Фотосенсор

)5 А 61 85/ ИЗОБР ЕН ОПИСА И,ке ер н- ыфу 8ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)(7,1) Сумитомо электрик индастриз ЛТД (3(56) Патент Японии йт 60-34432, кл, А 6151026, 1986.(57) Использование: в медицинской технидля биологических исследований и провки функции различных органов человекаживотных, Сущность изобретения: фотосесор содержит гибкую печатную плату 1, в 1783980 А.2полненную 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,Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для исследования, например, функции печени и т.п.Наиболее близким по технической сущ ности к данному фотосенсору является биофотосенсор по патенту Японии М 60-34432.Известный фотосенсор недостаточно надежен и точен в связи с отсутствием средств для точной взаимоориентации ис точника света и фотоприемника, а также 20 25 30 40 45 55 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 (ГПП),на одной стороне которой вытравлена фигура необходимого электрода, Излучатель света 2 и приемник 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 установлены два светоиспускэющих 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 иэ 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 изготавливается из прозрачной смолы или стекла и он покрывает излучатель света 2 и приемник света 3. Слой 7 изготавлйвается 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 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, которые располагаются на клейкой фиксирующей ленте 10 на ее внешней стороне, напротив излучателя 2 и йриемника 3, Эти дополнительные метки могут быть пред-ставлены выступами или прочными плоскими метками,Фотосенсор в модификациях с меткамиустанавливается 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 в строго противоположные позиции относи тельно 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,5света 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 фотосенсорана 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 20можно образовать и использовать полуразрезанную линию или непрерывную линию сквозного разрезаНа 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 пальце 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 мойтажа. Нэ одной стороне монтакной платы 26 оэсполагаются электроды 32, ЗЗ и 34, которые соответствуют электродом 29, 30 и 31. Каждая пара электродов 29 и 32, 30 и ЗЗ 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 А 1 с длиной волны 805 нм и пучки света А 2 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 использования плата ГПП 1 устанавливается иэакоепляется на кончике пальца руки 7 способом, который. схематически показан нафиг. 8 и который дает возможность расположитьизлучатель света 2 и прйемник света 3на обоих сторонах кончика пальца 11 в точкепротивоположной позиции относительно, друг друга. Так как в соответствии с этимвариантом изображения излучатель света 10фотосенсора представлен компактным излучателем, то существует возможность легко и удобно располагать фотосенсор накойчике пальца руки или другом органе человека и проводить необходимые измерения; например измерение концентрацииспецифического пигмента; введенногр вкровь проходящего обследования пациента. Более того, поскольку оба светоизлучающих диода располагаются на очень близком 20расстоянии друг от друга, то излучаемыеими пучки света и с различными длинамиволн можно рассматрйвать как пучки света,излучается из одиночного источника света.Это будет значительно упрощать процедуру 25обработки сигналов, На фиг, 16 и.17 показа-"на другая модификация изобретения, ПлатаГПП 1 выполнена на одном своем конце сузкой полоской 38. Один конец кабеля уста новлен на полоске 38 и закреплен на ней. 30На перекрытой части установлена могущаясжиматься после воздействия тепла трубка39, в случае нагрева этой трубки они сжимаются на упомянутой перекрытой части, Фотосенсор, а также часть могущей сжиматься 35в результате воздействия тепла трубки 39мОгут покрываться эластичной смолой, чтобы обеспечить защиту всего фотосенсора, иособенно мест соединений с проводами. Такое покрытие должно быть прозрачным в 40местах, покрывающих излучающие и прини.мающие свет лицевые стороны излучателя иприемника, Благодаря трубке 39 практически исключается вероятность отсоединениякабеля или его разрыв. Это гарантирует 45образование надежной ГПП. Выполненныйс использованием такой ГПП фотосенсорбудет отличаться повышенной гибкостью,легкостью изготовления и легкостью и комфортностью в плане его установки на раэличных органах пациентов и повь 1 шеннойнадежностью,Формула изобретения1, Фотосенсор, содержащий гибкуюленту с установленными на ней и соединен ными с электрическим кабелем излучателеми приемником света, отл ич а ю щи йсятем, что, с целью повышения точности измерений, гибкая лента выполнена в виде гибкой печатной платы, снабженной клейкойфиксирующей лентой, при этом на платевыполнена метка, расположенная со стороны излучателя и приемника света между последними.2, Фотосенсорпо п.1,отличающийс я тем, что клейкая фиксирующая лента наее внешней стороне снабжена вторыми метками, расположенными над излучателемсвета и приемником света,3, Фотосенсор по п.1, отл и ч а ю щ и йс я тем, что клейкая фиксйрующая лентасодержит подложку с адгезивным слоем ипрокладочную бумагу, расположенную наадгезивном слое для защиты последнего;при этом прокладочная бумага и/или подложка имеют на своей поверхности средства индикации монтажной позиции дляизлучателя сета, приемника света и позиционную метку.4. Фотосенсор по пп, 1 и 3, о т л и ч а ющ и й с я тем, что позиционная метка выпол-нена в виде выреза на подложке и прокладочной бумаге, на прокладочной бумагеотпечатан рисунок, при этом средства индикации монтажной позиции излучателя светаи приемника света выполнены в форме,.буквили знаков;5, Фотосенсор по пп. 1 и 3, о т л и ч а ющ и й с я тем, что прокладочная бумагавыполнена с перфорированной линией поконтуру поверхности для размещения и закрепления излучателя света и приемникасвета, а прокладочная бумага выполнена сдвумя вступами, один из которых являетсяпродолжением упомянутой поверхности.6. Фотосенсор поп,1, отличающий.с я тем, что, с целью повышения надежностиэлектрических соединений, излучатель светаи приемник света покрыты светопрозрачным защитным материалом, а остальная поверхность гибкой печатной платы покрытаэластичной смолой,7. Фотосенсор по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что гибкая печатная плата наодном конце снабжена выступом, на котором установлен конец электрическогокабеля, которые окружены трубкой иэ материала, сжимающегося после воздействия тепла..Юрковецкая Тираж, Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 и ГКНТ СССР Госуда зводств аз 4523 ВНИИП В Фо Составитель Е.ТитоваТехред М.Моргентал здагельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10