CN102458235A - 用于管内流体光学传感的自穿透皮肤的光学传感器 - Google Patents

用于管内流体光学传感的自穿透皮肤的光学传感器 Download PDF

Info

Publication number
CN102458235A
CN102458235A CN2010800293040A CN201080029304A CN102458235A CN 102458235 A CN102458235 A CN 102458235A CN 2010800293040 A CN2010800293040 A CN 2010800293040A CN 201080029304 A CN201080029304 A CN 201080029304A CN 102458235 A CN102458235 A CN 102458235A
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical
far
centers
sheath
sensing devices
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2010800293040A
Other languages
English (en)
Inventor
M.鲁宾
D.J.迈耶
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pharmacophotonics Inc
Original Assignee
Pharmacophotonics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pharmacophotonics Inc filed Critical Pharmacophotonics Inc
Publication of CN102458235A publication Critical patent/CN102458235A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • 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
    • A61B5/1455—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 using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
    • A61B5/1459—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 using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters invasive, e.g. introduced into the body by a catheter
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • 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
    • A61B5/14546—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 for measuring analytes not otherwise provided for, e.g. ions, cytochromes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • 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
    • A61B5/1468—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 using chemical or electrochemical methods, e.g. by polarographic means
    • A61B5/1473—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 using chemical or electrochemical methods, e.g. by polarographic means invasive, e.g. introduced into the body by a catheter
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6846—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive
    • A61B5/6847—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive mounted on an invasive device
    • A61B5/6848—Needles

Abstract

本发明涉及一种自穿透皮肤光学传感装置，用于从血管的管内流体获取和传输光学信号，包括：(a)长的中空刚性传感器护套20，具有近端21、远端22和沿传感器护套延伸的中心通道，传感器护套20的远端22足够锋利，以刺破皮肤层，传感器护套20具有足够的长度，让传感器护套20穿透血管的管内空间；(b)弹性光纤30，具有近端和附接地位于传感器护套20的中心通道的远端，传感器护套20覆盖弹性光纤30远端的一部分，弹性光纤30的远端与传感器护套20的远端22对齐；和(c)光学传感器40，连接弹性光纤30的远端，在光学传感器40中产生的光学信号可以经过弹性光纤30从光学传感器40传输到弹性光纤30的近端，光学传感器40能够直接接近血管的管内流体。

Description

用于管内流体光学传感的自穿透皮肤的光学传感器
相关申请的交叉引用
本申请要求2009年4月29日申请的美国临时专利申请No.61,173,757的优先权，其内容在此引入作为参考。
联邦赞助的研究或开发
N/A
技术领域
本发明总体涉及管内流体(intravascular fluid)的光学传感领域，具体地说，涉及自穿刺皮肤光学装置，其用于从血管中的管内流体获得光学信号并传输。
背景技术
多年来，血管内空间的直接光学激发和监视已经引起商业上的兴趣。多种装置，诸如内窥镜、心血管成像导管、和裸装成像纤维，目前用于从心血管成像和组织成像的多个应用范围的光学激发和监视，到光敏脉管成分(诸如荧光标记的碳水化合物或蛋白质)的光学激发。
如现有技术(诸如美国专利US4,872,819)所示，常规的穿透皮肤的光学检测装置包括明显长于它们想要穿透长度的光学护套。这样在相同的程序中给操作人员提供对体腔内各种感兴趣的特殊物质成像的灵活性和控制。然而，这种灵活性和控制耗费大量的时间成本和手工操作，要求操作人员连续手工校准和调节装置的物理位移。结果，操作人员必须经过严格的专业培训，规程要求对操作人员的时间给予大量的经济补偿。
在光学套管远端的成像头一般包括保护生物惰性包层(诸如不锈钢或外科手术级的塑料)、光纤或光管、和光学聚焦透镜。常规检测头一般与光学套管的中心线对称并垂直，也可以有让操作人员对感兴趣部位去除或增加流体的流体通道口。一般的成像头和光学聚焦透镜同样给操作人员提供成像物质的很多控制。但是，他们对装置的方向非常敏感，要正确地给想要的物质成像，也需要付出大量的手工操作。
用于穿透皮肤光学监视的常规装置依靠使用分离的穿刺护套或事先暴露的组织可以进入病人血管内空间。穿刺护套一般包括由基本上是刚性材料(诸如不锈钢)支撑的分离锋利的空导管。在穿刺护套开口之后，一般的光学成像装置将通道口插入血管系统。这种方法在增加穿透通道时是有效的，它需要使用多个装置和执行多个工艺步骤。
弹性空光纤，常规用于血管内成分的检测，一般进入血管空间并沿与通道口相反的血管壁弯曲，如图1所示。这样产生本领域已知的附壁(walling)问题，光纤成像基底的实质部分包括血管壁，而不是血管流体。在光学成像时光纤筑壁产生噪音并降低光纤的性能，以准确地检测血管成分的浓度变化。
所有常规穿透皮肤的光学成像装置需要使用第二可移动装置，或连接或分离，以穿透体腔并可以进入血管内空间，要求操作人员操纵多个装置并执行多个处理步骤。此外，尽管常规光学成像装置给操作人员提供穿透深度和成像物质的有效控制，他们还需要由受过良好专业培训的操作人员连续手工校准。因此，仍然需要简单的自穿透皮肤的光学传感装置，其不需要为血管空间的穿透而使用额外的设备和为装置的正确位移进行大量的手工操作。本新颖的技术就是要满足这种需要。
本发明的第一方面涉及一种自穿透皮肤光学传感装置，其用于从血管的管内流体获得并传输光学信号。所述装置包括：(a)长的中空刚性传感器护套，其具有近端、远端和沿该传感器护套延伸的中心通道，该传感器护套的远端足够锋利，以刺破皮肤层，该传感器护套具有足够的长度，以让该传感器护套穿入血管的管内空间；(b)弹性光纤，其具有近端和附接地(coherently)位于传感器护套的中心通道的远端，该传感器护套覆盖弹性光纤远端的一部分，弹性光纤的远端与传感器护套的远端对齐；和(c)光学传感器，其连接弹性光纤的远端，在所述光学传感器中产生的光学信号可以经过弹性光纤从所述光学传感器传输到弹性光纤的近端，所述光学传感器能够直接接近(has direct access to)血管的管内流体。
本发明的第一方面包括以下一个或多个特征，单独的或以非自相矛盾的组合。传感器护套可以相对传感器护套的第一部分机械地校准到特定位置和角度。传感器护套近端的一部分具有一个或多个基本上平面的突出，以形成稳定平台。光学传感装置还包括刚性传感器主体，其覆盖弹性光纤邻接传感器护套近端而没有被传感器护套覆盖的一部分。刚性传感器主体是圆筒或平面形状。刚性传感器主体具有一个或多个基本上平面的突出，以形成稳定平台。弹性光纤的近端连接光学检测装置。光学传感器从传感器护套突出。光学传感器用含有化学敏感性发色团(chemically sensitive chromophore)的材料涂敷。光学传感装置还包括定中心机构，用于在血管的管内流体内给光学传感器定中心。
本发明的第二方面涉及一种自穿透皮肤光学传感装置，用于从血管的管内流体获取和传输光学信号。所述装置包括：长护套，其具有近端、远端和沿该护套延伸的中心通道，该护套具有足够长度，让护套传入血管的管内空间；光纤，其具有近端和附接地位于所述护套的中心通道的远端，所述护套覆盖光纤远端的一部分；和定中心机构，位于所述护套的远端，该定中心机构的直径大于所述护套的远端的直径。
本发明的第二方面包括以下一个或多个特征，单独的或以非自相矛盾的组合。定中心机构能够交替处于膨胀状态或收缩状态。定中心机构能够选择性地在膨胀状态和收缩状态之间弹性地变形。定中心机构用于在血流中将光纤尖端定中心。定中心装置具有所述护套通过的中心过道。护套的一部分能够与定中心机构的一部分接合，护套和定中心机构之间的相对移动使得定中心机构从膨胀状态变成收缩状态。定中心机构包括多个辐条，每个辐条的相反终端固定在定中心机构的相反部分。护套从定中心机构的第一端通过中心过道并在定中心机构的第二端穿出定中心机构，形成收缩状态。光学传感装置还包括光学传感器，其连接光纤的远端，在该光学传感器中产生的光学信号经过光纤从该光学传感器传输到光纤的近端，该光学传感器能够直接接近血管的管内流体。定中心机构包括被中间部分隔开的第一端部和第二端部，中间部分根据第一端部与第二端部之间的相对移动朝外径向膨胀，所述相对移动减小第一端部和第二端部之间的距离。
作为本发明第二方面的补充，定中心机构的远端在操作时与护套的远端连通，使得护套的张力和退缩移动施加给定中心机构的远端。在护套的远端朝定中心机构退缩时，定中心机构的一部分相对护套向外径向膨胀。护套远端的退缩使定中心机构的远端进入定中心机构的中央部分(centralportion)。护套的远端具有用于皮肤穿刺的锋利端，该锋利端在护套的远端退缩时至少部分地位于定中心机构的中央部分内。定中心机构的中央部分定位为多个辐条径向向内，所述多个辐条在定中心机构远端的相反处与定中心机构的相反近端连接。护套远端退缩时，辐条向外径向膨胀。
本领域的普通技术人员容易理解，本发明第一方面的特征可以与本发明第二方面的特征合理组合，非自相矛盾组合，以实现有用的自穿透皮肤光学传感装置，用于从血管的管内流体获得和传输光学信息。
由下列说明结合下列附图，本发明的其它特征和优点显而易见。
附图说明
图1是现有技术表示抵靠血管壁的光纤附壁(walling)的光纤和穿刺导管的视图；
图2是本发明的横截面图；图2A是传感器护套为线性的实施例；图2B是传感器护套是多角度传感器护套的实施例，图2C是图2B的发明还包括传感器主体的又一实施例；
图3是本发明具有单个单元传感器主体和稳定平台、以及多角度传感器护套的实施例的视图；
图4是本发明具有特异传感器主体和稳定平台的实施例的视图；
图5是本发明具有基本对称传感器主体和特异稳定平台的实施例的视图；
图6是本发明表示嵌入传感器主体和传感器护套的光纤的实施例的视图；
图7是本发明具有平面传感器护套的实施例的视图；
图8是本发明具有不带稳定平台的传感器主体的实施例的视图；
图9是本发明表示传感器主体位于血管壁的多角度传感器护套的实施例的视图；
图10是本发明设有定中心机构的实施例的视图；
图11是本发明的定中心机构的实施例；
图12是本发明的定中心机构的实施例；
图13A-13E表示本发明具有定中心装置的导管在使用中，图示弹性定中心装置的膨胀和收缩；
图14A-14C表示本发明具有定中心装置的导管在使用中，图示另一定中心装置的膨胀和收缩；
图15是本发明的定中心机构在收缩状态的视图；
图16是图15所示的定中心机构在收缩状态的视图；
图17是具有侧出口、孔隙、开口或孔的传感器护套的视图；
图18是具有用于优先流体流动的侧出口、孔隙、开口或孔的传感器护套的视图。
具体实施方式
尽管本发明包含许多不同形式的实施例，它们在附图中示出并且在本发明的详细优选实施例中描述，应该理解，本公开被认为是本发明原理的示例，而并不意味着将本发明的宽范围限制为图示的实施例。
本发明总体涉及自穿透皮肤的光学传感装置，用于获取和传输血管中的管内流体的光学信号。图2是本发明的横截面视图。装置10包括：(a)长的中空刚性传感器护套20，其具有近端21、远端22和沿传感器护套20延伸的中心通道，该传感器护套20的远端22足够锋利，以刺破皮肤层，传感器护套20足够长，以让传感器护套20穿入血管的管内空间；(b)弹性光纤30，其具有结合在传感器护套20的中心通道内近端和远端，该传感器护套20覆盖弹性光纤30远端的一部分，弹性光纤30的远端与传感器护套20的远端22对齐；和(c)光学传感器40，其连接弹性光纤30的远端，在光学传感器40上产生的光学信号经过弹性光纤30可以从光学传感器40传输到弹性光纤30的近端，光学传感器40能够直接接近血管内的管内流体。光学传感器40通过传感器护套20中的至少一个开口而获得与血管内的管内流体的直接接近。该开口可以在沿着传感器护套20的位置或在传感器护套20的远端22。光学传感器40可以与传感器护套20齐平。或者，光学传感器40可以从传感器护套20突出或设置在传感器护套20内。在光学传感器40设置在传感器护套20内的情况下，在远端22附近的传感器侧面的附加孔、出口或孔隙22a让自然血流驱动的液体进入传感器护套20的侧面并流出远端22，从而进一步防止附壁效应，并且在与光学传感器40的光学通信时保持新鲜血液的连续供应(参见图17)。该传感器护套的突出部分可以超过光学传感器40，该突出部分的长度为2-20mm，包括与传感器护套齐平、在里面或向外突出的一个或多个开口22a。开口22a取向为促使或增进液体从特定方向经过开口22a流入或流出护套20(参见图18)。
光学传感器40进一步以光滑或粗糙表面终止，可以包括或也可以不包括医学容许亲水涂层，诸如Hyclone Pluronic F 68。此外，光学传感器40可以涂敷含有化学敏感性发色团的材料，以检测脉管中感兴趣的化学物质的浓度。例如，具有足够流体传导性(fluid conductivity)的医学容许聚合物(诸如，聚合水凝胶)含有结合或非结合浓度依赖单糖颜色指示剂，诸如，1-(4-二羟硼苯偶氮基)2-羟基-3，6-萘二磺酸二钠盐，作为化学敏感性发色团，其可以经过弹性光纤30光学地分析，以连续地检测脉管的单糖浓度。
传感器护套20可以由结构刚度足以穿刺皮肤层的医学容许材料制成。材料的实例包括但不限于不锈钢和外科手术级塑料。
根据感兴趣的血管和光学透光度，传感器护套20长度为1-4cm，外径为0.5-1.13mm。传感器护套的长度长于最小脉管穿透长度，有意用于防止在正常身体运动时护套从血管出来。
图2A是光学传感装置10的横截面图，该传感器护套20是线性的。在优选实施例中，如图2B所示，传感器护套20是多角度传感器护套。它包括具有近端和远端的第一部分25、具有近端和远端的第二部分27，其中第一部分25在传感器护套20的近端21处，第二部分27在传感器护套20的远端22处。偏移部分26连接第一部分25的远端和第二部分27的近端，使得第一部分25和第二部分27是不共线的。
在另一优选实施例中，光学装置10还包括刚性传感器主体50，其邻接传感器护套20的近端21、覆盖没有被传感器护套20覆盖的一部分的弹性光纤30。图2C表示图2B的光学传感装置10还具有传感器主体50。在图2B和2C的实施例中的第一部分25和偏移部分26可以用于形成接近传感器护套20的近端21或传感器护套20与刚性传感器主体50的接合处的穿透深度。第二部分27用于从脉管壁抬高传感器护套20的远端22和光学传感器40，可预料通过抵靠穿透壁提高传感器护套20产生绕穿透点的杠杆作用，防止附壁问题。此外，传感器护套20的这种结构提高在光学传感器40上的流体流动率，从而清洁光学传感器40并防止静态脉管成分的聚集。图9是图2C实施例的视图，表示传感器主体相对于脉管壁80的位置。
如图2B或2C所示的光学传感装置10的传感器护套20还可以相对传感器护套20的近端21或刚性传感器主体50机械地校准长度和深度，让操作者可靠地控制它的穿透性能。
如图2A或2B所示的传感器护套20近端21的一部分可以是平面形状。类似地，如图2C所示的刚性传感器主体50的实施例中，刚性传感器主体50可以为平面形状(planer in shape)(参见图3和4)。刚性传感器主体50的平面形状允许在传感器主体50的基面与传感器护套20的相对取向之间一致的校准对齐。此外，传感器护套20或传感器主体50具有一个或多个实际上形成稳定平台的平面突出51。在传感器主体50上的这种突出如图4-7所示。稳定平台地传感器护套20还具有横向和旋转的稳定性，不用操作者连续手工调整，能保持光学传感器40相对管壁的理想位置和取向。
传感器主体50的长度为2-4cm、宽度为0.5-4cm、高度为0.25-2cm。参照图4-8，稳定平台可以另外扩展传感器主体50的宽度1-3cm。此外，稳定平台可以不对称地位于靠近传感器护套20的位置，以给操作者提供更好的控制。而且，传感器主体50和/或稳定平台51可以粘结剂固定，类似于在常规皮肤胶带中使用的粘结剂，让操作者保持适当的装置位移，而不用连续的手工操作。在一个实施例中，传感器主体50和平面稳定突出51在结构上可以简单地结合并且起到一个基本平面结构的作用，如图3和图4所示。传感器主体50可以用医学容许材料(诸如，聚乙烯)围绕弹性光纤/传感器护套接合处注塑成形。诸如聚乙烯和硅的材料具有这样的性能，其足以对最初的皮肤穿透提供需要的结构支撑和旋转稳定性，同时提供需要的弹性以顺从皮肤表面的弯曲。
第二组稳定平台可以围绕弹性光纤30形成，让粘结表面将弹性光纤固定在病人皮肤的分开位置，防止在使用时对光学传感器40的张力。该第二组稳定平台的尺寸与传感器主体上的稳定平台相似。
光学传感装置10可利用常规技术多步骤制造，诸如机械冲压和注射模压。一种合适的加工工艺包括用预制的空传感器护套20(诸如，不锈钢管)开始的多个步骤。然后，由包覆的弹性光纤扩展的合适材料的光纤(诸如，玻璃或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))可以机械地插入或固定在传感器护套20内，使得弹性光纤30的远端靠近传感器护套20的远端并且它对齐。然后，传感器护套/弹性光纤接合处利用常规材料(诸如，聚乙烯)的常规方法(诸如，注射模压)围绕在传感器主体50周围。然后，传感器护套20切割到理想的穿透长度(诸如，2cm)，弯曲到理想的角度，使其锋利到一点，其中弹性光纤30的远端和传感器护套29的远端齐平。最后，光纤30可以用常规技术抛光并用光滑涂层覆盖。然后，最终的光学传感装置用常规方法消毒，诸如对聚乙烯氧化物曝光，并用密封容器包装。
然后该最终的光学传感装置由技师按照下面的方法使用。技师将弹性光纤的近端连接到光学检测装置，诸如，光学肾功能分析设备。然后，操作者将传感器护套的尖端通过脉管壁插入到血管，将传感器主体与病人的皮肤接触，使传感器护套20抬高到脉管壁的刺破侧。最后，粘附到传感器主体50或与传感器主体50分离的粘结剂用于机械地将传感器主体50固定到皮肤上，利用单个穿刺装置，不用连续手工调整可以连续光学检测脉管成分。
如图10-13所示，光学传感装置包括光纤30的定中心机构100。定中心机构位于导管的远端，一旦导管插入血管就膨胀。定中心机构100在血液流动时设置到光纤30尖端的中央。这样有助于减少由于围绕解剖结构(诸如，血管)的荧光产生的环境噪音。
定中心装置包括伸缩笼。该笼优选适于根据施加的力膨胀和收缩。因此，笼可以由至少具有部分记忆的任何材料制成，其中这些材料具有弹性量。在优选实施例中，笼由沿光学传感装置长度设置的多个辐条104形成。本发明人已经考虑了具有3、4和5个辐条104的实施例。
辐条104可以由金属材料制成，诸如，镍和钛的合金。每个辐条104具有第一终端和第二终端，第一终端通常固定到位于定中心机构100的第一端108的环形轴环，第二终端固定到位于定中心机构100的第二端112的第二环形轴环。辐条104能够以膨胀方式径向地向外移动，因为轴环之间的相对移动使第一端108更靠近第二端112。用另一种方式说，由于轴环的相对移动时减小第一端108和第二端112之间的距离，笼的部分直径可以扩张，例如，提供抵靠血管壁或其它流体输送脉管的支撑结构。在增加轴环之间的距离时部分直径收缩。
定中心机构100的第一端108优选在装置上形成自由点，经过摩擦或粘结等的任意一种能够与部分装置连通。第二端112优选连接传感器套管20，使得它从根本上而言是固定的。在设计上注意一些问题：笼必须具有足够强度，以支撑它本身离开血管的底部，所以用3根辐条、4根辐条和5根辐条的笼工作。远端108在光纤3上移动，近端112静止。笼用笼罩包装，当笼进入导管时，笼罩滑落，以防感染。
在使用时，护套20的远端22插入而穿过笼的在辐条104之间的中央部分。护套20的一部分在操作中接合定中心机构100的自由端108。当护套通过笼从一端112延伸到另一端108时，护套20的一部分接合定中心机构，定中心机构从膨胀状态的偏压状态收缩到收缩状态，使得定中心机构100能够随着护套20的远端进入静脉或血管。一旦在血管内，护套20的远端22退回少许，定中心装置100返回其膨胀状态的偏压位置，光纤30在定中心机构100的中央部分内，导管的光学传感器40保持在例如静脉的血流内定于中心。
在图14A-14C中示出具有另一种定中心装置100的光学装置。在该实施例的定中心机构100中，定中心机构的远端108连接并且至少基本上固定在传感器护套20的远端22上，优选定中心机构100的远端108粘结到传感器护套20的远端22。这样允许定中心机构100和传感器护套20的其余部分相互自由滑行。因此，该实施例的辐条104通过手工拉回传感器护套20而膨胀，同时保持定中心机构100的位置，如图的箭头方向所示。这样让具有非常小恢复力的相当柔软的聚合材料用于定中心机构100。当使用足够柔软的塑料时，让定中心机构100的柔软材料随着传感器护套20缩回自身折叠，包括光纤30和光学传感器40的传感器护套20的远端在膨胀位置被保护(参见图14C)。不用人连续干涉，校准锁定机构可以保持定中心机构100与传感器护套20的相对位置和缩回的护套20中的张力。
在使用时，护套20的锋利端22用于穿刺。护套20的远端22将定中心机构100携带或输送到流体内。然后，护套20沿图14B的箭头方向轻轻地退回或拉回。这种退缩使辐条104相对护套20径向向外膨胀。进一步退缩，如图14C所示，使定中心机构100的远端108进入定中心机构100的中央部分，以进一步保护光学传感器40。由此可知，更进一步退缩会使护套20的远端22完全进入定中心机构100的辐条104径向向内定位的中央部分。
光学传感器40也获得经过定中心机构100的传感器护套20的侧开口到脉管流体的入口。
术语“第一”、“第二”、“上部”、“下部”、“前部”、“后部”、“顶部”、“底部”等仅仅出于解释的目的，本意不是以一种方式限制实施例。在此使用的术语“多个”想要表示大于一的任何数，按照需要分离地或连续地，直到无穷大的数。在此使用的术语“结合”和“连接”意指将两个元件放在一起形成一个单元，任何数量的元件、装置、紧固件等可以设置在结合或连接的元件之间，除非用术语“直接地”其它方式规定并且由附图支持。在此使用的术语“弹性”想要表示材料变形的形式，其中结构或材料具有记忆范围，一旦去除用于变形的力，基本上返回到其原始形状，即，在给定压力时材料的形状改变，在去除压力后可恢复。这种变形不同于塑性变形，其在施加压力的作用下产生材料的永久变形。
尽管已经图示和描述了具体实施例，但在不明显脱离本发明的精神的情况下存在许多变型，所保护的范围仅仅由查证权利要求书的范围所限定。

Claims (27)

1.一种自穿透皮肤光学传感装置，用于从血管的管内流体获取和传输光学信号，所述装置包括：
(a)长的中空刚性传感器护套，具有近端、远端和沿该传感器护套延伸的中心通道，该传感器护套的远端足够锋利，以刺破皮肤层，该传感器护套具有足够的长度，以让该传感器护套穿入血管的管内空间；
(b)弹性光纤，具有近端和附接地位于传感器护套的中心通道的远端，该传感器护套覆盖弹性光纤远端的一部分，弹性光纤的远端与传感器护套的远端对齐；和
(c)光学传感器，连接弹性光纤的远端，在所述光学传感器中产生的光学信号可以经过弹性光纤从所述光学传感器传输到弹性光纤的近端，所述光学传感器能够直接接近血管的管内流体。
2.如权利要求1所述的光学传感装置，其中，传感器护套包括第一部分和第二部分，第一部分具有近端和远端，第二部分具有近端和远端，第一部分在传感器护套的近端，第二部分在传感器护套的远端，第一部分的远端和第二部分的近端通过偏移部分连接，使得第一部分和第二部分不共线。
3.如权利要求2所述的光学传感装置，其中，传感器护套相对传感器护套的第一部分机械地校准到特定位置和角度。
4.如权利要求1所述的光学传感装置，其中，传感器护套近端的一部分具有一个或多个基本上平面的突出，以形成稳定平台。
5.如权利要求1所述的光学传感装置，还包括刚性传感器主体，该刚性传感器主体覆盖弹性光纤的邻接传感器护套近端而没有被传感器护套覆盖的一部分。
6.如权利要求5所述的光学传感装置，其中，刚性传感器主体是圆筒或平面形状。
7.如权利要求5所述的光学传感装置，其中，刚性传感器主体具有一个或多个基本上平面的突出，以形成稳定平台。
8.如权利要求1所述的光学传感装置，其中，弹性光纤的近端连接光学检测装置。
9.如权利要求5所述的光学传感装置，其中，光学传感器从传感器护套突出。
10.如权利要求1所述的光学传感装置，其中，光学传感器用含有化学敏感性发色团的材料涂敷。
11.如权利要求1所述的光学传感装置，还包括定中心机构，用于在血管的管内流体内给光学传感器定中心。
12.一种自穿透皮肤光学传感装置，用于从血管的管内流体获取和传输光学信号，所述装置包括：
长护套，其具有近端、远端和沿该护套延伸的中心通道，该护套具有足够长度，让护套传入血管的管内空间；
光纤，其具有近端和附接地位于所述护套的中心通道的远端，所述护套覆盖光纤远端的一部分；和
定中心机构，位于所述护套的远端，该定中心机构的直径大于所述护套的远端的直径。
13.如权利要求12所述的光学传感装置，其中，定中心机构能够交替处于膨胀状态或收缩状态。
14.如权利要求13所述的光学传感装置，其中，根据施力的施加，定中心机构能够选择性地在膨胀状态和收缩状态之间弹性地变形。
15.如权利要求14所述的光学传感装置，其中，定中心机构用于在血流中将光纤尖端定中心。
16.如权利要求15所述的光学传感装置，其中，定中心装置具有所述护套通过的中心过道。
17.如权利要求16所述的光学传感装置，其中，所述护套的一部分能够与定中心机构的一部分接合，所述护套和定中心机构之间的相对移动使得定中心机构从膨胀状态变成收缩状态。
18.如权利要求17所述的光学传感装置，其中，定中心机构包括多个辐条，每个辐条的相反终端固定在定中心机构的相反部分。
19.如权利要求18所述的光学传感装置，其中，所述护套从定中心机构的第一端通过中心过道并在定中心机构的第二端穿出定中心机构，形成收缩状态。
20.如权利要求19所述的光学传感装置，还包括光学传感器，该光学传感器连接光纤的远端，在该光学传感器中产生的光学信号经过光纤从该光学传感器传输到光纤的近端，该光学传感器能够直接接近血管的管内流体。
21.如权利要求12所述的光学传感装置，其中，定中心机构包括被中间部分隔开的第一端部和第二端部，中间部分根据第一端部与第二端部之间的相对移动朝外径向膨胀，所述相对移动减小第一端部和第二端部之间的距离。
22.如权利要求12所述的光学传感装置，其中，定中心机构的远端在操作时与护套的远端连通，使得护套的张力和退缩移动施加给定中心机构的远端。
23.如权利要求22所述的光学传感装置，其中，在所述护套的远端朝定中心机构退缩时，定中心机构的一部分相对所述护套向外径向膨胀。
24.如权利要求23所述的光学传感装置，其中，护套远端的退缩使定中心机构的远端进入定中心机构的中央部分。
25.如权利要求24所述的光学传感装置，其中，护套的远端具有用于皮肤穿刺的锋利端，该锋利端在护套的远端退缩时至少部分地位于定中心机构的中央部分内。
26.如权利要求25所述的光学传感装置，其中，定中心机构的中央部分定位为多个辐条径向向内，所述多个辐条在定中心机构远端的相反处与定中心机构的相反近端连接。
27.如权利要求26所述的光学传感装置，其中，在护套远端退缩时，辐条向外径向膨胀。
CN2010800293040A 2009-04-29 2010-04-29 用于管内流体光学传感的自穿透皮肤的光学传感器 Pending CN102458235A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17375709P 2009-04-29 2009-04-29
US61/173,757 2009-04-29
PCT/US2010/032934 WO2010127089A1 (en) 2009-04-29 2010-04-29 Self-puncturing percutaneous optical sensor for optical sensing of intravascular fluid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102458235A true CN102458235A (zh) 2012-05-16

Family

ID=43032552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010800293040A Pending CN102458235A (zh) 2009-04-29 2010-04-29 用于管内流体光学传感的自穿透皮肤的光学传感器

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20120197136A1 (zh)
EP (1) EP2424425A4 (zh)
JP (1) JP5543582B2 (zh)
CN (1) CN102458235A (zh)
AU (1) AU2010241557B2 (zh)
BR (1) BRPI1010872A2 (zh)
CA (1) CA2760506A1 (zh)
WO (1) WO2010127089A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108697344A (zh) * 2016-01-14 2018-10-23 乔治·P·泰特尔鲍姆 早期中风检测装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016210311A1 (en) 2015-06-24 2016-12-29 Pharmacophotonics, Inc. D/B/A Fast Biomedical Method and apparatus for determining biometric indicators using multiple fluorescent markers
EP3639730A1 (en) * 2018-10-16 2020-04-22 Koninklijke Philips N.V. Supply of a sensor of an interventional device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6887229B1 (en) * 2000-11-07 2005-05-03 Pressure Products Medical Supplies Inc. Method and apparatus for insertion of elongate instruments within a body cavity
US20050113658A1 (en) * 2003-11-26 2005-05-26 Becton, Dickinson And Company Fiber optic device for sensing analytes and method of making same
US20060173365A1 (en) * 2004-12-21 2006-08-03 Proteus Biomedical, Inc. Coronary sinus sensing device
US7115138B2 (en) * 2002-09-04 2006-10-03 Boston Scientific Scimed, Inc. Sheath tip
WO2007103279A2 (en) * 2006-03-02 2007-09-13 Catharos Medical Systems, Inc. Methods and devices for retrieval of a medical agent from a physiological efferent fluid collection site
US7344549B2 (en) * 2002-01-31 2008-03-18 Advanced Cardiovascular Systems, Inc. Expandable cages for embolic filtering devices
US20080139897A1 (en) * 2001-05-31 2008-06-12 Ainsworth Robert D Catheter with optical fiber sensor

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4269192A (en) * 1977-12-02 1981-05-26 Olympus Optical Co., Ltd. Stabbing apparatus for diagnosis of living body
GB8725936D0 (en) * 1987-11-05 1987-12-09 Genetics Int Inc Sensing system
CA2034285A1 (en) * 1990-02-09 1991-08-10 Masao Yafuso Method and system for monitoring of blood constituents in vivo
US5165407A (en) * 1990-04-19 1992-11-24 The University Of Kansas Implantable glucose sensor
US5054882A (en) * 1990-08-10 1991-10-08 Puritan-Bennett Corporation Multiple optical fiber event sensor and method of manufacture
CA2053447A1 (en) * 1990-11-08 1992-05-09 Samuel D. Riccitelli Intravascular blood parameter sensor apparatus
US5280788A (en) * 1991-02-26 1994-01-25 Massachusetts Institute Of Technology Devices and methods for optical diagnosis of tissue
JP2542591Y2 (ja) * 1991-06-20 1997-07-30 テルモ株式会社 カテーテルチューブ
US5284138A (en) * 1991-07-09 1994-02-08 C. R. Bard, Inc. Apparatus and method for positioning a sensor away from the blood vessel wall
JPH05220169A (ja) * 1992-02-14 1993-08-31 Fukuda Denshi Co Ltd 血管内視治療用カテーテル
JPH08507470A (ja) * 1993-06-30 1996-08-13 バイオメディカル・センサーズ・リミテッド ２相性材料
US5349954A (en) * 1993-07-23 1994-09-27 General Electric Company Tumor tissue characterization apparatus and method
US5390671A (en) * 1994-03-15 1995-02-21 Minimed Inc. Transcutaneous sensor insertion set
JP3507161B2 (ja) * 1994-12-28 2004-03-15 テルモ株式会社 血中分析対象物計測装置
US5568806A (en) * 1995-02-16 1996-10-29 Minimed Inc. Transcutaneous sensor insertion set
US5728133A (en) * 1996-07-09 1998-03-17 Cardiologics, L.L.C. Anchoring device and method for sealing percutaneous punctures in vessels
US5954643A (en) * 1997-06-09 1999-09-21 Minimid Inc. Insertion set for a transcutaneous sensor
ES2227880T3 (es) * 1997-08-09 2005-04-01 Roche Diagnostics Gmbh Dispositivo de analisis para realizar analisis in vivo en el cuerpo de un paciente.
US5931815A (en) * 1997-08-22 1999-08-03 Liu; Wen-Neng Multifunctional safety infusion set with injection needle retractable in a wing-equipped sheath
US6179860B1 (en) * 1998-08-19 2001-01-30 Artemis Medical, Inc. Target tissue localization device and method
US20070167853A1 (en) * 2002-01-22 2007-07-19 Melker Richard J System and method for monitoring health using exhaled breath
US7931658B2 (en) * 2002-09-20 2011-04-26 Interrad Medical, Inc. Temporary retention device
US7744604B2 (en) * 2003-11-13 2010-06-29 Lawrence Livermore National Security, Llc Shape memory polymer medical device
US7261730B2 (en) * 2003-11-14 2007-08-28 Lumerx, Inc. Phototherapy device and system
US9072476B2 (en) * 2005-09-23 2015-07-07 Medtronic Minimed, Inc. Flexible sensor apparatus
JP2008036026A (ja) * 2006-08-03 2008-02-21 Terumo Corp 医療機器デバイス

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6887229B1 (en) * 2000-11-07 2005-05-03 Pressure Products Medical Supplies Inc. Method and apparatus for insertion of elongate instruments within a body cavity
US20080139897A1 (en) * 2001-05-31 2008-06-12 Ainsworth Robert D Catheter with optical fiber sensor
US7344549B2 (en) * 2002-01-31 2008-03-18 Advanced Cardiovascular Systems, Inc. Expandable cages for embolic filtering devices
US7115138B2 (en) * 2002-09-04 2006-10-03 Boston Scientific Scimed, Inc. Sheath tip
US20050113658A1 (en) * 2003-11-26 2005-05-26 Becton, Dickinson And Company Fiber optic device for sensing analytes and method of making same
US20060173365A1 (en) * 2004-12-21 2006-08-03 Proteus Biomedical, Inc. Coronary sinus sensing device
WO2007103279A2 (en) * 2006-03-02 2007-09-13 Catharos Medical Systems, Inc. Methods and devices for retrieval of a medical agent from a physiological efferent fluid collection site

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108697344A (zh) * 2016-01-14 2018-10-23 乔治·P·泰特尔鲍姆 早期中风检测装置

Also Published As

Publication number Publication date
AU2010241557B2 (en) 2014-05-22
CA2760506A1 (en) 2010-11-04
JP5543582B2 (ja) 2014-07-09
EP2424425A4 (en) 2013-07-17
AU2010241557A1 (en) 2011-11-24
BRPI1010872A2 (pt) 2016-03-15
US20120197136A1 (en) 2012-08-02
EP2424425A1 (en) 2012-03-07
WO2010127089A1 (en) 2010-11-04
JP2012525229A (ja) 2012-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9198581B2 (en) Optical imaging probe
EP3132296B1 (en) Self-cleaning optical connector
US6289229B1 (en) Readable probe array for in vivo use
ES2832756T3 (es) Dispositivo de toma de muestra de fluido biológico
US20070219509A1 (en) Blood collecting needle, syringe needle, winged needle, test kit and blood collecting kit
JPH08215180A (ja) 組織の特性決定のための装置
NZ235142A (en) Catheter probe sensor assembly.
WO2008042625A3 (en) Analyte sensor
EP0858776A3 (en) Hemostatic agent delivery device having built-in pressure sensor
WO2007109147A3 (en) System and method for creating a stable optical interface
CA2760680A1 (en) Analyte detection by microneedle patch with analyte selective reagents
WO2007146254B1 (en) Miniature fiber optic spectroscopy probes
CN102458235A (zh) 用于管内流体光学传感的自穿透皮肤的光学传感器
US20200316349A1 (en) Micro-Camera Guide Wire
ATE411771T1 (de) Selektive exposition von miniatursonden mit integrierten sensorarrays für kontinuierlichen in-vivo diagnosis
US6817983B1 (en) External fluid-filled catheter pressure transducer
WO2011041730A2 (en) Light diffusion apparatus
CN107683105B (zh) 用于测量在体组织内的血流的导管
US20100099965A1 (en) Optical Fiber Connector
JP2005143414A (ja) 観察用窓部材、および観察窓を有する実験動物
US20150257705A1 (en) Catheter for Measuring the Blood Flow of a Body Tissue
US20230074761A1 (en) Introducing a conductive element into a catheter
US9675284B2 (en) Apparatus and method for detecting and\or monitoring one or more compounds in blood
CN113907718B (zh) 一种用于神经介入的微型oct成像导管
CN117717691A (zh) 医疗装置组件和用于脉管导管的医疗帽

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120516