JPH01107737A - 生理学的測定装置のための光ファイバープローブコネクター - Google Patents
生理学的測定装置のための光ファイバープローブコネクターInfo
- Publication number
- JPH01107737A JPH01107737A JP63239118A JP23911888A JPH01107737A JP H01107737 A JPH01107737 A JP H01107737A JP 63239118 A JP63239118 A JP 63239118A JP 23911888 A JP23911888 A JP 23911888A JP H01107737 A JPH01107737 A JP H01107737A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- connector
- oxygen
- sheath
- chemical indicator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 31
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 18
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 13
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 22
- 108010015776 Glucose oxidase Proteins 0.000 claims description 11
- 239000004366 Glucose oxidase Substances 0.000 claims description 11
- 229940116332 glucose oxidase Drugs 0.000 claims description 11
- 235000019420 glucose oxidase Nutrition 0.000 claims description 11
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 11
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 claims description 5
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 claims description 5
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 40
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 40
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 39
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 22
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 14
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 abstract description 4
- 229920005573 silicon-containing polymer Polymers 0.000 abstract description 4
- 239000011149 active material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 abstract 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 35
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 35
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 17
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 14
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 13
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 13
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 12
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 description 9
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 description 9
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 9
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 7
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 7
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 6
- RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N D-gluconic acid Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000005375 photometry Methods 0.000 description 5
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N D-gluconic acid Natural products OCC(O)C(O)C(O)C(O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000012208 gluconic acid Nutrition 0.000 description 3
- 239000000174 gluconic acid Substances 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- QXYRRCOJHNZVDJ-UHFFFAOYSA-N 4-pyren-1-ylbutanoic acid Chemical group C1=C2C(CCCC(=O)O)=CC=C(C=C3)C2=C2C3=CC=CC2=C1 QXYRRCOJHNZVDJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 2
- 102000016938 Catalase Human genes 0.000 description 2
- 108010053835 Catalase Proteins 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940098773 bovine serum albumin Drugs 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 2
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 2
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- DHDHJYNTEFLIHY-UHFFFAOYSA-N 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=NC2=C1C=CC1=C(C=3C=CC=CC=3)C=CN=C21 DHDHJYNTEFLIHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 101100008046 Caenorhabditis elegans cut-2 gene Proteins 0.000 description 1
- 229920013683 Celanese Polymers 0.000 description 1
- 108010093096 Immobilized Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- XLIJUKVKOIMPKW-BTVCFUMJSA-N [O].OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O Chemical compound [O].OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O XLIJUKVKOIMPKW-BTVCFUMJSA-N 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- JDPBLCQVGZLACA-UHFFFAOYSA-N benzo[a]perylene Chemical group C1=CC(C=2C3=CC=CC=C3C=C3C=2C2=CC=C3)=C3C2=CC=CC3=C1 JDPBLCQVGZLACA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000008366 buffered solution Substances 0.000 description 1
- 230000002612 cardiopulmonary effect Effects 0.000 description 1
- 210000000748 cardiovascular system Anatomy 0.000 description 1
- 229940105657 catalase Drugs 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 1
- 229920005839 ecoflex® Polymers 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000003269 fluorescent indicator Substances 0.000 description 1
- 229960000587 glutaral Drugs 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000003818 metabolic dysfunction Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 125000002080 perylenyl group Chemical group C1(=CC=C2C=CC=C3C4=CC=CC5=CC=CC(C1=C23)=C45)* 0.000 description 1
- CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N peryrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=3C2=C2C=CC=3)=C3C2=CC=CC3=C1 CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
- G01N21/7703—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator using reagent-clad optical fibres or optical waveguides
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/14532—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring glucose, e.g. by tissue impedance measurement
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
- A61B5/1459—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters invasive, e.g. introduced into the body by a catheter
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/3616—Holders, macro size fixtures for mechanically holding or positioning fibres, e.g. on an optical bench
- G02B6/3624—Fibre head, e.g. fibre probe termination
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
- G01N2021/6432—Quenching
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
- G01N2021/6434—Optrodes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
- G01N21/7703—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator using reagent-clad optical fibres or optical waveguides
- G01N2021/7706—Reagent provision
- G01N2021/773—Porous polymer jacket; Polymer matrix with indicator
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
- G01N2021/7769—Measurement method of reaction-produced change in sensor
- G01N2021/7786—Fluorescence
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
主１里皇室量
本発明は、体液成分の測定のため体内に埋込むための光
フアイバープローブ装置に、さらに詳しくは血液または
組織中の酸素およびグルコースの生理学的測定に関する
。
フアイバープローブ装置に、さらに詳しくは血液または
組織中の酸素およびグルコースの生理学的測定に関する
。
生理的酸素およびグルコース測定は多くの理由で重要で
ある。心肺バイパス心臓手術のようなある種の医学的操
作の間、血液酸素飽和レベルの光学的測定の利益は明ら
かである。糖尿病のような代謝機能不全を指示する血液
組織または血清中のグルコースの生理学的測定も等しく
重要である。
ある。心肺バイパス心臓手術のようなある種の医学的操
作の間、血液酸素飽和レベルの光学的測定の利益は明ら
かである。糖尿病のような代謝機能不全を指示する血液
組織または血清中のグルコースの生理学的測定も等しく
重要である。
血液酸素飽和度の測定のための光フアイバー装置は良く
知られている。オスドロウスキーらの米国特許筒３，８
０７，３９０号には、生体の心脈管系へカテーテル先端
の挿入による、ヒト血液中の血液酸素 。
知られている。オスドロウスキーらの米国特許筒３，８
０７，３９０号には、生体の心脈管系へカテーテル先端
の挿入による、ヒト血液中の血液酸素 。
飽和度の生体内モニタリング用光フアイバーカテーテル
が開示されている。
が開示されている。
ヒックスらの米国特許筒３．５４２．６６２号には、血
液および血清中のグルコース測定に使用するための生電
極が記載されている。この特許装置においては、酵素反
応が電極プロセスと組み合わされる。
液および血清中のグルコース測定に使用するための生電
極が記載されている。この特許装置においては、酵素反
応が電極プロセスと組み合わされる。
固定化グルコースオキシダーゼの膜よりなるグルコース
電極が記載されている。酵素電極が生理的溶液または組
織と接触する時、グルコースおよび酸素は酵素層内へ拡
散し、過酸化水素およびグルコン酸の対応する外への流
れを発生する。酸素飽和レベルと、系内に存在するグル
コン酸および過酸化物の量の間の関係が次に計算され、
そしてグルコースの量が確かめられる。
電極が記載されている。酵素電極が生理的溶液または組
織と接触する時、グルコースおよび酸素は酵素層内へ拡
散し、過酸化水素およびグルコン酸の対応する外への流
れを発生する。酸素飽和レベルと、系内に存在するグル
コン酸および過酸化物の量の間の関係が次に計算され、
そしてグルコースの量が確かめられる。
ハースの米国特許筒４．２０１．２２２号には、血流中
の酸素ガスの分圧を測定するための生体内の血管中へ挿
入するのに適した、光フアイバー束を含んでいる光カテ
ーテルが開示されている。このカテーテルはそれを通っ
て血液液体の侵入は排除するが血液ガスの通過を許容す
るための半透過性壁部材を含んでいる。光フアイバー束
へ入る反射可視光ビームの強度は、入射ビームの強度と
比較する時、血流中の酸素ガスの分圧に相当する。
の酸素ガスの分圧を測定するための生体内の血管中へ挿
入するのに適した、光フアイバー束を含んでいる光カテ
ーテルが開示されている。このカテーテルはそれを通っ
て血液液体の侵入は排除するが血液ガスの通過を許容す
るための半透過性壁部材を含んでいる。光フアイバー束
へ入る反射可視光ビームの強度は、入射ビームの強度と
比較する時、血流中の酸素ガスの分圧に相当する。
本発明はルミネセンス光メカニズムを使用する化学セン
サーによって酸素およびグルコースの生体内生理学的測
定のための光フアイバー装置に関する。蛍光化合物の酸
素消光はスチープンスの米国特許筒３，６１２．８６６
号に開示され、そこには液体または気体中の酸素含量の
測定装置が記載されている。指示薬メカニズムは、芳香
族蛍光化合物に対する気体酸素の化学ルミネセンス消光
効果を基にしている。加えて、ラハーズらの米国特許筒
４゜００３．７０７号は、指示薬エレメントが使用中酸
素分子によって消光される蛍光染料である、ピレン酪酸
である生理学的酸素を測定するための光学装置を記載す
る。これら装置のどれも複雑であり、測定装置の寸法お
よび染料指示薬システムの取り替えに配慮していない。
サーによって酸素およびグルコースの生体内生理学的測
定のための光フアイバー装置に関する。蛍光化合物の酸
素消光はスチープンスの米国特許筒３，６１２．８６６
号に開示され、そこには液体または気体中の酸素含量の
測定装置が記載されている。指示薬メカニズムは、芳香
族蛍光化合物に対する気体酸素の化学ルミネセンス消光
効果を基にしている。加えて、ラハーズらの米国特許筒
４゜００３．７０７号は、指示薬エレメントが使用中酸
素分子によって消光される蛍光染料である、ピレン酪酸
である生理学的酸素を測定するための光学装置を記載す
る。これら装置のどれも複雑であり、測定装置の寸法お
よび染料指示薬システムの取り替えに配慮していない。
ビーターソンらの米国特許筒４．４７６．８７０号は、
ジャケット化化学指示薬系で終わっている光ファイバー
の２本のストランドよりなる埋込み得る光ファイバーＰ
Ｏ□生理学的プローブを記載する。
ジャケット化化学指示薬系で終わっている光ファイバー
の２本のストランドよりなる埋込み得る光ファイバーＰ
Ｏ□生理学的プローブを記載する。
指示薬エレメントは、気体透過性ポリマー材料のチュー
ブまたは封筒内にすべて充填された無機吸着剤上のベリ
レンジブチレートのようなルミネセンス酸素消光染料を
含んでいる。光が一方のストランドを通って導入され、
この光がジャケット化染料を励起して蛍光を発する。蛍
光および散乱光は次に他の光フアイバーストランドを通
って染料の酸素消光のレベルを指示する測定装置へ出る
。
ブまたは封筒内にすべて充填された無機吸着剤上のベリ
レンジブチレートのようなルミネセンス酸素消光染料を
含んでいる。光が一方のストランドを通って導入され、
この光がジャケット化染料を励起して蛍光を発する。蛍
光および散乱光は次に他の光フアイバーストランドを通
って染料の酸素消光のレベルを指示する測定装置へ出る
。
ピーターソンらの装置は小型で、そして便利な体内使用
のための可撓性であるが、それは吸着した染料が終局的
に使用中流体系中へ溶出により失われ、それにより全体
の構造の取り替えを必要するという欠点を７る。
のための可撓性であるが、それは吸着した染料が終局的
に使用中流体系中へ溶出により失われ、それにより全体
の構造の取り替えを必要するという欠点を７る。
前記システムの各自は特定の状況へ適用した時利益およ
び不利益を持っている。該システムの一つ以上において
は、高価なそして複雑な設備が特にグルコースセンサの
場合に必要である。さらに、ビーターソンらの装置のよ
うに、簡単なコンパクトな構造においてさえも、光学系
は一体であり、そして全体の装置は化学的センサが使用
不能になった時取り替えなければならない。それ故、化
学的センサエレメントが容易に取り替え得る比較的簡単
な生理学的光測定装置の発見に著しい関心が存在する。
び不利益を持っている。該システムの一つ以上において
は、高価なそして複雑な設備が特にグルコースセンサの
場合に必要である。さらに、ビーターソンらの装置のよ
うに、簡単なコンパクトな構造においてさえも、光学系
は一体であり、そして全体の装置は化学的センサが使用
不能になった時取り替えなければならない。それ故、化
学的センサエレメントが容易に取り替え得る比較的簡単
な生理学的光測定装置の発見に著しい関心が存在する。
主発豆公黴翌
本発明は、体液の生理的測定のため生理学的光フアイバ
ーセンサの技術における進歩であり、そして新規な特徴
の独特の組み合わせにより、以前の類似の装置の不適切
性および欠点の多くを克服する。詳しくは、光フアイバ
ープローブ取付物を構成する特に設計された使い捨て化
学的センサが設けられ、その上の体液がそれらがモニタ
されている時流れる光フアイバ一端末センサとして作用
する。加えて、生理学的グルコースおよび酸素の測定の
ための新規な二重プローブカテーテルアセンブリを提供
するため、新規な化学的センサスリーブデザインが採用
される。
ーセンサの技術における進歩であり、そして新規な特徴
の独特の組み合わせにより、以前の類似の装置の不適切
性および欠点の多くを克服する。詳しくは、光フアイバ
ープローブ取付物を構成する特に設計された使い捨て化
学的センサが設けられ、その上の体液がそれらがモニタ
されている時流れる光フアイバ一端末センサとして作用
する。加えて、生理学的グルコースおよび酸素の測定の
ための新規な二重プローブカテーテルアセンブリを提供
するため、新規な化学的センサスリーブデザインが採用
される。
本発明の装置により、患者の血流または組織中へ挿入を
意図したカテーテルを含んでいる慣用の光度計分析装置
をもって体液の光度計分析を容易に得るための手謹が提
供される。それ故、この装置は、体液の特定成分に対し
て感受的な可逆的化学的指示薬を収容する取外し自在の
スリーブコネクターよりなる化学的センサ先端を含んで
いる。
意図したカテーテルを含んでいる慣用の光度計分析装置
をもって体液の光度計分析を容易に得るための手謹が提
供される。それ故、この装置は、体液の特定成分に対し
て感受的な可逆的化学的指示薬を収容する取外し自在の
スリーブコネクターよりなる化学的センサ先端を含んで
いる。
スリーブコネクターは、化学的指示薬先端への入射およ
び出射照明の伝送源である光ファイバーへ光学的かつ物
理的に連結される。光ファイバーは、センサ先端に衝突
する特定体液の反応成分によって生じた化学的指示薬物
質の変化を解釈する測光分析設備へ接続される。使用中
、指示薬スリーブ先端はカテーテル中の流体流として体
液中に浸漬されることが必須であるため、プローブ装置
は健康および安全理由のため使い捨てであることが望ま
しい。この装置の指示薬スリーブは使用を中断すること
なく便利にそして容易に取り替えることができる。
び出射照明の伝送源である光ファイバーへ光学的かつ物
理的に連結される。光ファイバーは、センサ先端に衝突
する特定体液の反応成分によって生じた化学的指示薬物
質の変化を解釈する測光分析設備へ接続される。使用中
、指示薬スリーブ先端はカテーテル中の流体流として体
液中に浸漬されることが必須であるため、プローブ装置
は健康および安全理由のため使い捨てであることが望ま
しい。この装置の指示薬スリーブは使用を中断すること
なく便利にそして容易に取り替えることができる。
回訓Ｗ哩
本発明は添付図面に図示されている。
第１図は、体液成分のための化学的指示薬を収容する室
を有する、本発明の光センサ−スリーブコネクターの縦
断面図である。
を有する、本発明の光センサ−スリーブコネクターの縦
断面図である。
第２図は、生理学的グルコースの測定に有用とするため
、化学的指示薬のための多層封筒を採用する光センサ−
スリーブコネクターの他の具体例の縦断面図である。
、化学的指示薬のための多層封筒を採用する光センサ−
スリーブコネクターの他の具体例の縦断面図である。
第３図は、第２の化学的指示薬部分の端面を示す断面図
である。
である。
第４図は、本発明の他の具体例であり、そして第１およ
び第２のスリーブコネクター構造を使用する二重プロー
ブカテーテルの部分正面図である。
び第２のスリーブコネクター構造を使用する二重プロー
ブカテーテルの部分正面図である。
ましい貝 の苦 なＵ
この光センサーは生理的酸素飽和度の測定にその主要な
用途があるが、それは同様な挙動を示し、そしてここで
展開する基準を満たす他の物理的現象の測定にも満足に
適用することができる。生理的酸素およびグルコースの
測定のための装置が例証実施例および好ましい具体例と
して用いられるであろう。
用途があるが、それは同様な挙動を示し、そしてここで
展開する基準を満たす他の物理的現象の測定にも満足に
適用することができる。生理的酸素およびグルコースの
測定のための装置が例証実施例および好ましい具体例と
して用いられるであろう。
第１図は、本発明の光スリーブセンサーコネクター素子
１０の縦断面を図示する。コネクターＩＯは、生物学的
環境において生理的成分と相互作用する染料またはルミ
ネセンス材料を一般に含む光学的に活性な化学的指示薬
材料１３を充填した空洞を形成する、さや１１と端部キ
ャップ１２よりなる円筒形部材である。また光ファイバ
ー（図示せず）の終末ストランドのための雌ソケットと
して作用する環状みぞである内部通路空胴１４も示され
ている。空胴１４の直径は、光ファイバーをぴったりと
収容し、それにより界面接合部１５においてカプセル化
された光学活性材料１３との当接および光学的カップリ
ングを実現するように光ファイバーのコアと釣り合った
またはそれと実質上同じ寸法である。それ放光ファイバ
ーの先端は界面接合部１５において化学的指示薬材料に
対してしっかりと圧接されていなければならない。
１０の縦断面を図示する。コネクターＩＯは、生物学的
環境において生理的成分と相互作用する染料またはルミ
ネセンス材料を一般に含む光学的に活性な化学的指示薬
材料１３を充填した空洞を形成する、さや１１と端部キ
ャップ１２よりなる円筒形部材である。また光ファイバ
ー（図示せず）の終末ストランドのための雌ソケットと
して作用する環状みぞである内部通路空胴１４も示され
ている。空胴１４の直径は、光ファイバーをぴったりと
収容し、それにより界面接合部１５においてカプセル化
された光学活性材料１３との当接および光学的カップリ
ングを実現するように光ファイバーのコアと釣り合った
またはそれと実質上同じ寸法である。それ放光ファイバ
ーの先端は界面接合部１５において化学的指示薬材料に
対してしっかりと圧接されていなければならない。
図示するように、スリーブコネクター１０は酸素ガスセ
ンサーであり、そして指示薬材料はポリマーマトリック
ス１７中に分散された酸素消光蛍光染料１６よりなる。
ンサーであり、そして指示薬材料はポリマーマトリック
ス１７中に分散された酸素消光蛍光染料１６よりなる。
加えて、酸素感受体蛍光染料材料１３の外張りとして、
さや１１は良く知られた疎水性膨張ポリプロピレンおよ
びシリコンポリマーのような気体透過性材料よりなる。
さや１１は良く知られた疎水性膨張ポリプロピレンおよ
びシリコンポリマーのような気体透過性材料よりなる。
先端１２は、血液、組織または血清と遭遇するカテーテ
ル内にある時、生理学的流体流と直面しそして接触する
この構造のエレメントであり、そしてやはり気体透過性
材料でなければならない。別体のエレメントとして図示
したが、端部キャップ１２はさや１工と一体とし、そし
て同じ材料であるかまたは異なる気体透過性組成物から
なることができる。もし端部キャップ１１がさや１１と
同じ気体透過性材料であるならば、それは好ましくは膜
のような一層薄い形にある。
ル内にある時、生理学的流体流と直面しそして接触する
この構造のエレメントであり、そしてやはり気体透過性
材料でなければならない。別体のエレメントとして図示
したが、端部キャップ１２はさや１工と一体とし、そし
て同じ材料であるかまたは異なる気体透過性組成物から
なることができる。もし端部キャップ１１がさや１１と
同じ気体透過性材料であるならば、それは好ましくは膜
のような一層薄い形にある。
指示薬素子１３に使用すべき酸素消光染料材料の適切な
例は、オビアットらの米国特許出願第０７１０４７、６
９０およびスーらの同０７１０００．５３７にそれぞれ
記載されているシリコーン染料蛍光ポリマー材料を含む
。他の例はビス−２−エチルへキシルフタレート中の蛍
光染料ピレン酪酸を含む。なお他の例は室温加硫シリコ
ーンポリマー中に埋め込まれたペリレンおよびベンゾペ
リレンを含む。、この光フアイバースリーブコネクター
は取り替え可能であるため、指示酸素消光蛍光染料は染
料溶出を避けるためポリマーマトリックスへ埋め込みま
たは化学的に結合させることは必須ではない。それ故染
料またはルミネセンス材料はポリマー結合材料へ吸着ま
たは混合することができる。
例は、オビアットらの米国特許出願第０７１０４７、６
９０およびスーらの同０７１０００．５３７にそれぞれ
記載されているシリコーン染料蛍光ポリマー材料を含む
。他の例はビス−２−エチルへキシルフタレート中の蛍
光染料ピレン酪酸を含む。なお他の例は室温加硫シリコ
ーンポリマー中に埋め込まれたペリレンおよびベンゾペ
リレンを含む。、この光フアイバースリーブコネクター
は取り替え可能であるため、指示酸素消光蛍光染料は染
料溶出を避けるためポリマーマトリックスへ埋め込みま
たは化学的に結合させることは必須ではない。それ故染
料またはルミネセンス材料はポリマー結合材料へ吸着ま
たは混合することができる。
さや材料１１おらび指示薬エレメント１３のポリマーマ
トリックスは、シリコンポリマー、ポリエステルまた任
意の気体透過性合成プラスチック材料のような、任意の
気体拡散性疎水性材料からなることができる。好ましい
さや材料１１は、セラニーズ社によって商標ＣＥＬＧＡ
ＲＤのもとに販売されている多孔質膨張ポリプロピレン
チューブである。他の好ましいポリマーは四フフ化エチ
レンおよびポリジメチルシロキサンを含む。
トリックスは、シリコンポリマー、ポリエステルまた任
意の気体透過性合成プラスチック材料のような、任意の
気体拡散性疎水性材料からなることができる。好ましい
さや材料１１は、セラニーズ社によって商標ＣＥＬＧＡ
ＲＤのもとに販売されている多孔質膨張ポリプロピレン
チューブである。他の好ましいポリマーは四フフ化エチ
レンおよびポリジメチルシロキサンを含む。
第２図は、２４は同じ光フアイバープローブソケットみ
ぞである、本発明の多層チューブ状グルコース指示薬ス
リーブ２０の形の本発明の他の具体例を示す。同様に、
雌ソケットみぞ２４は２５において終わり、そして第１
図の化学的指示薬エレメント１３と同じである化学的指
示薬充填部分とインターフェースする。２１として指定
したさやもしくは外張り部分は第１図のさや１１に機能
的に対応するが、しかし化学的指示薬２３のための多層
外張りを含んでいる。指示薬部分２３を直接包むのは膨
張ポリプロピレンのような気体透過性材料の薄い円筒壁
であり、そしてここでは内側層２８として指定される。
ぞである、本発明の多層チューブ状グルコース指示薬ス
リーブ２０の形の本発明の他の具体例を示す。同様に、
雌ソケットみぞ２４は２５において終わり、そして第１
図の化学的指示薬エレメント１３と同じである化学的指
示薬充填部分とインターフェースする。２１として指定
したさやもしくは外張り部分は第１図のさや１１に機能
的に対応するが、しかし化学的指示薬２３のための多層
外張りを含んでいる。指示薬部分２３を直接包むのは膨
張ポリプロピレンのような気体透過性材料の薄い円筒壁
であり、そしてここでは内側層２８として指定される。
内側層２８の上に被覆されるのはサンドイッチ層２９で
あり、これはグルコース転化層であり、そしてポリマー
マトリックス中に分散された、またはグルタルアルデヒ
ドで架橋されたグルコースオキシダーゼを含む。グルコ
ースコネクタースリーブ２０の円筒部分全体の上に重ね
られ、そしてジャケット化するのは膨張ポリプロピレン
のような気体透過性材料の上側層２８である。エレメン
ト２０の端部キャップ２２は第１図のエレメント１２に
ついて記載したものと同じである。接合部２５において
カプセル化した化学的指示薬２３との光学的インターフ
ェース接続を形成するための光ファイバーコアと空胴２
４とのスライド自在な雌相互作用は第１図について与え
た結合の説明と同じである。
あり、これはグルコース転化層であり、そしてポリマー
マトリックス中に分散された、またはグルタルアルデヒ
ドで架橋されたグルコースオキシダーゼを含む。グルコ
ースコネクタースリーブ２０の円筒部分全体の上に重ね
られ、そしてジャケット化するのは膨張ポリプロピレン
のような気体透過性材料の上側層２８である。エレメン
ト２０の端部キャップ２２は第１図のエレメント１２に
ついて記載したものと同じである。接合部２５において
カプセル化した化学的指示薬２３との光学的インターフ
ェース接続を形成するための光ファイバーコアと空胴２
４とのスライド自在な雌相互作用は第１図について与え
た結合の説明と同じである。
第２図のチューブ形状は第３図にもっと明瞭に示されて
おり、そこには多層外張り２１のソケット空胴２４を示
す断面図が示されている。見られるように、空胴２４お
よび指示薬材料（図示せず）は、外周を内側層および上
側層２８とそしてサンドイッチ層２９であるグルコース
オキシダーゼ触媒によって包まれている。後で記載する
二重プローブグルコースセンサーカテーテルの効、果的
作動を可能にするのはこの多重チューブ構造である。
おり、そこには多層外張り２１のソケット空胴２４を示
す断面図が示されている。見られるように、空胴２４お
よび指示薬材料（図示せず）は、外周を内側層および上
側層２８とそしてサンドイッチ層２９であるグルコース
オキシダーゼ触媒によって包まれている。後で記載する
二重プローブグルコースセンサーカテーテルの効、果的
作動を可能にするのはこの多重チューブ構造である。
第１図の酸素ガス指示薬スリーブは以下の態様で製作さ
れる。２４０ミクロン直径のＣＥＬＣＡＲＤ膨張ポリプ
ロピレン中空チューブの２ｃｍ長さをカットする。Ｒｕ
（４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン
）ＩＣｌ３と、未硬化ポリジメチルシロキサン架橋バイ
ンダーよりある酸素消光染料指示薬組成物を注射筒に用
意する。ポリプロピレンチューブの環状通路を３／４ま
で染料組成物で満たし、そして硬化させる。チューブの
開放端の一端をポリプロピレンおよび染料指示薬の連続
円形断面が露出するようにかみそり刃で縁取りする。連
続端部片をポリジメチルシロキサンシーラントの一部に
浸漬し、そして硬化させ、それによって第１図のエレメ
ント１２に相当する膜端部キャップをチューブエレメン
ト上に形成する。開いた空胴ソケットと、そしてその中
の収容された酸素指示薬染料組成物を持っている閉じた
通路を有する光フアイバースリーブコネクターが提供さ
れる。
れる。２４０ミクロン直径のＣＥＬＣＡＲＤ膨張ポリプ
ロピレン中空チューブの２ｃｍ長さをカットする。Ｒｕ
（４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン
）ＩＣｌ３と、未硬化ポリジメチルシロキサン架橋バイ
ンダーよりある酸素消光染料指示薬組成物を注射筒に用
意する。ポリプロピレンチューブの環状通路を３／４ま
で染料組成物で満たし、そして硬化させる。チューブの
開放端の一端をポリプロピレンおよび染料指示薬の連続
円形断面が露出するようにかみそり刃で縁取りする。連
続端部片をポリジメチルシロキサンシーラントの一部に
浸漬し、そして硬化させ、それによって第１図のエレメ
ント１２に相当する膜端部キャップをチューブエレメン
ト上に形成する。開いた空胴ソケットと、そしてその中
の収容された酸素指示薬染料組成物を持っている閉じた
通路を有する光フアイバースリーブコネクターが提供さ
れる。
約２３０ミクロンの光ファイバーのストランドを製造し
たスリーブコネクターのソケット通路（第１図の空胴１
４）中へスライド自在に挿入し、染料指示薬部分（第１
図のエレメント１３）の界面（第１図の１５）において
光学的連結を完成させる。場合により、そして好ましく
は光ファイバーのストランドは、一体のそして除去でき
な６ｓ光プローブ連結を形成するため、染料組成物の挿
入後硬化前にソケット通路１４へ接続することができる
。この態様において、光ファイバーは未硬化染料組成物
と直接接触し、コネクターの染料指示薬部分と溶融した
光インターフエース連続（第１図のエレメント１５）を
形成することができる。
たスリーブコネクターのソケット通路（第１図の空胴１
４）中へスライド自在に挿入し、染料指示薬部分（第１
図のエレメント１３）の界面（第１図の１５）において
光学的連結を完成させる。場合により、そして好ましく
は光ファイバーのストランドは、一体のそして除去でき
な６ｓ光プローブ連結を形成するため、染料組成物の挿
入後硬化前にソケット通路１４へ接続することができる
。この態様において、光ファイバーは未硬化染料組成物
と直接接触し、コネクターの染料指示薬部分と溶融した
光インターフエース連続（第１図のエレメント１５）を
形成することができる。
この操作を使用する時、気体透過性端部キャ・ンプは光
ファイバーとスリーブコネクターの結合後に適用される
。
ファイバーとスリーブコネクターの結合後に適用される
。
第２のグルコース指示薬を製造するため、４４０４０ミ
フロンＣＥＬＧＡＲＤポリプロピレンチューブが用意さ
れ、約４インチセグメントにかみそりでカットされる。
フロンＣＥＬＧＡＲＤポリプロピレンチューブが用意さ
れ、約４インチセグメントにかみそりでカットされる。
固定化酵素層のため、グルタルアルデヒド、グルコース
オキシダーゼ、カタラーゼ、およびウシ血清アルブミン
の溶液がグルタルアルデヒドの混合酢酸緩衝溶液を用い
て慣用の態様で調製される。ウシ血清アルブミン（ＢＳ
Ａ）マトリックス中のグルタルアルデヒドの酵素固定化
は、ココに参照として取り入れたＴｈｏｍａｓ ｅｔ
ａｌ、 Ｂｉｏｃｈｉｍｉｅ。
オキシダーゼ、カタラーゼ、およびウシ血清アルブミン
の溶液がグルタルアルデヒドの混合酢酸緩衝溶液を用い
て慣用の態様で調製される。ウシ血清アルブミン（ＢＳ
Ａ）マトリックス中のグルタルアルデヒドの酵素固定化
は、ココに参照として取り入れたＴｈｏｍａｓ ｅｔ
ａｌ、 Ｂｉｏｃｈｉｍｉｅ。
Ｖｏｌ、 ５５． ｐｐ、 ２２９−２４４．
Ｍｏｎｏｅｎｚｙｍａｔｉｃ ＭｏｃｌｅｌＭｅｍｂ
ｒａｎｅに記載された技術によって実施された。
Ｍｏｎｏｅｎｚｙｍａｔｉｃ ＭｏｃｌｅｌＭｅｍｂ
ｒａｎｅに記載された技術によって実施された。
酵素溶液は次に注射筒に入れられ、内側スペースを完全
に満たすようにポリプロピレンチューブの環状通路へ針
によって加えられる。酵素溶液の硬化前に、上に記載し
た態様で製作した未連結酸素センサースリーブを大きな
チューブへ挿入し、そして酵素層の硬化を完了させる。
に満たすようにポリプロピレンチューブの環状通路へ針
によって加えられる。酵素溶液の硬化前に、上に記載し
た態様で製作した未連結酸素センサースリーブを大きな
チューブへ挿入し、そして酵素層の硬化を完了させる。
これで光フアイバーストランドへ物理的かつ光学的に連
結し得る第２図に一致するグルコースセンサースリーブ
コネクターの完成をもたらす。再び上で製作した酸素セ
ンサーの場合と同様に、一体の酸素センサー光フアイバ
ープローブを製造でき、そして一体のグルコースセンサ
ープローブを形成するため未硬化酵素層を持った大きい
ポリプロピレンチューブ中へ挿入することができる。
結し得る第２図に一致するグルコースセンサースリーブ
コネクターの完成をもたらす。再び上で製作した酸素セ
ンサーの場合と同様に、一体の酸素センサー光フアイバ
ープローブを製造でき、そして一体のグルコースセンサ
ープローブを形成するため未硬化酵素層を持った大きい
ポリプロピレンチューブ中へ挿入することができる。
指示したように、第１図および第２図のセンサースリー
ブコネクターエレメントは気体透過性であり、蛍光染料
またはルミネセンス材料を充填し、それにより蛍光トラ
ンスジューサー１３および２３を形成する中空気体透過
性チューブから形成されている。このトランスジューサ
ーは、入って来る光が光ファイバーを通る光の再発光を
伴って蛍光指示薬の励起を生ずるようになっている。酸
素消光の程度は蛍光物質に影響するため、再発射光は指
示薬中の酸素濃度およびその測定に相関させることがで
きる。
ブコネクターエレメントは気体透過性であり、蛍光染料
またはルミネセンス材料を充填し、それにより蛍光トラ
ンスジューサー１３および２３を形成する中空気体透過
性チューブから形成されている。このトランスジューサ
ーは、入って来る光が光ファイバーを通る光の再発光を
伴って蛍光指示薬の励起を生ずるようになっている。酸
素消光の程度は蛍光物質に影響するため、再発射光は指
示薬中の酸素濃度およびその測定に相関させることがで
きる。
作動において、第２図の光フアイバーグルコースセンサ
ーは、グルコースおよび酸素のある濃度を含んでいる血
液または血清と接触させられる。
ーは、グルコースおよび酸素のある濃度を含んでいる血
液または血清と接触させられる。
グルコースおよび酸素の両方はさや２１の気体透過性層
を通って拡散するが、酸素のみが疎水性端部キャップ２
２を通って拡散することができる。
を通って拡散するが、酸素のみが疎水性端部キャップ２
２を通って拡散することができる。
酸素は蛍光染料ポリマー層中へ拡散し続け、そこで酸素
消光蛍光染料を消光する。流体中のグルコースおよび酸
素は、触媒を含有しそのため以下の反応を促進する固定
化グルコースオキシダーゼ層２９との接触に入る。
消光蛍光染料を消光する。流体中のグルコースおよび酸
素は、触媒を含有しそのため以下の反応を促進する固定
化グルコースオキシダーゼ層２９との接触に入る。
グルコン酸＋Ｈ，０
（２） Ｈ！ Ｏ！十カタラーゼ □→Ｈ！Ｏ＋１／２
０ｘスリーブコネクター２０を通って拡散する酸素のあ
る部分は層２９中の酵素によって触媒されるグルコース
とｅ反応によって消費され、それ故２３中の酸素消光蛍
光染料による検出に利用されない。グルコースの正確な
濃度を計算するため、第２図のグルコースセンサー中で
酵素反応が起こらなかったならば検出されたであろう酸
素濃度を読み取るための参照センサーとして、酸素セン
サーが必要である。適切な補償係数により、検出された
酸素の差はそのように計算されるであろうグルコース濃
度に比例するであろう。
０ｘスリーブコネクター２０を通って拡散する酸素のあ
る部分は層２９中の酵素によって触媒されるグルコース
とｅ反応によって消費され、それ故２３中の酸素消光蛍
光染料による検出に利用されない。グルコースの正確な
濃度を計算するため、第２図のグルコースセンサー中で
酵素反応が起こらなかったならば検出されたであろう酸
素濃度を読み取るための参照センサーとして、酸素セン
サーが必要である。適切な補償係数により、検出された
酸素の差はそのように計算されるであろうグルコース濃
度に比例するであろう。
しかしながら有用な結果を提供する系については、酸素
濃度ではなく、グルコース濃度が制限ファクターでなく
てはならない。この反応はどちらの成分が最低濃度で存
在するかによって化学量論的に制限されるので、商標Ｔ
ＥＣＯＦＬＥＸのもとにサーメディックス社が商業的に
入手し得る医療グレードポリウレタンよりなる薄い膜が
、酸素の流束ではなく、二重プローブ装置のグルコース
センシング部分中へのグルコースの流束を制限するよう
に、グルコースプローブの外側さやのまわりに配置され
る。この方法により所望の検体グルコースが制限された
種として常に存在することを確実にすることができる。
濃度ではなく、グルコース濃度が制限ファクターでなく
てはならない。この反応はどちらの成分が最低濃度で存
在するかによって化学量論的に制限されるので、商標Ｔ
ＥＣＯＦＬＥＸのもとにサーメディックス社が商業的に
入手し得る医療グレードポリウレタンよりなる薄い膜が
、酸素の流束ではなく、二重プローブ装置のグルコース
センシング部分中へのグルコースの流束を制限するよう
に、グルコースプローブの外側さやのまわりに配置され
る。この方法により所望の検体グルコースが制限された
種として常に存在することを確実にすることができる。
第１および２図に図示したスリーブコネクターの最適用
途は二重プローブグルコース酸素センサーである。第４
図は、本発明のスリーブコネクターを使用する新規な二
重プローブカテーテルアセンブリ３０を図示する。そこ
は二重プローブカテーテルアセンブリ３０の必須の作動
部分が示され、２本の光ファイバー３１．３２が引かれ
、そしてスペクトルアナライザー（図示せず）へ接続さ
れ、そして光フアイバーストランドはハウジングヘッド
３３へ入口の手前ではシースもしくはカバーされている
。図示するように、２本のファイバーはオリフィス（図
示せず）を通って一所に引かれ、そして図面では分離し
て示したチューブ状カテーテル３４によって収容される
。光ファイバーの引かれた二重ストランドの先端または
端末３５および３６は、前述した態様で第１および２図
に示した蛍光酸素およびグルコースセンサーエレメント
へ光学的に連結される。
途は二重プローブグルコース酸素センサーである。第４
図は、本発明のスリーブコネクターを使用する新規な二
重プローブカテーテルアセンブリ３０を図示する。そこ
は二重プローブカテーテルアセンブリ３０の必須の作動
部分が示され、２本の光ファイバー３１．３２が引かれ
、そしてスペクトルアナライザー（図示せず）へ接続さ
れ、そして光フアイバーストランドはハウジングヘッド
３３へ入口の手前ではシースもしくはカバーされている
。図示するように、２本のファイバーはオリフィス（図
示せず）を通って一所に引かれ、そして図面では分離し
て示したチューブ状カテーテル３４によって収容される
。光ファイバーの引かれた二重ストランドの先端または
端末３５および３６は、前述した態様で第１および２図
に示した蛍光酸素およびグルコースセンサーエレメント
へ光学的に連結される。
スリーブセンサーは次に、ハウジング３３へ固着された
チューブ状カテーテル３４中に収容される。チューブ状
カテーテル３４は次にヒトまたは動物体内へ直接挿入さ
れ、それにより酸素およびグルコースセンサーエレメン
トは分析すべき血液または血清と直接接触する。端末３
５および３６へ取付けた指示薬エレメントは特定の血液
または血清と直接接触し、プローブの化学的指示薬から
の発射光に前記した態様で影響させる。各光フアイバー
ストランドからのスペクトルデータが測定され、そして
それぞれのチューブ状端末プローブによって指示された
標本の酸素およびグルコース含量について分析される。
チューブ状カテーテル３４中に収容される。チューブ状
カテーテル３４は次にヒトまたは動物体内へ直接挿入さ
れ、それにより酸素およびグルコースセンサーエレメン
トは分析すべき血液または血清と直接接触する。端末３
５および３６へ取付けた指示薬エレメントは特定の血液
または血清と直接接触し、プローブの化学的指示薬から
の発射光に前記した態様で影響させる。各光フアイバー
ストランドからのスペクトルデータが測定され、そして
それぞれのチューブ状端末プローブによって指示された
標本の酸素およびグルコース含量について分析される。
本発明の光学的取付は構造および光学的プローブ構造は
大量に便利良く製造することができ、そして光フアイバ
ープローブ分析を受ける物質のサンプルを光学的に測定
するため複数の装置を提供するため選択したセンサーと
組立てることができる。そのように製造した光学的取付
インターフェース構造の種々の部材が互いに交換可能に
使用することができる。光ファイバーの均一な幾何学的
形状は、光ファイバーと化学的指示薬エレメントとの間
の光インターフェースにおける光学的連結を確実にする
。このため本発明の光学的取付インターフェース構造は
、多数の光フアイバー測定または分析を正確にそして急
速に実施しなければならない状況において広い適用性を
持っている。
大量に便利良く製造することができ、そして光フアイバ
ープローブ分析を受ける物質のサンプルを光学的に測定
するため複数の装置を提供するため選択したセンサーと
組立てることができる。そのように製造した光学的取付
インターフェース構造の種々の部材が互いに交換可能に
使用することができる。光ファイバーの均一な幾何学的
形状は、光ファイバーと化学的指示薬エレメントとの間
の光インターフェースにおける光学的連結を確実にする
。このため本発明の光学的取付インターフェース構造は
、多数の光フアイバー測定または分析を正確にそして急
速に実施しなければならない状況において広い適用性を
持っている。
本発明の光学的スリーブコネクターは、体液の生理学的
成分の光度計分析に連続的にそしてくり返して使用され
る光度計分析設備へ慣用のカテーテルタイプ入力を許容
することが認められるであろう。
成分の光度計分析に連続的にそしてくり返して使用され
る光度計分析設備へ慣用のカテーテルタイプ入力を許容
することが認められるであろう。
本発明にとって特徴的であると考えられる新規な事項は
特許請求の範囲に詳細に述べられている。
特許請求の範囲に詳細に述べられている。
しかしながら、本発明自体は、その構成、作動方法に関
し、その追加の目的および利益と共に、添付図面を参照
して読む時、以上の特定具体例の説明から最良に理解さ
れるであろう。
し、その追加の目的および利益と共に、添付図面を参照
して読む時、以上の特定具体例の説明から最良に理解さ
れるであろう。
第１図は本発明の光センシングスリーブコネクターの縦
断面図、第２図は光センシングスリーブコネクターの他
の具体例のたて断面図、第３図は第２図の化学的指示薬
部分の端面を示す断面図、第４図は第１図および第２図
のスリーブコネクターを使用する二重プローブカテーテ
ルの正面図である。 １０．２０は光スリーブセンサーコネクター、１１．２
１はさや、１２．２２は端部キャップ、１３．２３は化
学的指示薬材料、１４．２４は空洞である。 ＦＩＣ；、４
断面図、第２図は光センシングスリーブコネクターの他
の具体例のたて断面図、第３図は第２図の化学的指示薬
部分の端面を示す断面図、第４図は第１図および第２図
のスリーブコネクターを使用する二重プローブカテーテ
ルの正面図である。 １０．２０は光スリーブセンサーコネクター、１１．２
１はさや、１２．２２は端部キャップ、１３．２３は化
学的指示薬材料、１４．２４は空洞である。 ＦＩＣ；、４
Claims (10)
- （１）その一部に閉鎖端に当接する光学的に活性な化学
的指示薬を充填し、残部は光ファイバーコアのための開
いたソケット空胴であるシールされた縦方向の環状通路
を有するチューブ状さやよりなる光ファイバーコネクタ
ー。 - （２）前記さやは、気体透過性ポリマー材料よりなり、
前記化学的指示薬は酸素消光蛍光染料である第１項の光
ファイバーコネクター。 - （３）前記さやは、固定化グルコースオキシダーゼのサ
ンドイッチ層と、そして気体透過性材料の上側層をさら
に含む第２項の光ファイバーコネクター。 - （４）前記気体透過性ポリマー層は、ポリプロピレン、
四フッ化エチレン、ポリジメチルシロキサンよりなる群
から選ばれた気体透過性ポリマーである第３項の光ファ
イバーコネクター。 - （５）前記固定化グルコースオキシダーゼ層はグルタル
アルデヒドで架橋したグルコースオキシダーゼを含む第
３項の光ファイバーコネクター。 - （６）（ａ）光ファイバーコアと、 （ｂ）シールされた縦の環状通路を形成し、そのシール
された部分は光学的に活性な化学的指示薬セグメントと
、そして該通路の残部はさやのまわりの物理的連結およ
び光ファイバーと化学的指示薬の間の光学的連結を実現
するように光ファイバーコアを収容するチューブ状さや を備えている光ファイバープローブセンサー。 - （７）前記さやは気体透過性ポリマー材料よりなり、前
記化学的指示薬は酸素消光蛍光染料である第６項の光フ
ァイバープローブセンサー。 - （８）前記さやは固定化グルコースオキシダーゼのサン
ドイッチ層と、そして気体透過性材料の上側層をさらに
含む第６項の光ファイバープローブセンサー。 - （９）前記気体透過性ポリマー層は、ポリプロピレン、
四フッ化エチレン、ポリジメチルシロキサンよりなる群
から選ばれた気体透過性ポリマーである第６項の光ファ
イバープローブセンサー。 - （１０）前記固定化グルコースオキシダーゼ層は、グル
タルアルデヒドで架橋したグルコースオキシダーゼを含
む第８項の光ファイバープローブセンサー。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10010087A | 1987-09-22 | 1987-09-22 | |
| US100,100 | 1987-09-22 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01107737A true JPH01107737A (ja) | 1989-04-25 |
| JP2628355B2 JP2628355B2 (ja) | 1997-07-09 |
Family
ID=22278103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63239118A Expired - Lifetime JP2628355B2 (ja) | 1987-09-22 | 1988-09-21 | 生理学的測定装置のための光ファイバープローブコネクター |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0309214A3 (ja) |
| JP (1) | JP2628355B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03502064A (ja) * | 1988-08-26 | 1991-05-16 | マウントペリアー インベストメンツ エス．アー | 遠隔検出式トノメトリーカテーテル装置及び方法 |
| JP2002523774A (ja) * | 1998-08-26 | 2002-07-30 | センサーズ・フォー・メデセン・アンド・サイエンス・インコーポレーテッド | 光学式検知装置 |
| JP2004523274A (ja) * | 2001-01-16 | 2004-08-05 | ギブン・イメージング・リミテツド | 生体内で体腔状態を決定するためのシステムおよび方法 |
| JP2007513333A (ja) * | 2003-11-26 | 2007-05-24 | ベクトン・ディキンソン・アンド・カンパニー | 分析物を感知するための光ファイバ装置 |
| JP2008517299A (ja) * | 2004-10-19 | 2008-05-22 | ベクトン・ディキンソン・アンド・カンパニー | アナライトを検出する光ファイバデバイスおよびその製造方法 |
| US7787928B2 (en) | 2002-11-29 | 2010-08-31 | Given Imaging, Ltd. | Methods, device and system for in vivo detection |
| JP2014528788A (ja) * | 2011-09-06 | 2014-10-30 | メドトロニック・ミニメッド・インコーポレーテッド | グルコースセンサ |
| JP2018038459A (ja) * | 2016-09-05 | 2018-03-15 | Hoya株式会社 | 内視鏡スコープ及び内視鏡システム |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5109442A (en) * | 1990-03-28 | 1992-04-28 | Fiberchem Inc. | Waterproof optical fiber chemical sensor and method of making same |
| US5284140A (en) * | 1992-02-11 | 1994-02-08 | Eli Lilly And Company | Acrylic copolymer membranes for biosensors |
| AT397458B (de) * | 1992-09-25 | 1994-04-25 | Avl Verbrennungskraft Messtech | Sensoranordnung |
| DE69637553D1 (de) * | 1995-12-19 | 2008-07-10 | Abbott Lab | Vorrichtung zum Detektieren eines Analyten und zur Verabreichung einer therapeutischen Substanz |
| US6664111B2 (en) * | 2001-08-22 | 2003-12-16 | 3M Innovative Properties Company | Fluorescence based oxygen sensor systems |
| DE102004055032B4 (de) * | 2004-11-15 | 2006-12-07 | Roche Diagnostics Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung der Konzentration von Glukose in interstitieller Flüssigkeit |
| US7308292B2 (en) | 2005-04-15 | 2007-12-11 | Sensors For Medicine And Science, Inc. | Optical-based sensing devices |
| KR101300172B1 (ko) | 2011-10-05 | 2013-08-26 | (주)지오테크놀러지 | 혈액 분석용 광섬유 센서 장치 |
| US11129679B2 (en) | 2017-11-14 | 2021-09-28 | Mako Surgical Corp. | Fiber optic tracking system |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0073558A3 (en) * | 1981-08-25 | 1984-09-26 | THE UNITED STATES OF AMERICA as represented by the Secretary United States Department of Commerce | Fiber optic ph probe for tissue measurements |
| US4476870A (en) * | 1982-03-30 | 1984-10-16 | The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services | Fiber optic PO.sbsb.2 probe |
| GB2153102B (en) * | 1984-01-19 | 1987-06-17 | Cannon Electric | Optical fibre connector element |
| JPS61255311A (ja) * | 1985-05-09 | 1986-11-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光フアイバコネクタ |
| EP0212756A3 (en) * | 1985-08-16 | 1989-04-05 | Augat Inc. | Fiber optic connector with a grooved alignment sleeve |
| DK531185A (da) * | 1985-11-18 | 1987-05-19 | Radiometer As | Sensor til bestemmelse af koncentrationen af en biokemisk species |
-
1988
- 1988-09-21 JP JP63239118A patent/JP2628355B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1988-09-21 EP EP88308732A patent/EP0309214A3/en not_active Withdrawn
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03502064A (ja) * | 1988-08-26 | 1991-05-16 | マウントペリアー インベストメンツ エス．アー | 遠隔検出式トノメトリーカテーテル装置及び方法 |
| JP2011107129A (ja) * | 1998-08-26 | 2011-06-02 | Sensors For Medicine & Science Inc | 光学式検知装置 |
| JP2002523774A (ja) * | 1998-08-26 | 2002-07-30 | センサーズ・フォー・メデセン・アンド・サイエンス・インコーポレーテッド | 光学式検知装置 |
| JP4689825B2 (ja) * | 1998-08-26 | 2011-05-25 | センサーズ・フォー・メデセン・アンド・サイエンス・インコーポレーテッド | 光学式検知装置 |
| JP2004523274A (ja) * | 2001-01-16 | 2004-08-05 | ギブン・イメージング・リミテツド | 生体内で体腔状態を決定するためのシステムおよび方法 |
| US7468044B2 (en) | 2001-01-16 | 2008-12-23 | Given Imaging Ltd. | Device, system and method for determining in vivo body lumen conditions |
| US7901366B2 (en) | 2001-01-16 | 2011-03-08 | Given Imaging, Ltd. | System and method for determining in vivo body lumen conditions |
| US7787928B2 (en) | 2002-11-29 | 2010-08-31 | Given Imaging, Ltd. | Methods, device and system for in vivo detection |
| JP2007513333A (ja) * | 2003-11-26 | 2007-05-24 | ベクトン・ディキンソン・アンド・カンパニー | 分析物を感知するための光ファイバ装置 |
| JP2008517299A (ja) * | 2004-10-19 | 2008-05-22 | ベクトン・ディキンソン・アンド・カンパニー | アナライトを検出する光ファイバデバイスおよびその製造方法 |
| JP2014528788A (ja) * | 2011-09-06 | 2014-10-30 | メドトロニック・ミニメッド・インコーポレーテッド | グルコースセンサ |
| JP2016033519A (ja) * | 2011-09-06 | 2016-03-10 | メドトロニック・ミニメッド・インコーポレーテッド | グルコースセンサ |
| US9642568B2 (en) | 2011-09-06 | 2017-05-09 | Medtronic Minimed, Inc. | Orthogonally redundant sensor systems and methods |
| US10194845B2 (en) | 2011-09-06 | 2019-02-05 | Medtronic Minimed, Inc. | Orthogonally redundant sensor systems and methods |
| US11229384B2 (en) | 2011-09-06 | 2022-01-25 | Medtronic Minimed, Inc. | Orthogonally redundant sensor systems and methods |
| US11931145B2 (en) | 2011-09-06 | 2024-03-19 | Medtronic Minimed, Inc. | Orthogonally redundant sensor systems and methods |
| JP2018038459A (ja) * | 2016-09-05 | 2018-03-15 | Hoya株式会社 | 内視鏡スコープ及び内視鏡システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2628355B2 (ja) | 1997-07-09 |
| EP0309214A2 (en) | 1989-03-29 |
| EP0309214A3 (en) | 1990-03-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4974929A (en) | Fiber optical probe connector for physiologic measurement devices | |
| Mansouri et al. | A miniature optical glucose sensor based on affinity binding | |
| JPH01107737A (ja) | 生理学的測定装置のための光ファイバープローブコネクター | |
| US5326531A (en) | CO2 sensor using a hydrophilic polyurethane matrix and process for manufacturing | |
| US5054882A (en) | Multiple optical fiber event sensor and method of manufacture | |
| US5605152A (en) | Optical glucose sensor | |
| JP2685654B2 (ja) | 分析方法及び装置 | |
| JP2597634B2 (ja) | 光フアイバー活性化学的変換器 | |
| US5330718A (en) | Sensor element and method for making the same | |
| US7964390B2 (en) | Sensor system | |
| US4785814A (en) | Optical probe for measuring pH and oxygen in blood and employing a composite membrane | |
| US5640470A (en) | Fiber-optic detectors with terpolymeric analyte-permeable matrix coating | |
| US7811276B2 (en) | Medical sensor and technique for using the same | |
| US5006314A (en) | Sensor and method for sensing the concentration of a component in a medium | |
| Meyerhoff | In vivo blood-gas and electrolyte sensors: Progress and challenges | |
| US20040180391A1 (en) | Sliver type autonomous biosensors | |
| EP0190829A2 (en) | Optical sensor for monitoring the partial pressure of oxygen | |
| JPS6329620A (ja) | 流体中の気体成分の濃度を吸収によって測定するためのセンサ− | |
| JPH06261890A (ja) | センサー装置 | |
| US5120510A (en) | Sensor and method for sensing the concentration of a component in a medium | |
| WO2000064492A1 (en) | Apparatus for optically monitoring concentration of a bioanalyte in blood and related methods | |
| EP0413499A2 (en) | Sensor element and method for making the same | |
| EP0471861B1 (en) | Optical probe | |
| Rolfe | In vivo chemical sensors for intensive-care monitoring | |
| Baldini et al. | Fiber optic sensors for biomedical applications |