JPS59155240A - 血液中の気体濃度測定装置 - Google Patents

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】 本発明は、血液中のガス濃度（又は分圧）を測定ないし
監視する技術に関するものである。更に詳しく言えば、
生体内監視用途において特別の有用性を示す血管内に挿
入可能な血液中の気体濃度測定装置に関するものである
。

血液中の酸素、炭酸ガス等の気体成分の濃度を知ること
は生体の呼吸及び代謝機能の良否を知るために臨床検査
においては極めて重要である。従来、血液中の気体成分
の濃度（又は分圧）を測定する方法としては血液、特に
動脈中の血液を抜き取って直接測定する方法が主として
用いられるが、この方法では経時的連続測定が不可能な
ことと患者に苦痛を与えることが問題であった。特に未
熟児、新生児の場合には頻繁な採血による侵襲が大きい
ため実施に著しく困難を伴なった。そのため従来よシ血
液中の気体成分の濃度を経時的連続測定を行う方法とし
て経皮的測定方法が主として用いられている。この方法
は例えば血液中の酸素濃度の測定はポーラログラフイを
応用した電極によシ皮膚表面に拡散してくる血液中の酸
素分圧を測定したり、また酸素と結合したヘモＣ゛ロビ
ンの量を皮膚を通して血液の吸光度の測定によシ求めら
れている。しかし、これらの方法は特定の物質に対して
のみに適用でき、池の物質に適用することは不可能であ
多その装置も高価なものが多い。また非観血的測定方法
のため測定精度も不充分であった。このためＩＣＵ、Ｃ
ＣＵ等に収容されている重症患者や手術中の患者あるい
は未熟児や新生児の輸液、麻酔、呼吸のコントロールに
血液中の気体成分の濃度をわずかな侵襲で精度良く連続
的に測定することのできる血液中の気体濃度測定装置の
開発が望まれている。

本発明者らは血液中の化学物質の濃度をモニタリングす
る装置として、既に血管内にカテーテルを挿入し、その
カテーテル中にセンサーを留ｆｉシて、常時輸液をカテ
ーテル内に供給するとともに測定時にカテーテル内に血
液を吸引することによって血液中の化学物質を測定する
装置を特開昭５５−７６６３９号に提案した。この装置
によって血液中のＫ”＋　Ｎａ＋ｒ　０Ｉｌ−＋　（ｊ
ａ”＋等のイオン、グルコース、尿素等の基質はそれぞ
れに対応するセンサーを使用することによシ非常にわず
かな侵襲で血液中の化学物質を連続的に測定することが
可能である。

また、この装置ではセンサーは非測定時には輸液と接触
しているため輸液によシ常時較正を行うことが可能でセ
ンサーの零点や感度ドリフトがあっても常に正しい値を
得ることができるという優れた効果を有しているが、こ
の装置では血液中のイオン等を測定することはできても
血液中の気体成分の測定を行うことは困難である。

本発明者らは上記装置で血液中の気体成分濃度を測定す
るため鋭意検討した結果本発明に到達したものである。

すなわち本発明は血管内に挿入されるカテーテルまたは
該カテーテ／ｌ／ＩＣ連結された測定室内に気体分圧セ
ンサーを装着し、該カテーテ）ｖまたは測定室と輸液溜
めを導管で連結して該カテーテルまたは測定室内に一定
濃度の気体成分を含有する輸液を供給するとともＫ、該
カテーテルまたは測定室内の輸液を吸引する手段によジ
適宜血液をカテーテ／ｌ／または／及び測定室内に吸引
して上記気体分圧センサーの少くとも検出部が血液と接
触するよう構成したことを特徴とする血液中の気体濃度
測定装置である。

本発明の特徴の一つは一定濃度の気体成分を含有する輸
液をカテーテｌしまたは測定室内に供給して、輸液をセ
ンサー感応部と常時接触させることにある。かかる特徴
によシ血液中の気体濃度の連続的な測定が初めて可能に
なったのであシ、かつカテーテルを血管内に挿入したま
までセンサーの較正が可能で、センサーに多少の零点や
感度ドリフトがあっても常に正確な測定が可能なことで
ある。本発明のもう一つの特徴は血液をカテーテルまた
は測定室に適宜吸引する手段を設けたことにある。かか
る特徴によシ測定時にのみカテーテルもしくは測定室内
に血液を吸引させ、通常はセンサーは輸液と接している
ので、センサーへの血栓の付着がなく安定な測定が可能
であることである。

また測定時にのみ血液がカテーテルもしくは測定室内に
吸引され、測定径血管内に戻されるので血液の損失がな
いという利点を有してｂる。

次に本発明装置の一実施例を図面たて説明する。

第１図に示されているように本発明装置は血管１２内に
挿入するカテーテル１と該カテーテＡ／１に連結された
測定室３内に装着された気体成分の濃度を測定するセン
ｆ−２と、一定濃度の気体成分を含有する液体を収容し
た輸液溜め１１と、該輸液溜めと測定室３を連結する導
管？及び該測定室内に血液を吸引する吸引手段（第１図
ではローラーポンプ２２を使用している）で構成されて
いる。

８はカテーテμにセンｆ−２を挿入するための栓体、１
５は測定回路、１０はドリップチャンノ（−１１６は皮
膚である。

本発明に使用される気体分圧センサーは公知のセンサー
を用いることができる。このセンサーは例えばポーフロ
グラフ式の酸素センサー、ナベリングハウス法に−よる
炭酸ガヌ電極、アンモニア電極等をあげることができる
。患者への侵襲による影響を少くし、かつ逆流させる血
液の量を少なくするため、カテーテルまたは／及び測定
室を小型にすることが必要である。そのためセンサーは
小型であればある程好ましい。その意味で、前記ボーラ
ログフ７式酸素センサーやＮＥＴを利用した気体分圧セ
ンサーが好ましい。特に本願出願人が特開昭５６−２５
４６号で提案したガスセンサーは小型でかつ高精度のた
め本発明に用いるセンサーとして好ましいものである。

また特定のガス濃度を測定するセンサーだけでなく複数
のガスセンサー、例えば酸素と炭酸ガスセンサーをカテ
ーテル内に挿入することもできる。この場合一度に多成
分のガス濃度を同時に測定することが出来適用範囲が広
まる利点がある。また気体分圧センサーの池にＨ”、　
Ｎａ＋、　Ｋ＋、　Ｏａ”、　ＣＩ！−等のイオン電極
、グルコース、尿素等のセンサーを併用して使用するこ
とも可能である。しかしガスセンサーは比較電極と一体
化して用いられるが、イオンセンサー等は別に比較電極
を設ける必要がある。この場合比較電極は輸液等の電導
性の液によシイオンセンサーと電気的につながっていれ
ばよい。従って比較電極は、輸液の導管あるいはカテー
テル内に設けることができる。セシサ一部を小型化する
ためには比較電極をセンサーと一体化することが好まし
い。

またこれらのセンサーのカテーテルへの挿入方法は直接
カテーテル内に挿入されていなくても第１図に示すよう
にカテーテルの後端に連結された測定室内に挿入しても
よい。

輸液の導管９及びカテーテル１は公知のものを用いるこ
とができるが、これらの材質は輸液中のガス成分の濃度
がセンサ一部へ届くまでに変化しないように、適度のガ
スバリアー性が必要である。

これらの材質及び管壁の厚さは、測定するガスの種類に
応じて選ぶことができるが通常内厚のシリコンチューブ
や塩ビチューブが好適に使用できる。

本発明装置においてはモニタリングの間輸液のガス濃度
を一定に保つことが重要である。このような方法として
は予め一定のガス濃度の輸液を用意しておき、その輸液
を第１図で示す装置でカテーテルへ供給する方法がある
。この場合は輸液溜め中のガスが測定あるいは保存中に
容器を通して外に逃げないことと、測定中に輸液溜めの
液面が下降して輸液溜めが減圧になって輸液中のガス濃
度が変化しないように工夫する必要がある。例えば輸液
溜めの全部あるいは一部に気体不透過性で、かつ外圧に
よル容易に変形する金属を蒸着したフィルム、例えばア
ルミラミネートフィルムナトで作成した袋などを用いる
ことができる。また圧力により変形しない金属やガラス
容器を用いる場合には測定中に輸液に伴う容器内の減圧
を積極的に防止する必要がある。例えば第２図（ａ）　
Ｋ示すように輸液溜め１１に容器内の液面上部空間に開
口する排気管１４と液面下に開口するガス供給管２５を
取着し、該ガス供給管２５に滅菌フィルター１３を取シ
付ける方法、あるいは第２図（ｂ）　Ｋ示すように輸液
溜め１１の液面下に開口するガス供給管１７の一端を水
を収容した密閉容器１８の上部空間に接続し該容器の水
面下に滅菌フィルター１３・を介してガス管を連結し、
さらに容器の上部に排気管１９を取シ付ける方法によシ
液溜め１１に常時一定濃度のガスを輸液減量分よ）過剰
に供給して、余分なガスを排気管よシ排気して液溜め内
に収容した輸液のガス濃度を一定に保ったシ、また、第
５図に示すよう釦輸液溜め１１とカテーテ／Ｉ／１また
は測定室３を連結する導管９に中空繊維状、平膜状ある
いはチューブ状のガスを透過する膜、例えばシリコン膜
やテフロン多孔膜２０を国体２１内に収容して国体内に
膜を介して輸液室とガス室を形成し、該ガス室に水で飽
和された一定濃度のガスを連続的に供給するガス分圧平
衡装置３２を用いることができる。第３図（ａ）はガス
の入口２３、出口２４及び輸液の入口２５、出口２６を
有する国体２１内にシリコンチューブ２０を収容し、該
中空繊維の両端を輸液の入口、出口に液密に取着した例
であシ、第３図（ｂ）は両端を樹脂で接着固定し、かつ
該接着端に端部を開口を有するシリコン製の中空繊維を
ガスの入口２３及び出口２４を有する円筒状の国体内に
収容し、該国体の両端に輸液人口２５及び出口２６を有
するキャップを取着した例である。本発明の装置では輸
液の量は非常に少なくてよいので、小型のガス分圧平衡
装置で外のガス分圧と等しいガス分圧を含む輸液を容易
に得ることが出来る。

また気体分圧と同時にイオン等の化学物質を測定する場
合には、輸液溜めとして一定濃度の気体とそれらのイオ
ン種を含有させておけば、一種の輸液によって多種類の
センサーの較正をおこなうことができる。センサーの零
点のみを較正するためには輸液の種類としては一種類で
十分であるが零点と感度の２点較正を必要となる場合に
は各成分濃度の異る２種類の輸ｅ、を設けて順次別々の
輸液によシセンサーの較正を行うことが必要である。

輸液をカテーテ）ｖまたは測定室へ供給する手段はポン
プを用いても、あるいは輸液溜めを上部に設置して重力
で供給してもよい。第１図ではローラーポンプ２２を用
いた例を示している。かかるポンプはローラ５０を偏心
して配置することによシポンプ２２の回転に伴いローラ
３０の設置された領域では血液の吸引が行われローラの
設置されていない領域では輸液が行われるため自動的に
測定できる利点がある。またマイクロコンピュータ−で
ローラーポンプを適宜正逆方向に回転させてもよい。

血液吸引手段は上述の輸液供給手段にローラーポンプを
使用する場合にはローラーポンプをそのまま用いること
ができる。また測定室５あるいは導管９に支管を設け、
この支管にシリンジを取着してシリンジに嵌挿されたピ
ストンの作動によシ血液を吸引することができる。

次に本発明装置の作動を第４図にて説明する。

第４図は導管ｓ＋４Ｃ支管１０を設は該支管にピストン
６を嵌挿したシリンジ５を取着した例である。

この場合通常輸液溜め１１の下流に設けられた弁３９に
よル輸液の流れが調節されて輸液がなされているが、測
定時には導管９の上流側に配置された弁４を閉止して輸
液を止め、支管１０に取着した弁３１を開けてシリンジ
５内のピストン６を作動させることによシ血管１２内の
血液を少なくともセンサー２に接触するまで吸引する。

測定後上記ピストン６を作動させることによシカチーチ
ル１内に吸引された血液を血管に戻すとともに上記弁４
を開けかつ弁３１を閉じて輸液を行う。そのときセンサ
ー２の活性部分は輸液で洗滌される。

上記装置は必要に応じて、フィルター、採血用のコック
、エヤータップや血圧監視装置、警報装置などを本装置
に組込むこともできる。

以上のように本発明の血液中の気体濃度測定装置は、 １）血液は測定時のみ吸引され、測定後直管内へもどさ
れるので血液のロスが少ない。

２）通常は輸液がなされているので、センサーへの血栓
の付着がなく安定な測定が可能である。

３）センサーには輸液剤と血液が交互に接触するので、
輸液剤によって較正を行なうことができ、センサーのド
リフトをチェックできる。

４）電気回路が身体に挿入されることがないので安全性
が高い。

５）このようカモニタリング必要時に必要性の高い輸液
を同時に行うことができる。

があげられ、本発明の装置を用いること釦よシはじめて
血液損失の少ない安定した血液中の気体成分のモニタリ
ングが可能とたつたのである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明装置の一実施例を示すものであシ、第１図及
び第４図は本発明装置の一部断面図であシ、第２図及び
第３図は輸液中のガス分圧を一定にするための装置の一
例を示す説明図である。 特許出願人　　　株式会社　り　ラ　し代理人　弁理士
不予　堅 第２図 （ｃＬ）〔１）） 第３図　　′ （αン（シ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 血管内に挿入されるカテーテＩＪたは該カテーテルに連
   結された測定室ＩＭ、に気体分圧センサーを装着し、該
   カテーテ／Ｉ／または測定室と輸液溜めを導管で連結し
   て、該カテーテルまたは測定室内に一定濃度の気体成分
   を含有する輸液を供給するとともに、該カテーテルまた
   は測定室内の輸液を吸引する手段によシ適宜血液をカテ
   ーテｌｖまたは／及び測定室内に吸引して、上記気体分
   圧センナ−の少くとも検出部が血液と接触するよう構成
   したことを特徴とする血液中の気体濃度測定装置である
   。