JPH05146424A - 光学プローブ - Google Patents
光学プローブInfo
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- JPH05146424A JPH05146424A JP3228268A JP22826891A JPH05146424A JP H05146424 A JPH05146424 A JP H05146424A JP 3228268 A JP3228268 A JP 3228268A JP 22826891 A JP22826891 A JP 22826891A JP H05146424 A JPH05146424 A JP H05146424A
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Classifications
-
- 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
- A61B5/14539—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 pH
-
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】長時間にわたってー定の精度を維持することが
できる炭酸ガス分圧(pCO2)等の血液パラメータの侵入測
定に用いられる光学プローブを提供する。 【構成】本発明は光ファイバとpCO2センサを含むpCO2測
定に用いられる光学プローブに関するものである。pCO2
センサは光学的に水素イオンに感応する染料を含むゲル
の拡散領域と水素イオンを透過させずCO2 分子を透過さ
せる半透過膜を備える。pCO2センサの構成素子である、
pCO2センサ内に延長する光ファイバ及びリフレクタは水
素イオンを透過させない物質で覆うわれることから、水
素イオンの不均衡が生じるのが防ぎ、pCO2の測定値に生
じるドリフトを回避することができる。
できる炭酸ガス分圧(pCO2)等の血液パラメータの侵入測
定に用いられる光学プローブを提供する。 【構成】本発明は光ファイバとpCO2センサを含むpCO2測
定に用いられる光学プローブに関するものである。pCO2
センサは光学的に水素イオンに感応する染料を含むゲル
の拡散領域と水素イオンを透過させずCO2 分子を透過さ
せる半透過膜を備える。pCO2センサの構成素子である、
pCO2センサ内に延長する光ファイバ及びリフレクタは水
素イオンを透過させない物質で覆うわれることから、水
素イオンの不均衡が生じるのが防ぎ、pCO2の測定値に生
じるドリフトを回避することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は生物学的循環系の少なく
とも炭酸ガス分圧（ｐＣＯ2 ）を侵入（ｉｎｖａｓｉｖ
ｅ）測定するための光学プローブに関するものである。
とも炭酸ガス分圧（ｐＣＯ2 ）を侵入（ｉｎｖａｓｉｖ
ｅ）測定するための光学プローブに関するものである。
【０００２】
【従来技術のその問題点】血液のパラメータの侵入測定
のためのプローブは、通常、光ファイバを介して設置さ
れるモニタに接続する少なくとも一つのセンサよりな
る。典型的には、このようなプローブは例えば酸素分圧
（ｐＯ2 ）または炭酸ガス分圧（ｐＣＯ2 ）などの血液
ガスの測定、あるいは血液のｐＨ値の測定のための１か
ら３個のセンサを備えている。これらのセンサはすべて
同様の機械的構造を有する。各センサの光ファイバの端
部には染料を含むゲルがある。染料の光学濃度及び他の
光学的パラメータは被測定の血液のパラメータによって
様々に変化する。連結するモニタから放射され光ファイ
バによって伝送される光は、ゲル内へ向けられそれを通
過する。それから光は同一のまたは他の光ファイバを介
して、染料によって生ずる光の減衰と他の光学的パラメ
ータの変化を測定するための検出器を備えたモニタにフ
ィードバックされる。この減衰または変化は被測定血液
パラメータの関数で、減衰、吸収または他の光学パラメ
ータの変化と血液パラメータとの相関関係はよく知られ
ているものである。
のためのプローブは、通常、光ファイバを介して設置さ
れるモニタに接続する少なくとも一つのセンサよりな
る。典型的には、このようなプローブは例えば酸素分圧
（ｐＯ2 ）または炭酸ガス分圧（ｐＣＯ2 ）などの血液
ガスの測定、あるいは血液のｐＨ値の測定のための１か
ら３個のセンサを備えている。これらのセンサはすべて
同様の機械的構造を有する。各センサの光ファイバの端
部には染料を含むゲルがある。染料の光学濃度及び他の
光学的パラメータは被測定の血液のパラメータによって
様々に変化する。連結するモニタから放射され光ファイ
バによって伝送される光は、ゲル内へ向けられそれを通
過する。それから光は同一のまたは他の光ファイバを介
して、染料によって生ずる光の減衰と他の光学的パラメ
ータの変化を測定するための検出器を備えたモニタにフ
ィードバックされる。この減衰または変化は被測定血液
パラメータの関数で、減衰、吸収または他の光学パラメ
ータの変化と血液パラメータとの相関関係はよく知られ
ているものである。
【０００３】通常、光ファイバに対向した染料含有ゲル
に隣接してリフレクタ（ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）が配置さ
れている。このようなセンサにおいて、光ファイバを介
して伝送される光は、ゲルを通過してリフレクタで反射
し、再びゲルを通過して伝送する。この環境において
は、各センサには１個の光ファイバしか必要としない。
さらに、光が染料含有ゲルを二度通過するので、この染
料に関する光学的特性の変化を比較的容易に検出するこ
とができる。しかしながら、代替案として、光を（ゲル
の通過後）、第２の光ファイバに導き、第２の光ファイ
バからモニタへフィードバックさせる手段等もある。こ
のような場合のすべてにおける重要な点は光がゲル領域
を通らなければならず、この領域で光の光学的特性が変
化することである。
に隣接してリフレクタ（ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）が配置さ
れている。このようなセンサにおいて、光ファイバを介
して伝送される光は、ゲルを通過してリフレクタで反射
し、再びゲルを通過して伝送する。この環境において
は、各センサには１個の光ファイバしか必要としない。
さらに、光が染料含有ゲルを二度通過するので、この染
料に関する光学的特性の変化を比較的容易に検出するこ
とができる。しかしながら、代替案として、光を（ゲル
の通過後）、第２の光ファイバに導き、第２の光ファイ
バからモニタへフィードバックさせる手段等もある。こ
のような場合のすべてにおける重要な点は光がゲル領域
を通らなければならず、この領域で光の光学的特性が変
化することである。
【０００４】光ファイバの端部、ゲルおよびリフレクタ
は、半透膜または選択性膜（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｍｅ
ｍｂｒａｎｅ）（例えばｐＨセンサの場合、水素イオン
透過エンベロープ）に包囲されている。この膜は一方で
は選択されたイオンまたは分子だけを染料含有ゲルに到
達させ、他方では機械的な機能、すなわちゲルをある場
所に保持する機能を有する。
は、半透膜または選択性膜（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｍｅ
ｍｂｒａｎｅ）（例えばｐＨセンサの場合、水素イオン
透過エンベロープ）に包囲されている。この膜は一方で
は選択されたイオンまたは分子だけを染料含有ゲルに到
達させ、他方では機械的な機能、すなわちゲルをある場
所に保持する機能を有する。
【０００５】本願明細書においても、また、当業者には
周知のように、染料含有ゲルの領域は、この領域におけ
る膜の一部とともに「拡散（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）領
域」と呼ばれている。本願明細書に記載される光学プロ
ーブは、通常、一個のプローブと共に、様々な血液パラ
メータを測定するために少なくとも３個のセンサを備え
ている。このような場合には、各センサに夫々連結され
た単一の光ファイバは、連結モニタと接続する単一のケ
ーブルで連結されている。しかしながら、１個または２
個のセンサのみの光学プローブを構成することも可能で
ある。光学プローブは、染料に応じて前述のように様々
な血液パラメータ、例えばｐＨ、酸素分圧（ｐＯ2 ）、
炭酸ガス分圧（ｐＣＯ2 ）等を測定するために患者の動
脈中に導入することができる。ひずみ軽減（ｓｔｒａｉ
ｎ−ｒｅｌｉｅｖｉｎｇ）ワイヤ、動脈圧センサなどの
他の素子をプローブに一体化させることもできる。
周知のように、染料含有ゲルの領域は、この領域におけ
る膜の一部とともに「拡散（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）領
域」と呼ばれている。本願明細書に記載される光学プロ
ーブは、通常、一個のプローブと共に、様々な血液パラ
メータを測定するために少なくとも３個のセンサを備え
ている。このような場合には、各センサに夫々連結され
た単一の光ファイバは、連結モニタと接続する単一のケ
ーブルで連結されている。しかしながら、１個または２
個のセンサのみの光学プローブを構成することも可能で
ある。光学プローブは、染料に応じて前述のように様々
な血液パラメータ、例えばｐＨ、酸素分圧（ｐＯ2 ）、
炭酸ガス分圧（ｐＣＯ2 ）等を測定するために患者の動
脈中に導入することができる。ひずみ軽減（ｓｔｒａｉ
ｎ−ｒｅｌｉｅｖｉｎｇ）ワイヤ、動脈圧センサなどの
他の素子をプローブに一体化させることもできる。
【０００６】血管内血液センサ開発の初期には、ｐＨセ
ンサ中にプラスチック・ファイバを使用しようとする試
みが行われてきた。１９８０年５月号の「Ｊｏｕｒｎａ
ｌｏｆ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎ
ｇ」の第１４１頁以降に記載される論文を参照。しか
し、ｐＯ2 またはｐＣＯ2 センサにこれらを利用するこ
とは誰も提案していなかった。次に、プラスチック・フ
ァイバはその伝送特性のために一般には用いられていな
かった。代りに、ガラス・ファイバが使用されていた
（１９８６年２月のＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ
ｓ ｏｎ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉ
ｎｇの、Ｖｏｌ．ＢＭＥ−３３，Ｎｏ．２の第１１７頁
および第１１９頁に記載された論文を参照）。侵入（ｉ
ｎｖａｓｉｖｅ）ファイバ光学血液パラメータの測定に
ついては、１９８６年２月のＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃ
ｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎ
ｅｅｒｉｎｇ Ｖｏｌ．ＢＭＥ−３３、Ｎｏ．２の第１
１７頁およびその次に記載される論文光学的蛍光および
血液内血液と１９９０年５月のＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇの第１
４１頁およびその次に記載される論文に詳述されてい
る。複数個のセンサを備えた光学プローブの構成は欧州
特許第２７９００４号、第３３６９８４号および第３３
６９８５号に記載されている。
ンサ中にプラスチック・ファイバを使用しようとする試
みが行われてきた。１９８０年５月号の「Ｊｏｕｒｎａ
ｌｏｆ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎ
ｇ」の第１４１頁以降に記載される論文を参照。しか
し、ｐＯ2 またはｐＣＯ2 センサにこれらを利用するこ
とは誰も提案していなかった。次に、プラスチック・フ
ァイバはその伝送特性のために一般には用いられていな
かった。代りに、ガラス・ファイバが使用されていた
（１９８６年２月のＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ
ｓ ｏｎ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉ
ｎｇの、Ｖｏｌ．ＢＭＥ−３３，Ｎｏ．２の第１１７頁
および第１１９頁に記載された論文を参照）。侵入（ｉ
ｎｖａｓｉｖｅ）ファイバ光学血液パラメータの測定に
ついては、１９８６年２月のＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃ
ｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎ
ｅｅｒｉｎｇ Ｖｏｌ．ＢＭＥ−３３、Ｎｏ．２の第１
１７頁およびその次に記載される論文光学的蛍光および
血液内血液と１９９０年５月のＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇの第１
４１頁およびその次に記載される論文に詳述されてい
る。複数個のセンサを備えた光学プローブの構成は欧州
特許第２７９００４号、第３３６９８４号および第３３
６９８５号に記載されている。
【０００７】本発明に属する分野はｐＣＯ2 センサ・プ
ローブに関するするものである。ｐＣＯ2 センサはｐＨ
センサと同様の染料およびゲルを使用する。この染料は
水素（Ｈ+ ）イオンに対して反応する。ｐＨセンサとｐ
ＣＯ2 センサの主な違いは、ｐＨセンサの場合、センサ
を包囲する選択性膜が水素イオンを透過させるのに対し
て、ｐＣＯ2 センサの場合には、この膜がＣＯ2 分子
（Ｈ+ イオンではない）を透過させる。
ローブに関するするものである。ｐＣＯ2 センサはｐＨ
センサと同様の染料およびゲルを使用する。この染料は
水素（Ｈ+ ）イオンに対して反応する。ｐＨセンサとｐ
ＣＯ2 センサの主な違いは、ｐＨセンサの場合、センサ
を包囲する選択性膜が水素イオンを透過させるのに対し
て、ｐＣＯ2 センサの場合には、この膜がＣＯ2 分子
（Ｈ+ イオンではない）を透過させる。
【化１】 上の式によれば染料含有ゲル中に浸透するＣＯ2 分子は
有効Ｈ+ イオンの数を増加させ、これらのＨ+ イオンは
次に染料の光学的特性を変化させる。したがって、ｐＣ
Ｏ2 センサは本質的には、ｐＣＯ2 の変化によって生ず
るｐＨの変化を測定することになる。
有効Ｈ+ イオンの数を増加させ、これらのＨ+ イオンは
次に染料の光学的特性を変化させる。したがって、ｐＣ
Ｏ2 センサは本質的には、ｐＣＯ2 の変化によって生ず
るｐＨの変化を測定することになる。
【０００８】広範囲にわたる一連の試験によって、セン
サに付与される外部ＣＯ2 圧力が一定に維持されるとき
でさえも既知のｐＣＯ2 センサは時間依存性のドリフト
を示すことが明かになっている。さらに詳細には、外部
ＣＯ2 圧力をある量ごとに増加させると（例えばステッ
プ関数によって）、ｐＣＯ2 センサに基づくｐＣＯ2 値
は、開始時においては正しいが時間の経過と共に正確な
測定結果を導く偏差が示されている。
サに付与される外部ＣＯ2 圧力が一定に維持されるとき
でさえも既知のｐＣＯ2 センサは時間依存性のドリフト
を示すことが明かになっている。さらに詳細には、外部
ＣＯ2 圧力をある量ごとに増加させると（例えばステッ
プ関数によって）、ｐＣＯ2 センサに基づくｐＣＯ2 値
は、開始時においては正しいが時間の経過と共に正確な
測定結果を導く偏差が示されている。
【０００９】次に図面に基づいて従来技術を説明する。
図２は炭酸ガス分圧（ｐＣＯ2 ）等の血液パラメータの
侵入測定のための従来の代表的なシステムを示してい
る。光学送信器１の光を光ファイバ２（矢印２ａ）へ、
ここではガラス・ファイバに向ける。通常、一列（ｔｒ
ａｉｎ）の光パルスが用いられているが、これは厳密な
必要条件ではない。光は光学カプラ３を通ってセンサの
先端部４に到達し、この先端部は患者の動脈中に導入す
るためのものである。センサの先端部４はフェノールレ
ッド等の染料が固定されたゲルを含んでいる。染料は少
なくとも一つの光学的パラメータ、好ましくは血液のｐ
ＣＯ2 値（あるいは他の場合にはｐＯ2 値またはｐＨ
値）に応じた量だけ光の強度を変化させる。変化した光
は同じ光ファイバ中で反射して光学カプラ３を通過した
後、光学受信器５（矢印５ａ）に到達する。光学送信器
１および光学受信器５はモニタあるいは他の測定器８に
組み込まれていることが理解される。破線６はプローブ
７とモニタ８の間の取り外し可能な接続を示している。
このように光学プローブは光学ファイバおよび少なくと
も一個のｐＣＯ2 センサから構成されている。以下にさ
らに詳述するように、光学プローブは一般に複数個のセ
ンサおよび光ファイバから構成される。
図２は炭酸ガス分圧（ｐＣＯ2 ）等の血液パラメータの
侵入測定のための従来の代表的なシステムを示してい
る。光学送信器１の光を光ファイバ２（矢印２ａ）へ、
ここではガラス・ファイバに向ける。通常、一列（ｔｒ
ａｉｎ）の光パルスが用いられているが、これは厳密な
必要条件ではない。光は光学カプラ３を通ってセンサの
先端部４に到達し、この先端部は患者の動脈中に導入す
るためのものである。センサの先端部４はフェノールレ
ッド等の染料が固定されたゲルを含んでいる。染料は少
なくとも一つの光学的パラメータ、好ましくは血液のｐ
ＣＯ2 値（あるいは他の場合にはｐＯ2 値またはｐＨ
値）に応じた量だけ光の強度を変化させる。変化した光
は同じ光ファイバ中で反射して光学カプラ３を通過した
後、光学受信器５（矢印５ａ）に到達する。光学送信器
１および光学受信器５はモニタあるいは他の測定器８に
組み込まれていることが理解される。破線６はプローブ
７とモニタ８の間の取り外し可能な接続を示している。
このように光学プローブは光学ファイバおよび少なくと
も一個のｐＣＯ2 センサから構成されている。以下にさ
らに詳述するように、光学プローブは一般に複数個のセ
ンサおよび光ファイバから構成される。
【００１０】図３は３個のセンサを備えた光学プローブ
のプローブ先端部９の縦方向断面図である。外装（シー
ス）１０は外側端部（近接端部）において金属キャップ
１１によって閉じられ、１２で示すように管素子１３と
接合される。外装１０と管素子１３との間の接合は接着
手段によって固定される。管素子１３は適切なモニタ
（図示せず）に接続するためのコネクタで終端する。外
装１２は３個のセンサを収容し、そのうちの２個は図３
に示すようにｐＨセンサ１４およびｐＣＯ2 センサ１５
である。第３のセンサ、すなわちｐＯ2 センサはｐＣＯ
2 センサ１５でかくれているので図３には示されていな
い。各センサは、ｐＨセンサついては光ファイバ１６
（適切なエンベロープ１７によって囲まれている）が、
そしてｐＣＯ2 センサ１５については光ファイバ１８
（エンベロープ１９によって囲まれている）として示さ
れるように、光ファイバを介して連結モニタに接続され
る。様々なセンサはシリコーンのり（ｇｌｕｅ）または
接着剤２０によって外装１０内に固定されている。外装
１０はさらに３個の開口部を有し、第１の開口部は図３
の２１として示されているが、第２の開口部２２はｐＣ
Ｏ2 センサ１５の陰にかくれている。第３の開口部は図
３には示されておらず、切り取られた部分（ｂｒｏｋｅ
ｎ−ａｗａｙ ｐａｒｔ）に含まれている。これらの開
口部はプローブ先端部が患者の動脈中に導入されるとき
にセンサが血液に接触し、よってガス分子および水素イ
オンをセンサに到達させることができる。
のプローブ先端部９の縦方向断面図である。外装（シー
ス）１０は外側端部（近接端部）において金属キャップ
１１によって閉じられ、１２で示すように管素子１３と
接合される。外装１０と管素子１３との間の接合は接着
手段によって固定される。管素子１３は適切なモニタ
（図示せず）に接続するためのコネクタで終端する。外
装１２は３個のセンサを収容し、そのうちの２個は図３
に示すようにｐＨセンサ１４およびｐＣＯ2 センサ１５
である。第３のセンサ、すなわちｐＯ2 センサはｐＣＯ
2 センサ１５でかくれているので図３には示されていな
い。各センサは、ｐＨセンサついては光ファイバ１６
（適切なエンベロープ１７によって囲まれている）が、
そしてｐＣＯ2 センサ１５については光ファイバ１８
（エンベロープ１９によって囲まれている）として示さ
れるように、光ファイバを介して連結モニタに接続され
る。様々なセンサはシリコーンのり（ｇｌｕｅ）または
接着剤２０によって外装１０内に固定されている。外装
１０はさらに３個の開口部を有し、第１の開口部は図３
の２１として示されているが、第２の開口部２２はｐＣ
Ｏ2 センサ１５の陰にかくれている。第３の開口部は図
３には示されておらず、切り取られた部分（ｂｒｏｋｅ
ｎ−ａｗａｙ ｐａｒｔ）に含まれている。これらの開
口部はプローブ先端部が患者の動脈中に導入されるとき
にセンサが血液に接触し、よってガス分子および水素イ
オンをセンサに到達させることができる。
【００１１】ｐＣＯ2 １５はさらに染料含有ゲル２３と
光学リフレクタ２４を備えている。染料含有ゲル２３が
配置される領域もまた「拡散領域」と呼ばれる。センサ
１５は外装１０中に収容されている限り半透膜によって
包囲されており、半透膜２５は後述するように別ののり
または接着剤によって光ファイバ１８およびリフレクタ
２４に固定される。同様に、ｐＨセンサ１４は染料含有
ゲル２６、リフレクタ２７および半透膜２８を有する。
図３のプローブは侵入光学血液パラメータ・プローブの
例に過ぎない。他の実施例においては、プローブは僅か
１個または２個のセンサ、あるいはひずみ軽減ワイヤな
どの他の素子を有していてもよい。
光学リフレクタ２４を備えている。染料含有ゲル２３が
配置される領域もまた「拡散領域」と呼ばれる。センサ
１５は外装１０中に収容されている限り半透膜によって
包囲されており、半透膜２５は後述するように別ののり
または接着剤によって光ファイバ１８およびリフレクタ
２４に固定される。同様に、ｐＨセンサ１４は染料含有
ゲル２６、リフレクタ２７および半透膜２８を有する。
図３のプローブは侵入光学血液パラメータ・プローブの
例に過ぎない。他の実施例においては、プローブは僅か
１個または２個のセンサ、あるいはひずみ軽減ワイヤな
どの他の素子を有していてもよい。
【００１２】ｐＣＯ2 センサ１５の縦方向断面を示す図
４に示される手段によってセンサの操作を次に説明す
る。ｐＣＯ2 センサ１５の機械的な構造はこの種類のセ
ンサとして典型的なもので、ｐＯ2 センサおよびｐＨセ
ンサは同様の構造を有する。ｐＣＯ2 センサ１５はガラ
ス・ファイバ１８と光学リフレクタ２４を有する。光学
リフレクタ２４はステンレス鋼から成り、その表面２９
は研磨されている。光ファイバとリフレクタとの間には
ゲル２３が設置されている。このゲルはフエノールレッ
ドなどの染料を固定するために使用され、その光学的特
性は被測定血液パラメータ（この場合、ＣＯ2 ）によっ
て変化する。センサ１５はのり３０によってセンサ１５
上に固定されている半透膜または選択性膜２５に包囲さ
れている。この選択性膜２５は測定されるイオンまたは
ガス分子を透過する。ｐＣＯ2 センサ１５の場合には、
選択性膜２５はＣＯ2 分子を透過する。
４に示される手段によってセンサの操作を次に説明す
る。ｐＣＯ2 センサ１５の機械的な構造はこの種類のセ
ンサとして典型的なもので、ｐＯ2 センサおよびｐＨセ
ンサは同様の構造を有する。ｐＣＯ2 センサ１５はガラ
ス・ファイバ１８と光学リフレクタ２４を有する。光学
リフレクタ２４はステンレス鋼から成り、その表面２９
は研磨されている。光ファイバとリフレクタとの間には
ゲル２３が設置されている。このゲルはフエノールレッ
ドなどの染料を固定するために使用され、その光学的特
性は被測定血液パラメータ（この場合、ＣＯ2 ）によっ
て変化する。センサ１５はのり３０によってセンサ１５
上に固定されている半透膜または選択性膜２５に包囲さ
れている。この選択性膜２５は測定されるイオンまたは
ガス分子を透過する。ｐＣＯ2 センサ１５の場合には、
選択性膜２５はＣＯ2 分子を透過する。
【００１３】操作においては、光ファイバ１８に導入さ
れる光は染料含有ゲル２３に到達し、染料（例えばフエ
ノールレッド）の吸収スペクトルはｐＨ値に依存する。
〔化１〕の式ではＣＯ2 分子濃度の変化がＨ+ イオン濃
度の変化をもたらし、そして染料の光学特性を変化させ
る。次に光は光学リフレクタ２４の研磨表面２９で反射
する。光は染料含有ゲル２３を再び逆方向に通過して光
ファイバ１８へフイードバックする。連結モニタは反射
光の強度を測定してｐＨの変化、すなわちｐＣＯ2 の変
化を決定する。選択性膜３０のための好適な材料は、ｐ
ＣＯ2 センサの場合、シリコーン・コーティングを有す
るポリプロピレンである。
れる光は染料含有ゲル２３に到達し、染料（例えばフエ
ノールレッド）の吸収スペクトルはｐＨ値に依存する。
〔化１〕の式ではＣＯ2 分子濃度の変化がＨ+ イオン濃
度の変化をもたらし、そして染料の光学特性を変化させ
る。次に光は光学リフレクタ２４の研磨表面２９で反射
する。光は染料含有ゲル２３を再び逆方向に通過して光
ファイバ１８へフイードバックする。連結モニタは反射
光の強度を測定してｐＨの変化、すなわちｐＣＯ2 の変
化を決定する。選択性膜３０のための好適な材料は、ｐ
ＣＯ2 センサの場合、シリコーン・コーティングを有す
るポリプロピレンである。
【００１４】図５はｐＣＯ2 センサの典型的なドリフト
効果を示す図である。ここではｐＣＯ2 センサが人工的
なＣＯ2 環境に露出した試験環境下で記録した。破線３
１は人工環境のｐＣＯ2 を示し、実践３２はセンサの応
答、即ち、センサのｐＣＯ2 の測定値を表わしている。
横軸は時間（ｈｏｕｒｓ）単位の時間を示し、縦軸はｐ
ＣＯ2（ｋＰａおよびトル単位）を示している。
効果を示す図である。ここではｐＣＯ2 センサが人工的
なＣＯ2 環境に露出した試験環境下で記録した。破線３
１は人工環境のｐＣＯ2 を示し、実践３２はセンサの応
答、即ち、センサのｐＣＯ2 の測定値を表わしている。
横軸は時間（ｈｏｕｒｓ）単位の時間を示し、縦軸はｐ
ＣＯ2（ｋＰａおよびトル単位）を示している。
【００１５】図５は外部ｐＣＯ2 値がｔ＝１０（時間）
において急激に増加するとｐＣＯ2 センサは正確に反応
する。すなわち外部ｐＣＯ2 （３３）と同様にｐＣＯ2
の測定値（ｒｅａｄｉｎｇｓ）の読みは１３．３３ｋＰ
ａである。しかしながら、その後の４時間にわたって外
部ＣＯ2 圧力が一定に維持されても、センサのｐＣＯ2
の読みはこの時間にわたって著しいドリフトあるいは偏
差を示す。すなわち、指示されるｐＣＯ2 値は外部から
供給される値からますます外れていく。外部ＣＯ2 圧力
がｔ＝１４（時間）のときに２．６７ｋＰａに減少する
ときに同様の効果を観察することができる。センサのｐ
ＣＯ2 の測定値は、この時点で顕著な降下（ｕｎｄｅｒ
ｓｈｏｏｔ）３４を表わし、次の４時間はこの測定値
は再び外部値に戻る。したがって、時間とは関係なく正
確なｐＣＯ2 の測定値を提供する改良されたｐＣＯ2 セ
ンサが必要とされている。
において急激に増加するとｐＣＯ2 センサは正確に反応
する。すなわち外部ｐＣＯ2 （３３）と同様にｐＣＯ2
の測定値（ｒｅａｄｉｎｇｓ）の読みは１３．３３ｋＰ
ａである。しかしながら、その後の４時間にわたって外
部ＣＯ2 圧力が一定に維持されても、センサのｐＣＯ2
の読みはこの時間にわたって著しいドリフトあるいは偏
差を示す。すなわち、指示されるｐＣＯ2 値は外部から
供給される値からますます外れていく。外部ＣＯ2 圧力
がｔ＝１４（時間）のときに２．６７ｋＰａに減少する
ときに同様の効果を観察することができる。センサのｐ
ＣＯ2 の測定値は、この時点で顕著な降下（ｕｎｄｅｒ
ｓｈｏｏｔ）３４を表わし、次の４時間はこの測定値
は再び外部値に戻る。したがって、時間とは関係なく正
確なｐＣＯ2 の測定値を提供する改良されたｐＣＯ2 セ
ンサが必要とされている。
【００１６】
【発明の目的】本発明の目的は使用時間に依存せず、正
確な測定値を供給し、特に、わずかなドリフトあるいは
全くドリフトを示さないｐＣＯ2 センサを有する光学プ
ローブを提供することにある。
確な測定値を供給し、特に、わずかなドリフトあるいは
全くドリフトを示さないｐＣＯ2 センサを有する光学プ
ローブを提供することにある。
【００１７】
【発明の概要】本発明では、ｐＣＯ2 測定値のドリフト
に関する問題はセンサの少なくとも一部分を染料含有ゲ
ルと共にＨ+ イオンに反応させ、ＣＯ2 を透過させ、Ｈ
+ イオンを実質的に透過させない半透膜及び実質的に水
素イオンを透過させない物質を有することにより解決す
ることができる。このような物質は、Ｈ+ イオンがこの
ようなコーティングまたは混合によって保護されるｐＣ
Ｏ2 センサの構成素子内へ拡散することを防ぎ、よっ
て、ｐＣＯ2 センサの拡散領域において有効なＨ + イオ
ンの量を一定に維持することができる。その結果、この
センサにおけるドリフトが著しく減少する。これはセン
サおよびプローブの精度と信頼性を向上させる。Ｈ+ イ
オンがセンサの構成素子内へ拡散することを防止するの
に適した物質は、これらの素子をコーティングするかあ
るいは適切な混合物を用いることによって利用すること
ができる。代わりに、素子自体はＨ+ イオン拡散を阻止
する物質で構成することもできる。本発明の他の目的、
局面および利点は本願明細書の記載より、当業者にとっ
て明らかとなる。
に関する問題はセンサの少なくとも一部分を染料含有ゲ
ルと共にＨ+ イオンに反応させ、ＣＯ2 を透過させ、Ｈ
+ イオンを実質的に透過させない半透膜及び実質的に水
素イオンを透過させない物質を有することにより解決す
ることができる。このような物質は、Ｈ+ イオンがこの
ようなコーティングまたは混合によって保護されるｐＣ
Ｏ2 センサの構成素子内へ拡散することを防ぎ、よっ
て、ｐＣＯ2 センサの拡散領域において有効なＨ + イオ
ンの量を一定に維持することができる。その結果、この
センサにおけるドリフトが著しく減少する。これはセン
サおよびプローブの精度と信頼性を向上させる。Ｈ+ イ
オンがセンサの構成素子内へ拡散することを防止するの
に適した物質は、これらの素子をコーティングするかあ
るいは適切な混合物を用いることによって利用すること
ができる。代わりに、素子自体はＨ+ イオン拡散を阻止
する物質で構成することもできる。本発明の他の目的、
局面および利点は本願明細書の記載より、当業者にとっ
て明らかとなる。
【００１８】
【発明の実施例】前述した種類のｐＣＯ2 センサにおい
て、Ｈ+ イオンは様々な機械的構成素子およびｐＣＯ2
センサの部材、特にガラスよりなる部材中に拡散するこ
とが認められている。このような拡散の結果、ｐＨ値の
増加を生じさせる拡散領域内のＨ+ イオンを減少させ、
したがって測定ｐＣＯ2 値を低下させる。その結果とし
て、外部から供給されるＣＯ2 圧力の増加は測定ｐＣＯ
2 値をそれに対応して増加させるが、測定ｐＣＯ2 値は
時間の経過によってｐＣＯ2 値を低下さもるドリフトを
示す。
て、Ｈ+ イオンは様々な機械的構成素子およびｐＣＯ2
センサの部材、特にガラスよりなる部材中に拡散するこ
とが認められている。このような拡散の結果、ｐＨ値の
増加を生じさせる拡散領域内のＨ+ イオンを減少させ、
したがって測定ｐＣＯ2 値を低下させる。その結果とし
て、外部から供給されるＣＯ2 圧力の増加は測定ｐＣＯ
2 値をそれに対応して増加させるが、測定ｐＣＯ2 値は
時間の経過によってｐＣＯ2 値を低下さもるドリフトを
示す。
【００１９】このような現象はｐＣＯ2 センサにのみ存
在し、ｐＨセンサには存在しない。その理由は、Ｈ+ イ
オンに関してｐＣＯ2 センサは閉システム（ｃｌｏｓｅ
ｄｓｙｓｔｅｍ）を構成している。すなわち、様々なセ
ンサ部材へのＨ+ イオンの拡散によって有効なＨ+ イオ
ンの数を減少させる。このような減少は補償されない。
これに反して、ｐＨセンサはＨ+ イオンを透過する膜に
よって覆われていることにより、拡散領域におけるＨ+
イオンの減少は、環境から膜を通って染料含有ゲルへの
Ｈ+ イオンの輸送を増加させる。すなわち、ｐＨセンサ
は、ｐＣＯ2 センサと対照的に、Ｈ+ イオンに関して
「開システム（ｏｐｅｎ ｓｙｓｔｅｍ）」である。
在し、ｐＨセンサには存在しない。その理由は、Ｈ+ イ
オンに関してｐＣＯ2 センサは閉システム（ｃｌｏｓｅ
ｄｓｙｓｔｅｍ）を構成している。すなわち、様々なセ
ンサ部材へのＨ+ イオンの拡散によって有効なＨ+ イオ
ンの数を減少させる。このような減少は補償されない。
これに反して、ｐＨセンサはＨ+ イオンを透過する膜に
よって覆われていることにより、拡散領域におけるＨ+
イオンの減少は、環境から膜を通って染料含有ゲルへの
Ｈ+ イオンの輸送を増加させる。すなわち、ｐＨセンサ
は、ｐＣＯ2 センサと対照的に、Ｈ+ イオンに関して
「開システム（ｏｐｅｎ ｓｙｓｔｅｍ）」である。
【００２０】本発明では、ｐＣＯ2 測定値のドリフトに
関する問題は、染料含有ゲルと接触するセンサの少なく
とも一部が基本的にＨ+ イオンを透過しない（ｉｍｐｅ
ｒｍｅａｂｌｅ）物質によって覆われるか、または、混
合される光学プローブによって解決される。このような
コーティングまたは混合（「混合」とは物理的混合およ
び化学的化合物を意味する）はＨ+イオンがこのような
コーティングまたは混合によって保護されるｐＣＯ2 セ
ンサの構成素子内へ拡散することを防止する。したがっ
て、ｐＣＯ2 センサの拡散領域における有効Ｈ+ イオン
の量は一定に維持され、このためセンサは無視すること
ができるドリフトしか示さない。これはセンサおよびプ
ローブの精度および信頼性を向上させる。本発明による
効果は、Ｈ+ イオンをセンサの構成素子内に拡散するこ
とを防止するために適した物質をこれら構成素子にコー
ティングさせるかあるいは適切な混合物として用いて得
ることができる。Ｈ+ イオンを引きつける傾向をかなり
示すセンサの部分及び構成素子だけをコーティングする
か、またはセンサの全構成素子をコーティングすること
も可能である。
関する問題は、染料含有ゲルと接触するセンサの少なく
とも一部が基本的にＨ+ イオンを透過しない（ｉｍｐｅ
ｒｍｅａｂｌｅ）物質によって覆われるか、または、混
合される光学プローブによって解決される。このような
コーティングまたは混合（「混合」とは物理的混合およ
び化学的化合物を意味する）はＨ+イオンがこのような
コーティングまたは混合によって保護されるｐＣＯ2 セ
ンサの構成素子内へ拡散することを防止する。したがっ
て、ｐＣＯ2 センサの拡散領域における有効Ｈ+ イオン
の量は一定に維持され、このためセンサは無視すること
ができるドリフトしか示さない。これはセンサおよびプ
ローブの精度および信頼性を向上させる。本発明による
効果は、Ｈ+ イオンをセンサの構成素子内に拡散するこ
とを防止するために適した物質をこれら構成素子にコー
ティングさせるかあるいは適切な混合物として用いて得
ることができる。Ｈ+ イオンを引きつける傾向をかなり
示すセンサの部分及び構成素子だけをコーティングする
か、またはセンサの全構成素子をコーティングすること
も可能である。
【００２１】広範囲な試験によって、好ましくないＨ+
イオンの拡散を考慮するとガラスが最も決定的な材料で
あることが明らかである。全ての既知のｐＣＯ2 センサ
においては、モニタとプローブの間の光学的伝送にはガ
ラス・ファイバが用いられている。ガラス・ファイバは
センサ中に延長しており染料含有ゲルと接触する。
イオンの拡散を考慮するとガラスが最も決定的な材料で
あることが明らかである。全ての既知のｐＣＯ2 センサ
においては、モニタとプローブの間の光学的伝送にはガ
ラス・ファイバが用いられている。ガラス・ファイバは
センサ中に延長しており染料含有ゲルと接触する。
【００２２】試験の結果、センサ中に延長するガラス・
ファイバの部分が基本的にＨ+ イオンを透過しない物質
でコーティングされていると、ドリフトの減少の点から
最も顕著な効果を得ることができることがわかる。した
がって、ガラス・ファイバの適切なコーティングは本発
明の一つの主要な局面である。
ファイバの部分が基本的にＨ+ イオンを透過しない物質
でコーティングされていると、ドリフトの減少の点から
最も顕著な効果を得ることができることがわかる。した
がって、ガラス・ファイバの適切なコーティングは本発
明の一つの主要な局面である。
【００２３】それでも、ＣＯ2 のドリフトに影響を及ぼ
すセンサの構成素子は未だ他にもある。この点で一つの
重要な素子は大抵のｐＣＯ2 センサに収容される光学リ
フレクタである。このリフレクタは、例えば、白金また
はステンレス鋼などの金属よりなることが好ましい。リ
フレクタは典型的には染料含有ゲルに関してファイバの
反対側に設けられている。ゲルに直面する表面は通常は
研磨されている。しかしながら、蒸発した反射フィルム
や類似のものを有するガラス・リフレクタを使用する等
の他の実施例がある。本発明の有利な実施例において
は、このようなリフレクタも基本的にＨ+ イオンを透過
しないコーティングによってもコーティングされ、これ
によってＣＯ2のドリフトを減少させる。
すセンサの構成素子は未だ他にもある。この点で一つの
重要な素子は大抵のｐＣＯ2 センサに収容される光学リ
フレクタである。このリフレクタは、例えば、白金また
はステンレス鋼などの金属よりなることが好ましい。リ
フレクタは典型的には染料含有ゲルに関してファイバの
反対側に設けられている。ゲルに直面する表面は通常は
研磨されている。しかしながら、蒸発した反射フィルム
や類似のものを有するガラス・リフレクタを使用する等
の他の実施例がある。本発明の有利な実施例において
は、このようなリフレクタも基本的にＨ+ イオンを透過
しないコーティングによってもコーティングされ、これ
によってＣＯ2のドリフトを減少させる。
【００２４】驚くべきことに、プラスティック・ファイ
バを用いる等で、光ファイバがプラスチックで構成させ
ても、ドリフトの減少を可能にすることを見出した。本
発明は、ＣＯ2 ドリフトを防止すことによって得られる
利点が可能な伝送損失を上まわるのでｐＣＯ2 センサに
おける伝送特性に起因する可能な不利な点にもかかわら
ずプラスチック・ファイバを使用する。たとえプラスチ
ック・ファイバを使用しても、ファイバの近接部を覆う
コーティングによってさらにドリフトを減少させること
が理解される。ドリフト特性に影響を及ぼすｐＣＯ2 セ
ンサのもう一つの部分はセンサに半透膜を固定するため
に通常使用されるのり（ｇｌｕｅ）である。こののりを
（物理的または化学的に）Ｈ2 イオンの拡散を防止する
物質と混合させるか、またはこのような物質ののりを構
成することによって測定ＣＯ2 値のドリフトをさらに減
少させる。
バを用いる等で、光ファイバがプラスチックで構成させ
ても、ドリフトの減少を可能にすることを見出した。本
発明は、ＣＯ2 ドリフトを防止すことによって得られる
利点が可能な伝送損失を上まわるのでｐＣＯ2 センサに
おける伝送特性に起因する可能な不利な点にもかかわら
ずプラスチック・ファイバを使用する。たとえプラスチ
ック・ファイバを使用しても、ファイバの近接部を覆う
コーティングによってさらにドリフトを減少させること
が理解される。ドリフト特性に影響を及ぼすｐＣＯ2 セ
ンサのもう一つの部分はセンサに半透膜を固定するため
に通常使用されるのり（ｇｌｕｅ）である。こののりを
（物理的または化学的に）Ｈ2 イオンの拡散を防止する
物質と混合させるか、またはこのような物質ののりを構
成することによって測定ＣＯ2 値のドリフトをさらに減
少させる。
【００２５】ｐＣＯ2 センサの構成素子に水素イオン拡
散に対する抵抗性を付与するために使用されるコーティ
ングは多くの異なる方法で得ることができる。例えば、
試験では、ガラス・ファイバの表面上にヘキサメチルジ
シラザン（ＨＭＤＳ）を用いることによってドリフトの
減少が見られる。このことによってガラス表面への官能
基の化学結合を導き、ガラス表面を疏水性にさせる。他
のシリル化剤も同様に使用することができる。
散に対する抵抗性を付与するために使用されるコーティ
ングは多くの異なる方法で得ることができる。例えば、
試験では、ガラス・ファイバの表面上にヘキサメチルジ
シラザン（ＨＭＤＳ）を用いることによってドリフトの
減少が見られる。このことによってガラス表面への官能
基の化学結合を導き、ガラス表面を疏水性にさせる。他
のシリル化剤も同様に使用することができる。
【００２６】ガラス・ファイバをコーティングするため
にシリコーンまたはシリコーンとポリカーボネートとの
共重合体を使用することにより、さらに大幅に改善する
ことができる。試験では、このようなコーティングは測
定可能なドリフトを４から５のファクタとして減少させ
ることが見出されている。実施例を示してきたが、本発
明はある特定のコーティングまたは混合に限定されるも
のではない。本発明は水素イオンがｐＣＯ2 センサの構
成素子内に拡散することを防止するための適切な物質に
関するものである。
にシリコーンまたはシリコーンとポリカーボネートとの
共重合体を使用することにより、さらに大幅に改善する
ことができる。試験では、このようなコーティングは測
定可能なドリフトを４から５のファクタとして減少させ
ることが見出されている。実施例を示してきたが、本発
明はある特定のコーティングまたは混合に限定されるも
のではない。本発明は水素イオンがｐＣＯ2 センサの構
成素子内に拡散することを防止するための適切な物質に
関するものである。
【００２７】本発明はまた光学プローブの製造方法にも
関しており、ここではｐＣＯ2 センサおよび光学プロー
ブが組み立てられる前に、光ファイバの少なくとも近接
部および／または光学反射鏡を基本的に水素イオンに対
して透過しないコーティングで覆う。
関しており、ここではｐＣＯ2 センサおよび光学プロー
ブが組み立てられる前に、光ファイバの少なくとも近接
部および／または光学反射鏡を基本的に水素イオンに対
して透過しないコーティングで覆う。
【００２８】本発明の重要な結果の一つとして、図５に
示すドリフト効果がセンサのある特定の構成素子、特に
ガラス・ファイバおよびリフレクタへのＨ+ イオンの拡
散によって生ずることである。ｐＣＯ2 センサは水素イ
オンに関して閉システム（すなわち、水素イオンの拡散
によって生じる不均衡が環境からのＨ+ イオンの新たな
供給によって補償されない（これはＣＯ2 分子だけが半
透膜を通過しＨ+ イオンは半透膜を通過しないからであ
る））ので、Ｈ+ イオンの拡散は拡散領域における有効
なＨ+ イオンを減少させ、したがって表示されるｐＣＯ
2 の低下と等価なｐＨ値を増加させる。
示すドリフト効果がセンサのある特定の構成素子、特に
ガラス・ファイバおよびリフレクタへのＨ+ イオンの拡
散によって生ずることである。ｐＣＯ2 センサは水素イ
オンに関して閉システム（すなわち、水素イオンの拡散
によって生じる不均衡が環境からのＨ+ イオンの新たな
供給によって補償されない（これはＣＯ2 分子だけが半
透膜を通過しＨ+ イオンは半透膜を通過しないからであ
る））ので、Ｈ+ イオンの拡散は拡散領域における有効
なＨ+ イオンを減少させ、したがって表示されるｐＣＯ
2 の低下と等価なｐＨ値を増加させる。
【００２９】本発明は光ファイバおよび／またはリフレ
クタを実質的にＨ+ イオンを透過しないコーティングに
よりコーティングすることによってこの問題を克服す
る。このようにして製造されたセンサは図１に示す。図
１には図３に示す構成素子と基本的に同様なものについ
ては、図３の参照番号にアポストロフィーを付けた参照
番号を付している。主な違いは図１の環境において、セ
ンサ中に延長するファイバ１８’の部分がコーティング
３５によって覆われていることである。同様に、反射鏡
２４’もコーティング３６によって覆われている。
クタを実質的にＨ+ イオンを透過しないコーティングに
よりコーティングすることによってこの問題を克服す
る。このようにして製造されたセンサは図１に示す。図
１には図３に示す構成素子と基本的に同様なものについ
ては、図３の参照番号にアポストロフィーを付けた参照
番号を付している。主な違いは図１の環境において、セ
ンサ中に延長するファイバ１８’の部分がコーティング
３５によって覆われていることである。同様に、反射鏡
２４’もコーティング３６によって覆われている。
【００３０】コーティング３５および３６の主な特性
は、実質的に水素イオンを透過させないことである。よ
って、水素イオンをこのようなコーティングで囲まれる
構成素子へ拡散することを防止することができる。そし
て、ｐＣＯ2 センサを安定化し、図５に示されるドリフ
ト効果を回避することができる。
は、実質的に水素イオンを透過させないことである。よ
って、水素イオンをこのようなコーティングで囲まれる
構成素子へ拡散することを防止することができる。そし
て、ｐＣＯ2 センサを安定化し、図５に示されるドリフ
ト効果を回避することができる。
【００３１】コーティング３５および３６の好適な材料
はシリコーンおよびポリカーボネートよりなる共重合体
（ＰＳＯ９９）および同様な重合体（ＰＳ２５４）であ
る。ＣＯ2 ドリフトの減少はまたヘキサメチルジシラザ
ンを用いても達成される。これは、疏水性となるように
官能基を結合させてガラス表面を変更させる。本願明細
書において使用されている「コーティング」という用語
は、このような表面の改質を含むものである。
はシリコーンおよびポリカーボネートよりなる共重合体
（ＰＳＯ９９）および同様な重合体（ＰＳ２５４）であ
る。ＣＯ2 ドリフトの減少はまたヘキサメチルジシラザ
ンを用いても達成される。これは、疏水性となるように
官能基を結合させてガラス表面を変更させる。本願明細
書において使用されている「コーティング」という用語
は、このような表面の改質を含むものである。
【００３２】このようなコーティングの効果は標準試験
において実証されている。この試験において、外部から
供給されたＣＯ2 を３％から１５％まで増加させて、最
初の１２時間にわたるｐＣＯ2 センサの測定値の平均ド
リフトを測定した。試験の結果、以下の表に示す平均ド
リフト値を得た。
において実証されている。この試験において、外部から
供給されたＣＯ2 を３％から１５％まで増加させて、最
初の１２時間にわたるｐＣＯ2 センサの測定値の平均ド
リフトを測定した。試験の結果、以下の表に示す平均ド
リフト値を得た。
【表１】
【００３３】本発明は前述した物質の使用に限定される
ものではない。選ばれた物質がセンサ素子への水素イオ
ンの拡散を防止するのに適している限り、他のコーティ
ングを使用することができる。さらに、ドリフトを著し
く減少させるために全てのセンサ素子をコーティングす
ることは必ずしも必要条件ではない。
ものではない。選ばれた物質がセンサ素子への水素イオ
ンの拡散を防止するのに適している限り、他のコーティ
ングを使用することができる。さらに、ドリフトを著し
く減少させるために全てのセンサ素子をコーティングす
ることは必ずしも必要条件ではない。
【００３４】本発明の他の実施例では、センサ素子また
はのり２５’のための適切な物理的または化学的混合物
を用いることによってもセンサ素子への水素イオンの拡
散を防止することができる。さらに、光ファイバはコー
ティングまたはコーティングのないプラスチック・ファ
イバであってもよい（図４または図１参照）。コーティ
ングされていないプラスチック・ファィバの場合におけ
る前述の標準試験は次の結果を示した。
はのり２５’のための適切な物理的または化学的混合物
を用いることによってもセンサ素子への水素イオンの拡
散を防止することができる。さらに、光ファイバはコー
ティングまたはコーティングのないプラスチック・ファ
イバであってもよい（図４または図１参照）。コーティ
ングされていないプラスチック・ファィバの場合におけ
る前述の標準試験は次の結果を示した。
【表２】
【００３５】炭酸ガス分圧を侵入測定するための改良さ
れた光学プローブについて詳述した。本発明の実施例と
応用について説明してきたが、本発明から離れることな
く、より多くの変更が可能なことは、当業者にとって自
明のことである。
れた光学プローブについて詳述した。本発明の実施例と
応用について説明してきたが、本発明から離れることな
く、より多くの変更が可能なことは、当業者にとって自
明のことである。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように本願発明ではセンサ
構成素子をＨ+ イオンを透過させない材料でコーティン
グすることにより、ドリフトいない正確なｐＣＯ2 測定
をすることができる。そして、本発明に係る光学プロー
ブの精度及び信頼性を向上させる。
構成素子をＨ+ イオンを透過させない材料でコーティン
グすることにより、ドリフトいない正確なｐＣＯ2 測定
をすることができる。そして、本発明に係る光学プロー
ブの精度及び信頼性を向上させる。
【図１】本発明に係る光学プローブに用いられるｐＣＯ
2 センサの概略図。
2 センサの概略図。
【図２】従来の血液パラメータ侵入測定のための光学シ
ステムの断面図。
ステムの断面図。
【図３】従来の光学プローブの断面図。
【図４】図３を構成するｐＣＯ2 センサの断面図。
【図５】従来のｐＣＯ2 センサの出力特性を示す図。
１：光学送信器 ２：光学受信器 ３：光学カプラ ７：プローブ ８：モニタ １０：外装 １１：金属キャップ １４：ｐＨセンサ １５：ｐＣＯ2 センサ １６、１８、１８’：光ファイバ １７、１９：エンベローブ ２３、２３’、２６：染料含有ゲル ２４、２４’、２７：リフレクタ ３５、３６：コーティング
Claims (2)
- 【請求項１】光ファイバとセンサを備える血液パラメー
タ侵入測定のための光学プローブにおいて、 前記センサは水素イオンに感応する染料を含むゲルから
成る拡散領域と水素イオン（Ｈ+ ）は透過させず炭素ガ
ス（ＣＯ2 ）のみを透過させる半透過膜を含み、前記光
ファイバは前記センサ内に延長し、前記染料含有ゲルと
接触し、 少なくとも前記染料含有ゲルと接触する一部の光ファイ
バは実質的に水素イオンを透過させない物質で囲まれる
ことを特徴とする光学プローブ。 - 【請求項２】請求項第１項記載の光学プローブはさらに
前記染料含有ゲルに対して光ファイバと反対側に設けら
れるリフレクタを備え、前記リフレクタは実質的に水素
イオンを透過させない物質で覆われることを特徴とする
光学プローブ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP90115496A EP0471861B1 (en) | 1990-08-13 | 1990-08-13 | Optical probe |
| DE90115496.3 | 1990-08-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05146424A true JPH05146424A (ja) | 1993-06-15 |
Family
ID=8204324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3228268A Pending JPH05146424A (ja) | 1990-08-13 | 1991-08-13 | 光学プローブ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5251633A (ja) |
| EP (1) | EP0471861B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05146424A (ja) |
| DE (1) | DE69023496T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| US5456251A (en) | 1988-08-26 | 1995-10-10 | Mountpelier Investments, S.A. | Remote sensing tonometric catheter apparatus and method |
| US5257338A (en) * | 1992-05-22 | 1993-10-26 | Biomedical Sensors, Ltd. | Device for transmitting and returning light and apparatus and method of manufacture |
| US5476434A (en) * | 1992-05-27 | 1995-12-19 | Kalb; Irvin M. | Female incontinence device including electronic sensors |
| WO1994010553A1 (en) * | 1992-10-23 | 1994-05-11 | Optex Biomedical, Inc. | Fibre-optic probe for the measurement of fluid parameters |
| US5403746A (en) * | 1993-11-30 | 1995-04-04 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Sensor with improved drift stability |
| US5515864A (en) * | 1994-04-21 | 1996-05-14 | Zuckerman; Ralph | Method and apparatus for the in vivo measurement of oxygen concentration levels by the indirect determination of fluoescence lifetime |
| SE9503139L (sv) * | 1995-09-11 | 1997-03-12 | Minco Ab | Anordning för mätning av CO2 -koncentrationen i en gas |
| US8129105B2 (en) | 2006-04-13 | 2012-03-06 | Ralph Zuckerman | Method and apparatus for the non-invasive measurement of tissue function and metabolism by determination of steady-state fluorescence anisotropy |
| DE102007047093B4 (de) * | 2007-10-01 | 2010-07-01 | Ferton Holding S.A. | Vorrichtung zur Messung von Fluoreszenzstrahlung an biologischen Substanzen mit einer Halbleitersensorenanordnung |
| US20090204009A1 (en) * | 2008-02-07 | 2009-08-13 | Los Alamos National Security | Medical device system and related methods for diagnosing abnormal medical conditions based on in-vivo optical properties of tissue |
| DE102008050109B4 (de) * | 2008-07-21 | 2010-06-17 | Ancosys Gmbh | Optischer Sensor |
| DE102014217176A1 (de) * | 2014-08-28 | 2016-03-03 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Messvorrichtung mit Messkopf und Verwendung der Messvorrichtung in einem Verfahren zur Beurteilung der photokatalytischen Wirksamkeit von Oberflächen |
| US10631733B2 (en) * | 2017-03-13 | 2020-04-28 | Go!Foton Holdings, Inc. | Lens combination for an optical probe and assembly thereof |
| DE102019113951A1 (de) * | 2019-05-24 | 2020-11-26 | Sentronic GmbH - Gesellschaft für optische Meßsysteme | Funktionsschichtträger und Sensorsystem umfassend einen derartigen Funktionsschichtträger |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1986005589A1 (en) * | 1985-03-20 | 1986-09-25 | Monash University | Fibre optic chemical sensor |
| EP0279004B1 (en) * | 1987-02-17 | 1989-07-12 | Hewlett-Packard GmbH | Method for manufacturing a measuring probe |
| EP0336984B1 (en) * | 1988-04-09 | 1990-12-27 | Hewlett-Packard GmbH | Measuring probe |
| DE3877949T2 (de) * | 1988-04-09 | 1993-05-19 | Hewlett Packard Gmbh | Herstellungsverfahren fuer eine optische sonde. |
| US5047208A (en) * | 1989-02-23 | 1991-09-10 | Medtronic, Inc. | Blood gas monitoring sensors |
| US5056520A (en) * | 1989-10-11 | 1991-10-15 | Medex, Inc. | Probe for blood gas sensing |
| US5143066A (en) * | 1990-05-08 | 1992-09-01 | University Of Pittsburgh | Optical fiber sensors for continuous monitoring of biochemicals and related method |
| US5047627A (en) * | 1990-05-18 | 1991-09-10 | Abbott Laboratories | Configuration fiber-optic blood gas sensor bundle and method of making |
| US5054882A (en) * | 1990-08-10 | 1991-10-08 | Puritan-Bennett Corporation | Multiple optical fiber event sensor and method of manufacture |
| US5098659A (en) * | 1990-09-24 | 1992-03-24 | Abbott Laboratories | Apparatus for continuously monitoring a plurality of chemical analytes through a single optical fiber and method of making |
-
1990
- 1990-08-13 DE DE69023496T patent/DE69023496T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-08-13 EP EP90115496A patent/EP0471861B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-08-08 US US07/742,596 patent/US5251633A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-08-13 JP JP3228268A patent/JPH05146424A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0471861B1 (en) | 1995-11-08 |
| EP0471861A1 (en) | 1992-02-26 |
| DE69023496T2 (de) | 1996-03-21 |
| US5251633A (en) | 1993-10-12 |
| DE69023496D1 (de) | 1995-12-14 |
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