Оптический оксигемометр

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1420530 А 1 (51} 4 G 0l х! 33 49

ICF y

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4038901/28-14 (22) 24.01.86 (46) 30.08.88. Бюл. № 32 (71) Физический институт им. П. Н. Лебедева (72) P. В. Амбарцумян, В. И. Вигдорчик, С. Л. Захаров, А. В. Лежнев, С. Н. Перов, А. А. Приймак и В. Г. Смирнов (53) 615.457 (088.8) (56) Патент США № 4444498, кл. G 01 N 21/05, опублик. 1984. (54) ОПТИЧЕСКИЙ ОКСИГЕМОМЕТР (57) Изобретение относится к медицинской технике. Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона измерений концентрации оксигемоглобина. Оксигемометр содержит установленные соосно источ- ник света 1, предварительный светофильтр 2, предназначенный для поглощения света с длинами волн короче 0,6 мкм, собирающую линзу 3 и щелевую диафрагму 4, которые служат для получения коллим прова нного светового пучка. Ось прозрачной кюветы 5 под прямым углом пересекает ось коллимированного пучка света., 1,ва фотодетектора 6 снабжены светофильтрами, которые регистрируют рассеянное в крови излучение. Фотодетекторы связаны с системой регистрации 7, в которой происходит обработка регистрируемых электрических сигналов с фотодетекторов 6. Использование в качестве проточной кюветы трубки аппарата искусственного кровообращения (АИК) позволяет помещать системы регистрации на магистраль АИК без предварительного размонтировання последней, что устраняет необходи мость дополнительной стерилизации и уменьшает риск тромбозов и септических осложнений. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1420530

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к приборам для измерения концентрации оксигемоглобина в крови и может быть использовано в системе экстракорпорального кровообращения, а также ири измерениях на шунтах и протезах сосудоn.

Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона измерений концентрации оксигемоглобина, а также уменьцгение тромбообразования.

На фиг. приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 — зависиМость интенсивности регистрируемого рассеянного кровью излучения (I) двух спектральных диапазонов от степени насыщения крови кислородом (а); на фиг. 3 приведены зависимости показаний оксигемометра от параметров крови.

Оксигемометр содержит установленные соосно истзчник 1 света, предварительный светофильтр 2, предназначенный для поглощения света с длинами волн короче 0,6 мкм, собирающую линзу 3 и щелевую диафрагму 4, которые служат для получения коллимированного светового пучка. Далее расположена прозрачная кювета (трубка) 5 для протока анализируемой крови, ось которой пересекает под прямым углом ось коллимированного пучка света. Симметрично относительно кюветы (трубки) 5 по обе стороны от нее, расположены два фотодетектора 6, снабженные светофильтрами, которые регистрируют рассеянное в крови излучение в спектральных диапазонах„лежащих по обе стороны от изобестической длины волны

0,8 мкм, причем угол между плоскостью, содержащей оси пучка и кюветы, и направлением из центральной точки оксигемометра на фотодетекторы близок к прямому

90+30 . Фотодетекторы связаны с системой 7 регистрации, в которой происходит обработка регистрируемых электрических сигналов с фотодетекторов 6.

Оксигемометр работает следующим образом, Свет от широкополосного источника 1 света, проходя предварительный светофильтр

2, отсекающий излучение с длинами волн короче 0,6 мкм, фокусируется собирающей линзой 3 на щелевую диафрагму 4. Диафрагма формирует узкий зондирующий пучок, который освещает прозрачную трубку 5.

В крови, протекающей через трубку 5, излучение многократно рассеивается и регистрируется фотодетекторами 6, расположенными по обе стороны от прозрачной кюветы, В регистрирующем устройстве 7 сигналы от обоих фотодетекторов делятся друг на друга и частное от деления представляется в процентах оксигемоглоби на.

В качестве широкополосного источника 1 излучения может использоваться лампа накаливания мощностью 1,5 т, предварительный светофильтр 2 представляет собой

55 широкополосный светофильтр КС вЂ” 14, далее использована цилиндрическая собирающая линза с фокусным расстоянием 4 мм. Шелевая диафрагма, расположенная вертикально, имеет размер 5х1 мм. В качестве прозрачной кюветы используется трубка системы аппарата исскуственного кровообращения с внутренним диаметром 5 — 10 мм и толщиной стенки 1 мм. Фотодетекторы снабжены широкополосными светофильтрами СЗС вЂ” 23 и ИКС вЂ” 1, выделяющими спектральные диапазоны левее и правее изобестической длины волны 0,8 мкм.

Повышение точности измерений (приблизительно в 2 раза) обусловлено различием в характере отклика сигналов в обоих измерительных каналах при различных степенях оксигенации. Проведенные исследования показали, что интенсивность рассеянного вбок в углах 90+30 света в диапазоне длин волн правее изобестической точки

0,8 мкм (инфракрасное рассеяние) более чувствительна к изменению степени насыщения крови кислородом ири низких значениях степени оксигенации а, тогда как при высоких степенях оксигенации более чувствительной оказывается интенсивность рассеянного вбок света в диапазонах длин волн левее изобестической точки. Такое поведение сигналов позволяет повысить точность измерений даже в области высоких оксигенаций и одновременно существенно расширить диапазон точных измерений до

m=20 100о, г

Зависимость отклика у системы регистрации показана на фиг. 2, где R — отклик для области "íåêòðà ).-0,65 мкм, à Rl отклик для области спектра .-0,95 мкм.

Геометрия схемы обеспечивает регистрацию излучения рассеянного кровью в кювете (трубке) 5 при yt;tax 90+30, что устраняет зависимость показаний устройства от индивидуальных особенностей крови, таких как гематокрит, концентрация гемоглобина, степень гемолиза. Результаты экспериментов приведены на фиг. 3.

Г(о осям абсцисс отложены параметры крови: Ц-гематокрит (Я) — прямая 1, у — степень гемолиза (", „ ) — прямая 2;

Hb — концентрация гемоглобина (г/Я) прямая 3, по оси ординат — — степень оксигенации а, Я.

Использование в качестве проточной кюветы непосредственно трубки аппарата искусственного кровообращения (АИК) позволяет помещать системы регистрации на магистраль АИК без предварительного размонтирования последней, что устраняет необходимость дополнительной стерилизации, а также уменьшает риск тромбозов и септических осложнений, уменьшает время подготовки устройства к измерениям.

Форму,га изобретения

1. Оптический оксигемометр, содержащий проточную кювету из биосовместимого ма!

420530 териала, источник коллимированного света. ось которого перпендикулярна оси кюветы, два фотодетектора со светофильтрами, связанные с системой регистрации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерения концентрации оксигемоглобина, фотодетекторы расположены перпендикулярно к оси кюветы, сймметрично относительно плоскости, проходящей через оси источника света и кюветы, а в плоскости, перпендикулярной оси кюветы, расположены под углом (90+30) к оси источника света.

2. Оксигемометр по п. !, отличающийся тем, что, с целью уменьшения тромбообразования, в качестве проточной кюветы используют прозрачную полимерную трубку.

ы,%

/Ъ/ )

/%/

11 12 У 11/ 1/ 16 (PQ Я $

Составитель С. Чеботарев

Редактор Л. Пчолинская Техред И. Верес Корректор С. Черни

3а каз 4325/50 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Гnr дарственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

3035, Москва, 7К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4