(57)【要約】本発明は、患者の生理学的パラメータを測定するために患者の身体内の組織表面に接触する装置を提供する。本装置は、通常、生理学的パラメータ感知センサとそのセンサを収容するプローブを含んでいる。プローブは、接着剤を要することなく、さらに、組織の測定領域内の血流を妨害することなく、センサが患者の組織表面に隣接した検知領域に固定され得るよう構成されている。装置はまた、検知領域への干渉を低減する手段を含み得る。装置はさらに、センサに動作可能な形で接続された、生理学的パラメータと関連した検体の、量および/または濃度を示す表示手段を含んでいることが好ましい。本発明はまた、患者の生理学的パラメータの測定方法を提供する。
2005528156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の生理学的パラメータを測定するため患者の身体内部の組織表面に接触する接触装置であって、
組織内の実質的に妨害されない血流を可能にする、本装置と接触した組織内の測定領域で組織への過度圧力印加を防止する防止手段と、
生理学的パラメータを感知するセンサとからなり、
前記センサが、前記測定領域に隣接する検知領域内に配置される接触装置。
【請求項２】
さらに、前記測定領域に隣接した検知領域における干渉を低減する干渉低減手段を含む、請求項1に記載された接触装置。
【請求項３】
前記干渉低減手段が、電磁放射からの干渉を低減する、請求項2に記載された接触装置。
【請求項４】
前記干渉低減手段が、流体からの干渉を低減する、請求項2に記載された接触装置。
【請求項５】
前記流体がガスである請求項4に記載された接触装置。
【請求項６】
前記流体が液体である請求項4に記載された接触装置。
【請求項７】
前記干渉低減手段が、前記検知領域からの検体散逸を防止し、前記検知領域内で検体が平衡状態になることを許容する隔離手段を含んでいる、請求項4に記載された接触装置。
【請求項８】
前記隔離手段がプローブの統合部分を表している、請求項7に記載された接触装置。
【請求項９】
前記隔離手段が、患者の鼻孔、口または頬に収まる大きさである、請求項7に記載された接触装置。
【請求項１０】
前記生理学的パラメータが検体の量である、請求項1に記載された接触装置。
【請求項１１】
前記検体が、組織のpH、温度、CO2、pCO2、O2、ブドウ糖、ピルビン酸塩、アセチル‐CoA、クエン酸塩、イソシトレート、アルファ・ケトグルタル酸、スクシニル‐CoA、ADP、ATP、コハク酸塩、フマル酸塩、リンゴ酸オキサロ酢酸、NAD、NADH、およびそれらの組合せからなるグループから選択される、請求項10に記載された接触装置。
【請求項１２】
前記生理学的パラメータが前記検体の濃度である、請求項1に記載された接触装置。
【請求項１３】
前記検体が、組織のpH、温度、CO2、pCO2、O2、ブドウ糖、ピルビン酸塩、アセチル‐CoA、クエン酸塩、イソシトレート、アルファ・ケトグルタル酸、スクシニル‐CoA、ADP、ATP、コハク酸塩、フマル酸塩、リンゴ酸オキサロ酢酸、NAD、NADH、およびそれらの組合せからなるグループから選択される、請求項12に記載された接触装置。
【請求項１４】
さらに、前記センサに動作可能な形で接続された、患者内の検体濃度を表示するための表示手段を含む、請求項12に記載された接触装置。
【請求項１５】
組織の実質的な白色化を回避するように、本接触装置の少なくとも一部分が、接触装置に加えられた力に応答して当該部分を変形させ得る材料で構成されている、請求項1に記載された接触装置。
【請求項１６】
前記材料が弾性的に変形可能である、請求項15に記載された接触装置。
【請求項１７】
前記材料がポリマーからなる、請求項15に記載された接触装置。
【請求項１８】
前記ポリマーが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、過フッ化ポリマー、ポリスチレン、ポリ塩化ビニールおよびエラストマからなるグループから選択される、請求項17に記載された接触装置。
【請求項１９】
さらに、本接触装置を組織表面に隣接して固定する保持手段を含んでいる、請求項1に記載された接触装置。
【請求項２０】
前記保持手段がクリップを含んでいる、請求項19に記載された接触装置。
【請求項２１】
前記保持手段がハンドルを含んでいる、請求項19に記載された接触装置。
【請求項２２】
前記保持手段が、組織に約1.5×104パスカルより大きい圧力を印加することなく、本接触装置を組織に隣接して固定可能である、請求項19に記載された接触装置。
【請求項２３】
前記センサがガスを感知する、請求項1に記載された接触装置。
【請求項２４】
前記ガスが、酸素、二酸化炭素、亜酸化窒素、デスフルラン、エンフルラン、ハロセン、イソフルラン、メトキシフルラン、およびはセボフルランから選択される、請求項23に記載された接触装置。
【請求項２５】
前記センサがpHを感知する、請求項1に記載された接触装置。
【請求項２６】
前記センサが血流を感知する、請求項1に記載された接触装置。
【請求項２７】
前記センサが、組織のpH、温度、CO2、pCO2、O2、ブドウ糖、ピルビン酸塩、アセチル‐CoA、クエン酸塩、イソシトレート、アルファ・ケトグルタル酸、スクシニル‐CoA、ADP、ATP、コハク酸塩、フマル酸塩、リンゴ酸オキサロ酢酸、NAD、NADH、およびそれらの組合せからなるグループから選択された検体を感知する、請求項1に記載された接触装置。
【請求項２８】
さらに、少なくとも１つの追加センサを含む、請求項1に記載された接触装置。
【請求項２９】
さらに、前記センサで温度を検出する温度検出手段を含む、請求項1に記載された接触装置。
【請求項３０】
前記温度検出手段が、取り外し可能である、請求項29に記載された接触装置。
【請求項３１】
さらに、本接触装置を覆う鞘を含んでいる、請求項1に記載された接触装置。
【請求項３２】
一回使用に適合されている、請求項31に記載された接触装置。
【請求項３３】
前記鞘が、それを通した検体の透過を可能にする選択的透過部分を有している、請求項32に記載された接触装置。
【請求項３４】
前記選択的透過部分がシリコーンからなる、請求項33に記載された接触装置。
【請求項３５】
前記選択的透過部分が多孔質膜を含む、請求項33に記載された接触装置。
【請求項３６】
前記鞘が堅固な部分を含む、請求項31に記載された接触装置。
【請求項３７】
前記鞘が使い捨てである、請求項31に記載された接触装置。
【請求項３８】
複数回使用に適合されている、請求項28に記載された接触装置。
【請求項３９】
前記鞘が、それを通した検体の透過を可能にする選択的透過部分を有している、請求項38に記載された接触装置。
【請求項４０】
前記選択的透過部分がシリコーンからなる、請求項39に記載された接触装置。
【請求項４１】
前記選択的透過部分が多孔質膜を含む、請求項39に記載された接触装置。
【請求項４２】
前記鞘が堅固な部分を含む、請求項37に記載された接触装置。
【請求項４３】
前記鞘が使い捨てである、請求項37に記載された接触装置。
【請求項４４】
前記組織が非表皮性である、請求項1に記載された接触装置。
【請求項４５】
前記組織が粘膜である、請求項1に記載された接触装置。
【請求項４６】
前記センサがセヴェリングハウス型センサである、請求項1に記載された接触装置。
【請求項４７】
前記センサが、反応剤との化学反応により検体濃度を感知する、請求項1に記載された接触装置。
【請求項４８】
前記検体濃度が、組織のpH、温度、CO2、pCO2、O2、ブドウ糖、ピルビン酸塩、アセチル‐CoA、クエン酸塩、イソシトレート、アルファ・ケトグルタル酸、スクシニル‐CoA、ADP、ATP、コハク酸塩、フマル酸塩、リンゴ酸オキサロ酢酸、NAD、NADH、およびそれらの組合せからなるグループから選択された検体の濃度である、請求項47に記載された接触装置。
【請求項４９】
前記センサが、組織内の電磁放射の吸収、放出または変更を通して検体濃度を感知可能である、請求項1に記載された接触装置。
【請求項５０】
前記検体濃度が、組織のpH、温度、CO2、pCO2、O2、ブドウ糖、ピルビン酸塩、アセチル‐CoA、クエン酸塩、イソシトレート、アルファ・ケトグルタル酸、スクシニル‐CoA、ADP、ATP、コハク酸塩、フマル酸塩、リンゴ酸オキサロ酢酸、NAD、NADH、およびそれらの組合せからなるグループから選択された検体の濃度である、請求項49に記載された接触装置。
【請求項５１】
前記放射が、紫外線、可視光線、近赤外線または遠赤外線である、請求項49に記載された接触装置。
【請求項５２】
前記放射が、紫外線、可視光線、近赤外線または遠赤外線である、請求項50に記載された接触装置。
【請求項５３】
前記センサが、電流の生成または変化を通して検体濃度を感知する、請求項1に記載された接触装置。
【請求項５４】
前記検体濃度が、組織のpH、温度、CO2、pCO2、O2、ブドウ糖、ピルビン酸塩、アセチル‐CoA、クエン酸塩、イソシトレート、アルファ・ケトグルタル酸、スクシニル‐CoA、ADP、ATP、コハク酸塩、フマル酸塩、リンゴ酸オキサロ酢酸、NAD、NADH、およびそれらの組合せからなるグループから選択された検体の濃度である、請求項53に記載された接触装置。
【請求項５５】
患者の生理学的パラメータを測定するため、患者の身体内の組織表面に接触する接触装置であって、
組織内の測定領域に隣接する検知領域における干渉を低減する干渉低減手段と、
生理学的パラメータを感知するセンサとからなり、
前記干渉低減手段は、プローブと一体化された部分であり、
前記センサが前記プローブ内部かつ前記検知領域内部に位置される、
接触装置。
【請求項５６】
前記干渉低減手段が、流体からの干渉を低減するために選択される、請求項55に記載された接触装置。
【請求項５７】
前記流体がガスである、請求項56に記載された接触装置。
【請求項５８】
前記流体が液体である、請求項56に記載された接触装置。
【請求項５９】
患者の生理学的パラメータを測定するために、患者の身体内部の組織表面に接触するための接触装置であって、
生理学的パラメータを感知するセンサと、
前記センサを含むプローブとからなり、
前記プローブは、接着剤だけに頼るということなく、かつ、組織内部の血流を実質的に妨害することなく、組織内の測定領域に隣接した検知領域に前記センサが固定可能である、
接触装置。
【請求項６０】
前記センサが、前記プローブに対して取り外し可能である、請求項59に記載された接触装置。
【請求項６１】
前記生理学的パラメータが検体の量である、請求項59に記載された接触装置。
【請求項６２】
前記検体が、組織のpH、温度、CO2、pCO2、O2、ブドウ糖、ピルビン酸塩、アセチル‐CoA、クエン酸塩、イソシトレート、アルファ・ケトグルタル酸、スクシニル‐CoA、ADP、ATP、コハク酸塩、フマル酸塩、リンゴ酸オキサロ酢酸、NAD、NADH、およびそれらの組合せからなるグループから選択される、請求項61に記載された接触装置。
【請求項６３】
前記生理学的パラメータセンサが、前記生理学的パラメータに関連する前記検体が存在すると変色する化学物質を含む、請求項60に記載された接触装置。
【請求項６４】
患者の生理学的パラメータの測定方法であって、
(a) 患者の生理学的パラメータを感知するセンサを提供するステップ、
(b) 前記センサを、患者の身体組織の測定領域の表面に隣接する検知領域内部に、実質的に組織内の血流を妨害することなく配置するステップ、および、
(c) 前記生理学的パラメータへのセンサの応答を検出するステップ
からなる方法。
【請求項６５】
さらに、前記ステップ(a)の前に、センサを、少なくとも１つの標準校正材料内で、所定濃度での前記生理学的パラメータに関連する検体にさらすことを含む、請求項64の測定方法。
【請求項６６】
前記検体が、組織のpH、温度、CO2、pCO2、O2、ブドウ糖、ピルビン酸塩、アセチル‐CoA、クエン酸塩、イソシトレート、アルファ・ケトグルタル酸、スクシニル‐CoA、ADP、ATP、コハク酸塩、フマル酸塩、リンゴ酸オキサロ酢酸、NAD、NADH、およびそれらの組合せからなるグループから選択される、請求項65の測定方法。
【請求項６７】
さらに、前記ステップ(b)の後に、前記センサを、少なくとも１つの標準校正材料内で、所定濃度での生理学的パラメータに関連する検体にさらすことを含む、請求項64の測定方法。
【請求項６８】
前記検体が、組織のpH、温度、CO2、およびpCO2、O2、ブドウ糖、ピルビン酸塩、アセチル‐CoA、クエン酸塩、イソシトレート、アルファ・ケトグルタル酸、スクシニル‐CoA、ADP、ATP、コハク酸塩、フマル酸塩、リンゴ酸オキサロ酢酸、NAD、NADH、およびそれらの組合せからなるグループから選択される、請求項67の方法。
【請求項６９】
さらに、前記ステップ(b)の後に、前記生理学的パラメータセンサを、前記生理学的パラメータに関連する複数の検体にさらすことを含み、ここで、前記複数の検体が、少なくとも１つの標準校正材料内での所定濃度である、請求項67の方法。
【請求項７０】
前記複数の検体が、組織pH、温度、CO2、pCO2、O2、ブドウ糖、ピルビン酸塩、アセチル‐CoA、クエン酸塩、イソシトレート、アルファ・ケトグルタル酸、スクシニル‐CoA、ADP、ATP、コハク酸塩、フマル酸塩、リンゴ酸オキサロ酢酸、NAD、NADH、およびそれらの組合せからなるグループから選択される、請求項69の方法。
【請求項７１】
前記ステップ(b)が、検知領域内部で前記センサを完全にまたは実質的に包囲するように、装置を組織表面に接触可能にすることを含む、請求項64の方法。
【請求項７２】
前記センサが、組織表面に接触して配置されている、請求項71の方法。
【請求項７３】
前記センサが、組織表面に接触して配置されていない、請求項71の方法。
【請求項７４】
さらに、前記ステップ(b)の後、かつ、前記ステップ(c)の前に、検知領域内で生理学的パラメータに関連する検体濃度を平衡レベルに到達させることを含む、請求項71の方法。
【請求項７５】
さらに、前記ステップ(b)の後、かつ、前記ステップ(c)の前に、測定領域で組織内の、生理学的パラメータに関連する検体濃度を平衡レベルに到達させることを含む、請求項71の方法。
【請求項７６】
前記ステップ(b)が、さらに、所定の時間、組織表面に対して装置を固定することを含む、請求項64の方法。
【請求項７７】
前記ステップ(c)が所定の期間中に開始される、請求項76の方法。
【請求項７８】
前記ステップ(c)が所定の期間中に反復される、請求項76の方法。
【請求項７９】
前記ステップ(c)が連続的に実行される、請求項76の方法。
【請求項８０】
さらに、(d) 前記センサの応答を患者の状態へ相関させるステップを含む、請求項64の方法。
【請求項８１】
前記状態が局部的な状態である、請求項80の方法。
【請求項８２】
前記状態が全身的な状態である、請求項80の方法。
【請求項８３】
前記状態が潅流障害である、請求項80の方法。
【請求項８４】
前記ステップ(d)が、予測アルゴリズムを用いて実行される、請求項80の方法。
【請求項８５】
前記ステップ(d)が、終点検出および/または検証を用いて実行される、請求項80の方法。
【請求項８６】
前記ステップ(d)が、単変量解析、多変量解析またはニューラルネットワーク解析を用いて実行される、請求項80の方法。
【請求項８７】
前記状態が組織ガス濃度である、請求項80の方法。
【請求項８８】
前記状態が組織pHである、請求項80の方法。
【請求項８９】
前記状態が組織活性である、請求項80の方法。
【請求項９０】
患者の生理学的パラメータの測定方法であって、
(a) 患者の生理学的パラメータを感知するセンサを提供するステップ、
(b) 前記センサを、測定領域での患者の組織表面に隣接する、検知領域内に配置するステップ、および、
(c) 検知領域に対する流体潜入への干渉を防止する一方、生理学的パラメータへの前記センサの応答を検出するステップ
からなる測定方法。
【請求項９１】
さらに、前記ステップ(b)の前に、前記センサを、標準校正材料内で、所定濃度での生理学的パラメータに関連する検体にさらすことを含む、請求項90の方法。
【請求項９２】
さらに、前記ステップ(c)の後に、前記センサを、標準校正材料内で、所定濃度での生理学的パラメータに関連する検体にさらすことをさらに含む、請求項90の方法。
【請求項９３】
前記ステップ(ｃ)の後に、前記センサを、標準校正材料内で、所定濃度での生理学的パラメータに関連する検体にさらすことをさらに含んだ、請求項90の方法。
【請求項９４】
前記検体が、組織のpH、温度、CO2、pCO2、O2、ブドウ糖、ピルビン酸塩、アセチル‐CoA、クエン酸塩、イソシトレート、アルファ・ケトグルタル酸、スクシニル‐CoA、ADP、ATP、コハク酸塩、フマル酸塩、リンゴ酸オキサロ酢酸、NAD、NADH、およびそれらの組合せからなるグループから選択される、請求項93の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、患者の組織内の生理学的パラメータの非侵襲的検出装置および方法に関する。特に、本発明は、少なくとも１つのセンサを含むプローブが、接着剤を要することなく、組織内の血流を実質的に妨害することなく、および/または、妨害流体または放射からの干渉を受けることなく、組織表面に隣接して固定可能となる装置ならびに方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
患者の１以上の生理学的パラメータを測定する装置および方法の改良は、常に必要とされている。多くの場合、こうした生理学的パラメータは、患者の組織内で前記生理学的パラメータに関連した検体の濃度を検出または測定することにより測定される。侵襲的手順は、患者にストレスおよび不快感をもたらすので、侵襲的検出技術よりも非侵襲的検体検出技術が好適である。たとえば、従来の血液検体の検出では、多くの場合、患者から血液サンプルを採取し、そのサンプルに特定の検体がないかどうか試験管内でテストすることを伴う。この技術は複数の欠点を有している。第１に、血液を採取するには患者の皮膚を穿刺する必要があり、感染の危険性が生ずる。第２に、血液採取の際に使用される皮下注射器は、日常的に針を使用する瀉血専門医などのヘルスケア専門家や、汚染針を扱う衛生作業員に対する、偶発的感染の危険性を生じさせる。第３に、血液採取や試験管内のテストの技術を、検体変化に対するリアルタイムおよび連続的なモニターに適合させることは容易ではない。
【０００３】
それにもかかわらず、検体検出は、当然ながら医学的診断に不可欠の処理である。たとえば、糖尿病患者は、定期的に血液中のブドウ糖濃度を測定する必要がある。ゴンザニ(Gonzani)に対する米国特許第5,771,891号は、ブドウ糖などの血液検体分析用の非侵襲的血液検体濃度モニター装置を説明している。米国特許第5,771,891号は、電気的または磁気的刺激により内生組織を刺激することで動作され、刺激に対する組織の応答を検出し、応答を検体集中の量的測定に相関させ、量的測定を示す装置を説明している。また、患者の血液の酸素運搬能力を測定するために、ヘマトクリット濃度を測定することが好ましいであろう。ステュエル(Steuer)他に対する米国特許第5,372,136号は、少なくとも２つの、好適には３つの所定の波長の光を、指、耳垂、または頭皮などの身体組織上、または身体組織越しに通過させ、身体組織内の複数の種類のスペクトル的干渉を補正する、検出値の数学的動作を用いて、ヘマトクリットなどの血液検体の濃度を測定する方法を説明している。
【０００４】
また、複数の理由により、血液ガス濃度への関心も広く存在している。たとえば、外科手術中、亜酸化窒素、デスフルラン、エンフルラン、ハロセン、イソフルラン、メトキシフルラン、セボフルランなどのガス麻酔の投与により、患者は意識喪失状態となり得る。これらのガスは、患者がガスを自身の肺へ吸引することにより投与される。ガスがいったん循環系にはいると、血液脳関門を通り抜けて脳に入り、そこでガスは、神経細胞の発火閾値を増加させる。血液内のガス分圧は、神経学的新陳代謝率での変化など、脳に対するガスの薬力学的指示を提供する。したがって、麻酔内容に対する血液分析は、患者を過度に鎮静させず、さらに不十分に麻痺させることもないようにすることに役立つ。過度に鎮静させることは、患者に永続的な負傷を生じさせ、時には死をもたらすこともあり、また、不十分な鎮静では鎮痛効果がない。
【０００５】
他の例として、通常、大動脈血圧が低いことに起因して、また出血、敗血症および心臓停止を含む複数の要素により、著しい低血流、または低い「系統的潅流」が起こり得る。こうしたストレスに対応して、他のより重要な器官へ血液をさくために、身体は、胃腸管への血流を減少させる。したがって、心臓からの血流が減少すると、一般的に、血流は、血液の連続供給なしには長く生き続けることができない、脳などの危険臓器に対して維持され、これに反し、血流の一時的な減少によって生存が脅かされるわけではない、より危険度の小さな臓器に対しては、血流が制限される。たとえば、心臓からの血流が減少し、または患者が循環性ショックを受けると、胃、腸、食道および口頭/鼻腔への血流はドラマティックに減少する。この理由で、内臓の血管への血流が減少すると、患者に潅流障害の適応症が引き起こされる。医師は、一般的に、胃および腸でのCO2およびpHの測定値を測定することにより、この現象を潅流障害の評価に利用している。
【０００６】
より危険度の小さな臓器、すなわち、潅流障害の間に血流が減少する器官でのCO2濃度の査定も潅流査定に役立つ。組織では低血流状態の間でさえ、新陳代謝に関連した二酸化炭素の生産が続いている。低血流となる組織では、CO2は急速には運び去られないので、CO2濃度が増してゆく。対応して、CO2が生成されるにつれ、O2が消費されてゆく。より危険度の小さな臓器でのこのCO2の蓄積(CO2(pCO2)の分圧の増加)は、順番にpHの低下をもたらす。したがって、一般的に潅流障害は、これらの部位、特に胃と腸でのpH、またはpCO2の測定により査定される。たとえば、胃または腸内のpHまたはpCO2の査定に使用されるカテーテルの例については、米国特許第3,905,889号、第4,016,863号、第4,632,119号、第4,643,192号、第4,981,470号、第5,105,812号、第5,117,827号、第5,174,290号、米国特許第5,341,803号、第5,411,022号、第5,423,320号、第5,456,251号および第5,788,631号を参照されたい。
【０００７】
多数の他の特許が、組織検体測定について議論している。たとえば、ウェイル(Weil)他に対する米国特許第5,579,763号は、危篤状態にある患者の胃腸系での化学特性を検出する、最小限の侵襲的方法について議論している。米国特許第5,579,763号においては、明細書には、先端に二酸化炭素センサを備えたカテーテルを用いた、患者の食道内の二酸化炭素測定値の取得が詳述されている。同様に、ウェイル(Weil)に対する米国特許第6,055,447号も、二酸化炭素測定値に関連し、センサが舌下領域以外の口または鼻内の粘膜表面に接触配置可能であることが説明されている。さらに、ウェイル(Weil)他に対する米国特許第6,216,024号では、患者の上部消化管/呼吸管の粘膜表面に接触して配置される二酸化炭素センサ、この粘膜表面の周りの気流を抑止する隔離手段、およびセンサに動作的に接続された、患者の潅流障害の程度を示す表示手段を含んだ潅流障害査定装置について議論している。
【０００８】
同様に、血流内の酸素量、または周囲の組織内の酸素量は、正確に測定可能なことが重要である。たとえば、血液内のpO2は、シゼメッキ(Czemecki)他に対する米国特許第5,710,371号において説明されている、いわゆるクラークの電極システムに基づいた酸素電極を用いることにより分析可能である。こうした電極システムは、タングステンまたはモリブデンなどの要素から製造された陽極でのO2の電気化学的還元に基づいている。このタイプの検体感知部分は、血液から液体電解質への膜を通したO2の拡散を要し、陽極/電解質インタフェースでO2が減少し、それにより、血液サンプル内のpO2に対応した電流が生成されることになる。しかし、液体電解質が不適当に維持されると、蒸発または乾燥を引き起こし、その結果、検体検出の精度が低下する場合もある。したがって、このアプローチは、電極装置を極めて慎重に維持しなければならないという欠点を有している。
【０００９】
ザルツマン(Salzman)他に対する米国特許第5,423,320号は、胃腸管内のpCO2およびpO2を測定しモニターする方法を説明している。この方法は、患者内部に配置される末端先端に、ガスセンサ、CO2および/またはO2センサを備えたカテーテルを提供することを伴っている。このセンサは、患者の体外にある出力信号発生器および/またはレコーダーと結合しいている。カテーテルは、その場で組織検体を検出するよう、カテーテルの先端が、たとえば胃、結腸、直腸または空腸組織などの患者の組織に隣接して配置される、たとえば、経鼻空腸カテーテルまたは空回腸カテーテルであってもよい。カテーテルを用いてこうしたセンサを不適当に配置すると、検体が測定される組織を白色化し、すなわち、そこで流体流の閉塞を引き起こしてしまう場合がある。さらに、このタイプに記載された装置は、使用中にうっかり不適当な角度へ回転させたり、または、正確な検体検出のための適切な位置から移動させてしまうことに、非常に影響されやすい。
【特許文献１】米国特許第5,771,891号
【特許文献２】米国特許第5,372,136号
【特許文献３】米国特許第3,905,889号
【特許文献４】米国特許第4,016,863号
【特許文献５】米国特許第4,632,119号
【特許文献６】米国特許第4,643,192号
【特許文献７】米国特許第4,981,470号
【特許文献８】米国特許第5,105,812号
【特許文献９】米国特許第5,117,827号
【特許文献１０】米国特許第5,174,290号
【特許文献１１】米国特許第5,341,803号
【特許文献１２】米国特許第5,411,022号
【特許文献１３】米国特許第5,423,320号
【特許文献１４】米国特許第5,456,251号
【特許文献１５】米国特許第5,788,631号
【特許文献１６】米国特許第5,579,763号
【特許文献１７】米国特許第6,055,447号
【特許文献１８】米国特許第6,216,024号
【特許文献１９】米国特許第5,710,371号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、多くの状況において、領域的(局所的)組織潅流または全体的(系統的)組織潅流の検出装置が必要とされている。こうした装置は、たとえば、手術手順と関連した、および、長期にわたる集中治療室での回復に関連した、長期間での連続モニターとして使用可能であろう。別の方法では、救急治療室か私設療養院での選別使用では、こうした装置の単一回使用バージョンがより適切であろう。これらの各々の用途では、使い易さ、費用および応答時間に対する使用要件に応じて、異なるCO2および/またはO2検知手段および異なる製品構成がより適切なものとなり得よう。たとえば、使用ごとに捨てられる一回使用センサ/プローブ、または、各患者間の交差汚染を最小にする使い捨て鞘を備えているか否かに拘わらず再利用可能なセンサ/プローブのいずれかが利用されてもよい。いずれの場合でも、電子的、光学的または電磁的放射手段を通して、装置に一体化された、または、装置に接続された表示手段が備えられてもよい。しかし、治療上の測定は、センサの読み取りに基づいてなされ得るので、センサは、組織内の検体に正確に応答しなければならず、周囲の大気または他の汚染物質により損なわれてはいけない。
【００１１】
露出された組織でのCO2および/またはO2の非侵襲的検出の精度に関する多数の挑戦がある。たとえば、CO2検出については、患者の組織と周囲の大気とは、多くの場合、それぞれのCO2濃度およびO2濃度において大きな相違を示す。高いCO2濃度を有する組織が、CO2濃度が低い周囲の大気に露出されると、組織表面での測定CO2値は、高値と低値の間の濃度を示す。この相違は、深い組織から表面組織へ検体がどのように拡散するか、周囲の環境から組織内へ検体がどのように拡散するか、組織の物理的性質、および、正常な血流が組織内で維持されているか否かに応じて、小さくなる場合もあるし大きくなる場合もある。
【００１２】
様々な因子が、特にO2、CO2などのガスの検体の、有用な生理学的パラメータに関連した特定組織の検体についての測定の有用性または精度を損なう可能性があることが発見されている。たとえば、上述のように、組織の白色化は、白色化した領域でのO2濃度を減少させる傾向があり、また、センサは測定中に適切な位置から移動される可能性もある。したがって、装置に対する技術では、正確で、検体、特に患者の組織内のガス検体の非侵襲的検出に役立つ必要がある。こうした装置は、たとえば潅流障害を測定したり、または手術中の麻酔濃度をモニターするのに役立つことになろう。
【００１３】
従って、本発明の目的は、従来技術の上記の欠点を克服するため、非侵襲的であり、なおかつ患者の組織内の患者の生理学的パラメータの正確な測定が可能な装置を提供することである。
【００１４】
本発明の他の目的は、局所的/部位的に、および/または、全体的/組織的に生理学的パラメータを測定するのに使用可能な装置を提供することである。
【００１５】
本発明の他の目的は、呼吸性パラメータ、力学的パラメータおよび新陳代謝パラメータを含む生理学的パラメータの測定に使用可能な装置を提供することである。
【００１６】
本発明の他の目的は、O2飽和レベルなどの生理学的パラメータの測定に使用可能な装置を提供することである。
【００１７】
本発明の他の目的は、脈拍、血流、血圧などの、心拍に関連する生理学的パラメータの測定に使用可能な装置を提供することである。
【００１８】
本発明の他の目的は、二酸化炭素、酸素および麻酔ガスを含む組織検体などの生理学的パラメータの測定に使用可能な装置を提供することである。
【００１９】
本発明のさらなる目的は、こうした装置の使用により、ブドウ糖、ピルビン酸塩、アセチル‐CoA、クエン酸塩、イソシトレート、アルファ・ケトグルタル酸、スクシニル‐CoA、ADP、ATP、コハク酸塩、フマル酸塩、リンゴ酸オキサロ酢酸、NAD、NADH、および、トリカルボン酸サイクルと関係する他の全ての検体などの、他の生理学的パラメータを測定する方法を提供することである。
【００２０】
本発明のさらなる目的、効果および新規な特徴は、一部は以下に詳細に説明され、一部は当業者にとって以下の検討により明白となり、または、本発明の実施における通常の経験により教示される。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
一般的な態様では、本発明は、患者の生理学的パラメータを測定するために、患者の身体内の組織表面に接触する接触装置に関する。本装置は、生理学的パラメータを感知するセンサ、および、組織内の測定領域での、その組織に対する過度の圧力の印加を防止する手段を提供する。このセンサは検知領域内で測定領域に隣接して配置される。過度圧力印加防止手段により、本装置と組織の間の接触が確立した際も、組織内の血流が実質的に妨害されることはなくなる。通常、生理学的パラメータは、O2、血流、血圧、心拍またはパルスおよび/または組織検体などのパラメータに関連していてもよい。本装置は、検体の量または濃度の組織間または組織内の測定に係るよう構成されてもよい。組織は、表皮でなくてもよく、粘膜であることが好ましい。さらに、表示手段が提供され、患者内の検体濃度を示すセンサに動作可能な形で接続される。
【００２２】
好ましくは、本発明の装置は、測定領域に隣接する領域への干渉を低減する干渉低減手段を含む。若干の例では、この干渉低減手段は、電磁放射からの干渉を低減するように適合されている。他の例では、この干渉低減手段は、ガスまたは液体の流体からの干渉を低減するよう適合されている。本発明の１つの実施形態では、干渉低減手段は、検知領域からの検体散逸を防止し検知領域内部で検体が平衡状態になれるような隔離手段を含んでいる。隔離手段は、プローブと一体化された部分であってもよく、また、患者の鼻孔、口または頬に合う大きさであってもよい。
【００２３】
前記過度圧力印加防止手段は、装置の一部分であってもよい。この装置の一部分は、組織がかなり白色化することを回避するように、装置に加えられた力に応答して変形される材料で構成される。この材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、過フッ化ポリマー、ポリスチレン、ポリ塩化ビニールおよびエラストマからなるグループから選択されるポリマーのように、弾性的に、及び、任意であるが塑性的に変形可能であってもよい。若干の例では、過度圧力印加防止手段は、本装置を組織表面に隣接して固定する保持手段の形で提供できる。たとえば、保持手段は、クリップまたはハンドルを含んでいてもよい。保持手段は、組織におよそ1.5×104パスカルより大きい圧力を印加することなく、装置を組織に隣接して固定するよう適合可能である。
【００２４】
装置は１以上のセンサを含んでいてもよい。本発明は、特に力学的、呼吸性および新陳代謝のパラメータを含む生理学的パラメータの測定に適している。これらの測定値の組み合わせは、医学的条件上、より正確な診断を可能にするより完全な１組のデータを医師に提供することになるので、生理学的パラメータのこれら３つカテゴリの各々から少なくとも１つの測定値を取得することは、医師にとっての利点となる。したがって、本発明は、特に、たとえば酸素、二酸化炭素、亜酸化窒素、デスフルラン、エンフルラン、ハロセン、イソフルラン、メトキシフルランおよびセボフルランなどのガスのようなパラメータに応答するセンサの使用に適している。さらに、本発明は、また、特に、組織のpH、血圧、血流パルス、心収縮および組織検体などの他のパラメータを感知するセンサの使用に適している。特に、センサは、レーザ・ドップラー、超音波、放射性同位元素などの手段を通して直接に、または、組織のpH、温度、CO2、pCO2、O2、ブドウ糖、ピルビン酸塩、アセチル‐CoA、クエン酸塩、イソシトレート、アルファ・・ケトグルタル酸、スクシニル‐CoA、ADP、ATP、コハク酸塩、フマル酸塩、リンゴ酸オキサロ酢酸、NAD、NADHおよびトリカルボン酸サイクルと関係する他の全ての検体などの測定を通して間接的に、生理学的パラメータを測定できる。装置の性能の正確さおよび/または精度を保証するために、装置は、センサでの温度を検出する温度検出手段を含んでいてもよい。若干の例では、温度検出手段は、装置に対して取り外し可能である。
【００２５】
装置はさらに、装置を覆う鞘（シース）を含んでいてもよい。鞘は、再利用可能であっても、使い捨てであってもよい。装置が一回使用と複数回使用のいずれに適合されているかにかかわらず、こうした鞘は使用可能である。鞘には、通常、検体の透過を可能にする選択的透過部分がある。たとえば、選択的透過部分は、透過性シリコーンまたは他の多孔質膜で形成されてもよい。取り扱いを容易にするよう、鞘は、堅固な部分を含んでいてもよい。
【００２６】
センサは、ある程度の精度を有し、生理学的パラメータの効果測定に適した任意の種類であってもよい。たとえば、センサは、反応剤との化学反応により検体濃度を感知してもよい。若干の例では、センサは、組織内部での電磁放射の吸収、放出または変更により検体濃度を感知するよう構成されている。さらに、または、その代わりに、センサは、検知領域内での電磁放射の吸収、放出または変更により検体濃度を感知するように構成できる。いずれの場合でも、放射は、紫外線、可視光線、近赤外線または遠赤外線であってもよい。最適には、セヴェリングハウス型センサが使用可能である。さらには、センサは、電流の生成または変化により検体濃度を感知してもよい。
【００２７】
他の実施形態では、本発明は、センサ、および、組織内の測定領域に隣接する検知領域への干渉を低減する干渉低減手段を含む装置を提供する。前と同様に、前記センサは、生理学的パラメータを感知し、検知領域内部およびプローブ内部に配置されている。前記干渉低減手段は、プローブと一体化される部分である。
【００２８】
別の実施形態では、装置は、生理学的パラメータを感知するセンサ、および、センサを包含するプローブを含んでいる。このプローブは、単に接着剤に頼るということなく、さらに、組織内部の血流を実質的に妨害することなく、組織内の測定領域に隣接した検知領域に固定されることが可能となるよう構成される。センサは、プローブを取り外し可能としてもよい。組織検体の測定に使用されるセンサは、生理学的パラメータに関連した検体が存在すると変色する化学物質を含んでいてもよい。
【００２９】
さらなる他の実施形態では、本発明は、患者の生理学的パラメータの測定方法に関する。患者の生理学的パラメータを感知するセンサが用いられる。生理学的パラメータは、組織のpH、温度、CO2、pCO2、O2、ブドウ糖、ピルビン酸塩、アセチル‐CoA、クエン酸塩、イソシトレート、アルファ・ケトグルタル酸、スクシニル‐CoA、ADP、ATP、コハク酸塩、フマル酸塩、リンゴ酸オキサロ酢酸、NAD、NADH、トリカルボン酸サイクルと関係する他の全ての検体などを含んでいてもよいが、これらに限定されない。センサは、患者の身体組織の測定領域の表面に隣接する検知領域内部に、実質的に組織内の血流を妨害することなく配置される。その後、本方法は、生理学的パラメータに対するセンサの応答を検出することになる。
【００３０】
若干の例では、センサは、少なくとも１つの標準校正材料すなわちキャリブラント（calibrant）内で、生理学的パラメータに関連する検体に、予め決められた濃度でさらされる。これは、生理学的パラメータに対するセンサの応答の検出の前および/または後に実行可能である。
【００３１】
さらに、装置は、検知領域内部で完全または実質的にセンサを囲い込むよう、組織表面に接触して配置されてもよい。こうした場合、センサは、組織表面に接触して配置されても、そうでなくてもよい。通常、検知領域内の、生理学的パラメータに関連する検体濃度および/または測定値は、平衡レベルに到達可能である。これは多くの場合、所定期間中、組織表面に対して装置を固定することを伴っている。この期間中、検出ステップは、開始され、反復され、または、連続的に実行される。
【００３２】
本方法は、任意に、患者の状態に対するセンサの応答を相関させることが可能である。この状態は、領域的または系統的状態であってもよい。とりわけ、本発明は、特に、潅流障害、組織のガス濃度、組織のpHおよび組織の活動性の測定に適している。相関は、予測アルゴリズム、終点検出および/または検証、および/または、一変量解析、多変量解析またはニューラルネットワーク解析を用いて実行可能である。
【００３３】
さらなる実施形態では、本発明は、患者の生理学的パラメータの測定方法に関する。本方法は、前と同様に、患者の生理学的パラメータを感知するセンサを提供する。このセンサは、測定領域の患者の組織表面に隣接した検知領域に配置される。本方法は、さらに、検知領域に対する流体潜入への干渉を防止しつつ、生理学的パラメータへのセンサの応答を検出することを含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
定義および用語体系．
本発明の装置および方法の開示および説明の前に、本発明は、センサ設計、測定技術などに制限されるものではなく、したがって変更され得るものであることが理解されねばならない。また、本明細書で使用されている用語は、特定の実施形態の説明のみを目的とするものであって、限定することを意図したものでないことが理解されねばならない。
【００３５】
この明細書および請求の範囲において用いられているように、単数の「１つ」および「前記」は、内容が別の方法で明確に説明されていない限り、複数のものを含むものとすることに留意されたい。本明細書で用いられる「隣接」という用語(たとえば、「表面に隣接する」)は、検体の正確な測定を可能にする距離だけ粘膜表面の近傍にある、または、接触していることを意味する。一般的に、プローブは、検体を含んでいる組織の表面と接触しているのが好ましい。
【００３６】
本明細書で用いられる「白色化する」または「白色化している」という用語は、組織に十分な圧力が印加され、通常は血流である組織内の流体の流れが閉塞を引き起こしている状態をいう。たとえば止血帯の使用は、止血帯が接触している組織の白色化を引き起こし得る。
【００３７】
本明細書で使用される「キャリブラント」（calibrant)とは、予め決められた比で検体または検体同等物を含む物質（典型的には液体である）をいう。キャリブラントは、サンプル内の検体を検出する器具の校正時に、基準として使用される。
【００３８】
「検体」という用語は、その普通の意味で本明細書で用いられ、さらに、本発明の装置を用いた分析手順により測定される、明確な分子組成を持つ物質をいう。
【００３９】
本明細書で用いられる「弾性的に変形可能」という用語は、印加された力に対応して材料の形が変化可能であり、かつ、その力が取り除かれると、初めの形に戻るという材料特性をいう。通常、変形は、材料の弾性率に反比例し、材料に加えられる力に比例する。若干の例では、材料は、塑性変形を受けても、なお実質的に弾性的変形が可能である。たとえば、通常の外科マスクの金属インサートは、着用者の鼻橋の輪郭に従うよう柔軟に変形可能である。しかし、塑性変形後、金属インサートは、着用者に対するいかなる潜在的不快さも緩和する特定レベルの弾性を保有している。
【００４０】
本明細書で用いられる「測定領域」という用語は、検体が測定される組織領域をいう。通常、しかし、必ずというわけではないが、測定領域は、本発明の装置のプローブにより接触された組織表面に隣接している。
【００４１】
本明細書で用いられる「粘膜表面」という用語は、粘液分泌腺を含み、または、粘液分泌腺に関連し、さらに、身体の通路、管状構造および器官にそっている粘液組織の表面をいう。本明細書における重要な粘膜表面は、患者の鼻孔側壁、頬および口が含まれるが、これらには限定されない。
【００４２】
本明細書で用いられる「表皮でない表面」という用語は、すべての粘膜表面を包含し、さらにまた、表皮に関係しないあらゆる組織の表面も含む。
【００４３】
本明細書で用いられる「患者」という用語は、検体に関連した状態をもつ、または、検体に関連した状態に影響される、または、検体測定の必要があると考えられる、哺乳類の被検体、好ましくは人間、の被検者を意味している。
【００４４】
本明細書で用いられる「潅流障害」という用語は、循環系を通る血液の不良配送に関連した血流の減少、および、重要な(危険な)組織および器官(たとえば、脳および心臓)に対してより危険度の小さな組織および/または器官への血流の減少を意味している。また、用語「潅流障害」は、臨床的に「循環性ショック」と呼ばれている。一般的に、「潅流障害」は、正常な血流によるpCO2をかなり上回るpCO2の増加に関連した血流の減少を包含することを意味する。
【００４５】
本明細書で用いられる「生理学的パラメータ」という用語は、生体の生物学的処理を示す１組の測定可能要素のうちの１つを意味する。たとえば、生理学的パラメータは、組織内の化学検体の存在または濃度であってもよい。他の例として、生理学的パラメータは、組織内の血液の流速であってもよい。任意であるが、生理学的パラメータは、系統的または領域的状態の測定に使用できる。生理学的パラメータは、新陳代謝的、呼吸的または力学的として分類可能である。
【００４６】
本明細書で用いられる「組織」という用語は、身体内の１つ以上の特定の機能を実行するために一緒に機能する、形態学的に同様の細胞および関連細胞の間の集合をいう。また、この用語は、器官を形成している、構造および機能において異なる全ての材料に対しても、より広い意味で適用されている。
【００４７】
本発明の接触装置．
本発明は、患者の生理学的パラメータを測定するために患者の身体内の組織表面への接触を提供するものである。生理学的測定は、系統的または領域の状態測定のために、組織間または組織内の測定を用いて行ってもよい。本装置は、生理学的パラメータを感知するセンサ（生理学的パラメータセンサ）を備えている。通常、しかし、必ずしもそうであるわけではないが、センサは、組織の測定領域に隣接した検知領域に配置され、生理学的パラメータに関連する検体を感知するものであり、少なくとも部分的にプローブ内に含まれている。組織の測定領域に隣接した検知領域への干渉を低減する干渉低減手段が使用可能である。こうした干渉低減手段は、プローブの一体化部分となっている場合もある。さらに、装置は、検体検出を実行するために、患者の体内の表面(好ましくは表皮でない表面、さらに好ましくは粘膜組織)に接触して配置されてもよい。装置と患者の体表面内部との接触が検体測定の正確さおよび/または精度を損なわないことを保証するため、身体組織への血流を妨害することがないよう、領域に対する過度の圧力印加を防止する防止手段が用いられる。さらに、またはその代わりに、プローブは、接着剤のみに頼ることなく、センサが組織表面に隣接して固定可能となるよう構成できる。本装置は、さらに、センサに動作可能な形で接続される、患者の組織内の検体量または濃度を示す表示手段を含んでいるのが好ましい。
【００４８】
本発明の装置は、表皮でない表面における検体化学濃度の測定に使用可能であるが、本装置の表皮の表面における使用が排除されているわけではないことに留意すべきである。さらに、本発明の装置は、局所潅流と同様に、組織的または全体的な潅流の示度を得るために使用可能である。組織的または全体的潅流に対しては、本装置は、粘膜表面に接触して配置されるのが好ましいが、若干の例においては、本装置は、組織的または全体的な潅流中で、新陳代謝の活動が影響される内臓と同様に骨格筋に接触して配置できる。さらに、本発明のセンサは、非潅流用途に対して、心臓などの危険臓器の組織内の検体を検出するのに使用可能である。本発明の装置で検体を測定可能な粘膜組織の例は、口(たとえば、頬および舌下領域)、鼻孔、食道、胃、直腸および腸の内部表面を含むが、これらに限定されない。局所潅流に対しては、本装置は、心臓、肝臓および腎臓などの内臓と同様に、腕や脚などの手足に接触して配置できる。
【００４９】
本発明は、本明細書において、同一の部分に同一の数字が付された図面を参照して説明される。図面は正しい縮尺ではなく、提示における明瞭さのために、特定部分が特に誇張されている場合もある。たとえば、図１Ａと図１Ｂは、センサ30を包含した長いプローブ10を有する本発明の装置の１実施形態を示している。図に示したように、プローブ10は、一般的に、楕円形状であり、近位端12および遠位端14の２つの終端を有している。遠位端14には、検知領域18を実質的に形作り、かつプローブ10と一体化された、垂直方向に向いた窪み16の形状をした干渉低減手段が配置されている。センサ30の検体検知部分36は、検知領域18内に位置している。図１Ａに示したように、センサ30の検体検知部分36は、任意に、検知領域18内の凹部すなわちカウル20内に位置していてもよい。カウル20の内部は、カウル20の接触面24の開口部22を通して、プローブ10の外部と連通している「デッドスペース」を表している。センサ30は、プローブ10の延長軸に沿った部分34によって延長され、表示手段40との動作可能な接続のためのコネクタ32などのセンサ転送手段を形成している近位端12で終わっている。コネクタ32は、電気的、光学的または他の種類の信号を、表示手段40へ伝送可能である。その後、表示手段40は、コネクタ32からの信号を解読し、その後、その信号を、ユーザに順番に表示可能な検体濃度に変換する。また、図に示したように、プローブ10は、任意であるが、力に応答して弾性変形可能な可撓性材料からなる変形可能領域26を含んでいてもよい。
【００５０】
図２Ａから図２Ｅは、本発明の装置の様々なプローブおよびセンサの構成を示している。図２Ａから図２Ｄに示した構成は、一般的に、組織間検体測定に役立ち、一方、図２Ｅは組織内測定に役立つ構成を示している。たとえば、図２Ａは、形状が実質的に筒状であるプローブ10のカウル20内に含まれたセンサ30を有する装置を示している。こうした場合、カウルの内部すなわちデッドスペースは検知領域18を表している。図２Ｂと図２Ｃは、カウルの開口部２２にわたって、任意の膜28を含んでもよい本発明の装置を示しており、この膜は、それを通して検体が選択的に透過可能であるものが選ばれている。図２Ｄは、いかなるデッドスペースも必要としない例となる装置を示している。以下では、本発明装置のこれらの、および他の要素について、いかにそれらが相関するかも含めて、より詳細に議論する。
【００５１】
保持手段.
一般的に、検体測定は、検体測定が所望されている組織表面に隣接して、装置が実質的に固定された際に実行されるのが好ましい。したがって、本発明の装置は、任意の保持手段を含んでいてもよい。たとえば、図１Ａおよび図１Ｂに示したように、クリップ50の形の任意の保持手段は、近位端12と遠位先端14の間でプローブ10に取り付けられる。一般的に、クリップ50はＬ字形をしている。すなわち、クリップ50は、短いまっすぐな部分52と、およそ90°の曲線56で出会う、より長いまっすぐな部分54とから形成されている。短い部分52は、一般的に、プローブ10から、カウル20と同方向へ垂直にあり、より長い部分54は、一般的に、プローブ10に平行である。その結果、一般的に、プローブ10およびクリップ50は、クリップの先端58が、プローブの遠位先端18に対するクリップ50上の最接近点となる、Ｕ字形を形成する。
【００５２】
プローブ接触面24とクリップ接触面60の間のクランプ動作を通して、U字形状は、プローブ10を患者の組織表面に隣接して固定するのに役立つ。この特定のクリップは、頬の外部表面上でのクリップのこうしたクランプ動作が、適所で装置を保持するので、人間の患者の頬の内部表面で検体測定をする装置での使用に良好に適する。すなわち、クリップ接触面60は、頬の外部表面に接触して配置され、プローブ接触面24は頬の内部に接触して配置される。
【００５３】
図３Ａから図３Ｄは、複数の異なるクリップと関連した、図２Ａに示したのと同様の装置を示している。たとえば、図３Ａは、クリップが、以下で議論するように白色化を防止する手段である、スプリング機構として役立ち得るループ62を含んでいることを除けば、図１Ａおよび図１Ｂに示したものと同様のクリップ50を含む装置を示している。このクリップの１つの欠点は、クリップの接触面積が比較的小さいことである。クランプ動作の有効性が、時として大きな表面積を必要とするので、図３Ｂは、クランプ動作を向上させるために、接触面60がより広い領域を有していることを除いて、図３Ａに示したクリップ50の他のバージョンを示している。また、以下で議論するように、接触面積がより大きくなると、白色化を低減させることが可能である。任意に、固定を補強するために、接触面60に接着剤(図示せず)が提供される。図３Ｃは、クリップの先端58がプローブ10の先端14から離れて伸びていることを除けば、ループ62を含むクリップ50を有する装置のさらなる他の例を示している。図に示したように、接触面60からセンサ30までの距離はＬによって示されている。通常、距離Ｌは１cm以上である。好ましくは、Ｌは少なくとも３cmである。これにより、クリップ50がセンサ30から離れた位置で組織に接触するので、組織でのいかなる白色化もセンサから離れて起こる。その結果、分析中の組織の白色化が回避される。図３Ｄは、ユーザが、クリップの先端をプローブから引き離すことができるハンドル64として役立つ、そこから伸びた突起をクリップが有していることを除いては、図３Ａに示したものと同様のクリップ50を含む装置の例を示している。
【００５４】
湾曲とハンドルを組み込むか否かなど、クリップに対する設計オプションの最適な組合せは、本明細書、および/または、通常の実験を通して提供される教示の見地から見て決定されてもよい。たとえば、いかなるクリップもそこから伸びるハンドルを有していてもよい。また、さらに、保持手段の形状は、意図された使用範囲に対応可能である。たとえば、図３Ａに示された装置は、頬の組織(上で議論したように) または他の組織フラップでの検体測定に適しているが、図３Ｃに示された装置は、舌下位置に対してのほうがより適当であろう。検体測定が口の内部で実行される際には、装置は、白色化を緩和するために顎にクランプされてもよい。さらに、クリップが保持手段として使用される場合、保持手段をプローブに付ける必要はない。保持手段は、装置とは別の要素であってもよい。
【００５５】
図１Ａ、図１Ｂ、図３Ａから図３Ｄに示されるように、クリップ50は、クリップコネクタ51を通して取り付けられる。しかし、クリップは、プローブ、ハンドグリップ、ケーブル、または、装置の適切な機能を妨げない他の位置など、いかなる位置であっても、装置に取り付け可能である。
【００５６】
検体測定のために、組織表面に隣接して装置を実質的に固定するために、本発明の装置による使用に適合する他の保持手段には、ファスナ、ストラップ、ベルト、フック、クランプ、およびクリップが含まれるが、これらに限定されない。さらに、装置は、縫合、ステープル、接着剤または他の既知の技術を単独にまたは組み合わせて用いることにより固定されてもよい。
【００５７】
その代り、装置が携帯用アプリケーションのために構成される際は、保持手段は省略されてもよい。図２Ａに示したように、プローブ10は、ユーザが表面に隣接してセンサを保持可能なように構成されてもよい。任意に、プローブ10は、プローブ動作ならびに位置決めを容易にするために、グリップ70を伴って構成されていてもよい。図に示すように、表示手段40はグリップ70内に位置し、センサ30に動作可能な形で接続されている。さらに、グリップは、人間の手の輪郭に一致する輪郭を有していてもよい。さらにグリップは、テクスチャー加工した表面を有していてもよく、または他の方法で適切な滑り止め材料を適切に配置することにより、滑り止めとなるよう製造されていてもよい。グリップ設計に関係する設計パラメータは、当業者による通常の実験により習得可能である。
【００５８】
過度圧力印加防止手段．
上で議論したように、本発明の装置は、身体組織領域内の化学検体の量または濃度を測定するために使用可能である。しかし、組織への流量または組織内の流体量により、ある検体の濃度は変化する。すなわち、血液などの流体が生体組織から閉塞されると、組織内で実行される通常の生物学的処理が中断される。生物学的処理により生産される検体の量または濃度の測定が好ましい場合、流体の閉塞は検体測定値を歪曲することになる。たとえば、白色化した組織は、血流の減少と同様に、異常に高いCO2濃度と低いO2濃度を示す傾向がある。したがって、組織内のO2などの検体の正確な測定のためには、白色化は回避されなければならない。したがって、流体量または流れが検体測定の正確さまたは精度に影響するところでも、本発明の装置は、身体組織領域に対する過度の圧力を防止する手段を含んでいるので、組織への血流は実質的に閉塞されない。
【００５９】
白色化は、組織に加えられた過度の圧力により引き起こされ、圧力は、面積に対する力の比である。したがって、組織領域に対する圧力を低減させるための、少なくとも３つのアプローチが存在する。すなわち、力が加えられる表面積を増加するアプローチ、加えられる力の量を低減するアプローチ、および、いかなる圧力も当該領域から離れて印加することを確実にするアプローチ。プローブの使用中に、そのプローブが組織を白色化するのを実質的に防止するために、プローブの接触域が、組織表面に対してセンサが不動の状態になるのに要する(クランプ、または他の)力を表面に均等に印加するような形で、プローブは組み立てられる。したがって、接触面は、コーナなど、表面に加えられる圧力を局所的に著しく大きくするいかなる尖った突出も備えていてはいけない。換言すれば、接触面のプロフィールは、角ばったり、または、ぎざぎざであるというより、むしろ滑らかで、および/または、丸みを帯びていることが好ましい。さらに、接触面は、加えられる力の分配、および任意の点に加えられる圧力の低減を実行可能となる、最大面積を有していなければならない。ガス検体の内部濃度測定では、粘膜表面のように、表皮でない表面が特に適当であるので、プローブが、たとえば患者の鼻孔、口または頬などに適合する大きさとなっている場合、最大実行可能面積はプローブ全体の大きさから制限を受けることになろう。装置全体の大きさが小さいなら、装置が患者内部のさらに複数の場所で使用可能となり得るので、一般的に、小さなセンサ、小さな測定領域、および小さな隔離手段が所望されている。センサと測定領域に隣接する組織との接触面積は、通常およそ１cm2〜およそ６cm2、好ましくはおよそ１cm2〜およそ２cm2である。
【００６０】
同様に、過度に重い装置は、検体の濃度または量が測定される組織に、より高い圧力を印加することになり得るので、白色化に関連して考慮すべき要素には、装置の重さも含まれる。重い装置よりも軽い装置が好適である。通常、本発明の装置は、およそ250gを超えるべきではなく、装置の好適な重さは、およそ１g〜およそ100gである。
【００６１】
一般的に、手持ちの装置に関連する変異性は、保持手段を用いる装置よりも、より多く存在している。保持手段は、組織に対して本発明の装置を実質的に再現可能な方法で固定するよう構成可能であるため、保持手段を備えた装置は、誤った白色化の回避をしない装置よりも好ましい。したがって、保持手段は、本発明にとり重要なものとは言えないが、本発明の装置は、好ましくは、組織の白色化を低減するためのより広範な制御を提供する保持手段を含んでいる。
【００６２】
保持手段は、保持手段の配置が、測定領域への過度の圧力の印加を生じさせないような形で、センサに対して配置されることが好ましい。図３Ａの装置のクリップ50では、固定力の大半が、クリップ50の先端58またはその近傍の接触面60に印加されるので、検体が測定される身体組織領域に圧力を印加してしまう傾向がある。しかし、図３Ｃに示した装置のクリップ50では、固定力の大半が、検体が測定される身体組織領域から離れて加えられるよう設計されている。すなわち、クリップにより加えられる力の大半は、プローブの先端14よりも、プローブの中央部分近くに配置された接触面60に存在する。このように、図３Ｃに示したクリップは、患者に対して圧力が離れて加えられるように、プローブを固定する保持手段を表している。
【００６３】
ある構成上の考察は、ハンドヘルド装置および装置の双方で、使用中の組織の白色化の可能性を低下させるため使用できる。たとえば、本発明の装置の少なくとも一部分は、変形可能な材料で構成可能である。材料は弾性的に変形可能であることが好ましい。最適には、この材料は最大圧力限界までは、加えられる圧力に対して一定の弾性率を示し、上限を超えた圧力に対しては、弾性率ははるかに低くなるように選択される。図５は、最適の材料に対する理想的応力・歪み曲線を示している。σlimitまでの圧力に対しては、歪みに対する圧力の傾きは係数E1として示されている。しかし、σlimitより大きな圧力に対しては、歪みに対する圧力の傾きは係数E2として示されている。図示したように、E2はE1より小さく、E2は、正ではあるものの、ゼロに近い。この種の弾性応答を示す材料により、プローブが隣接して固定されている組織に対し、過度の圧力を印加するのを回避するよう、装置を構成することが可能となる。変形可能な材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、過フッ素ポリマー、ポリスチレン、ポリ塩化ビニール、および、ゴム、シリコーンなどのエラストマからなるグループから選択されるいかなる適当なポリマーでもよいが、これらに限定されない。また、この種の弾性応答を示さない材料も、装置構成における使用から必ずしも排除されるわけではないことに留意すべきである。
【００６４】
このように、本発明の装置の一部分は、上述のような変形可能材料で構成可能である。たとえば、図１Ａと図１Ｂに示したように、組織が実質的に白色化されることがないように組織表面に加えられる圧力を制御するために、プローブ10は、上述のような変形可能材料で構成される変形可能領域26を含んでいてもよい。白色化に対する装置の所望される性能に応じて、変形領域は、図２Ａから図２Ｅに示すように、プローブ先端14付近、または、図３Ａから図３Ｄに示すように、プローブ終端12の付近のプローブ部分を表してもよい。変形領域の大きさおよび形状は、組織の白色化を緩和するよう、機械的性質により制御される。保持手段またはその一部分も、こうした弾性材料から構成可能である。したがって、図１Ａ、図１Ｂ、図３Ａから図３Ｄに示したように、少なくともクリップ50の一部分、すなわち、変形領域63は、上述のような変形可能材料から構成されていてもよい。同様に、変形領域の位置およびサイズは、所望される白色化防止の程度により制御されてもよい。
【００６５】
他のオプションとして、対応する材料は、装置により組織表面に印加された圧力を、さらに均等に分配するために使用可能である。すなわち、発泡体、ゴム、ゼラチン、および/または他の対応する材料で構成された１つ以上のパッドが装置内に含まれていてもよく、その場合、本装置は、圧力をより均等に分配するよう、また、組織を白色化する可能性をより小さくするよう、患者の組織に接触する。こうしたパッドは、組織表面と任意のプローブおよび/またはクリップの接触面との間に挿入可能である。このように対応する材料は、以下で議論するような隔離手段に対しても、改良された封止を提供可能である。十分な対応性を示す高分子材料には、シリコーン、ブチルゴム、およびウレタンが含まれるが、これらに限定されない。
【００６６】
適切な圧力制御の実現には、材料選択だけでは不十分な場合があることにも留意する必要がある。たとえば、適切な圧力となるのに要する変形の範囲は、材料の弾性率のみならず、弾性材料の総合的形状および大きさの双方についての関数である。したがって、装置の大きさは、スプリング状の圧力解放機構に適当なものであってもよい。その代わりに、または、それに追加して、プローブにより組織表面に加えられる圧力を制御するスプリング機構が含まれていてもよい。このスプリング機構は、プローブの一部分として、または、保持手段の一部分として組み込まれていてもよい。図３Ａから図３Ｄに示したように、クリップのループ62は、組織の測定領域への過度の圧力を印加することのないスプリング機構として役立つ。いずれの場合も、たとえば、装置が接触した任意の表面に加えられる圧力も、所定の限界を超えないように、材料選択またはスプリング構成を通して装置を組み立てることは、当技術分野の通常の技術者の能力の範囲内である。出願人は、こうしたスプリング機構を用いて、およそ1.5×104パスカルを超える圧力が加わることのない、表面に隣接して固定可能な装置を構成している。
【００６７】
すでに議論したように、装置の形状は、過度の圧力の印加を防止する本発明の装置の変形動作に役立ち得る。力に対応する変形を制御するよう、プローブまたは保持手段の設計のいずれかにおいて、たとえば、壁の厚み、アスペクト比、カップリング、および/またはリンケージが選択できる。すなわち、プローブまたはクリップの一部分は、力がプローブの検知端ではない側に印加される際に、プローブの下にある組織に印加される圧力を制限する、刻み目、より薄い肉厚、より小さな直径、またはジョイントなどの機械的特徴を有していてもよい。したがって、図３Ｂと図３Ｄに示したように、クリップの少なくとも一部分66は、剛性を増加または低減可能となるような形状であり得る。たとえば、図３Ｂに示したクリップは、本発明の装置の配置によって組織に過度の圧力を印加することがないよう、容易に変形可能な部分を提供するための穿孔部分66を含んでいる。同様に、図３Ｄに示したクリップは、所望されない組織の白色化の可能性の緩和に役立つ、ベローズ状のプリーツ66を含んでいる。その結果、当業者であるならば、力に対応して適切レベルの変形をなすクリップが形成可能であろう。
【００６８】
干渉低減手段．
所望される検体測定および検体測定の実行に用いるセンサに応じ、干渉を低減する手段が必要となる場合もある。こうした干渉低減手段は、複数の干渉源のいずれからの干渉も低減するよう構成可能である。たとえば、こうした手段は、電磁放射、または、ガスまたは液体流体からの干渉の低減に使用可能である。本発明の装置が身体組織内のガス検体の量または濃度の測定に使用される際は、装置は、センサの周りの気流を抑止する隔離手段形式の干渉低減手段を含むことができる。こうした隔離手段は、組織からのガス検体を、測定領域に隣接した領域内に均等に導くことが可能である。次に、この隔離手段により、本発明の装置は、患者の組織内のガス検体の量または濃度の測定に使用可能となる。
【００６９】
本発明の装置は、複数の異なるタイプのいずれの組織においても、検体の量または濃度の測定に使用可能であるが、ここでは、患者の頬の組織におけるガス検体の測定に関連するものとして、周囲の隔離手段の動作の例を説明する。ガス媒体内では、ガス拡散が固体内より必然的に大きな速度で起こるので、頬の内部表面と口の内部との間に存在する特定ガス検体のいかなる分圧の相違であれ、頬の組織内部に分圧勾配をもたらす。バリアがなければ、頬表面のガス検体の分圧は、口内のそれとほとんど等しい。しかし、頬表面からのガス消散が防止されると、組織表面のガス分圧は、組織内部のガス分圧と平衡状態となる。したがって、平衡状態のガス分圧を測定することにより、組織内の検体の量または濃度が測定可能となる。
【００７０】
図１Ａと図１Ｂを参照すると、カウル20と組み合わされた窪み16は、センサの周囲の気流を抑止する隔離手段の１種を表している。頬の内部表面に隣接したカウル20を、頬表面との開口部22の周りに接触面24が封止を形成するような形で固定して配置することにより、検体ガスは、開口部22を通して検知領域18内へ入り込むことが可能となる。換言すれば、窪み16内のカウル20は、ガス検体を検知領域18内に閉じこめ、検体が口内部へ消散するのを防止するプローブの一体化部分となっている。検知領域の封止を高め、検体の消散を防止するために、任意に、対応する材料(図示せず)からなるパッドまたはスカートが、開口部22の周辺に提供されてもよい。
【００７１】
検知領域18内のガス検体の分圧が、平衡状態に達するための十分な時間の後、領域18内のセンサ30は、頬の組織内の検体と同分圧の検体にさらにされることになる。領域内部の検体濃度が、組織の検体濃度と平衡状態になるのに要する時間は、デッドスペースの体積により決定される。デッドスペースの体積がより小さければ、より速く平衡状態となるので、センサの周りのデッドスペースは、およそ10mm3を超えないのが好ましく、さらには、デッドスペースの体積は、およそ１mm3を超えないのがより好ましい。若干の場合には、図２Ｄに示した装置のように、実質的にいかなるデッドスペースも必要としない。いったん適所に固定されて不動化すると、本装置のいかなるバージョンも、検知領域18内部の検体濃度の、単一の、複数の、または連続の測定に適合させることができる。したがって、本発明の装置は、組織内部の検体濃度を検出し、もしくは測定するよう適合可能であり、または組織内部の検体濃度の変化をモニターするよう適合可能である。検体検出および/または測定は、当技術分野で既知の予測アルゴリズムおよび終点検証技術が組み合わせて実行可能または使用可能である。センサ応答時間は、当然ながら、こうした検出および測定で重要な役割を果たしている。
【００７２】
センサの周りの気流抑止のための周囲隔離手段は、周囲の環境に対するガスバリアとして機能するよう、低ガス拡散のみならず、低ガス吸収を示すクラスの材料から選択されるべきである。しかし、多くのエラストマは高いガス拡散率およびガス吸収を有している。したがって、プローブまたは隔離手段は、合成またはラミネート構造を形成する複数の材料から形成されてもよい。たとえば、材料は、各ガス検体がそれを通して拡散するのを防止する、適切なバリア特性を提供する適当な材料でコーティング可能である。ガスに対する低透過性を有するものとして知られる材料には、金属(たとえば、アルミニウム、スズ)、セラミック(たとえば、二酸化珪素、窒化チタン)、ある高分子材料(たとえば、高密度ポリエチレン、パリレン)が含まれるが、これらに限定されない。
【００７３】
気流に加えて、本発明の装置の性能を損ないかねない、他の予想される干渉源が存在する。使用される特定のセンサに応じて、特定の体液は、センサの正確さ、精度および/または応答時間を妨害する。たとえば、本発明の装置が光感知センサを使用し、体液を含んだ体腔内部に長時間配置されると、センサはこの体液と接触する場合もある。体液の光学的性質により、センサに達する光量が変更されてしまう場合もある。したがって、干渉低減手段は、検体および任意に非干渉化合物をセンサに到達させる一方で、センサ測定を妨害しかねない各成分のセンサへの到達を防止する、選択的透過性を有するバリアまたは膜を含んでいてもよい。同様に、特定のセンサ正確さが水素指数（pH）を感知する際、pH干渉を低減する低減手段が提供されてもよい。さらに、間隙性体液がガス検体の測定を妨害する傾向がある場合、本発明の装置の一部として、ガス検体への透過性を有する一方で、間隙性体液には不浸透性を有する膜を提供してもよく、この膜は、センサと検体が測定される組織との間に挿入される。こうした膜は、図７Ａから図８に示したような取り外し可能な鞘の少なくとも一部分として、または図２Ｂから図２Ｄに示したような装置の一体化部分として、またはセンサを本明細書で議論した干渉成分への露出から保護するのに充分な、既知の他のいかなる形式としても提供可能である。
【００７４】
センサ．
本発明のセンサは、検体濃度に対する感度または応答に従って選択される。センサは、反応剤との化学反応を通して、電磁放射の吸収、放出または変更を通して、電磁放射の発生または変更を通して、または上記のあらゆる組合せを通して、検体濃度を感知可能である。たとえば、CO2センサは、センサ環境でのpHの変化に対する反応剤との化学反応を検出することにより動作可能である。特に、こうしたセンサには、CO2に対する透過性があり、環境から重炭酸ナトリウムまたは炭酸(H2CO3)溶液を分離する膜がある。装置のpHセンサは、重炭酸ナトリウム溶液のpHを測定する。マイクロエレクトロード社（Microelectrode, Inc.）は、このタイプの典型的CO2センサを製造している。
【００７５】
さらに、本発明の装置では、多数の異なるタイプの光学センサが使用可能である。たとえば、当技術分野では、従来型のCO2用比色および蛍光分析光学センサが知られている。こうしたセンサは、ミルズ（Mills）他に対する米国特許第5,480,611号で説明されているような、プラスチック膜CO2センサに組み入れられている。一般的に、こうしたCO2センサは、異なるレベルのCO2へ露出した際に水溶液内で引き起こされるpHの変化に依存しており、さらに、pHの変化、および、したがってCO2濃度の変化の度合いの質的および/または量的測定を提供する、pH感知染料を利用する。これらのセンサには、薄い水溶液内にある、または、不活性サポート上へ固定された、pH感知染料のカプセル化などに見られるのと同様の、設計上の特徴を有している。これらのセンサは、任意に、不可欠な光成分の伝送および返送のための光ファイバーシステムを含んでいる。
【００７６】
光ファイバーシステムが用いられる際、センサは、単一の光ファイバーを含んでいてもよい。光ファイバー化学センサの構造、特性、機能、および動作の詳細は、ウェイル（Weil）他に対する米国特許第6,071,237号明細書に列挙されている様々な特許および刊行物などに見ることができる。こうした光学センサは、クラーク（Clark）他に対する米国特許第5,111,817号で説明されているように、患者の動脈の酸素飽和レベルのモニターでの使用、または、アルデレテ（Alderete）他に対する米国特許第5,714,121号で説明されているように、pCO2のモニターでの使用へ適合可能である。たとえば、検体を検出する光学センサ30は、一方の端に検体検知部分36を有し、他方の端に表示手段40と連絡するコネクタ32を有する、図２Ａに示したような単一光ファイバー34から構成可能である。
【００７７】
検体検知部分36は、適当な検体感知インディケータ要素、一般的に、蛍光染料を有するインディケータ溶液を含み、実質的に空気を含まない。蛍光染料の例には、フルオレセイン、カルボキシフルオレセイン、セミナフトロダフルオル(seminaphthorhodafluor)、セミナフトフルオレセイン、ナフトフルオレセイン、8‐ヒドロキシピレン1,3,6‐トリスルホン酸、三ナトリウム塩(「HPTS」)およびジクロロフルオレセインを含み、HPTSが特に好ましいが、これらに限定されない。稼働中、所定の波長の光は、外部光源(図示せず)から、光ファイバー34を通して方向付けられ、患者の組織内の検体濃度と平衡状態にある検体にさらされている検体検知部分36内の、カプセル化されたインディケータ組成に衝突する。光と検体との相互作用の結果、インディケータ組成は、ファイバー34に沿って戻る蛍光を放出する。蛍光の強度は、検体濃度に関係する。放出光は、検出のためにコネクタ32まで運ばれ、表示手段40により示されるような検体濃度値へ電子的に変換される。しかし、上述のような赤外線センサには必要ないであろうが、セヴェリングハウスタイプのpCO2センサなどの、このタイプのセンサでは、インディケータ組成を特定のモイスチャーレベルに保つことが必要となる場合がある。さらに、セヴェリングハウスタイプのセンサが組織と接触する場合は、浸透の問題が考慮に入れられるので、センサ内の重炭酸塩濃度が維持されることが重要となる。口での浸透圧は標準のおよそ25%であり、他の場所の表皮でない組織の浸透圧は標準のおよそ100%であることが判明している。
【００７８】
別の手段として、好ましい実施形態のプローブは、非分散赤外線(NDIR)技術を用いる赤外線センサを含んでいてもよい。こうしたセンサの１つの例が、サルツマン（Salzman）他に対する米国特許第5,423,320号で説明されている。当該特許は、第1赤外光伝送光ファイバーへ結合される赤外光源について説明している。図２Cに示したように、赤外光は、光源から光ファイバー34を通して、分析対象のガスを含んだセンサのガス検知領域18へ伝送される。この光は、領域内の赤外線反射鏡36が、第１光ファイバー34から放出された赤外光を、赤外線検出器に結合した第２光ファイバー35へ方向付ける前に、検体と相互作用し得る。その代りに、励振エネルギーから放出エネルギーを分離する光学スプリッタ手段も配備されていたとするなら、単一光ファイバーが使用可能であろう。検出器により検出される信号は、検知領域内の検体のレベルを示す出力を生成するために、既知の較正レベルにより生ずる信号と比較される。一般的に、NDIR技術で、他のガスと同様に、酸素と二酸化炭素の両方を測定可能である。若干のガスは、他のガスの存在による影響を受けることもあり、補正が必要となる場合もある。
【００７９】
サルツマン（Salzma）他は、また、それぞれが本発明においても使用可能な、セヴェリングハウス電極ベースのCO2センサおよびクラーク電極pO2センサを用いて、pCO2およびpO2が測定可能であることを説明している。赤外線センサに代えてセヴェリングハウス電極が使用される場合、光ファイバーに代えて電気信号線が使用され、さらに、赤外光源に代えて外部電気信号発生装置が使用される。様々なセヴェリングハウス型センサの構成が当技術分野で知られているが、その1例は、ヴレク(Vurek)他著「光ファイバーpCO2センサ(A Fiber Optic pCO2 Sensor)」(1983)、アニュアルズ・オブ・バイオメディカル・エンジニアリング（Annuals of Biomedical Engineering）、2, 499‐510、で説明されている。
【００８０】
加えて、光学的センサまたは他のタイプのセンサは、患者の生理学的パラメータの組織内部の測定に関連して使用可能である。図２Ｅに示したように、本発明の装置は、２つの光ファイバー34、35を備えていてもよい。電磁放射は、光源から光ファイバー34を通して伝送され、反射器36により反射される。その結果、放射は組織内へ向け直される。放射は、反射器および34へ戻って検出器へ結合された第２光ファイバー35へ入る前に、組織内の検体と相互作用する。
【００８１】
他の代替手段、または検体濃度の正確な量的値を生成するよう適合された光学センサへの追加的手段として、このセンサを、検体濃度の一般化された質的表示の提供のために使用してもよい。このタイプのセンサは、たとえば、リトマス片、または家庭における妊娠テストなどで用いるような、比色インディケータを使用可能である。こうしたセンサは、検体が存在しているか否か、および/または、検出した検体濃度の範囲をユーザに提供することになろう。さらに、こうしたセンサは、安価に構成可能であり、したがって、センサを含むプローブが使い捨てであるかどうかに拘わらず、使い捨てとして扱うこともできる。センサのあらゆる部品が検体濃度の表示を提供する不可逆反応を受ける場合は、センサは、一回使用の用途に適合可能である。可逆反応は、一回使用または複数回使用の用途の双方に使用可能である。特に、可逆反応は、ユーザがセンサの応答を認知可能な程度に遅い速度で起こらなければならない。これは、この応答が、ユーザにより少なくとも15秒間、好ましくは少なくとも30秒〜１分間、最適には１〜５分間観察可能であるべきであることを意味する。
【００８２】
図６Ａは、身体組織領域内の検体濃度の一般的表示の提供に使用可能なセンサ30を含む、プローブ10を示している。プローブ10は、図２Ａに示したものと同様の構成であり、実質的に検知領域18を形作る、隔離手段としてのカウル20を有している。検体検知部分36は、センサ30の近位端近傍に位置しており、検体濃度を感知可能である。プローブ10およびセンサ30は、検体測定中、センサ30が、プローブ10に対して確実に固定されるよう構成可能である。すなわち、センサは、プローブへ、取り外し可能または取り外し不可能な形で結合可能である。こうしたカップリングは、たとえば、合わせ面、固定手段、ロック手段、または当業者に既知の、取り外し可能または取り外し不可能なカップリングのための他の手段の提供を伴う場合もある。たとえば、図６Ａに示したように、センサ30は、プローブの近位端12の開口部17へスライドされ、または挿入され、そして結果的には、適所でセンサ30を保持可能な程度の摩擦を提供する形状をしたプローブ10のキャビティ19へスライドされ、または挿入される。センサ30の検体検知部分36は、検体検知部分36の性能が周囲からの干渉により損なわれないよう、結果的に、プローブ10の検知領域18内に配置される。
【００８３】
図６Ｂに示したように、センサ30は、その上に検体検知部分36を有する基板31を含んでいる。この基板31は平坦な固体部材となっているが、たとえば、筒形、円錐形、球形、ひし形および立方体形など他の複数の形で構成されていてもよい。加えて、検体感知部分は、たとえば、正方形、長方形、円形、楕円形または十字形などで構成可能である。
【００８４】
図６Ｃおよび図６Ｄに示したように、プローブ10は、基板31上に、各々の検体感知部分が異なる検体または検体濃度範囲を感知する複数の検体検知部分36を含む、センサ30を含んでいてもよい。複数の検体感知部分は、１つ以上のセンサに関連づけられており、検体感知部分は互いに隔離されていてもよい。たとえば、異なる検体に対応して複数の検体感知部分が提供される場合、各部分は、その部分が感知可能な検体のみに対する選択的透過性を有する膜と関連付けられていてもよい。複数の検体感知部分が含まれているなら、図６Ｂに示したような検体感知部分は、任意に範囲全体に対するグラデーションを提供し、検体濃度の範囲内に表示される目視可能な検体濃度の表示を提供するよう、ゲージ状のパターン内へ配置可能である。
【００８５】
検体感知部分は、色の変化を通して１つ以上の検体の存在または濃度を示すよう適合された、１つ以上の化学物質を含んでいてもよい。たとえば、重炭酸塩溶液へCO2を添加すると、一般的に、塩溶液のpHは小さくなる。したがって、検体感知部分は、CO2の存在を示すpHインディケータを有する、固定された水溶液を含んでいてもよい。化学物質は、pHインディケータとして役立ち得ることがよく知られており、さらに、たとえば、メチルレッドおよびメチルパープルが含まれている。より精巧なバージョンでは、たとえば、特定の検体と反応する混合物の成分が選択され、生産されたその反応生成物が、混合物中の他の成分を変色させることになるような、化学物質の混合物を包含した構成が可能である。こうした構成は、当業者ならば、酸素、二酸化炭素、亜酸化窒素、デスフルラン、エンフルラン、ハロセン、イソフルラン、メトキシフルランまたはセボフルランなどのガス検体を含むが、それらに限定されない、複数のクラスの検体に対して配合可能であることを認めるであろう。
【００８６】
ある例では、センサは、センサの温度に応じて、検体に対して異なる応答する場合もある。したがって、検体感知部分からの信号を適切に分析するためには、センサの温度を測定し、考慮に入れなければならない。温度は、以下で議論するように、熱電対を用いて測定されてもよい。また、患者の温度は、患者の物理的な状態の総合査定の一部として中で測定されて、使われるかもしれない。
【００８７】
また、他のタイプのセンサも、本発明と関連して使用可能であることに留意すべきである。センサは、身体組織領域内の検体の濃度量の測定に使用されるが、測定は直接、間接を問わない。pHおよび/または血流がO2濃度に対する直接的な相関関係を示すので、たとえば、センサは、組織内のO2量または濃度を測定するために、pHまたは血流を測定するよう構成されてもよい。pHおよび/または血流が、一般的に、CO2濃度に対する逆相関関係を示すので、同じセンサを、組織内のCO2の濃度を測定するために使用してもよい。血流センサおよびpHセンサは、当技術分野では既知であり、その諸例が、キムボール（Kimball）他に対する米国特許第6,258,046号で説明されている。たとえば、NAD(H) FAD、ADP、ATPなどの新陳代謝の活動に関する、他のインディケータを測定するために使用可能なセンサも知られている。
【００８８】
本発明の装置の使用．
使用中は、本装置は、手または保持手段のいずれかにより、患者の組織表面に適所で接触して保持される。この組織は、表皮でなくてもよく、好ましくは粘膜である。粘膜表面であるときは、プローブは、通常、接着剤を用いることなく固定される。接着剤が、検体と反応しかねない化学ソースを提供することにより、検体検出を妨害する場合があるので、これは有利である。接着剤は特定の情況では使用可能であるが、好適な実施形態では接着剤は用いられない。換言すれば、装置が保持手段を用いた固定、または手による固定を可能とするように構成されているか否かにかかわらず、センサ固定のための唯一の手段として接着剤を用いないのが好ましい。隔離手段が、固定手段と組み合わせて使用されるときは、本装置による、検体の濃度または量の正確で精密な測定が提供可能である。
【００８９】
図４は、組織間モードにおいて、検体の濃度または量を測定される組織80に伴った、プローブ10の相互作用を示している。組織が非侵襲的に測定されるときには、組織表面へのアクセスが既に存在していなければならない。これは、口、鼻孔、耳、肛門などの、既存の穴を通して、または、外科的処置により組織が露出された後に達成可能となる。いずれにせよ、組織表面82の最外層は一般的に周囲の大気にさらされている。組織の検体濃度と、周囲の大気での検体濃度との違いは、多くの場合、組織の最外層で実行される通常の検体測定技術を役に立たなくするほど大きい。すなわち、こうした測定技術から得られる検体濃度値は、周囲の大気またはその下にある組織84のいずれの検体濃度も、正確には表していない。したがって、酸素飽和およびドップラー血流センサなどの若干のセンサでは、電磁エネルギーを組織内へ伝送し、組織または検体が、その電磁エネルギーに影響を与え、そして、組織内のパラメータまたは検体を測定するために、その電磁エネルギーを集めている。加えて、組織内の量または濃度の測定のために、カテーテルを用いるいくつかの侵襲的測定技術が開発されている。
【００９０】
対照的に、本発明の装置は、検体濃度が組織の下にある層内部の検体濃度と平衡状態にあるときに、組織表面に隣接した領域内の検体の濃度を正確に測定するセンサを用いている。本明細書で説明される非侵襲的装置は、利用されるセンサが、電磁エネルギーを組織へ伝送しなくとも、さらに組織の外側表面に配置されても、下にある組織84のガス濃度を正確に測定する。まず、プローブ10の統合カウル20が、周囲の環境から組織を分離する。すでに議論したように、プローブ10は、カウルを通して周囲のガスを拡散させることのない材料で構成されている。センサ30は、プローブの運動による有害な効果、カウル20および組織を通した漏出、および、組織を通した周囲のガスのセンサへの拡散を最小にするよう、カウル20のセンターに最適に配置されている。いったん隔離手段20が、最外組織表面82に配置されると、周囲ガスの拡散により組織に生ずる、組織内のガス濃度勾配は消滅することになる。隔離手段の下方にある全ての組織は、その下にある組織層84と平衡状態となり得る。最外組織層82、およびカウル20の下方に存在する、全ての中間組織層83は、下にある組織層84と平衡状態となる。この平衡状態は、血液86内のガス濃度、検体を組織に運び込み、それを組織から運び去る血流速度、および組織がガスを消費し、もしくはガスを生成する速度の関数であり、それによりセンサ応答時間に影響を及ぼす。周囲の環境は、プローブの隔離手段20により、この方程式から完全に排除されている。しかし、プローブ10が組織から大きく動くと、組織および/またはセンサ上に周囲の大気または体液が入り込み、測定を不純にし、もしくは測定の再開を必要とすることは容易に認識可能である。加えて、微小血管系構造への過度の圧力に起因した閉塞により、ガス濃度測定値がかなり影響を受けることも認識可能である。
【００９１】
上で議論したように、実質的にセンサを包囲する包囲領域を形成するよう、装置を組織表面に接触して配置することにより、本装置は、頬の組織内の検体の量または濃度の測定に使用可能である。図１Ａおよび図１Ｂに示した装置の場合、プローブ10のカウル20は、頬の内部の組織内の検体の量または濃度の測定のために、患者の口内の頬の内側に接触して配置される。プローブの接触面24は、カウル20および頬の表面がセンサ30の検体検知部分36を包囲するように、頬の内部表面に接触する。プローブ10と組み合わせて、クリップ50が頬の外部表面に接触し、装置を頬の内部表面に隣接して固定する。いったん適所に配置されると、包囲領域内の検体の濃度は、組織内部の検体の濃度とほぼ平衡状態に達し得る。平衡状態は、所定の時間、装置を組織表面に対して固定することにより達成されてもよい。その後、装置は、組織の測定領域内の検体の濃度を連続してモニターするか、または、時間内に、１つ以上の隔離点で検体の濃度を測定してもよい。任意に、検体の測定にセンサを使用する前にセンサを較正するために、または、センサの使用後にセンサが適切に較正されているのを確認するために、センサは、キャリブラント内の所定濃度の検体へさらされてもよい。
【００９２】
その後、測定された検体濃度またはセンサ応答は潅流障害などの患者の状態に相関されてもよい。その代わり、または、さらに、この応答は血液ガス濃度と相関させてもよく、この血液ガスには、すでに議論したように、酸素、二酸化炭素、亜酸化窒素、デスフルラン、エンフルラン、ハロセン、イソフルラン、メトキシフルラン、セボフルランが含まれるが、これらに限定されない。また、本発明の装置は、血流、酸素飽和、pH、K+、Ca++、ブドウ糖、酵素、タンパク質、補助酵素、CO2、pCO2、O2、ピルビン酸塩、アセチル‐CoA、クエン酸塩、イソシトレート、アルファ・ケトグルタル酸、スクシニル‐CoA、ADP、ATP、コハク酸塩、フマル酸塩、リンゴ酸オキサロ酢酸、NAD、NADH、およびコラーゲン、エラスチン、メラニン、および身体組織に関連付けられた他の同様のパラメータなどの、トリカルボン酸サイクルと関係する他の検体などの、パラメータ表示の提供に使用可能であり、測定された場合は、臨床医に対して診断上の価値を提供可能である。
【００９３】
こうした相関は、その多くが市販されている、適切な手段を用いて実行可能である。たとえば、以下に説明するデータ測定回路は、CO2データ分析を容易にするために使用されてもよい。こうした回路はCO2レベルを表す信号をアナログ/デジタルコンバータに配送する、前置増幅器および増幅器を含んでいる。コンバータ出力は、数値を格納するメモリに渡され、さらに、数値は中央演算処理装置(CPU)に渡される。データを動作するようCPUに指示するソフトウェアはメモリに内蔵されている。患者の特性などの関連情報はキーボードにより入力可能である。CO2レベルは十分な速度でCPUに渡される。CPUは、患者の潅流状態を示す信号の伝送のために、これらのデータおよび１つのクロックからの経過時間を使用する。
【００９４】
または、表示された信号は単にpCO2値を示すのみであり、この値から、熟練した当業者が潅流障害の度合いを評価することも可能である。信号がCO2データ分析プログラムの出力を表す際には、さらに、それによって、潅流障害の度合いを表す際には、様々なタイプのインディケータ手段が使用可能である。たとえば、患者の状態が不十分である場合には、赤い光が点灯してもよい。患者の状態が安定している場合には、緑の光が点灯してもよい。そして、患者の状態が注意を要する場合には、黄色の光が点灯してもよい。この単純な出力は、救急車において、軍隊および医療補助員の医者など、適度に熟練した人々に役立つ。患者の状態の表示により、保健業務従事者は、患者を処理センターに急送するべきか否か、および/または、胸部の押し下げを繰り返すなど、潅流を高める特定のステップを取るべきか否かを判断することが可能となる。
【００９５】
CPUを制御するソフトウェアは、３つの信号(赤色の光、緑色の光または黄色の光)のいずれを表示すべきかを決定するようにプログラム可能である。一般的に、特に高レベルの二酸化炭素Zと、低レベルの二酸化炭素Yが確定される。たとえば、これらの高低のレベルは、Z値が80mmHg、Y値が50mmHgであってもよい。加えて、CPUは、pCO2の増加率または減少率を絶えず測定している。pCO2の増加率が20mmHg/時以上であれば高度の潅流障害を示し、一方、これに比して、pCO2の増加率が20mmHg/時未満であれば低度の潅流障害を示す。pCO2レベルが減少している場合は、患者の状態は向上または安定していると見なされる。
【００９６】
同様に、ソフトウェアおよびハードウェアは、すでに議論した診断値の他のパラメータの表示に使われてもよい。さらに、ハードウェアおよびソフトウェアは、センサから生成される信号を最適に解釈する、当技術分野で知られているアルゴリズムを使用してもよい。たとえば、こうしたソフトウェアおよびハードウェアは、成分分析に使用されてもよい。こうした分析は、単変量回帰、多変量回帰、主成分分析、またはニューラルネットワーク処理に関連していてもよい。信号処理、たとえばスムージングなどを用いた信号スムージング、二次微分法などの技術は、当技術分野で知られており、本発明と関連して使用可能である。
【００９７】
取り外し可能性/使い捨て可能性．
装置の使用に所望される方法に応じて、本発明の装置の様々な要素は、取り外し可能であってもよいし、または取り外し不可な形で結合されていてもよい。たとえば、装置のある要素が一回使用として設計されていても、他の要素は再利用可能な場合もある。しかし、こうした要素は、どの特定の使用においても、全体として機能しなければならない。したがって、特定の要素は、たとえば、互いに対する要素の不動性などに関連する、動作結合関係になければならない。こうしたカップリングは、たとえば、合わせ面、固定手段、ロック機構、または当業者に既知の、取り外し可能もしくは取り外し不可能なカップリングのための他の手段の提供を伴う場合もある。
【００９８】
本発明の装置が、その構成に取り外し可能性をどのように取り入れ得るかの例を提供するために、図６Ａから図６Ｂは、センサ30がプローブ10のキャビティ19内に、スライドまたは挿入される様子を示している。このように、センサは、プローブから取り外し可能な要素を提供され得る。さらに、他の取り外し可能な要素も提供可能である。上で議論したように、本明細書で説明されている装置は、プローブおよび/またはセンサの構成によって、一回使用(使い捨て)または複数回使用に適合可能である。複数回使用のプローブが、口や鼻孔などの患者の身体内に配置されると、プローブは、１人の患者から他の患者へ病原体を伝染させるかもしれない唾液または他の体液と接触する可能性がある。これは、検体検出が、胃、結腸、直腸または空腸など、裂け易い組織に対して所望される際に、特に問題が多い。こうした病原体を排除する１つの方法は殺菌である。しかし、殺菌により、装置を長期間使用不可の状態に置くことが必要な場合もある。従って、複数回の、または連続した装置の使用を通して、１人の患者から他の患者へ病原体が伝えられる危険性を低減するために、プローブ上に使い捨ての鞘を配置することができる。代替的に、鞘を再利用することも可能であるが、これは、プローブよりも、より容易に殺菌されるように構成可能である。
【００９９】
図７Ａに示したように、こうした使い捨ての鞘90は、図６Ａに示した装置を覆うために使用してもよい。鞘90は、一般的に、プローブ10の輪郭に一致する形状を有している。鞘90は、一方の終端に開口部92を有しており、そこへプローブを挿入可能である。鞘の開口部92を形成する鞘の部分94は、プローブが鞘90に挿入される際に、プローブ10の周囲に封止を形成する堅固な材料で構成されているのが好ましい。封止は、病原体が、プローブの被覆部分を汚染しないようにするのに役立つ。鞘の堅固な部分94の剛性により、鞘は、従来のピペット動作装置で使用されるものと同様の機械的射出手段(図示せず)によって、プローブから容易に除去または放出可能となる。鞘90の遠位先端部分96は、プローブ10の遠位先端にわたって一致するよう適合されており、検体が透過可能な、検体透過性材料で構成されている。図示されたように、透過性部分はガス透過性ポリマー膜を含んでいる。この膜の材料が、検体透過特性および病原体バリア特性の双方のために選択されることは明白である。加えて、迅速なセンサ応答のために、十分に速いガス検体の透過を実現するよう、膜は十分に薄くまたは十分な検体透過性を有していることが好ましい。適当な膜の材料には、過フッ化ポリマーのみならず、シリコーンを基にしたポリマーが含まれるが、これらに限定されない。シリコーンポリマーは、一般的にO2およびCO2に対する透過性を有するが、病原体を運ぶ可能性のある液体の水を通すことはできない。検体に透過性を示すが、実質的に水には不透過性を示す他の一般のポリマーには、ポリ(塩化ビニリデン)、ラテックスゴムおよび低密度ポリエチレンを含むが、これらに限定されない。
【０１００】
本発明のプローブを覆うための鞘は、一回使用部品として、または、複数の部品を組み合わせることにより、製造可能である。図７Ａに示される鞘は、３つの部品に構成されている。堅固なリング部分94は、自重を支持可能な程度の剛性を有しているが、挿入されたプローブの形に一致する程度の柔軟性を有する管状部分98に取り付けられている。遠位先端部分96は、部分98に取り付けられ、上述のように、薄い検体透過性の膜である。代替手段では、鞘は、図７Ｂに示したように、一回使用部分構成のものである。図７Ｂの鞘全体は、一回使用用材料で構成されている。一回使用部品の鞘90の内部プロフィールもまた、鞘が覆う装置のプロフィールの形状となっている。鞘は、その一方の端に、すなわち、近位端94に、プローブを挿入可能な開口部92を有している。肉厚は、鞘の開口部92に剛性を提供するよう、鞘90の近位端94で最大となっている。鞘90の遠位先端部分96は、センサによる有効な検体検出のための十分な検体透過率を実現するよう、薄くなっている。任意に、特に薄い部分97を鞘に提供可能であり、装置が鞘に挿入されたときには、この薄い部分が、装置の検知領域18を覆う。一回使用部分または複数回使用部分からなる鞘が使用されているか否かに拘わらず、鞘で覆われたプローブが検体にさらされたときは、検体透過性先端により、検体と検知領域18との間で検体が連通可能となる。加えて、鞘は、使用中に組織の白色化が引き起こされるのを回避するために構成可能である。たとえば汚染からセンサを保護するためにプローブの部分だけの上に配置されるよう、鞘が構成されてもよいことに留意すべきである。
【０１０１】
鞘は、干渉低減手段としても役立つことができる。上で議論したように、鞘は、検体を選択的に透過する材料から組み立て可能である。鞘を、干渉成分に対して実質的に不透過である材料を用いて形成することにより、鞘は、干渉成分がセンサに達するのを防止できる。たとえば、ある体液成分が、特定の検体を感知するセンサの性能を損なうことが知られている場合に、干渉要素がセンサへ到達するのを鞘が防止する一方で、その鞘が、自身を通して検体を透過可能にするならば、鞘は干渉低減手段として役立つことになる。
【０１０２】
温度計、抵抗温度計または他の温度センサなどの温度感知手段も使用可能ではあるが、図８は、プローブ10のセンサでの温度を検出する熱電対100の形の温度感知手段を有する表示手段40への取り付けに適した、本発明の装置の他のバージョンを示している。この装置は、細長い孔29が提供されており、それは熱電対を受け入れる大きさの開口部27から伸び、その開口部は近位端に位置しており、プローブを通して延長されながら、カウル20の検知領域18の近傍で終わっている点を除けば、全体的に図１Ａに示された装置と同様である。図示されたように、この孔は軸方向にオフセットされるが、プローブは、挿入された熱電対が、センサまたはその近傍の温度を検出できる限り長く、プローブの軸に沿って孔を延長するように設計可能である。上で議論したように、温度感知手段を有する表示手段40は、そこから熱電対100の形で伸びている。表示手段は、熱電対が、プローブの開口部へ挿入可能となるように構成され、さらに、センサのコネクタと動作可能な形で接続可能である。いったん接続されると、表示手段は、ゲージを通して、熱電対により測定された温度に調整された検体の濃度を表示する。また、表示手段は、潅流障害、または患者がどの程度まで麻酔にかけられているかなど、患者の状態を表示するように適合されていてもよい。いずれの場合も、組み込まれた熱電対が当然のことながら装置の費用を増加させるので、このプローブ構成は、特に使い捨てのプローブに適している。
【０１０３】
代替の手段として、温度感知手段、すなわち熱電対は、センサまたは患者の温度を測定するプローブに永久的に取り付けられた形で構成可能である。こうした場合には、表示手段は、センサのコネクタ、および熱電対の双方との接続が可能となるように構成される。
【０１０４】
したがって、本発明の装置が、異なる度合いの使い捨て可能性にかかわるのは明白である。たとえば、本発明の装置は、O2分圧、渡されたO2、CO2分圧、pH、血流などの生理的パラメータを測定する再利用可能なセンサを使用しながらも、使い捨て可能なプローブを使用可能である。その代りに、本発明の装置は、使い捨てのセンサと組み合わせて、再利用可能なプローブを使用してもよい。他の組み合わせは、本発明の実行における、通常の実験を通して見出すことが可能である。
【０１０５】
本発明の変形形態は、当業者であれば明白であろう。さらに、本発明は、その好適な特定の実施形態と関連して説明されてきたが、以上の記述は例示を意図したものであり、本発明の範囲を限定するものではないことは理解されるべきである。本発明の範囲内での他の態様、効果および変形は、本発明に関係する当業者には明白であろう。
【０１０６】
すべての特許、特許文書および他の引用文献は、上述の参照により、その全体が本明細書に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１Ａ】カウルを形成する部分を含む一体化隔離手段、そのカウルにより部分的に区画される検知エリア内に位置されるセンサ、患者の組織表面にプローブを固定するための保持手段、および、力に応答して弾性的に変形する可撓性部分を含む、装置の細長いプローブを示す断面図である。
【図１Ｂ】隔離手段の周りの装置の部分を示す図である。
【図２Ａ】グリップを伴うプローブおよびセンサ構成を示す図である。
【図２Ｂ】選択的透過膜を伴った、図２Ａのプローブおよびセンサ構成を示す図である。
【図２Ｃ】複数の光ファイバーを含む装置構成を示す図である。
【図２Ｄ】低いデッドスペースを伴う装置構成を示す図である。
【図２Ｅ】組織内の測定を可能にする装置構成を示す図である。
【図３Ａ】図２Ａに示したプローブおよびセンサ構成と組み合わせたクリップを示す図である。
【図３Ｂ】図２Ａに示したプローブおよびセンサ構成と組み合わせたクリップを示す図である。
【図３Ｃ】図２Ａに示したプローブおよびセンサ構成と組み合わせたクリップを示す図である。
【図３Ｄ】図２Ａに示したプローブおよびセンサ構成と組み合わせたクリップを示す図である。
【図４】図１Ａに示した装置を、組織内部からのガス検体の検出に用いる方法を示す図である。
【図５】本発明の装置での使用において最適の弾性特性を示す材料に対する、理想的な応力・歪み曲線を示す図である。
【図６Ａ】基板上に検体感知部分を備えたセンサを用いる装置の断面図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示した装置のセンサを示す図である。
【図６Ｃ】基板に複数の検体感知部分を備えたセンサを用いる装置の断面図である。
【図６Ｄ】図６Ｃに示した装置のセンサを示す図である。
【図７Ａ】本装置のプローブを挿入可能な堅固な近位端内の開口部、および、検体の透過が可能な検体隔膜で構成された遠位端を有する使い捨ての鞘を示す図である。
【図７Ｂ】本装置のプローブを挿入可能な堅固な近位端内の開口部、および、検体の透過が可能な検体隔膜で構成された遠位端を有する使い捨ての鞘を示す図である。
【図８】装置が、プローブのセンサの温度を感知する熱電対形式の温度検出手段を有する表示手段に、動作可能な形で取り付けられる、本発明の装置の他の形態の断面図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１０  長いプローブ、    １２  近位端、    １４  遠位端、    １６  窪み、    １８  検知領域、    ２０  カウル、    ２６  変形可能領域、３０  センサ、    ３２  コネクタ、    ３６  検体検知部分、    ４０  表示手段。
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【図４】
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【図５】
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【図８】
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【国際調査報告】
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