JPH1062434A - 体液の分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生体から取り出される体液の分析装置におい
て、体液を伝達させる点でオープンであるため潜在的な
感染源となったり、そのようなリスクを防ぐために著し
く複雑かつ高価な構成になったりした従来技術の装置に
よる欠点を解消する。 【解決手段】 患者と接続され患者から液体を取り出す
液体採取ステーション３２と、この液体採取ステーショ
ン３２と接続され分析すべき液体を受け取る使い捨てカ
セット２６と、液体サンプルを分析するセンサユニット
２７が設けられている。さらに複数の使い捨てカセット
２６が格納されているカセット保管部２４と移送システ
ム２８，３０も設けられている。そしてコントロールユ
ニット３６により移送システム２８，３０がコントロー
ルされて、プログラミング可能なレートでカセット２６
を液体採取ステーション３２へと移動させ、結合させて
共働させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生体と接続され該
生体から液体を取り出すための液体採取ステーション
と、該液体採取ステーションと接続されて分析すべき液
体サンプルを受け取る使い捨てカセットと、液体サンプ
ルを分析する少なくとも１つのセンサユニットと、コン
トロールユニットとが設けられている、生体から取り出
される体液の分析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば集中治療中、患者に対し最適な
治療を施すため規則的に患者のコンディションに関する
情報を収集することが重要である。重要な情報は、患者
から抜き取られた体液たとえば血液を分析することによ
り得ることができる。血液サンプルはその血液ガス濃度
たとえば酸素の分圧（ＰａＯ₂ ）に関して分析を呼なう
ことができる。体液において対象とされる他のパラメー
タは、ｐＨ、ブドウ糖、２酸化炭素の分圧（ＰａＣｏ
₂ ）等である。

【０００３】歴史的にいって病院は、血液サンプルを含
む患者から抜き取られたサンプルを分析するために、大
規模な中央試験所を利用してきた。このような試験所は
複雑で高価な設備を使用することで良好な測定を行うこ
とができるけれども、血液ガス濃度の分析について考え
てみると、このシステムは生命にかかわるいくつかの欠
点を有している。この場合、患者から抜き取られた血液
サンプルは即座には分析されず、したがって患者の処置
において必要とされる変更および／または即座の変更を
決定するために、その分析結果を通常は信頼性をもって
利用することはできない。深刻なケースでは殊に、医師
は試験所から送られてくるはずのサンプル分析結果を待
っていられない。

【０００４】また、このようなやりかたは、いわゆる閉
ループシステム（たとえば輸液システム、投薬システ
ム、換気システム、麻酔システム）を伴う患者の処置を
考慮に入れておらず、そのような閉ループシステムのた
めにはシステム全体の調整に必要なパラメータを得る目
的で体液の継続的または半継続的な採取および分析が必
須である。

【０００５】さらに、血液中の血液ガス含有量のような
パラメータに関連していえば、血液サンプルが空気と接
触しないようにする必要性もあり、そのようにしないと
血液サンプル中の血液ガス含有量に影響の及ぼされる可
能性がある。

【０００６】これらの問題点を解決するための手段とし
て、たとえば（血液ガス内容分析用の）端末看護システ
ムのような小型の移動システムが開発された。このよう
な端末看護システムは患者のベッドサイドへ持ち込むこ
とができ、一般に測定ユニット、センサを含む使い捨て
カセットを有している。その際、医師または看護婦は患
者から抜き取った血液サンプルをカセットへ入れ、端末
看護システムを用いてそれを分析する。

【０００７】この場合、中央試験所の利用よりも柔軟か
つ迅速に実施できるが、このような端末看護システム
は、たとえば患者の血液ガス状況のような体液パラメー
タに関して継続的またはほぼ継続的な情報を提供する能
力はない。技術システムないし設備を用いて患者に対し
処置がなされる場合、システムないし設備のそのつどの
セッティングは、血液ガス含有量のような体液パラメー
タの継続的な情報に応じて決定できるようにしなければ
ならず、したがってもっと規則的にサンプルを採取して
分析しなければならない。また、閉ループの換気、輸
液、麻酔等のような処置を行おうとするならば、たとえ
ば測定された血液ガス含有量に基づいて肺換気装置を自
動的にコントロールしようとするならば、”継続的な”
体液測定が必要不可欠である。

【０００８】血液ガスを（実質的に）継続的に測定する
システムはたとえばアメリカ合衆国特許第５，２２５，
０６３号に記載されていて、それによれば酸素の分圧を
測定するための装置が開示されおり、患者の血液系へ二
重管腔カテーテルが挿入される。この場合、外側の管腔
は内側の管腔よりも延びていて、これにより内側の管腔
をほとんど包んでいる。そして第１のポンプにより血液
を内側の管腔へと取り出して測定セルまで導くことがで
き、そこにおいて測定が行われる。測定後、第２のポン
プにより洗浄媒体が外側の管腔を通って血液系へ向けて
送り出され、この洗浄媒体は内側の管腔へ送り出され
て、次の血液サンプルが採取される前に管腔と測定セル
からすべての血液残留物がすすぎ落とされる。

【０００９】アメリカ合衆国特許第４，５３５，７８６
号には同種の別のシステムが示されている。このシステ
ムの場合、測定セルに取り出された血液サンプルが測定
後、洗浄媒体といっしょに患者へ戻される。

【００１０】このような（ほとんど）継続的な測定シス
テムにはいくつかの欠点がある。測定セルにおいて用い
られるセンサは長期にわたり安定していなければなら
ず、しかもたいていは規則的な較正が必要とされる。ま
た、このシステムは通常、血液サンプル、洗浄媒体およ
び較正液を精確な体積で供給するためにきわめて精密な
ポンピングシステムも必要とする。そしてこのために
は、精確（かつ高価な）ポンプないしは送り出される体
積を測定するための高度な測定システムが必要である。
しかも頻繁にサンプルが採取されると、ポンプシステム
により必要とされる最小体積が累計して許容できない血
液損失量に至ってしまう。また、システム設計によって
はいくつかのシステムの場合、血液損失が生じる一方で
血液系に洗浄媒体および較正液が入り込むことになる。
これに加えてそれらのシステムは、洗浄媒体も較正液も
必ず全く無害の物質でなければならないので、患者に対
し固有のリスクをもたらすものでもある。概してこれら
のシステムのもつ欠点とは、これらのシステムが体から
および体へならびにシステムからおよびシステムへ体液
を”伝達”させる点で”オープン”であるということで
あり、したがって潜在的な感染源となり得るし、および
／またはそのようなリスクを防ぐには著しく複雑かつ高
価なエレメント、手順および構成を備えることになって
しまう。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の課
題は、生体から取り出された体液の分析装置において、
従来技術の装置による上述の欠点を解消するよう構成す
ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
は、カセット保管部が設けられており、該カセット保管
部内に複数の使い捨てカセットが格納されており、前記
カセット保管部内のカセットを１つずつ、液体採取ステ
ーションと結合させ共働させる移送システムと、該移送
システムをコントロールして前記カセットをプログラミ
ング可能なレートで前記液体採取ステーションと結合さ
せ共働させるコントロールユニットが設けられているこ
とを特徴とする、生体から取り出される体液の分析装置
により解決される。

【００１３】この構成を採用したことで、移送システム
により１つずつカセットが取り出されて液体採取ステー
ションと結合され、そこにおいて分析のため体液サンプ
ルが取り出されるようにした装置が得られる。カセット
は使用後、カセット保管部へ戻せるし、あるいは他の適
切な手法で処分できる。使用済みカセットをカセット保
管部へ戻す場合に有利であるのは、カセット保管部全体
を他のものと取り替えのきくユニットとして構成するこ
とである。液体採取ステーションにおける使い捨てカセ
ットの自動交換によって、閉ループ治療システムを用い
て患者を最適に治療するのに十分なレートでたとえば血
液ガス含有量の測定のためにプログラミング可能な装置
が提供される。

【００１４】ここで述べておくと、（換気装置ないしそ
の他の設備機器により）処置の変更がなされても、それ
が（血液ガス含有量のような）測定される体液パラメー
タに対し一般に即座に作用を及ぼすわけではない。それ
というのも、パラメータに影響が出る前に（肺内のガス
と血液系内のガスとの間のガス交換のような）治療処置
と体との間における全身系の交換がまずはじめに生じる
はずだからである。これはある種の環境によっては、個
々のケースや測定パラメータにもよるが数分はかかるも
のである。したがって、関連するレートで体液サンプル
を自動的に抜き取りそれを分析すれば十分である。

【００１５】請求項１の従属請求項には本発明の有利な
実施形態が示されている。

【００１６】さらに上記の本発明の課題は、センサユニ
ットは、センサ素子保管部に格納されている複数の使い
捨てセンサ素子を有しており、該センサ素子をセンサ素
子保管部からカセットへ移動させ該カセットと結合させ
て共働させる移送システムと、該移送システムをコント
ロールして前記センサ素子をプログラム可能なレートで
カセットと結合させ共働させるコントロールユニットが
設けられていることを特徴とする、生体から取り出され
る体液の分析装置によっても解決される。

【００１７】この装置と先に述べた装置との唯一の相違
点は、この装置ではセンサ素子だけが交換されるのに対
し、先に述べた装置ではカセット全体が交換されること
である（この場合、センサ素子を使い捨てカセット内に
設ける必要がない）。

【００１８】次に、図面を参照しながら本発明について
詳細に説明する。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１には、集中治療システムにお
ける複数の機器とつながれた患者２が示されている。実
例として患者２はＥＣＧ装置４とつながれていて、この
装置は患者２の体の様々な部位と接続された電極６を介
して患者の心臓信号を記録して分析する。さらに患者２
には、患者の呼吸を支援ないしコントロールするために
ガス管１０を介して換気装置８がつながれている。ま
た、集中治療中に注入する可能性のある栄養剤、血漿ま
たはその他の物質を患者に与えるため、輸液管１４を介
して輸液システム１２が患者とつながっている。患者２
から血液を抜き取るため、カテーテル１８を介して本発
明による装置（この実施例では血液ガス分析装置１６）
が患者２とつながっている。みやすくする目的で、カテ
ーテル１８は不釣り合いの長さで示してある。しかし実
際にはカテーテル１８は、殊に血液サンプルを採取しよ
うとするならば、できるかぎり短くすべきである。この
ため装置１６は、患者２とじかに接触してはいないにし
ても、通常は著しく近接して配置されることになる。

【００２０】集中介護治療に必要とされるすべての装置
４，８，１２，１６に中央制御ユニット２０が接続され
ており、記録、分析および制御あるいは患者２に対して
なされる治療変更の示唆のため監視が行われる。この場
合、ディスプレイ２２によってＥＣＧ、呼吸特性曲線、
血液ガス含有量等のように、患者２に関連する種々の特
性曲線ないし測定結果を表示させることができる。

【００２１】装置１６を、輸液システム１２または換気
装置８のような他の機器の１つといっしょに用いること
もできる。また、この装置を麻酔システム、透析システ
ム、インシュリンシステム等のような他の機器とともに
使用することもできる。

【００２２】図２は、本発明による装置の第１の実施例
が血液ガス分析装置１６として示されている。この血液
ガス分析装置１６は、使い捨てカセット２６を格納する
ためのカセットラック２４を有している。カセットラッ
ク２４はばね２８によりコントロールされ、ベローズユ
ニット３０によりカセット２６が１つずつ供給されて、
液体採取ステーション３２と共働するよう結合状態にお
かれる。液体採取ステーション３２は、患者から血液を
抜き取るカテーテル１８と連結されている。カセットラ
ック２４が空になってしまったときには、新たなラック
と置き換えることもできるし、あるいは複数の新たなカ
セット２６をラック２４へ挿入することもできる。ばね
２８を押し下げるために、ばね２８と接続された取っ手
２８Ａがラック２４の側方に設けられている。

【００２３】図２によれば、分析すべき血液サンプルを
受け取るためカセット２６Ａが液体採取ステーション３
２と結合されている。この実施例の場合、使い捨てカセ
ット２６の各々は、血液サンプルの測定および分析が可
能なセンサユニット２７を有している。このセンサユニ
ット２７は周知の光学式、電気化学式あるいはこれに類
似したセンサにより構成できる。したがって、センサな
いしセンサユニット２７についてはこれ以上詳しくは説
明不要である。

【００２４】測定結果はカセット２６Ａの通信インタフ
ェース３４を介してコントロールユニット３６へ伝送さ
れる。コントロールユニット３６は移送システム２８，
３０も制御して、カセット２６はプログラミングされた
レートで液体採取ステーション３２と共働するよう結合
状態におかれる。

【００２５】コントロールユニット３６は分析インタフ
ェース３８を介して情報を伝送し命令を受信することが
でき、さらにこのインタフェース３８を介して血液ガス
分析装置１６を図１に示した中央制御ユニット２０と接
続させることができる。

【００２６】測定が終了すると、使い捨てカセット２６
Ｂは液体採取ステーション３２から血液ガス分析装置１
６の開口部へ搬送され、さらにカセット２６Ｃとして描
かれているように廃棄バッグ４０へと送り出される。

【００２７】血液ガス分析はそのつど真新しい血液に対
して行う必要があるので、洗浄液容器４２が液体採取ス
テーション３２と連結されていて、これにより洗浄液を
カテーテル１８へ案内することができ、その際、カテー
テル１８内の血液が患者の血液系へ戻される。これによ
って血液の消耗が抑えられる。洗浄液はたとえば塩化ナ
トリウム容器または他の不溶解性の液体であるとよい。

【００２８】さらに液体採取ステーション３２には較正
液供給部４４も連結されている。その際、センサユニッ
ト２７を較正してから分析のため血液サンプルを取り出
すようにするため、連結されているカセット２６Ａへ較
正液供給部４４から較正容器を搬送することができる。
なお、この措置は、使用前に較正を必要とする使い捨て
形のセンサユニット２７を利用するときにしか必要な
い。そしてこの較正によっても血液系へ入り込むいかな
る媒体とも接触することはなく、したがってたとえ患者
にとって有害かもしれない物質を含んでいるとしても、
もっとも最適な液を使用できる。これに代わるものとし
て各カセット２６が較正液自体を含むようにすることが
でき、この場合、較正液はセンサユニット２７内にその
まま、あるいはカセット２６が液体採取ステーション３
２と連結したときに開くキャリッジ内に含ませることが
できる。

【００２９】また、十分な量の血液がカセット２６に送
り込まれた時点を判定するため、各カセット２６に充填
レベル検出器（図示せず）を設けることもできる。この
ような充填レベル検出器は、カセット内の血液の存在を
光学的に検出するよう構成できるし、あるいはカセット
２６内の所定のレベルで抵抗を測定することにより、血
液が所定のレベルまでカセット２６を満たしたことが検
出される。そのほかの検出器たとえば他の既述のシステ
ムにおいて知られているような検出器を使用してもよ
い。

【００３０】図３にはカセットの構成の一例が示されて
いる。カセット８４は毛管系８６を有しており、これは
一方の端部において図２の液体採取ステーション３２を
介してカテーテル１８と接続できる。この毛管系８６は
第１の毛管８６Ａ、第２の毛管８６Ｂおよび第３の毛管
８６Ｃを有している。カセット８４の他方の端部には空
洞部８８が配置されている。カセット８４がその作動位
置におかれたとき、この空洞部８８は吸引／圧力ニップ
ル９０を介して（図示されていない）吸引／ポンプシス
テムと接続可能である。

【００３１】そしてこの空洞部８８は、カセット８４が
カテーテル１８と連結されているときにカテーテル１８
内に存在している可能性のある”古い”血液、洗浄媒体
または較正液のための容器として用いられる。カセット
８４が新たな測定のための血液で満たされると、いくら
か大きい領域つまり小さい流れ抵抗をもつ第１の毛管８
６Ａを介して空洞部８８が”古い”液体で満たされるこ
とになる。”古い”液体によって第１の毛管８４Ａと空
洞部８８の一部分が満たされてしまうと、第１の毛管８
６Ａ内に配置されたマイクロバルブ９６が閉ざされ、新
たな新鮮な血液サンプルによって第２の毛管８６Ｂと第
３の毛管８６Ｃが満たされる。この場合、真新しい血液
サンプルを分析するため、第２の毛管８６Ｂ内には電気
化学的センサ９２が配置されており、第３の毛管８６Ｃ
内には光学センサ８６Ｃが配置されている。

【００３２】真新しい血液が常に患者から取り出される
ので、感染等のリスクが最低限に抑えられる。

【００３３】空洞部８８および第１の毛管８６Ａのサイ
ズは次のように選定される。すなわち、”古い”液体が
除去され真新しい血液サンプルで第２の毛管８６Ｂ，第
３の毛管８６Ｃが満たされて、センサ９２，９４がその
ようなサンプルで確実に覆われるよう取り出しを行うの
に必要な容積に合わせて選定される。この場合、”古
い”血液、洗浄媒体、較正液等を除去するためにさらに
別の廃棄システムを設ける必要がない。この使い捨てカ
セット８４自体のうちですべてが配慮される。

【００３４】また、”古い”液体と新たなサンプルとに
ついて全く別個の毛管を使用することも可能である。そ
のような場合に有利であるのは、カセット８４の端部で
２つの別個のニップル９０を用いることである。

【００３５】選択的に、真新しいサンプルが確実に収集
されるようセンサを用いて毛管系８６の充填をコントロ
ールすることもできる。

【００３６】取り出される血液に対し較正液（および／
または洗浄媒体）がその特性に関して所定の差異をもつ
よう混合されているならば、センサ９２，９４が真新し
い血液サンプルで覆われたときに、コントロールシステ
ムによりきわめて容易に血液の採取を中断させることが
できる。これにより患者に対し血液の損失を最低限に抑
えることができ、これはきわめて重要なことである。上
述のようにセンサ９２は、光学的なものとしてもよいし
電気化学的なものでもよく、あるいはそれら両方が組み
合わせられたものであってもよい。

【００３７】図４には、患者１００とつなげられた液体
採取ステーションの一例が示されている。この液体採取
ステーションは使い捨てカセット１０２を収容可能であ
り、これは３路マイクロバルブ１０４を介して患者とつ
なげられている。３路マイクロバルブ１０４は液体を流
すため第１の流路１０４Ａ、第２の流路１０４Ｂ、第３
の流路１０４Ｃのうちの１つまたは複数を同時に開放す
ることができる。さらにこの３路マイクロバルブ１０４
には輸液システム１０６も接続されている。輸液システ
ム１０６は患者１００へ供給すべき輸液媒体を有してい
る。通常、流路１０４Ａは開放されていて、患者１００
へ輸液媒体をコントロールしながら流すことができる。
このような組み合わせを採用することで、輸液システム
１２と図１の装置１６を統合して単一のユニットないし
装置を成すよう構成できる。

【００３８】体液のサンプルここでは血液を患者１００
から取り出そうとする場合、第１の流路１０４Ａは閉ざ
され、第２の流路１０４Ｂは開放される。吸引システム
（図示せず、ただし管腔１１４と連通している）を使用
することで、分析のため患者１００からカセット１０２
へと血液サンプルを取り出すことができる。カセット１
０２は図３で示したカセット８４と同じものとすること
ができる。

【００３９】血液サンプルが採取されてしまうと第２の
流路１０４Ｂが閉ざされ、輸液媒体を患者へ供給するた
め第１の流路１０４Ａが再び開かれる。カセット１０２
と３路マイクロバルブ１０４との間のカテーテル部分１
０８を洗浄する目的で、所定の期間にわたり第３の流路
１０４Ｃを開放しておくことができる。この場合、輸液
システム１０６からの供給は、患者が十分な量の輸液媒
体を確実に受容できるよう相応に増加させるようにす
る。その際、機能を最適にするため、および殊に輸液媒
体の損失を補償するため、輸液システム１０６および採
取動作がいっしょにコントロールされるようにする。い
くつかの例では、輸液媒体をカセット１０２内のセンサ
素子（図示せず）を較正するために利用することもでき
る。

【００４０】輸液媒体の損失も血液の損失も、輸液シス
テム１０６と３路マイクロバルブ１０４との接続点から
出るさらに別の流路１１０を設けることにより最小限に
抑えることができる。この流路１１０中には第２のバル
ブ１１２が配設されている。通常の輸液ならびに血液の
採取は上述のようにして行われるが、この場合、第２の
バルブ１１２が開かれる一方で第２の流路１０４Ｂは開
かれたまま保持される。このときカセット１０２には別
の流路１１０を介して輸液媒体が流れ、血液サンプルは
カテーテル部分１０８および第２の流路１０４Ｂを介し
患者１００へ向かって強制的に流されることになる。取
り出される血液の量に応じて所定量の輸液媒体が流路系
（別の流路１１０、カセット１０２、カテーテル部分１
０８および第２の流路１０４Ｂ）に入ると、通常の輸液
動作が開始され、つまり第１の流路１０４Ａだけが開か
れる。

【００４１】上述の液体採取ステーションの代案とし
て、３路マイクロバルブ１０４をただ１つの流路しかも
っていない１つのバルブと置き換えることもでき、この
バルブはその流路を三角形（１０４Ａ〜Ｃ）における３
つの角のうちいずれか２つと接続できるよう旋回可能で
ある。この場合、別の流路１１０と第２のバルブ１１２
は不要である。まずはじめに単一流路バルブは、その流
路が輸液システム１０６および患者１００とつながるよ
うに設定される。サンプルを採取しようとする場合、バ
ルブが旋回されて流路が患者１００およびカセット１０
２と接続される。このようにして、体液を患者１００か
らカセット１０２へと流す（ないし吸引させる）ことが
できる。次に、カテーテル部分１０８を洗い流してクリ
ーニングするために、流路により輸液システム１０６と
カセット１０２がつながるようバルブが旋回される。最
後に、バルブが旋回されて通常の輸液位置へと戻され
る。

【００４２】どの液体採取ステーションを使用するかの
選択は基本的に、どの体液を採取するのかおよびどの程
度の量ならびに頻度で採取が必要なのかに依存する。血
液が該当する場合には、たとえば採取される血液の総量
を最低限に抑えなければならない。損失を最低限に抑え
るやり方の１つは、当然ながら採取された血液の一部な
いしすべてを患者へ戻すことである。

【００４３】カセット１０２内のセンサ素子の較正を、
カセット１０２が液体採取ステーションと結合されて動
作状態におかれる前に行うこともできる。このような場
合、較正液体容器および洗浄メカニズムをカセットステ
ーションまたはカセット収容部と統合させることができ
る。この場合、較正システムと患者１００との接触がな
いので、このような較正システムは閉じたものとするこ
とができ、同じ較正液を再利用できる。較正後にもカセ
ット１０２内に残留する可能性のある量だけしか失われ
ず、較正システムにおいてそれを必要に応じて置き換え
るだけでよい。はじめに較正システム内に存在している
較正容器の量は、使用されるカセット１０２の個数に従
って選定できる。その際、１つまたは複数の異なる較正
液を用いて、１つまたは複数の値のレベルで較正を実施
できる。カセット１０２内の較正液は適切な洗浄媒体に
よって洗浄できるので、適切な種類の較正容器を選ぶこ
とができる。それというのは、較正液が患者と接触する
おそれがないからである。

【００４４】（カセットステーションと統合されたまた
は別個の）１つの完結した較正液システムに対する代案
として、図５に示されているように最初からカセットを
較正液で充填しておくこともできる。この場合、カセッ
ト１１６は一方の端部に第１の膜１１８を有しており、
他方の端部に第２の膜１２０を有している。カセットは
上述の種類のものでよい。カセット１１６が液体採取ス
テーションと結合されて動作状態におかれたとき、較正
後に較正液を除去して分析のため体液サンプルを受け取
れるよう、膜１１８，１２０は透過性である。別個の較
正ステーションを使用することも当然ながら可能であ
り、その場合、カセット１１６が液体採取ステーション
へ移動される前にカセット１１６内のセンサ素子の較正
が実行され、較正液が除去されるよう膜１１８と１２０
が介在する。これらのいずれの事例においても洗浄を行
える。

【００４５】本発明による装置の主要な利点は装置のサ
イズを著しく小さくすることができることにあり、これ
によって人体の採取個所に密接して取り付けることがで
きる。図６にはその実例が示されており、そこでは液体
採取ステーション１２４が患者１２６の所定の部位と密
接している。この場合、液体採取ステーション１２４は
液体採取カテーテル１２８を有しており、これは体液サ
ンプルを抜き取るため患者１２６へ挿入されている。カ
セット１３０は、サンプルを受け取るため液体採取ステ
ーションへ挿入可能である。

【００４６】（図示されていない）輸液システムを液体
導管１３２と接続することができ、これによって液体流
路１３４およびカテーテル１２８を介して患者１２６へ
輸液が供給される。同様に、較正または洗浄媒体を輸液
システムの代わりに使用することもできる（この場合、
患者１２６へ入り込む媒体を最低限に抑えなければなら
ない）。液体採取ステーション１２４の他方の端部では
接続導管１３８が圧力または吸引システムへ導かれてお
り、これによって血液またはその他の体液を体から抜き
取るのに必要とされる吸引力またはポンプ作用が得られ
る。液体採取ステーション１２４を据え付けシステムと
統合することもできるし、あるいは患者１２６の選択部
位に液体採取ステーション１２４を固定保持する機構と
統合することもできる。

【００４７】液体採取ステーション１２４を患者１２６
に密接して取り付けることにより、カテーテル１２８内
の流路およびカセット１３０へ至る流路１２４，１３６
の全長を最小限にして数ｃｍないしそれ以下に抑えるこ
とができる。この結果、測定ごとの体液消費量が最小と
なる。また、このことはたとえばカテーテル１２８の管
腔およびカセット１３０内の毛管系の直径も最小とした
ときに達成される。

【００４８】図７には、装置の第２の実施例が血液ガス
分析装置５０として示されている。この場合、血液は患
者からカテーテル５２を介して液体採取ステーション５
４へと抜き取られる。液体採取ステーション５４によ
り、所定量の血液が使い捨てカセット５６Ａへ送り出さ
れる。使い捨てカセット５６はカセットラック５８内に
格納されていて、そこからそれらのカセットが移送シス
テム６０により液体採取ステーション５４へ送り出され
る。この実施例の場合、移送システム６０は（小型化さ
れた）ロボットアームとして構成されている。

【００４９】このようにして液体採取ステーション５４
のところで使い捨てカセット５６Ａに血液が充填され、
次にこのカセットは移送システム６０により測定ステー
ション６２へと動かされる。測定ステーション６２内に
はコントロールユニットとセンサユニット６４が配置さ
れている。カセット５６Ａの中身がセンサユニット６４
内の測定セルへ出されることにより、あるいはセンサユ
ニット６４がカセット５６Ａへ入り込むことにより、セ
ンサユニット６４は使い捨てカセット５６Ａ内の血液サ
ンプルと接触することになる。そして測定が行われ、コ
ントロールユニット６３およびデータバス６５を介して
（図１に示した）中央制御ユニットへ測定信号を伝送す
ることができる。

【００５０】血液サンプルがセンサユニット６４へ送ら
れる場合、分析後に血液サンプルをカセット５６Ａへ戻
すことができる。いずれにせよ、血液サンプルをカセッ
ト５６Ａといっしょに処分してしまうこともできるし、
あるいは患者の血液系へ戻すこともできる。使用済みの
カセット５６は廃棄用出口６８から出されて処分され
る。

【００５１】血液ガス分析装置５０においても較正液お
よび／または洗浄液６６が用いられる。これにより、次
の血液サンプルを分析する前にセンサユニット６４を効
率的に洗浄し較正できる。

【００５２】分析のために別個の測定ステーション６２
を用いることの利点はとりわけ、洗浄液および較正液が
患者の血液系と決して接触しないことである。したがっ
て、センサユニット６４を洗浄するためにいっそう多く
の量の洗浄液および強い洗剤を使用することすらできる
理由で、測定完了後にすべての血液残留物をセンサユニ
ット６４から効果的に洗い流すことができる。このこと
は殊に、液体採取ステーション５４が輸液システム（た
とえば図１に示した輸液システム）と統合されている場
合にあてはまる。この場合、輸液媒体により液体採取ス
テーション５４内のすべての流路を洗浄してから、次の
カセット５６を液体採取ステーション５４と結合して動
作状態におくことができる。

【００５３】測定ステーション６２はコントロールユニ
ットを有しており、これによって移送システム６０も液
体採取ステーション５４もコントロールされる。その
際、カセットラック５８が空になったときに、ラック５
８へ新しい複数のカセット５６を装填させることができ
る。

【００５４】選択的にこの第２の実施例においてカセッ
ト５６にセンサ素子を設けることができ、センサユニッ
ト６４にはセンサ素子の（たとえば光学的）読み取りに
必要な装置を設けることができる。センサ素子の較正を
行う必要があるとき、この較正はカセット５６に血液サ
ンプルが充填される前に行われることになる。換言すれ
ば、移送システム６０によりまずはじめに、カセット５
６がラック５８から測定ステーション６２へセンサ素子
較正のために搬送され、次に血液サンプルを受け取るた
めに液体採取ステーション５４へ運ばれて、その後、分
析のために再び測定ステーション６２へ戻される。

【００５５】この変形実施例の場合、各カセット５６に
較正液を収容する小さなカートリッジを設けることがで
きる。較正のためカセット５６が測定ステーション６２
へ入ると、較正液を放出するためこのカートリッジが開
封される。この場合、測定ステーション６２内には洗浄
媒体（洗浄液）だけがあればよい。

【００５６】各カセット５６に（図５との関連で述べた
ように）較正液を充填することもできる。

【００５７】図８には本発明による装置の第３の実施例
が示されており、ここではカテーテル７２を介して血液
ガス分析装置７０が患者の血液系から血液を受け取る。
この場合、一体化された血液採取ステーションおよび測
定ステーション７４へ血液が導かれる。さらに、センサ
素子が着脱可能に取り付けられているホイールないし回
転式コンベヤがモータ７６により駆動される。血液サン
プルを新たに測定するたびに、回転式コンベヤ７８がワ
ンステップ回転することで新たなセンサ素子ないしセン
サ素子セットが供給されて、新たなセンサ素子が液体採
取・測定ステーション７４と結合される。回転式コンベ
ヤ７８上の使用済みのセンサ素子を新たなものと取り替
えるためにセンサ素子保管部８２を設けることができ、
これによって血液ガス分析装置７０の稼働時間が増やさ
れる。その際、コントロールユニット８０によって血液
ガス分析装置７０の動作がコントロールされる。

【００５８】変形実施例としてセンサ素子を回転式コン
ベヤ７８に固定的に取り付けることもでき、この場合に
は回転式コンベヤ自体が交換可能に構成されている。

【００５９】図９には、本発明による装置の第４の実施
例が略示されている。この実施例によれば装置には、カ
セットラック１４２とコントロール手段１４４を有する
測定ステーション１４０と、使い捨てサンプルカセット
のための移送システム１４６と、カテーテル１５０と結
合された液体採取ステーション１４８とが設けられてい
る。

【００６０】カテーテル１５０は、一方の端部でカテー
テル針１５４を介して患者１５２の血液系とつながって
おり、他方の端部で輸液用バッグ１５６およびポンプ１
５８とつながっている。ポンプ１５８は、測定ステーシ
ョン１４０内のコントロール手段１４４によりコントロ
ールされる。

【００６１】血液サンプルを患者から取り出そうとする
場合、使い捨てサンプルカセットがカセットラック１４
２から移送システム１４６を経て液体採取ステーション
１４２へ搬送される。移送システム１４６はプラスチッ
クチューブないし類似のものによって構成できる。使い
捨てカセットの移送は、空気圧式、機械式または電磁式
の搬送によって行える。ステーション１４０，１４８を
適切に配設することで、一方向での搬送のために細い部
材（gracity）を使用できる。また、ストリングまたは
既述の移送手段のいずれかを用いることでカセットを送
り戻すことができる。その際、種々の移送手段を組み合
わせることもできる。

【００６２】使い捨てカセットが液体採取ステーション
１４８へ搬送されるのとほぼ同時に、コントロール信号
がポンプ１５８へ送られる。その際、ポンプ１５８が始
動されて液体が輸液バッグ１５６の方へ汲み上げられ、
これにより血液が患者からカテーテル１５０へと抜き取
られる。ポンプ１５８は、血液が液体採取ステーション
１４８へ汲み上げられるようコントロールされる。

【００６３】そして（後で詳細に述べるように）使い捨
てカセットに血液が充填され、このカセットは血液サン
プル分析のため測定ステーション１４０へ送り戻され
る。

【００６４】使い捨てカセットが送り戻されると、ポン
プ１５８をコントロールして流れ方向を逆転させること
ができ、カテーテル１５０からすべての血液残留物を洗
い流すのに十分な量の輸液とともに患者１５２へ血液が
戻される。輸液システムと統合すれば、ポンプ１５８を
コントロールして輸液バッグ１５６から常に（血液サン
プル採取時のみ中断されながら）輸液を供給できる。

【００６５】図１０には、液体採取ステーション１４８
の可能な構成が詳細に示されている。この場合、移送シ
ステム１４６から液体採取ステーション１４８へ入って
いく位置に使い捨てカセット１６０が示されている。使
い捨てカセット１６０には、負圧有利には真空状態にお
かれた空洞部１６２および（分析用のセンサ手段を有す
ることのできる）流路１６４と、この流路１６４と空洞
部１６２を周囲から分離するためのカセット膜１６６と
が設けられている。さらに使い捨てカセット１６０に
は、可動プレート１７０に配置された中空針１６８も設
けられている。

【００６６】液体採取ステーション１４８は採取膜１７
２を有しており、これはカテーテル１５０内の流体と接
触状態におかれている。使い捨てカセット１６０が（た
とえば空気圧により）液体採取ステーション１４８内へ
押し込まれると、中空針１６８が採取膜１７２に向かっ
て押圧されることになる。このとき可動プレート１７０
は使い捨てカセット１６０内へと後退し、中空針１６８
はカセット膜１６６（これは採取膜１７２よりも貫通し
やすく構成されている）を突き通す。中空針１６８は採
取膜１７２へ向かって押圧されているので、使い捨てカ
セット１６０内の真空状態は保持される。

【００６７】使い捨てカセット１６０は液体採取ステー
ション１４８内へと動き続けるよう強いられているの
で、可動プレート１７０は（図示されていない）ストッ
パまで到達して中空針１６８が採取膜１７２を突き通す
ことになり、これによって使い捨てカセット１６０の中
空部１６２および流路１６４とカテーテル１５０内の液
体とが通じ合うことになる。その際、空洞部１６２およ
び流路１６４内の真空作用により、使い捨てカセット１
６０へ少量の血液が抜き取られるようになる。

【００６８】使い捨てカセット１６０が流体採取ステー
ション１４８から取り外され、移送システム１４６を介
して測定ステーションへ戻されると、中空針１６８は最
初にカセット膜１６６から取り除かれ、次に採取膜１７
２から取り除かれる。採取膜１７２とカセット膜１６８
の両方について、中空針１６８が取り除かれた後に自身
を密閉するような材料が採用されている。このような材
料はたとえば、（インシュリンやその他の治療薬物用の
植え込み型輸液装置の技術分野において知られており、
ここでこれ以上詳細に説明する必要はない。

【００６９】使い捨てカセット１６０はガラスまたはプ
ラスチックにより構成できる。当然ながら、使い捨てカ
セット１６０のサイズは採取量に左右される。血液分析
に関しては、約１０μｌのサンプルが必要である。した
がって、空洞部１６２および流路１６４の全容積は１０
μｌよりもいくらか大きくなるようにする。ポンプとし
て真空を利用すれば、特別なポンプおよび監視システム
を設ける必要なく少量を取り出すことができる。分析の
ために他の液体を採取する場合には、これよりも多くの
量が必要とされる場合もある。

【００７０】センサの較正は（使い捨てカセット１６０
内に配置されていれば）、血液サンプル測定後に行え
る。

【００７１】上述の実施形態では、本発明による装置に
おけるいくつかの可能な構成を述べたにすぎない。な
お、本発明は使い捨てカセットの自動交換あるいは使い
捨てセンサ素子の自動交換にも係わるものである。

【００７２】既述の実施例の大半は血液ガス含有量の分
析に係わるものであるが、あらゆる体液およびたとえば
ぶどう糖、ｐＨ等のような液体に関連するすべてのパラ
メータの分析についても同じ原理が有効である。

【００７３】本発明による装置は、カセットまたはセン
サ素子を自動的に交換する図示の実施例に限定されるも
のではない。たとえば、第１、第２および第４の実施例
のいずれにおいてもカセットの回転式コンベヤを利用で
きるのは自明であるし、第３および第４の実施例におい
てセンサ素子のラックを利用できるのも自明である。当
業者であれば基本的に、物体をラックないし類似の場所
から取り出して別の場所（殊に動作個所）へ運ぶように
構成されたいかなる周知の妥当なシステムでも採用でき
る。自動生産業にはこのようなシステムに関する数多く
の実例がある。少量の体液を取り出そうとするならば殊
に、小さなサイズのシステムがもちろん有利である。し
かしある種の体液（たとえば尿）については比較的多い
量が取り出される可能性があり、したがって装置全体の
サイズは重要なものではない。

【００７４】また、先に述べた実施例から明らかである
のは、使い捨てカセットは体液サンプルの分析に必要な
すべての手段を有することができるし、カセット外部か
ら読み出しを行う別個の手段の必要なセンサ素子を有す
ることもでき、さらに体液サンプルを体液採取ステーシ
ョンから受け取ってそれを測定ステーションのセンサユ
ニットと結合状態におくためにのみ、使い捨てカセット
を利用することもできる点である。

【００７５】他の公知のシステムと組み合わせることも
可能であり、一例としてアメリカ合衆国特許第５，２２
５，０６３号に記載されたシステムを本発明による装置
と組み合わせて、この公知のシステムにおける測定セル
を使い捨てカセットにより構成したり、あるいはこの公
知のシステムに本発明で開示されているような交換可能
なセンサ素子を装備させることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】処置ならびに監視のために患者が集中治療設備
機器と接続されている様子を示す図である。

【図２】本発明による装置の第１の実施例を示す図であ
る。

【図３】本発明による装置で用いられる使い捨てカセッ
トの一例を示す図である。

【図４】本発明による装置の液体採取ステーションの一
例を示す図である。

【図５】本発明による装置で用いられる使い捨てカセッ
トの他の実例を示す図である。

【図６】本発明による装置をどのように患者と接続でき
るのかを示す図である。

【図７】本発明による装置の第２の実施例を示す図であ
る。

【図８】本発明による装置の第３の実施例を示す図であ
る。

【図９】本発明による装置の第４の実施例を示す図であ
る。

【図１０】本発明による装置の第４の実施例における液
体採取ステーションと使い捨てカセットを示す図であ
る。

【符号の説明】

２，１２６，１５２ 患者 １６，５０ 分析装置 ２４，５８，１４２ カセット保管部 ２６，５６，１６０ 使い捨てカセット ２７，６４，１４４ センサユニット ２８，３０，６０，１４６ 移送システム ３２，５４，１４８ 液体採取ステーション ３６，６３ コントロールユニット

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生体（２；１２６；１５２）と接続され
   該生体から液体を取り出すための液体採取ステーション
   （３２；５４；１４８）と、該液体採取ステーション
   （３２；５４；１４８）と接続されて分析すべき液体サ
   ンプルを受け取る使い捨てカセット（２６；５６；１６
   ０）と、液体サンプルを分析する少なくとも１つのセン
   サユニット（２７；６４；１４４）と、コントロールユ
   ニット（３６；６３）とが設けられている、 生体（２；１２６；１５２）から取り出される体液の分
   析装置（１６；５０）において、 カセット保管部（２４；５８；１４２）が設けられてお
   り、該カセット保管部内に複数の使い捨てカセット（２
   ６，５６，１６０）が格納されており、 前記カセット保管部（２４；５８；１４２）内のカセッ
   ト（２６，５６，１６０）を１つずつ、液体採取ステー
   ション（３２；５４；１４８）と結合させ共働させる移
   送システム（２８；３０；６０；１４６）と、該移送シ
   ステム（２８；３０；６０；１４６）をコントロールし
   て前記カセット（２６，５６，１６０）をプログラミン
   グ可能なレートで前記液体採取ステーション（３２；５
   ４；１４８）と結合させ共働させるコントロールユニッ
   ト（３６；６３）が設けられていることを特徴とする、 生体（２；１２６；１５２）から取り出される体液の分
   析装置。
2. 【請求項２】 各使い捨てカセット（２６）内に１つの
   センサユニット（２７）が設けられており、各使い捨て
   カセット（２６）は、前記センサユニット（２７）と前
   記コントロールユニット（３６）との間で信号を交換す
   るための通信インタフェース（３４）を有している、請
   求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 各使い捨てカセット（２６；５６）に前
   記センサユニット（２７；５６）のための較正液が充填
   される、請求項２記載の装置。
4. 【請求項４】 各使い捨てカセット（２６；５６）は前
   記センサユニット（２７；６４）のための較正液を収容
   するカートリッジを有する、請求項２記載の装置。
5. 【請求項５】 前記液体採取ステーション（３２）は前
   記センサユニット（２７；６４）のための較正液供給部
   （４２）を有する、請求項２記載の装置。
6. 【請求項６】 前記コントロールユニット（３６；６
   ３）により前記センサユニット（２７；６４）への較正
   液放出がコントロールされる、請求項４または５記載の
   装置。
7. 【請求項７】 前記センサユニットは、各使い捨てカセ
   ット内に配置された少なくとも１つのセンサ素子と１つ
   の分析ステーション（６４）を有しており、該分析ステ
   ーションは、前記液体採取ステーションにおいて使い捨
   てカセットに液体が充填されると、各使い捨てカセット
   における通信インタフェースを介して前記センサ素子と
   の通信を行う、請求項１記載の装置。
8. 【請求項８】 測定ステーション（６２；１４０）内に
   センサユニット（６４；１４４）が配置されており、該
   測定ステーション（６２；１４０）に各使い捨てカセッ
   ト（５６）が接続され、コントロールユニットは移送シ
   ステム（６０；１４６）をコントロールして、液体採取
   ステーション（５４；１４８）において各使い捨てカセ
   ット（５６）に十分な量の液体が充填された後、各使い
   捨てカセット（５６）を前記測定ステーション（６２；
   １４０）と結合させ共働させる、請求項１記載の装置。
9. 【請求項９】 前記移送システム（１４６）はチューブ
   を有しており、カセット保管部（１４２）、液体採取ス
   テーション（１４８）およびセンサユニット（１４４）
   との間で空気圧式、機械的および／または電磁的にカセ
   ットを搬送する、請求項８記載の装置。
10. 【請求項１０】 各使い捨てカセットは、カセットに入
    り込む所定量の液体を検知するための充填検知器を有し
    ている、請求項１〜９のいずれか１項記載の装置。
11. 【請求項１１】 前記液体採取ステーションは生体から
    血液を抜き取り、前記センサユニットは血液サンプルに
    おける血液ガス含有量を分析する、請求項１〜１０のい
    ずれか１項記載の装置。
12. 【請求項１２】 前記センサユニットは光学的および／
    または電磁的なセンサ素子を有する、請求項１〜１１の
    いずれか１項記載の装置。
13. 【請求項１３】 前記液体採取ステーション（１４８）
    は採取すべき液体と結合されるように配置された採取膜
    （１７２）を有する、請求項１〜１２のいずれか１項記
    載の装置。
14. 【請求項１４】 前記カセット（１６０）は、該カセッ
    ト（１６０）の内部（１６２，１６４）を該カセット
    （１６０）の外部と分離するカセット膜（１６６）を有
    する、請求項１〜１３のいずれか１項記載の装置。
15. 【請求項１５】 前記カセット（１６０）の内部（１６
    ２，１６４）は真空である、請求項１４記載の装置。
16. 【請求項１６】 生体（２）と接続され該生体から液体
    を取り出すための液体採取ステーション（７４）と、該
    液体採取ステーション（７４）と接続されて分析すべき
    液体サンプルを受け取るカセット（７４）と、液体サン
    プルを分析するセンサユニットと、少なくとも１つのコ
    ントロールユニット（８０）とが設けられている、 生体（２）から取り出される体液の分析装置（７０ ）
    において、 センサユニットは、センサ素子保管部（７８，８２）に
    格納されている複数の使い捨てセンサ素子を有してお
    り、 該センサ素子をセンサ素子保管部（７８，８２）からカ
    セット（７４）へ移動させ該カセットと結合させて共働
    させる移送システム（７６）と、 該移送システム（７６）をコントロールして前記センサ
    素子をプログラム可能なレートでカセット（７４）と結
    合させ共働させるコントロールユニット（８０）が設け
    られていることを特徴とする、 生体から取り出される体液の分析装置。