JPH04269945A - 再使用可能部分を備えた粘着パルスオキシメータセンサ　 - Google Patents

再使用可能部分を備えた粘着パルスオキシメータセンサ　

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JPH04269945A
JPH04269945A JP3270715A JP27071591A JPH04269945A JP H04269945 A JPH04269945 A JP H04269945A JP 3270715 A JP3270715 A JP 3270715A JP 27071591 A JP27071591 A JP 27071591A JP H04269945 A JPH04269945 A JP H04269945A
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David B Swedlow
ディビッド　ビー　スウィードロー
Jessica Warring
ジェシカ　ウォーリング
Russell Delonzor
ラッセル　デロンザー
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、プレチスモグラフま
たはパルスオキシメータのような非侵襲性のパルスモニ
タに使用するのに適したセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】プレチスモグラフはパルスモニタ装置で
ある。プレチスモグラフセンサは患者の組織内へ光を照
射し、そして組織を通過した光は光検出器により受光さ
れる。光検出器は、透過された光のレベルに対応した電
気信号を発生すると共にこの信号を処理するためにモニ
タ装置へ伝送する。動脈血はこの光の幾らかを吸収する
が、血液が多ければそれだけ多くの光が吸収される。従
って、透過光量の変化は照らされた組織内の動脈血パル
スと関係がある。
【０００３】パルスオキシメータは、動脈血の酸素飽和
度を非侵襲性で測定するための装置である。パルスオキ
シメータセンサは、患者の血液灌流組織部分を通る異な
る２つの波長（一方は赤色範囲、他方は赤外線範囲）の
光を照射する。組織を通して伝送された赤色光及び赤外
線は、光検出器により検出される。吸収光量は血液中の
酸素量によって変化し、かつ赤色光と赤外線とで異なる
変化をする。パルスオキシメータモニタ装置は、ちょう
どよい２点間での２つの検出光レベルの変化に基いて血
液酸素飽和度を計算する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】プレチスモグラフおよ
びパルスオキシメータ用のセンサには幾つかの種類があ
る。１つは表面センサであり、発光器と光検出器とが同
じセンサ表面に装着されている。このセンサは、患者の
付属器官（例えば、患者の額）の同じ側面に発光器と光
検出器の両方が取付けられる。この種のセンサは、付属
器官の透過光よりはむしろ組織からの反射光を検出する
。従って、検出信号は大抵の場合、より弱くなる。セン
サは、典型的にはセンサを覆ったストラップ、ヘッドバ
ンド或いはテープで、またはセンサと皮膚の間に粘着性
パッドで取付けられる。
【０００５】別のタイプのセンサは、米国特許第４，６
８５，４６４号に記載されているような、クランプ形式
である。この特許に記載されている耐久性のあるセンサ
は組織の接触面に従って変形可能なパッドを有して、発
光器と光検出器をしっかりと固定している。この変形可
能パッドは、洗濯ばさみのように患者をはさむ蝶番式に
取付けられた剛体ハウジング内に配置されている。これ
は締付け力を当てにして、患者に固定する。患者の組織
に対するこのセンサの力が、その領域に対する血液の流
れを減少させる。センサ直下での組織の放血状態はその
組織部分におけるパルスを抑圧することにより、反対に
パルスの検出及び解析に悪影響を及ぼす。結果として、
充分な灌流を保証するためにセンサ設置場所を典型的に
は４時間毎にチェックしたり移動したりしなければなら
ない。しかしながら、その比較的大きな大きさのために
、クランプ形式はモーションアーテファクトすなわち、
センサと患者との間の特異な動きの信号歪みをより受け
やすい。
【０００６】３番目のセンサ形式は、米国特許第４，８
３０，０１４号に記載されている。この特許の中の記載
に準拠したセンサは、可撓性ウェブの同じ側面に装着さ
れた発光器と光検出器とを有する。ウェブは患者の組織
の部分（例えば、指）に巻き付け、これにより発光器か
らの光は検出器に到達する前に組織を通って行かなけれ
ばならない。ウェブは、ウェブの発光器と検出器側の粘
着面を用いて皮膚に取付ける。この比較的小さな大きさ
と粘着性のために、このセンサは患者の皮膚近くに付着
し、モーションアーテファクトの効果を最小にする。更
に、可撓性と固定するための粘着剤の使用により、剛体
センサに起因する放血状態は最小になる。従って、セン
サの設置場所は、典型的には８時間毎にチェックされる
必要があるだけである。しかしながら、これに準拠した
センサは、典型的には各使用で粘着効果が一部分減少す
ることおよび再使用のための洗浄・滅菌が一部分困難で
あることのために、１回の使用に限定されることである
。たった１回の使用後にセンサを取替えることは、パル
スオキシメータ測定を高価なものにする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、指、つまさき
或いは足といった患者の付属器官を取り巻くように設計
されたパルスオキシメータセンサを提供する。このセン
サは、好適には光検出器を含む再使用可能部材を有する
。使い捨て可能な可撓性部材は好適には発光器を含み、
かつそれを付属器官および再使用可能部材に固定するた
めに患者の付属器官に巻き付けることができる。固定さ
れた際には、発光器と光検出器とは結局、付属器官の向
かい合う位置となる。使い捨て可能部材は電気的な接触
を達成するために再使用可能部材に接続する。この再使
用可能部材は、センサモニタリング装置内に差し込める
ケーブルに接続される。
【０００８】好適な実施例では、可撓性部材は中央部か
ら横方向に延長するアームを備えた可撓性の粘着ウェブ
である。再使用可能部材は、好適には付属器官への接触
のために整合したパッドを備えた剛体ハウジングである
。
【０００９】
【作用】患者にセンサを取付けるために、可撓性ウェブ
は患者の付属器官の片側に粘着的に取付けられ、かつ剛
体ハウジングが可撓性ウェブと真っ直ぐに対向する他の
側に載置される。アームが付属器官の周りに伸びて、剛
体ハウジングの整合パッドを付属器官に対して粘着的に
保持する。センサの大きさを減少することと皮膚に発光
器を粘着的に取付けることにより、従来のクランプ型で
経験したセンサと患者の皮膚の間の相対的な動きが減少
されるので、この構成はモーションアーテファクトを最
小にする。更に、可撓性ウェブとこの剛体ハウジングの
整合面がセンサ直下の組織の放血状態を最小にする。セ
ンサの患者への固定は粘着力に頼っているため、クラン
ピング式センサのように頻繁にセンサ設置位置をチェッ
クする必要がない。
【００１０】使用後は可撓性ウェブを剛体ハウジングか
ら分離し、剛体ハウジングは洗浄されて、新しい可撓性
ウェブをその剛体ハウジングに取付けることができる。 新しい可撓性ウェブ上の新鮮な粘着剤は、先に使用され
たウェブ上の粘着剤よりもセンサと患者間のより信頼性
のある結合を提供する。更に、可撓性ウェブは患者の付
属器官の５面の中から４面を（指に着ける場合、爪の付
け根のあま皮および爪の下の領域を含む）覆うので、セ
ンサの可撓性部分の１回の使用はセンサが再使用される
場合の患者間の横断汚染を最少にする。その上、センサ
部分は洗浄され再使用できるため、この新しいセンサの
設計は可撓性センサの使用コストを減少する。
【００１１】可撓性ウェブと剛体ハウジングとの間の電
気的接続は、好適にはその上に印刷された導電線を有す
る可撓性ウェブから延長するタブを用いてなされる。こ
の導電線は、ブリッジにより覆われるハウジングの裏面
のチャネルに挿入される。ブリジの下は、導電線で接続
するための一連の電気接点がある。タブは、ハウジング
とブリッジ間に挿入されるように圧縮された内部が弾性
的なフォームからなり、かつ適所にタブを維持すると共
に導電線と接点との間の電気的接続を行うための外力を
働かせる。
【００１２】
【実施例】本発明の性質および利益をより十分に理解す
るために、次に添付図面と共に詳細な説明を行う。
【００１３】図１は、本発明に係るセンサ１０を示す。 センサ１０は、可撓性で使い捨て可能なウェブ１２と再
使用可能なハウジング１４とからなる。ハウジング１４
は、剛体部分１６と変形可能パッド１８を含む。仮想線
で示すように、患者の指２０は、変形可能パッド１８上
に置かれる。
【００１４】可撓性ウェブ１２は発光器２２を含み、好
適には赤色光と赤外線の２つの発光器を含む。光検出器
２４は、変形可能パッド１８内に含まれる。銅製グリッ
ド２３が、光検出器２４の上に配置される。透明な窓２
５が、光検出器２４を覆う。窓２５の光検出器２４を越
えて広がる全部又は実質的に全部の部分は、黒色に着色
される。更に、黒色領域２９がフォーム層２８の下面に
印刷される。グリッド２３，光検出器２４および発光器
２２は、ハウジング１４に接続されたケーブル２６内の
導線を介してセンサモニタリング装置に電気的に接続さ
れる。グリッド２３は、干渉を減少するために接地され
たファラデーシールド（静電遮蔽）である。薄い窓２５
は銅線グリッド上に広がり、これによりグリッドはパッ
ド１８を突き出ない。黒色コーティングが加えられる前
、データ値におけるシフトエラーに気付いた。黒色コー
ティングは、これらのエラーを排除した。その理由は確
かではないが、窓を覆うコーティングが銅の大部分から
の反射を防止する一方、フォーム層２８上の黒色コーテ
ィングが指を迂回しフォーム層を通って検出器へ向けら
れる光を防止するからかもしれない。
【００１５】ウェブ１２は、粘着性の表面を備える最上
部のフォーム層２８を有する。使用前に、この粘着層は
保護用プラスチックで覆われ（図示しない）、それは使
用時に剥がされる。
【００１６】図２は、可撓性ウェブ１２がどのように曲
げられて指２０に取り付けられるかを示す。可撓性ウェ
ブの第１アーム３０はハウジング１４の側面に巻き付け
られて、さらに続けて矢印３２方向のその底部に巻き付
けられる。同様に、もう一方のアーム３４も指２０およ
びハウジング１４に巻き付けられる。理解されるように
、仮想線で示される発光器２２はその際指の上面にあり
、この図では見られないが、真っ直ぐ対向する位置に光
検出器２４がある。図示されるように指２０の下部のみ
に、変形可能パッド１８が接触する。いずれにせよ指の
上面は、ウェブ１２により粘着される。指の形状とセン
サの取り付け次第に依存して、両側面と先端もまた粘着
することができる。指に対して動いてはならない発光器
を含むので、上面は粘着される際の最も重要な部分であ
る。これは、モーションアーテファクトを減少する安定
した接続を与え、そして指のほとんどの表面と接触する
可撓性部分は再使用可能部分よりもっと汚染に晒される
ので使い捨てにする。
【００１７】図３は、可撓性ウェブ１２と剛体ハウジン
グ１４との間の電気的接続を表す。図３は、ウェブ基部
３６から部分的に剥がされた粘着層２８を示す。ウェブ
基部３６と粘着層２８との間に、延長プラスチック基板
３８が置かれ、その上面に一連の導電線４０を有してい
る。２本の導電線が光放出器２２に接続し、２本は以下
に説明する較正用抵抗器５５に接続する。延長プラスチ
ック基板３８はテール部４２を形成する。ウェブ基部３
６は図示されるようにテール部４２を粘着層２８にちょ
うど保持するのに十分な大きさが可能であり、或いは粘
着層２８の形状と同じにすることもできる。ウェブ基部
３６は、テール部４２を層２８に保持するための粘着面
を有する。
【００１８】圧縮性フォーム部材４４は、テール部４２
の半分の位置に置かれる。好適な実施例では、このフォ
ームはロジャー社のポロンフォームで作られる。一対の
タブ４６は、導電線を有するテール部の上半分から伸び
ている。このタブとフォーム部材は、以下で説明するよ
うな取付け機構部分を提供する。
【００１９】チャネル４８は、変形可能パッド１８の反
対側にある剛体ハウジング１６の底面に形成される。一
連の電気接点５０（仮想線で示す）は、チャネル内に設
置される。これらの接点は、ハウジングを横切って延び
るブリッジ５２により覆われる。一対の溝５４がチャネ
ル内に形成される。この溝は、可撓性ウェブ上のタブ４
６よりもわずかに大きい。
【００２０】可撓性ウェブを剛体ハウジングに結合する
ために、可撓性の回路のテール部４２がブリッジ５２直
下の空間に挿入される。このテール部が前方へ動くにつ
れて、プラスチックフォーム４４は縮む。テール部のタ
ブ４６がチャネルの溝５４を越えて動くと、フォームの
ばね作用がタブを溝内へ押込む。タブと溝は、可撓性の
回路があまりに奥へ挿入されないことおよび可撓性の回
路が不注意に外れることを防止するのを確実にする。フ
ォームのばね作用は、また、電気的接続を向上させるた
めに、一対の接点を他方に向かって押す。更に、可撓性
の回路を挿入したり引出す間中の一対の接点が他方に対
する摺動作用は、いかなる接点上の酸化或いは堆積物を
も除去するのに役立つ。取り外すには、可撓性ウェブを
ハウジングから引くことによりタブを溝から持ち上げ、
そしてテール部をブリッジの下の空間から引き抜く。
【００２１】ケーブル２６は６本の電線を含む。２本は
、２個の電気接点５０と導電線４０とを介して較正用抵
抗器５５に接続される。２本は、別の２個の電気接点と
導電線４０とを介して発光器２２に接続される。残りの
２本の電線は、光検出器２４に接続される。
【００２２】好適な実施例では、プラスチック基板は白
色の、実質的に不透明なポリエステルから形成される。 無色のナイロンも或いは透き通ったプラスチックも使用
できる。発光器のための透き通った窓と共に、粘着剤は
無色とし得る。
【００２３】本発明に係るセンサの好適な実施例は、米
国特許第４，６２１，６４３号に記載されているような
エンコーディング／デコーディング装置を含む。可撓性
ウェブは、モニタ装置との電気的な通信においてエンコ
ーディン用抵抗器５５を支持する。前記特許において説
明されているように、抵抗値は赤色および赤外線のＬＥ
Ｄの波長に整合するよう選択される。前記特許はまた、
必要なセンサモニタリングのエレクトロニクスをも記載
している。
【００２４】別の実施例では、センサの光検出器は剛体
ハウジングに装着された前記発光器及びエンコーディン
グ用抵抗器と共に可撓性ウェブに装着することができる
。
【００２５】好適な実施例では、剛体ハウジングは射出
成形のポリカーボネートから作られる。代わりに、射出
成形のＡＢＳプラスチックを使うことができる。米国特
許第４，６８５，４６４号は、光検出器の位置を含み剛
体ハウジングと変形可能パッドの構成の更に詳細を含ん
でいる。
【００２６】当業者等は理解されるであろうが、本発明
はこの精神或いは本質的特徴に反することなく他の仕様
形態で実施することができる。例えば、フォーム４４の
圧縮効果は、ブリッジ５２を代わりにばね作用のクリッ
プとすることにより得ることができ、その場合それは挿
入中は一端を下に保持することにより開かれ、次に離す
とクリップ上のばねによりタブをその位置に保持する。 電気的接続方法においても他の種々の変形が可能である
。粘着層の代わりに、マジックテープ或いは他の固定機
構を用いて可撓性部分を指や剛体ハウジングに取付ける
ことができる。可撓性ウェブは白または透明よりも金属
箔または他の色の材料で作ることができる。センサは、
モーションアーテファクトを減らすために使い捨て可能
な部分上に粘着剤を備えた表面センサとすることができ
る。従って、本発明の好適な実施例の開示は、頭書の特
許請求の範囲に述べた本発明の範囲の例証であって、こ
れに制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係るセンサの斜視図である。
【図２】図２は指に巻かれる可撓性ウェブを示す図１の
センサの斜視図である。
【図３】図３は接続方法を示すために図１の使い捨て可
能部材と再使用可能部材とを分離した斜視図である。
【符号の説明】
１０　　　　センサ　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　１２　　　　可撓性ウェブ １４　　　　剛体ハウジング　　　　　　　　　　　　
１６　　　　剛体部分１８　　　　変形可能パッド　　
　　　　　　　　　　２０　　　　指２２　　　　発光
器　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２３　　
　　銅製グリッド ２４　　　　光検出器　　　　　　　　　　　　　　　
　　　２５　　　　窓２６　　　　ケーブル　　　　　
　　　　　　　　　　　　　２８　　　　フォーム層（
粘着層） ２９　　　　黒色領域　　　　　　　　　　　　　　　
　　　３０　　　　アーム３４　　　　アーム　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　３６　　　　ウェブ
基部 ３８　　　　延長プラスチック基板　　　　　　４０　
　　　導電線４２　　　　テール部　　　　　　　　　
　　　　　　　　　４４　　　　フォーム部材 ４６　　　　タブ　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　４８　　　　チャネル５０　　　　電気接点
　　　　　　　　　　　　　　　　　　５２　　　　ブ
リッジ５４　　　　溝　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　５５　　　　較正用抵抗器

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　電磁放射を放出または検出するための
    第１の電子装置を含む再使用可能部材と、前記第１の電
    子装置を外部のセンサモニタリング装置に電気的に接続
    するために、前記再使用可能部材に接続される導電手段
    と、前記第１の電子装置により放出される電磁放射を検
    出または前記第１の電子装置により検出される電磁放射
    を放出する第２の電子装置を含む使い捨て可能な可撓性
    部材と、前記第２の電子装置と前記導電手段との間の接
    続を与えるため、前記可撓性部材を前記再使用可能部材
    に取り外し可能に連結する手段と、前記使い捨て可能な
    可撓性部材および前記再使用可能部材を患者に固定する
    手段と、から構成されることを特徴とする血液特性の電
    気光学的測定のために患者に取り付けるセンサ。
  2. 【請求項２】　　前記使い捨て可能な可撓性部材上に粘
    着剤からなる粘着手段を備える請求項１記載のセンサ。
  3. 【請求項３】　　前記第２の電子装置は少なくとも１つ
    の発光器である請求項１記載のセンサ。
  4. 【請求項４】　　前記取り外し可能に連結する手段は前
    記使い捨て可能な可撓性部材より延長するテール部から
    なり、少なくとも１つの露出した第１の導電体、前記再
    使用可能部材から延長する少なくとも１つの露出した第
    ２の導電体および再使用可能部材に連結されたブリッジ
    を有し、かつ該ブリッジは前記テール部が前記ブリッジ
    と前記第２の導電体との間に挿入されるよう前記第２の
    導電体を横切って延長する請求項１記載のセンサ。
  5. 【請求項５】　　前記テール部を所定位置に保持するた
    めに前記第２の導電体と前記ブリッジ間に付勢力を印加
    する弾性手段を含むタブを備える請求項４記載のセンサ
    。
  6. 【請求項６】　　前記再使用可能部材は剛体ハウジング
    と、前記患者の付属器官に応じてしっかりと固定するた
    めに、前記ハウジングに取り付けられる変形可能な手段
    とからなる請求項１記載のセンサ。
  7. 【請求項７】　　前記第２の電子装置は、赤色光の発光
    器と赤外線の発光器からなる請求項１記載のセンサ。
  8. 【請求項８】　　前記第１の電子装置は、光検出器であ
    る請求項７記載のセンサ。
  9. 【請求項９】　　前記第１の電子装置が付属器官の前記
    第２の電子装置とは反対の位置になるよう前記患者の付
    属器官に前記センサをしっかり取り付ける手段を備える
    請求項１記載のセンサ。
  10. 【請求項１０】　　前記第２の電子装置の周りの前記可
    撓性部材上の黒色コーティングからさらになる請求項１
    記載のセンサ。
  11. 【請求項１１】　　前記第１の電子装置に近接する静電
    遮蔽と、前記第１の電子装置上は透明でありかつ前記静
    電遮蔽の一部上は不透明である薄膜であって、前記第１
    の電子装置と共に少なくとも前記静電遮蔽の前記一部を
    覆う薄膜とからさらになる請求項１記載の装置。
  12. 【請求項１２】　　発光または光を検出するための第１
    の電子装置を含む再使用可能部材と、前記第１の電子装
    置を外部のセンサモニタリング装置に電気的に接続する
    導電手段と、前記第１の電子装置により放出された光を
    検出または前記第１の電子装置により検出される光を放
    出する第２の電子装置を含む使い捨て可能な可撓性部材
    と、少なくとも１つの露出した第１の導電体、前記再使
    用可能部材から延長する少なくとも１つの露出した第２
    の導電体および前記再使用可能部材に接続されると共に
    前記第２の導電体を横切って延長しているブリッジとを
    有し、前記ブリッジと前記第２の導電体の間に挿入され
    ることが許される前記使い捨て可能な可撓性部材から延
    長するテール部と、前記第１の電子装置が付属器官の前
    記第２の電子装置とは反対の位置になるよう前記使い捨
    て可能な可撓性部材を前記付属器官および前記再使用可
    能部材に固定する手段と、から構成されることを特徴と
    する血液特性の電気光学的測定のために患者の付属器官
    に取り付けるセンサ。
  13. 【請求項１３】　　前記使い捨て可能な可撓性部材上に
    粘着剤からなる粘着手段を備える請求項１２記載のセン
    サ。
  14. 【請求項１４】　　前記第２の電子装置は発光器である
    請求項１２記載のセンサ。
  15. 【請求項１５】　　テール部は、該テール部を所定位置
    に保持するために前記第２の導電体と前記ブリッジ間に
    付勢力を印加する弾性手段を含む請求項１２記載のセン
    サ。
  16. 【請求項１６】　　光検出器を含む再使用可能部材と、
    前記再使用可能部材に接続され、前記光検出器を外部の
    センサモニタリング装置に電気的に接続する導電手段と
    、前記光検出器により検出される光を放出する少なくと
    も１つの発光器を含む使い捨て可能な可撓性部材と、前
    記第２の電子装置と前記導電手段との間の接続を与える
    ために前記可撓性部材を前記再使用部材に取り外し可能
    に連結する手段と、前記光検出器が付属器官の前記発光
    器とは反対の位置になるよう前記使い捨て可能な可撓性
    部材を前記付属器官および前記再使用可能部材に固定す
    る前記使い捨て可能な可撓性部材上の粘着コーティング
    と、から構成されることを特徴とする血液特性の電気光
    学的な測定のために患者の付属器官に取り付けるセンサ
    。
  17. 【請求項１７】　　剛体ハウジングと変形可能な手段と
    を含み、患者の付属器官に応じてしっかりと固定するた
    めに、前記ハウジングに取り付けられる少なくとも１つ
    の光検出器を含む再使用可能部材と、前記光検出器を外
    部のセンサモニタリング装置に電気的に接続するために
    前記再使用可能部材に接続される導電手段と、前記光検
    出器により検出される光を放出するための赤色光の発光
    器および赤外線の発光器を含む使い捨て可能な可撓性部
    材と、少なくとも１つの露出した第１の導電体を有する
    前記使い捨て可能な可撓性部材から延長するテール部と
    、前記剛体ハウジングから延長する少なくとも１つの露
    出した第２の導電体と、前記剛体ハウジングに接続され
    ると共に前記第２の導電体を横切って延長し、前記第２
    の導電体の間にテール部が挿入されることを許容するブ
    リッジと、前記テール部に連結され、前記テール部を適
    切な位置に保持するために前記第２の導電体と前記ブリ
    ッジ間に付勢力を印加する弾性手段と、前記発光器が付
    属器官の前記光検出器とは反対の位置になるよう前記使
    い捨て可能な可撓性部材を前記付属器官および前記再使
    用可能部材に固定する前記使い捨て可能な可撓性部材上
    の粘着コーティングと、から構成されることを特徴とす
    る血液特性の電気光学的な測定のために患者の付属器官
    に取り付けるセンサ。
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