JP3163407B2 - In vivo gas sensor - Google Patents

In vivo gas sensor

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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、生体の消化管内腔の炭
酸ガス分圧を測定する生体内ガスセンサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an in-vivo gas sensor for measuring the partial pressure of carbon dioxide in the gastrointestinal tract of a living body.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、集中治療看護(ICU)患者
で、何等かの原因により循環血液量が減少した場合、そ
れまで腹腔内臓器へ供給されていた血液は他の重要臓器
へ再配分される。このため、消化管粘膜の血流は他の臓
器に比べて早期に減少し虚血状態になる。この結果、粘
膜が低酸素状態となり、組織が酸性に傾くアシドーシス
になり、やがて粘膜組織が崩壊して腸内細菌や細菌毒素
であるエンドトキシンが体液中に移動し、これが敗血症
や多臓器不全を引き起こす一つの原因となる。すなわ
ち、消化管の虚血状態を早期に発見し、改善するための
処置をすることができれば、ICUにおける主な死亡原
因と言われている多臓器不全の原因の一つを未然に防ぐ
ことができる。
2. Description of the Related Art For example, in the case of an intensive care nursing (ICU) patient, if the circulating blood volume is reduced for some reason, the blood which has been supplied to the intraperitoneal organs is redistributed to other important organs. . For this reason, blood flow in the gastrointestinal mucosa is reduced earlier than in other organs, resulting in an ischemic state. As a result, the mucous membrane becomes hypoxic, the tissue becomes acidic, and acidosis occurs, and eventually the mucosal tissue disintegrates and endotoxins, which are intestinal bacteria and bacterial toxins, move into body fluids, causing sepsis and multiple organ failure One cause. In other words, if it is possible to detect the ischemic state of the gastrointestinal tract early and take measures to improve it, it is possible to prevent one of the causes of multiple organ failure, which is said to be the main cause of death in ICU, before it occurs. it can.

【0003】この虚血状態を測定するため、従来は消化
管内に留置したシリコーンバルーンに生理食塩水を注入
し、30分乃至60分経過した後にこの生理食塩水をサ
ンプリングして、血液ガス分析装置により炭酸ガス分圧
を測定し、上昇した組織のペーハー(pH)を間接的に
計算によって求めるという方法がとられてきた。
In order to measure the ischemic state, physiological saline is conventionally injected into a silicone balloon placed in the digestive tract, and after 30 to 60 minutes, the physiological saline is sampled, and a blood gas analyzer is used. In this method, the partial pressure of carbon dioxide is measured and the pH (pH) of the raised tissue is obtained indirectly by calculation.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の方法によると、生理食塩水が注入されたバルーン
を所定時間消化管内に留置した後生理食塩水を嫌気的に
サンプリングして血液ガス分析装置で炭酸ガス分圧を測
定しなければならず、手技が難しく手間がかかるという
問題があった。また連続的なモニタリングができず、し
かも血液ガス分析装置の機種により測定値が異なること
などの問題もあり、実用上著しく不便であった。
However, according to the above-mentioned conventional method, the balloon into which the physiological saline is injected is left in the digestive tract for a predetermined time, and then the physiological saline is anaerobically sampled, and the blood gas analyzer is used. In such a case, the partial pressure of carbon dioxide must be measured, and there is a problem that the procedure is difficult and time-consuming. In addition, continuous monitoring was not possible, and the measured values differed depending on the type of blood gas analyzer.

【0005】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
もので、簡単な手順で即時に消化管内腔の炭酸ガス分圧
を正確に測定することのできる生体内ガスセンサを提供
することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to provide an in-vivo gas sensor which can accurately and accurately measure the partial pressure of carbon dioxide in the gastrointestinal lumen by a simple procedure. I do.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の本発明の生体内ガスセンサは、生体
の消化管内に挿入して医療を行う消化管チューブの先端
近傍に、前記消化管の内腔の炭酸ガス分圧を測定するセ
ンサを装着したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an in-vivo gas sensor according to the present invention according to claim 1 is provided near the distal end of a gastrointestinal tube for medical treatment by being inserted into a gastrointestinal tract of a living body. A sensor for measuring the partial pressure of carbon dioxide in the lumen of the digestive tract is provided.

【0007】請求項2に記載の本発明の生体内ガスセン
サは、消化管チューブの先端近傍に装着したセンサにて
測定した信号をこのセンサから導出する為のリード部を
前記消化管チューブに一体に設けたことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an in-vivo gas sensor according to the present invention, wherein a lead portion for deriving a signal measured by a sensor mounted near the distal end of the gastrointestinal tract tube from the sensor is integrated with the gastrointestinal tube. It is characterized by having been provided.

【0008】[0008]

【作用】上記の構成によると、請求項1記載の発明によ
れば生体の消化管内に消化管チューブとともにセンサを
挿入して留置し、炭酸ガス分圧を測定することができる
ので、即時の測定が可能となる。この結果、組織の酸素
代謝の状態を即時に知ることができ、例えばICU室な
どに居る患者の容体の急変を監視して、早期に処置する
ことができる。また、請求項2記載の発明によればセン
サが測定した信号を導出するリード部を消化管チューブ
に一体に設けることにより、消化管チューブを消化管内
に挿入するときにリード部が邪魔にならず、容易に挿入
することができる。
According to the above construction, according to the first aspect of the present invention, the sensor can be inserted and placed in the digestive tract of a living body together with the digestive tract tube, and the carbon dioxide partial pressure can be measured. Becomes possible. As a result, the state of oxygen metabolism in the tissue can be immediately known, and for example, a sudden change in the condition of a patient in an ICU room or the like can be monitored, and treatment can be performed at an early stage. According to the second aspect of the present invention, the lead portion for deriving the signal measured by the sensor is provided integrally with the gastrointestinal tract tube, so that the lead portion does not become an obstacle when the gastrointestinal tube is inserted into the gastrointestinal tract. , Can be easily inserted.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の生体内ガスセンサの一実施例
を図面を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the in-vivo gas sensor of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0010】図1乃至図3に本発明の一実施例の構成を
示す。図1において、消化管チューブとしての胃用カテ
ーテル1は、全体がフレキシブルに形成されたシリコー
ンゴムなどからなる先端が閉塞された管状のカテーテル
本体2を具えている。カテーテル本体2の長さは1m乃
至8m、直径は3mm乃至26mm程度となっており、内部
に軸方向に中空状の主ルーメン3が設けられている。ま
たカテーテル本体2の周壁には主ルーメン3と外部とを
連通する複数個の孔部4が軸方向に沿って形成されてお
り、孔部4を介して胃の内腔のサンプリング液を吸引
し、また外部から主ルーメン3及び孔部4を介して洗浄
液を胃の内腔内に供給するようになっている。
FIGS. 1 to 3 show the configuration of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a stomach catheter 1 as a digestive tract tube includes a tubular catheter body 2 whose entire end is made of a flexible silicone rubber or the like and whose tip is closed. The length of the catheter body 2 is about 1 m to 8 m, the diameter is about 3 mm to 26 mm, and a hollow main lumen 3 is provided in the axial direction inside. A plurality of holes 4 communicating the main lumen 3 and the outside are formed in the peripheral wall of the catheter body 2 along the axial direction, and the sampling liquid in the lumen of the stomach is sucked through the holes 4. Further, the washing solution is supplied from the outside into the lumen of the stomach through the main lumen 3 and the hole 4.

【0011】カテーテル本体2の周壁の孔部4が形成さ
れた側に対して反対側の先端近傍には、炭酸ガス分圧を
測定するセンサ(以下Pco2 センサと称する)5が埋
設されており、Pco2 センサ5の外側の周壁には開口
部2aが形成されている。またPco2 センサ5が測定
した炭酸ガス分圧の信号を外部に導出するリード部6
も、カテーテル本体2の周壁内に軸方向に埋設されてい
る。
A sensor (hereinafter referred to as a Pco 2 sensor) 5 for measuring a partial pressure of carbon dioxide is embedded near the distal end of the peripheral wall of the catheter body 2 opposite to the side where the hole 4 is formed. An opening 2 a is formed in the outer peripheral wall of the Pco 2 sensor 5. Further, a lead portion 6 for leading out a signal of the carbon dioxide partial pressure measured by the Pco 2 sensor 5 to the outside.
Are also embedded in the peripheral wall of the catheter body 2 in the axial direction.

【0012】Pco2 センサ5としては、例えば特開昭
61−144562号公報に記載された構成のものが知
られている。図2にPco2 センサ5の一例の構成を示
す。図2において、イオン感応性電界効果トランジスタ
で構成されるイオンセンサ11と比較電極12、及びイ
オンセンサ11の3個のリード線引き出し部13にそれ
ぞ連結された3本のリード線14は、管体15内に絶縁
樹脂16を介して埋め込まれている。イオンセンサ11
のイオン感応部(ゲート部)11aと比較電極12の一
部は、電極内部液を含む親水性高分子材17によって埋
め込まれており、高分子材17はさらに均質のガス透過
膜18で被覆されている。
As the Pco 2 sensor 5, for example, one having a configuration described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-144562 is known. FIG. 2 shows an example of the configuration of the Pco 2 sensor 5. In FIG. 2, an ion sensor 11 and a comparison electrode 12 each composed of an ion-sensitive field-effect transistor, and three lead wires 14 connected to three lead wire lead-out portions 13 of the ion sensor 11, respectively, are connected to a tube. It is embedded in the body 15 via an insulating resin 16. Ion sensor 11
The ion sensitive part (gate part) 11a and a part of the comparative electrode 12 are embedded with a hydrophilic polymer material 17 containing an electrode internal liquid, and the polymer material 17 is further covered with a uniform gas permeable membrane 18. ing.

【0013】図3にPco2 センサ5により炭酸ガス分
圧を測定する回路を示す。この回路はソースフォロワ回
路であり、比較電極12はリード線21を介して接地さ
れている。イオンセンサ11のゲート部11aのドレイ
ン22には、リード線引き出し部13aを介してリード
線14aが接続されている。またゲート部11aのソー
ス23には、リード線引き出し部13b及びリード線1
4bを介して温度補償回路24の一方の出力側端子25
aに接続されており、温度補償回路24の他方の出力側
端子25bは、リード線14c及び温度素子(ダイオー
ド)26を介してゲート部11aのソース23に接続さ
れている。さらにリード線14cには定電流回路27が
接続されている。
FIG. 3 shows a circuit for measuring the partial pressure of carbon dioxide using the Pco 2 sensor 5. This circuit is a source follower circuit, and the comparison electrode 12 is grounded via a lead wire 21. A lead wire 14a is connected to the drain 22 of the gate portion 11a of the ion sensor 11 via a lead wire lead-out portion 13a. The source 23 of the gate portion 11a includes a lead wire lead portion 13b and a lead wire 1
4b, one output terminal 25 of the temperature compensation circuit 24
a, and the other output terminal 25b of the temperature compensation circuit 24 is connected to the source 23 of the gate 11a via the lead wire 14c and the temperature element (diode) 26. Further, a constant current circuit 27 is connected to the lead wire 14c.

【0014】上記のように構成された回路において、ド
レイン22には一定電圧VD が加えられ、ドレイン22
とソース23との間には定電流回路27により一定の電
流が流れている。この状態において、ガス透過膜18を
通して電極内部液に炭酸ガスが吸収されて水素イオン濃
度が変化すると、イオンセンサ11のゲート部11aの
界面電位が変化する。この界面電位の変化に伴ってソー
ス23の電位VS が変化する。
In the circuit constructed as described above, a constant voltage VD is applied to the drain 22,
A constant current flows between the source 23 and the constant current circuit 27. In this state, when carbon dioxide gas is absorbed into the electrode internal liquid through the gas permeable membrane 18 and the hydrogen ion concentration changes, the interface potential of the gate portion 11a of the ion sensor 11 changes. The potential VS of the source 23 changes with the change of the interface potential.

【0015】このとき、実際には炭酸ガス分圧とソース
23の電位VS との関係は温度によって変化するので、
温度素子26を設け電解液の温度に感応して電位Dtを
変化させ、電位VS を温度補償回路24により補償して
電位Vsaとしている。この補償された電位Vsaと比較電
極12との電位差を測定することにより、炭酸ガス分圧
を測定することができる。
At this time, the relationship between the partial pressure of carbon dioxide and the potential VS of the source 23 actually changes with temperature.
The temperature element 26 is provided to change the potential Dt in response to the temperature of the electrolytic solution, and the potential VS is compensated by the temperature compensation circuit 24 to be the potential Vsa. By measuring the potential difference between the compensated potential Vsa and the comparison electrode 12, the carbon dioxide partial pressure can be measured.

【0016】上記のPco2 センサ5が装着された胃用
カテーテル1を用いてPco2 を測定する場合、まず所
定のPco2 校正液でPco2 センサ5の校正を行った
後、被検者の消化管内へカテーテル1とともにPco2
センサ5を挿入留置し、Pco2 を測定する。必要に応
じてヘンダーソン・ハッセルバルハ(Henderso
nーHasselbalch)の式を用いて、測定値と
動脈血[HCO3 - ]からペーハーを求め、組織酸素代
謝の状態を知ることができる。
When Pco 2 is measured using the gastric catheter 1 equipped with the Pco 2 sensor 5, the Pco 2 sensor 5 is first calibrated with a predetermined Pco 2 calibration solution, and then the Pco 2 sensor is calibrated. Pco 2 with catheter 1 into the digestive tract
The sensor 5 is inserted and placed, and Pco 2 is measured. Henderson Hasselbarha (Henderso
using n-Hasselbalch) expression, measurement and arterial blood [HCO3 -] seek pH from can know the state of tissue oxygen metabolism.

【0017】本実施例によれば、カテーテル1に装着さ
れたPco2 センサ5を胃内に留置するだけで、即時に
Pco2 を測定することができる。この結果、組織の酸
素代謝の状態を即時に知ることができ、ICU室などに
居る患者の容体の急変を監視して、早期に処置すること
ができる。
According to the present embodiment, Pco 2 can be measured immediately by simply placing the Pco 2 sensor 5 attached to the catheter 1 in the stomach. As a result, the state of oxygen metabolism in the tissue can be immediately known, and a sudden change in the condition of the patient in the ICU room or the like can be monitored, and treatment can be performed at an early stage.

【0018】図4〜図11にカテーテル1の変形例及び
カテーテル1に対するPco2 センサ5及びリード部6
の装着構造の変形例を示す。図4はルーメン3が中心に
軸方向に隔壁1aを有するダブルルーメン型のものにP
co2 センサ5及びリード部6を埋め込んだものであ
る。図5は先端に複数個の金属球31が埋め込まれた腸
用カテーテル32にPco2 センサ5及びリード部6を
埋め込んだものである。図6は図1に示すカテーテル1
の外周表面にPco2 センサ5及びリード部6を一体成
型により装着したものである。
FIGS. 4 to 11 show a modified example of the catheter 1 and a Pco 2 sensor 5 and a lead portion 6 for the catheter 1.
2 shows a modified example of the mounting structure. FIG. 4 shows a double lumen type in which a lumen 3 has a partition wall 1a in the axial direction at the center.
The co 2 sensor 5 and the lead 6 are embedded. FIG. 5 shows an intestinal catheter 32 in which a plurality of metal spheres 31 are embedded at the tip, in which a Pco 2 sensor 5 and a lead 6 are embedded. FIG. 6 shows the catheter 1 shown in FIG.
A Pco 2 sensor 5 and a lead portion 6 are mounted on the outer peripheral surface of the device by integral molding.

【0019】図7は図4に示すダブルルーメン3の内周
にPco2 センサ5及びリード部6を装着したものであ
る。図8は図1に示すカテーテル1のリード部6の先端
外側にPco2 センサ5を装着し、Pco2 センサ5を
カテーテル本体2に形成された開口部2a内に突出させ
たものである。
FIG. 7 shows the double lumen 3 shown in FIG. 4 with the Pco 2 sensor 5 and the lead 6 mounted on the inner circumference. FIG. 8 shows a state in which a Pco 2 sensor 5 is attached to the outside of the distal end of the lead portion 6 of the catheter 1 shown in FIG. 1, and the Pco 2 sensor 5 is projected into an opening 2 a formed in the catheter body 2.

【0020】図9乃至図11はカテーテル本体2内にル
ーメン3とは別に軸方向に校正ガスを流す孔41を設
け、孔41内にPco2 センサ5及びリード部6を装着
したものである。このうち図9は孔41をカテーテル本
体2の外周側面の開口部2aに開口し、Pco2 センサ
5及びリード部6を孔41のほぼ中心に配置したもので
ある。図10は孔41をカテーテル本体2の先端端面に
形成された複数個の開口部2bを介して開口し、Pco
2 センサ5及びリード部6を孔41の内周面に装着した
ものである。また図11は図10に示す孔41を直線状
に配置し、カテーテル本体2の端面に開口させたもので
ある。
FIGS. 9 to 11 show a catheter body 2 in which a hole 41 for flowing a calibration gas in the axial direction is provided separately from the lumen 3, and a Pco 2 sensor 5 and a lead portion 6 are mounted in the hole 41. In FIG. 9, the hole 41 is opened in the opening 2 a on the outer peripheral side of the catheter body 2, and the Pco 2 sensor 5 and the lead portion 6 are arranged substantially at the center of the hole 41. FIG. 10 shows a case where a hole 41 is opened through a plurality of openings 2b formed in the distal end face of the catheter body 2 and Pco
2 The sensor 5 and the lead portion 6 are mounted on the inner peripheral surface of the hole 41. FIG. 11 shows an arrangement in which the holes 41 shown in FIG.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載の
生体内ガスセンサによれば、消化管チューブにガスセン
サを装着し、消化管チューブを消化管に挿入して炭酸ガ
ス分圧を測定するようにしたので、即時にかつ容易に消
化管内腔内のガス測定を行うことができ、患者の容体の
急変などを監視して早期に処置することができる。
As described above, according to the in-vivo gas sensor of the first aspect, the gas sensor is mounted on the gastrointestinal tract, and the gastrointestinal tube is inserted into the gastrointestinal tract to measure the partial pressure of carbon dioxide. As a result, gas in the lumen of the gastrointestinal tract can be measured immediately and easily, and a sudden change in the patient's condition can be monitored and treated promptly.

【0022】請求項2に記載の生体内ガスセンサによれ
ば、センサが測定した信号を導出するリード部を消化管
チューブに一体に設けたので、消化管チューブを消化管
内に挿入するときにリード部が抵抗にならず、容易に挿
入することができる。
According to the in-vivo gas sensor according to the second aspect of the present invention, since the lead portion for deriving the signal measured by the sensor is provided integrally with the digestive tract tube, the lead portion is inserted when the digestive tract tube is inserted into the digestive tract. Can be easily inserted without causing resistance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の生体内ガスセンサの一実施例の構成を
示す断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of an embodiment of the in-vivo gas sensor of the present invention.

【図2】図1のPco2 センサの一例の構成を示す断面
図。
FIG. 2 is a sectional view showing a configuration of an example of the Pco 2 sensor of FIG. 1;

【図3】図2のPco2 センサの回路ブロック図。FIG. 3 is a circuit block diagram of the Pco 2 sensor of FIG. 2 ;

【図4】本発明の生体内ガスセンサの他の実施例の構成
を示す断面図。
FIG. 4 is a sectional view showing a configuration of another embodiment of the in-vivo gas sensor of the present invention.

【図5】本発明の生体内ガスセンサの他の実施例の構成
を示す断面図。
FIG. 5 is a sectional view showing the configuration of another embodiment of the in-vivo gas sensor of the present invention.

【図6】本発明の生体内ガスセンサの他の実施例の構成
を示す断面図。
FIG. 6 is a sectional view showing the configuration of another embodiment of the in-vivo gas sensor of the present invention.

【図7】本発明の生体内ガスセンサの他の実施例の構成
を示す断面図。
FIG. 7 is a sectional view showing the configuration of another embodiment of the in-vivo gas sensor of the present invention.

【図8】本発明の生体内ガスセンサの他の実施例の構成
を示す断面図。
FIG. 8 is a sectional view showing the configuration of another embodiment of the in-vivo gas sensor of the present invention.

【図9】本発明の生体内ガスセンサの他の実施例の構成
を示す断面図。
FIG. 9 is a sectional view showing the configuration of another embodiment of the in-vivo gas sensor of the present invention.

【図10】本発明の生体内ガスセンサの他の実施例の構
成を示す断面図。
FIG. 10 is a sectional view showing the configuration of another embodiment of the in-vivo gas sensor of the present invention.

【図11】本発明の生体内ガスセンサの他の実施例の構
成を示す断面図。
FIG. 11 is a sectional view showing the configuration of another embodiment of the in-vivo gas sensor of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 カテーテル(消化管チューブ) 5 Pco2 センサ 6 リード部Reference Signs List 1 catheter (gastrointestinal tube) 5 Pco 2 sensor 6 lead

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平6−57321(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 5/145 A61B 10/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-6-57321 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) A61B 5/145 A61B 10/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 生体の消化管内に挿入して医療を行う消
化管チューブの先端近傍に、前記消化管の内腔の炭酸ガ
ス分圧を測定するセンサを装着したことを特徴とする生
体内ガスセンサ。
1. A gas sensor in a living body, wherein a sensor for measuring a partial pressure of carbon dioxide in the lumen of the gastrointestinal tract is mounted near a distal end of a gastrointestinal tube for medical treatment by being inserted into the gastrointestinal tract of a living body. .
【請求項2】 前記センサが測定した信号を導出するリ
ード部を前記消化管チューブに一体に設けたことを特徴
とする請求項1記載の生体内ガスセンサ。
2. The in-vivo gas sensor according to claim 1, wherein a lead portion for outputting a signal measured by the sensor is provided integrally with the digestive tract tube.
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