(57)【要約】光センサ（１００）が、血液透析アクセス部位に平行であってこれを含む領域のバルク吸光率（ａ）を測定する相補形のエミッタと検出器要素（１０６ａ，１０６ｂ，１０８ａ，１０８ｂ）から成る検出対と、血液透析アクセス部位にそれ自体垂直な組織の吸光率（ａ％）を測定する相補形のエミッタと検出器要素から成る正規化対を有する。エミッタと検出器要素の２つの対は、互いに対して直角をなす２本の線を定め、対のうち一方は、対のうち他方により定められた線の一方の側に位置し、エミッタと検出器要素の２つの対が、“Ｔ”字形を形成するようになっている。センサを用いて定期的血液透析中に血管アクセスブラッド流量を測定するために色素希釈法が利用される。
2005538752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの対をなす相補形のエミッタ要素と検出器要素を有する血管アクセスブラッド流量の経皮的測定のためのセンサであって、エミッタ要素と検出器要素の対は、互いに直角をなす２本の線を定めていることを特徴とするセンサ。
【請求項２】
エミッタ要素は、特定波長のＬＥＤであり、検出器要素は、ＬＥＤと相補するシリコンフォトダイオード検出器であることを特徴とする請求項１記載のセンサ。
【請求項３】
ＬＥＤの波長は、８０５ｎｍ〜８８０ｎｍであることを特徴とする請求項２記載のセンサ。
【請求項４】
前記対のうち一方は、前記対のうち他方によって定められた線の一方の側に位置していて、エミッタ要素と検出器要素の２つの対は、“Ｔ”形状を形成するようになっていることを特徴とする請求項１記載のセンサ。
【請求項５】
エミッタ要素は、特定波長のＬＥＤであり、検出器要素は、ＬＥＤと相補するシリコンフォトダイオード検出器であることを特徴とする請求項４記載のセンサ。
【請求項６】
ＬＥＤの波長は、８０５ｎｍ〜８８０ｎｍであることを特徴とする請求項５記載のセンサ。
【請求項７】
血管アクセスブラッド流量の経皮的測定のためのセンサであって、上面及び下面を備えた本体と、本体の下面上に設けられていて、アクセス部位上でこれに平行に位置する相補形の検出エミッタ／検出要素対と、本体の下面上に設けられていて、アクセス部位の一方の側部でこれに垂直に位置する相補形の正規化エミッタ／検出器要素対とを有することを特徴とするセンサ。
【請求項８】
本体は、上面及び下面を備えた基板と、基板の表面のうちの少なくとも一方に設けられたエミッタ／検出器要素対と関連した回路とから成ることを特徴とする請求項７記載のセンサ。
【請求項９】
本体は、基板及び回路を包囲する内部カバーを更に有していることを特徴とする請求項８記載のセンサ。
【請求項１０】
エミッタ要素は、特定波長のＬＥＤであり、検出器要素は、ＬＥＤと相補するシリコンフォトダイオード検出器であることを特徴とする請求項７記載のセンサ。
【請求項１１】
ＬＥＤの波長は、８０５ｎｍ〜８８０ｎｍであることを特徴とする請求項１０記載のセンサ。
【請求項１２】
前記対のうち一方は、前記対のうち他方によって定められた線の一方の側に位置していて、エミッタ要素と検出器要素の２つの対は、“Ｔ”形状を形成するようになっていることを特徴とする請求項７記載のセンサ。
【請求項１３】
エミッタ要素は、特定波長のＬＥＤであり、検出器要素は、ＬＥＤと相補するシリコンフォトダイオード検出器であることを特徴とする請求項１２記載のセンサ。
【請求項１４】
血管アクセスブラッド流量の経皮的測定のためのセンサであって、上面及び下面を備えた本体と、本体の下面上に設けられていて、アクセス部位の体積部及びアクセス部位のすぐ下の体積部のバルク吸光率αを測定するために特定波長の光を放出したり検出するようアクセス部位上でこれに平行に位置する検出エミッタ／検出器手段と、本体の下面上に設けられていて、アクセス部位を含まない組織領域の吸光率α0を測定するために特定波長の光を放出したり検出するようアクセス部位の一方の側でこれに垂直に位置する正規化エミッタ／検出器手段とを有していることを特徴とするセンサ。
【請求項１５】
相補形のエミッタ要素と検出器要素の２つの対を有するセンサを用いて血管アクセス部位を有する患者の血管系中の血液パラメータを経皮的に測定する方法であって、エミッタ要素と検出器要素の対は、互いに直角をなす２本の線を定め、前記方法は、エミッタ要素と検出器要素の対のうちの一方が血管アクセス部位に平行であり、エミッタ要素と検出器要素の対のうち他方が血管アクセス部位に垂直に位置した状態でセンサを患者の皮膚上の測定部位に配置する段階と、測定部位の上流側に位置する血管系の領域に乱れを生じさせる段階と、センサを用いて測定部位のところの乱れを所定の期間にわたり経皮的に測定する段階と、測定した乱れに基づいて血液パラメータを計算する段階とを有することを特徴とする方法。
【請求項１６】
乱れは、マーカを血管アクセス部位の上流側の端に注入することにより達成されることを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
マーカは、塩水であることを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
マーカは、標識された赤血球であることを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
乱れは、血液のパラメータを変更することにより達成されることを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項２０】
皮膚の下を流れるアクセスブラッド中のヘマトクリットの相対的変化を求めることができるセンサを用いて、動脈針部位及び動脈針部位の下流側に位置する静脈針部位を備えた血管アクセス部位、入口及び出口を備えたダイアライザ、ダイアライザの入口を動脈針部位に連結する透析用動脈ライン及びダイアライザの出口を静脈針部位に連結する透析用静脈ラインを含む血液透析回路内のアクセスブラッド流量を経皮的に測定する方法であって、センサは、２対の相補形のエミッタ要素と検出器要素を有し、エミッタ要素と検出器要素の対は、互いに直角をなす２本の線を定め、前記方法は、エミッタ要素と検出器要素の対のうちの一方が静脈針部位の下流側の血管アクセス部位に平行に且つこの上に位置し、エミッタ要素と検出器要素の対のうちの他方が血管アクセス部位に垂直に位置した状態でセンサを皮膚上に配置する段階と、センサを用いて血管アクセス部位中のヘマトクリット（Ｈa）に比例した信号を出力する段階と、センサと関連したモニタシステムで信号を記録する段階と、安定ベースラインＨa値を得る段階と、安定ベースラインＨaを得た後、基準希釈剤の既知の量（Ｖ）をセンサの上流側で透析用静脈ライン中に注入する段階と、希釈剤を注入した時点から信号がベースライン値に戻った時点までに生じた信号を用いてモニタシステムの使用により得られたヘマトクリットの変化百分率ΔＨと時間依存性ヘマトクリットＨの比に基づいてアクセスブラッド流量を計算する段階とを有していることを特徴とする方法。
【請求項２１】
一時的公式化を用いてアクセスブラッド流量を計算することを特徴とする請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
定常的公式化を用いてアクセスブラッド流量を計算する、請求項２０記載の方法。
【請求項２３】
２対の相補形のエミッタ要素及び検出器要素を有するセンサを用いて患者の心臓血管回路中のアクセス部位におけるアクセスブラッド流量を経皮的に測定する方法であって、前記対のエミッタ要素及び検出器要素が、互いに直角をなす２本の線を定める前記方法において、
前記２対のエミッタ要素及び検出器要素のうちの一方が血管アクセス部位に平行に且つこの上に位置し、前記２対のエミッタ要素及び検出器要素のうちの他方が血管アクセス部位に垂直に位置した状態で、センサを患者の皮膚上に配置し、
血液透析回路が存在する状態で特定量（Ｖi）のインジケータ希釈剤をアクセス部位のところで患者の心臓血管回路中に注入してブラッドパラメータの変化を生じさせ、
センサを用いてパラメータの変化百分率を測定することを含む、
方法。
【請求項２４】
ブラッドパラメータは、バルク密度、流れのエネルギ、ヘマトクリット及び赤血球の酸素量から成る群から選択されている、請求項２３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０００年１２月２９日に出願された米国特許出願第０９／７５０，０７６号明細書の一部継続出願であると共に２００１年１月３０日に出願された米国特許出願第０９／７７１，５９６号明細書の一部継続出願であり、米国特許出願第０９／７７１，５９６号明細書は、１９９８年２月５日に出願された米国仮特許出願第６０／０７３，７８４号明細書の権益主張出願である１９９９年２月５日に出願された米国特許出願第０９／２４４，７５６号明細書（現在、米国特許第６，１８１，９５８号明細書）の継続出願であり、上記特許出願明細書の記載内容全体を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。
【０００２】
本発明は、１以上の血液パラメータを非侵襲的に測定する装置に関する。本発明は特に、測定中のアクセスの体積部が寸法において極めて小さく又は極めて深くても、或いはアクセスが変化する性質のものである場合、例えば合成又は生まれつきのフィステルの場合、正確な血管アクセスブラッド（血液）流量（“ＴＱＡ”）測定値を発生させることができるＴＱＡの経皮的測定のための装置に関する。さらに、アクセス領域についての追加の情報、例えば側副静脈又は競合血管を推測することが可能である。
【背景技術】
【０００３】
現在、血液透析患者に関するアクセスブラッド流量は、２０００年１２月２９日に出願された同時係属米国特許出願第０９／７５０，１２２号明細書（その記載内容全体を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する）に記載されているような新規な光学経皮的手技により、２０００年１２月２９日に出願された米国特許出願第０９／７５０，０７６号明細書（これまた、その記載内容全体を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する）に開示されているような経皮的ＴＱＡセンサ、特に、その図２〜図６と関連して説明されている経皮的ＴＱＡセンサ（以下、「従来技術リニアセンサ」という）を用いて非侵襲的に測定できる。
【０００４】
図１、図２及び図２Ａを参照すると、従来技術リニアセンサ１０は、アクセス部位Ａのすぐ周りに位置する共にこれを含む体積部のバルク吸光率（α）及び組織それ自体の吸光率（α0）を測定する目的で、３つのＬＥＤ／検出器対を形成するよう一定間隔で直線内に交互に配置された２つの発光源（エミッタ）１２ａ，１２ｂ、好ましくは特定波長の発光ダイオード（ＬＥＤ）と２つの相補形のシリコンフォトダイオード検出器１４ａ，１４ｂを有し、各対の部材相互間には同一の離隔距離があけられている。ＬＥＤは好ましくは、波長が８０５ｎｍ〜８８０ｎｍの光を放出する。というのは、この波長は、ヘモグロビンの既知の等吸収波長に近い波長であり、市販されていて、血液パラメータ全体、例えばヘマトクリット及び酸素飽和度の光学的決定の際に有効であることが判明しているからである。
【０００５】
この技術は、整列状態にあるエミッタ１２ａ，１２ｂと検出器１４ａ，１４ｂを血管アクセス部位Ａに垂直に位置させた状態で、従来技術リニアセンサを患者の皮膚上に直接配置し、混濁状組織サンプルからの後方散乱光を測定し、塩水のボーラスがアクセス容器を通過しているときのヘマトクリットの変化百分率ΔＨを求めることによって実施される。
【０００６】
従来技術リニアセンサ１０を皮膚の表面上に配置したとき、各ＬＥＤ１２ａ，１２ｂは、一体積部としての組織Ｔを照明し、組織及び赤血球により吸収されたり後方散乱される光の僅かな部分がその隣接の光検出器１４ａ又は１４ｂによって検出され、この光検出器は、検出信号を出す。照明された組織の体積部がアクセス部位Ａの全て又はこれと同等な部分を含む場合、結果的に得られるαの値は、包囲する組織Ｔとアクセス部位それ自体の両方についての情報を含む。ブラッド（血液）がアクセス部位Ａ内を流れることに起因して生じる信号を周囲組織Ｔに起因する信号から識別するため、従来技術リニアセンサ１０は、アクセス部位Ａの各側の隣接組織領域Ｔを照明する。次に、アクセス部位Ａを含まない組織領域Ｔについてのα0の値を用いて信号を正規化し、かくして皮膚の下を直接流れるアクセス血管中のアクセスヘマトクリットの相対変化を評価できる基準となるベースラインを提供する。各光検出器１４ａ又は１４ｂにより出力される信号の強度は、各検出器１４ａ又は１４ｂとその隣接のＬＥＤ１２ａ又は１２ｂ相互間の組織の所与の体積部内における全吸収量及び散乱量に比例している。塩水による希釈中、アクセス部位Ａの内側のヘマトクリットだけが変化し、検出された信号の変化は、センサ１０により観察されたアクセスの僅かな体積部内における光学的性質の変化に専ら依存する。
【０００７】
アクセスが行われなかった体積部中の平均基準信号によりアクセス部位Ａを含む体積部の信号を補正することにより、センサ１０は、アクセス部位中を流れるヘマトクリットにのみ依存した信号を出力する。次に、従来のフィックの原理による数学的手法を利用して以下の方程式を用いると、ブラッド（血液）流量を計算することができる。
【数１】
2005538752.tif 000003
センサ１０中のＬＥＤとフォトダイオードの離隔距離が所与の場合、従来技術リニアセンサ１０により照明されて観察された組織の体積部は、比較的一定であり、この手法のＳＮ比は、組織体積部の内部に含まれたアクセスの体積部で決まる。組織体積部内に含まれるアクセスの体積部が極めて小さいサイズ又は過度の深さに起因して十分小さい場合、ＳＮ比は、正確な測定結果を生じさせないレベルまで劣化する。したがって、アクセス部位が極めて小さく又は非常に深い場合であっても正確な測定値を得ることができるようＳＮ比を改善することが望ましい。
【０００８】
Ｗ．クー（Cui ）（「フォトン・ディフュージョン・セオリー・アンド・ノンインベイシブ・ティシュー・オプティカル・プロパティ・メジャメント（Photon Diffusion Theory and Noninvasive Tissue Optical Property Measurement ）」、博士論文、バイオメディカル・エンジニアリング・デパートメント（Biomedical Engineering Department ）、レンセリア・ポリテクニック・インスティテュート（Rensselaer Polytechnic Institute）、１９９０年）によれば、混濁媒体中の散乱光子の主要な経路は、輪郭表面に垂直な光子密度分布の勾配の方向である。この方向に沿って、光子はＬＥＤから検出器まで湾曲した経路を辿ってずっと首尾一貫して移動する。後の研究では、Ｗ．クー等（「エクスペリメンタル・スタディ・オブ・ミグレーション・デプス・フォー・ザ・フォトンズ・メジャード・アット・サンプル・サーフェス（Experimental Study of Migration Depth for the Photons Measured at Sample Surface）」、ＳＰＩＥ、１４３１巻、ｐ．１８０−１９１、１９９１年）は更に、ＬＥＤから検出器までの光子束の経路が「バナナ」の形状をしており、この「バナナ」の形状は、「バナナ」の中間部分のところで組織中に最も深く到達することを示した。より重要なこととして、この「バナナ」の形をした光子経路では、組織表面の近くのＬＥＤと検出器との間の中間には、全体が検出された光子束経路の外部に位置する領域がある。これは、この領域内には、検出器に到達する光子とは相互作用しないものがあり、これは検出器によっては「見え」ないものであることを意味している。この発見は、解析的乱れ拡散理論とモンテカルロシミュレーションの両方を用いてＳ．フェング等（「モンテ・カルロ・シミュレーションズ・オブ・フォトン・ミグレーション・パス・ディストリビューションズ・イン・マルチプル・スキャッタリング・メディア（Monte Carlo Simulations of Photon Migration Path Distributions in Multiple Scattering Media ）、ＳＰＩＥ、１８８８巻、ｐ．７８−８９、１９９３年）によって立証された。この現象は又、目で観察できる浅い移植片では、塩水ボーラスの注入によってはαに著しい差は検出されないという臨床上の観察結果を説明するものである。
【０００９】
従来技術リニアセンサ１０の形態により、従来技術リニアセンサ（又は、より正確に言えば、整列状態のＬＥＤ１２ａ，１２ｂと検出器１４ａ，１４ｂ）は、アクセス部位Ａに対して垂直になることができ、光子束経路Ｆは、アクセス部位を横切って移動して図１及び図２に示すように照明された組織体積部内のアクセス部位の照明体積を生じさせることができる。光子束経路Ｆの中心に位置する移植片の場合、従来技術リニアセンサ１０により観察されるアクセスの体積は、図１及び図２に示すように移植片及び光子束経路Ｆの断面に制限される。光子束経路Ｆのほぼ外部に位置する移植片の場合（というのは、この移植片は、図２Ａに示すように浅すぎるか深すぎるかのどちらかである）、従来技術リニアセンサ１０により「見える」アクセスの体積部は、非常に小さいので、ＳＮ比は、正確な測定値を与えるには低すぎる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、この問題及び他の問題を解決しようとするものである。
したがって、本発明の主目的は、測定中のアクセスの体積部が寸法において極めて小さく又は極めて深くても、血管アクセスと関連した１以上の血液パラメータを非侵襲的に測定する装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、測定中のアクセス部位の体積部が寸法において極めて小さく又は極めて深くても、正確なＴＱＡ測定値を生じさせることができる経皮的ＴＱＡ測定のためのセンサを提供することにある。
【００１１】
本発明のこの目的及び他の目的は、血液透析アクセス部位に平行であってこれを含む領域のバルク吸光率（α）及びを測定する２対の相補形のエミッタ要素と検出器要素を有し、エミッタ要素と検出器要素の対が、アクセス部位のすぐ周りに位置する共にこれを含む体積部のバルク吸光率（α）及び組織それ自体の吸光率（α0）を測定する目的で互いに対して直角をなす２本の線を定めることを特徴とする光センサを提供することによって達成される。
本発明の一特徴では、対のうち一方は、対のうち他方により定められた線の一方の側に位置し、エミッタと検出器要素の２つの対が、“Ｔ”字形を形成するようになっている。
【００１２】
本発明の別の特徴では、エミッタ要素と検出器要素の各対は、特定波長のＬＥＤ及びこれと相補する光検出器を有する。ヘモグロビンに関する既知の等吸収波長に近い８０５ｎｍ〜８８０ｎｍの波長が用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図示の本発明の好ましい実施形態を説明するにあたり、分かりやすくするために特定の用語が用いられている。しかしながら、本発明は、そのように選択された特定の用語には限定されるものではなく、特定の要素は各々、同一の目的を達成するよう同一の仕方で作用する技術的に均等な全ての手段を含むことは理解されるべきである。
次に図３〜図７を参照すると、本発明に従って血液透析シャント又はフィステルＡ中の血管アクセスブラッド流量を経皮的に測定するセンサ１００が示されている。センサ１００は、上面１０２ａ及び下面１０２ｂを備えた本体１０２と、周囲の外部カバー１０４と、本体１０２の下面上で外部カバー１０４内に取り付けられた第１のエミッタ／検出器要素対１０６ａ〜１０６ｂと、本体１０２の下面上で外部カバー１０４内に取り付けられた第２のエミッタ／検出器要素対１０８ａ〜１０８ｂとを有している。好ましくは、エミッタ要素１０６ａ，１０８ａは、特定の波長、好ましくは８０５ｎｍ〜８８０ｎｍの波長のＬＥＤであり、好ましくは、検出器要素１０６ｂ，１０８ｂは、ＬＥＤと相補するシリコンフォトダイオード検出器である。
【００１４】
エミッタ要素と検出器要素１０６ａ〜１０６ｂの対とエミッタ要素と検出器要素１０８ａ〜１０８ｂの対は、互いに直角をなす２本の線Ｌ１，Ｌ２を定める。対のうち一方は、対のうちの他方により定められた線の一方の側に位置していて、２つのエミッタ／検出器要素の対１０６ａ〜１０６ｂ及び１０８ａ〜１０８ｂにより定められた線Ｌ１，Ｌ２は、“Ｔ”形状を形成するようになっている。“Ｔ”形状の横棒を構成するエミッタ／検出器要素対１０６ａ〜１０６ｂ（「検出」エミッタ／検出器要素対）が、アクセス部位Ａ上でこれと平行に配置され、アクセス部位の体積部及びアクセス部位の真下の体積部のバルク吸光率αを測定する。“Ｔ”形状の縦棒を構成するエミッタ／検出器要素対１０８ａ〜１０８ｂ（「正規化」エミッタ／検出器要素対）はかくして、アクセス部位Ａの一方の側でこれに垂直に配置されていて、アクセス部位Ａを含まない組織領域Ｔの吸光率α0を測定する。
【００１５】
正規化エミッタ／検出器要素対１０８ａ〜１０８ｂのどの要素が検出エミッタ／検出器要素対１０６ａ〜１０６ｂの近くに位置する要素であるかは問題ではない。ただし、個々の対の要素の幾何学的形状及びこれら相互間の間隔が維持されることを条件とする。個々の対の要素の幾何学的形状及びこれら要素相互間の間隔が維持されると、光経路は対称であり、各対のエミッタ要素と検出器要素の配置状態を問題無く逆にすることができる。
【００１６】
センサ１００が“Ｔ”形の場合、図１０〜図１２に示すように、検出エミッタ／検出器要素対１０６ａ〜１０６ｂは、アクセス部位Ａに平行であり、光子束経路Ｆは、アクセス線に沿っている。通常の光子束経路内に移植片がある場合、検出エミッタ／検出器要素対１０６ａ〜１０６ｂの検出器要素１０６ｂによって観察されるアクセス部位の体積部は、図１、図２及び図２Ａの従来技術リニアセンサ１０の検出器１４ａ，１４ｂによって観察される体積部よりも大きい。この場合、センサ１００は、図１３に示すように検出限度及び測定の感度を高めている。図１、図２及び図２Ａの従来技術リニアセンサ１０の形態ではほとんど検出できない移植片の場合、本発明の“Ｔ”字形センサは、より顕著である。というのは、この検出器により観察されるアクセス部位の体積部は、図９に示すように「バナナ」形光子束経路Ｆの両端部のところが非常に大きいからである。観察されたアクセス部位の体積部のこの増大により、本発明の“Ｔ”字形センサ１００は、その範囲内の移植片の深さの影響が小さくなる。
【００１７】
図３、図６及び図７に示すように、外部カバー１０４は、その下面（使用に当たりアクセス部位に向いた表面）にエミッタ１０６ａ，１０８ａ及び検出器１０６ｂ，１０８ｂを受け入れる孔１１０を備えている。孔１１０は、エミッタ１０６ａ，１０８ａ及び検出器１０６ｂ，１０８ｂが本体１０２の下面（即ち、皮膚に接触する表面）と面一をなして位置するよう寸法決めされている。外部カバー１０４の上面には、製造目的で窪みを形成するのがよい。位置合わせピンが、エミッタ１０６ａ，１０８ａ及び検出器１０６ｂ，１０８ｂを、成形中定位置に保持し、センサを金型から取り出した後、窪みが後に残るように用いられる。
【００１８】
好ましくは、外部カバー１０４は、アクセス部位上へのセンサ１００の配置を案内するために上面から見える標識部１１４を備える。図３〜図５に示すように、これら標識部１１４は、本体１０２の側部に設けられた凹みの形態をしているのがよい。当業者には理解されるように、標識部１１４は、他の形態を取ってもよく、例えば印刷した又は彫った線、矢印又は他のマークであってもよい。
図６及び図６Ａに示すように、センサ本体１０２は、上面１２０ａ及び下面１２０ｂを備えた基板１２０、上面１２０ａ及び下面１２０ｂの上にそれぞれ位置していて、センサ１００の回路を構成する上側導電層１３０及び下側導電層１３２、及び周囲の内部カバー１４０を有する積層構造である。以下に詳細に説明すると共に図６Ａに示すように、上側及び下側導電層と内部カバー１４０との間には外側の上側及び下側接着層（図示せず）及び基板１２０の上面１２０ａ及び下面１２０ｂと上側及び下側導電層との間には下側接着層を更に設けるのがよい。
【００１９】
図９に示すように、エミッタ／検出器要素対１０６ａ〜１０６ｂ及び１０８ａ〜１０８ｂと関連した回路１７０を、基板１２０の上面１２０ａ及び下面１２０ｂ上にプリント回路として設けるのがよい。上側導電層１３０上の内部カバー１４０には、回路１７０のコネクタフィンガ１７０ａ及び回路１７０のコンポーネントパッド１７０ｂのところにアクセス穴（図示せず）が貫通して設けられている。これと対応した穴１７２が、エミッタ要素１０６ａ，１０８ａ及び検出器要素１０６ｂ，１０８ｂをこれらとそれぞれ対応関係にあるコンポーネントパッド１７０ｂにはんだ付けできるよう内部カバー１４０を貫通して（例えば、穴あけにより）設けられている。
【００２０】
基板１２０は、下に位置する組織の輪郭に合致するに足るほど可撓性であるが十分な耐久性を有するに足るほど剛性である材料、例えばポリイミド又はポリイミド含有膜で作られている。これと同様に、外部カバー１０４、内部カバー１４０及び導電層１３０，１３２は、下に位置する組織の輪郭に合致するに足るほど可撓性であるが十分な耐久性を有するに足るほど剛性でなければならない。例えば、内部カバー１４０は、柔軟性のあるドライフィルムはんだマスク材料、例えばポリイミド又は他のイミド含有フィルムであるのがよく、これを基板１２０及び導電層１３０，１３２に熱及び真空を用いて粘着状態で被着させ、次に基板１２０上にオーブン硬化させて、これが導電層１３０，１３２に直接結合するようにする。はんだマスク材料の目的は、下に位置する回路を完全に包んでこれを意図した動作環境から保護することにあるので、ドライフィルムはんだマスクは、積層中、回路のコンポーネントパッド及びトレース上でこの周りに流れるに足るほど厚くなければならない。基板１２０、上側導電層１３０及び下側導電層１３２をデュポン社のPyralux
（登録商標）AP9222両面銅−クラッド積層材で作られたものであるのがよく、この積層材は、２．８ミル２オンス／平方フィート銅箔に結合された２．０ミルポリイミドフィルムの全ポリイミド複合材である。内部カバー１４０は、２．５ミルのデュポン社のPyralux（登録商標）PC1025光学的撮像可能なカバーレイで作られたものであるのがよく、このカバーレイは、アクリル系誘導体、ウレタン及びイミドを主成分とする材料の組合せから成る柔軟性のあるドライフィルムはんだマスクである。外部カバー１０４は好ましくは、プラスチック材料、例えばウレタン又はシリコーン、特に例えば厚さ１ミルのゴムシリコンである。厚さ１ミルのゴムシリコン材料のデュロメータは、３０である。
【００２１】
基板１２０、導電層１３０，１３２、内部カバー１４０、接着剤（もしあれば）及び外部カバー１０４の材質及び厚さの選択における主要な検討事項は、センサ１００の全体的な可撓性である。すなわち、センサ１００の正味の可撓性は、剛性に関する上述の要件を満たす必要がある。当業者には理解されるように、許容限度の可撓性を生じさせる材質及び寸法には多くの組合せがある。
【００２２】
外側の上側及び下側接着層に関する要件は、内部カバー１４０の組成で決まり、内側の上側及び下側接着層に関する要件は、基板１２０の組成で決まる。例えば、或る特定のイミド含有フィルムは、これらの外面には接着剤が無いので、基板１２０と上側及び下側導電層１３０，１３２との間には接着剤を必要とし、他のイミド含有フィルムは、これらの外面に非常に薄い接着剤の層を有し、これらフィルムを硬化させた後では均一であり、かくして、基板１２０と上側及び下側導電層１３０，１３２との間には別個の接着層を必要としない。各接着層（用いられた場合）の厚さは約１ミルなので、センサ１００の厚さを最小限にすることが望ましい場合（例えば、アクセス部位が曲率半径の厳密な皮膚の表面近く又は細い腕上に位置する皮膚の表面にセンサ１００が容易に合致できるようにするため又は一般にセンサ１００の可撓性がより高いことを必要とする用途では）基板１２０及び内部カバー１４０について接着剤を必要としない材料を用いることが好ましい。
センサ１００は、関連のモニタシステム（図示せず）にケーブル１８０で接続されている。モニタシステムは、記憶装置付きコンピュータプロセッサ及び出力手段、例えばビデオモニタ及びプリンタ（図示せず）を含むコンピュータであるのがよい。
【００２３】
図１０〜図１２に示すように、組織中には２つの検出器１０６ｂ，１０８ｂによって見える２つの「バナナ」形の光子束経路、即ち、アクセスヘマトクリットＨの決定のプロセス中に検出器要素１０６ｂにより見えるアクセス部位Ａ及びアクセス部位組織を通る検出エミッタ要素１０６ａの反射侵入体積部（α）を表す第１（又は、検出）光子束経路Ｆ１及び正規化検出器要素１０８ｂにより見えるアクセス部位の一方の側の非アクセス部位組織を通る正規化エミッタ要素１０８ａの反射侵入（α0）を表す第２（又は、正規化）光子束経路Ｆ２がある。次に、α及びα0の測定値を用いて米国特許出願第０９／７５０，０７６号明細書の方程式（１３）に従ってＦ（ΔＨ／Ｈ）を計算することができる。
【００２４】
色素希釈法（indicator dilution technique）を用いて定期的血液透析中に血管アクセス流量を測定するためには、同時係属米国特許出願第０９／７５０，０７６号明細書に記載されているように、インジケータ（指示物質）を上流側に注入し、その濃度を血管アクセス部位を通って流れる血液中の下流側で検出する必要がある。センサ１００は、皮膚を穿通する静脈針の下流側の希釈信号を検出できるので、色素希釈原理の特有の適用により、透析血液ラインを逆にしないで血管アクセス流量の測定が可能になる。同時係属米国特許出願第０９／７５０，１２２号明細書に記載されているように、センサ１００を用いると、血管アクセスブラッド流量を測定する種々の方法及びアクセス部位や移植片の存在場所を突き止め、通常の患者の静脈の存在場所を突き止める方法を実施することができる。
【００２５】
アクセス部位の深さに起因して、アクセス部位の全深さと第１の光子束経路Ｆ１とを交差させるためには、検出エミッタ要素１０６ａと検出検出器要素１０６ｂの中心相互間の間隔は代表的には、約１６．８ｍｍである。正規化エミッタ要素１０８ａと正規化検出器要素１０８ｂの中心相互間の間隔も又、代表的には約１６．８ｍｍである。正規化検出器１０８ｂの中心と検出エミッタ／検出器要素対１０６ａ〜１０６ｂの中心によって定まる線Ｌ１との間の間隔は代表的には、約１６．６ｍｍである。しかしながら、他の離隔距離を用いることもでき、かかる他の離隔距離は、侵入深さを制御し、競合構造、例えば骨を回避する上で有利な場合がある。
【００２６】
また、エミッタ要素と検出器要素の離隔は、米国特許第５，４９９，６２７号明細書に記載されているように、組織の第１の層（上皮の非血液層）の反射率は、多重散乱効果をそれ以上強調しないようにするのに必要であり、かかる米国特許明細書の記載内容全体を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。
【００２７】
上述したように、エミッタ要素１０６ａ，１０８ａは好ましくは、８０５ｎｍ〜８８０ｎｍの波長で光を放出するＬＥＤであり、検出器要素１０６ｂ，１０８ｂは、シリコンフォトダイオードであり、外部カバー１０４は、エミッタ要素１０６ａ，１０８ａ及び検出器要素１０６ｂ，１０８ｂが外部カバー１０４の下面、即ち、皮膚に向いた表面とを面一をなして位置するよう成形法又は他の手段によって形成され、その結果エミッタ／検出器要素対１０６ａ〜１０６ｂとエミッタ／検出器要素対１０８ａ〜１０８ｂの両方が皮膚上に位置するようになる。
【００２８】
最後に、センサ１００を外科テープを用いて定位置に取り付けるのがよい。変形例として、センサを米国特許出願第０９／７５０，０７６号明細書に記載されているように、再校正できず、再び使用出来ない使い捨て接着パッチとして作ってもよい。
他の全ての要因が同一のままの状態で、エミッタ／検出器要素対１０６ａ〜１０６ｂ及び１０８ａ〜１０８ｂを米国特許出願第０９／７５０，０７６号の従来技術リニアセンサ１０の場合のように直線形態ではなく、本発明に従って“Ｔ”字形に配置すると、アクセス部位の体積部、及びかくして信号強度は著しく改善される。信号強度の改善により、本発明の“Ｔ”字形センサ１００は、従来技術リニアセンサ１０により識別できない幾つかのアクセス部位を検出でき、本発明の“Ｔ”字形センサ１００は、従来技術リニアセンサ１０により「明確に」観察できないアクセス部位を正確に測定できる。事実、本発明のセンサ１００の“Ｔ”字形形態により、正確な測定値が小さく、浅く且つ（或いは）深いアクセス部位に与えられる。
【００２９】
図７に示すように、試験管内実験の結果の示すところによれば、同一実験条件下においては、本発明の“Ｔ”字形センサ１００により検出される信号変化は、従来技術リニアセンサ１０により検出される信号変化よりも約４０％高い。信号強度のこの増大により、全体的なＴＱＡ計算スロープも８９４から１，１８７に増大した。
当業者であれば、上記教示に照らして本発明の上述の実施形態の改造例及び変形例を想到できる。したがって、本発明は、特許請求の範囲に記載された範囲及びこれらの均等範囲内で、具体的に説明した形態以外の形態で実施できることは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】血管アクセス部位上の定位置に位置する従来技術ＴＱＡセンサの概略底面図である。
【図２】図１の２−２線矢視断面図である。
【図２Ａ】非常に浅い血管アクセス部位上の定位置に位置する従来技術ＴＱＡセンサの断面図である。
【図３】本発明のＴＱＡセンサの底面図である。
【図４】図３のＴＱＡセンサの平面図である。
【図５】図３のＴＱＡセンサの側面図である。
【図６】図３の６−６線矢視断面図である。
【図６Ａ】図６の領域６Ａの拡大図である。
【図７】図３の７−７線矢視断面図である。
【図８】図３のＴＱＡセンサの基板の平面図である。
【図９】図８の基板及びこの上に設けられた回路の底面図である。
【図１０】血管アクセス部位上の定位置に位置する図３のＴＱＡセンサの概略底面図である。
【図１１】図１０の１１−１１線矢視断面図である。
【図１２】図１０の１２−１２線矢視断面図である。
【図１３】図３のＴＱＡセンサにより検出された信号変化と図１の従来技術ＴＱＡセンサにより検出された信号変化を比較するグラフ図である。
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図６Ａ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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