JPH11290299A - 拡散可能な化学物質のためのモニタ - Google Patents
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Abstract
及び制御系を必要としないようなモニタを提供する。 【解決手段】 閉鎖した液体流路13,14,15をプ
ローブ液体が複数回循環した後にこのプローブ液体の分
析を提供するためにセンサユニット19とポンピング系
17とが協働する。
Description
質のためのモニタ、特に拡散可能な化学物質の存在を決
定するために動物(人間を含む)の体液を分析するため
に使用されてよいモニタに関する。
処置を提供するために、患者の状態についての情報を規
則的に収集することが重要である。重要な情報は患者の
血液を分析することによって得ることができ、これによ
り、血液ガス電解質、代謝物(例えばグルコース又は尿
素)又はH+イオン等の拡散可能な化学物質の存在及び
量を決定することができる。
らゆるモニターが患者から取り出す体液(例えば血液)
はできるだけ少ないことも重要である。さもなければ、
多くの個々の決定の蓄積効果自体が患者にとって有害で
あるおそれがある。
散可能な化学物質の存在を生体内で決定するためのモニ
タが、米国特許第4221567号明細書に記載されて
いる。このモニタは、液体が充填されたプローブを有し
ており、このプローブは、体液へ挿入された場合に関係
のある化学物質を体液と液体との間を流通させる透過膜
を有する。さらにモニタは、液体の流路に沿って配置さ
れた、関係のある化学物質に敏感なセンサと、体液内の
拡散可能化学物質と液体内の拡散可能化学物質との間に
平衡が生じた後にセンサによる分析のために膜の領域か
ら液体を搬送するためのポンプとを有している。
容量は、センサと膜との間の液体の容量と比較し比較的
小さいので、ポンプは、プローブの正しい領域からの液
体がセンサによって分析されることを保証するために、
正確に動作しなければならない。さらに、ポンプは、平
衡した容量からの化学物質の分散を回避するために、ス
ムーズだが迅速に液体を搬送しなければならない。この
全てのことは、比較的高価なポンピング及び制御系を必
要とする。
課題は、より大きな試料容量を提供し、前記装置に関連
したポンピング問題を解消するモニタを提供することで
ある。
記載された本発明の特徴により達成された。
構成により、より大きな試料容量、有利には閉鎖流路の
液体容量全体が、周期的分析のために提供され、これに
より、より正確でないポンピング及び制御系を使用する
ことが許容される。さらに、不可避的に生じる分散は、
プローブの透過膜を横切る化学物質の拡散を加速するた
めに働く。
るように適応させられたポンプ、例えば比較的安価なぜ
ん動性ポンプを有していることが最も有効である。この
ことは、プローブの液体に亘って、拡散可能な化学物質
の分散をさらに加速してよく、これにより、透過バリヤ
を横切る化学物質の拡散速度をさらに高めることができ
る。
ブの流路に沿って位置決めされいてよいが、センサユニ
ットをプローブから分離して、試料をプローブから抜き
出してこの試料をセンサユニット内のセンサへ供給する
ように位置決めされた、抜き出し手段、例えばマイクロ
リットルシリンジポンプ、減圧アンプル剤又は単にバル
ブ装置を提供すると有利である。このように、センサを
通る流れがプローブを通る流れから独立させられるの
で、センサの反応時間は、液体の循環速度に適合させる
必要はない。これにより、センサに課せられる要求を低
減しながら、系がプローブ内に速い連続的な流れを有す
ることができる。さらに、センサユニットと液体流路と
の分離は、脈動流又は速い流れの結果としてのセンサユ
ニットの機械的な運動により生ぜしめられるように系統
的騒音を低減し、ひいてはモニタの感度を増大する。
につき詳しく説明する。
治療室において通常用いられる集中ケア機器の多数のア
イテムに接続されている。患者1は、たとえはECG装
置2に接続されており、このECG装置2は、患者の種
々異なる位置において接続された電極3を介して、患者
の心臓信号を記録及び分析する。さらに、患者の呼吸を
補助及び制御するために、患者1にはガス導管5を介し
て人工呼吸器4が接続されている。集中ケア時に注入す
ることができる栄養剤、プラズマ又はその他の物質を患
者に提供するために、注入系統6が注入導管7を介して
患者1に接続されている。本発明によるモニタ8は、患
者1の血液系と、センサユニットが配置されたハウジン
グ10(図示せず)との間の接続のためのカテーテル9
を有している。明確に示すために、カテーテル9は、不
均衡な長さで示されている。実際には、カテーテル内の
液体容量全体を低減しかつこの容量の血液との平衡を加
速するために、カテーテル9はできるだけ短くなってい
ることが望ましい。したがって、装置、すなわちモニタ
8は、通常、図1(b)に示したように患者1に直接に
接触していないならば、患者の極めて近くに位置してい
る。
御(自動的に又は変化を提案することにより)のため
に、患者の集中ケア処理に用いられる全ての装置2,
4,6,8には、中央制御ユニット11が接続されてい
る。ディスプレイ12は、ECG、呼吸曲線、血液ガス
成分等の患者1に関する種々異なる曲線又は測定結果を
表示することができる。
状況において使用可能な本発明によるモニタ8の構成が
示されている。カテーテルプローブ9は、内側通路13
と外側通路14とのそれぞれの同心的な配置から成って
いる。外側通路14は、使用時に患者の血液に接触する
ようになっておりかつ関係のある化学物質が通過するよ
うに選択された透過性材料から成る領域15を除き、液
密な材料から成っている。内側通路13は、これらの化
学物質を透過させないようになっており、カテーテル先
端部16の僅かに手前で終わっている。
されており、このハウジング10内で通路13と14と
は分離させられている。内部通路13は、外側通路14
の壁部を貫通してぜん動性ポンプ17にまで延び、ハウ
ジング10内で終わった外側通路14にまで戻ってい
る。このように、プローブ流体、例えば食塩水のための
閉鎖した流路(カテーテル9内に矢印によって示されて
いる)が形成されている。
は、センサユニット19が、流れるプローブ液体から隔
離されることができるような形式でセンサユニット19
に接続されている。図3に示したように、センサユニッ
ト19の試料室23の両側に1つづつの2つのバルブ2
0及び21が配置されており、これらのバルブは、内側
通路13と液体試料を周期的に交換するために同調して
開閉する。すなわち、両バルブ20,21が開放される
と、ポンプ17は、液体を内側通路13から流路22に
沿ってバルブ20を通じて試料室23内へ送るために作
用し、同じ量の液体が、内側通路13へ戻るために、セ
ンサユニット19からバルブ21を通って排出される。
センサユニット19において新たな試料が古い試料と交
換されると、バルブ20,21が閉鎖され、センサ18
a,18b,18cによって新たな分析が行われる。こ
の系における試料容量は、プローブ液体の全容量よりも
著しく少ないので、バルブ20,21は、開放している
時間よりも閉鎖している時間の方が著しく長く、これに
より、新たな試料が取り込まれる前にプローブ液体がカ
テーテルの透過性領域15を通じて何度か循環させられ
る。したがって、液体の容量のうち大部分、ほとんど全
てが、血液と平衡される。
その他の機器による)は、拡散可能な血液化学物質の測
定されるレベルに即座の効果を有さない。なぜならば、
処理と体との間の全身系の交換(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)が、関係のあるパラ
メータが影響される前にまず生じなければならない。こ
のことは、個々のケース及び測定したいパラメータとに
応じて、ある条件の場合には数分かかる可能性がある。
したがって、この関連した速度でバルブ20,21を周
期的に開放すると十分であり、これにより、液体容量全
体が、試料抜き出しの間に平衡される。
に、1つ又は2つ以上のあらゆる公知の光学的、電気化
学的又は同様のセンサ18a,18b,18cが室23
内に配置されており、これらのセンサは、あらゆる公知
の遠隔測定技術、例えば導電ケーブル24;光学的な又
は無線周波発信/受信装置(図示せず)を使用してモニ
タ8の外部にある装置と協働するように配置することが
できる。血液ガスを分析することが望まれている現在の
場合には、適切なセンサは、Clarkタイプの電極の
ような酸素電極18aと、一般的に利用されるガラス電
極又はイオン選択性電解効果トランジスタ(ISFE
T)のような二酸化炭素電極18bと、及び化学的に敏
感な適切なカバーを備えた、ISFETのような電極1
8cとであってよく、これにより、電解質の存在を選択
的に検出する。これらは全て当該分野においてよく知ら
れているので、センサ18a,18b,18cを詳細に
説明する必要はない。さらに、このような電極は当該分
野においてよく知られておりかつ測定したいパラメータ
に応じて選択してよいので、前記の選択は、本発明の範
囲を制限するものではない。
られており、この流路25も、制御バルブ26,27を
介して試料室との流体連絡を提供し、また流路25は、
通常バルブ20,21が閉鎖された場合に、例えばハウ
ジング10の外部から、センサへ校正流体を導入するた
めに使用される。この第2の流路25は、プローブ液体
を校正流体で汚染しないことが望ましい場合に室23へ
洗流し流体を導入するために使用されてもよく、また、
モニタ8に新たなプローブ液体を導入するために使用さ
れてもよい。
的な精密機械技術を用いて製造されるか、標準的なマグ
ネチックバルブ又は圧力調整弁であってよい。
択一的な抜き出し手段28を有するセンサユニット19
の別の構成が図4に示されている。この図面と、図2及
び図3とに共通する部材には同じ符号が付されている。
この場合、センサ18a,18b,18cによる分析の
ためにプローブ液体の試料を抜き出すために、小型のシ
リンジ28が使用されている。シリンジ28は、シャン
ト弁30等の可変流路によって、内側通路13とセンサ
18a,18b,18cとの間に配置された流体導管2
9に接続されている。シャント弁30は、液体が内側通
路13からシリンジ28へ引き込まれることができる位
置と、センサ18a,18b,18cにおいて試料を提
供するために液体がシリンジ28から排出されてよい位
置との間を移動可能である。
して説明されているが、このことは本発明の範囲を制限
するものではない。前記構成のモニタは、本発明の範囲
から逸脱することなしに、別の拡散可能な化学物質、例
えばグルコース又はH+イオンを測定するように容易に
適応させることができる、すなわち、二重通路カテーテ
ルはあらゆる透析タイプのカテーテルと交換することが
でき、体液は分析時に体内にある必要はない。
続された患者を示す図である。
の詳細を示す図である。
の詳細を示す図である。
の詳細を示す図である。
呼吸器、 5 ガス導管、 6 注入系、 7 注入導
管、 8 モニタ、 9 カテーテル、 10ハウジン
グ、 11 中央制御ユニット、 12 ディスプレ
イ、 13,14 通路、 15 領域、 16 カテ
ーテル先端部、 17 ポンプ、 18a,18b,1
8c センサ、 19 センサユニット、 20,21
バルブ、 23 室、 24 導電ケーブル、 25
第2の流路、 26,27 制御弁、 28 抜き出
し手段、 29 流体導管、 30 シャント弁
Claims (6)
- 【請求項1】 拡散可能な化学物質のための体液を分析
するためのモニタ((8)であって、体内の体液と接触
可能でかつ関係のある化学物質を透過可能である領域
(15)を備えた、液体が充填されたプローブ(9)
と、プローブと液体連絡しておりかつ関係のある化学物
質の存在に応じてそれぞれが電気信号を提供することが
できる1つ又は2つ以上のセンサ(18a,18b,1
8c)と、センサユニット(19)の1つ又は2つ以上
のセンサ(18a,18b,18c)による分析のため
に近位の透過領域(15)からプローブ液体の試料を搬
送するように適応させられたポンピング系とが設けられ
ている形式のものにおいて、閉鎖した液体流路(13,
14,15)をプローブ液体が複数回循環した後に該プ
ローブ液体の分析を提供するためにセンサユニット(1
9)とポンピング系(17)とが協働するようになって
いることを特徴とする、拡散可能な化学物質のためのモ
ニタ。 - 【請求項2】 前記ポンピング系が、脈動する液体循環
を提供するように適応させられたポンプ(17)を有し
ている、請求項1記載のモニタ。 - 【請求項3】 ポンプ(17)が、ぜん動性ポンプであ
る、請求項2記載のモニタ。 - 【請求項4】 前記センサユニット(19)が、閉鎖し
た液体流路(13,14,15)の外部に配置されてお
り、前記センサユニット(19)には、プローブ液体と
連絡可能でかつセンサ(18a,18b,18c)によ
る分析のためにプローブ液体から試料を周期的に抜き出
すために動作可能な抜き出し手段(20,21,22;
28,29,30)が設けられている、請求項1から3
までのいずれか1項記載のモニタ。 - 【請求項5】 前記抜き出し手段が、閉鎖した流路(1
3,14,15)に接続された両端部を有する液体導管
(22)と、該液体導管(22)内に配置されていて1
つ又は2つ以上のセンサ(18a,18b,18c)
を、閉鎖した流路(13,14,15)から周期的に隔
離しかつ該流路に露出させるために動作可能なバルブ
(20,21)とから成っている、請求項4記載のモニ
タ。 - 【請求項6】 抜き出し手段が、シリンジ(28)から
成っており、該シリンジにプローブ液体が引き込まれる
ようになっており、前記シリンジから、分析のために試
料がセンサ(18a,18b,18c)に提供されるよ
うになっている、請求項4記載のモニタ。
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