DE2113247C3 - Oximeter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Oximeter, bestehend aus er Lichtquelle mit einer Anordnung für das selektive ssenden von Licht mit wenigstens zwei Wellenlänl, einer Anordnung für das Richten des von der hlquelle ausgesandten Lichtes auf einer Blutprobe, itodctektoren für das Feststellen der Intensität des von der Blutprobe kommenden Lichtes und für das Erzeugen entsprechender Ausgangssignale, einem Quo tientenkreis für das Ableiten eines Signals, das der Quotienten von zwei zugeführten Signalen darstellt, so wie einer Anzeigenvorrichtung

Oximeter sind seit langem für dus Messen der Sauer stcffsättigung im Blut angewandt worden. Je größer die Sauerstoffsättigung, um so röter sind die roten Blutzellen. Wenn rotes Licht bei einer Wellenlänge von 660 μ ίο in Richtung auf das Blut gerichtet wird, hängt der Betrag des reflektierten Lichtes davon ab, wie rot das Blul ist. d. h. von dessen Sauerstoffgehalt. Der Betrag an reflektiertem rotem Licht nimmt mit der Sauerstoffsättigung zu.

Es wurde jedoch erkannt, daß eine absolute Messung des reflektierten roten Lichtes keine genaue Anzeige der Sauerstoffsättigung darstellt. Dies beruht auf der Tatsache, daß der Sauerstoffgehalt der zu prüfenden Blutprobe nicht nur durch die Sauerstoffsättigung, sondem ebenfalls durch die Hämoglobinkonzentration in dem Blut beeinflußt wird. Selbst wenn z. B. die roten Blutzellen zu 100% mit Sauerstoff gesättig! sind, kann der Betrag des reflektierten roten Lichtes sehr klein sein, wenn die Konzentration der roten Blutzellen in dem Blut gering ist. Aus diesem Grund ist seit vielen Jahren die Messung der Sauerstoffkonzentration so ausgeführt worden, daß das Licht mit zwei Wellenlängen auf die Blutprobe gerichtet wird. Zusätzlich zu dem 660 μ Licht wird ebenfalls Licht mit einer Wellenlänge von 805 μ auf die Probe gerichtet — entweder gleichzeitig oder in Aufeinanderfolge bezüglich des 660 μ Lichtes. Der Betrag des durch die Probe mit der höheren Wellenlänge reflektierten Lichtes hängt von der Konzentration der roten Blutzellen in der Probe ab, wird jedoch nicht durch die Sauerstoffsättigung dieser Zellen beeinflußt. Somit kann das reflektierte Licht mit 805 μ als ein Bezugswert angewandt werden, um die Hämoglobinkonzentration daran zu hindern, die Messung der Sauerstoffsättigung zu beeinflussen. An Stelle des Ablesens lediglich des Betrages des von der Probe reflektierten Lichtes mit 660 μ wird das Verhältnis des reflektierten Lichtes mit 805 μ zu dem reflektierten Licht mit 660 μ gemessen. Die Konzentration an roten Blutzellen beeinflußt sowohl den Zähler als auch den Nenner des Verhältnisses oder Quotienten in der gleichen Weise und beeinflußt somit nicht das Verhältnis oder Quotienten als solchen. Somit wird die Messung praktisch unabhängig von der Konzentration der roten Blutzellen in dem Blut gemacht. Da lediglich der Nenner des Verhältnisses oder Quotienten durch die Sauerstoffkonzentration beeinf'ußt wird, ist das Verhältnis oder der Quotient eine Anzeige bezüglich der Sauerstoffkonzentration.
Oximeter sind gewöhnlich so ausgerüstet, daß mit denselben ein Farbstoffverdünnungstest ausgeführt werden kann. Es wird ein spezieller Farbstoff, und zwar Kardiogrün in den Patienten injeziert. Vermittels Messen der Farbstoffkonzentration an verschiedenen Stellen des Patientenkörpers ist es möglich, erhebliche Informationen zu erhalten, wie Herzvolumen und Leistung. Bei der Durchführung des Farbstoff-Verdünnungstests werden tatsächlich zwei Wellenlängen 910 und 805 μ angewandt, und das Verhältnis oder der Quotient des reflektierter, Lichtes bei den zwei Wellen-

f>5 längen wird gemessen. Die Intensität des reflektierten Lichtes mit 805 μ ist umgekehrt proportional zu der Konzentration des Farbstoffes in dem Blut, dies trifft jedoch allgemein nur zu unter den Bedingungen einer

jrftile

Konstanz des Flusses und der Turftilenz. Der Betrag des reflektierten Lichtes mit 910 μ wird nicht durch den Farbstoff beeinflußt, wird jedoch in ähnlicher Weise durch den Blutfluß oder die Turbulenz beeinflußt Da eine erhebliche Schwankung der lntentsität des reflektierten Lichtes mit 805 μ dann beobachtet wird, wenn tier Katheter, wie er bei dem TeM in Anwendung Jcommt nicht in einem kontinuierlich einheitlich fließenden Blutstrom vorliegt wird· das Verhältnis oder der Quotient des reflektierten Lichtes mit 805 μ zu dem reflektierten Licht mit 910 μ gemessen, da dar Verhältnis durch Veränderung im Fluß und der Turbulenz praktisch nicht beeinflußi wird. Oximeter sind allgemein so ausgerüstet, daß damit sowohl Tests bezüglich der Sauerstoffsättigung als auch Tests bezüglich der Farbstoffverdünnnng ausgeführt werden können, da die gleiche Ausrüstung für das Durchführen beider Tests ©der Prüfungen erforderlich ist Der Übergang von der Oximetrie zu den Farbstoffmessungen kann ausgeführt werden, ohne daß es erforderlich ist das Ketheter aus dem Patienten zu entfernen. Alles was hier erforderlich ist besteht darin, in jedem Fall ein unterschiedliches Lichtverhältnis zu messen.

Die wesentlichen Nachteile der Oximeter nach dem Stand der Technik (DT-OS 1 498 534, FR-PS 1 549 666) bestehen in deren verwickeltem Aufbau, Kosten und Größe, sowie darin, daß dieselben mit erheblichen Fehlerquellen behaftet sind und eine Reproduzierbarkeit der Ergebnisse nicht mit der erforderlichen Verläßlichkeit gegeben ist In typischer Weise wird eine Wolframfadenlampe als Lichtquelle angewandt. Um zwei spezielle Wellenlängen 600 und 805 μ oder 805 und 910 μ zu erhalten sind bisher drehbare Filter angewandt wor den. Ein Paar derartiger Filter steuert abwechselnd den Durchlaß von zwei interessierenden Wellenlängen durch das Fiberoptik-Katheter. In ähnlicher Weise muß das durch die Probe reflektierte Licht den entsprechenden Photozellen zugeführt werden, oder wahlweise kann eine einzelne Photozelle dann angewandt werden, wenn dessen Ausgangsleistung abwechselnd zwei verschiedenen Kreisen zugeführt wird, deren Arbeitsweisen bezüglich des umlaufenden Filters in dem Lichtweg synchronisiert sind. Diese Art der mechanischen Anordnung hat zu relativ großen Instrumenten geführt, die nicht nur kostspielig zu warten, sondern auch kostspielig herzustellen sind.

Wie weiter oben angegeben, erforii -n sowohl die Oximetrie als auch die Farbstoff-Verdünnungstests das Messen eines Verhältnisses oder Quotienten. Jedes Lichtsignal wird in ein elektrisches Signal umgewandelt, und sodann wird ein Quotientenkreis für das Ableiten eines abschließenden Ausgangssignals oder einer Information angewandt. Ein typischer Quotientenkreis bedingt eine hohe Genauigkeit über eine;, breiten Bereich. Bei der Oximetrie und der Farbstoffverdünnungsmessung jedoch ist der Außensteuerungsbereich relativ klein. Herkömmliche Quotientenkreise führen nicht zu einer hohen Genauigkeit über einen kleinen Bereich. Da nach dem Stand der Technik herkömmliche und allgemein zugängliche Quotientenkreise angewandt worden sind, haben dieselben notwendigerweise die Genauigkeit der Instrumentenmessungen beeinflußt.

Eines der Hauptprobleme bei den Oximetern nach dem Stand der Technik ist das Erhalten eines Lichtes mit drei ausgeprägten Wellenlängen. In den letzten Jahren sind lichtaussendende Halbleiterdioden bekanntgeworden. Halbleitermaterialien sind dafür bekannt, daß dieselben Licht bei den drei angestrebten Wellenlängen ausbilden können. Wenn jedoch drei getrennte Licht aussendende Dioden als die Lichtquellen angewandt werden, sind nicht nur drei getrennte Vorrichtungen erforderlich, sondern man muß ebenfalls Sorge tragen für das Ankoppeln des Lichtes von jeder derselben an das einzige bei den in vivo Tests angewandte Katheter.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die mit dem abgehandelten Stand der Technik verbundenen Nachteile auszuräumen, insbesondere ein Oximeter der angegebenen Art zu schaffen, das sich durch die Einfachheit seines-Aufbaus auszeichnet, von den üblichen Fehlerquellen weitestgehend befreit ist und somit geeignet ist, in verläßlicher und reproduzierbarer Weise mit großer Genauigkeit den Sauerstoffgehalt des Blutes zu messen.

Diese Aufgabe wird nun in kennzeichnender Weise dadurch gelöst daß die Lichtquelle als eine Licht mit drei verschiedenen Wellenlängen aussendende Diode ausgebildet ist daß drei monostabile Multivibratoren vorgesehen sind, für den Betrieb von drei Synchrondefektoren zwecks Feststellen der Intensität des von der Blutprobe kommenden Lichts zu dem Zeitpunkt, wo eine der entsprechenden Lichtwellenlängen durch die Diode ausgesandt wird, und daß ferner zwischen den Ausgängen der Synchrondetektoren und dem Eingang des Quotientenkreises drei Maximumdetektoren vorgesehen sind für das Ableiten eines Signals, das proportional dem Verhältnis der durch die Synchrondetektoren erzeugten Ausgangssignale ist.

Auf Grund der erfindungsgemäß in Anwendung kommenden Diode ist es möglich jeweils einen der Halbleiterkristalle zu erregen unter Aussenden einer entsprechenden Wellenlänge. Hierdurch kommen verwickelte, optische Systeme nach dem Stand der Technik in Fortfall, die sich einer Wolframfadenlampe, Sirahlenspalter. Filter mit entsprechenden Durchlaßwellenlängen, mechanische Zerhacker usw. bedienen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 4 beschrieben.

Um die Diode an ein Fiberoptikbündel anzukoppeln, wobei das Licht von allen drei Halbleiterkristallen in einwandfreier Weise an das Bündel übertragen wird, kann die Diode entsprechend der Weiterbildung der Erfindung nach Patentanspruch 3 ein Lichtrohr, das in eine verjüngt auslaufende Form gezogen ist, aufweisen. Die Fläche des großen Endes ist dabei zweckmäßig dergestalt, daß dieselbe auf die Größe der Lichtquelle angepaßt ist, um so sicherzustellen, daß ein größtmöglicher Betrag des Lichtes gesammelt wird. Die Fläche des Auslaßendes ist dagegen zweckmäßig kompatibel mit dem Fiberoptik-Bündel, das für das Übertragen des Lichtes auf die Blutprobe angewandt wird. Das Lichtrohr kann vermittels Epoxyharz an die aussendenden Oberflächen der Halbleiterkristalle verklebt werden, und wenn das Auslaßende des Lichtrohres beobachtet wird, scheint die Querschnittsfläche des Kernglases die Lichtquelle mit der Wellenlänge zu sein, die durch den speziellen der drei Halbleiierkristalle, der erregt wird, ausgesendet wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. I eine beispielsweise Ausführungsform des erfindungsgemäßen Oximeters,

F i g. 2 und 3 die Art und Weise, in der das erfindungsgemäße Oximeter für das Ausführen von in vitro und in vivo Tests angewandt werden kann.

F i g. 4A und 4B die beispielsweise Ausbildung der in dem erfindungsgemäßen Oximeter vorgesehenen lichtaussendenden Diode, die in der Lage ist, Licht bei drei verschiedenen Wellenlängen an einer einzigen Auslaßfläche auszusenden,

F i g. 5 die genauere Darstellung des Quotientenkreises, der in dem Ausführungsbeispiel nach der F i g. 1 angewandt wird.

Unter Bezugnahme auf die F i g. 1 beaufschlagt der Taktgeber 10 Impulse auf den Einlaß eines 3-Bit-Ringzählers 12 mit einem Wert von 3 kHz. Die drei Auslässe des Ringzählers sind mit entsprechenden monostabilen Multivibratoren 14,16 und 18 verbunden. Die Multivibratoren werden nacheinander ausgelöst. Jeweils bei Auslösen eines Multivibrators tritt ein Impuls an dem entsprechenden Auslaßleiter 40,42 und 44 auf. Der Impuls an jedem der Auslaßleiter weist eine Dauer von angenähert 75 Mikrosekundcn auf und wird dem Einlaß eines entsprechenden der Diodentreiber 20, 22 und 24 zugeführt Der Auslaß jedes Treibers ist mit einem entsprechenden der Einlasse der lichtaussendenden Diode 26 verbunden. Der vierte Einlaß der Diode ist geerdet. Sobald irgendein Diodentreiber erregt wird, wie weiter unten beschrieben, wird Licht einer entsprechenden Wellenlänge von der Diode, wie vermittels des Pfeils 30 gezeigt, ausgesendet.

Das ausgesendete Licht wird der Blutprobe züge führt, wie dies weiter unten unter Bezugnahme auf die F i g. 2 und 3 beschrieben ist. Das von der Probe reflektierte Licht wird an den Photodetektor 28 angekoppelt. Der Auslaß des Photodetektors ist an den Signalver stärker 32 angekoppelt, dessen Auslaß seinerseits in Verbindung mit dem Einlaß jeder der Synchrondetektoren 34,36 und 38 steht. Jeder dieser Detektoren ist in der Lage, das kontinuierliche Ausgangssignal des Verstärkers 32 zu verstärken. Jeder der Multivibraior-Auslaßleiter 40, 42 und 44 ist jedoch an einem Einlaß der entsprechenden Synchrondetektoren verbunden. Somit ist jeder Synchrondetektor in der Lage lediglich während dieses Teils jeder Phase zu arbeiten, wo die ent sprechende Wellenlänge von der lichtaussendenden Diode ausgesandt wird. Der Synchronkreis — einschließlich des Ringzählers 12 und der drei Multivibratoren — führt somit dazu, daß ein einzelner der Diodentreiber zusammen mit einem entsprechenden der Synchrondetektoren zu jeder gegebenen Zeit arbeitet, und die drei Paare der Diodentreiber und Detektoren arbeiten nacheinander.

Der Auslaß jedes Synchrondetektors steht in Verbindung mit einem entsprechenden der Spitzendetektoren 46. 48 und 50. Jeder Spitzendetektor entwickelt an einem entsprechenden Auslaßleiter 54, 56 und 58 eine Spannung, die proportional dem Spitzenwert an dem Auslaß des entsprechenden Synchrondetektors ist. Wie bei einem herkömmlichen Spitzendetektor folgt jede Ausgangsleistung den Spitzen der Eingangsleistung. Tatsächlich ist <λέ Ausgangsleistung des Spitzendetektors proportional der durchschnittlichen Spitzeneingangsleistung über eine Anzahl an Phasen.

Der Diodentreiber 22, Synchrondetektor 36 und Spitzendetektor 48 werden angewandt um das in dem System angewandte Licht mit 810 μ zu erzeugen und festzustellea Das Signal an dem Leiter 56 wird einem Einlaß des Quotientenkreises 60 zugeführt Dieses Signal bildet stets den Zähler des Verhältnisses oder Quotienten, wie es durch den Quotientenkreis bestimmt wird und zwar unabhängig welcher der zwei Tests ausgeführt wird.

Der Diodentreiber 20, der Sychrondetektor 34 und der Spitzendetektor 46 werden angewandt für das Erzeugen und Feststellen des Lichtes von 660 μ. Wenn der Schalter 52' mit dem Leiter 54, wie in der Zeichnung wiedergegeben, in Verbindung steht, entspricht das an dem Leiter 52 vorliegende Signal der Intensität des festgestellten Lichtes mit 660 μ. Das Signal an dem Leiter 66 an dem Ausgang des Quotientenkreises 60 isi in einem derartigen Fall proportional dem Verhältnis

ίο der Intensität des reflektierten Lichtes mit 805 μ zu dei Intensität des reflektierten Lichtes mit 660 μ. In ähnlicher Weise werden der Diodentreiber 24, Synchronde tektor und Spitzendetektor 50 angewandt für das Erzeugen und Feststellen des Lichtes mit 910 μ. Wenn dei Schalter 52' so bewegt wird, daß der Leiter 58 an der Leiter 52 angekoppelt wird, ist die Ausgangsleistung des Quotiententreibers proportional dem Verhältnis der Intensität des reflektierten Lichtes mit 805 μ zu dei Intensität des reflektierten Lichtes mit 910 μ. Der Ausgang des Quotientenkreises wird sowohl an dem Digi talanzeiger 62 und die Aufzeichnungsvorrichtung 64 angekoppelt, wobei es sich um herkömmliche Bauarter handeln kann zwecks Anzeige bzw. Aufzeichnung dei Prüfwerte.

Die F i g. 2 zeigt wie das Instrument bei dem Durch führen eines in vitro Oximetrietests angewandt werder kann. Die Blutprobe 70 liegt in der Küvette 68 vor. Vor der Licht aussendenden Diode 26 kommendes Lichi wird vermittels der Linse 47 auf den Boden der Probt fokussiert und in der durch den Lichtstrahl 30 — ent sprechend der punktierten Linie 30 nach der F i g. 1 — gezeigten Weise reflektiert. Der Detektor 28 befinde! sich unter der Küvette nicht in dem Hauptlaufweg dei Lichtstrahlen. Der Detektor ist nicht so angeordnet daß derselbe den Hauptstrahl schneidet, nachdem der selbe von der Probe reflektiert wird. Dies ist darau! zurückzuführen, daß der Hauptstrahl nicht nur das ir dieser Richtung durch das Blut gestreute Licht, sonderr ebenfalls eine sehr große Komponente des Lichtes ent hält, das spiegelnd von den Kuvettenoberflächen re flektiert wird. Der Detektor nimmt vielmehr das Lieh· auf, das durch die Probe gestreut wird.

Die F i g. 3 zeigt die Anordnung für das Durchführer der in vivo Oximetrie und Farbstoffverdünnungs-Mes sungen. Die lichtaussendende Diode 26 wird an ein Fi beroptikbündel 72 gekoppelt das seinerseits in Verbin dung mit einem Katheter 76 — Fiberoptikbündel steht. Das durch den Katheter hindurch Übertragern Licht wird von dem Blut benachbart zu der Katheter spitze reflektiert und längs eines weiteren Fiberoptik bündeis 74 zurückgeführt das an den Photodetektor 2i angekoppelt ist

Die lichtaussendende Diode ist im Detail im Quer schnitt in der F i g. 4B gezeigt während die F i g. 4A

den eigentlichen Kopf zeigt Die Diode weist einet elektrisch leitfähigen Kopf 78 und einen Behälter 8( auf. Es ist ein Draht 90 mit dem Boden des Kopfe verbunden, und zwar ist der Draht 90 bei der gezeigte! Ausführungsform in der Mitte des Kopfes angeschlos sen. Drei Drähte 84a, 846 und 84c erstrecken sich durcl den Kopf 78 m das Innere des Behälters 80. Jede Draht wird an Ort und Stelle vermittels Isolationsmate rial gehaltea An dem oberen Ende des Kopfes lieget drei Halbleiterkristalle 84a, 846 und 84c vor, deren je der dazu dient licht mit einer entsprechenden der WeI lenlängen 660, 805 und 910 μ auszusenden. Jeweils eai Draht 86a, 866 und 86c verbindet jeden Halbleiterkri stall mit einem entsprechenden der Drähte 88a, 886 unc

A CIC

Für das Steuern der Lichtaussendung von lediglich einem der Halbleiterkristallf! sind der Leiter 90 und die entsprechenden Leiter 88a, 886 und 88c parallel zu einer Erregungsquelle geschaltet.

Da keines der drei Kristalle auf den Kopf zentriert ist, möchte es scheinen, daß es schwierig sein würde, das Licht von irgendeinem der Kristalle aus der Vorrichtung heraus in der axialen Richtung zu richten, wodurch es wiederum außergewöhnlich schwierig werden würde, die Vorrichtung an ein Fiberoptikbündel anzukoppeln und trotzdem Licht mit ausreichender Intensität bei allen Wellenlängen längs des Bündels zu übertragen —. Dies wird jedoch dadurch erreicht, daß ein verjüngt zulaufendes Lichtrohr 98 im Inneren des Behälters 80 angeordnet ist. Der Behälter kann mit einer Epoxyharzmasse % optischer Qualität gefüllt werden, um so das verjüngt zulaufende Glas oder Kunststoff an Ort und Stelle festzulegen. Die Fläche des großen Endes ist ausreichend groß, um alle drei Halbleiterkristalle ao aufzunehmen. Die Fläche des kleineren Endes ist kompatibel mit dem Rest des Systems ausgeführt. Wenn z. B. das Licht längs des fiberoplischen Bündels übertragen werden soll, sollte das kleinere Ende so ausgeführt werden, daß dasselbe den gleichen Durchmesser, wie denjenigen des Bündels besitzt. Natürlich sollte die Fläche des kleineren Endes des Lichtes 98 geschliffen und poliert sein, dergestalt, daß sich eine optische flache Ebene ergibt, um so eine bestmögliche Ankopplung des ausgesandten Lichtes an das fiberoptische Bündel zu erzielen. Das Lichtrohr kann, wie allgemein bekannt, auch umschlossen sein.

In dem Ausführungsbeispiel nach der F i g. 1 ist der Leiter 90 der Diode geerdet und jeder der Leiter 88a, 886 und 88c ist mit dem Auslaß der entsprechenden der Diodentreiber 20, 22 und 24 verbunden. Sobald die Diodentreiber nacheinander erregt werden, werden Lichtimpulse mit den drei unterschiedlichen Wellenlängen in ähnlicher Weise nacheinander ausgestrahlt. In Abhängigkeit davon, welcher der zwei Tests auszuführen ist, wird natürlich der Auslaß einer der Spitzendetektoren 46 oder 50 nicht angewandt. Während es möglich ist, lediglich zwei der Diodentreiber während des Ausführens jeder der Tests zu betreiben, besteht keine Notwendigkeit einen zusätzlichen Schaltkreis für diesen Zweck vorzusehen, da es nicht schädlich ist, Licht mit der nicht benutzten Wellenlänge zu erzeugen und festzustellen.

Der Quotientenkreis ist in der F 1 g. 5 näher gezeigt Das den Nenner wiedergebende Signal des zu messenden Verhältnisses oder Quotienten tritt an dem Leiter 52 auf, und das den Zähler des zu messenden Verhältnisses oder Quotienten wiedergebende Signal tritt an dem Leiter 56 auf. Ein Einlaß des Verstärkers 31 ist geerdet, und der andere Einlaß ist mit dem Einlaßleiter 56 Ober den Widerstand 33 verbunden. Der Auslaß des Verstärkers an dem Leiter 66 wird über das Element 35 zu dem Signaleinlaß zurückgekoppelt Wie in dem einschlägigen Gebiet bekannt, ist die Verstärkung des Verstärkers gleich dem Verhältnis der Impedanz des Elements 35 zu der Impedanz des Elements 33. Das Element 35 ist ein Photodetektor, dessen Impedanz mit zunehmender Lichtstärke, wie sie von der Lampe 29 herrührt, abnimmt. Die Intensität des durch die Leitung 29 erzeugten Lichtes ist proportional dem Nennersignal an dem Leiter 52. Bei Zunahme des Nenners nimmt somit die Verstärkung des Zählerverstärkers 31 ab, und in ähnlicher Weise nimmt die Ausgangsleistung an dem Leiter 66 ab. Die Ausgangsleistung ist proportional sowohl dem Zähler als auch dem umgekehrt proportionalen Wert des Nenners, und das Zählersignal beeinflußt direkt die Ausgangsleistung an dem Leiter 66, während das Nennersignal die Verstärkung des Zählerverstärkers beeinflußt.

Der negative Einlaß des Verstärkers 25 ist über einen sehr großen Widerstand 23 geerdet, und in ähnlicher Weise wird ein sehr großer Widerstand 27 in dem Rückkopplungskreis angewandt. Die Widerstände 17 und 21 weisen gleiche Größe auf, und der Widerstand 21 ist mit einer veränderlichen Batterie 19 verbunden. Die Batterie 19 wird lediglich für Kalibrierungszwecke angewandt. Die Ausgangsleistung des Verstärkers 13 wird durch den Photodetektor 15 dem positiven Einlaß des Verstärkers rückgekoppelt, der ebenfalls über den Widerstand 11 mit dem Einlaßleiter 52 zusammengekoppelt ist. Die Verstärkung an dem Auslaß des Verstärkers 12 ist gleich dem Verhältnis der Größe der Amplitude des Photodetektors 15 zu der Größe der Impedanz 11. Da die Widerstände 17 und 21 gleiche Größe besitzen, arbeitet das System dergestalt, daß das Potential der Ausgangsleistung des Verstärkers 13 gleich dem Potential der Batterie 19 gehalten wird. Wenn das Signal an dem Leiter 52 zunimmt, würde dies normalerweise dazu neigen das Signal an dem Auslaß des Verstärkers 13 zu erhöhen. Dies führt wiederum dazu, daß das Potential an dem Auslaß des Verstärkers 25 zunimmt und sich eine Zunahme der Intensität des von der Lampe 29 ausgestrahlten Lichtes ergibt. Wie an Hand der punktierten Linien 37 gezeigt, wird das Licht nicht nur auf den Photodetektor 25, sondern ebenfalls auf den Photodetektor 15 gerichtet. Bei Abnahme der Impedanz des Photodetektors 15 bei erhöhter Lichtleistung nimmt die Ausgangsleistung des Verstärkers 13 ab. Das Gesamtergebnis besteht darin, daß eine Servoschlaufe einschließlich der Verstärker 13 und 25 und Lampe 29 dergestalt vorliegt, daß die Ausgangsleistung des Verstärkers 13 gleich dem Potential der Batterie 19 gehalten wird, während die Intensität des von der Lampe 29 abgegebenen Lichtes direkt proportional dem Eingangssignal an dem Leiter 52 ist. Wie weiter oben beschrieben, ergibt sich auf Grund der Tatsache, daQ die Lichtintensität zu einer umgekehrt proportionalen Veränderung der Verstärkung des Verstärkers 31 führt daß das Ausgangssignal an dem Leiter 66 proportional dem gewünschten Verhältnis oder Quotienten ist Es isi möglich, ein sehr hochfrequentes Ansprechen mit den" Quotientenkreis nach der F i g. 5 zu erzielen, wen« die Lampe 29 eine lichtaussendende Diode ist — die eir wesentlich höher frequentes Ansprechen als z. B. eine Wolframfadenlampe besitzt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.

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Claims (4)

Patentiiiisprüche:

1. Oximeter, bestehend aus einer Lichtquelle mit einer Anordnung für das selektive Aussenden von Licht mit wenigstens zwei Wellenlängen, einer Anordnung für das Richten des von der Lichtquelle ausgesandten Lichtes auf eine Blutprobe, Photodelektoren für das Feststellen der Intensität des von der Blutprobe kommenden Lichtes und für das Erzeugen entsprechender Ausgangssignale, einem Quotientenkreis für das Ableiten eines Signals, das den Quotienten von zwei ausgeführten Signalen darstellt, sowie einer Anzeigevorrichtung, d a durch gekennzeichnet, daß die Lichtquellle als eine Licht mit drei verschiedenen Wellenlängen aussende Diode (26) ausgebildet ist, daß drei monostabile Multivibratoren (14, 16, 18) vorgesehen sind, für den Betrieb von drei Synchrondetektoren (34, 36,38) zwecks Feststellen der Intensität des von der Blutprobe kommenden Lichts zu dem Zeitpunkt, wo tine der entsprechenden LichtwelJenlängen durch die Diode (26) ausgesandt wird, und daß ferner zwischen den Ausgängen der Synchrondetektoren (34, 36, 38) und dem Eingang des Quotientenkreises (60) drei Maximumdetektoren (46, 48, 50) vorgesehen Sind für das Ableiten eines Signals, das proportional dem Verhältnis der durch die Synchrondetektoren (34,36,38) erzeugten Ausgangssignale ist.

2. Oximeter nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die lichtaussenden Dioden (26) einen Kopf (78), einen ersten elektrisch mit dem Kopf in Verbindung stehenden Draht (90), drei Halbleiterkristalle (84a. 846, 84c) angeordnet auf dem Kopf, tieren jeder in der Lage ist, Licht mit einer unterschiedlichen von drei Wellenlängen bei Erregen auszusenden, sowie drei Drähte (88a, 886, 88c), deren jeder mit einem entsprechenden der Halbleiterkristalle (84a, 846,84c) verbunden ist, aufweist.

3. Oximeter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtaussendende Diode (26) weiterhin ein verjüngt zulaufendes Lichtrohr (98) so angeordnet aufweist, daß sich dasselbe nach außen hin von den Halbleiterkristallen (84a, 846, 84c) aus erstreckt, und das Ende mit dem größeren Durchmesser des Lichtrohrs (98) benachbart zu den HaIbleiterknstallen (84a, 846,84c) angeordnet ist.

4. Oximeter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der drei Drähte (88a, 886,88c) in der lichtaussendenden Diodenanordnung (26) sich durch den Kopf (78) hindurch erstreckt und weiterhin eine Isolationsanordnung (94) aufweist, die in dem Kopf (78) angeordnet ist für das Trennen jeder der drei Drähte von dem Kopf (78), sowie ein Epoxyharz (96) mit optischer Qualität um das Lich-Irohr (98) herum und zwischen dem Lichtrohr (98) Und den Halbleiterkristallen (84a, 846, 84c) und dem Kopf (78) vorliegt.