JP3220154B2 - 生体液の分析用校正液およびその使用方法 - Google Patents
生体液の分析用校正液およびその使用方法Info
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- 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
- A61B5/1468—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 chemical or electrochemical methods, e.g. by polarographic means
- A61B5/1486—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 chemical or electrochemical methods, e.g. by polarographic means using enzyme electrodes, e.g. with immobilised oxidase
-
- A—HUMAN NECESSITIES
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- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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-
- A—HUMAN NECESSITIES
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-
- G—PHYSICS
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-
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Description
【発明の詳細な説明】 本出願は米国特許出願番号第07/937,980号（1992年８
月28日出願、現在審査中）の一部継続出願である。
月28日出願、現在審査中）の一部継続出願である。
本発明は体液（通例注入液と共に）の診察用試験に関
する。独特の一態様において、本発明は、自動化された
臨床モニターで使用される低コストの、使い捨ての、セ
ンサーアセンブリーに役立つ校正液に関する。
する。独特の一態様において、本発明は、自動化された
臨床モニターで使用される低コストの、使い捨ての、セ
ンサーアセンブリーに役立つ校正液に関する。
発明の背景 低コストの、使い捨ての、電気化学的電極アセンブリ
ーは、病院の患者看護において一般に使用される注入液
送達システムの部品として特別の効用を有する。そのよ
うなシステムは栄養物、薬剤などを最大の効果を得るよ
うに制御された速度でかつ精密な量で直接患者へ注入す
る。注入液送達システムは静脈内（IV）ポート（注入
口）で患者に接続され、そのポート内で中空の針／カテ
ーテルの組み合わせが患者の血管中に挿入されてから、
その後注入液が、通例ぜん動ポンプを使用して、制御さ
れた速度で血管内へ導入される。この種の注入液送達シ
ステムに結合される血液化学監視システムはIVポートを
使って定期的に血液試料を採取し、血液イオン濃度など
の測定をなし、それから血液を捨てるかまたはそれを患
者に再注入する。このシステムはそれから注入液の送達
を再開する。
ーは、病院の患者看護において一般に使用される注入液
送達システムの部品として特別の効用を有する。そのよ
うなシステムは栄養物、薬剤などを最大の効果を得るよ
うに制御された速度でかつ精密な量で直接患者へ注入す
る。注入液送達システムは静脈内（IV）ポート（注入
口）で患者に接続され、そのポート内で中空の針／カテ
ーテルの組み合わせが患者の血管中に挿入されてから、
その後注入液が、通例ぜん動ポンプを使用して、制御さ
れた速度で血管内へ導入される。この種の注入液送達シ
ステムに結合される血液化学監視システムはIVポートを
使って定期的に血液試料を採取し、血液イオン濃度など
の測定をなし、それから血液を捨てるかまたはそれを患
者に再注入する。このシステムはそれから注入液の送達
を再開する。
そのように組み合わされた注入液送達システムと血液
化学監視システムは注入管およびカテーテルを含み、そ
れらを通って注入液が患者に供給されかつ血液試料が採
取される。注入管は電気化学センサーを有する電極アセ
ンブリーに結合しており、前記センサーは定期的に血液
試料にさらされ、それにより電気信号をアナライザーへ
供給して対応する血液化学データに変換する。制御ユニ
ットが定期的に注入液の送達を短期間停止させ、その時
間に血液試料が患者から注入管の中へ引き抜かれて電極
アセンブリーへ送られ、次にそれは電気信号を発生す
る。それらの電気信号がアナライザーにより受理された
後、制御ユニットは血液を捨てるかまたは血液試料を患
者に再注入し、そして注入液の流れが再び始められる。
化学監視システムは注入管およびカテーテルを含み、そ
れらを通って注入液が患者に供給されかつ血液試料が採
取される。注入管は電気化学センサーを有する電極アセ
ンブリーに結合しており、前記センサーは定期的に血液
試料にさらされ、それにより電気信号をアナライザーへ
供給して対応する血液化学データに変換する。制御ユニ
ットが定期的に注入液の送達を短期間停止させ、その時
間に血液試料が患者から注入管の中へ引き抜かれて電極
アセンブリーへ送られ、次にそれは電気信号を発生す
る。それらの電気信号がアナライザーにより受理された
後、制御ユニットは血液を捨てるかまたは血液試料を患
者に再注入し、そして注入液の流れが再び始められる。
電極アセンブリーは通例として、その他のいろいろな
種類の電気化学センサーの中で、参照電極および複数の
感知電極（センサー）を含み、後者はそれぞれ特定のイ
オンまたは関心のある化学種に対して敏感である。これ
らの電極のすべては通例として電極アセンブリーの基盤
に埋め込まれている。例えば、イオン感知電極（ISE）
は、それに対して電極が敏感である特定のイオンとの接
触に応じてのみ信号を発するので、従って血液中のその
イオンの量を選択的に測定する。この種の感知電極は、
例えば、血液のカルシウム、水素イオン、塩化物、カリ
ウム、およびナトリウムイオンを測定することができ
る。示差測定システムにおいては、参照電極は他の一つ
のイオン選択電極（例えば、塩化物またはナトリウム電
極）であって、そして校正液または対照液に連続的にさ
らされていることになろう。その代わりに、非示差測定
システムにおいては、慣用の参照電極（それは対照液に
または被検体にさらされる時固定した電位を維持する）
が必要である。
種類の電気化学センサーの中で、参照電極および複数の
感知電極（センサー）を含み、後者はそれぞれ特定のイ
オンまたは関心のある化学種に対して敏感である。これ
らの電極のすべては通例として電極アセンブリーの基盤
に埋め込まれている。例えば、イオン感知電極（ISE）
は、それに対して電極が敏感である特定のイオンとの接
触に応じてのみ信号を発するので、従って血液中のその
イオンの量を選択的に測定する。この種の感知電極は、
例えば、血液のカルシウム、水素イオン、塩化物、カリ
ウム、およびナトリウムイオンを測定することができ
る。示差測定システムにおいては、参照電極は他の一つ
のイオン選択電極（例えば、塩化物またはナトリウム電
極）であって、そして校正液または対照液に連続的にさ
らされていることになろう。その代わりに、非示差測定
システムにおいては、慣用の参照電極（それは対照液に
または被検体にさらされる時固定した電位を維持する）
が必要である。
示差測定システムにおいては、校正液の送達の間に、
校正液は参照電極および感知電極の両者を通ってなが
れ、そして参照電極と各感知電極との間の電位差が測定
される。これは電極アセンブリーの校正測定を与える。
それに続く血液化学測定の間に、血液試料が電極アセン
ブリーのなかに引き込まれて、そこでそれは感知電極と
接触するが、参照電極とはしない。参照電極と各感知電
極との間の電位差が再び測定され、そして前の校正測定
と比較されて、感知電極がそれに対して敏感な特定のイ
オンの血液中におけるイオン濃度の指示を与える。測定
が完了した後、血液試料は捨てられるかまたは電極アセ
ンブリーから患者へ再注入して戻され、そして注入液の
送達が再び始められる。
校正液は参照電極および感知電極の両者を通ってなが
れ、そして参照電極と各感知電極との間の電位差が測定
される。これは電極アセンブリーの校正測定を与える。
それに続く血液化学測定の間に、血液試料が電極アセン
ブリーのなかに引き込まれて、そこでそれは感知電極と
接触するが、参照電極とはしない。参照電極と各感知電
極との間の電位差が再び測定され、そして前の校正測定
と比較されて、感知電極がそれに対して敏感な特定のイ
オンの血液中におけるイオン濃度の指示を与える。測定
が完了した後、血液試料は捨てられるかまたは電極アセ
ンブリーから患者へ再注入して戻され、そして注入液の
送達が再び始められる。
現在使用されている臨床診断用の電気化学センサーは
三つの種類、電位差式、電流式、および交流インピーダ
ンス式、に分けることができる。例えば、ヘマトクリッ
ト（Hct）、これは血液中の赤血球の体積百分率として
定義されるが、は一対の金属電極による血液の交流イン
ピーダンス、通例１キロヘルツ（kHz）で、測定するこ
とにより決定することができる。
三つの種類、電位差式、電流式、および交流インピーダ
ンス式、に分けることができる。例えば、ヘマトクリッ
ト（Hct）、これは血液中の赤血球の体積百分率として
定義されるが、は一対の金属電極による血液の交流イン
ピーダンス、通例１キロヘルツ（kHz）で、測定するこ
とにより決定することができる。
電流センサーは、関心ある特定の成分の濃度を電流出
力に関連づける。代表的には、酸素分圧（pO2）および
グルコース（Glu）が電流センサーにより測定される。
酸素センサーアセンブリーは通常貴金属（例えば、白金
または金）作用電極と適当な対電極（例えば、銀／塩化
銀）から成る。酸素を透過するが、液体を透過させな
い、膜が通常センサーアセンブリーの上に被せられてい
て、汚染を避けるために内部の電解質から試料を分離す
る。このセンサーは作用電極における次の反応式に従う
酸素還元の限界電流を測定する。
力に関連づける。代表的には、酸素分圧（pO2）および
グルコース（Glu）が電流センサーにより測定される。
酸素センサーアセンブリーは通常貴金属（例えば、白金
または金）作用電極と適当な対電極（例えば、銀／塩化
銀）から成る。酸素を透過するが、液体を透過させな
い、膜が通常センサーアセンブリーの上に被せられてい
て、汚染を避けるために内部の電解質から試料を分離す
る。このセンサーは作用電極における次の反応式に従う
酸素還元の限界電流を測定する。
これは約700mVのバイアス電圧を作用電極（陰）と対
電極（陽）の間にかけることにより達成される。これは
またクラーク（Clark）電極としても知られている。こ
れら二つの電極の間を通る電流は試料中のpO2レベルに
比例する。
電極（陽）の間にかけることにより達成される。これは
またクラーク（Clark）電極としても知られている。こ
れら二つの電極の間を通る電流は試料中のpO2レベルに
比例する。
グルコースセンサーは構造において酸素センサーに非
常に良く似ている。その違いは、固定化グルコースオキ
シダーゼを含む親水性膜が疎水性酸素膜の代わりに使用
される点である。グルコースオキシダーゼ（GOD）の存
在で、次の反応が起こる。
常に良く似ている。その違いは、固定化グルコースオキ
シダーゼを含む親水性膜が疎水性酸素膜の代わりに使用
される点である。グルコースオキシダーゼ（GOD）の存
在で、次の反応が起こる。
この場合に、グルコース濃度は作用電極に約700mVに
より陽極または陰極のいずれかの極性を与えて過酸化水
素の酸化または酸素の還元の速度をそれぞれ測定するこ
とにより決定されることができる。
より陽極または陰極のいずれかの極性を与えて過酸化水
素の酸化または酸素の還元の速度をそれぞれ測定するこ
とにより決定されることができる。
電位差計センサーは問題の種に関する電圧変化を与え
る。イオン種、例えば、水素イオン（H+）、ナトリウム
（Na+）、カリウム（K+）、イオン化カルシウム（C
a++）および塩化物（Cl-）、は電位差計センサーの代表
級の、イオン選択電極（ISE）により共通に測定され
る。一般に使用されるCO2センサー、それよりもセバリ
ングハウス（Severinghaus）電極としてよく知られてい
るもの、もまた電位差計センサー（そして、事実上、本
質的に一部変形したpHセンサー）である。通例として、
それはpH電極と参照電極とから成り、そして前記両電極
ともシリコーンのような疎水性（気体透過性−液体不透
過性）の膜により被覆されている。疎水性膜とpHセンサ
ー膜の間に弱く緩衝された内部電解質（例えば、0.001M
NaHCO3）の薄い層がある。試料の中の二酸化炭素は結
局内部電解質との平衡に達して、次の反応式の結果のよ
うにpHシフトを生じる。
る。イオン種、例えば、水素イオン（H+）、ナトリウム
（Na+）、カリウム（K+）、イオン化カルシウム（C
a++）および塩化物（Cl-）、は電位差計センサーの代表
級の、イオン選択電極（ISE）により共通に測定され
る。一般に使用されるCO2センサー、それよりもセバリ
ングハウス（Severinghaus）電極としてよく知られてい
るもの、もまた電位差計センサー（そして、事実上、本
質的に一部変形したpHセンサー）である。通例として、
それはpH電極と参照電極とから成り、そして前記両電極
ともシリコーンのような疎水性（気体透過性−液体不透
過性）の膜により被覆されている。疎水性膜とpHセンサ
ー膜の間に弱く緩衝された内部電解質（例えば、0.001M
NaHCO3）の薄い層がある。試料の中の二酸化炭素は結
局内部電解質との平衡に達して、次の反応式の結果のよ
うにpHシフトを生じる。
その結果生ずるpHシフトはその時pH電極により測定さ
れる。従って、試料内のCO2分圧（pCO2）とそのpHの間
に直接的関係がある。
れる。従って、試料内のCO2分圧（pCO2）とそのpHの間
に直接的関係がある。
上記のセンサーのいずれによっても得られた測定の精
度はドリフトにより、特に全血液のような生体液にさら
された後に、不利な影響を受けることがあり得る。それ
故、頻繁な校正が必要となる。これは特にガスについ
て、例えばpO2とpCO2について事実である。それは膜の
ガス輸送特性におけるすべての変化がセンサーの出力に
影響することになり得るからである。このために、多数
の校正液が通常必要とされる。これは、ある一つのセン
サーを特徴づけるために少なくとも二つの異なる校正濃
度水準が通常要求されるからである。マルチパラメータ
ーシステムについては、化学的不和合性および長期の安
定性のような事柄のために同じ二つの液を使用して全て
のセンサーを校正することは時には不可能である。その
上、pCO2とpO2を望みの校正水準に一定に保つことは技
術的に非常に難しいので、大抵の慣用の血液化学アナラ
イザーは校正の要求をまさに満足させるために二本のガ
スシリンダーと数本の試薬瓶を備えている。これはその
システムをかさばらし、そして使い難くする。
度はドリフトにより、特に全血液のような生体液にさら
された後に、不利な影響を受けることがあり得る。それ
故、頻繁な校正が必要となる。これは特にガスについ
て、例えばpO2とpCO2について事実である。それは膜の
ガス輸送特性におけるすべての変化がセンサーの出力に
影響することになり得るからである。このために、多数
の校正液が通常必要とされる。これは、ある一つのセン
サーを特徴づけるために少なくとも二つの異なる校正濃
度水準が通常要求されるからである。マルチパラメータ
ーシステムについては、化学的不和合性および長期の安
定性のような事柄のために同じ二つの液を使用して全て
のセンサーを校正することは時には不可能である。その
上、pCO2とpO2を望みの校正水準に一定に保つことは技
術的に非常に難しいので、大抵の慣用の血液化学アナラ
イザーは校正の要求をまさに満足させるために二本のガ
スシリンダーと数本の試薬瓶を備えている。これはその
システムをかさばらし、そして使い難くする。
Burleighによる記載（米国特許第4,734,184号）のよ
うに、予めトノメーターで計られた校正液を、部分的真
空下にアルミニウム箔のポウチ（小袋）の中に封入充填
して校正剤とする試みがなされた。この試みは実質的に
大きさを減じ、そして血液化学アナライザーの携帯性を
改良した。しかし、ポウチの内容物は、一度ポウチが開
封されれば寿命を限られる。
うに、予めトノメーターで計られた校正液を、部分的真
空下にアルミニウム箔のポウチ（小袋）の中に封入充填
して校正剤とする試みがなされた。この試みは実質的に
大きさを減じ、そして血液化学アナライザーの携帯性を
改良した。しかし、ポウチの内容物は、一度ポウチが開
封されれば寿命を限られる。
現在の傾向はベンチ・トップ・アナライザーからベッ
ドサイド分析システムの使用の方向へ移り去ろうとして
いる。さらに、患者から試料を取る代わりに、センサー
は小型化されて血管内に挿入されるか（生体内）または
現存する血管のアクセスポート（入口）の患者側の端に
接続された流通セルの部分として造られて（生体外）、
血液の化学を連続的にモニターする。
ドサイド分析システムの使用の方向へ移り去ろうとして
いる。さらに、患者から試料を取る代わりに、センサー
は小型化されて血管内に挿入されるか（生体内）または
現存する血管のアクセスポート（入口）の患者側の端に
接続された流通セルの部分として造られて（生体外）、
血液の化学を連続的にモニターする。
生体内の処置方法は干渉なしに連続的な結果を与える
ので概念的にはより多くの魅力がある。しかし、それは
実際に遂行することが格段に大変難しい。その主なる障
害は、勿論、血餅形成の問題である。血液適合性は従来
常に挑戦課題であった。たとい手に持って短期間に解決
しようとしても、一度センサーが血液流の中に置かれる
と、繰り返しての校正は非常に難しくなる。
ので概念的にはより多くの魅力がある。しかし、それは
実際に遂行することが格段に大変難しい。その主なる障
害は、勿論、血餅形成の問題である。血液適合性は従来
常に挑戦課題であった。たとい手に持って短期間に解決
しようとしても、一度センサーが血液流の中に置かれる
と、繰り返しての校正は非常に難しくなる。
生体外の処置方法は、始めにParker（米国特許第4,57
3,968号）により記載の方法であり、制御ユニットを使
用して定期的に少量の血液を引き抜いて読みが望ましい
ときセンサー（それは並列の流通セルの中に組み込まれ
ている）に接触させる。一回の測定がなされた後、制御
ユニットは生理的食塩水を血管内へ再び送り始める。結
果として、引き抜かれた血液は患者の体内へ流し戻さ
れ、そしてセンサーは洗浄される。Kater（米国特許第
4,535,786号）は静脈内（I.V.）注射できる食塩溶液を
使用して生体液内のイオン種を校正する方法を開示して
いる。しかし、Katerは、本発明により意図されるよう
な、グルコース、pO2、およびpCO2のような種の校正を
述べていない。
3,968号）により記載の方法であり、制御ユニットを使
用して定期的に少量の血液を引き抜いて読みが望ましい
ときセンサー（それは並列の流通セルの中に組み込まれ
ている）に接触させる。一回の測定がなされた後、制御
ユニットは生理的食塩水を血管内へ再び送り始める。結
果として、引き抜かれた血液は患者の体内へ流し戻さ
れ、そしてセンサーは洗浄される。Kater（米国特許第
4,535,786号）は静脈内（I.V.）注射できる食塩溶液を
使用して生体液内のイオン種を校正する方法を開示して
いる。しかし、Katerは、本発明により意図されるよう
な、グルコース、pO2、およびpCO2のような種の校正を
述べていない。
前述のように、すべての血液化学センサーは測定の精
度を維持するためにしばしば校正を必要とする。マルチ
パラメーター式ベンチトップアナライザーシステムにお
いては、この仕事を達成するためにしばしば一つより多
くの校正液（および／またはガス）を必要とする。生体
外血液化学モニターにおいては、全てのセンサーのため
に単独の校正液を使用すること、およびそれらのセンサ
ーを洗浄すること格段に望ましい。マルチパラメーター
式生体外システム、例えばVIA1−01 Blood Chemistry
Monitor（Via Medical Corporation,San Diego,CA
より入手できる）、すなわち、Na+,K+,Ca++,Mg++,pH,pC
O2,pO2,グルコース，ラクテートおよびヘマトクリット
の一種または数種を測定するシステム、において、この
要求は非常に過酷である。
度を維持するためにしばしば校正を必要とする。マルチ
パラメーター式ベンチトップアナライザーシステムにお
いては、この仕事を達成するためにしばしば一つより多
くの校正液（および／またはガス）を必要とする。生体
外血液化学モニターにおいては、全てのセンサーのため
に単独の校正液を使用すること、およびそれらのセンサ
ーを洗浄すること格段に望ましい。マルチパラメーター
式生体外システム、例えばVIA1−01 Blood Chemistry
Monitor（Via Medical Corporation,San Diego,CA
より入手できる）、すなわち、Na+,K+,Ca++,Mg++,pH,pC
O2,pO2,グルコース，ラクテートおよびヘマトクリット
の一種または数種を測定するシステム、において、この
要求は非常に過酷である。
特に、pHとpCO2の校正は困難な課題として残る。水溶
液中では、これら二つのパラメーターは次の反応式によ
り相互に関連する。
液中では、これら二つのパラメーターは次の反応式によ
り相互に関連する。
37℃おいて、単純な重炭酸塩を含む溶液中のpHは、 6.10＋log｛［HCO3 -］/0.0301pCO2｝ にひとしい。
動脈の血液内の正常なpCO2は約40mmHgであるが、大気
は0.2−0.5mmHgのCO2を含むから、大気のCO2濃度は余り
にも低いばかりでなく、それはまた校正点として役立つ
ためには余りにも変化し易い。従って、外部のCO2源が
要求される。通常、当業界で使用される方法は、その溶
液を既知のCO2を含むガスと共にトノメーターで計り、
次にそのガス平衡に達した溶液を密封容器の中に包むこ
とである。これは慣用のかかる方法であるばかりか、注
入できる溶液としてのその安全性を証明するためにかな
りの努力を要求する。
は0.2−0.5mmHgのCO2を含むから、大気のCO2濃度は余り
にも低いばかりでなく、それはまた校正点として役立つ
ためには余りにも変化し易い。従って、外部のCO2源が
要求される。通常、当業界で使用される方法は、その溶
液を既知のCO2を含むガスと共にトノメーターで計り、
次にそのガス平衡に達した溶液を密封容器の中に包むこ
とである。これは慣用のかかる方法であるばかりか、注
入できる溶液としてのその安全性を証明するためにかな
りの努力を要求する。
米国特許第4,736,748号（Nakamura）は、Na+,K+,C
a++,グルコースおよびヘマトクリットについての同時校
正を、それに添加されたグルコースを含むリンゲルラク
タート（Ringer's Lactate）により実施できることを
示唆するけれども、そのような溶液はよく決まったpH値
またはpO2値を有しないし、また本質的にCO2を含まない
ので、pH,pCO2および／またはpO2の校正のために使用さ
れることはどうしてもできなかった。確かに、ラクター
ト化リンゲル液（Lactated Ringer's solution）の中
に溶解した酸素の量は（Nakamuraが監視を意図していな
い周囲温度および気圧計圧−−のパラメーターの関数で
あるから）固定されないので、前記引用文献はラクター
ト化リンゲル液を如何にして酸素校正剤として使用する
かを教示しない。その上、生理的食塩水内の酸素分圧は
血液内のそれよりも実質的に高い。いかなる種類のセン
サーが使用されるかに係わらず、校正液が生理的水準に
比較的近い酸素水準を有することは望ましいことであっ
たろう。さらにまた、Nakamuraはヘマトクリット水準の
測定を全く言及していない。
a++,グルコースおよびヘマトクリットについての同時校
正を、それに添加されたグルコースを含むリンゲルラク
タート（Ringer's Lactate）により実施できることを
示唆するけれども、そのような溶液はよく決まったpH値
またはpO2値を有しないし、また本質的にCO2を含まない
ので、pH,pCO2および／またはpO2の校正のために使用さ
れることはどうしてもできなかった。確かに、ラクター
ト化リンゲル液（Lactated Ringer's solution）の中
に溶解した酸素の量は（Nakamuraが監視を意図していな
い周囲温度および気圧計圧−−のパラメーターの関数で
あるから）固定されないので、前記引用文献はラクター
ト化リンゲル液を如何にして酸素校正剤として使用する
かを教示しない。その上、生理的食塩水内の酸素分圧は
血液内のそれよりも実質的に高い。いかなる種類のセン
サーが使用されるかに係わらず、校正液が生理的水準に
比較的近い酸素水準を有することは望ましいことであっ
たろう。さらにまた、Nakamuraはヘマトクリット水準の
測定を全く言及していない。
Burleigh（前記引用特許）はCO2の校正のため使用で
きる溶液を記載しているが、この引用文献は注入できる
校正剤の使用を意図していないし、まして実質的に緩衝
されていない。注入できる校正剤も意図しない。確か
に、BurleighのCO2校正液は注入のために許容されない
だろう。本発明の実施とは対照的に、試料分析の後に、
Burleighは分析された液を廃物溜め容器の中へ向けて送
る。本発明に従えば、甚だ異なる分析システムが意図さ
れており、そこでは被検者から採取された試料は分析の
後に再使用される。従って、当業界において教えられて
いるものに比較して異なる校正液が本発明の実施のため
に要求される。Burleighは実質的に緩衝されていない、
注入できる校正剤を意図していないから、前記引用文献
は、ここで意図されているような、結合された注入液送
達／血液化学測定システムと共に使用するために適当な
校正液に関する指針を与えない。
きる溶液を記載しているが、この引用文献は注入できる
校正剤の使用を意図していないし、まして実質的に緩衝
されていない。注入できる校正剤も意図しない。確か
に、BurleighのCO2校正液は注入のために許容されない
だろう。本発明の実施とは対照的に、試料分析の後に、
Burleighは分析された液を廃物溜め容器の中へ向けて送
る。本発明に従えば、甚だ異なる分析システムが意図さ
れており、そこでは被検者から採取された試料は分析の
後に再使用される。従って、当業界において教えられて
いるものに比較して異なる校正液が本発明の実施のため
に要求される。Burleighは実質的に緩衝されていない、
注入できる校正剤を意図していないから、前記引用文献
は、ここで意図されているような、結合された注入液送
達／血液化学測定システムと共に使用するために適当な
校正液に関する指針を与えない。
Soneらの米国特許第5,132,000号（1992）は、CO2を含
む溶液の校正のために使用できる溶液を記載している点
でBurleighと似ている。しかし、この文献は注入できる
校正剤の使用を意図していない。Burleighと同様にSone
の校正液は注入のため許容されないだろう。Soneの教示
に従う分析に成功するには強力なpH緩衝液の使用が必要
である。Soneにより要求される緩衝の水準とイオン強度
は明らかにそのような溶液の注入を不許可にする。
む溶液の校正のために使用できる溶液を記載している点
でBurleighと似ている。しかし、この文献は注入できる
校正剤の使用を意図していない。Burleighと同様にSone
の校正液は注入のため許容されないだろう。Soneの教示
に従う分析に成功するには強力なpH緩衝液の使用が必要
である。Soneにより要求される緩衝の水準とイオン強度
は明らかにそのような溶液の注入を不許可にする。
上記の議論から、例えば、結合した注入液送達／血液
化学測定システムであって、正確なかつ信頼できる血液
化学の測定を可能にする。多重校正および／または参照
溶液の必要を避ける、そして「在庫があってすぐ手に入
る」項目として患者の使用のため容易に入手できる注射
用媒体を混合することにより比較的容易に調製できる前
記のシステムにおいて役立つ校正液の需要があることは
明らかでなければならない。
化学測定システムであって、正確なかつ信頼できる血液
化学の測定を可能にする。多重校正および／または参照
溶液の必要を避ける、そして「在庫があってすぐ手に入
る」項目として患者の使用のため容易に入手できる注射
用媒体を混合することにより比較的容易に調製できる前
記のシステムにおいて役立つ校正液の需要があることは
明らかでなければならない。
発明の簡単な説明 本発明によって、生体液内のCO2分圧（pCO2）、およ
び任意に、O2分圧（pO2）を定量する方法が提供され
る。その上、pCO2の、および任意に、pO2の検知のため
使用されるセンサーを校正する方法が提供される。さら
に、前記の方法において使用するために適する校正液が
提供される。本発明の実施において使用される現在特に
望ましい校正液は、二酸化炭素（および任意に、酸素）
の分圧に加えて、ナトリウムイオン濃度、カリウムイオ
ン濃度、カルシウムイオン濃度、マグネシウムイオン濃
度、水素イオン濃度、グルコース濃度、ラクテート濃
度、塩化物濃度、およびヘマトクリットレベルの一種ま
たは数種の本質的な同時測定に使用されるシステムの校
正のために必要な成分を含む。
び任意に、O2分圧（pO2）を定量する方法が提供され
る。その上、pCO2の、および任意に、pO2の検知のため
使用されるセンサーを校正する方法が提供される。さら
に、前記の方法において使用するために適する校正液が
提供される。本発明の実施において使用される現在特に
望ましい校正液は、二酸化炭素（および任意に、酸素）
の分圧に加えて、ナトリウムイオン濃度、カリウムイオ
ン濃度、カルシウムイオン濃度、マグネシウムイオン濃
度、水素イオン濃度、グルコース濃度、ラクテート濃
度、塩化物濃度、およびヘマトクリットレベルの一種ま
たは数種の本質的な同時測定に使用されるシステムの校
正のために必要な成分を含む。
本発明は注入可能な校正液を調製する簡単な手段を提
供し、それにより多種多様の校正液の必要を除き、かつ
血液化学分析の測定精度を向上する。その上、本発明は
上記の注入可能な校正液を使用する改良された定量法を
提供する。
供し、それにより多種多様の校正液の必要を除き、かつ
血液化学分析の測定精度を向上する。その上、本発明は
上記の注入可能な校正液を使用する改良された定量法を
提供する。
本発明の他の特徴と利点は次の詳細な説明から明らか
になるべきであって、それは、例により、本発明の原理
を説明するものである。
になるべきであって、それは、例により、本発明の原理
を説明するものである。
図面の簡単な説明 図１は本発明の実施において有用な注入液送達と血液
化学分析の組み合わせシステムの略図である。
化学分析の組み合わせシステムの略図である。
図２は本発明の実施において有用な参照／感知電極ア
センブリーの平面図である。
センブリーの平面図である。
発明の詳細な説明 本発明によって、生体液内のCO2分圧（pCO2）、およ
び任意に、O2分圧（pO2）を定量する方法が提供される
が、前記の方法は、 液体通路および前記液体通路に露出されたpCO2のため
のセンサー、および任意にpO2のためのセンサー、およ
び 生体液および／または校正剤を前記センサーの上を通
過させる手段 を有するアセンブリーを、 塩化ナトリウムを含む生理的食塩水、および約１より
100mmHgの範囲内の安定したCO2分圧、および任意に約０
より200mmHgの範囲内の安定したO2分圧を与えるために
有効な量の適当な二酸化炭素源 から成る注入媒体／校正剤と接触させて、前記のCO2セ
ンサー（および任意に、前記のpO2センサー）を校正す
ること、およびその後、 前記のアセンブリーを前記の生体液と接触させて、前
記の生体液内のCO2分圧（および任意のO2分圧）を測定
すること、 から成る。
び任意に、O2分圧（pO2）を定量する方法が提供される
が、前記の方法は、 液体通路および前記液体通路に露出されたpCO2のため
のセンサー、および任意にpO2のためのセンサー、およ
び 生体液および／または校正剤を前記センサーの上を通
過させる手段 を有するアセンブリーを、 塩化ナトリウムを含む生理的食塩水、および約１より
100mmHgの範囲内の安定したCO2分圧、および任意に約０
より200mmHgの範囲内の安定したO2分圧を与えるために
有効な量の適当な二酸化炭素源 から成る注入媒体／校正剤と接触させて、前記のCO2セ
ンサー（および任意に、前記のpO2センサー）を校正す
ること、およびその後、 前記のアセンブリーを前記の生体液と接触させて、前
記の生体液内のCO2分圧（および任意のO2分圧）を測定
すること、 から成る。
本発明に従う分析のために意図されている生体液は全
血液、血漿、血清、尿、透析物などを含む。
血液、血漿、血清、尿、透析物などを含む。
本発明の実施において使用のため意図されている「適
当な二酸化炭素源」は、注入可能な食塩水の中に導入さ
れた時に二酸化炭素を生成する化合物である。適当な二
酸化炭素源の例に含まれるものは炭酸ナトリウム、重炭
酸ナトリウム、炭酸カルシウム、アルコルビン酸、アス
コルビン酸塩、およびそれらの誘導体、例えば、米国特
許第5,194,445号（引用によりここに編入される）にお
いてSatohらにより記述されたアルコルビン酸誘導体な
どである。
当な二酸化炭素源」は、注入可能な食塩水の中に導入さ
れた時に二酸化炭素を生成する化合物である。適当な二
酸化炭素源の例に含まれるものは炭酸ナトリウム、重炭
酸ナトリウム、炭酸カルシウム、アルコルビン酸、アス
コルビン酸塩、およびそれらの誘導体、例えば、米国特
許第5,194,445号（引用によりここに編入される）にお
いてSatohらにより記述されたアルコルビン酸誘導体な
どである。
本発明の実施において使用を意図されてるセンサーア
センブリーに含まれるものは内在の（すなわち、静脈内
の）カテーテルに基づく光フアイバー血液ガスセンサー
（例えば、Puritan−Benettより発売のOptex,Biomedica
l Sensors、など）、生体外の血液ガスセンサー（例え
ば、3M/CDIから発売のBiomedical Sensors,Mallinckro
dt,など）その他、並びに図２に示されるセンサーアセ
ンブリーである。
センブリーに含まれるものは内在の（すなわち、静脈内
の）カテーテルに基づく光フアイバー血液ガスセンサー
（例えば、Puritan−Benettより発売のOptex,Biomedica
l Sensors、など）、生体外の血液ガスセンサー（例え
ば、3M/CDIから発売のBiomedical Sensors,Mallinckro
dt,など）その他、並びに図２に示されるセンサーアセ
ンブリーである。
本発明の実施において使用を意図されている校正剤は
代表的には非緩衝溶液であり、あるいは、緩衝されてい
ても、本発明の校正剤を注入媒体として使用することを
妨げないほどに弱く緩衝されている溶液である。そのよ
うな校正剤の例に含まれるものは、 塩化ナトリウムを含む生理的食塩水で、さらに約１よ
り100mmHgの範囲内の安定したCO2分圧、および任意に約
０より200mmHgの範囲内の安定したO2分圧を与えるため
に有効な量の適当な二酸化炭素源を含み、かつ任意に一
種または数種の追加の電解質を含むもの、 0.9％塩化ナトリウム溶液で、約１より100mmHgの範囲
内の安定したCO2分圧、および任意に約０より200mmHgの
安定したO2分圧を与えるために有効な量の適当な二酸化
炭素源を含み、かつ任意に一種または数種の追加の電解
質を含むもの、 IsoliteTM銘柄の注入可能な注射液（KendallMcGaw,Ir
vine,Calforniaより発売）で、約１より100mmHgの範囲
内の安定したCO2分圧、および任意の約０より200mmHgの
範囲内の安定したO2分圧を与えるために有効な量の適当
な二酸化炭素源を含むもの、 PlasmaLyteTM/銘柄の注入可能な注射液（Baxter Hea
lthcare Corporation,Chicago,Illinoisより発売）
で、約１より100mmHgの範囲内の安定したCO2分圧、およ
び任意の約０より200mmHgの範囲内の安定したO2分圧を
与えるために有効な量の適当な二酸化炭素源を含むも
の、 リンゲル注射液で、約１より100mmHgの範囲内の安定
したCO2分圧、および任意に約０より200mmHgの範囲内の
安定したO2分圧を与えるために有効な量の適当な二酸化
炭素源を含むもの、 リンゲルアセタート（Ringer's Acetate）で、約１
より100mmHgの範囲内の安定したCO2分圧、および任意に
約０より200mmHgの範囲内の安定したO2分圧を与えるた
めに有効な量の適当な二酸化炭素源を含むもの、 リンゲルラクタート（Ringer's Lactate）で、約１
より100mmHgの範囲内の安定したCO2分圧、および任意に
約０より200mmHgの範囲内の安定したO2分圧を与えるた
めに有効な量の適当な二酸化炭素源を含むもの、 などである。
代表的には非緩衝溶液であり、あるいは、緩衝されてい
ても、本発明の校正剤を注入媒体として使用することを
妨げないほどに弱く緩衝されている溶液である。そのよ
うな校正剤の例に含まれるものは、 塩化ナトリウムを含む生理的食塩水で、さらに約１よ
り100mmHgの範囲内の安定したCO2分圧、および任意に約
０より200mmHgの範囲内の安定したO2分圧を与えるため
に有効な量の適当な二酸化炭素源を含み、かつ任意に一
種または数種の追加の電解質を含むもの、 0.9％塩化ナトリウム溶液で、約１より100mmHgの範囲
内の安定したCO2分圧、および任意に約０より200mmHgの
安定したO2分圧を与えるために有効な量の適当な二酸化
炭素源を含み、かつ任意に一種または数種の追加の電解
質を含むもの、 IsoliteTM銘柄の注入可能な注射液（KendallMcGaw,Ir
vine,Calforniaより発売）で、約１より100mmHgの範囲
内の安定したCO2分圧、および任意の約０より200mmHgの
範囲内の安定したO2分圧を与えるために有効な量の適当
な二酸化炭素源を含むもの、 PlasmaLyteTM/銘柄の注入可能な注射液（Baxter Hea
lthcare Corporation,Chicago,Illinoisより発売）
で、約１より100mmHgの範囲内の安定したCO2分圧、およ
び任意の約０より200mmHgの範囲内の安定したO2分圧を
与えるために有効な量の適当な二酸化炭素源を含むも
の、 リンゲル注射液で、約１より100mmHgの範囲内の安定
したCO2分圧、および任意に約０より200mmHgの範囲内の
安定したO2分圧を与えるために有効な量の適当な二酸化
炭素源を含むもの、 リンゲルアセタート（Ringer's Acetate）で、約１
より100mmHgの範囲内の安定したCO2分圧、および任意に
約０より200mmHgの範囲内の安定したO2分圧を与えるた
めに有効な量の適当な二酸化炭素源を含むもの、 リンゲルラクタート（Ringer's Lactate）で、約１
より100mmHgの範囲内の安定したCO2分圧、および任意に
約０より200mmHgの範囲内の安定したO2分圧を与えるた
めに有効な量の適当な二酸化炭素源を含むもの、 などである。
上記の校正／注射液の数種についてpCO2,pO2およびpH
レベルが下の表に要約されている。
レベルが下の表に要約されている。
本発明の方法において有用な重炭酸ナトリウム注射液
は、代表的には8.4w/w％,7w/w％，または4.2w/w％で、
容易に入手できる。重炭酸ナトリウム注射液はまた任意
に安定剤も含有することもあり、後者はpH調節剤として
も同様に働くことがある。安定剤の存在は、注射液のpC
O2レベルは使用される注射液のpH、並びにHCO3 -の濃
度、の関数であるので、しばしば望ましいことがある。
は、代表的には8.4w/w％,7w/w％，または4.2w/w％で、
容易に入手できる。重炭酸ナトリウム注射液はまた任意
に安定剤も含有することもあり、後者はpH調節剤として
も同様に働くことがある。安定剤の存在は、注射液のpC
O2レベルは使用される注射液のpH、並びにHCO3 -の濃
度、の関数であるので、しばしば望ましいことがある。
アスコルビン酸（またはアスコルバート）注射液は、
代表的には10−50w/w％で、容易に入手できる。例え
ば、CevalinTM（Eli Lilly ＆Co.から入手できる）は
10−50w/w％アスコルバートを含むアスコルバート溶液
として供給される。またCenolateTM（Abbott Laborato
ries,Inc.から入手できる）は10w/w％アスコルバート含
有溶液として供給される。アスコルビン酸注射液はまた
任意にpH調節剤を含むこともある。
代表的には10−50w/w％で、容易に入手できる。例え
ば、CevalinTM（Eli Lilly ＆Co.から入手できる）は
10−50w/w％アスコルバートを含むアスコルバート溶液
として供給される。またCenolateTM（Abbott Laborato
ries,Inc.から入手できる）は10w/w％アスコルバート含
有溶液として供給される。アスコルビン酸注射液はまた
任意にpH調節剤を含むこともある。
リンゲル注射液、リンゲルアセタート、およびリンゲ
ルラクタートのような電解質注射液は固定された濃度の
Na+,Cl-、K+およびCa++を含み、そして対応するセンサ
ーを校正するために容易に使用することができる。デキ
ストロースを含むI.V.食塩水は病院で広く使用されてい
るが、大抵の予混デキストロース含有I.V.溶液に血液グ
ルコース測定のための校正剤として使用するには20−10
0倍過剰に濃縮されている。幸いに、滅菌デキストロー
ス注射液（通例10w/w％以上）は広く入手できる。少量
のそのような注射液をリンゲルラクタートに添加すると
（例えば、1000ml当たり10mlの10w/w％デキストロー
ス）、正確に血液グルコース濃度（即ち、デシリットル
当たり100ミリグラム）により近い校正点を与えること
ができる。
ルラクタートのような電解質注射液は固定された濃度の
Na+,Cl-、K+およびCa++を含み、そして対応するセンサ
ーを校正するために容易に使用することができる。デキ
ストロースを含むI.V.食塩水は病院で広く使用されてい
るが、大抵の予混デキストロース含有I.V.溶液に血液グ
ルコース測定のための校正剤として使用するには20−10
0倍過剰に濃縮されている。幸いに、滅菌デキストロー
ス注射液（通例10w/w％以上）は広く入手できる。少量
のそのような注射液をリンゲルラクタートに添加すると
（例えば、1000ml当たり10mlの10w/w％デキストロー
ス）、正確に血液グルコース濃度（即ち、デシリットル
当たり100ミリグラム）により近い校正点を与えること
ができる。
ヘマトクリットは交流インピーダンス測定であるか
ら、原理的に、それは電導度セルの定数を確立するため
に単独の校正点を必要とするだけである。これは、グル
コース含有リンゲルラクタートの電導度は温度が知られ
ている限り固定されているので、それにより容易に行わ
れることができる。
ら、原理的に、それは電導度セルの定数を確立するため
に単独の校正点を必要とするだけである。これは、グル
コース含有リンゲルラクタートの電導度は温度が知られ
ている限り固定されているので、それにより容易に行わ
れることができる。
pO2に関しては、リンゲルラクタートは一般に大抵の
臨床的環境において周囲温度で大気と平衡状態にあるの
で、溶解した酸素の量は、もし温度と気圧が求められる
ならば、求めることができる。これは当業者により容易
になしとげられる。またはその代わりに、アスコルビン
酸のような酸素捕捉剤を使用して与えられた溶液の酸素
張力を減少または激減させることができる。酸素捕捉剤
が添加されていた場合の酸素張力は校正曲線を参照する
ことにより容易に測定することができる。あるいは、十
分な量の酸素捕捉剤を使用して溶液から酸素の実質的に
完全な除去（即ち、pO2が零に近づくこと）を確実にす
ることができる。
臨床的環境において周囲温度で大気と平衡状態にあるの
で、溶解した酸素の量は、もし温度と気圧が求められる
ならば、求めることができる。これは当業者により容易
になしとげられる。またはその代わりに、アスコルビン
酸のような酸素捕捉剤を使用して与えられた溶液の酸素
張力を減少または激減させることができる。酸素捕捉剤
が添加されていた場合の酸素張力は校正曲線を参照する
ことにより容易に測定することができる。あるいは、十
分な量の酸素捕捉剤を使用して溶液から酸素の実質的に
完全な除去（即ち、pO2が零に近づくこと）を確実にす
ることができる。
本発明により、例えば、少量の重炭酸ナトリウム（即
ち、10mlの8.4％NaHCO3）を500ml袋のリンゲルラクター
トに添加するとそのpHおよびpCO2を長い時間（約18時間
以上まで）pH＝7.95およびpCO2＝9mmHg（pHとpCO2が37
℃で測定されたとき）に安定化できることが発見され
た。その他のpH調節剤、例えば、リン酸ナトリウムまた
はカリウム、を添加してpHを約7.10に下げることによ
り、pCO2レベルを約55mmHgの上に維持することが可能に
なるであろう。
ち、10mlの8.4％NaHCO3）を500ml袋のリンゲルラクター
トに添加するとそのpHおよびpCO2を長い時間（約18時間
以上まで）pH＝7.95およびpCO2＝9mmHg（pHとpCO2が37
℃で測定されたとき）に安定化できることが発見され
た。その他のpH調節剤、例えば、リン酸ナトリウムまた
はカリウム、を添加してpHを約7.10に下げることによ
り、pCO2レベルを約55mmHgの上に維持することが可能に
なるであろう。
さらに、適当なCO2源（例えば、重炭酸ナトリウム）
の注射液、例えばリンゲルラクタート、への添加はその
他のパラメーターに著しい影響を、少なくとも数日は、
与えない。それ故、全体のマルチセンサー配列を校正す
るためにそのような液を使用することができる。本発明
の校正液は、それ故、pCO2に加えて、Na+Cl-,K+,Ca++,M
g++,pH,pO2,グルコース、ラクタートおよびpHセンサー
の一つ以上の組み合わせのための単一の注入できる液体
校正剤を所有することを可能にする。
の注射液、例えばリンゲルラクタート、への添加はその
他のパラメーターに著しい影響を、少なくとも数日は、
与えない。それ故、全体のマルチセンサー配列を校正す
るためにそのような液を使用することができる。本発明
の校正液は、それ故、pCO2に加えて、Na+Cl-,K+,Ca++,M
g++,pH,pO2,グルコース、ラクタートおよびpHセンサー
の一つ以上の組み合わせのための単一の注入できる液体
校正剤を所有することを可能にする。
当業者は、多種多様の任意の成分を本発明の実施にお
いて使用される校正液の中に包含できることを認める。
例えば、約10から10,000mg/Lまでの範囲内のデキストロ
ースはグルコースのための校正剤として包含されること
ができる。また約10から50,000IU/Lの範囲内でナトリウ
ムへパリンを注入媒体／校正剤の中に含むこともしばし
ば望ましい。pH調節剤を注入媒体／校正剤の中に含むこ
ともまたしばしば望ましい。典型的なpH調節剤の例に含
まれるもとはリン酸ナトリウムまたはカリウム、酢酸ナ
トリウムまたはカリウム、クエン酸ナトリウムまたはカ
リウム、EDTA（エチレンジアミン四酢酸）などである。
いて使用される校正液の中に包含できることを認める。
例えば、約10から10,000mg/Lまでの範囲内のデキストロ
ースはグルコースのための校正剤として包含されること
ができる。また約10から50,000IU/Lの範囲内でナトリウ
ムへパリンを注入媒体／校正剤の中に含むこともしばし
ば望ましい。pH調節剤を注入媒体／校正剤の中に含むこ
ともまたしばしば望ましい。典型的なpH調節剤の例に含
まれるもとはリン酸ナトリウムまたはカリウム、酢酸ナ
トリウムまたはカリウム、クエン酸ナトリウムまたはカ
リウム、EDTA（エチレンジアミン四酢酸）などである。
本発明の実施において使用される校正液のpH、pCO2、
およびpO2のレベルはI.V.バッグの中でほとんど一定に
とどまる。それはI.V.バッグがそれから製造されるプラ
スチックのバッグ材料は一般に比較的ガス不透過性であ
るからである。しかし、I.V.液投与セット、特にぜん動
ポンプ送り部分、はガス気密になってないことがある。
液がI.V.管に沿ってセンサーと血管入口ポートに向かっ
て移動するとき、ある程度のCO2は失われそうである
し、またO2は周囲のpO2と平衡になり易いであろう。特
にその流体がセンサーの上で殆ど淀んで止まるときに
（例えば、モニターがスタンバイモードにあるとき）、
そうなるであろう。この問題はいろいろな方法で、例え
ば、注入システムの流体処理能力を利用することによ
り、容易に処理されることができる。定期的に、ある量
の溶液（例えば、5ml）を患者へポンプで送り込んで、
校正のためのセンサーへバッグから新鮮な溶液をもたら
すことができよう。
およびpO2のレベルはI.V.バッグの中でほとんど一定に
とどまる。それはI.V.バッグがそれから製造されるプラ
スチックのバッグ材料は一般に比較的ガス不透過性であ
るからである。しかし、I.V.液投与セット、特にぜん動
ポンプ送り部分、はガス気密になってないことがある。
液がI.V.管に沿ってセンサーと血管入口ポートに向かっ
て移動するとき、ある程度のCO2は失われそうである
し、またO2は周囲のpO2と平衡になり易いであろう。特
にその流体がセンサーの上で殆ど淀んで止まるときに
（例えば、モニターがスタンバイモードにあるとき）、
そうなるであろう。この問題はいろいろな方法で、例え
ば、注入システムの流体処理能力を利用することによ
り、容易に処理されることができる。定期的に、ある量
の溶液（例えば、5ml）を患者へポンプで送り込んで、
校正のためのセンサーへバッグから新鮮な溶液をもたら
すことができよう。
しかし、多量のI.V.液を一定の期間にわたって患者に
注入することは、特に新生児、幼児、液体を制限されて
いる患者について、実際的でないし、または臨床的に望
ましくないことがある。校正剤のpCO2レベルの小さな変
動（CO2の漏れ、温度の変動などの結果として）を埋め
合わせする代わりの手段は、ある与えられたHCO3 -を含
むI.V.液について、pHとCO2の間の関係はよく定められ
ているという事実に基づいている。例えば、上記のよう
に、単純な重炭酸塩を含む溶液の37℃におけるpHは次式
に示される。
注入することは、特に新生児、幼児、液体を制限されて
いる患者について、実際的でないし、または臨床的に望
ましくないことがある。校正剤のpCO2レベルの小さな変
動（CO2の漏れ、温度の変動などの結果として）を埋め
合わせする代わりの手段は、ある与えられたHCO3 -を含
むI.V.液について、pHとCO2の間の関係はよく定められ
ているという事実に基づいている。例えば、上記のよう
に、単純な重炭酸塩を含む溶液の37℃におけるpHは次式
に示される。
6.10＋log｛［HCO3 -］/0.0301 pCO2｝ その他の化合物（ナトリウム、カリウム、カルシウ
ム、マグネシウム、塩化物、グルコースなど）を含む水
溶液中では、pHとpCO2の間の（上記の理論的関係に基づ
く）関係をモデル化すること、およびその結果を実験的
に証明することもやはり可能である。従って、pCO2セン
サーと接触している校正剤内のpCO2の小さな変動は連続
的にpHを監視することにより補正されることができる。
これは、例えば、センサーアセンブリー12（図２に示さ
れている）の中のpHセンサーを使用して達成されること
ができる。しかし、センサーアセンブリー12のpHセンサ
ーは定期的に生体液にさらされるので、第一にその上に
薄いタンパク質層形成の可能性のために、時間に対して
少しずれることがある。従って、より一層信頼できる結
果を与えるために、（常に校正液のみにさらされてい
る）独立のpHセンサーを使用することが現在特に好まし
い。この末端に、参照アセンブリー14の中の電極39（図
２に示すように）が特にこの目的のためのpHセンサーと
して設置されている。観測されたpHの変化はそれから、
その後間もなく行われる測定のためにpHおよびpCO2の校
正点を補正するために使うことができる。
ム、マグネシウム、塩化物、グルコースなど）を含む水
溶液中では、pHとpCO2の間の（上記の理論的関係に基づ
く）関係をモデル化すること、およびその結果を実験的
に証明することもやはり可能である。従って、pCO2セン
サーと接触している校正剤内のpCO2の小さな変動は連続
的にpHを監視することにより補正されることができる。
これは、例えば、センサーアセンブリー12（図２に示さ
れている）の中のpHセンサーを使用して達成されること
ができる。しかし、センサーアセンブリー12のpHセンサ
ーは定期的に生体液にさらされるので、第一にその上に
薄いタンパク質層形成の可能性のために、時間に対して
少しずれることがある。従って、より一層信頼できる結
果を与えるために、（常に校正液のみにさらされてい
る）独立のpHセンサーを使用することが現在特に好まし
い。この末端に、参照アセンブリー14の中の電極39（図
２に示すように）が特にこの目的のためのpHセンサーと
して設置されている。観測されたpHの変化はそれから、
その後間もなく行われる測定のためにpHおよびpCO2の校
正点を補正するために使うことができる。
酸素分圧は校正曲線を参照することにより容易に決定
することができる。従って、上記のように、生理的食塩
水のpO2は典型的な血液酸素レベルよりも実質的に高
い。酸素捕捉剤（例えば、アスコルビン酸、アスコルバ
ート、およびそれらの誘導体）の添加は酸素レベルを実
質的により一層正常な生体の値の範囲内のレベルにまで
低下させるであろう。ある与えられた血液試料のpO2は
校正曲線を参照することにより容易に決定されることが
できる。あるいは。十分な量の酸素捕捉剤を使用して溶
液から酸素の実質的に完全な除去を確実にすることがで
きる。
することができる。従って、上記のように、生理的食塩
水のpO2は典型的な血液酸素レベルよりも実質的に高
い。酸素捕捉剤（例えば、アスコルビン酸、アスコルバ
ート、およびそれらの誘導体）の添加は酸素レベルを実
質的により一層正常な生体の値の範囲内のレベルにまで
低下させるであろう。ある与えられた血液試料のpO2は
校正曲線を参照することにより容易に決定されることが
できる。あるいは。十分な量の酸素捕捉剤を使用して溶
液から酸素の実質的に完全な除去を確実にすることがで
きる。
本発明の他の一つの実施態様により、患者への注入に
適する生理的食塩水が提供され、また同時にその中にCO
2ガスの導入なしにpCO2を検知することのできる、そし
て任意にその中にO2ガスの導入なしにpO2を検知するこ
とのできるセンサーの校正に適する生理的食塩水が提供
される。前記の溶液は、 生理的塩化ナトリウム含有食塩水、および 約１より100mmHgまでの範囲内の安定なCO2分圧を与
え、かつ任意に約０より200mmHgまでの範囲内の安定なO
2分圧をあたえるため有効な量の適当な二酸化炭素源 から成る。
適する生理的食塩水が提供され、また同時にその中にCO
2ガスの導入なしにpCO2を検知することのできる、そし
て任意にその中にO2ガスの導入なしにpO2を検知するこ
とのできるセンサーの校正に適する生理的食塩水が提供
される。前記の溶液は、 生理的塩化ナトリウム含有食塩水、および 約１より100mmHgまでの範囲内の安定なCO2分圧を与
え、かつ任意に約０より200mmHgまでの範囲内の安定なO
2分圧をあたえるため有効な量の適当な二酸化炭素源 から成る。
本発明の現在特に好ましい実施態様によれば、複数の
センサーから成るマルチセンサーアセンブリーの実質的
に同時に校正を可能にする単一の注入可能な校正剤が使
用され、その際複数のセンサーはpCO2（および任意にpO
2）に加えて、Na+、K+、Ca++、Mg++、Cl-、pH、グルコ
ースおよびラクタートから選択される一つ以上の化学種
に対して反応を示す。前記の化学種の二つ以上を検知で
きる（即ち、それらに反応する）マルチセンサーアセン
ブリーが適当な体外血液化学モニターと組み合わせて使
用するために開発された。
センサーから成るマルチセンサーアセンブリーの実質的
に同時に校正を可能にする単一の注入可能な校正剤が使
用され、その際複数のセンサーはpCO2（および任意にpO
2）に加えて、Na+、K+、Ca++、Mg++、Cl-、pH、グルコ
ースおよびラクタートから選択される一つ以上の化学種
に対して反応を示す。前記の化学種の二つ以上を検知で
きる（即ち、それらに反応する）マルチセンサーアセン
ブリーが適当な体外血液化学モニターと組み合わせて使
用するために開発された。
本発明の他の一つの実施態様によれば、注入送達シス
テムおよび生体液内のCO2分圧を測定できるセンサー、
および任意に、O2分圧を測定できるセンサーを有する化
学分析システムの改良された組み合わせが提供される。
その際生理的食塩水が注入媒体として使用され、かつそ
の改良は、前記のCO2およびO2センサーを校正するに足
る安定なCO2分圧および任意に安定なO2分圧を与えるた
めに有効な量の適当な二酸化炭素源を前記の生理的食塩
水の中に導入することから成る。通例として、適当な二
酸化炭素源の有効な量は、約１より100mmHgまでの範囲
内の安定なpCO2、および約０より200mmHgまでの範囲内
の安定なpO2を前記の生理的食塩水の中で与えるために
有効な量である。
テムおよび生体液内のCO2分圧を測定できるセンサー、
および任意に、O2分圧を測定できるセンサーを有する化
学分析システムの改良された組み合わせが提供される。
その際生理的食塩水が注入媒体として使用され、かつそ
の改良は、前記のCO2およびO2センサーを校正するに足
る安定なCO2分圧および任意に安定なO2分圧を与えるた
めに有効な量の適当な二酸化炭素源を前記の生理的食塩
水の中に導入することから成る。通例として、適当な二
酸化炭素源の有効な量は、約１より100mmHgまでの範囲
内の安定なpCO2、および約０より200mmHgまでの範囲内
の安定なpO2を前記の生理的食塩水の中で与えるために
有効な量である。
さらに他の一つの本発明の実施態様によれば、生体液
内のCO2分圧、および任意に、O2分圧を検出するために
使用されるセンサーを校正する方法が提供されるが、前
記の方法は、 液体通路および前記液体通路に露出されたCO2のため
のセンサー、および任意にO2のためのセンサー、および 生体液および／または校正剤を前記センサーの上を通
過させる手段 を有するセンサーアセンブリーを、 塩化ナトリウムを含む生理的食塩水、および約１より
100mmHgの範囲内の安定したCO2分圧、および任意に約０
より200mmHgの範囲内の安定したO2分圧を与えるために
有効な量の適当な二酸化炭素源 から成る注入媒体／校正剤と接触させること、およびそ
のあと前記のセンサーを校正することから成る。
内のCO2分圧、および任意に、O2分圧を検出するために
使用されるセンサーを校正する方法が提供されるが、前
記の方法は、 液体通路および前記液体通路に露出されたCO2のため
のセンサー、および任意にO2のためのセンサー、および 生体液および／または校正剤を前記センサーの上を通
過させる手段 を有するセンサーアセンブリーを、 塩化ナトリウムを含む生理的食塩水、および約１より
100mmHgの範囲内の安定したCO2分圧、および任意に約０
より200mmHgの範囲内の安定したO2分圧を与えるために
有効な量の適当な二酸化炭素源 から成る注入媒体／校正剤と接触させること、およびそ
のあと前記のセンサーを校正することから成る。
本発明の実施において使用される制御システムは液体
の流れを、注入液が校正のために使用され、そして校正
の間に予定された流速で電極アセンブリーを通って流さ
れるように制御することが好ましい。血液が注入管の中
に引き込まれるときには、それは測定の間感知電極を、
校正の間と実質的に同じ予定された流速で通過させられ
る。これは、さもなくば流速が測定に及ぼすかも知れな
いすべての効果を排除する。さらに、電極アセンブリー
は、除去および交換し易くコンパクトなユニットの中に
隣接して装備されている参照アセンブリーとセンサーア
センブリーと共に、電極を有する参照アセンブリーおよ
び一つ以上の感知電極を有するセンサーアセンブリーの
両方のために使用されることができる。
の流れを、注入液が校正のために使用され、そして校正
の間に予定された流速で電極アセンブリーを通って流さ
れるように制御することが好ましい。血液が注入管の中
に引き込まれるときには、それは測定の間感知電極を、
校正の間と実質的に同じ予定された流速で通過させられ
る。これは、さもなくば流速が測定に及ぼすかも知れな
いすべての効果を排除する。さらに、電極アセンブリー
は、除去および交換し易くコンパクトなユニットの中に
隣接して装備されている参照アセンブリーとセンサーア
センブリーと共に、電極を有する参照アセンブリーおよ
び一つ以上の感知電極を有するセンサーアセンブリーの
両方のために使用されることができる。
本発明に従って使用される注入／分析システムは注入
の間に校正をなし、そして注入管の中へ引き込まれた液
体試料が患者に再注入されている時間中に血液化学の測
定を行う。
の間に校正をなし、そして注入管の中へ引き込まれた液
体試料が患者に再注入されている時間中に血液化学の測
定を行う。
参照電極と感知電極は、コンパクトなユニットの中に
隣接して置かれた、血液化学測定システムのための個別
のアセンブリーの中に備えられることができる。参照お
よびセンサーアセンブリーを単一のユニットの中に置く
ことは、患者にとってより一層快適であり、アセンブリ
ーの除去と交換を容易にし、そしてまた引き抜かれた血
液の体積と注入された液体について、向上した精度と信
頼度を与えながら、より精確な校正を可能にする一つの
アセンブリーを提供する。例えば、望みの量の血液がセ
ンサーアセンブリーの中に引き込まれるために要する時
間を計算することができるし、そしてもしこの時間がア
センブリー内の血液の指示なしに超過されるならば、誤
りの条件にあることを発信することができる。各アセン
ブリー間の注入管の直径の拡大して、各アセンブリー間
の液体の電気抵抗を減少させかつより正確な読みを与え
ることができる。
隣接して置かれた、血液化学測定システムのための個別
のアセンブリーの中に備えられることができる。参照お
よびセンサーアセンブリーを単一のユニットの中に置く
ことは、患者にとってより一層快適であり、アセンブリ
ーの除去と交換を容易にし、そしてまた引き抜かれた血
液の体積と注入された液体について、向上した精度と信
頼度を与えながら、より精確な校正を可能にする一つの
アセンブリーを提供する。例えば、望みの量の血液がセ
ンサーアセンブリーの中に引き込まれるために要する時
間を計算することができるし、そしてもしこの時間がア
センブリー内の血液の指示なしに超過されるならば、誤
りの条件にあることを発信することができる。各アセン
ブリー間の注入管の直径の拡大して、各アセンブリー間
の液体の電気抵抗を減少させかつより正確な読みを与え
ることができる。
温度感知電極（例えば、サーミスターまたは熱伝対）
は感知電極に備えられて、温度変化を補償するため感知
された読みを訂正するために使用されることができる温
度信号を与えることができる。さらに、一つ追加の電極
を、そのアセンブリー中にいかなる特別な型のセンサー
が備えられているかを発信するための制御装置に対する
キーとして働くように備えることができる。例えば、セ
ンサーの標準化されたグループ分けをすることができ、
そしてキー電極は制御装置を備えられたセンサーのグル
ープのため適当に働かせることができる。
は感知電極に備えられて、温度変化を補償するため感知
された読みを訂正するために使用されることができる温
度信号を与えることができる。さらに、一つ追加の電極
を、そのアセンブリー中にいかなる特別な型のセンサー
が備えられているかを発信するための制御装置に対する
キーとして働くように備えることができる。例えば、セ
ンサーの標準化されたグループ分けをすることができ、
そしてキー電極は制御装置を備えられたセンサーのグル
ープのため適当に働かせることができる。
本発明の現在特に好ましい実施態様において、図１に
例示された注入液送達システムと血液化学分析システム
の組み合わせが使用される。図１のシステム10は、1990
年９月13日に出願され、米国特許第5,165,406号として
発行された（1992年11月24日）、米国特許出願番号第07
/581,803号に記載のように組み立てられた数電極を有す
るセンサーアセンブリー12と参照アセンブリー14を含
む。前記二つのアセンブリーは、患者18に付着させたア
ームボード16の上に隣接して取り付けられている。その
アセンブリーは個別のセンサーアセンブリーと参照アセ
ンブリーを含み、従って示唆測定システムに適している
が、それらのアセンブリーは一つの非示唆測定システム
の中で作動する単一ユニットにまとめられることができ
ることは理解されるべきである。センサーアセンブリー
12は静脈注射（IV）ポート20と注入管22を経由して患者
に接続されており、後者はセンサーアセンブリーから上
流へ参照アセンブリーに続き、そして次に制御装置26に
より制御されるぜん動ポンプ24に続いている。当業者
は、そのポンプと制御装置はその代わりに単一ユニット
にまとめられ得ることを理解するであろう。最後に、注
入管22はポンプから上流に注入液源28に続いている。
例示された注入液送達システムと血液化学分析システム
の組み合わせが使用される。図１のシステム10は、1990
年９月13日に出願され、米国特許第5,165,406号として
発行された（1992年11月24日）、米国特許出願番号第07
/581,803号に記載のように組み立てられた数電極を有す
るセンサーアセンブリー12と参照アセンブリー14を含
む。前記二つのアセンブリーは、患者18に付着させたア
ームボード16の上に隣接して取り付けられている。その
アセンブリーは個別のセンサーアセンブリーと参照アセ
ンブリーを含み、従って示唆測定システムに適している
が、それらのアセンブリーは一つの非示唆測定システム
の中で作動する単一ユニットにまとめられることができ
ることは理解されるべきである。センサーアセンブリー
12は静脈注射（IV）ポート20と注入管22を経由して患者
に接続されており、後者はセンサーアセンブリーから上
流へ参照アセンブリーに続き、そして次に制御装置26に
より制御されるぜん動ポンプ24に続いている。当業者
は、そのポンプと制御装置はその代わりに単一ユニット
にまとめられ得ることを理解するであろう。最後に、注
入管22はポンプから上流に注入液源28に続いている。
システム10の校正の間、制御装置26はポンプ24を制御
し、そして注入液を注入液源28から、ポンプを通って、
参照アセンブリー14を過ぎ、センサーアセンブリー12を
過ぎ、そして患者18の中に計量して送る。参照およびセ
ンサーアセンブリーは米国特許第5,165,406号に記載の
ように組み立てられた数電極を含むことが好ましく、そ
して校正の間、それら二つのアセンブリーの各電極の間
の電位が測定されて一連の校正測定をシステム10に与え
る。
し、そして注入液を注入液源28から、ポンプを通って、
参照アセンブリー14を過ぎ、センサーアセンブリー12を
過ぎ、そして患者18の中に計量して送る。参照およびセ
ンサーアセンブリーは米国特許第5,165,406号に記載の
ように組み立てられた数電極を含むことが好ましく、そ
して校正の間、それら二つのアセンブリーの各電極の間
の電位が測定されて一連の校正測定をシステム10に与え
る。
システムの測定モードの間、血液は患者18から注入管
22の中へ引き込まれてセンサーアセンブリー12を通過す
るが、後述のように、参照アセンブリー14までには達し
ないで、そして各電極の間の電位が再び測定される。電
位は校正測定から変更されるであろう。そしてその差は
患者の血液内の特定のイオンの計算量に相当する。セン
サーアセンブリー12は、例えば、カルシウム、水素、塩
化物、カリウム、ナトリウム、CO2分圧、O2分圧などに
敏感なセンサーを含むことができる。
22の中へ引き込まれてセンサーアセンブリー12を通過す
るが、後述のように、参照アセンブリー14までには達し
ないで、そして各電極の間の電位が再び測定される。電
位は校正測定から変更されるであろう。そしてその差は
患者の血液内の特定のイオンの計算量に相当する。セン
サーアセンブリー12は、例えば、カルシウム、水素、塩
化物、カリウム、ナトリウム、CO2分圧、O2分圧などに
敏感なセンサーを含むことができる。
電極アセンブリーを通る注入管内では、血液が測定の
間に流れ時と実質上同じ流速が、注入液が校正の間に流
れる時に用いられる。さらに詳細には、制御システムは
結合された注入液送達および血液化学測定システムの注
入ポンプを制御して、注入液が校正の間一定の流速で参
照およびセンサー電極らを通過して送られるように、そ
して血液が患者の中へ殆ど同じ流速で戻し注入される間
に血液の測定が行われるようにする。
間に流れ時と実質上同じ流速が、注入液が校正の間に流
れる時に用いられる。さらに詳細には、制御システムは
結合された注入液送達および血液化学測定システムの注
入ポンプを制御して、注入液が校正の間一定の流速で参
照およびセンサー電極らを通過して送られるように、そ
して血液が患者の中へ殆ど同じ流速で戻し注入される間
に血液の測定が行われるようにする。
図２に示すように、センサー電極アセンブリー12およ
び参照電極アセンブリー14は、本発明に従って組み立て
られる電極らを内蔵する。それらのアセンブリーは注入
管22内の接続管30を経由する流通路内にある。センサー
アセンブリー内の各センサーは一つ以上の感知電極（図
において四つのセンサー、即ち、32a,32b,32c,および32
dで例示されている）を有する。各センサーはアセンブ
リー内の液体と反応して、参照アセンブリー14に関して
電圧信号を発する。当業者は、センサーアセンブリー内
に含まれる感知電極の数は広く変わり得ることを認め
る。従って、本発明の実施において１から10個までの範
囲内にまたはそれより多くのセンサーを使用することが
できる。参照アセンブリーの電極34の一つは患者または
溶液のグランド（ground）として用いられ、絶縁クラン
ドとして知られているもの（図に示されていない）に接
続されている。第２の参照電極36はセンサー電極らのた
めの共通基準である。即ち、センサー電極の電気信号は
その共通基準に関するものであり、それにより示唆測定
を与える。
び参照電極アセンブリー14は、本発明に従って組み立て
られる電極らを内蔵する。それらのアセンブリーは注入
管22内の接続管30を経由する流通路内にある。センサー
アセンブリー内の各センサーは一つ以上の感知電極（図
において四つのセンサー、即ち、32a,32b,32c,および32
dで例示されている）を有する。各センサーはアセンブ
リー内の液体と反応して、参照アセンブリー14に関して
電圧信号を発する。当業者は、センサーアセンブリー内
に含まれる感知電極の数は広く変わり得ることを認め
る。従って、本発明の実施において１から10個までの範
囲内にまたはそれより多くのセンサーを使用することが
できる。参照アセンブリーの電極34の一つは患者または
溶液のグランド（ground）として用いられ、絶縁クラン
ドとして知られているもの（図に示されていない）に接
続されている。第２の参照電極36はセンサー電極らのた
めの共通基準である。即ち、センサー電極の電気信号は
その共通基準に関するものであり、それにより示唆測定
を与える。
温度感知線38は作り付けのサーミスター（センサーア
センブリー12内に配置されている）から制御装置26の方
へ取り付けられている。温度感知線は制御装置に校正液
の温度を表す信号を提供する。この情報は電極からの出
力信号を校正してより正確な読みを与えるために用いら
れる。最後に、第３の電極39はpHセンサーであり、校正
剤のpHを連続的に監視することに専念する。検出された
pHのすべての変化はpHおよびpCO2の校正点を訂正するた
めに用いられるであろう。
センブリー12内に配置されている）から制御装置26の方
へ取り付けられている。温度感知線は制御装置に校正液
の温度を表す信号を提供する。この情報は電極からの出
力信号を校正してより正確な読みを与えるために用いら
れる。最後に、第３の電極39はpHセンサーであり、校正
剤のpHを連続的に監視することに専念する。検出された
pHのすべての変化はpHおよびpCO2の校正点を訂正するた
めに用いられるであろう。
本発明の実施において有用な現在特に好ましい電極ア
センブリーは米国特許第5,165,406号明細書に記載され
ている。
センブリーは米国特許第5,165,406号明細書に記載され
ている。
前記図１の注入液送達システムおよび血液化学分析シ
ステム結合体はセンサーアセンブリー12を含み、後者は
特定の血液化学イオン（例えば、カルシウム、水素、塩
化物、カリウム、ナトリウムなど）に敏感な種々の電極
を有し、そして好ましくは米国特許第5,165,406号明細
書に記載のアセンブリーに従って組み立てられたもので
ある。図１および２に示すように、センサーアセンブリ
ー12と参照アセンブリー14は流通しており、長さ約４か
ら６インチの注入管22の結合ループ30により隔たれてい
る。その結合ループは注入管22の他の部分よりも大きな
内径を有すると都合が好い。より大きな直径は管の泡を
洗浄することを容易にし、かつ電極の間の電気抵抗を減
少させる。抵抗を減少させると測定の精度を向上させ
る。
ステム結合体はセンサーアセンブリー12を含み、後者は
特定の血液化学イオン（例えば、カルシウム、水素、塩
化物、カリウム、ナトリウムなど）に敏感な種々の電極
を有し、そして好ましくは米国特許第5,165,406号明細
書に記載のアセンブリーに従って組み立てられたもので
ある。図１および２に示すように、センサーアセンブリ
ー12と参照アセンブリー14は流通しており、長さ約４か
ら６インチの注入管22の結合ループ30により隔たれてい
る。その結合ループは注入管22の他の部分よりも大きな
内径を有すると都合が好い。より大きな直径は管の泡を
洗浄することを容易にし、かつ電極の間の電気抵抗を減
少させる。抵抗を減少させると測定の精度を向上させ
る。
操作の測定モードの間、注入液の注入液源28から患者
の中への送達は停止される。その時管22内の流入液の流
れの方向は逆になる。即ち、注入液はポンプで注入液源
へ送り返される。この過程は結局血液を患者から注入液
管22の中へセンサーアセンブリー12を通過して結合ルー
プ30の中へと引き込むが、しかし参照アセンブリー14の
レベルに達するほど十分遠くまでは至らない。これは容
積約0.5−1.0ccの血液である。
の中への送達は停止される。その時管22内の流入液の流
れの方向は逆になる。即ち、注入液はポンプで注入液源
へ送り返される。この過程は結局血液を患者から注入液
管22の中へセンサーアセンブリー12を通過して結合ルー
プ30の中へと引き込むが、しかし参照アセンブリー14の
レベルに達するほど十分遠くまでは至らない。これは容
積約0.5−1.0ccの血液である。
血液が管22に引き込まれた後、そのシステムが安定す
る間約15−20秒間その場に留まれる。この期間に、注入
液管内の血液は制御装置26の制御下に、注入液が以前に
校正の間に患者へ送達されたときと殆ど同じ速度で患者
18へ再注入される。再注入の短い休止時間（センサーの
安定化のため）の後、参照アセンブリー14とセンサーア
センブリー12の各電極の間の電位差が測定されて、制御
装置26へ提供される。以前の校正用の流速のそれに等し
い血液の流速で血液化学測定を行うことは、さもなくば
液流が及ぼすかも知れない測定への全ての影響を除去す
る。これは血液化学パラメーターの正確な読みを与え
る。
る間約15−20秒間その場に留まれる。この期間に、注入
液管内の血液は制御装置26の制御下に、注入液が以前に
校正の間に患者へ送達されたときと殆ど同じ速度で患者
18へ再注入される。再注入の短い休止時間（センサーの
安定化のため）の後、参照アセンブリー14とセンサーア
センブリー12の各電極の間の電位差が測定されて、制御
装置26へ提供される。以前の校正用の流速のそれに等し
い血液の流速で血液化学測定を行うことは、さもなくば
液流が及ぼすかも知れない測定への全ての影響を除去す
る。これは血液化学パラメーターの正確な読みを与え
る。
センサーアセンブリーは約37℃に温度自動調節される
こともあり得る（例えば、電気加熱された囲いのなかに
置かれることにより）。目標温度の37℃からのいかなる
偏差も温度感知線38により検出されるであろう。温度感
知線38は、分析測定が行われている温度の指示を制御装
置26に提供する。種々の電極からの測定された電位は、
校正の時から測定の時までの校正液内の温度変化が不確
かなデータを与えることがあり得るように温度と共に変
わるであろう。それ故、制御装置は温度情報を用いて血
液化学の読みを調整して温度の変化を補償することがで
きるので、向上した精度と信頼度を与える。その上、セ
ンサー38により与えられる温度情報はまた、センサーア
センブリーを加熱するために使用されるヒーターの調節
のためにフィードバック制御系の一部として用いられる
こともできる。
こともあり得る（例えば、電気加熱された囲いのなかに
置かれることにより）。目標温度の37℃からのいかなる
偏差も温度感知線38により検出されるであろう。温度感
知線38は、分析測定が行われている温度の指示を制御装
置26に提供する。種々の電極からの測定された電位は、
校正の時から測定の時までの校正液内の温度変化が不確
かなデータを与えることがあり得るように温度と共に変
わるであろう。それ故、制御装置は温度情報を用いて血
液化学の読みを調整して温度の変化を補償することがで
きるので、向上した精度と信頼度を与える。その上、セ
ンサー38により与えられる温度情報はまた、センサーア
センブリーを加熱するために使用されるヒーターの調節
のためにフィードバック制御系の一部として用いられる
こともできる。
最後に、血液化学の諸測定が完了してしまい、そして
血液試料は患者18に再注入された後に、注入液源28から
引き出された追加の注入液が注入管22とセンサーアセン
ブリー12の両者を通って進み、そして患者の中へと戻
る。制御装置26は、パーツ量の液、引き出された血液の
量の約８から10倍、がセンサーアセンブリーを通過して
しまうまで、注入液の流れを継続させる。これは約２分
間かかる。従って、制御装置は約２分間間隔ほどの頻度
で測定を行うことができる。
血液試料は患者18に再注入された後に、注入液源28から
引き出された追加の注入液が注入管22とセンサーアセン
ブリー12の両者を通って進み、そして患者の中へと戻
る。制御装置26は、パーツ量の液、引き出された血液の
量の約８から10倍、がセンサーアセンブリーを通過して
しまうまで、注入液の流れを継続させる。これは約２分
間かかる。従って、制御装置は約２分間間隔ほどの頻度
で測定を行うことができる。
本発明が、生体液内の気体および非気体両方の化学種
の同時校正を考慮に入れている、容易に調製される校正
液を提供するものであることは正当に評価されるべきで
ある。本発明に従って使用される組み合わされた注入液
送達および血液化学分析システムの制御装置は、センサ
ーアセンブリーを通る液の流速が校正の間および測定の
間で殆ど同じであることを確実にする。これは液の流れ
および乱流の測定への影響を除去する。
の同時校正を考慮に入れている、容易に調製される校正
液を提供するものであることは正当に評価されるべきで
ある。本発明に従って使用される組み合わされた注入液
送達および血液化学分析システムの制御装置は、センサ
ーアセンブリーを通る液の流速が校正の間および測定の
間で殆ど同じであることを確実にする。これは液の流れ
および乱流の測定への影響を除去する。
本発明はそのある特に好ましい実施態様に関して詳細
に説明されたが、修正および変更が説明されそして請求
されることの精神と範囲の内にあることは理解されるで
あろう。
に説明されたが、修正および変更が説明されそして請求
されることの精神と範囲の内にあることは理解されるで
あろう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｎ 33/487 Ｇ０１Ｎ 33/94 33/94 27/46 Ｄ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 33/84 G01N 1/00 102 G01N 27/26 381 G01N 27/27 G01N 33/483 G01N 33/487 G01N 33/94
Claims (19)
- 【請求項１】生体液内のCO2分圧（pCO2）、またはpCO2
と共にO2分圧（pO2）を検出するために使用されるセン
サーを校正する方法において、前記の方法は、 液体通路および前記液体通路に露出されたpCO2のための
センサー、または該センターと共にpO2のためのセンサ
ー、および 生体液および／または校正剤を前記センサーの上を通過
させる手段 を有するセンサーアセンブリーを、 塩化ナトリウムを含む生理的食塩水、および約１より10
0mmHgの範囲内の安定したCO2分圧、または該安定したCO
2分圧と共に約０より200mmHgの範囲内の安定したO2分圧
を与えるために有効な量の適当な二酸化炭素源 から成る注入媒体／校正剤と接触させること、およびそ
の後前記のセンサーを校正すること、 から成る、生体液内のCO2分圧（pCO2）、またはpCO2と
共にO2分圧（pO2）を検出するために使用されるセンサ
ーを校正する方法。 - 【請求項２】該方法はpO2およびpCO2を実質上同時に校
正することから成る請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】該方法はさらに、pCO2に加えて、Na+,K+,C
a++,Mg++,Cl-,pH、ラクタートおよびグルコースから成
る群より選択される一つ以上の追加種を校正することか
ら成る請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】該校正は、CO2に加えて、Na+,K+,Ca++,Mg
++,Cl-,水素イオン、ラクトースおよび／またはグルコ
ースより選択される一つ以上の追加種に反応を示す複数
のセンサーから成るマルチセンサーアセンブリーを使用
して行われる請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】該方法はさらに、pO2およびpCO2に加え
て、Na+,K+,Ca++,Mg++,Cl-,pH、ラクタートおよび／ま
たはグルコースより選択される一つ以上の追加種を校正
することから成る請求項２に記載の方法。 - 【請求項６】該校正は、O2およびCO2に加えて、Na+,K+,
Ca++,Mg++,Cl-,水素イオン、ラクトースおよび／または
グルコースより選択される一つ以上の追加種に反応を示
す複数のセンサーから成るマルチセンサーアセンブリー
を使用して行われる請求項５に記載の方法。 - 【請求項７】請求項１に記載の方法において、該注入媒
体／校正剤は、 塩化ナトリウムを含む生理的食塩水で、さらに約１より
100mmHgの範囲内の安定したCO2分圧、または該安定した
CO2分圧と共に約０より200mmHgの範囲内の安定したO2分
圧を与えるために有効な量の適当な二酸化炭素源を含
み、または更に一種または数種の追加の電解質を含むも
の、 約１より100mmHgの範囲内の安定したCO2分圧、または該
安定したCO2分圧と共に約０より200mmHgの範囲内の安定
したO2分圧を与えるために有効な量の適当な二酸化炭素
源を含み、または更に一種または数種の追加の電解質を
含む0.9％塩化ナトリウム、 約１より100mmHgの範囲内の安定したCO2分圧、または該
安定したCO2分圧と共に約０より200mmHgの範囲内の安定
したO2分圧を与えるために有効な量の適当な二酸化炭素
源を含むアイソライト（IsolyteTM）銘柄の注入可能な
注射液、 約１より100mmHgの範囲内の安定したCO2分圧、または該
安定したCO2分圧と共に約０より200mmHgの範囲内の安定
したO2分圧を与えるために有効な量の適当な二酸化炭素
源を含むプラスマライト（PlasmaLyteTM）銘柄の注入可
能な注射液、 約１より100mmHgの範囲内の安定したCO2分圧、または該
安定したCO2分圧と共に約０より200mmHgの範囲内の安定
したO2分圧を与えるために有効な量の適当な二酸化炭素
源を含むリンゲル液、 約１より100mmHgの範囲内の安定したCO2分圧、または該
安定したCO2分圧と共に約０より200mmHgの範囲内の安定
したO2分圧を与えるために有効な量の適当な二酸化炭素
源を含むリンゲルアセタート（Ringer's Acetate）、
または 約１より100mmHgの範囲内の安定したCO2分圧、または該
安定したCO2分圧と共に約０より200mmHgの範囲内の安定
したO2分圧を与えるために有効な量の適当な二酸化炭素
源を含むリンゲルラクタート（Ringer's Lactate）、 より選択される請求項１に記載の方法。 - 【請求項８】該注入媒体／校正剤はさらに約10より10,0
00mg/Lまでの範囲内のデキストロースを含む請求項７に
記載の方法。 - 【請求項９】該注入媒体／校正剤はさらに約10より50,0
00IU/Lまでの範囲内のナトリウムへパリンを含む請求項
７に記載の方法。 - 【請求項１０】該注入媒体／校正剤はさらに一種または
数種の非緩衝性pH調節試薬を含む請求項７に記載の方
法。 - 【請求項１１】該方法はさらにセンサーを校正する時に
新鮮な校正剤をセンサーと接触させるために十分な体積
の校正剤を該センサーアセンブリーの液体通路を通過さ
せることから成る請求項１に記載の方法。 - 【請求項１２】該方法はさらに源容器からセンサーへの
液体の輸送に要する時間を測定すること、および注入液
の送達のために使用される管が透過するガスの拡散損失
を反映するため該システムの校正を補正することから成
る請求項１に記載の方法。 - 【請求項１３】該方法はさらに、校正剤のpHおよび／ま
たは温度のすべての変化を監視することおよび校正剤の
pHに基づいて生じるpCO2を計算することにより校正剤内
のpCO2の変化を補償することから成る請求項１に記載の
方法。 - 【請求項１４】生体液内のCO2分圧（pCO2）、またはpCO
2と共にO2分圧（pO2）を定量する方法において、前記の
方法は、 液体通路および前記液体通路に露出されたpCO2のための
センサー、または該センサーと共にpO2のためのセンサ
ー、および 生体液および／または校正剤を前記センサーの上を通過
させる手段、 を有するアセンブリーを、 塩化ナトリウムを含む生理的食塩水、および約１より10
0mmHgの範囲内の安定したpCO2分圧、または該安定したp
CO2分圧と共に約０より200mmHgの範囲内の安定したpO2
分圧を与えるために有効な量の適当な二酸化炭素源、 から成る注入液と接触させて、前記のpCO2センサーを校
正すること、およびその後、 前記アセンブリーを前記生体液と接触させて、生体液内
のpCO2を測定することから成る生体液内のCO2分圧（pCO
2）、またはpCO2と共にO2分圧（pO2）を定量する方法。 - 【請求項１５】生体液内のpCO2、またはpCO2と共にp
O2、をセンサーアセンブリーを使用して定量する方法に
おいて、 塩化ナトリウムを含む生理的食塩水、および 約１より100mmHgの範囲内の安定したCO2分圧、または該
安定したCO2分圧と共に約０より200mmHgの範囲内の安定
したO2分圧を与えるために有効な量の適当な二酸化炭素
源、 から成る注入可能な校正剤を使用することから成る定量
方法。 - 【請求項１６】注入液送達システムと、生体液内のCO2
分圧（pCO2）を測定できるセンサー、またはpCO2と共に
O2分圧（pO2）を測定できるセンサーを有する化学分析
装置において、生理的食塩水が注入媒体として使用され
る場合に、前記CO2または該CO2と共に前記O2のセンサー
を校正するために適する安定なpCO2または該安定なpCO2
と共に安定なpO2を与えるため有効な量の適当な二酸化
炭素源を前記の生理的食塩水の中に導入することから成
る化学分析装置。 - 【請求項１７】患者へ注入するため適当な、また同時に
そこへCO2ガスを導入することなくpCO2を検知できる、
あるいは更にそこへO2ガスを導入することなくpO2を検
知できる、センサーの校正のため適当な生理的食塩水で
あって、 塩化ナトリウムを含む生理的食塩水、および 約１より100mmHgの範囲内の安定したCO2分圧、または該
安定したCO2分圧と共に約０より20mmHgの範囲内の安定
したO2分圧を与えるために有効な量の適当な二酸化炭素
源、 から成る前記の生理的食塩水溶液。 - 【請求項１８】請求項17に記載の溶液において、前記溶
液は同時に複数のセンサーから成るマルチセンサーアセ
ンブリーの校正のため適当であり、その際前記複数のセ
ンサーは、pCO2に加えて、Na+,K+,Ca++,Mg++,Cl-,pH、p
O2、ラクタートおよびグルコースより選択される一つ以
上の追加種に反応を示す請求項17に記載の溶液。 - 【請求項１９】請求項17に記載の溶液において、前記溶
液は、 塩化ナトリウムを含む生理的食塩水で、さらに約１より
100mmHgの範囲内の安定したCO2分圧、または該安定した
CO2分圧と共に約０より20mmHgの範囲内の安定したO2分
圧を与えるために有効な量の適当な二酸化炭素源を含
み、または更に一種または数種の追加の電解質を含むも
の、 約１より100mmHgの範囲内の安定したCO2分圧、または該
安定したCO2分圧と共に約０より20mmHgの範囲内の安定
したO2分圧を与えるために有効な量の適当な二酸化炭素
源を含み、または更に一種または数種の追加の電解質を
含む0.9％塩化ナトリウム、 約１より100mmHgの範囲内の安定したCO2分圧、または該
安定したCO2分圧と共に約０より20mmHgの範囲内の安定
したO2分圧を与えるために有効な量の適当な二酸化炭素
源を含むアイソライト（IsolyteTM）銘柄の注入可能な
注射液、 約１より100mmHgの範囲内の安定したCO2分圧、または該
安定したCO2分圧と共に約０より200mmHgの範囲内の安定
したO2分圧を与えるために有効な量の適当な二酸化炭素
源を含むプラスマライト（PlasmaLyteTM）銘柄の注入可
能な注射液、 約１より100mmHgの範囲内の安定したCO2分圧、または該
安定したCO2分圧と共に約０より200mmHgの範囲内の安定
したO2分圧を与えるために有効な量の適当な二酸化炭素
源を含むリンゲル液、 約１より100mmHgの範囲内の安定したCO2分圧、または該
安定したCO2分圧と共に約０より200mmHgの範囲内の安定
したO2分圧を与えるために有効な量の適当な二酸化炭素
源を含むリンゲルアセタート（Ringer's Acetate）、
または 約１より100mmHgの範囲内の安定したCO2分圧、または該
安定したCO2分圧と共に約０より200mmHgの範囲内の安定
したO2分圧を与えるために有効な量の適当な二酸化炭素
源を含むリンゲルラクタート（Ringer's Lactate）、 より選択される請求項17に記載の溶液。
Applications Claiming Priority (4)
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|---|---|---|---|
| US937,980 | 1992-08-28 | ||
| US07/937,980 US5330634A (en) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | Calibration solutions useful for analyses of biological fluids and methods employing same |
| US07/937,980 | 1992-08-28 | ||
| PCT/US1993/008109 WO1994006019A1 (en) | 1992-08-28 | 1993-08-26 | Calibration solutions useful for analyses of biological fluids and methods employing same |
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|---|---|
| JPH08500679A JPH08500679A (ja) | 1996-01-23 |
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