ES2329176T3 - Sonda para la medicion del contenido de oxigeno en tejido biologico, asi como cateter con una sonda de este tipo. - Google Patents

Sonda para la medicion del contenido de oxigeno en tejido biologico, asi como cateter con una sonda de este tipo. Download PDF

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Abstract

Sonda (1) para la medición del contenido de oxígeno en material biológico - con, al menos, una fibra óptica (2) que se puede acoplar ópticamente de forma proximal, por una parte, a una fuente de luz y, por otra parte, a un sensor de luz, - con un colorante (5) sensible al oxígeno que está dispuesto en una superficie extrema distal (4) de la fibra (2) y que está acoplado ópticamente a dicha superficie, caracterizada porque una sección de fibra distal (6), incluyendo la superficie extrema distal (4) junto con el colorante (5), está rodeada por una membrana (7) permeable al oxígeno e impermeable al líquido que en la zona rodeada define un espacio de gas (8) que rodea a la superficie extrema distal (4) con el colorante (5), - estando previsto el colorante (5) como recubrimiento en la superficie extrema distal (4) y/o en la membrana (7) que limita el espacio de gas (8), o - estando incorporado el colorante (5) en, al menos, una sección de una pared de la membrana (7).

Description

Sonda para la medición del contenido de oxígeno en tejido biológico, así como catéter con una sonda de este tipo.
La invención se refiere a una sonda para la medición del contenido de oxígeno en material biológico de conformidad con el preámbulo de la reivindicación 1. La invención se refiere además a un catéter con una sonda de este tipo.
La medición de oxígeno es, en especial en el campo de la medicina, de un gran interés. Especialmente importante es el registro in vivo del oxígeno disuelto no ligado a la hemoglobina para la valoración del abastecimiento del material biológico, en particular del tejido. Otros ejemplos para material biológico a analizar en lo que se refiere al contenido de oxígeno son los líquidos tales como sangre o fluidos. Un dato decisivo es la presión parcial de oxígeno reinante en el tejido analizado. La presión parcial del oxígeno disuelto físicamente en el líquido intersticial corresponde a la disponibilidad de oxígeno a nivel celular. Especialmente en el campo de la aplicación cardiovascular y neuroquirúrgica como en el campo de la medicina de los trasplantes, se aplica el registro del oxígeno tisular. Para la medición se utilizan catéteres que comprenden sistemas de sensores o sondas que reaccionan específicamente al oxígeno.
Una sonda del tipo inicialmente señalado se conoce por el documento WO 93/05702 A1. Otras sondas que miden con fibras ópticas los parámetros de oxígeno en el tejido se describen en los documentos US 5, 673,794, US 5,995,208, US 5,579,774, así como en las publicaciones en ellos citados. Otra sonda fibroscópica se conoce por la publicación J.I. Peterson et al., Anal. Chem. 1984, 56, 62-67. Hay otras sondas fibroscópicas que se describen en los documentos US 4,752,115 A, US 5,142,155 A y US 4,861,727 A.
Una técnica de medición conocida para la medición fibroscópica de la presión parcial del oxígeno disuelto físicamente, es decir, del oxígeno libre, es la extinción rápida dinámica del oxígeno. En este proceso, se introduce por el extremo distal de la fibra óptica un colorante fluorescente incluido en una matriz, por ejemplo, un complejo de platino. El colorante fluorescente se excita ópticamente a través de la fibra, en la mayoría de los casos por medio de un rayo láser ajustado a la banda de absorción del colorante. Las moléculas del colorante así excitadas pasan con retraso, por ejemplo del orden de 1 a 60 \mus, emitiendo luz de una longitud de onda igual o desplazada hacia el rojo, al estado inicial. En presencia de oxígeno, este paso al estado inicial por medio de procesos de choque también se puede producir sin radiación. Como consecuencia disminuye la intensidad de la luz reflejada por la fibra. Esta reducción es proporcional al oxígeno libre que se encuentra en el entorno inmediato del colorante fluorescente. Los sensores fibroscópicos conocidos son extraordinariamente sensibles a la luz dispersa y a los factores que influyen en la intensidad, tales como fisuras capilares o una curvatura de la fibra. Esta sensibilidad se puede reducir si con ayuda de una técnica Lock-In se mide el desfase de la luz reflejada por el colorante fluorescente frente a la luz irradiada. En este proceso se aprovecha el hecho de que los estados de fluorescencia de larga duración son estadísticamente más sensibles a los procesos de choque sin radiación de la congelación rápida dinámica del oxígeno. Sin embargo, una sensibilidad, aunque reducida, de los sensores fibroscópicos conocidos frente a la luz dispersa y a los factores que influyen en la intensidad también se observa al medir con la técnica Lock-In. Además se ha comprobado que en la misma región del tejido se obtienen con los sensores fibroscópicos conocidos valores de medición muy diversos del contenido de oxígeno libre, lo que hace prácticamente imposible la interpretación de una sola medición.
Por consiguiente, la presente invención persigue el objetivo de perfeccionar una sonda del tipo mencionado al principio, de manera que la sensibilidad de la fibra en el lugar de medición sea menor frente a las influencias perturbadoras del entorno y que se mejoren las posibilidades de interpretación de los resultados de medición.
Este objetivo se consigue según la invención gracias a una sonda que presenta las características señaladas en la reivindicación 1.
De acuerdo con la invención se ha descubierto que la creación de un espacio de gas alrededor de la sección distal de la fibra por medio de una membrana permeable al oxígeno y al mismo tiempo impermeable al líquido, aumenta ventajosamente el volumen de medición alrededor del colorante. El volumen de medición ya no queda reducido al entorno inmediato del material o del tejido alrededor del colorante, sino que se amplía al entorno exterior de la membrana que establece el espacio de gas. La presión parcial de oxígeno que se genera en el espacio de gas sirve, por consiguiente, como medida del valor medio del contenido de oxígeno en la superficie exterior de la membrana que establece el espacio de gas. El aumento del volumen sensible conduce, por lo tanto, a una información médicamente bien evaluable acerca del abastecimiento de oxígeno local pero no puntual en el tejido biológico que rodea a la sonda. De este modo el estado del tejido se puede valorar mejor que en una medición puramente puntual como la que se realiza mediante el procedimiento fibroscópico según el estado de la técnica. Al mismo tiempo, la membrana protege la sección distal de la fibra en el espacio de gas, con lo que se evita allí el riesgo de una perturbación de la medición. La robustez del sensor fibroscópico según la invención se incrementa aún más mediante el uso de la técnica Lock-In antes mencionada. Con el sensor fibroscópico se puede medir el contenido de oxígeno del tejido, pero también de otro material biológico, por ejemplo, de líquidos tales como sangre o fluidos. En el caso del colorante sensible al oxígeno se puede tratar, por ejemplo, de un complejo de platino o de un complejo de rutenio. El colorante sensible al oxígeno existe en forma de recubrimiento o se incorpora, al menos por secciones, a la pared de la membrana. Como es lógico, el colorante debe disponerse de manera que se obtenga un camino óptico lo más directo entre las moléculas del colorante y la superficie extrema distal de la fibra. Por ese motivo, el colorante se prevé preferiblemente como recubrimiento directo de la superficie extrema distal de la fibra. Frente al llenado completo de un volumen anterior a la superficie extrema distal de la fibra con el colorante, la disposición del colorante como recubrimiento o componente de la pared de la membrana según la invención, ofrece la ventaja de que la respuesta lumínica del colorante no es absorbida de forma no deseable por otras moléculas de colorante contenidas en el volumen, con lo que no se pierden.
Un grosor uniforme de la membrana según la reivindicación 2 evita un ensuciamiento temporal de la señal de medición de la presión parcial, dado que las moléculas de oxígeno libre tienen un tiempo de difusión uniforme a través de la membrana. Se obtiene como resultado una característica homogénea del sensor. Un grosor uniforme de la membrana no significa que el grosor de la membrana sea exactamente constante en toda la superficie de la membrana. Se pueden aceptar ligeras variaciones con respecto al grosor medio de la membrana que no influyan en la práctica en la característica homogénea del sensor. Estas variaciones tolerables son, por ejemplo, del orden de 200 \mum. Un colorante sensible al oxígeno con una larga duración de la fluorescencia puede compensar efectos perturbadores procedentes de las diferencias del grosor de la membrana. Por ese motivo, para una característica homogénea del sensor resulta, por ejemplo, ventajoso un complejo de platino con una duración de la fluorescencia de hasta 60 \mus.
Un espacio de gas según la reivindicación 3 se puede realizar con una membrana que se fabrica a buen precio. Si el eje longitudinal del espacio de gas es paralelo al eje de la fibra y presenta una distancia de la misma, el espacio de gas se puede crear con un gran volumen libre unido apto para la disposición de otros componentes, en especial de sensores de la sonda. Cuando los ejes coinciden, se obtiene una estructura con simetría de rotación simétrica que ofrece especialmente ventajas en la fabricación. En el caso de ejes coincidentes, se ofrece en particular una configuración en la que la superficie extrema distal de la fibra se encuentra con el colorante en el centro del espacio de gas, por lo que en relación con el oxígeno libre que se difunde a través de la membrana se logra una simetría de longitud de difusión, lo que puede incrementar la calidad de la medición.
Una membrana según la reivindicación 4 se puede fabricar fácilmente, dado que el tubo de membrana se puede formar, por ejemplo, mediante corte de un tubo flexible sin fin.
En lo que se refiere a las características de permeabilidad al oxígeno y de impermeabilidad al líquido, los materiales según la reivindicación 5 han dado buenos resultados para su aplicación en la sonda.
La membrana según la reivindicación 6 se adapta perfectamente al tejido que la rodea, con lo que se impide que la medición se falsee.
Un relleno de aire según la reivindicación 7 evita una variación de la composición del gas durante el almacenamiento de la sonda antes de su utilización. Alternativamente también es posible introducir un gas o una mezcla de gases antes de la utilización de la sonda, componiéndose dicho gas o dicha mezcla de gas de moléculas tan grandes que no puedan atravesar la membrana permeable al oxígeno saliendo al exterior. También en este caso se consigue un relleno del espacio del gas para el almacenamiento de la sonda antes de su utilización, que no varía.
Una permeabilidad al vapor de agua según la reivindicación 8 permite gracias a la mayor capacidad térmica del gas en el espacio de gas como consecuencia del vapor de agua que puede penetrar, una adaptación más rápida de los sensores ubicados en el espacio de gas a la temperatura ambiente. Como consecuencia se puede realizar dentro del espacio de gas una medición fiable de la temperatura sin necesidad de esperar largo tiempo a que se produzca un equilibrio térmico. Por consiguiente, si se da importancia a una alta permeabilidad al vapor de agua, la membrana se puede realizar especialmente de un copolímero de tetrafluoretileno-hexafluorpropileno (FEP). Una membrana de polietileno (PE) también presenta una permeabilidad al vapor de agua aunque menor que la del FEP.
Otro objetivo consiste en especificar un catéter con el que se pueda realizar una medición representativa por medio de una sonda según la invención.
Este objetivo se consigue según la invención gracias a un catéter con las características descritas en la reivindicación 9.
El sensor de temperatura permite una compensación de una dependencia térmica de la medición del contenido de oxígeno. El sensor de presión preferiblemente existente permite una medición adicional de la presión que, en combinación con la medición del contenido de oxígeno, proporciona una valiosa información específica del tejido. Gracias a una medición combinada de este tipo en la que se miden el contenido de oxígeno y la presión, es posible comprobar, por ejemplo, en qué medida están correlacionados el contenido de oxígeno y la evolución de la presión en su dinámica. Por consiguiente, es posible determinar una correlación de la presión del tejido y de la presión parcial del oxígeno. El registro de distintos parámetros fisiológicos a través de un único catéter reduce el riesgo de infección y hemorragia en comparación con la aplicación de varios catéteres a través de las respectivas entradas de catéter separadas. La punta del catéter preferiblemente metálica en parte, permite su detección en el procedimiento gráfico, por ejemplo, en la tomografía computerizada. De este modo se permite el posicionamiento específico en el área deseada. Esto resulta especialmente necesario para diferenciar entre una situación local o global en caso de sucesos patofisiológicos con valores de presión parcial del oxígeno reducidos como, por ejemplo, en caso de hemorragias en el trayecto de la punción, tumefacción en la zona de la posición del catéter o en caso de una isquemia local. Otras ventajas del catéter son las que ya se han mencionado con anterioridad en relación con la sonda.
Un sensor de temperatura según la reivindicación 10 permite una buena compensación de la dependencia de la temperatura de la medición fibroscópica del contenido de oxígeno, dado que la temperatura se mide exactamente en el lugar en el que se produce también la medición del contenido de oxígeno. Gracias a la permanente corrección de la temperatura de la medición del contenido de oxígeno, los valores son fiables incluso en caso de hipotermia y de hipertermia.
Una punta de catéter según la reivindicación 11 da lugar a una reducción de las distintas piezas del catéter.
A continuación se explican con mayor detalle, a la vista del dibujo, algunos ejemplos de realización de la invención.
Se ve en la:
Fig. 1 una sección longitudinal esquemática de una sonda para la medición del contenido de oxígeno en tejido biológico;
Fig. 2 una representación de la sonda similar a la de la figura 1 en la que una sección distal de la fibra óptica se introduce aún más en un espacio de gas establecido por una membrana;
Fig. 3 una sección según la línea III-III de la figura 2;
Fig. 4 una sección similar a la de la figura 3 de otra variante de realización de una sonda;
Fig. 5 una sección longitudinal de un catéter con otra variante de realización de una sonda para la medición del contenido de oxígeno en tejido biológico;
Fig. 6 esquemáticamente una sección según la línea VI-VI de la figura 5;
Fig. 7 una sección similar a la de la figura 5 de otra variante de realización de un catéter, y
Fig. 8 una vista frontal según la flecha indicadora VIII de la figura 7.
Las figuras 1 a 3 muestran una primera variante de realización de una sonda para la medición del contenido de oxígeno en tejido biológico. La sonda 1 puede ser parte componente de un catéter, por ejemplo, al estilo del que se representa en la figura 5.
La sonda 1 muestra una fibra óptica 2. Un extremo proximal 3 opuesto al tejido biológico a medir se puede acoplar ópticamente, por una parte, a una fuente de luz y, por otra parte, a un sensor de luz. En el caso de la fibra óptica 2 se puede tratar de una fibra individual o de un haz de fibras.
En una superficie extrema distal 4 de la fibra óptica 2 orientada hacia el tejido biológico a medir está dispuesto un colorante sensible al oxígeno 5. El colorante 5 se acopla ópticamente a la superficie extrema distal 4 de la fibra óptica 2. La superficie extrema distal 4 está recubierta del colorante 5. Una sección de fibra distal 6, incluyendo la superficie extrema distal 4 junto con el colorante 5, está rodeada por una membrana 7 permeable al oxígeno e impermeable al líquido. La membrana 7 se ha realizado de manera que resulte permeable al vapor de agua. Esta última define en la zona rodeada un espacio de gas 8 que rodea a la superficie extrema distal 4 con el colorante 5. Alternativamente a un recubrimiento de la superficie extrema distal 4 con el colorante 5 es posible recubrir la pared interior de la membrana 7, al menos por zonas, con el colorante 5. Como zonas recubiertas se eligen las que se "ven" desde la superficie extrema distal 4, es decir, a las que conduce un camino óptico directo desde la superficie extrema distal 4. En otra variante es posible incorporar el colorante 5 a la pared de la membrana 7.
La membrana 7 presenta un grosor uniforme allí donde define el espacio de gas 8. La variación admisible del grosor de membrana con respecto al valor previamente establecido depende de la dinámica de medición deseada de la presión parcial de oxígeno. Para las mediciones en el tejido cerebral se ha observado que resultan tolerables, por ejemplo, variaciones de 200 \mum. En el caso de la sonda según las figuras 1 a 3, el espacio de gas 8 tiene la forma de un cilindro. Un eje longitudinal 9 del espacio de gas coincide con un eje de fibra 10, como mínimo en la sección distal de la fibra 6.
En la forma de realización según las figuras 1 a 3, la membrana 7 es de caucho de silicona. Alternativamente, la membrana 7 también puede ser de uno de los siguientes materiales: polietileno (PE), teflón (PTFE) o de un copolímero de tetrafluoretileno-hexafluorpropileno (FEP). La membrana 7 tiene una flexibilidad tal que pueda deformarse bajo la influencia de una presión del gas existente en el espacio de gas 8. Por consiguiente, la configuración del espacio de gas 8 puede adaptarse a la presión del gas allí existente en función de la presión ambiental.
Según la aplicación, la sonda 1 puede disponerse en distintas posiciones relativas de la fibra 2 con respecto a la membrana 7. En la posición según la figura 1, la fibra 2 sólo se ha introducido un poco en el espacio de gas 8, de manera que la sección de fibra distal 6 rodeada por la membrana 7 es corta en comparación con la longitud del espacio de gas 8. En la posición según la figura 2, la fibra 2 está más introducida en el espacio de gas 8, de manera que la sección de fibra distal 6 es aproximadamente la mitad de larga que el espacio de gas 8. En la posición según la figura 2, la superficie extrema distal 4 con la fibra 5 está situada de forma simétricamente central en el espacio de gas 8, de mane-
ra que existe una simetría de longitudes de difusión con respecto al oxígeno libre que se difunde por la membrana 7.
La sonda se utiliza del siguiente modo:
En primer lugar, la sonda 1, en su caso junto con un catéter previsto en la misma, se coloca en posición de medición in vivo en el paciente. El espacio de gas 8 se ha llenado con aire antes del empleo de la sonda 1. Tanto la fuente de luz, como también el sensor de luz se acoplan de forma proximal a la fibra 2. La membrana 7 está rodeada hacia fuera por tejido biológico del paciente. El oxígeno libre, es decir, el oxígeno no ligado a la hemoglobina, puede atravesar desde fuera la membrana 7 y penetrar, por consiguiente, en el espacio de gas 8. Dado que el espacio de gas 8 está cerrado hacia fuera de forma impermeable al líquido, en el espacio de gas 8 no puede penetrar líquido ni tejido.
El colorante 5 está ajustado a la longitud de onda de la luz acoplada, de manera que como consecuencia de la luz acoplada en el colorante 5 bajo la influencia de las moléculas de oxígeno del colorante 5 existentes en el espacio de gas 8, la luz reacoplada en la fibra óptica 2 depende en lo que se refiere a la cantidad mensurable por el sensor de luz, de la concentración del oxígeno libre en el espacio de gas 8. Gracias al grosor uniforme de la membrana 7 que define el espacio de gas 8, se garantiza un tiempo de penetración uniforme del oxígeno libre desde el tejido biológico que rodea la membrana 7 al espacio de gas 8. Por lo tanto, no pueden producirse errores de medición en virtud de tiempos de penetración diferentes.
Con ayuda del sensor de luz se mide la cantidad de luz reacoplada por el colorante 5 en la fibra 2 como respuesta a la luz acoplada por la fuente de luz en la fibra 2. Esta cantidad de luz reacoplada representa una medida para el contenido de oxígeno en el espacio de gas 8 y, por consiguiente, una medida para el oxígeno no ligado a la hemoglobina, es decir, libre, en el tejido biológico que rodea la membrana 7. Alternativamente cabe la posibilidad de medir el desplazamiento de fase de la luz reacoplada en función de la fase de la luz acoplada, por ejemplo, con ayuda de la técnica Lock-In. Dado que los estados de larga duración del colorante 5 son estadísticamente más propensos a un paso sin radiación inducida por el oxígeno al estado inicial a través de un proceso de choque, la duración media de los estados de fluorescencia que contribuyen a la luz reacoplada, varía, lo que a su vez conduce a un desplazamiento de fase mensurable frente a la señal irradiada que puede utilizarse como referencia Lock-In.
En la forma de realización según las figuras 1 a 3, la membrana 7 se ha configurado en una sola pieza. El material de la membrana 7 impermeabiliza en la zona de la entrada de fibra en el espacio de gas 8 contra la fibra óptica 2.
En una variante de la sonda 1 que para una mayor claridad también se describe a continuación por medio de las figuras 1 a 3, la membrana 7 comprende un tubo de membrana 11 que define la pared envolvente del espacio de gas cilíndrico 8. Un extremo frontal opuesto a la fibra del tubo de membrana 11 presenta una tapa de obturación 12. La tapa de obturación 12 puede ser del mismo material que el tubo de membrana 11. Alternativamente también cabe la posibilidad de fabricar la tapa de obturación 12 de otro material que el tubo de membrana 11, especialmente de un material totalmente impermeable al fluido, dado que es suficiente con que el tubo de membrana 11 sea permeable al oxígeno. Por la cara orientada hacia la fibra, el tubo de membrana 11 está impermeabilizado contra la fibra 2 por medio de un anillo de obturación 13 que puede ser del mismo material que la tapa de obturación 12.
La realización de la sonda 1 según la figura 4 se diferencia de las realizaciones según las figuras 1 a 3 solamente en que en la sonda según la figura 4 el eje longitudinal del espacio de gas 9 no coincide con el eje de fibra 10 en el espacio de gas 8, sino que es paralelo a éste. Por consiguiente, el espacio de gas 8 presenta en la forma de realización según la figura 4 un mayor volumen libre unido en el que pueden alojarse otros componentes, por ejemplo, otros sensores.
Las figuras 5 y 6 muestran un catéter 14 con otra forma de realización de una sonda 1. El catéter 14 se describe a continuación sólo allí donde se diferencia de lo que ya se ha explicado anteriormente en relación con las figuras 1 a 4. Los componentes que corresponden a aquellos que ya se han descrito anteriormente en relación con las figuras 1 a 4, tienen los mismos números de referencia y sólo se describen allí donde se diferencian en su estructura y función de los componentes según las figuras 1 a 4. El catéter 14 posee una carcasa 15. En la forma de realización representada, esta carcasa es de titanio, aunque también puede fabricarse de otro material. La carcasa 15 es de una sola pieza y está dividida estructuralmente en una sección de carcasa distal 16, una sección de carcasa central 17 y una sección de carcasa proximal 18. Por su extremo distal, la sección de carcasa distal 16 queda cubierta por una punta de catéter atraumática 19. La punta de catéter 19 se convierte por el lado del contorno de la sección de carcasa distal 16, en el tubo de membrana 11 de la membrana 7.
La punta de catéter 19 representa una tapa de obturación de la membrana 7. Una sección extrema periférica proximal 20 de la membrana 7 está colocada en un escalón periférico 21 de la sección de carcasa central 17. El diámetro exterior del escalón periférico 21 es algo mayor que el diámetro interior del tubo de membrana 11.
Entre el tubo de membrana 11 y la sección de carcasa distal 16 se encuentra un espacio anular 22 que forma parte del espacio de gas 8 y que está unido a través de pasos 23 al espacio interior cilíndrico en la sección de carcasa distal 16 que también forma parte del espacio de gas 8. En este espacio interior se introduce la sección distal 6 de la fibra óptica 2 con el colorante 5. Posteriormente, la fibra 2 atraviesa en primer lugar un cuerpo de obturación 24 montado en la sección de carcasa central 17 que puede ser, por ejemplo, de caucho de silicona. A continuación, la fibra 2 pasa por un espacio interior cilíndrico de la sección de carcasa proximal 18, así como por un tubo de catéter 25. Este último se ha colocado sobre un escalón periférico 26 practicado en la sección de carcasa proximal 18.
\newpage
Una pared exterior 27 del cuerpo de obturación 24 está dispuesto en una ventana de carcasa de la sección de carcasa central 17, quedando alienada con la pared exterior de la sección de carcasa central 17 que la rodea. En el cuerpo de obturación 24 está dispuesto un sensor de presión 28. A través de una línea de señales 29 que pasa por el cuerpo de obturación 24, la sección de carcasa proximal 18, así como el tubo de catéter 25, el sensor de presión 28 está unido a una unidad central de control y de evaluación no representada.
Al igual que en la variante según la figura 4, en el caso de la sonda 1 conforme a las figuras 5 y 6, el eje longitudinal 9 del espacio de gas no coincide con el eje de fibra 10, por lo que en el espacio interior definido por la sección de carcasa distal se obtiene un gran volumen libre unido. En el espacio interior se ha dispuesto un sensor de temperatura 30. El extremo proximal del sensor de temperatura 30 se introduce de forma impermeable en el cuerpo de obturación 24. El sensor de temperatura 30 está unido a la unidad central de control y de evaluación a través de una línea de señales 31. La línea de señales 31 también atraviesa el cuerpo de obturación 24, la sección de carcasa proximal 18, así como el tubo de catéter 25.
A continuación, la función del catéter 14 sólo se describe donde existe una diferencia con respecto al empleo de la sonda 1 según las figuras 1 a 4. Una vez colocado el catéter 14 en la posición de medición en el paciente, se mide con la sonda 1, de acuerdo con lo que se ha explicado antes en relación con la variante según las figuras 1 a 4, el contenido de oxígeno del tejido biológico que rodea al catéter 14. Al mismo tiempo se mide por medio del sensor de presión 28 la presión que el tejido biológico ejerce a través de la pared exterior 27 sobre el sensor de presión 28, así como la temperatura en el espacio de gas 8 mediante el sensor de temperatura 30. Los valores de medición se envían a través de las líneas de señales 29 y 31 a la unidad central de control y de evaluación a la que se conectan también la fuente de luz y el sensor de luz de la sonda 1. Una vez ajustado el equilibrio térmico, la temperatura en el espacio de gas, medida por el sensor de temperatura 30, corresponde a la temperatura del tejido biológico que rodea a la sección de carcasa distal 16 del catéter 14. De esta compensación de la temperatura se encarga el vapor de agua que atraviesa el tubo de membrana 11 y penetra en el espacio de gas que al mismo tiempo constituye la base para la rápida medición de la temperatura.
En virtud de la temperatura medida a través del sensor de temperatura 30, se puede considerar la dependencia de la temperatura de la presión parcial del vapor de agua en la medición de la presión parcial del oxígeno a través de la fibra óptica 2.
Las figuras 7 y 8 muestran otra variante de un catéter con una sonda para la medición del contenido de oxígeno en tejido biológico. Los componentes ya descritos con anterioridad con referencia a las figuras 1 a 6, llevan los mismos números de referencia y no se vuelven a explicar en detalle.
El catéter 14 conforme a las figuras 7 y 8 se diferencia del que se describe en las figuras 5 y 6 fundamentalmente por la forma de la membrana 7 y por la disposición de los sensores. Una punta de catéter 32 según la variante de las figuras 7 y 8 no está realizado de material macizo, como es el caso en la variante según las figuras 5 y 6, sino que está dotada de un vaciado interior 33 que forma parte del espacio de gas 8. Por el lado distal, el vaciado 33 queda cubierto por una sección frontal de la membrana 34 fabricada a partir del mismo material y que presenta el mismo grosor de material que el tubo de membrana 11. La sección de membrana 34 se transforma por el margen sin costura en las secciones de la punta de catéter 32 que la rodean, de manera que la sección de membrana 34 forma junto con las secciones que la rodean, la punta atraumática del catéter. La sección de membrana 34 se indica en la vista frontal de la figura 8 por medio de rayas paralelas. La fibra óptica 2 con el colorante 5 se introduce en la variante según las figuras 7 y 8 hasta el interior del vaciado 33 de la punta de catéter 32.
En la variante de realización según las figuras 7 y 8, el eje longitudinal 9 del espacio de gas tampoco coincide con el eje de fibra 10, sino que se sitúa paralelo al y distanciado del mismo.
El sensor de temperatura 30 en la variante de realización según las figuras 7 y 8 no está dispuesto en el espacio de gas 8, sino en la sección de carcasa proximal 18.
La función del catéter 14 según las figuras 7 y 8 corresponde a la del catéter presentado en las figuras 5 y 6. En el catéter 14 conforme a las figuras 7 y 8, la temperatura se mide en la zona de la sección de carcasa proximal 18, por lo que una correcta consideración de la dependencia de la temperatura de la presión parcial del vapor de agua presupone que la temperatura del tejido biológico en la zona de la sección de carcasa proximal 18 coincida con la temperatura en la zona de la sección de carcasa distal 16.
Como colorante 5 se pueden utilizar complejos de platino o de rutenio. Las duraciones típicas de la fluorescencia de los complejos de platino son de 60 \mus con una saturación del aire del 0% y de 20 \mus con una saturación del aire del 100%. Las vidas útiles típicas de fluorescencia de los complejos de rutenio son aproximadamente de 6 \mus con una saturación del aire del 0% y aproximadamente de 4 \mus con una saturación del aire del 100%.

Claims (11)

1. Sonda (1) para la medición del contenido de oxígeno en material biológico
-
con, al menos, una fibra óptica (2) que se puede acoplar ópticamente de forma proximal, por una parte, a una fuente de luz y, por otra parte, a un sensor de luz,
-
con un colorante (5) sensible al oxígeno que está dispuesto en una superficie extrema distal (4) de la fibra (2) y que está acoplado ópticamente a dicha superficie,
caracterizada porque una sección de fibra distal (6), incluyendo la superficie extrema distal (4) junto con el colorante (5), está rodeada por una membrana (7) permeable al oxígeno e impermeable al líquido que en la zona rodeada define un espacio de gas (8) que rodea a la superficie extrema distal (4) con el colorante (5),
-
estando previsto el colorante (5) como recubrimiento en la superficie extrema distal (4) y/o en la membrana (7) que limita el espacio de gas (8), o
-
estando incorporado el colorante (5) en, al menos, una sección de una pared de la membrana (7).
2. Sonda según la reivindicación 1, caracterizada porque el grosor de la membrana (7) es uniforme allí donde define el espacio de gas (8).
3. Sonda según la reivindicación 1 6 2, caracterizada porque el espacio de gas (8) tiene, al menos por secciones, la forma de un cilindro, cuyo eje longitudinal (9) es paralelo al eje de fibra (10) en la sección de fibra distal (6) o coincide con el mismo.
4. Sonda según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la membrana (7) comprende un tubo de membrana (11) cuyos extremos (12, 13) están obturadas para la definición del espacio de gas (8) contra el paso de líquido.
5. Sonda según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la membrana (7) está compuesta de uno de los siguientes materiales, caucho de silicona, PE, PTFE o FEP.
6. Sonda según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la membrana (7) tiene una flexibilidad tal que se puede deformar bajo la influencia de una presión del gas existente en el espacio de gas (8).
7. Sonda según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el espacio de gas (8) se ha llenado con aire antes del empleo de la sonda (1).
8. Sonda según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque la membrana (7) está realizada de forma permeable al vapor de agua.
9. Catéter (14)
-
con una sonda (1) según una de las reivindicaciones 1 a 8,
-
con un sensor de temperatura (3) para la medición de la temperatura del material biológico que rodea el catéter,
-
así como preferiblemente con un sensor de presión (28) para la medición de la presión en el material biológico que rodea el catéter (14).
10. Catéter según la reivindicación 9, caracterizado porque el sensor de temperatura (30) está dispuesto, al menos por secciones, en el espacio de gas (8).
11. Catéter según la reivindicación 9 ó 10 en relación con la reivindicación 4 anterior, caracterizado porque una punta de catéter (19; 32) representa la obturación distal del tubo de membrana (11) de la membrana (7).
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7455666B2 (en) 2001-07-13 2008-11-25 Board Of Regents, The University Of Texas System Methods and apparatuses for navigating the subarachnoid space
WO2009091920A1 (en) * 2008-01-15 2009-07-23 Taro Nicholas L Method and apparatus for determining a deterioration of respiratory function
US20100204556A1 (en) * 2009-02-12 2010-08-12 Keimar, Inc. Physiological parameter sensors
EP2485638B1 (en) 2009-10-07 2016-11-30 Endophys Holdings, LLC Pressure-sensing medical device
EP2630451B1 (en) * 2010-10-22 2018-12-12 Kenneth Susko Optical probe containing oxygen, temperature, and pressure sensors and monitoring and control systems containing the same
US9298193B2 (en) * 2010-10-22 2016-03-29 Kenneth Susko Optical probe containing oxygen, temperature, and pressure sensors and monitoring and control systems containing the same
CA2824524C (en) * 2011-01-25 2017-10-17 Nvision Medical Corporation Systems and methods for maintaining a narrow body lumen
CN102151123A (zh) * 2011-04-13 2011-08-17 俞能旺 体内小脉管鉴别笔
US11293866B2 (en) 2012-03-22 2022-04-05 John EASTMAN Fiber optic analyte sensor
EP2976033A4 (en) * 2013-03-19 2016-12-14 Surgisense Corp APPARATUSES, SYSTEMS AND METHODS FOR DETERMINING THE OXYGENATION OF A FABRIC
US9316554B1 (en) * 2014-12-23 2016-04-19 Mocon, Inc. Fiber optic analyte sensor with integrated in situ total pressure correction
PL235367B1 (pl) * 2015-02-10 2020-06-29 Politechnika Gdanska Sposób bezinwazyjnego pomiaru glukozy we krwi i układ optoelektroniczny do bezinwazyjnego pomiaru glukozy we krwi
CN104905781A (zh) * 2015-02-13 2015-09-16 林昌军 颅内生理参数采集装置和应用
US10641672B2 (en) 2015-09-24 2020-05-05 Silicon Microstructures, Inc. Manufacturing catheter sensors
US10682498B2 (en) * 2015-09-24 2020-06-16 Silicon Microstructures, Inc. Light shields for catheter sensors
CN105686811B (zh) * 2016-02-24 2019-02-05 南京航空航天大学 一种微创颅内多参数检测探头
CN107582070B (zh) * 2017-09-04 2020-06-02 长飞光纤光缆股份有限公司 一种介入式氧分压-温度复合探头
CN109708685A (zh) * 2017-10-26 2019-05-03 北京信息科技大学 一种基于光纤布拉格光栅传感器的探针运动控制方法
RU198170U1 (ru) * 2019-07-31 2020-06-22 Общество с ограниченной ответственностью "Мониторинг" Датчик для экспресс-анализа микроконцентраций кислорода в газовой среде
WO2023283031A2 (en) * 2021-06-15 2023-01-12 Richard Postrel Handheld device for early detection of disease, biological, chemical, and pathogenic agents
WO2023007813A1 (ja) * 2021-07-30 2023-02-02 テルモ株式会社 測定用プローブ、アダプタおよび測定システム

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US207596A (en) * 1878-09-03 Improvement in machines for edging lumber
US4476870A (en) * 1982-03-30 1984-10-16 The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services Fiber optic PO.sbsb.2 probe
US4752115A (en) * 1985-02-07 1988-06-21 Spectramed, Inc. Optical sensor for monitoring the partial pressure of oxygen
US4737343A (en) * 1986-01-21 1988-04-12 The Regents Of The University Of California Gas-sensing optrode
US4727730A (en) * 1986-07-10 1988-03-01 Medex, Inc. Integrated optic system for monitoring blood pressure
US4861727A (en) * 1986-09-08 1989-08-29 C. R. Bard, Inc. Luminescent oxygen sensor based on a lanthanide complex
US5173432A (en) * 1987-12-14 1992-12-22 The Dow Chemical Company Apparatus and method for measuring the concentration or partial pressure of oxygen
US5000901A (en) * 1988-07-25 1991-03-19 Abbott Laboratories Fiber-optic physiological probes
US5155046A (en) * 1990-08-10 1992-10-13 Puritan-Bennett Corporation System and method for measuring oxygen in the presence of halothane
US5166990A (en) * 1990-08-10 1992-11-24 Puritan-Bennett Corporation Multiple optical fiber event sensor and method of manufacture
US5142155A (en) * 1991-03-11 1992-08-25 Hewlett-Packard Company Catheter tip fluorescence-quenching fiber optic pressure sensor
US6815211B1 (en) * 1998-08-04 2004-11-09 Ntc Technology Oxygen monitoring methods and apparatus (I)
US5788647A (en) * 1997-01-24 1998-08-04 Eggers; Philip E. Method, system and apparatus for evaluating hemodynamic parameters
DE19734618A1 (de) * 1997-08-09 1999-02-11 Boehringer Mannheim Gmbh Analysevorrichtung zur in vivo-Analyse im Körper eines Patienten
JP3749414B2 (ja) * 2000-01-06 2006-03-01 株式会社オートマチック・システムリサーチ 酸素濃度測定用素子及びその製造方法及びそれを具えるセンサ
US6498941B1 (en) * 2000-03-09 2002-12-24 Advanced Cardiovascular Systems, Inc. Catheter based probe and method of using same for detecting chemical analytes
JP2004513681A (ja) * 2000-07-21 2004-05-13 メドトロニック,インコーポレイテッド 生体パラメータを測定しかつ通信する装置及び方法
DE10239743A1 (de) * 2002-08-29 2004-03-25 Rehau Ag + Co. Vorrichtung zur Messung von Parametern im Hirn

Also Published As

Publication number Publication date
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ZA200710016B (en) 2008-09-25
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