JP2583730B2 - センサー装置 - Google Patents
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- JP2583730B2 JP2583730B2 JP5192472A JP19247293A JP2583730B2 JP 2583730 B2 JP2583730 B2 JP 2583730B2 JP 5192472 A JP5192472 A JP 5192472A JP 19247293 A JP19247293 A JP 19247293A JP 2583730 B2 JP2583730 B2 JP 2583730B2
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue
- A61B5/14525—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue using microdialysis
- A61B5/14528—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue using microdialysis invasively
-
- A—HUMAN NECESSITIES
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- A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
- A61B5/1459—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters invasive, e.g. introduced into the body by a catheter
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6846—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive
- A61B5/6847—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive mounted on an invasive device
- A61B5/686—Permanently implanted devices, e.g. pacemakers, other stimulators, biochips
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、人間或いは動物の組織
の中に挿入することができる薄い生適性のあるカニュー
レ或いはチューブ、例えば微量透析チューブから成るセ
ンサー装置であって、関係する組織パラメータを測定
し、さらに評価装置を備えているセンサー装置に関す
る。
の中に挿入することができる薄い生適性のあるカニュー
レ或いはチューブ、例えば微量透析チューブから成るセ
ンサー装置であって、関係する組織パラメータを測定
し、さらに評価装置を備えているセンサー装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】米国生理学協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｐ
ｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ）刊「生体
内の人の組織の透析（Ｄｉａｌｙｓｉｓ Ｏｆ Ｈｕｍ
ａｎＴｉｓｓｕｅ ＩＮ Ｖｉｖｏ）」中のＰ．Ｌｏｅ
ｎｎｒｏｔｈとＰ．−Ａ．ＪａｎｓｓｏｎとＵ．Ｓｍｉ
ｔｈの（Ａ ｍｉｃｒｏｄｉａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏ
ｄ ａｌｌｏｗｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉ
ｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｒ−ｃｅｌｌｕｌａｒ ｗａｔｅ
ｒ ｓｐａｃｅ ｉｎ ｈｕｍａｎｓ）」の項から、例
えば細胞液のグルコース含有量の検査に組織中に植生可
能な繊維製の薄い小チューブを使用することが知られて
いる。そのような微量透析チューブの壁は被試験材料に
対しては透過性なので、この材料はチューブ内部に拡散
することができる。それにもかかわらず分離作用するチ
ューブ壁によって感染の危険は比較的小さい。求めた指
示薬を分析するために微量透析チューブ中に外部から１
個のセンサーを入れることができる。或いはまたチュー
ブに液体を貫流させてこの液体をチューブから取り出し
て分析する。組織のより広い範囲をも把握するこの測定
方法にはたしかに、湿潤したチューブ全表面に及ぶ濃度
の中間値しかわからず、局部的な変動は確認できないと
いう欠点がある。
ｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ）刊「生体
内の人の組織の透析（Ｄｉａｌｙｓｉｓ Ｏｆ Ｈｕｍ
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ｒ ｓｐａｃｅ ｉｎ ｈｕｍａｎｓ）」の項から、例
えば細胞液のグルコース含有量の検査に組織中に植生可
能な繊維製の薄い小チューブを使用することが知られて
いる。そのような微量透析チューブの壁は被試験材料に
対しては透過性なので、この材料はチューブ内部に拡散
することができる。それにもかかわらず分離作用するチ
ューブ壁によって感染の危険は比較的小さい。求めた指
示薬を分析するために微量透析チューブ中に外部から１
個のセンサーを入れることができる。或いはまたチュー
ブに液体を貫流させてこの液体をチューブから取り出し
て分析する。組織のより広い範囲をも把握するこの測定
方法にはたしかに、湿潤したチューブ全表面に及ぶ濃度
の中間値しかわからず、局部的な変動は確認できないと
いう欠点がある。
【０００３】外科の多くの手術処置で、動脈の血液放出
を制御するのみではなく、如何に良く例えば処置された
器官が手術中或いは手術後に血行が良くなって酸素が供
給されるかを調べる必要がある。組織中の局所的な酸素
圧の測定によって酸素供給の状態を検査できることが判
明した。その方法としては例えば薄い被膜針電極のある
ｐＯ２ヒストグラムのポーラログラフィー測定が可能で
ある。そのようなｐＯ２ヒストグラムは組織の数カ所で
測定した多数の単一値から成る。しかしこの方法は連続
的な監視には適していないので、連続的に測定するポー
ラログラフィーｐＯ２カテーテル電極、例えば外径僅か
約０．５５ミリメートルのカテーテル電極が組織の中に
入れられる。この電極の欠点は、組織のただ一箇所のｐ
Ｏ２しか把握しないことで、その箇所が如何に良く全体
の状況を特徴付けるものかが不明である。
を制御するのみではなく、如何に良く例えば処置された
器官が手術中或いは手術後に血行が良くなって酸素が供
給されるかを調べる必要がある。組織中の局所的な酸素
圧の測定によって酸素供給の状態を検査できることが判
明した。その方法としては例えば薄い被膜針電極のある
ｐＯ２ヒストグラムのポーラログラフィー測定が可能で
ある。そのようなｐＯ２ヒストグラムは組織の数カ所で
測定した多数の単一値から成る。しかしこの方法は連続
的な監視には適していないので、連続的に測定するポー
ラログラフィーｐＯ２カテーテル電極、例えば外径僅か
約０．５５ミリメートルのカテーテル電極が組織の中に
入れられる。この電極の欠点は、組織のただ一箇所のｐ
Ｏ２しか把握しないことで、その箇所が如何に良く全体
の状況を特徴付けるものかが不明である。
【０００４】更に別の欠点は、そのようなポーラログラ
フィー電極では、相対的なｐＯ２値が測定できるに過ぎ
ないことである。即ちガスまたは塩の溶液中に生じる検
量線は組織中の測定に基づいて伝達されるのではない。
なんとなれば検量線の傾斜度を決めるパラメータが組織
中で極度に変化し従って確実には予見できないからであ
る。
フィー電極では、相対的なｐＯ２値が測定できるに過ぎ
ないことである。即ちガスまたは塩の溶液中に生じる検
量線は組織中の測定に基づいて伝達されるのではない。
なんとなれば検量線の傾斜度を決めるパラメータが組織
中で極度に変化し従って確実には予見できないからであ
る。
【０００５】更に例えばＡＴ−Ｂ３９２ ５３９から１
個の導光体と、その上に固定された指示薬を有する光学
センサーが知られている。この光学センサーはたしかに
組織中の濃度輪郭を測定するのには適していない。そこ
から或る試料の触媒の酵素活性度を光学的に規定するた
めのセンサーができた。このセンサーでは１個の導光体
の円筒状の心部の外面上に或る酵素指示薬を取り付けて
ある。測定時このセンサーの先端が試料溶液中に浸漬さ
れる。
個の導光体と、その上に固定された指示薬を有する光学
センサーが知られている。この光学センサーはたしかに
組織中の濃度輪郭を測定するのには適していない。そこ
から或る試料の触媒の酵素活性度を光学的に規定するた
めのセンサーができた。このセンサーでは１個の導光体
の円筒状の心部の外面上に或る酵素指示薬を取り付けて
ある。測定時このセンサーの先端が試料溶液中に浸漬さ
れる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、人間
或いは動物の組織の異種性を把握するために組織の数箇
所で同時に一定の種の局所濃度或いは異なる被分析体を
連続的に把握することができるセンサー装置を提供する
ことを課題とするものである。
或いは動物の組織の異種性を把握するために組織の数箇
所で同時に一定の種の局所濃度或いは異なる被分析体を
連続的に把握することができるセンサー装置を提供する
ことを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によ
り、チューブ壁と長手方向軸線とを有する薄い生適性の
あるチューブから成り、このチューブが人間或いは動物
の組織の中へ挿入可能である光学的なセンサー装置にあ
って、この生適性のあるチューブが単一の光導体として
作用し、またこのチューブが光学的に励起可能かつ読取
り可能な種々の指示薬を含む軸方向にずれて設けられた
幾つかの領域を有し、さらにこれら指示薬を励起しかつ
読取るための手段を備えていることによって解決され
る。さらにこのチューブが液体、ゲル状或いは固体のチ
ューブ充填体を備え、このチューブ壁の屈折率がチュー
ブ充填体の屈折率より小さく、従ってこのチューブ充填
体が単一の光導体として作用し、また光学的に励起可能
かつ読取り可能な種々の指示薬を含む軸方向にずれて設
けられた幾つかの領域を有し、さらにこれら指示薬を励
起しかつ読取るための手段を備えていることによって解
決される。
り、チューブ壁と長手方向軸線とを有する薄い生適性の
あるチューブから成り、このチューブが人間或いは動物
の組織の中へ挿入可能である光学的なセンサー装置にあ
って、この生適性のあるチューブが単一の光導体として
作用し、またこのチューブが光学的に励起可能かつ読取
り可能な種々の指示薬を含む軸方向にずれて設けられた
幾つかの領域を有し、さらにこれら指示薬を励起しかつ
読取るための手段を備えていることによって解決され
る。さらにこのチューブが液体、ゲル状或いは固体のチ
ューブ充填体を備え、このチューブ壁の屈折率がチュー
ブ充填体の屈折率より小さく、従ってこのチューブ充填
体が単一の光導体として作用し、また光学的に励起可能
かつ読取り可能な種々の指示薬を含む軸方向にずれて設
けられた幾つかの領域を有し、さらにこれら指示薬を励
起しかつ読取るための手段を備えていることによって解
決される。
【０００８】そして前記領域の中には、それぞれ同じか
又は異なる光学的に励起可能且つ読取り可能で、特に放
光性の、例えばＯ２濃度またはＯ２分圧の１つのパラメ
ータの局所分散を測定するための、或いは、少なくとも
二つの異なるパラメータ、例えばｐＯ２、ｐＣＯ２或い
はｐＨ群に属する少なくとも二つの異なるパラメータを
同時に測定するための指示薬を備えていることが好まし
い。また前記チューブが微量透析チューブとしてもよ
い。一般にチューブは、たわみ性があり且つ固い部分が
あるチューブ系のこともいうのであって、固い部分はそ
れぞれの使用分野に必要な強さ、透過性及び透明度を有
する。指示薬は、チューブの周囲に環状で取付けられ、
或いは単にチューブの表面の数箇所に取付けることもで
き、またチューブの中へ組込むこともできる。チューブ
の外側にある指示薬の光学的な読取りはチューブ材料の
光導性を専ら決定する。チューブ壁は被分析体に対して
は非透過性であってよいが、他の材料を透過することが
できる。指示薬をチューブ内部に設ける或いはチューブ
に組込むと、チューブ壁部は被分析体をみるために透過
性にしなければならない。このようなセンサー装置を使
用して組織中の多くの測定点を唯一本の測定導管で把握
することができる。これによって組織外傷が最小限に止
められる。指示薬としては吸収指示薬や放光性指示薬も
化学発光指示薬も使用される。
又は異なる光学的に励起可能且つ読取り可能で、特に放
光性の、例えばＯ２濃度またはＯ２分圧の１つのパラメ
ータの局所分散を測定するための、或いは、少なくとも
二つの異なるパラメータ、例えばｐＯ２、ｐＣＯ２或い
はｐＨ群に属する少なくとも二つの異なるパラメータを
同時に測定するための指示薬を備えていることが好まし
い。また前記チューブが微量透析チューブとしてもよ
い。一般にチューブは、たわみ性があり且つ固い部分が
あるチューブ系のこともいうのであって、固い部分はそ
れぞれの使用分野に必要な強さ、透過性及び透明度を有
する。指示薬は、チューブの周囲に環状で取付けられ、
或いは単にチューブの表面の数箇所に取付けることもで
き、またチューブの中へ組込むこともできる。チューブ
の外側にある指示薬の光学的な読取りはチューブ材料の
光導性を専ら決定する。チューブ壁は被分析体に対して
は非透過性であってよいが、他の材料を透過することが
できる。指示薬をチューブ内部に設ける或いはチューブ
に組込むと、チューブ壁部は被分析体をみるために透過
性にしなければならない。このようなセンサー装置を使
用して組織中の多くの測定点を唯一本の測定導管で把握
することができる。これによって組織外傷が最小限に止
められる。指示薬としては吸収指示薬や放光性指示薬も
化学発光指示薬も使用される。
【０００９】本発明のセンサー装置を用いて被分析体濃
度の絶対値を数箇所で同時に且つ組織の深さを特定する
ために、例えば異なる指示薬をある種の測定のために使
用している。信号の保護によってこのようにして或る被
分析体の濃度断面或いは局部分散度を検出することがで
きる。こうして組織の異種性を連続的に把握することが
できる。指示系はその場合同じ指示薬または異なる指示
薬或いは酵素・指示薬の組み合わせから構成することが
できる。
度の絶対値を数箇所で同時に且つ組織の深さを特定する
ために、例えば異なる指示薬をある種の測定のために使
用している。信号の保護によってこのようにして或る被
分析体の濃度断面或いは局部分散度を検出することがで
きる。こうして組織の異種性を連続的に把握することが
できる。指示系はその場合同じ指示薬または異なる指示
薬或いは酵素・指示薬の組み合わせから構成することが
できる。
【００１０】更に上述したように個々の領域は、例えば
ｐＯ２、ｐＣＯ２、ｐＨ群から成る少なくとも２つの濃
度値を同時に測定するために異なる指示薬をも備えるこ
とができる。またいろいろな指示薬の組み合わせもチュ
ーブ中に或いはチューブ上に取付けることができる。ｐ
Ｏ２指示薬とｐＨ指示薬の組合わせも有利な場合があ
る。というのは例えば酸素供給が悪化したときはｐＨ値
も低下するからである。適当な指示薬を使用して組織中
の他の興味ある材料、例えばカリウム、カルシウム、グ
ルコーゼ、ホルモン或いは麻酔ガスをも測定することが
できる。被分析体濃度に従って個々の指示薬から発信さ
れる信号を光学的に、例えば適当な濾過によって保護し
て、別個に加工できる。
ｐＯ２、ｐＣＯ２、ｐＨ群から成る少なくとも２つの濃
度値を同時に測定するために異なる指示薬をも備えるこ
とができる。またいろいろな指示薬の組み合わせもチュ
ーブ中に或いはチューブ上に取付けることができる。ｐ
Ｏ２指示薬とｐＨ指示薬の組合わせも有利な場合があ
る。というのは例えば酸素供給が悪化したときはｐＨ値
も低下するからである。適当な指示薬を使用して組織中
の他の興味ある材料、例えばカリウム、カルシウム、グ
ルコーゼ、ホルモン或いは麻酔ガスをも測定することが
できる。被分析体濃度に従って個々の指示薬から発信さ
れる信号を光学的に、例えば適当な濾過によって保護し
て、別個に加工できる。
【００１１】また他のセンサーとの組合わせも可能であ
る。例えば組織内の温度を測定することによって、例え
ば圧力、電気活性、放射能或いは水素除去の重要な追加
情報を含めることができる。
る。例えば組織内の温度を測定することによって、例え
ば圧力、電気活性、放射能或いは水素除去の重要な追加
情報を含めることができる。
【００１２】励起光が全反射によって光導体中に案内さ
れる本発明のセンサー装置の一変形では、例えばＵＳ・
Ａ３６０４９２７から公知のように励起が励起光の一時
的波成分によって誘発されない限り、励起光が指示薬の
領域で光導体を出ることができるように処置をする必要
がある。
れる本発明のセンサー装置の一変形では、例えばＵＳ・
Ａ３６０４９２７から公知のように励起が励起光の一時
的波成分によって誘発されない限り、励起光が指示薬の
領域で光導体を出ることができるように処置をする必要
がある。
【００１３】また光導体から出る励起線を指示薬層に移
すことも指示薬層の屈折率の適当な選択によって保証す
ることができる（ＤＥ−Ｃ２３５３２５６３）。
すことも指示薬層の屈折率の適当な選択によって保証す
ることができる（ＤＥ−Ｃ２３５３２５６３）。
【００１４】更に本発明の有利な点は、チューブが単一
の導光体として形成されているこである。このことはチ
ューブ壁中の局部の光学的な測定と、チューブの内部に
拡散する被分析体の中間値の測定とを同時に実行すると
いう簡単な方法を提供する。このような局部及び全体的
な同時の測定は、チューブ壁の屈折率が液状、ゲル状、
固体のチューブ充填物のそれより小さい場合にも可能
で、従って光がチューブ充填物中に案内される。液状の
チューブ充填物の中で拡散する被分析物は外部へ導かれ
て従来の方法で分析することができる。
の導光体として形成されているこである。このことはチ
ューブ壁中の局部の光学的な測定と、チューブの内部に
拡散する被分析体の中間値の測定とを同時に実行すると
いう簡単な方法を提供する。このような局部及び全体的
な同時の測定は、チューブ壁の屈折率が液状、ゲル状、
固体のチューブ充填物のそれより小さい場合にも可能
で、従って光がチューブ充填物中に案内される。液状の
チューブ充填物の中で拡散する被分析物は外部へ導かれ
て従来の方法で分析することができる。
【００１５】組織に差し込まれるのに必要な強さがない
場合には、チューブをこの発明により組織中に入れた後
除去できる中空針で包囲することができる。
場合には、チューブをこの発明により組織中に入れた後
除去できる中空針で包囲することができる。
【００１６】更に本発明の別の有利な変形例は、組織中
にあるチューブの一端が鏡面であり、他端が従来の方法
で励起射線の供給と測定射線の捕捉のために使用されて
いることである。
にあるチューブの一端が鏡面であり、他端が従来の方法
で励起射線の供給と測定射線の捕捉のために使用されて
いることである。
【００１７】また本発明の別の有利な変形例では、チュ
ーブを組織に刺し通すことができるので、両端部が組織
表面から突出し、その際前記チューブの一方の端部を励
起射線の供給のために、そして他方の端部を測定射線の
捕捉のために利用する。また他方、チューブの一端を励
起射線の供給と測定射線の捕捉のためにも使用し、他端
を他の医療目的、例えば試験反応を引き起こすためにい
ろいろな指示薬を供給するために利用することも考えら
れる。
ーブを組織に刺し通すことができるので、両端部が組織
表面から突出し、その際前記チューブの一方の端部を励
起射線の供給のために、そして他方の端部を測定射線の
捕捉のために利用する。また他方、チューブの一端を励
起射線の供給と測定射線の捕捉のためにも使用し、他端
を他の医療目的、例えば試験反応を引き起こすためにい
ろいろな指示薬を供給するために利用することも考えら
れる。
【００１８】特定の種の表面濃度測定のために、本発明
ではチューブの少なくとも１つの自由端を中心に組織表
面に当接する箔状の光学式センサーを備えることができ
る。
ではチューブの少なくとも１つの自由端を中心に組織表
面に当接する箔状の光学式センサーを備えることができ
る。
【００１９】本発明の有利な他の変形例は、光導体が長
手方向軸線に対して約４５度に傾斜した１つ或いは複数
の鏡面、特にダイクロイックミラーを備えたプローブか
ら形成されていることである。指示薬の読取りはこのプ
ローブによって自動的に行うことができ、またこのプロ
ーブは引張装置或いはスピンドルを用いて位置決めされ
る。
手方向軸線に対して約４５度に傾斜した１つ或いは複数
の鏡面、特にダイクロイックミラーを備えたプローブか
ら形成されていることである。指示薬の読取りはこのプ
ローブによって自動的に行うことができ、またこのプロ
ーブは引張装置或いはスピンドルを用いて位置決めされ
る。
【００２０】骨組織或いは関節部の測定のために、スチ
ールチューブ或いは壁内に多数の穴を備えたカニューレ
を使用できる。穴の中に配設されたセンサーまたは指示
薬も同様にカニューレ中に導入可能なプローブによって
読取ることができる。
ールチューブ或いは壁内に多数の穴を備えたカニューレ
を使用できる。穴の中に配設されたセンサーまたは指示
薬も同様にカニューレ中に導入可能なプローブによって
読取ることができる。
【００２１】有利な一実施形では、本発明のチューブの
少なくとも一部を透明に形成する。これによって組織観
察を実施し、チューブの外側でも存在する指示薬を光学
的に把握することができる。そのような組織中にある指
示薬例えば血色素（ヘモグロビン）筋肉色素（ミオグロ
ビン）或いは呼吸鎖の蛍光酵素ＮＡＤＨである。
少なくとも一部を透明に形成する。これによって組織観
察を実施し、チューブの外側でも存在する指示薬を光学
的に把握することができる。そのような組織中にある指
示薬例えば血色素（ヘモグロビン）筋肉色素（ミオグロ
ビン）或いは呼吸鎖の蛍光酵素ＮＡＤＨである。
【００２２】組織中に入れた光導体は光学励起ユニット
及び評価ユニットと直接接触しなければならないことは
なく、むしろこの発明によれば自体公知の、励起射線の
無接触接続と測定射線の捕捉のための装置で評価装置を
備えたものを設けることができる。
及び評価ユニットと直接接触しなければならないことは
なく、むしろこの発明によれば自体公知の、励起射線の
無接触接続と測定射線の捕捉のための装置で評価装置を
備えたものを設けることができる。
【００２３】移動する表面上の光学信号の無接触測定は
「Ｏｘｙｇｅｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｔｏ Ｔｉｓｓ
ｕｅ ＶＩＩＩ，Ｎ．０ｐｉｔｚ ｕｎｄ Ｄ．Ｗ．Ｌ
ｕｅｂｂｅｒｓ，Ａｄｖ．Ｅｘｐ．Ｍｅｄ．２００，３
６７−３７１，ＰｌｅｎｕｍＰｒｅｓｓ，１９８６」か
ら公知である。
「Ｏｘｙｇｅｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｔｏ Ｔｉｓｓ
ｕｅ ＶＩＩＩ，Ｎ．０ｐｉｔｚ ｕｎｄ Ｄ．Ｗ．Ｌ
ｕｅｂｂｅｒｓ，Ａｄｖ．Ｅｘｐ．Ｍｅｄ．２００，３
６７−３７１，ＰｌｅｎｕｍＰｒｅｓｓ，１９８６」か
ら公知である。
【００２４】人間の組織と動物の組織特に皮膚は光線に
対しては赤と赤外線の波長領域では比較的良好な透過性
であって、この発明によって励起射線と発光光線が約６
００ｎｍ〜１２００ｎｍの波長領域にある指示薬も使用
することができる。この場合センサーは外部で励起さ
れ、例えば皮膚表面上のセンサーまたはセンサー表面に
よって読取られる。
対しては赤と赤外線の波長領域では比較的良好な透過性
であって、この発明によって励起射線と発光光線が約６
００ｎｍ〜１２００ｎｍの波長領域にある指示薬も使用
することができる。この場合センサーは外部で励起さ
れ、例えば皮膚表面上のセンサーまたはセンサー表面に
よって読取られる。
【００２５】組織分析改善のために、チューブが少なく
とも部分的に測定されるべき試料物質を富化する材料か
ら形成するのが有利である。材料のシリコーンについて
は、例えばシリコーンがＣＯ２或いは麻酔ガスのような
各種の材料を富化する。これによりこれらの物質の僅か
な濃度も正確に測定することができる。
とも部分的に測定されるべき試料物質を富化する材料か
ら形成するのが有利である。材料のシリコーンについて
は、例えばシリコーンがＣＯ２或いは麻酔ガスのような
各種の材料を富化する。これによりこれらの物質の僅か
な濃度も正確に測定することができる。
【００２６】
【実施例】いくつかの実施例を示した図について更に詳
記する。図１には組織中の濃度分散の測定用センサー装
置を示してある。組織１中に導入可能な、薄い、生適性
のチューブ２（またはカニューレ）上に軸方向に伸びる
多数の領域３〜５があり、この領域に異なる光学特性を
有する指示薬を固定してある。チューブ２、例えば微量
透析チューブ自体が必要な硬さを有していない場合に
は、挿入後除去可能な中空針６を組織中に導入するため
に備えることができる。センサーのチューブ２は直接１
個の光源と検出機とに連結することができるか或いは図
１に示したように励起線８の無接触接続と測定線９の獲
得のための装置７を使用することができる。装置７の中
には光線原１０と検出機１１の他に励起線から測定線を
分離するためのビームスプリッター１２と検出機１１と
連結された評価装置１３を設けてある。この変形例の場
合には組織１の中にあるチューブ２の端部１４が反射蓋
１５を備えており、自由端１６は接続装置７の方に向け
てある。
記する。図１には組織中の濃度分散の測定用センサー装
置を示してある。組織１中に導入可能な、薄い、生適性
のチューブ２（またはカニューレ）上に軸方向に伸びる
多数の領域３〜５があり、この領域に異なる光学特性を
有する指示薬を固定してある。チューブ２、例えば微量
透析チューブ自体が必要な硬さを有していない場合に
は、挿入後除去可能な中空針６を組織中に導入するため
に備えることができる。センサーのチューブ２は直接１
個の光源と検出機とに連結することができるか或いは図
１に示したように励起線８の無接触接続と測定線９の獲
得のための装置７を使用することができる。装置７の中
には光線原１０と検出機１１の他に励起線から測定線を
分離するためのビームスプリッター１２と検出機１１と
連結された評価装置１３を設けてある。この変形例の場
合には組織１の中にあるチューブ２の端部１４が反射蓋
１５を備えており、自由端１６は接続装置７の方に向け
てある。
【００２７】図２に図１のセンサーの変形例を示してあ
る。この変形例ではチューブ２の自由端１６を中心に光
学式センサー１７が備えられている。平らな箔状の光学
式センサー１７は組織表面１８に沿って当接して配設さ
れており、ある種（例えば皮膚表面のＯ２濃度）の面濃
度を光学的に測定する。
る。この変形例ではチューブ２の自由端１６を中心に光
学式センサー１７が備えられている。平らな箔状の光学
式センサー１７は組織表面１８に沿って当接して配設さ
れており、ある種（例えば皮膚表面のＯ２濃度）の面濃
度を光学的に測定する。
【００２８】図３に変形例を示してある。即ち、チュー
ブ２は組織１を貫通しているので、励起線８の供給のた
めの端部１４と測定線９の捕捉のための他端１６が利用
できる。
ブ２は組織１を貫通しているので、励起線８の供給のた
めの端部１４と測定線９の捕捉のための他端１６が利用
できる。
【００２９】図４と５に専らチューブ壁２ａ中で行われ
る導光を示してある。指示薬はその際チューブ壁２ａ中
に組込まれていて、励起線８または測定線９を貫通して
いる（図４）か或いはチューブ壁２ａに載せてあり、励
起線８または測定線９を反射する（図５）。
る導光を示してある。指示薬はその際チューブ壁２ａ中
に組込まれていて、励起線８または測定線９を貫通して
いる（図４）か或いはチューブ壁２ａに載せてあり、励
起線８または測定線９を反射する（図５）。
【００３０】チューブ壁２ａとチューブ充填物２ｂの屈
折率の相互の一致によって、図６と７に示すように光を
主にチューブ充填物２ｂに入れることができる。領域３
の指示薬は再びチューブ壁２ａに組み込まれる（図６）
か或いはチューブ壁の表面に載せることができる（図
７）。
折率の相互の一致によって、図６と７に示すように光を
主にチューブ充填物２ｂに入れることができる。領域３
の指示薬は再びチューブ壁２ａに組み込まれる（図６）
か或いはチューブ壁の表面に載せることができる（図
７）。
【００３１】しかし光信号の伝達は図８から分かるよう
にやはりチューブ２に導入可能なプローブ１９を介して
行うことができる。指示薬の読取りのためにプローブ１
９上に前後に配設された多数のダイクロイックミラー２
０が設けられている。その際プローブ１９の位置に多数
の指示薬を同時に読取ることができる。
にやはりチューブ２に導入可能なプローブ１９を介して
行うことができる。指示薬の読取りのためにプローブ１
９上に前後に配設された多数のダイクロイックミラー２
０が設けられている。その際プローブ１９の位置に多数
の指示薬を同時に読取ることができる。
【００３２】骨組織中または関節部分での使用に、領域
３〜５中に指示薬を入れた穴を有する１本のカニューレ
を使用することもできる。
３〜５中に指示薬を入れた穴を有する１本のカニューレ
を使用することもできる。
【００３３】図９に示すように、指示薬の読取りも順に
行うことができる。その際プローブ１９上に只１個の鏡
面２１を設けてある。その場合鏡面２１はそれぞれ読み
取りすべき指示薬の範囲に位置きめする必要がある。デ
ータの伝達後プローブを軸方向に次の、別の指示薬を有
する領域３か４か５まで案内する。
行うことができる。その際プローブ１９上に只１個の鏡
面２１を設けてある。その場合鏡面２１はそれぞれ読み
取りすべき指示薬の範囲に位置きめする必要がある。デ
ータの伝達後プローブを軸方向に次の、別の指示薬を有
する領域３か４か５まで案内する。
【００３４】組織分析のために使用するだけでなく図示
のセンサー装置を他の技術または自然科学の応用分野、
例えばバイオリアクターの監視或いは河川等の水質の規
定のためにも有利に使用することができる。
のセンサー装置を他の技術または自然科学の応用分野、
例えばバイオリアクターの監視或いは河川等の水質の規
定のためにも有利に使用することができる。
【００３５】
【発明の効果】この発明の以上の構成により、人間或い
は動物等の組織の異種性を把握するために組織の数箇所
で同時に一定の種の局所濃度或いは異なる被分析体を連
続的に把握することができる。
は動物等の組織の異種性を把握するために組織の数箇所
で同時に一定の種の局所濃度或いは異なる被分析体を連
続的に把握することができる。
【図１】この発明のセンサー装置の図である。
【図２】この発明の他の実施例の図である。
【図３】この発明の他の実施例の図である。
【図４】この発明による信号伝達が異なる微量透析小チ
ューブの詳細図である。
ューブの詳細図である。
【図５】この発明による信号伝達が異なる微量透析小チ
ューブの詳細図である。
ューブの詳細図である。
【図６】この発明による信号伝達が異なる微量透析小チ
ューブの詳細図である。
ューブの詳細図である。
【図７】この発明による信号伝達が異なる微量透析小チ
ューブの詳細図である。
ューブの詳細図である。
【図８】この発明による信号伝達が異なる微量透析小チ
ューブの詳細図である。
ューブの詳細図である。
【図９】この発明による信号伝達が異なる微量透析小チ
ューブの詳細図である。
ューブの詳細図である。
１ 組織 ２ チューブ ３ 指示薬固定領域 ４ 指示薬固定領域 ５ 指示薬固定領域 ６ 中空針 ７ 励起光線接続装置 ８ 励起光線 ９ 測定光線 １０ 光線源 １１ 検出器 １２ ビームスプリッター １３ 評価装置 １４ ２の端部 １５ 反射蓋 １６ ７の自由端部 １７ 光学感知器 １８ 組織表面 １９ プローブ ２０ ダイクロイックミラー ２１ 鏡面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−161338（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−233456（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−98548（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−244322（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−261596（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−55312（ＪＰ，Ｕ)
Claims (16)
- 【請求項１】 チューブ壁と長手方向軸線とを有する薄
い生適性のあるチューブから成り、このチューブが人間
或いは動物の組織の中へ挿入可能である光学的なセンサ
ー装置において、 この生適性のあるチューブ（２）が単一の光導体として
作用し、またこのチューブ（２）が光学的に励起可能か
つ読取り可能な種々の指示薬を含む軸方向にずれて設け
られた幾つかの領域（３，４，５，・・）を有し、さら
にこれらの指示薬を励起しかつ読取るための手段を備え
ていることを特徴とするセンサー装置。 - 【請求項２】 チューブ壁と長手方向軸線とを有する薄
い生適性のあるチューブから成り、このチューブが人間
或いは動物の組織の中へ挿入可能である光学的なセンサ
ー装置において、 このチューブ（２）が液体、ゲル状或いは固体のチュー
ブ充填体（２ｂ）を備え、このチューブ壁（２ａ）の屈
折率がチューブ充填体（２ｂ）の屈折率より小さく、従
ってこのチューブ充填体（２ｂ）が単一の光導体として
作用し、また光学的に励起可能かつ読取り可能な種々の
指示薬を含む軸方向にずれて設けられた幾つかの領域
（３，４，５，・・）を有し、さらにこれらの指示薬を
励起しかつ読取るための手段を備えていることを特徴と
するセンサー装置。 - 【請求項３】 前記組織のパラメータがＯ２濃度または
Ｏ２分圧であることを特徴とする請求項１または２に記
載のセンサー装置。 - 【請求項４】 前記組織の少なくとも２つのパラメータ
がｐＯ２、ｐＣＯ２、ｐＨ群に属することを特徴とする
請求項１または２に記載のセンサー装置。 - 【請求項５】 前記生適性のあるチューブ（２）が微量
透析チューブであることを特徴とする請求項１または２
に記載のセンサー装置。 - 【請求項６】 前記指示薬が放光性指示薬であることを
特徴とする請求項１または２に記載のセンサー装置。 - 【請求項７】 前記チューブ（２）が中空針（６）によ
って包囲されており、この中空針（６）は、前記チュー
ブ（２）が人間或いは動物の組織（１）に挿入された後
に除去可能であることを特徴とする請求項１または２に
記載のセンサー装置。 - 【請求項８】 前記組織（１）の中にある前記生適性の
あるチューブ（２）の一端（１４）が鏡面であり、また
他端（１６）が励起射線の供給と測定射線の捕捉のため
に使用されていることを特徴とする請求項１または２に
記載のセンサー装置。 - 【請求項９】 前記生適性のあるチューブ（２）は前記
組織（１）を通し抜くことが可能であり、従って両端部
（１４，１６）が組織表面（１８）から突出し、その際
前記チューブの一方の端部が励起射線の供給のために、
そして他方の端部が測定射線の捕捉のために利用されて
いることを特徴とする請求項１または２に記載のセンサ
ー装置。 - 【請求項１０】 前記チューブ（２）の少なくとも１つ
の自由端が、特定の種の表面濃度を測定するために前記
組織表面に当接している箔状の光学式センサー（１８）
を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載
のセンサー装置。 - 【請求項１１】 前記チューブ（２）の長手方向軸線
（２２）に対して約４５゜に傾斜した少なくとも１つの
鏡面を備えたプローブ（１９）から成り、このプローブ
（１９）が軸方向で前記チューブの中に挿入可能である
ことを特徴とする請求項１または２に記載のセンサー装
置。 - 【請求項１２】 各々の前記鏡面がダイクロイックミラ
ーであることを特徴とする請求項１１に記載のセンサー
装置。 - 【請求項１３】 前記生適性のあるチューブ（２）が少
なくとも１つの領域で透明にされていることを特徴とす
る請求項１または２に記載のセンサー装置。 - 【請求項１４】 無接触で前記チューブ（２）へ励起射
線の供給と測定射線の捕捉のための手段を備え、この手
段が評価装置を有することを特徴とする請求項１または
２に記載のセンサー装置。 - 【請求項１５】 励起射線と発光光線とが約６００ｎｍ
〜１２００ｎｍの波長を有する指示薬から構成されるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載のセンサー装
置。 - 【請求項１６】 前記生適性のあるチューブが少なくと
も部分的に測定されるべき試料物質を富化する材料から
形成されていることを特徴とする請求項１または２に記
載のセンサー装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT0191492A AT397458B (de) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | Sensoranordnung |
| AT1914/92 | 1992-09-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06261890A JPH06261890A (ja) | 1994-09-20 |
| JP2583730B2 true JP2583730B2 (ja) | 1997-02-19 |
Family
ID=3523750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5192472A Expired - Fee Related JP2583730B2 (ja) | 1992-09-25 | 1993-08-03 | センサー装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5353792A (ja) |
| EP (1) | EP0589862B1 (ja) |
| JP (1) | JP2583730B2 (ja) |
| AT (1) | AT397458B (ja) |
| DE (1) | DE59304596D1 (ja) |
Families Citing this family (76)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2725356B1 (fr) * | 1994-10-06 | 1997-04-18 | Univ Henri Poincare Nancy I | Dispositif de mesure conjointe du debit sanguin tissulaire et de la composition du liquide extra-cellulaire |
| US5586553A (en) * | 1995-02-16 | 1996-12-24 | Minimed Inc. | Transcutaneous sensor insertion set |
| US5995860A (en) * | 1995-07-06 | 1999-11-30 | Thomas Jefferson University | Implantable sensor and system for measurement and control of blood constituent levels |
| CA2259254C (en) * | 1996-07-08 | 2008-02-19 | Animas Corporation | Implantable sensor and system for in vivo measurement and control of fluid constituent levels |
| US5830138A (en) * | 1996-12-16 | 1998-11-03 | Trustees Of The University Of Pennsylvania | Intravascular catheter probe for clinical oxygen, pH and CO2 measurement |
| ATE278352T1 (de) | 1997-08-09 | 2004-10-15 | Roche Diagnostics Gmbh | Analysevorrichtung zur in-vivo-analyse im körper eines patienten |
| DE19734618A1 (de) * | 1997-08-09 | 1999-02-11 | Boehringer Mannheim Gmbh | Analysevorrichtung zur in vivo-Analyse im Körper eines Patienten |
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| DE60228755D1 (de) * | 2001-12-17 | 2008-10-16 | Danfoss As | Verfahren und vorrichtung zur überwachung der analytkonzentration durch optischen nachweis |
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| GB0230325D0 (en) * | 2002-12-31 | 2003-02-05 | Diametrics Medical Ltd | Improvements in or relating to sensors for use in dense tissue |
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| WO2005063115A1 (en) * | 2003-12-22 | 2005-07-14 | Hadvary Paul | Dermallly affixed sensor device |
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