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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- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
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- 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 |
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