Фотосенсор

 

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 соединенные 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 биофотосенсора на пальце. 6 з.п. ф-лы, 17 ил. с/

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУВЛИК (я)5 А 61 В 5/026

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

СО

М

О

СО

1

Фид. 8

1 (21) 4613396/14 (22) 01.11.88 (46) 23.12.92. Бюл. N. 47 (31) 62- t 68039, 62-168040, 62-168041, 62168042, 62-168043 (32) 02.11.87 (33) JP (7,1) Сумитомо электрик индастриз ЛТД (JP) (72) Кунио Авазу и Масахико Канда (JP) (56) Патент Японии N. 60-34432, кл, А 61 В

51026, 1986.

I (54) ФОТОСЕНСОР (57) Использование: в медицинской технике для биологических исследований и проверки функции различных органов человека и животных. Сущность изобретения: фотосенсор содержит гибкую печатную плату 1, вы... Ж„, 1783980 АЗ полненную вместе с электрической схемой, излучатель света 2 и приемник света 3, смонтированные на печатной плате 1 и соединенные с электрическим кабелем 5 через электрическую схвму 4 и фиксирующую лен- ту, 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 биофотосенсора на пальце. 6 з.п. ф-лы, 17 ил.

1783980

25

55

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

Наиболее близким по технической сущ- 5 ности к данному фотосенсору является биофотосенсор по патенту Японии N 60-34432.

Известный фотосенсор недостаточно надежен и точен в связи с отсутствием средств для точной взаимоориентации ис- 1 точника света и фотоприемника, а также возможности повреждения или разрыва электрических соединений, Цель изобретения — повышение надежности, повышение точности измерений, 1

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 MQHтажных 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 доверху; 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 (ГПП),на одной стороне которой вытравлена фигура необходимого электрода, Излучатель света 2 и приемник света 3 4 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 установлены два светоиспускающих 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 сигналов от приемника 3, Является предпочтительным, чтобы фотосенсор снабжался защитными слоями 6 и 7, Слой 6 иэготавливается из прозрачной смолы или стекла и он покрывает излучатель света 2 и приемник света 3. Слой 7 изготавливается из изолирующей и эластичной смолы, например из эпоксидной, уретановой или силиконовой смолы, и покрывает. остальную часть фотосенсора. Фотосенсор закрепляется,.например, на пальце руки, причем излучатель 2 и приемник 3 располагаются 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 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 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 фотосенсором 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 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, которые располагаются на клейкой фиксирующей ленте 10 на ее внешней стороне, напротив излучателя 2 и йриемника 3, Эти дополнительные метки могут быть представлены выступами или прочными плоскими метками.

Фотосенсор в модификациях с метками устанавливается на пальце руки 1 следующим образом.

После установки метки 8 в положение 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 в строго противоположные позиции относительно друг друга эа 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

1783980

15

30

35 емник света

50,5 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 одной 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 приемник 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 излучателя 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 модификации на прокладочной бумаге 15 используется перфорированная линия 20, которая очерчивает контуры, в пределах которых должны устанавливаться излучатель и приВместо перфорированной линии 20 можно образовать и использовать полуразрезанную линию или непрерывную линию сквозного разреза..На одном конце части, которая находится внутри перфорированной 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 55 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 М 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 паль це пациента, На фиг. 13-15 показан пример используемого по настоящему изобретению излучателя света. Излучатель света 25 с различными длинами волн содержит стеклянно-эпоксидную плиту 26, вся поверхность которой, за исключением электродов, подвергается травлению. Светоизлучэющие 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 монта>кной платы 26 располагаются электроды 32, ЗЗ 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-выводами проводами или непосредственно с другой монтажной платой. На фиг. 14 видно, что смонтированные на стеклянно-эпоксидной монтажной плате 26 светоизлучэющие 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 ЗхЗ мм с высотой 2 мм. Светоизлучающие диоды 27 и 28 излучают пучки света А1 с длиной волны

805 нм и пучки света А с длиной волны 940 нм . соответственно. Модификация изобретения включает излучатель света 2 с различными длинами волн и приемник света 3, устанавливаются на плате ГПП 1, выполненной с отпечатанным рисунком монтажной проводки 4. Ввода-выводные провода и рисунок монтажной проводки соединяются с кабелем 5. В этом варианте изобретения плата ГПП 1 покрыта изолирующей уретановой смолой. В процессе практического ис1783980 пользования плата ГПП 1 устанавливается и закоепляется на кончике пальца руки 7 спо.собом, который. схематически показан на фиг. 8 и которыи дает возможность располо- 5 жить излучатель света 2 и прйемник света 3 на обоих сторонах кончика пальца 1;I в точке противоположной позиции относительно . друг друга. Так как в соответствии с этим вариантом изображения излучатель света 10 фотосенсора представлен компактным излучателем, то существует возможность легко и удобно располагать фотосенсор на койчике пальца руки или другом органе человека и проводить необходимые измере- 15 ния; например измерение концентрации специфического пигмента; введенногр в кровь проходящего обследования пациента. Более того, поскольку оба светоизлучающих диода располагаются на очень близком 20 расстоянии друг от друга, то излучаемые ими пучки света и с различными длинами волн можно рассматрйвать как пучки света, излучается из одиночного источника света.

Это будет значительно упрощать процедуру 25 обработки сигналов, На фиг, 16 и.17 показа-" на другая модификация изобретения, Плата

ГПП 1 выполнена на одном своем конце с узкой полоской 38. Один конец кабеля уста новлен на полоске 38 и закреплен на ней. 30

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 35 в результате воздействия тепла трубки 39 мОгут покрываться эластичной смолой, чтобы обеспечить защиту всего фотосенсора, и особенно мест соединений с проводами. Такое покрытие должно быть прозрачным в 40 местах, покрывающих излучающие и принимающие свет лицевые стороны излучателя и приемника, Благодаря трубке 39 практиче.. ски исключается вероятность отсоединения кабеля или его разрыв. Это гарантирует 45 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- 50 личных органах пациентов и повь1шенной надежностью, Формула изобретения

1, Фотосенсор, содержащий гибкую ленту с установленными на ней и соединен- 55 ными с электрическим кабелем излучателем и приемником света, отл и ч а ю щи йс я 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, о т л и ч а ю щ и йс 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, отл и ч а ю щ и йс я тем, что клейкая фиксйрующая 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 юшийся тем, что позиционная метка выпол-.. нена 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 юшийся 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 по п,1, отл и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности электрических соединений, излучатель света и приемник света покрыты светопрозрачным защитным материалом, а остальная поверхность гибкой печатной платы покрыта эластичной смолой, 7. Фотосенсор no n.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что гибкая печатная плата на одном конце снабжена выступом, на котором установлен конец электрического кабеля, которые окружены трубкой иэ материала, сжимающегося после воздействия тепла.

1783980

1783980

Ж Q

2z г

4bc,g

77 У1У

gp Фиг.Я 7у

@b8.77

77

Фиа72

1783980

Корректор О.Юрковецкая, Редактор

Заказ 4523- Тираж, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-изда гальский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

М 50 28

Фиг

Составитель Е.Титова

Техред М.Моргентал

Я дЬг Ж