专利名称：用于将传感器紧固到对象的面部的装置以及测量组件的制作方法
技术领域：
本公开大体涉及用于将至少一个传感器紧固在对象的面部上以获得指示患者生理参数的一个或更多个信号的装置并且还涉及测量组件。
背景技术：
需要在患者的面部上放置传感器用于测量指示患者的生理状态的信号。传感器可获得与例如体温、呼吸气体浓度等成比例的信号。放置的传感器的一个好的示例是用于测量通过口和鼻的呼吸气流的呼吸流量传感器。这种传感器在医院病房、家庭-或老年护理中或者在睡眠实验室中使用，这些地方需要检测由例如麻醉剂、其它药物、气道阻塞引起的或作为神经疾病或损伤的后果的呼吸不足或甚至呼吸暂停。现有的呼吸传感器通常放置在患者的面部上，在患者的口上或附近或者在上唇上，在口与鼻之间。一些小的和轻的传感器通常利用带子或类似的胶合件附连在面部上。一些传感器利用围绕患者的颈部或枕骨部的橡胶带型绳附连到面部上。明显的是，如果这种传感器由于胶合件松开其对皮肤的抓持而脱落或如果橡胶带断裂，则存在传感器进入患者的上气道或气管引起窒息和死亡的高风险。部分由于这个原因，一些传感器利用布置在患者的整个头部的盔形橡胶网附连，但是因为盔形橡胶网挤压和按压面部和头部，所以这种构造穿戴起来不舒服。基于测量由呼吸气体的流量引起的压力变化的呼吸传感器通常包括容积压力传感器和电子设备，这是由于它们放置得更加远离患者面部进入诸如患者监测器或类似的远程单元，并且仅仅用于感测和传递压力变化到远程单元的管系放置在患者的面部。这种管系通常悬挂在鼻下，套管进入鼻腔、这里在耳上延伸并且围绕头部继续到远程单元或替代地继续从耳越过颂到胸部。管子通常由塑料制成并且它们相当不可弯曲和穿戴起来不舒服，而且套管刺激锚链管(hawse pipe)并且容易被患者扯开。诸如上面所描述的现有构造的附连和放置在实践中是不足的。在医院中通常使用带子将上面的传感器附连在患者面部以防止它们在不正确的位置终止。
发明内容
本文中解决上述不足、缺点和问题，这将通过阅读和理解以下详细说明而理解。在实施例中，用于将至少一个传感器紧固到对象的面部以获得指示一个或更多个患者生理参数的信号的装置包括用于放置传感器并且具有至少一个固定点的传感器支架。 用于将至少一个传感器紧固到对象的面部的装置还包括至少一个带状物，其是伸展的，用于将传感器支架通过至少一个固定点紧固到对象的耳。在另一个实施例中，测量组件包括用于紧固到对象的面部以获得指示一个或更多个患者生理参数的信号的传感器和用于放置传感器并且具有至少一个固定点的传感器支架。测量组件还包括至少一个带状物，其是伸展的，用于将传感器支架的至少一个固定点紧固到对象的耳。
在又一个实施例中，用于将至少一个传感器紧固到对象的面部以获得指示一个或更多个患者生理参数的信号的装置包括用于放置传感器并且具有至少一个固定点的传感器支架。用于将至少一个传感器紧固到对象的面部的装置还包括至少两个带状物，其是伸展的，用于将传感器支架通过至少一个固定点紧固到对象的两耳。从其中的附图以及详细描述中，本发明的各种其它特征、目的和优点对于本领域技术人员将变得显而易见。
图1是用于将传感器紧固在对象的面部上的装置的侧视图；图2是用于放置传感器的传感器支架从三个不同方向投影的横截面视图；图3是用于放置传感器的传感器支架的第二实施例从三个不同方向投影的横截面视图；图4是用于放置传感器的传感器支架的第三实施例从三个不同方向投影的横截面视图；以及图5是用于放置传感器的传感器支架的第四实施例的前视图。部件列表1 装置2传感器3 对象4检测器5传感器电子设备7带状物8 耳9传感器支架10固定点11粘着物12带状物的第一部分13带状物的第二部分14 第一端15 第二端16测量组件17 第一孔口18第一空腔19 底板21 第二孔口22第二空腔31附加孔口32 开口33 护罩
41引流件
42尖端
52条带
53电路板
54中间空间
71放大器
72处理器
73电池
101电路板
102检测器
103条带
104检测器
105条带
117第一孔口
118第一空腔
121第二孔口
122第二空腔
具体实施例方式图1示出用于将至少一个传感器2紧固到对象3的面部以获得指示诸如呼吸机能的患者生理参数的信号的装置1。如图2所示，传感器2典型地包括至少一个检测器4以获得指示至少一个生理参数的信号。如图2、3和4所示，传感器2也可包括用于信号处理的传感器电子设备5。传感器2例如可用于获得指示通过鼻、口或同时两者的呼吸气流的流量或相对流量或呼吸率的信号并且也可检测呼吸暂停。测量可基于利用诸如如图2所示的热敏电阻的至少一个检测器4测量呼吸气流的热组分，用于检测对象呼吸。流过热敏电阻的呼吸气体的热变化改变检测器的电阻，其转换成连续的电信号。信号的幅度与呼吸气体的流率成比例并且频率与呼吸率(RR)成比例。这些信号也可用于检测呼吸暂停。也可能的是，传感器1配备有另一个检测器以获得指示呼吸气体中的一个或更多个组分或它们的浓度的信号。装置1包括至少一个带状物7，其是伸展的，用于当传感器2放置在鼻下方但是在对象的上唇或口上方的皮肤上时将传感器2紧固到对象3的耳8。装置1还包括传感器支架9，其具有至少一个固定点10，诸如用于伸展的带状物7的把手。有利地，存在定位在传感器支架的两侧上的两个固定点10，两个固定点可连接到可紧固到不同耳的分离的带状物。 不考虑固定点的数目，对于每个固定点可存在例如两个带状物，但是当从固定点解开时该带状物可形成单个的带状物或两个不同的带状物。从固定点延伸的带状物系到该固定点。 伸展的带状物7围绕对象的耳8延伸。在该情况下，传感器2可以可分开地紧固到传感器支架9。具有至少一个固定点10的传感器支架9也可以是传感器2的一部分，在该情况下， 伸展的带状物7可紧固到传感器支架9的至少一个固定点。如果希望的话，传感器支架也可利用定位在传感器支架9的底部上的粘着物11进行胶合。
伸展的带状物7用于消除以下风险，S卩如果粘着物11由于一些原因松开其在上唇上的抓持，则传感器2主要通过口进入对象的呼吸系统并且引起患者窒息。尤其在没使用粘着物11的情况下，紧固到两耳8的伸展的带状物7也将带有传感器2的传感器支架9相靠对象的上唇拉紧，确保传感器处于上唇上的正确位置，在鼻与口之间。粘着物11可用于改进传感器抓持。带状物可部分地伸展和部分地基本无弹性。它不必对于它的整个长度是伸展的。 所以带状物可包括伸展的和无弹性的部分。有利地，带状物7的第一部分12可以是无弹性的，相靠患者的颊部，可制作得比第二部分更宽以防止带状物陷入皮肤刺激和/或伤害患者。带状物的第二部分13可以是伸展的，围绕对象的耳或多个耳8延伸，可由横截面为圆形的条带制成，防止条带刺激和/或伤害耳的背后。因此，基本无弹性的带状物的第一部分 12可将带状物的第二部分13接合到传感器支架9的固定点。然而，第一部分12和第二部分13可由柔软棉花或类似的非过敏性、非刺激性材料制成并且第一部分12和第二部分13 中的至少一个也包括伸展功能，其牵引传感器2相靠对象的上唇。如果粘着物11松开其在上唇上的抓持或如果没有粘着物，则在耳8后面的伸展的带状物7防止传感器2进入呼吸系统。而且，如果当粘着物松开其在上唇上的抓持的同时伸展的带状物7中的一个松开，则传感器通过余下的带状物7的拉力从上唇向旁边弹出，防止传感器进入诸如对象的口的呼吸系统。在图1中，当带状物7的第一端14和第二端15都直接地或间接地连接到传感器支架9的固定点10时，带状物7环绕耳8形成环。实际上在图1中当带状物由两部分组成时，那么它的第一端14和第二部分13的第二端15可直接地或间接地连接到传感器支架9 的固定点10。在如图1所示带状物7包括接合在一起的第一部分12和第二部分13的情况下，具有第一端14和第二端15的第二部分13环绕耳并且第一和第二端连接到带状物7 的第一部分12，在该情况下，具有第一端14和第二端15的第二部分13间接地连接到传感器支架9。带状物7围绕耳8布置的实施例被相信甚至在没有粘着物11的情况下也是安全的。也可能使用这种带状物7，其足够硬以仅仅部分地环绕耳，但是其倚靠在耳上在耳后面弯曲。在该情况下，最好在弯曲部分与传感器支架9之间具有伸展的部分。在图1中还示出测量组件16，其包括传感器2、具有至少一个固定点10的传感器支架9以及用于将传感器支架的至少一个固定点紧固到对象的耳的至少一个伸展的带状物7。之前和之后介绍这些不同的特征。图2示出具有用于测量呼吸的传感器2的传感器支架9的三个不同投影。传感器支架9可以仅仅是用于接收传感器的基底，传感器支架9与传感器2的组合可形成整体结构或者可从彼此分开。传感器支架9也可以是如图2所示的罩壳，其具有在罩壳内部用于传感器2的位置。在该情况下，传感器支架9和传感器2也可形成整体结构或者可从彼此分开。图2中示出的传感器支架包括朝向鼻敞开的第一孔口 17、朝向口敞开的第二孔口 21以及至少一个附加孔口 31，其定位在第一孔口 17与第二孔口 21之间并且它优选地远离对象敞开。在该实施例中粘着物11与附加孔口 31的敞开方向相对。第一孔口 17和第二孔口 21具有相对于附加孔口 31的对称结构，使得传感器支架1可以以两种方式放置在鼻与口之间。第一孔口 17和第二孔口 21通过连续的空腔连接到附加孔口 31，此处呼吸空气可在对象的呼吸系统与环境之间流动。因此，在附加孔口 31仅仅移除呼吸气体的情况下， 第一孔口 17允许呼吸气流进入第一空腔18并且第二孔口 21允许呼吸气流进入第二空腔 22 ；而对应地在附加孔口 31允许呼吸气流进入第一空腔18和第二空腔22的情况下，第一孔口 17仅仅允许呼吸气流从第一空腔18出去并且第二孔口 21仅仅允许呼吸气流从第二空腔22出去。代替使用一个附加孔口 31，可存在两个或更多个附加孔口，一个用于第一空腔18而另一个用于第二空腔22。如图2所示，第一空腔18和第二空腔22彼此相对。从鼻延伸到附加孔口 31的第一空腔18是用于在鼻与环境之间流动的呼吸气体，如图1中虚线所示；而从口延伸到附加孔口 31的第二空腔22是用于在口与环境之间流动的呼吸气体，也如图1中虚线所示。在传感器支架9内部，在空腔18、22的横截面中、在底板19上、在附加孔口 31的中间，是引流件41，其将气流从空腔18和/或22中的任一个引导向附加孔口 31的开口 32或者反之亦然。引流件41改变第一空腔18和第二空腔22的呼吸气流方向，意味着第一空腔和第二空腔也转动30-90度，更具体地45-90度，或者甚至更具体地80-90度以实现至少一个附加孔口 31。而且，引流件41防止呼吸气体在空腔18与22之间流动，换言之防止在鼻与口之间流动，否则这将引起对象再呼吸气体和减少肺中的气体交换。如之前所解释的，传感器2包括至少一个检测器4，其在该示例中放置在至少一个附加孔口 31上或在附加孔口 31附近用于指示呼吸机能。在图2中示出的实施例中，用于指示呼吸机能的仅仅一个检测器4是足够的，但是当然可存在多于一个。检测器4可固定在从传感器电子设备5分出的条带52上，传感器电子设备5包括可弯曲的电子电路板53， 其是传感器的一部分并且定位在传感器支架9的中间空间M的内部，中间空间M形成在底板19与传感器支架9的下部之间。传感器支架9优选地由可循环塑料或可容易地并且便宜地制造的类似材料制成，具有低的不环保的影响并且具有低导热性以实现优良的测量灵敏度。条带52延伸通过底板19中的开口，从中间空间M进入第一空腔18和第二空腔 22中的一个如图2所示并且相靠引流件41弯曲，使得检测器4靠近引流件41的尖端42的中间定位，进入在附加孔口 31内部由引流件41引导的气流的中间。可以为热敏电阻的用于指示呼吸机能的检测器4在呼吸系统与环境之间感测流经检测器4的呼吸气体的热组分，其改变与流动的气体的温度变化成比例的检测器4的电阻，然后转换成连续的电信号。当对象呼气时，来自呼吸系统的温暖的呼吸气体加热检测器 4，增大/减小PTC/NTC型呼吸检测器的电阻；而对象从环境吸入较冷的空气，它冷却检测器，减小/增大PTC/NTC型呼吸检测器的电阻。检测器4与周围的机构之间的热联系必须低以确保对由流动的呼吸空气引起的温度变化的高灵敏度和快速响应时间。为了增加灵敏度，第一空腔18和第二空腔22的横截面形状从第一孔口 17和第二孔口 21的开口向引流件41和附加孔口 31减小。至少一个附加孔口 31的横截面面积可小于第一孔口 17与第二孔口 21的组合的横截面面积的10%，更具体地小于20%或者甚至更具体地小于第一孔口与第二孔口的组合的横截面面积的50%。当呼吸气体进入附加孔口 31并且通过靠近整个呼吸气流池的最窄横截面面积放置的检测器4时，这使呼吸气体沿第一空腔18和第二空腔 22的流速增加到它的最大速度。呼吸气流的增加的速度增加流经检测器4的气体的加热/ 冷却效果，从而增加呼吸气流测量的灵敏度。附加孔口 31利用护罩33或类似的保护结构覆盖，以防止诸如来自空调等的气流的任何干扰的环境气流直接进入附加孔口 31和检测器4，这可引起误差或者甚至破坏呼吸气流的测量。检测器4电连接到传感器电子设备5，传感器电子设备5定位在在中间空间M的内部的可弯曲的电子电路板53的底侧上。传感器电子设备包括用于放大来自检测器4的电压信号的放大器71、用于将放大的模拟电压信号转换成数字形式并且用于将数字数据处理成RR的值和实时波形数据的处理器72。处理器72甚至可包括射频收发机或类似的，用于在主机装置之间的无线通信，诸如患者监测器(图中未示出)，其可在它的显示器上示出实时波形和RR的值以及呼吸暂停和其它警告。如之前所描述的，用于无线呼吸传感器2的操作功率可从电池73输送，诸如由Varta Consumer Batteries公司制造的3V的锂电池， 其直径为12. 5mm并且高度为1. 6mm。明显的是，传感器2也可通过电缆连接到患者监测器或类似的主机(图中未示出)。在该情况下，合理的是，从传感器2省去大部分电子设备和电池，诸如处理器等，并且将它们放进主机装置。在检查遭受不同类型的睡眠呼吸暂停的对象的睡眠实验室中，知道对象是否通过鼻或口呼吸有时是重要的。图3示出用于获得指示诸如呼吸机能的患者生理参数的信号的传感器2，其从图2中示出的传感器略微改变，包括为替代的电子弯曲电路板101的传感器电子设备5。在电路101中，用于获得指示诸如呼吸机能的至少一个生理参数的信号的检测器102放置在条带103上，该条带103相靠引流件41的壁弯曲，仅仅在壁的侧面上延伸。 检测器102可仅仅获得指示流过第二空腔122的呼吸气体的信号，该信号在这种具体情况下是在口与环境之间的呼吸气流的热组分。类似地，检测器104放置在条带105上，该条带105相靠引流件41的关于检测器102的邻近侧上的壁弯曲，也仅仅在壁的侧面上延伸。 检测器104可仅仅获得指示流过第一空腔118的呼吸气体的信号，该信号在这种具体情况下是在鼻与环境之间的呼吸气流的热组分。在该实施例中，传感器支架9配备有两个附加孔口 31并且两个附加孔口都配备有检测器102、104，一个检测器104获得指示沿第一空腔 118来自鼻的或到鼻的呼吸气体的信号而另一个检测器102获得指示沿第二空腔122来自口的或到口的呼吸气体的信号。与图2中示出的结构相比，该结构增加用后即弃的呼吸传感器2或传感器支架9的成本，但是它使能够分别测量在口与环境以及鼻与环境之间的呼吸气流的热组分。以上描述的并且在图2和3中示出的传感器支架9和传感器2的结构对位置敏感并且可以以两种方式关于鼻和口定位，而希望仅仅以一种方式放置以从鼻和口得到正确的流量数据。为了帮助正确定位，传感器支架9可在它的顶面上具有图画或文字，为用户示出传感器应该如何关于鼻和口放置。然而，仍存在有用户错误的高的可能性，即带有传感器2 的传感器支架9定位不正确，这反过来引起流量数据在鼻与口之间交叉混合。图4示出另外的实施例，其解决了以上描述的并且在图3中示出的问题。结构与图3中的几乎相同，除了朝向口的第二孔口 121是具有勺形的槽状导引件或类似的。勺状的第二孔口 121有效地将呼吸气流从口引导向第二空腔122，此处它继续从附加孔口 31流出。类似地，朝向鼻的第一孔口 117具有直的开口，其有效地将呼吸气流从鼻引导向第一空腔118，继续通过附加孔口 31流出。利用这种结构，将检测器104与第一孔口 117配对用于测量在鼻与环境之间的呼吸气流以及类似地将检测器102与第二孔口 121配对用于测量在口与环境之间的呼吸气流是安全的，这是因为如果带有传感器的传感器支架9放置在对象的上唇上使得第一孔口 117朝向口，则第二孔口 121的开口由上唇关闭。这防止呼吸气体在鼻与环境之间流动，当带有传感器2的传感器支架9放置不正确时，引起传感器显示零或定值，这反过来可警告用户。检测器4可包括气体分析器，其从呼吸气体中测量例如气体组分或者(X)2或&的气体浓度，或者类似的。然而，气体分析器的尺寸必须足够小以适合该结构并且不容易引起对象注意。化学电池、在红外波长处的气体吸收等是已经可利用以适合传感器2的潜在技术。图5示出用于将至少一个传感器2紧固到对象的面部以获得指示诸如呼吸机能的患者生理参数的信号的装置1。装置1包括至少一个带状物7，其是伸展的，用于当传感器 2放置在鼻下方但是在对象的上唇或口上方的皮肤上时将传感器2紧固到对象的耳。装置 1还包括传感器支架9，其具有至少一个固定点10，诸如如图2、3和4所示的用于伸展的带状物7的把手，或者伸展的带状物7与传感器支架9的联接可以是无缝的。有利地，在传感器支架9的两侧上存在两个固定点10，其可紧固到不同耳。伸展的带状物7围绕对象的耳延伸。在该情况下，传感器2可以可分开地紧固到传感器支架9。如图2、3和4所示，传感器2可包括至少一个检测器以获得指示至少一个生理参数的信号。如图2、3和4所示，传感器2也可包括用于信号处理的传感器电子设备。传感器2例如可用于获得指示例如呼吸气流、呼吸气体浓度、体温等的信号。如果希望的话，传感器支架9也可利用定位在传感器支架9的底部上的粘着物11进行胶合。因为它们与患者直接接触，所以装置1可由可丢弃的便宜材料建造，这有益于使患者之间的交叉感染的风险最小。传感器2可包括可再使用的更加昂贵的电子设备。图5中也示出包括传感器支架9、传感器2以及至少一个带状物7 的整个测量组件16。该文字描述使用示例以公开本发明，包括最佳实施方式，并且也使本领域技术人员能够制作和使用本发明。本发明的专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这种其它示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元件， 或者如果它们包括具有与权利要求的字面语言无实质差别的等同结构元件，则这种其它示例意图在权利要求的范围内。
权利要求
1.一种用于将至少一个传感器紧固到对象的面部以获得指示一个或更多个患者生理参数的信号的装置，包括传感器支架，其用于放置所述传感器并且具有至少一个固定点；和至少一个带状物，其是伸展的，用于将所述传感器支架通过所述至少一个固定点紧固到所述对象的耳。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器可从所述传感器支架分开。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器支架与所述传感器形成整体结构。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器支架包括至少两个固定点，两个固定点可连接到可紧固到不同耳的分离的带状物。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述带状物围绕所述对象的耳延伸。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述带状物包括两部分，当第二部分是伸展的时，第一部分是基本无弹性的。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述带状物的伸展的第二部分构造成围绕所述对象的耳延伸。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述带状物的基本无弹性的第一部分构造成将所述带状物的第二部分接合到所述传感器支架的固定点。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，环绕所述耳并且形成环的所述带状物包括直接地或间接地连接到所述传感器支架的固定点的第一端和第二端。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，环绕所述耳并且形成环的所述带状物的第二部分包括直接地或间接地连接到所述传感器支架的固定点的第一端和第二端。
11.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述带状物的第一部分比所述第二部分更宽，所述第二部分的横截面为圆形的。
12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括粘着物以胶合置于在鼻下方但是在所述对象的上唇或口上方的所述对象的皮肤上的所述传感器。
13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器支架还包括具有允许呼吸气流的第一孔口的第一空腔，以及具有也允许呼吸气流的第二孔口的第二空腔；和至少一个附加孔口，其用于移除来自所述第一空腔和所述第二空腔的所述呼吸气流， 所述附加孔口从所述第一孔口和所述第二孔口分离。
14.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器包括至少一个检测器用于获得指示一个或更多个患者生理参数的信号。
15.一种测量组件，包括传感器，其用于紧固到对象的面部以获得指示一个或更多个患者生理参数的信号，以及传感器支架，其用于放置所述传感器并且具有至少一个固定点；和至少一个带状物，其是伸展的，用于将所述传感器支架的所述至少一个固定点紧固到所述对象的耳。
16.根据权利要求15所述的测量组件，其特征在于，所述传感器支架还包括具有允许呼吸气流的第一孔口的第一空腔，以及具有也允许呼吸气流的第二孔口的第二空腔；和至少一个附加孔口，其用于移除来自所述第一空腔和所述第二空腔的所述呼吸气流， 所述附加孔口从所述第一孔口和所述第二孔口分离。
17.根据权利要求15所述的测量组件，其特征在于，所述传感器包括至少一个检测器用于获得指示一个或更多个患者生理参数的信号。
18.根据权利要求15所述的测量组件，其特征在于，所述带状物围绕所述对象的耳延伸。
19.根据权利要求15所述的测量组件，其特征在于，指示一个或更多个患者生理参数的信号可以是指示呼吸机能的信号。
20.一种用于将至少一个传感器紧固到对象的面部以获得指示一个或更多个患者生理参数的信号的装置，包括传感器支架，其用于放置所述传感器并且具有至少一个固定点；和至少两个带状物，其是伸展的，用于将所述传感器支架通过所述至少一个固定点紧固到所述对象的两耳。
全文摘要
本文中公开用于将至少一个传感器紧固到对象的面部以获得指示一个或更多个患者生理参数的信号的装置。该装置包括用于放置传感器并且具有至少一个固定点的传感器支架。该装置还包括至少一个带状物，其是伸展的，用于将传感器支架通过至少一个固定点紧固到对象的耳。本文中还公开测量组件。
文档编号A61B19/00GK102160776SQ20111004402
公开日2011年8月24日 申请日期2011年2月18日 优先权日2010年2月18日
发明者H·A·M·哈维里, K·勒佩拉 申请人:通用电气公司