JPS6176133A - 経粘膜血中ガスセンサ - Google Patents
経粘膜血中ガスセンサInfo
- Publication number
- JPS6176133A JPS6176133A JP59198223A JP19822384A JPS6176133A JP S6176133 A JPS6176133 A JP S6176133A JP 59198223 A JP59198223 A JP 59198223A JP 19822384 A JP19822384 A JP 19822384A JP S6176133 A JPS6176133 A JP S6176133A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- support member
- electrode support
- oxygen
- outer peripheral
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は粘膜ケ介して血中ガス濃度または分圧ケ測定す
る経粘膜血中ガスセンサにｒＪＩＡする。
る経粘膜血中ガスセンサにｒＪＩＡする。
（従来技術とその欠点）
血液特に動脈血液中の酸素濃度？知ることは、新生児並
びに人工呼収ヲ必要とする重症患者の呼吸管理乞行なう
上で極めて重要である。従来、動脈血液中の酸素感度（
または分圧、以下同じ）を測定する方法としては、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
られてきたが、この方法では経時的に連続測定を行なう
ことが不可能であること、また患者に苦痛を与えること
が問題であった。特に呼吸管理を要する新生児にお（・
ては低酸素による脳障害、その他の致命的な障害と、高
酸素による網膜破壊を防止するために動脈血酸素分圧を
常時測定し、測定値をもとに必要な処理ｔとることが要
求されているが、従来の動脈血の採血による方法では著
しく困難と患者への負担を伴う。
びに人工呼収ヲ必要とする重症患者の呼吸管理乞行なう
上で極めて重要である。従来、動脈血液中の酸素感度（
または分圧、以下同じ）を測定する方法としては、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
られてきたが、この方法では経時的に連続測定を行なう
ことが不可能であること、また患者に苦痛を与えること
が問題であった。特に呼吸管理を要する新生児にお（・
ては低酸素による脳障害、その他の致命的な障害と、高
酸素による網膜破壊を防止するために動脈血酸素分圧を
常時測定し、測定値をもとに必要な処理ｔとることが要
求されているが、従来の動脈血の採血による方法では著
しく困難と患者への負担を伴う。
経皮酸素測定法は上記の直接法とは異なり、血液から皮
下組織１通じて拡散された酸素を皮膚の表面で捕捉し患
者に苦痛を与えることなく、経時的に連続測定が出来る
ものである。経皮酸素測定法に用いるセンサーの機構は
、特殊なりラーク型複合酸素電極に定温加熱機構を加え
たものでこれ？被験者の皮膚表面にあてがうと皮下の組
織内の酸素が皮膚から拡散して、電極膜７通って貴金属
陰極に到達し、ここで還元されて水暑生じろ。この電解
電流から組織内の酸素分圧値が得られるのであるが、こ
の際センサーに接する部分あるいはその附近の皮ｓｙｔ
適温に加熱するとセンサー附近の皮下組織が局部的に動
脈化するので、センサーで測定される酸素分圧は電極構
造や測定条件が適切であれば動脈血のものに実質的に等
しいものとなる。
下組織１通じて拡散された酸素を皮膚の表面で捕捉し患
者に苦痛を与えることなく、経時的に連続測定が出来る
ものである。経皮酸素測定法に用いるセンサーの機構は
、特殊なりラーク型複合酸素電極に定温加熱機構を加え
たものでこれ？被験者の皮膚表面にあてがうと皮下の組
織内の酸素が皮膚から拡散して、電極膜７通って貴金属
陰極に到達し、ここで還元されて水暑生じろ。この電解
電流から組織内の酸素分圧値が得られるのであるが、こ
の際センサーに接する部分あるいはその附近の皮ｓｙｔ
適温に加熱するとセンサー附近の皮下組織が局部的に動
脈化するので、センサーで測定される酸素分圧は電極構
造や測定条件が適切であれば動脈血のものに実質的に等
しいものとなる。
次に、動脈血酸素濃度の経皮的測定の原理を説明する。
センサーを皮膚に密着させ皮膚との接触面のセンサ一温
度ケ４３〜４４℃に加熱すると、この部分の皮膚が加熱
されて皮下組織が動脈化する。そのため組織内の酸素濃
度は動脈血中に含まれるものと実質的に等しいものとな
り、この酸素が皮膚組織ン拡散して、膜を透過しさらに
電解液中７拡散して陰極に到達する。この際、陰極と陽
極の間に−０，５〜０８ボルトの電圧を加えてお−Ｎと
、陰極では酸素の還元が、陽極では銀の酸化反応が行な
われろ。なお、この時の電解液には塩化カリウム（ＫＣ
Ｉ）が主体の電’１１４ Ｈ’を用いる。
度ケ４３〜４４℃に加熱すると、この部分の皮膚が加熱
されて皮下組織が動脈化する。そのため組織内の酸素濃
度は動脈血中に含まれるものと実質的に等しいものとな
り、この酸素が皮膚組織ン拡散して、膜を透過しさらに
電解液中７拡散して陰極に到達する。この際、陰極と陽
極の間に−０，５〜０８ボルトの電圧を加えてお−Ｎと
、陰極では酸素の還元が、陽極では銀の酸化反応が行な
われろ。なお、この時の電解液には塩化カリウム（ＫＣ
Ｉ）が主体の電’１１４ Ｈ’を用いる。
陰極（白金または金）の表面では
０２＋４Ｈ＋＋４ｅ→４Ｈ２０（敵性の場合）０２＋
２Ｈ２０＋ ４４１ →４０ Ｈ−（中性または７ ／
Ｌ／カリ性の場合） と０２量に応じた電子の消費７生じ 陽極（銀）の部分では ４Ａｇ＋４ ＣＩ−−＋４ ＡｇＣＩ＋’４ ｅ （
あらゆるＰＨにおいて） と電子の生成がある。
２Ｈ２０＋ ４４１ →４０ Ｈ−（中性または７ ／
Ｌ／カリ性の場合） と０２量に応じた電子の消費７生じ 陽極（銀）の部分では ４Ａｇ＋４ ＣＩ−−＋４ ＡｇＣＩ＋’４ ｅ （
あらゆるＰＨにおいて） と電子の生成がある。
その結果、電極間に電解電流が流れるが、この電流は膜
を透過し、電解液中７拡散して陰極に到達した酸素分子
数、したがって膜表面での酸素ガス一度に比例するので
この電流を測定することにより皮下組織したがって動脈
血内の酸素濃度を近似的に測定できることになる。
を透過し、電解液中７拡散して陰極に到達した酸素分子
数、したがって膜表面での酸素ガス一度に比例するので
この電流を測定することにより皮下組織したがって動脈
血内の酸素濃度を近似的に測定できることになる。
第２図は最近開発されてこれまで使用されてきた在来の
動脈血等血中の酸素濃度または酸素分圧の連続測定用セ
ンサー構造の一例を示しているが、図中１はセンサーの
電極支持部を有する蓋体、２は加熱用部材、３は酸素が
選択的に透過する半透性の電極膜８を下端面に爆走した
膜保持部材、４は電解液Ｅ′？：封止するためのシール
部材、５はニクロム線等の電熱用コイルＺ巻装するため
の部材２に設けた環状凹所、６は蓋体１と部材２とを連
結するためのねじ孔、７は部材２の半径方向内側に張り
出した伝熱用平板、１０は白金または金環製の円筒状陰
極、１１は例えば銀製の円筒状陽極、１２は陰極１０と
陽極１１とを絶縁するためのガラス環装の絶縁材、１４
は伝熱用平板に設けた対皮膚面用開孔、Ｅは電解液であ
る。
動脈血等血中の酸素濃度または酸素分圧の連続測定用セ
ンサー構造の一例を示しているが、図中１はセンサーの
電極支持部を有する蓋体、２は加熱用部材、３は酸素が
選択的に透過する半透性の電極膜８を下端面に爆走した
膜保持部材、４は電解液Ｅ′？：封止するためのシール
部材、５はニクロム線等の電熱用コイルＺ巻装するため
の部材２に設けた環状凹所、６は蓋体１と部材２とを連
結するためのねじ孔、７は部材２の半径方向内側に張り
出した伝熱用平板、１０は白金または金環製の円筒状陰
極、１１は例えば銀製の円筒状陽極、１２は陰極１０と
陽極１１とを絶縁するためのガラス環装の絶縁材、１４
は伝熱用平板に設けた対皮膚面用開孔、Ｅは電解液であ
る。
しかしながら、上記従来の経皮血中酸素分圧測定センサ
ーは皮膚層を介して酸素分圧を測定するものであるため
皮膚層が酸素ガスの拡散に対し抵抗となり、測定値が実
際の動脈血中酸素ガス分圧値より低い値を示す欠点があ
る。また、皮膚層の厚さや水分含有量等の違いによって
皮膚の峻表ガス透過性が異なるため被検者ごと或は同一
被検者であっても測定部位ごとに測定値にばらつきを生
ずる欠点がある。これらの傾向は、特に表皮の水分含有
量が少な（かつ皮膚層が厚（、ばらつきの多い成人にお
いて著るしい。
ーは皮膚層を介して酸素分圧を測定するものであるため
皮膚層が酸素ガスの拡散に対し抵抗となり、測定値が実
際の動脈血中酸素ガス分圧値より低い値を示す欠点があ
る。また、皮膚層の厚さや水分含有量等の違いによって
皮膚の峻表ガス透過性が異なるため被検者ごと或は同一
被検者であっても測定部位ごとに測定値にばらつきを生
ずる欠点がある。これらの傾向は、特に表皮の水分含有
量が少な（かつ皮膚層が厚（、ばらつきの多い成人にお
いて著るしい。
（発明の構成）
本発明は上記従来の欠点を除去すべくなされたものであ
って、このため本発明による血中ガスセンサーは、ほゞ
半球状の先端部７備えたほゞ円柱状の絶縁性電極支持部
材中に陰極および陽極を軸線方向に離間させかつこれら
両極の外周面が電極支持部材の外周面上に帯状に露出す
るごとく配置させ、該両極の外周面７含む電極支持部材
まわりに電解液層をはさんでチューブ状の電極膜を帯状
に被覆し、該チューブ状電極膜の両端を電極支持部材の
外周面上に密封固定してなり、粘膜を介して血中ガス分
圧を測定するようにしたことを特徴とする。
って、このため本発明による血中ガスセンサーは、ほゞ
半球状の先端部７備えたほゞ円柱状の絶縁性電極支持部
材中に陰極および陽極を軸線方向に離間させかつこれら
両極の外周面が電極支持部材の外周面上に帯状に露出す
るごとく配置させ、該両極の外周面７含む電極支持部材
まわりに電解液層をはさんでチューブ状の電極膜を帯状
に被覆し、該チューブ状電極膜の両端を電極支持部材の
外周面上に密封固定してなり、粘膜を介して血中ガス分
圧を測定するようにしたことを特徴とする。
（発明の作用）
上記構成よりなるセンサーは、半球状の先端部より肛門
、気管９食道等の生体粘膜部に挿入され、電極が電解液
と電極暑隔て一生体粘膜に密着されるように装着され、
粘膜上で経粘膜的に血中ガス分圧７測定することができ
る。
、気管９食道等の生体粘膜部に挿入され、電極が電解液
と電極暑隔て一生体粘膜に密着されるように装着され、
粘膜上で経粘膜的に血中ガス分圧７測定することができ
る。
（実施例）
以下、本発明の好適な実施例ケ添附図に沿って説明する
。
。
第１図）ま本発明によろ経粘膜血中酸素ガスセンサの構
造の一例を示すもので、基本的構成部品は第２図の経皮
血中ガスセンサとほゞ同様であるが、直接動脈化された
毛細血管と接融するため加熱部は含んでいない。該セン
サは長さ約５０７１１７１１−１直径約７間の円柱状の
絶縁性電極支持部材１５を含み、該電極支持部材１５の
先端部１５αは半球状となっている。電極支持部材１５
の先端より約１５間の位置に厚さ約２０μｍの円形状白
金箔よりなる陰極１８が絶縁性の電極支持部材１５によ
りはさまれた状態で配置され、これにより白金陰極１８
の外周面が電極支持部材１５の外周面に帯状に露出して
いる。なお、陰極材料としては白金以外の貴金属をも使
用でき、またその形態も金属箔以外に物理的デポジショ
ン法により膜状の絶縁材に責合属暑コーティングしたも
のであってもよい。また、電極支持部材１５の先端より
約１７朝の位置に厚さ約３朗、直径約７關の円柱状銀製
棒よりなる陽極１９が電極支持部材１５によりはさまれ
た状態で配置され、これにより銀製陽極１９の外周面が
電極支持部材１５の外周面に帯状に露出している。
造の一例を示すもので、基本的構成部品は第２図の経皮
血中ガスセンサとほゞ同様であるが、直接動脈化された
毛細血管と接融するため加熱部は含んでいない。該セン
サは長さ約５０７１１７１１−１直径約７間の円柱状の
絶縁性電極支持部材１５を含み、該電極支持部材１５の
先端部１５αは半球状となっている。電極支持部材１５
の先端より約１５間の位置に厚さ約２０μｍの円形状白
金箔よりなる陰極１８が絶縁性の電極支持部材１５によ
りはさまれた状態で配置され、これにより白金陰極１８
の外周面が電極支持部材１５の外周面に帯状に露出して
いる。なお、陰極材料としては白金以外の貴金属をも使
用でき、またその形態も金属箔以外に物理的デポジショ
ン法により膜状の絶縁材に責合属暑コーティングしたも
のであってもよい。また、電極支持部材１５の先端より
約１７朝の位置に厚さ約３朗、直径約７關の円柱状銀製
棒よりなる陽極１９が電極支持部材１５によりはさまれ
た状態で配置され、これにより銀製陽極１９の外周面が
電極支持部材１５の外周面に帯状に露出している。
上記の白金陰極１８および銀製陽極１９はそれぞれ電極
支持部材１５内部でリード線２１と接続されており、こ
のリード線は電極支持部材後端よりセンサ外部へ引き出
されている。これら白金陰極１８と銀製陽極１９の外周
面７含む電極支持部材１５まわりに電解液層１７乞保持
すべく、チューブ状の電極膜２０が該電極支持部材まわ
りに帯状に：被せられ、その両端部を電極支持部材１５
外周面上に電解液封止用シール部材１６にて密封固定さ
れている。
支持部材１５内部でリード線２１と接続されており、こ
のリード線は電極支持部材後端よりセンサ外部へ引き出
されている。これら白金陰極１８と銀製陽極１９の外周
面７含む電極支持部材１５まわりに電解液層１７乞保持
すべく、チューブ状の電極膜２０が該電極支持部材まわ
りに帯状に：被せられ、その両端部を電極支持部材１５
外周面上に電解液封止用シール部材１６にて密封固定さ
れている。
（発明の効果）
か〜るセンサは、肛門、気管９食道等の生体粘膜部に半
球状の先端部１５ｆＺより挿入し、白金陰極部１８が電
解液１７および電極膜２０を隔て瓦生体粘膜に密着され
るよりに装着する。該センサによる酸素分圧測定の原理
は従来センサのそれと同じであるが、上記のように装着
されたセンサは従来のように皮膚を介してガス分圧を測
定するのではなく粘膜上で測定するため、動脈化された
毛細血管より拡散してくる酸素に対する抵抗はほとんど
なく、毛細血管中の酸素分圧、ひいては動脈血中の酸素
分圧を正確に測定することができろ。また、粘膜上で測
定するため、皮Ｍの厚みや水分含量等の違いに基（測定
値のばらつきを生ずることもなし・。しかも、経皮ガス
センサと同様に無侵襲的に連続測定可能である。
球状の先端部１５ｆＺより挿入し、白金陰極部１８が電
解液１７および電極膜２０を隔て瓦生体粘膜に密着され
るよりに装着する。該センサによる酸素分圧測定の原理
は従来センサのそれと同じであるが、上記のように装着
されたセンサは従来のように皮膚を介してガス分圧を測
定するのではなく粘膜上で測定するため、動脈化された
毛細血管より拡散してくる酸素に対する抵抗はほとんど
なく、毛細血管中の酸素分圧、ひいては動脈血中の酸素
分圧を正確に測定することができろ。また、粘膜上で測
定するため、皮Ｍの厚みや水分含量等の違いに基（測定
値のばらつきを生ずることもなし・。しかも、経皮ガス
センサと同様に無侵襲的に連続測定可能である。
なお、上記の説明は特に酸素ガス分圧測定に関連して述
べたが、本発明は酸素ガス分圧測定に限定されず血中炭
酸ガス分圧、その低電気化学的に検出可能な生体ガス分
圧の測定に応用可能である。
べたが、本発明は酸素ガス分圧測定に限定されず血中炭
酸ガス分圧、その低電気化学的に検出可能な生体ガス分
圧の測定に応用可能である。
施例を一部断面にて示す側面図、第２図は従来の経皮血
中酸素ガスセンサの構造例を示す断面図である。 １５ ・・・電極支持部材、 １７・・・電解液、１８
・・・貴金属陰極、 １９・・・銀製陽極、２０・・
・電極膜。 特許出願人 住友電気工業抹式会社 （外５名）
中酸素ガスセンサの構造例を示す断面図である。 １５ ・・・電極支持部材、 １７・・・電解液、１８
・・・貴金属陰極、 １９・・・銀製陽極、２０・・
・電極膜。 特許出願人 住友電気工業抹式会社 （外５名）
Claims (2)
- （１）ほゞ半球状の先端部を備えたほゞ円柱状の絶縁性
電極支持部材中に陰極および陽極を軸線方向に離間させ
かつこれら両極の外周面が電極支持部材の外周面上に帯
状に露出するごとく配置させ、該両極の外周面を含む電
極支持部材まわりに電解液層をはさんでチューブ状の電
極膜を帯状に被覆し、該チューブ状電極膜の両端を電極
支持部材の外周面上に密封固定してなる経粘膜血中ガス
センサ。 - （２）前記電極膜がポリプロピレン、テフロン、ＦＥＰ
、シリコン等の有機高分子材料よりなる特許請求の範囲
第１項のセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59198223A JPS6176133A (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | 経粘膜血中ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59198223A JPS6176133A (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | 経粘膜血中ガスセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6176133A true JPS6176133A (ja) | 1986-04-18 |
Family
ID=16387550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59198223A Pending JPS6176133A (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | 経粘膜血中ガスセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6176133A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04140363A (ja) * | 1990-09-28 | 1992-05-14 | Shinsei Kogyo:Kk | 吊り足場組立て工法とそれに使用される吊り足場材 |
-
1984
- 1984-09-21 JP JP59198223A patent/JPS6176133A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04140363A (ja) * | 1990-09-28 | 1992-05-14 | Shinsei Kogyo:Kk | 吊り足場組立て工法とそれに使用される吊り足場材 |
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