JPH0630918A - プローブ組込カテーテルアセンブリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 センサの精度を低下させることのない、か
つ、測定すべき成分のみをセンサに通すことのできるよ
うな、血液や体液のパラメータを測定するためのアセン
ブリを提供する。 【構成】 開口している第１管腔１９と、第２管腔２１
と、第２管腔２１に通じる開口部３３が設けられた外壁
とを有するカテーテル１３と、血液成分に反応して信号
を発するセンサ４９と、信号を伝達する伝達手段５１と
を有するプローブ１５とを備えている。プローブ１５は
第２管腔２１内に、センサ４９はカテーテル１３の内側
かつ第１管腔１９の外側に収容される。カテーテル１３
は、センサ４９とカテーテル１３の外部とに連通した半
透性の窓５３を有し、この窓５３は、血液成分がカテー
テル１３の外部から開口部３３の中へ入りそしてこの窓
５３を通ってセンサ４９に達するような位置に設けられ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、患者の血液や体液のパ
ラメータを測定するための、患者の体内に挿入されるカ
テーテルとプローブとを有するアセンブリに関する。

【０００２】

【従来の技術】血液中の気体、水素イオン（ｐＨ）、そ
の他の電解質、ブドウ糖、及び赤血球などの血液成分が
含有されているかどうかを、及び／または、それらの濃
度を測定することが、必要となったり望まれたりする場
合がある。これは、カテーテルとプローブとを使うこと
によって、手術や集中治療看護を受けている患者に対し
てリアルタイムで連続的に実施することができる。プロ
ーブは、成分パラメータに反応して該成分に関する信号
を発するセンサを１つ以上有している。このような器具
の一例が、マクスウェル（Maxwell）氏による米国特許
第4,830,013号明細書に示されている。

【０００３】マクスウェル氏による上記特許明細書によ
ると、血液成分測定器具の精度は、センサを、カテーテ
ルとプローブとを挿入した脈管の壁と接触させないよう
にすることによって高めることができる。マクスウェル
氏による上記特許明細書に示されたある形態では、この
ことは、センサを、カテーテルの管腔の中に収容してカ
テーテルの末端開口部に隣接させることによって達成さ
れている。

【０００４】ネスター（Nestor）氏らによる米国特許第
4,900,933号明細書には、血液中の気体を測定するその
他の器具として２管腔式カテーテルが示されている。こ
のカテーテルの２本の管腔の内１本は流体の注入のため
に使用し、もう１本はプローブのために使用するように
なっている。ネスター氏らの示す構造では、プローブと
プローブのセンサとは、管腔の外側でかつ管腔の末端よ
りさらに末端側の位置に設けられている。従って、セン
サとそれを挿入した脈管の壁とが接触することになり、
センサによる読取の精度が損なわれ、さらに、蛋白質や
血小板などからなる血栓がセンサに堆積することとな
る。また、センサは比較的洗浄しにくいものと思われ
る。

【０００５】

【発明の要旨】本発明では、多くの利点を有し、上記の
欠点を克服する、血液成分パラメータを測定するための
新規なアセンブリが提供されている。本発明では、複数
本の管腔を有するカテーテルが使用されている。これら
の管腔の内の１本目すなわち第１管腔は、血圧の測定や
血液サンプルの注出や注入など種々の作業を遂行しやす
いように開口しており、第２管腔はプローブを収容して
いる。しかし、ネスター氏らの示す構造とは異なり、セ
ンサはカテーテルの内側かつ第１管腔の外側にある。セ
ンサはカテーテルの内側にあるので、センサを、成分測
定の精度を損なうような何らかの影響にさらすことなく
カテーテルを使用することができる。

【０００６】本発明の重要な特徴は、測定すべき血液成
分をカテーテルの外側からセンサに通す一方で、細胞組
織などの不要な血液成分がカテーテルの外側からセンサ
に達するのを実質的に阻止するようにカテーテルが構成
されているということである。言い換えると、センサ
は、血液につかることなく、血液成分を検知しそれに反
応することができるのである。

【０００７】体内の異物の露出表面積が大きくなると、
凝血する可能性も増大する。本発明の重要な特徴は、プ
ローブとカテーテルとの露出表面積はカテーテルのみの
露出表面積よりも大きくなっていないという点である。
従って、プローブとカテーテルとを使用しても、カテー
テルだけを使用する場合よりも凝血する危険性が増大す
ることはないのである。さらに、プローブは、血液と実
質的に接触しないようになっているので、センサに血栓
が形成されて成分測定の精度が低下することもない。

【０００８】血液成分をカテーテルの外側からセンサへ
通すには種々の通路を使用することができる。好ましい
通路の一例は、第１管腔を通過することなく、カテーテ
ルの外側からセンサに達している。このような通路はカ
テーテルの外壁を通過することになる。また、カテーテ
ルの第１管腔と第２管腔との間に仕切壁を形成し、第１
管腔からこの仕切壁を通ってセンサに達するような通路
を設けることもできる。あるいは、上記２つの通路を兼
ね備えることもできる。

【０００９】通路を形成する方法としては、センサとカ
テーテルの外部とに連通する窓を使用することが好まし
い。この窓は、測定すべき血液成分を選択的に浸透さ
せ、センサには不要である種々の血液成分を実質的に遮
断する。

【００１０】窓を使用する重要な利点の１つは、窓を比
較的容易に洗浄できるようになるということである。こ
れは、窓が、第１管腔の円周内面もしくはカテーテルの
円周内面に設けられている場合には特にあてはまること
である。前者の場合には、第１管腔内の勢いのよい急速
な流れによって、後者の場合には、脈管内の血液が窓を
す速く通過することによって、窓を容易に洗浄すること
ができる。どちらの場合においても、流体が窓を通過す
ることによって比較的高い剪断作用が生じ、望ましい洗
浄効果が達成されるようになっている。

【００１１】窓の位置は、どのような血液成分用通路を
所望するかによって決定する。例えば、本発明の一形態
では、カテーテルは、第２管腔に通じる開口部を有する
外壁を備えており、窓は、血液成分が、カテーテルの外
部から開口部の中へ入りそして窓を通じてセンサに達す
るような位置に設けられている。また、カテーテル全体
を窓として形成することもできる。

【００１２】必要であれば、開口部を第２管腔の末端に
形成することもできる。しかし、外壁は周壁を有し、そ
の周壁に開口部が設けられていることが好ましい。必要
であれば、窓をくぼませたり、あるいは、窓を周壁の外
側半径方向に突出させてカテーテルの周囲に凸状の隆起
すなわち突起を実質的に形成したりすることもできる。
この場合には、センサは、突起の中か、突起の内側半径
方向における適当な位置に設けられる。しかし、このよ
うな構造では、血栓が堆積しやすくなってしまう。従っ
て、カテーテルに沿って流れる血液が平滑な外面を通過
してカテーテルに進入するように、周壁の開口部に窓を
実質的に充填して周壁の外面と面一に接続する平らな面
を窓に設けることが好ましい。このようにすると、血栓
が窓に堆積する可能性が低減し、血液が窓を通過するこ
とによって窓に対する洗浄効果が高まり、さらに、脈管
と窓とが接触する虞れも減る。

【００１３】カテーテルは、第１管腔と第２管腔との間
に、第１管腔から第２管腔に通じる開口部を備えた仕切
壁を有している。窓は、血液成分が第１管腔から開口部
の中へ入りそして窓を通ってセンサに達するような位置
に設けることができる。窓を、仕切壁の開口部から第１
管腔内へ内側半径方向に突出させることもできる。しか
し、これは、血液用通路を途切れさせることになるので
好ましいとは言えない。第１管腔内を血液ができるだけ
途切れることなく流れるように、窓の表面は、開口部を
満たし、第１管腔の円周内面と面一に接続することが好
ましい。この窓は、外壁の開口部と連通する窓の代わり
にもしくはそれに加えて、設けることができる。

【００１４】大略的に言うと、窓が、血液がセンサに達
するのを実質的に阻止するような適当な位置に設けられ
ている限りにおいては、カテーテルボデーの周壁の外側
半径方向における位置と、第１管腔すなわち貫通管腔の
すぐ内側における位置との間であればセンサをどこに備
えてもよい。

【００１５】しかし、上記の問題、及び、第１管腔が窓
とセンサとによって部分的に閉塞するのを回避するため
に、センサを、カテーテルボデーの周壁の外面と第１管
腔の円周内面との間に設けることが非常に好ましい。セ
ンサ全体もしくはその一部を外壁の開口部内あるいは仕
切壁の開口部内に設けることもできるが、第２管腔の中
にセンサを備えることが好ましい。

【００１６】センサをす速く反応させるために、センサ
を窓に隣接させてセンサと窓とを実質的に係合させるこ
とが好ましい。この、センサと窓との相対的な位置づけ
を確実に維持するために、センサを窓の中に埋め込むこ
とができる。この代わりにあるいはこれに加えて、第２
管腔を十分に小さくしてプローブとセンサとの位置ずれ
を規制することもできる。

【００１７】本発明は、１本以上のプローブとそれに相
応する数のセンサとを設けて実行するようになってい
る。複数のプローブ及びセンサを使う場合には、それら
を、１本の第２管腔に入れることもできるし、あるい
は、プローブそれぞれに対して、互いに独立した複数本
の第２管腔を使用することもできる。複数個のセンサを
使用する場合には、それらを、軸方向及び／または円周
方向にオフセットすることができる。ある形態では、第
１センサと第２センサとは軸方向にオフセットしてお
り、各センサに対して互いに離れた窓が使用されてい
る。この構造から得られる利点の１つは、２つの窓を異
なる材料から形成し、２つのセンサそれぞれに異なる血
液成分を送ることができるということである。例えば、
一方の窓に、血液中の気体を選択的に浸透させ、他方の
窓に、水素イオンを選択的に浸透させることによって、
２つのセンサを、血液中の気体とｐＨそれぞれに反応さ
せることができる。

【００１８】窓は、測定すべき成分−通常は血液中の気
体や水素イオンである−を通し、その他の血液成分を実
質的に遮断しなければならない。窓は、さらに、カテー
テルボデーにしっかりと接着できるようになっており、
生物適合性（biocompatible）を有し、窓を通過する血
液成分に対して比較的速く反応し、カテーテル内での使
用に耐えうるだけの耐久性を有し、そして、平滑な表面
を形成できるものでなければならない。実質的に、これ
らの規準に適合する材料であればいかなるものでも窓に
対して使用することができる。例えば、測定すべき成分
が酸素や二酸化炭素などの血液中の気体であるときに
は、酸素と二酸化炭素とを選択的に浸透させるシリコン
を使用することができる。セルロース膜は、水素イオン
と血液中の気体とを選択的に浸透させるので、両者に対
して使用することができる。

【００１９】窓は、複数の層を有することができる。窓
は、例えば、多孔性ポリマーからなる内側層と、測定す
べき血液成分を選択的に浸透させる、より稠密なポリマ
ーからなる外側層とを有することができる。この場合に
は、内側層は、外側層に対して骨格的支持を果たし、そ
の多孔性のために非常に速い反応を示す。ポリウレタン
やポリスルホンなどによって形成することのできる内側
層が成分浸透選択性に影響を与えることはない。成分浸
透選択性を有する稠密なポリマーからなる外側層は、内
側層を覆う薄い表皮をなすと言える。外側層は、例え
ば、セルロースや、選択的透過性を有するその他の稠密
なポリマーより形成することができる。

【００２０】ある好ましい形態では、カテーテルの壁の
開口部は複数個の孔を有し、窓は、その複数個の孔の少
なくとも一部の中に入っている。密集した孔一つ一つの
直径は小さく、窓は、そのような密集状態にある孔の少
なくとも一部の中に入っている。このような構造から得
られる利点の一つは、小さな直径を有する複数個の孔に
よって窓の材料がしっかりと保持され、窓の材料がいく
らかでもカテーテルのその他の部分から分離する虞れを
低減することさえ可能となっているということである。
さらに、より大きな一つの孔の面積に等しい総面積を有
する複数個の孔を使用することによって、カテーテルボ
デーを曲げたときの、孔を設けた部位における強度は、
より大きな一つの孔を使用した場合ほど低下することは
ない。従って、カテーテルボデーに曲げ力をかけたため
に山形の折れ目が生じる可能性も低減される。また、複
数個の孔の総面積をより大きな一つの孔の面積と等しく
することによって、このような多孔構造を有する実施例
における反応時間は、孔を一つだけ設ける場合とほぼ等
しくなっている。

【００２１】カテーテルは、種々の異なる形態をとるこ
とができ、従来の２管腔式カテーテルボデーを有するこ
とができる。その代わりに、カテーテルボデーに、第１
管腔を有する第１チューブと、第１チューブと協働して
第２管腔を形成する、第１チューブを覆う第２チューブ
とを設けてもよい。第２チューブは収縮チューブを有す
ることが好ましいが、そうである必要はない。第１チュ
ーブは周面を有しており、第２管腔は末端を有してお
り、収縮チューブは末端部を有している。収縮チューブ
は第１チューブの周面にシュリンク包装されており、こ
れによって第２管腔の末端は閉塞されている。この構造
は、例えば、プローブとチューブとを覆う収縮チューブ
を収縮するために使用することができる。

【００２２】本発明は、カテーテルとプローブとを有す
るアセンブリに、あるいは、プローブを収容するように
なっているカテーテルに実施することができる。従っ
て、本発明の多くの特徴は、カテーテルそれ自体及びカ
テーテル−プローブ結合体に適用することができる。カ
テーテル−プローブ結合体とする際には、プローブを、
カテーテルの第２管腔内に挿入される別部材とすること
もできるし、あるいは、カテーテルをプローブの上から
被せることによってプローブを収容する第２管腔を形成
することもできる。後者の場合には、例えば、カテーテ
ルをプローブの上から成形あるいは押出成形することが
できる。

【００２３】本発明を、血液成分に反応するセンサに関
連させて説明したが、より大略的に言うと、体液成分に
反応するセンサを有するアセンブリに対しても本発明を
適用することができる。この場合には、アセンブリは、
患者の体液含有部位に挿入される。そして、窓は、測定
すべき成分を選択的に浸透させ、体液の他の成分が窓を
通じてセンサに達するのを実質的に阻止する。アセンブ
リは、例えば、脳脊髄液の成分を測定または探知するた
めに使用することができる。

【００２４】

【実施例】以下に、添付図面に示した本発明の各実施例
について詳細に説明する。

【００２５】図１には、通常、橈骨動脈用カテーテルや
股動脈用カテーテル等の細長いカテーテル１３とプロー
ブアセンブリ１５（図４）とを有する、第１実施例に係
るアセンブリ１１を示している。カテーテル１３は、種
々異なる構造とすることができるが、本実施例では、カ
テーテルボデー１７と、第１管腔すなわち貫通管腔１９
（図３,４）と、第２管腔すなわちプローブ管腔２１
と、貫通管腔１９の開口部である末端口２３と、カテー
テルボデー１７に連結しかつ管腔１９,２１にそれぞれ
連通している管継手２５及び導管２７とを有している。
本実施例では、貫通管腔１９は開口しており、アセンブ
リ１１の構成要素によって閉塞されてはいない。末端口
２３は、カテーテルボデー１７の軸方向沿いの種々の位
置に設けることができるが、本実施例では、カテーテル
ボデー１７の末端において軸方向に開口している。

【００２６】カテーテルボデー１７は外壁を有してい
る。この外壁は、本実施例では、プローブ管腔２１に通
じる開口部３３が設けられた周壁２９と、管腔１９,２
１間の仕切壁３５とを有している。開口部３３は、種々
の異なる形態をとることができるが、本実施例では、丸
く形成されており、斜角エッジ３６を有している。本実
施例では、図３,４に示すように、仕切壁３５には穴が
形成されておらず、貫通管腔１９は平滑な円周内面３７
を有している。

【００２７】プローブ管腔２１は、貫通管腔１９よりも
小さな横断面積を有している。プローブ管腔２１の末端
は、プラグ３９などの適当な手段によって閉塞してい
る。

【００２８】カテーテルボデー１７は、細長くかつ柔軟
であり、生物適合性（biocompatible）を有する適当な
高分子材料で形成している。

【００２９】プローブアセンブリ１５は、１本以上のプ
ローブを有しており、本実施例では、プローブ４１,４
３,４５,４７（図３）を有している。プローブ４１,４
３,４５,４７は、それぞれ、その末端にセンサ４９を有
している。尚、このセンサ４９は、図４には１つしか示
していない。センサ４９は、それぞれ、血液パラメータ
に反応し、該血液パラメータに関する信号を発する。そ
してその信号は、伝達手段５１によって各センサ４９か
ら伝送するようになっている。種々の構造及び配置が考
えられるが、本実施例では、プローブ４１は温度プロー
ブであり、プローブ４１のセンサ４９は熱電対であり、
プローブ４１の伝達手段５１は電導体である。この温度
プローブ４１は、本発明と特には関係ない。

【００３０】プローブ４３,４５,４７のセンサ４９は、
血液成分、具体的には、酸素、二酸化炭素、及びｐＨそ
れぞれに反応し、それらの血液成分に関する信号を発す
る。センサには、電気的なものや光学的なものも含め、
実質上どのような種類のものでも使用できるが、プロー
ブ４３,４５,４７用のセンサ４９はどれも蛍光性センサ
であり、これら３本のプローブの伝達手段は、すべて、
光ファイバそのものであるかもしくは光ファイバを含む
ことが好ましい。カテーテルとプローブと蛍光性センサ
とを使用して生体内の血液成分を検知することは、マク
スウェル氏による上記米国特許第4,830,013号明細書に
示されている。いずれにせよ、プローブ４３,４５,４７
の各伝達手段５１沿いに励起した光をあてると、各セン
サ４９は、酸素の分圧、二酸化炭素の分圧、及び、水素
イオンにそれぞれ反応し、蛍光信号を各伝達手段５１に
沿ってカテーテル１３の基端側後方へ発する。この蛍光
信号は、カテーテル１３の基端に設けられた従来の装置
５２（図１）によって、識別可能な血液成分測定値に変
換される。

【００３１】カテーテル１３は、血液成分をカテーテル
の外側からセンサ４９に通す一方で不要な血液成分がカ
テーテルの外側からセンサに達するのを実質的に阻止す
る手段を有する。本実施例では、この手段は、センサ４
９とカテーテル１３の外部とに連通する半透性の窓５３
によって達成されている。窓５３は、測定すべき血液成
分の比較的小さな分子を選択的に浸透させる。従って、
本実施例では、窓５３は、血液中の、酸素、二酸化炭
素、水素イオンを浸透させ、その他の血液成分を実質的
に遮断する。窓５３は、例えば、セルロースや、上記の
特性を有する生物適合性を備えたその他の適当な材料よ
り形成することができる。また、窓５３を、カテーテル
１３の外部と、酸素用プローブ４３と二酸化炭素用プロ
ーブ４５の各センサ４９とに連通する「血液中の気体を
浸透させる部分」と、カテーテル１３の外部とｐＨ用プ
ローブ４７のセンサ４９とに連通する「水素イオンを浸
透させる部分」とで構成してもよい。後者の場合には、
例えば、窓５３の「血液中の気体を浸透させる部分」は
シリコンで、窓５３の「水素イオンを浸透させる部分」
はセルロースもしくは転相したポリウレタンで構成する
ことが考えられる。

【００３２】窓５３にいかなる材料を使用する場合であ
っても、測定すべき血液成分を通すための通路が形成さ
れている。この通路は、貫通管腔１９を通過することな
く、カテーテル１３の外側から延在している。より具体
的に言うと、この通路は、周壁２９の開口部３３と窓５
３とを通ってセンサ４９に達している。

【００３３】本実施例では、プローブアセンブリ１５は
プローブ管腔２１に収容され、全てのセンサ４９はプロ
ーブ管腔の中に入っている。さらに、本実施例では、セ
ンサ４９の全外面と窓５３とが確実にしっかりと接触す
るように、センサ４９は、窓５３と実質的に係合してい
る、つまり、窓５３内に埋め込まれている。この構造に
よってセンサ４９は表面５５にかなり接近することにな
るので、血液パラメータがセンサと接触するために移動
する距離は最短化され、反応時間を短縮することができ
る。窓５３は、開口部３３の内側半径方向において、開
口部３３とプローブ管腔２１とを完全にふさいでいる。
窓５３によって形成される平らな表面５５は、図２,３,
４に示すように、周壁２９の平らな外面５７と面一に接
続するので、表面５５によって外面５７に突起やくぼみ
が形成されることはない。円周内面３７と面５５,５７
にはヘパリンを塗布することが好ましい。

【００３４】プローブアセンブリ１５は、プローブ管腔
２１内に収容され、一体的なアセンブリが形成されるよ
うにカテーテル１３に適切に固定されることが好まし
い。しかし、必要であれば、カテーテル１３とプローブ
アセンブリ１５とを別々の構成要素として形成し、使用
前もしくは使用中にそれらを組み立てることもできる。
この場合には、カテーテルの中にプローブを挿入しやす
いように、導管２７は、プローブ管腔から軸方向に延在
することが好ましい。

【００３５】使用時には、アセンブリ１１を従来の技術
によって橈骨動脈等患者の体内に挿入し、窓５３を橈骨
動脈等の中に流れている血液と接触させる。窓５３は、
血液中の、酸素、二酸化炭素、及びｐＨイオンを浸透さ
せるので、各センサ４９は、各伝達手段５１を通じて励
起した光信号を受けると、装置５２に対して各伝達手段
５１沿いに蛍光信号を発することができる。そして、こ
の装置５２によって、これらの信号は、血液成分測定値
−本実施例では、酸素の分圧、二酸化炭素の分圧、ｐＨ
レベル−に変換される。表面５５が平らであり、かつ、
この平らな表面５５が平らな外面５７と面一に接続する
ことによって、窓５３に血栓が形成される可能性は最小
限に押さえられている。さらに、血液が面５５,５７に
沿って比較的速く流れ、それに応じて剪断速度も高くな
るために、窓５３には連続的に洗浄作用が生じるように
なっている。プローブアセンブリ１５は血液と接触しな
いように保護されているので、患者の体内における、カ
テーテル１３とプローブアセンブリ１５との露出表面積
が、カテーテル１３のみの露出表面積よりも大きくなる
ことはない。温度プローブ４１は、窓５３もしくはカテ
ーテルボデー１７の周壁２９を通じて血液の温度を検知
し、装置５２に温度信号を送ることができる。凝血する
可能性を低減するために、ヘパリン化食塩水などの適当
な抗凝固溶液を貫通管腔１９の中に導入することができ
る。

【００３６】図５,６には第２実施例に係るアセンブリ
１１aを示している。アセンブリ１１aは、ここに記載す
る以外の全ての点についてはアセンブリ１１と同一であ
る。アセンブリ１１の各部に相応するアセンブリ１１a
の各部は、対応する参照符号に「a」を付加することに
よって示している。アセンブリ１１とアセンブリ１１a
との主な違いは、図５に示すように、アセンブリ１１a
には、各プローブ４１a,４３a,４５a,４７aのための互
いに独立したプローブ管腔２１aが設けられているとい
うことである。この構造では、各プローブ管腔２１a
は、そこに収容されるプローブの移動を制限することが
できる。各プローブ管腔２１aの末端は、互いに独立し
たプラグ３９aに対して接近している。図５,６に示す構
造では、開口部３３aによって形成されるくぼみすなわ
ちチャンバーに対して全てのプローブ管腔２１aが開口
している。各プローブのセンサ４９aはこのくぼみ内に
収容されている。窓５３aは、センサ４９aの周囲でくぼ
みを完全に満たしており、アセンブリ１１に関して先に
記載したように、平らな外面５７aと面一に接続する平
らな外面５５aを有している。

【００３７】さらに、アセンブリ１１aは、カテーテル
ボデー１７aの横断面形状においてアセンブリ１１と異
なる。この横断面形状における相異は、単に例として示
すだけのものではあるが、図３と図５とを比較すること
によって理解することができる。アセンブリ１１aは、
アセンブリ１１に関して先に記載した方法で使用するこ
とができる。

【００３８】図７,８には、第３,４実施例に係るアセン
ブリ１１b及びアセンブリ１１cをそれぞれ示している。
両者とも、ここに記載する以外の全ての点についてはア
センブリ１１と同一である。アセンブリ１１の各部に相
応するアセンブリ１１b及びアセンブリ１１cの各部は、
対応する参照符号に「b」及び「c」をそれぞれ付加する
ことによって示している。

【００３９】アセンブリ１１bとアセンブリ１１との主
な違いは、窓５３bによって、カテーテル１３bの外側か
ら末端口２３b、貫通管腔１９b、仕切壁３５bの開口部
７１、及び窓５３bを通ってセンサ４９bに達する血液成
分用通路がさらに形成されているということである。こ
の通路は、カテーテルの外側から開口部３３bと窓５３
ｂとを通ってセンサ４９ｂに達する通路に対して付加的
なものである。

【００４０】この、内側における検知、すなわち、血液
パラメータを貫通管腔１９bに通すという特徴から得ら
れる利点の１つは、外面５５bと、カテーテル１３bを挿
入した脈管の壁とが接触しても、血液パラメータのセン
サ４９bに対する流れは阻止されないということであ
る。さらに、貫通管腔１９b内に血液を時々引き入れる
ことによって、窓５３bが脈管の壁と接触しているかど
うかを判断することができる。

【００４１】内側から検知する場合には、正確に成分を
測定するために、窓５３bを、それが貫通管腔１９b内の
血液と十分に接触するような位置に設けることが重要で
ある。これは、例えば、窓５３bと開口部７１とを末端
口２３bにかなり接近させ、血液成分を正確に測定でき
るだけの血液を患者の心拍から生じる血圧によって貫通
管腔１９b内に送り込むことによって、達成することが
できる。また、血液を、患者の動脈から末端口２３bを
通って貫通管腔１９b内へ引き入れるために、ボリュー
ムオシレータ７３を使用することもできる。ボリューム
オシレータ７３には、マクスウェル氏による、上記米国
特許第4,830,013号明細書及び米国特許第4,951,669号明
細書に示されるようなピストン−シリンダ器や、例えば
ゲーリッヒ（Gehrich）氏らによる米国特許第4,989,606
号明細書に示されるようなシリンジなど、本分野におい
て知られているいかなるタイプのものをも使用すること
ができる。

【００４２】アセンブリ１１cとアセンブリ１１との主
な違いは、アセンブリ１１cは内側からしか検知するこ
とができないということである。それゆえ、アセンブリ
１１cでは、アセンブリ１１の開口部３３は除去されて
おり、仕切壁３５cは開口部７１cを有している。従っ
て、内側からしか検知することができない、すなわち、
測定すべき血液パラメータは、貫通管腔１９cから窓５
３cを通ってセンサ４９cに達するという経路しか持たな
いという点を除くと、アセンブリ１１cはアセンブリ１
１と同一である。

【００４３】図９,１０には第５実施例に係るアセンブ
リ１１dを示している。アセンブリ１１dは、ここに記載
する以外の全ての点についてはアセンブリ１１と同一で
ある。アセンブリ１１の各部に相応するアセンブリ１１
dの各部は、対応する参照符号に「d」を付加することに
よって示している。

【００４４】アセンブリ１１dは、カテーテルボデー１
７dの構造において、かつ、内側からも外側からも検知
できるようになっているという点において、アセンブリ
１１と異なっている。より具体的に言うと、カテーテル
ボデー１７dは、生物適合性を有する適当な高分子材料
よりなる細長く柔軟なチューブ８１と、チューブ８１と
協働してプローブ管腔２１dを形成する、チューブ８１
にシュリンク包装された収縮チューブ８３とを備えてい
る。収縮チューブ８３は、例えば、熱収縮チューブや化
学収縮チューブとして形成することができる。本実施例
では、唯一のプローブ管腔２１dと唯一のプローブすな
わち酸素用プローブ４３dしか設けられていないが、こ
れは単に例として示しているものであって、必要に応じ
てプローブ管腔とプローブとを幾本も設けることができ
る。

【００４５】収縮チューブ８３は、プローブ４３dにも
シュリンク包装されているので、プローブ４３dをチュ
ーブ８１に対して固定位置に確実に捕捉し保持すること
ができる。本実施例では、チューブ８１は、直径の小さ
な部分すなわち小径部８６と直径の大きな部分すなわち
大径部８８とを分ける肩部８４を有している。

【００４６】収縮チューブ８３は、プローブ管腔２１d
の末端を閉塞するために、小径部８６の肩部８４にシュ
リンク包装された末端部８５を有している。末端部８５
は、大径部８８の外周面８７と面一に接続している。収
縮チューブ８３によって形成された周壁２９dの開口部
３３dと窓５３dとによって、外側から検知することがで
きるようになっている。

【００４７】また、チューブ８１の開口部７１dによっ
て、内側からも検知することができるようになってい
る。本実施例では、チューブ８１の壁によって、貫通管
腔１９dとプローブ管腔２１dとの間に仕切壁３５dが形
成されている。もちろん、アセンブリ１１dを、開口部
３３dを排除することによって内側からしか検知するこ
とができないものとしたり、チューブ８１の開口部７１
dを排除することによって外側からしか検知することが
できないものとしたりすることも可能である。内側から
検知する際の効率を高めるために、アセンブリ１１dに
ボリュームオシレータを備えてもよい。

【００４８】図１１〜１３には第６実施例に係るアセン
ブリ１１eを示している。アセンブリ１１eは、ここに記
載する以外の全ての点についてはアセンブリ１１と同一
である。アセンブリ１１の各部に相応するアセンブリ１
１eの各部は、対応する参照符号に「e」を付加すること
によって示している。

【００４９】アセンブリ１１eは、末端窓５３eと基端窓
９１とを有する点に特徴がある。酸素用プローブ４３e
と二酸化炭素用プローブ４５eとは末端窓５３eの中へ延
在しており、ｐＨ用プローブ４７eは基端窓９１内で終
結している。図には示していないが、アセンブリ１１e
に温度プローブを備えることもできる。

【００５０】本実施例では、末端窓５３eは、酸素と二
酸化炭素とを通してその他の不要な血液成分を実質的に
遮断する、シリコンなどの選択的透過性を有する媒体よ
り形成している。同様に、基端窓９１は、血液を遮断し
てｐＨ用プローブ４７eのセンサ４９eに水素イオンを通
す、適当な材料より形成している。本実施例では、基端
窓９１は、ポリウレタンやポリスルホンなどの多孔性ポ
リマーからなる内側層９３と、セルロースなどの選択的
透過性を有する稠密な材料よりなる外側層９５とで構成
している。セルロースは水素イオンと酸素イオンとを選
択的に浸透させるので、ｐＨ用プローブ４７eのセンサ
４９eはｐＨレベルを検知しそれに反応することができ
る。本発明のどの実施例に対しても、この多層窓及びこ
れと同様の多層窓を使用することができる。基端窓９１
は平らな外面９７を有しており、外面９７は、アセンブ
リ１１の面５５,５７に関して先に記載したように、外
面５７eと面一に接続している。

【００５１】末端窓５３eと基端窓９１との間隔はそれ
ほど重要なものではないが、両者は、互いに比較的接近
しており、末端口２３eの比較的近辺に位置することが
好ましい。図に示すように、アセンブリ１１eは、外側
からしか検知することができないようになっているが、
例えば図８に示すように内側からの検知に適したものと
したり、例えば図７に示すように内側からも外側からも
検知できるように形成することもできる。

【００５２】末端窓５３eと基端窓９１とを収容するた
めに、カテーテルボデー１７eの周壁２９eには基端開口
部と末端開口部３３eとを形成している。開口部３３e
は、平面図において略長方形をなすという点でアセンブ
リ１１の開口部３３と異なっている。もちろん、これ
は、これらの開口部を、本発明のすべての実施例におい
て、丸形や長方形や必要に応じたその他のいかなる形状
にも形成することができるということを例証しているに
すぎない。

【００５３】図１４には、本発明の、外側から検知する
ようになっているすべての実施例に対して適用すること
のできる開口部３３fの望ましい形成方法の変形例を示
している。図１４に示す技術は、本発明の、内側から検
知するようになっているすべての実施例に対しても適用
することができる。

【００５４】図１４では、開口部３３fは、互いに接近
して密集している、微小面積の複数個の孔１０１を有し
ている。各孔１０１の直径を、例えば、約１０〜約１０
０ミクロンとし、各孔の中心から中心までの間隔を、例
えば、孔の直径の約２倍とすることができるが、これは
飽くまで例えであって孔の形状を限定するものではな
い。孔１０１の総面積は開口部３３（図４）の面積と等
しい。

【００５５】孔１０１には窓５３fを充填している。各
孔１０１に窓の材料を完全に充填することが好ましい。
従って、周壁２９fは、窓５３fの、互いに離れた部分を
収容する母材として実質的に作用する。周壁２９fの孔
１０１は、例えば、レーザー融蝕加工や化学的融蝕加工
を含む従来の種々のマイクロ機械加工技術によって形成
することができる。内側から検知できるようにする場合
には、孔１０１を、例えば、マイクロ機械加工技術を含
む何らかの適当な方法で仕切壁３５b（図７）などの仕
切壁に形成することができる。外側から検知する必要が
なかったり、あるいは、それを望まないのであれば、孔
１０１を仕切壁３５c（図８）に開けるために周壁２９c
などの周壁に形成した開口部は、適当に閉じることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例に係るアセンブリの側面
図である。

【図２】 図１のアセンブリの末端部の拡大破断斜視図
であり、窓を拡大して詳細に示している。

【図３】 図２の３−３線拡大断面図である。

【図４】 図３の４−４線破断断面図である。

【図５】 本発明の第２実施例に係るアセンブリの、図
３と同様の断面図である。

【図６】 図５のアセンブリの、図４と同様の破断断面
図である。

【図７】 本発明の第３実施例に係るアセンブリの、図
４と同様の破断断面図である。

【図８】 本発明の第４実施例に係るアセンブリの、図
４と同様の破断断面図である。

【図９】 本発明の第５実施例に係るアセンブリの、図
４と同様の破断断面図である。

【図１０】 図９の１０−１０線断面図である。

【図１１】 本発明の第６実施例に係るアセンブリの、
図２と同様の破断斜視図である。

【図１２】 図１１の１２−１２線拡大断面図である。

【図１３】 図１１,１２に示すアセンブリの破断平面
図である。

【図１４】 本発明に係るアセンブリの窓の開口部の好
ましい形成方法の変形例を示す破断平面図である。

【符号の説明】

１１,１１a,１１b,１１c,１１d,１１e アセンブリ １３,１３b カテーテル １５,１５a,１５b,１５c プローブアセンブリ １７,１７a,１７d,１７e カテーテルボデー １９,１９a,１９b,１９c,１９d,１９e 第１管腔 ２１,２１a,２１b,２１c,２１d 第２管腔 ２３,２３b,２３e 末端口 ２５ 管継手 ２７ 導管 ２９,２９c,２９d,２９e,２９f 周壁 ３３,３３a,３３b,３３d,３３e,３３f,７１,７１c,７１
d 開口部 ３５,３５b,３５c,３５d,３５e 仕切壁 ３６,３６a 斜角エッジ ３７ 円周内面 ３９,３９a プラグ ４１,４３,４５,４７,４１a,４３a,４５a,４７a,４３d,
４３e,４５e,４７e プローブ ４９,４９a,４９b,４９c,４９d,４９e センサ ５１ 伝達手段 ５２ 変換装置 ５３,５３a,５３b,５３c,５３d,５３e,５３f 窓 ５５,５５a,５５b,５７,５７a,５７e,９７ 外面 ７３,７３c,７３d ボリュームオシレータ ８１ チューブ ８３ 収縮チューブ ８４ 肩部 ８５ 末端部 ８６ 小径部 ８７ 外周面 ８８ 大径部 ９１ 基端窓 ９３ 内側層 ９５ 外側層 １０１ 孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョエル・リバード・ドゥフレスネ アメリカ合衆国55144−1000ミネソタ州セ ント・ポール、スリーエム・センター（番 地の表示なし) (72)発明者 デイビッド・ファラデイ・ワート アメリカ合衆国55144−1000ミネソタ州セ ント・ポール、スリーエム・センター（番 地の表示なし)

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 末端口（２３）と、該末端口（２３）で
   開口している第１管腔（１９）と、第２管腔（２１）と
   を有する細長の押出成形カテーテル（１３）と、 体液成分に反応して該体液成分に関する信号を発するセ
   ンサ（４９）と、該信号を該センサ（４９）から伝達す
   るための伝達手段（５１）とを有するプローブ（４１,
   ４３,４５,４７）とを備え、 上記プローブ（４１,４３,４５,４７）は上記第２管腔
   （２１）内に収容され、上記センサ（４９）は上記カテ
   ーテル（１３）の内側かつ上記第１管腔（１９）の外側
   に収容され、 上記カテーテル（１３）は、上記体液成分を該カテーテ
   ル（１３）の外側から上記センサ（４９）に送る一方そ
   の他の体液成分の少なくとも一部の成分が該カテーテル
   （１３）の外側から上記センサ（４９）に達するのを実
   質的に阻止する送給手段を有することを特徴とする、患
   者の体液含有部位挿入用アセンブリ。
2. 【請求項２】 上記送給手段は、上記第１管腔を通過す
   ることなく上記カテーテルの外側から上記センサに達す
   る、体液成分用の通路を形成することを特徴とする請求
   項１記載のアセンブリ。
3. 【請求項３】 上記カテーテルは外壁を有し、上記通路
   は上記カテーテルの外側から該外壁を通って上記センサ
   に達することを特徴とする請求項２記載のアセンブリ。
4. 【請求項４】 上記外壁は周壁であることを特徴とする
   請求項３記載のアセンブリ。
5. 【請求項５】 上記送給手段は上記第１管腔を含むこと
   を特徴とする請求項１記載のアセンブリ。
6. 【請求項６】 上記カテーテルは上記第１管腔と上記第
   ２管腔との間に仕切壁を有し、上記送給手段は、上記第
   １管腔から上記仕切壁を通って上記センサに達する、体
   液成分用の通路を形成することを特徴とする請求項５記
   載のアセンブリ。
7. 【請求項７】 上記カテーテルは外壁を有し、上記通路
   は、さらに、上記カテーテルの外側から該外壁を通って
   上記センサに達していることを特徴とする請求項６記載
   のアセンブリ。
8. 【請求項８】 末端口と、該末端口で開口している第１
   管腔と、第２管腔と、該第２管腔に通じる開口部が設け
   られた外壁とを有する細長いカテーテルと、血液成分に
   反応して該血液成分に関する信号を発するセンサと、該
   信号を該センサから伝達するための伝達手段とを有する
   プローブとを備え、 上記プローブは上記第２管腔内に収容され、上記センサ
   は上記カテーテルの内側かつ上記第１管腔の外側に収容
   され、 上記カテーテルは、上記センサと上記カテーテルの外部
   とに連通する窓を有し、 上記窓は、上記血液成分を選択的に浸透させ、かつ、該
   血液成分が上記カテーテルの外部から上記開口部の中へ
   入りそして該窓を通って上記センサに達するような位置
   に設けられていることを特徴とする心臓血管体系挿入用
   アセンブリ。
9. 【請求項９】 上記窓の少なくとも一部は、上記第２管
   腔内において上記センサと実質的に係合することを特徴
   とする請求項８記載のアセンブリ。
10. 【請求項１０】 上記窓は、血液中の非気体成分及び非
    イオン成分が該窓を通って上記センサへ流れるのを実質
    的に阻止することを特徴とする請求項８記載のアセンブ
    リ。
11. 【請求項１１】 上記外壁は周壁を有し、上記開口部は
    該周壁内にあり、上記窓は、上記周壁内の開口部を実質
    的に充填しかつ平滑な表面を形成し、上記周壁は外面を
    有し、上記平滑な表面は該周壁の外面と面一に接続する
    ことを特徴とする請求項８記載のアセンブリ。
12. 【請求項１２】 上記カテーテルは、上記第１管腔と上
    記第２管腔との間に、該第１管腔から該第２管腔に通じ
    る開口部を備えた仕切壁を有し、上記窓は、血液成分が
    上記第１管腔から上記開口部の中へ入りそして該窓を通
    って上記センサに達するような位置に設けられているこ
    とを特徴とする請求項８記載のアセンブリ。
13. 【請求項１３】 上記カテーテルは上記第２管腔に通じ
    る第２開口部を備えた外壁を有し、第２の窓が、血液成
    分が上記カテーテルの外部から上記第２開口部の中へ入
    りそして該第２窓を通って上記センサに達するような位
    置に設けられていることを特徴とする請求項１２記載の
    アセンブリ。
14. 【請求項１４】 上記センサは第１センサであり、上記
    窓は第１窓であり、上記プローブは第２センサと第２窓
    とを有し、 上記第２センサは、上記カテーテルの内側かつ上記第１
    管腔の外側において上記第１センサから軸方向に離れて
    おり、かつ、上記第１センサの反応する血液成分とは異
    なる血液成分に関する信号を発するようになっており、 上記第２窓は、上記第２センサと上記カテーテルの外部
    とに連通しており、かつ、上記第２センサの反応する血
    液成分を浸透させることを特徴とする請求項８記載のア
    センブリ。
15. 【請求項１５】 上記第１窓は血液中の気体を浸透さ
    せ、上記第１センサは該血液中の気体に反応して上記信
    号を発し、上記第２窓は水素イオンを浸透させ、上記第
    ２センサは水素イオンに反応して上記信号を発すること
    を特徴とする請求項１４記載のアセンブリ。
16. 【請求項１６】 上記カテーテルは、上記第１管腔を有
    する第１チューブと、該第１チューブと協働して上記第
    ２管腔を形成するために該第１チューブに被せられた第
    ２チューブとを備えることを特徴とする請求項８記載の
    アセンブリ。
17. 【請求項１７】 上記第１チューブは周面を有し、上記
    第２管腔は末端を有し、上記第２チューブは収縮チュー
    ブを有し、該収縮チューブは、上記第２管腔の末端を閉
    塞するために、上記第１チューブの周面にシュリンク包
    装された末端部を有することを特徴とする請求項１６記
    載のアセンブリ。
18. 【請求項１８】 上記開口部は複数個の孔を有し、上記
    窓は該複数個の孔の少なくとも一部の中に入っているこ
    とを特徴とする請求項８記載のアセンブリ。
19. 【請求項１９】 上記窓はシリコンを有することを特徴
    とする請求項８記載のアセンブリ。
20. 【請求項２０】 上記窓はセルロースを有することを特
    徴とする請求項８記載のアセンブリ。
21. 【請求項２１】 上記窓は、多孔性ポリマーからなる内
    側層と、上記血液成分を選択的に浸透させる、より稠密
    なポリマーからなる外側層とを有することを特徴とする
    請求項８記載のアセンブリ。
22. 【請求項２２】 上記プローブは第１プローブであり、
    上記センサは第１センサであり、上記血液成分は第１血
    液成分であり、 上記カテーテルは第３管腔を有し、上記アセンブリは、
    第２血液成分に反応して該第２血液成分に関する信号を
    発する第２センサと、該信号を該第２センサから伝達す
    るための伝達手段とを有する第２プローブを有し、 上記第２プローブは上記第３管腔内に収容され、上記第
    ２センサは上記カテーテルの内側かつ上記第１管腔の外
    側に収容され、 上記窓は、上記第２センサと上記カテーテルの外部とに
    連通していることを特徴とする請求項８記載のアセンブ
    リ。