JP2005528610A - カートリッジの構造、流体分析装置の構造およびそれらの方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は本明細書に記載の基本に関する使用環境の一例を示している。図1にて医療処置システムが符号20で示されている。患者22は分析装置24に隣接するベッド23に横たわっている。医療処置システム20は、例えば病院の部屋、手術室またはその他の患者処置施設内におかれる。分析装置24は流体試料を分析して、例えば特定の適用例に応じて酸素含有量、クレアチン含有量、血液尿素窒素(BUN)含有量、グルコース含有量、ナトリウム(ソジウム)含有量、酸性度(pH)、二酸化炭素含有量、カルシウム含有量、ポッタシウム含有量、ヘマトクリット含有量、塩化物含有量、乳酸塩含有量、凝固およびその他の望まれる情報を決定する。
本明細書の基本を使用して流体の特徴を決定するために、関心の持たれる特徴の測定に選ばれたセンサーが使用される。センサーはさまざまな形式とされる。電気化学センサーとして使用される典型的なセンサーの形式は、イオン選択式電極(電位)センサー(ion selective electrode(potentiometric)sensor)、電流式センサー(amperometric sensor)、導電度センサー(conductometric sensor)および酵素活性式センサー(enzymatic sensor)である。
図3は一例のカートリッジ26の平面図を模式的に示す。カートリッジ26はポリカーボネートのようなポリマー材料で構成されることが好ましい基台構造50を含む。基台構造50は基板52を保持するか、そのハウジングとされる。好ましい適用例では、基板52はセラミックス製基板とされる。
図5〜図7は模式的に流体チャンネル54、および流体チャンネル54内の流体の流れ方向を制御するシステム120を示している。或る適用例では、第二のポート70を通して流れる物質が、第一のポート66を通して流れる第一の流体容器68の流体と混合することを防止するためにシステム120を使用することが好ましい。例えば、図3および図4に示した実施例では、システム120は分析する流体試料(例えば血液)が第一の流体容器68内に収容されている較正流体と混合することを防止する。このような混合は較正流体で血液試料を汚し、得られる血液試料の分析結果を不正確にする。混合を防止する一つの方法は、流体チャンネル54から第一のポート66へ、そして第一のポート66を通る流体試料の流れを遮断することである。
作動において、カートリッジ26を使用するには、カートリッジ26は分析装置24へ作動的に挿入されるか、連結される。分析装置24は、例えば、上述したようなIMRA血液分析装置を含むことができる。または、分析装置24はモニター28に連結できる上述したようなPORTAL血液分析装置を含むことができる。または、分析装置24は記載内容全体が本明細書に援用される米国特許第6066243号に記載されたような装置を含むことができる。体液、例えば血液は患者22から注射器74に抜出され、ルアー型ロック76でカートリッジ26に固定できる。これはカートリッジ26を分析装置24に挿入する前または後に、そして較正の前または後に行える。
本明細書の基本を使用して構成された典型的な一つのカートリッジ26は、2.3kg(5lb)未満、典型的には0.45kg(1lb)未満の重量を有す。そのカートリッジは64.5cm2(10in2)を超えない、しばしば32.3cm2(5in2)を超えない周辺領域を有する。「手持ちできる」寸法とされ、すなわち人の手で取り扱える寸法とされる。
一般に、本明細書の一つの基本例では、流体試料の分析を行うためのカートリッジが提供されるのであり、このカートリッジは分析装置と使用され、そのカートリッジは流体チャンネルを形成する基台構造と、流体チャンネル内に配置されたセンサー構造とを含んでおり、センサー構造は(i)少なくとも一つの乾燥保存センサー、および(ii)少なくとも一つの湿り保存センサーを含み、基台構造は流体チャンネルと流体連通された第一のポートを形成し、また基台構造は流体チャンネルと流体連通された第二のポートを形成している。
22 患者
23 ベッド
24 分析装置
26 カートリッジ
28 モニター
30 データベース
31 分析装置
32 カートリッジ受入れ空間
34 外部ハウジング
36 携帯用ハンドル
38 開口
40 出力ディスプレイ
42 バッテリー・ケース
50 基台構造
52 基板
54 流体チャンネル
56 センサー構造
58 導電構造
60 導電体
62 縁部
64 ポート構造
66 第一のポート
68 第一の流体容器
70 第二のポート
72 第二の流体容器
74 注射器
76 ルアー型ロック
78 第三のポート
80 ダクト
82 廃棄チャンバ
84 第一の部分
86 第二の部分
88 第三の部分
90 酸素センサー
92 クレアチン・センサー
94 血液尿素窒素(BUN)センサー
96 ソジウム・センサー
98 塩化物センサー
100 ポッタシウム・センサー
102 カルシウム・センサー
104 乳酸塩センサー
106 pHセンサー
108 二酸化炭素センサー
110 ヘマトクリット・センサー
112 グルコース・センサー
114 隔壁
115 自己シーリング・ガスケット
120 システム
122 バルブ構造
124 第一のバルブ
126 チェック・バルブ
130 第二のバルブ
132 チェック・バルブ
140 流体給付構造
142 流体通路
144 アクチュエータ
146 内部空間
148 押しボタン
150 蓋
152 基台ハウジング
154 外壁
156 口
158 ダクト
160 支持部材
162 ハンドル
164 ドーム形部分
Claims (37)
- 流体試料の分析を行うために分析装置と共に使用され、流体チャンネル(54)を形成する基台構造(50)と、流体チャンネル(54)内に配置されたセンサー構造(56)とを含み、前記センサー構造(50)は前記流体チャンネル(54)と流体連通された第一のポート(66)を形成しているカートリッジであって、
(a)前記基台構造(50)は前記流体チャンネル(54)と流体連通された第二のポート(70)を形成しており、
(b)前記第一のポート(66)を通して前記流体チャンネル(54)へ流れる流体の流れを選択的に制御するために、第一のバルブ構造(122)が前記基台構造(50)に作動的に配置されていることを特徴とするカートリッジ。 - (a)前記第一のポート(66)と流体連通された第一の流体容器(68)を含み、
(i)前記第一のバルブ構造(122)が前記第一の流体容器(68)から前記流体チャンネル(54)への流体の流れを選択的に制御するようになっている請求項1に記載されたカートリッジ。 - (a)前記第二のポート(706)と流体連通された第二の流体容器(72)を含み、
(i)前記第一のバルブ構造(122)が前記第二の流体容器(72)から前記第一の流体容器(68)への流れを防止するようになっている請求項2に記載されたカートリッジ。 - (a)前記第二のポート(70)を通して前記流体チャンネル(54)への向かう流体の流れを選択的に制御し、前記第一の流体容器(68)から前記第二の流体容器(72)へ向かう流体の流れを防止するために作動的に配置された第二のバルブ構造(130)をさらに含む請求項3に記載されたカートリッジ。
- (a)前記第一のバルブ構造(122)がチェック・バルブ(126)であり、
(b)前記第二のバルブ構造(130)がチェック・バルブ(126)である請求項4に記載されたカートリッジ。 - (a)前記センサー構造(56)が少なくとも二つのセンサーを含む請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載されたカートリッジ。
- (a)前記センサー構造(56)が20個以下のセンサーを含む請求項6に記載されたカートリッジ。
- (a)前記センサー構造(56)が少なくとも一つの電気化学センサーを含む請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載されたカートリッジ。
- (a)前記センサー構造(56)が少なくとも一つの酵素活性式センサーを含む請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載されたカートリッジ。
- (a)前記センサー構造(56)が
(i)少なくとも一つの酵素活性式センサーと、
(ii)少なくとも一つの電流式センサーと、
(iii)少なくとも一つのイオン選択式電極センサーとを含む請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載されたカートリッジ。 - (a)前記センサー構造(56)が少なくとも一つの導電度センサーを含む請求項10に記載されたカートリッジ。
- (a)前記センサー構造(56)がpHセンサー(106)、二酸化炭素センサー(108)、酸素センサー(90)、ソジウム・センサー(96)、カルシウム・センサー(102)、ポッタシウム・センサー(100)、ヘマトクリット・センサー(110)、血液尿素窒素センサー(94)、塩化物センサー(98)、グルコース・センサー(112)、乳酸塩センサー(104)、クレアチン・センサー(92)からなる群から選ばれた少なくとも一つのセンサーを含む請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載されたカートリッジ。
- (a)前記第一の流体容器(68)が前記基台構造(50)に取外し可能に取付けられるように構成され配置された請求項2から請求項12までのいずれか一項に記載されたカートリッジ。
- (a)前記第一の流体容器(68)が流体通路(142)および流体給付アクチュエータ(144)を形成しており、
(i)前記アクチュエータ(144)が前記第一の流体容器(68)の内部空間から前記流体通路(142)を通り、前記第一のポート(66)を通る流体の流れを開始させるために構成され配置されている
請求項2から請求項13までのいずれか一項に記載されたカートリッジ。 - (a)前記第一の流体容器(68)が基台(152)および前記基台(152)に取付けられた蓋(150)を含み、
(i)前記蓋(150)が前記アクチュエータ(144)を含み、前記アクチュエータ(144)がオーバー・センターの係合可能なボタン(148)を含んでいる
請求項14に記載されたカートリッジ。 - (a)前記オーバー・センターの係合可能なボタン(148)が前記基台(152)へ向けて押圧できるドーム形部分(164)を含んでいる請求項15に記載されたカートリッジ。
- (a)前記第一の流体容器(68)が内部に較正流体を含む請求項2から請求項16までのいずれか一項に記載されたカートリッジ。
- (a)前記第二の流体容器(72)が前記基台構造(50)に取外し可能に取付けられるように構成され配置されている請求項3から請求項17までのいずれか一項に記載されたカートリッジ。
- (a)前記第二の流体容器(72)が内部に血液を含む請求項3から請求項18までのいずれか一項に記載されたカートリッジ。
- (a)前記第二の流体容器(72)が注射器(74)を含む請求項3から請求項19までのいずれか一項に記載されたカートリッジ。
- (a)前記流体チャンネル(54)と流体連通された第三のポート(78)をさらに含む請求項3から請求項20までのいずれか一項に記載されたカートリッジ。
- (a)前記第三のポート(78)と流体連通された隔壁(114)及びダクト(80)をさらに含む請求項21に記載されたカートリッジ。
- (a)前記センサー構造(56)が複数のセンサーを含み、
(b)前記第三のポート(78)および前記センサー構造(56)が、第三のポート(78)を通って前記流体チャンネル(54)へ流れ込むことを許すように構成され配置されており、これにより前記センサーの幾つかのみの上を流れる流体の流れを形成し、残りのセンサーの上は流体が流れないようにする請求項21および請求項22いずれかに記載されたカートリッジ。 - (a)前記センサー構造が
(i)酸素センサー(90)
(ii)クレアチン・センサー(92)および血液尿素窒素センサーの少なくとも一つ
(iii)グルコース・センサー(112)
(iv)ソジウム・センサー(96)、pHセンサー(106)、二酸化炭素センサー(108)、カルシウム・センサー(102)、ポッタシウム・センサー(100)、ヘマトクリット・センサー(110)、塩化物センサー(98)および乳酸塩センサー(104)の少なくとも一つを含み、
(b)前記酸素センサー(90)が前記第二のポート(70)の下流側で前記第一のポート(66)および前記第三のポート(78)の上流側に位置し、
(c)クレアチン・センサー(92)および血液尿素窒素センサー(94)の前記少なくとも一つが前記第一のポート(66)および前記第二のポート(70)の下流側で前記第三のポート(78)の上流側に位置し、
(d)前記グルコース・センサー(112)、およびソジウム・センサー(96)、pHセンサー(106)、二酸化炭素センサー(108)、カルシウム・センサー(102)、ポッタシウム・センサー(100)、ヘマトクリット・センサー(112)、塩化物センサー(98)および乳酸塩センサー(104)の少なくとも一つが前記第一のポート(66)、前記第二のポート(70)および前記第三のポート(78)の下流側に位置する請求項21から請求項23までのいずれか一項に記載されたカートリッジ。 - (a)前記センサー構造(56)と電気的に接触された導電構造(58)で、カートリッジ(26)が分析装置(31)に取付けられたときに前記導電構造(58)がセンサー構造(56)を分析装置(31)に接続させるように構成され配置されている導電構造(58)をさらに含む請求項1から請求項24までのいずれか一項に記載されたカートリッジ。
- (a)前記基台構造(50)で形成された廃棄チャンバ(82)で、前記流体チャンネル(54)と流体連通された廃棄チャンバ(82)をさらに含む請求項1から請求項25までのいずれか一項に記載されたカートリッジ。
- 流体チャンネル(54)に複数のセンサーを含むカートリッジを準備する段階を含み、複数のセンサーは少なくとも一つの湿り保存センサーおよび少なくとも一つの乾燥保存センサーを含む流体試料を分析する方法であって、
(a)較正流体を流体チャンネル(54)に給付して少なくとも一つの湿り保存センサーおよび少なくとも一つの乾燥保存センサーの上に流すことでセンサーを較正する段階を含むことを特徴とする方法。 - (a)流体試料を流体チャンネルに給付して複数のセンサーの各々の上を流す段階と、
(b)流体試料が流体チャンネルに位置するときに流体試料が較正流体と混合することを防止する段階とを含むことを特徴とする請求項27に記載された方法。 - (a)前記較正段階が第一のポートを通して流体チャンネルへ較正流体を給付する段階を含み、
(b)前記防止段階が流体チャンネルから第一のポートへ、また第一のポートを通して流れる流体試料の流れを遮断する段階を含む請求項28に記載された方法。 - (a)流体試料を流体チャンネルへ給付する前記段階の前に、較正流体を流体チャンネルから廃棄チャンバへ移動させる段階をさらに含む請求項28または請求項29のいずれかに記載された方法。
- (a)較正流体の前記移動段階が流体チャンネルから廃棄チャンバへ較正流体を空気ポケットと共に押し流す段階を含む請求項30に記載された方法。
- (a)前記給付段階が第二のポートを通して流体チャンネルへ流体試料を給付する段階を含み、
(b)流体チャンネルから第二のポートを通る較正流体の流れを防止する段階をさらに含む請求項29から請求項31までのいずれか一項に記載された方法。 - (a)流体チャンネルから第一のポートへ、また第一のポートを通る流体試料の流れを遮断する前記段階が、流れを遮断するために第一のポートに第一のチェック・バルブを使用することを含み、
(b)流体チャンネルから第二のポートを通る較正流体の流れを遮断する前記段階が、流体チャンネルから第二のポートを通る較正流体の流れを遮断するために第二のポートに第二のチェック・バルブを使用することを含む請求項32に記載された方法。 - (a)分析装置にカートリッジを作動的に配置する段階をさらに含む請求項27から請求項33までのいずれか一項に記載された方法。
- (a)センサーの前記較正段階が較正流体を流体チャンネルに給付してセンサーの一つをのぞくセンサーの全ての上を流す段階を含んでいる請求項27から請求項33までのいずれか一項に記載された方法。
- (a)較正流体を流体チャンネルに給付して一つのセンサーを除く全てのセンサーの上に流す前記段階が、較正流体を流体チャンネルへ給付して酸素センサーを除く全てのセンサーの上に流す段階を含んでいる請求項35に記載された方法。
- (a)較正流体を給付してセンサーを較正する前記段階が、オーバー・センター式ボタンを押圧して較正流体を較正流体容器から流体チャンネルへ送出し、少なくとも一つの選ばれたセンサーの上に流す段階を含んでいる請求項27から請求項36までのいずれか一項に記載された方法。
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