(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
哺乳類の血管に対する管の遠位端の位置をモニタリングするシステムであって：
あらかじめ定義された電磁スペクトルを有する電磁放射の出射ビームを生成する源と；
前記出射ビームを前記遠位端に案内するとともに前記出射ビームに応答して前記遠位端の周囲によって反射された電磁放射の入射ビームを測定装置に案内する案内路と；
前記入射ビームの電磁スペクトルに関連するパラメータを測定する前記測定装置と；
前記パラメータを、前記哺乳類の内部の前記遠位端のあらかじめ定義された位置を表現する基準電磁スペクトルに関連する基準パラメータと比較するよう構成された比較器装置とを有しており、
前記パラメータは前記遠位端の周囲における血液フロー・レートに基づくドップラー偏移を反映する、
システム。
【請求項２】
前記基準電磁スペクトルが、前記あらかじめ定義された位置が血管内部である状況を表す、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記パラメータがさらにスペクトル内容を反映する、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記スペクトル内容が特定の波長におけるスペクトル内容である、請求項３記載のシステム。
【請求項５】
前記特定の波長が630nmないし730nmの範囲内である、請求項４記載のシステム。
【請求項６】
前記管の壁が前記案内路として機能するよう構成されている、請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記案内路が、前記出射ビームおよび前記入射ビームを案内する目的のために液体を受け入れるよう構成されている、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記管が前記案内路として機能するための光ファイバーを有する、請求項１記載のシステム。
【請求項９】
哺乳類の血管に対する管の遠位端の位置をモニタリングするシステムであって：
あらかじめ定義された電磁スペクトルを有する電磁放射の出射ビームを生成する源と；
前記出射ビームを前記遠位端に案内するとともに前記出射ビームに応答して前記遠位端の周囲によって反射された電磁放射の入射ビームを測定装置に案内する案内路と；
前記入射ビームの電磁スペクトルに関連するパラメータを測定する前記測定装置と；
前記パラメータを、前記哺乳類の内部の前記遠位端のあらかじめ定義された位置を表現する基準電磁スペクトルに関連する基準パラメータと比較するよう構成された比較器装置と、
使用中に液体容器から滴下する液体を一時的に蓄えるドリップ・チャンバとを有しており、
前記ドリップ・チャンバは、前記源から前記遠位端に電磁放射の前記出射ビームを案内することにおいて前記案内路を支援するよう構成された光学要素を有し、該光学要素は、前記ドリップ・チャンバ内の液体によって覆われる場合にのみ前記出射ビームを透過させ、前記ドリップ・チャンバ内の液体によって覆われない場合には前記出射ビームに対して反射性である、システム。
【請求項１０】
使用中に液体容器から滴下する液体を一時的に蓄えるドリップ・チャンバを有する請求項１記載のシステムであって、前記源は、電磁放射の前記出射ビームに、動作条件の際に前記液体が前記液体容器から前記管に向かって滴下する架空の軸に交わる配向を与えるよう構成されている、システム。
【請求項１１】
哺乳類の血管に対する管の遠位端の位置をモニタリングするシステムであって：
あらかじめ定義された電磁スペクトルを有する電磁放射の出射ビームを生成する源と；
前記出射ビームを前記遠位端に案内するとともに前記出射ビームに応答して前記遠位端の周囲によって反射された電磁放射の入射ビームを測定装置に案内する案内路と；
前記入射ビームの電磁スペクトルに関連するパラメータを測定する前記測定装置と；
前記パラメータを、前記哺乳類の内部の前記遠位端のあらかじめ定義された位置を表現する基準電磁スペクトルに関連する基準パラメータと比較するよう構成された比較器装置と；
使用中に液体容器から滴下する液体を一時的に蓄えるドリップ・チャンバとを有しており、
前記源は、電磁放射の前記出射ビームに、前記ドリップ・チャンバ内の液体の界面に交わる配向を与えるよう構成されており、
当該システムがさらに、前記入射ビームが測定装置に届く場合と届かない場合が交互する周波数に基づいて前記液体容器から前記ドリップ・チャンバへの液体滴下レートの指標を決定する手段を有する、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血管に対する管の遠位端の位置をモニタリングするシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、金属カニューレおよび該カニューレ上に取り付けられる温度感応性インジケータを有する針を開示している。血管穿通は、カニューレに血液がはいり前記温度感応性インジケータに到達する場合に前記温度感応性インジケータの色の変換によって視覚的に示される。
【０００３】
特許文献１に開示される針の問題は、カニューレが輸液手順、すなわち患者に液体が供給される手順の間に血管内部の位置を維持するか否かをモニタリングできないということである。すなわち、特許文献１に開示される針は、血管穿通を観察し、よって血管内のカニューレの位置決めを観察するために、温度感応性インジケータまでカニューレ内に血液自身が進入することを必要とするのである。よって、特許文献１に開示される針は、試料採取手順における応用のみを許容する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第4971068号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
冒頭段落で定義された種類のシステムであって、試料採取および輸液手順のいずれの間にも、管の遠位端について血管内部の位置が維持されているか否かをモニタリングできるものを提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の目的は、哺乳類の血管に対する管の遠位端の位置をモニタリングするための本発明に基づくシステムによって達成される。本発明に基づくシステムは、あらかじめ定義された電磁スペクトルを有する電磁放射の出射ビームを生成する源と、前記出射ビームを前記遠位端に案内するとともに前記出射ビームに応答して前記遠位端の周囲によって反射された電磁放射の入射ビームを測定装置に案内する案内路と、前記入射ビームの電磁スペクトルに関連するパラメータを測定する前記測定装置と、前記パラメータを、前記哺乳類の内部の前記遠位端のあらかじめ定義された位置を表現する基準電磁スペクトルに関連する基準パラメータと比較するよう構成された比較器装置とを有する。
【０００７】
血液、より詳細には赤血球はヘモグロビンを含む。一方、血管を囲む組織はヘモグロビンを含まないか、少なくとも有意により小さな度合いでしか含まない。ヘモグロビンは鉄を含む金属タンパク質で、酸素輸送の目的を果たす。ヘモグロビンは、組織に比べ、独特な反射および吸収属性を血液に与えている。したがって、電磁放射の出射ビームに応答して達成可能な電磁放射の入射ビームの電磁スペクトルに関連するパラメータは、血液による反射のもとで変化する。たとえば、赤色光、すなわち630nmないし740nmの範囲の波長をもつ電磁放射は比較的強く反射され、一方、緑色光、すなわち490nmないし560nmの範囲の波長をもつ電磁放射は有意により小さな割合で反射される、すなわち相対的に強く吸収される。よって、管の管遠位端が血管内部に位置されている場合には、血管外部に位置されている状況と比べ、上述したパラメータは有意に異なってくる。
【０００８】
前記入射ビームの電磁スペクトルに関連付けられた特定のパラメータを測定することによって、そして前記パラメータを、前記管の遠位端が患者の内部のあらかじめ定義された位置に位置されていたとした場合に前記出射ビームに応答して達成可能な基準電磁スペクトルの対応するパラメータとを比較することによって、前記遠位端の位置が前記位置にあるか否かを確認できるようになる。
【０００９】
前記基準スペクトルが、前記あらかじめ定義された位置が血管内である状況を反映するならば、先述の品質の間の一致は、前記管の遠位端の適正な位置を示し、一方、先述の品質の間の有意な相違は正しくない位置を示す。前記基準スペクトルが前記あらかじめ定義された位置が血管外、たとえば組織内部である状況を描写するのであれば、逆の推論が成り立つ。
【００１０】
電磁放射の入射ビームは、出射ビームに応答して管の管遠位端の周囲によって反射される。したがって、遠位端の位置をモニタリングする目的のために、管自身を通って血液が流れることは必要とされない。結果として、本発明に基づくシステムは、血液が管を通じて患者から引き抜かれる試料採取手順および前記管を介して血管に向けて液体が流れる輸液手順の間、血管に対する遠位端の位置をモニタリングすることができる。
【００１１】
試料採取手順の間および輸液手順の間のいずれでも、管の遠位端の位置は、たとえば患者の動きに起因する擾乱を受けやすい。血管内部の遠位端の位置が消え去る、すなわち遠位端がもはや血管内部に位置していない場合、液体は前記血管を取り巻く組織に供給される。その結果として、患者にとって炎症、腫れおよび／または痛みが引き起こされる。本発明に基づくシステムは、この状況を検出し、それにより医療専門家が適切な施策を講じることができるようにするために有用である。
【００１２】
さらに、本発明に基づくシステムは、上述した手順のすべての段階の間に管遠位端の位置付けをモニタリングするのに好適であることを注意しておくべきである。すなわち、本発明に基づくシステムは、患者と液体を交換するプロセスの間のみならず、そのような手順の開始時にもうまく適用できる。この開始時は、血管穿通に割かれる。
【００１３】
本稿では、血管は静脈と動脈の両方を含むものと考えられる。
【００１４】
出射ビームのスペクトルが電磁スペクトルの可視部分に限定されないことを注意しておくべきである。すなわち、スペクトルは380nmより短い波長および750nmを超える波長を含んでいてもよい。
【００１５】
本稿において、管〔チューブ〕は、哺乳類の患者と液体を交換するためのダクト、たとえば針、カニューレ、針、ソフト・カテーテルなどを含意する。
【００１６】
本発明に基づくシステムのある好ましい実施形態では、基準電磁スペクトルは、あらかじめ定義された位置が血管内にある状況を表す。この実施形態は、血管に対して管遠位端の不整合を検出することを、該遠位端が血管を囲む組織内に位置しない場合であっても、可能にする。これは、基準電磁スペクトルが、あらかじめ定義された位置が血管を囲む組織内にある状況を反映する実施形態とは反対である。したがって、この実施形態は、血管に対する管の遠位端の位置をより信頼できる形でモニタリングすることができるという利点をもつ。
【００１７】
本発明に基づくシステムのあるさらなる好ましい実施形態では、電磁スペクトルに関連付けられた前記パラメータは時間依存性である。この実施形態において、電磁スペクトルに関連付けられた前記パラメータは血液による反射のもとで変化するのみならず、さらに血液フロー・レートのもとでも変化する。すなわち、血液中で一様にまたは非一様に分散している赤血球が、その速度に対応するドップラー偏移をもって入射ビームを反射する。よって、該ドップラー偏移は、入射ビームの電磁スペクトルの時間依存的な挙動に影響する。管遠位端が血管内に位置されなくなると、このドップラー偏移はもはや存在しない。したがって、この実施形態は、有利なことに、管遠位端が血管内に位置していないが、それでも血液によって囲まれたままであることを検出することを可能にする。この状況はたとえば、血液凝固の問題を患う患者を治療するときに生じうる。そのような患者については、遠位端が血管内に位置されなくなり、血管を囲む組織内で終わる場合、それでも血液によって囲まれることになる。
【００１８】
本発明に基づくシステムのある実際的な実施形態では、電磁スペクトルに関連付けられた前記パラメータはスペクトル内容である。
【００１９】
本発明に基づくシステムのあるさらなる実際的な実施形態では、電磁スペクトルに関連付けられたパラメータは、特定の波長におけるスペクトル内容である。この実施形態は、血管に対する管遠位端の考えられる不整合の明瞭かつ曖昧さのない検出を許容しつつ、システムの動作を容易にする点で有利である。たとえば、血液の吸収スペクトルは、血管を取り巻く組織の吸収スペクトルとは反対に、約400nmの波長について特に強い。よって、この独特の吸収特性は入射ビームの電磁スペクトルによって反映され、したがって、遠位端が血管内に位置しているか否かを判定する基礎をなす。
【００２０】
本発明に基づくシステムのあるさらなる好ましい実施形態では、前記特定の波長は630nmないし730nmの範囲にある。血液は、630nmないし730nmの範囲の波長を、血管の壁に比べて相対的に強く反射する。したがって、この実施形態は、遠位端が血管内の位置を占有しているか血管外部だがその壁に近い位置を占有しているかを正確に記録することを許容する点で有利である。
【００２１】
本発明に基づくシステムのあるさらなる実際的な実施形態では、管の壁は案内路として機能するよう構成される。この実施形態は、複数の機能性、すなわち患者のほうにまたは患者から液体を輸送すること、出射ビームを患者のほうに案内すること、入射ビームを測定装置のほうに伝える（transfer）こと、を単一のコンポーネントに統合し、それによりシステムに含まれるコンポーネントの数を減らすことを可能にする。結果として、この実施形態は、有利なことに、一回の使用後に管を廃棄することの経済的な実現可能性を増す。
【００２２】
本発明に基づくシステムのあるさらなる好ましい実施形態では、前記案内路は、出射ビームおよび入射ビームを案内する目的のために液体を受け入れるよう構成される。この実施形態では、前記案内路のパフォーマンスは管内に存在する液体の量に依存する。液体が存在しない場合、出射ビームも入射ビームも伝えられない。したがって、案内路を実現することに関わるコストを効果的に削減することに加えて、この実施形態は、有利なことに、患者への液体の供給または患者からの試料採取が中断されているか否かを検出することを可能にする。そのような中断は、管に取り付けられた液体の容器が空になることによって、および鋭い曲がりに起因する管内の閉塞によって、引き起こされることがありうる。
【００２３】
本発明に基づくシステムのあるさらなる好ましい実施形態では、前記管は、前記案内路として機能するための光ファイバーを含む。この実施形態は、医療専門家にとってのシステムの扱いやすさ属性に負の影響を与えることなく、また患者の便利さに負の影響を与えることもなく、優れた光学的属性をもつ案内路を提供するという利点をもつ。たとえば、内側での全反射が保証される。
【００２４】
本発明に基づくシステムのあるさらなる好ましい実施形態は、使用中に液体容器から滴下する液体を一時的に蓄えるドリップ・チャンバを有する。前記ドリップ・チャンバは、前記源から遠位端に電磁放射の出射ビームを案内することにおいて前記案内路を支援するよう構成された光学要素を有する。該光学要素は、前記ドリップ・チャンバ内の液体によって覆われるのに応答して透明な部分を有し、前記ドリップ・チャンバ内の液体によって覆われないことに応答して反射性の部分を有する。よって、前記光学要素は、液体に浸されるときは出射ビームが通過することを許容する一方、完全に空気によって囲まれるときは出射ビームを妨害する。結果として、入射ビームは、ドリップ・チャンバ内に存在する液体の量に依存する。したがって、この実施形態は有利なことに、ドリップ・チャンバ内の液体レベルが何らかの臨界レベルを下回ったか否かを検出することができる。
【００２５】
本発明に基づくシステムのあるさらなる好ましい実施形態は、使用中に液体容器から滴下する液体を一時的に蓄えるドリップ・チャンバを有する。前記源は、電磁放射の前記出射ビームに、動作条件の際の液体が液体容器から管に向かって滴下する架空の軸に交わる配向を与えるよう構成される。ここで、交差は、出射ビームが架空の軸に平行でないことを含意する。液滴が電磁放射の出射ビームを横切るたびに、前記ビームは反射されることになる。したがって、出射ビームがこのように反射される頻度は、液体滴下レートに一致する。平均の液体滴サイズが既知であるとすると、出射ビームが反射される頻度は、液体が患者に向かって供給されるレートの指標をなす。結果として、この実施形態は、液体供給レートを記録することを提供するという利点をもつ。
【００２６】
本発明に基づくシステムのあるさらなる好ましい実施形態は、使用中に液体容器から滴下する液体を一時的に蓄えるドリップ・チャンバを有する。前記源は、電磁放射の前記出射ビームに、前記ドリップ・チャンバ内の液体の界面に交わる配向を与えるよう構成される。液滴が前記界面、すなわち前記ドリップ・チャンバ内の液体の表面に触れるたびに、表面波が誘起され、液体の前記界面による前記出射ビームの反射を変える。したがって、出射ビームの反射がこのように変更される頻度は、液体滴下レートに一致するはずである。平均の液体滴サイズが既知であるとすると、出射ビームが反射される頻度は、患者に向かう液体供給レートの指標をなす。したがって、この実施形態は、有利なことに、患者への供給レートを記録することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】案内路が管から分離されている、本発明に基づくシステムの実施形態を概略的に示す図である。
【図２】Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれ組織、血管壁および血液についての反射スペクトルを描いた図である。
【図３Ａ】案内路が管と統合されている、本発明に基づくシステムの諸実施形態を概略的に描いた図である。
【図３Ｂ】案内路が管と統合されている、本発明に基づくシステムの諸実施形態を概略的に描いた図である。
【図４】ドリップ・チャンバを有する本発明に基づくシステムのある実施形態を概略的に示す図である。
【図５】本発明に基づくシステムの、出射ビームが液体容器から滴下する液体に交わる配向を与えられる実施形態を概略的に描いた図である。
【図６】本発明に基づくシステムの、出射ビームがドリップ・チャンバ内の液体の界面に交わる配向を与えられる実施形態を概略的に描いた図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、血管１０６に対する管１０４の遠位端１０２の位置をモニタリングするシステム１０１を概略的に示している。この個別的な実施形態では、システム１０１は、管１０４を介した液体１０８の静脈内供給のために用いられるが、システム１０１は、血管１０６から試料を採取する目的のためにも同じようによく機能する。システム１０１は、あらかじめ定義された電磁スペクトルをもつ電磁放射の出射ビーム１１２を生成する源１１０を有する。システム１０１はさらに、出射ビーム１１２を管１０４の遠位端１０２のほうに伝えるための案内路１１４を有する。図１から、案内路１１４および管１０４が必ずしも単一のコンポーネント中に統合される必要はないことが明確になる。案内路１１４はさらに、電磁放射の前記出射ビーム１１２に応答して遠位端１０２の周囲１１８によって反射された電磁放射の入射ビーム１１６を測定装置１２０のほうに伝えるよう構成される。測定装置１２０は、電磁放射の入射ビーム１１６の電磁スペクトルに関連するパラメータ１２２を測定するよう構成される。このパラメータは、血液による反射のもとで変化する。すなわち、このパラメータは、遠位端１０２の周囲１１８が血液を含んでいる場合には、たとえば周囲１１８が血管１０６を取り巻く組織である場合の、周囲１１８が血液を含まない状況に比べて、変わってくる。システム１０１はさらに、前記パラメータ１２２を、基準電磁スペクトルに関連する基準パラメータ１２６と比較するよう構成された比較器装置１２４を有する。基準電磁スペクトルは、遠位端１０２が、哺乳類の患者内部の何らかのあらかじめ定義された位置に位置されたとした場合に、出射ビーム１１２に応答して入射ビーム１１６によって達成可能である。基準パラメータ１２６はメモリ１２８に記憶されていてもよい。比較器装置１２４の出力１３０は、医療専門家が、血管１０６に対する遠位端１０２の位置fに関する結論を引き出し、それにより、輸液または試料採取手順の開始時に血管１０６にはいらなかったため、またはたとえば患者の動きのため血管１０６内に位置されなくなったために、遠位端１０２が血管１０６内に位置されていないと判明する場合に適切な措置を講じることを可能にする。
【００２９】
システム１０１のある個別的な実施形態では、前記基準電磁スペクトルは、前記あらかじめ定義された位置が血管１０６内部にある状況を反映する。よって、システム１０１のこの実施形態については、パラメータ１２２が実質的に基準パラメータ１２６に等しければ、遠位端１０２が血管１０６内に位置されているということが成り立つ。
【００３０】
システム１０１のある具体的な実施形態では、測定装置１２０はさらに、入射ビーム１１６の電磁スペクトルの時間依存性を測定するよう構成されている。矢印１３２によって示されるような特定の血液フロー・レートおよび方向が与えられれば、赤血球１３４、１３６および１３８は相続いて出射ビーム１１６を反射し、血液フロー・レートに基づくドップラー偏移を引き起こす。この目的のため、測定装置１２０は、それ自身としては既知のレーザー・ドップラー振動計（vibrometer）を設けられてもよい。
【００３１】
システム１０１のあるさらなる具体的な実施形態では、測定装置１２０は代替的に、入射ビーム１１６の電磁スペクトルのスペクトル内容（spectral  contents）を測定するよう構成される。図２のＡは、組織についての反射スペクトルを描いており、図２のＢは血管の壁についての反射スペクトルを示しており、図２のＣは血液の反射スペクトルを示している。反射スペクトルの強さは無次元の仕方で表されている。基準電磁スペクトルは、図２のＡに描かれるような組織の反射スペクトルであっても、図２のＣに描かれるような血液の反射スペクトルであってもよい。図２のＡおよびＣによれば、血液および組織の反射スペクトルは、特に570nmより短い波長および650ないし750nmの波長について、有意に異なっている。これらの差異は、一方では血液による緑の光、すなわち520ないし570nmの範囲の波長をもつ電磁放射の比較的強い吸収に、他方では血液による赤い光、すなわち630ないし740nmの範囲の波長をもつ電磁放射の比較的強い反射に帰することができる。したがって、本発明に基づくシステムのさらなる実施形態では、測定装置は、特定の波長、好ましくは630ないし730nmの範囲内の波長、たとえば700nmにおける入射ビーム１１６の電磁スペクトルのスペクトル内容量を測定するよう構成される。この波長範囲は、血液と血管の壁とを堅牢かつ正確に区別することを可能にする。図２のＢおよびＣ参照。さらに、630ないし730nmの波長を考えることによって、より大きな振幅の信号が得られ、それにより、パラメータ１２２に関する信号対雑音比が増し、結果としてシステム１０１の測定精度が改善される。本発明に基づくシステムのあるさらなる実施形態では、測定装置は、複数の特定の波長、好ましくは630ないし730nmの範囲内の複数の波長、たとえば650nm、680nmおよび710nmにおける入射ビーム１１６の電磁スペクトルのスペクトル内容を測定するよう構成される。
【００３２】
図３Ａは、血管３０６に対する管３０４の遠位端３０２の位置をモニタリングするシステム３０１を概略的に示している。この個別的な実施形態では、管３０４は液体３０８の静脈内供給のために用いられるが、血管３０６から試料を採取する目的のためにも同じくらいよく機能しうる。システム３０１は、あらかじめ定義された電磁スペクトルをもつ電磁放射の出射ビーム３１２を生成するための源３１０を有する。システム３０１はさらに、管３０４の遠位端３０２のほうに出射ビーム３１２を伝える案内路３１４を有する。結果として、管３０４および案内路３１４は事実上、単一のコンポーネント中に統合される。壁３１３は、内部の全反射の原理を用いる。案内路３１４はさらに、電磁放射の前記出射ビーム３１２に応答して遠位端３０２の周囲３１８によって反射された電磁放射の入射ビーム３１６を測定装置３２０のほうに伝えるよう構成される。測定装置３２０は、電磁放射の入射ビーム３１６の電磁スペクトルに関連するパラメータ３２２を測定するよう構成される。このパラメータ３２２は、入射ビーム３１６の電磁スペクトルの時間依存性またはスペクトル内容であってもよい。システム３０１はさらに、前記パラメータ３２２を、基準電磁スペクトルに関連する基準パラメータ３２６と比較するよう構成された比較器装置３２４を有する。基準電磁スペクトルは、遠位端３０２が、哺乳類の患者内部の何らかのあらかじめ定義された位置に位置されたとした場合に、出射ビーム３１２に応答して入射ビーム３１６によって達成可能である。ここで、あらかじめ定義された位置は、血管３０６または該血管３０６を取り巻く組織のいずれであってもよい。この特定の例では、メモリ３２８が基準パラメータ３２６を記憶するよう構成される。比較器装置３２４の出力３３０は、遠位端３０２の位置が血管３０６内でないことをシステム１０１がモニターする場合に、関わっている医療専門家が適切な措置を講じることを許容する。
【００３３】
図３Ｂでは、同一の参照符号は同一の要素を指す。図３Ｂに示される具体的な実施形態では、光ファイバー３１５が案内路３１４として機能するよう構成される。したがって、図３Ｂに示される特定の実施形態では、管３０４および案内路３１４は単一のコンポーネント中に統合される。光ファイバー３１５は内部の全反射を利用する。
【００３４】
図４は、血管（図示せず）に対する管４０３の遠位端（図示せず）の位置をモニタリングするためのシステム４０２を概略的に示している。システム４０２はドリップ・チャンバ４０４に取り外し可能な形で取り付けられる。ドリップ・チャンバ４０４は、哺乳類の患者（図示せず）に静脈内供給される液体４０６を蓄えるよう構成される。システム４０２は、あらかじめ定義された電磁スペクトルをもつ出射ビーム４１０を生成するための源４０８を有する。システム４０２はさらに、管の遠位端の周囲によって反射された入射ビーム４１６に関連するパラメータ４１４を測定するための測定装置４１２を有する。システム４０２は、出射ビーム４１０を管４０３の遠位端のほうに伝えるとともに、入射ビーム４１６を測定装置４１２のほうに案内する案内路を有する。この案内路は液体４０６自身によって具現される。代替的には、案内路を画定する目的のために、たとえば光ファイバーを用いても同じくらいよい。システム４０２はさらに、鏡４１８および光学要素４２０を有する。光学要素は液体４０６によって覆われるのに応答して透明な部分を有し、液体４０６によって覆われないこと、すなわち空気によって覆われることに応答して反射性の部分を有する。よって、光学要素４２０は、単に前記出射ビームが流体４０６に浸された部分と相互作用する場合に、出射ビーム４１０を通す。結果として、液体が臨界レベル４２２より上の何らかのレベルにあれば、出射ビーム４１０は光学要素４２０を通過し、一方、液体がたとえばレベル４２４にあれば、出射ビームは光学要素４２０によって反射される。この反射が、ドリップ・チャンバ４０４内の液体４０６の量が臨界値より下であることの指標を与える。システム４０２はさらに、パラメータ４１４を、メモリ４３０に記憶されていてもよい基準パラメータ４２８と比較する比較器装置４２６を有する。比較器装置４２６は、哺乳類の血管に対する管の遠位端の位置を示す情報４３２を生成する。
【００３５】
図５は、血管（図示せず）に対する管５０３の遠位端（図示せず）の位置をモニタリングするためのシステム５０２を概略的に示している。システム５０２はドリップ・チャンバ５０４に取り外し可能な形で取り付けられる。ドリップ・チャンバ５０４は、哺乳動物（図示せず）に静脈内供給される液体５０６を蓄えるよう構成される。システム５０２は、あらかじめ定義された電磁スペクトルをもつ出射ビーム５１０を生成するための源５０８を有する。源５０８は、出射ビーム５１０に、動作条件の際に液体が液滴５１４および５１６を介して液体容器（図示せず）から管５０３に向かって滴下する架空の軸５１２に交わる配向を与えるよう構成される。システム５０２はさらに、入射ビーム５２２に関連するパラメータ５２０を測定するための測定装置５１８を有する。入射ビーム５２２は液滴５１４および５１６によって、あるいはそのような液滴がないときは管の遠位端の周囲によって反射される。それにより、血管に対する管の遠位端の位置をモニタリングすることが可能になる。液滴５１４および５１６による出射ビーム５１０の反射の間の時間間隔は、液体容器からドリップ・チャンバ５０４への液体滴下レートの指標を与える。液体レベル５２３が定常的な値を達成しているとすると、液体滴下レートは、液体５０６が哺乳類の患者（図示せず）のほうに静脈内供給されるレートの正確な指標をなす。システム５０２は、出射ビーム５１０を管５０３の遠位端のほうに伝えるとともに、入射ビーム５２２を測定装置５１８に案内する案内路を有する。この案内路は液体５０６自身によって具現される。システム５０２はさらに、パラメータ５２０を、メモリ５２８に記憶されていてもよい基準パラメータ５２６と比較する比較器装置５２４を有する。動作条件の際に比較器装置５２４によって生成される情報５３０は、哺乳類の患者の血管に対する管の遠位端の位置を示す。源５０８および測定装置５１８は代替的に、ドリップ・チャンバ５０４の反対側に位置されていてもよい。
【００３６】
図６は、哺乳動物（図示せず）の血管（図示せず）に対する管６０３の遠位端（図示せず）の位置をモニタリングするためのシステム６０２を概略的に示している。システム６０２はドリップ・チャンバ６０４に取り外し可能な形で取り付けられる。ドリップ・チャンバ６０４は、哺乳類の患者に静脈内供給される液体６０６を蓄えるよう構成される。システム６０２は、あらかじめ定義された電磁スペクトルをもつ出射ビーム６１０を生成するための源６０８を有する。源６０８は、出射ビーム６１０に、ドリップ・チャンバ６０４内の液体６０６の界面６１２に交わる配向を与えるよう構成される。システム６０２はさらに、入射ビーム６１８に関連するパラメータ６１６を測定するための測定装置６１４を有する。システム６０２は、出射ビーム６１０を案内路のほうに向き付け直すための光学要素６１９、たとえば鏡を有する。この案内路は、出射ビーム６１０を管６０３の遠位端のほうに伝えるとともに、入射ビーム６１８を測定装置６１４に案内するよう構成される。動作の際、重力の影響のもとで液体容器（図示せず）からドリップ・チャンバ６０４に落ちる液滴６２０および６２２は界面６１２に表面波を引き起こす。前記表面波に応答して、出射ビーム６１０が界面６１２によって屈折させられる配向が方向を修正する。さらに、入射ビーム６１８と界面６１２の間の角度が、空気６２４と液体６０６との間の界面６１２の臨界角を超えるほど大きくなることがある。結果として、屈折ではなく内部での全反射が界面６１２で得られる。したがって、入射ビーム６１８の界面６１２による反射と屈折が交互する周波数は、液体容器からドリップ・チャンバ６０４への液体滴下レートの指標を与える。ドリップ・チャンバ６０４内の液体６０６の量が定常的な値を達成しているとすると、液体滴下レートは、液体６０６が哺乳類の患者のほうに静脈内供給されるレートの正確な指標をなす。システム６０２はさらに、パラメータ６１６を、メモリ６３０に記憶されている基準パラメータ６２８と比較し、よって哺乳類の患者の血管に対する管の遠位端の位置を示す情報６３２を生成するよう構成された比較器装置６２６を有する。代替的には、測定装置６１４はそれ自身としては既知の位置感応性検出器を有していてもよい。
【００３７】
本発明は、図面および以上の記述において詳細に図示および記述されてきたが、図示および記述は例解もしくは例示するものであり、制約するものではないと考えられるべきである。本発明は開示された実施形態に限定されるものではない。本発明に基づくシステムおよびそのすべてのコンポーネントは、それ自身としては既知のプロセスおよび材料を応用することによって作成できる。請求項および本記載において、「有する／含む」の語は他の要素を排除するものではなく、単数形の表現は複数を排除するものではない。請求項に参照符号があったとしても、範囲を限定するものと解釈すべきではない。さらに、請求項において定義される特徴のあらゆる可能な組み合わせが本発明の一部であることを注意しておく。
いくつかの態様を記載しておく。
〔態様１〕
哺乳類の血管に対する管の遠位端の位置をモニタリングするシステムであって：
あらかじめ定義された電磁スペクトルを有する電磁放射の出射ビームを生成する源と；
前記出射ビームを前記遠位端に案内するとともに前記出射ビームに応答して前記遠位端の周囲によって反射された電磁放射の入射ビームを測定装置に案内する案内路と；
前記入射ビームの電磁スペクトルに関連するパラメータを測定する前記測定装置と；
前記パラメータを、前記哺乳類の内部の前記遠位端のあらかじめ定義された位置を表現する基準電磁スペクトルに関連する基準パラメータと比較するよう構成された比較器装置とを有する、
システム。
〔態様２〕
前記基準電磁スペクトルが、前記あらかじめ定義された位置が血管内部である状況を表す、態様１記載のシステム。
〔態様３〕
前記パラメータが時間依存性である、態様２記載のシステム。
〔態様４〕
前記パラメータがスペクトル内容である、態様１記載のシステム。
〔態様５〕
前記パラメータが特定の波長におけるスペクトル内容である、態様４記載のシステム。
〔態様６〕
前記特定の波長が630nmないし730nmの範囲内である、態様５記載のシステム。
〔態様７〕
前記管の壁が前記案内路として機能するよう構成されている、態様１記載のシステム。
〔態様８〕
前記案内路が、前記出射ビームおよび前記入射ビームを案内する目的のために液体を受け入れるよう構成されている、態様１記載のシステム。
〔態様９〕
前記管が前記案内路として機能するための光ファイバーを有する、態様１記載のシステム。
〔態様１０〕
使用中に液体容器から滴下する液体を一時的に蓄えるドリップ・チャンバを有する態様１記載のシステムであって、前記ドリップ・チャンバは、前記源から前記遠位端に電磁放射の前記出射ビームを案内することにおいて前記案内路を支援するよう構成された光学要素を有し、該光学要素は、前記ドリップ・チャンバ内の液体によって覆われるのに応答して透明な部分を有し、前記ドリップ・チャンバ内の液体によって覆われないことに応答して反射性の部分を有する、システム。
〔態様１１〕
使用中に液体容器から滴下する液体を一時的に蓄えるドリップ・チャンバを有する態様１記載のシステムであって、前記源は、電磁放射の前記出射ビームに、動作条件の際に前記液体が前記液体容器から前記管に向かって滴下する架空の軸に交わる配向を与えるよう構成されている、システム。
〔態様１２〕
使用中に液体容器から滴下する液体を一時的に蓄えるドリップ・チャンバを有する態様１記載のシステムであって、前記源は、電磁放射の前記出射ビームに、前記ドリップ・チャンバ内の液体の界面に交わる配向を与えるよう構成されている、システム。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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