DE2049716A1 - Oximeter und Verfahren zur Lebend-Bestimmung der Sauerstoffsättigung im Blut - Google Patents

Oximeter und Verfahren zur Lebend-Bestimmung der Sauerstoffsättigung im Blut

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DE2049716A1 DE19702049716 DE2049716A DE2049716A1 DE 2049716 A1 DE2049716 A1 DE 2049716A1 DE 19702049716 DE19702049716 DE 19702049716 DE 2049716 A DE2049716 A DE 2049716A DE 2049716 A1 DE2049716 A1 DE 2049716A1
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Description

•IPL. im.-. KLAUS BERNHARDT
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BÄCKERSTRASSI I S16 P2 D
Dr. Robert J?. Shaw K.D., 1 Belmont Avenue, San .Francisco, Kalifornien, USA
Oximeter und Verfahren zur Lebend-Bestimmung der Seuerstoffsättiouug im Blut
Hintergrund der Erfindung
Bestimmte bekennte spektrophotometrische Instrumente zur Bestimmung der Konzentration von Substanzen in einem Prüfobjekt durch fressen der Strahlungsdurchdringung durch das Prüfobjekt bei ausgewählten Strehlungswellenlängen erfordern gewöhnlich in Effekt, daß zwei Strahlung— Stärkemessungen bei jeder der ausgewählten Wellenlängen durchgeführt v;erden. Die erste StrahluiioSstLLrkenessung wird ohne das Prüfobjekt durchgeführt, ua die Uornal- oder r>esu^sbedingunc;ea festzustellen, die eich durch
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solche Einflüsse wie das Ansprechen des Detektors bei bestimmten Detektoren, die Geometrie des Beleuchtens und Messens, die Strahlungsdämpfung durch das optische System einschließlich des Behälters des Prüflings Objekts und dergleichen ergeben· Sofern die Bezugsbedingungen starr festgelegt sind und sich von Prüfobjekt zu Prüfobjekt nicht ändern, muß freilich diese erste Strshlungs· stärkemessung nicht für jedes Prüfobjekt durchgeführt werden. Die zweite Strahlungsstärkemessung bei der gleichen Wellenlänge wird bei Anwesenheit des Prüfobjekts durchgeführt und der Unterschied zwischen den beiden Messungen zeigt den Strehlungsdurchgang durch
P das Prüfobjekt bei der gewählten Wellenlänge an. Die Konzentration einer gegebenen Substanz im Prüfobjekt kann also durch die zwei Strahlungsstärkemessungen bei der gewählten Wellenlänge entsprechend der Beziehung zwischen dem Strehlungsdurchgang durch das Prüfobjekt bei der gewählten Wellenlänge und der Konzentration der im Prüfobjekt vorhandenen Substanz entsprechend dem Beer1sehen Gesetz bestimmt werden. Soll die Konzentration mehrerer im Prüfobjekt vorhandener Substanzen durch dieses Verfahren bestimmt werden, so müssen bei jeder von verechiedenen Strehlungswellenlängen zwei Strahlungsstärkemessungen durchgeführt werden, eine ohne
^ das Prüfobjekt und eine mit den Prüfobjekt· Der Stand der spektrophotometrischen Technik zum Bestimmen der Konzentrationen einer jeden von η verechiedenen Substanzen, die in einem Prüfobjekt vorhanden sind, erfordert deshalb allgemein eine Anzahl von 2n Strahlungsstärkemessungen bei einer Zahl von η verschiedenen Strehlungswellenlängen.
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Spektrophotometer für besondere Zwecke, die zum Bestimmen der Oxihämoglobin-Konzentration im gesamten Blut im lebenden Körper dienen, arbeiten gewöhnlich aufgrund entsprechender Prinzipien bei zwei Wellenlängen und erfordern, daß das von dem zu testenden Blut durchströmte Gewebe ausgequetscht und das Blut daraus entfernt wird, um so die Bedingungen für die Bezugsmessung zu schaffen· Vorrichtungen dieser Art sind aus der Literatur bekannt (z.B. USA-PS 2 706 "APPARATUS FOR DETERMINING PERCENTAGE OXYGEN-SATURATION OP BLOOD", ausgegeben am 26.4.1955 für Earl H. Wood). Eine bei Vorrichtungen dieser Art auftretende Schwierigkeit ist, daß die Genauigkeit der Konzentrations- ä messung von Oxihämoglobin sehr mäßig ist, da die Messungebedingungen, wenn Blut im Hsutgewebe vorhanden ist, erheblich von den "Bezugs"-Bedingungen abweichen, die sich durch Auequetschen des Hautgewebes zum Entfernen des Bluts ergeben· Außerdem wird die Meßgenauigkeit durch Änderungen der Messungebedingungen zerstört, die beispielsweise auf einer Bewegung der Testvorrichtung auf dem Hautgewebe, auf Änderungen der das geprüfte Hautgewebe tränkenden Blutmenge und dergleichen beruhen«
Zusammengefaßte Darstellung der Erfindung
Durch die Erfindung wird eine Spektrophotometer-Vorrichtung geschaffen, die die SauerstoffSättigung des Bluts in Vivo mißt und die Notwendigkeit zur Durchführung der Bezugsmessung vermeidet· Diese Vorrichtung arbeitet mit einer Anzahl von verschiedenen
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Wellenlängen, die mindestens gleich eins plus der Anzahl der wellenlängenabhängigen, strahlungsabsorbierenden Substanzen im Testobjekt ist, und benötigt nur eine einzige Strahlungsstärkemessung bei jeder der Wellenlängen, um eine Anzeige der SauerstoffSättigung des Bluts im lebenden Körper abzugeben. Änderungen der Meßbedingungen aufgrund einer Bewegung der Testenordnung oder von Änderungen in der Geometrie des Beleuchtens und Messens, in der Dicke und der Geometrie von Neutraldichte-PrüfObjektbehältern, in der das Hautgewebe durchströmenden Blutmenge und dergleichen werden duTca simultane StrahlungsStärkemessungen für jede der ausgewählten Wellenlängen berücksichtigt. Hierdurch ergibt sich eine stetige Anzeige der Sauerstoff-Sättigung im Blut des lebenden Körpers, sowohl wenn sich die Meßbedingungen von Patient zu Patient ändern als auch bei einem gegebenen Patienten. In der dargestellten Ausführungsform der Erfindung, beispielsweise, werden Strahlungsquellen und -detektoren um das Ohr eines Petienten angeordnet, um bei mindestens drei verschiedenen Strahlungswellenlängen die hindurchtretende Strahlungsintensität zu messen. Die logarithmischen Werte der Detektor-Antworten werden zur Gewinnung einer Anzeige der Sauerstoffsättigung lineer kombiniert als das Verhältnis der Konzentration des Oxihämoglobins zur Konzentration des gesamten im Ohr des Patienten vorhandenen Hämoglobins.
Kurze Angabe der Figuren
Figur 1 zeigt ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform einer Oximeter-Vorrichtung gemäß der Erfindung}
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Figur 2 zeigt einen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform einer in der Oximeter-Vorrichtung gemäß Figur 1 verwendbaren Testanordnungj
Figur JA einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer in der Oximeter-Vorrichtung gemäß Figur 1 verwendbaren Testenordnung;
Figur 3B θ£ηβ Draufsicht auf die Anordnung von Lichtquellen um die Detektoröffnung in der Vorrichtung gemäß Figur 3>A; und
Figur 4- ein schematisches Diagramm einer anderen I
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Oximeter-Vorrichtung·
Beschreibung der bevorzugten Ausführungeform
Eine als schematisches Diagramm in Figur 1 dargestellte Aueführungsform einer Oximeter-Vorrichtung umfaßt drei elektrolumineszierende Halbleiterdioden 9» 11 und 13, die so angeordnet sind, daß sie im wesentlichen dieselbe Fläche des Ohrs 15 eines Patienten bei mindestens drei verschiedenen schmelbandigen Teilen des elektromagnetischen Strahlungsspektrums bestrahlen, | beispielsweise bei Wellenlängen um 660, 715 und 805 Millimikron· Jede der Dioden wird intermittierend durch eine ihr zugeordnete Quelle 10, 12 bzw· 14 mit ausgewählter Wiederholungsfrequenz gespeist» Die durch das Ohr 15 hindurchtretende Strahlung wird innerhalb jedes der verschiedenen Bänder durch Detektoreinrichtungen 17, 19 bzw· 21 festgestellt, von denen jede einen
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lichtempfindlichen Detektor 47, 49 bzw. 51 wie etwa eine Photodiode, einen Phototransistor, eine Photovervielfacherröhre oder dergleichen enthält. Jeder dieser Detektoren ist so angeordnet, daß er Strahlung von im wesentlichen der gleichen Fläche des Ohrs 15 empfängt, und ist mit einem synchronen Demodulator 53» 55 bzw. 57 verbunden, der seinerseits Verbindung zu jeweils einer der Quellen 10, 12 und 14· hat, zum synchronen Betrieb mit der Wiederholungsfrequenz der jeweiligen dazugehörigen Quelle· Das resultierende Ausgangssignal von jedem der Demodulatoren 53? 55 und 57 zeigt somit die Strahlung an, die nur bei der von der synchron mit dem dazugehörigen Demodulator gespeisten Diode erzeugten Wellenlänge durch des Ohr 15 hindurchgetreten ist. Piir die drei von den Dioden 9» 11 und 13 erzeugten Strahlungswellenlängen ist somit ein sehr schmalbandiges strahlungsselektives optisches System geschaffen. Es kann euch eine einzige Detektorvorrichtung verwendet werden und ihre Reaktionen auf die Strahlungen bei den drei verschiedenen Wellenlängen können durch synchrone Demodulation bei jeder der Erregungsfrequenzen von den Quellen 10, 12 und 14 oder durch einen zeitgeteilten Folgebetrieb jeder der Dioden 9, 11 und 13 getrennt werden. Auch können die Lichtquellen in Form der Moden 9, 11 und 13 stetig betrieben werden, so daß sie drei ausgewählte Strahlungswellenlängen erzeugen, oder es kann als Lichtquelle eine Glühlampe verwendet werden, die ein breites Strahlungsspektrum erzeugt. In diesen Fällen werden die synchronen Demodulatoren 53, 55 und 57 weggelassen und enthalten die Detektoreinrichtung 17» 19 und 21 Filter 52, 54 bzw. 56 im Gesichtsfeld der Detektoren
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4-7, 4-9 und 51, um die erforderliche Reaktion auf die Strahlung bei mindestens drei verschiedenen Wellenlängen zu ergeben, wie es in Figur 4- gezeigt ist.
Die Signale von den Demodulatoren 53» 55 und 57 werden von Verstärkern 23, 25 und 27 verstärkt, die eine logarithmische Charakteristik der Ausgangssignalamplitude zur Eingangssignalamplitude aufweisen· Es ergeben sich also an ihren Ausgangsklemmen 29, 31 und 33 Ausgangssignale, die die logarithmischen Werte der gesamten aus dem Ohr 15 aufgenommenen Strahlung bei jeder der drei verschiedenen Strahlungswellenlängen darstellen. Diese drei Signale enthalten die nötige Information, um innerhalb tolerierbarer Genauigkeitsgrenzen das Konzentrationsverhältnis der beiden wellenlängenabhängigen, Strahlungsabsorbierenden Substanzen Oxihämoglobin und reduziertes Hämoglobin zu bestimmen, wobei diese Substanzen im wesentlichen die einzigen wellenlängenabhängigen, Strahlungsabsorbierenden Substanzen sind, die im Testobjekt aus Blut und seinem Behälter vorhanden sind. Sind jedoch noch andere wellenlängenabhängige , strahlungsabsorbierende Substanzen wie etwa Hautpigment oder gefärbte Materialien im Blut nennenswert vorhanden, so steigt, wie oben beschrieben wurde, die Zahl der benötigten Wellenlängen auf eins plus die Zahl solcher deutlicher, wellenlängenabhängiger, strehlungsabsorbierender Substanzen.
Zur Bestimmung der Sauerstoffsättigung ist es nicht notwendig, die Konzentrationen aller bezeichnenden, wellenlängenabhängigen, Strahlungsabsorbierenden vorhandenen Substanzen zu bestimmen, da es nur notwendig
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ist, das Konzentrationsverhältnis des Qxihämoglobins zum gesamten im Ohr des Patienten vorhandenen Hämoglobins zu wissen. In der dargestellten Ausführungsform können also die drei logarithmischen Signale an den Ausgangsklemmen 29, 31 und 33 mit Hilfe von Widerständen 59» 67 und 69 linear kombiniert v/erden und ea entsteht an einer Klemme 37 ein Signal, das die Konzentration des Oxihämoglobins anzeigt; die logarithmischen Signale können weiterhin mit Hilfe von Widerständen 65, 61 und 63 linear kombiniert werden und es entsteht an einer Klemme 39 ein Signal, das die Konzentration des gesamten Hämoglobins anzeigt. Die Widerstände 59, 61, 63, 65, 67 und 69 stellen zusammen ein Netzwerk 35 mit den Ausgangsklemmen 37 und 39 dar«, Eine an die Klemmen 37 und 39 angeschlossene logische Schaltung 41 setzt die deren auftretenden Signale als Verhältnis des Signals an der Klemme 37 zum Signal an der Klemme 39 zueammen und ergibt en einer Anzeigesksle eine Anzeige der prozentualen Sauerstoffsättigung des Bluts im Ohr des Patienten. Die relative Verstärkung der Detektoren und die Werte der Widerstände 59 bis können anfänglich festgesetzt werden, indem tatsächliche Versuche an Ohrgeweben durchgeführt werden, die Blut mit verschiedenen bekannten Werten von Sauerstoffsättigung enthalten, und durch Berechnen der Widerstandswerte, die erforderlich sind, um Skalenanzeigen der logarith·» mischen Ausgangssignale bei 29, 31 und 33 zu erzeugen, die den bekannten Werten der Sauerstoffsättigung entsprechen. An der Skala 43 ergibt sich dann eine genaue Anzeige der prozentualen Sauerstoffsättigunf; im Blut im Ohr des Patienten einfach durch Anbringen der Testanordnung, die die Strahlungs-Quellen 10, 12 und 14 und
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die Detektoren 47, 45 und 51 enthält, an Ohr 15» Durch stetige Kombination der Logarithmen der Strahlungsdurchgänge durch das Blut im Ohr 15 cles Patienten bei mindestens drei Wellenlängen wird die Besiehung zwischen dex* Strahlungsabsorption und der Konzentration des in der Gesamtkonzentration des Hämoglobins enthaltenen Qxihämoglobins nach dem Beer1sehen Gesetz unter allen Versuchsbedingungen bestimmt, wie sie von Patient zu Patient oder mit der Bewegung der Testanordnung am Ohr eines bestimmten Patienten sich ändern können.
Es ist zu beachten, daß nach der Erfindung die wahre Strahlungsabsorption durch das Prüfobjekt nicht unmittel- | bar gemessen wird, da nur der Strahlungsausgang vom Ohr 15 in Anwesenheit des PrüfObjekts festgestellt wird, während die Bezugsstrahlung, also die in Abwesenheit des PrüfObjekts aus dem Ohr tretende Strahlung nicht festgestellt wird· Es kann jedoch gezeigt werden, daß Änderungen in der Stärke dieser Bezugsstrahlung durch Verwendung der in Bezug zu der Anzahl der wellenlängenebhängigen, strahlungsabsorbierenden vorhandenen Substanzen entsprechenden Wellenlängen zusätzlichen Wellen« länge berücksichtigt wird, da diese zusätzliche Wellenlänge Änderungen in der Geometrie des Beleuchtens und Messens, in der Dämpfung durch den Prüfobjektbehälter und in anderen neutralen Dichtigkeitsfaktoren im *
Strahlungsubertragungssystem, das das Prüfobjekt aus Blut enthält, ausgleicht.
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"10" 20A9716
Es wurde herausgefunden, daß die Beziehung zwischen der Hämoglobinkonzentretion im gesamten Blut und der Strahlungsabsorption bei einer ausgewählten Wellenlänge dem Beer1sehen Gesetz genauer folgt, wenn eine Beleuchtung des Bluts und Gewebes im Ohr 15 mit einem Strahlwinkel von 4 tr Steradiant verwendet wird und nur eine Punktflächenfeststeilung der aus dem Ohr 15 heraustretenden Strahlung durchgeführt wird» In der Praxis können diese Bedingungen Jedoch mit ausreichend genauen Ergebnissen realisiert werden, indem eine Testanordnung 71 gemäß Figur 2 verwendet wird, die lediglich die Strahlung von einer Strahlungsquelle wie etwa den elektrolumineszierenden Dioden 9» 11 und 13 über eine verhältnismäßig breite planare Fläche diffundiert, beispielsweise von etwa einem dreiviertel Zoll Durchmesser, und die eine oder mehrere lichtempfindliche Dioden 77 verwendet, von denen Jede eine kleine aktive Fläche von einigen wenigen Quadrat-Mils zur Feststellung der aus dem Ohr 15 austretenden Strahlung aufweist. Die bevorzugte Ausführungsform der Testanordnung 71 gemäß Figur 2 enthält mindestens die drei elektrolumineszierenden Dioden 9» 11 und 13, die hinter einem strahlungsdiffundierenden Schirm 73 engeordnet sind, der gegen eine Seite des Ohre 15 gerichtet ist. Ein Klemmbügel 75 trägt die lichtempfindliche Diode 77 und einen Spiegel 78 in einer Stellung auf der gegenüberliegenden Seite des Ohrs 15. Dieser Klemmbügel 75 iß* en einem Basisteil 79 so angebracht, daß das Ohr 15 zwischen dem diffundierenden Schirm 73 und der lichtempfindlichen Detektor-Diode 77 aufgenommen wird. Diese einzige Detektor-Diode 77 spricht also auf die Strahlung von einem kleinen Flächenbereich auf der Rückseite des Ohrs
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.15 an und kann synchron mit den Arbeitsphasen der elektrolumineszierenden Dioden 9» 11 und 13 oder in Zeitteilungsbeziehung zu diesen betrieben werden, wie oben beschrieben wurde.
Bei einer anderen Ausführungsform der (De st anordnung, die in geschnittener Seitenansicht in Figur 3A und in schematischer Stirnansicht in Figur 3B gezeigt ist, wird ein ausgewählter Korperteil 80, beispielsweise die Stirn eines Patienten oder ein anderer Benälter des Prüfbluts, auf derselben Seite beleuchtet, auf der die Strahlung festgestellt wird,, Eine großflächige Quelle diffusen Lichts wird durch eine Viel- { zahl von Lichtquellen 91 geschaffen, die Glühlampen oder elektroluminessierende Blöden sein können und die hinter einem ringförmigen diffundierenden Schirm 93 in gleichmäßigen Abständen angeordnet sind. Der Schirm 93 umgibt eine Meßöffnung 95 von kleiner Fläche. Jeder von drei oder mehr Dioden-Detektoren 47, 4-9 und 51 ist hinter der öffnung 95 angeordnet und nimmt die Strahlung auf, die nur vom ausgewählten Körperteil 80 innerhalb eines Gesichtsfelde ausgeht, das sowohl die direkt von den Lichtquellen 91 ausgehende Strahlung als auch die von der Oberfläche des Körperteile 80 reflektierte Strahlung ausschließt. Dies stellt sicher, daß die g Detektoren 4-7» 49 und 51 nur auf Strahlung ansprechen, ™ die durch das Blut und Hautgewebe im Körperteil 80 des Patienten hindurchgetreten ist. Ein direkter Kontakt mit dem Körperteil 80 durch die Strahlungsquelle und die Keßöffnung ist also nicht wesentlich, solang das Gesichtsfeld der Detektoren 47, 49 und 51 weder die direkt von der Lichtquelle stammende Strahlung noch die lediglich
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der Oberfläche des Hautgewebes oder dee sonstigen Behälters des geprüften Blutes reflektierte Strahlung enthält. Die Lichtquellen 91 können in der beschriebenen Weise in Verbindung mit dem System gemäß Figur 1 betrieben werden, um-die prozentuale Oxigenation des Bluts aufgrund der drei oder mehr Wellenlängen zu bestimmen. Es wird darauf hingewiesen, dsß diese Anordnung der Strahlungsquellen und Detektoren keine richtige Strehlungstransmission durch das Blut im Hautgewebe oder sonstigen Behälter ergibt, wie es für die Beziehung zwischen der Konzentration einer gelosten Substanz und der Strahlungsdurchlässigkeit durch die Losung bei einer gegebenen Strahlungewellenlänge nach dem Beer1sehen Gesetz gefordert wird. In der Praxis streuen Jedoch das Hautgewebe des Körperteils 80 und das darin enthaltene Blut die Strahlung so, daß ein kleiner Teil der einfallenden Strahlung vom Körperteil 80 in dem der Strahlungsquelle benachbarten Eereich austritt. Diese gestreute Strahlung ist von den strahlungsabeorbierenden Substanzen in der Haut in geeigneter Weise geändert oder modifiziert worden und ermöglichen so die feststellung und die Meßwertverarbeitung zum . Erzielen einer Anzeige über die prozentuale Sauerstoffsättigung innerhalb tolerierbarer Genauigkeitsgrenzen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Testenordnung wird eine Glüh-Lichtquelle verwendet, die entweder direkt oder über ein Lichtrohr die Strahlung liefert, die über eine verhältnismäßig große Fläche an einer Seite des Ohrs oder sonstigen Behälters diffundiert wird. Zum Obertragen von Licht, das von einer
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wesentlich kleineren Fläche auf der anderen Seite des Ohrs oder Behälters ausgeht, zu einem einzigen Detektor wird ein Faseroptik—Lichtrohr verwendet· Ein lilterrad mit wenigstens drei Abschnitten zum Durchlassen von 3e einer anderen Lichtwellenlänge ist drehbar zwischen dem Lichtrohr und dem Detektor und nach Wunsch auch zwischen der Lichtquelle und dem entsprechenden Lichtrohr angeordnet, zum aufeinanderfolgenden Durchschicken von mindestens drei verschiedenen Lichtwellenlängen durch das optische System, das das zu prüfende Blut enthält, zum Detektor. Der Detektoreusgang wird aufeinanderfolgend mit den Filterabschnitten umgeschaltet, um mindestens drei Ausgsngseignale zu erhalten, die, wie oben beschrieben, zur erforderlichen Bestimmung der prozentualen Oxigenation des Bluts verwendbar sind·
Es wurde eine.bevorzugte Ausführungsform zur Verwendung beim Messen der SauerstoffSättigung des Bluts im lebenden Körper beschrieben· Es ist jedoch zu beachten, daß die Behälter für das Blut nicht auf die Gewebe eines Individuums zu beschränken sind, sondern auch Küretten oder andere Behälter sein können, in denen Blut entweder in hämolysiertem oder in nichthämolysiertem Zustand vorhanden sein kann. Auch kenn die Konzentration anderer wellenlängenabhängiger, ä
strahlungsabsorbierender Substanzen als Oxihämoglobin und gesamtes Hämoglobin gemäß der Erfindung bestimmt werden, beispielsweise von Markierungsferbstoffen. Die die wellenlängenabhängige, strehlungsabsorbierende Substanz enthaltende Flüssigkeit muß nicht Blut sein·
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Claims (14)

  1. P 8 t e ntansprüch e
    Verfahren zum Bestimmen der Menge eines ausgewählten Bestandteils, der in einem aus mehreren Bestandteilen zusammengesetzten System enthalten ist, bei dem der ausgewählte Bestandteil nicht zum Zweck der Durchführung einer Bezugs-Strahlungsstärkemessung bei Abwesenheit des ausgewählten Bestandteils im System entfernt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß das aus mehreren Bestandteilen bestehende System (15, 80) mit einer Gesamtzahl von ausgewählten Strahlungswellenlängen bestrahlt wird, die mindestens gleich der Zahl der im aus mehreren Bestandteilen zusammengesetzten System enthaltenen Bestandteile, die mit der Strahlungswellenlänge sich ändernde Strahlungsabsorptionscharakteristiken haben, plus eins ist; daß im wesentlichen nur auf die Strahlung hin, die durch das aus mehreren Bestandteilen zusammengesetzte System bei ijeder der ausgewählten Strehlungswellenlängen hindurchtritt, elektrische Ausgangssignale erzeugt werden; und daß eine Anzeige der Menge des ausgewählten Bestandteils, der im aus mehreren Bestandteilen zusammengesetzten System vorhanden ist, als simultane Kombination aller der elektrischen Ausgangssignele, die nur auf die ausgewählten Strahlungswellenlängen, die durch das System mit dem auegewählten Bestandteil hindurchtreten, hin erzeugt werden, erzeugt wird·
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    2U49716
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem des aus mehreren Bestandteilen zusammengesetzte System Blut an einem Meßort im Körper ist und die SauerstoffSättigung kontinuierlich angezeigt wird, ohne daß der Körperteil zur Durchführung einer Bezugs-Strahlungsstärkemessung in Abwesenheit vom Blut am Meßort ausgequetscht werden müßte, dadurch gekennzeichnet, daß das Blut im Körper (15 t 80) mit elektromagnetischer Strahlung bei mindestens drei ausgewählten Wellenlängen bestrahlt wird; daß die aus dem Körper austretende Strahlung bei den ausgewählten Wellenlängen zur Erzeugung von mindestens drei Signalen festgestellt wird, von denen jedes die ,
    Intensität der festgestellten Strahlung bei einer ausgewählten der Wellenlängen in Anwesenheit von Blut am Meßort angibt; und daß alle nur auf die ausgewählten Strahlungswellenlängen hin, die durch den Körper am Meßort unter Anwesenheit von Blut darin hindurchgetreten sind, erzeugten Signale simultan kombiniert werden und eine Anzeige der Sauerstoffsättigung des Bluta im Körper am Meßort ergeben.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Signale zu logarithmiechen AusgangeSignalen umgewandelt werden; daß zwei Auegangssignale gebildet
    werden, von denen jedes eine ausgewählte simultane ä
    lineare Kombination aller der logarithmischen Ausgangesignale ist; und daß die Anzeige der Sauerstoffsättigung am Meßort als das Verhältnis der beiden Ausgangseignale gebildet wird.
    ./· 16
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    2ÜA9716
  4. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zum Bestimmen der Menge eines bestimmten Bestandteils in einem aus mehreren Bestandteilen bestehenden System, in dem der bestimmte Bestandteil nicht zum Zweck einer Bezugs-Strshlungsstärkemessung entfernt werden kenn, mit einer Strahlungsquelleneinrichtung für elektromagnetische Strahlung, die gemäß ihrer Anordnung das aus mehreren Bestandteilen einschließlich dem ausgewählten, bestimmten Bestandteil bestehende System bestrahlt, und mit einer Detektoreinrichtung, die gemäß ihrer Anordnung Strahlung empfängt, die am Meßort durch das System getreten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelleneinrichtung (9, 11, 13s 121} 91) das System (15, 80) mit einer Gesamtzahl von ausgewählten Strahlungs-Wellenlängen bestrahlt, die mindestens gleich der Anzahl der im mehrbeβtendteiligen System enthaltenen Bestandteile , deren Strahlungeabsorptionscharakteristiken sich mit der Strahlungewellenlänge ändern, plus eins istj daß die Detektoreinrichtung (17, 19, 21) elektrische Ausgangssignale liefert, aus denen die Stärke der von der Detektoreinrichtung bei Jeder der ausgewählten Strahlungswellenlängen in Anwesenheit des bestimmten Bestandteils am Meßort empfangenen Strahlung bestimmbar ist; und daß sämtliche elektrischen Ausgangssignale, die von der Detektoreinrichtung nur auf die von ihr empfangene Strahlung hin erzeugt werden, die am Meßort durch das aus mehreren Bestandteilen bestehende System und den darin enthaltenen bestimmten Bestandteil hindurchgetreten ist, gleichzeitig zur Erzeugung einer Anzeige der Menge des bestimmten Bestandteils im mehrbestandteiligen System am Meßort kombiniert werden.
    ./.17
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  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4 zum Bestimmen der Menge des ausgewählten Bestandteils, der im aus mehreren Bestandteilen bestehenden System wie etwa einem !Tierkörper enthalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelleneinrichtung (9» 11» 13) den Körper (15)» der am Meßort den ausgewählten Bestandteil enthält, mit mindestens drei verschiedenen ausgewählten Wellenlängen bestrahlt; und dsß die Detektoreinrichtung (17, 19» 21) die durch den Körper und den darin am Meßort enthaltenen ausgewählten Bestandteil hindurchgetretene Strahlung empfängt und mindestens drei elektrische Ausgansssignale erzeugt, von denen jedes die von der Detektoreinrichtung bei einer ausgewählten der Strahlungswellen- { längen bei Anwesenheit des Bestandteils am Meßort empfangene Strahlungsstärke angibt.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der das aus mehreren Beetendteilen bestehende System Blut an einem Meßort im Körper zum Bestimmen der Menge eines ausgewählten Bestandteils ist und die Menge des ausgewählten Bestandteils ohne Notwendigkeit einer Bezugs-Strahlungsstärkemessung bei Abwesenheit vom Blut am Meßort bestimmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelleneinrichtung (9» 11» 13) den Körper (15) und dee darin em Meßort enthaltene Blut mit mindestene drei verschiedenen ausgewählten Wellenlängen bestrahlt; und " daß die Detektoreinrichtung (17, 19, 21) die durch den Körper und das darin enthaltene Blut am Meßort hindurchgetretene Strahlung empfängt und mindestens drei elektrische Außgangssignale erzeugt, von denen jedes die von der Detektoreinrichtung bei einer ausgewählten der Strahlungewellenlängen bei Anwesenheit von Blut am Meßort empfangene Strahlungeetärke angibt·
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  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 4-, bei der das aus mehreren Beetandteilen bestehende System Blut an einem Meßort im Körper ist und die Sauerstoffsättigung des Blute ohne Quetschen des Körperteils zur Durchführung einer Bezugs-Strahlungsetärkemeeeung bei Abwesenheit von Blut am Meßort durchführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelleneinrichtung (9, 11, 15) den Körper (15) und das darin am Meßort enthaltene Blut bei mindestens drei verschiedenen ausgewählten Wellenlängen bestrahlt; daß die Detektoreinrichtung (17, 19, 21) gemäß ihrer Anordung die durch den Körper und das darin am Meßort enthaltene Blut getretene Strahlung empfängt und mindestens drei elektrische Ausgangesignale erzeugt, von denen jedes die von der Detektoreinrichtung bei einer ausgewählten der Strahlungewellenlängen bei Vorhandensein von Blut am Meßort empfangene Strahlungestärke angibt; daß alle von der Detektoreinrichtung nur auf die von ihr aufgenommene Strahlung, die durch den Korper und das darin am Meßort enthaltene Blut hindurchgetreten iet, hin erzeugten elektrischen Ausgangssignale simultan kombiniert werden und ein erstes Ausgangssignal erzeugen, das die Menge des im Blut am Heßort vorhandenen Oxihämoglobins angibt; daß alle von der Detektoreinrichtung nur auf die von ihr aufgenommene Strahlung, die durch den Körper und das darin enthaltene Blut am Meßort hindurchgetreten iet, hin erzeugten elektrischen Auegangssignale simultan kombiniert werden und ein zweites Ausgangssignal erzeugen, das die gesamte Menge des im Blut am Meßort vorhandenen Ozihämoglobins und reduzierten Hämoglobins angibt; und daß das erste und das zweite Ausgangesignal kombinert werden und eine Ausgangsanzeige des Verhältnisses von Oxihämoglobin zu Oxihämoglobin plus reduziertem Hämoglobin erzeugen·
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  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 4- zum Bestimmen der Menge eines ausgewählten Bestandteils in einem aus mehreren Bestandteilen bestehenden System, das Strahlungsenergie absorbierende und streuende Bestandteile enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelleneinrichtung (9, 1Ί, 13* 91) das den ausgewählten Bestandteil enthaltende System (15, 80) mit einer ausgewählten Anzahl von Strahlungswellenlängen bestrahlt; daß ein Strahlungsenergie-Diffusor (73» 93) zwischen die Quelleneinrichtung und das System zum Ergeben einer diffusen Bestrahlung des Systems in einer gegebenen Strahlungsebene angeordnet ist; und daß die durch das System hindurchgetretene Strahlung von der Detektoreinrichtung (47, 4-9, 51» 77) innerhalb einer ^
    Fläche aufgenommen wird, die wesentlich kleiner ist als die gegebene Bestrahlungsfläche, zum Erzeugen eines elektrischen Ausgangssignals, das die von der Detektoreinrichtung bei jeder aus der ausgewählten Anzahl von Strahlungswellenlängen in Anwesenheit des ausgewählten Bestandteils empfangene Strahlungsstärke angibt.
  9. 9· Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (23, 25, 27, 35) ein Netzwerk zum Erzeugen des Logarithmus von Jedem der elektrischen, von der Detektoreinrichtung (17, 19, 21) erzeugten Ausgangs-3ignale und zum linearen Kombinieren der bewerteten Logarithmen aller der elektrischen Auagangasignale ent- " hält, um ein Ausgangssignal zu erzielen, das die Menge des ausgewählten Bestandteils angibt·
  10. 10. Vorrichtung nech einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes dar von der Detektoreinrichtung (17, 19, 21) erzeugten «lektriachen Aus-
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    gangssignale zu logarithmisch bezogenen Signalen umgewandelt wird und daß eile logarithmisch bezogenen Signale linear kombiniert werden, um ein Ausgangssignal zu erzielen, das die gemessene ausgewählte Menge angibt·
  11. 11· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4- bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (47, 4-9, 51, 95) hinsichtlich der Quelleneinrichtung (91) so angeordnet ist, daß sie Strahlung von dem gerade gemessenen, aus mehreren Bestandteilen bestehenden System (80) im wesentlichen nur in der Strahlungsweiee der Rückstreuung von der gemessenen ausgewählten Quantität empfängt·
  12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (17, 19, 21, 77) hinsichtlich der Quelleneinrichtung (9t Ί1» 13» 12') so engeordnet ist, daß sie Strahlung vom Körper (15) im wesentlichen nur in der Strahlungsweise des Hindurchtretens durch den Körper empfängt.
  13. 13. Vorrichtung nech einem der Ansprüche 5» 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelleneinrichtung der elektromagnetischen Strahlung gemäß ihrer Anordnung den den ausgewählten Bestandteil am Meßort enthaltenden Körper bei mindestens vier verschiedenen ausgewählten Wellenlängen bestrahlt; und daß die Detektorvorrichtung so angeordnet ist, daß sie die durch den Körper und den darin am Heßort enthaltenen ausgewählten Bestandteil hindurchgetretene
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    Strahlung zur Erzeugung von mindestens vier elektrischen AusgangsSignalen aufnimmt, von denen ^edes die von der Detektoreinrichtung bei einer der ausgewählten Strahlungswellenlängen empfangene Strahlungsstärke bei Anwesenheit des ausgewählten Bestandteils am Meßort angibt.
  14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5* 6 oder 7, bei der der ausgewählte Bestandteil im Körper vorhanden ist und am Meßort irgendwelche wellenllingenab— hängige strehlungsabsorbierende Gewebesubstanz und im Blut innerhalb des Korpers zusätzlich zu Oxihämoglobin und reduziertem Hämoglobin irgendwelche wellenlängenabhängige strahlungsebsorbierende Substanz vorliegt und der ausgewählte Bestandteil nicht zum Zweck von Bezugs-Strehlungsstärkemeaeungen am Meßort; unter Ausschluß des ausgewählten Bestandteile entfernt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelleneinrichtung der elektromagnetischen Strahlung den den ausgewählten Bestandteil am Meßort enthaltenden Körper bei mindestens fünf verschiedenen ausgewählten Wellenlängen bestrahlt, und dsß die Detektoreinrichtung ao angeordnet ist, daß sie die Strahlung, die durch den Körper und den ausgewählten Bestandteil, der darin am Meßort enthalten ist, zur Erzeugung von mindestens fünf elektrischen Auagangssignalen empfängt, von denen jedes die Strshlungsstärke der von der Detektoreinrichtung bei einer der ausgewählten Strahlungswellenlängen bei Anwesenheit des Bestandteils am Meßort empfangenen Strahlung angibt.
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