JP3769026B2 - トノメトリックキャリブレーション用カセット - Google Patents
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Description
発明の背景
１．技術分野
本発明は広くは血液パラメータ測定装置のセンサのキャリブレーションに有効なキャリブレーションキュベットまたはカセットに関する。
２．関連技術の説明
ある種の手術の間、リアルタイムで血液の各種特性またはパラメータを監視することがよくおこなわれる。例えば、心臓を開く手術においては、外科チームの外科医および他のメンバーは、よく、患者の血液のｐＨや二酸化炭素や酸素のような血液ガスの濃度を監視する。患者の血液のパラメータの監視は手術中のみならず、手術前も、手術後も、多くの時点でおこなわれる。
血液パラメータの測定は多くの場合、患者の血液回路と流体接続されている流路を有する長い柔軟な管材を備えた体外血液回路を用いておこなわれる。多くの体外血液回路においては、流路に近接して一つまたはそれ以上の血液のパラメータの検出に有効なセンサが配置され、それらは処理装置に接続されている。処理装置は、通常、モニターのような表示装置に接続され、手術チームが関心のあるパラメータを随時観察することができる。オプションで、処理装置をプリンタのような記録装置に接続し、ある期間にわたるパラメータの記録を得ることも可能である。
血液パラメータをリアルタイムで検知するためによく光学センサが使われる。例えば、ラバーズ他（Lubbers et al.）への米国特許第Re.31,897号、ベンストン他（Benston et al.）への再発行米国特許第5,403,746号、は血液の酸素の分圧、炭酸ガス、およびｐＨに応じて反応して発光する蛍光センサについて述べている。光吸収の原理に基づくセンサは、例えば、フォスティック（Fostick)への米国特許第Re.4,041,932号に述べられている。
血液のパラメータを検出するためのセンサを有する体外血液回路は色々な方法で配置することができるが、特別な場合に使用される方法は手術チームにより選択されることが多い。ある場合には、センサは一方の端部のみで患者の血液供給に接続されている比較的小径のある長さの管材に沿って配設されたハウジング内に取り付けられ、センサを通過した血液のサンプルを吸引するためにシリンジのような装置が使用される。この様な回路は、ゲーリッヒ他（Gehrich et al.）への米国特許第4,989,606号に述べられている。
別のタイプの体外血液回路は、酸素処理器に接続された動脈または静脈流路の一部を成す管材に沿って配設されたセンサを有する。このタイプの回路内のセンサは回路管材への接続のために両側に継手を有する流液セル(flow-through cell）として知られる要素に接続されることが多い。流液セルはクーパー（Cooper）への米国特許第4,640,820号に述べられている。
最良の結果を得るためには、血液パラメータ測定装置の光学的センサは使用される前にキャリブレーションされなければならない。一つのキャリブレーション技術が米国特許第4,640,820号には述べられており、センサの支持体をある量の流体を含むキャリブレーションハウジングに取り付けることを含んでいる。それから、キャリブレーションガスが分析器をキャリブレーションするために泡となってキャリブレーション流体を通される。同じ技術がマクスウェル（Maxwell)への米国特許第4,830,013号に述べられている。
発明の概要
本発明の一つの態様はトノメトリックキャリブレーション用カセットに関する。カセットは直立方向に延伸する長手軸線を有する流体チャンバを備えるケーシングを含む。チャンバはガス入口ポートを有する下側部分と、ガス出口ポートを有する上側部分と、下側部分と上側部分の間の中間部分を含む。カセットは、また、チャンバの中間部分に近接するケーシングに接続された、チャンバ内のガスの分圧を検出するための、少なくとも一つの、センサを含む。チャンバは、中間部分と上側部分の間に配設された拡張領域を含む。流体を通過する気体の泡の破裂を容易にするために、拡張領域は長手軸線に垂直な平面に関して中間部分の面積よりも大きな面積を有している。
本発明の別の態様は、直立方向に延伸する長手軸線を有する流体チャンバを備えるケーシングを含むトノメトリックキャリブレーション用カセットに関する。チャンバはガス入口ポートを有する下側部分と、ガス出口ポートを有する上側部分と、下側部分と上側部分の間の中間部分を含む。カセットは、また、チャンバの中間部分に近接するケーシングに接続された、チャンバ内のガスの分圧を検出するための、少なくとも一つの、センサを含む。中間部分は、親水性の表面を有する壁部分を備え、壁部分を通り過ぎるガスの泡の通過を容易にしている。
本発明の更なる態様は、直立方向に延伸する長手軸線を有する流体チャンバを備えるケーシングを含むトノメトリックキャリブレーション用カセットに関する。チャンバはガス入口ポートを有する下側部分と、ガス出口ポートを有する上側部分と、下側部分と上側部分の間の中間部分を含む。カセットは、また、チャンバの中間部分に近接するケーシングに接続された、チャンバ内のガスの分圧を検出するための、少なくとも一つの、センサを含む。継手がケーシングに外れないように取り付けられている。継手は、ガス出口ポートを閉じるための第１の位置と、ガス出口ポートを開くための第２の位置の間で移動可能である。
本発明は、また、直立方向に延伸する長手軸線を有する流体チャンバを備えるケーシングを具備するトノメトリックキャリブレーション用カセットを目指すものである。チャンバはガス入口ポートを有する下側部分と、ガス出口ポートを有する上側部分と、下側部分と上側部分の間の中間部分を含む。チャンバ内のガスの分圧を検出するための、少なくとも一つのセンサがチャンバの中間部分に近接するケーシングに接続されている。チャンバにガスを逃がすために細長いスパージャー管がガス入口ポートに接続されている。スパージャー管はチャンバの長手軸線に略平行な方向に延伸している。
上述の各実施態様における本発明のカセットは分析計への一つまたは複数のセンサのキャリブレーションを容易にする。例えば、拡張領域は、キャリブレーション中にチャンバから逃げるキャリブレーション流体を減少するであろうし、親水性の壁は泡の合体を減少するであろう。チャンバの長手軸線に略平行な方向に延伸する長いスパージャー管は、比較的小さく不連続な泡で、ガスが通過するのを促進する。前述の結果として、センサのキャリブレーション時間は著しく短縮される。
本発明のより詳細については請求項の特徴に示されている。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明によるキャリブレーションおよび流体パラメータ測定カセットを流体パラメータ測定装置と共に示した斜視図であって、カセットと測定装置が結合する前に互いにどの様な向きにされているかを示している。
図２は、図１に示されるカセットの単体の、拡大した、長手位置における横断面図である。
図３は、図２と幾分か似ている図であるが、異なる面に沿って見たものである。
図４は、図２、３に示されるカセットを部分的に断面で示した拡大正面図であって、図１に示されるカセットと測定装置が結合された時に測定装置に対向する面の側から見たものである。
図５は、図１に示したカセットと測定装置の拡大した側面断面図であるが、互いに結合された状態で示し、さらに、カセットと、例えば、心肺バイパス回路のような流体回路を接続するためのコネクタと管材も示してある。
図６は、図５と幾分か似ている図であるが、測定装置は示されておらず、カセットのセンサのキャリブレーションのための追加要素がカセットに接続されている。
図７は、図１に示されるカセット単体を別の方向から見た分解斜視図で、ツーピース構造であることを例示している。
図８は、図１に示されている測定装置の単体の拡大側面断面図であるが、装置内部の光学ファイバは示していない。
図９は、図１に示されている測定装置の拡大分解斜視図である。
図１０は、図１に示されている測定装置の拡大分解斜視図であるが、測定装置のハウジングは除去してある。
図１１は、図１に示されている測定装置の部品の拡大端面図で、装置のハウジングの長手軸線に平行な方向から見たもので、他の物の中のファイバ端子ブロックアセンブリが示している。
図１２は、図１１に示されているファイバ端子ブロックアセンブリの底面図である。
図１３は、図１１に示したファイバー端子ブロックアセンブリの一部の拡大側面断面図である。
図１４は、図１１に示したファイバー端子ブロックアセンブリの一部である挿入板の拡大斜視図である。
図１５は、図１に示される測定装置の光学ファイバーの束の色々な経路を他の物の中に示した概要図である。
図１６は、図１の測定装置の光学系アセンブリの部品の、部分的な分解図を含む拡大斜視図である。
図１６ａは、図１６に示される光学系アセンブリの部品のレンズの拡大側面図である。
図１７は、図１６に示される光学系アセンブリの１つの光学系支持具の長手軸線に沿って見た拡大断面図である。
図１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、図１７に示される光学系保持器の異なる部分の拡大図である。
図１８は、図１７に示される光学系保持器の平面図である。
図１９は、光学系保持器の長手軸線に垂直な面に沿って見た、図１６、１７に示される光学系保持器の平面図である。
図１９ａは、図１９に示される光学系保持具の一部の拡大図である。
図２０は、図１６に示される光学系アセンブリの他の光学系保持器の拡大断面図である。
図２１は、図２０に示される光学系保持器の長手軸線に沿って見た断面図である。
図２２は、図１に示される測定装置の電気光学系接続プレートの拡大図である。
図２３は、図１の装置の電気的結合の概略ブロックダイアグラム、および、モニターの一部である
図２４は、モニターの概略ブロックダイアグラムであって、他の装置への接続と共に、図１の装置への接続も示している。
図２５は、図１のカセットと装置を使用した心肺バイパス回路の概略ブロックダイアグラムである。
図２６は、図１と幾分か似ている図であるが、本発明の他の実施の形態によるものである。
図２７は、図２５と幾分か似ている図であるが、本発明の他の実施の形態によるものである。
図２８は、本発明の他の実施の形態による構成の血液パラメータ測定カセットボディの拡大斜視図である。
図２９は、図２８と幾分か似ている図であるが、ボディに向かって別の方向から見たものである。
図３０は、図２８、２９に示されるカセットボディと着脱可能に結合されるカセットのケーシングのある例の拡大斜視図である。
図３１は、図３０に示されるカセットケーシングの端部の拡大断面図であって、図２８、２９のカセットボディに取り付けられたところを示し、カセットに結合される図１の血液パラメータ測定装置のカップリングも追加表示されている。
図３２は、やや大きい血液の流路断面を実現するために、所望されれば図２８、２９のカセットボディに取り付けることができる別のカセットケーシングを部分的に分解図で示した拡大斜視図である。
図３３は、図３２と幾分か似ている図であるが、カセットケーシングに向かって異なる方向から見たものであり、また分解図によりケーシングの別の部分を示している。
図３４は、図３１と幾分か似ている図であるが、図３０のカセットケーシングの代わりに図３２、３３のカセットケーシングを示している。
図３５は、図３２、３３のカセットケーシングと共に使用される運搬用キャップの拡大斜視図である。
図３６は、図３５と幾分か似ている図であるが、キャップに向かって異なる方向から見たものである。
図３７は、図３４と幾分か似ている図であるが、本発明の別の実施の形態によるカセットボディに連結された別のカセットケーシングを示している。
図３８は、図３４と幾分か似ている図であるが、本発明の更に別の実施の形態によるカセットボディに連結された別のカセットケーシングを示している。
好ましい実施形態の詳細な説明
血液のような流体の一つまたはそれ以上の特性またはパラメータを計測するためのシステム１０を図１に示す。システム１０は概して測定装置１４と共に流体を受領するカセット１２を有し、この測定装置１４はカセット１２内の流体のパラメータを計測する。
カセット１２の詳細を図２〜図６に示し、カセット１２は細長いケーシング１６を有し、このケーシング１６は流通型の細長い内側の流体チャンバ１８を形成する壁部分を有し、流体チャンバ１８はケーシング１６の長手軸線に沿って延びる。図５および図６に示したように、流体チャンバ１８は流体を流体チャンバ１８に流し込む第一、または”入口”ポート、を有する第一の部分２０と、流体チャンバ１８から流体を流し出すことができる第二、または”出口”ポート、を有する第二の部分２２と、第一の部分２０と第二の部分２２との間に位置する中央または中間部分２４とを備える。（以下の説明において第一の部分２０を通ってチャンバ１８に流れ込み、第二の部分２２を通ってチャンバ１８から流れ出す流体を参照するが、所望によりチャンバ１８を通って逆方向に流体が流れてもよい、すなわち流体が第二の部分を通ってチャンバ１８に入って第一の部分から出てもよいことは明らかである。）
流体チャンバ１８は中心部分２４と第二の部分２２との間に位置する円錐台形状の拡大領域または拡大部分２５を有する。拡大部分２５はケーシング１６の長手軸線に垂直な参照表面において中央部分２４の流通面積(free area）より広い流通面積を有し、この流通面積は第二の部分２２に近づくにつれてサイズが大きくなる。部分２０、２２、２４および２５は互いに連通しており、カセット１６の長手軸線に垂直な参照表面において円形の断面を有する。好ましくは、少なくとも中心部分２４を形成する壁部分は親水性の表面を有し、特に部分２０、２２、２４および２５全てを形成する壁部分は親水性の表面を有する。随意ではあるが、親水性の表面はヘパリンでコーティングされる。
ケーシング１６の外側面は概して長円形の凹部２６を備えた中央部を有する。チャンバ１８内の流体の少なくとも一つまたはそれ以上のパラメータを決定するためのセンサがケーシング１６により保持される。図示した実施例において、一連の四つのセンサは凹部２６と流体チャンバ１８の中心部分２４との間に位置し、これらセンサはケーシング１６の長手軸線に沿って互いに離間した関係で一列に配設される四つのキャビティに配置される。図４に示したように、センサはイオン（カリウム）センサ２８、ｐＨセンサ３０、二酸化炭素センサ３２および酸素センサ３４を有し、それぞれのセンサはキャビティ２７，２９，３１，３３に受領される。
所望により、後述すように追加センサを採用してもよい。本発明の装置に有用なセンサはカセットのケーシング１６に接着により取付けられる多層組立体を具備する。
イオンセンサ２８は好ましくは以下の層、すなわち（ｉ）裏打ち膜、（ii）裏打ち膜上にコートされた感圧接着剤(PSA）（iii）基材に結合されたイオン検知混合物を有する検知素子、この基材は（例えば非干渉接着剤により）裏打ち膜に取付けられる（iv）支持層の露出表面上の最も外側の不透明オーバーコート層、を具備する。
有効な感圧接着剤は、シリコーン接着剤及びポリウレタン接着剤並びに膜（以下に記載）をカセットに結合することのできる他のものを含む。好ましくは、この接着剤は、本発明のカセットの検知に用いる光の波長に本質的に透過性であり、有効なイオンセンサと化学的に干渉しない。有効なシリコーン接着剤は、米国特許第5,508,509号の実施例２に記載されているPSA-518(商標)(General Electric Co., NY）を含む。有効なポリウレタン接着剤は、米国特許第5,591,400号の実施例３に記載されているFLEXOBOND 431(商標)(Bacon Co., Irvine, CA)を含む。
接着層の露出面を保護するためにイオンセンサを製造する場合には剥離ライナーが有効であろう。このライナーはこの目的のために産業において通常用いられているどのようなものであってもよく、それが剥離される接着剤に応じて選択される。有効な剥離ライナーの例は、ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）を含み、これは接着剤からの剥離を容易にするために、例えばシリコーンもしくはフルオロポリマーでコートしてもよい。有効なライナーの１つは、米国特許第5,508,509号の実施例２に記載されているScotch Pack 1022（商標)(3M Company, St.Paul, MN)、すなわちパーフルオロポリエーテルでコートしたＰＥＴフィルムである。
裏打ち膜は多層構造体の基材（例えば剛性及び取扱性）を与える。好ましくは、この裏打ち膜は透明でありかつ標的とするイオンが存在する溶液、例えば血液もしくは検量溶液に対して本質的に不透過性であり又は検知物質よりも透過性が低い。この膜は好ましくは検知素子及び基材からの信号、好ましくは光信号を通過させる。この裏打ち膜の構成の特に有効な材料は、高分子材料、例えばポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン（限定するものではないがポリエーテルスルホン及びポリフェニルスルホンを含む）、ポリフッ化ビニリデン、ポリメチルペンテン等を含む。イオンセンサ２８の好ましい態様においては、この裏打ち膜はポリカーボネートである。
カリウムセンサ２８として用いることができる好適なイオンセンサは、米国特許第5,474,743号(Trend他）、5,176,882号(Gray他）、5,136,033号、及び5,162,525号(Masilamani他）、米国特許出願番号08/521,869号及び米国特許出願Docket No. 52630USA7A（本発明の譲渡人に譲渡された日に出願）に記載されている。
好ましいセンサ２８は、イオン及び蛍光発光部分を結合するための錯体形成部分を含む蛍光イオン透過化合物（イオノホア）を含む。この化合物は少なくとも約350nmの最大吸収波長を有する。好適な蛍光発光部分は、好ましくは近接して存在するｎπ*及びππ*励起状態を含む。好適な蛍光発光部分は、適当な錯体形成部分に結合した場合、好ましくはイオンに応じた平坦でない収縮(out-of-plane puckering)をすることができる。また、好適な蛍光発光部分のππ*状態は、好ましくはイオンに応じた混合が基底状態に非放射性カップリングを行うに十分高いエネルギーを有する。特に好ましい蛍光発光部分はクマリン部分を含むが、他の芳香族カルボニルもしくはニトロ芳香族又はN-複素環部分も用いてよい。好適なイオン錯体形成部分は、イオンを結合することのできる環式「ケージ」部分を含む。好ましくは、このケージはイオンの結合を検知することができる。好ましいイオン錯体形成部分は、クリプタンド及びクラウンエーテル部分を含み、クリプタンド部分が特に好ましい。
イオノホアを用いて検知されるイオンは、例えばＡｇ+、Ｂａ2+、Ｃａ2+、Ｃｅ+、Ｃｄ2+、Ｆｒ+、Ｈｇ2+、Ｋ+、Ｌｉ+、Ｍｇ2+、Ｍｎ2+、Ｎａ+、Ｐｂ2+、Ｒｕ+、Ｓｒ2+、Ｔｉ+及びＺｎ2+を含む。所望により、このイオノホアはイオン選択性膜と共に用いてよい。好ましいセンサはＫ+、Ｎａ+及びＣａ2+を検知するイオノホアを含む。
好適な蛍光イオノホア化合物は、下式（式Ａ）を有する化合物を含む。
上式中、ＴはＯ又はＮであり、ただしＴがＯである場合、ｑは０でありかつｎは０〜２であり、ＴがＮである場合、ｑはｌでありかつｎは独立に０もしくは１である。
各Ｒ2は独立に立体的に干渉しない基であり、例えば水素、ハロゲン、炭化水素含有基、ヘテロ非環基、又は式（ＣＨ2Ｘ）aＥ（式中、ＸはＯ、ＮＨ又は単結合であり、Ｅは活性水素を含む官能基であり、ａは１〜100の数である）を有する基のような部分を含む。
Ｒ3は好ましくは非電子求引性であり、水素、炭化水素含有基、ヘテロ非環基、ヘテロ環基、又は式（ＣＨ2Ｘ）bＥ（式中、Ｘ及びＥは上記基底と同じであり、ｂは０〜100の数である）を有する基のような非電子求引基を含む。
Ｒ1は電子求引基又は偏光性基であり、カルボキシ、カルボキシアミド、スルホニルアリール、エステル、ケトアルキルエステル、複素環部分及び芳香族基（好ましくは１以上の部位において置換している）のような部分を含み、最も好ましいＲ1基は下式（式Ｃ）を有する置換複素環部分を含む。
上式中、Ｙ及びＹ’は独立にＯ、Ｓ、ＮＨx又はＣＨyであり、ここでｘは０又は１であり、ｙは１又は２であり、ただしＹ及びＹ’の少なくとも１つはＯ、Ｓ又はＮＨxでなくてはならず、各Ｒ4基は独立に水素、ハロゲン、炭化水素含有基、ヘテロ非環基、複素環基、又は式（ＣＨ2Ｘ）cＥ（式中、Ｘ及びＥは上記基底と同じであり、ｃは０〜100の数である）を有する基であり、又は２つのＲ4基はそれが結合している炭素原子と一緒になって５もしくは６員環を形成し、この環には所望によりさらに１以上のＲ4基が結合している。
ＺはＯ又はＮＲ5であり、Ｒ5は水素又は炭化水素含有基であり、より好ましくはＲ5はＨ又はＣ1〜Ｃ4アルキル基であり、最も好ましくはＲ5はＨである。
通常、式Ａの化合物は少なくとも約３５０ｎｍの励起波長及び約５００ｎｍ以下の発光波長を有する。好ましい化合物（例えばＲ1が式Ｃの一般式を有する複素環部分であるもの）は少なくとも約３８０ｎｍの励起波長及び約５００ｎｍ以下の発光波長を有する。特に好ましい態様において、クマリン環上の置換基及びその位置は、本発明のイオノホアの励起（例えば吸収）最大が３８０ｎｍより大きい波長において集中するように選ばれる。これは本発明のイオノホアを固体状態光源、例えばブルーＬＥＤ及びレーザーにより用いることを可能にする。これらの化合物の励起及び発光の波長は好ましくは少なくとも約１０ｎｍ離れており、これはこれらの化合物を蛍光をベースとするカチオン濃度測定法において有効なものとする。置換基及びその位置は好ましくは、発光波長を５００ｎｍ以下に保つように選ばれ、これによりこの種の指示薬に対するイオノホア応答を保持する。結局、置換基及びその位置は好ましくは物質への共有結合の選択を与えるよう選ばれる。好ましくは、指示薬が結合する物質は均一なかつ再現可能なイオノホア応答を支持しかつイオノホア応答に対する生理的ｐＨ変化の影響を最小にするよう選ばれる。好適な共有結合用の結合剤は、米国特許第5,053,520号に記載されている。ホモ二官能性及び／又はヘテロ二官能性結合剤は国際特許No. WO96/07268及びWO96/10747に記載されている。
好ましくは、イオノホアは、以下に記載のように、裏打ち膜に結合した好適な基材に共有結合している。この基材は好ましくは水膨潤性でありかつ対象のイオン種に対して透過性であり、かつ好ましくは検知しようとする媒体中に不溶である高分子材料である。特に有効な基材ポリマーは、例えばイオン透過性セルロース材料、高分子量もしくは架橋したポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、デキストラン、架橋したデキストラン、ポリウレタン、４級化ポリスチレン、スルホン化ポリスチレン、ポリアクリルアミド、ポリヒドロキシアルキルアクリレート、ポリビニルピロリドン、親水性ポリアミド、ポリエステル及びこれらの混合物を含む。特に有効な態様において、この基材はセルロース、特にイオン透過性の架橋したセルロースである。好ましい態様において、この基材は、米国特許第5,591,400号の実施例４に記載されているような、ブタンジオールジグリシジルエーテルのようなエポキシドにより架橋され、さらにジアミンと反応されてセルロールポリマーにアミン側鎖官能基を与えた再生セルロース膜(CUPROPHAN（商標), Enka AG, Ohderstrasse, Germany)を含む。
上記イオノホアは好ましくは有効な反応法（これはイオノホアの官能性によって異なる）によりアミン官能性セルロース基材に共有結合される。
イオノホア官能化セルロース基材は所望により、非干渉接着剤により上記裏打ち膜に結合させてもよい。好ましくは、この接着剤は、イオノホアの励起に用いられる光及びそれより発光した光に対して本質的に透過性である。そのような有効な接着剤の１つはFLEXOBOND 431(商標）ウレタン接着剤(Bacon Co.,Irvine, CA)である。
また、官能化基材を熱により膜に融着させてよいが、熱結合に必要な条件はイオノホア、センサ及び裏打ち膜の機能を損なわないものとする。
多層検知装置の最外層、すなわち検知しようとする流体と直接接触している層は、好ましくはイオノホアを検知装置から分離する不透明層を含む。米国特許第5,081,041号及び5,081,042号に記載されているようにイオノホア−基材成分を裏打ち膜に結合させる前に、又は基材に検知成分を結合させた後に、不透明化剤を加えてもよい。これは検知成分に直接結合させてもよく、又は検知成分とは分離していてもよい。好ましい態様において、これは検知成分を裏打ち膜に結合させた後に加えられる。
オーバーコートは好ましくは、カーボンブラック、カーボンをベースとする不透明化剤、酸化鉄、金属フタロシアニン等のような不透明化剤を含む、上記の高分子材料のような、対象とする分析物に対して透過性である材料である。そのような不透明化剤は好ましくは、所望の光学分離を与えるために所望の透明度を与えるに有効な量でポリマー中に実質的に均一に分布している。特に有効な不透明化剤はカーボンブラックである。オーバーコートは、インクジェット法又はインクスクリーニング法のような様々な方法を用いて検知素子上に被覆されたインクコーティングであってもよい。このオーバーコートは検知素子を保持するカセットにステープルで留められたもしくは熱により固定された黒い膜であってもよい。例えば、これは米国特許第5,508,509号及び5,591,400号に記載のように、黒いDURAPORE（商標）膜（これは白い膜としてMilliporeより入手可能であり、これを黒色インクで処理したものである）であってよく、カセットに熱でシールしてもよい。好ましい態様は、米国特許第4,919,891号に記載のような、エポキシ架橋したデキストランのマトリックスに分散したカーボンブラックを含む。
センサ２８の好ましい態様は、架橋したアミン官能性セルロース膜に共有結合した6,7-[2.2.2]-クリプタンド-3-[2"-(5"-カルボキシル）フリル］クマリン(CUPROPHANE(商標), Enka AG, Ohderstrasse, Germany)を含み、その検知層はFLEXOBOND 430(商標）ウレタン接着材によりポリカーボネート裏打ち膜に結合しており、この裏打ち膜は剥離ライナー上にCW 14(商標）感圧接着剤がコートされている。
好適なｐＨセンサ３０は、米国再発行特許第31,879号(Lubbers）、米国特許第4,798,738号(Yafuso)、4,824,789号(Yafuso)、4,886,338号(Yafuso)、4,999,306号(Yafuso)、5,081,041号(Yafuso)、5,081,042号(Yafuso)、5,127,077号(Lyer)、5,132,057号(Tomisaka)、5,403,746号(Bentsen）、5,508,509号(Yafuso)、及び5,591,400号(Dektar他）に記載されている。
ｐＨセンサ３０は好ましくは、以下の層を含む。（i）裏打ち層、（ii)裏打ち層上にコートされた感圧接着剤（ＰＳＡ）、（iii）基材に結合されたｐＨ検知成分を含む検知素子、この基材は例えば非干渉接着剤により膜に結合されている、及び(iv)基材の露出面上の最外不透明化オーバーコート層。ｐＨセンサを除き、これらの層及び多層構造体はカリウムイオンセンサ２８についての上記記載と本質的に同じである。
好適なｐＨ検知成分は多くの公知のｐＨ指示薬及び／又はその指示薬の官能化誘導体を含む。有効なｐＨ検知成分以下のものを含む。ヒドロキシピレネトリスルホン酸(HPTS)及び誘導体（例えばその塩）、フェノールフタレイン、フルオレセイン、フェノールレッド、クレゾールレッド、パラローザニリン、マゼンタレッドキシレノールブルー、ブロモクレゾールパープル、ブロモフェノールブルー、ブロモチモールブルー、メタクレゾールパープル、チモールブルー、ブロモフェノールブルー、ブロモチモールブルー、テトラブロモフェノールブルー、ブロモクロロフェノールブルー、ブロモクレゾールグリーン、クロロフェノレッド、ｏ−クレゾールフタレイン、チモールフタレイン、メタニルイエロージフェニルアミン、N,N-ジメチルアニリン、インディゴブルー、アリザリン、アリザリンイエローＧＧ、アリザリンイエローＲ、コンゴレッド、メチルレッド、メチルバイオレット６Ｂ、2,5-ジニトロフェノール、及び／又は上記の種々の官能化誘導体。他のイオン種用の検知成分は、フルオレセイン、ジヨードフルオレセイン、ジクロロフルオロセイン、フェノサフラニン、ローズベンガル、コシン１ブルーイッシュ、コシンイエローイッシュ、マグネソン、タルトラジン、エリオクロームブラックＴ、クマリン、アリザリン等を含む有機物質より製造することができる。好ましいｐＨ検知成分は、ヒドロキシピレネトリスルホン酸（ＨＰＴＳ）、ヒドロキシピレネトリスルホン酸の誘導体、及びこれらの混合物である。
本発明に用いるための他の好適な指示薬は以下のものを含む。9-アミノ-6-クロロ-2-メトキシアクリジン、2',7'-ビス-(2-カルボキシエチル)-5-（及び-6)-カルボキシフルオレセイン、2',7'-ビス-(2-カルボキシエチル)-5-（及び-6-)-カルボキシフルオレセインアセトキシメチルエステル、5-（及び-6)-カルボキシ-2',7'-ジクロロフルオレセイン、5-（及び-6)-カルボキシ-2',7'-ジクロロフルオレセインジアセテート、5-（及び-6)-カルボキシ-4',5'-ジメチルフルオレセイン、5-（及び-6)-カルボキシ-4',5'-ジメチルフルオレセインジアセテート、5-カルボキシフルオレセイン、6-カルボキシフルオレセイン、5-（及び-6)-カルボキシフルオレセイン、5-カルボキシフルオレセインジアセテート、6-カルボキシフルオレセインジアセテート、5-カルボキシフルオレセインジアセテートアセトメチルエステル、5-（及び-6)-カルボキシフルオレセインジアセテート、5-（及び-6)-カルボキシナフトフルオレセイン、5-（及び-6)-カルボキシナフトフルオレセインジアセテート、5-（及び-6)-カルボキシSNAFL(商標)-1スクシンイミジルエステル｛5'（及び-6')-スクシンイミジルエステル-3,10-ジヒドロキシ-スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンテン-7,1'(3'H)-イソベンゾフラン]-3'-オン｝、5-（及び-6)-カルボキシSNAFL(商標)-2スクシンイミジルエステル｛5'（及び-6')-スクシンイミジルエステル-9-クロロ-3,10-ジヒドロキシ-スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンテン-7,1'(3'H)-イソベンゾフラン]-3'-オン｝、カルボキシSNAFL(商標)-1｛5'（及び-6'）-カルボキシ-3,10-ジヒドロキシ-スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンテン-7,1'(3'H)-イソベンゾフラン]-3'-オン｝、カルボキシSNAFL(商標)-1ジアセテート｛5'（及び-6')-カルボキシ-3,10-ジヒドロキシ-スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンテン-7,1'(3'H)-イソベンゾフラン]-3'-オン｝、カルボキシSNAFL(商標)-2｛5'（及び-6')-カルボキシ-9-クロロ-3,10-ジヒドロキシ-スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンテン-7,1'(3'H)-イソベンゾフラン]-3'-オン｝、カルボキシSNAFL(商標)-2ジアセテート｛5'（及び-6')-カルボキシ-9-クロロ-3,10-ジアセトキシ-スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンテン-7,1'(3'H)-イソベンゾフラン]-3'-オン｝、カルボキシSNAFL(商標)-1｛5'（及び-6')-カルボキシ-10-ジメチルアミノ-3-ヒドロキシ-スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンテン-7,1'(3'H)-イソベンゾフラン]-3'-オン｝、カルボキシSNAFL(商標)-1AMアセテート(3-アセトキシ-5'-アセトキシメトキシカルボニル)-10-ジメチルアミノ-スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンテン-7,1'(3'H)-イソベンゾフラン]-3'-オン｝、カルボキシSNAFL(商標)-2｛5'（及び-6')-カルボキシ-10-ジエチルアミノ-3-ヒドロキシ-スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンテン-7,1'(3'H)-イソベンゾフラン]-3'-オン｝、カルボキシSNAFL(商標)-2AMアセテート｛3-アセトキシ-5'-アセトキシメトキシカルボニル-10-ジエチルアミン-3-ヒドロキシ-スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンテン-7,1'(3'H)-イソベンゾフラン]-3'-オン｝、カルボキシSNARF(商標)-6｛5'（及び-6')-カルボキシ-10-ジエチルアミノ-3-ヒドロキシ-スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンテン-7,1'(3'H)-イソベンゾフラン]-3'-オン｝、カルボキシSNARF(商標)-X｛5'（及び-6')-カルボキシ-3-ヒドロキシテトラヒドロキノリジノ[1,9-hi]スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンテン-7,1'(3'H)-イソベンゾフラン]-3'-オン｝、5-クロロメチルフルオレセンジアセテート、4-クロロメチル-7-ヒドロキシクマリン、Cl-NERF｛4-[2-クロロ-6-(エチルアミノ)-7-メチル-3-オキソ-3H-キサンテン-9-イル]-1,3-ベンゼンジカルボン酸｝、デキストラン，BCECF，10000MW，アニオン｛デキストラン2'7'-ビス(2-カルボキシエチル)-5-（及び6)-カルボキシフルオレセン，アニオン｝、デキストラン，BCECF，40000MW，アニオン、デキストラン，BCECF，70000MW，アニオン、デキストラン，Cl-NERF，10000MW，アニオン、デキストラン，Cl-NERF，70000MW，アニオン、デキストラン，Cl-NERF，10000MW，アニリン，リシン定着可能、デキストラン，DM-NERF，10000MW，アニオン｛デキストラン，4-(2,7-ジメチル-6-(エチルアミノ)-3-オキソ-3H-キサンテン-9-イル]-1<3-ベンゼンジカルボン酸，アニオン｝、デキストラン，DM-NERF，70000MW，アニオン、デキストラン，DM-NERF，10000MW，アニオン，リシン定着可能、デキストラン，7-ヒドロキシクマリン，10000MW，中性、デキストラン，7-ヒドロキシクマリン，70000MW，中性、デキストラン，b-メチルウンベリフェロン，10000MW，中性、デキストラン，b-メチルウンベリフェロン，70000MW，中性、デキストラン，SNAFL(商標)-2, 10000MW，アニオン｛デキトラン，9-クロロ-3,10-ジヒドロキシ-スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンテン-7,1'(3'H)-イソベンゾフラン]-3'-オン，アニオン｝、デキストラン，SNAFL(商標)-2, 70000MW，アニオン｛デキトラン，10-メチルアミノ-3-ヒドロキシ-スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンテン-7,1'(3'H)-イソベンゾフラン]-3'-オン，アニオン｝、デキストラン，SNARF(商標)-1, 10000MW，アニオン、デキストラン，SNARF(商標)-1, 70000MW，アニオン、1,4-ジヒドロキシフタロニトリル、DM-NERF｛4-[2,7-ジメチル-6-エチルアミノ)-3-オキソ-3H-キサンテン-9-イル]-1,3-ベンゼンジカルボン酸｝、フルオレセンジアセテート、8-ヒドロキシピレン-1,3,6-トリスルホン酸三ナトリウム塩、ナフトフルオレセン、ナフトフルオレセンジアセテート、SNAFL(商標)-1｛3,10-ジヒドロキシ-スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンテン-7,1'(3',H)-イソベンゾフラン]-3'-オン｝、及びSNAFL(商標)-1,ジアセテート｛3,10-ジアセトキシ-スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンタン-7,1,(3'H)-イソベンゾフラン]-3'-オン｝。
現在の好ましい態様において、ＨＰＴＳ指示薬はアミン官能CUPROPHAN（商標）基材に共有結合しており、この基材はFLEXOBOND 431（商標）ポリウレタン接着剤によりポリカーボネート支持膜に結合している。この検知基材は、カーボンブラックが分散しているエポキシ架橋されたデキストランマトリックスによりオーバーコートされている。
適切な二酸化炭素センサ３２は米国再発行特許第31,879号（Lubbers)明細書、米国特許第4,557,900号(Heitzmann)明細書、同第4,824,789号(Yafuso)明細書、同第4,849,172号(Yafuso)明細書、同第4,867,919号(Yafuso)明細書、同第4,919,891号(Yafuso)明細書、同第5,127,077号(Iyer)明細書、同第5,175,061号(Yafuso)明細書、同第5,272,088号(Morlotti)明細書、同第5,403,746号(Bentsen)明細書、同第5,453,248号(Olstein）明細書および同第5,508,509号(Yafuso)明細書に記載されている。
二酸化炭素センサ３２は多層アセンブリの形であってもよい。現在、好ましい１つの態様において、センサ３２の検知基材層は二酸化炭素検知指示薬を有する複数の親水性粒子もしくはビーズが分散されている疎水性マトリックスを含む。指示薬は有効な様式でビーズに結合しているか、または、ビーズ中に含まれることができる。
ビーズは親水性であるから、指示薬の水溶液を受け入れそして含むようになっている。「親水性」とは構造中に高い割合の（例えば、２０重量％を超える）水を保持するが、水中に溶解しない材料、例えば、ポリマー物質を意味する。二酸化炭素センサ中のビーズとして有用な親水性材料は、ガラスビーズまたはヒドロゲル、ポリアクリルアミド、架橋されたデキストラン、アガロース、ポリ（ヒドロキシアルキルメタクリレート）、スルホン化ポリスチレン等を含む。現在、好ましい親水性ビーズ材料はSEPHADEX 75G（商標）架橋デキストラン(Pharmacia Biotech, Inc., Piscataway, NJ）である。
二酸化炭素濃度を検知するときに、使用できる吸光指示薬の例はクロロフェニルレッド、ブロモクレゾールパープル、ニトロフェノール、ブロモチモールブルー、ペナクロローム、フェノールレッド等を含む。二酸化炭素のための有用な蛍光指示薬はｐＨ検知のために有用である上記のセンサ、β−メチルウンベリフェロン、フルオレセイン等を含む。特に有用な二酸化炭素センサはＨＰＴＳまたはヒドロキシピレントリスルホン酸とも呼ばれるヒドロキシピレン３，６，８−トリスルホン酸およびその誘導体、例えば、ＨＰＴＳの塩である。より好ましい検知成分、特に血液中の二酸化炭素の濃度を検知するための検知成分は、ＨＰＴＳ、ＨＰＴＳ誘導体およびそれらの混合物から選ばれる。ＨＰＴＳのアルカリ金属およびアルカリ土類金属塩は有用なＨＰＴＳ誘導体である。
適切な指示薬を有するビーズが分散されている疎水性マトリックス材料は好ましくは、本発明の検知カセットにおいて有用な光の励起波長および発光波長に対して透明であり、そして、それ以外に、二酸化炭素、吸光または蛍光指示薬およびビーズに対して不活性である。疎水性マトリックスは二酸化炭素をこのマトリックスを通して拡散させることができながら、指示薬を分離させるように機能する。適切な疎水性マトリックス材料は、種々のシリコーン、例えば、シリコーンエラストマー、室温で加硫可能な（RTV)シリコーンゴム、熱加硫可能なシリコーンゴム、ポリジメチルシロキサン、ポリ（ビニルシロキサン）、シリコーン−ポリカーボネートコポリマー等、並びに、過フッ素化（ポリエーテル）ウレタンを含む。特に好ましいシリコーンマトリックス材料はPS 443（商標）ビニル末端ジメチルシロキサンおよびPE1055（商標）ポリジメチルシロキサンを含み、これらは両方ともペトラーチシステム社（Petrarch Systems, Inc.）から市販されている。
現在の好ましい態様において、二酸化炭素センサ３２は、ポリカーボネート支持膜に結合しており、そしてシリコーンマトリックス中に分散されている酸化鉄顔料を含む不透明層によりオーバーコートされているシリコーンマトリックス中のSEPHADEX 75G（商標）架橋デキストラン上にＨＰＴＳ検知染料を含む検知層を含む。
別の態様において、適切な指示薬染料の溶液は水性バッファーの形で形成されることができ、そしてこの溶液は疎水性ポリマーマトリックスの液体前駆体とともに乳化されうる。この前駆体の重合時に、乳化された指示薬はポリマーマトリックス全体に本質的に均質に分散されている。上記の指示薬染料およびシリコーンポリマーはこの態様において有用であることができる。
適切な酸素センサ３４は米国特許第4,557,900号(Heitzmann）明細書、同第4,849,172号(Yafuso)明細書、同第4,867,919号(Yafuso)明細書、同第4,919,891号(Yafuso)明細書、同第5,043,285号(Surgi）明細書、同第5,127,077号(Iyer)明細書、同第5,296,381号(Yafuso)明細書、同第5,409,666号(Negel他）明細書、同第5,453,248号(Olstein）明細書、同第5,462,879号(Bentsen）明細書、同第5,462,880号(Kane）明細書、第5,480,723号(Klainer）明細書、第5,498,549号明細書(Nagel他）および同第5,508,509号(Yafuso)明細書並びに欧州特許出願(EP)第585,212号明細書に記載されている。
酸素センサ３４は多層検知アセンブリの形であってよい。特に、酸素センサ３４の構造は、検知層が通気性（例えば、シリコーン）マトリックス中に検知染料もしくは指示薬を含み、そしてオーバーコート層がシリコーンマトリックス中に顔料を含む点で、二酸化炭素センサ３２と非常に似ていることができる。酸素センサ３４に有用な通気性マトリックス材料は好ましくは上記のものと同一であることができる。
有用な酸素検知指示薬は１種以上の多核芳香族化合物、多核芳香族化合物の誘導体等を含む蛍光指示薬を含む。このような多核芳香族化合物の例はデカシクレン、ベンゾ−(ghi）−ペリレン（benzo-ghi-perylene）およびコロネンを含む。酸素指示薬はこのような多核芳香族化合物の第三級ブチル誘導体の混合物を含むことができる。このような指示薬は、Yafuso他の米国特許第4,849,172号明細書により詳細に記載されている。
さらなる有用な酸素指示薬はルテニウム（II）、オスミウム(II)，イリジウム(III）、ロジウム、レニウムおよびクロム(III）と２，２’ビピリジン、１，１０−フェナントロリン、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、４，７−ジメチル−１，１０−フェナントロリン、４，７−ジスルホン化ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、２，２’ビ−２−チアゾリン、２，２’ビチアゾール、５−ブロモ−１，１０−フェナントロリンおよび５−クロロ−１，１０−フェントロリンとの錯体、および、Co(II)、Cu(II)、Pt(II)、Pd(II)およびZn(II)とポルフィリン、エチオポルフィリン、テトラフェニルポルフォリン、テトラフルオロフェニルポルフィリン、テトラベンズポルフィリン、テトラフルオロベンズポルフィリン、テトラクロロベンズポルフィリン、メソポルフィリンIXジエステル、プロトポルフィリンIXジメチルエステルおよびオクタエチルポルフォリンとの錯体を含む。ルテニウム錯体は金属錯体の中で好ましい。
酸素指示薬は検知組成物中に含まれるポリマー材料またはマトリックス材料に共有結合していてよい。このような共有結合は、好ましくは、酸素指示薬成分を反応性基を含むものとし、この反応性基が、ポリマーマトリックス材料の前駆体の成分のうちの１つの成分の中に存在する反応性基、好ましくは異なる反応性基と反応することができるものとすることにより達成される。このように、ポリマーマトリックス材料の形成の間に、上記の反応性基は、また、マトリックス材料に酸素指示薬を共有結合するように反応する。特に有用な酸素指示薬成分は、反応性基、例えば、官能性炭素−炭素不飽和と反応性の基を含むように誘導化された上記の多核芳香族化合物を含む。このような化合物のビニル誘導体は特に好ましい。
または、酸素センサは検知要素、励起手段および検知手段を含むことができ、ここで、検知手段は、１種以上の、好ましくは１種または２種のモノマー指示薬成分を含み、これらの成分は好ましくは固体のマトリックス材料であるマトリックス材料中に好ましくは存在し、より好ましくはマトリックス材料に共有結合している。これらのモノマー指示薬成分の各々は、第一の励起シグナルに対する暴露に応答して、ある波長の第一の放出シグナルを提供することができる。さらに、この検知要素は、第二の励起シグナルに応答して、第二の放出シグナル（励起状態の錯体による放出による）を提供することができ、好ましくはこのシグナルは第一の放出シグナルよりも長い波長を有する。
特に有用な態様において、指示薬成分は流体中の酸素の濃度に感受性であり、そして１種以上の多核芳香族化合物および／または１種以上のその誘導体を含む。多核芳香族化合物は、好ましくは、多核芳香族クラスの蛍光もしくは吸光、より好ましくは蛍光の光学指示薬である。指示薬成分が得られる多核芳香族化合物は、さらにより好ましくは、ペリレン、デカシクレン、ベンゾペリレン（例えば、ベンゾ[ghi］ペリレン(benzo[ghi]perylene)、コロネン、ピレン、ポルフェイン、ポルフィリン、クロリン、フタロシアニンおよびそれらの誘導体並びにそれらの混合物である。ペリレンおよびペリレン誘導体は酸素に対して比較的に抑制された感受性を有するので、アナライトが酸素であるときには、明細書中に記載されているような他の多核芳香族化合物が好ましくは用いられる。エキサイマー成分を使用しようとするときに、モノマー指示薬成分は、好ましくは、１種の多核芳香族化合物、同一の１種の多核芳香族化合物の誘導体およびそれらの混合物から選ばれる。多核芳香族化合物がベンゾ[ghi]ペリレンであるならば、優れた結果が得られる。
所望ならば、基本多核芳香族化合物は１つ以上の他の基、例えば、アルキルのような無官能置換基により誘導化されてよく、但し、このような誘導化は、励起状態の錯体の放出シグナル発生を実質的に阻害しない。このような誘導体はNagel他の米国特許第５，４０９，６６６号明細書において議論されている。例えば、付加硬化シリコーンポリマーにビニルベンゾ[ghi］ペリレンを共有結合させることにより誘導化された検知要素のモノマー指示薬成分はベンゾ［ghi］ペリレンの誘導体であると言われる。
センサ３４において有用なモノマー成分は、例えば、２種以上の同様のモノマー指示薬成分を含むか、２種以上の異なるモノマー指示薬成分を含むか、または、１種以上の、好ましくは１種のモノマー指示薬成分と、１種以上の、好ましくは１種のモノマー非指示薬成分を含むことができる。好ましくは、このようなモノマー成分は、検知要素、センサシステム、アナライト、または検知要素がさらされる媒体に対して実質的な悪影響を及ぼさない。
より好ましい酸素検知成分を生じるモノマー成分の例は、（１）多核芳香族モノマー成分、（２）脂肪族もしくは芳香族アミン含有または芳香族エーテル含有モノマー成分、および（３）芳香族ニトリルモノマー成分を含む。より好ましいエキサイプレックス成分は群（１）から選ばれた少なくとも１種のモノマー成分、および、群（２）から選ばれた少なくとも１種のモノマー成分を含む。または、別のより好ましい成分は、群（３）から選ばれた少なくとも１種のモノマー成分、および、群（１）または（２）から選ばれた少なくとも１種のモノマー成分を含む。
有用な芳香族モノマー成分（群１）の例は、ビフェニル、ナフタレン、フェナントレン、ｐ−ターフェニル、クリセン、ベンズピレン、ピレン、ジベンズアントレン、ベンズアントレン、アントラセン、ペリレン、ベンズペリレン、フルオランテン、コロネン、キノリン、フェニルキノリン、ベンズキノリン、キノキサリン、ジベンズキノキサリン、ベンズキノキサリン、フタルイミド、ピリジン、フェナジン、ジベンズフェンジンク、アクリジン、ベンズアクリジンおよびこれらの化合物の誘導体を含む。有用な脂肪族もしくは芳香族アミン含有または芳香族エーテル含有モノマー成分（群２）はテトラメチル−ｐ−フェニレンジアミン、ジメトキシジメチルアニリン、メトキシジメチルアニリン、ジエチルアニリン、ジフェニルメチルアミン、トリエチルアミン、インドール、ジメチルトルイジン、トリ−ｐ−アニシルアミン、ジトリルメチルアミン、トリトリルアミン、トリフェニルアミン、エチルカルバゾール、トリメトキシベンゼン、テトラメトキシベンゼンおよびこれらの化合物の誘導体を含む。芳香族ニトリルアクセプターモノマー成分（群３）はベンゾニトリル、シアノナフタレン、ジシアノベンゼンおよびこれらの化合物の誘導体を含む。
これらのモノマー成分のペアのいずれも、マトリックス材料、例えば、シリコーンに拘束されおよび／または共有結合していることができる。
現在の好ましい態様において、酸素センサ３４は、架橋したポリアルキル（アリール）ヒドロシロキサンを含むシリコーンマトリックスに共有結合しているビニルベンゾ[ghi］ペリレンを含む検知層であって、ポリカーボネート支持膜に結合しており、そしてカーボンブラックが分散しているシリコーンマトリックスによりオーバーコートされている検知層を含む。
特に現在好ましい態様において、センサ２８はキャビティー２７中においてカセット１２に結合した多層ラミネートとして提供される。イオンセンサ２８およびｐＨセンサ３０は好ましくは流体チャンバ１８の第一「インレット」部分２０付近に配置され、それにより、これらはキャリブレーションの間にカセットの下側半分に配置されるであろう。これは、センサ２８および３０がキャリブレーションの間に液体に暴露されることを確保する。センサ３２および３４はキャリブレーションの間の液体中の浸漬の要求に対して感受性がより低い。
または、カセット１２はカリウム、ナトリウム、カルシウムおよびグルコースのためのセンサを含むことができ、これらのセンサは上記に記載したのと本質的に同一の化学原理を用いる。例えば、カリウム、ナトリウムおよびカルシウムイオン検知は式Ａによる適切なイオノホア性のクマロクリプタンドを用いることができ、このクリプタンドケージのサイズは各イオンに特異的である。適切なグルコースセンサは、グルコースオキシダーゼの存在により変性された、上記の酸素センサのいずれかを含む。グルコース検知は、例えば、米国特許第5,518,694号明細書に記載されている通り、グルコースの酵素酸化の間の酸素の欠乏を基礎とすることができる。下記に記載する光学トレインに対する若干の変更を伴って、測定装置１４はこれらの交互のセンサを収容するようになっていることができる。ある用途において、例えば、心臓／血管血液パラメータのモニタリングにおいて、両方のタイプの測定装置を使用することが有利であることがある。
カセット１２において有用であることができる他のセンサは、例えば、ポリ（メチルメタクリレート）のような酸素不透性マトリックス中において、ルテニウムをベースとする指示薬、例えば、ルテニウム(II）（ジフェニルフェナントロリン）3（ジメチルシリルプロパンスルホネート）2 -を固定化することにより調製できるような、蛍光をベースとする温度センサを含むことができる。
ケーシング１６中の穴はｐＨセンサ３０と二酸化炭素センサ３２との間にある。サーミスタ−受容窪み３６はケーシング１６に固定され、そして穴を越えて延びている。窪み３６は、流体チャンバ１８の中央部分２４に面するケーシング１６の壁セクションに接着剤により結合されているツバをもった帽子型形状を有する。適切な接着剤はアクリルウレタン接着剤、例えば、Loctite Corporationの“UV Cure"ブランドの接着剤である。窪み３６は、好ましくは、金属、例えば、０．００４インチ（０．１ｍｍ）の厚さのチタンと同様の熱伝導率を有する耐腐蝕性材料から形成されている。例えば、図５および６に例示されているように、窪み３６は流体チャンバ１８の中央部分２４に突き出しており、その中の流体との親密な熱接触を行う。
また、ケーシング１６は凹部２６周りを囲う長円形状のリム４０を含むと共に、ケーシング１６の長手軸線から離れる方向に外側に延びる。図４を参照して理解されるように、長円形状凹部２６及び周囲のリム４０の主軸線は互いに一致してセンサ２８，３０，３２，３４及びくぼみ３６の中心を横切って延びると共に、ケーシング１６及び流体チャンバ１８の長手軸線に対し平行である。
半円筒状の整列キー４２はリム４０の内壁に一体的に連結される。好ましくは、ケーシング１６の長手軸線に対し垂直でありかつセンサ３２とセンサ３４間に等距離で延びる基準平面がキー４２をその中心の直径を通る平面に沿って二等分されるように、整列キー４２が指向される。
カセット１２はさらに、ケーシング１６を測定装置１４に取り外し可能に接続するための第１の雄カップリング４４を含む。図２及び図３に示されるように、カップリング４４はケーシング１６の長手軸線に垂直な方向に凸状のＵ字形状構造を有する。カップリング４４は上述のケーシング１６の中央部と、リム４０の外向き拡大部の方向から離れる方向にケーシング１６から外向きに延びる対向する脚部分４６とを含む。各脚部分４６は平坦で共通平面上の外表面４７（例えば図２、３、７を参照、図４では省略されている）を有する一対の支持部４６を含み、これら外表面４７はそれぞれの脚部分４６の外側に対し平行である。好ましくは、対向する脚部分４６の外表面４７はケーシング１６が近づくと収束すると共に、互いに約２８度から約３２度の範囲をなして指向されるそれぞれの基準平面に沿って延びる。更に好ましくは、外表面４７は互いに約３０度の角度をもって指向されるそれぞれの基準平面に沿って延びる。
各脚部４６の外端にはフランジ４８が一体的に接続されている。これらフランジ４８はケーシング１６の長手軸線に対し平行な共通の基準平面内に位置する。脚部４６はいくらか可撓性を有し、指の圧力の影響下で互いに他に向けてわずかばかり移動可能であり、しかしながら一旦指の圧力が解放されると図面に示されるように、それらの元来の通常指向位置まで迅速にかつ繰り返し復帰するのに十分な記憶を有している。
各脚部４６の外の中央端部領域は支持部間に位置するくさび形状タブ５０に一体的に接続されている。これらタブ５０は互いに離間する方向に、かつ互いに約８０度の角度をなして指向されるそれぞれの基準平面に沿ってそれぞれの脚部４６から外向きに延びる。さらに、各タブ５０の先端はフランジ４８が拡がっている方向に対し２５度の角度をなして指向される基準平面内を延びる。タブ５０の最外縁はそれぞれの脚部４６の隣接する領域に対し外向きに離間せしめられると共に、ケーシング１６の長手軸線と、フランジ４８を含む上述の基準平面との間の共通の基準平面内にある。
好ましくは、ケーシング１６は比較的透明（clear）なプラスチック材料、例えば医療用品質のポリカーボネート、から形成され、二つ又はそれ以上の初めは別個の部品から構成される。これらの部品は射出成形により形成され、次いで互いに結合される。適当な二部品構成の例が図７に示される。図７において、ケーシング１６の一部品はくぼみ２６及びリム４０を含み、四つのセンサ２８，３０，３２，３４を担持する。第２の部品は脚部４７、入口ポート、出口ポート、及び図示されるような他の要素を含む。これら部品は超音波溶接、溶剤溶接、又は接着剤結合により互いに接続されうる。当然、他の構成（例えば、一体的な一部品構成又は三部品構成）も可能である。
図１及び図４から図６に示されるように、ケーシング１６は第１の部分２０の入口ポートを囲う第１の外部ネジ付き部分を有する。第１のネジ付き部分は好ましくは、カセット１２がチャンバ１８を介し流れる流体のパラメータを測定するのに用いられるときに、内部ネジ付きルーア（Ｌｕｅｒ）型コネクタ、例えば図５に示される雄ルーアコネクタ５２、に一体となって接続されるように構成される。流体をチャンバ１８に指向せしめる可撓性のある管材５４の一部分に対し干渉取着カップリングを提供するために、コネクタ５２はリブ付き部分を有する。
第２の外部ネジ付き部分は第２の流体チャンバ部分２２の出口ポートを囲う。図５に示されるように、継手５６は第２のネジ付き部分を一体となって受容する内部ネジ付き部分を有する。選択任意には、継手５６は半径方向内向きに延びるリブ５８を有する後向きに延びるカラーを含む。ケーシング１６は周囲を囲んで半径方向外向きに延びるリブ６０を第２のネジ付き部分に隣接して有し、継手５６のネジがケーシング１６から部分的に外れたときでさえ通常の状況下で継手５６が離脱するのを阻止するために、リブ６０はストッパとして機能しかつリブ５８に対する物理的干渉を提供する。
カセット１２がチャンバ１８を通って流れる流体のパラメータを測定する測定装置１４と共に用いられるときに雌ルーアコネクタ６２を一体となって受容すべく構成された別の内部ネジ付き部分も、継手５６は含む。チャンバ１８内に存在する流体流れを指向するために、可撓性管材６４の一部分は干渉取着関係でもってコネクタ６２のリブ付き部分に接続される。
図６はセンサ２８，３０，３２，３４のキャリブレーション時のカセット１２を例示のために示す図である。キャリブレーション時、図５に示されるコネクタ５２がガスフィルタアセンブリ６６に置換され、ガスフィルタアセンブリ６６は第１の流体チャンバ部分２０の入口ポートを囲うネジ付き部分を一体となって受容する内部ネジ付き部分を有する。ガスフィルタアセンブリ６６の反対側の端部はガス入口開口６８を有し、ガス入口開口６８には部分的にネジを有するよう構成されたコネクタが設けられる。このコネクタは管材コネクタ（図示しない）に結合されるようになっており、管材は次いでキャリブレーションガス源に接続される。
ガスフィルタアセンブリ６６は拡大された円筒状の中央ハウジング部分を有し、この中央ハウジング部分は濾過薄膜７０からなる円板形状部分を含む。好ましくは、薄膜７０は高圧蒸気殺菌法により殺菌された疎水性材料（例えばポリテトラフルオロエチレン）、又は放射線により殺菌された材料（例えば改良アクリル）からなる。適当な改良アクリル材料はゲルマンサイエンス社(Gelman Sciences）のVERSAPORE“H"ブランドの薄膜である。薄膜７０の両面に対面する壁全体に一連の同心円状通路及び交差する半径方向通路のネットワークが設けられてキャリブレーションガスが薄膜７０の様々な領域のほぼ全てを介し容易に通過できるようにされている。
ガスフィルタアセンブリ６６はスパージャー管７２を受容する出口も含む。適当な管７２の例はポリエーテルエステルケトンからなり、内径が０．００３インチ（０．０７５ｍｍ）、外径が０．１２インチ（０．３ｍｍ）であるゼウスプロダクツ社(Zeus Products）の管である。栓７４はスパージャー管７２を囲うと共に、スパージャー管７２をフィルタアセンブリ６６の出口に密封的に固定する。栓７４の適当な材料の例はカセット１２が放射線により殺菌されるときにはポリカーボネートを含み、カセット１２が高圧蒸気殺菌法により殺菌されるときにはアクリル樹脂を含む。
エンドユーザへの搬送のために梱包されるとき、カセット１２には好ましくは、キャップ７８（図６）と、流体チャンバ１８内に受容された一定量のキャリブレーション流体８０とだけでなく、フィルタアセンブリ６６も設けられる。搬送のために、キャップ７８は継手５６の出口部分に密封的にきつく螺合され、（図５に示されるその指向方向に示されるように）継手５６はケーシング１６に対し締め付けられて継手５６とケーシング１６間に流体シールが提供される。図面には示されないが、輸送時及び初期の取り扱い時に汚染物質が入口開口６８から流入するのを実質的に阻止するために、搬送用キャップはフィルタアセンブリ６６の外端に確実に結合される。
キャリブレーションの際には、カセット１２は、直立位置、好適には図６に示されるように垂直方向位置に向けられており、ケーシング１６の長手方向軸線を中心として継手５６をケーシング１６に対して弧状に回転させることによって、継手５６が螺合状態を部分的に弛めた状態になる。かかる動作の間に、ガス出口ポートを閉鎖した第一位置から、ガス出口ポートを開放させる又はそれを通気状態にさせるための第二位置へ、継手５６が動かされる。リブ５８、６０は継手５６がケーシング１６から偶発的に離脱することを防止する。継手５６をケーシング１６に対して弛めることにより、図６で矢示されるように、第二流体チャンバ部分２２からガス出口ポートを介して大気中へガスが流れることが可能となる。選択自由であるが、リブ６０の外側周縁壁は単数又は複数の溝５９を具備している（図１及び図７を参照）。溝５９は流体チャンバ１８の上部出口ポートからのガスの排出を容易にするためにケーシング１６の長手方向軸線と平行に延びている。
キャリブレーション流体８０の量は、好適には、キャリブレーションの際に流体チャンバ１８のキャリブレーション流体８０の高さが図６に示されるように拡大域部分２５の下側部分に延在するように選択される。かかる高さにすることにより、キャリブレーション流体８０の一部が上部出口ポートを通して漏出する可能性を減少させながらも、キャリブレーション流体８０がセンサ２８、３０、３２、３４を完全に覆うことを確実にする。有利な点として、拡大域部分２５の切頭円錐形状は、流体チャンバ１８からキャリブレーション流体８０が漏出する可能性をさらに減少させるために、キャリブレーション流体８０を通り抜けたキャリブレーションガスの気泡の破裂を助長させる。さらに、チャンバ部分２４の壁部分の親水性表面は、キャリブレーションガスの気泡がセンサ２８、３０、３２、３４を滑らかに通過することを容易にする。選択自由であるが、親水性表面に加えて又は親水性表面に代えて消泡剤が使用されてもよい。
キャリブレーションの各段階が以下でさらに詳細に説明される。キャリブレーションが終了すると、フィルタアセンブリ６６がケーシング１６から除去されて図５に示されるコネクタ５２で置換される。さらに、継手５６が図５に示されるように締め付けられ、継手５６とケーシング１６の間に液漏れ抵抗シールがなされる。図６に示されるキャップ７８がさらに除去されてコネクタ６２で置換され（図５）、コネクタ６２の外側端部が管材６４の切断面に結合される。以下でさらに詳細に説明されるように、管材５４、６４の切断面は、流体のパラメータを測定するために（血液のような）流体が流体チャンバ１８に対して流出入することを可能とさせる。
図１及び図５に示される測定装置１４がさらに図８〜図２０により詳細に示されている。測定装置１４は、図９において組立の前の状態として示されている二つの部品からなる細長いハウジング２００を備える。二つの部品は内側にかかりが設けられた（スナップ止め組立のための）コネクタによって又はネジによって保持されることができる。好適には、ハウジング２００はポリカーボネート及びアクリロニトリルスチレン（ＡＢＳ）ポリマの混合物のような耐衝撃性プラスチック材料で作られ、殺菌を容易にするために滑らかな外側表面を有している。選択自由であるが、ハウジング２００の内側表面は電磁気的に適合性を有する遮蔽材料でコーティングされている。
測定装置１４は、選択自由であるが陽極処理アルミニウムのような金属材料で作られた、第二雌型カップリング２０２を備える。第二雌型カップリング２０２は、ハウジング２００の長手方向軸線に対して垂直な方向に概略Ｕ字形状をなした凹面形状窪みを有する。この窪みは、中央の湾曲部分２０６（例えば、図１を参照）で相互に接続される対向する二つの平坦な側壁部分２０６を備える。好適には、対向する側壁部分２０４は、湾曲部分２０６に接近するに従って収束して近づいており、互いに対して約２８度から約３２度までの範囲の角度で配置された各基準面に沿って延在している。さらに好適には、側壁部分２０４は互いに対して約３０度の角度で配置された各基準面に沿って延在している。各側壁部分２０４の外側端縁部分はハウジング２００の長手方向軸線に平行な方向に延びる細長い溝２０８を有する。
測定装置１４はファイバ端子ブロックアセンブリ２１０を備える（例えば、図９を参照）。ファイバ端子ブロックアセンブリ２１０はファイバブロック挿入板２１２とファイバブロック端部板２１４とを備え、これら二つの板が図１０に示されるように一対の機械ネジによって共に接合されている。好適には、挿入板２１２はポリカーボネートで作られ、端部板２１４はアルミニウムで作られる。
挿入板２１２の下面は図１０に示される四つの機械ネジによって第二雌型カップリング２０２の頂部に取り付けられる。挿入板２１２の下面はハウジング２００の長手方向軸線と平行な長軸を有した概略楕円形状の突出部２１６（例えば図１２を参照）を備える。突出部２１６は、カセットキー４２の直径よりもほんの僅かに大きい直径を有した半円筒形状のキー溝２１８を備える。好適には、キー溝２１８は、中央の対称面に沿ってキー溝２１８を二等分する基準面がハウジング２００の長手方向軸線にも垂直となるように向けて配置される。
突出部２１６は、カップリング２０２の湾曲部分２０６の中央に設けられた楕円形状開口につがい関係で受容されると共にそこを貫通して延びる側壁を有している。突出部２１６の外側側壁は底から見て楕円形状をしており、この楕円形状はカセット１２のリム４０（例えば、図４を参照）の内側側壁の楕円形状と形状的に相補関係にある。
図５は共に供給されたときのカセット１２と測定装置１４の一部を示している。測定装置１４がカセット１２に結合されるとき、カセット１２のタブ５０がそれぞれ測定装置１４の溝２０８に受容される。さらに、カセット支持部分の外側表面４７は測定装置側壁部分２０４の対向する平坦な表面とそれぞれ均一に接触する。理解されるように、カセットケーシング１６に接続される第一カップリング４４とハウジング２００に接続される第二カップリング２０２とは共同してカセット１２を測定装置１４に着脱可能に接続するためのコネクタの代わりをなす。
カセット１２の測定装置１４への組立の際には、ケーシング１６が突出部２１６へ向う方向に押され、かかる押す動作の際に、くさび形状のタブ５０の外側表面は、各タブ５０の外側端縁がそれぞれ溝２０８に隣接する時点まで脚部分４６を内向きに互いに向かって湾曲させるカムとしての機能を果たす。タブ５０の外側端縁が溝２０８に隣接するようになると、タブ５０の外側端縁が溝２０８に受容されるようにパチンと噛むようにして、脚部分４６が本来有する傾向により脚部分４６を拡開させてその普通の形状に復帰せしめ、それによってカセット１２を測定装置１４に結合せしめる。
突出部２１６は、測定装置１４及びカセット１２が共に接続されるときに窪み２６内に噛み合って滑り嵌合する外側端部部分を有する。さらに、測定装置１４及びカセット１２が共に接続されるとき、カセット１２のキー４２が測定装置１４のつがい関係のキー溝２１８内に嵌合する。好ましくは、キー４２は、カセット１２を反対向きにして（すなわち、カセット１２が図５に示される向きから垂直方向基準軸線を中心として１８０度向きを変えられたようにして）測定装置１４に結合させようとしたときにカセット１２を測定装置１４に結合させることを実質的に防止する。
脚部分４６を共に圧迫してタブ５０が溝２０８を乗り越すまでカセット１２を測定装置１４から離すことによって、カセット１２が測定装置１４から取り外される。図面には示されていないが、カップリング２０２の両外側は各々好適には指先サイズの窪みを備えており、測定装置１２からカセット１２を取り外す際に、カセットフランジ４８の外側端縁における使用者の把持性を向上させている。これらの窪みはさらにタブ５０の近傍位置でフランジ４８の中心を係合するための位置に向かって使用者の指を案内するのを手助けする。
ファイバ端子ブロックアセンブリ２１０は直立したポリカーボネート管２２０を備え、このポリカーボネート管２２０は挿入板２１２に溶剤溶接されていてサーミスタアセンブリを受容する。図５及び図１０に示されるように、サーミスタアセンブリは内側中央通路と直径が縮小された下側端部部分とを有したサーミスタ支持体２２２を備える。サーミスタ２２４は、サーミスタ支持体２２２の下側端部部分の空洞内に部分的に取り付けられており、内側中央通路を貫通して延びる一対のリード線を有している。適したサーミスタの例はサーモメトリックス社（Ｔｈｅｒｍｏｍｅｔｒｉｃｓ）の部品番号SC30BF103A-L8である。
ステンレス鋼のような材料で作られたキャップ２２６（図５を参照）がサーミスタ２２４に被さっており、サーミスタ支持体２２２の下側端部部分の外接する側壁に注封材料によって取り付けられている。キャップ２２６は隣接するプラスチック材料の熱伝導率と比較して高い熱伝導率を有する。（エポテック社（Epo-tek）のH20番のような）注封材料がキャップ２２６の内側表面とサーミスタ２２４の外側表面との間の空間にほぼ充填されて、キャップ２２６とサーミスタ２２４の間の熱伝達を容易にさせる。
サーミスタ支持体２２２がポリカーボネート管２２０の略円筒状内側通路に収容され、サーミスタ支持体２２２の周状溝に設けられたＯリング２２８により流体抵抗シールがなされる。サーミスタ支持体２２２がポリカーボネート管２２０のつがい関係になったネジ部を設けられた部分に螺入される上側螺刻部分を有した保持部材２３０によってポリカーボネート管２２０の通路に保持される。
ポリカーボネート管２２０はその下側端部の近くでは比較して幾分小さな直径に細くなっており、図５に示される環状肩部２３２を有している。サーミスタ支持体２２２は肩部２３２の下の領域におけるポリカーボネート管の通路の内径よりも大きな外径を有した外接する上側円筒状リブ２３４を備える。さらに、螺旋状圧縮バネ２３６（図１０を参照）は保持部材２３０の下側端部と上側円筒状リブ２３４の上向き環状壁との間に延びてそれらを圧迫する。測定装置１４がカセット１２に結合されていないときにはリブ２３４が肩部２３２に当接するように、バネ２３６は図５を参照して下向き方向にサーミスタ支持体２２２を圧力に対して柔軟に付勢する。
カセット１２及び測定装置１４が一緒に結合されていないときには、サーミスタキャップ２２６の下側端部は、図５を参照して窪み２６の頂部表面に対してカセット１２の窪み３６の深さよりも大きい距離だけ挿入板２１２の底面より下に突出している。このように、カセット１２が測定装置１４に結合されると、キャップ２２６は窪み３６の底面と接触してサーミスタ支持体２２２をバネ２３６の付勢に抗して上向き方向に圧迫する。カップリング４４及びカップリング２０２が一緒に接続されると、バネ２３６は窪み３６の底面と密着接触する位置にキャップ２２６の底面を保持して、キャップ２２６と窪み３６との間の有効接触面積を増加させ熱抵抗を低減させる傾向がある。流体チャンバ１８の中央部分２４の流体から窪み３６とキャップ２２６の間の接合部を横切って最後にはサーミスタ２２４までの経路に沿った熱伝達を改善するために、窪み３６の内側形状は、キャップ２２６の外側形状に対して、好適には幾分相補的になっており、より好適には極めて相補的になっている。
図１２を参照すると、挿入板２１２は四つの孔２３８、２４０、２４２、及び２４４を備え、これらの孔は突出部２１６を貫通して延び、楕円形状の突出部２１６の長軸に沿って離間した関係で配置されている。さらに、底部板は三つの孔２４６、２４８、２５０を備え、これらの孔は突出部２１６から離間されて設けられており、挿入板２１２の上面側の外側端部部分に設けられた隆起したプラットホーム２５２（図１０及び図１３を参照）を貫通して延びている。図１３に示されるように、光学的基準材料で作られたディスク２５４が孔２４８に配置され、孔２４８の下側螺刻部分に螺入される止めネジ２５６によって孔２４８の肩部に取り付けられる。光学的基準ディスク２５４は好適には（ポリカーボネート中に０．００２重量％の蛍光材料を含むような）蛍光を発する材料で作られる。適した蛍光材料はバイエル社（Bayer）の"MACROLUX 10GN"（商標）の材料のような高量子効率蛍光染料である。
孔２４６、２５０は孔２４８と同一であり、各孔は止めネジ２５６と類似の止めネジと光学的基準ディスク２５４ａ、２５４ｂ（図１５のみで参照番号が付されている）とを受容する。孔２４６の光学的基準ディスク２５４ａは光学的基準ディスク２５４と同一である。孔２５０の光学的基準ディスク２５４ｂは光学的基準ディスク２５４と類似であるが代わりに好適にはポリカーボネートに溶解した０．００３５重量％蛍光材料で作られている。
ファイバ端子ブロックアセンブリ２１０の端部板２１４は図１４において参照番号を付されている九つの孔２５８〜２７４を有する。孔２５８〜２７４は三つの列で各列に三つの孔がある配列に配置されている。孔２５８〜２７４並びに２３８〜２５０は各々が光ファイバの束の端部の周囲を取り囲むフェルールを受容するようにされている。例示的なフェルールが図１３において参照番号２７６で示されている。各孔２４６〜２５０に受容されるフェルールに適した材料の例は真鍮又はステンレス鋼であり、各孔２３８〜２４４に受容されるフェルールに適した材料の例はステンレス鋼であり、各孔２５８〜２７４に受容されるフェルールに適した材料の例は真鍮又はアルミニウムである。選択自由であるが、底部板のプラットフォームは三つの小さな螺刻された開口（図１０及び図１３を参照）を備え、開口は各々孔２４６、２４８、２５０の一つと交差している。これらの小さな開口は、各々、組立を容易にすべく隣接する孔２４６、２４８、２５０のフェルールをプラットフォームに取り付ける小さな止めネジ（不図示）を螺合して受容するようにされている。
ファイバ端子ブロックアセンブリ２１０は光ファイバの多数の束を備える。光ファイバ束の（正確には示されていない）例示的なネットワークが説明のために図９に示されている点を除いて、光ファイバ束は全ての図から省略されている。様々な光ファイバ束の概略図が図１５に示されており、同図は各孔２３８〜２５０と各孔２５８〜２７４との間には光ファイバ束の真に好適な様々な経路を示している。
図１５を参照すると、さらに詳細には、ファイバ端子ブロックアセンブリ２１０は孔２４０と孔２６０との間に延びる光ファイバの第一の束２８０と、孔２４０と孔２７０との間に延びる光ファイバの第二の束２８１と、孔２４６と孔２７０との間に延びる光ファイバの第三の束２８２と、孔２４２と孔２７０との間に延びる光ファイバの第四の束２８３と、孔２４２と孔２５８との間に延びる光ファイバの第五の束２８４と、孔２４６と孔２６４との間に延びる光ファイバの第六の束２８５と、孔２４４と孔２６２との間に延びる光ファイバの第七の束２８６と、孔２４４と孔２７４との間に延びる光ファイバの第八の束２８７と、孔２５０と孔２７４との間に延びる光ファイバの第九の束２８８と、孔２５０と孔２６６との間に延びる光ファイバの第十の束２８９と、孔２４８と孔２２６との間に延びる光ファイバの第十一の束２９０と、孔２４８と孔２７２との間に延びる光ファイバの第十二の束２９１と、孔２３８と孔２７２との間に延びる光ファイバの第十三の束２９２と、孔２３８と孔２６８との間に延びる光ファイバの第十四の束２９３とを備える。
様々な束２８０〜２９３の各々に適した光ファイバは、呼び外径０．００２２インチ（５６μｍ）を有したファイバであり、コアガラスがショット（Schott）のLF5又はF2で、クラッドガラスがショット（Schott）の8250、コーニング（Corning）の7056又は7052で、クラッド厚さが０．００００８から０．０００１２インチ（２〜３μｍ）のものである。好適には、必ずではないが、様々な束２８０〜２９３の全ての光ファイバは同一のものである。もちろん、束２８０〜２９３の各々のファイバのタイプ及びファイバの数は上で示された説明と異なってもよい。
好適には、エポテック（Epo-tek）（商標）の光学エポキシ第310番又は第310-2番のような光学接着剤がファイバの束ねられた端部を（フェルール２７６のような）フェルールに取り付けて光学アパーチャを提供するために使用される。各束２８０〜２９３は好適には光学的に不透明な非蛍光硬質プラスチック材料又はゴム材料で覆われている。各束２８０〜２９３の幾つかは端部が混合されて一つフェルールに受容される光ファイバが図１５に略図で示されるようにファイバのファイバの反対側の端部で異なるフェルールに導かれ得るように分岐部分を有している。さらに、各光学アパーチャの光ファイバは無作為に混合された状態になっている（すなわち、光ファイバが分岐部分を通過する場合でさえ、各光学アパーチャの光ファイバは空間的に十分に混合されている）。例えば、孔２４０の光学アパーチャの光ファイバは無作為混合されて、直径０．０２０インチ（０．５ｍｍ）又はそれより大きい直径を有した非円形領域で束２８０、２８１のいずれかに端を発するファイバを三本以下しか有さない領域は存在しないようになっている。
各束２８０〜２９３の中間領域に適した光ファイバの数の例が以下で表１に示されている。（本願における意味として、「中間領域」とは束の端部と任意の分岐部分との間の箇所における束の長さに沿った束の中央断面を意味する。）表２は光ファイバの目標数と孔２３８〜２５０及び２５８〜２７４の各々に配置されたフェルールにおける（単数又は複数の束に端を発するファイバを含んでもよい）光学アパーチャの全体直径との関係を示している。表１及び表２の値は、上述した外径５６μｍ、比質量偏差（すなわち、光学アパーチャの円形面積全体で除算したファイバによって占有される面積）７０％である光ファイバに基づいたものである。小さな光ファイバは組立の際に数えることが困難であることから、製造者は代わりに束の直径を計測してより迅速に束における光ファイバの数を推定により決定するのを好むであろう。
測定装置１４はブロック３０２並びに九つの光学サブアセンブリ３０４〜３１２（図１６においてのみ参照番号が付されている）を備える光学アセンブリ３００をさらに有する。ブロック３０２各列に三つの空洞を備えた三つの列に対称的に配置された九つの筒状空洞を有し、光学サブアセンブリ３０４〜３１２の一つが各空洞に受容される。好適には、ブロック３０２は金属と同様の熱伝導率を有した材料で作られる。適した材料の例はアルミニウムである。ブロック３０２はさらに適切な熱伝導率を有したセラミック材料で作られることもある。
参照番号３１０、３１１、及び３１２を付された光学サブアセンブリは励起光学サブアセンブリであり、光学サブアセンブリ３１２が例示を目的として図１６に組立分解図で示されている。光学サブアセンブリ３１２は、第一光学保持器３１４と、該第一光学保持器３１４と同一である第二光学保持器３１６とを備える。保持器３１４、３１６が図１０に示されるようにして一緒に接続されるとき、保持器３１４、３１６の内壁部分は共同して全体的な形状が幾分円筒形状を有し且つ長手方向の中心基準軸線を有した細長いチャンバ３１８を提供する。
第一の保持部３１４は図１７から図１９にのみ示される。第一の保持部３１４は、第一のチャンバ部分３２２（図１７および図１８）と第二のチャンバ部分３２４と第三のチャンバ部分３２６と第四のチャンバ部分３２８とを形成する内壁部を有する。保持部３１４、３１６が図１０に示すように連結されると、保持部３１４、３１６の第一のチャンバ部分３２２は、発光ダイオード（更に詳細に後述されるような）を覆い隠す形状をした円筒形状光入口ポートを表し、第二のチャンバ部分３２４は、光学フィルタを受容するための円筒形状サブチャンバを表し、第三のチャンバ部分３２６は、光学レンズを受容するためのサブチャンバを表し、および第四のチャンバ部分３２８は円筒形状光出口ポートを表す。小型円筒形開口部が、光入口ポートと光学フィルタサブチャンバとの間に延びて、光入口ポートを光学フィルタサブチャンバに連通させており、および第二の小型円筒形開口部は光学フィルタサブチャンバと光学レンズサブチャンバとの間に延びて、光学フィルタサブチャンバを光学レンズサブチャンバに連通させている。
チャンバ部分３２４、３２６を形成する保持部３１４の壁部のそれぞれは、一つもしくはより多数のリブ３３０の第一の組に連結される。図面に示す実施態様においては、前記第一の組は二つの離間されたリブ３３０を有しており、これらリブ３３０は中心軸線３２０に対して平行な方向に延びている。各リブ３３０（例えば図１８）はチャンバ部分３２４、３２６のそれぞれの全長さ部分に延びており、図１９ａにさらに詳細に示すように最遠の変形可能な先端部分３３２を有する。変形可能な先端部分３３２はエラストマー材料（例えば、変形を生じさせる力を取り除いた後に、元の形状に自己回復する）か、非エラストマー材料であってもよい。
保持部３１４はさらに一つもしくはより多数のリブ３３４の第二の組を有する。図面に示す実施態様においては、リブ３３４の第二の組は単一のリブで構成され、この単一のリブは、第四のチャンバ部分３２８に直接的に隣接する第三のチャンバ部分３２６の半径壁部に沿って配置される。リブ３３４はその全体が、図１７および図１７ａに示すような側面図内の三角形からなる形状を有していて、図１７ａおよび図１７ｂに拡大して示す最遠の変形可能な（エラストマー材料もしくは非エラストマー材料）先端部分３３６を有する。
第二のチャンバ部分３２４と第三のチャンバ部分３２６とは、中心軸線３２０に対して垂直な基準面内に延びる一つもしくはより多数のリブ３３８の第三の組をも有する。六つのリブ３３８が図１７から図１９に示す実施態様に示される。リブ３３８のうちの四つが第二のチャンバ部分３２４に配置され、これらは対向するように配置され、それによりリブ３３８の一つの対が、中心軸線３２０に対して垂直な第一の共通の基準面内の延びて、リブ３３８の他の対が中心軸線３２０に対して垂直な第二の基準面内に延びるようになる。二つの残りのリブ３３８は第三のチャンバ部分３２６内に配置され、中心軸線３２０に対して垂直な他の共通の基準面内に延びる。典型的なリブ３３８を拡大して図１７ｃに示しており、各リブ３３８は、エラストマー材料かもしくは非エラストマー材料であってもよい最遠の変形可能な先端部分３４０を有する。
保持部３１４は、一対のペグ３４２と一対の整合用穴３４４とを備えた対照的でかつ対立的な（diametrical）壁部を有する。一方のペグ３４２と一方の穴３４４とは、中心軸線３２０に対して垂直な共通の平面内に延びる平行な中心基準軸線を有する。同様に、他方のペグ３４２と他方の穴３４４とは、中心軸線３２０に対して垂直であるが他方のペグ３４２と他方の整合用穴３４４との中心軸線を含む前述した基準面から離れて置かれている共通の平面内に延びるそれぞれの中心基準軸線を有する。
第三のチャンバ部分３２６を形成する壁部は、中心軸線３２０周りで半円形経路に延びる環状の面取壁部３４６も有する。結果として、光学レンズサブチャンバはその全体が、中心軸線と同一線上にある共通の中心軸線を有する円筒形状部分と整列された円錐台部分とを有する形状である。保持部３１６は保持部３１４と同一であるので、保持部３１６を詳細に説明する必要はない。
保持部３１４、３１６が、図１０に示すように一緒に連結されるときに、保持部３１４のペグ３４２は保持部３１６の穴３４４内に受容され、かつ保持部３１６のペグ３４２は保持部３１４の穴３４４内に受容される。少なくとも一つのペグ３４２と整合用穴３４４との係合する対がサブアセンブリ３１２の他端よりも一端に近づくのが好ましい。実際に、第一のチャンバ部分３２２が互いに対向しないで対向する端部に配置されるように保持部３１４、３１６を一緒に連結する場合には、保持部３１４、３１６の端部は整列されず、組立者は、保持部３１４、３１６が互いに関して適切な向きに置かれないことを容易かつ明らかに視覚的に理解できる。
平凸レンズ３４８（図１６および図１６ａ）は第三のチャンバ部分３２６内に受容され、かつ外周円筒形壁部３５０を有する円筒形部分と半球形状の外壁３５２を有する凸型ドーム形状部分とを有している。ドーム形状部分の中心軸線と円筒形部分の中心軸線とは、レンズ３４８の光軸として知られる共通の基準軸線に沿って配置される。適切なレンズは、エドマンド科学（Edmund Scientific）からの部品番号45078のレンズように、６ｍｍの焦点距離と６ｍｍの直径とを有する。第三のチャンバ部分３２６の面取壁部３４６の（中心軸線３２０に対しての）向きは、保持部３１４、３１６が一緒に組み立てられるときに面取壁部３４６が外壁３５２に接触する領域において、外壁３５２の係合部分の（ドーム形状部分の中心軸線に対しての）向きとほぼ同様である。
組立時、および保持部３１４、３１６がレンズ３４８の周りに近づけられるときに、円筒形壁部３５０はリブ３３０、３３４、３３８と接触して締まりばめする。保持部３１４、３１６を一緒に連結させる方向に十分に近づけると、レンズ３４８上にそれぞれの力を特定の方向に及ぼしながら、レンズサブチャンバ内の先端部分３３２、３３６、３４０は押しつぶされて変形する。さらに詳細には、保持部３１４、３１６が近づくと、リブ３３０、３３８の第一および第三の組の先端部分３３２、３４０は、力を中心軸線３２０に向かう半径方向でかつ内部方向にレンズ３４８上に向け、一方、リブ３３４の第二の組の先端部分３３６は、レンズ３４８上に中心軸線３２０に向かう半径方向でかつ内部方向に延びるベクトル要素および面取壁部３４６に向かう方向に関して中心軸線３２０に対し平行に延びるベクトル要素を有する力を向ける。
第三のチャンバ部分３２６内に配置されるリブ３３０、３３４、３３８の方向はレンズ３４８を適切に同心に案内するよう選択され、それにより、レンズ３４８の光軸は中心軸線３２０に対して平行であって中心軸線３２０と正確に同一線上にあるのが好ましい。保持部３１４、３１６は一緒に近づけられると、レンズ３４８の光軸はリブ３３０、３３４、３３８が必要とするように向きを変え、基準の中心軸線３２０と同一の位置にされる。リブ３３４はドーム形状外壁３５２を面取壁部３４６に完全に接触する位置に付勢される。リブ３３４はまた、レンズ３４８を壁部３４６上で会同させるのに十分な力をレンズ３４８上に及ぼして、光出口ポートの隣にある円筒形レンズ部分の平坦な背面を、一旦、保持部３１４、３１６が閉鎖されると、この背面が中心軸線に対して正確に垂直になるような向きに変える。リブ３３０、３３８は、保持部３１４、３１６が閉鎖されるとレンズ３４８を横方向に変えるよう機能し、それにより、レンズ３４８の光軸は中心軸線３２０と同一線上になる。
保持部３１４、３１６が閉鎖されると、変形可能な先端部分３３２、３３６、３４０は、レンズ３４８の形状（および、あらゆる平面の凹凸部）に適合させるためにコールドフローを生じて、レンズ３４８を所定位置に固定する。そのような変形可能な先端部分３３２、３３６、３４０は（プラスチック製保持部３１４、３１６の他の領域と共に）、光学的アセンブリ３００もしくは測定装置１４が衝突もしくは振動するときの損傷からレンズ３４８を保護するようになる。
保持部３１４、３１６の第二のチャンバ部分３２４は光学フィルタ３５４を受容するようになっている。典型的な目的のために図１０に示される光学フィルタ３５４は中心軸線を備えた円筒形の形状である。保持部３１４、３１６が閉鎖して一緒に連結される向きにされると、第二のチャンバ部分３２４内に配置されたリブ３３０の先端部分３３２と第二のチャンバ部分３２４内に配置されたリブ３３８の先端部分３４０は押しつぶされて変形し、フィルタ３５４を、フィルタの中心軸線がサブアセンブリ３１２の中心軸線３２０と同一線上になるような向きに付勢する。一旦、保持部３１４、３１６が完全に閉鎖されると、リブ３３０、３３８はフィルタ３５４の円筒形側壁と完全に係合して所定位置にフィルタ３５４を固定して保持する。
一緒に閉鎖されるときに保持部３１４、３１６は平滑な円筒形外面を表し、この外面は、サブアセンブリ３１２を受容するブロック３０２の穴の内径とほぼ等しいか同一であるのが好ましい直径を有する。一緒に組み立てられるときに保持部３１４、３１６によって表される円筒形外面は、ブロック３０２とサブアセンブリ３１２との間のわずかな締まりばめを確立するために、サブアセンブリ３１２を受容する、ブロック３０２内の穴よりもわずかに大きいのがさらに好ましい。一旦、サブアセンブリ３１２が穴内に受容されると、保持部３１４、３１６は、接着剤、締め付け具などを必要とすることなく一緒に組み立てられたままとなる。しかしながら、あるいは、保持部３１４、３１６をブロック内に一緒に保持するために、接着剤もしくは機械的締め付け具を設けることもできる。
各保持部３１４、３１６は一体的に成型されて、比較的柔らかい変形可能なプラスチック材料、例えばＡＢＳポリマーもしくはＡＢＳポリマーの配合物およびポリカーボネートなどから形成されるのが好ましい。適切なＡＢＳポリマーの例としてはタイタラック（Taitalac）の番号8540HのＡＢＳポリマーである。この材料は制限されたコールドフローを有していて光学的構成要素を所定位置で固定して保持するのに十分な弾性を有するのが好ましい。
任意に、先端部分３３２、３３６、３４０あるいはリブ３３０、３３４、３３８全体は、保持部３１４、３１６の残りの部分のプラスチック製材料の弾性係数よりも高い弾性係数を有するプラスチック製材料から形成される。例えば、挿入用成型品を、保持部３１４、３１６の材料の残りの部分とは異なる材料から形成される先端部分３３２、３３６、３４０を設けるよう使用することができる。あらゆる場合に、先端部分３３２、３３６、３４０および／またはリブ３３０、３３４、３３８の全体の材料は、温度の変動の繰り返しサイクルの後でさえ各先端部分３３２、３３６、３４０が完全に係合してレンズ３４８および／またはフィルタ３５４上で力を保つよう選択される。保持部３１４、３１６は、種々のサブアセンブリ３０４から３１２のレンズ３４８とフィルタ３５４との温度がブロック３０２の温度の変動のときでさえほぼ同一であることを保証するために、ブロック３０２の材料の熱伝導率よりも小さい熱伝導率を有する材料から形成されるのが好ましい。
励起用光学系サブアセンブリ３１０、３１１は、光学フィルタを備えていることを除けば励起用光学系サブアセンブリ３１２と同一である。特に、励起用光学系サブアセンブリ３１２の光学フィルタ３５４は、全径が０．２５インチ（６ｍｍ）であって長さが０．１４５インチから０．１７５インチ（３．６ｍｍから４．４ｍｍ）であり、この光学フィルタは、中心波長３９８ナノメートルの通過帯域（ｐａｓｓ ｂａｎｄ）を有していて、３８５ナノメートルと４１０ナノメートルとの波長においてピーク値（ｐｅａｋ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）の５０％を透過させる。励起用光学系サブアセンブリ３１１用の光学フィルタは、励起用光学系サブアセンブリ３１１用の光学フィルタが、中心波長４１３ナノメートルの通過帯域を有していて、４００ナノメートルと４２５ナノメートルとの波長においてピーク値の５０％を透過させることを除けば光学フィルタ３５４と同一である。励起用光学系サブアセンブリ３１０用の光学フィルタは、励起用光学系サブアセンブリ３１０用の光学フィルタが、中心波長４７５ナノメートルの通過帯域を有していて、４６０ナノメートルと４９０ナノメートルとの波長においてピーク値の５０％を透過させることを除けば光学フィルタ３５４と同一である。励起用光学系サブアセンブリ３１０、３１１の他の態様は、励起用光学系サブアセンブリ３１２と同一であって、これら励起用光学系サブアセンブリ３１０、３１１を詳細に説明する必要はない。
しかしながら、光学系サブアセンブリ３０４から３０９は、放射用光学系サブアセンブリであって、図１６の分解図に示す光学系サブアセンブリ３０４を参照することで理解されるように、これら光学系サブアセンブリ３０４から３０９は励起用光学系サブアセンブリ３１０から３１２とはいくぶん異なる。光学系サブアセンブリ３０４は二つの保持部３１４ａ、３１６ａを有しており、これら保持部３１４ａ、３１６ａは後述する相違点を除けば保持部３１４、３１６と本質的に類似している。保持部３１４ａは図２０と図２１とにのみ示されている。保持部３１４ａと保持部３１６ａとは同一であって、実際には保持部３１４ａを詳細に説明することで保持部３１６ａも十分に説明されることになる。保持部３１４ａは、第一のチャンバ部分３２２ａと第二のチャンバ部分３２４ａと第三のチャンバ部分３２６ａと第四のチャンバ部分３２８ａと第五のチャンバ部分３２９ａとを形成する内壁部を有する。保持部３１４ａと保持部３１６ａとが一緒に連結されると、第一のチャンバ部分３２２ａは円筒形状の光入口ポートを表し、第四のチャンバ部分３２８ａは円筒形状の光出口ポートを表す。さらに、保持部３１４ａ、３１６ａが閉鎖されると、第二のチャンバ部分３２４ａは、励起用光学系サブアセンブリ３１２のフィルタサブチャンバと類似な、光学フィルタ３５４を受容する円筒形状のフィルタサブチャンバを表し、第三のチャンバ部分３２６ａは、励起用光学系サブアセンブリ３１２のレンズサブチャンバと類似な、光学レンズ３４８ａを受容する第一のレンズサブチャンバを表す。保持部３１４ａ、３１６ａが閉鎖されると、第五のチャンバ部分３２９ａは、光学系サブアセンブリ３０４の第一のレンズサブチャンバと類似な、光学レンズ３４９ａを受容する第二のレンズサブチャンバを表すが、第二のレンズサブチャンバは、光学系サブアセンブリ３０４の中心基準軸線に関して、第一のレンズサブチャンバの向きから１８０度の反対方向を向いている。
保持部３１４ａは、リブ３３０ａ、３３４ａ、３３８ａの第一、第二、および第三の組を有しており、これらリブの各組は、励起用光学系サブアセンブリ３１２のリブ３３０の第一の組、リブ３３４の第二の組、リブ３３８の第三の組とそれぞれ同一であるのが好ましい。結果として、保持部３１４ａ、３１６ａが閉鎖されると、リブ３３０ａ、３３４ａ、３３８ａは、一旦、組み立てられると、レンズ３４８ａ、３４９ａの光軸とフィルタ３５４ａの中心軸線とを平行に整列させ、好ましくは光学系サブアセンブリ３０４の中心軸線と同一線上に整列させる必要があるときに、レンズ３４８ａ、３４９ａおよびフィルタ３５４ａの向きを変えるよう機能する。各保持部３１４ａ、３１６ａは、二つのペグと二つの嵌合用穴とを有しており、これらペグとこれら嵌合用穴とは保持部３１４、３１６のペグおよび穴と同様である。しかしながら、保持部３１４、３１６のうちの一方が保持部３１４ａ、３１６ａのうちの一方に偶然に連結される可能性を少なくするために、各保持部３１４ａ、３１６ａの各側のペグと穴とは、保持部３１４、３１６のペグ３４２と穴３４４との間の距離とはいくぶん異なる距離だけ中心軸線３２０に対して平行方向に互いに離間されるのが好ましい。
放射用光学系サブアセンブリ３０５から３０９のそれぞれは、光学フィルタを除けば放射用光学系サブアセンブリ３０４と同一である。明確には、放射用光学系サブアセンブリ３０４の光学フィルタ３５４ａおよび放射用光学系サブアセンブリ３０５、３０７用の光学フィルタは、これら放射用光学系サブアセンブリ３０４、３０５、３０７用の各フィルタが、５５０ナノメートルの中心波長を有していて、５１５ナノメートルと５８５ナノメートルの波長においてピーク値の５０％を透過させることを除けば前述されるフィルタ３５４と同一である。光学系サブアセンブリ３０６は、光学系サブアセンブリ３０６用の光学フィルタが、中心波長４８５ナノメートルの通過帯域を有していて、４５０ナノメートルと５２０ナノメートルとの波長においてピーク値の５０％を透過させることを除けばフィルタ３５４と同一である光学フィルタを有する。光学系サブアセンブリ３０８、３０９用の光学フィルタは、光学系サブアセンブリ３０８、３０９用の光学フィルタが、中心波長５００ナノメートルの通過帯域を有していて、４６５ナノメートルと５３５ナノメートルとの波長においてピーク値の５０％を透過させることを除けばフィルタ３５４と同一である。放射用光学系サブアセンブリ３０４のレンズ３４８ａ、３４９ａおよびサブアセンブリ３０５から３０９の対応するレンズのそれぞれは、前述したレンズ３４８と同一である。
保持部３１４、３１４ａ、３１６、３１６ａは、これら保持部がレンズ３４８、３４８ａ、３４９ａとフィルタ３５４、３５４ａとを適切に整列させて固定するだけでなく、さらに詳細に後述するような発光ダイオードおよびフォトダイオードを受容する組み込み式開口部を表すので、重要な利点を提供する。さらに、保持部３１４、３１４ａ、３１６、３１６ａは、隣接した光学系開口部に適した寸法の、成形された組み込み式光入口ポートと光出口ポートとを提供する。保持部３１４、３１４ａ、３１６、３１６ａは、他の光学系アセンブリにおいて一般的であるようなガスケットもしくはワッシャを必要とすることのない種々の構成要素の、高価でないが単純かつ効果的な製造手段とアセンブリとを提供する（例えば、一般的な光学系アセンブリにおいては、レンズ、フィルタ、およびワッシャなどは、単一部材のハウジングからなる円筒状チャンバ内に結果とし外される）。
当業者であれば、嵌合する保持部と光学系ブロックとからなる思想を、他の光学系アセンブリ、例えば双眼鏡、望遠鏡などにも使用できることを理解するであろう。さらに、有用なアセンブリに、レンズおよび／または光学フィルタを所定の位置に、および一方の保持部と一体的に成型することによって提供することができる。あるいは、保持部を、例えば双眼鏡においてしばしば形成されるように、光軸が折り返るかもしくは偏らせて製造することもできる。アセンブリが、ブロックと保持部との間で迅速な熱伝達が要求される適用例（例えば、光学系構成要素が加熱されるアセンブリ）において使用されるべきである場合には、保持部をプラスチック以外の材料から形成してもよく、かつ熱を注封する構成要素を保持部とブロックとの間に配置してもよい。
詳細に前述されるような光学系アセンブリ３００が現在、望まれているが、別の光学系アセンブリを、ブロック３０２を取り除くことによって、および保持部を一緒に固定するための、要求される場合には集合物として一緒に半アセンブリを保持するための他の構造物を設けることによって、組み立ててもよい。例えば、リングもしくはスナップ作用のクリップを保持部の各対を固定するように組み立ててもよく、枠組み、グリッド、ストラップもしくは他の構造物を、組み立てられた保持部の対を他の組み立てられた保持部の対に固定するために設けても良い。任意に、隣接した保持部の対の間で平坦な面接触を確立してエアギャップを回避することが要求される実施例（例えば、熱の伝達を促進させることが望まれるような場合）においては、組み立てられた保持部の各対の形状を、円筒形ではない形状、例えば六角形、正方形、長方形、もしくは三角形にしてもよい。他の選択物としては、各保持部には、サブアセンブリの他の保持部と連動するかもしくは他のサブアセンブリの保持部と連動する構造物（例えば、スナップ作用のペグまたはタブ、もしくはほぞ穴とほぞとの構成）を設けてもよい。
追加的なオプションとして、多数の異なるサブアセンブリ用の多数の保持部を、別な方法で別個に扱うことのできる部品の数を少なくするために、並行関係に一体的に配列体として一緒に成型してもよく、この配列体を、光学系構成要素が各サブアセンブリのチャンバ内の所定の位置に置かれた後に、同様な配列体に連結させてもよい。例えば、図１６内の保持部３１６と類似な三つの保持部を一体的に成型して、図１６の保持部３１４と類似の三つの保持部を（各保持部３１４は各保持部３１６と同一である、前述したような選択物と共に）組み立てることができる。さらに、一つの列をなす保持部の背面を、一つの光学系アセンブリ内の部品の数をさらに減らすために、隣接した列の保持部の背面と一体的に成型できる。さらに、そのような保持部の組み立てられた対は、前述したような円筒形以外の形状、例えば六角形、正方形、長方形、三角形などの形状にすることもできる。
測定装置１４はまた、電気光学系サブアセンブリ４０２とプリント回路基盤サブアセンブリ４０４とを有する電気的アセンブリ４００（図９）も有しており、プリント回路基盤サブアセンブリ４０４は、プリント回路基盤支持体とこの支持体上に取り付けられた種々の電気的構成要素とを有する。電気光学系サブアセンブリ４０２は、六つの楕円形状凹部４０８を有する結合板４０６（図２２）を有しており、この楕円形状凹部４０８は二列に配置され、各列には三つの楕円形状凹部４０８が配置される。結合板４０６はまた、三つの円形凹部４１０も有しており、これら円形凹部４１０は単一の列に配置され、かつ楕円形状凹部と共に縦に整列され、それにより、凹部４０８、４１０は、九つの凹部からなる配列体を形成し、三つの列のそれぞれは三つの凹部を有するようになる。
結合板４０６の少なくとも一部分は、エラストマー材料から形成されるのが好ましい。一つの例として、結合板４０６は、弾性材料、例えばポリウレタン、シリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）などで被覆されるか部分的に被覆されるアルミニウム製支持体を有しうる。任意に、基材は、凹部４０８、４１０に対応する凹部を示しており、エラストマー材料の層は各凹部に受容される。任意に、エラストマー材料は、金属製支持体の四つの縁部を通って広がり、光学系アセンブリ３００から離れて対面する金属製支持体の平坦な背面の全範囲を被覆する。エラストマー材料は電気的に非導電性でありかつ、電気的リードが設けられた金属製支持体内の穴よりもいくぶん小さくて、これら穴と共に整列された穴を有する。実際には、リードはアルミニウム製支持体と接触しないで保持される。
電気光学系サブアセンブリ４０２は、三つの発光ダイオードすなわち「ＬＥＤ」４１２（図８および図１０）を有しており、これら発光ダイオードのそれぞれは、円形凹部４１０のそれぞれ一つに完全に受容される円形ベース部を有する。各ＬＥＤ４１２はドーム形状部分も有しており、このドーム形状部分は、サブアセンブリ３１０から３１２の各保持部の第一のチャンバ部分により提供された光入口ポート内に完全かつ補充的に受容される。サブアセンブリ３１０から３１２の保持部は、対応するＬＥＤの円形ベース部の残りの部分を受容する円形腔（図１７および図１８の円形腔３２３）も有する。適切なＬＥＤの一例は、窒化ガリウム（ｇａｌｌｉｕｍ ｎｉｔｒｉｄｅ）製ＬＥＤ、例えばニチア（Ｎｉｃｈｉａ）からの部品番号ＮＬＰＢ−５００、もしくは別のレーザダイオードである。
電気光学系サブアセンブリ４０２は六つの固体の光センサもしくはフォトダイオード４１４も有しており、これら光センサもしくはフォトダイオード４１４のそれぞれは、楕円形状凹部４０８のそれぞれ一つ内に、その一部が完全に受容される本体を有する。フォトダイオード４１４は、シリコーン製フォトダイオードでもアバランシェ（avalanche）ダイオードでもよい。適切なシリコーン製フォトダイオードの一例は、ハママツ（Hamamatsu）からの製品番号Ｓ１１３３−１４のフォトダイオードである。ＬＥＤ４１２およびフォトダイオード４１４のそれぞれは、結合板４０６の各穴を通って、特に前述した金属製支持体およびエラストマー材料の穴を通って延びる一対のリードを有する。
一対の機械ネジ４１６（図１０）が、プリント回路基盤支持体の折返し部分と、結合板４０６の各穴４１８（図２２）と、ブロック３０２の各穴４２０（図１６）とを通って延びて、光ファイバ端子ブロックの端板２１４の嵌合用貫通穴４２２（図１４）を貫通する。ブロック３０２には、平行に整列されて突き出ている一対の突起部４２４が設けられて、これら突起部４２４は組立作用を容易にするために挿入板２１４の各穴（図１４）内に受容されるのが好ましい。一旦、機械ネジ４１６が挿入板２１４に締め付けられると、結合板４０６の支持体上に広がる弾性材料は弾性層を提供し、この弾性層は、測定装置１４が、生じうる物理的衝撃力を受けるときはいつでも、例えば測定装置が偶然に落下するときはいつでも、電気的アセンブリへの損傷を回避させる。
例えば図９に示すように、結合板４０６の周辺縁部は、光学系ブロック３０２およびプリント回路基盤サブアセンブリ４０４の隣接領域から外側に突出する。結合板４０６の周辺縁部は、ハウジング２００の二つの部品からなる溝４２８内に受容される。溝４２８と結合する、結合板４０６の突出した周辺縁部は、光学系アセンブリ３００と電気的アセンブリ４００とに対して安定した取付支持部を提供する。結合板４０６の突出した周辺縁部はまた、プリント回路基盤サブアセンブリ４０４を取り囲むハウジング２００の領域から、光学系アセンブリ３００と光ファイバ端子ブロックアセンブリ２１０とを有する構成要素の残りの部分を取り囲むハウジング２００内の領域まで流れる対流熱の熱量を少なくする役目を果たす。
プリント回路基板サブアセンブリ４０４は、電力、クロックタイミング及びリモートモニタ４３２（図２４参照）からの指示信号を受けるコントローラ４３０（図２３参照）を有している。柔軟な電気ケーブル４３４（図８参照）が、コントローラ４３０とモニタ４３２を機能的に接続する。しかしながら、あるいは、電気アセンブリ４００が、ハウジング２００内、又はそれに隣接して配置されたバッテリと、一束の光ファイバによって、又は例えば、無線周波数信号又は光学的振動数信号を供給する装置等の遠隔通信装置によって置き換えられた電気ケーブル４３４とによって動力を供給されても良い。
サブアセンブリ４０４のプリント回路板の基板は、図８から１０に示すように、長方形の箱状の形態に折畳まれる。この箱状の形態は、基板上の電子部品が取付けられているスペースを取り囲む４つの側方部分と２つの端部分とを含んでいる。上記構造は、好ましいことに、電子部品のための電気シールドを提供し、部品を発光ダイオードから多少熱的に隔離する機能も果たす。
コントローラ４３０は、３つのドライバ４３６に電気的に接続され（接続は図示無し）、これら３つのドライバ４３６は、次いでそれぞれ対応する発光ダイオード４１２の１つに電気的に接続される。ドライバ４３６は、それぞれの発光ダイオード４１２を次々と、調和して、通電させる。
プリント回路基板サブアセンブリ４０４は、図１５及び図２３に示す３つのアナログ−デジタル変換器４３８、４３９、４４０を含んでいる。適合するアナログ−デジタル変換器は、バーブラウン（BURR-BROWN）のカタログナンバーDDC101である。図１５に略図を示したように、変換器４３８は、光学系サブアセンブリ３０５、３０６と対応するフォトダイオード４１４に電気的に接続され、変換器４３９は、光学系サブアセンブリ３０７、３０８と対応するフォトダイオード４１４に電気的に接続され、変換器４４０は、光学系サブアセンブリ３０４、３０９と対応するダイオード４１４に電気的に接続される。更に、信号増幅器又はオペアンプ４４２（例えば、アナログデバイス（Analog Devices）のカタログナンバー（AD795等）が、サブアセンブリ３０９のフォトダイオード４１４と変換器４３９との間の電気導線に配置される。
使用において、コントローラ４３０は、モニタ４３２から所定の信号を受信すると、ドライバ４３６の１つへ信号を送り、次いで、発光ダイオード４１２の対応する１つに通電する。次いで、光は、その発光ダイオードから隣接するファイバブロックアセンブリ２１０の光ファイバを通って対応するセンサ２８〜３４へ進み、そこで吸収される。そして、センサは異なる波長で光を放射する。放射される光の量は、カセット１２の流体チャンバ１８内の分析物濃度（例えば、キャリブレーション流体又は血液）によって決定される。上記センサ２８〜３４から放射される光は、ファイバブロックアセンブリ２１０の他の光ファイバを通り、フォトダイオード４１４の１つへ送られる。このダイオード４１４へ電気的に接続されている変換器４３８〜４４０は、検出された光束の量を表すデジタル出力信号を発信する。コントローラ４３０は、予め選択した時間遅れ間隔に従って、適切な変換器４３８〜４４０から受信したデータを読取り、上記データをケーブル４３４を介してモニタ４３２へ送る。
各励起用光学系サブアセンブリ３１０〜３１２内の光学系フィルター３５４は、その通過帯域内の波長を有するほぼ全ての光を通過させ、その通過帯域内でない波長を有するほぼ全ての光を遮断するように機能する。各励起用光学系サブアセンブリ３１０〜３１２のレンズ３４８は、光学系フィルター３５４から放射される光を、隣接するファイバの光束の光学的有効口径に集中させる。
センサ２８〜３４から放射され、放射用光学系サブアセンブリ３０４〜３０９へ送られる光は、隣接するファイバの光束の光学的有効口径から対応するレンズ３４８ａに進む。レンズ３４８ａは、光を平行にし（colluminate）、光学的軸線に沿って、隣接する光学フィルター３５４ａへ送るように機能する。次いで、第２レンズ３４９ａが、光を、対応する、隣接するフォトダイオード４１４に集中する。フィルター３５４ａは、通過帯域内の波長を有する殆どの光を通過させ、通過帯域から外れる波長を有するほぼ全ての光を遮断する。任意の所定の光学的経路に関して、フィルター３５４は、対応するセンサ２８〜３４において蛍光染料を励起する光の波長を選択し、ほぼ全ての他の光を遮断する。フィルター３５４ａは、蛍光染料によって放射された光の波長を選択し、ほぼ全ての残りの光（任意の反射励起光を含む）を遮断する。
変換器４３８〜４４０は、フォトダイオード４１４から受信したアナログ信号をフォトダイオード４１４によって検出された光流の量を表すデジタルデータ群に変換する。このデジタルデータは、コントローラ４３０に転送され、コントローラ４３０は、順次、データをモニタ４３２へ送る。
図１５は、サブアセンブリ３１０において受ける発光ダイオード４１２から放射される光が、センサ３０、センサ３２、及び穴部２４６に隣接する対照ディスク２５４に、同時に送られていることを示している。センサ３０から放射される光は、サブアセンブリ３０５に隣接するフォトダイオード４１４によって検出され、変換器４３８によってデジタル信号に変換される。穴部２４６に隣接する対照ディスク２５４から放射される光は、サブアセンブリ３０７のフォトダイオード４１４によって検出され、変換器４３９によってデジタル信号に変換される。サブアセンブリ３０４に隣接するフォトダイオード４１４によって、センサ３２から検出される光は、変換器４４０によってデジタルデータ群に変換される。３つの変換器４３８〜４４０からのデジタルデータ群は、コントローラ４３０によって受信され、モニタ４３２へ転送される。
多少類似した方法で、サブアセンブリ３１２で受ける発光ダイオード４１２から放射される光は、センサ３４、及び穴部２５０に隣接する対照ディスク２５４へ送られる。センサ３４から放射される光は、サブアセンブリ３０６に隣接するフォトダイオード４１４によって検出され、フォトダイオード４１４のアナログ出力は、変換器４３８によってデジタルデータ群に変換される。同時に、穴部２５０に隣接する対照（reference）ディスク２５４から放射される光は、サブアセンブリ３０８に隣接するフォトダイオード４１４によって検出され、このフォトダイオード４１４からのアナログ信号は、変換器４３９によってデジタルデータ群に変換される。
サブアセンブリ３１１に対応する発光ダイオード４１２が通電される場合、光は、センサ２８、及び穴部２４８に隣接する対照ディスク２５４へ、同時に送られる。穴部２４８に隣接する対照ディスク２５４から放射される光は、サブアセンブリ３０８に隣接するフォトダイオード４１４によって検出され、このフォトダイオード４１４からのアナログ出力は、変換器４３９によってデジタルデータ群に変換される。センサ２８から放射される光は、サブアセンブリ３０９に隣接するフォトダイオード４１４によって検出され、このフォトダイオード４１４のアナログ出力は、増幅器４４２によって増幅され、アナログ信号をデジタルデータ群に変換する変換器４４０へ送られる。
図１５に示された配線略図は、たとえ４つのセンサ（即ち、センサ２８〜３４）と３つの対照ディスク２５４を使用した場合でも、使用する変換器４３８〜４４０を３つだけとすることを可能にし、又、使用する発光ダイオード４１２を３つだけとすることを可能にする。上記のタイムシェアリング又は「マルチプレクシング」構成は、電気アセンブリ４００に必要とされる部品の数を節約し、又、ハウジング２００が比較的小さくても良いようにスペースを節約する。更に、上記の構成は、そうでない場合にハウジング２００内で発生する可能性のある熱の量を減少させる。
モニタ４３２の略示ブロック図を図２４に示す。モニタ４３２はインターフェースカード４５０を含み、このインターフェースカード４５０は、電気サブアセンブリ４０４から引かれているケーブル４３４へ接続されている。このインターフェースカード４５０は、補助ボード４５２に電気的に接続され、順次、一次コントローラ又は「ＳＢＣ」（シングルボードコンピュータ）４５４へ接続される。インターフェースカード４５０は又、発光ダイオード４１２へ電力を供給する。
ＳＢＣは、発光ダイオード４１２へのパルスの振幅と継続時間を制御する。ＳＢＣ４５４は、メモリーカード４５６と、例えば発光ダイオードディスプレイ等のディスプレイ４５８へ接続される。ディスプレイ４５８のためのパワーインバータ４６０は又、ＳＢＣ４５４に接続される。
モニタ４３２は又、ライン電圧源に接続される電源４６２を含んでいる。電源４６２は、充電器４６４に電気的に接続され、この充電器４６４は、バッテリ４６６を充電状態に維持する。電源４６２とバッテリ４６６は、パワーセレクター４６８へ接続される。モニタ４３２は、スイッチ４７０を含み、このスイッチ４７０は、閉じた場合に電力を３つのＤＣ／ＤＣコンバータ４７２へ送る。ＤＣ／ＤＣコンバータ４７２とプリンタ４７４は、両方とも補助ボード４５２へ接続される。
図２５は、好ましくは上述した測定装置１４とカセット１２を使用している心肺バイパス循環回路５００の略示図である。循環回路５００は、例えば心臓を開く手術等の手術を受けている患者５０４の静脈（好ましくは大静脈）と連通するように配置された入口を有する管の第１部分５０２を含んでいる。管５０２は又、静脈バッグリザーバ５０６へ接続される出口を有している。心臓切開リザーバ５０８は又、管の第２部分５１０によって静脈バッグリザーバ５０６へ接続される。
循環回路５００は又、静脈バッグリザーバ５０６の出口に接続されている入口を有する管の第３部分５１２を含んでいる。管の第３部分５１２は、ぜん動ポンプ又は遠心ポンプ５１４へ接続される出口を有する。
ポンプ５１４は、管の第４部分５１６の入口に接続される出口を有している。管の第４部分５１６は、酸素付加装置５１８の入口へ接続される出口を有している。酸素付加装置５１８は管の第５部分５２０の入口へ接続される出口を有している。
管の第５部分５２０は、動脈フィルター５２２の入口に連通する出口を有している。動脈フィルター５２２の出口は、管の第６部分５２３の入口へ接続される。管の第６部分５２３は又、患者５０４の動脈（好ましくは大動脈）へ接続される出口を有している。
心肺バイパス回路５００は又、シャント流路５２４を含んでいる。図２５に図示した実施形態では、シャント流路５２４は、動脈フィルター５２２の出口へ接続されている入口を有する管の第６部分５２６を含んでいる。管の第６部分５２６は又、例えば図１〜７に示したカセット１２のような血液パラメータ測定カセットの入口へ接続される出口を有している。一例として、管の第６部分５２６は、図５に示した管５４と同一のものであっても良い。
シャント流路５２４は又、カセット１２の出口に接続される入口を有する管の第７部分５２８を含んでいる。管の第７部分５２８は、随意に、図５に示した管８４と同一のものである。管の第７部分５２８は又、サンプリングポート５３０の入口に接続される出口を有している。
シャント流路５２４は更に、サンプリングポート５３０の出口に接続される入口を有する管の第８部分５３２を含んでいる。管の第８部分５３２は、図２５に示す実施形態の静脈バッグリザーバ５０６の入口に接続される出口を有している。図には示されていないが、シャント流路５２４は、随意に、管５２６、５２８、５３２を通る血液の通過を制限又は中断するバルブを含んでいても良い。
フレキシブル管５０２、５１０、５１２、５１６内と、心臓切開リザーバ５０８、静脈バッグリザーバ５０６、ポンプ５１４内の経路は、静脈流路を構成する。フレキシブル管５２０、５２３内と、動脈フィルター５２２内の経路は、動脈流路に相当する。シャント流路５２４の出口（即ち、図２５に示した実施形態の管の第８部分５３２の出口）は、静脈流路上の幾つかの異なる位置の任意の位置に配置しても良く、例示する目的においてのみ、静脈バッグリザーバ５０６の入口部分に接続されるように示してある。好ましくは、シャント流路５２４の出口は、ポンプ５１４の上流側の静脈流路に配置され、血液が、補助ポンプの必要無く、シャント流路５２４を通って流れるようにする。
シャント流路５２４の入口（即ち、図２５に示した実施形態の管の第６部分５２６の入口）は、好ましくは、動脈流路上の幾つかの異なる位置の任意の位置において動脈流路に連通して配置され、より好ましくは、図２５に示したように、動脈フィルター５２２の出口へ接続される。しかしながら、あるいは、シャント流路５２４の入口は、静脈流路上に位置しても良く、好ましくは、ポンプ５１４の下流側に位置する。
図２５に示した回路５００では、シャント流路５２４は、動脈流路を通って流れる患者の血液の一部を迂回させ、その迂回させた部分を静脈流路へ戻す。有利には、センサ２８〜３４を有するカセット１２のシャント流路５２４の部分への配置により、カセット１２を動脈流路又は静脈流路に直列に配置する必要が無くなり、更に、必要であれば、血液を常にセンサ２８〜３４を通過して連続的に流すことを可能とする。更に、シャント流路５２４は、手術中に必要があれば、静脈流路や患者５０４へ向かう動脈流路を通る血液の流れを中断すること無く、静脈流路及び動脈流路へ接続すること、又は、これらとの接続を断つことが可能である。
比較してみると、従来の血液ガスモニタリング装置を有する心肺バイパス回路は、一般に、流液カセット又はセルを含んでおり、この流液カセット又はセルは、静脈流路又は動脈流路の中に配置され、セルを通過して流れる血液のパラメータを測定する１つ以上のセンサを有している。しかしながら、この流液セルは、静脈流路及び動脈流路に直列であるので、セルは、血液がバイパス回路を通される前に静脈流路又は動脈流路に接続されなければならず、ある場合には欠点となる。又、上記構成は、例えば、一つ以上のセンサに欠陥があった場合に、セルの交換の可能性を、実際上、排除する。
好ましくは、シャント流路５２４は、その血液の流れに垂直な基準平面において、静脈流路及び／又は動脈流路の、その血液の流れに垂直な基準平面における平均断面積よりも小さい平均断面積を有している。例えば、フレキシブル管５２６、５２８、５３２を含むシャント流路５２４は、内直径が０．１２５インチ（３．２ｍｍ）であっても良く、その一方、フレキシブル管５０２、５１２、５１６、５２０、５２３を含む静脈流路及び動脈流路は、平均内直径が、約０．２５インチ（６．３ｍｍ）から約０．５インチ（１２．７ｍｍ）の範囲であっても良い。シャント流路５２４のより小さな内部面積は、比較的小さな管の使用を可能にし、この比較的小さな管は、いつでも、静脈流路及び動脈流路を通る血液の流れを不適切に中断すること無く、静脈流路及び動脈流路へ容易に接続すること、又はこれらの経路から容易に接続を断つことが可能である。例えば、シャント流路５２４は、患者が、動脈流路及び静脈流路を取付けられ、用いられて、手術準備室から到着した後で、手術室においてシャント流路が必要になった時のように、血液が静脈流路又は動脈流路を通って流れ始めた後に、静脈流路又は動脈流路に接続されても良い。
更に、シャント流路５２４は、サンプリングポート５３０がカセット１２に近接して配置可能であるという点で有利であり、サンプリングポート５３０から採取した血液サンプルが、カセット１２及び測定装置１４によって測定された血液の特性の測定値とより良く相関することを保証することを補助する。この構成は又、多くの従来の心肺バイパス回路の場合で必要となるサンプリングポートから血液サンプルを吸引するシリンジ又は他の装置を必要としない。
カセット１２及び装置１４は、心肺バイパスシャント以外の用途で使用されても良い。例えば、集中治療室や他のクリティカルケアの状況において、動脈−静脈シャント流路は、比較的小さな直径のフレキシブル管（例えば、外直径が０．１２５インチ（３．１ｍｍ）から０．１９インチ（４．８ｍｍ））を動脈及び静脈に、従来のカニュレーション技術を用いて接続することによって構成することが可能である。そして、血液は、動脈と静脈の圧力差のために、管を通って流れる。管へ接続されたカセット１２等のカセットが、血液の一つ以上のパラメータをモニタするために使用される。
有利には、測定装置１４の長手方向の軸線と、特に、ハウジング２００の長手方向の軸線とは、ほぼ平行であり、好ましくは、カセット１２の流体チャンバ１８を通って流れる血液の方向と平行である。上記の構成は、コンパクトなアセンブリを提供し、更に、凝結を促す可能性のある渦やその他の血流の乱れが発生する可能性を減少させる。この平行な構成は、特に、カセット１２と測定装置１４が患者の身体の付近に配置される場合に有用である。
図２６は、本発明の他の実施形態による心肺バイパス回路５００ａの略示図である。図２５、２６において、同じ番号で識別されたエレメントは同じものであり、それ故、これらのエレメントの詳細な説明は繰り返す必要はない。しかしながら、図２６の心肺バイパス回路５００ａは、シャント流路５２４とは多少異なるシャント流路５２４ａを有している。
より詳細には、シャント流路５２４ａは、管の第６部分５２６ａを含んでおり、この管の第６部分５２６ａは、動脈フィルター５２２へ接続される入口と、サンプリングポート５３０ａに接続される出口とを有している。シャント流路５２４ａは又、管の第７部分５２８ａを含んでおり、この管の第７部分５２８ａは、サンプリングポート５３０ａへ接続される入口と、カセット１２に接続される出口とを有している。シャント流路５２４ａの管の第８部分５３２ａは、カセット１２へ接続される入口と、心臓切開リザーバ５０８に接続される出口とを有している。
心肺バイパス回路５００ａは又、管の第９部分５３４ａを含んでおり、この管の第９部分５３４ａは、静脈バッグリザーバ５０６の入口に接続される入口と、サンプリングポート５３０ａに接続される出口とを有している。ポンプ５３６ａは、管の第９部分５３４ａ中に配置され、血液を静脈バッグリザーバ５０６から管の第９部分５３４ａを通してサンプリングポート５３０ａへ送る。
サンプリングポート５３０ａは、管の第６部分５２６ａ又は管の第９部分５３４ａの何れかからの血液の流れを選択的に中断するバルブを含んでいる。例えば、サンプリングポート５３０ａのバルブが、管の第６部分５２６ａを通り、カセット１２へ行く血液の流れを可能とし、管の第９部分５３４ａの血液の流れを中断するように調節され、カセット１２のセンサ２８〜３４が動脈血のパラメータをモニタするために使用されるようにしても良い。あるいは、サンプリングポート５３０ａのバルブが、管の第６部分５２６ａを通る血液の流れを中断するようにし、管の第９部分５３４ａを通り、カセット１２へ行く血液の流れを可能とするように調節され、センサ２８〜３４が静脈血のパラメータをモニタするために使用されるようにしても良い。上記の構成は、使用者が、２つのカセット及び測定装置を必要とせずに、静脈血と動脈血両方のパラメータを選択的にモニタすることを可能にする。
本発明の他の実施形態が、図２７に略示図で示されており、ここには、心肺バイパス回路５００ｂが示されている。図２５及び２７に示した構成要素で同じ識別番号を有しているものは、同一のものであり、これらの構成要素の詳細な説明は繰り返す必要はない。しかしながら、心肺バイパス回路５００ｂは、本明細書で上述したシャント流路５２４、５２４ａとは多少異なるシャント流路５２４ｂを含んでいる。
より詳細には、シャント流路５２４ｂは、管の第６部分５２６ｂを含んでおり、この管の第６部分５２６ｂは、動脈フィルター５２２の出口へ接続される入口と、カセット１２への入口に接続される出口とを有している。シャント流路５２４ｂの管の第７部分５２８ｂは、カセット１２の出口コネクタ６２へ接続される入口と、サンプリングポート５３０ｂの入口へ接続される出口とを有している。シャント流路５２４ｂの管の第８部分５３２ｂは、サンプリングポート５３０ｂの出口へ接続される入口と、心臓切開リザーバ５０８に接続される出口とを有している。
更に、シャント流路５２４ｂは、管の第９部分５３４ｂを含んでおり、この管の第９部分５３４ｂは、静脈バッグリザーバ５０６の入口に接続される入口と、第２カセット１２ａの入口継手に接続される出口とを有している。随意に、第２カセット１２ａは第１カセット１２と同一である。第２カセット１２ａは、管の第１０部分５３８ｂの入口に接続される出口コネクタ（例えば図５に示したルアーコネクタ６２等）を有している。管の第１０部分５３８ｂは、サンプリングポート５３２ｂの入口に接続される出口を有している。ポンプ５３６ｂは、管の第１０部分５３８ｂ中に配置され、血液を静脈バッグリザーバ５０６の入口からサンプリングポート５３０ｂへ送る。
図２７に示した心肺バイパス回路５００ｂは、使用者が、静脈流路と動脈流路の両方において同時に血液の特性をモニタすることを可能にする。図２６、２７にそれぞれ示した回路５００ａ、５００ｂの変形例として、管の第９部分５３４ａ、５３４ｂの入口が、管の第４部分５１６へ接続されても良く、このような場合には、ポンプ５１４によって供給される圧力は、好ましくは、ポンプ５３６ａ、５３６ｂを必要とせずに、管５３４ａ、５３４ｂを通して血液の流れを送るのに十分である。
シャント流路５２４ａ、５２４ｂは、シャント流路５２４のように、好ましくは、その血液の流れに垂直な基準平面において、血液の流れに垂直な基準平面で考えた場合の静脈流路又は動脈流路の何れの平均断面積よりも小さい平均断面積を有している。シャント流路５２４ａ、５２４ｂは、動脈流路及び静脈流路を通る血液の流れを中断すること無く、適宜に、それぞれ回路５００ａ、５００ｂへ取付けること、又は、これら回路から取り外すことが可能である。
本発明の他の実施形態のカセット１２ａについて図２８〜図３１に示す。カセット１２ａは、概括的に言うと、図２８及び図２９に単独で示すカセット本体１５ａと、図３０に単独で示すカセットケーシング１６ａとを有する。本体１５ａは、血液のような流体中の一つ以上のパラメータを検出するのに適した一つ以上のセンサを取付けるための中央支持部材１７ａを有する。図２８及び図２９に示す実施形態では、支持部材１７ａは、上述したカセット１２と共に説明したセンサ２８〜３４と同一の４個のセンサ２８〜３４を担持しているが、代わりにそれと異なるセンサ、あるいはそれより少数のセンサ又はそれより多数のセンサを設けうる点について理解すべきである。
カセット本体１５ａのセンサ２８〜３４は、縁部４０ａにより包囲された長円形凹部２６ａ内に配置されている。図２８に示すようにキー４２ａが縁部４０ａの側壁と一体的に結合されている。必要な時に測定装置１４の突起２１６に対し着脱可能に連結するため、凹部２６ａ、縁部４０ａ及びキー４２ａの構成は、上述した凹部２６、縁部４０及びキー４２の構成と同様にされている。
カセット本体１５ａは、測定装置１４の雌形カップリング２０２と着脱可能に連結するための雄形カップリング４４ａを更に有する。カップリング４４ａは、４個のセンサ２８〜３４の中心を通る軸線に垂直な基準面において、凹状であってほぼＵ形状になっている。カップリング４４ａは、縁部４０ａの外側延長部分に対し反対方向であって本体１５ａから外側に延びている対向脚部４６ａを有する。各脚部４６ａは、カップリング２０２と接触するのに適した外側表面４７ａを同一平面上に備えた３個の支持部分を有する。好適には、対向脚部４６ａの外側表面４７ａは、本体１５ａに近づくにつれて互いに近づいており、互いに対して約２８°から約３２°の角度をなす基準面に沿って延びている。より好適には、外側表面４７ａは、互いに対して約３０°の角度をなす基準面に沿って延びている。
各脚部４６ａの外側端部にはフランジ４８ａが一体的に結合されている。フランジ４８ａは４個のセンサ２８〜３４の中心を通って延びている上述した軸線に平行な共通面内に横設されている。脚部４６ａは多少柔軟になっており、指により圧力を受けると互いの側に少し移動可能であるが、指による圧力が除去されると図面に示す元来の通常の配置に繰り返し迅速に戻るように形状が記憶されている。
各脚部４６ａの外側中央領域には楔形タブ５０ａが一体的に結合されている。このタブ５０ａは互いに反対側に延びており、互いに対し約８０°の角度をなす基準面に沿って各脚部４６ａから外側に延びている。更に、各タブ５０ａの末端縁部は、フランジ４８ａの延長方向に対し２５°の角度をなす基準面内に延びている。タブ５０ａの最も外側の縁部は、隣接する各脚部４６ａの領域から外側に間隔をあけられており、本体１５ａとフランジ４８ａを含む上述した基準面との間の共通基準面内に横設されている。
更に、各脚部４６ａは本体１５ａとタブ５０ａとの間に配置された２個の長方形の開口４９ａを有し、開口４９ａは、好適には本体１５ａに隣接して配置されている。更に、カセット本体１５ａは図３１のみに示すＯリング５１ａを収容するために図２９に示すような溝５１ａを有する。
図３０に単独で示すカセットケーシング１６ａは、チャンバ１８ａを画定する壁と、血液のような流体をチャンバ１８ａまで通すための入口５３ａと、流体をチャンバ１８ａから排出させるための出口５５ａとを有する。ケーシング１６ａは、壁６１ａにより包囲されると共にチャンバ１８ａ内まで延びている側部開口１９ａを有する。ケーシング１６ａは、チャンバ１８ａから反対方向に外側に延びている一対の細長い翼部５７ａを有する。それぞれが楔形状であって突出している２個のスナップ又は耳部５９ａが、チャンバ１８ａの隣の位置において各翼部５７ａに結合されている。
翼部５７ａは多少柔軟にされており、指による圧力の下で互いの方に少し移動可能であるが、指による圧力が除去されると図面に示す元来の通常の配置に迅速に繰り返し戻るように形状が記憶されている。好適には、カセット本体１５ａ及びカセットケーシング１６ａのそれぞれは、比較的透明な医療用グレードポリカーボネートのようなプラスチック材料の最初に別個となっている部材として射出成形される。
ケーシング翼部５７ａの耳部５９ａとカセット本体１５ａの開口４９ａとは、本体１５ａに対しケーシング１６ａを着脱可能に連結するためのコネクタを構成する。図３１は本体１５ａ及びケーシング１６ａが共に連結された状態を示しており、その状態において、各耳部５９ａは本体１５ａに対しケーシング１６ａを確実に連結するために各開口４９ａ内に収容されている。ケーシング１６ａが本体１５ａに対しそのように結合されている時、Ｏリング５１ａ（図３１）は、開口１９ａを閉鎖すると共に本体１５ａとケーシング１６ａとの間に漏れのない流体シールを形成するためにケーシング１６ａの壁６１ａ（図３０）と係合する。
好適には、ケーシング１６ａが本体１５ａに連結される時、楔形状の耳部５９ａは、耳部５９ａが脚部４６ａの内側表面を横切って摺動するときに各翼部５７ａを互いの方に内側に向けるカムとして機能する。例えば、ユーザーは流体チャンバ１８ａに隣接するケーシング１６ａを押動することにより本体１５ａに対しケーシング１６ａを確実に連結可能であり、ユーザーはそれと同時に翼部５７ａを変形させなくてもよい。耳部５９ａの外側縁部が開口４９ａの外側を越えるまで移動されると、翼部５７ａ固有の弾性により、耳部５９ａは開口４９ａ内に適切にスナップフィットされる。しかしながら、必要な場合には、例えば耳部５９ａの外側縁部が開口４９ａを通過し、次いでケーシング１６ａが本体１５ａから移動するまで、翼部５７ａを互いの方に押動することによりケーシング１６ａを本体１５ａから外すことも可能である。
図３１も上述した測定装置１４の雌形カップリング２０２にカセット１２ａを結合した状態を示す。カセット１２ａが測定装置１４の方に移動されると、タブ５０ａはカップリング２０２の各溝２０８内に嵌入する。この場合、タブ５０ａの機能及び作用はタブ５０の機能及び作用と同様であり、カセット１２ａはタブ５０ａがスナップ式に結合することにより測定装置１４に対し着脱可能に連結される。測定装置１４からカセット１２ａを外す必要があるとき、タブ５０ａが溝２０８を通過するまで指圧によりフランジ４８ａが互いの方に内側に移動されると、雌形カップリング２０２からカセット１２ａを取り外すことが可能になる。
他の点において、カセット１２ａの構成及び機能はカセット１２の構成及び機能と同様である。例えばカセット１２ａは、キャリブレーションのために使用され、必要な場合には血液のパラメータを監視するために使用可能である。他の例として、好適には、チャンバ１８ａを画定するカセット１２ａの内側壁に、ヘパリンのコーティングのような親水性表面が設けられる。更に好適にはチャンバ１８ａは上述した部分２０、２２、２４及び２５と同様のチャンバ部分を有する。
更に、可撓性の管と連結するために様々な継手及びコネクタを入口５３ａ及び出口５５ａに連結可能である。あるいは、キャップ５６のようなキャップを出口ポート５５ａに結合可能であり、フィルタアセンブリ６６と同様のガスフィルタアセンブリを入口５３ａに連結可能である。そのようなアセンブリにより、ユーザーはカセット１２について上述した方法と同様の方法でセンサ２８〜３４のキャリブレーションを行うことができる。
カセットケーシング１６ａの内径は比較的小さく、キャリブレーションの期間中、カセットケーシング１６ａが使用される。更に、カセット１２ａが図２５〜図２７に示した分流路５２４、５２４ａ、５２４ｂのような分流路の一部を形成するとき、ケーシング１６ａを使用することも可能である。他のカセットケーシング１６ａを図３２及び図３３に示す。このカセットケーシング１６ａは、動脈管又は静脈管内における流れを検出するための流液セル（flow-through cell）としてカセット１２ａを使用すべき場合に有益である。例えば、ケーシング１６ｂは、０．５インチ（１２．５ｍｍ）の公称内径を有する可撓性管を収容するのに適した入口５３ｂ及び出口５５ｂを有することが可能である。
ケーシング１６ｂは長円形開口１９ｂの対向側部に沿って対に配置された４個の楔形状のスナップ又は耳部５９ｂを有する。耳部５９ｂの立体的形状は、上述した耳部５９ａの立体的形状と同様であり、耳部５９ｂは、ケーシング１６ｂが本体１５ａに結合される時にカセット本体１５ａの開口４９ａ内にスナップ式に嵌入するのに適している。しかしながら、耳部５９ｂが翼部５９ａのような翼部に連結されない場合、耳部５９ｂは実質的に動かないように本体１５ａに対しケーシング１６ｂを結合する役目を果たし、それゆえ、共に結合されると、ケーシング１６ｂを本体１５ａから迅速に外すことはできない。
ケーシング１６ｂは側部開口１９ｂを備えた内部流体チャンバ１８ｂを有する。開口１９ｂを横切って長円形膜６１ｂが延びており、長円形膜６１ｂは長円形ランド部６３ｂに接合されている。膜６１ｂとは超音波溶接又は接着結合によりランド部６３ｂに結合される。膜６１ｂは、例えば０．００５インチ（０．１２ｍｍ）のトラックエンチングがなされた（track-etched）ポリカーボネートのような一連の小さい穴を有する材料により形成される。
膜６１ｂの他に、カセットケーシング１６ｂは、図３３に示すような第一部材６５ｂ及び第二部材６７ｂの最初に別個になっている二つの部材を使用して形成される。第一部材６５ｂ及び第二部材６７ｂは、例えば超音波溶接又は接着結合を使用して共に接合される。
図３４は測定装置１４のケーシング１６ｂ、本体１５ａ及び雌形カップリング２０２の端部の断面図である。図３４に示すように、センサ２８〜３４付近において流体チャンバ１８ｂはほぼ長円形であり、その効果として、脚部４６ａの範囲内にやや大きいチャンバ領域を設けることができる。図３４に示す流体チャンバ１８ｂのほぼ長円形の部分の断面積は、入口５３ｂ及び出口５５ｂの円形の断面積とほぼ等しくされ、好適には等しくされる。更に、流体チャンバ１８ｂを画定する壁部分は、好適には、円形断面の領域と中間のほぼ長円形の領域との間が円滑に移り変わっており、チャンバ１８ｂを通る血液の流れが不適切に乱れるのが阻止される。
図３５及び図３６はケーシング１６ｂと共に使用するのに適したキャップ６９ｂを示している。キャップ６９ｂは、例えばケーシング１６ｂが本体１５ｂに結合される前に膜６１ｂを越えて延びて膜６１ｂを保護するのに適した中央のほぼ長円形の膜７１ｂを有する。好適には、膜７１ｂの形状はケーシング１６ｂに固定される膜６１ｂの形状と相補形状になっている。キャップ６９ｂは、膜６１ｂ上を溶接密閉するためにケーシング１６ｂとシール係合するＯリング（図示せず）を担持する溝７３ｂを更に有する。
キャップ６９は一対の可撓性翼部７５ｂを有し、各翼部は図３５に示すような一対の長方形開口７７ｂを有する。キャップ６９ｂがケーシング１６ｂ上に押しつけられると、翼部７５ｂが楔形状の耳部５９ｂと係合し、互いに離れる方向に外側に向く。耳部５９ｂが各開口７５ｂに隣接する位置まで移動されると、翼部７５ｂ固有の弾性により、翼部７５ｂは図３５及び図３６に示す通常の配置まで自然に戻り、ケーシング１６ｂに対しキャップ６９ｂが確実に結合される。必要な場合には、耳部５９ｂが開口７７ｂを通過すると共にケーシング１６ｂからキャップ６９ｂが離れるまで互いの方向に翼部７５ｂを押圧することにより、キャップ６９ｂはケーシング１６ｂから容易に取り外し可能である。
図３７及び図３８は例として本体１５ａと共に使用するための二つの他のケーシングを示している。図３７において、例えばケーシング１６ｃは、カセット本体１５ａと共に流体チャンバ１８ｃを画定する第一部材６５ｃ及び第二部材６７ｃを有する。流体チャンバ１８ｃは全周に沿ってほぼ円形の断面を有する。例えばチャンバ１８ｃの断面積が図３４に示すチャンバ１８ｂの断面積よりも小さい場合、チャンバ１８ｃの長円形の中間部分が必要なくなる。他の点では、ケーシング１６ｃはケーシング１６ｂと同様である。例えばケーシング１６ｃは膜６１ｂと同様の膜を有する。
カセット１２ａの使用例として、好適には本体１５ａはケーシング１６ａに連結され、次いでそのように共に連結された状態でユーザーまで送られる。更に、アセンブリ６６（例えば図５）のようなガスフィルタアセンブリが、継手５６及びキャップ７８（例えば図６）のような継手及びキャップと共にカセット１２ａに結合される。次いでユーザーは、ガスフィルタアセンブリをキャリブレーションガス源に接続し、キャップを緩める。その結果、キャリブレーションガスが、カセット１２のキャリブレーションガスについて上述したように流体チャンバ１８ａを通される。
キャリブレーションが終了すると、互いの方に翼部５７ａを付勢することによりケーシング１６ａが本体１５ａから取り外される。そのとき、好適には本体１５ａは測定装置１４のカップリング２０２に結合されたままである。次いで選ばれたケーシング１６ｂ又は１６ｃからキャップ６９ｂが取り外される。例えばカセット１２ａが０．５インチ（１２．５ｍｍ）の公称内径を有する長い管の動脈管又は静脈管について使用される場合、ケーシング１６ｂは図３４に示すように本体１５ａに結合される。この処理が終了すると、ケーシング１６ｂと共に本体１５ａがカップリング２０２から取り外され、捨てられる。一方、カセット１２ａが小さい管に使用される場合、ケーシング１６ｃは図３７に示すように本体１５ａに連結される。
好適には膜６１ｂにより、本体１５ａがケーシング１６ｂに連結される前に、ユーザーは動脈管又は静脈管にケーシング１６ｂを結合することができる。それゆえ、監視を開始するために、血液の流れを妨害することなく動脈管及び静脈管に沿って流体を流すのにケーシング１６ｂを使用可能である。
図３８に示すカセットアセンブリは上述した本体１５ａを有するが、この例では本体１５ａは、膜６１ｂと同様の膜を除き好適には単一の構成要素となっているケーシング１６ｂに連結される。図３８に示すカセット１２ａの流体チャンバ１８ｄの断面積は、図３１に示した流体チャンバ１８ａの断面積とほぼ同様であり、例えば図３８にケーシング１６ｄと共に示すカセット１２ａは、好適には図２５〜図２７に示す流路５２４のような分流路と共に使用するのに適している。ケーシング１６ｄは、例えば製造業者がキャリブレーション及び血液の監視の両方を行うのに使用される単一のユニットを積み出ししようとする場合に有益であり、使用中に本体１５ａがケーシング１６ｄから外れる可能性を低減するために（図３１の翼部５７ａのような）翼部を欠いている。他の点では、ケーシング１６ｄは、ケーシング１６ｂ、１６ｃと同様であり、特にはケーシング１６ｄを本体１５ａに連結するための耳部５９ｂと同様の耳部を有する。更に必要な場合には搬送用キャップ６９ｂがケーシング１６ｃ、１６ｄと共に使用可能である。
１．技術分野
本発明は広くは血液パラメータ測定装置のセンサのキャリブレーションに有効なキャリブレーションキュベットまたはカセットに関する。
２．関連技術の説明
ある種の手術の間、リアルタイムで血液の各種特性またはパラメータを監視することがよくおこなわれる。例えば、心臓を開く手術においては、外科チームの外科医および他のメンバーは、よく、患者の血液のｐＨや二酸化炭素や酸素のような血液ガスの濃度を監視する。患者の血液のパラメータの監視は手術中のみならず、手術前も、手術後も、多くの時点でおこなわれる。
血液パラメータの測定は多くの場合、患者の血液回路と流体接続されている流路を有する長い柔軟な管材を備えた体外血液回路を用いておこなわれる。多くの体外血液回路においては、流路に近接して一つまたはそれ以上の血液のパラメータの検出に有効なセンサが配置され、それらは処理装置に接続されている。処理装置は、通常、モニターのような表示装置に接続され、手術チームが関心のあるパラメータを随時観察することができる。オプションで、処理装置をプリンタのような記録装置に接続し、ある期間にわたるパラメータの記録を得ることも可能である。
血液パラメータをリアルタイムで検知するためによく光学センサが使われる。例えば、ラバーズ他（Lubbers et al.）への米国特許第Re.31,897号、ベンストン他（Benston et al.）への再発行米国特許第5,403,746号、は血液の酸素の分圧、炭酸ガス、およびｐＨに応じて反応して発光する蛍光センサについて述べている。光吸収の原理に基づくセンサは、例えば、フォスティック（Fostick)への米国特許第Re.4,041,932号に述べられている。
血液のパラメータを検出するためのセンサを有する体外血液回路は色々な方法で配置することができるが、特別な場合に使用される方法は手術チームにより選択されることが多い。ある場合には、センサは一方の端部のみで患者の血液供給に接続されている比較的小径のある長さの管材に沿って配設されたハウジング内に取り付けられ、センサを通過した血液のサンプルを吸引するためにシリンジのような装置が使用される。この様な回路は、ゲーリッヒ他（Gehrich et al.）への米国特許第4,989,606号に述べられている。
別のタイプの体外血液回路は、酸素処理器に接続された動脈または静脈流路の一部を成す管材に沿って配設されたセンサを有する。このタイプの回路内のセンサは回路管材への接続のために両側に継手を有する流液セル(flow-through cell）として知られる要素に接続されることが多い。流液セルはクーパー（Cooper）への米国特許第4,640,820号に述べられている。
最良の結果を得るためには、血液パラメータ測定装置の光学的センサは使用される前にキャリブレーションされなければならない。一つのキャリブレーション技術が米国特許第4,640,820号には述べられており、センサの支持体をある量の流体を含むキャリブレーションハウジングに取り付けることを含んでいる。それから、キャリブレーションガスが分析器をキャリブレーションするために泡となってキャリブレーション流体を通される。同じ技術がマクスウェル（Maxwell)への米国特許第4,830,013号に述べられている。
発明の概要
本発明の一つの態様はトノメトリックキャリブレーション用カセットに関する。カセットは直立方向に延伸する長手軸線を有する流体チャンバを備えるケーシングを含む。チャンバはガス入口ポートを有する下側部分と、ガス出口ポートを有する上側部分と、下側部分と上側部分の間の中間部分を含む。カセットは、また、チャンバの中間部分に近接するケーシングに接続された、チャンバ内のガスの分圧を検出するための、少なくとも一つの、センサを含む。チャンバは、中間部分と上側部分の間に配設された拡張領域を含む。流体を通過する気体の泡の破裂を容易にするために、拡張領域は長手軸線に垂直な平面に関して中間部分の面積よりも大きな面積を有している。
本発明の別の態様は、直立方向に延伸する長手軸線を有する流体チャンバを備えるケーシングを含むトノメトリックキャリブレーション用カセットに関する。チャンバはガス入口ポートを有する下側部分と、ガス出口ポートを有する上側部分と、下側部分と上側部分の間の中間部分を含む。カセットは、また、チャンバの中間部分に近接するケーシングに接続された、チャンバ内のガスの分圧を検出するための、少なくとも一つの、センサを含む。中間部分は、親水性の表面を有する壁部分を備え、壁部分を通り過ぎるガスの泡の通過を容易にしている。
本発明の更なる態様は、直立方向に延伸する長手軸線を有する流体チャンバを備えるケーシングを含むトノメトリックキャリブレーション用カセットに関する。チャンバはガス入口ポートを有する下側部分と、ガス出口ポートを有する上側部分と、下側部分と上側部分の間の中間部分を含む。カセットは、また、チャンバの中間部分に近接するケーシングに接続された、チャンバ内のガスの分圧を検出するための、少なくとも一つの、センサを含む。継手がケーシングに外れないように取り付けられている。継手は、ガス出口ポートを閉じるための第１の位置と、ガス出口ポートを開くための第２の位置の間で移動可能である。
本発明は、また、直立方向に延伸する長手軸線を有する流体チャンバを備えるケーシングを具備するトノメトリックキャリブレーション用カセットを目指すものである。チャンバはガス入口ポートを有する下側部分と、ガス出口ポートを有する上側部分と、下側部分と上側部分の間の中間部分を含む。チャンバ内のガスの分圧を検出するための、少なくとも一つのセンサがチャンバの中間部分に近接するケーシングに接続されている。チャンバにガスを逃がすために細長いスパージャー管がガス入口ポートに接続されている。スパージャー管はチャンバの長手軸線に略平行な方向に延伸している。
上述の各実施態様における本発明のカセットは分析計への一つまたは複数のセンサのキャリブレーションを容易にする。例えば、拡張領域は、キャリブレーション中にチャンバから逃げるキャリブレーション流体を減少するであろうし、親水性の壁は泡の合体を減少するであろう。チャンバの長手軸線に略平行な方向に延伸する長いスパージャー管は、比較的小さく不連続な泡で、ガスが通過するのを促進する。前述の結果として、センサのキャリブレーション時間は著しく短縮される。
本発明のより詳細については請求項の特徴に示されている。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明によるキャリブレーションおよび流体パラメータ測定カセットを流体パラメータ測定装置と共に示した斜視図であって、カセットと測定装置が結合する前に互いにどの様な向きにされているかを示している。
図２は、図１に示されるカセットの単体の、拡大した、長手位置における横断面図である。
図３は、図２と幾分か似ている図であるが、異なる面に沿って見たものである。
図４は、図２、３に示されるカセットを部分的に断面で示した拡大正面図であって、図１に示されるカセットと測定装置が結合された時に測定装置に対向する面の側から見たものである。
図５は、図１に示したカセットと測定装置の拡大した側面断面図であるが、互いに結合された状態で示し、さらに、カセットと、例えば、心肺バイパス回路のような流体回路を接続するためのコネクタと管材も示してある。
図６は、図５と幾分か似ている図であるが、測定装置は示されておらず、カセットのセンサのキャリブレーションのための追加要素がカセットに接続されている。
図７は、図１に示されるカセット単体を別の方向から見た分解斜視図で、ツーピース構造であることを例示している。
図８は、図１に示されている測定装置の単体の拡大側面断面図であるが、装置内部の光学ファイバは示していない。
図９は、図１に示されている測定装置の拡大分解斜視図である。
図１０は、図１に示されている測定装置の拡大分解斜視図であるが、測定装置のハウジングは除去してある。
図１１は、図１に示されている測定装置の部品の拡大端面図で、装置のハウジングの長手軸線に平行な方向から見たもので、他の物の中のファイバ端子ブロックアセンブリが示している。
図１２は、図１１に示されているファイバ端子ブロックアセンブリの底面図である。
図１３は、図１１に示したファイバー端子ブロックアセンブリの一部の拡大側面断面図である。
図１４は、図１１に示したファイバー端子ブロックアセンブリの一部である挿入板の拡大斜視図である。
図１５は、図１に示される測定装置の光学ファイバーの束の色々な経路を他の物の中に示した概要図である。
図１６は、図１の測定装置の光学系アセンブリの部品の、部分的な分解図を含む拡大斜視図である。
図１６ａは、図１６に示される光学系アセンブリの部品のレンズの拡大側面図である。
図１７は、図１６に示される光学系アセンブリの１つの光学系支持具の長手軸線に沿って見た拡大断面図である。
図１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、図１７に示される光学系保持器の異なる部分の拡大図である。
図１８は、図１７に示される光学系保持器の平面図である。
図１９は、光学系保持器の長手軸線に垂直な面に沿って見た、図１６、１７に示される光学系保持器の平面図である。
図１９ａは、図１９に示される光学系保持具の一部の拡大図である。
図２０は、図１６に示される光学系アセンブリの他の光学系保持器の拡大断面図である。
図２１は、図２０に示される光学系保持器の長手軸線に沿って見た断面図である。
図２２は、図１に示される測定装置の電気光学系接続プレートの拡大図である。
図２３は、図１の装置の電気的結合の概略ブロックダイアグラム、および、モニターの一部である
図２４は、モニターの概略ブロックダイアグラムであって、他の装置への接続と共に、図１の装置への接続も示している。
図２５は、図１のカセットと装置を使用した心肺バイパス回路の概略ブロックダイアグラムである。
図２６は、図１と幾分か似ている図であるが、本発明の他の実施の形態によるものである。
図２７は、図２５と幾分か似ている図であるが、本発明の他の実施の形態によるものである。
図２８は、本発明の他の実施の形態による構成の血液パラメータ測定カセットボディの拡大斜視図である。
図２９は、図２８と幾分か似ている図であるが、ボディに向かって別の方向から見たものである。
図３０は、図２８、２９に示されるカセットボディと着脱可能に結合されるカセットのケーシングのある例の拡大斜視図である。
図３１は、図３０に示されるカセットケーシングの端部の拡大断面図であって、図２８、２９のカセットボディに取り付けられたところを示し、カセットに結合される図１の血液パラメータ測定装置のカップリングも追加表示されている。
図３２は、やや大きい血液の流路断面を実現するために、所望されれば図２８、２９のカセットボディに取り付けることができる別のカセットケーシングを部分的に分解図で示した拡大斜視図である。
図３３は、図３２と幾分か似ている図であるが、カセットケーシングに向かって異なる方向から見たものであり、また分解図によりケーシングの別の部分を示している。
図３４は、図３１と幾分か似ている図であるが、図３０のカセットケーシングの代わりに図３２、３３のカセットケーシングを示している。
図３５は、図３２、３３のカセットケーシングと共に使用される運搬用キャップの拡大斜視図である。
図３６は、図３５と幾分か似ている図であるが、キャップに向かって異なる方向から見たものである。
図３７は、図３４と幾分か似ている図であるが、本発明の別の実施の形態によるカセットボディに連結された別のカセットケーシングを示している。
図３８は、図３４と幾分か似ている図であるが、本発明の更に別の実施の形態によるカセットボディに連結された別のカセットケーシングを示している。
好ましい実施形態の詳細な説明
血液のような流体の一つまたはそれ以上の特性またはパラメータを計測するためのシステム１０を図１に示す。システム１０は概して測定装置１４と共に流体を受領するカセット１２を有し、この測定装置１４はカセット１２内の流体のパラメータを計測する。
カセット１２の詳細を図２〜図６に示し、カセット１２は細長いケーシング１６を有し、このケーシング１６は流通型の細長い内側の流体チャンバ１８を形成する壁部分を有し、流体チャンバ１８はケーシング１６の長手軸線に沿って延びる。図５および図６に示したように、流体チャンバ１８は流体を流体チャンバ１８に流し込む第一、または”入口”ポート、を有する第一の部分２０と、流体チャンバ１８から流体を流し出すことができる第二、または”出口”ポート、を有する第二の部分２２と、第一の部分２０と第二の部分２２との間に位置する中央または中間部分２４とを備える。（以下の説明において第一の部分２０を通ってチャンバ１８に流れ込み、第二の部分２２を通ってチャンバ１８から流れ出す流体を参照するが、所望によりチャンバ１８を通って逆方向に流体が流れてもよい、すなわち流体が第二の部分を通ってチャンバ１８に入って第一の部分から出てもよいことは明らかである。）
流体チャンバ１８は中心部分２４と第二の部分２２との間に位置する円錐台形状の拡大領域または拡大部分２５を有する。拡大部分２５はケーシング１６の長手軸線に垂直な参照表面において中央部分２４の流通面積(free area）より広い流通面積を有し、この流通面積は第二の部分２２に近づくにつれてサイズが大きくなる。部分２０、２２、２４および２５は互いに連通しており、カセット１６の長手軸線に垂直な参照表面において円形の断面を有する。好ましくは、少なくとも中心部分２４を形成する壁部分は親水性の表面を有し、特に部分２０、２２、２４および２５全てを形成する壁部分は親水性の表面を有する。随意ではあるが、親水性の表面はヘパリンでコーティングされる。
ケーシング１６の外側面は概して長円形の凹部２６を備えた中央部を有する。チャンバ１８内の流体の少なくとも一つまたはそれ以上のパラメータを決定するためのセンサがケーシング１６により保持される。図示した実施例において、一連の四つのセンサは凹部２６と流体チャンバ１８の中心部分２４との間に位置し、これらセンサはケーシング１６の長手軸線に沿って互いに離間した関係で一列に配設される四つのキャビティに配置される。図４に示したように、センサはイオン（カリウム）センサ２８、ｐＨセンサ３０、二酸化炭素センサ３２および酸素センサ３４を有し、それぞれのセンサはキャビティ２７，２９，３１，３３に受領される。
所望により、後述すように追加センサを採用してもよい。本発明の装置に有用なセンサはカセットのケーシング１６に接着により取付けられる多層組立体を具備する。
イオンセンサ２８は好ましくは以下の層、すなわち（ｉ）裏打ち膜、（ii）裏打ち膜上にコートされた感圧接着剤(PSA）（iii）基材に結合されたイオン検知混合物を有する検知素子、この基材は（例えば非干渉接着剤により）裏打ち膜に取付けられる（iv）支持層の露出表面上の最も外側の不透明オーバーコート層、を具備する。
有効な感圧接着剤は、シリコーン接着剤及びポリウレタン接着剤並びに膜（以下に記載）をカセットに結合することのできる他のものを含む。好ましくは、この接着剤は、本発明のカセットの検知に用いる光の波長に本質的に透過性であり、有効なイオンセンサと化学的に干渉しない。有効なシリコーン接着剤は、米国特許第5,508,509号の実施例２に記載されているPSA-518(商標)(General Electric Co., NY）を含む。有効なポリウレタン接着剤は、米国特許第5,591,400号の実施例３に記載されているFLEXOBOND 431(商標)(Bacon Co., Irvine, CA)を含む。
接着層の露出面を保護するためにイオンセンサを製造する場合には剥離ライナーが有効であろう。このライナーはこの目的のために産業において通常用いられているどのようなものであってもよく、それが剥離される接着剤に応じて選択される。有効な剥離ライナーの例は、ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）を含み、これは接着剤からの剥離を容易にするために、例えばシリコーンもしくはフルオロポリマーでコートしてもよい。有効なライナーの１つは、米国特許第5,508,509号の実施例２に記載されているScotch Pack 1022（商標)(3M Company, St.Paul, MN)、すなわちパーフルオロポリエーテルでコートしたＰＥＴフィルムである。
裏打ち膜は多層構造体の基材（例えば剛性及び取扱性）を与える。好ましくは、この裏打ち膜は透明でありかつ標的とするイオンが存在する溶液、例えば血液もしくは検量溶液に対して本質的に不透過性であり又は検知物質よりも透過性が低い。この膜は好ましくは検知素子及び基材からの信号、好ましくは光信号を通過させる。この裏打ち膜の構成の特に有効な材料は、高分子材料、例えばポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン（限定するものではないがポリエーテルスルホン及びポリフェニルスルホンを含む）、ポリフッ化ビニリデン、ポリメチルペンテン等を含む。イオンセンサ２８の好ましい態様においては、この裏打ち膜はポリカーボネートである。
カリウムセンサ２８として用いることができる好適なイオンセンサは、米国特許第5,474,743号(Trend他）、5,176,882号(Gray他）、5,136,033号、及び5,162,525号(Masilamani他）、米国特許出願番号08/521,869号及び米国特許出願Docket No. 52630USA7A（本発明の譲渡人に譲渡された日に出願）に記載されている。
好ましいセンサ２８は、イオン及び蛍光発光部分を結合するための錯体形成部分を含む蛍光イオン透過化合物（イオノホア）を含む。この化合物は少なくとも約350nmの最大吸収波長を有する。好適な蛍光発光部分は、好ましくは近接して存在するｎπ*及びππ*励起状態を含む。好適な蛍光発光部分は、適当な錯体形成部分に結合した場合、好ましくはイオンに応じた平坦でない収縮(out-of-plane puckering)をすることができる。また、好適な蛍光発光部分のππ*状態は、好ましくはイオンに応じた混合が基底状態に非放射性カップリングを行うに十分高いエネルギーを有する。特に好ましい蛍光発光部分はクマリン部分を含むが、他の芳香族カルボニルもしくはニトロ芳香族又はN-複素環部分も用いてよい。好適なイオン錯体形成部分は、イオンを結合することのできる環式「ケージ」部分を含む。好ましくは、このケージはイオンの結合を検知することができる。好ましいイオン錯体形成部分は、クリプタンド及びクラウンエーテル部分を含み、クリプタンド部分が特に好ましい。
イオノホアを用いて検知されるイオンは、例えばＡｇ+、Ｂａ2+、Ｃａ2+、Ｃｅ+、Ｃｄ2+、Ｆｒ+、Ｈｇ2+、Ｋ+、Ｌｉ+、Ｍｇ2+、Ｍｎ2+、Ｎａ+、Ｐｂ2+、Ｒｕ+、Ｓｒ2+、Ｔｉ+及びＺｎ2+を含む。所望により、このイオノホアはイオン選択性膜と共に用いてよい。好ましいセンサはＫ+、Ｎａ+及びＣａ2+を検知するイオノホアを含む。
好適な蛍光イオノホア化合物は、下式（式Ａ）を有する化合物を含む。
各Ｒ2は独立に立体的に干渉しない基であり、例えば水素、ハロゲン、炭化水素含有基、ヘテロ非環基、又は式（ＣＨ2Ｘ）aＥ（式中、ＸはＯ、ＮＨ又は単結合であり、Ｅは活性水素を含む官能基であり、ａは１〜100の数である）を有する基のような部分を含む。
Ｒ3は好ましくは非電子求引性であり、水素、炭化水素含有基、ヘテロ非環基、ヘテロ環基、又は式（ＣＨ2Ｘ）bＥ（式中、Ｘ及びＥは上記基底と同じであり、ｂは０〜100の数である）を有する基のような非電子求引基を含む。
Ｒ1は電子求引基又は偏光性基であり、カルボキシ、カルボキシアミド、スルホニルアリール、エステル、ケトアルキルエステル、複素環部分及び芳香族基（好ましくは１以上の部位において置換している）のような部分を含み、最も好ましいＲ1基は下式（式Ｃ）を有する置換複素環部分を含む。
ＺはＯ又はＮＲ5であり、Ｒ5は水素又は炭化水素含有基であり、より好ましくはＲ5はＨ又はＣ1〜Ｃ4アルキル基であり、最も好ましくはＲ5はＨである。
通常、式Ａの化合物は少なくとも約３５０ｎｍの励起波長及び約５００ｎｍ以下の発光波長を有する。好ましい化合物（例えばＲ1が式Ｃの一般式を有する複素環部分であるもの）は少なくとも約３８０ｎｍの励起波長及び約５００ｎｍ以下の発光波長を有する。特に好ましい態様において、クマリン環上の置換基及びその位置は、本発明のイオノホアの励起（例えば吸収）最大が３８０ｎｍより大きい波長において集中するように選ばれる。これは本発明のイオノホアを固体状態光源、例えばブルーＬＥＤ及びレーザーにより用いることを可能にする。これらの化合物の励起及び発光の波長は好ましくは少なくとも約１０ｎｍ離れており、これはこれらの化合物を蛍光をベースとするカチオン濃度測定法において有効なものとする。置換基及びその位置は好ましくは、発光波長を５００ｎｍ以下に保つように選ばれ、これによりこの種の指示薬に対するイオノホア応答を保持する。結局、置換基及びその位置は好ましくは物質への共有結合の選択を与えるよう選ばれる。好ましくは、指示薬が結合する物質は均一なかつ再現可能なイオノホア応答を支持しかつイオノホア応答に対する生理的ｐＨ変化の影響を最小にするよう選ばれる。好適な共有結合用の結合剤は、米国特許第5,053,520号に記載されている。ホモ二官能性及び／又はヘテロ二官能性結合剤は国際特許No. WO96/07268及びWO96/10747に記載されている。
好ましくは、イオノホアは、以下に記載のように、裏打ち膜に結合した好適な基材に共有結合している。この基材は好ましくは水膨潤性でありかつ対象のイオン種に対して透過性であり、かつ好ましくは検知しようとする媒体中に不溶である高分子材料である。特に有効な基材ポリマーは、例えばイオン透過性セルロース材料、高分子量もしくは架橋したポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、デキストラン、架橋したデキストラン、ポリウレタン、４級化ポリスチレン、スルホン化ポリスチレン、ポリアクリルアミド、ポリヒドロキシアルキルアクリレート、ポリビニルピロリドン、親水性ポリアミド、ポリエステル及びこれらの混合物を含む。特に有効な態様において、この基材はセルロース、特にイオン透過性の架橋したセルロースである。好ましい態様において、この基材は、米国特許第5,591,400号の実施例４に記載されているような、ブタンジオールジグリシジルエーテルのようなエポキシドにより架橋され、さらにジアミンと反応されてセルロールポリマーにアミン側鎖官能基を与えた再生セルロース膜(CUPROPHAN（商標), Enka AG, Ohderstrasse, Germany)を含む。
上記イオノホアは好ましくは有効な反応法（これはイオノホアの官能性によって異なる）によりアミン官能性セルロース基材に共有結合される。
イオノホア官能化セルロース基材は所望により、非干渉接着剤により上記裏打ち膜に結合させてもよい。好ましくは、この接着剤は、イオノホアの励起に用いられる光及びそれより発光した光に対して本質的に透過性である。そのような有効な接着剤の１つはFLEXOBOND 431(商標）ウレタン接着剤(Bacon Co.,Irvine, CA)である。
また、官能化基材を熱により膜に融着させてよいが、熱結合に必要な条件はイオノホア、センサ及び裏打ち膜の機能を損なわないものとする。
多層検知装置の最外層、すなわち検知しようとする流体と直接接触している層は、好ましくはイオノホアを検知装置から分離する不透明層を含む。米国特許第5,081,041号及び5,081,042号に記載されているようにイオノホア−基材成分を裏打ち膜に結合させる前に、又は基材に検知成分を結合させた後に、不透明化剤を加えてもよい。これは検知成分に直接結合させてもよく、又は検知成分とは分離していてもよい。好ましい態様において、これは検知成分を裏打ち膜に結合させた後に加えられる。
オーバーコートは好ましくは、カーボンブラック、カーボンをベースとする不透明化剤、酸化鉄、金属フタロシアニン等のような不透明化剤を含む、上記の高分子材料のような、対象とする分析物に対して透過性である材料である。そのような不透明化剤は好ましくは、所望の光学分離を与えるために所望の透明度を与えるに有効な量でポリマー中に実質的に均一に分布している。特に有効な不透明化剤はカーボンブラックである。オーバーコートは、インクジェット法又はインクスクリーニング法のような様々な方法を用いて検知素子上に被覆されたインクコーティングであってもよい。このオーバーコートは検知素子を保持するカセットにステープルで留められたもしくは熱により固定された黒い膜であってもよい。例えば、これは米国特許第5,508,509号及び5,591,400号に記載のように、黒いDURAPORE（商標）膜（これは白い膜としてMilliporeより入手可能であり、これを黒色インクで処理したものである）であってよく、カセットに熱でシールしてもよい。好ましい態様は、米国特許第4,919,891号に記載のような、エポキシ架橋したデキストランのマトリックスに分散したカーボンブラックを含む。
センサ２８の好ましい態様は、架橋したアミン官能性セルロース膜に共有結合した6,7-[2.2.2]-クリプタンド-3-[2"-(5"-カルボキシル）フリル］クマリン(CUPROPHANE(商標), Enka AG, Ohderstrasse, Germany)を含み、その検知層はFLEXOBOND 430(商標）ウレタン接着材によりポリカーボネート裏打ち膜に結合しており、この裏打ち膜は剥離ライナー上にCW 14(商標）感圧接着剤がコートされている。
好適なｐＨセンサ３０は、米国再発行特許第31,879号(Lubbers）、米国特許第4,798,738号(Yafuso)、4,824,789号(Yafuso)、4,886,338号(Yafuso)、4,999,306号(Yafuso)、5,081,041号(Yafuso)、5,081,042号(Yafuso)、5,127,077号(Lyer)、5,132,057号(Tomisaka)、5,403,746号(Bentsen）、5,508,509号(Yafuso)、及び5,591,400号(Dektar他）に記載されている。
ｐＨセンサ３０は好ましくは、以下の層を含む。（i）裏打ち層、（ii)裏打ち層上にコートされた感圧接着剤（ＰＳＡ）、（iii）基材に結合されたｐＨ検知成分を含む検知素子、この基材は例えば非干渉接着剤により膜に結合されている、及び(iv)基材の露出面上の最外不透明化オーバーコート層。ｐＨセンサを除き、これらの層及び多層構造体はカリウムイオンセンサ２８についての上記記載と本質的に同じである。
好適なｐＨ検知成分は多くの公知のｐＨ指示薬及び／又はその指示薬の官能化誘導体を含む。有効なｐＨ検知成分以下のものを含む。ヒドロキシピレネトリスルホン酸(HPTS)及び誘導体（例えばその塩）、フェノールフタレイン、フルオレセイン、フェノールレッド、クレゾールレッド、パラローザニリン、マゼンタレッドキシレノールブルー、ブロモクレゾールパープル、ブロモフェノールブルー、ブロモチモールブルー、メタクレゾールパープル、チモールブルー、ブロモフェノールブルー、ブロモチモールブルー、テトラブロモフェノールブルー、ブロモクロロフェノールブルー、ブロモクレゾールグリーン、クロロフェノレッド、ｏ−クレゾールフタレイン、チモールフタレイン、メタニルイエロージフェニルアミン、N,N-ジメチルアニリン、インディゴブルー、アリザリン、アリザリンイエローＧＧ、アリザリンイエローＲ、コンゴレッド、メチルレッド、メチルバイオレット６Ｂ、2,5-ジニトロフェノール、及び／又は上記の種々の官能化誘導体。他のイオン種用の検知成分は、フルオレセイン、ジヨードフルオレセイン、ジクロロフルオロセイン、フェノサフラニン、ローズベンガル、コシン１ブルーイッシュ、コシンイエローイッシュ、マグネソン、タルトラジン、エリオクロームブラックＴ、クマリン、アリザリン等を含む有機物質より製造することができる。好ましいｐＨ検知成分は、ヒドロキシピレネトリスルホン酸（ＨＰＴＳ）、ヒドロキシピレネトリスルホン酸の誘導体、及びこれらの混合物である。
本発明に用いるための他の好適な指示薬は以下のものを含む。9-アミノ-6-クロロ-2-メトキシアクリジン、2',7'-ビス-(2-カルボキシエチル)-5-（及び-6)-カルボキシフルオレセイン、2',7'-ビス-(2-カルボキシエチル)-5-（及び-6-)-カルボキシフルオレセインアセトキシメチルエステル、5-（及び-6)-カルボキシ-2',7'-ジクロロフルオレセイン、5-（及び-6)-カルボキシ-2',7'-ジクロロフルオレセインジアセテート、5-（及び-6)-カルボキシ-4',5'-ジメチルフルオレセイン、5-（及び-6)-カルボキシ-4',5'-ジメチルフルオレセインジアセテート、5-カルボキシフルオレセイン、6-カルボキシフルオレセイン、5-（及び-6)-カルボキシフルオレセイン、5-カルボキシフルオレセインジアセテート、6-カルボキシフルオレセインジアセテート、5-カルボキシフルオレセインジアセテートアセトメチルエステル、5-（及び-6)-カルボキシフルオレセインジアセテート、5-（及び-6)-カルボキシナフトフルオレセイン、5-（及び-6)-カルボキシナフトフルオレセインジアセテート、5-（及び-6)-カルボキシSNAFL(商標)-1スクシンイミジルエステル｛5'（及び-6')-スクシンイミジルエステル-3,10-ジヒドロキシ-スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンテン-7,1'(3'H)-イソベンゾフラン]-3'-オン｝、5-（及び-6)-カルボキシSNAFL(商標)-2スクシンイミジルエステル｛5'（及び-6')-スクシンイミジルエステル-9-クロロ-3,10-ジヒドロキシ-スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンテン-7,1'(3'H)-イソベンゾフラン]-3'-オン｝、カルボキシSNAFL(商標)-1｛5'（及び-6'）-カルボキシ-3,10-ジヒドロキシ-スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンテン-7,1'(3'H)-イソベンゾフラン]-3'-オン｝、カルボキシSNAFL(商標)-1ジアセテート｛5'（及び-6')-カルボキシ-3,10-ジヒドロキシ-スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンテン-7,1'(3'H)-イソベンゾフラン]-3'-オン｝、カルボキシSNAFL(商標)-2｛5'（及び-6')-カルボキシ-9-クロロ-3,10-ジヒドロキシ-スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンテン-7,1'(3'H)-イソベンゾフラン]-3'-オン｝、カルボキシSNAFL(商標)-2ジアセテート｛5'（及び-6')-カルボキシ-9-クロロ-3,10-ジアセトキシ-スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンテン-7,1'(3'H)-イソベンゾフラン]-3'-オン｝、カルボキシSNAFL(商標)-1｛5'（及び-6')-カルボキシ-10-ジメチルアミノ-3-ヒドロキシ-スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンテン-7,1'(3'H)-イソベンゾフラン]-3'-オン｝、カルボキシSNAFL(商標)-1AMアセテート(3-アセトキシ-5'-アセトキシメトキシカルボニル)-10-ジメチルアミノ-スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンテン-7,1'(3'H)-イソベンゾフラン]-3'-オン｝、カルボキシSNAFL(商標)-2｛5'（及び-6')-カルボキシ-10-ジエチルアミノ-3-ヒドロキシ-スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンテン-7,1'(3'H)-イソベンゾフラン]-3'-オン｝、カルボキシSNAFL(商標)-2AMアセテート｛3-アセトキシ-5'-アセトキシメトキシカルボニル-10-ジエチルアミン-3-ヒドロキシ-スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンテン-7,1'(3'H)-イソベンゾフラン]-3'-オン｝、カルボキシSNARF(商標)-6｛5'（及び-6')-カルボキシ-10-ジエチルアミノ-3-ヒドロキシ-スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンテン-7,1'(3'H)-イソベンゾフラン]-3'-オン｝、カルボキシSNARF(商標)-X｛5'（及び-6')-カルボキシ-3-ヒドロキシテトラヒドロキノリジノ[1,9-hi]スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンテン-7,1'(3'H)-イソベンゾフラン]-3'-オン｝、5-クロロメチルフルオレセンジアセテート、4-クロロメチル-7-ヒドロキシクマリン、Cl-NERF｛4-[2-クロロ-6-(エチルアミノ)-7-メチル-3-オキソ-3H-キサンテン-9-イル]-1,3-ベンゼンジカルボン酸｝、デキストラン，BCECF，10000MW，アニオン｛デキストラン2'7'-ビス(2-カルボキシエチル)-5-（及び6)-カルボキシフルオレセン，アニオン｝、デキストラン，BCECF，40000MW，アニオン、デキストラン，BCECF，70000MW，アニオン、デキストラン，Cl-NERF，10000MW，アニオン、デキストラン，Cl-NERF，70000MW，アニオン、デキストラン，Cl-NERF，10000MW，アニリン，リシン定着可能、デキストラン，DM-NERF，10000MW，アニオン｛デキストラン，4-(2,7-ジメチル-6-(エチルアミノ)-3-オキソ-3H-キサンテン-9-イル]-1<3-ベンゼンジカルボン酸，アニオン｝、デキストラン，DM-NERF，70000MW，アニオン、デキストラン，DM-NERF，10000MW，アニオン，リシン定着可能、デキストラン，7-ヒドロキシクマリン，10000MW，中性、デキストラン，7-ヒドロキシクマリン，70000MW，中性、デキストラン，b-メチルウンベリフェロン，10000MW，中性、デキストラン，b-メチルウンベリフェロン，70000MW，中性、デキストラン，SNAFL(商標)-2, 10000MW，アニオン｛デキトラン，9-クロロ-3,10-ジヒドロキシ-スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンテン-7,1'(3'H)-イソベンゾフラン]-3'-オン，アニオン｝、デキストラン，SNAFL(商標)-2, 70000MW，アニオン｛デキトラン，10-メチルアミノ-3-ヒドロキシ-スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンテン-7,1'(3'H)-イソベンゾフラン]-3'-オン，アニオン｝、デキストラン，SNARF(商標)-1, 10000MW，アニオン、デキストラン，SNARF(商標)-1, 70000MW，アニオン、1,4-ジヒドロキシフタロニトリル、DM-NERF｛4-[2,7-ジメチル-6-エチルアミノ)-3-オキソ-3H-キサンテン-9-イル]-1,3-ベンゼンジカルボン酸｝、フルオレセンジアセテート、8-ヒドロキシピレン-1,3,6-トリスルホン酸三ナトリウム塩、ナフトフルオレセン、ナフトフルオレセンジアセテート、SNAFL(商標)-1｛3,10-ジヒドロキシ-スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンテン-7,1'(3',H)-イソベンゾフラン]-3'-オン｝、及びSNAFL(商標)-1,ジアセテート｛3,10-ジアセトキシ-スピロ[7H-ベンゾ[c］キサンタン-7,1,(3'H)-イソベンゾフラン]-3'-オン｝。
現在の好ましい態様において、ＨＰＴＳ指示薬はアミン官能CUPROPHAN（商標）基材に共有結合しており、この基材はFLEXOBOND 431（商標）ポリウレタン接着剤によりポリカーボネート支持膜に結合している。この検知基材は、カーボンブラックが分散しているエポキシ架橋されたデキストランマトリックスによりオーバーコートされている。
適切な二酸化炭素センサ３２は米国再発行特許第31,879号（Lubbers)明細書、米国特許第4,557,900号(Heitzmann)明細書、同第4,824,789号(Yafuso)明細書、同第4,849,172号(Yafuso)明細書、同第4,867,919号(Yafuso)明細書、同第4,919,891号(Yafuso)明細書、同第5,127,077号(Iyer)明細書、同第5,175,061号(Yafuso)明細書、同第5,272,088号(Morlotti)明細書、同第5,403,746号(Bentsen)明細書、同第5,453,248号(Olstein）明細書および同第5,508,509号(Yafuso)明細書に記載されている。
二酸化炭素センサ３２は多層アセンブリの形であってもよい。現在、好ましい１つの態様において、センサ３２の検知基材層は二酸化炭素検知指示薬を有する複数の親水性粒子もしくはビーズが分散されている疎水性マトリックスを含む。指示薬は有効な様式でビーズに結合しているか、または、ビーズ中に含まれることができる。
ビーズは親水性であるから、指示薬の水溶液を受け入れそして含むようになっている。「親水性」とは構造中に高い割合の（例えば、２０重量％を超える）水を保持するが、水中に溶解しない材料、例えば、ポリマー物質を意味する。二酸化炭素センサ中のビーズとして有用な親水性材料は、ガラスビーズまたはヒドロゲル、ポリアクリルアミド、架橋されたデキストラン、アガロース、ポリ（ヒドロキシアルキルメタクリレート）、スルホン化ポリスチレン等を含む。現在、好ましい親水性ビーズ材料はSEPHADEX 75G（商標）架橋デキストラン(Pharmacia Biotech, Inc., Piscataway, NJ）である。
二酸化炭素濃度を検知するときに、使用できる吸光指示薬の例はクロロフェニルレッド、ブロモクレゾールパープル、ニトロフェノール、ブロモチモールブルー、ペナクロローム、フェノールレッド等を含む。二酸化炭素のための有用な蛍光指示薬はｐＨ検知のために有用である上記のセンサ、β−メチルウンベリフェロン、フルオレセイン等を含む。特に有用な二酸化炭素センサはＨＰＴＳまたはヒドロキシピレントリスルホン酸とも呼ばれるヒドロキシピレン３，６，８−トリスルホン酸およびその誘導体、例えば、ＨＰＴＳの塩である。より好ましい検知成分、特に血液中の二酸化炭素の濃度を検知するための検知成分は、ＨＰＴＳ、ＨＰＴＳ誘導体およびそれらの混合物から選ばれる。ＨＰＴＳのアルカリ金属およびアルカリ土類金属塩は有用なＨＰＴＳ誘導体である。
適切な指示薬を有するビーズが分散されている疎水性マトリックス材料は好ましくは、本発明の検知カセットにおいて有用な光の励起波長および発光波長に対して透明であり、そして、それ以外に、二酸化炭素、吸光または蛍光指示薬およびビーズに対して不活性である。疎水性マトリックスは二酸化炭素をこのマトリックスを通して拡散させることができながら、指示薬を分離させるように機能する。適切な疎水性マトリックス材料は、種々のシリコーン、例えば、シリコーンエラストマー、室温で加硫可能な（RTV)シリコーンゴム、熱加硫可能なシリコーンゴム、ポリジメチルシロキサン、ポリ（ビニルシロキサン）、シリコーン−ポリカーボネートコポリマー等、並びに、過フッ素化（ポリエーテル）ウレタンを含む。特に好ましいシリコーンマトリックス材料はPS 443（商標）ビニル末端ジメチルシロキサンおよびPE1055（商標）ポリジメチルシロキサンを含み、これらは両方ともペトラーチシステム社（Petrarch Systems, Inc.）から市販されている。
現在の好ましい態様において、二酸化炭素センサ３２は、ポリカーボネート支持膜に結合しており、そしてシリコーンマトリックス中に分散されている酸化鉄顔料を含む不透明層によりオーバーコートされているシリコーンマトリックス中のSEPHADEX 75G（商標）架橋デキストラン上にＨＰＴＳ検知染料を含む検知層を含む。
別の態様において、適切な指示薬染料の溶液は水性バッファーの形で形成されることができ、そしてこの溶液は疎水性ポリマーマトリックスの液体前駆体とともに乳化されうる。この前駆体の重合時に、乳化された指示薬はポリマーマトリックス全体に本質的に均質に分散されている。上記の指示薬染料およびシリコーンポリマーはこの態様において有用であることができる。
適切な酸素センサ３４は米国特許第4,557,900号(Heitzmann）明細書、同第4,849,172号(Yafuso)明細書、同第4,867,919号(Yafuso)明細書、同第4,919,891号(Yafuso)明細書、同第5,043,285号(Surgi）明細書、同第5,127,077号(Iyer)明細書、同第5,296,381号(Yafuso)明細書、同第5,409,666号(Negel他）明細書、同第5,453,248号(Olstein）明細書、同第5,462,879号(Bentsen）明細書、同第5,462,880号(Kane）明細書、第5,480,723号(Klainer）明細書、第5,498,549号明細書(Nagel他）および同第5,508,509号(Yafuso)明細書並びに欧州特許出願(EP)第585,212号明細書に記載されている。
酸素センサ３４は多層検知アセンブリの形であってよい。特に、酸素センサ３４の構造は、検知層が通気性（例えば、シリコーン）マトリックス中に検知染料もしくは指示薬を含み、そしてオーバーコート層がシリコーンマトリックス中に顔料を含む点で、二酸化炭素センサ３２と非常に似ていることができる。酸素センサ３４に有用な通気性マトリックス材料は好ましくは上記のものと同一であることができる。
有用な酸素検知指示薬は１種以上の多核芳香族化合物、多核芳香族化合物の誘導体等を含む蛍光指示薬を含む。このような多核芳香族化合物の例はデカシクレン、ベンゾ−(ghi）−ペリレン（benzo-ghi-perylene）およびコロネンを含む。酸素指示薬はこのような多核芳香族化合物の第三級ブチル誘導体の混合物を含むことができる。このような指示薬は、Yafuso他の米国特許第4,849,172号明細書により詳細に記載されている。
さらなる有用な酸素指示薬はルテニウム（II）、オスミウム(II)，イリジウム(III）、ロジウム、レニウムおよびクロム(III）と２，２’ビピリジン、１，１０−フェナントロリン、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、４，７−ジメチル−１，１０−フェナントロリン、４，７−ジスルホン化ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、２，２’ビ−２−チアゾリン、２，２’ビチアゾール、５−ブロモ−１，１０−フェナントロリンおよび５−クロロ−１，１０−フェントロリンとの錯体、および、Co(II)、Cu(II)、Pt(II)、Pd(II)およびZn(II)とポルフィリン、エチオポルフィリン、テトラフェニルポルフォリン、テトラフルオロフェニルポルフィリン、テトラベンズポルフィリン、テトラフルオロベンズポルフィリン、テトラクロロベンズポルフィリン、メソポルフィリンIXジエステル、プロトポルフィリンIXジメチルエステルおよびオクタエチルポルフォリンとの錯体を含む。ルテニウム錯体は金属錯体の中で好ましい。
酸素指示薬は検知組成物中に含まれるポリマー材料またはマトリックス材料に共有結合していてよい。このような共有結合は、好ましくは、酸素指示薬成分を反応性基を含むものとし、この反応性基が、ポリマーマトリックス材料の前駆体の成分のうちの１つの成分の中に存在する反応性基、好ましくは異なる反応性基と反応することができるものとすることにより達成される。このように、ポリマーマトリックス材料の形成の間に、上記の反応性基は、また、マトリックス材料に酸素指示薬を共有結合するように反応する。特に有用な酸素指示薬成分は、反応性基、例えば、官能性炭素−炭素不飽和と反応性の基を含むように誘導化された上記の多核芳香族化合物を含む。このような化合物のビニル誘導体は特に好ましい。
または、酸素センサは検知要素、励起手段および検知手段を含むことができ、ここで、検知手段は、１種以上の、好ましくは１種または２種のモノマー指示薬成分を含み、これらの成分は好ましくは固体のマトリックス材料であるマトリックス材料中に好ましくは存在し、より好ましくはマトリックス材料に共有結合している。これらのモノマー指示薬成分の各々は、第一の励起シグナルに対する暴露に応答して、ある波長の第一の放出シグナルを提供することができる。さらに、この検知要素は、第二の励起シグナルに応答して、第二の放出シグナル（励起状態の錯体による放出による）を提供することができ、好ましくはこのシグナルは第一の放出シグナルよりも長い波長を有する。
特に有用な態様において、指示薬成分は流体中の酸素の濃度に感受性であり、そして１種以上の多核芳香族化合物および／または１種以上のその誘導体を含む。多核芳香族化合物は、好ましくは、多核芳香族クラスの蛍光もしくは吸光、より好ましくは蛍光の光学指示薬である。指示薬成分が得られる多核芳香族化合物は、さらにより好ましくは、ペリレン、デカシクレン、ベンゾペリレン（例えば、ベンゾ[ghi］ペリレン(benzo[ghi]perylene)、コロネン、ピレン、ポルフェイン、ポルフィリン、クロリン、フタロシアニンおよびそれらの誘導体並びにそれらの混合物である。ペリレンおよびペリレン誘導体は酸素に対して比較的に抑制された感受性を有するので、アナライトが酸素であるときには、明細書中に記載されているような他の多核芳香族化合物が好ましくは用いられる。エキサイマー成分を使用しようとするときに、モノマー指示薬成分は、好ましくは、１種の多核芳香族化合物、同一の１種の多核芳香族化合物の誘導体およびそれらの混合物から選ばれる。多核芳香族化合物がベンゾ[ghi]ペリレンであるならば、優れた結果が得られる。
所望ならば、基本多核芳香族化合物は１つ以上の他の基、例えば、アルキルのような無官能置換基により誘導化されてよく、但し、このような誘導化は、励起状態の錯体の放出シグナル発生を実質的に阻害しない。このような誘導体はNagel他の米国特許第５，４０９，６６６号明細書において議論されている。例えば、付加硬化シリコーンポリマーにビニルベンゾ[ghi］ペリレンを共有結合させることにより誘導化された検知要素のモノマー指示薬成分はベンゾ［ghi］ペリレンの誘導体であると言われる。
センサ３４において有用なモノマー成分は、例えば、２種以上の同様のモノマー指示薬成分を含むか、２種以上の異なるモノマー指示薬成分を含むか、または、１種以上の、好ましくは１種のモノマー指示薬成分と、１種以上の、好ましくは１種のモノマー非指示薬成分を含むことができる。好ましくは、このようなモノマー成分は、検知要素、センサシステム、アナライト、または検知要素がさらされる媒体に対して実質的な悪影響を及ぼさない。
より好ましい酸素検知成分を生じるモノマー成分の例は、（１）多核芳香族モノマー成分、（２）脂肪族もしくは芳香族アミン含有または芳香族エーテル含有モノマー成分、および（３）芳香族ニトリルモノマー成分を含む。より好ましいエキサイプレックス成分は群（１）から選ばれた少なくとも１種のモノマー成分、および、群（２）から選ばれた少なくとも１種のモノマー成分を含む。または、別のより好ましい成分は、群（３）から選ばれた少なくとも１種のモノマー成分、および、群（１）または（２）から選ばれた少なくとも１種のモノマー成分を含む。
有用な芳香族モノマー成分（群１）の例は、ビフェニル、ナフタレン、フェナントレン、ｐ−ターフェニル、クリセン、ベンズピレン、ピレン、ジベンズアントレン、ベンズアントレン、アントラセン、ペリレン、ベンズペリレン、フルオランテン、コロネン、キノリン、フェニルキノリン、ベンズキノリン、キノキサリン、ジベンズキノキサリン、ベンズキノキサリン、フタルイミド、ピリジン、フェナジン、ジベンズフェンジンク、アクリジン、ベンズアクリジンおよびこれらの化合物の誘導体を含む。有用な脂肪族もしくは芳香族アミン含有または芳香族エーテル含有モノマー成分（群２）はテトラメチル−ｐ−フェニレンジアミン、ジメトキシジメチルアニリン、メトキシジメチルアニリン、ジエチルアニリン、ジフェニルメチルアミン、トリエチルアミン、インドール、ジメチルトルイジン、トリ−ｐ−アニシルアミン、ジトリルメチルアミン、トリトリルアミン、トリフェニルアミン、エチルカルバゾール、トリメトキシベンゼン、テトラメトキシベンゼンおよびこれらの化合物の誘導体を含む。芳香族ニトリルアクセプターモノマー成分（群３）はベンゾニトリル、シアノナフタレン、ジシアノベンゼンおよびこれらの化合物の誘導体を含む。
これらのモノマー成分のペアのいずれも、マトリックス材料、例えば、シリコーンに拘束されおよび／または共有結合していることができる。
現在の好ましい態様において、酸素センサ３４は、架橋したポリアルキル（アリール）ヒドロシロキサンを含むシリコーンマトリックスに共有結合しているビニルベンゾ[ghi］ペリレンを含む検知層であって、ポリカーボネート支持膜に結合しており、そしてカーボンブラックが分散しているシリコーンマトリックスによりオーバーコートされている検知層を含む。
特に現在好ましい態様において、センサ２８はキャビティー２７中においてカセット１２に結合した多層ラミネートとして提供される。イオンセンサ２８およびｐＨセンサ３０は好ましくは流体チャンバ１８の第一「インレット」部分２０付近に配置され、それにより、これらはキャリブレーションの間にカセットの下側半分に配置されるであろう。これは、センサ２８および３０がキャリブレーションの間に液体に暴露されることを確保する。センサ３２および３４はキャリブレーションの間の液体中の浸漬の要求に対して感受性がより低い。
または、カセット１２はカリウム、ナトリウム、カルシウムおよびグルコースのためのセンサを含むことができ、これらのセンサは上記に記載したのと本質的に同一の化学原理を用いる。例えば、カリウム、ナトリウムおよびカルシウムイオン検知は式Ａによる適切なイオノホア性のクマロクリプタンドを用いることができ、このクリプタンドケージのサイズは各イオンに特異的である。適切なグルコースセンサは、グルコースオキシダーゼの存在により変性された、上記の酸素センサのいずれかを含む。グルコース検知は、例えば、米国特許第5,518,694号明細書に記載されている通り、グルコースの酵素酸化の間の酸素の欠乏を基礎とすることができる。下記に記載する光学トレインに対する若干の変更を伴って、測定装置１４はこれらの交互のセンサを収容するようになっていることができる。ある用途において、例えば、心臓／血管血液パラメータのモニタリングにおいて、両方のタイプの測定装置を使用することが有利であることがある。
カセット１２において有用であることができる他のセンサは、例えば、ポリ（メチルメタクリレート）のような酸素不透性マトリックス中において、ルテニウムをベースとする指示薬、例えば、ルテニウム(II）（ジフェニルフェナントロリン）3（ジメチルシリルプロパンスルホネート）2 -を固定化することにより調製できるような、蛍光をベースとする温度センサを含むことができる。
ケーシング１６中の穴はｐＨセンサ３０と二酸化炭素センサ３２との間にある。サーミスタ−受容窪み３６はケーシング１６に固定され、そして穴を越えて延びている。窪み３６は、流体チャンバ１８の中央部分２４に面するケーシング１６の壁セクションに接着剤により結合されているツバをもった帽子型形状を有する。適切な接着剤はアクリルウレタン接着剤、例えば、Loctite Corporationの“UV Cure"ブランドの接着剤である。窪み３６は、好ましくは、金属、例えば、０．００４インチ（０．１ｍｍ）の厚さのチタンと同様の熱伝導率を有する耐腐蝕性材料から形成されている。例えば、図５および６に例示されているように、窪み３６は流体チャンバ１８の中央部分２４に突き出しており、その中の流体との親密な熱接触を行う。
また、ケーシング１６は凹部２６周りを囲う長円形状のリム４０を含むと共に、ケーシング１６の長手軸線から離れる方向に外側に延びる。図４を参照して理解されるように、長円形状凹部２６及び周囲のリム４０の主軸線は互いに一致してセンサ２８，３０，３２，３４及びくぼみ３６の中心を横切って延びると共に、ケーシング１６及び流体チャンバ１８の長手軸線に対し平行である。
半円筒状の整列キー４２はリム４０の内壁に一体的に連結される。好ましくは、ケーシング１６の長手軸線に対し垂直でありかつセンサ３２とセンサ３４間に等距離で延びる基準平面がキー４２をその中心の直径を通る平面に沿って二等分されるように、整列キー４２が指向される。
カセット１２はさらに、ケーシング１６を測定装置１４に取り外し可能に接続するための第１の雄カップリング４４を含む。図２及び図３に示されるように、カップリング４４はケーシング１６の長手軸線に垂直な方向に凸状のＵ字形状構造を有する。カップリング４４は上述のケーシング１６の中央部と、リム４０の外向き拡大部の方向から離れる方向にケーシング１６から外向きに延びる対向する脚部分４６とを含む。各脚部分４６は平坦で共通平面上の外表面４７（例えば図２、３、７を参照、図４では省略されている）を有する一対の支持部４６を含み、これら外表面４７はそれぞれの脚部分４６の外側に対し平行である。好ましくは、対向する脚部分４６の外表面４７はケーシング１６が近づくと収束すると共に、互いに約２８度から約３２度の範囲をなして指向されるそれぞれの基準平面に沿って延びる。更に好ましくは、外表面４７は互いに約３０度の角度をもって指向されるそれぞれの基準平面に沿って延びる。
各脚部４６の外端にはフランジ４８が一体的に接続されている。これらフランジ４８はケーシング１６の長手軸線に対し平行な共通の基準平面内に位置する。脚部４６はいくらか可撓性を有し、指の圧力の影響下で互いに他に向けてわずかばかり移動可能であり、しかしながら一旦指の圧力が解放されると図面に示されるように、それらの元来の通常指向位置まで迅速にかつ繰り返し復帰するのに十分な記憶を有している。
各脚部４６の外の中央端部領域は支持部間に位置するくさび形状タブ５０に一体的に接続されている。これらタブ５０は互いに離間する方向に、かつ互いに約８０度の角度をなして指向されるそれぞれの基準平面に沿ってそれぞれの脚部４６から外向きに延びる。さらに、各タブ５０の先端はフランジ４８が拡がっている方向に対し２５度の角度をなして指向される基準平面内を延びる。タブ５０の最外縁はそれぞれの脚部４６の隣接する領域に対し外向きに離間せしめられると共に、ケーシング１６の長手軸線と、フランジ４８を含む上述の基準平面との間の共通の基準平面内にある。
好ましくは、ケーシング１６は比較的透明（clear）なプラスチック材料、例えば医療用品質のポリカーボネート、から形成され、二つ又はそれ以上の初めは別個の部品から構成される。これらの部品は射出成形により形成され、次いで互いに結合される。適当な二部品構成の例が図７に示される。図７において、ケーシング１６の一部品はくぼみ２６及びリム４０を含み、四つのセンサ２８，３０，３２，３４を担持する。第２の部品は脚部４７、入口ポート、出口ポート、及び図示されるような他の要素を含む。これら部品は超音波溶接、溶剤溶接、又は接着剤結合により互いに接続されうる。当然、他の構成（例えば、一体的な一部品構成又は三部品構成）も可能である。
図１及び図４から図６に示されるように、ケーシング１６は第１の部分２０の入口ポートを囲う第１の外部ネジ付き部分を有する。第１のネジ付き部分は好ましくは、カセット１２がチャンバ１８を介し流れる流体のパラメータを測定するのに用いられるときに、内部ネジ付きルーア（Ｌｕｅｒ）型コネクタ、例えば図５に示される雄ルーアコネクタ５２、に一体となって接続されるように構成される。流体をチャンバ１８に指向せしめる可撓性のある管材５４の一部分に対し干渉取着カップリングを提供するために、コネクタ５２はリブ付き部分を有する。
第２の外部ネジ付き部分は第２の流体チャンバ部分２２の出口ポートを囲う。図５に示されるように、継手５６は第２のネジ付き部分を一体となって受容する内部ネジ付き部分を有する。選択任意には、継手５６は半径方向内向きに延びるリブ５８を有する後向きに延びるカラーを含む。ケーシング１６は周囲を囲んで半径方向外向きに延びるリブ６０を第２のネジ付き部分に隣接して有し、継手５６のネジがケーシング１６から部分的に外れたときでさえ通常の状況下で継手５６が離脱するのを阻止するために、リブ６０はストッパとして機能しかつリブ５８に対する物理的干渉を提供する。
カセット１２がチャンバ１８を通って流れる流体のパラメータを測定する測定装置１４と共に用いられるときに雌ルーアコネクタ６２を一体となって受容すべく構成された別の内部ネジ付き部分も、継手５６は含む。チャンバ１８内に存在する流体流れを指向するために、可撓性管材６４の一部分は干渉取着関係でもってコネクタ６２のリブ付き部分に接続される。
図６はセンサ２８，３０，３２，３４のキャリブレーション時のカセット１２を例示のために示す図である。キャリブレーション時、図５に示されるコネクタ５２がガスフィルタアセンブリ６６に置換され、ガスフィルタアセンブリ６６は第１の流体チャンバ部分２０の入口ポートを囲うネジ付き部分を一体となって受容する内部ネジ付き部分を有する。ガスフィルタアセンブリ６６の反対側の端部はガス入口開口６８を有し、ガス入口開口６８には部分的にネジを有するよう構成されたコネクタが設けられる。このコネクタは管材コネクタ（図示しない）に結合されるようになっており、管材は次いでキャリブレーションガス源に接続される。
ガスフィルタアセンブリ６６は拡大された円筒状の中央ハウジング部分を有し、この中央ハウジング部分は濾過薄膜７０からなる円板形状部分を含む。好ましくは、薄膜７０は高圧蒸気殺菌法により殺菌された疎水性材料（例えばポリテトラフルオロエチレン）、又は放射線により殺菌された材料（例えば改良アクリル）からなる。適当な改良アクリル材料はゲルマンサイエンス社(Gelman Sciences）のVERSAPORE“H"ブランドの薄膜である。薄膜７０の両面に対面する壁全体に一連の同心円状通路及び交差する半径方向通路のネットワークが設けられてキャリブレーションガスが薄膜７０の様々な領域のほぼ全てを介し容易に通過できるようにされている。
ガスフィルタアセンブリ６６はスパージャー管７２を受容する出口も含む。適当な管７２の例はポリエーテルエステルケトンからなり、内径が０．００３インチ（０．０７５ｍｍ）、外径が０．１２インチ（０．３ｍｍ）であるゼウスプロダクツ社(Zeus Products）の管である。栓７４はスパージャー管７２を囲うと共に、スパージャー管７２をフィルタアセンブリ６６の出口に密封的に固定する。栓７４の適当な材料の例はカセット１２が放射線により殺菌されるときにはポリカーボネートを含み、カセット１２が高圧蒸気殺菌法により殺菌されるときにはアクリル樹脂を含む。
エンドユーザへの搬送のために梱包されるとき、カセット１２には好ましくは、キャップ７８（図６）と、流体チャンバ１８内に受容された一定量のキャリブレーション流体８０とだけでなく、フィルタアセンブリ６６も設けられる。搬送のために、キャップ７８は継手５６の出口部分に密封的にきつく螺合され、（図５に示されるその指向方向に示されるように）継手５６はケーシング１６に対し締め付けられて継手５６とケーシング１６間に流体シールが提供される。図面には示されないが、輸送時及び初期の取り扱い時に汚染物質が入口開口６８から流入するのを実質的に阻止するために、搬送用キャップはフィルタアセンブリ６６の外端に確実に結合される。
キャリブレーションの際には、カセット１２は、直立位置、好適には図６に示されるように垂直方向位置に向けられており、ケーシング１６の長手方向軸線を中心として継手５６をケーシング１６に対して弧状に回転させることによって、継手５６が螺合状態を部分的に弛めた状態になる。かかる動作の間に、ガス出口ポートを閉鎖した第一位置から、ガス出口ポートを開放させる又はそれを通気状態にさせるための第二位置へ、継手５６が動かされる。リブ５８、６０は継手５６がケーシング１６から偶発的に離脱することを防止する。継手５６をケーシング１６に対して弛めることにより、図６で矢示されるように、第二流体チャンバ部分２２からガス出口ポートを介して大気中へガスが流れることが可能となる。選択自由であるが、リブ６０の外側周縁壁は単数又は複数の溝５９を具備している（図１及び図７を参照）。溝５９は流体チャンバ１８の上部出口ポートからのガスの排出を容易にするためにケーシング１６の長手方向軸線と平行に延びている。
キャリブレーション流体８０の量は、好適には、キャリブレーションの際に流体チャンバ１８のキャリブレーション流体８０の高さが図６に示されるように拡大域部分２５の下側部分に延在するように選択される。かかる高さにすることにより、キャリブレーション流体８０の一部が上部出口ポートを通して漏出する可能性を減少させながらも、キャリブレーション流体８０がセンサ２８、３０、３２、３４を完全に覆うことを確実にする。有利な点として、拡大域部分２５の切頭円錐形状は、流体チャンバ１８からキャリブレーション流体８０が漏出する可能性をさらに減少させるために、キャリブレーション流体８０を通り抜けたキャリブレーションガスの気泡の破裂を助長させる。さらに、チャンバ部分２４の壁部分の親水性表面は、キャリブレーションガスの気泡がセンサ２８、３０、３２、３４を滑らかに通過することを容易にする。選択自由であるが、親水性表面に加えて又は親水性表面に代えて消泡剤が使用されてもよい。
キャリブレーションの各段階が以下でさらに詳細に説明される。キャリブレーションが終了すると、フィルタアセンブリ６６がケーシング１６から除去されて図５に示されるコネクタ５２で置換される。さらに、継手５６が図５に示されるように締め付けられ、継手５６とケーシング１６の間に液漏れ抵抗シールがなされる。図６に示されるキャップ７８がさらに除去されてコネクタ６２で置換され（図５）、コネクタ６２の外側端部が管材６４の切断面に結合される。以下でさらに詳細に説明されるように、管材５４、６４の切断面は、流体のパラメータを測定するために（血液のような）流体が流体チャンバ１８に対して流出入することを可能とさせる。
図１及び図５に示される測定装置１４がさらに図８〜図２０により詳細に示されている。測定装置１４は、図９において組立の前の状態として示されている二つの部品からなる細長いハウジング２００を備える。二つの部品は内側にかかりが設けられた（スナップ止め組立のための）コネクタによって又はネジによって保持されることができる。好適には、ハウジング２００はポリカーボネート及びアクリロニトリルスチレン（ＡＢＳ）ポリマの混合物のような耐衝撃性プラスチック材料で作られ、殺菌を容易にするために滑らかな外側表面を有している。選択自由であるが、ハウジング２００の内側表面は電磁気的に適合性を有する遮蔽材料でコーティングされている。
測定装置１４は、選択自由であるが陽極処理アルミニウムのような金属材料で作られた、第二雌型カップリング２０２を備える。第二雌型カップリング２０２は、ハウジング２００の長手方向軸線に対して垂直な方向に概略Ｕ字形状をなした凹面形状窪みを有する。この窪みは、中央の湾曲部分２０６（例えば、図１を参照）で相互に接続される対向する二つの平坦な側壁部分２０６を備える。好適には、対向する側壁部分２０４は、湾曲部分２０６に接近するに従って収束して近づいており、互いに対して約２８度から約３２度までの範囲の角度で配置された各基準面に沿って延在している。さらに好適には、側壁部分２０４は互いに対して約３０度の角度で配置された各基準面に沿って延在している。各側壁部分２０４の外側端縁部分はハウジング２００の長手方向軸線に平行な方向に延びる細長い溝２０８を有する。
測定装置１４はファイバ端子ブロックアセンブリ２１０を備える（例えば、図９を参照）。ファイバ端子ブロックアセンブリ２１０はファイバブロック挿入板２１２とファイバブロック端部板２１４とを備え、これら二つの板が図１０に示されるように一対の機械ネジによって共に接合されている。好適には、挿入板２１２はポリカーボネートで作られ、端部板２１４はアルミニウムで作られる。
挿入板２１２の下面は図１０に示される四つの機械ネジによって第二雌型カップリング２０２の頂部に取り付けられる。挿入板２１２の下面はハウジング２００の長手方向軸線と平行な長軸を有した概略楕円形状の突出部２１６（例えば図１２を参照）を備える。突出部２１６は、カセットキー４２の直径よりもほんの僅かに大きい直径を有した半円筒形状のキー溝２１８を備える。好適には、キー溝２１８は、中央の対称面に沿ってキー溝２１８を二等分する基準面がハウジング２００の長手方向軸線にも垂直となるように向けて配置される。
突出部２１６は、カップリング２０２の湾曲部分２０６の中央に設けられた楕円形状開口につがい関係で受容されると共にそこを貫通して延びる側壁を有している。突出部２１６の外側側壁は底から見て楕円形状をしており、この楕円形状はカセット１２のリム４０（例えば、図４を参照）の内側側壁の楕円形状と形状的に相補関係にある。
図５は共に供給されたときのカセット１２と測定装置１４の一部を示している。測定装置１４がカセット１２に結合されるとき、カセット１２のタブ５０がそれぞれ測定装置１４の溝２０８に受容される。さらに、カセット支持部分の外側表面４７は測定装置側壁部分２０４の対向する平坦な表面とそれぞれ均一に接触する。理解されるように、カセットケーシング１６に接続される第一カップリング４４とハウジング２００に接続される第二カップリング２０２とは共同してカセット１２を測定装置１４に着脱可能に接続するためのコネクタの代わりをなす。
カセット１２の測定装置１４への組立の際には、ケーシング１６が突出部２１６へ向う方向に押され、かかる押す動作の際に、くさび形状のタブ５０の外側表面は、各タブ５０の外側端縁がそれぞれ溝２０８に隣接する時点まで脚部分４６を内向きに互いに向かって湾曲させるカムとしての機能を果たす。タブ５０の外側端縁が溝２０８に隣接するようになると、タブ５０の外側端縁が溝２０８に受容されるようにパチンと噛むようにして、脚部分４６が本来有する傾向により脚部分４６を拡開させてその普通の形状に復帰せしめ、それによってカセット１２を測定装置１４に結合せしめる。
突出部２１６は、測定装置１４及びカセット１２が共に接続されるときに窪み２６内に噛み合って滑り嵌合する外側端部部分を有する。さらに、測定装置１４及びカセット１２が共に接続されるとき、カセット１２のキー４２が測定装置１４のつがい関係のキー溝２１８内に嵌合する。好ましくは、キー４２は、カセット１２を反対向きにして（すなわち、カセット１２が図５に示される向きから垂直方向基準軸線を中心として１８０度向きを変えられたようにして）測定装置１４に結合させようとしたときにカセット１２を測定装置１４に結合させることを実質的に防止する。
脚部分４６を共に圧迫してタブ５０が溝２０８を乗り越すまでカセット１２を測定装置１４から離すことによって、カセット１２が測定装置１４から取り外される。図面には示されていないが、カップリング２０２の両外側は各々好適には指先サイズの窪みを備えており、測定装置１２からカセット１２を取り外す際に、カセットフランジ４８の外側端縁における使用者の把持性を向上させている。これらの窪みはさらにタブ５０の近傍位置でフランジ４８の中心を係合するための位置に向かって使用者の指を案内するのを手助けする。
ファイバ端子ブロックアセンブリ２１０は直立したポリカーボネート管２２０を備え、このポリカーボネート管２２０は挿入板２１２に溶剤溶接されていてサーミスタアセンブリを受容する。図５及び図１０に示されるように、サーミスタアセンブリは内側中央通路と直径が縮小された下側端部部分とを有したサーミスタ支持体２２２を備える。サーミスタ２２４は、サーミスタ支持体２２２の下側端部部分の空洞内に部分的に取り付けられており、内側中央通路を貫通して延びる一対のリード線を有している。適したサーミスタの例はサーモメトリックス社（Ｔｈｅｒｍｏｍｅｔｒｉｃｓ）の部品番号SC30BF103A-L8である。
ステンレス鋼のような材料で作られたキャップ２２６（図５を参照）がサーミスタ２２４に被さっており、サーミスタ支持体２２２の下側端部部分の外接する側壁に注封材料によって取り付けられている。キャップ２２６は隣接するプラスチック材料の熱伝導率と比較して高い熱伝導率を有する。（エポテック社（Epo-tek）のH20番のような）注封材料がキャップ２２６の内側表面とサーミスタ２２４の外側表面との間の空間にほぼ充填されて、キャップ２２６とサーミスタ２２４の間の熱伝達を容易にさせる。
サーミスタ支持体２２２がポリカーボネート管２２０の略円筒状内側通路に収容され、サーミスタ支持体２２２の周状溝に設けられたＯリング２２８により流体抵抗シールがなされる。サーミスタ支持体２２２がポリカーボネート管２２０のつがい関係になったネジ部を設けられた部分に螺入される上側螺刻部分を有した保持部材２３０によってポリカーボネート管２２０の通路に保持される。
ポリカーボネート管２２０はその下側端部の近くでは比較して幾分小さな直径に細くなっており、図５に示される環状肩部２３２を有している。サーミスタ支持体２２２は肩部２３２の下の領域におけるポリカーボネート管の通路の内径よりも大きな外径を有した外接する上側円筒状リブ２３４を備える。さらに、螺旋状圧縮バネ２３６（図１０を参照）は保持部材２３０の下側端部と上側円筒状リブ２３４の上向き環状壁との間に延びてそれらを圧迫する。測定装置１４がカセット１２に結合されていないときにはリブ２３４が肩部２３２に当接するように、バネ２３６は図５を参照して下向き方向にサーミスタ支持体２２２を圧力に対して柔軟に付勢する。
カセット１２及び測定装置１４が一緒に結合されていないときには、サーミスタキャップ２２６の下側端部は、図５を参照して窪み２６の頂部表面に対してカセット１２の窪み３６の深さよりも大きい距離だけ挿入板２１２の底面より下に突出している。このように、カセット１２が測定装置１４に結合されると、キャップ２２６は窪み３６の底面と接触してサーミスタ支持体２２２をバネ２３６の付勢に抗して上向き方向に圧迫する。カップリング４４及びカップリング２０２が一緒に接続されると、バネ２３６は窪み３６の底面と密着接触する位置にキャップ２２６の底面を保持して、キャップ２２６と窪み３６との間の有効接触面積を増加させ熱抵抗を低減させる傾向がある。流体チャンバ１８の中央部分２４の流体から窪み３６とキャップ２２６の間の接合部を横切って最後にはサーミスタ２２４までの経路に沿った熱伝達を改善するために、窪み３６の内側形状は、キャップ２２６の外側形状に対して、好適には幾分相補的になっており、より好適には極めて相補的になっている。
図１２を参照すると、挿入板２１２は四つの孔２３８、２４０、２４２、及び２４４を備え、これらの孔は突出部２１６を貫通して延び、楕円形状の突出部２１６の長軸に沿って離間した関係で配置されている。さらに、底部板は三つの孔２４６、２４８、２５０を備え、これらの孔は突出部２１６から離間されて設けられており、挿入板２１２の上面側の外側端部部分に設けられた隆起したプラットホーム２５２（図１０及び図１３を参照）を貫通して延びている。図１３に示されるように、光学的基準材料で作られたディスク２５４が孔２４８に配置され、孔２４８の下側螺刻部分に螺入される止めネジ２５６によって孔２４８の肩部に取り付けられる。光学的基準ディスク２５４は好適には（ポリカーボネート中に０．００２重量％の蛍光材料を含むような）蛍光を発する材料で作られる。適した蛍光材料はバイエル社（Bayer）の"MACROLUX 10GN"（商標）の材料のような高量子効率蛍光染料である。
孔２４６、２５０は孔２４８と同一であり、各孔は止めネジ２５６と類似の止めネジと光学的基準ディスク２５４ａ、２５４ｂ（図１５のみで参照番号が付されている）とを受容する。孔２４６の光学的基準ディスク２５４ａは光学的基準ディスク２５４と同一である。孔２５０の光学的基準ディスク２５４ｂは光学的基準ディスク２５４と類似であるが代わりに好適にはポリカーボネートに溶解した０．００３５重量％蛍光材料で作られている。
ファイバ端子ブロックアセンブリ２１０の端部板２１４は図１４において参照番号を付されている九つの孔２５８〜２７４を有する。孔２５８〜２７４は三つの列で各列に三つの孔がある配列に配置されている。孔２５８〜２７４並びに２３８〜２５０は各々が光ファイバの束の端部の周囲を取り囲むフェルールを受容するようにされている。例示的なフェルールが図１３において参照番号２７６で示されている。各孔２４６〜２５０に受容されるフェルールに適した材料の例は真鍮又はステンレス鋼であり、各孔２３８〜２４４に受容されるフェルールに適した材料の例はステンレス鋼であり、各孔２５８〜２７４に受容されるフェルールに適した材料の例は真鍮又はアルミニウムである。選択自由であるが、底部板のプラットフォームは三つの小さな螺刻された開口（図１０及び図１３を参照）を備え、開口は各々孔２４６、２４８、２５０の一つと交差している。これらの小さな開口は、各々、組立を容易にすべく隣接する孔２４６、２４８、２５０のフェルールをプラットフォームに取り付ける小さな止めネジ（不図示）を螺合して受容するようにされている。
ファイバ端子ブロックアセンブリ２１０は光ファイバの多数の束を備える。光ファイバ束の（正確には示されていない）例示的なネットワークが説明のために図９に示されている点を除いて、光ファイバ束は全ての図から省略されている。様々な光ファイバ束の概略図が図１５に示されており、同図は各孔２３８〜２５０と各孔２５８〜２７４との間には光ファイバ束の真に好適な様々な経路を示している。
図１５を参照すると、さらに詳細には、ファイバ端子ブロックアセンブリ２１０は孔２４０と孔２６０との間に延びる光ファイバの第一の束２８０と、孔２４０と孔２７０との間に延びる光ファイバの第二の束２８１と、孔２４６と孔２７０との間に延びる光ファイバの第三の束２８２と、孔２４２と孔２７０との間に延びる光ファイバの第四の束２８３と、孔２４２と孔２５８との間に延びる光ファイバの第五の束２８４と、孔２４６と孔２６４との間に延びる光ファイバの第六の束２８５と、孔２４４と孔２６２との間に延びる光ファイバの第七の束２８６と、孔２４４と孔２７４との間に延びる光ファイバの第八の束２８７と、孔２５０と孔２７４との間に延びる光ファイバの第九の束２８８と、孔２５０と孔２６６との間に延びる光ファイバの第十の束２８９と、孔２４８と孔２２６との間に延びる光ファイバの第十一の束２９０と、孔２４８と孔２７２との間に延びる光ファイバの第十二の束２９１と、孔２３８と孔２７２との間に延びる光ファイバの第十三の束２９２と、孔２３８と孔２６８との間に延びる光ファイバの第十四の束２９３とを備える。
様々な束２８０〜２９３の各々に適した光ファイバは、呼び外径０．００２２インチ（５６μｍ）を有したファイバであり、コアガラスがショット（Schott）のLF5又はF2で、クラッドガラスがショット（Schott）の8250、コーニング（Corning）の7056又は7052で、クラッド厚さが０．００００８から０．０００１２インチ（２〜３μｍ）のものである。好適には、必ずではないが、様々な束２８０〜２９３の全ての光ファイバは同一のものである。もちろん、束２８０〜２９３の各々のファイバのタイプ及びファイバの数は上で示された説明と異なってもよい。
好適には、エポテック（Epo-tek）（商標）の光学エポキシ第310番又は第310-2番のような光学接着剤がファイバの束ねられた端部を（フェルール２７６のような）フェルールに取り付けて光学アパーチャを提供するために使用される。各束２８０〜２９３は好適には光学的に不透明な非蛍光硬質プラスチック材料又はゴム材料で覆われている。各束２８０〜２９３の幾つかは端部が混合されて一つフェルールに受容される光ファイバが図１５に略図で示されるようにファイバのファイバの反対側の端部で異なるフェルールに導かれ得るように分岐部分を有している。さらに、各光学アパーチャの光ファイバは無作為に混合された状態になっている（すなわち、光ファイバが分岐部分を通過する場合でさえ、各光学アパーチャの光ファイバは空間的に十分に混合されている）。例えば、孔２４０の光学アパーチャの光ファイバは無作為混合されて、直径０．０２０インチ（０．５ｍｍ）又はそれより大きい直径を有した非円形領域で束２８０、２８１のいずれかに端を発するファイバを三本以下しか有さない領域は存在しないようになっている。
各束２８０〜２９３の中間領域に適した光ファイバの数の例が以下で表１に示されている。（本願における意味として、「中間領域」とは束の端部と任意の分岐部分との間の箇所における束の長さに沿った束の中央断面を意味する。）表２は光ファイバの目標数と孔２３８〜２５０及び２５８〜２７４の各々に配置されたフェルールにおける（単数又は複数の束に端を発するファイバを含んでもよい）光学アパーチャの全体直径との関係を示している。表１及び表２の値は、上述した外径５６μｍ、比質量偏差（すなわち、光学アパーチャの円形面積全体で除算したファイバによって占有される面積）７０％である光ファイバに基づいたものである。小さな光ファイバは組立の際に数えることが困難であることから、製造者は代わりに束の直径を計測してより迅速に束における光ファイバの数を推定により決定するのを好むであろう。
参照番号３１０、３１１、及び３１２を付された光学サブアセンブリは励起光学サブアセンブリであり、光学サブアセンブリ３１２が例示を目的として図１６に組立分解図で示されている。光学サブアセンブリ３１２は、第一光学保持器３１４と、該第一光学保持器３１４と同一である第二光学保持器３１６とを備える。保持器３１４、３１６が図１０に示されるようにして一緒に接続されるとき、保持器３１４、３１６の内壁部分は共同して全体的な形状が幾分円筒形状を有し且つ長手方向の中心基準軸線を有した細長いチャンバ３１８を提供する。
第一の保持部３１４は図１７から図１９にのみ示される。第一の保持部３１４は、第一のチャンバ部分３２２（図１７および図１８）と第二のチャンバ部分３２４と第三のチャンバ部分３２６と第四のチャンバ部分３２８とを形成する内壁部を有する。保持部３１４、３１６が図１０に示すように連結されると、保持部３１４、３１６の第一のチャンバ部分３２２は、発光ダイオード（更に詳細に後述されるような）を覆い隠す形状をした円筒形状光入口ポートを表し、第二のチャンバ部分３２４は、光学フィルタを受容するための円筒形状サブチャンバを表し、第三のチャンバ部分３２６は、光学レンズを受容するためのサブチャンバを表し、および第四のチャンバ部分３２８は円筒形状光出口ポートを表す。小型円筒形開口部が、光入口ポートと光学フィルタサブチャンバとの間に延びて、光入口ポートを光学フィルタサブチャンバに連通させており、および第二の小型円筒形開口部は光学フィルタサブチャンバと光学レンズサブチャンバとの間に延びて、光学フィルタサブチャンバを光学レンズサブチャンバに連通させている。
チャンバ部分３２４、３２６を形成する保持部３１４の壁部のそれぞれは、一つもしくはより多数のリブ３３０の第一の組に連結される。図面に示す実施態様においては、前記第一の組は二つの離間されたリブ３３０を有しており、これらリブ３３０は中心軸線３２０に対して平行な方向に延びている。各リブ３３０（例えば図１８）はチャンバ部分３２４、３２６のそれぞれの全長さ部分に延びており、図１９ａにさらに詳細に示すように最遠の変形可能な先端部分３３２を有する。変形可能な先端部分３３２はエラストマー材料（例えば、変形を生じさせる力を取り除いた後に、元の形状に自己回復する）か、非エラストマー材料であってもよい。
保持部３１４はさらに一つもしくはより多数のリブ３３４の第二の組を有する。図面に示す実施態様においては、リブ３３４の第二の組は単一のリブで構成され、この単一のリブは、第四のチャンバ部分３２８に直接的に隣接する第三のチャンバ部分３２６の半径壁部に沿って配置される。リブ３３４はその全体が、図１７および図１７ａに示すような側面図内の三角形からなる形状を有していて、図１７ａおよび図１７ｂに拡大して示す最遠の変形可能な（エラストマー材料もしくは非エラストマー材料）先端部分３３６を有する。
第二のチャンバ部分３２４と第三のチャンバ部分３２６とは、中心軸線３２０に対して垂直な基準面内に延びる一つもしくはより多数のリブ３３８の第三の組をも有する。六つのリブ３３８が図１７から図１９に示す実施態様に示される。リブ３３８のうちの四つが第二のチャンバ部分３２４に配置され、これらは対向するように配置され、それによりリブ３３８の一つの対が、中心軸線３２０に対して垂直な第一の共通の基準面内の延びて、リブ３３８の他の対が中心軸線３２０に対して垂直な第二の基準面内に延びるようになる。二つの残りのリブ３３８は第三のチャンバ部分３２６内に配置され、中心軸線３２０に対して垂直な他の共通の基準面内に延びる。典型的なリブ３３８を拡大して図１７ｃに示しており、各リブ３３８は、エラストマー材料かもしくは非エラストマー材料であってもよい最遠の変形可能な先端部分３４０を有する。
保持部３１４は、一対のペグ３４２と一対の整合用穴３４４とを備えた対照的でかつ対立的な（diametrical）壁部を有する。一方のペグ３４２と一方の穴３４４とは、中心軸線３２０に対して垂直な共通の平面内に延びる平行な中心基準軸線を有する。同様に、他方のペグ３４２と他方の穴３４４とは、中心軸線３２０に対して垂直であるが他方のペグ３４２と他方の整合用穴３４４との中心軸線を含む前述した基準面から離れて置かれている共通の平面内に延びるそれぞれの中心基準軸線を有する。
第三のチャンバ部分３２６を形成する壁部は、中心軸線３２０周りで半円形経路に延びる環状の面取壁部３４６も有する。結果として、光学レンズサブチャンバはその全体が、中心軸線と同一線上にある共通の中心軸線を有する円筒形状部分と整列された円錐台部分とを有する形状である。保持部３１６は保持部３１４と同一であるので、保持部３１６を詳細に説明する必要はない。
保持部３１４、３１６が、図１０に示すように一緒に連結されるときに、保持部３１４のペグ３４２は保持部３１６の穴３４４内に受容され、かつ保持部３１６のペグ３４２は保持部３１４の穴３４４内に受容される。少なくとも一つのペグ３４２と整合用穴３４４との係合する対がサブアセンブリ３１２の他端よりも一端に近づくのが好ましい。実際に、第一のチャンバ部分３２２が互いに対向しないで対向する端部に配置されるように保持部３１４、３１６を一緒に連結する場合には、保持部３１４、３１６の端部は整列されず、組立者は、保持部３１４、３１６が互いに関して適切な向きに置かれないことを容易かつ明らかに視覚的に理解できる。
平凸レンズ３４８（図１６および図１６ａ）は第三のチャンバ部分３２６内に受容され、かつ外周円筒形壁部３５０を有する円筒形部分と半球形状の外壁３５２を有する凸型ドーム形状部分とを有している。ドーム形状部分の中心軸線と円筒形部分の中心軸線とは、レンズ３４８の光軸として知られる共通の基準軸線に沿って配置される。適切なレンズは、エドマンド科学（Edmund Scientific）からの部品番号45078のレンズように、６ｍｍの焦点距離と６ｍｍの直径とを有する。第三のチャンバ部分３２６の面取壁部３４６の（中心軸線３２０に対しての）向きは、保持部３１４、３１６が一緒に組み立てられるときに面取壁部３４６が外壁３５２に接触する領域において、外壁３５２の係合部分の（ドーム形状部分の中心軸線に対しての）向きとほぼ同様である。
組立時、および保持部３１４、３１６がレンズ３４８の周りに近づけられるときに、円筒形壁部３５０はリブ３３０、３３４、３３８と接触して締まりばめする。保持部３１４、３１６を一緒に連結させる方向に十分に近づけると、レンズ３４８上にそれぞれの力を特定の方向に及ぼしながら、レンズサブチャンバ内の先端部分３３２、３３６、３４０は押しつぶされて変形する。さらに詳細には、保持部３１４、３１６が近づくと、リブ３３０、３３８の第一および第三の組の先端部分３３２、３４０は、力を中心軸線３２０に向かう半径方向でかつ内部方向にレンズ３４８上に向け、一方、リブ３３４の第二の組の先端部分３３６は、レンズ３４８上に中心軸線３２０に向かう半径方向でかつ内部方向に延びるベクトル要素および面取壁部３４６に向かう方向に関して中心軸線３２０に対し平行に延びるベクトル要素を有する力を向ける。
第三のチャンバ部分３２６内に配置されるリブ３３０、３３４、３３８の方向はレンズ３４８を適切に同心に案内するよう選択され、それにより、レンズ３４８の光軸は中心軸線３２０に対して平行であって中心軸線３２０と正確に同一線上にあるのが好ましい。保持部３１４、３１６は一緒に近づけられると、レンズ３４８の光軸はリブ３３０、３３４、３３８が必要とするように向きを変え、基準の中心軸線３２０と同一の位置にされる。リブ３３４はドーム形状外壁３５２を面取壁部３４６に完全に接触する位置に付勢される。リブ３３４はまた、レンズ３４８を壁部３４６上で会同させるのに十分な力をレンズ３４８上に及ぼして、光出口ポートの隣にある円筒形レンズ部分の平坦な背面を、一旦、保持部３１４、３１６が閉鎖されると、この背面が中心軸線に対して正確に垂直になるような向きに変える。リブ３３０、３３８は、保持部３１４、３１６が閉鎖されるとレンズ３４８を横方向に変えるよう機能し、それにより、レンズ３４８の光軸は中心軸線３２０と同一線上になる。
保持部３１４、３１６が閉鎖されると、変形可能な先端部分３３２、３３６、３４０は、レンズ３４８の形状（および、あらゆる平面の凹凸部）に適合させるためにコールドフローを生じて、レンズ３４８を所定位置に固定する。そのような変形可能な先端部分３３２、３３６、３４０は（プラスチック製保持部３１４、３１６の他の領域と共に）、光学的アセンブリ３００もしくは測定装置１４が衝突もしくは振動するときの損傷からレンズ３４８を保護するようになる。
保持部３１４、３１６の第二のチャンバ部分３２４は光学フィルタ３５４を受容するようになっている。典型的な目的のために図１０に示される光学フィルタ３５４は中心軸線を備えた円筒形の形状である。保持部３１４、３１６が閉鎖して一緒に連結される向きにされると、第二のチャンバ部分３２４内に配置されたリブ３３０の先端部分３３２と第二のチャンバ部分３２４内に配置されたリブ３３８の先端部分３４０は押しつぶされて変形し、フィルタ３５４を、フィルタの中心軸線がサブアセンブリ３１２の中心軸線３２０と同一線上になるような向きに付勢する。一旦、保持部３１４、３１６が完全に閉鎖されると、リブ３３０、３３８はフィルタ３５４の円筒形側壁と完全に係合して所定位置にフィルタ３５４を固定して保持する。
一緒に閉鎖されるときに保持部３１４、３１６は平滑な円筒形外面を表し、この外面は、サブアセンブリ３１２を受容するブロック３０２の穴の内径とほぼ等しいか同一であるのが好ましい直径を有する。一緒に組み立てられるときに保持部３１４、３１６によって表される円筒形外面は、ブロック３０２とサブアセンブリ３１２との間のわずかな締まりばめを確立するために、サブアセンブリ３１２を受容する、ブロック３０２内の穴よりもわずかに大きいのがさらに好ましい。一旦、サブアセンブリ３１２が穴内に受容されると、保持部３１４、３１６は、接着剤、締め付け具などを必要とすることなく一緒に組み立てられたままとなる。しかしながら、あるいは、保持部３１４、３１６をブロック内に一緒に保持するために、接着剤もしくは機械的締め付け具を設けることもできる。
各保持部３１４、３１６は一体的に成型されて、比較的柔らかい変形可能なプラスチック材料、例えばＡＢＳポリマーもしくはＡＢＳポリマーの配合物およびポリカーボネートなどから形成されるのが好ましい。適切なＡＢＳポリマーの例としてはタイタラック（Taitalac）の番号8540HのＡＢＳポリマーである。この材料は制限されたコールドフローを有していて光学的構成要素を所定位置で固定して保持するのに十分な弾性を有するのが好ましい。
任意に、先端部分３３２、３３６、３４０あるいはリブ３３０、３３４、３３８全体は、保持部３１４、３１６の残りの部分のプラスチック製材料の弾性係数よりも高い弾性係数を有するプラスチック製材料から形成される。例えば、挿入用成型品を、保持部３１４、３１６の材料の残りの部分とは異なる材料から形成される先端部分３３２、３３６、３４０を設けるよう使用することができる。あらゆる場合に、先端部分３３２、３３６、３４０および／またはリブ３３０、３３４、３３８の全体の材料は、温度の変動の繰り返しサイクルの後でさえ各先端部分３３２、３３６、３４０が完全に係合してレンズ３４８および／またはフィルタ３５４上で力を保つよう選択される。保持部３１４、３１６は、種々のサブアセンブリ３０４から３１２のレンズ３４８とフィルタ３５４との温度がブロック３０２の温度の変動のときでさえほぼ同一であることを保証するために、ブロック３０２の材料の熱伝導率よりも小さい熱伝導率を有する材料から形成されるのが好ましい。
励起用光学系サブアセンブリ３１０、３１１は、光学フィルタを備えていることを除けば励起用光学系サブアセンブリ３１２と同一である。特に、励起用光学系サブアセンブリ３１２の光学フィルタ３５４は、全径が０．２５インチ（６ｍｍ）であって長さが０．１４５インチから０．１７５インチ（３．６ｍｍから４．４ｍｍ）であり、この光学フィルタは、中心波長３９８ナノメートルの通過帯域（ｐａｓｓ ｂａｎｄ）を有していて、３８５ナノメートルと４１０ナノメートルとの波長においてピーク値（ｐｅａｋ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）の５０％を透過させる。励起用光学系サブアセンブリ３１１用の光学フィルタは、励起用光学系サブアセンブリ３１１用の光学フィルタが、中心波長４１３ナノメートルの通過帯域を有していて、４００ナノメートルと４２５ナノメートルとの波長においてピーク値の５０％を透過させることを除けば光学フィルタ３５４と同一である。励起用光学系サブアセンブリ３１０用の光学フィルタは、励起用光学系サブアセンブリ３１０用の光学フィルタが、中心波長４７５ナノメートルの通過帯域を有していて、４６０ナノメートルと４９０ナノメートルとの波長においてピーク値の５０％を透過させることを除けば光学フィルタ３５４と同一である。励起用光学系サブアセンブリ３１０、３１１の他の態様は、励起用光学系サブアセンブリ３１２と同一であって、これら励起用光学系サブアセンブリ３１０、３１１を詳細に説明する必要はない。
しかしながら、光学系サブアセンブリ３０４から３０９は、放射用光学系サブアセンブリであって、図１６の分解図に示す光学系サブアセンブリ３０４を参照することで理解されるように、これら光学系サブアセンブリ３０４から３０９は励起用光学系サブアセンブリ３１０から３１２とはいくぶん異なる。光学系サブアセンブリ３０４は二つの保持部３１４ａ、３１６ａを有しており、これら保持部３１４ａ、３１６ａは後述する相違点を除けば保持部３１４、３１６と本質的に類似している。保持部３１４ａは図２０と図２１とにのみ示されている。保持部３１４ａと保持部３１６ａとは同一であって、実際には保持部３１４ａを詳細に説明することで保持部３１６ａも十分に説明されることになる。保持部３１４ａは、第一のチャンバ部分３２２ａと第二のチャンバ部分３２４ａと第三のチャンバ部分３２６ａと第四のチャンバ部分３２８ａと第五のチャンバ部分３２９ａとを形成する内壁部を有する。保持部３１４ａと保持部３１６ａとが一緒に連結されると、第一のチャンバ部分３２２ａは円筒形状の光入口ポートを表し、第四のチャンバ部分３２８ａは円筒形状の光出口ポートを表す。さらに、保持部３１４ａ、３１６ａが閉鎖されると、第二のチャンバ部分３２４ａは、励起用光学系サブアセンブリ３１２のフィルタサブチャンバと類似な、光学フィルタ３５４を受容する円筒形状のフィルタサブチャンバを表し、第三のチャンバ部分３２６ａは、励起用光学系サブアセンブリ３１２のレンズサブチャンバと類似な、光学レンズ３４８ａを受容する第一のレンズサブチャンバを表す。保持部３１４ａ、３１６ａが閉鎖されると、第五のチャンバ部分３２９ａは、光学系サブアセンブリ３０４の第一のレンズサブチャンバと類似な、光学レンズ３４９ａを受容する第二のレンズサブチャンバを表すが、第二のレンズサブチャンバは、光学系サブアセンブリ３０４の中心基準軸線に関して、第一のレンズサブチャンバの向きから１８０度の反対方向を向いている。
保持部３１４ａは、リブ３３０ａ、３３４ａ、３３８ａの第一、第二、および第三の組を有しており、これらリブの各組は、励起用光学系サブアセンブリ３１２のリブ３３０の第一の組、リブ３３４の第二の組、リブ３３８の第三の組とそれぞれ同一であるのが好ましい。結果として、保持部３１４ａ、３１６ａが閉鎖されると、リブ３３０ａ、３３４ａ、３３８ａは、一旦、組み立てられると、レンズ３４８ａ、３４９ａの光軸とフィルタ３５４ａの中心軸線とを平行に整列させ、好ましくは光学系サブアセンブリ３０４の中心軸線と同一線上に整列させる必要があるときに、レンズ３４８ａ、３４９ａおよびフィルタ３５４ａの向きを変えるよう機能する。各保持部３１４ａ、３１６ａは、二つのペグと二つの嵌合用穴とを有しており、これらペグとこれら嵌合用穴とは保持部３１４、３１６のペグおよび穴と同様である。しかしながら、保持部３１４、３１６のうちの一方が保持部３１４ａ、３１６ａのうちの一方に偶然に連結される可能性を少なくするために、各保持部３１４ａ、３１６ａの各側のペグと穴とは、保持部３１４、３１６のペグ３４２と穴３４４との間の距離とはいくぶん異なる距離だけ中心軸線３２０に対して平行方向に互いに離間されるのが好ましい。
放射用光学系サブアセンブリ３０５から３０９のそれぞれは、光学フィルタを除けば放射用光学系サブアセンブリ３０４と同一である。明確には、放射用光学系サブアセンブリ３０４の光学フィルタ３５４ａおよび放射用光学系サブアセンブリ３０５、３０７用の光学フィルタは、これら放射用光学系サブアセンブリ３０４、３０５、３０７用の各フィルタが、５５０ナノメートルの中心波長を有していて、５１５ナノメートルと５８５ナノメートルの波長においてピーク値の５０％を透過させることを除けば前述されるフィルタ３５４と同一である。光学系サブアセンブリ３０６は、光学系サブアセンブリ３０６用の光学フィルタが、中心波長４８５ナノメートルの通過帯域を有していて、４５０ナノメートルと５２０ナノメートルとの波長においてピーク値の５０％を透過させることを除けばフィルタ３５４と同一である光学フィルタを有する。光学系サブアセンブリ３０８、３０９用の光学フィルタは、光学系サブアセンブリ３０８、３０９用の光学フィルタが、中心波長５００ナノメートルの通過帯域を有していて、４６５ナノメートルと５３５ナノメートルとの波長においてピーク値の５０％を透過させることを除けばフィルタ３５４と同一である。放射用光学系サブアセンブリ３０４のレンズ３４８ａ、３４９ａおよびサブアセンブリ３０５から３０９の対応するレンズのそれぞれは、前述したレンズ３４８と同一である。
保持部３１４、３１４ａ、３１６、３１６ａは、これら保持部がレンズ３４８、３４８ａ、３４９ａとフィルタ３５４、３５４ａとを適切に整列させて固定するだけでなく、さらに詳細に後述するような発光ダイオードおよびフォトダイオードを受容する組み込み式開口部を表すので、重要な利点を提供する。さらに、保持部３１４、３１４ａ、３１６、３１６ａは、隣接した光学系開口部に適した寸法の、成形された組み込み式光入口ポートと光出口ポートとを提供する。保持部３１４、３１４ａ、３１６、３１６ａは、他の光学系アセンブリにおいて一般的であるようなガスケットもしくはワッシャを必要とすることのない種々の構成要素の、高価でないが単純かつ効果的な製造手段とアセンブリとを提供する（例えば、一般的な光学系アセンブリにおいては、レンズ、フィルタ、およびワッシャなどは、単一部材のハウジングからなる円筒状チャンバ内に結果とし外される）。
当業者であれば、嵌合する保持部と光学系ブロックとからなる思想を、他の光学系アセンブリ、例えば双眼鏡、望遠鏡などにも使用できることを理解するであろう。さらに、有用なアセンブリに、レンズおよび／または光学フィルタを所定の位置に、および一方の保持部と一体的に成型することによって提供することができる。あるいは、保持部を、例えば双眼鏡においてしばしば形成されるように、光軸が折り返るかもしくは偏らせて製造することもできる。アセンブリが、ブロックと保持部との間で迅速な熱伝達が要求される適用例（例えば、光学系構成要素が加熱されるアセンブリ）において使用されるべきである場合には、保持部をプラスチック以外の材料から形成してもよく、かつ熱を注封する構成要素を保持部とブロックとの間に配置してもよい。
詳細に前述されるような光学系アセンブリ３００が現在、望まれているが、別の光学系アセンブリを、ブロック３０２を取り除くことによって、および保持部を一緒に固定するための、要求される場合には集合物として一緒に半アセンブリを保持するための他の構造物を設けることによって、組み立ててもよい。例えば、リングもしくはスナップ作用のクリップを保持部の各対を固定するように組み立ててもよく、枠組み、グリッド、ストラップもしくは他の構造物を、組み立てられた保持部の対を他の組み立てられた保持部の対に固定するために設けても良い。任意に、隣接した保持部の対の間で平坦な面接触を確立してエアギャップを回避することが要求される実施例（例えば、熱の伝達を促進させることが望まれるような場合）においては、組み立てられた保持部の各対の形状を、円筒形ではない形状、例えば六角形、正方形、長方形、もしくは三角形にしてもよい。他の選択物としては、各保持部には、サブアセンブリの他の保持部と連動するかもしくは他のサブアセンブリの保持部と連動する構造物（例えば、スナップ作用のペグまたはタブ、もしくはほぞ穴とほぞとの構成）を設けてもよい。
追加的なオプションとして、多数の異なるサブアセンブリ用の多数の保持部を、別な方法で別個に扱うことのできる部品の数を少なくするために、並行関係に一体的に配列体として一緒に成型してもよく、この配列体を、光学系構成要素が各サブアセンブリのチャンバ内の所定の位置に置かれた後に、同様な配列体に連結させてもよい。例えば、図１６内の保持部３１６と類似な三つの保持部を一体的に成型して、図１６の保持部３１４と類似の三つの保持部を（各保持部３１４は各保持部３１６と同一である、前述したような選択物と共に）組み立てることができる。さらに、一つの列をなす保持部の背面を、一つの光学系アセンブリ内の部品の数をさらに減らすために、隣接した列の保持部の背面と一体的に成型できる。さらに、そのような保持部の組み立てられた対は、前述したような円筒形以外の形状、例えば六角形、正方形、長方形、三角形などの形状にすることもできる。
測定装置１４はまた、電気光学系サブアセンブリ４０２とプリント回路基盤サブアセンブリ４０４とを有する電気的アセンブリ４００（図９）も有しており、プリント回路基盤サブアセンブリ４０４は、プリント回路基盤支持体とこの支持体上に取り付けられた種々の電気的構成要素とを有する。電気光学系サブアセンブリ４０２は、六つの楕円形状凹部４０８を有する結合板４０６（図２２）を有しており、この楕円形状凹部４０８は二列に配置され、各列には三つの楕円形状凹部４０８が配置される。結合板４０６はまた、三つの円形凹部４１０も有しており、これら円形凹部４１０は単一の列に配置され、かつ楕円形状凹部と共に縦に整列され、それにより、凹部４０８、４１０は、九つの凹部からなる配列体を形成し、三つの列のそれぞれは三つの凹部を有するようになる。
結合板４０６の少なくとも一部分は、エラストマー材料から形成されるのが好ましい。一つの例として、結合板４０６は、弾性材料、例えばポリウレタン、シリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）などで被覆されるか部分的に被覆されるアルミニウム製支持体を有しうる。任意に、基材は、凹部４０８、４１０に対応する凹部を示しており、エラストマー材料の層は各凹部に受容される。任意に、エラストマー材料は、金属製支持体の四つの縁部を通って広がり、光学系アセンブリ３００から離れて対面する金属製支持体の平坦な背面の全範囲を被覆する。エラストマー材料は電気的に非導電性でありかつ、電気的リードが設けられた金属製支持体内の穴よりもいくぶん小さくて、これら穴と共に整列された穴を有する。実際には、リードはアルミニウム製支持体と接触しないで保持される。
電気光学系サブアセンブリ４０２は、三つの発光ダイオードすなわち「ＬＥＤ」４１２（図８および図１０）を有しており、これら発光ダイオードのそれぞれは、円形凹部４１０のそれぞれ一つに完全に受容される円形ベース部を有する。各ＬＥＤ４１２はドーム形状部分も有しており、このドーム形状部分は、サブアセンブリ３１０から３１２の各保持部の第一のチャンバ部分により提供された光入口ポート内に完全かつ補充的に受容される。サブアセンブリ３１０から３１２の保持部は、対応するＬＥＤの円形ベース部の残りの部分を受容する円形腔（図１７および図１８の円形腔３２３）も有する。適切なＬＥＤの一例は、窒化ガリウム（ｇａｌｌｉｕｍ ｎｉｔｒｉｄｅ）製ＬＥＤ、例えばニチア（Ｎｉｃｈｉａ）からの部品番号ＮＬＰＢ−５００、もしくは別のレーザダイオードである。
電気光学系サブアセンブリ４０２は六つの固体の光センサもしくはフォトダイオード４１４も有しており、これら光センサもしくはフォトダイオード４１４のそれぞれは、楕円形状凹部４０８のそれぞれ一つ内に、その一部が完全に受容される本体を有する。フォトダイオード４１４は、シリコーン製フォトダイオードでもアバランシェ（avalanche）ダイオードでもよい。適切なシリコーン製フォトダイオードの一例は、ハママツ（Hamamatsu）からの製品番号Ｓ１１３３−１４のフォトダイオードである。ＬＥＤ４１２およびフォトダイオード４１４のそれぞれは、結合板４０６の各穴を通って、特に前述した金属製支持体およびエラストマー材料の穴を通って延びる一対のリードを有する。
一対の機械ネジ４１６（図１０）が、プリント回路基盤支持体の折返し部分と、結合板４０６の各穴４１８（図２２）と、ブロック３０２の各穴４２０（図１６）とを通って延びて、光ファイバ端子ブロックの端板２１４の嵌合用貫通穴４２２（図１４）を貫通する。ブロック３０２には、平行に整列されて突き出ている一対の突起部４２４が設けられて、これら突起部４２４は組立作用を容易にするために挿入板２１４の各穴（図１４）内に受容されるのが好ましい。一旦、機械ネジ４１６が挿入板２１４に締め付けられると、結合板４０６の支持体上に広がる弾性材料は弾性層を提供し、この弾性層は、測定装置１４が、生じうる物理的衝撃力を受けるときはいつでも、例えば測定装置が偶然に落下するときはいつでも、電気的アセンブリへの損傷を回避させる。
例えば図９に示すように、結合板４０６の周辺縁部は、光学系ブロック３０２およびプリント回路基盤サブアセンブリ４０４の隣接領域から外側に突出する。結合板４０６の周辺縁部は、ハウジング２００の二つの部品からなる溝４２８内に受容される。溝４２８と結合する、結合板４０６の突出した周辺縁部は、光学系アセンブリ３００と電気的アセンブリ４００とに対して安定した取付支持部を提供する。結合板４０６の突出した周辺縁部はまた、プリント回路基盤サブアセンブリ４０４を取り囲むハウジング２００の領域から、光学系アセンブリ３００と光ファイバ端子ブロックアセンブリ２１０とを有する構成要素の残りの部分を取り囲むハウジング２００内の領域まで流れる対流熱の熱量を少なくする役目を果たす。
プリント回路基板サブアセンブリ４０４は、電力、クロックタイミング及びリモートモニタ４３２（図２４参照）からの指示信号を受けるコントローラ４３０（図２３参照）を有している。柔軟な電気ケーブル４３４（図８参照）が、コントローラ４３０とモニタ４３２を機能的に接続する。しかしながら、あるいは、電気アセンブリ４００が、ハウジング２００内、又はそれに隣接して配置されたバッテリと、一束の光ファイバによって、又は例えば、無線周波数信号又は光学的振動数信号を供給する装置等の遠隔通信装置によって置き換えられた電気ケーブル４３４とによって動力を供給されても良い。
サブアセンブリ４０４のプリント回路板の基板は、図８から１０に示すように、長方形の箱状の形態に折畳まれる。この箱状の形態は、基板上の電子部品が取付けられているスペースを取り囲む４つの側方部分と２つの端部分とを含んでいる。上記構造は、好ましいことに、電子部品のための電気シールドを提供し、部品を発光ダイオードから多少熱的に隔離する機能も果たす。
コントローラ４３０は、３つのドライバ４３６に電気的に接続され（接続は図示無し）、これら３つのドライバ４３６は、次いでそれぞれ対応する発光ダイオード４１２の１つに電気的に接続される。ドライバ４３６は、それぞれの発光ダイオード４１２を次々と、調和して、通電させる。
プリント回路基板サブアセンブリ４０４は、図１５及び図２３に示す３つのアナログ−デジタル変換器４３８、４３９、４４０を含んでいる。適合するアナログ−デジタル変換器は、バーブラウン（BURR-BROWN）のカタログナンバーDDC101である。図１５に略図を示したように、変換器４３８は、光学系サブアセンブリ３０５、３０６と対応するフォトダイオード４１４に電気的に接続され、変換器４３９は、光学系サブアセンブリ３０７、３０８と対応するフォトダイオード４１４に電気的に接続され、変換器４４０は、光学系サブアセンブリ３０４、３０９と対応するダイオード４１４に電気的に接続される。更に、信号増幅器又はオペアンプ４４２（例えば、アナログデバイス（Analog Devices）のカタログナンバー（AD795等）が、サブアセンブリ３０９のフォトダイオード４１４と変換器４３９との間の電気導線に配置される。
使用において、コントローラ４３０は、モニタ４３２から所定の信号を受信すると、ドライバ４３６の１つへ信号を送り、次いで、発光ダイオード４１２の対応する１つに通電する。次いで、光は、その発光ダイオードから隣接するファイバブロックアセンブリ２１０の光ファイバを通って対応するセンサ２８〜３４へ進み、そこで吸収される。そして、センサは異なる波長で光を放射する。放射される光の量は、カセット１２の流体チャンバ１８内の分析物濃度（例えば、キャリブレーション流体又は血液）によって決定される。上記センサ２８〜３４から放射される光は、ファイバブロックアセンブリ２１０の他の光ファイバを通り、フォトダイオード４１４の１つへ送られる。このダイオード４１４へ電気的に接続されている変換器４３８〜４４０は、検出された光束の量を表すデジタル出力信号を発信する。コントローラ４３０は、予め選択した時間遅れ間隔に従って、適切な変換器４３８〜４４０から受信したデータを読取り、上記データをケーブル４３４を介してモニタ４３２へ送る。
各励起用光学系サブアセンブリ３１０〜３１２内の光学系フィルター３５４は、その通過帯域内の波長を有するほぼ全ての光を通過させ、その通過帯域内でない波長を有するほぼ全ての光を遮断するように機能する。各励起用光学系サブアセンブリ３１０〜３１２のレンズ３４８は、光学系フィルター３５４から放射される光を、隣接するファイバの光束の光学的有効口径に集中させる。
センサ２８〜３４から放射され、放射用光学系サブアセンブリ３０４〜３０９へ送られる光は、隣接するファイバの光束の光学的有効口径から対応するレンズ３４８ａに進む。レンズ３４８ａは、光を平行にし（colluminate）、光学的軸線に沿って、隣接する光学フィルター３５４ａへ送るように機能する。次いで、第２レンズ３４９ａが、光を、対応する、隣接するフォトダイオード４１４に集中する。フィルター３５４ａは、通過帯域内の波長を有する殆どの光を通過させ、通過帯域から外れる波長を有するほぼ全ての光を遮断する。任意の所定の光学的経路に関して、フィルター３５４は、対応するセンサ２８〜３４において蛍光染料を励起する光の波長を選択し、ほぼ全ての他の光を遮断する。フィルター３５４ａは、蛍光染料によって放射された光の波長を選択し、ほぼ全ての残りの光（任意の反射励起光を含む）を遮断する。
変換器４３８〜４４０は、フォトダイオード４１４から受信したアナログ信号をフォトダイオード４１４によって検出された光流の量を表すデジタルデータ群に変換する。このデジタルデータは、コントローラ４３０に転送され、コントローラ４３０は、順次、データをモニタ４３２へ送る。
図１５は、サブアセンブリ３１０において受ける発光ダイオード４１２から放射される光が、センサ３０、センサ３２、及び穴部２４６に隣接する対照ディスク２５４に、同時に送られていることを示している。センサ３０から放射される光は、サブアセンブリ３０５に隣接するフォトダイオード４１４によって検出され、変換器４３８によってデジタル信号に変換される。穴部２４６に隣接する対照ディスク２５４から放射される光は、サブアセンブリ３０７のフォトダイオード４１４によって検出され、変換器４３９によってデジタル信号に変換される。サブアセンブリ３０４に隣接するフォトダイオード４１４によって、センサ３２から検出される光は、変換器４４０によってデジタルデータ群に変換される。３つの変換器４３８〜４４０からのデジタルデータ群は、コントローラ４３０によって受信され、モニタ４３２へ転送される。
多少類似した方法で、サブアセンブリ３１２で受ける発光ダイオード４１２から放射される光は、センサ３４、及び穴部２５０に隣接する対照ディスク２５４へ送られる。センサ３４から放射される光は、サブアセンブリ３０６に隣接するフォトダイオード４１４によって検出され、フォトダイオード４１４のアナログ出力は、変換器４３８によってデジタルデータ群に変換される。同時に、穴部２５０に隣接する対照（reference）ディスク２５４から放射される光は、サブアセンブリ３０８に隣接するフォトダイオード４１４によって検出され、このフォトダイオード４１４からのアナログ信号は、変換器４３９によってデジタルデータ群に変換される。
サブアセンブリ３１１に対応する発光ダイオード４１２が通電される場合、光は、センサ２８、及び穴部２４８に隣接する対照ディスク２５４へ、同時に送られる。穴部２４８に隣接する対照ディスク２５４から放射される光は、サブアセンブリ３０８に隣接するフォトダイオード４１４によって検出され、このフォトダイオード４１４からのアナログ出力は、変換器４３９によってデジタルデータ群に変換される。センサ２８から放射される光は、サブアセンブリ３０９に隣接するフォトダイオード４１４によって検出され、このフォトダイオード４１４のアナログ出力は、増幅器４４２によって増幅され、アナログ信号をデジタルデータ群に変換する変換器４４０へ送られる。
図１５に示された配線略図は、たとえ４つのセンサ（即ち、センサ２８〜３４）と３つの対照ディスク２５４を使用した場合でも、使用する変換器４３８〜４４０を３つだけとすることを可能にし、又、使用する発光ダイオード４１２を３つだけとすることを可能にする。上記のタイムシェアリング又は「マルチプレクシング」構成は、電気アセンブリ４００に必要とされる部品の数を節約し、又、ハウジング２００が比較的小さくても良いようにスペースを節約する。更に、上記の構成は、そうでない場合にハウジング２００内で発生する可能性のある熱の量を減少させる。
モニタ４３２の略示ブロック図を図２４に示す。モニタ４３２はインターフェースカード４５０を含み、このインターフェースカード４５０は、電気サブアセンブリ４０４から引かれているケーブル４３４へ接続されている。このインターフェースカード４５０は、補助ボード４５２に電気的に接続され、順次、一次コントローラ又は「ＳＢＣ」（シングルボードコンピュータ）４５４へ接続される。インターフェースカード４５０は又、発光ダイオード４１２へ電力を供給する。
ＳＢＣは、発光ダイオード４１２へのパルスの振幅と継続時間を制御する。ＳＢＣ４５４は、メモリーカード４５６と、例えば発光ダイオードディスプレイ等のディスプレイ４５８へ接続される。ディスプレイ４５８のためのパワーインバータ４６０は又、ＳＢＣ４５４に接続される。
モニタ４３２は又、ライン電圧源に接続される電源４６２を含んでいる。電源４６２は、充電器４６４に電気的に接続され、この充電器４６４は、バッテリ４６６を充電状態に維持する。電源４６２とバッテリ４６６は、パワーセレクター４６８へ接続される。モニタ４３２は、スイッチ４７０を含み、このスイッチ４７０は、閉じた場合に電力を３つのＤＣ／ＤＣコンバータ４７２へ送る。ＤＣ／ＤＣコンバータ４７２とプリンタ４７４は、両方とも補助ボード４５２へ接続される。
図２５は、好ましくは上述した測定装置１４とカセット１２を使用している心肺バイパス循環回路５００の略示図である。循環回路５００は、例えば心臓を開く手術等の手術を受けている患者５０４の静脈（好ましくは大静脈）と連通するように配置された入口を有する管の第１部分５０２を含んでいる。管５０２は又、静脈バッグリザーバ５０６へ接続される出口を有している。心臓切開リザーバ５０８は又、管の第２部分５１０によって静脈バッグリザーバ５０６へ接続される。
循環回路５００は又、静脈バッグリザーバ５０６の出口に接続されている入口を有する管の第３部分５１２を含んでいる。管の第３部分５１２は、ぜん動ポンプ又は遠心ポンプ５１４へ接続される出口を有する。
ポンプ５１４は、管の第４部分５１６の入口に接続される出口を有している。管の第４部分５１６は、酸素付加装置５１８の入口へ接続される出口を有している。酸素付加装置５１８は管の第５部分５２０の入口へ接続される出口を有している。
管の第５部分５２０は、動脈フィルター５２２の入口に連通する出口を有している。動脈フィルター５２２の出口は、管の第６部分５２３の入口へ接続される。管の第６部分５２３は又、患者５０４の動脈（好ましくは大動脈）へ接続される出口を有している。
心肺バイパス回路５００は又、シャント流路５２４を含んでいる。図２５に図示した実施形態では、シャント流路５２４は、動脈フィルター５２２の出口へ接続されている入口を有する管の第６部分５２６を含んでいる。管の第６部分５２６は又、例えば図１〜７に示したカセット１２のような血液パラメータ測定カセットの入口へ接続される出口を有している。一例として、管の第６部分５２６は、図５に示した管５４と同一のものであっても良い。
シャント流路５２４は又、カセット１２の出口に接続される入口を有する管の第７部分５２８を含んでいる。管の第７部分５２８は、随意に、図５に示した管８４と同一のものである。管の第７部分５２８は又、サンプリングポート５３０の入口に接続される出口を有している。
シャント流路５２４は更に、サンプリングポート５３０の出口に接続される入口を有する管の第８部分５３２を含んでいる。管の第８部分５３２は、図２５に示す実施形態の静脈バッグリザーバ５０６の入口に接続される出口を有している。図には示されていないが、シャント流路５２４は、随意に、管５２６、５２８、５３２を通る血液の通過を制限又は中断するバルブを含んでいても良い。
フレキシブル管５０２、５１０、５１２、５１６内と、心臓切開リザーバ５０８、静脈バッグリザーバ５０６、ポンプ５１４内の経路は、静脈流路を構成する。フレキシブル管５２０、５２３内と、動脈フィルター５２２内の経路は、動脈流路に相当する。シャント流路５２４の出口（即ち、図２５に示した実施形態の管の第８部分５３２の出口）は、静脈流路上の幾つかの異なる位置の任意の位置に配置しても良く、例示する目的においてのみ、静脈バッグリザーバ５０６の入口部分に接続されるように示してある。好ましくは、シャント流路５２４の出口は、ポンプ５１４の上流側の静脈流路に配置され、血液が、補助ポンプの必要無く、シャント流路５２４を通って流れるようにする。
シャント流路５２４の入口（即ち、図２５に示した実施形態の管の第６部分５２６の入口）は、好ましくは、動脈流路上の幾つかの異なる位置の任意の位置において動脈流路に連通して配置され、より好ましくは、図２５に示したように、動脈フィルター５２２の出口へ接続される。しかしながら、あるいは、シャント流路５２４の入口は、静脈流路上に位置しても良く、好ましくは、ポンプ５１４の下流側に位置する。
図２５に示した回路５００では、シャント流路５２４は、動脈流路を通って流れる患者の血液の一部を迂回させ、その迂回させた部分を静脈流路へ戻す。有利には、センサ２８〜３４を有するカセット１２のシャント流路５２４の部分への配置により、カセット１２を動脈流路又は静脈流路に直列に配置する必要が無くなり、更に、必要であれば、血液を常にセンサ２８〜３４を通過して連続的に流すことを可能とする。更に、シャント流路５２４は、手術中に必要があれば、静脈流路や患者５０４へ向かう動脈流路を通る血液の流れを中断すること無く、静脈流路及び動脈流路へ接続すること、又は、これらとの接続を断つことが可能である。
比較してみると、従来の血液ガスモニタリング装置を有する心肺バイパス回路は、一般に、流液カセット又はセルを含んでおり、この流液カセット又はセルは、静脈流路又は動脈流路の中に配置され、セルを通過して流れる血液のパラメータを測定する１つ以上のセンサを有している。しかしながら、この流液セルは、静脈流路及び動脈流路に直列であるので、セルは、血液がバイパス回路を通される前に静脈流路又は動脈流路に接続されなければならず、ある場合には欠点となる。又、上記構成は、例えば、一つ以上のセンサに欠陥があった場合に、セルの交換の可能性を、実際上、排除する。
好ましくは、シャント流路５２４は、その血液の流れに垂直な基準平面において、静脈流路及び／又は動脈流路の、その血液の流れに垂直な基準平面における平均断面積よりも小さい平均断面積を有している。例えば、フレキシブル管５２６、５２８、５３２を含むシャント流路５２４は、内直径が０．１２５インチ（３．２ｍｍ）であっても良く、その一方、フレキシブル管５０２、５１２、５１６、５２０、５２３を含む静脈流路及び動脈流路は、平均内直径が、約０．２５インチ（６．３ｍｍ）から約０．５インチ（１２．７ｍｍ）の範囲であっても良い。シャント流路５２４のより小さな内部面積は、比較的小さな管の使用を可能にし、この比較的小さな管は、いつでも、静脈流路及び動脈流路を通る血液の流れを不適切に中断すること無く、静脈流路及び動脈流路へ容易に接続すること、又はこれらの経路から容易に接続を断つことが可能である。例えば、シャント流路５２４は、患者が、動脈流路及び静脈流路を取付けられ、用いられて、手術準備室から到着した後で、手術室においてシャント流路が必要になった時のように、血液が静脈流路又は動脈流路を通って流れ始めた後に、静脈流路又は動脈流路に接続されても良い。
更に、シャント流路５２４は、サンプリングポート５３０がカセット１２に近接して配置可能であるという点で有利であり、サンプリングポート５３０から採取した血液サンプルが、カセット１２及び測定装置１４によって測定された血液の特性の測定値とより良く相関することを保証することを補助する。この構成は又、多くの従来の心肺バイパス回路の場合で必要となるサンプリングポートから血液サンプルを吸引するシリンジ又は他の装置を必要としない。
カセット１２及び装置１４は、心肺バイパスシャント以外の用途で使用されても良い。例えば、集中治療室や他のクリティカルケアの状況において、動脈−静脈シャント流路は、比較的小さな直径のフレキシブル管（例えば、外直径が０．１２５インチ（３．１ｍｍ）から０．１９インチ（４．８ｍｍ））を動脈及び静脈に、従来のカニュレーション技術を用いて接続することによって構成することが可能である。そして、血液は、動脈と静脈の圧力差のために、管を通って流れる。管へ接続されたカセット１２等のカセットが、血液の一つ以上のパラメータをモニタするために使用される。
有利には、測定装置１４の長手方向の軸線と、特に、ハウジング２００の長手方向の軸線とは、ほぼ平行であり、好ましくは、カセット１２の流体チャンバ１８を通って流れる血液の方向と平行である。上記の構成は、コンパクトなアセンブリを提供し、更に、凝結を促す可能性のある渦やその他の血流の乱れが発生する可能性を減少させる。この平行な構成は、特に、カセット１２と測定装置１４が患者の身体の付近に配置される場合に有用である。
図２６は、本発明の他の実施形態による心肺バイパス回路５００ａの略示図である。図２５、２６において、同じ番号で識別されたエレメントは同じものであり、それ故、これらのエレメントの詳細な説明は繰り返す必要はない。しかしながら、図２６の心肺バイパス回路５００ａは、シャント流路５２４とは多少異なるシャント流路５２４ａを有している。
より詳細には、シャント流路５２４ａは、管の第６部分５２６ａを含んでおり、この管の第６部分５２６ａは、動脈フィルター５２２へ接続される入口と、サンプリングポート５３０ａに接続される出口とを有している。シャント流路５２４ａは又、管の第７部分５２８ａを含んでおり、この管の第７部分５２８ａは、サンプリングポート５３０ａへ接続される入口と、カセット１２に接続される出口とを有している。シャント流路５２４ａの管の第８部分５３２ａは、カセット１２へ接続される入口と、心臓切開リザーバ５０８に接続される出口とを有している。
心肺バイパス回路５００ａは又、管の第９部分５３４ａを含んでおり、この管の第９部分５３４ａは、静脈バッグリザーバ５０６の入口に接続される入口と、サンプリングポート５３０ａに接続される出口とを有している。ポンプ５３６ａは、管の第９部分５３４ａ中に配置され、血液を静脈バッグリザーバ５０６から管の第９部分５３４ａを通してサンプリングポート５３０ａへ送る。
サンプリングポート５３０ａは、管の第６部分５２６ａ又は管の第９部分５３４ａの何れかからの血液の流れを選択的に中断するバルブを含んでいる。例えば、サンプリングポート５３０ａのバルブが、管の第６部分５２６ａを通り、カセット１２へ行く血液の流れを可能とし、管の第９部分５３４ａの血液の流れを中断するように調節され、カセット１２のセンサ２８〜３４が動脈血のパラメータをモニタするために使用されるようにしても良い。あるいは、サンプリングポート５３０ａのバルブが、管の第６部分５２６ａを通る血液の流れを中断するようにし、管の第９部分５３４ａを通り、カセット１２へ行く血液の流れを可能とするように調節され、センサ２８〜３４が静脈血のパラメータをモニタするために使用されるようにしても良い。上記の構成は、使用者が、２つのカセット及び測定装置を必要とせずに、静脈血と動脈血両方のパラメータを選択的にモニタすることを可能にする。
本発明の他の実施形態が、図２７に略示図で示されており、ここには、心肺バイパス回路５００ｂが示されている。図２５及び２７に示した構成要素で同じ識別番号を有しているものは、同一のものであり、これらの構成要素の詳細な説明は繰り返す必要はない。しかしながら、心肺バイパス回路５００ｂは、本明細書で上述したシャント流路５２４、５２４ａとは多少異なるシャント流路５２４ｂを含んでいる。
より詳細には、シャント流路５２４ｂは、管の第６部分５２６ｂを含んでおり、この管の第６部分５２６ｂは、動脈フィルター５２２の出口へ接続される入口と、カセット１２への入口に接続される出口とを有している。シャント流路５２４ｂの管の第７部分５２８ｂは、カセット１２の出口コネクタ６２へ接続される入口と、サンプリングポート５３０ｂの入口へ接続される出口とを有している。シャント流路５２４ｂの管の第８部分５３２ｂは、サンプリングポート５３０ｂの出口へ接続される入口と、心臓切開リザーバ５０８に接続される出口とを有している。
更に、シャント流路５２４ｂは、管の第９部分５３４ｂを含んでおり、この管の第９部分５３４ｂは、静脈バッグリザーバ５０６の入口に接続される入口と、第２カセット１２ａの入口継手に接続される出口とを有している。随意に、第２カセット１２ａは第１カセット１２と同一である。第２カセット１２ａは、管の第１０部分５３８ｂの入口に接続される出口コネクタ（例えば図５に示したルアーコネクタ６２等）を有している。管の第１０部分５３８ｂは、サンプリングポート５３２ｂの入口に接続される出口を有している。ポンプ５３６ｂは、管の第１０部分５３８ｂ中に配置され、血液を静脈バッグリザーバ５０６の入口からサンプリングポート５３０ｂへ送る。
図２７に示した心肺バイパス回路５００ｂは、使用者が、静脈流路と動脈流路の両方において同時に血液の特性をモニタすることを可能にする。図２６、２７にそれぞれ示した回路５００ａ、５００ｂの変形例として、管の第９部分５３４ａ、５３４ｂの入口が、管の第４部分５１６へ接続されても良く、このような場合には、ポンプ５１４によって供給される圧力は、好ましくは、ポンプ５３６ａ、５３６ｂを必要とせずに、管５３４ａ、５３４ｂを通して血液の流れを送るのに十分である。
シャント流路５２４ａ、５２４ｂは、シャント流路５２４のように、好ましくは、その血液の流れに垂直な基準平面において、血液の流れに垂直な基準平面で考えた場合の静脈流路又は動脈流路の何れの平均断面積よりも小さい平均断面積を有している。シャント流路５２４ａ、５２４ｂは、動脈流路及び静脈流路を通る血液の流れを中断すること無く、適宜に、それぞれ回路５００ａ、５００ｂへ取付けること、又は、これら回路から取り外すことが可能である。
本発明の他の実施形態のカセット１２ａについて図２８〜図３１に示す。カセット１２ａは、概括的に言うと、図２８及び図２９に単独で示すカセット本体１５ａと、図３０に単独で示すカセットケーシング１６ａとを有する。本体１５ａは、血液のような流体中の一つ以上のパラメータを検出するのに適した一つ以上のセンサを取付けるための中央支持部材１７ａを有する。図２８及び図２９に示す実施形態では、支持部材１７ａは、上述したカセット１２と共に説明したセンサ２８〜３４と同一の４個のセンサ２８〜３４を担持しているが、代わりにそれと異なるセンサ、あるいはそれより少数のセンサ又はそれより多数のセンサを設けうる点について理解すべきである。
カセット本体１５ａのセンサ２８〜３４は、縁部４０ａにより包囲された長円形凹部２６ａ内に配置されている。図２８に示すようにキー４２ａが縁部４０ａの側壁と一体的に結合されている。必要な時に測定装置１４の突起２１６に対し着脱可能に連結するため、凹部２６ａ、縁部４０ａ及びキー４２ａの構成は、上述した凹部２６、縁部４０及びキー４２の構成と同様にされている。
カセット本体１５ａは、測定装置１４の雌形カップリング２０２と着脱可能に連結するための雄形カップリング４４ａを更に有する。カップリング４４ａは、４個のセンサ２８〜３４の中心を通る軸線に垂直な基準面において、凹状であってほぼＵ形状になっている。カップリング４４ａは、縁部４０ａの外側延長部分に対し反対方向であって本体１５ａから外側に延びている対向脚部４６ａを有する。各脚部４６ａは、カップリング２０２と接触するのに適した外側表面４７ａを同一平面上に備えた３個の支持部分を有する。好適には、対向脚部４６ａの外側表面４７ａは、本体１５ａに近づくにつれて互いに近づいており、互いに対して約２８°から約３２°の角度をなす基準面に沿って延びている。より好適には、外側表面４７ａは、互いに対して約３０°の角度をなす基準面に沿って延びている。
各脚部４６ａの外側端部にはフランジ４８ａが一体的に結合されている。フランジ４８ａは４個のセンサ２８〜３４の中心を通って延びている上述した軸線に平行な共通面内に横設されている。脚部４６ａは多少柔軟になっており、指により圧力を受けると互いの側に少し移動可能であるが、指による圧力が除去されると図面に示す元来の通常の配置に繰り返し迅速に戻るように形状が記憶されている。
各脚部４６ａの外側中央領域には楔形タブ５０ａが一体的に結合されている。このタブ５０ａは互いに反対側に延びており、互いに対し約８０°の角度をなす基準面に沿って各脚部４６ａから外側に延びている。更に、各タブ５０ａの末端縁部は、フランジ４８ａの延長方向に対し２５°の角度をなす基準面内に延びている。タブ５０ａの最も外側の縁部は、隣接する各脚部４６ａの領域から外側に間隔をあけられており、本体１５ａとフランジ４８ａを含む上述した基準面との間の共通基準面内に横設されている。
更に、各脚部４６ａは本体１５ａとタブ５０ａとの間に配置された２個の長方形の開口４９ａを有し、開口４９ａは、好適には本体１５ａに隣接して配置されている。更に、カセット本体１５ａは図３１のみに示すＯリング５１ａを収容するために図２９に示すような溝５１ａを有する。
図３０に単独で示すカセットケーシング１６ａは、チャンバ１８ａを画定する壁と、血液のような流体をチャンバ１８ａまで通すための入口５３ａと、流体をチャンバ１８ａから排出させるための出口５５ａとを有する。ケーシング１６ａは、壁６１ａにより包囲されると共にチャンバ１８ａ内まで延びている側部開口１９ａを有する。ケーシング１６ａは、チャンバ１８ａから反対方向に外側に延びている一対の細長い翼部５７ａを有する。それぞれが楔形状であって突出している２個のスナップ又は耳部５９ａが、チャンバ１８ａの隣の位置において各翼部５７ａに結合されている。
翼部５７ａは多少柔軟にされており、指による圧力の下で互いの方に少し移動可能であるが、指による圧力が除去されると図面に示す元来の通常の配置に迅速に繰り返し戻るように形状が記憶されている。好適には、カセット本体１５ａ及びカセットケーシング１６ａのそれぞれは、比較的透明な医療用グレードポリカーボネートのようなプラスチック材料の最初に別個となっている部材として射出成形される。
ケーシング翼部５７ａの耳部５９ａとカセット本体１５ａの開口４９ａとは、本体１５ａに対しケーシング１６ａを着脱可能に連結するためのコネクタを構成する。図３１は本体１５ａ及びケーシング１６ａが共に連結された状態を示しており、その状態において、各耳部５９ａは本体１５ａに対しケーシング１６ａを確実に連結するために各開口４９ａ内に収容されている。ケーシング１６ａが本体１５ａに対しそのように結合されている時、Ｏリング５１ａ（図３１）は、開口１９ａを閉鎖すると共に本体１５ａとケーシング１６ａとの間に漏れのない流体シールを形成するためにケーシング１６ａの壁６１ａ（図３０）と係合する。
好適には、ケーシング１６ａが本体１５ａに連結される時、楔形状の耳部５９ａは、耳部５９ａが脚部４６ａの内側表面を横切って摺動するときに各翼部５７ａを互いの方に内側に向けるカムとして機能する。例えば、ユーザーは流体チャンバ１８ａに隣接するケーシング１６ａを押動することにより本体１５ａに対しケーシング１６ａを確実に連結可能であり、ユーザーはそれと同時に翼部５７ａを変形させなくてもよい。耳部５９ａの外側縁部が開口４９ａの外側を越えるまで移動されると、翼部５７ａ固有の弾性により、耳部５９ａは開口４９ａ内に適切にスナップフィットされる。しかしながら、必要な場合には、例えば耳部５９ａの外側縁部が開口４９ａを通過し、次いでケーシング１６ａが本体１５ａから移動するまで、翼部５７ａを互いの方に押動することによりケーシング１６ａを本体１５ａから外すことも可能である。
図３１も上述した測定装置１４の雌形カップリング２０２にカセット１２ａを結合した状態を示す。カセット１２ａが測定装置１４の方に移動されると、タブ５０ａはカップリング２０２の各溝２０８内に嵌入する。この場合、タブ５０ａの機能及び作用はタブ５０の機能及び作用と同様であり、カセット１２ａはタブ５０ａがスナップ式に結合することにより測定装置１４に対し着脱可能に連結される。測定装置１４からカセット１２ａを外す必要があるとき、タブ５０ａが溝２０８を通過するまで指圧によりフランジ４８ａが互いの方に内側に移動されると、雌形カップリング２０２からカセット１２ａを取り外すことが可能になる。
他の点において、カセット１２ａの構成及び機能はカセット１２の構成及び機能と同様である。例えばカセット１２ａは、キャリブレーションのために使用され、必要な場合には血液のパラメータを監視するために使用可能である。他の例として、好適には、チャンバ１８ａを画定するカセット１２ａの内側壁に、ヘパリンのコーティングのような親水性表面が設けられる。更に好適にはチャンバ１８ａは上述した部分２０、２２、２４及び２５と同様のチャンバ部分を有する。
更に、可撓性の管と連結するために様々な継手及びコネクタを入口５３ａ及び出口５５ａに連結可能である。あるいは、キャップ５６のようなキャップを出口ポート５５ａに結合可能であり、フィルタアセンブリ６６と同様のガスフィルタアセンブリを入口５３ａに連結可能である。そのようなアセンブリにより、ユーザーはカセット１２について上述した方法と同様の方法でセンサ２８〜３４のキャリブレーションを行うことができる。
カセットケーシング１６ａの内径は比較的小さく、キャリブレーションの期間中、カセットケーシング１６ａが使用される。更に、カセット１２ａが図２５〜図２７に示した分流路５２４、５２４ａ、５２４ｂのような分流路の一部を形成するとき、ケーシング１６ａを使用することも可能である。他のカセットケーシング１６ａを図３２及び図３３に示す。このカセットケーシング１６ａは、動脈管又は静脈管内における流れを検出するための流液セル（flow-through cell）としてカセット１２ａを使用すべき場合に有益である。例えば、ケーシング１６ｂは、０．５インチ（１２．５ｍｍ）の公称内径を有する可撓性管を収容するのに適した入口５３ｂ及び出口５５ｂを有することが可能である。
ケーシング１６ｂは長円形開口１９ｂの対向側部に沿って対に配置された４個の楔形状のスナップ又は耳部５９ｂを有する。耳部５９ｂの立体的形状は、上述した耳部５９ａの立体的形状と同様であり、耳部５９ｂは、ケーシング１６ｂが本体１５ａに結合される時にカセット本体１５ａの開口４９ａ内にスナップ式に嵌入するのに適している。しかしながら、耳部５９ｂが翼部５９ａのような翼部に連結されない場合、耳部５９ｂは実質的に動かないように本体１５ａに対しケーシング１６ｂを結合する役目を果たし、それゆえ、共に結合されると、ケーシング１６ｂを本体１５ａから迅速に外すことはできない。
ケーシング１６ｂは側部開口１９ｂを備えた内部流体チャンバ１８ｂを有する。開口１９ｂを横切って長円形膜６１ｂが延びており、長円形膜６１ｂは長円形ランド部６３ｂに接合されている。膜６１ｂとは超音波溶接又は接着結合によりランド部６３ｂに結合される。膜６１ｂは、例えば０．００５インチ（０．１２ｍｍ）のトラックエンチングがなされた（track-etched）ポリカーボネートのような一連の小さい穴を有する材料により形成される。
膜６１ｂの他に、カセットケーシング１６ｂは、図３３に示すような第一部材６５ｂ及び第二部材６７ｂの最初に別個になっている二つの部材を使用して形成される。第一部材６５ｂ及び第二部材６７ｂは、例えば超音波溶接又は接着結合を使用して共に接合される。
図３４は測定装置１４のケーシング１６ｂ、本体１５ａ及び雌形カップリング２０２の端部の断面図である。図３４に示すように、センサ２８〜３４付近において流体チャンバ１８ｂはほぼ長円形であり、その効果として、脚部４６ａの範囲内にやや大きいチャンバ領域を設けることができる。図３４に示す流体チャンバ１８ｂのほぼ長円形の部分の断面積は、入口５３ｂ及び出口５５ｂの円形の断面積とほぼ等しくされ、好適には等しくされる。更に、流体チャンバ１８ｂを画定する壁部分は、好適には、円形断面の領域と中間のほぼ長円形の領域との間が円滑に移り変わっており、チャンバ１８ｂを通る血液の流れが不適切に乱れるのが阻止される。
図３５及び図３６はケーシング１６ｂと共に使用するのに適したキャップ６９ｂを示している。キャップ６９ｂは、例えばケーシング１６ｂが本体１５ｂに結合される前に膜６１ｂを越えて延びて膜６１ｂを保護するのに適した中央のほぼ長円形の膜７１ｂを有する。好適には、膜７１ｂの形状はケーシング１６ｂに固定される膜６１ｂの形状と相補形状になっている。キャップ６９ｂは、膜６１ｂ上を溶接密閉するためにケーシング１６ｂとシール係合するＯリング（図示せず）を担持する溝７３ｂを更に有する。
キャップ６９は一対の可撓性翼部７５ｂを有し、各翼部は図３５に示すような一対の長方形開口７７ｂを有する。キャップ６９ｂがケーシング１６ｂ上に押しつけられると、翼部７５ｂが楔形状の耳部５９ｂと係合し、互いに離れる方向に外側に向く。耳部５９ｂが各開口７５ｂに隣接する位置まで移動されると、翼部７５ｂ固有の弾性により、翼部７５ｂは図３５及び図３６に示す通常の配置まで自然に戻り、ケーシング１６ｂに対しキャップ６９ｂが確実に結合される。必要な場合には、耳部５９ｂが開口７７ｂを通過すると共にケーシング１６ｂからキャップ６９ｂが離れるまで互いの方向に翼部７５ｂを押圧することにより、キャップ６９ｂはケーシング１６ｂから容易に取り外し可能である。
図３７及び図３８は例として本体１５ａと共に使用するための二つの他のケーシングを示している。図３７において、例えばケーシング１６ｃは、カセット本体１５ａと共に流体チャンバ１８ｃを画定する第一部材６５ｃ及び第二部材６７ｃを有する。流体チャンバ１８ｃは全周に沿ってほぼ円形の断面を有する。例えばチャンバ１８ｃの断面積が図３４に示すチャンバ１８ｂの断面積よりも小さい場合、チャンバ１８ｃの長円形の中間部分が必要なくなる。他の点では、ケーシング１６ｃはケーシング１６ｂと同様である。例えばケーシング１６ｃは膜６１ｂと同様の膜を有する。
カセット１２ａの使用例として、好適には本体１５ａはケーシング１６ａに連結され、次いでそのように共に連結された状態でユーザーまで送られる。更に、アセンブリ６６（例えば図５）のようなガスフィルタアセンブリが、継手５６及びキャップ７８（例えば図６）のような継手及びキャップと共にカセット１２ａに結合される。次いでユーザーは、ガスフィルタアセンブリをキャリブレーションガス源に接続し、キャップを緩める。その結果、キャリブレーションガスが、カセット１２のキャリブレーションガスについて上述したように流体チャンバ１８ａを通される。
キャリブレーションが終了すると、互いの方に翼部５７ａを付勢することによりケーシング１６ａが本体１５ａから取り外される。そのとき、好適には本体１５ａは測定装置１４のカップリング２０２に結合されたままである。次いで選ばれたケーシング１６ｂ又は１６ｃからキャップ６９ｂが取り外される。例えばカセット１２ａが０．５インチ（１２．５ｍｍ）の公称内径を有する長い管の動脈管又は静脈管について使用される場合、ケーシング１６ｂは図３４に示すように本体１５ａに結合される。この処理が終了すると、ケーシング１６ｂと共に本体１５ａがカップリング２０２から取り外され、捨てられる。一方、カセット１２ａが小さい管に使用される場合、ケーシング１６ｃは図３７に示すように本体１５ａに連結される。
好適には膜６１ｂにより、本体１５ａがケーシング１６ｂに連結される前に、ユーザーは動脈管又は静脈管にケーシング１６ｂを結合することができる。それゆえ、監視を開始するために、血液の流れを妨害することなく動脈管及び静脈管に沿って流体を流すのにケーシング１６ｂを使用可能である。
図３８に示すカセットアセンブリは上述した本体１５ａを有するが、この例では本体１５ａは、膜６１ｂと同様の膜を除き好適には単一の構成要素となっているケーシング１６ｂに連結される。図３８に示すカセット１２ａの流体チャンバ１８ｄの断面積は、図３１に示した流体チャンバ１８ａの断面積とほぼ同様であり、例えば図３８にケーシング１６ｄと共に示すカセット１２ａは、好適には図２５〜図２７に示す流路５２４のような分流路と共に使用するのに適している。ケーシング１６ｄは、例えば製造業者がキャリブレーション及び血液の監視の両方を行うのに使用される単一のユニットを積み出ししようとする場合に有益であり、使用中に本体１５ａがケーシング１６ｄから外れる可能性を低減するために（図３１の翼部５７ａのような）翼部を欠いている。他の点では、ケーシング１６ｄは、ケーシング１６ｂ、１６ｃと同様であり、特にはケーシング１６ｄを本体１５ａに連結するための耳部５９ｂと同様の耳部を有する。更に必要な場合には搬送用キャップ６９ｂがケーシング１６ｃ、１６ｄと共に使用可能である。
Claims (24)
- 直立方向に延伸する長手軸線を有し、ガス入口ポートを有する下側部分（２０）と、ガス出口ポートを有する上側部分（２２）と、下側部分（２０）と上側部分（２２）の間に位置する中間部分（２４）を含む流体チャンバ（１８）、を有するケーシング（１６）と、
チャンバ（１８）の中間部分（２４）に近接してケーシング（１６）に接続された、チャンバ（１８）内のガスの分圧を検出するための少なくとも一つのセンサ（２８、３０、３２、３４）とを具備し、
チャンバ（１８）が中間部分（２４）と上側部分（２２）の間に配設された拡張領域（２５）を含み、拡張領域（２５）は液体を通過するガスの泡の破裂を容易にするために、長手軸線に垂直な平面に関して中間部分の面積よりも大きな面積を有している、
ことを特徴とするトノメトリックキャリブレーション用カセット（１２）。 - 中間部分（２４）が親水性表面を有することを特徴とする請求項１記載のカセット（１２）。
- 親水性表面がヘパリンのコーティングから成ることを特徴とする請求項２記載のカセット（１２）。
- ガス入口ポートに接続された細長いスパージャー管（７２）を含むことを特徴とする請求項１記載のカセット（１２）。
- スパージャー管（７２）がポリエーテルエステルケトンから成ることを特徴とする請求項４記載のカセット（１２）。
- ガス出口ポートに結合された継手（５６）を含み、継手（５６）がケーシング（１６）に外れないように取り付けられガス出口ポートを閉じるための第一の位置とガス出口ポートを開くための第二の位置の間を移動可能であることを特徴とする請求項１記載のカセット（１２）。
- ケーシング（１６）に接続されたガス入口ポートを通過するガスを濾過するためのフィルタ（６６）を含むことを特徴とする請求項１記載のカセット（１２）。
- 直立方向に延伸する長手軸線を有し、ガス入口ポートを有する下側部分（２０）と、ガス出口ポートを有する上側部分（２２）と、下側部分（２０）と上側部分（２２）の間に位置する中間部分（２４）を含む流体チャンバ（１８）、を有するケーシング（１６）と、
チャンバ（１８）の中間部分（２４）に近接してケーシング（１６）に接続された、チャンバ（１８）内のガスの分圧を検出するための少なくとも一つのセンサ（２８、３０、３２、３４）とを具備し、
中間部分（２４）は、親水性の表面を有する壁部分を備え、壁部分を通り過ぎるガスの泡の通過を容易にしている、
ことを特徴とする、トノメトリックキャリブレーション用カセット（１２）。 - 親水性表面がコーティングから成ることを特徴とする請求項８記載のカセット（１２）。
- コーティングがヘパリンから成ることことを特徴とする請求項９記載のカセット（１２）。
- ガス入口ポートに接続された細長いスパージャー管（７２）を含むことを特徴とする請求項８記載のカセット（１２）。
- スパージャー管（７２）がポリエーテルエステルケトンから成ることを特徴とする請求項１１記載のカセット（１２）。
- ケーシング（１６）に外れないように取り付けられている継手（５６）を含み、継手（５６）はガス出口ポートを閉じるための第一の位置と、ガス出口ポートを開くための第二の位置の間で移動可能であることを特徴とする請求項８記載のカセット（１２）。
- ケーシング（１６）に接続されたガス入口ポートを通過するガスを濾過するためのフィルタ（６６）を含むことを特徴とする請求項８記載のカセット（１２）。
- 下側部分（２０）も親水性表面を含むことを特徴とする請求項８記載のカセット（１２）。
- 上側部分（２２）も親水性表面を含むことを特徴とする請求項１５記載のカセット（１２）。
- 直立方向に延伸する長手軸線を有し、ガス入口ポートを有する下側部分（２０）と、ガス出口ポートを有する上側部分（２２）と、下側部分（２０）と上側部分（２２）の間に位置する中間部分（２４）とを含む流体チャンバ（１８）、を有するケーシング（１６）と、
チャンバ（１８）の中間部分（２４）に近接してケーシング（１６）に接続された、チャンバ（１８）内のガスの分圧を検出するための少なくとも一つのセンサ（２８、３０、３２、３４）と、
ケーシング（１６）に外れないように取り付けられ、ガス出口ポートを閉じるための第１の位置と、ガス出口ポートを開くための第２の位置の間で移動可能な継手（５６）と、を具備する、
ことを特徴とする、トノメトリックキャリブレーション用カセット（１２）。 - ガス入口ポートに接続された細長いスパージャー管（７２）を含むことを特徴とする請求項１７記載のカセット（１２）。
- スパージャー管（７２）がポリエーテルエステルケトンから成ることを特徴とする請求項１７記載のカセット（１２）。
- 直立方向に延伸する長手軸線を有し、ガス入口ポートを有する下側部分（２０）と、ガス出口ポートを有する上側部分（２２）と、下側部分（２０）と上側部分（２２）の間に位置する中間部分（２４）を含む流体チャンバ（１８）と、を有するケーシング（１６）と、
チャンバ（１８）の中間部分（２４）に近接してケーシング（１６）に接続された、チャンバ（１８）内のガスの分圧を検出するための少なくとも一つのセンサ（２８、３０、３２、３４）と、
チャンバ（１８）の長手軸線に略平行な方向に延伸し、ガス入口ポートに接続されている、チャンバ（１８）にガスを入れるための細長いスパージャー管（７２）と、を具備する、
ことを特徴とする、トノメトリックキャリブレーション用カセット（１２）。 - スパージャー管（７２）がチャンバ（１８）の長手軸線と同一直線上にある長手軸線を有することを特徴とする請求項２０記載のカセット（１２）。
- チャンバ（１８）が親水性表面を含むことを特徴とする請求項２０記載のカセット（１２）。
- 親水性表面がチャンバ（１８）の下側部分（２０）と中間部分（２４）に沿って延伸していることを特徴とする請求項２２記載のカセット（１２）。
- ケーシング（１６）に外れないように取り付けられ、ガス出口ポートを閉じるための第一の位置とガス出口ポートを開くための第二の位置の間で移動可能な継手（５６）を含む、ことを特徴とする請求項２０記載のカセット（１２）。
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