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DE2251233A1 - Aufnehmer fuer physiologische groessen - Google Patents

Aufnehmer fuer physiologische groessen

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Publication number
DE2251233A1
DE2251233A1 DE2251233A DE2251233A DE2251233A1 DE 2251233 A1 DE2251233 A1 DE 2251233A1 DE 2251233 A DE2251233 A DE 2251233A DE 2251233 A DE2251233 A DE 2251233A DE 2251233 A1 DE2251233 A1 DE 2251233A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
socket
force
transducer
end element
arms
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE2251233A
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English (en)
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DE2251233B2 (de
DE2251233C3 (de
Inventor
Cornelis Pieter Van Nie
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PPG Hellige BV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
Publication of DE2251233A1 publication Critical patent/DE2251233A1/de
Publication of DE2251233B2 publication Critical patent/DE2251233B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2251233C3 publication Critical patent/DE2251233C3/de
Expired legal-status Critical Current

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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6813Specially adapted to be attached to a specific body part
    • A61B5/6814Head
    • A61B5/6815Ear
    • A61B5/6816Ear lobe
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
    • A61B5/024Measuring pulse rate or heart rate
    • AHUMAN NECESSITIES
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    • A61B5/02416Measuring pulse rate or heart rate using photoplethysmograph signals, e.g. generated by infrared radiation
    • A61B5/02427Details of sensor

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  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)

Description

PHN 5892 BOS/RJ
Dipl.-In·?. F.-J. KUPFEU^
'■■ -.,-..1-.V1-U '
Ann.-c.i--f. ;■;, V. Philips' Gfoaltarr.penfabrlefcen 2 25 I 2 O
AHeN0. THN- 5892
Anmeldung vom: 16. Okt. 1972
"Aufnehmer für1 physiologische Grossen"
Die Erfindung betrifft einen Aufnehmer für physiologische Grossen, mit zwei nahe einem Ende diirch ein Gelenk miteinander verbundenen Armen, die jeweils nahe ihrem freien Ende ein Endelement tragen, von denen zumindest eins in bezug auf den zugehörigen Arm bewegbar ist, zwischen denen, ein Körperteil, wie ein Ohrläppchen oder eine Fingerkuppe, festgehalten werden kann, und vi.n denen zumindest eins einen 'Messkopf enthält.
Ein derartiger Aufnehmer ist aus der U.S. Patentschrift 3·152.587 bekannt und wird häufig
30981770854
FHN 5892
Messen etwa des Blutdrucks oder dei" Herzfrequenz von Patienten verwendet, insbesondere dann, wenn diese Patienten in Lebensgefahr schweben, wie nach einer schweren Operation. Hierbei ist es von grosser Bedeutung, dass alle durch den Körper erzeugten relevanten Signale vom Aufnehmer aufgenommen werden, und dass der Aufnehmer selbst keine störende Signale hervorbringt.
Beim Messen der Herzfrequenz beispielsweise verwendet man häufig einen Aufnehmer, der ein Lämpchen und ein lichtempfindliches Element enthält, zwischen die ein Ohrläppchen des Patienten gelegt wird, so dass das vom Lämpchen herrührende Licht durch das Ohrläppchen hindurchgeht, bevor es auf das lichtempfincliche Element trifft. Bei jeder Änderung der im Ohrläppchen befindlichen Blutmenge infolge des Herzschlages ändert sich die durch das Ohrläppchen hindurchgelassene Lichtmenge, was in einer Änderung des durch das lichtempfindliche EIement erzeugten Signals zum Ausdruck kommt.
Änderungen in der durch das Element
empfangenen Lichtmenge treten auch dann auf, wenn sich der Aufnehmer über das Ohrläppchen verschiebt oder wenn sich der Abstand zwisehen dom Lämpchen und dem Element ändert. Diese Änderungen führen ebenfalls zu Signaländerungen (zu falschen Signelen, 309817/0854
BAD ORIGINAL
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die durch Bewegungen entstanden sind), die ein mit dem Element verbundenes Messgerät im allgemeinen nicht von durch den Herzschlag hervorgebrachten Signaländerungen unterscheiden kann.
Die Erfindung bezweckt, eine Konstruktion zu schaffen, die das Auftreten solcher störender Signale weitgehend vermeidet. Hierzu ist ein erfxndungsgemasser Aufnehmer dadurch gekennzeichnet, ί dass das "freie Ende zumindest eines der Arme mit einer Fassung versehen ist, wobei Form, Abmessungen und Art der Oberfläche der Fassung und der der Fassung zugekehrten Fläche des zugehörigen, über ein flexibles Verbindungselement mit dem Arm verbundenen Endelements so gewählt sind, dass das Endelement unbeweglich in der Fassung liegt, wenn auf f das Ende.lement eine in Nähe seiner Mitte einwirkende, in Richtung der Fassung wirkende Kraft ausgeübt wird.
Infolgedessen können sich die Endelemente beim Anbringen des Aufnehmers· auf dem Körperteil in bezug atif die Arme frei bewegen, so dass sie sich den Konturen dieses Körperteils optimal an-■ Hchmiogcii, während sie nach dem Anbringen fest in ihrer Fassung gehalten werden und sich mithin in boxaiß- auPc>:i nnndor nicht mehr bewegen können, so dfi.'iii .durch liov.'f.'gungmi hervorgerufene fa.l Bche Sig-
309017/0864 _ 8AD ORISlm
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nale kaum mehr entstehen können.
Eine Konstruktion, die sich ausgezeichnet bewährt hat, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fassung eine rotations-symmetrische Ausnehmung im Arm umfasst, während die Form der der Fassung zugekehrten Fläche des Endelements eine der Form der genannten Ausnehmung angepasste Rotationssyiranetrie aufweist. Vorzugsweise ist die der Fassung zugekehrte Fläche des Endelcments kugelförmig, während die Fassung ringförmig J st und drei regelmassig über ihrpn Umfang verteilte Auflagepunkte für die kugelförmige Fläche enthält.
Das zur Befestigung des Endolements am Arm angewendete flexible Verbindungselement wird vorzugsweise durch einen e-förmig gebogenen elastischen Draht gebildet, dessen gerader Teil nahe der Mitte der der Fassung zugekehrten Fläche drehbar im Endelement gelagert ist, während der" gebogene Teil in einer im Arm ausgenommenen Nut liegt.
Um die Endelemente fest genug in die Fassungen zu drücken, muss die hierfür notwendige Anpresskraft einen gewissen Mindestwert überschreiten. Andererseits darf diese Kraft nicht zu gross sein, weil sie sonst insbesondere bei längerer Verwendtuig des Aufnehmers eine unarigemehme Auswirkung; für den Patienten hat. Eiito viel go-hoi? to
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Klage bei der Verwendung der bisher bekannten Aufnehmer ist beispielsweise eine starke Reizung der Haut an den Stellen, an denen der Aufnehmer gegen den Körperteil drückt. Ferner muss vermieden werden, dass bei jeder zufälligen Berührung des Aufnehmers falsche Signale durch. Änderung des Winkels zwischen den Armen entstehen. Eine gewisse Starrheit des Aufnehmers ist mithin zumindest nach seiner Anbringung auf dem Körperteil erwünscht. Eine derartige Starrheit wird bei dem in der genannten U.S. Patentschrift beschriebenen Aufnehmer dadurch erreicht, dass zur Änderung des Winkels zwischen den Armen eine Schraube gedreht werden muss. Dies ist jedoch umständlich, und ausserdem ist eine Beurteiling der Grosse der Anpresskraft schwierig.
Eine erfindungsgemässe Ausführungsform des Aufnehmers, der diese Nachteile unter Beibehaltung der Vorteile vermeidet, ist dadurch gekennzeichnet, dass die für die Gelenkbewegung der Arme an der Stelle der Mitte der Endelemente auszuübende Kraft aus einer Kombination einer durchweine Klemmfeder verursachten. .Kraft und einer Reibungskraft von zumindest 10 Gramm besteht.
Das Gelenk des Aufnehmers kann auf übliche Art und Weise einen durch ösen an den beiden Armen geschobenen Gelenkstift enthalten. Die an der
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Stelle der Endeleinente erforderliche Reibungskraft kann dann dadurch im Gelnk erzeugt werden, dass
der Gd-enkstift ausserdem durch zumindest einen
zwisehen beiden ösen befindlichen Reibungsring geschoben ist, wobei das durch die ösen und die Reibungsringe gebildete Reibungspaket in axialer Richtung durch eine Druckfeder zusammengepresst wird.
Vorzugsweise macht man die durch die
Druckfeder avisgeübte Kraft einstellbar, damit man
die Grosse der Reibung regeln kann.
Es ist manclimal möglich, dass sich der
Aufnehmer nach Anbringen am Körperteil infolge von äusseren Kräften verschiebt, die im Verhältnis zu
der durch die Klemmfeder und die Reibung gemeinsam ausgeübten Kraft gross sind. Solche Kräfte treten
beispielsweise auf, wenn der Aufnehmer angestossen wird. Um diese Verschiebung zu vermeiden, ist eine Abwandlung des erfindungsgeraassen Aufnehmers dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Gelenkstifts durch einen Schraubbolzen gebildet wird,
der mit einer Mutter zusammenwirkt. Wenn man diese anzieht, kann auf das Reibungspaket eine, zusammenpressende Kraft in axialer Richtung ausgeübt werden, welche Kraft beträchtlich grosser ist als die durch die Druckfeder ausgeübte Kraft.
Die Erfindung wird anhand einiger in den
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- r-
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Zeichnungen· dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemässen Aufnehmers,
Figur 2 die Art der Befestigung eines Endelements des in Figur 1 dargestellten Aufnehmers,
Figur 3 eine Fassung desselben Aufnehmers,
Figur k, 5 und 6 eine Darstellung der Art und Weise, in der· das Endelement des Aufnehmers durch eine darauf ausgeübte Kraft unbeweglich in der Fassung festgehalten werden kann,
Figur 7 und 8 Schnitte durch zwei Aus-r führungsformen eines Gelenks für einen erfindungsgemässen Aufnehmer,
Figur 9 eine perspektivische Darstellung eines Endelements und eines zugehörigen Messkops für einen erfindungsgemässen Aufnehmer,
Figur 10 eine Ausführungsform eines solchen Messkopf, und
Figur 11 eine Anwendungsmöglichkeit des Aufnehmers nach Figur 1.
Dor in Figur 1 dargestellte Aufnehmer i'ür physioiogi.sche Grossen 1 enthält zwei Arme 3, die
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in der Nähe ihres einen Endes durch ein Gelenk 5 miteinander verbunden sind. Jeder der Arme 3 trägt nahe seinem freien Ende ein einen Messkopf 9 enthaltendes Endelement 7· Z\vischen den beiden Endelementen 7 kann ein Körperteil, wie ein Ohrläppchen oder eine Fingerkuppe, festgehalten werden, wobei die Messköpfe 9 an der Haut anliegen. Um das Anbringen des Aufnehmers auf dem Körperteil zu erleichtern, ist jeder der Arme 3 bis über das Gelenk 5 hinaus mit einem der Form der Finger angepassten Erdteil 11 verlängert.
Jeder der Arme 3 ist mit einer ringförmigen Fassung 13 versehen, die eine rotationssymmetrische Ausnehmung 1k im Arm 3 umfasst. Die Endelemente 7 sind an' den Armen 3 schwebend befestigt, so dass sie eine begrenzte Bewegungsfreiheit in allen Richtungen haben. Wird jedoch auf ein Endelement 7 eine nahe seiner Mitte einwirkende Kraft in Richtimg der zugehörigen Fassung 13 ausgeübt, so liegt dieses Endelement unbeweglich in der Fassung. Die se Eigenschaften werden durch ßinc richtige Valil der F1OTH', der Abmessungen und dor Materialien dor Fassung und dor der Fassung zugekehrten Fläche dos Endelemeiites verursacht, was im weiteren anhand der Figure h bis (■> or J au tor t wird.
In Figur ·Ί ist ein Quersnlnii Il durch oi-
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nen halbzylinderförmigen Körper 15 dargestellt, der derart in einer Rinne ,17 liegt, dass es sich auf den Rändern 19 der Rinne abstützt. Wenn nun an der Stelle eines Punkts P eine in Richtung der Rinne wirkende Kraft F auf den Körper 15 ausgeübt wird, so hat dies zur Folge, dass der Körper an der Stelle der Ränder 19 der Rinne sowohl Normal- als auch Reibungskräften ausgesetzt ist. Die in Figur 5 mit N1 und N angegebenen Normalkräfte sind grundsätzlieh senkrecht zur' Oberfläche des Körpers 15 und in Richtung des Mittelpunkts M des Schnitts gerichtet. Die Reibungskräfte Ti1 und W„ verlaufen parallel zur genannten Oberfläche, und ihre Richtung ist entgegengesetzt derjenigen, in die sich der Körper 15 infolge der Kraft F drehen könnte. Die Maximalgrösse der Reibungskraft hängt von der Grosse der zugehörigen Normalkraft N und vom Reibungskoeffizienten f ab, der durch die Materialeigenschaften des Körpers 15 und der Rinnenränder 19 festgelegt ist. Diese Abhängigkeit ist durch die Formel V = fN gegeben. Die Resultierende der Kräfte ¥ und N wirkt entlang einer Arbeitslinie, die einen Winkel yu (Reibungswinkel genannt) zur Richtung der Nox^nalkraft N bildet. Es leuchtet ein, dass aufgrund der vorstehenden Formel gilt, dass tg/u = f ist. Dies bedeutet, dass /U von der Grosse der Kraft F
, . :; 3098 17/0854
- 4KT-
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unabhängig ist. Die Virkungslinien für die Kräfte an der Stelle der beiden Rinnenränder 19 sind in Figur 5 mit I1 und lo angegeben. Sie schneiden sich in einem Punkt S1, dessen Projektion auf die obere Fläche des Körpers 15 mit S1.. bezeichnet ist. Die Lage von S1 und S' ist aufgrund des vorhergehenden gleichfalls von der Grosse von F unabhängig. Für eine rechts von M einwirkende Kraft F kann man eine analoge Argumentation aufstellen. Man findet dann einen zweiten Schnittpunkt, der in Fig. k mit S angegeben und dessen Projektion auf der oberen Fläche des Körpers 15 mit S' bezeichnet ist. Die Lage des Einwirkungspunkts P in bezug auf S' und S' ist nun massgeblj.cn für die Frage, ob der Körper 15 stabil in der Rinne 17 liegt oder nicht. Wenn P zwischen S' und S' liegt, kann der Körper 15 durch die Kraft F ohne Rücksicht auf die Grosse von F nicht in Drehung versetzt werden. In der Draufsicht hat dieser "stabile" Bereich die Gestalt eines in Längsrichtung des Körpers 15 verlaufenden, sich zu beiden Seiten der Mittenlinie dieses Körpers erstreckenden Bandes (siehe den schraffierten Bereich in Figur 5)· Eine zur Rinne 1? hin gerichtete Kraft, die ausserhalb dieses Gebiets einwirkt, versetzt den Körper in Drehung.
Es dürfte einleuchten, dass die Breite
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des schraffierten Bereichs in Figur 5 lediglich vom Durchmesser des Körpers 15, der Breite der Rinne 17 und dem Reibungskoeffizienten f abhängt. Wenn die Reibungskoeffizienten f am linken und rechten Rinnenrand 19 unterschiedlich sind, so haben die beiden Winkel /u verschiedene Grossen, und der schraffierte Bereich ist in bezug auf die Mittenlinie des Körpers-15 asymmetrisch.
Die Forderung) dass das Endelement durcheine darauf ausgeübte, in Richtung der Fassung wirkende Kraft unbeweglich in die Fassung gedrückt werden muss, kann also dadurch erfüllt werden, •dass ein Endelement in Form eines Halbzylinders und eine aus zwei Rinnenrändern bestehende Fassung gewählt werden. Die Stellung dei1 Endelemente kann sich der Oberfläche des Körperteils jedoch noch besser anpassen, wenn die Fassung 13 ringförmig (siehe Figur 3) und die der Fassung zugekehrte Oberfläche des Endelements 7 kugelförmig ist. Dabei sei angemerkt, dass die Fassung drei vorzugsweise regelmässig über ihren Umfang verteilte Auflagepunkte 2 1 für die Kugel oberfläche enthalten muss. 1st die.·; nicht der Fall, so kann man kaum verhindern, dass das Endöl oment 7 infolge von Ab-Av'oichun/'oii bei seiner Herstellung die Fassung 13 mir an ζλ\<?1 Stcllon berühr! ,." wochiroh das Endg.1.einent
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in der Fassung wackeln kann.
Auch für die Kombination einer ringfÖrmigen Fassung 13 mit drei Auflagepunkten 21 und eines Endelements 7 mit einer kugelförmigen Oberfläche lässt sich ein Bereich auf dem Endelement errechnen, innerhalb desselben eine in Richtung der Fassung 13 wirkende Kraft einwirken muss, um das Endelement unbeweglich in der Fassung zu halten. Das in Figur h dargestellte zweidimensional Modell ist jedoch durch die Anwesenheit dreier gesonderter Auflagepunkte 21 unbrauchbar. Die sehr komplizierte dreidimensionale Berechnung, die in diesem Fall notwendig wäre, ist hier der Einfachheit halber weggelassen. Der stabile Bereich auf der von der Fassung 13 abgekehrten Fläche des Endelements 7» das mittels einer solchen Berechnung oder durch eine viel einfachere Versuchsermittlung gefunden werden kann, ist in Figure 6 schraffiert dargestellt. Die Stellen, an denen sich dieser Bereich dem Rand des Endelements 7 am meisten nähert, entsprechen den Stellen der Auflagepunkte 21. Form und Erweiterung des Bereichs hängen von den Durchmessern des Endelements und der Fassung und dem Reibungskoeffizienten an der Stelle der Auflagepunkte 21 ab. Da der Aufnehmer im allgemeinen an leicht verformbaren Körporteilen angewendet wird, ist die
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durch den Körperteil auf das Endelement 7 ausgeübte Kraft meistens regelmässig über die mit dem Körperteil in Berührung stehende Fläche des Endelements verteilt. Dies bedeutet, dass die resultierende Kraft meistens nahe der Mitte dieser Fläche einwirkt, so dass ein stabiler Bereich, dessen Rand sich der Mitte der Fläche nirgendwo näher als einem Viertel des Radius des die Fläche begrenzenden Kreises annähert, im allgemeinen gross genug ist, um in allen praktisch auftretenden F.ällen das Endelement 7 unbeweglich in der Fassung 13 festzuhalten.
Die schwebende Befestigung des Endelements 7 am Arm 3 kann verschiedenartig mittels eines flexibler Verbindungselements erfolgen. Ein solches Verbindungselement kann etwa aus drei oder mehreren von der Mitte der kugelförmigen Oberfläche zur Fassung verlaufenden Drähten oder Bändex-n bestehen. Ein besonders einfaches und zweckmässigeis-flexibles Verbindungselement besteht jedoch aus einem e-förmig gebogenen elastischen Draht 23 beispielsweise aus Federstahl, dessen grader Teil mit geringem Spiel durch eine öffnung 25 im Endelement 7 ragt, so dass er drehbar gelagert ist. Der gebogene Teil des Drahts 23 liegt in einer Nut 27» die im Arm 3 ausgenommen ist und koaxial zur Fassung^ 13 liegt. Das Endelemont 7 kann dank dieser Befestigung die folgenden Bewe-
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gungen ausführen: eine Kippbewegung in der senkrecht auf dem geraden Teil des Drahts 23 stehenden Ebene, da das Endelement um diesen graden Teil schwenkbar ist; eine Kippbewegung, die senkrecht zur ersten Kippbewegung steht, das sich der grade Teil und der sich daran anschliessende gebogene Teil des Drahts federnd durchbiegen; und eine Bewegung in Richtung der Mittellinie der, Fassung, wobei sich der Draht gleichfalls federnd durchbiegt. Das Endelement 7 kann sich mithin dem Verlauf der Hautoberfläche des Körperteils, auf dem der Aufnehmer angebracht wird, optimal anpassen. Nach dieser Anpassung wird das Endelement 7 auf bereits beschriebene Art und Weise in der Fassung fixiert.
Damit das Endelement 7 auch bei Bewegungen des Patienten, an dessen Körper der Aufnehmer angebracht ist, stets unbeweglich in der Fassung 13 liegen bleibt, muss die in Richtung der Fassung auf das Endelement wirkende Kraft einen bestimmten Mindestwert überschreiten. In der Praxis ist dieser Mindestwert 10 Gramm* Andererseits darf die genannte Kraft nicht zu hoch sein, damit sich der Aufnehmer nicht störend auf den Patienten auswirkt. Es hat sich gezeigt, dass man dem Patienten zuliebe einen Höchstwert von 100 Gramm einhalten muss. Ferner führen Bewegungen der Arme 3 relativ zueinander
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zu faXschen Signalen (Bewegungsartefakten), so dass im Hinblick darauf ein völlig starrer Aufnehmer erwünscht wäre.
Bei dem in Figur 1 dargestellten Aufnehmer 1 wird die beim öffnen und SchÜessen an der Stelle der Mitte der Endelemente 7 ausgeübte Kraft durch eine Klemmfeder 29 und durch die Reibung im Gelenk 5 bestimmt. Für jede Gelenkbewegung muss die Reibung des Gelenks 5 überwunden werden, Beim öffnen des Aufnehmers wirken diese Reibungskraft und die Kraft der Feder 29 gemeinsam, und beim Schliessen wirken sie entgegengesetzt. Durch eine günstige Wahl der Federkraft und der Reibungskraft kann man nun einen guten Kompromiss zwischen den drei oben genannten Anforderungen erreichen. Eine günstige Wahl ist etwa die, bei der die durch die Klemmfe-, der 29 hervorgerufene Kraft an der Stelle der Mitte der Endelemente 7 etwa 50 Gramm beträgt, während an denselben Stellen eine Kraft von zumindest 10 Gramm und vorzugsweise etwa 30 Gramm zum Überwinden der Reibung im Gelenk 5 ausgeübt werden muss. Beim öffnen betx-ägt die Kraft 80 Gramm und beim Schliessen 20 Gramm.
Es dürfte einleuchten, dass die Reibung des Gelenks 5 gut reproduzierbar sein muss, d-3mit den gestellten Anforderungen genügt wird. Im Auf-*
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nehmer nach Figur 1 wird eine Gelenkkonstruktion angewendet! mit der auf einfache Weise eine gut reproduzierbare Reibung erzielt wird. Biese Konstruktion ist in Figur 7 Am Schnitt dargestellt.
Jeder der Arme 3 enthält zwei ösen 311 durch die ein Gelenkstift 33 geschoben ist. Zwischen zwei (zu verschiedenen Armen 3 gehörigen) Ösen befinden sich einige (im Fall von Figur 7 drei) R*eibungsringe 35· Das durch die beiden Ösen 31 und die Reibungsringe 35 gebildete Reibungspaket wird durch eine um den Gelenkstift geschobene! schraubenlinienförmige Druckfeder 37 in axialer Richtung zusammengepresst. Die durch die Druckfeder 37 ausgeübte Kraft kann durch Änderung der Dicke des Pakets von Reibungsringen 35 eingestellt werden. Hierzu ist der Gelenkstift 33 lediglich an einem Ende mit einem Kopf 39 versehent so dass er leicht aus den ösen 31 gezogen werden kann. Die beiden Arme 3 lösen sich dann voneinander, und es können je nach Bedarf Reibungsringe 35 entfernt oder eingefügt werden.
Die Grosse der Reibung wird ausser durch die Kraft der Druckfeder 37 durch die Materialeigen«» schäften der ösen 31 und der Reibungsringe 35 festgelegt. Die ösen 31 werden vorzugsweise als ein Ganzes mit den Armen 3 aus einem günstigen Kunststoff
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etwa Polykarbonat gespritzt. Die Reibungsringe können aus Hartpapier oder aus einem mit Asbest gefüllten Kunststoff bestehen.
Eine Abwandlung des in Figur 7 dargestellten Gelenks ist in Figur 8 dargestellt. Hierbei wird ein Teil 41 des Gelenkstifts 33 durch, einen mit einer Mutter 43 zusammenwirkenden Schraubbolzen gebildet. Der Schraubbolzen 41 ist im Reibungspaket 31, 35 mittels einer Buchse 44 zentriert. Die Mutter 43 und das gegenüber dem Schraubbolzen 41 liegende Ende des Gelenkstifts 33 sind mit einem gerändelten Knopf versehen, so dass die Mutter leicht von Hand angezogen werden kann. Das Anziehen der Mutter 43 hat zur Folge, dass das Reibungspaket 31» .35 in axialer Richtung zwischen einem Schliessring 45 und einer Klemmplatte 47 zusammengepresst wird. Diese zusammenpressende Kraft ist beträchtlich grosser als die in derselben Richtung durch die.Druckfeder 37 ausgeübte Kraft, so dass auch die Reibung durch Anziehen der Mutter 43 sehr gross wird. Infolgedessen sind die Arme 3 gleichsam starr aneinander befestigt. Das Anziehen der Mutter 43 nach dem Anbringen des Aufnehmers 1 auf dem Körperteil hat also zur Folge, dass die in dem Moment bestehende Stellung der Arme 3 fixiert wird, so dass der Aufnehmer weniger empfindlich ist gegen Berührung und
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Bewegungen des Patienten:. Dies ist insbesondere nützlich bei Patienten, an denen längere Zeit hindurch Messungen vorgenommen werden müssen.
Der Messkopf 9 ist vorzugsweise herausnehmbar im Endelement 7 befestigt. Ein Beispiel einer solchen Konstruktion ist in Figur 9 dargestellt. Der Messkopf 9 hat die Form eines flachen Zylinders mit einem an dar Zylinderwand befestigten Anschlusstück 49, das sich in einem Anschlusskabel 51 fortsetzt. Der zylinderförmige Messkopf passt in einen zylinderförmigen Hohlraum 53 Γ der im Endelement 7 ausgenommen ist, und der über einige (in Figur 9 zwei) radiale Kanäle 551 in die das Anschlusstück 49 passt, mit dem Rand des Endelements 7 in Verbindung steht. Das Anschlusstück 49 ist vorzugsweise aus etwas elastischem Kunststoff hergestellt und seine Abmessungen sind derart, dass es mit Klemmpassung in den radialen Kanal 55 passt. Hierdurch kann der Messkopf 9 fest und dennoch leicht herausnehmbar im Endelement 7 befestigt sein. Die Richtung des Anschlusskabels 51 in bezug auf die Mittenlinie der Öffnung 25 wird durch die Wahl des radialen Kanals 55» in den das Anschlussstück 49 gelegt wird, bestimmt. Hierbei muss darauf geachtet werden, dass die gewählte Richtung im Zusammenhang mit der Anordnung des Aufnehmers auf
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dem Körper' möglichst wenig Möglichkeiten für falsche Signale infolge einer Berührung des Anschlusskabels 51 bietet.
Der Messkopf 9 kann in Abhängigkeit von den gewünschten Messungen etwa mechanisches optische oder elektrische Messelemente enthalten. Bei einer häufig angewendeten Messung wird die Herzfrequenz dadurch ermittelt, dass die periodischen Änderungen der Blutmenge in einer Fingerkuppe oder einem Ohrläppchen optisch gemessen werden. Hierbei enthält, wie bereits erläutert würde, einer der beiden Mess— köpfe 9 meistens ein Lämpchen und der andere ein lichtempfindliches Element. Venn das Lämpchen oder das lichtempfindliche Element betriebsunfähig sind, ist ein Messvorgang unmöglich geworden, bis der defekte Messkopf ersetzt worden ist. Wenn eine, ununterbrochene Überwachung des Patienten wie etwa während einer schweren Operation erforderlich ist, so kann das sehr gefährlich sein. Deshalb werden vorzugsweise in jedem Aufnehmer 9 ein Lämpchen 57 und ein lichtempfindliches Element 59 nebeneinander angebracht (siehe Figur 10). Beim Auftreten eines Defekts kann man die Messung durch einfaches Umschalten fortsetzen..Das Ersetzen des Messkopfs 9 kann dann bis zu einem günstigen Zeitpunkt verschoben werden. Gegebenenfalls kann der Umschalt-*-
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- AC" -
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Vorgang sogar vollständig automatisch durch die verwendete Messapparatur ausgeführt werden. Das Lämpchen 57 kann durch eine lichtemittierende Diode und das lichtempfindliche Element 59 durch eine lichtempfindliche Diode gebildet werden.
In Figur 11 ist dargestellt» wie der Aufnehmer in der Praxis verwendet werden kann. Der Aufnehmer 1 ist an einem Ohrläppchen und das Anschlusskabel 51 mit einem Haftstreifen 61 am Hals des Patienten befestigt, so dass Bewegungen des Anschlusskabels nicht auf den Aufnehmer übertragen werden. Wenn der Patient im Bett liegt und den Aufnehmer 1 längere Zeit hindurch tragen muss, ist es erwünscht, dass man verhindert, dass sich der Patient auf den Aufnehmer legt, so dass dieser eingeklemmt wird. Dies könnte nämlich falsche Signale infolge von Bewegungen zur Folge haben und ausserdem für den Patienten sehr schmerzhaft sein. Deshalb ist um das Ohr herum, an dem der Aufnehmer 1 befestigt ist, ein dicker Ring 63 aus weichem und festem Material, etwa Silikongummi, angebracht. Der Ring 63 ist mit Haftstrelfen 65 am Kopf des Patienten befestigt.
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Claims (1)

  1. PHN 5892
    Patentansprüche: '
    (1·) Aufnehmer für physiologische Grossen, mit zwei nahe einem Ende durch ein Gelenk miteinander verbundenen Armen, die jeweils nahe ihrem freien Ende ein Endelement tragen, von denen zumindest
    eins in bezug auf den zugehörigen Arm bewegbar
    ist, zwischen denen ein Körperteil, wie ein Ohrläppchen oder eine Fingerkuppe, festgehalten werden kann, und von denen zumindest eins einen Messkopf enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das
    freie Ende zumindest eines der Arme (3) mit einer Fassung (13) versehen ist, wobei Form, Abmessungen und Art der Oberfläche der Fassung (13) und der
    Fassung (13) zugekehrten Fläche des zugehörigen, über ein flexibles Verbindungselement mit dem Arm (3) verbundenen Endelements (7) so gewählt sind, dass das Endelement (7) unbeweglich in der Fassung (13) liegt, wenn auf das Endelement (7) ©ine in der Nähe seiner Mitte einwirkende, in Richtung der Fassung (13) wirkende Kraft ausgeübt wird.
    2. Aufnehmer .nach Anspruch 1, dadurch ge-· kennzeichnet, dass..die Fassung (I3) eine rotation ssymetri sehe Ausnehmung (14) im Arm (3) umfasst, und dass die Form der der Fassung (13) zugekehrten Fläche des ^ndelements (7) eine der Form der Ausnehmung {lh) angepasste Rotationssymmetrie
    309817/0854
    - rf -
    PHN 5892
    aufweist.
    3. Aufnehmer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die der Fassung (13) zugekehrte Fläche des Endelements (7) kugelförmig ist, während die Fassung (13) ringförmig ist und drei regelmässig über ihren Umfang verteilte Auflagepunkte (21) für die kugelförmige Fläche enthält.
    Aufnehmer nach Anspruch 1, 2 oder 3i dadurch gekennzeichnetj dass das flexible Verbindungselement durch einen e-fcrraig gebogenen elastischen Draht (23) gebildet wird, dessen grader Teil nahe der Mitte der der Fassung (13) zugekehrten Fläche drehbar im Endelement (7) gelagert ist, während der gebogene Teil in einer im Arm (3) auβgenommenen Nut (27) liegt.
    5* Ausnehmbar nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Gelenkbewegung der Arme (3) an der Stelle der Matte!der Ent elemente (7) auszuübende Kraft aus einer Kombination einer durch eine Klemmfeder (29) hervorgerufenen Kraft und einer Reibungskraft von zumindest 10 Gramm besteht.
    6. Aufnehmer nach Anspruch 5» wobei das Gelenk einen durch Ösen an den beiden Armen geschobenen Gelenkstift enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Gelenkstift (33) ausserdem durch zumin-
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    dest einen zwischen zwei ösen (3Ό befindlichen Reibungsring (35) geschoben.ist,, wobei das durch die ösen (31) und die Reibungsringe (35) gebildete Reibungspaket; in axialer Richtung durch eine Druckfeder (37) zusammengepresst wird. -
    7. Aufnehmer nach Anspruch 6, dadurch.gekennzeichnet, dass die durch die Druckfeder (37) ausgeübte Kraft einstellbar ist*
    8. Aufnehmer nach Anspruch 6 oder1 7$ dadurch gekennzeichnet, dass ,ein Teil (kl) des Gelenkstifts (33) durch einen Schraubbolzen gebildet wird, dei* · mit einer Mutter (43) -zusammenwirkt, die dann, wenn sie angezogen wird, auf das Reibungspaket (31» 35) eine zusammenpressende Kraft in axialer Richtung ausüben kann, die beträchtlich grosser ist als. die durch die Druckfeder (37) ausgeübte Kraft»!
    9 · Aufnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messköpfe (9) herausnehmbar in den Endelementen (7) befestigt sind.
    10. Aufnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der beiden Endelemente (7) ,einen Messkopf (9) enthält, in dem ein Lämpchen (57) und ein lichtempfindliches Element (59) nebeneinander angeordnet sindo
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DE19722251233 1971-10-23 1972-10-19 Aufnehmer für physiologische Größen Expired DE2251233C3 (de)

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DE2251233B2 DE2251233B2 (de) 1976-03-18
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