JP2590382Y2 - 血液パラメータの光学的検出用組立体 - Google Patents
血液パラメータの光学的検出用組立体Info
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
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- G—PHYSICS
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Description
【0001】
【産業上の利用分野と従来の技術】様々な血液の特性パ
ラメータ(以下、「血液パラメータ」という)のうちの
1つ又は多くのものを検出することが必要とされ又は好
ましいことが多い。このような血液パラメータの実例
は、血液ガス、水素イオン(pH)、他の電解液、ぶど
う糖、赤血球その他のような、血液構成要素の存在及び
/又は濃度を含んでいる。血液パラメータは同時に検出
と適当な測定とを行うことができ、そしてこれが例えば
Maxwellの米国特許第4,830,013号に述
べられているように生体内で、Cooperの米国特許
第4,640,820号に記載されているように生体外
で又は体外循環の血液回路で行われる。
ラメータ(以下、「血液パラメータ」という)のうちの
1つ又は多くのものを検出することが必要とされ又は好
ましいことが多い。このような血液パラメータの実例
は、血液ガス、水素イオン(pH)、他の電解液、ぶど
う糖、赤血球その他のような、血液構成要素の存在及び
/又は濃度を含んでいる。血液パラメータは同時に検出
と適当な測定とを行うことができ、そしてこれが例えば
Maxwellの米国特許第4,830,013号に述
べられているように生体内で、Cooperの米国特許
第4,640,820号に記載されているように生体外
で又は体外循環の血液回路で行われる。
【0002】重要な多くの血液パラメータが光学的に検
出されるのが有利であり、そしてこれは例えば、蛍光吸
収又は伝送技術を用いて行うことができる。光学的検出
作用は典型的には使い捨てできる装置と再使用可能な計
器とを必要とする。この使い捨てできる装置は当該血液
パラメータを検出するための光学センサを含んでいる。
この光学センサは光入力信号に応答し当該血液パラメー
タに関する光出力信号を提供する。
出されるのが有利であり、そしてこれは例えば、蛍光吸
収又は伝送技術を用いて行うことができる。光学的検出
作用は典型的には使い捨てできる装置と再使用可能な計
器とを必要とする。この使い捨てできる装置は当該血液
パラメータを検出するための光学センサを含んでいる。
この光学センサは光入力信号に応答し当該血液パラメー
タに関する光出力信号を提供する。
【0003】使い捨て可能な装置と再使用可能な計器と
の間の光学上の結合(coupling)を得るため、
この計器を使い捨て可能な装置に光学的に連結する(c
onnect)ことが必要である。これは例えば計器の
ヘッドを使い捨て可能な装置に結合することにより行わ
れる。この光学的連結が、できるだけ小さな公知の光学
的損失でなされ、また、使い捨て可能な装置が取外され
かつ計器ヘッドで取替えられた時に繰返し可能であるこ
とが重要である。
の間の光学上の結合(coupling)を得るため、
この計器を使い捨て可能な装置に光学的に連結する(c
onnect)ことが必要である。これは例えば計器の
ヘッドを使い捨て可能な装置に結合することにより行わ
れる。この光学的連結が、できるだけ小さな公知の光学
的損失でなされ、また、使い捨て可能な装置が取外され
かつ計器ヘッドで取替えられた時に繰返し可能であるこ
とが重要である。
【0004】今までは、計器ヘッドは浅い両端開放の凹
所を含む使い捨て可能の装置の表面に向かってきっちり
と押しつけられてきた。この計器ヘッドは、この凹所の
外端と同一平面上にある光ファイバーの束の形式の光伝
送部材を含んでいる。この構造により、使い捨て要素の
浅い凹所は、公知の再現可能な光学的効率をもたらす空
気の隙間を区画形成する。
所を含む使い捨て可能の装置の表面に向かってきっちり
と押しつけられてきた。この計器ヘッドは、この凹所の
外端と同一平面上にある光ファイバーの束の形式の光伝
送部材を含んでいる。この構造により、使い捨て要素の
浅い凹所は、公知の再現可能な光学的効率をもたらす空
気の隙間を区画形成する。
【0005】この構造はこの凹所に水分が存在しない限
り非常に具合良く作動する。しかしあいにくと水分はこ
の凹所に溜まる危険性があり、そしてこれが起きたなら
ば、光学的結合の損失が変化し、血液パラメータの読取
りは乱され反復性が失われる。例えば、使い捨て装置の
保管中又は手術室内の組立て操作の間の蒸気の凝縮の結
果として、水分がこの凹所に形成される。水分は、使い
捨て装置が測定後に取外され計器ヘッドに再び取り付け
られた時凹所の中に入る。さらに、手術室における冷却
配管と冷却器具からの凝縮が、使い捨て装置の使用中に
水分を凹所に導入する可能性がある。
り非常に具合良く作動する。しかしあいにくと水分はこ
の凹所に溜まる危険性があり、そしてこれが起きたなら
ば、光学的結合の損失が変化し、血液パラメータの読取
りは乱され反復性が失われる。例えば、使い捨て装置の
保管中又は手術室内の組立て操作の間の蒸気の凝縮の結
果として、水分がこの凹所に形成される。水分は、使い
捨て装置が測定後に取外され計器ヘッドに再び取り付け
られた時凹所の中に入る。さらに、手術室における冷却
配管と冷却器具からの凝縮が、使い捨て装置の使用中に
水分を凹所に導入する可能性がある。
【0006】
【考案が解決しようとする課題】本考案は、使い捨て装
置と計器との間の光学的接触面から水分を積極的に排除
することによりまた使い捨て装置が計量を行う計器に再
び取付けられた時一層再現可能な又は反復可能な光学的
結合をもたらすことにより、上記の問題を解決する。さ
らに、ある程度、水分が光学的接触面に蓄積することが
あったとしても、この接触面を通過する光信号はこの水
分から本質的に免れる。この結果、血液パラメータの読
取りは極めて信頼できるものとなる。
置と計器との間の光学的接触面から水分を積極的に排除
することによりまた使い捨て装置が計量を行う計器に再
び取付けられた時一層再現可能な又は反復可能な光学的
結合をもたらすことにより、上記の問題を解決する。さ
らに、ある程度、水分が光学的接触面に蓄積することが
あったとしても、この接触面を通過する光信号はこの水
分から本質的に免れる。この結果、血液パラメータの読
取りは極めて信頼できるものとなる。
【0007】
【課題を解決するための手段】本考案は、1つの表面と
血液パラメータを検出する光学センサとを有する支持構
造を含んでいる、少なくとも1つの血液パラメータを光
学的に検出するのに用いる装置において具体化される。
この光学サンサは好ましくは支持構造によって担持され
光入力信号に応答し必要な血液パラメータに関する光出
力信号をもたらす。
血液パラメータを検出する光学センサとを有する支持構
造を含んでいる、少なくとも1つの血液パラメータを光
学的に検出するのに用いる装置において具体化される。
この光学サンサは好ましくは支持構造によって担持され
光入力信号に応答し必要な血液パラメータに関する光出
力信号をもたらす。
【0008】水分を排除するため変形可能な光学的結合
要素又は変形可能なシールがいくつかの信号のうちの少
なくとも1つを受け取るため1つの位置の基材の表面上
で、基材によって担持される。この光学的結合要素はそ
こを通過すべき光信号を伝送することができる。
要素又は変形可能なシールがいくつかの信号のうちの少
なくとも1つを受け取るため1つの位置の基材の表面上
で、基材によって担持される。この光学的結合要素はそ
こを通過すべき光信号を伝送することができる。
【0009】使用時、この変形可能な光学的結合要素は
1つ又は複数の光ファイバー又はロッドからなる光伝送
部材の端面と支持構造の表面との間で圧縮荷重がかけら
れ、この光学的結合要素を変形させるようにする。光学
的結合要素が変形可能であるので、これを両光学的表
面、すなわち光伝送部材の端面と支持構造の表面とに押
しつけ、光伝送部材とこの表面との間の光学的通路から
水分を排除するようにすることができる。この光学的結
合要素は必要な波長に対して伝送性を有しそのため伝送
部材と支持構造との間に光学的な結合が得られる。さら
に、この光学的結合要素はこの光学的通路から液体を排
除するためのシールとして作用する。
1つ又は複数の光ファイバー又はロッドからなる光伝送
部材の端面と支持構造の表面との間で圧縮荷重がかけら
れ、この光学的結合要素を変形させるようにする。光学
的結合要素が変形可能であるので、これを両光学的表
面、すなわち光伝送部材の端面と支持構造の表面とに押
しつけ、光伝送部材とこの表面との間の光学的通路から
水分を排除するようにすることができる。この光学的結
合要素は必要な波長に対して伝送性を有しそのため伝送
部材と支持構造との間に光学的な結合が得られる。さら
に、この光学的結合要素はこの光学的通路から液体を排
除するためのシールとして作用する。
【0010】この光学的結合要素はその性能を向上させ
る多くの特徴を有している。例えば、変形されていない
ときの光学的結合要素の形状は好ましくは、この光学的
結合要素が変形されるにしたがって空気が光学的通路の
中に閉じ込められる可能性を減少させるような形状を有
する。これを達成するため、光学的結合要素は好ましく
は、凸面の外側表面を有し、そして例えばほぼドーム形
状とすることができる。部分球面のような対称凸状表面
が好ましいが、これは必須条件ではない。
る多くの特徴を有している。例えば、変形されていない
ときの光学的結合要素の形状は好ましくは、この光学的
結合要素が変形されるにしたがって空気が光学的通路の
中に閉じ込められる可能性を減少させるような形状を有
する。これを達成するため、光学的結合要素は好ましく
は、凸面の外側表面を有し、そして例えばほぼドーム形
状とすることができる。部分球面のような対称凸状表面
が好ましいが、これは必須条件ではない。
【0011】この変形可能な特性は光学的結合要素が液
体とガスとの両方を光学的通路から排除するのを助け
る。この能力をさらに高めるため、光学的結合要素は好
ましくは低い接触角を有している。この接触角は1つの
平面とこの平面に交差する直線との間に形成されかつこ
の平面上の光学的結合要素材料の液滴の外側表面に接す
る角度である。約90度よりも大きくない接触角が好ま
しい。
体とガスとの両方を光学的通路から排除するのを助け
る。この能力をさらに高めるため、光学的結合要素は好
ましくは低い接触角を有している。この接触角は1つの
平面とこの平面に交差する直線との間に形成されかつこ
の平面上の光学的結合要素材料の液滴の外側表面に接す
る角度である。約90度よりも大きくない接触角が好ま
しい。
【0012】支持構造により担持された光学的結合要素
を有することが好ましいけれども、さらに一般的な要求
はこれが結合されるべき光学的表面の間に位置すること
である。したがって、より広い意味で、光学的結合要素
はこれらの表面のいずれかに固定されるか又はいずれに
も固定されない。しかし、1つの表面への取付けが望ま
れる場合は、製造が容易となるので光学的結合要素をこ
の表面に結合することが好ましい。
を有することが好ましいけれども、さらに一般的な要求
はこれが結合されるべき光学的表面の間に位置すること
である。したがって、より広い意味で、光学的結合要素
はこれらの表面のいずれかに固定されるか又はいずれに
も固定されない。しかし、1つの表面への取付けが望ま
れる場合は、製造が容易となるので光学的結合要素をこ
の表面に結合することが好ましい。
【0013】低い接触角を有しポリカーボネートの基材
に結合でき所望の凸面形状が容易に得られる1つの材料
は、シリコーンである。また、シリコーンは1つの好適
な実施態様では支持構造のための選択材料であるポリカ
ーボネートに結合することができる。最後に、シリコー
ンは1つの実施態様においては約380nmから約60
0nmの範囲にある当該波長範囲で光学的伝送性があ
る。
に結合でき所望の凸面形状が容易に得られる1つの材料
は、シリコーンである。また、シリコーンは1つの好適
な実施態様では支持構造のための選択材料であるポリカ
ーボネートに結合することができる。最後に、シリコー
ンは1つの実施態様においては約380nmから約60
0nmの範囲にある当該波長範囲で光学的伝送性があ
る。
【0014】接触面における損失を最小とするため、光
学的結合要素の屈折率を光学的に結合されている表面の
屈折率に接近させることが望ましい。例えば、ポリカー
ボネートの表面とガラスの光伝送部材との間の光学的結
合要素の場合には、光学的結合要素の屈折率は、例えば
ポリカーボネートとガラスのそれぞれの1.58と1.
52の屈折率に近い約1.45とすることができる。さ
らに、光学的結合要素を屈折率約1.4とすることによ
り、接触面における光学的結合部の光伝送特性を接触面
に閉じ込められるかも知れない水とは本質的に全く関係
ないようにすることができるが、それは水の屈折率がま
た1.4に近いからである。
学的結合要素の屈折率を光学的に結合されている表面の
屈折率に接近させることが望ましい。例えば、ポリカー
ボネートの表面とガラスの光伝送部材との間の光学的結
合要素の場合には、光学的結合要素の屈折率は、例えば
ポリカーボネートとガラスのそれぞれの1.58と1.
52の屈折率に近い約1.45とすることができる。さ
らに、光学的結合要素を屈折率約1.4とすることによ
り、接触面における光学的結合部の光伝送特性を接触面
に閉じ込められるかも知れない水とは本質的に全く関係
ないようにすることができるが、それは水の屈折率がま
た1.4に近いからである。
【0015】本考案の特徴は血液パラメータを光学的に
検出するのに用いるための種々の異なった装置に使用す
ることができることである。1つのこのような装置にお
いて、支持構造は対向する第1及び第2の面を有する基
材を有し、光学的結合要素は第1の面によって担持され
光センサは第2の面によって担持される。支持構造はま
た入口と出口を備えた流れ通路を有する流れ通過ハウジ
ングを含むことができる。この場合、光センサと光学的
結合要素はこのハウジングによって担持される。
検出するのに用いるための種々の異なった装置に使用す
ることができることである。1つのこのような装置にお
いて、支持構造は対向する第1及び第2の面を有する基
材を有し、光学的結合要素は第1の面によって担持され
光センサは第2の面によって担持される。支持構造はま
た入口と出口を備えた流れ通路を有する流れ通過ハウジ
ングを含むことができる。この場合、光センサと光学的
結合要素はこのハウジングによって担持される。
【0016】本考案は他の特徴と利点と共に、添付図面
に関連する以下の記載を参照することにより最もよく理
解することができる。
に関連する以下の記載を参照することにより最もよく理
解することができる。
【0017】
【実施例】図1は、一般に流れ通過ハウジング13の形
式の支持構造とこの流れ通過ハウジングに解放自在に結
合された計器ヘッド15とを含む組立体11を示してい
る。ケーブル17が計器ヘッド15を通常の計器19に
連結する。計器19は、光入力信号を得るための光源
と、血液パラメータに関する光出力信号を受け取りこの
血液パラメータの量的な値を表示する目盛を与えるため
の必要な公知の光学器具、電子工学器具及びソフトウェ
アとを含んでいる。
式の支持構造とこの流れ通過ハウジングに解放自在に結
合された計器ヘッド15とを含む組立体11を示してい
る。ケーブル17が計器ヘッド15を通常の計器19に
連結する。計器19は、光入力信号を得るための光源
と、血液パラメータに関する光出力信号を受け取りこの
血液パラメータの量的な値を表示する目盛を与えるため
の必要な公知の光学器具、電子工学器具及びソフトウェ
アとを含んでいる。
【0018】計器ヘッド15は種々の異なった構造とす
ることができるが、図示の実施態様では、これを貫通し
て延びる光ファイバーの束23,25 及び27と導体29と
を有する成形プラスチック本体21(図2)を含んでい
る。サーミスタ31が導体29の一端において本体21
によって担持されている。図5に最もよく見られるよう
に、本体21は一端33で終わり、ファイバー23,25 及
び27はこの端部33と同一平面の端面34で終わって
いる。ファイバー23,25 及び27と導体29とはケーブ
ル17を通って延びまたケーブル17の一部を形成して
いる。
ることができるが、図示の実施態様では、これを貫通し
て延びる光ファイバーの束23,25 及び27と導体29と
を有する成形プラスチック本体21(図2)を含んでい
る。サーミスタ31が導体29の一端において本体21
によって担持されている。図5に最もよく見られるよう
に、本体21は一端33で終わり、ファイバー23,25 及
び27はこの端部33と同一平面の端面34で終わって
いる。ファイバー23,25 及び27と導体29とはケーブ
ル17を通って延びまたケーブル17の一部を形成して
いる。
【0019】計器ヘッド15はまた、ほぼC字形のアー
ム37とこのアームに螺合して取付けられたねじ39と
からなる締結具35(図1,3及び4)を含んでいる。
ム37とこのアームに螺合して取付けられたねじ39と
からなる締結具35(図1,3及び4)を含んでいる。
【0020】流れ通過ハウジング13は本考案を実施す
ることのできる1つの実例を示しているにすぎず、図示
されたこの特定の流れ通過ハウジングは全く例示にすぎ
ない。流れ通過ハウジング13はCooper の米国特許第
4,640,820 号に示す流れ通過ハウジングと非常に似てお
り、このCooper の特許の開示は本明細書に参照例とし
て記載されている。
ることのできる1つの実例を示しているにすぎず、図示
されたこの特定の流れ通過ハウジングは全く例示にすぎ
ない。流れ通過ハウジング13はCooper の米国特許第
4,640,820 号に示す流れ通過ハウジングと非常に似てお
り、このCooper の特許の開示は本明細書に参照例とし
て記載されている。
【0021】流れ通過ハウジング13は一般に、ハウジ
ング部分41と薄膜支持体43とセンサ支持体45(図
2から図5)とからなっている。薄膜支持体43はハウ
ジング部分41に接着され、センサ支持体45は薄膜支
持体内部に受け入れられ、薄膜支持体の開口49の中に
収容されている突起47(図3及び4)によってこれに
取付けられている。このように組立てられた時、流れ通
過ハウジング13は入口53と出口55とを備えた流れ
通路51を有する。
ング部分41と薄膜支持体43とセンサ支持体45(図
2から図5)とからなっている。薄膜支持体43はハウ
ジング部分41に接着され、センサ支持体45は薄膜支
持体内部に受け入れられ、薄膜支持体の開口49の中に
収容されている突起47(図3及び4)によってこれに
取付けられている。このように組立てられた時、流れ通
過ハウジング13は入口53と出口55とを備えた流れ
通路51を有する。
【0022】半透過薄膜57が薄膜支持体43によって
担持され流れ通路51に沿って延びている。この薄膜5
7は1枚の薄膜とすることができるが、図示の実施態様
では2つの薄膜部分59と61とからなっている。薄膜
部分59と61の隣接端部は任意の方法で、例えばこれ
を保持バー63(図5)の周りに巻きつけこの保持バー
をその周りに巻きつけた薄膜と共に薄膜支持体の溝65
の中に押し込み薄膜の端部分を薄膜支持体に機械的に固
定することにより、薄膜支持体43に取付けられる。こ
の取付け技術は上記引用のCooper の特許第4,640,820
号にさらに詳しく記載されている。薄膜部分59と61
の他の全ての周辺領域はCooper 特許に記載されている
ように薄膜支持体に接着される。
担持され流れ通路51に沿って延びている。この薄膜5
7は1枚の薄膜とすることができるが、図示の実施態様
では2つの薄膜部分59と61とからなっている。薄膜
部分59と61の隣接端部は任意の方法で、例えばこれ
を保持バー63(図5)の周りに巻きつけこの保持バー
をその周りに巻きつけた薄膜と共に薄膜支持体の溝65
の中に押し込み薄膜の端部分を薄膜支持体に機械的に固
定することにより、薄膜支持体43に取付けられる。こ
の取付け技術は上記引用のCooper の特許第4,640,820
号にさらに詳しく記載されている。薄膜部分59と61
の他の全ての周辺領域はCooper 特許に記載されている
ように薄膜支持体に接着される。
【0023】センサ支持体45は図3及び4に見られる
ように上方に向かって開口し底部69で終わっている空
洞又は凹所67を区画形成している。光センサ71、7
3及び75とサーミスタ受け具77とは底部69によっ
て担持される。センサ71、73及び75は通路51の
中の血液パラメータを検出するよう選択される。様々の
異なった血液パラメータを検出することができるが、本
考案のこの実施態様では、センサ71は酸素の部分圧力
を検出し、センサ73は水素イオン集団又はpHを検出
し、センサ75は二酸化炭素の部分圧力を検出する。光
学的検出は異なった方法で達成することができるが、こ
の実施態様では蛍光技術を用いて行われ、そのためセン
サ71、73及び75は蛍光センサである。
ように上方に向かって開口し底部69で終わっている空
洞又は凹所67を区画形成している。光センサ71、7
3及び75とサーミスタ受け具77とは底部69によっ
て担持される。センサ71、73及び75は通路51の
中の血液パラメータを検出するよう選択される。様々の
異なった血液パラメータを検出することができるが、本
考案のこの実施態様では、センサ71は酸素の部分圧力
を検出し、センサ73は水素イオン集団又はpHを検出
し、センサ75は二酸化炭素の部分圧力を検出する。光
学的検出は異なった方法で達成することができるが、こ
の実施態様では蛍光技術を用いて行われ、そのためセン
サ71、73及び75は蛍光センサである。
【0024】センサ71、73及び75は公知の技術を
用いて底部69に接着される。したがって事実上基材と
して作用する底部69は対向面又は表面79と81(図
5から7)を有し、センサ71、73及び75は面79
上に担持される。センサ71、73及び75が光を受け
底部69を通って光を発することができるようにするた
め、これらセンサに近接する少なくとも底部69の領域
は当該波長に対し光学的伝送性を有している。好適な構
造においては、ハウジング部分41、薄膜支持体43及
びセンサ支持体45は、他の材料も必要に応じ使用でき
るが、全て透明なポリカーボネートで構成される。
用いて底部69に接着される。したがって事実上基材と
して作用する底部69は対向面又は表面79と81(図
5から7)を有し、センサ71、73及び75は面79
上に担持される。センサ71、73及び75が光を受け
底部69を通って光を発することができるようにするた
め、これらセンサに近接する少なくとも底部69の領域
は当該波長に対し光学的伝送性を有している。好適な構
造においては、ハウジング部分41、薄膜支持体43及
びセンサ支持体45は、他の材料も必要に応じ使用でき
るが、全て透明なポリカーボネートで構成される。
【0025】変形可能な光学的結合要素83がセンサ7
1、73及び75に整列された表面81上の底部69に
よってそれぞれ担持されている。これら結合要素83は
同一とすることができ、センサ71に対応している結合
要素83が図6において変形されない状態で示されてい
る。結合要素83は、ドーム形状のこの実施態様では部
分球面である凸面の外側表面85を有する。
1、73及び75に整列された表面81上の底部69に
よってそれぞれ担持されている。これら結合要素83は
同一とすることができ、センサ71に対応している結合
要素83が図6において変形されない状態で示されてい
る。結合要素83は、ドーム形状のこの実施態様では部
分球面である凸面の外側表面85を有する。
【0026】各結合要素83は好ましくは、液相の重合
体の一滴の形で表面81に加えられる適当な重合体で構
成される。この重合体は結合要素83を形成するため硬
化される。この結果、各結合要素83は表面81に結合
される。
体の一滴の形で表面81に加えられる適当な重合体で構
成される。この重合体は結合要素83を形成するため硬
化される。この結果、各結合要素83は表面81に結合
される。
【0027】外側表面85の形状はその液相において図
6に示される硬化された相又は固体相と本質的に同じで
ある。したがって結合要素83の接触角は、結合要素が
図6に示すように固体相であったとしても、図6におい
て図示することができる。このように、光学的結合要素
83は、外側表面85に接する接線89と面81との間
に形成される接触角87を有する。この接触角は好まし
くは90度より大きくはなく、この実施態様では約20
度である。
6に示される硬化された相又は固体相と本質的に同じで
ある。したがって結合要素83の接触角は、結合要素が
図6に示すように固体相であったとしても、図6におい
て図示することができる。このように、光学的結合要素
83は、外側表面85に接する接線89と面81との間
に形成される接触角87を有する。この接触角は好まし
くは90度より大きくはなく、この実施態様では約20
度である。
【0028】結合要素83を表面81に結合しそのため
この結合要素の材料が底部69の材料に結合されるよう
にすることが望ましい。これら結合要素もまた、どのよ
うな光信号もこれを通って伝送されるように光学的に透
明とすべきである。これら要求の全てを満足させる1つ
の材料はシリコーンである。好ましい特別なシリコーン
はジメチルシリコーンである。他の1つの適当な材料は
メチルフェニルシリコーンである。
この結合要素の材料が底部69の材料に結合されるよう
にすることが望ましい。これら結合要素もまた、どのよ
うな光信号もこれを通って伝送されるように光学的に透
明とすべきである。これら要求の全てを満足させる1つ
の材料はシリコーンである。好ましい特別なシリコーン
はジメチルシリコーンである。他の1つの適当な材料は
メチルフェニルシリコーンである。
【0029】組立体11の使用時、構成要素は図3に示
す位置から図4に示す位置へと動かされる。このため、
計器ヘッド15の一部は凹所67内部に受け入れられか
つ締結具35によってその中に保持されるような大きさ
に作られる。図4に示すように位置した時、各結合要素
83は光ファイバーの束23、25及び27の各端面3
4にそれぞれ連結しまたこれら端面34と底部69の表
面81との間にある。図7を参照すると、光学的結合要
素83はファイバー23の端面34と底部69の表面8
1との間で圧縮荷重がかけられ光学的結合要素を図6に
示す形状から図7のほぼ平坦な形状に変形させるように
する。光学的結合要素83はこれに軸方向の負荷をかけ
ることにより変形可能であるため、光学的結合要素の材
料は端面34の全面横にわたって半径方向に流れる。し
たがって、計器19からの光入力信号は光ファイバーの
束23に沿い光学的結合要素83と底部69とを通って
光センサ71に伝送される。同様に、センサ71によっ
て発せられた蛍光の光出力信号は底部69、光学的結合
要素83及び光ファイバーの束23を通って信号処理の
ため計器19に戻るよう伝送される。
す位置から図4に示す位置へと動かされる。このため、
計器ヘッド15の一部は凹所67内部に受け入れられか
つ締結具35によってその中に保持されるような大きさ
に作られる。図4に示すように位置した時、各結合要素
83は光ファイバーの束23、25及び27の各端面3
4にそれぞれ連結しまたこれら端面34と底部69の表
面81との間にある。図7を参照すると、光学的結合要
素83はファイバー23の端面34と底部69の表面8
1との間で圧縮荷重がかけられ光学的結合要素を図6に
示す形状から図7のほぼ平坦な形状に変形させるように
する。光学的結合要素83はこれに軸方向の負荷をかけ
ることにより変形可能であるため、光学的結合要素の材
料は端面34の全面横にわたって半径方向に流れる。し
たがって、計器19からの光入力信号は光ファイバーの
束23に沿い光学的結合要素83と底部69とを通って
光センサ71に伝送される。同様に、センサ71によっ
て発せられた蛍光の光出力信号は底部69、光学的結合
要素83及び光ファイバーの束23を通って信号処理の
ため計器19に戻るよう伝送される。
【0030】結合要素83は光ファイバーの束23を底
部69に、したがってまたセンサ71に光学的に結合す
るだけでなく、また端面34と表面81との間の光学的
通路から液体とガスを排除するためのシールとしての作
用をする。例えば、計器ヘッド15を空洞67に組込む
前に凝結が光学的結合要素83の外側表面85上に生じ
たならば、この水分は半径方向外側に光ファイバーの束
23と光学的結合要素83との間の光学的通路から外に
押し出されるようになる。さらに液体が本体21の端面
33と表面81との間の空間に流入したならば、この変
形された光学的結合要素83がこの液体を光学的通路か
ら排除するためのシールとして作用する。
部69に、したがってまたセンサ71に光学的に結合す
るだけでなく、また端面34と表面81との間の光学的
通路から液体とガスを排除するためのシールとしての作
用をする。例えば、計器ヘッド15を空洞67に組込む
前に凝結が光学的結合要素83の外側表面85上に生じ
たならば、この水分は半径方向外側に光ファイバーの束
23と光学的結合要素83との間の光学的通路から外に
押し出されるようになる。さらに液体が本体21の端面
33と表面81との間の空間に流入したならば、この変
形された光学的結合要素83がこの液体を光学的通路か
ら排除するためのシールとして作用する。
【0031】光学的結合要素83が半径方向外側に変形
されているとき光学的通路から空気を排除することもま
た重要である。この空気の排除作用は液体排除作用と共
に、光学的結合要素の軸方向寸法が圧縮力のため減少す
るにしたがって液体とガスとを半径方向外側に押し出す
ようにする外側表面85の凸面形状によって、高められ
る。低い接触角87は、光学的結合要素83が図7に示
す位置に向かって軸方向に圧縮されるとき空気又は液体
の非常に小さい微小部分が端面34と外側表面85との
間に閉じ込められる可能性を減少させる。光学的結合要
素83の全ては上記のように光学的連結と液体及びガス
の各光学的通路からの排除との両方を行うよう作用す
る。
されているとき光学的通路から空気を排除することもま
た重要である。この空気の排除作用は液体排除作用と共
に、光学的結合要素の軸方向寸法が圧縮力のため減少す
るにしたがって液体とガスとを半径方向外側に押し出す
ようにする外側表面85の凸面形状によって、高められ
る。低い接触角87は、光学的結合要素83が図7に示
す位置に向かって軸方向に圧縮されるとき空気又は液体
の非常に小さい微小部分が端面34と外側表面85との
間に閉じ込められる可能性を減少させる。光学的結合要
素83の全ては上記のように光学的連結と液体及びガス
の各光学的通路からの排除との両方を行うよう作用す
る。
【0032】センサ71、73及び75は種々の方法
で、血液パラメータの存在するところに置くことができ
る。しかし、図示の実施態様では、流れ通路51は心臓
切開手術において起きるように体外の血液通路に結合さ
れ、それにより流れ通路51が体外の回路の一部を形成
するようにしている。したがって、血液は薄膜部分59
と61に沿って流れる。薄膜部分59と61は半透過性
であり当該血液成分を通過させ血液の他の成分に対する
障壁としての作用をする。したがって、薄膜部分59は
酸素を光センサ71へと通過させまた薄膜61は水素イ
オンと溶解された二酸化炭素とを光センサ73と75へ
と通過させる。各センサ71、73及び75は、計器1
9からの光入力信号によって励起された時入力信号とは
異なる波長の蛍光の光出力信号を発する蛍光表示器を含
んでいる。この出力信号は計器19によって相互に関連
づけられ、当該血液パラメータに対する量的な尺度が得
られるようにすることができる。多くの異なった配置構
造が可能であるが、この実施態様では励起用の光又は光
入力信号が約380nmから約470nmの範囲の波長
を有し、光出力信号は約500nmから600nmの範
囲の波長を有している。
で、血液パラメータの存在するところに置くことができ
る。しかし、図示の実施態様では、流れ通路51は心臓
切開手術において起きるように体外の血液通路に結合さ
れ、それにより流れ通路51が体外の回路の一部を形成
するようにしている。したがって、血液は薄膜部分59
と61に沿って流れる。薄膜部分59と61は半透過性
であり当該血液成分を通過させ血液の他の成分に対する
障壁としての作用をする。したがって、薄膜部分59は
酸素を光センサ71へと通過させまた薄膜61は水素イ
オンと溶解された二酸化炭素とを光センサ73と75へ
と通過させる。各センサ71、73及び75は、計器1
9からの光入力信号によって励起された時入力信号とは
異なる波長の蛍光の光出力信号を発する蛍光表示器を含
んでいる。この出力信号は計器19によって相互に関連
づけられ、当該血液パラメータに対する量的な尺度が得
られるようにすることができる。多くの異なった配置構
造が可能であるが、この実施態様では励起用の光又は光
入力信号が約380nmから約470nmの範囲の波長
を有し、光出力信号は約500nmから600nmの範
囲の波長を有している。
【0033】本考案の典型的な実施態様が図示され説明
されてきたが、多くの変更、変形及び代替が、本考案の
精神と範囲から必然的に逸脱することなく、当該技術に
通常の習熟度を有する者によってなされるものである。
されてきたが、多くの変更、変形及び代替が、本考案の
精神と範囲から必然的に逸脱することなく、当該技術に
通常の習熟度を有する者によってなされるものである。
【図1】本考案の技術により構成された、少なくとも1
つの血液パラメータを光学的に検出するのに用いる組立
体の、1つの好適な形式の側面図である。
つの血液パラメータを光学的に検出するのに用いる組立
体の、1つの好適な形式の側面図である。
【図2】図1の組立体の破截軸方向断面図である。
【図3】図1の3−3線に沿った拡大破截断面図で、計
器ヘッドが光センサから光学的に分離されたところを示
す図である。
器ヘッドが光センサから光学的に分離されたところを示
す図である。
【図4】計器ヘッドが光センサに光学的に結合された、
図3と同様の断面図である。
図3と同様の断面図である。
【図5】図2の一部を示す拡大破截断面図である。
【図6】計器ヘッドと光センサが光学的に分離されたと
ころを示す拡大破截断面図である。
ころを示す拡大破截断面図である。
【図7】光センサと計器ヘッドが光学的に結合された図
6と同様な断面図である。
6と同様な断面図である。
11・・・組立体 13・・・支持構造 15・・・計器ヘッド 19・・・計器 23・・・光ファイバー束 25・・・光ファイバー束 27・・・光ファイバー束 34・・・端面 41・・・ハウジング 51・・・流れ通路 57・・・薄膜 71・・・光センサ 73・・・光センサ 75・・・光センサ 79・・・表面 81・・・表面 83・・・光学的結合要素
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−82214(JP,A) 特開 昭58−2812(JP,A) 特開 昭56−19013(JP,A) 特開 昭59−88714(JP,A) 特開 昭53−1038(JP,A) 米国特許4640820(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) A61B 5/14
Claims (11)
- 【請求項1】 少なくとも1つの血液パラメータを光学
的に検出するのに用いる組立体であって、 1つの表面を有する支持構造と、 血液パラメータを検出するための光センサであって、前
記支持構造によって担持されかつ血液パラメータにさら
され、光入力信号に応答して血液パラメータに関する光
出力信号を提供する光センサと、 支持構造の前記表面に対面する端面を有する少なくとも
1つの光ファイバーを含んでいる細長い光伝送部材と、 支持構造の前記表面に取付けられ、かつ、前記光ファイ
バーの前記端面と解放自在に連結する変形可能な光学的
結合要素を備え、 その光学的結合要素は、前記表面と前記光ファイバーの
前記端面との間で圧縮荷重がかけられて変形して、前記
表面と前記光ファイバーとの間を光学的に結合し、この
光学的結合を介して前記表面と前記光ファイバーの前記
端面に光を通す1つの光学的通路を形成し、 前記光学的結合要素が前記信号の少なくとも1つを受け
る位置にありまた前記信号の少なくとも1つに対し伝送
性を有し、 前記光伝送部材が前記表面と前記光学的結合要素とから
分離されて前記光ファイバーの前記端面を露出するよう
にしている、 血液パラメータを光学的に検出するのに用いる組立体。 - 【請求項2】 前記光学的結合要素がシリコーンで構成
されている請求項1に記載の組立体。 - 【請求項3】 前記光学的結合要素が前記表面に結合さ
れている請求項1に記載の組立体。 - 【請求項4】 前記光学的結合要素が約380nmから
約600nmの範囲の光に対し伝送性を有している請求
項1に記載の組立体。 - 【請求項5】 光学的結合要素の変形されないときの形
状が凸面の外側表面を有している請求項1に記載の組立
体。 - 【請求項6】 光学的結合要素の変形されないときの形
状がほぼドーム型の形状を有している請求項1に記載の
組立体。 - 【請求項7】 支持構造が対向する第1の面と第2の面
を有する基板を含み、前記表面が前記第1の面を含み前
記光学的結合要素が第1の面に接着されている請求項1
に記載の組立体。 - 【請求項8】 光学的結合要素の変形されていないとき
の形状がほぼドーム型の形状を有している請求項7に記
載の組立体。 - 【請求項9】 光学的結合要素の屈折率が光伝送部材と
基材の各屈折率に近い請求項7に記載の組立体。 - 【請求項10】 支持構造が、入口と出口を備えた流れ
通路を有する流れ通過ハウジングを含み、前記光センサ
と光学的結合要素が前記ハウジングによって担持されて
いる請求項1に記載の組立体。 - 【請求項11】 ハウジングによって担持されかつセン
サとハウジングとの間に薄膜を含み、前記薄膜が前記血
液パラメータに対し透過性を有している請求項10に記
載の組立体。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/504,123 US5104623A (en) | 1990-04-03 | 1990-04-03 | Apparatus and assembly for use in optically sensing a compositional blood parameter |
US504123 | 1990-04-03 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0488909U JPH0488909U (ja) | 1992-08-03 |
JP2590382Y2 true JP2590382Y2 (ja) | 1999-02-10 |
Family
ID=24004939
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1991020516U Expired - Lifetime JP2590382Y2 (ja) | 1990-04-03 | 1991-04-01 | 血液パラメータの光学的検出用組立体 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5104623A (ja) |
JP (1) | JP2590382Y2 (ja) |
DE (1) | DE9103974U1 (ja) |
Families Citing this family (87)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5289255A (en) * | 1991-03-28 | 1994-02-22 | Minnesota Mining And Manufacturing Co. | Cuvette for use in making a measurement of a blood parameter and assembly utilizing the same |
DE9110757U1 (de) * | 1991-08-30 | 1992-02-13 | Klein, Rainer, 5840 Schwerte | Integriert-optischer Stoffsensor |
US5385539A (en) * | 1992-06-30 | 1995-01-31 | Advanced Haemotechnologies | Apparatus for monitoring hematocrit levels of blood |
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