die verdrehbaren Lichtabschirmungen 1303a–d und die Abschnitte 1304 und 1305 des oberen und des unteren Rahmens 1301 bzw. 1302 gegen Drahtrahmen 1501 und 1502 ausgetauscht sind. Jeder Drahtrahmen 1501 und 1502 umgibt einen Freiraum, in dem jeweils ein Sensorkopf angeordnet ist. Gummihülsen 1503 und 1504 decken die Drahtrahmen 1501 bzw. 1502 ab. (Bei alternativen Ausführungsbeispielen könnten die Hülsen 1503 und 1504 aus einem anderen flexiblen Material als Gummi hergestellt sein.) Der knopfförmige Abschnitt jedes Sensorkopfs ist durch ein Loch in jeweils eine Hülse 1503–1504 eingepasst, wodurch jeder Sensorkopf in Position gehalten ist, es jedoch ermöglicht ist, daß jeder Sensorkopf innerhalb jeweils eines Freiraums um den knopfförmigen Abschnitt des Sensors herum verschwenkt. (Bei anderen Ausführungsbeispielen weisen die Hülsen 1503–1504 eine andere Struktur zur Anbringung des knopfförmigen Abschnitts eines Sensorkopfes als ein Loch auf, beispielsweise eine knopfförmige Tasche.) Die Hülsen 1503 und 1504 sind an dem restlichen Zubehör 1500 an einem oder mehr Scharnier-/Befestigungs-Stiften 1509 angebracht.
Die Drahtrahmen 1501 und 1502 sind derart federbeaufschlagt, daß die Federkraft dazu neigt, die Rahmen 1501 und 1502 zusammenzuführen, welche dadurch das Gewebe eines Patienten einklemmen und sich an das Gewebe anpassen, indem sie sich an Scharnierstellen 1505–1508 falten, um ein nicht ebenes Gewebe zu umgeben. Die sich ergebenden gefalteten Seiten der Hülsen 1501 und 1502 dienen als Lichtabschirmungen, wie es in 13b gezeigt ist. Die Drahtrahmen 1501 und 1502 falten nicht an inneren Scharnier-/Knickpunkten 1505–1508 zusammen, wenn das Zubehör 1500 an einer Gewebestelle verwendet wird, wie es in 13c veranschaulicht ist. Somit ist das Zubehör 1500 sowohl für ebene als auch für nicht ebene Gewebestellen geeignet. Bei anderen Ausführungsbeispielen können andere Mittel zur Erleichterung des Einfaltens von Drahtrahmen um eine nicht ebene Gewebestelle als Scharnierstellen 1505–1508 eingesetzt werden, wie:

a) Eine Verbindung, die aus einem Elastomer-Material (z. B. epdm oder Silikonkautschuk) oder einem elastischen Thermoplasten (z. B. Polypropylen) gebildet ist, könnte gegen den Abschnitt des Drahtrahmens 1501 (1502) zwischen den Positionen der Scharnierstellen 1505–1506 (1507–1508) beim obigen Ausführungsbeispiel ausgetauscht werden;
b) Der Abschnitt der Drahtrahmen 1501 (1502) zwischen den Positionen der Scharnierstellen 1505–1506 (1507–1508) beim obigen Ausführungsbeispiel könnte getempert und dünner gezogen werden.

Bei einem Ausführungsbeispiel könnten die Scharnierstellen 1505–1508 derart federbeaufschlagt sein, daß sie die Rahmen 1501 und 1502 in eine zusammengefaltete Stellung vorspannen. Die Rahmen 1501 und 1502 würden unter dem Druck der Klemmung des Zubehörs 1500 an einer ebenen Stelle abflachen.
Während das Obige eine vollständige Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung ist, können verschiedene Alternativen, Modifikationen und Äquivalente verwendet werden. (Zum Beispiel könnten die Rahmen 1501–1502 des Zubehörs 1500 (13a) aus glasverstärktem thermoplastischem Material anstelle eines Drahts hergestellt sein.) Daher sollte die obige Beschreibung nicht als Einschränkung des Gegenstandes der Erfindung verstanden werden, welcher durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

Wiederverwendbares Zubehör für einen Sensor, welcher Charakteristika von Blut im Gewebe eines Patienten elektro-optisch erfasst, wobei der Sensor einen ersten und einen zweiten Sensorkopf aufweist und das Zubehör umfasst: einen ersten Träger (209) mit einem Anbringmittel (702), welches dazu dient, einen ersten Sensorkopf mit einer Licht-Quelle (205) anzubringen; einen zweiten Träger (210) mit einem Anbringmittel (701), welches dazu dient, einen zweiten Sensorkopf mit einem Licht-Detektor (206) so anzubringen, dass die Licht-Quelle dem Licht-Detektor gegenüberliegt; Koppelmittel, die dazu dienen, den ersten und den zweiten Träger miteinander zu koppeln und die Anbringmittel in Richtung aufeinander zu vorzuspannen; dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Träger einen ersten (705) bzw. zweiten (704) Freiraum begrenzen, wobei die Freiräume es den Sensorköpfen ermöglichen, um die Anbringmittel (701, 702) herum zu verschwenken.
Zubehör nach Anspruch 1, bei welchem der erste und der zweite Träger (209, 210) und die Koppel- und Vorspann-Mittel eine Feder aufweisen, wobei die Feder umfasst: einen ersten und einen zweiten Federwickel (208, 703); und einen ersten und zweiten Federrahmen (209, 210), welche den ersten bzw. zweiten Freiraum (705, 704) begrenzen, wobei der erste und der zweite Federrahmen sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten Wickel verbunden sind und ein Ende aufweisen, welches derart geformt ist, dass es an einen Abschnitt des ersten bzw. zweiten Sensorkopfes angepasst ist.
Zubehör nach Anspruch 1, bei welchem der erste und der zweite Träger (209, 210) und die Koppel- und Vorspann-Mittel eine Stanzpressteil-Feder (1000) aufweisen, welche die Freiräume (1003, 1004) begrenzt und welche zwei Enden (1001, 1008) aufweist, die derart geformt sind, dass sie an einen Abschnitt jeweils eines der Sensorköpfe angepasst sind.
Zubehör nach Anspruch 1, bei welchem der erste und der zweite Träger (209, 210) zwei Stanzpressteile (1102) aufweist, wobei jedes der Stanzpressteile jeweils einen der Freiräume (1105) begrenzt und ein Ende (1104) aufweist, welches derart geformt ist, dass es an einen Abschnitt jeweils eines Sensorkopfes angepasst ist.
Zubehör nach Anspruch 1, bei welchem eine erste und eine zweite Hülse (204b, 204a) vorgesehen sind, um den ersten bzw. zweiten Sensorkopf vor Verunreinigungen zu schützen, wenn diese an dem ersten bzw. zweiten Träger befestigt sind.
Zubehör nach Anspruch 5, bei welchem die Hülsen (204a, 204b) größtenteils für von dem Sensor übertragenem Licht undurchlässig sind und dadurch den Lichtanteil verringern, welcher von einem Sensorkopf zu dem anderen läuft, ohne das Gewebe des Patienten zu durchlaufen.
Zubehör nach Anspruch 5, bei welchem die Hülsen (204a, 204b) aus flexiblem Material hergestellt sind, reinigbar sind und keine Spalten aufweisen, in denen sich Verunreinigungen ansammeln können.
Zubehör nach Anspruch 5, bei welchem die Hülsen (204a, 204b) einen Abschnitt aufweisen, welcher so geformt ist, dass er sich an das Gewebe des Patienten anpasst.
Zubehöreinrichtung nach Anspruch 5, bei welchem jede Hülse (204a, 204b) ein Fenster (214) aufweist, welches mit einem Fenster (213) der Licht-Quelle (205) des Sensors bzw. des Licht-Detektors (206) des ersten bzw. zweiten Sensorkopfes ausgerichtet ist.
Zubehöreinrichtung nach Anspruch 9, bei welchem die Fenster (214) derart dünn sind, dass die Abschwächung des Lichts begrenzt wird, welches von der Licht-Quelle (205) zu dem Licht-Detektor (206) übertragen wird.