JP2813090B2 - 光ファイバプローブに接続するための医用器具 - Google Patents
光ファイバプローブに接続するための医用器具Info
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Description
度)及びヘマトクリット値を測定する技術に関する。
t)及び赤外線を短い及び長い通路で通過させ、残存す
る光エネルギの差を用いてヘマトクリット値及び飽和度
を計算することにより、ヘマトクリット値及び酸素飽和
度(血液飽和度)を測定することは周知である。
ネクタも当業界において周知である。
の手段】ヘマトクリット値及び飽和度を測定するための
プローブを受け入れるレセプタを、その底部が血液の窓
になっているプローブ用のめくら穴と、プローブのチッ
プを上記窓に押圧する手段と、チップ及び窓の間の相対
的な回転を阻止する手段とから構成することが望ましい
ことが判明した。
と協働してプローブをレセプタに向けてあるいはレセプ
タから離れる方向に駆動する突出部と、上記相対的な回
転を阻止する傾斜部及び溝とを備える。
線及び赤色光の両方の光源となる単一のファイバを設
け、上記光源を3つの脚部を有する光ファイバ要素を通
して交互にパルス作動させ、赤色光及び赤外線光源から
それぞれ来る2つの光源ファイバを単一の光学脚部に合
流させる。
の好ましい実施例の構造及びその作用を説明する。
おり、このプローブは酸素供給器14の静脈入口12と
コントロールボックス16とに接続されている。
示されており、この下方部分は図示のように、酸素供給
器14の上方部分とラッチ式に嵌着している。
示されており、この上方部分の周囲のほぼ半分はプラス
チック製の保護部材22により包囲されている。入口1
2は、患者の静脈に接続されるチューブ(図示せず)に
接続するための上方のかかり部分24と、温度計用の鋳
込まれた金属製の凹所26とを備えている。内側の孔2
8に沿って伸長しているのは、円周方向に180°隔置
された平坦部30である。また、動脈サンプル用ライン
の返送孔29(また医薬投与孔ともなる)も設けられて
おり、該返送孔はライン(図示せず)によって、酸素供
給器14の下流側の動脈血液サンプリング接続部(図示
せず)に接続されている。
90°変えて静脈入口12を更に図示している。平坦部
30(180°隔置されて2つ設けられている)は、透
明なポリカーボネート・プラスチックにより形成された
窓32(180°隔置されている)の内側面を画成して
いる。静脈入口12の部分と一体になって伸長している
のはプローブ収容部34であって、これら各々のプロー
ブ収容部は、約0.89mm(0.035インチ)の窓
32の内側面を画成する表面38で終端となっているめ
くら孔32を備えている。各々の部分34は、一対のカ
ム面40(180°隔置されていて対応する傾斜を有す
る)と、一対のノッチ(切り欠き)42で終端となって
いる。
は保護部材22、44によって包囲されている(保護部
材44は図4にほ図示されていないが、保護部材22と
同様にプラスチックにより形成されており、静脈入口1
2の周囲の適所で保護部材22とラッチ式に接続されて
いる)。
護部材44が示されており、この保護部材44は、円周
方向において180°隔置された2つのカム部分すなわ
ち傾斜部分46と、同様に円周方向において180°隔
置された2つのノッチ48とを備えている。
に180°隔置された2つの耳状部50が示されてお
り、各々の耳状部は、部分52から短い距離だけ半径方
向外方に伸長している。保護部材22も同様に一対の耳
状部50を担持している。
のとして概略的に図示されており、このラッチ部分は、
保護部材22のラッチ部分に係合し、これにより保護部
材22、44を静脈入口12を包囲する関係になるよう
に一緒に固定している。
く被嵌されている。保護部分52は、傾斜部40と実質
的に共通な螺旋形状を有し該傾斜部に沿って伸長する傾
斜部46と、対応する寸法になされると共に軸方向及び
円周方向に隔置されたノッチ48、42とを備えてい
る。
分に係合した状態で図5に示されるのはプローブカラー
56であって、このカラーはほぼ管状の形状を有してお
り、該カラーの内方の周縁部には長手方向に伸長する一
対の溝58が形成されている。これら溝は耳状部50を
ぴったりと受け入れるような幅と、上記耳状部がカム作
用を生ずるスロット60に到達できるような高さを有し
ている。これらスロットは、各々の耳状部50にそれぞ
れ対応するように円周方向に180°隔置されている。
各々のスロットは、カラー56の軸線に対して60°の
角度をなして関連する溝58から90°の第1の円周方
向距離にわたって伸長する第1の傾斜部分62と、この
第1の傾斜部分から上記カラーの軸線に対して75°の
角度をなして15°の第2の円周方向距離にわたって伸
長している第2の傾斜部分64とを備えている。
護部材44に肩部を追加することなどにより、耳状部5
0とプローブカラー56が当接する表面との間の距離を
短くすることによって、プローブの端部を取り除くに必
要なトルクを増大させることができる。このようにする
と、耳状部50の曲げが生じ、これにより、緩める作用
に抵抗するバネ力が生じる。このバネ力は、バネ102
により与えられる力を補う。
いる。プローブカラー56は、僅かに突出する円周方向
の突出部68と、長手方向の突出部70とを備えてい
る。カラー56の内側には、バネを支持する棚状部74
を有する座ぐり孔72(図8)と、座ぐり孔76とが設
けられている。カラー56の光学窓32とは反対側の端
部は、円周方向の溝及び隆起部80を有しており、該隆
起部はエラストマ製のシール84の円周方向の溝82に
嵌合される。
のチップ86であって、このチップは直径が減少された
端部89を有する端部分88を備えており、該端部分を
4つの穴90が貫通している。当接部分88はめくら穴
92であって、このめくら穴はプローブのチップ86ま
で伸長している。上記穴90の間の壁部93は、チップ
86の端部からめくら穴92までの距離の半分にわたっ
てだけ伸長している。チップ86はまた、長手方向に伸
長する整合キー94と、円周方向の棚状部96と、軸方
向に伸長する雄型のラッチ部分98とを備えている。
との間で圧縮された状態で保持されているのはバネ10
2である。
からチップ86を越えて伸長しているのはプラスチック
製のY字形状の分割部106である。
めくら穴92により画成される3つのゾーンを貫通して
いるのは、3本の光ファイバ108であり、これら光フ
ァイバは、ポリメチルメタクリレートのコア及び透明な
「フッ素系ポリマ」の被覆か形成された段階的な屈折率
を有する光ファイバである。このような光ファイバは、
「エスカ・エクストラ(ESKA Extra) EH
4001」の名称で、ペンシルバニア州ハリスバーグ
(Harrisburg)所在のエイ・エム・ピー社
(AMP Corporation)によって販売され
ており、その直径は1000ミクロンである。
ポット材料が、この穴、ゾーン206、及びめくら穴9
2、Y字型の分割部106並びにこの分割部の中のファ
イバにより画成される空間を充填し、ほぼ棚状部96ま
で垂直方向下方に伸長している(図8)。
を離隔してこれらファイバ間の混線を低減させると共
に、製造の際にファイバ108を適正な穴100に案内
する。各穴90の間の壁部の隙間206は、離隔部材1
06から穴100を通してファイバを導入する際に必要
となるファイバ108の曲げを許容すると共に、ポット
作業を容易にする。
状態でチップ86にラッチ式に固定されているのはプラ
スチック製の本体112であって、この本体は、プロー
ブカラー56の内周面の凹所(図示せず)に嵌合する長
手方向に伸長するキー114を担持している。スロット
116は、ラッチが窓110に達するまでこのラッチが
その中に入るのを可能にしている。ラッチ98は上昇し
て窓110に入ってこの窓に嵌合し、これによりアセン
ブリ全体を固定する。本体112はより大きな部分11
8を備え、3つの穴120がこの部分118を貫通して
いる。貫通孔120内を、かかり部はと目124によっ
て本体112に保持された絶縁された(図10には絶縁
材を別個に示していない)光ファイバの部分122が伸
長する。上記かかり部はと目124は、装置を分解する
方向の動きにのみ抵抗する方向性の小さな突起を有して
いる。平坦部206が成形性を改善すると共に壁の厚み
も改善する。
より固定され、絶縁されたファイバ122の周囲に延在
している。プローブ10の他端部は、上述の端部と同様
であり、従ってファイバ108がプローブの一端部から
他端部まで伸長している。
クス16に取り付けられており、この状態は図12乃至
図14により詳細に示してある。
一部が示されている。壁部の穴132を貫通しているの
はブッシングのハウジング136の環状の先端である。
ブッシングのハウジングの中には、エラストマ製のブッ
シング138が鋳造アルミニウム製のバイオネット型の
レセプタ(受容器)140により適所に位置されてい
る。上記レセプタの中にはファイバのハウジング142
が固定され、このハウジングを通って光ファイバ144
が伸長している。光ファイバはこのハウジング142の
中でポット材料により埋め込まれている。光ファイバの
端部は、レセプタ140の軸線に直交する共通な平面に
おいて研磨されている。
耳状部とを備えており、これら形状を、ノッチ及び耳状
部は図4に示しかつ上で説明したもの(40,46;4
2,48;50)と同様の形状を有するが、レセプタ1
40の耳状部、形状を及びノッチは総てその一か所にあ
る(傾斜部146、ノッチ148、耳状部150)。
品150が設けられ、この組立部品は、その内部に絶縁
された光ファイバ(図示せず)が固定されている鉄製の
フォロア(従動部)に対して相対的に回転可能なローレ
ットナット152を備えている。ナット152を回転さ
せると、光ファイバ156(上に特記したESKAファ
イバ)の研磨された端部が、ウィッシボーン型の光ファ
イバカプラ158の研磨された先端に対して長手方向に
押圧される。上記光ファイバカプラは、スチレンアクリ
ル共重合体を型成形したものであって、NAS3071
番としてポリサー社(Polysar Inc.)によ
り販売されている。
ァイバ156に整合するようにサポート160の溝(図
示せず)の中で支持されている。ウィッシボーンのダブ
ル側の各々の端部162は、サポート160の溝(図示
せず)の中で支持されており、これら端部は、赤外線発
光ダイオード(LED)光源164と、赤色光発光ダイ
オード(LED)光源168に光学的に接続された球面
レンズ166にそれぞれ整合されている。絶縁スペーサ
170が、バネ172、174を両方のLEDから絶縁
している。上記両方のバネは、ウィッシボーンの脚部、
LED164及びレンズ166のそれぞれ対応するもの
の間に当接力を提供する。
ッシボーン158から失われる光を検知する光センサ
(図示せず)が設けられている。サポート160の凹所
に着座するスライダ178が、光センサに到達するエネ
ルギ量を変化させる。
16はポスト180にクランプ止めされている状態で示
されている。
ルダ182及び電源コード184を担持している(図1
7にはプローブの端部が標準ポート190に入っている
状態が示されている)。
に示す構造は、光ファイバハウジング142を除いて、
また上述のLEDの赤外線及び赤色光の波長において既
知の反射率により特徴づけられる撮影者のグレーカード
(gray card)192により置き換えられてい
る点を除いて、図14に示すのと同一の要素を利用して
いる。カバー194がカード192を適所に保持する。
素飽和度の両方を測定するために、新規の使用の毎に、
プローブ10の一端部を作動ポート202(図14)に
設け、またその他端部を標準ポート190(図18)に
導入して、検査(ファイバの損傷等によりプローブが故
障していることがあるので)及び標準化(同一のプロー
ブであってもその作動特性が変化し得るので)を行う。
について、近い側のファイバ及び遠い側のファイバ(下
方の)両方において、また最高強度のLED出力及びゼ
ロ強度のLED出力の両方において、電圧出力を測定す
る。その結果得る情報により、プローブが故障している
か否かを知ることができる。
い側のセンサ用の第2の受信光センサ(図示せず)によ
って測定しながら、赤色光LEDの光センサ出力電圧を
5ボルトに調節する。
ァイバ108は互いに等間隔で設けられていない。実際
に、直交する平面において切断した場合の3つのファイ
バの中心線は、正三角形を画成するのではなく、それぞ
れ約2.03mm(0.080インチ)、約1.27m
m(0.050インチ)及び約1.27mm(0.05
0インチ)の長さを有する辺から成る三角形を画成し、
電源ファイバは上記2.03mmの辺の一端に位置し、
電源ファイバから1.27mmの距離にあるファイバ
が、2つの受信ファイバの中で電源ファイバに近い側の
ファイバであって従って「近い側のファイバ」となり、
第3のファイバが「遠い側のファイバ」となる。
している。
出力の比を1.15に調節して標準化を行う。
0の端部を引き抜き、サイドアーム52(図5)に導入
する。血液を導管200(図4)に流す。
び光ファイバ158から、またLED164、光ファイ
バ162及び光ファイバ158から、それぞれ赤色光光
及び赤外線光を交互にパルス発生させる。光ファイバ1
58は、電源光ファイバ108(図15には図示しない
がケーブル154の中にある)の研磨された端面に圧接
される研磨された端面を有しており、上記電源光ファイ
バはチップ86の中に伸長して窓32に圧接している。
流れている血液を通過し、更に近い側のファイバ及び遠
い側のファイバを出る。これにより光エネルギは、コン
トロールボックス16の中の当接し研磨された端部を有
する光ファイバを通過して近い側のファイバ用の光セン
サ(図示せず)によりその電圧を測定され、またコント
ロールボックス16の中の当接し研磨された端部を有す
る第3の光ファイバ(図示せず)を通過して遠い側のフ
ァイバ用の光センサ(図示せず)によりその電圧を測定
される。
外線及び赤色光の近い側のファイバだけからの応答に基
づき、飽和度の正しい値が表示される(図17)。
側のファイバからの赤外線の応答の比に基づき、ヘマト
クリット値が表示される。血液サンプルを検査し、また
読み取り値(図17)を、この読み取り値と実際の実験
室の分析との差を用いて調節することにより、上記値を
較正する必要がある(患者が変わるために)。
挿入する上述の操作に説明を戻す。プローブ10のカラ
ー56がサイドアーム52(図5)に向かって動くにつ
れて、チップ86がめくら穴36の中に入る。この運動
の間に、耳状部50が溝58に入り、その後間もなくし
て、チップ86のキー94が傾斜部40の上方部分に係
合する。次に耳状部50をカムスロット60に係合さ
せ、また次にカラー56を手で回転させてこのカラーを
耳状部50に向けて動かし、これと同時にキー94を回
転させてこのキーを傾斜部40を下るように動かす。耳
状部50が傾斜部62が終端となるV型の位置に到達す
ると、キー94がノッチ48の中に落ち込み、これによ
り、チップ86のそれ以上の回転を阻止する(過度の回
転は、窓32の表面とプローブのチップ86の研磨され
た表面を擦るという悪影響を及ぼすことがあり、また、
プローブの中の光ファイバの血流の方向に対する正しい
向きに悪影響を与えることがある)。次にカラー56の
手による回転を継続し、カム部分64を耳状部50を僅
かに越えて動かし、これにより、耳状部50がトラック
62に沿って元に戻り続けるのを阻止する程度にバネの
力を減少させる。いかなる場合にも一時には一方の傾斜
部40だけが関与し、2つの傾斜部の存在により、いず
れかを用いるかの選択を可能とし、これにより、耳状部
に対するプローブの位置の柔軟度をより高くする。外側
面上で軸方向に伸長している白線が、溝58の位置を決
め、また使用する傾斜部はこの白線に整合した耳状部に
依存する。
204を円滑な窓32(図4)に向けて押圧する。勿
論、エアギャップが残ると、端部204のファイバの面
と窓との間の光の伝達が低下する。
方向に動かして上述の協働する容器に対する出入りを行
うのが容易となる。リブ70は、両方の回転方向におい
てこれらの端部を回転させることを容易にする。
ポート202(図14)及び190(図18)と相互作
用を行い、両方の端部は各々相互に互換性がある。
ジを締めてブッシング・ハウジング136及びレセプタ
140を互いに軸方向において接近させることにより、
ブッシング138を軸方向に圧縮することができ、これ
により、ブッシングの中のプローブのチップ86に追加
の摩擦を与えて偶発的な脱着の可能性を低減する。侵入
するプローブのカラーを回転させると、より一層の圧縮
が生ずる。ブッシング138はまた、ファイバを整合し
て状態に維持し、これによりチップ86及びハウジング
を一体にして動かす。
面には図示しないが、図4に図示してある)は、図14
において、プローブの回転により部材140及び142
を浮き上がらせてプローブに向けて動かす手段を提供す
る。
う。
るためのレセプタアセンブリは、酸素供給器の一部とし
てではなく、例えば酸素供給器のライン中に介挿するた
めの単純なインライン型の輸送を含む他の医用機器の一
部としてすることもできる。例えば、上述の酸素供給器
はレセプタをそのサイドアーム210及び窓32に有し
ているが、導管にノッチを設けて2つのかかり部分を設
け、該導管から本発明のプローブ用のレセプタを出すこ
とができる。
的な側方立面図である。
向断面図である。
該静脈入口を包囲する保護体を示している。
す側方立面図であって、本発明のプローブを破線で示し
ている。
分を分解して示す斜視図である。
ある。
ックスに対する関係を示す側方立面図である。
である。
す断面図である。
トロールボックスの中の組立部品を示す部分断面図であ
る。
一部を示す等角投影図である。
一部を示す等角投影図である。
である。
ム 56 カラー 86 チップ 104、106、108 光ファイバ
Claims (7)
- 【請求項1】 血液のヘマトクリット値及び飽和度の少
なくとも一方を知るために光ファイバプローブに接続す
るための医用器具において、 内部に平坦な表面を有する、血液を移送するための流体
導管と、 前記流体導管に封止的に接続されるサイドアームとを備
えて成り、該サイドアームは、プローブを受け入れるよ
うになされためくら穴を有し、該めくら穴は、前記内部
の平坦な表面に平行であって該平坦な表面と共に光を伝
達可能な壁部を画成する平坦な表面と、前記サイドアー
ムから突出する突出部とを有する医用器具。 - 【請求項2】 請求項1の医用器具において、該医用器
具が、血液に酸素を供給するための酸素供給器をさらに
備えていることを特徴とする医用器具。 - 【請求項3】 請求項1または2の医用器具において、
2つの耳状部が180゜をなして円周方向に隔置され、
これら耳状部が前記サイドアームから直交方向に突出し
ていることを特徴とする医用器具。 - 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかの医用器具
において、前記導管の方向において高さが減少する傾斜
部と、同様に前記導管の方向に伸長するノッチとを備え
ることを特徴とする医用器具。 - 【請求項5】 請求項3または4の医用器具であって、 3つの光ファイバと、前記光ファイバプローブと、カラ
ーとに組み合わせて用いられる医用器具において、 前記光ファイバプローブは、前記3つの光ファイバの端
部が延在する円滑な表面を有するプローブのチップと、
前記傾斜部に乗り、また前記ノッチと嵌合して前記チッ
プと前記サイドアームとの間の相対的な回転を阻止しか
つ前記サイドアームに対する前記光ファイバの向きを維
持するようになされた軸方向に伸長するキーと、を具備
し、 前記カラーは、前記耳状部と協働するように180゜を
なして円周方向に隔置された一対のカム作用をするスロ
ットを具備し、該各々のスロットは、前記カラーの軸線
に関して角度をなしていて第1の方向に回転した時に前
記耳状部を前記カラーに向けて駆動する第1の部分と、
前記軸線に関して角度をなしていて前記回転の際に前記
耳状部を前記カラーから離れる方向に駆動する第2の部
分とを有し、また前記カラーは、前記耳状部と協働して
これら耳状部が前記スロットの中に運動するのを許容す
る長手方向に伸長する一対の溝と、バネ支持手段とを具
備し、 更に該医用器具は、前記チップを前記カラーから離れる
方向に偏倚するバネ手段と組み合わせて用いられること
を特徴とする医用器具。 - 【請求項6】 請求項5の医用器具において、前記第1
の部分が、前記軸線に対して60°の角度をなすと共に
90°の円周方向の長さを有しており、また前記第2の
部分が、前記軸線に対して75°の角度をなすと共に1
5°の円周方向長さを有することを特徴とする医用器
具。 - 【請求項7】 請求項2の医用器具において、前記流体
導管が前記酸素供給器の内部と流体連通していることを
特徴とする医用器具。
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