JP2642651B2 - 血管内血液パラメータ計測システム - Google Patents

血管内血液パラメータ計測システム

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JP2642651B2
JP2642651B2 JP63019465A JP1946588A JP2642651B2 JP 2642651 B2 JP2642651 B2 JP 2642651B2 JP 63019465 A JP63019465 A JP 63019465A JP 1946588 A JP1946588 A JP 1946588A JP 2642651 B2 JP2642651 B2 JP 2642651B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、血液のパラメータを感知するための方法と
装置に関する。
〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕
しばしば、血液ガス、pH、他の電解質やグルコースの
ような血液成分や温度のような血液の種々のパラメータ
を測定することが必要でありまたは望ましい。これは、
現実にけい光センサを用いて達成できる。例えば、これ
を1983年10月28日に出願されたクーパー（Cooper）の出
願一連番号546,493に示された生体外の血液ループで
も、およびルバース（Lubbers）その他の再発行特許No.
31,879に開示された生体内でも達成できる。生体内で感
知するために、適当なセンサを担持するプローブまたは
カテーテルが患者の血管に差し込まれる。
感知する必要がある最も重要なガスの一つは酸素であ
る。生体内で酸素を感知する場合の一つの問題は、酸素
の濃度に関して得られた読みが、酸素の濃度を測定する
ための通例の実験室技術を用いて得られた結果と比較し
て、許容できないほど広い範囲にわたって変化する傾向
があることである。このふれは、多くの場合許容できな
いほど大きいので、生体内での測定装置の信頼性が問題
となることが見出だされた。
本発明の少なくとも一つの特徴は、許容できない結果
が生体内の装置にしばしば得られた理由の認識と発見に
部分的に基いている。特に、本発明者は、酸素センサが
配置される容器の壁に酸素センサが接しているときに比
較的低い濃度の読みが得られる点で酸素の読みが「壁効
果」を受けることを発見した。本発明は特別な理論によ
り限定されるべきではないけれども、「壁効果」の一つ
の起こりうる理由は、血液の酸素の濃度が血管内の比較
的中心の位置と血管の壁とで異なるか、または隣接する
組織内の酸素レベルが低いため血管の壁の酸素濃度が血
液の濃度に対し低く比較されることである。加えて、凝
血が酸素センサの上に形成されるときに酸素の読みを減
少させる「凝血効果」あがある。凝血はまた、CO2の濃
度の読みを増加させたり、pH値の読みを減少させたりし
て他の読みに影響を与える。「壁効果」の「凝血効果」
は独立しているが、それらは別々にだけではなく同時に
も存在しうる。
これらの二つの問題、すなわち「壁効果」と「凝血効
果」を認識したので、本発明は、センサを、特に酸素セ
ンサを、酸素センサが配置される血管の壁に接触しない
ように保つことによりこれらの問題を解決する。これに
よって、酸素の読みに影響する「壁効果」が減少されま
たは除かれる。加えて、それによって、血液がセンサの
回りに凝血を形成する傾向が減少する。従って、センサ
を血管と接触させないようにすることにより、これら二
つの問題が最小になり、かつ許容できる読みを得ること
ができる。
生体内の種々のセンサを血管の壁と接触しないように
するための技術があるが、これらのどれも「壁効果」ま
たは「凝血効果」の解決に向けられていない。例えば、
シュッティ（Schuette）の米国特許No.3,529,951は、血
管の壁と接触するとを通じて生じる干渉をできるだけ小
さくしようとして、電極の周りに防御物を用いて電極に
より発生される電場を制限している。米国特許No.4,47
8,22では、半径方向の開口を有するカテーテル内にセン
サを使用しており、これも「壁効果」または「凝血効
果」に関してない。
〔課題を解決するための手段〕
センサを壁と接触しないようにするための手段は種々
の形態をとることができるけれども、その手段が、開口
を有する管状態を含み、かつセンサがその管状体内に位
置するのが好ましい。管状体は、カテーテルの形態をと
るのが有利である。
カテーテルへの血液の流れを容易にするために、およ
び開口が血管の壁との接触により遮断される可能性を最
小にするために、開口はカテーテルの近位端にある遠位
開口であるのが好ましい。所望ならば、遠位開口に加え
て一つまたは複数の半径方向孔を設けることができる。
センサをカテーテル内に所望の方法で取りつけること
ができる。好ましい装置はプローブ−カテーテル組立体
を有し、この組立体は、血液のパラメータを感知してこ
れに応答する信号を発するための少なくとも一つのセン
サと、センサからの信号を基部の方へ伝送するための細
長い伝送手段とを有するプローブを含む。センサは、伝
送手段の末端部分により担持される。組立体はまた、カ
テーテルを貫通して延びる穴と、基部端と、遠位と、こ
の遠位端にある遠位開口とを有する。
この型式のプローブ−カテーテル組立体を利用する場
合に、カテーテルを用いてセンサが血管の壁と接触しな
いようにすることができる。これを有利になしとげるに
は、プローブのセンサがカテーテルの穴内にあり、かつ
カテーテルの遠位開口に隣接するようにプロープをカテ
ーテルに取りつければよい。この構造では、センサがカ
テーテルにより血管の壁から保護されるが、センサがそ
の感知作用をなしえないほどカテーテル内を引っ込んで
位置されない。
カテーテル穴内に位置したセンサが血液中の関心のあ
るパラメータを十分に感知できることはきわめて驚くべ
きことである。この一つの理由は、ヘパリンを加えた塩
類溶液のような凝血防止溶液を溶液導入装置から穴内に
導入することが必要なことである。溶液は穴に内在する
ことができず、すなわち血管内への正味の流れをもたな
いで、毎時３〜８ミリリットルのような非常に低い速度
で穴を通って、そしてカテーテルの遠位開口を通って出
て血管の血液の流れに流入するのが好ましい。
凝血防止溶液がある穴内に、特に遠位方向へ流れる凝
血防止溶液の通路に位置するセンサが血液中の関心のあ
るパラメータを十分に感知できることは驚くべきことで
ある。
しかしながら、本発明は、血液と凝血防止溶液の間に
界面があることを認識している。理論的には、界面は、
血液を凝血防止溶液から単純に分ける平面であることが
できる。しかしながら、実際には、界面は、いくらかの
軸方向長さを有しかつ血液と凝血防止溶液の混合物を含
む領域である。したがって、界面は、ほぼすべての血液
の領域を、ほぼすべての凝血防止溶液を含む領域から分
ける。
遠位開口を通って血管へ流れる溶液の正味の流れがあ
るように凝血防止溶液をカテーテルへ供給できるので、
界面がカテーテルの全く外側にあるかまたはカテーテル
の遠位にあることが予想される。しかしながら、界面を
穴内で前後に動かすことにより、センサを、少なくとも
界面が動いている時間の一部の間血液にさらすことがで
きる。この露出は、センサが、関心のある血液パラメー
タに関連した正確な信号を発することができるように十
分でなければならない。
界面が穴内で前後に動くことにより、界面がセンサの
上を移動する。しかしながら、センサ、特に酸素センサ
は、誤った読みを与えずに界面における凝血防止溶液と
血液の混合物への多少の露出に耐えることができる。例
えば、容積で50パーセントの血液と容積で50パーセント
の凝血防止溶液からなる混合物が、実質的に血液からな
る媒体の酸素濃度とほぼ同じ酸素濃度を生ずることが見
出だされた。
穴内のセンサを血液中に浸す界面の移動は、種々の方
法でもたらすことができる。例えば、凝血防止溶液の送
出し圧力および／または容積を変えることにより、また
は導入装置に容積振動装置を設けて容積振動装置により
界面が動けるようにすることにより界面を動かすことが
できる。例えば、容積振動装置は、事実上導入装置の容
積を膨脹収縮させて、両方向に正味のまたは平均の流れ
を生じさせずに血液を穴内で前後に動かす注射器の形態
をとってもよい。
導入装置の容積を膨脹収縮させることができる、血液
を穴内で前後に動かすための他の技術は、導入装置に多
少の追従性を与えて、患者の心臓の鼓動により発生した
圧力で界面を動かすことを含む。その結果、心臓の鼓動
ごとに血圧が上昇するときに血液がカテーテルの遠位開
口に入るように押しやられる。このように、血圧が脈動
すると共に、界面を穴内で前後に流動させる。その結果
として、穴内のセンサーが血液の前後のまたは周期的運
動により洗われて、関心のある血液パラメータを十分に
感知しかつ測定することができる。
導入装置の追従性は、導入装置の配管や構成要素のあ
るままの追従性でもよいし、および／または所望の程度
の弾性を与えるために装置に追従要素を加えてもよい。
追従要素は、実質的にどんな構造でも有することがで
き、かつ例えば空気のような圧縮性流体、膜、ベローズ
などであることができ、または含むことができる。所望
の結果を得るために導入装置の追従性を変えることがで
きる。例えば、導入装置の追従性を用いて周期的作用を
得るかまたは周期的作用を得る際の助けとする場合に、
導入装置とカテーテルは、20ゲージのカテーテルと0.55
8cm（0.022インチ）の直径のプローブで構成された装置
で少なくとも10マイクロリットルの容積交換を与えるた
めに十分な結合された全追従性を有する。
血液パラメータが感知されている間にカテーテルの穴
を通じて患者の血圧をとることが必要でありまたは望ま
しい。導入装置の増加した追従性は、カテーテルの穴を
通じてとられる血圧の読みを好ましいように変えるのに
十分である。
従って、本発明は、導入装置の容積の膨脹と収縮を許
すことができる追従要素の能力を選択的に無にする手段
を選択可能なものとして講じる。例えば、無にする手段
は、膨脹を制御するか、または膜またはベローズの運動
を調製可能に制限するか、または追従要素を選択的に切
り換えてカテーテルの穴と連通させたり不通にしたりし
てもよい。この後者の場合には、追従要素が通常、穴と
連通して、関心のある血液パラメータを感知するための
所望の周期的作用を与えるかまたは与える際の助けとな
る。しかしながら、血圧の読みをとるちょうど前に、追
従要素の作用を導入装置外に切り換えることにより、追
従要素が、カテーテルの穴を通じてとられた血圧の読み
に影響を与えることができないようにできる。その切換
え手段は、この機能を達成するどんな形態をとってもよ
く、例えば弁でもよい。
センサが血管の壁と接触しないように確保するため
に、センサはカテーテルの遠位開口を越えて突出しない
のが好ましい。センサをカテーテルの遠位開口に対し基
部側に位置させて血管の壁と接触しないようにいっそう
保証を増すのが望ましい。同様に、センサが関心のある
パラメータを適切に感知できないほどセンサを遠位開口
に対して遠く近位側に位置させてはならない。従って、
センサは血液により十分に洗われないほど遠く近位側に
あってはならない。この距離は、血液がどんなに遠く穴
に吸い込まれているかに依り変わる。特定の距離は変化
しうるけれども、遠位開口に対し近位側に0.127mm（0.0
05インチ）と遠位開口に対し基部側へ3.175mm（0.125イ
ンチ）の増にセンサを配置するのが申分のないほど良好
なことが分かった。0.127mm（0.005インチ）の寸法は、
一緒に足された場合に、センサが穴から突出するような
許容範囲の変化に対して備えるのに普通十分である。
プローブは、関心のあるパラメータの数に依り一つま
たは複数のセンサを担持できる。これらのセンサは、関
心のあるパラメータを感知するのに適する電子化学的な
型式のようなものであることができる。しかしながら、
光学センサが好ましく、けい光センサが最適であると考
えられる。多数のセンサを設けて同じ血液パラメータを
感知することができるけれども、各センサが異なる血液
パラメータを感知するのが望ましい。好ましい構造で
は、伝送手段がセンサごとに光学繊維を含み、その際セ
ンサは関連した光学繊維の遠位に位置決めされる。セン
サは、関心のある関連した血液パラメータに関する信号
を発し、かつそのような信号を用いて、または連続的
に、間欠的にまたは要求に応じて処理して関心のある血
液パラメータを指示する読みを与えることができる。
本発明で使用可能な慣用のカテーテルは標準の導入テ
ーパーを有し、すなわち穴の横断面積が、遠位開口に近
接する領域で遠位開口に向かって減少している。このテ
ーパー領域にプローブが存在すると、穴の血圧の監視に
悪く影響を与える程度に穴の残りの開放範囲を減少させ
る傾向がある。この問題に対処するために、多数のセン
サの場合に、本発明はセンサを伝送手段の遠位部分に沿
って種々の長手方向位置に位置させる手段を講じる。セ
ンサごとに光学センサを用いる特定の場合に、光学繊維
は遠位側がずらした位置で終わる。従って、センサのす
べてがテーパー領域に位置しておらず、テーパー領域の
比較的大きい開放範囲が圧力を感知するために残ってい
る。
付図と関連した次の記載を参照することにより本発明
をその付加的な特徴や利点と共に最も良く理解できる。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例について図面により詳細に説明
する。
第１図は、種々の血液パラメータ、特にpH値および酸
素と二酸化炭素の濃度を生体内で測定するための組立体
11を示す。組立体11はいろいろの構造を有することがで
きるけれども、この実施例では、溶液導入装置13とプロ
ーブ−カテーテル組立体15を有する。組立体11はまた、
関心のある血液パラメータの読み出しを与えるための計
器17を有する。
一般に、溶液導入装置13は、ヘパリンを加えた塩類溶
液のような適当な凝血防止溶液をプローブ−カテーテル
組立体15を介して患者へ導入して、患者に通じるライン
を利用できるように保つ。これはいろいろな仕方で達成
できるけれども、第１図に概略的に示した実施例では、
装置13は、ヘパリンを加えた塩類溶液の加圧源19と、そ
の加圧源からプローブ−カテーテル組立体15に導かれる
導管21と、導管21を通る流量を所望の適量に減らすため
の流量制限器23と、制限器23の回りのバイパス27の洗浄
弁25と、止コック28と、四方弁29と、血液取出し位置
と、圧力変換器31とを有する。装置13のすべての構成要
素は慣用のものであり、所望ならば、装置13は他の構成
要素を含んでもよい。図示の実施例では、加圧源19から
の溶液が5ml/時のような比較的おそい速度で制限器23を
通って流れる。溶液は弁29およびプローブ−カテーテル
組立体15を通って患者へ流れる。例えばプライミング中
のように、加圧源19からいっそう速い流量が所望な場合
には、洗浄弁25を手で開いて、通例のように制限器23の
周りに比較的高速の流路を設けることができる。
四方弁29は慣用の構造のものでもよい。第３図に示し
たように、弁29は、導管21の部分を形成していてそこを
貫通して延びる通路35を有する弁体33と、通路35内の回
転可能な弁要素37と、弁要素37を手で回転させるための
ハンドル39（第２図）とを有する。弁体33は脚部41を有
し、閉鎖キャップ43が脚部41に取りつけられていて、脚
部と共に室45を区画しており、室45には空気の形態の追
従要素が位置している。弁要素37は、導管21と連通する
ためのポート47および49と、ポート51を有し、ポート51
は、第３図に示したように、室45と連通することがで
き、または第４図に示したように密閉されて導管21と室
45が連通しないようにできる。このようにして追従要素
を装置13にまたは装置13外に切り換えることができる。
圧力変換器31が導管21と連通していて、その中の圧力
を測定できる。従って、プローブ−カテーテル組立体15
を患者の脈管系に差し込めば、圧力変換器31が血圧の読
みを与えることができる。弁要素37を第４図の位置に回
転させることにより、室45内の空気の追従性が、変換器
31により与えられる血圧の読みに影響を与えることがで
きない。血液取出し位置30は、患者から血液サンプルを
プローブ−カテーテル組立体15を通じて取り出すために
用いられる。この種の追従要素にとって、止コック28が
弁29と位置30の間に位置しているのが好ましく、その結
果止コック28を閉じることにより、室45内の空気が血液
取出し過程中に引き出されることはない。
プローブ−カテーテル組立体15は、カテーテル53とプ
ロープ55を有する（第７図）。カテーテル53は慣用の動
脈のカテーテルでもよい。それだけで、カテーテル53
は、近位端57と、遠位59と、完全にカテーテルを貫通し
て軸方向に延びて遠位端の遠位開口63で開口する穴61と
を有する。カテーテル53は標準の導入テーパーを有し、
すなわち基準平面66からカテーテル53の外周に沿って遠
位59へ延びるテーパー領域65を有する。テーパー領域65
は、遠位59から近位方向に約2.286mm（0.090インチ）延
びることができる。カテーテル53はその近位端に雄ねじ
の付いた継手67を有する。
プローブ55は種々の異なる構造を有することができる
が、図示の実施例では、酸素センサ69と二酸化炭素セン
サ71と、pHセンサ73とを有し、各センサがそれぞれ単一
の光学繊維75、77、79の末端に取りつけられている（第
６図）。この実施例では、センサ69、71および73はけい
光光学センサであり、これらはそれぞれ酸素の濃度、二
酸化炭素の濃度およびpH値に応答して、感知された状態
を指示する連続的な光学信号を発する。光学繊維75、77
および79は、関連したセンサから信号を近位方向に伝送
するための伝送手段として役立つ。プローブ55は、第５
図に示したように十分な半径方向間隙81をもって穴61内
に嵌まるように非常に小さい横断面積を有する。
本発明を種々の異なる構造のプローブに適用できるの
で、プローブ55の特別な設計は本発明の部分を形成しな
い。しかしながら、簡単に云えば、センサ69、71および
73が関連した光学繊維75、77および79の遠位に適当な方
法で取りつけられており、センサおよび関連した繊維の
各々が別々に内側オーバーコート83に包まれ、このオー
バーコートはとりわけセンサを関連した繊維の端部に保
持するのを助ける。オーバーコートはもちろん、関連す
る血液パラメータまたはこれに関連するものをセンサに
より感知できるようにそのようなパラメータに透過性で
ある。外側オーバーコート85は内側オーバーコート83お
よびオーバーコート83のちょうど近位側だけ繊維の長さ
をおおっている。オーバーコート85の近位側では、光学
繊維75、77、79、および熱電対86（第６図）のような温
度感知要素が適当な外装87内に適当に包まれている。
プローブ55は、第７図に示したようにその近位端にＹ
形取付具93を有する。光学繊維75、77および79は、Ｙ形
取付具93の一つの脚部95を完全に貫通して第１図に示し
た計器17へ外装87内を延びている。取付具93の他の脚部
97は、穴61と、特にプローブ55の周りの間隙81と連通す
る通路99を有する。脚部97は、第１図に示したように装
置13の導管21に連結されている。Ｙ形取付具93の第三の
脚部101が、プローブ55のＹ形取付具を患者の心臓血管
系の外側でカテーテル53の近位端に取りつけるための回
転可能な雄ねじ継手103を担持している。
取付具93の細部は本発明の部分を形成しないけれど
も、外装87をスリーブ105により脚部95内を案内し、か
つポッティング107により所定の位置に保持することが
できる。外装87は、脚部95に適当に取りつけられた可撓
性管109内を延びており、収縮管111が歪の軽減のために
取付具と管の隣接する端部の上に設けられている。
継手103によりプローブ55に連結されたカテーテル53
の近位端内では、プローブ55が穴61内にあり、かつセン
サ69、71および73が第５図に示したように遠位開口63に
隣接する穴内にある。従って、カテーテルが放射状動脈
内のような、患者の心臓血管系内にある状態で、カテー
テル53がセンサを動脈の壁と接触しないように保って、
センサにより与えられる信号に対する壁効果と凝血効果
を減少させまたは除去する。
組立体11の使用に際しては、まずカテーテル53を慣用
技術を用いて放射状動脈に差し込む。次に、プローブ55
を穴61に差し込み、そしてカテーテル53の近位端に継手
103で取りつける。これにより、センサ69、71および73
が穴61内に遠位59から3.175mm（0.125インチ）内まで適
正に位置決めされる。カテーテルを脈動に差込む前に溶
液導入装置13のプライミングをする際に、少量の空気を
室45に詰める。これをなしとげるには、例えば弁要素37
を第４図の位置にして、閉鎖キヤップ43を弁29から取り
外し、かつ溶液を脚部41に流入させずに導管21を加圧源
19からの溶液で満たせばよい。それから、閉鎖キヤップ
43を脚部41に取りつけて室45に空気を捕え、それから回
転可能な弁要素37を、第３図に示した位置に回す。それ
から、導管21をプローブ55に接続することができる。
使用時には、加圧源19からの溶液がプローブ55の周り
の穴61を完全に満たす。穴61から患者の動脈の中へゆっ
くりした溶液の流れがあるように溶液を圧力下に用意す
る。このように溶液を穴を通って脈動に導入すると、末
端開口63に隣接して界面113が生じる。この界面はいく
らかの軸方向長さを有しかつ血液と加圧源19からの溶液
とを含む。界面113は、界面の遠位側の実質的にすべて
の血液と界面の近位側の実質的にすべての凝血防止溶液
との間の仕切りである。心臓の鼓動ごとに患者の血圧が
上がったり下ったりする結果として界面が周期的な作用
で軸方向に前後に流される。溶液導入装置13が完全に剛
いものであれば、血液が穴16内で溶液を近位側へ押しや
ることはできないだろう。なぜなら、溶液は実質的に非
圧縮性だからである。しかしながら、導管21は、多少の
この周期的作用が起ることができる若干の弾性または追
従性を有する可撓性プラスチック配管の形態であるのが
典型的である。加えて、本発明の図示した実施例は、付
加的な弾性または追従性を装置13に加える、室45内の空
気の形態の追従要素を設ける。その結果、界面が前後に
流れて血液中にセンサ69、71および73を浸すことができ
る。
本発明のこの実施例では、界面113の前後の移動は、
患者の血圧の大きさ、溶液導入装置113および凝血防止
溶液の送出し圧力の函数である。しかしながら、末端開
口63の外に凝血防止溶液の若干の正味の流れがあると仮
定すると、溶液のいくらかが血液を通ってかつ遠位開口
を通って移動することができるまで、少なくとも界面11
3の遠位領域が遠位開口まで遠位方向に移動することが
必要になるだろう。血液の流れへの凝血防止溶液の流量
はきわめて低いので、溶液が患者の血液の流れに入る正
確な様子や界面113の正確な移動の程度は知られていな
い。しかしながら、界面の周期的な作用を利用すると、
センサ69、71および73を血液中に十分に浸すことができ
るので正確な読みが得られ、またセンサは大部分の時間
実質的にすべての血液中にあると思われる。
第８図は本発明のもう一つの実施例を示すが、この実
施例は、ここに示されまたは記載されていないすべての
点で第１−７図の実施例と同一である。第１−７図の実
施例の部分に対応する第８図の実施例の部分は、文字
“a"を後に付けた対応する参照数字により表わしてあ
る。
第８図と第１−７図の実施例の間の主な相違は、セン
サ69a、71a、および73aは穴61a内で種々の長手方向位置
にあり、センサ71aと73aがオーバーコート85aから遠く
突出しており、かつカテーテルの遠位開口63に隣接する
穴61aから通じているカテーテル53aに複数の半径方向穴
121があることである。この実施例では、三つのセンサ
の各々が穴61a内で異なる軸方向位置で終っており、こ
の構造では、プローブ55aの全横断面積がセンサ71aの遠
位から近位方向に段階的な仕方で減少している。その結
果として、センサのすべてがテーパー領域65aにはな
く、かつ比較的大きい横断面積のテーパー領域が、第１
図に示した圧力変換器31を経て圧力感知のために開放し
たままである。
第８図の構造では、二酸化炭素センサ71aが最も遠位
のセンサであり、酸素センサ69aが最も基部側である。
この理由は、二酸化炭素が部分的でさえ血液から外にあ
ることに最も鋭敏であり、酸素センサは血液と凝血防止
溶液の半々の混合物においてさえ許容できる酸素の読み
を与えることができるということである。pHセンサ73a
の感度は二酸化炭素センサ71aと酸素センサ73aの感度の
中間であり、従ってこれらのセンサの中間に位置してい
るのが好ましい。
半径方向孔121は、血液と溶液が穴61aから孔の外へ流
出できるようにする目的のためにセンサ73aの近位側に
位置しているのが好ましい。これらの孔を一つまたは複
数設けることができ、第８図の実施例では二つの孔を示
してある。もちろん、孔121は、周方向に間隔を置いて
分配すると同様に、カテーテル53aに沿って軸方向に間
隔を置いて分配することができる。孔121は、所望なら
ば、第１−７図の実施例でも用いてもよい。
第９図は本発明の他の実施例を示すが、この実施例
は、ここに示されまたは記載されていないすべての点で
第１−７図の実施例と同一である。第１−７図の実施例
の部分に対応する第９図の実施例の部分は、文字“b"を
後に付けた対応する参照数字により表わしてある。
第９図と第１−７図の実施例の間の唯一の相違は、弁
29が容積振動装置131で置き代えられたことである。容
積振動装置131は、慣用の注射器の形態を含むいろいろ
な形態をとることができるけれども、導管21と連通する
シリンダ133と、このシリンダ内を摺動可能なピストン1
35と、ピストン135をカム軸のような適当な往復駆動装
置（図示省略）を介して往復運動させるためのモータ13
7を含むものとして概略的に示されている。ピストン135
を第９図で見て上方へ移動させると、ピストンの下の室
139が拡大されて導入装置13bの容積を膨脹させる。逆
に、ピストン135が下方へ移動すると、室139の容積が減
少して導入装置の容積を収縮させる。もちろん、導入装
置13bの膨脹により界面113（第５図）が近位方向に引っ
張られる。導入装置の収縮により界面が遠位方向に移動
し、このときそのような移動量は、容積振動装置131が
導入装置の容積を膨脹収縮させる程度の函数である。
モータ137を連続的に、間欠的にまたは要求に応じて
作動させて周期的作用を発生させることができる。ピス
トン135の往復運動の結果として、どちらの方向にも流
体の正味のまたは平均的流れははい。もちろん、容積振
動装置131を第８図の実施例でも使用できる。
本発明の代表的実施例を示しまたは述べたけれども、
当業者によの本発明の精神と範囲からもちろん逸脱せず
に多くの変更、修正および置換をすることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は関心のある血液パラメータを生体中で測定する
ための組立体の概略図、第２図は第１図の組立体で使用
可能な弁の一形態の斜視図、第３図は追従要素がカテー
テルの穴に通じる導管と連通している状態の弁の軸方向
断面図、第４図は追従要素が導管と連通していない状態
の、第３図と同様な部分断面した斜視図、第５図は第１
図の組立体に使用可能なプローブとカテーテルの一形態
の遠位領域の拡大部分断面図、第６図は第５図の線６−
６に沿って切断した拡大断面図、第７図はプローブ−カ
テーテル組立体の縦断面図、第８図はプローブの遠位領
域の交互の構造を示す、第５図と同様な断面図、第９図
は関心のある血液パラメータを生体中で測定するための
他の組立体を示す、第１図と同様な概略図である。 13……溶液導入装置 15……プローブ−カテーテル組立体 29……四方弁、53……カテーテル 55……プローブ、57……近位端 59……遠位、61……穴 63……遠位開口 69,71,73……センサ 75,77,79……伝送手段 81……半径方向間隙、93……取付具 131……容積振動装置、113……界面

Claims (20)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】血液中の酸素濃度を生体内で測定するため
    の組立体において、血液中の酸素濃度を感知してこれに
    応答してけい光酸素信号を発するためのけい光酸素セン
    サと、センサからけい光酸素信号を基部の方へ伝送する
    ための細長い光学伝送手段とを備え、前記センサが伝送
    手段の遠位部分により担持され、前記センサと前記伝送
    手段は患者の血管内に受け入れらるような寸法で作られ
    ており、またけい光酸素信号に及ぼす壁効果を減少させ
    るために、センサが血液内にあるときにセンサを血管の
    壁と接触しないように保つための手段を備え、前記のセ
    ンサを血管の壁と接触しないように保つための手段は、
    前記センサと血管の壁との間で血液が流れることができ
    るようにするため前記センサを血管の壁から間隔を隔て
    ていることを特徴とする組立体。
  2. 【請求項２】前記のセンサを血管の壁と接触しないよう
    に保つための手段が、貫通して延びる穴と、近位端と、
    遠位端と、この遠位端にある遠位開口とを有するカテー
    テルを含み、前記伝送手段の少なくとも一部が前記穴内
    に半径方向間隙をもって存在し、また酸素センサが前記
    穴内で遠位開口に隣接しているように伝送手段をカテー
    テルにカテーテルの近位端の近くで取りつけるための手
    段を備えている、請求項１記載の組立体。
  3. 【請求項３】血液のパラメータを感知してこれに応答し
    て信号を発するための第一のセンサと、センサから信号
    を近位方向に伝送するための細長い伝送手段とを有する
    プローブを備え、前記センサが伝送手段の遠位部分によ
    り担持されており、また貫通して延びる穴と、近位端
    と、遠位端と、遠位端にある近位開口とを有するカテー
    テルを備え、前記プローブの主要長さを前記カテーテル
    の前記穴内にその中の流体の流れを許す半径方向間隙を
    おいて長手方向に受け入れることが可能であり、或る長
    さのカテーテルが患者の心臓血管系内に受け入れられる
    ような寸法で作られており、またセンサが前記穴内で遠
    位開口の近くであるように、患者の心臓血管系の外側の
    適合した位置でプローブをカテーテルに取りつけるため
    の手段を備えたことを特徴とするプローブ−カテーテル
    組立体。
  4. 【請求項４】遠位開口が軸方向に開口しており、前記セ
    ンサは前記開口から約3.175mm（約0.125インチ）内に遠
    位端を有することを特徴とする、請求項２または３に記
    載のプローブ−カテーテル組立体。
  5. 【請求項５】血液のパラメータを感知してこれに応答し
    て信号を発するための第二のセンサを有し、プローブが
    穴内に受け入れられているときに前記第一および第二の
    センサが前記穴内で伝送手段の遠位部分に沿って種々の
    軸方向位置にあることを特徴とする、請求項２、３また
    は４に記載のプローブ−カテーテル組立体。
  6. 【請求項６】カテーテルにその近位端近くで前記穴から
    通じている少なくとも一つの半径方向の隙間を有するこ
    とを特徴とする、請求項２、３、４または５に記載のプ
    ローブ−カテーテル組立体。
  7. 【請求項７】前記伝送手段が第一および第二の細長い光
    学繊維を有し、前記第一および第二の光学繊維の各々が
    遠近端を有し、前記第一および第二のセンサが、それぞ
    れ第一および第二の光学繊維によりその遠位端に隣接し
    て担持された光学センサであり、またプローブが穴内に
    受け入れられているときに前記センサが穴内にあること
    を特徴とする、請求項５または６に記載のプローブ−カ
    テーテル組立体。
  8. 【請求項８】前記プローブの遠位端が前記センサで終っ
    ており、前記センサが前記開口に向かい合っており、カ
    テーテルが患者の心臓血管系内に受け入れられていると
    きに前記取付け手段によりプローブをカテーテルに取り
    つけることができ、前記取付け手段がプローブをカテー
    テルに開放可能に取りつけるようになっていることを特
    徴とする、請求項２、３、４、５、６または７に記載の
    プローブ−カテーテル組立体。
  9. 【請求項９】前記伝送手段が、光を伝送する手段を有
    し、前記第一のセンサが光学センサであることを特徴と
    する、請求項３、４、５または６に記載のプローブ。
  10. 【請求項１０】前記伝送手段が、光を伝送する手段を有
    し、前記第一のセンサがけい光センサであることを特徴
    とする、請求項３、４、５または６記載のプローブ。
  11. 【請求項１１】血液のパラメータを感知するために第二
    のセンサを有し、前記第一および第二のセンサは、それ
    ぞれ、第一および第二の異なる血液中のパラメータを感
    知し、前記第一および第二のパラメータは、それぞれ、
    血液ガスおよびpHであることを特徴とする、請求項３に
    記載のプローブ。
  12. 【請求項１２】血液のパラメータを感知するための第二
    のセンサを有し、前記第一および第二のセンサは、それ
    ぞれ、第一および第二の異なる血液中のパラメータを感
    知し、前記第一および第二のパラメータは、それぞれ、
    異なる血液ガスであることを特徴とする、請求項３に記
    載のプローブ。
  13. 【請求項１３】前記第一および第二のセンサは酸素およ
    び二酸化炭素を感知し、前記第一センサは、前記第二セ
    ンサの近位側に配置されていることを特徴とする、請求
    項12に記載のプローブ。
  14. 【請求項１４】前記第一および第二のセンサの各々はけ
    い光センサであることを特徴とする、請求項11、12また
    は13に記載のプローブ−カテーテル組立体。
  15. 【請求項１５】前記遠位開口は軸線方向に開口している
    ことを特徴とする、請求項３に記載のプローブ−カテー
    テル組立体。
  16. 【請求項１６】血液中の少なくとも一つのパラメータを
    感知するためのプローブにおいて、血液ガス、pH、電解
    質、グルコース、および温度からなる群から選択された
    血液中の少なくとも一つのパラメータを感知してこれに
    応答して信号を発するための第一および第二のセンサ
    と、第一および第二のセンサから信号を近位方向に伝送
    するための第一および第二の細長い光学繊維とを備え、
    前記第一および第二の光学繊維の各々は自由な遠位端を
    有し、第一および第二の光学繊維の遠位端部分がこの自
    由な遠位端に隣接しており、前記第一および第二のセン
    サが、それぞれ、前記第一および第二の光学繊維の遠位
    端部分により担持され、第一の光学繊維の遠位端部分
    が、第二の光学繊維の遠位端部分を越えて遠位方向に延
    びており、その際前記第一および第二のセンサは異なる
    長手方向位置にあり、前記第一および第二の細長い光学
    繊維と前記第一および第二のセンサが患者の心臓血管系
    に受け入れられるような寸法で作られていることを特徴
    とするプローブ。
  17. 【請求項１７】第一のセンサはけい光センサであり、前
    記第一および第二センサは、それぞれ、第一および第二
    の異なる血液中のパラメータを感知し、前記第一および
    第二のパラメータは、それぞれ、異なる血液ガスである
    ことを特徴とする、請求項16に記載のプローブ。
  18. 【請求項１８】血液中のパラメータを感知するための第
    三の光センサと、遠位端で終わる遠位端部分を有する第
    三の光学繊維とを有し、前記第三の光センサが、前記第
    三の光学繊維の遠位端部分により担持され、第二の光学
    繊維の遠位端部分が、第三の光学繊維の遠位端部分を越
    えて遠位方向に延びており、その債前記第一、第二およ
    び第三のセンサは異なる長手方向位置にあることを特徴
    とする、請求項16または17に記載のプローブ。
  19. 【請求項１９】血液パラメータを生体中で測定するため
    の組立体において、貫通して延びる穴、近位端、遠位端
    およびこの遠位端にある遠位開口を有するカテーテル
    と、血液パラメータを感知してこれに応答して信号を発
    するセンサと、センサが穴内にあるようにセンサをカテ
    ーテルに取りつけるための手段と、流体を穴へ供給でき
    るように穴を流体源に連結するための導管と、組立体の
    容積が膨脹および収縮できるように前記導管と連通した
    追従要素と、組立体の容積が膨脹および収縮を許す追従
    要素の程度を変えるための手段とを備えたことを特徴と
    する、血液パラメータを生体中で測定するための組立
    体。
  20. 【請求項２０】組立体の容積の膨脹および収縮を許す追
    従要素の程度を変えるための手段が組立体の容積の膨脹
    および収縮を許す追従要素の能力を選択的に無にするた
    めの手段を有することを特徴とする、請求項19に記載の
    組立体。
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