JP3507161B2 - 血中分析対象物計測装置 - Google Patents
血中分析対象物計測装置Info
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- JP3507161B2 JP3507161B2 JP32881294A JP32881294A JP3507161B2 JP 3507161 B2 JP3507161 B2 JP 3507161B2 JP 32881294 A JP32881294 A JP 32881294A JP 32881294 A JP32881294 A JP 32881294A JP 3507161 B2 JP3507161 B2 JP 3507161B2
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- blood
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は血中分析対象物計測装置
及びその方法に関し、例えば、人体血中のｐＨ、Ｐ
Ｏ2、ＰＣＯ2のような多重因子を計測する血中分析対象
物計測装置及びその方法に関する。
及びその方法に関し、例えば、人体血中のｐＨ、Ｐ
Ｏ2、ＰＣＯ2のような多重因子を計測する血中分析対象
物計測装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在の医療の現場では、生命維持をはじ
め、種々のＭＥ機器が多機能且つ高性能化してきてお
り、これに伴い刻々に変化する病態に応じた素早い治療
を行うため、身体機能のパラメータをリアルタイムに監
視することが重要になってきている。監視すべきパラメ
ータの中には、血液に関するものも重要であり、例えば
血中のｐＨ、ＰＯ2、ＰＣＯ2の状態が挙げられる。これ
らのパラメータの監視を目的として、現在までに様々な
技術が提案されている。近年、特に有望な技術として、
血中の分析対象物に対して感応性である蛍光体と、その
情報を伝達する光ファイバーとを基本構成とした血中パ
ラメータ連続測定装置が登場している。
め、種々のＭＥ機器が多機能且つ高性能化してきてお
り、これに伴い刻々に変化する病態に応じた素早い治療
を行うため、身体機能のパラメータをリアルタイムに監
視することが重要になってきている。監視すべきパラメ
ータの中には、血液に関するものも重要であり、例えば
血中のｐＨ、ＰＯ2、ＰＣＯ2の状態が挙げられる。これ
らのパラメータの監視を目的として、現在までに様々な
技術が提案されている。近年、特に有望な技術として、
血中の分析対象物に対して感応性である蛍光体と、その
情報を伝達する光ファイバーとを基本構成とした血中パ
ラメータ連続測定装置が登場している。
【０００３】従来の血液ガス検査は、ｉｎ ｖｉｔｒｏ
で間欠的に行われるものであり、通常とう骨動脈や、上
腕、大腿動脈よりヘパリナイズされた注射器で血液を採
取し、氷冷して検査室に運ばれ、測定されている。従っ
て、採血から結果報告までに１０〜２０分はかかるのが
普通である。
で間欠的に行われるものであり、通常とう骨動脈や、上
腕、大腿動脈よりヘパリナイズされた注射器で血液を採
取し、氷冷して検査室に運ばれ、測定されている。従っ
て、採血から結果報告までに１０〜２０分はかかるのが
普通である。
【０００４】従来の血液ガス計測装置における計測原理
は、電極により電位等を計測する他、染料蛍光体の発光
現象に基づいている。蛍光体は装置本体よりその蛍光体
特有の励起波長の光をファイバーを通じて与えられ、血
中の分析対象物濃度に依存してその発光強度を変化させ
る。この蛍光シグナルは該ファイバーを通じて装置本体
中の光検出器に取り込まれる。蛍光シグナルは分析対象
物濃度の関数で表わされるため、蛍光シグナルを検出す
ることにより、分析対象物の濃度を定量することができ
る。
は、電極により電位等を計測する他、染料蛍光体の発光
現象に基づいている。蛍光体は装置本体よりその蛍光体
特有の励起波長の光をファイバーを通じて与えられ、血
中の分析対象物濃度に依存してその発光強度を変化させ
る。この蛍光シグナルは該ファイバーを通じて装置本体
中の光検出器に取り込まれる。蛍光シグナルは分析対象
物濃度の関数で表わされるため、蛍光シグナルを検出す
ることにより、分析対象物の濃度を定量することができ
る。
【０００５】以上のようにして計測された血液ガスデー
タは、以下に示す生理学的プロセスについて有用な情報
を提供している。即ち、全身代謝，肺胞換気，酸素化，
酸−塩基平衡である。
タは、以下に示す生理学的プロセスについて有用な情報
を提供している。即ち、全身代謝，肺胞換気，酸素化，
酸−塩基平衡である。
【０００６】しかしながら、上記従来の血液ガス計測装
置においては、採血から結果報告までに最低でも１０分
程度の時間を要していたため、リアルタイムな情報を得
ることはできなかった。
置においては、採血から結果報告までに最低でも１０分
程度の時間を要していたため、リアルタイムな情報を得
ることはできなかった。
【０００７】一方、留置針タイプのプローブにより血液
ガスを連続的に計測する装置も近年開発されており、こ
れにより血液ガスのリアルタイムな計測を連続的に行う
ことができるようになった。
ガスを連続的に計測する装置も近年開発されており、こ
れにより血液ガスのリアルタイムな計測を連続的に行う
ことができるようになった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例の血液ガス計測装置において計測される血液ガス情
報は、あくまでも間欠的であったり、人体総体に関する
ものである。
来例の血液ガス計測装置において計測される血液ガス情
報は、あくまでも間欠的であったり、人体総体に関する
ものである。
【０００９】人体において病巣を特定し、刻々と変換す
る病態に応じた治療を施すためには、多数且つ詳細な生
体情報が必要である。例えば、脳，肝臓，心臓，腎臓等
の生体の局所の状態について、より直接的な情報を正確
に解りやすく把握する必要がある。即ち、生体の局所に
おける正確かつリアルタイムな情報を連続的に得ること
が望まれる。
る病態に応じた治療を施すためには、多数且つ詳細な生
体情報が必要である。例えば、脳，肝臓，心臓，腎臓等
の生体の局所の状態について、より直接的な情報を正確
に解りやすく把握する必要がある。即ち、生体の局所に
おける正確かつリアルタイムな情報を連続的に得ること
が望まれる。
【００１０】本発明は上述した課題を解決するためにな
されたものであり、生体の局所における正確かつリアル
タイムな血液ガス情報を連続的に計測可能な血中分析対
象物計測装置を提供することを目的とする。
されたものであり、生体の局所における正確かつリアル
タイムな血液ガス情報を連続的に計測可能な血中分析対
象物計測装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明は以下の構成を備える。
ために、本発明は以下の構成を備える。
【００１２】 即ち、生体における血液中の分析対象物
を計測する装置であって、 動脈に留置される第１のセ
ンサプローブと、静脈に留置される第２のセンサプロー
ブと、前記第１のセンサプローブと前記第２のセンサプ
ローブで検出された信号を演算する演算手段と、前記演
算手段による演算結果を、前記第１のセンサプローブと
前記第２のセンサプローブとの間に存在する臓器におけ
る情報として表示する表示手段とを有することを特徴と
する。
を計測する装置であって、 動脈に留置される第１のセ
ンサプローブと、静脈に留置される第２のセンサプロー
ブと、前記第１のセンサプローブと前記第２のセンサプ
ローブで検出された信号を演算する演算手段と、前記演
算手段による演算結果を、前記第１のセンサプローブと
前記第２のセンサプローブとの間に存在する臓器におけ
る情報として表示する表示手段とを有することを特徴と
する。
【００１３】
【００１４】例えば、前記第２のセンサプローブは体内
の所望する位置に挿入可能なカテーテル形状であること
を特徴とする。
の所望する位置に挿入可能なカテーテル形状であること
を特徴とする。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】例えば、前記第１及び第２のセンサプロー
ブは、前記分析対象物の濃度に応じて発光強度又は消光
速度が変化する感応手段と、前記発光強度又は消光速度
を光学的な情報として伝達する伝達手段とを有すること
を特徴とする。
ブは、前記分析対象物の濃度に応じて発光強度又は消光
速度が変化する感応手段と、前記発光強度又は消光速度
を光学的な情報として伝達する伝達手段とを有すること
を特徴とする。
【００２０】例えば、前記分析対象物は、ｐＨ，Ｐ
Ｏ2，ＰＣＯ2であることを特徴とする。
Ｏ2，ＰＣＯ2であることを特徴とする。
【００２１】
【作用】以上の構成により、前記第１のセンサプローブ
を動脈に留置し、前記第２のセンサプローブを前記臓器
の主幹となる静脈に留置することにより、前記第１のセ
ンサプローブと前記第２のセンサプローブで検出された
信号を演算手段において演算し、該演算結果を前記臓器
における情報として表示手段に表示することが可能とな
る。従って操作者は、前記臓器における血中分析対象物
の情報をリアルタイムに連続して知ることができるとい
う特有の作用効果が得られる。
を動脈に留置し、前記第２のセンサプローブを前記臓器
の主幹となる静脈に留置することにより、前記第１のセ
ンサプローブと前記第２のセンサプローブで検出された
信号を演算手段において演算し、該演算結果を前記臓器
における情報として表示手段に表示することが可能とな
る。従って操作者は、前記臓器における血中分析対象物
の情報をリアルタイムに連続して知ることができるとい
う特有の作用効果が得られる。
【００２２】尚、本発明の他の特徴及び利点は本発明の
原理を例示として図示した添付図面と共に、次の詳細な
説明から明らかとなろう。
原理を例示として図示した添付図面と共に、次の詳細な
説明から明らかとなろう。
【００２３】
【実施例】以下、本発明に係る一実施例について、添付
図面を参照して詳細に説明する。
図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】本実施例における血液ガス計測装置の外観
を、図１に示す。図１において１００が計測部であり、
計測部１００で計測された各情報は血液ガス計測装置本
体である制御部４０に送られ、後述する所定の演算処理
により血液ガス情報として表示部５０に表示される。従
って、操作者は表示部５０に表示された血液ガス情報に
より、現在計測中である被験者の局所の状態を検知する
ことができる。尚、制御部４０と表示部５０とは、一体
型となっていてももちろんかまわない。
を、図１に示す。図１において１００が計測部であり、
計測部１００で計測された各情報は血液ガス計測装置本
体である制御部４０に送られ、後述する所定の演算処理
により血液ガス情報として表示部５０に表示される。従
って、操作者は表示部５０に表示された血液ガス情報に
より、現在計測中である被験者の局所の状態を検知する
ことができる。尚、制御部４０と表示部５０とは、一体
型となっていてももちろんかまわない。
【００２５】計測部１００は２本のプローブを備える。
１０は主に動脈血管側に用いる留置針タイプのプローブ
であり、２０は主に静脈血管側に用いるカテーテルタイ
プのプローブである。これら各プローブは、詳細は後述
するが、制御部４０の内部に備えられた光源から発せら
れた光を適切な出射光とするための光学系と、プローブ
先端に備えられた受光系とを有している。また、プロー
ブ１０は主に動脈血管側に用いるものであるが、静脈血
管側に用いることもできる。同様に、プローブ２０は動
脈にも使用できるものである。
１０は主に動脈血管側に用いる留置針タイプのプローブ
であり、２０は主に静脈血管側に用いるカテーテルタイ
プのプローブである。これら各プローブは、詳細は後述
するが、制御部４０の内部に備えられた光源から発せら
れた光を適切な出射光とするための光学系と、プローブ
先端に備えられた受光系とを有している。また、プロー
ブ１０は主に動脈血管側に用いるものであるが、静脈血
管側に用いることもできる。同様に、プローブ２０は動
脈にも使用できるものである。
【００２６】留置針タイプのプローブ１０とカテーテル
タイプのプローブ２０は、それぞれの光ファイバ用コネ
クタに３１，３２に接続され、該コネクタ３１，３２を
もって着脱可能としている。尚、コネクタ３１及び３２
は同一のものであり、従ってプローブ１０及び２０を互
いに入れ替えて装着することも可能である。該コネクタ
３１，３２と制御部４０とを接続するコードは、コネク
タ３１，３２より３０ｃｍのところでＹ字形状となるよ
う一本化される（３０）。
タイプのプローブ２０は、それぞれの光ファイバ用コネ
クタに３１，３２に接続され、該コネクタ３１，３２を
もって着脱可能としている。尚、コネクタ３１及び３２
は同一のものであり、従ってプローブ１０及び２０を互
いに入れ替えて装着することも可能である。該コネクタ
３１，３２と制御部４０とを接続するコードは、コネク
タ３１，３２より３０ｃｍのところでＹ字形状となるよ
う一本化される（３０）。
【００２７】本実施例の血液ガス計測装置は、人体の局
所的な血液ガス情報を得るためのものであるため、留置
針タイプの動脈用プローブ１０は動脈、好ましくはとう
骨動脈等の末梢側の動脈に留置される。尚、この動脈用
プローブ１０は、所定の臓器に最も近い動脈に留置する
のが測定上好ましいが、血栓形成またそれに伴う栓塞の
恐れがあるため、とう骨動脈等の末梢側の動脈に留置す
るのがより好適である。一方、カテーテルタイプの静脈
用プローブ２０は、ターゲットとした臓器の主幹となる
静脈系の、可能な限り臓器に近接した部位にそのセンサ
ー部が位置するように留置される。各プローブは制御部
４０に接続されており、それぞれから得られる情報を後
述するように比較演算して、モニタ等の表示部５０に表
示する。
所的な血液ガス情報を得るためのものであるため、留置
針タイプの動脈用プローブ１０は動脈、好ましくはとう
骨動脈等の末梢側の動脈に留置される。尚、この動脈用
プローブ１０は、所定の臓器に最も近い動脈に留置する
のが測定上好ましいが、血栓形成またそれに伴う栓塞の
恐れがあるため、とう骨動脈等の末梢側の動脈に留置す
るのがより好適である。一方、カテーテルタイプの静脈
用プローブ２０は、ターゲットとした臓器の主幹となる
静脈系の、可能な限り臓器に近接した部位にそのセンサ
ー部が位置するように留置される。各プローブは制御部
４０に接続されており、それぞれから得られる情報を後
述するように比較演算して、モニタ等の表示部５０に表
示する。
【００２８】留置針タイプの動脈用プローブ１０の形状
を、図２に示す。動脈用プローブ１０は直径１．０ｍｍ
以下、長さ１０ｃｍ以下であり、好ましくは直径０．５
ｍｍ以下、長さ５ｃｍ以下である。また、一般的な留置
針ガイドに挿入、固定できるように構成されている。プ
ローブ１０は血管壁の損傷を軽減させるため、可踏性且
つ鋭利な部分を持たない構造になっている。また、長時
間の留置に対応するために、血液接触部分には例えばへ
パリンコーティング等の抗血栓性処理が施されている。
プローブ１０の他方は、図１でも示した光ファイバ用コ
ネクタ３１に接続されている。
を、図２に示す。動脈用プローブ１０は直径１．０ｍｍ
以下、長さ１０ｃｍ以下であり、好ましくは直径０．５
ｍｍ以下、長さ５ｃｍ以下である。また、一般的な留置
針ガイドに挿入、固定できるように構成されている。プ
ローブ１０は血管壁の損傷を軽減させるため、可踏性且
つ鋭利な部分を持たない構造になっている。また、長時
間の留置に対応するために、血液接触部分には例えばへ
パリンコーティング等の抗血栓性処理が施されている。
プローブ１０の他方は、図１でも示した光ファイバ用コ
ネクタ３１に接続されている。
【００２９】また、心臓，肝臓，腎臓，肺に使用するカ
テーテルタイプの静脈用プローブ２０の形状を、図３に
示す。静脈用プローブ２０は、好ましくは直径１．０〜
３．０（更に望ましくは成人であれば１．７〜２．３）
ｍｍ、有効長１２０ｃｍ以下であり、表面には抗血栓性
処理法、例えばへパリンコーティングが施されている。
テーテルタイプの静脈用プローブ２０の形状を、図３に
示す。静脈用プローブ２０は、好ましくは直径１．０〜
３．０（更に望ましくは成人であれば１．７〜２．３）
ｍｍ、有効長１２０ｃｍ以下であり、表面には抗血栓性
処理法、例えばへパリンコーティングが施されている。
【００３０】図３に示すカテーテルタイプの静脈用プロ
ーブは、先端部約１ｃｍを鋭角とならない範囲で屈曲さ
せたＳ字カーブ状の形状付けが施されており、実際の鋭
角な血管走行に則したものとなっている。尚、カテーテ
ル形状は例えばＪカーブやＺカーブを呈していても良
い。そして、カテーテルの体内留置部分、即ち有効部分
には体内挿入長の目安とするために、先端より１０ｃｍ
単位毎にマークが印刷されている。
ーブは、先端部約１ｃｍを鋭角とならない範囲で屈曲さ
せたＳ字カーブ状の形状付けが施されており、実際の鋭
角な血管走行に則したものとなっている。尚、カテーテ
ル形状は例えばＪカーブやＺカーブを呈していても良
い。そして、カテーテルの体内留置部分、即ち有効部分
には体内挿入長の目安とするために、先端より１０ｃｍ
単位毎にマークが印刷されている。
【００３１】このカテーテル先端部には、血液採取及び
血圧測定用口６８が備えられている。また、肺をターゲ
ットとする場合に限り、カテーテル先端を静脈血流にの
せて体内の目的位置付近に導くためのバルーン機構６９
を備える場合もある。該バルーン機構にエア若しくは二
酸化炭素ガスが注入された様子を図４に示す。
血圧測定用口６８が備えられている。また、肺をターゲ
ットとする場合に限り、カテーテル先端を静脈血流にの
せて体内の目的位置付近に導くためのバルーン機構６９
を備える場合もある。該バルーン機構にエア若しくは二
酸化炭素ガスが注入された様子を図４に示す。
【００３２】更に、６５は血液ガスセンサ開口部であ
り、後述するセンサ部が露呈されている。６６は造影剤
注入口、６７は輸液剤注入口である。
り、後述するセンサ部が露呈されている。６６は造影剤
注入口、６７は輸液剤注入口である。
【００３３】カテーテル材料は軟質塩化ビニルであり、
造影時に位置を確認しやすくするため、三酸化ビスマス
を混練してある。尚、該静脈留置プローブ２０を脳に対
して使用する場合には、好ましくは動脈側留置針タイプ
のプローブ１０と同形状のものを併用して、頸静脈に留
置する。
造影時に位置を確認しやすくするため、三酸化ビスマス
を混練してある。尚、該静脈留置プローブ２０を脳に対
して使用する場合には、好ましくは動脈側留置針タイプ
のプローブ１０と同形状のものを併用して、頸静脈に留
置する。
【００３４】図３に示すカテーテルタイプの静脈用プロ
ーブ２０は、図５に示すように血液ガス計測用ルーメン
５１，血液採取用ルーメン５２，血圧測定用ルーメン５
２′，輸液用ルーメン５３，造影剤注入用ルーメン５
４，バルーン用エア注入用ルーメン５５，温度又は流速
測定用ルーメン５６からなる。尚、血圧測定用ルーメン
５２′は血液採取用ルーメン５２と共通であり、必要に
応じて使用される。各ルーメンはマニホールド６０を介
してプローブ２０内に集合され、血液ガス計測用ルーメ
ン５１は光ファイバ用コネクタ３２に、温度又は流速測
定用ルーメン５６はサーミスタ用コネクタ６３に、その
他のルーメンはそれぞれルアーコネクタ６２に接続され
ている。
ーブ２０は、図５に示すように血液ガス計測用ルーメン
５１，血液採取用ルーメン５２，血圧測定用ルーメン５
２′，輸液用ルーメン５３，造影剤注入用ルーメン５
４，バルーン用エア注入用ルーメン５５，温度又は流速
測定用ルーメン５６からなる。尚、血圧測定用ルーメン
５２′は血液採取用ルーメン５２と共通であり、必要に
応じて使用される。各ルーメンはマニホールド６０を介
してプローブ２０内に集合され、血液ガス計測用ルーメ
ン５１は光ファイバ用コネクタ３２に、温度又は流速測
定用ルーメン５６はサーミスタ用コネクタ６３に、その
他のルーメンはそれぞれルアーコネクタ６２に接続され
ている。
【００３５】以下、上述した２本のプローブ１０及び２
０の基本構成を図６に示し、説明する。
０の基本構成を図６に示し、説明する。
【００３６】上述した２本のプローブ内のセンサの基本
的な構成要素は動／静脈用で共通であり、その基本要素
として血中のプロトン、ＰＯ2、ＰＣＯ2により発光又は
消光を受ける色素蛍光体を含む。
的な構成要素は動／静脈用で共通であり、その基本要素
として血中のプロトン、ＰＯ2、ＰＣＯ2により発光又は
消光を受ける色素蛍光体を含む。
【００３７】図６に、例えばプローブ１０の詳細構成を
示す。プローブ１０は直径０．５ｍｍ以下であり、内部
に光ファイバよりなるｐＨプローブ１１，ＰＯ2プロー
ブ１２，ＰＣＯ2プローブ１３を備えている。これら３
本のファイバープローブは外層膜１４で被覆されること
により、プローブ１０として一体化されている。
示す。プローブ１０は直径０．５ｍｍ以下であり、内部
に光ファイバよりなるｐＨプローブ１１，ＰＯ2プロー
ブ１２，ＰＣＯ2プローブ１３を備えている。これら３
本のファイバープローブは外層膜１４で被覆されること
により、プローブ１０として一体化されている。
【００３８】ｐＨプローブ１１においては、ｐＨ感受性
蛍光体１７として１−ヒドロキシ−３，６，８−ピレン
トリスルホン酸を備え、ＰＯ2プローブ１２及びＰＣＯ2
プローブ１３においては、酸素感受性蛍光体１６として
トリス（２，２’−ビピリジン）ルテニウム（II）錯体
を含む。これら物質は適切なマトリックス中に固定され
ており、それぞれの露出された光ファイバープローブ１
１〜１３のコアを取巻く形で、各ファイバー端部に固定
されている。
蛍光体１７として１−ヒドロキシ−３，６，８−ピレン
トリスルホン酸を備え、ＰＯ2プローブ１２及びＰＣＯ2
プローブ１３においては、酸素感受性蛍光体１６として
トリス（２，２’−ビピリジン）ルテニウム（II）錯体
を含む。これら物質は適切なマトリックス中に固定され
ており、それぞれの露出された光ファイバープローブ１
１〜１３のコアを取巻く形で、各ファイバー端部に固定
されている。
【００３９】また、上述した各蛍光体により全ての方向
に発せられる蛍光を効率良く制御部４０に送信するため
に、各ファイバープローブに反射体１５を実装する。反
射体１５は、エポキシ系接着剤に反射性物質を適当量混
練し、これをマトリックス先端に塗布・硬化させる。反
射性物質として、好ましくはＴｉＯ2粉末を利用する。
そしてこれら複数のファイバープローブ群を酸素等の血
中ガス及びプロトン透過性である孔径を制御した高分子
膜１４が覆っている。高分子膜１４としては、好ましく
はポリエチレン多孔質膜、シリコン系素材である。ま
た、プローブ２０においては、例えば血液ガス測定用ル
ーメン５１内に、図６に示すような３本のファイバプロ
ーブを外装で被覆した構造を持つプローブを挿入して構
成することができる。
に発せられる蛍光を効率良く制御部４０に送信するため
に、各ファイバープローブに反射体１５を実装する。反
射体１５は、エポキシ系接着剤に反射性物質を適当量混
練し、これをマトリックス先端に塗布・硬化させる。反
射性物質として、好ましくはＴｉＯ2粉末を利用する。
そしてこれら複数のファイバープローブ群を酸素等の血
中ガス及びプロトン透過性である孔径を制御した高分子
膜１４が覆っている。高分子膜１４としては、好ましく
はポリエチレン多孔質膜、シリコン系素材である。ま
た、プローブ２０においては、例えば血液ガス測定用ル
ーメン５１内に、図６に示すような３本のファイバプロ
ーブを外装で被覆した構造を持つプローブを挿入して構
成することができる。
【００４０】以上説明したように、各蛍光体は直接又は
間接的に各ファイバープローブの光導波路（光ファイバ
ー）の先端部に固定されており、光導波路の他方端部は
制御部４０に接続されている。制御部４０より光ファイ
バーを通じて適切な励起光が蛍光体に与えられ、蛍光体
からの発光が同一のファイバーを通じて制御部４０に送
信される。従って、各ファイバープローブはその先端部
より、反射体，蛍光体，ファイバー端部の構造をなすこ
とが望ましい。光ファイバーはｐＨ、ＰＯ2、ＰＣＯ2用
にそれぞれ各一本が基本的に用いられる。本実施例にお
ける動／静脈用プローブ１０，２０は上述した図６に示
すようなセンサ構成からなり、この各プローブにおい
て、各蛍光体の発光及び消光強度が計測される。各蛍光
体による発光・消光の強度は血中のｐＨ、ＰＯ2，ＰＣ
Ｏ2に関係づけることができるため、本実施例装置にお
いて該強度を計測することにより、血中のｐＨ、Ｐ
Ｏ2，ＰＣＯ2をモニターすることができる。
間接的に各ファイバープローブの光導波路（光ファイバ
ー）の先端部に固定されており、光導波路の他方端部は
制御部４０に接続されている。制御部４０より光ファイ
バーを通じて適切な励起光が蛍光体に与えられ、蛍光体
からの発光が同一のファイバーを通じて制御部４０に送
信される。従って、各ファイバープローブはその先端部
より、反射体，蛍光体，ファイバー端部の構造をなすこ
とが望ましい。光ファイバーはｐＨ、ＰＯ2、ＰＣＯ2用
にそれぞれ各一本が基本的に用いられる。本実施例にお
ける動／静脈用プローブ１０，２０は上述した図６に示
すようなセンサ構成からなり、この各プローブにおい
て、各蛍光体の発光及び消光強度が計測される。各蛍光
体による発光・消光の強度は血中のｐＨ、ＰＯ2，ＰＣ
Ｏ2に関係づけることができるため、本実施例装置にお
いて該強度を計測することにより、血中のｐＨ、Ｐ
Ｏ2，ＰＣＯ2をモニターすることができる。
【００４１】以上説明したように、プローブ１０及び２
０は、その先端に上述した図６に示すセンサ構成によ
り、血中のｐＨ、ＰＯ2，ＰＣＯ2を検出することができ
る。検出された情報は光ファイバープローブ１１〜１３
の情報伝達媒体を通じて、制御部４０に送信される。以
下、制御部４０における演算処理の一例について説明す
る。
０は、その先端に上述した図６に示すセンサ構成によ
り、血中のｐＨ、ＰＯ2，ＰＣＯ2を検出することができ
る。検出された情報は光ファイバープローブ１１〜１３
の情報伝達媒体を通じて、制御部４０に送信される。以
下、制御部４０における演算処理の一例について説明す
る。
【００４２】本実施例における制御部４０では、プロー
ブ１０及び２０からの情報により、以下の項目を演算に
より求める。
ブ１０及び２０からの情報により、以下の項目を演算に
より求める。
【００４３】まず、制御部４０において動脈用プローブ
１０から得られるｐＨ，ＰＯ2，ＰＣＯ2，ＢＥ，ＨＣＯ
3 ーの各パラメータ情報をそれぞれｐＨat，ＰＯ2at，Ｐ
ＣＯ 2at，ＢＥat，ＨＣＯ3 ーatとし，同様に静脈用プロ
ーブ２０からはｐＨve，ＰＯ2ve，ＰＣＯ2ve，ＢＥve，
ＨＣＯ3 ーveが得られるとする。すると制御部４０では、
この２本のプローブからの各パラメータ情報を比較、演
算することにより、各パラメータの差として、△ｐＨ，
△ＰＯ2，△ＰＣＯ2，△ＢＥ，△ＨＣＯ3 ーを算出する。
尚、ここで△ｐＨ＝ｐＨat−ｐＨveであり、他も同様で
ある。そして更に、各パラメータの比として、ｐＨat／
ｐＨve，ＰＯ2at／ＰＯ2ve，ＰＣＯ2at／ＰＣＯ2ve，Ｂ
Ｅat／ＢＥve，ＨＣＯ3 ーat／ＨＣＯ3 ーveを算出する。そ
して更に、各パラメータにおける変化の割合（ＰＯ2at
−ＰＯ2ve）／ＰＯ2等を算出する。
１０から得られるｐＨ，ＰＯ2，ＰＣＯ2，ＢＥ，ＨＣＯ
3 ーの各パラメータ情報をそれぞれｐＨat，ＰＯ2at，Ｐ
ＣＯ 2at，ＢＥat，ＨＣＯ3 ーatとし，同様に静脈用プロ
ーブ２０からはｐＨve，ＰＯ2ve，ＰＣＯ2ve，ＢＥve，
ＨＣＯ3 ーveが得られるとする。すると制御部４０では、
この２本のプローブからの各パラメータ情報を比較、演
算することにより、各パラメータの差として、△ｐＨ，
△ＰＯ2，△ＰＣＯ2，△ＢＥ，△ＨＣＯ3 ーを算出する。
尚、ここで△ｐＨ＝ｐＨat−ｐＨveであり、他も同様で
ある。そして更に、各パラメータの比として、ｐＨat／
ｐＨve，ＰＯ2at／ＰＯ2ve，ＰＣＯ2at／ＰＣＯ2ve，Ｂ
Ｅat／ＢＥve，ＨＣＯ3 ーat／ＨＣＯ3 ーveを算出する。そ
して更に、各パラメータにおける変化の割合（ＰＯ2at
−ＰＯ2ve）／ＰＯ2等を算出する。
【００４４】以上示したような情報が制御部４０におい
て算出されると、例えば代謝性酸−塩基平衡異常の病巣
の確定及びその度合の把握が可能となる。又、ターゲッ
トとした臓器の酸素摂取量を把握できる。
て算出されると、例えば代謝性酸−塩基平衡異常の病巣
の確定及びその度合の把握が可能となる。又、ターゲッ
トとした臓器の酸素摂取量を把握できる。
【００４５】酸素含有量ＣａＯ2は一般に次の式で示さ
れる。
れる。
【００４６】ＣａＯ2＝（Ｈｂ×１．３４×ＳａＯ2）＋
（０．００３×ＰＯ2） つまり、酸素含有量にはヘモグロビンと結合した酸素
（Ｈｂ×１．３４×ＳａＯ2）及び血漿中の溶存酸素
（０．００３×ＰＯ2）が含まれている。ヘモグロビン
と結合した酸素の総量はヘモグロビン含量（Ｈｂ）とヘ
モグロビンの酸素結合容量（１．３４ｍｌＯ2／ｇＨ
ｂ）とヘモグロビンの酸素飽和度（ＳａＯ2）の積とし
て得られる。この式はあらゆる血液や血漿サンプルの酸
素含量を計算するのに用いることができる。
（０．００３×ＰＯ2） つまり、酸素含有量にはヘモグロビンと結合した酸素
（Ｈｂ×１．３４×ＳａＯ2）及び血漿中の溶存酸素
（０．００３×ＰＯ2）が含まれている。ヘモグロビン
と結合した酸素の総量はヘモグロビン含量（Ｈｂ）とヘ
モグロビンの酸素結合容量（１．３４ｍｌＯ2／ｇＨ
ｂ）とヘモグロビンの酸素飽和度（ＳａＯ2）の積とし
て得られる。この式はあらゆる血液や血漿サンプルの酸
素含量を計算するのに用いることができる。
【００４７】酸素摂取量は、即ちターゲットである臓器
を挟む動脈側と静脈側血液の酸素含量の差ΔＣａＯ2で
あるため、Ｈｂ、ＳａＯ2が概知であれば、本実施例に
おいてＰＯ2計測を動・静脈同時に行うことにより、制
御部４０では酸素摂取量が算出できる。尚、ＳａＯ
2（ＳｐＯ2）は、近年のパルスオキシメトリの普及によ
り迅速且つ手軽に計測できる。
を挟む動脈側と静脈側血液の酸素含量の差ΔＣａＯ2で
あるため、Ｈｂ、ＳａＯ2が概知であれば、本実施例に
おいてＰＯ2計測を動・静脈同時に行うことにより、制
御部４０では酸素摂取量が算出できる。尚、ＳａＯ
2（ＳｐＯ2）は、近年のパルスオキシメトリの普及によ
り迅速且つ手軽に計測できる。
【００４８】従来のＰＣＯ2値の臨床的意味の一つは、
高炭酸ガス血症と低炭酸ガス血症とを区別するための値
として用いることにある。即ち、ＰＣＯ2が４５ｍｍＨ
ｇ以上で高炭酸ガス血症、３５ｍｍＨｇ以下で低炭酸ガ
ス血症であると診断される。高炭酸ガス血症は一般に低
換気状態を示すことが多い。その関係は ＰＣＯ2＝ＶＣＯ2×０．８６３／ＶA （ＶＣＯ2：炭酸
ガス産生量）（ＶA：肺胞換気量） により明らかである。従って、動脈血におけるＰＣＯ2
は肺疾患を評する有要な臨床データとなっている。
高炭酸ガス血症と低炭酸ガス血症とを区別するための値
として用いることにある。即ち、ＰＣＯ2が４５ｍｍＨ
ｇ以上で高炭酸ガス血症、３５ｍｍＨｇ以下で低炭酸ガ
ス血症であると診断される。高炭酸ガス血症は一般に低
換気状態を示すことが多い。その関係は ＰＣＯ2＝ＶＣＯ2×０．８６３／ＶA （ＶＣＯ2：炭酸
ガス産生量）（ＶA：肺胞換気量） により明らかである。従って、動脈血におけるＰＣＯ2
は肺疾患を評する有要な臨床データとなっている。
【００４９】本実施例における血液ガス計測装置によれ
ば、上記評価に加えて、更に各臓器の炭酸ガス生産量△
ＰＣＯ2を直接評価することができる。臓器の状態を把
握する上で、臓器別△ＰＣＯ2も重要な臨床データであ
る。例え肺疾患を併発していても△ＰＣＯ2の値は影響
を受けないため、臓器レベルでの△ＰＣＯ2を知ること
ができる。
ば、上記評価に加えて、更に各臓器の炭酸ガス生産量△
ＰＣＯ2を直接評価することができる。臓器の状態を把
握する上で、臓器別△ＰＣＯ2も重要な臨床データであ
る。例え肺疾患を併発していても△ＰＣＯ2の値は影響
を受けないため、臓器レベルでの△ＰＣＯ2を知ること
ができる。
【００５０】以上、本実施例によって新規に得られる情
報の一例を示したが、本実施例を提供することにより、
更なる有用な情報が得られることはもちろんである。
報の一例を示したが、本実施例を提供することにより、
更なる有用な情報が得られることはもちろんである。
【００５１】以下、図７に本実施例の表示部５０におけ
る表示例を示す。図７の（ａ）においては、例えば肝臓
をターゲットとした場合の表示例を示す。８１に、現在
のターゲットが肝臓であることを示すマークが表示され
る。これは例えば表示部５０に併設された不図示の操作
部により設定しても良い。８２には、例えばｐＨat／ｐ
Ｈveの時間変化を示すグラフや、同様に、（ＰＯ2at−
ＰＯ2ve）／ＰＯ2，及びＰＣＯ2at／ＰＣＯ2veの時間変
化を示すグラフをリアルタイムに表示している。また、
８３には各情報の変化の割合を符号付きでパーセント表
示している。
る表示例を示す。図７の（ａ）においては、例えば肝臓
をターゲットとした場合の表示例を示す。８１に、現在
のターゲットが肝臓であることを示すマークが表示され
る。これは例えば表示部５０に併設された不図示の操作
部により設定しても良い。８２には、例えばｐＨat／ｐ
Ｈveの時間変化を示すグラフや、同様に、（ＰＯ2at−
ＰＯ2ve）／ＰＯ2，及びＰＣＯ2at／ＰＣＯ2veの時間変
化を示すグラフをリアルタイムに表示している。また、
８３には各情報の変化の割合を符号付きでパーセント表
示している。
【００５２】図７の（ａ）はあくまでも表示部５０にお
ける表示の一例であり、例えば上述した酸素摂取量ΔＣ
ａＯ2を表示するようにしても良い。表示部５０におけ
る表示内容は、臨床状況に応じて変更可能であり、例え
ば不図示の操作部により表示内容が設定可能である。
ける表示の一例であり、例えば上述した酸素摂取量ΔＣ
ａＯ2を表示するようにしても良い。表示部５０におけ
る表示内容は、臨床状況に応じて変更可能であり、例え
ば不図示の操作部により表示内容が設定可能である。
【００５３】図７の（ａ）はターゲットが肝臓である場
合の表示例であるが、ターゲットが他の臓器である場合
にも、図７の（ａ）と同様に表示される。図７の（ｂ）
に、図７の（ａ）において８１に表示される臓器を特定
するマークの一覧を示す。
合の表示例であるが、ターゲットが他の臓器である場合
にも、図７の（ａ）と同様に表示される。図７の（ｂ）
に、図７の（ａ）において８１に表示される臓器を特定
するマークの一覧を示す。
【００５４】以上説明したように本実施例によれば、血
液ガス計測装置において動脈用プローブと静脈用プロー
ブとを設けたことにより、操作者はターゲットとした臓
器の状態を直接的、リアルタイムに適切に把握すること
が可能となる。
液ガス計測装置において動脈用プローブと静脈用プロー
ブとを設けたことにより、操作者はターゲットとした臓
器の状態を直接的、リアルタイムに適切に把握すること
が可能となる。
【００５５】尚、本実施例はターゲットとする臓器を挟
んで動脈及び静脈にプローブを留置することにより、局
所的な状態把握を行うことを特徴とするが、例えばどち
らか一方のプローブのみによっても、従来の血液ガス計
測装置と同様の機能を果たすことができる。
んで動脈及び静脈にプローブを留置することにより、局
所的な状態把握を行うことを特徴とするが、例えばどち
らか一方のプローブのみによっても、従来の血液ガス計
測装置と同様の機能を果たすことができる。
【００５６】以上、本発明の一例を説明したが、当業者
にとって本発明の精神と範囲から逸脱することなく種々
の変更を行うことができるであろう。従って、本発明は
上記の請求項以外によって限定することを意図するもの
ではない。
にとって本発明の精神と範囲から逸脱することなく種々
の変更を行うことができるであろう。従って、本発明は
上記の請求項以外によって限定することを意図するもの
ではない。
【００５７】また、本発明は例えば装置にプログラムを
与えることにより実現されても良いし、複数の装置によ
り構成されるシステムとして実現されても良い。
与えることにより実現されても良いし、複数の装置によ
り構成されるシステムとして実現されても良い。
【００５８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、血
液ガス計測装置において動脈用プローブと静脈用プロー
ブとを設けたことにより、操作者は生体の局所場におけ
る直接的な血液ガス情報を連続的に得ることができ、タ
ーゲットとした臓器の状態把握を容易に行うことができ
る。更に、第２のセンサプローブをカテーテル形状とし
たことにより、ターゲットとした臓器近傍まで確実にプ
ローブを挿入でき、正確な情報を得ることができる。更
に、第１のプローブ及び第２のプローブで分析対象物の
濃度に応じて発行強度又は消光速度が変化する感応手段
により血液ガス情報を得て演算することにより、分析対
象物の計測を確実に行うことができる。
液ガス計測装置において動脈用プローブと静脈用プロー
ブとを設けたことにより、操作者は生体の局所場におけ
る直接的な血液ガス情報を連続的に得ることができ、タ
ーゲットとした臓器の状態把握を容易に行うことができ
る。更に、第２のセンサプローブをカテーテル形状とし
たことにより、ターゲットとした臓器近傍まで確実にプ
ローブを挿入でき、正確な情報を得ることができる。更
に、第１のプローブ及び第２のプローブで分析対象物の
濃度に応じて発行強度又は消光速度が変化する感応手段
により血液ガス情報を得て演算することにより、分析対
象物の計測を確実に行うことができる。
【００５９】
【図１】本発明に係る一実施例の血液ガス計測装置の外
観図である。
観図である。
【図２】本実施例における留置針タイプの動脈用プロー
ブを示す図である。
ブを示す図である。
【図３】本実施例におけるカテーテルタイプの静脈用プ
ローブを示す図である。
ローブを示す図である。
【図４】本実施例におけるカテーテルのバルーンにエア
が注入された様子を示す図である。
が注入された様子を示す図である。
【図５】本実施例におけるカテーテルルーメンを示す図
である。
である。
【図６】本実施例のプローブにおけるセンサ構成を示す
図である。
図である。
【図７】本実施例の表示部における表示例を示す図であ
る。
る。
１０ 動脈用プローブ
２０ 静脈用プローブ
４０ 制御部
５０ 表示部
３１，３２ コネクタ
１１ ｐＨプローブ
１２ ＰＯ2プローブ
１３ ＰＣＯ2プローブ
１４ 外層膜
１５ 反射体
１６ 酸素感受性蛍光体
１７ ｐＨ感受性蛍光体
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
A61B 5/145
Claims (4)
- 【請求項１】 生体における血液中の分析対象物を計測
する装置であって、 動脈に留置される第１のセンサプ
ローブと、 静脈に留置される第２のセンサプローブと、 前記第１のセンサプローブと前記第２のセンサプローブ
で検出された信号を演算する演算手段と、 前記演算手段による演算結果を、前記第１のセンサプロ
ーブと前記第２のセンサプローブとの間に存在する臓器
における情報として表示する表示手段とを有することを
特徴とする血中分析対象物計測装置。 - 【請求項２】 前記第２のセンサプローブは体内の所望
する位置に挿入可能なカテーテル形状であることを特徴
とする請求項１記載の血中分析対象物計測装置。 - 【請求項３】 前記第１及び第２のセンサプローブは、 前記分析対象物の濃度に応じて発光強度又は消光速度が
変化する感応手段と、 前記発光強度又は消光速度を光学的な情報として伝達す
る伝達手段とを有することを特徴とする請求項１記載の
血中分析対象物計測装置。 - 【請求項４】 前記分析対象物は、ｐＨ，ＰＯ2，ＰＣＯ
2であることを特徴とする請求項１記載の血中分析対象
物計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32881294A JP3507161B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 血中分析対象物計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32881294A JP3507161B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 血中分析対象物計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08182665A JPH08182665A (ja) | 1996-07-16 |
| JP3507161B2 true JP3507161B2 (ja) | 2004-03-15 |
Family
ID=18214380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32881294A Expired - Fee Related JP3507161B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 血中分析対象物計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3507161B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10610085B2 (en) | 2009-10-23 | 2020-04-07 | Koninklijke Philips N.V. | Optical sensing-enabled interventional instruments for rapid distributed measurements of biophysical parameters |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6567679B1 (en) | 1999-05-28 | 2003-05-20 | E-Monitors, Inc. | Method of using a pH tissue monitor |
| US7291502B2 (en) | 2006-03-15 | 2007-11-06 | Franco Wayne P | Method for performing a non-invasive blood gas test |
| EP2424425A4 (en) * | 2009-04-29 | 2013-07-17 | Pharmacophotonics Inc | SELF-POINTING PERCUTANEOUS OPTICAL SENSOR FOR THE OPTICAL MEASUREMENT OF INTRAVASCULAR LIQUID |
-
1994
- 1994-12-28 JP JP32881294A patent/JP3507161B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10610085B2 (en) | 2009-10-23 | 2020-04-07 | Koninklijke Philips N.V. | Optical sensing-enabled interventional instruments for rapid distributed measurements of biophysical parameters |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08182665A (ja) | 1996-07-16 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20031208 |
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| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
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