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Diese Erfindung be trifft im Allgemeinen
optische Oximeter und betrifft genauer einen Adapter, der es ermöglicht,
daß ein
optischer Oximeter-Sensor, d. h. einer, der konstruiert oder konfiguriert
ist, um an einem zugehörigen
Oximeter-Monitor verwendet zu werden, an einem anderen Oximeter-Monitor verwendet
werden kann, der normalerweise eine anders geartete Sensoranordnung
verwendet.
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Aufgrund der Bedeutung von Sauerstoff
für einen
gesunden menschlichen Metabolismus, ist es wichtig, den Sauerstoffgehalt
des Blutes eines Patienten messen zu können. Das Überwachen der Sauerstoffsättigung
des arteriellen Hämoglobins
eines Patienten während
und nach einer Operation ist besonders kritisch.
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Es sind nicht-invasive Oximeter entwickelt worden,
die Licht durch die Haut eines Patienten in einen Bereich, wie etwa
einen Finger, lenken, der arterielles Blut enthält. Dieses Licht enthält typischerweise
zwei oder mehr Primär-Lichtwellenlängen. Beispiele
solcher Oximeter sind in US-A-5,209,230 und US-A-4,700,708 offenbart. Das Oximeter in US-A-4,700,708
weist einen Sensor auf, der einen Widerstand mit einem Widerstandswert
enthält,
der von einem Monitor gemessen werden kann, mit welchem der Sensor
verbunden ist. Der gemessene Wert des Widerstandes ist charakteristisch
für die Wellenlängen des
Lichtes, das von den lichtabstrahlenden Dioden (LEDs) durch die
Epidermis des Patienten gelenkt wird. Der Monitor verwendet diese
Information und die bei diesen Wellenlängen festgestellten gemessenen
Lichtintensitäten,
um den arteriellen Sauerstoffgehalt des Blutes des Patienten zu berechnen.
Die LEDs werden in nicht überlappenden Zeitintervallen
aktiviert, so dass der Betrag der Absorption von Licht bei jeder
dieser zwei Wellenlängen getrennt
gemessen wird.
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Optische Sensoren können in
einer Vielzahl von Weisen elektrisch ausgestaltet werden. US-A-5,249,576
zeigt zwei Anordnungen einer roten lichtabstrahlenden Diode (LED)
und einer Infrarot-LED, die Licht in den Finger eines Patienten
abstrahlen. Diese zwei Anordnungen aus dem Stand der Technik sind
in den 1 und 2 dargestellt. 1 zeigt eine Sensoranordnung 10,
in welcher ein Paar von LEDs 11 und 12 in einer "3-Leitungs-Anordnung" 13 verbunden
sind, in welcher die zwei LED-Anoden mit einem Anschluss 14 verbunden sind
und in welcher die zwei LED-Kathoden
jeweils mit eindeutig zugeordneten Leitungen 15 und 16 verbunden
sind. Dieser Sensor weist auch auf: einen Fotodetektor 17,
der von den LEDs 11 und 12 abgestrahltes Licht
detektiert, und einen widerstand 18 mit einem Widerstandswert,
welcher für
die Wellenlänge des
Lichtes charakteristisch ist, das durch mindestens eine der LEDs 11 und 12 erzeugt
wird (alternativ kann der Widerstand andere oder zusätzliche
Parameter angeben). Ein Sensor mit einer 3-Leitungs-Anordnung von
LEDs wird hierin als ein "3-Leitungs-Sensor" 10 bezeichnet.
Die Leitungen zu den LEDs 14, 16 und 15 sind
mit Masse, VO1 bzw. VO2 bezeichnet. Die Bezeichnungen VO1 und VO2
geben an, dass diese die ersten und zweiten LED-Ansteuerspannungsleitungen
für Oximeter
sind, die von anderen als Nellcor, dem Inhaber dieser Anmeldung,
hergestellt wurden. Das "O" in den Bezeichnungen
VO1 und VO2 soll sich auf "andere" beziehen. Somit
wird dieser Sensor manchmal als ein "anderen Sensor" bezeichnet.
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In einer zweiten Ausführungsform,
die in 2 gezeigt ist,
sind zwei LEDs 21 und 22 in einer "2-Leitungs-Anordnung" 23 verbunden,
in welcher die Anode der ersten LED 21 und die Kathode
einer zweiten LED 22 mit einer ersten Leitung 24 verbunden
sind und die Kathode der ersten LED 21 und die Anode der
zweiten LED 22 mit einer zweiten Leitung 25 verbunden
sind. Dieser Sensor weist auch einen Fotodetektor 26 und
einen Widerstand 27 auf (oder eine andere Art von Mechanismus,
welcher für
die durch eine oder beide LEDs erzeugte Wellenlänge und/oder andere Parameter
charakteristisch ist). Ein Sensor mit einer 2-Leitungs-Anordnung von LEDs wird
hierin als ein "2-Leitungs-Sensor 20" bezeichnet. Die
Leitungen zu den LEDs sind als VN1 und VN2 gekennzeichnet, entsprechend
den ersten und zweiten Spannungssignalen des Nellcor-Sensors. Diese Art
von Sensor wird manchmal auch als "Nellcor-Sensor" bezeichnet.
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Ein Oximeter-Monitor, der ausgestaltet
ist, um einen Sensor mit einer 2-Leitungs-Anordnung von LEDs zu
verwenden, wird hierin als ein "2-Leitungs-Monitor" oder "Nellcor-Oximeter-Monitor" bezeichnet. Entsprechend
wird ein Oximeter-Monitor, der ausgestaltet ist, um einen Sensor
mit der 3-Leitungs-Anordnung von LEDs zu verwenden, hierin als ein "3-Leitungs-Monitor" oder "anderer Oximeter-Monitor" bezeichnet.
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Einige Oximeter-Sensoren können eine
oder mehrere zusätzliche
LEDs verwenden. Zum Beispiel wird manchmal eine zweite rote LED
in Kombination mit der ersten roten LED verwendet, um ausgeglichenere
Lichtpegel zu erhalten.
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Für
jede der zwei obigen Anordnungen der 1 und 2 wird den zwei LEDs in einer
solchen Weise Energie zugeführt,
dass zu jeder gegebenen Zeit nur eine von ihnen aktiviert ist, so
dass zu jeder gegebenen Zeit das Ausgangssignal von dem Detektor
in Reaktion auf Licht von höchstens
einer dieser zwei LEDs erzeugt wird. Dieses vereinfacht Berechnungen,
die notwendig sind, um detektierte Lichtintensitäten in eine Angabe der Sauerstoffkonzentration
im Blut eines Patienten umzurechnen.
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Die Inkompatibilität zwischen
verschiedenen Arten von Sensoren und verschiedenen Arten von Oximetern
erhöht
die Kosten für
das Liefern von Sensoren für
beide Arten von Oximetern beträchtlich.
Insbesondere gibt es für
den Hersteller solcher Sensoren nicht nur Kosten für das Entwerfen
mehrerer verschiedener Arten von Sensoren, sondern auch die Kosten
für das
Errichten mehrerer verschiedener Fertigungslinien, das Kaufen von
Komponenten für mehrere
verschiedene Fertigungslinien, das Sortieren von Komponenten für mehrere
verschiedene Fertigungslinien und das Verkaufen mehrerer verschiedener
Arten von Sensoren.
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Darüber hinaus profitieren die
Herstellungs- und Vertriebskosten jeder unterschiedlichen Art von Sensor
nicht so sehr von der mit dem erhöhten Produktvolumen verbundenen
Kostenersparnis durch Massenproduktion, die sich ergeben würde, wenn
es nur eine Art von Sensor gäbe.
Die Gesamtkosten dieser Sensoren enthalten auch die indirekten Kosten, die
durch Krankenhäuser übernommen
werden, die beide Arten von Sensoren verwenden, so dass solche Krankenhäuser auch
die erhöhten
Kosten, die mit den Bestellungen kleineren Volumens jeder Art von
Sensor verbunden sind, die Kosten für die Lagerhaltung mehrerer
verschiedener Arten von Sensoren und die Kosten für das Kommunizieren
mit mehreren Verkäufern
tragen. All diese Faktoren erhöhen
die Kosten für
das Überwachen
der Sauerstoffsättigung eines
Patienten beträchtlich.
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Die oben diskutierte US-A-5,249,576
wendet sich diesem Problem durch Bereitstellen eines Sensors zu,
der ausgestaltet werden kann, um mit jedem Oximeter zu arbeiten.
Der Fotodetektor und die Lichtquellen in diesem Sensor sind ohne
irgendwelche Verbindungsleitungen montiert, und ein Kabel verbindet
diese Elemente mittels geeignet eingesetzter Überbrückungsleitungen in verschiedene
Anordnungen. Obwohl diese Konstruktion es ermöglicht, dass dieser Sensor
für eine
große
Vielzahl von Oximetern angepasst wird, bietet sie unglücklicherweise
keinen Weg, dass ein Sensor, welcher seine elektrischen Elemente
bereits untereinander verbunden hat, mit jedem beliebig gewählten Oximeter
verwendet werden kann.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung,
einen Adapter bereitzustellen, der so zwischen einen Sensor, der
seine elektrischen Elemente in einer ersten Anordnung untereinander
verbunden hat, und einen für eine
Verwendung mit einem Sensor mit einer zweiten elektrischen Verbindungsanordnung
ausgestalteten Monitor verbunden werden kann, dass dieser Sensor und
dieser Monitor ordnungsgemäß miteinander
arbeiten.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird ein Adapter zur Verbindung eines optischen Oximeters mit einem
Sensor bereitge stellt, von denen eines eine Einrichtung mit drei
Anschlüssen
und das andere eine Einrichtung mit zwei Anschlüssen ist, siehe Anspruch 1,
wobei der Sensor mindestens erste und zweite Lichtabstrahler hat
und der Adapter aufweist:
einen gemeinsamen Anschluss zur Verbindung
mit dem die drei Anschlüsse
aufweisende Einrichtung bildenden Sensor oder dem die drei Anschlüsse aufweisende
Einrichtung bildenden Oximeter;
einen ersten Lichtabstrahler-Ansteueranschluss
zur Verbindung mit dem Oximeter, um ein erstes Aktivierungssignal
für den
ersten Lichtabstrahler zu liefern;
einen zweiten Lichtabstrahler-Ansteueranschluss
zur Verbindung mit dem Oximeter, um ein zweites Aktivierungssignal
für den
zweiten Lichtabstrahler zu liefern;
einen ersten Sensoranschluss
zur Verbindung mit einem der Lichtabstrahler im Sensor; und
einen
zweiten Sensoranschluss zur Verbindung mit dem anderen Lichtabstrahler
im Sensor;
dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter ferner aufweist:
einen
auf eines oder beide der ersten und zweiten Aktivierungssignale
ansprechenden Schaltkreis, um abwechselnd die ersten und zweiten
Aktivierungssignale in erste und zweite Ansteuersignale für die ersten
und zweiten Sensoranschlüsse
umzuwandeln.
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Die vorliegende Erfindung stellt
daher einen Adapter bereit, welcher einen 2-Leitungs-Oximeter-Sensor
oder -Monitor aktiv mit einem 3-Leitungs-Monitor oder -Sensor verbindet.
Dies wird aktiv bewerkstelligt, wobei die wechselnden Ansteuersignale
von dem Oximeter-Monitor ein Steuersignal zum Umschalten der Adapterverbindungen
liefern. Die Adapterverbindungen werden bevorzugt mit Dioden, Transistoren
oder anderen aktiven Einrichtungen hergestellt.
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Der Adapter der vorliegenden Erfindung
verbindet somit zuerst die zwei Leitungen der 2-Leitungs-Einrichtung
zwischen den ersten und zweiten Anschluss der 3-Leitungs-Einrichtung,
während
ein erster Lichtabstrahler aktiviert wird, und verbindet die zwei
Leitungen dann zwischen den zweiten und dritten Anschluss der 3-Leitungs-Einrichtung.
Die 3-Leitungs-Einrichtung kann entweder der Oximeter-Monitor oder
der Oximeter-Sensor sein.
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In einer Art von Monitor mit drei
Anschlüssen ist
nur einer der zwei Ansteueranschlüsse (VO1, VO2) zu einer Zeit
aktiviert, wobei sich der andere Ansteueranschluss in einem Zustand
hoher Impedanz befindet und der dritte Anschluss mit Masse verbunden
ist. In solch einer Anordnung muss der Adapter den anderen Ansteueranschluss
nicht abtrennen. In einer anderen Art von Monitor mit drei Anschlüssen befindet
sich der zweite Ansteueranschluss nicht in einem Zustand hoher Impedanz.
Somit stellt ein Adapter gemäß der vorliegenden
Erfindung einen gesonderten Schalter bereit, um diesen zweiten Ansteueranschluss,
welcher nicht verwendet wird, zu isolieren. In einer Ausführungsform
liefert dies eine Ausführungsform
mit einem Schalter mit vier Transistoren und nicht einen Schalter
mit zwei Transistoren oder eine Ausführungsform mit zwei Dioden.
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Gemäß den dargestellten bevorzugten
Ausführungsformen
werden zwei Arten von Adaptern vorgestellt, die besonders angepasst
sind, damit ein Oximeter-Sensor mit einem Oximeter-Monitor eingesetzt
werden kann, mit welchem er ansonsten nicht verwendet werden könnte. Diese
zwei Arten von Adaptern sind besonders nützlich, weil sie es ermöglichen,
zwei in großem
Umfang eingesetzte Arten von Oximeter-Sensoren an beiden ihrer zugehörigen Arten
von Oximeter-Monitoren zu verwenden.
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Die erfindungsgemäßen Adapter sind bevorzugt
entweder an dem Monitor oder in einem Kabel installiert, das verwendet
wird, um einen Sensor mit einem Monitor zu verbinden, so dass jeder
Adapter eine Erweiterung des Oximeters selbst werden kann und durch
viele verschiedene Patienten verwendet werden kann und von jedem
Patienten viele Male verwendet werden kann.
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Einige bevorzugte Adapter-Ausführungsformen
werden speziell für
eine Verwendung mit den zwei unten beschriebenen besonderen Arten
von Monitoren und Sensoren beschrieben. Jedoch ist die Erfindung
auf jeden Adapter anwendbar, welcher Sensoren und Monitore mit unterschiedlichen
Anzahlen oder Anordnungen von Lichtquellen-Signalverbindungen miteinander
verbinden soll.
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In einem zweiten Aspekt stellt die
vorliegende Erfindung auch einen zweifach einsetzbaren Sensor zur
Verwendung mit mehreren Pulsoximetern bereit, welcher aufweist:
einen
ersten Lichtabstrahler mit einem Abstrahler-Anschluss und einem
Abstrahler-Ausgangsanschluss; und
einen zweiten Lichtabstrahler
mit einem Abstrahler-Ansteueranschluss, der mit dem Abstrahler-Ausgangsanschluss
des ersten Lichtabstrahlers und einem ersten Sensor-Ausgangsanschluss
verbunden ist, und mit einem mit dem Abstrahler-Ansteueranschluss
des ersten Lichtabstrahlers und einem zweiten Sensor-Ausgangsanschluss
gekoppelten Abstrahler-Ausgangsanschluss;
dadurch gekennzeichnet,
dass er ferner aufweist:
einen dritten Lichtabstrahler mit
einem Abstrahler-Ansteueranschluss, der mit dem zweiten Sensor-Ausgangsanschluss
gekoppelt ist, und mit einem Abstrahler-Ausgangsanschluss, der mit
einem dritten Sensor-Ausgangsanschluss gekoppelt ist.
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Die LEDs sind bevorzugt nicht in
dem Sensor selbst miteinander verbunden, was ihm erlaubt, zweifach
einsetzbar zu sein, da die Verbindungen extern hergestellt werden
können,
um die spezielle Anordnung zu schaffen, die für den verwendeten Monitor erforderlich
ist. Statt jedoch alle LEDs zu verdoppeln, wird bevorzugt nur die
IR-LED reproduziert, wobei ein gemeinsamer Verbinder für alle diese
LEDs es ermöglicht,
dass die rote LED für
beide Arten von Monitoren verwendet wird, wobei nur die eine oder
die andere der IR-LEDs verbunden oder verwendet wird. Im Gegensatz
zur US-A-5,249,576 sind nur drei LED-Leitungen erforderlich, damit
der Sensor entweder mit einem 2-Leitungs- oder einem 3-Leitungs-Oximeter
verbunden werden kann.
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In einem dritten Aspekt stellt die
vorliegende Erfindung ein Kabel zur Verbindung eines Oximeters mit
einem Sensor bereit, von denen jedes entweder eine Einrichtung mit
zwei Anschlüssen
oder eine Einrichtung mit drei Anschlüssen ist, aufweisend zwei Verbinder
mit drei Anschlüssen
und zwei Verbinder mit zwei Anschlüssen zur jeweiligen Verbindung
mit dem Oximeter bzw. dem Sensor sowie mit zwei Adaptern gemäß einem
der Ansprüche
1 bis 8, die die jeweiligen Paare von Verbindern mit zwei Anschlüssen und
mit drei Anschlüssen
miteinander verbinden.
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Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter
Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen weiter beschrieben, in welchen:
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1 einen
Sensor mit einer 3-Leitungs-Anordnung eines Paars von LEDs zeigt,
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2 einen
Sensor mit einer 2-Leitungs-Anordnung eines Paars von LEDs zeigt,
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3 die
Verwendung eines zweipoligen Umschalters als ein Adapter vom 2-auf-3-Typ
zur Verbindung eines 2-Leitungs-Monitors mit einem 3-Leitungs-Sensor
zeigt,
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4 die
Verwendung eines zweipoligen Umschalters als ein Adapter vom 3-auf-2-Typ
zur Verbindung eines 3-Leitungs-Monitors mit einem 2-Leitungs-Sensor
zeigt,
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5 eine
erste bevorzugte Ausführungsform
eines Adapters vom 2-auf-3-Typ zeigt,
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6 eine
erste bevorzugte Ausführungsform
eines Adapters vom 2-auf-3-Typ zeigt,
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7 eine
zweite bevorzugte Ausführungsform
eines Adapters vom 2-auf-3-Typ zeigt,
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8 eine
zweite bevorzugte Ausführungsform
eines Adapters vom 3-auf-2-Typ zur Verwendung mit einem Oximeter-Monitor mit einem
Ausgang hoher Impedanz zeigt,
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9 ein
kombiniertes Adapterkabel zeigt,
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10 die
vielfachen Adapterverbindungen in dem Kabel von 9 für
einen kombinierten Adapter zeigt und
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11 eine
bevorzugte Ausführungsform
eines zweifach einsetzbaren Sensors und eines entsprechenden Adapters
zeigt.
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Monitorarten
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Anderer Monitor mit drei Leitungen:
Dieser Monitor ist ausgestaltet, um ein Paar von LEDs anzusteuern,
die in der oben diskutierten 3-Leitungs-Anordnung verbunden sind,
in welcher:
die zwei LED-Anoden mit einer gemeinsamen Leitung
verbunden sind und
die zwei LED-Kathoden jeweils mit ihrer
eigenen, eindeutig zugeordneten Leitung verbunden sind.
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Diese Art von Monitor hat daher die
folgenden drei Anschlüsse
zum Koppeln mit dieser Art von Sensor: einen ersten Anschluss zur
Kopplung mit der Kathode der ersten dieser zwei LEDs, einen zweiten Anschluss
zur Kopplung mit der Kathode der zweiten dieser zwei LEDs und einen
dritten Anschluss zur Kopplung mit beiden Anoden. Wie unten ersichtlich werden
wird, leiten zu jedem Zeitpunkt nur zwei dieser drei Anschlüsse Elektrizität zum Sensor,
wobei dieses eine Beschränkung
ist, die beibehalten werden sollte, wenn eine Adapter verwendet
wird, um einen 2-Leitungs-Sensor mit dieser Art von Monitor zu verbinden.
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Nellcor-Monitor mit zwei Leitungen:
In der zweiten dieser zwei Arten von Oximeter-Monitoren ist der
Monitor ausgestaltet und angepasst, um ein Paar von LEDs anzusteuern,
die in der 2-Leitungs-Anordnung
verbunden sind, in welcher:
die Anode einer ersten LED und
die Kathode einer zweite LED mit einer ersten Leitung verbunden
sind und
die Kathode der ersten LED und die Anode der zweiten
LED mit einer zweiten Leitung verbunden sind.
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Diese Art von Monitor hat daher die
folgenden zwei Anschlüsse
zur Kopplung mit dieser Art von Sensor: einen ersten Anschluss zur
Kopplung mit der ersten Leitung und einen zweiten Anschluss zur Kopplung
mit der zweiten Leitung.
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Alternativ können andere Arten von Sensoren
verwendet werden. In einer Abwandlung des 3-Leitungs-Sensors können die
zwei LEDs die Anode einer LED mit der Kathode der anderen LED für den gemeinsamen
(Masse-)Anschluss verbunden haben. In noch einer anderen Alternative
können
die zwei Kathoden mit dem gemeinsamen Anschluss verbunden sein und
nicht die zwei Anoden.
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Adapterarten
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Es wird eine erste Art von Adapter
vorgestellt, die es ermöglicht,
dass ein 3-Leitungs-Oximeter-Monitor einen Oximeter-Sensor ansteuert,
der eine 2-Leitungs-Anordnung von zwei LEDs aufweist. Diese Art
von Adapter wird hierin als ein "Adapter vom
3-auf-2-Typ" bezeichnet.
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Es wird auch eine zweite Art von
Adapter vorgestellt, die es ermöglicht,
dass ein 2-Leitungs-Oximeter-Monitor einen oximeter-Sensor ansteuert,
der eine 3-Leitungs-Anordnung von zwei LEDs aufweist. Diese Art
von Adapter wird hierin als ein "Adapter
vom 2-auf-3-Typ" bezeichnet.
Somit ermöglichen
es diese zwei Adapter, dass jede dieser zwei Arten von Oximeter-Monitoren
mit beiden dieser zwei Arten von Oximeter-Sensoren verwendet werden
kann.
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Für
jede dieser zwei Arten von Adaptern kann der Adapter an einer Anzahl
verschiedener Punkte in dem elektrischen Weg von dem Monitor zu dem
Sensor installiert werden. Insbesondere kann er installiert werden:
in dem Monitor, extern an einer Frontplatte des Monitors, in dem
Kabel, das den Sensor mit dem Monitor verbindet, in dem Verbinder
an dem Monitorende des Kabels oder an dem Verbinder mit dem Sensor.
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Diese zwei Arten von Adaptern müssen jeweils
funktionieren, um: (1) LED-Ansteuersignale von einer Art von Monitor
in die Art von LED-Ansteuersignalen umzuwandeln, die von einem Sensor
erwartet werden, der ausgestaltet ist, um mit der anderen Art von
Monitor zu arbeiten, und (2) Daten von diesem Sensor in einem Format
zurück
an den Monitor zu übertragen,
das von dem Monitor erwartet wird.
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Um LED-Ansteuersignale von der Form,
die von einer dieser Arten von Monitoren erzeugt wird, in LED-Ansteuersignale
von der Form umzuwandeln, die durch die andere dieser Arten von
Monitoren erzeugt wird, ist es notwendig, gezielt Teile der von dem
Monitor empfangenen Eingangssignale umzuleiten. Dies wird erreicht,
indem die durch den Monitor erzeugten LED-Ansteuersigna le in einer
Doppelrolle des Lieferns von Energie an die LEDs in dem Sensor und
auch des Lieferns von Taktdaten zum Steuern des Adapters verwendet
werden, um die gewünschten
Ausgangssignale zu erzeugen. Die bevorzugten Ausführungsformen
der hierin vorgestellten Adapter verwenden ein aktives Schalten,
um die LED-Ansteuersignale
in Signale umzuwandeln, die den LEDs zugeführt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
hat der Adapter die Form eines zweipoligen Umschalters (DPDT), der
in Reaktion auf mindestens eines der LED-Ansteuersignale von dem
Monitor aktiv geschaltet wird. Jedoch kann ein Adapter vom 3-auf-2-Typ durch
jede Konstruktion verwirklicht werden, die ein Paar von LED-Ansteuersignalen
VO1 und VO2 in ein Paar von LED-Ansteuersignalen VN1 und VN2 umwandelt.
Genauso kann ein Adapter vom 2-auf-3-Typ durch jede Konstruktion verwirklicht
werden, die ein Paar von LED-Ansteuersignalen VN1 und VN2 in ein Paar
von LED-Ansteuersignalen VO1 und VO2 umwandelt.
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Ein Adapter vom 3-auf-2-Typ muss
LED-Ansteuersignale von einem 3-Leitungs-Monitor in LED-Ansteuersignale
umwandeln, die von einem 2-Leitungs-Sensor verlangt werden, und
ein Adapter vom 2-auf-3-Typ muss LED-Ansteuersignale von einem 2-Leitungs-Monitor
in LED-Ansteuersignale umwandeln, die von einem 3-Leitungs-Sensor verlangt werden.
Die folgenden zwei Abschnitte beschreiben spezielle Beispiele dieser
zwei Sätze
von Sensoren, Monitoren und Signalen.
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Betrieb eines 3-Leitungs-Monitors
mit einem 3-Leitungs-Sensor
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Ein 3-Leitungs-Monitor 51 liefert
an einem ersten Anschluss ein Signal VO1 (in den 1 und 4 gezeigt),
das kein Signal sein kann, wenn der Anschluss in einen offenen Zustand
(d. h. einen Zustand hoher Impedanz) geschaltet ist, oder auf eine
negative Spannung gesteuert werden kann. Ein zweiter Anschluss liefert
ein Signal VO2 (auch in den 1 und 4 gezeigt), das kein Signal
sein kann, wenn der Anschluss in einen offenen Zustand (d. h. einen
Zustand hoher Impedanz) geschaltet ist, oder auf eine negative Spannung
gesteuert werden kann. Es wird auch eine gemeinsame Masse GND an
einem dritten Anschluss bereitgestellt. Dieser Monitor ist bestimmt, um
mit einem 3-Leitungs-Sensor
verwendet zu werden, wobei die gemeinsame Masse mit den Anoden der
LEDs 11, 12 verbunden ist, die in 1 gezeigt sind. Alternativ kann der gemeinsame
Anschluss mit einer positiven Spannung verbunden sein, während die
anderen Anschlüsse
abwechselnd auf Masse gelegt werden.
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LED 12 strahlt Licht ab,
wenn VO1 negativ ist, und LED 11 strahlt Licht ab, wenn
VO2 negativ ist. VO1 und VO2 sind absichtlich niemals zur selben Zeit
negativ, so dass zu jeder gegebenen Zeit nur eine oder keine der
LEDs 11 und 12 aktiviert ist. Dies stellt sicher,
dass ein Patient nur einer Lichtwellenlänge zu einer Zeit ausgesetzt
ist, so dass der Fotodetektor zu jeder gegebenen Zeit optische Signale
für höchstens
eine einzige Lichtwellenlänge
empfängt. Dies
vereinfacht das Analysieren der Spektraldaten, die in dem von dem
Fotodetektor 17 empfangenen Licht enthalten sind. Optional
wird auch ein Dunkelsignal gemessen, wenn beide LEDs ausgeschaltet sind.
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Betrieb eines 2-Leitungs-Monitors
mit einem 2-Leitungs-Sensor
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In einem 2-Leitungs-Monitor 41 liefert
ein erster Anschluss ein Signal VN1 (in den 2 und 3 gezeigt),
und ein zweiter Anschluss liefert ein Signal VN2 (auch in den 2 und 3 gezeigt). Dieser Monitor ist bestimmt,
um mit einem 2-Leitungs-Sensor verwendet
zu werden.
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LED 21 strahlt Licht ab,
wenn VN1 HIGH ist und VN2 LOW ist. LED 22 strahlt Licht
ab, wenn VN2 HIGH ist und VN1 LOW ist. Keine LED ist angeschaltet,
wenn eine der Leitungen für
diese zwei Signale offen ist (in einem Zustand hoher Impedanz).
Weil VN1 und VN2 entgegengesetzten Enden beider LEDs zugeführt werden,
wird, wenn sowohl VN1 als auch VN2 zur selben Zeit gleichermaßen HIGH
oder gleichermaßen
LOW sind, ein Netto-Spannungsabfall von Null über beiden LEDs erzeugt, und
beide LEDs sind daher auch in solchen Intervallen ausgeschaltet.
Der Strom durch die LEDs wird typischerweise durch Begrenzungsschaltungen
in den LED-Steuereinrichtungen in dem Monitor begrenzt.
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Allgemeiner
Aufbau der Adapter
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Ein Adapter vom 3-auf-2-Typ kann
jede strukturelle Form annehmen, die es den Signalen VN1 und VN2
(in 2 gezeigt) ermöglicht,
in Abhängigkeit
von Eingangssignalen VO1 und VO2 (in 1 gezeigt)
erzeugt zu werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die
Adapter in der Form eines zweipoligen Umschalters (im Folgenden
als "DPDT-Schalter" bezeichnet) verwirklicht
werden, der in Abhängigkeit von
einem oder beiden der durch den Monitor gelieferten Signale geschaltet
wird. Somit werden solche Signale von dem Oximeter-Monitor in einer
zweifachen Weise verwendet: um Energie an eine zugehörige LED
zu liefern und um das Schalten des Adapters zu steuern. Der LED-Ansteuerstrom
kann durch das Oximeter geändert
werden, um die gewünschten Lichtpegel
an dem Detektor zu erhalten. Die Schalter müssen so gewählt werden, dass sie über den
gesamten Bereich möglicher
Strompegel arbeiten.
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Adapter vom 2-auf-3-Typ
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3 zeigt
die Verwendung eines zweipoligen Umschalters (DPDT) 90 als
ein Adapter vom 2-auf-3-Typ zur Verbindung eines 2-Leitungs-Monitors 41 mit
einem 3-Leitungs-Sensor 10. Das Eingangssignal VN1 wird einer ersten
Eingangsleitung 42 des DPDT-Schalters 90 zugeführt, und
das Eingangssignal VN2 wird einer zweiten Eingangsleitung 43 des
DPDT-Schalters 90 zugeführt.
Der Betrieb dieses DPDT-Schalters ist am leichtesten verständlich,
indem dieser Schalter als ein Paar einpoliger Umschalter (SPDT) 44 und 45 mit
Eingangsleitungen 42, 43 und Ausgangsleitungen 46 bis 49 angesehen wird.
Die Ausgangsleitungen 46 und 49 sind miteinander
kurzgeschlossen und mit dem gemeinsamen Anodenan schluss 410 der
Dioden 11 und 12 zu verbinden. Die Ausgangsleitung 47 ist
mit der Kathode 411 der LED 12 verbunden, und
die Ausgangsleitung 48 ist mit der Kathode 412 der
LED 11 verbunden.
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Ein Steuersignal C steuert die Zustände der SPDT-Schalter,
so dass die Schalter sich entweder befinden in: einem ersten Zustand,
in welchem nur LED 11 aktiviert ist, oder in einem zweiten
Zustand, in welchem nur LED 12 aktiviert ist. Dieser erste
Zustand ist durch die Positionen der SPDT-Schalter 44 und 45 mit
durchgezogenen Linien dargestellt, und der zweite Zustand ist durch
die Positionen der SPDT-Schalter 44 und 45 mit
gestrichelten Linien dargestellt. In einer alternativen Ausführungsform kann
das Steuersignal C von der Leitung 43 stammen.
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In diesem ersten Zustand ist die
Eingangsleitung 42, welche positiv ist, über die
Ausgangsleitung 46 mit der gemeinsamen Anode 410 verbunden,
und die Eingangsleitung 43, welche nun negativ ist, ist über die
Ausgangsleitung 48 mit der Kathode 412 der LED 11 verbunden,
wodurch nur LED 11 angeschaltet ist. In diesem zweiten
Zustand ist die Eingangsleitung 42, welche nun negativ
ist, über
die Ausgangsleitung 47 mit der Kathode 411 der
LED 12 verbunden, und die Eingangsleitung 43,
welche nun positiv ist, ist durch die Ausgangsleitung 49 mit
der gemeinsamen Anode 410 verbunden, wodurch nur LED 12 angeschaltet
ist. Das resultierende, über
LED 11 erzeugte Signalmuster ist daher im Wesentlichen
identisch mit VO1, und das resultierende, über LED 12 erzeugte
Signalmuster ist daher im Wesentlichen identisch mit VO2.
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Adapter vom 3-auf-2-Typ
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4 zeigt
eine Ausführungsform
eines Adapters vom 3-auf-2-Typ,
der einen zweipoligen Umschalter (DPDT) verwendet, damit die Eingangssignale
VO1 und VO2 einen 2-Leitungs-Sensor 20 ansteuern können.
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In 4 dient
ein zweipoliger Umschalter 92 als ein Adapter vom 3-auf-2-Typ,
um einen 3-Leitungs-Monitor 51 mit einem 2-Leitungs-Sensor 20 zu verbinden.
Das Eingangssignal VO1 wird einer ersten Eingangsleitung 52 des
DPDT-Schalters 92 zugeführt,
das Eingangssignal VO2 wird einer zweiten Eingangsleitung 53 des
DPDT-Schalters 92 zugeführt
und eine Masse GND des Monitors ist mit einer dritten (gemeinsamen)
Eingangsleitung 54 des DPDT-Schalters 92 verbunden.
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Ein Steuersignal D (welches in dieser
Ausführungsform
von VOl abgezweigt wird) steuert den Zustand des DPDT-Schalters.
Der Betrieb dieses DPDT-Schalters kann im Sinne seiner Äquivalenz
mit einem Paar einpoliger Umschalter 55 und 56 verstanden
werden. In einem ersten Zustand (dargestellt durch die Positionen
der SPDT-Schalter 55 und 56 mit durchgezogenen
Linien), welcher auftritt, wenn VO1 negativ ist und VO2 aus ist,
wird VO1 einer ersten Ausgangsleitung 57 zugeführt, die
mit einer ersten Eingangsleitung 58 des Sensors 20 verbunden ist,
und Masse GND ist mit einer zweiten Ausgangsleitung 59 verbunden,
die mit einer zweiten Eingangsleitung 510 des Sensors 20 verbunden
ist, wodurch nur LED 22 angeschaltet ist.
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In einem zweiten Zustand (dargestellt
durch die Positionen der SPDT-Schalter 55 und 56 mit
gestrichelten Linien), welcher auftritt, wenn VO1 aus ist und VO2
negativ ist, wird VO2 einer Ausgangsleitung 59 zugeführt und
Masse GND ist mit der Ausgangsleitung 57 verbunden, wodurch
nur LED 21 angeschaltet ist. Das resultierende, über LED 21 erzeugte Signalmuster
ist daher im Wesentlichen identisch mit VN1, und das resultierende, über LED 22 erzeugte Signalmuster
ist daher im Wesentlichen identisch mit VN2.
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Integration
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Die Adapter 40, 50 können in
einer Anzahl unterschiedlicher weisen in ein Oximetersystem integriert
werden. Jeder dieser Adapter kann: in dem Monitor enthalten sein,
an einer Frontplat te des Monitors so installiert sein, dass er mit
den geeigneten Leitungen von dem Monitor verbunden werden kann,
in dem Kabel enthalten sein, das den Sensor mit dem Monitor verbindet
(in einem Gehäuse,
das in der Länge
des Kabels gespleisst ist), an einem Eingangsende des Sensors so
installiert sein, dass er mit geeigneten Leitungen von dem Sensor
verbunden werden kann, im Kabelverbinder zum Monitor oder zum Sensor
installiert sein oder in dem Sensor enthalten sein. Es ist bevorzugt,
dass der Adapter lösbar
mit dem Kabel und/oder dem Monitor verbunden ist, so dass ein Benutzer
solch einen Adapter mit bestehenden Arten von Kabeln und Monitoren
verwenden kann, damit jede der oben diskutierten Arten von Sensoren mit
der anderen Art von Monitor verwendet werden kann.
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Bevorzugte Ausführungsformen
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5 zeigt
eine bevorzugte Ausführungsform
eines Adapters 40 vom 2-auf-3-Typ, der dem in 3 dargestellten Adapter
entspricht. Dieser Adapter ermöglicht
es, dass ein 2-Leitungs-Monitor 41 einen 3-Leitungs-Sensor 10 ansteuert.
Dieser Adapter enthält
einen DPDT-Schalter 90, der aus LEDs 60 bis 63 mit
entsprechenden Fototransistoren 60' bis 63' besteht. Die optische Kopplung
erfordert keine von dem durch den Monitor für die LEDs gelieferten Strom
separate externe Energie, damit dieser DPDT-Schalter arbeitet. Es
ist wichtig, den Strom zu den optischen Schaltern durch Verwenden
von Widerständen
R niedrig zu halten, weil der Adapter etwas von dem durch die Eingangssignale
VN1 und VN2 gelieferten Strom abzieht und dadurch die den Sensor-LEDs 11 und 12 zugeführte Strommenge
reduziert.
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Wenn VN1 HIGH ist und VN2 LOW ist
(der erste Zustand des DPDT-Schalters 90), strahlen die LEDs 62 und 63 Licht
zu den Fotodioden 62' bzw. 63' ab und verbinden
dadurch das Signal VN2 über
die Fotodiode 63',
die LED 12 und die Fotodiode 62' mit VN1. Dies schaltet LED 12 an.
Weil die LEDs 60 und 61 in Sperrrichtung betrieben
werden, befinden sich die zugehörigen
Foto dioden 60' und 61' jedoch in einem
Aus-Zustand, so dass LED 11 ausgeschaltet ist.
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Wenn VN1 LOW ist und VN2 HIGH ist
(der zweite Zustand des DPDT-Schalters 40), strahlen die LEDs 60 und 61 Licht
zu den Fotodioden 60' bzw. 61' ab und verbinden
dadurch das Signal VN1 über
die Fotodiode 61',
die LED 11 und die Fotodiode 60' mit VN2. Dies schaltet LED 11 an.
Weil die LEDs 62 und 63 in Sperrrichtung betrieben
werden, befinden sich die zugehörigen
Fotodioden 62' und 63' jedoch in einem
Aus-Zustand, so dass LED 12 ausgeschaltet ist.
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6 zeigt
eine erste bevorzugte Ausführungsform
eines Adapters vom 3-auf-2-Typ, der einen Satz von vier optisch
isolierten Schaltern mit Schalttransistoren 81 bis 84 und
Steuer-LEDs 81' bis 84' verwendet.
Die mit widerständen
bewirkte Strombegrenzung an den Schalter-Eingängen (LEDs 81' bis 84') minimiert
wieder den Energieverbrauch zum aktiven Schalten. Diese optisch
gekoppelten Ausführungsformen übertragen
typischerweise 80 bis 90% der Energie in den Eingangssignalen zu
den Ausgangssignalen von dem Adapter. VO1 dient als ein Eingangssignal,
das wahlweise zu dem Sensor durchgelassen wird, und dient auch als
ein erstes Steuersignal E. VO2 dient entsprechend als ein Eingangssignal,
das wahlweise zu dem Sensor durchgelassen wird, und dient auch als
ein zweites Steuersignal E'.
Die Schalter 81 und 84 sind nur leitend, wenn VO2
negativ ist, und die Schalter 82 und 83 sind nur leitend,
wenn VOl negativ ist. Wenn sich sowohl VO1 als auch VO2 bei Null
Volt befinden, sind alle Schalter 81 bis 84 nicht-leitend
und keine der LEDs 21 und 22 ist angeschaltet.
wenn VOl negativ ist und VO2 sich bei Null Volt befindet, sind nur
die Schalter 82 und 83 angeschaltet. Dies leitet
VO1 über
den Schalter 82 zu der Leitung 24 (was sie negativ
macht), wodurch LED 22 angeschaltet wird, und über 83 zur
Masse GND und schaltet LED 21 aus. Wenn VO1 sich bei Null
Volt befindet und VO2 negativ ist, sind nur die Schalter 81 und 84 angeschaltet.
Dies leitet VO2 über
den Schalter 84 zu der Leitung 25 (was sie negativ
macht), wodurch LED 21 angeschaltet wird, und über 81 zur Masse
GND und schaltet LED 22 aus. VOl und VO2 sind niemals beide
gleichzeitig LOW, so dass es nur drei verschiedene Zustände gibt:
nur LED 21 angeschaltet, nur LED 22 angeschaltet
oder sowohl LED 21 als auch LED 22 ausgeschaltet.
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Die Ausführungsform der 6 kann modifiziert werden, um die Transistoren 82 und 84 (und
die entsprechenden LEDs 82', 84') wegzulassen
und stattdessen direkte Verbindungen bereitzustellen. Die Transistoren 82 und 84 dienen
dazu, VO1 oder VO2 zu isolieren, wenn es nicht verwendet wird, und dieses
ist nicht notwendig, wenn sich die Leitungen VO1 und VO2, wenn sie
nicht aktiviert sind, in einem Zustand hoher Impedanz befinden.
Eine Ausführungsform,
welche mit einem Ausgang funktionieren würde, der von hoher Impedanz
ist, ist in 8 gezeigt,
die unten beschrieben wird.
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6 zeigt
auch ein externes Kodierelement 86, welches in Parallelschaltung
(oder alternativ in Reihenschaltung) mit dem Kodierwiderstand 27 hinzugefügt werden
kann, um seinen Wert auf einen Wert zu verändern, der von einer anderen
Art von Monitor erwartet wird (Element 86 kann ein Widerstand
oder irgendein anderes aktives oder passives Element sein). Dieses
ist nützlich,
weil verschiedene Monitore verschiedene Widerstandswerte für dieselbe
Wellenlänge
verwenden. Dieses kann jedem der gezeigten Sensoren oder Adapter
hinzugefügt
werden, nicht nur der Ausführungsform
der 6.
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7 zeigt
eine zweite bevorzugte Ausführungsform
eines Adapters 40 vom 2-auf-3-Typ. Dieser Adapter verwendet
zwei Schottky-Dioden 94 und 96. Wenn VN1 HIGH
ist, fließt
Strom durch die Schottky-Diode 94 zu dem gemeinsamen Knoten und über LED 12 zurück zur VN2-Leitung,
welche zu dieser Zeit LOW ist. LED 11 ist in Sperrrichtung
vorgespannt und leitet nicht, und genauso wenig wird es die Schottky-Diode 96 tun.
wenn VN2 HIGH ist, fließt Strom
durch die Schottky-Diode 96 und LED 11 und kehrt
und zu VN1 zurück,
welches zu dieser Zeit LOW ist. Hier sind die LED 12 und
die Schottky-Diode 94 in Sperrrichtung vorgespannt, wobei
keine von ihnen leitet. Schottky-Dioden sind gegenüber normalen
Dioden bevorzugt, weil sie niedrigere Spannungsabfälle in Vorwärtsrichtung
aufweisen.
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8 zeigt
eine zweite bevorzugte Ausführungsform
eines Adapters 50 vom 3-auf-2-Typ. Dieser Adapter weist
zwei Transistoren 98 und 100 auf. Der VO1-Anschluss
ist über
einen Widerstand 102 mit der Basis des Transistors 100 verbunden.
Das VO2-Signal ist über einen
Widerstand 104 mit der Basis des Transistors 98 verbunden.
Beide Transistoren sind Transistoren vom PNP-Typ und schalten somit
an, wenn die Basis im Vergleich zu ihrem Emitter LOW ist. Die Emitter
sind mit dem Masse-Anschluss verbunden.
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Im Einsatz werden VO1 oder VO2 in
Bezug auf Masse negativ. Wenn VO1 negativ wird, schaltet dies Transistor 100 an,
was einen Weg zwischen Masse und Anschluss 25 des Sensors 20 bildet.
Somit fließt
Strom von Masse über
den Transistor 100 über
LED 22, welche angeschaltet ist, und kehrt zu VO1 zurück. Mit
VO2 in einem Zustand hoher Impedanz ist die Basis des Transistors 98 nur
um den Betrag des Spannungsabfalls des Transistors 100 vom Kollektor
zum Emitter negativ, was unzureichend ist, um den Transistor 98 anzuschalten.
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Alternativ schaltet Transistor 100 aus
(weil VO1 sich in einer hohen Impedanz befindet) und Transistor 98 schaltet
an, wenn VO2 in Bezug auf Masse negativ wird. Somit fließt Strom
von Masse über
den Transistor 98 über
LED 21 und kehrt zu VO2 zurück. Die Widerstände werden
verwendet, um die Menge an Strom zu begrenzen, die abgezogen wird,
um die Transistoren 98 und 100 zu aktivieren. Diese
Ausführungsform
geht davon aus, dass VO1 und VO2 sich in einem Zustand hoher Impedanz
befinden, wenn sie inaktiv sind, und auf diese Weise wird ein anderer
Satz von Schaltern zur Isolation nicht benötigt.
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Wie aus den obigen Beschreibungen
ersichtlich ist, "stielt" die vorliegende
Erfindung Energie (Strom) von dem LED-Ansteuer strom des Monitors, um
eine Funktion auszuführen,
die nicht innerhalb des Puls-Oximeter-Monitors ausgeführt wird.
Insbesondere ist die in einer bevorzugten Ausführungsform ausgeführte Funktion
das Steuern des Schaltens von Verbindungen. Dies trifft insbesondere
in den Ausführungsformen
der 5, 6 und 8.
zu, in welchen Energie verwendet wird, um die Schalter zu steuern.
Die nicht "gestohlene" Energie wird verwendet,
um die Sensor-LEDs
anzusteuern. Wie insbesondere in den 6 und 8 gezeigt, können Widerstände verwendet
werden, um die Menge an umgeleitetem Strom zu begrenzen.
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9 zeigt
eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, welche in ein Kabel zum Verbinden eines
Sensors mit einem Oximeter-Monitor eingebaut werden kann. 9 zeigt ein Kabel 106 mit einem
Monitor-Verbinder 108 zur Verbindung mit einem 3-Leitungs-Monitor
und einem Sensor-Verbinder 110 zur Verbindung mit einem
3-Leitungs-Sensor. Entsprechend wird ein Verbinder 112 zur
Verbindung mit einem 2-Leitungs-Monitor zusammen mit einem Verbinder 114 zur
Verbindung mit einem 2-Leitungs-Sensor bereitgestellt. Die Verwendung
eines solchen universellen Kabels ermöglicht es, jede Art von Monitor
mit jeder Art von Sensor zu verbinden, was die Notwendigkeit beseitigt,
mehrere Arten von Adaptern auf Lager zu halten.
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10 zeigt
die Verbindungsleitungen des Verbinders der 9 mit einem Adapter 50, der
den 3-Leitungs-Oximeter-Verbinder 108 mit dem 2-Leitungs-Sensor-Verbinder 114 verbindet.
Entsprechend verbindet Adapter 40 den 2-Leitungs-oximeter-Monitor-Verbinder 112 mit
dem 3-Leitungs-Sensor-Verbinder 110. Dieses Kabel kann
so betrieben werden, dass die nicht verwendeten Verbindungen einfach
offen gelassen werden, was einen offenen Stromkreis (hohe Impedanz)
schafft, der den Betrieb des anderen Adapters nicht beeinflusst.
Alternativ kann ein Zustandsschalter 116 hinzugefügt werden, um
den Adapter, welcher nicht verwendet wird, aktiv zu trennen, um
jeden möglichen
Energieverbrauch durch seine Komponenten zu verhindern, während der
andere Adapter verwendet wird. Die Adapter 50, 40 und
der Zustandsschalter
116 sind bevorzugt als ein Teil des
Kabels 106 ausgebildet oder damit verbunden.
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11 ist
ein Diagramm, das einen zweifach einsetzbaren Sensor 120 und
einen entsprechenden Adapter 122 zeigt. Alternativ können diese
in einer einzigen Einheit kombiniert werden. In noch einer weiteren
Alternative kann der Adapter weggelassen und der Sensor 120 unmittelbar
mit entweder einem Monitor, der zwei LEDs ansteuert, oder einem
Monitor, der drei LEDs ansteuert, verbunden sein. Der zweifach einsetzbare
Sensor weist eine 2-Leitungs-Anordnung
von LEDs 124 und 126 auf. In diesem Beispiel liegt
die LED 124 bevorzugt im roten Wellenlängenband und die LED 126 liegt
im IR-Wellenlängenband.
Eine weitere LED 128 ist hinzugefügt, die der zweiten LED der
3-Leitungs-Anordnung entspricht. Es sind drei Ausgangsanschlüsse vorgesehen,
ein Ausgangsanschluss 130, welcher allen LEDs gemeinsam
ist, ein Anschluss 132 von der Kathode der LED 128 und
ein Anschluss 134 von der Kathode der LED 124,
der auch mit der Anode der LED 126 verbunden ist. In dieser
Ausgestaltung werden die LEDs bereitgestellt, die für jede Art
von Sensor, 10 oder 20, notwendig sind.
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Der Adapter 122 zeigt zwei
verschiedene Verbinder, einen Verbinder 136 für einen
3-Leitungs-Monitor und einen Verbinder 138 für einen 2-Leitungs-Monitor.
Für den
2-Leitungs-Verbinder 138 werden nur die Leitungen 130 und 134 des
zweifach einsetzbaren Sensors 120 verwendet. Auf der anderen
Seite werden für
den 3-Leitungs-Verbinder 136 alle drei Leitungen 130, 132 und 134 verwendet.
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Die Linien 138' zeigen wie
der Verbinder 138, der zwei LEDs ansteuert, verbunden ist,
um abwechselnd die LEDs 124, 126 anzusteuern,
und die Linien 136' zeigen
wie der Verbinder 136, der drei LEDs ansteuert, verbunden
ist, um abwechselnd die LEDs 126, 128 anzusteuern.
Die Ansteuer-Verbindungen können
somit extern von dem Sensor hergestellt werden, was somit den Sensor
für jede
Art von Monitor in gleicher Weise anwendbar macht.
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Wie ersichtlich ist, werden nur die
Leitungen 130, 134 verwendet, wobei 132 offen
ist, wenn der Verbinder 138 mit einem 2-Leitungs-Monitor
verbunden ist. Da die Leitung 132 offen ist, wird die LED 128 effektiv
aus dem Stromkreis herausgenommen und der Sensor und der Monitor
können
in der normalen Weise unter Verwendung der LEDs 124 und 126 arbeiten.
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Wenn der Verbinder 136 für einen
Monitor vom 3-Leitungs-Typ verwendet wird, werden alle drei Leitungen
verwendet. Jedoch wird LED 126 effektiv aus dem Stromkreis
herausgenommen, da Strom nie in eine Richtung fließt, welche
sie aktivieren würde.
In einer ersten Betriebsart liefert die Leitung 130, welche
mit Masse verbunden ist, über
die IR-LED 128 Strom an eine negativ vorgespannte Leitung 132.
An diesem Punkt ist die Leitung 134 von hoher Impedanz
und kein Strom fließt
in diese Richtung. In der zweiten Betriebsart ist die Leitung 130 wieder
Masse, wobei die Leitung 132 sich bei einer hohen Impedanz befindet
und die Leitung 134 negativ gezogen wird. Dies bewirkt,
dass Strom durch die rote LED 124 fließt, aber nicht durch LED 126,
welche in Sperrrichtung vorgespannt ist.
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Es werden zwei verschiedene IR-LEDs
statt zweier verschiedener roter LEDs verwendet, da Oximeter-Sensoren,
die gegenwärtig
auf dem Markt sind, typischerweise rote LEDs von ungefähr derselben
Wellenlänge
haben, während
sich ihre IR-LEDs unterscheiden.
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Darüber hinaus weist der zweifach
einsetzbare Sensor 120 zwei Kodierelemente (aktiv oder passiv) 140 und 142 auf.
Das Kodierelement 140 wird verwendet, um die Wellenlänge der
roten LED 124 (und/oder andere bedeutsame Parameter) an
einen Oximeter-Monitor vom 3-Leitungs-Typ zu melden, der mit Verbinder 136 verbunden
ist. Ein separates Kodierelement 142 wird verwendet, um
die Wellenlänge
der roten LED 124 (und/oder andere bedeutsame Parameter)
für einen
2-Leitungs-Monitor anzugeben. Obwohl die rote LED dieselbe Wellenlänge hat, werden
wechselnde Kodierschemata für
Monitore, die gegenwärtig
auf dem Markt sind, für
die selben Wellenlängen
verwendet. Dementsprechend sind die Leitungen des Elementes 140 nur
mit dem Verbinder 136 verbunden, und die Leitungen von
Element 142 sind nur mit dem Verbinder 138 verbunden.
Der Detektor 144 ist mit beiden Verbindern verbunden.
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Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme
auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen
von ihr beschrieben worden ist, ist sie dadurch nicht beschränkt. Jeder
einer Vielzahl aktiver Schalter ist im Stand der Technik wohl bekannt
und kann einfach den hierin beschriebenen zweipoligen Umschalter
ersetzen. Darüber
hinaus können
zahlreiche elektronische Elemente, die von den hierin beschriebenen
Fototransistoren und Transistoren abweichen, verwendet werden, um
das elektronische Schalten zu bewirken. Zum Beispiel kann ein anderer
Lichtabstrahler als eine LED verwendet werden, wobei seine Anschlüsse allgemein
als ein Emitter-Ansteueranschluss und ein Emitter-Ausgangsanschluss
bezeichnet werden statt als eine Anode und eine Kathode. Alternativ
kann der Adapter ausgestaltet sein, damit der 2-Leitungs-Teil des
Adapters mit entweder einem 2-Leitungs-Oximeter oder einem 2-Leitungs-Sensor verbunden
werden kann statt nur auf eine dieser Richtungen spezialisiert zu
sein. In gleicher Weise kann der 3-Leitungs-Teil des Adapters mit entweder
einem 3-Leitungs-Monitor oder einem 3-Leitungs-Sensor verbindbar
sein. Alle derartigen Äquivalente
werden durch die Erfindung umfasst, wobei die Erfindung nur durch
die beigefügten
Ansprüche
beschränkt
wird.