DE2521425A1

DE2521425A1 - Photoelectric pulsometer with two electrical supply lines - bridged by skin contact switching light source on and off

Info

Publication number: DE2521425A1
Application number: DE19752521425
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl Ing Affeldt; Joachim Ing Grad Ganske
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1975-05-14
Filing date: 1975-05-14
Publication date: 1976-11-25

Abstract

The photoelectric pulsometer has a light source and a photoelectric transformer with the light emitted from the light source reaching the photoelectric transformer over a limb of the patient whereby the pulsometer contains two electrical supply lines (4, 5) set at a specific distance from each other and dimensioned and applied to the pulsometer such that they are electrically bridged by skin contact when the pulsometer is applied to the limb thus switching the light source (7) on and the light source is then switched off when the pulsometer is removed. Pref. the surfaces of the electrical supply lines (4, 5) fall in the same plane as the coplanar light emitting surface of the light source (7) and the light sensitive surface of the photoelectric transformer (10).

Description

Fotoelektrisciler Pulsabnehmer Die Erfindung bezieht sich auf einen fotoelektrischen Puls abnehmer mit einer Lichtquelle und einem fotoelektrischen Wandler, wobei das von der Lichtquelle emittierte Licht über ein Körperglied des Patienten an den fotoelektrischen Wandler gelangt.Photoelectrisciler Pulse Pickup The invention relates to a Photoelectric pulse pick-up with a light source and a photoelectric Converter, whereby the light emitted by the light source passes through a limb of the Patient reaches the photoelectric converter.

Bei den bekannten fotoelektrischen Pulsabnehmern wird entweder von dem Durchlichtprinzip oder von dem Reflexionsprinzip Gebrauch gemacht.In the case of the known photoelectric pulse pickups, either of made use of the transmitted light principle or the reflection principle.

Während bei einem Durchlicht-Pulsabnehmer das zu untersuchende Körperglied, zum Beispiel ein Ohrläppchen eines Patienten, sich zwischen der Lichtquelle und dem fotoelektrischen Wandler befindet, liegen bei dem Peflexions-Pulsabnehmer die Lichtquelle und der fotoelektrische Wand 1er nebeneinander in einer Ebene. Bei dem zuletzt genannten Pulsabnehmer-Typ leitet zum Beispiel der Finger des Patienten die von der Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahlen unter Reflexion an einer Arterie an den fotoelektrischen Wandler weiter. Lichtquelle und fotoelektrischer Wandler eines Pulsabnehmers befinden sich in einem Gehäuse, das über ein elektrisches Kabel mit einer eine Stromquelle enthaltenden Pulsmeßeinrichtunq meßeinrichtung verbunden ist. Die Stromquelle speist über das Kabel die Lichtquelle des Puls abnehmers und - falls der fotoelektrische Wandler ein Fotowiderstand oder ein Fototransistor ist - auch diesen Fotowiderstand beziehungsweise Fototransistor.While with a transmitted light pulse pick-up the limb to be examined, for example a patient's earlobe, positioned between the light source and the photoelectric converter is located, are the peflexion pulse pick-up Light source and the photoelectric wall 1 side by side in one plane. In which The last-mentioned type of pulse pick-up is guided, for example, by the patient's finger the light rays emanating from the light source reflecting off an artery to the photoelectric converter. Light source and photoelectric converter a heart rate monitor are located in a housing that is connected to an electrical cable with a pulse measuring device containing a power source measuring device connected is. The power source feeds the light source of the pulse monitor via the cable and - if the photoelectric converter is a photoresistor or a phototransistor is - also this photo resistor or photo transistor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen fotoelektrischen Pulsabnehmer zu schaffen, der nur dann mit elektrischem Strom versorgt wird, wenn der Puls eines Patienten gemessen wird und wenn das zu untersuchende Körperglied ordnungsgemäß an der Applikationsfläche beziehungsweise den Applikationsflächen des Pulsabnehmers anliegt.The invention is based on the object of a photoelectric pulse pickup to create that is only supplied with electricity when the pulse of a Patient is measured and if the limb to be examined is properly on the application area or the application areas of the heart rate monitor is present.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem fotoelektrischen Pulsabnehmer der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Puls abnehmer zwei einen gewissen Abstand voneinander aufweisende Leiter enthält, die so bemessen und derart an dem Pulsabnehmer angebracht sind, daß sie beim Anlegen des Pulsabnehmers an das Körperglied durch Hautberührung elektrisch überbrückt werden, wodurch die Lichtquelle eingeschaltet wird, während beim Entfernen des Puls abnehmers von dem Körperglied die Lichtquelle ausgeschaltet wird.According to the invention, this object is achieved with a photoelectric pulse pickup the aforementioned type solved in that the pulse pickup two a certain Contains spaced-apart conductors that are sized and attached to the Pulse pickups are attached so that they are when the pulse pickup is applied to the limb be bridged electrically by touching the skin, whereby the light source is switched on is, while removing the pulse from the limb the light source is turned off.

Ein fotoelektrischer Pulsabnehmer mit den genannten Merkmalen hat den Vorteil, daß die Lichtquelle nur solange eingeschaltet wird, als die beiden Leiter mit der Haut in Berührung Berührung stehen und zum Beispiel der Finger des Patienten die vorgeschriebene Lege auf dem Pulsaf#nehrr.er einnimmt.A photoelectric pulse pick-up with the features mentioned has the advantage that the light source is only switched on as long as the two Head in contact with skin Standing touch and for example the patient's finger takes the prescribed position on the Pulsaf # nehrr.er.

Weitere Einzelheiten und zweckmäßige Ausgestaltungen der Frfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und werden anhand von in der Zeichnung dargestellten Susfiihrutlgsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung bedeuten: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines fotoelektrischen Reflexions-Pulsabnehmers nach der Erfindung in vergrößerem Maßstab, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Durchlicht-Pulsabnehmers in vergrößertem maßstab und Fig. 3 ein Schaltbild eines fotoelektrischen Pulsabnehmers nach der Erfindung mit einem durch Hautberührung betätigbaren elektronischen Schalter.Further details and appropriate embodiments of the invention result from the subclaims and are illustrated in the drawing with reference to Susfiihrutlgsbeispielen explained in more detail. In the drawing: Fig. 1 denotes a perspective view of a photoelectric reflection pulse pickup according to FIG Invention on an enlarged scale, FIG. 2 shows a perspective view of a transmitted light pulse pickup on an enlarged scale and FIG. 3 is a circuit diagram of a photoelectric pulse pickup according to the invention with an electronic switch that can be actuated by touching the skin.

Ein Reflexionspulsabnehmer nach Fig. 1 hat ein zum Beispiel quaderförmiges Gehäuse 1 aus Kunststoff. Es besteht aus zwei Teilen, nämlich einer Kappe 2 und einem Deckelteil 3. Die Kappe 2 trägt an ihrer Oberseite zwei streifenförmige elektrische Leiter 4,5, die einen gewissen Abstand voneinander aufweisen.A reflection pulse pickup according to FIG. 1 has, for example, a cuboid Housing 1 made of plastic. It consists of two parts, namely a cap 2 and a cover part 3. The cap 2 carries two strip-shaped electrical on its upper side Conductor 4.5, which have a certain distance from each other.

Zwischen den beiden elektrischen Leitern 4, 5 befindet sich in der Oberseite der Kappe 2 eine Öffnung 6,durch die die Lichtstrahlen einer in dem Gehäuse 1 enthaltenen und in die öffnun 6 hineinragenden Lichtquelle 7 nach außen treten können.Between the two electrical conductors 4, 5 is located in the Top of the cap 2 has an opening 6 through which the light rays in the housing 1 contained and into the opening 6 protruding light source 7 to the outside can.

Die Die Lichtquelle 7 ist vorzugsweise eine Leuchtdiode. the The light source 7 is preferably a light emitting diode.

Ein elektrischer Leiter, zum Beispiel der elektrische Leiter 5, enthält eine Öffnung 8 und der darunter liewende Teil der Oberseite der Kappe 2 eine kleinere Öffnung 9. Die Öffnungen 8 und 9 dienen als Lichteintrittsöffnung für einen in dem Gehäuse angeordneten Fotowiderstand 10. 'list dem Gehäuse 1 des Pulsabnehinnrs ist ein zum Beispiel abgeschirmtes Kabel 11 verbunden, das an seinem freien Ende einen in Fig. 1 der übersichtlichkeit halber weggelassenen mehrpoligen Stecker zum elektrischen Anschließen des Pulsabnehmers nach Fig. 1 an eine in Fig. 3 gezeigte Pulsmeßeinrichtung 12 trägt.An electrical conductor, for example the electrical conductor 5, contains an opening 8 and the turnaround part of the top of the cap 2 is a smaller one Opening 9. The openings 8 and 9 serve as a light inlet opening for one in the Housing arranged photoresistor 10. 'is the housing 1 of the Pulsabnehinnrs a shielded cable 11 connected, for example, the one at its free end In Fig. 1 for the sake of clarity omitted multi-pin connector for electrical Connecting the pulse pick-up according to FIG. 1 to a pulse measuring device shown in FIG 12 carries.

Ein in Fig. 2 gezeigter fotoelektrischer Pulsabnehmer arbeitet nach dem 3urchlicht-Prinzip. In diesem Fall ist ein Gehäuse 13 des Durchlicht-Pulsabnehmers etwa U-förmia. Die beiden Schenkel 14 und 15 tragen auf ihren einander zugekehrten Seiten je einen streifenförmigen elektrischen Leiter 16, 17. Die elektrischen Leiter enthalten ebenso wie der elektrische Leiter 5 nach Fig. 1 je eine Öffnung 18. Die einander zugekehrten Wandteile der Schenkel 14 und 15 enthalten in dem Bereich unter den Öffnungen 18 je eine kleinere Öffnung 19 für die Lichtquelle 7 (Schenkel 14) beziehungsweise den Fotowiderstand 10 (Schenkel 15). Mit dem Gehäuse 13 des Pulsabnehmers fest verbunden ist ein Kabel 20, das dem Kabel Kabel 11 in Fig. 1 entspricht.A photoelectric pulse pickup shown in FIG. 2 continues to operate the 3 transmitted light principle. In this case, a housing 13 is the transmitted light pulse pickup roughly U-shaped. The two legs 14 and 15 bear on their facing one another Each side has a strip-shaped electrical conductor 16, 17. The electrical conductor contain, like the electrical conductor 5 according to FIG. 1, an opening 18 each facing wall parts of the legs 14 and 15 contain in the area below the openings 18 each have a smaller opening 19 for the light source 7 (leg 14) or the photo resistor 10 (leg 15). With the housing 13 of the pulse pick-up A cable 20 is firmly connected to the cable Cable 11 in Fig. 1 corresponds.

Die s7irkunasweise der fotoelektrischen Puls abnehmer nach den Fig. 1 und 2 wird anhand des Schaltbildes in Fig. 3 erläutert. Von dem in das Gehäuse 1 beziehungsweise 13 (in Fig. 3 durch strichpunktierte Linien gekennzeichnet) eingeführten Kabel 11,20 steht eine erste Ader 21 mit dem elektrischen Leiter 5 in Verbindung, während der andere elektrische Leiter 4 auf dem Massepotential liegt. Eine zweite Ader 22 des Kabels ist über den Fotowiderstand 10 und eine dritte rader 23 über die Lichtquelle 7 mit Masse verbunden. Eine alle drei Adern umschließende Abschirmung 24 des Kabels ist innerhalb des Gehäuses ebenfalls mit Masse verbunden. Das Kabel 11 trägt an seinem anderen Ende einen Stecker 25, der in Fig. 3 durch gestrichelte Linien gekennzeichnet ist. Die erste Ader 21 des Kabels führt an einen ersten Steckerstift 26, die zweite Ader 22 an einen zweiten Steckerstift 27, die dritte Ader 23 an einen dritten Steckerstift 28 und die Abschirmung 24 an einen vierten Steckerstift 29. Den Steckerstiften 26 bis 29 ist je eine Buchse 30 bis 33 der Pulsmeßeinrichtung 12 zugeordnet.The manner of operation of the photoelectric pulse pick-up according to Fig. 1 and 2 will be explained with reference to the circuit diagram in FIG. From that in the case 1 and 13 (indicated by dash-dotted lines in Fig. 3) introduced Cable 11, 20 has a first wire 21 connected to the electrical conductor 5, while the other electrical conductor 4 is at ground potential. A second Wire 22 of the cable is over the photo resistor 10 and a third wheel 23 over the light source 7 is connected to ground. A shield that encloses all three wires 24 of the cable is also connected to ground within the housing. The cable 11 carries at its other end a plug 25, which is shown in Fig. 3 by dashed lines Lines is marked. The first wire 21 of the cable leads to a first connector pin 26, the second wire 22 to a second connector pin 27, the third wire 23 to a third connector pin 28 and the shield 24 to a fourth connector pin 29. The plug pins 26 to 29 are each a socket 30 to 33 of the pulse measuring device 12 assigned.

Die Pulsmeßeinrichtung 12 hat zwei Anschlüsse 34, 35, von denen der Anschluß 34 mit einer Spannungsquelle zumindest annähernd konstanten Potentials +Ustab von zum Beispiel 12 V und der Anschluß 35 mit einer Spannungsquelle, die ein unstabilisiertes Potential +UB von zum Beispiel 17 V abgibt, verbunden ist.The pulse measuring device 12 has two connections 34, 35, of which the Terminal 34 with a voltage source of at least approximately constant potential + Ustab of for example 12 V and the terminal 35 with a voltage source that emits an unstabilized potential + UB of, for example, 17 V, is connected.

Ist Ist der aus den elektrischen Leitern 4,5 gebildete Sensor-Schalter nicht durch Ilautberührung überbrückt, so erhält ein zwischen dem Anschluß 34 und der Buchse 30 liegender Spannungsteiler aus den Widerständen 36 und 37 kein Massepotential. Somit ist ein mit seiner Basis zwischen den beiden Widerständen 36 und 37 angeschlossener Transistor 38 gesperrt. Das gleiche gilt für einen zweiten Transistor 39, der zusammen mit dem Transistor 38 eine Darlington-Schaltung bildet. Ein mit seiner Basis mit den Ivollektoren der Transistoren 38 und 39 verbundener dritter Transistor 40 liegt kollektorseitig an dem Anschluß 34 und mit seinem Emitter an der Drain Elektrode eines Feldeffekttransistors 41 vom n-Kanal-Sperrschichttyp. Während die Source-Elektrode über einen Einstellwiderstand 42 mit einer Ausgangsleitung 43 in Verbindung steht, führt von der Gate-Elektrode eine Verbindung über den Fotowiderstand 10 nach Masse. Bei gesperrten Transistoren 38 und 39 sind auch der dritte Transistor 40 und der Feldeffekttransistor 41 gesperrt. Der Fotowiderstand 10 ist somit stromlos.is Is the one formed from the electrical conductors 4.5 If the sensor switch is not bridged by touching it, a between the Terminal 34 and the socket 30 lying voltage divider from the resistors 36 and 37 no ground potential. Thus one is with its base between the two resistors 36 and 37 connected transistor 38 blocked. The same goes for a second Transistor 39, which together with transistor 38 forms a Darlington circuit. One with its base connected to the I full gates of transistors 38 and 39 third transistor 40 is on the collector side at connection 34 and with its emitter at the drain electrode of a field effect transistor 41 of the n-channel junction type. While the source electrode via a setting resistor 42 with an output line 43 is connected, a connection leads from the gate electrode via the photoresistor 10 by mass. When transistors 38 and 39 are blocked, the third transistor is also there 40 and the field effect transistor 41 blocked. The photoresistor 10 is thus de-energized.

Erst wenn beide elektrischen Leiter 4,5 beziehungsweise 16, 17 des Pulsabnehmers durch Hautberührung überbrückt sind, liegt der Spannungsteiler aus den Widerständen 36 und 37 an der stabilisierten Spannung +stab Damit werden die Transistoren 38,39 und 4o leitend. Durch das Leitendwerden der Emitter-Kollektorstrecke des dritten Transistors 40 erhält der Feldeffekttransistor 41 eine Source-Drain-Spannung, so daß dem Fotowider stand stand 10 ein weitgehend konstanter Strom zugeführt wird.Only when both electrical conductors 4, 5 and 16, 17 of the Are bridged by skin contact, the voltage divider is available the resistors 36 and 37 at the stabilized voltage + rod Transistors 38,39 and 4o conductive. By making the emitter-collector path conductive of the third transistor 40, the field effect transistor 41 receives a source-drain voltage, so that the photo resistor stood 10 stood a largely constant current is fed.

Mit dem Leitendwerden des dritten Transistors 40 wird auch die Emitter-Kollektorstrecke eines vierten Transistors 44 leitend, so daß die Lichtquelle 7 mit Strom versorgt wird.When the third transistor 40 becomes conductive, the emitter-collector path also becomes a fourth transistor 44 conductive, so that the light source 7 is supplied with current will.

Durch jede Pulswelle in dem zu untersuchenden Körperglied wird der von der Lichtquelle 7 ausgehende Lichtstrom und damit auch der durch den Fotowiderstand 10 fließende Strom moduliert, so daß zwischen der Leitung 43 und Masse eine durch die Pulswellen modulierte Puls-Meßspannung UM abgegriffen werden kann. Diese Spannung wird dann noch aufbereitet und mit Hilfe einer Zählschaltung ausgewertet.Every pulse wave in the limb to be examined causes the The luminous flux emanating from the light source 7 and thus also that through the photoresistor 10 modulated current flowing, so that between the line 43 and ground a through the pulse wave modulated pulse measurement voltage UM can be tapped. This tension is then processed and evaluated with the help of a counting circuit.

Sobald die Überbrückung der elektrischen Leiter 4, 5 durch Entfernen des Körperteils des Patienten von dem Puls abnehmer aufgehoben wird, wird der Spannungsteiler aus den Widerständen 36 und 37 spannungslos und die Stromversorgung für die Lichtquelle 7 und den Fotowiderstand 10 abgeschaltet.Once the bridging of the electrical conductors 4, 5 by removing of the patient's body part is lifted by the pulse pick-up, the voltage divider becomes de-energized from resistors 36 and 37 and the power supply for the light source 7 and the photo resistor 10 switched off.

An die Stelle des Fotowiderstandes 10 kann nach entsprechender Abänderung der Schaltung auch ein Fototransistor treten.In place of the photo resistor 10 can after appropriate modification a phototransistor can also be connected to the circuit.

PatentansprücheClaims

Claims

Photoelectric pulse pick-up with a light source and a photoelectric converter, wherein the light emitted from the light source reaches the photoelectric converter via a limb of the patient, thereby characterized in that the pulse pick-up two spaced a certain distance apart contains electrical conductors (for example 4.5) that are sized and attached to the Pulse pickups are attached so that they are when the pulse pickup is applied to the limb be electrically bridged by touching the house, whereby the light source (7) is switched on is, while removing the pulse from the limb the light source is turned off.

2 photoelectric pulse pick-up according to claim 1, characterized in that, that with a pulse pick-up in which the light exit surface of the light source (7) and the photosensitive surface of the photoelectric converter (10) in one plane lie, the surfaces of the electrical conductors (4,5) also in this plane lie.

3. Photoelectric pulse pickup according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the electrical conductor (4,5) strips of electrically conductive Material are.

4. Photoelectric pulse pick-up according to claim 3, characterized in that that the electrical conductors (4,5) in such a way on a housing (1,13) of the pulse pickup are arranged that the light source (7) between the two electrical conductors lies.

5. Photoelectric pulse pick-up according to claim 2 or 3, characterized in that that at least one electrical conductor (e.g. 5> an opening (8) and the underneath The part of the housing (1,13) of the pulse pick-up located on the head is also one Has opening (9) for entry or exit of light rays.

6. Photoelectric pulse pickup according to one of claims 1 to 5, characterized in that the pulse pick-up has an approximately cuboid housing (1) has, one flat wall of which carries the electrical conductors (4,5) and the openings (8,9) contains.

7. Photoelectric pulse pickup according to one of claims 1 to 5, characterized in that the pulse pick-up has an approximately U-shaped housing (13) and that the facing parts of the two legs (14,15) of the housing each carry an electrical conductor (16, 17) and each contain an opening (19).

8. Photoelectric pulse pickup according to claim 8, characterized in that that the electrical conductors (4,5; 16,17), the light source (7) and optionally the photoelectric converter (e.g. 10) is connected to a power source in such a way that that in the case of electrical conductors bridged by hand contact, the light source and the photoelectric converter is powered.

9. Photoelectric pulse pickup according to one of claims 1, 2, 5, 6 or 8, characterized in that the photoelectric converter is a photoresistor (10) is.

10. Photoelectric pulse pickup according to one of claims 1, 2, 4 or 6, characterized in that the light source (7) is a light emitting diode.

11. Photoelectric pulse pickup according to claim 9, characterized in that that a pulse measuring device (12) is provided, which is connected to the pulse pick-up via a Cable (11,20) is connected and the one power source for powering the light source (7) and the photoelectric converter (e.g. 10).

12. Photoelectric pulse pick-up according to claim 11, characterized in that that the pulse measuring device (12) contains an electrical circuit (36 to 44), the electrical conductors bridged by skin contact (4.5) an at least approximately constant current to the photoresistor (10) and to the Light source (7> supplies an unstabilized current.

13. Fdtoelectric pulse pickup according to claim 11 or 12, characterized characterized in that a voltage tapped at the photoresistor (10) as of the measuring device (12) to be evaluated pulse measuring voltage (UM) is used.