Фотосенсор Советский патент 1992 года по МПК A61B5/26 

VI

00

со о

00

о

со

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для исследования, например, функции печени и т.п.

Наиболее близким по технической сущности к данному фотосенсору является био- фотосенсор по патенту Японии № 60-34432. Известный фотосенсор недостаточно надежен и точен в связи с отсутствием средств для точной взаимоориентации источника света и фотоприемника, а также возможности повреждения или разрыва электрических соединений.

Цель изобретения - повышение надежности, повышение точности измерений.

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

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

используются для обеспечения срабатывания излучателя 2, а два для передачи сигна- лов от приемника 3. Является предпочтительным, чтобы фотосенсор снабжался защитными слоями 6 и 7, Слой 6 изго тавливается из прозрачной смолы или

стекла и он покрывает излучатель света 2 и

приемник света 3. Слой 7 изготавливается

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

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

0 фиксирующей ленты. После этого излучатель света 2 включается и излучают два пучка света, имеющих различные длины волн. Пучки сета передаются через палец и попадают в приемник 3. Принятые в приемник

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

5 и приемником света, так как вполне понятно, что форма и длина ногтя и пальца будут различными у различных пациентов. В другой модификации изобретения помимо метки 8 используются дополнительные метки 9,

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

Фотосенсор в модификациях с метками устанавливается на пальце руки 1 следую- . щим образом.

После установки метки 8 в положение

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

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

света 3 в правильные позиции независимо от длины ногтя и формы пальца руки. В следующей модификации изобретения фиксирующая лента 10 состоит из подложки 13, адгезивного слоя 14, прикрепленного к од- ной стороне подложки 13, и прокладочной бумаги 15, которая закреплена на адгезивном слое 14. Прокладочная (исключающая прилипание) бумага 15 имеет выступающую часть 16 и снабжена вырезами 17 на обоих сторонах, которые располагаются строго противоположно относительно друг друга. Вырезы 17 используются в качестве позиционной метки при установке фотосенсора на пальце руки пациента. Излучатель и прием- ник света устанавливаются на пальце руки пациента таким образом, чтобы после закрепления фотосенсора на пальце руки и после расположения вырезов 17 на кончике ногтя они находились строго напротив друг друга. Однако при этом необходимо сделать так, чтобы излучатель и приемник были точно позиционированы и относительно подложки 13. Именно с этой целью подложка 13 снабжена на своей поверхности позади из- лучателя и приемника света отпечатанной меткой 18, которая и будет указывать положения излучателя и приемника света. Вырезы 17 выполняют также функцию образования пустот 19. Если бы не было пустот 19, то после установки подложки 13 на пальце руки эти части могли прилипать друг к другу с довольно сильным сжатием пальца, которое в некоторых случаях могло бы вызвать застой крови. В другой модифи- кации на прокладочной бумаге 15 используется перфорированная линия 20,-которая очерчивает контуры, в пределах которых должны устанавливаться излучатель и приемник света.

Вместо перфорированной линии 20 можно образовать и использовать полуразрезанную линию или непрерывную линию сквозного разреза. На одном конце части, которая находится внутри перфорирован- ной линии 20, образован выступ 21. Другой выступ 22 располагается в желаемой части вдоль кромки прокладочной бумаги 15 и вне части, заключенной внутри перфорированной линии 20. Более того, на прокладочной бумаге 15 отпечатаны буквы 23, которые указывают позиции расположения излучателя и приемника света, здесь же расположена метка 24, которая указывает установочную позицию для части (в данном случае для пальца руки) тела пациента. Такая же метка 24 должна отпечатываться на одной стороне подложки 13 в позиции, которая соответствует метке на прокладочной бумаге 15. В процессе практического использования фотосенсора прокладочная бумага 15 прежде всего отслаивается только в той части которая заключена внутри контура линии 20, чтобы обнажить часть адгезионного слоя 14. После этого излучатель и приемник света приклеиваются в позиции на обнаженной части адгезивного слоя 14. Затем отслаивается остальная часть прокладочной бумаги. После этого излучатель и приемник света можно легко и просто установить в точно обусловленной позиции. Поскольку адгезивный слой 14 покрыт прокладочной бумагой 15 полностью, за исключением той части, которая заключена в контуры перфорированной линии 20, то сцепляющая прочность этого слоя сохраняется, высокой до момента, пока лента не будет закреплена непосредственно на пальце пациента. На фиг. 13-15 показан пример используемого по настоящему изобретению излучателя света. Излучатель света 25 с различными длинами волн содержит стеклян- но-эпоксмдную плиту 26, вся поверхность которой, за исключением электродов, под- вер ается травлению. Светоизлучающие диоды 27 и 28, имеющие различные длины волн, соединяются с общим катодом 29 и анодами 30 и 31 соответственно. Светоизлучающие диоды 27 и 28 устанавливаются и закрепляются на монтажной плате 26 с помощью проволочного или кристаллического монтажа. На одной стороне монтажной платы 26 располагаются электроды 32, 33 и 34, которые соответствуют электродом 29, 30 и 31. Каждая пара электродов 29 и 32, 30 и 33 и 31 и 34 в электрические соединяются вместе через отверстие 35, Расположенные на другой стороне монтажной платы 26 электроды 32, 33 и 34 соединяются с вводо-выво- дами проводами или непосредственно с другой монтажной пл атой. На фиг. 14 бидно, что смонтированные на стеклянно-эпоксид- ной монтажной плате 26 Светоизлучающие диоды 27 и 28 покрываются чистой эпоксидной смолой 36. Три вводо-выводных провода 37 проходят от нижней стороны платы 26. Плата 26 может быть квадратной 3x3 мм с высотой 2 мм. Светоизлучающие диоды 27 и 28 излучают пучки света AI с длиной волны 805 нм и пучки света Аа с длиной волны 940 нм соответственно. Модификация изобретения включает излучатель света 2 с различными длинами волн и приемник света 3, устанавливаются на плате ГПП I, выполненной с отпечатанным рисунком монтажной проводки 4. Вводо-выводные провода и рисунок монтажной проводки соединяются с кабелем 5. В этом варианте изобретения плата ГПП 1 покрыта изолирующей уретано- вой смолой. В процессе практического непользования плата ГПП 1 устанавливается и зэкоепляется на кончике пальца руки 7 спо- -собом, который схематически показан на фиг. 8 и который дает возможность располо- жить излучатель света 2 и приемник света 3 на обоих сторонах кончика пальца 1,1 вточке противоположной позиции относ ительно друг друга. Так как в соответствии с этим вариантом изображения излучатель света фотосенсора представлен компактным излучателем, то существует возможность легко и удобно располагать фотосенсор на кончике пальца руки или другом органе человека и проводить необходимые измере- ния, например измерение концентрации специфического пигмента, введелногр в кровь проходящего обследования пациента. Более того, поскольку оба светоизлучаю- щих диода располагаются на очень близком расстоянии друг от друга, то излучаемые ими пучки света и с различными длинами волн можно рассматривать как пучки света, излучается из одиночного источника света. Это будет значительно упрощать процедуру обработки сигналов. На фиг, 16 и 17 показана другая модификация изобретения, Плата ГПП 1 выполнена на одном своем конце с узкой полоской 38. Один конец кабеля установлен на полоске 38 и закреплен на ней. На перекрытой части установлена могущая сжиматься после воздействия тепла трубка 39, в случае нагрева этой трубки они сжимаются на упомянутой перекрытой части, Фотосенсор, а также часть могущей сжиматься в результате воздействия тепла трубки 39 могут покрываться эластичной смолой, чтобы обеспечить защиту всего фотосенсорэ, и особенно мест соединений с проводами. Такое покрытие должно быть прозрачным в местах, покрывающих излучающие и принимающие свет лицевые стороны излучателя и приемника. Благодаря трубке 39 практически исключается вероятность отсоединения кабеля или его разрыв. Это гарантирует образование надежной ГПП. Выполненный с использованием такой ГПП фотосенсор будет отличаться повышенной гибкостью, легкостью изготовления и легкостью и комфортностью в плане его установки на раз- личных органах пациентов и повышенной надежностью.

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

ными с электрическим кабелем излучателем и приемником света, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений,-гибкая лента выполнена в виде гибкой печатной платы, снабженной клейкой фиксирующей лентой, при этом на плате выполнена метка, расположенная со стороны излучателя и приемника света между последними,

2.Фотосенсор по п.1,отл ичающий- с я тем, что клейкая фиксирующая лента на ее внешней стороне снабжена вторыми метками, расположенными над излучателем света и приемником света.

3.Фотосенсор по п. 1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что клейкая фиксирующая лента содержит подложку с адгезивным слоем и прокладочную бумагу, расположенную на адгезивном слое для защиты последнего, при этом прокладочная бумага и/или подложка имеют на своей поверхности средства индикации монтажной позиции для излучателя сета, приемника света и позиционную метку.

4.Фотосенсор по пп. 1 и 3, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что позиционная метка выполнена в виде выреза на подложке и прокладочной бумаге, на прокладочной бумаге отпечатан рисунок, при этом средства индикации монтажной позиции излучателя света и приемника света выполнены в форме.букв или знаков.

5.Фотосенсор по пп. 1 и 3, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что прокладочная бумага выполнена с перфорированной линией по контуру поверхности для размещения и закрепления излучателя света и приемника света, а прокладочная бумага выполнена с двумя вступами, один из которых является продолжением упомянутой поверхности.

6.Фотосенсор поп.1,отличающий- с я тем, что, с целью повышения надежности электрических соединений,излучатель света и приемник света покрыты светопрозрач- ным защитным материалом, а остальная поверхность гибкой печатной платы покрыта эластичной смолой.

7.Фотосенсор поп.1,отличающий- с я тем, что гибкая печатная плата на одном конце снабжена выступом, на котором установлен конец электрического кабеля, которые окружены трубкой из материала, сжимающегося после воздействия тепла.

т

Использование: в медицинской технике для биологических исследований и проверки функции различных органов человека и животных. Сущность изобретения: фотосенсор содержит гибкую печатную плату 1, выполненную вместе с электрической схемой, излучатель света 2 и приемник света 3, смонтированные на печатной плате 1 и сое- диненные с электрическим кабелем 5 через электрическую схему 4j фиксирующую ленту, которая закрепляется на гибкой печатной плате 1, устанавливаемой на пальце или другом органе человека, и которая фиксирует положение печатной платы 1 в правильной позиции. Для гарантирования правильного положения излучателя 2 и приемника 3 используется полоска гибкой пленки, которую можно удобно расположить на пальце. Гибкая печатная плата 1 снабжена метками в такой позиции, чтобы излучатель и приемник находились напротив друг друга после установки биофотосен- сора на пальце. 6 з.п. ф-лы, 17 ил. с/

/

L

i

7/

$t/.Z

10

9 г i 8

52

9 Ю Фиг. 7

фцг.1

9 35

ь-ЧФиг.6 J

V

I

ъ

т

# Я Фиг. Ю 22 2f Ц 23 15 W

s i

V Фиг.11

г17 ft 3

2

17 Фиг Л

ft

I

35 30 28

Фаг. 13 25

26

Редактор

Составитель Е.Титова Техред М.Моргентал

Фиг. 4

Фиг. 15

1

Фиг.17

Корректор О.Юрковецкая