DE4423597C1 - Pulsoximetrie-Ohrsensor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Pulsoximetrie-Ohrsensor zum Messen der Sauerstoffsättigung im Blut eines Patienten.

Bei dem nicht-invasiven Messen von Blut ist die Pulsoximetrie ein bekanntes und gängiges Verfahren. Dabei wird Licht mit wenigstens zwei Wellenlängen in das Gewebe eines Patienten eingestrahlt und aus der Abschwächung des Wechselanteils des reflektierten oder transmittierten Signals auf die Sauerstoffsättigung geschlossen. Typischerweise werden hierfür lichtemittierende Dioden und Fotoempfänger verwendet. Ein Körperteil, das zur Messung besonders geeignet ist, ist das Ohrläppchen, bei dem die Fotoelemente eng und ohne Verkanten auf der Haut zum Anliegen gebracht werden können, damit der Wechselanteil des Signals, der um Größenordnung kleiner ist als der Konstantanteil des Signals, möglichst gut erfaßt werden kann.

Bei den bisher bekannten Ohrsensoren werden die Sensorelemente an einem Träger befestigt, der ähnlich einer Wäscheklammer, aus zwei Schenkeln besteht, die über eine Schenkelfeder miteinander verbunden sind. Die Schenkelfeder bringt die erforderliche Federkraft zur Befestigung am Ohrläppchen auf. Die Schenkelfeder muß dazu extra montiert werden. Aus der US 4,685,464 ist ein ähnlicher Sensor für die Messung an einem Finger bekannt. Derartige Sensoren, die eine zusätzliche Feder benötigen, sind schlecht reinigbar, da bedingt durch die Feder es sehr viel Schmutzkanten gibt, die sehr schwer zugänglich sind. Darüber hinaus ist eine gesonderte Montage der Schenkelfeder erforderlich.

Aus der EP 572 684 A1 ist ein medizinischer Sensor zum Messen der Sauerstoffsättigung und des Bluts bekannt, der in einer Ausführungsform gemäß Fig. 20 als Ohrsensor in Form einer elastischen Klammer aus Kunststoff ausgebildet ist. Die Klammerarme sind jeweils in einen kürzeren und längeren Arm unterteilt. Im Bereich zwischen dem längeren und dem kürzeren Arm sind die beiden Klammerarme miteinander verbunden, wobei aufgrund der zu erfüllenden Funktion diese Verbindung elastisch ausgebildet sein muß, damit die beiden langen Arme die Klammer am Ohr festhalten können. Der Beschreibung ist nicht zu entnehmen, wie diese elastische Verbindung erfolgt. In der Fig. 20 ist lediglich ein schraffierter Kreis dargestellt, dessen Schraffierung sich von den beiden Armen unterscheidet und somit auf ein zusätzliches Teil oder zumindest verschiedenartiges Material schließen läßt.

Aus der DE 37 03 458 C2 ist ein medizinischer Fingersensor zum Messen von Blut-, Gewebe- und Hautparametern bekannt, der aus einem elastischen Werkstoff besteht, wobei beispielsweise Silikon, Kautschuk oder Polyurethan angegeben werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Pulsoximetrie-Ohrsensor vorzuschlagen, der einstückig und konstruktiv so ausgestaltet ist, daß er gut am Ohr befestigbar und einfach herstellbar und reinigbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Pulsoximetrie-Ohrsensor mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Der erfindungsgemäß ausgestaltete Pulsoximetrie-Ohrsensor weist einen einteiligen klammerartig oder clipartig ausgestalteten Träger für die Sensorelemente aus einem elastischen Kunststoffmaterial auf. Der einteilige Pulsoximetrie-Ohrsensor besitzt zwei Schenkel, die an ihren Enden die Sensorelemente aufnehmen können. Die Schenkel sind über einen elastisch verformbaren Steg miteinander verbunden, der mindestens eine in Steglängsrichtung verlaufende und aus der Stegoberfläche herausragende Rippe aufweist. Der Steg bildet die Verbindung zu den Schenkeln, so daß entweder ein Träger ähnlich einem Ohrclip oder einer Klammer entsteht. Die verformbare Rippe übernimmt durch ihre Spannung die Funktion einer Feder und zieht bzw. drückt je nach Anordnung der Rippe auf dem Steg die Schenkelenden zusammen, an denen die Sensorelemente angeordnet sind. Die Rippen sorgt daher für die erforderliche Anpreßkraft, um den Ohrsensor an dem Ohrläppchen zu halten. Bei einem Ohrsensor in Form eines Clips werden die Enden auseinandergebogen und dann am Ohr befestigt. Bei einem klammerartig ausgestalteten Träger kann durch zusammendrücken der den Sensorelementen abgewandten Enden des Schenkels die erforderliche Aufspreizung zur Befestigung des Ohrsensors am Ohrläppchen bewirkt werden. Insbesondere bei einem klammerartig ausgebildeten Träger ist es möglich, die aus dem Steg herausragende Rippe entweder auf der einen oder auf der anderen Seite des Stegs anzuordnen.

Ein derart ausgestalteter Pulsoximetrie-Ohrsensor ist robust und aufgrund seiner flachen Oberflächen gut reinig- und desinfizierbar. Durch die einstückige Herstellung mittels Spritzguß fallen auch nur noch Montagearbeiten für das Einlegen der Sensorelemente an.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Pulsoximetrie-Ohrsensor klammerartig ausgebildet, so daß der Steg die Schenkel in einem Betätigungsbereich und einen Klemmbereich, an dessen Ende die Sensorelemente angeordnet sind, unterteilt. Damit wird die Handhabung des Ohrsensors vereinfacht, da durch Zusammendrücken der Enden des Schenkels im Betätigungsbereich die entgegengesetzten Enden des Trägers aufgespreizt und damit leicht am Ohrläppchen befestigt werden können. Die Anpreßkraft wird durch die aus der im Steg herausragende Rippe bestimmt, wobei eine oder mehrere Rippen vorgesehen sein können.

Vorzugsweise ist eine Rippe auf der den Sensorelementen zugewandten Seite des Stegs angeordnet, wobei dies so ausgestaltet ist, daß die Oberkante bei geschlossenem Schenkel halbmondförmig ausgebildet ist. Bei der Spreizung des Klemmbereichs wird die Oberkante des Stegs gestreckt, so daß sie bei maximaler Spreizung parallel zum Steg verlaufen kann.

Bei einem anderen vorteilhaften Ausführungsbeispiel eines klammerartig ausgebildeten Trägers ist die Rippe in dem Betätigungsbereich angeordnet, so daß beim Zusammendrücken des Betätigungsbereichs zum Aufspreizen des Klemmbereichs die Rippe gequetscht wird. Aufgrund der Elastizität der Rippe bewirkt dies beim Loslassen ein Auseinanderdrücken der Schenkel im Bereich des Betätigungsbereichs und damit den erforderlichen Anpreßdruck. Die Rippe kann dabei einen gewellten Querschnitt aufweisen.

Als Trägermaterial wird vorzugsweise ein Polyurethan-Elastomer oder Silikon verwendet. Der Härtebereich des Materials liegt zweckmäßigerweise zwischen 98 Shore A und 75 Shore A.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert.

Es stellen dar:

Fig. 1 einen klammerartig ausgebildeten Ohrsensor mit einer halbmondförmig ausgebildeten Rippe;

Fig. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel mit einem clipartig ausgebildeten Ohrsensor;

Fig. 3 ein klammerartig ausgebildeter Ohrsensor mit einer Rippe im Betätigungsbereich; und

Fig. 4 einen Ohrsensor nach Fig. 3, bei dem die Rippe wellenförmig ausgebildet ist.

Fig. 1a zeigt die Seitenansicht eines klammerartig ausgebildeten Pulsoximetrie-Ohrsensor 1, wobei ein Schenkel 2 zusammen mit einem Sensorelement 4 und Anschlußkabel 5 im Schnitt dargestellt ist. Die beiden Schenkel 2 und 3 sind in einen Betätigungsbereich 6 und einen Klemmbereich 7 unterteilt, die durch die räumliche Anbringung des die beiden Schenkel verbindenden Stegs 8 bestimmt werden. An dem Steg 8 befindet sich auf der den Sensorelementen 4 zugewandten Seite eine Rippe 9, die aufgrund ihrer Spannung die beiden die Sensorelemente aufweisenden Enden der Schenke 2 und 3 zusammenzieht und damit für die erforderliche Anpreßkraft am Ohrläppchen sorgt. Fig. 1a zeigt den Ohrsensor in seiner Ruhestellung. Zum Anklemmen am Ohrläppchen wird der Ohrsensor, wie in Fig. 1e dargestellt, an dem Betätigungsbereich 6 zusammengepreßt und damit der Steg 8 verformt sowie die Oberkante 10 der Rippe 9 gespannt. Die Oberkante 10 der Rippe 9 verläuft dann im wesentlichen parallel zu dem Steg 8. Nach der Aufspreizung der Schenkel 2 und 3 in Klemmbereich 7 sorgt die Rückstellkraft der Rippe 9 für den erforderlichen Anpreßdruck an dem Ohrläppchen. Der Anpreßdruck wird dabei so eingestellt, daß noch eine ausreichende Durchblutung des Ohrläppchens gewährleistet ist.

Fig. 1b zeigt die Stirnansicht des Ohrsensors 1 mit der Stirnseite der Schenkel 2 und 3 und Öffnungen 11 für die Anschlußkabel 5 der Sensorelemente. Die Sensorelemente können entweder nachträglich in eigens dafür vorgesehene Schlitze in den Träger 12 eingelegt oder gleich bei der Herstellung mit eingespritzt werden. Dazu wird das Sensorelement vorher mit dem Anschlußkabel fest und wasserdicht verbunden.

Fig. 1c zeigt einen Schnitt durch den Steg 8 entlang der Linie A-A mit der Rippe 9. Aus Fig. 1d ist die Draufsicht auf den Schenkel 2 gezeigt.

Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel eines Pulsoximetrie-Ohrsensors 13, der clipähnlich ausgebildet ist. Auch hier ist in der Fig. 2a wie in der Fig. 1a der eine Schenkel im Schnitt dargestellt und zeigt den Ohrsensor in Ruhestellung. Der Ohrsensor 13 weist ebenfalls einen Steg 8 mit einer halbmondförmigen Rippe 9 auf. Fig. 2b zeigt eine Draufsicht auf den Schenkel 2.

Fig. 3 zeigt wird er einen klammerartig ausgestalteten Pulsoximetrie- Ohrsensor 14 in einer teilweise geschnittenen Ansicht wie in Fig. 1, wobei im Unterschied zu dem in Fig. 1 dargestellten Ohrsensor eine Rippe 15 zwischen den Betätigungsbereichen 6 der Schenkel 2 und 3 angeordnet ist. Fig. 3b zeigt die Stirnansicht auf den Sensor 14.

Fig. 4 zeigt entsprechend Fig. 3 in der Fig. 4a die teilweise geschnittene Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform mit einer wellenförmig ausgebildeten Rippe 17 zwischen den Schenkeln 2 und 3. In Fig. 4b ist wiederum die Stirnansicht dargestellt.

Die vorstehenden in Verbindung mit den Figuren erläuterten Pulsoximetrie- Ohrsensoren weisen alle einen einstückigen Träger 12 auf, der im Spitzguß aus einem Polyurethan-Elastomer oder Silikon hergestellt ist. Der Härtebereich des Materials liegt dabei zwischen 98 Shore-A und 75 Shore-A. Durch die besondere Ausgestaltung des Materials und der Rippe 9 wird die für die Befestigung am Ohrläppchen erforderliche Anpreßkraft erreicht. Wie bereits vorstehend erwähnt, werden die Sensorelemente fest mit dem Anschlußkabel vergossen und dann entweder bei der Herstellung des Trägers 12 gleich mit eingegossen (wie in den Figuren dargestellt), oder nachträglich in die dafür vorgesehene Ausnehmung 18 und einen Schlitz für das Anschlußkabel 5 eingelegt, in dem das Sensorelement mit Kabel aufgrund der Elastizität des Materials sicher gehalten wird.

Claims (8)

1. Pulsoximetrie-Ohrsensor mit einem einteiligen klammerartig oder clipartig ausgestalteten Träger (12) für die Sensorelemente (4) aus einem elastischen Kunststoffmaterial, dessen Schenkel (2, 3) über einen elastisch verformbaren Steg (8) miteinander verbunden sind, der mindestens eine in Steglängsrichtung verlaufende und aus der Stegoberfläche herausragende elastisch verformbare Rippe (9) aufweist.

2. Pulsoximetrie-Ohrsensor nach Anspruch 1, der klammerartig ausgebildet ist und bei dem der Steg (8) die Schenkel (2, 3) in einen Betätigungsbereich (6) und einen Klemmbereich (7), an dessen Ende die Sensorelemente (4) angeordnet sind, unterteilt.

3. Pulsoximetrie-Ohrsensor nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine Rippe (9) auf der den Sensorelementen (4) zugewandten Seite des Stegs (8) angeordnet ist, deren Oberkante (10) einen Halbmond bildet, wenn sich die beiden Enden mit den Sensorelementen (4) der beiden Schenkel (2, 3) berühren.

4. Pulsoximetrie-Ohrsensor nach Anspruch 3, bei dem die Oberkante (10) der Rippe (9) bei maximaler Spreizung im wesentlichen parallel zum Steg (8) verläuft.

5. Pulsoximetrie-Ohrsensor nach Anspruch 2, bei dem die Rippe (15) in dem Betätigungsbereich (6) angeordnet ist.

6. Pulsoximetrie-Ohrsensor nach Anspruch 5, bei dem die Rippe (15) einen gewellten Querschnitt aufweist.

7. Pulsoximetrie-Ohrsensor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem der Träger (12) aus einem Polyurethan-Elasto­ mer oder Silikon hergestellt ist.

8. Pulsoximetrie-Ohrsensor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem der Härtebereich des Materials zwischen 98 Shore-A und 75 Shore-A liegt.