(57)【要約】  本願は、患者監視装置中で被分析物を測定するためのセンサーを校正する幾つかの方法を開示する。第一の実施態様では、本方法は、センサードリフトを計算し、少なくとも一種の校正流体を使用してセンサーを校正し、かつ、センサードリフト計算に基づいてセンサー校正を定期的に更新することを含んでなる。第二の実施態様では、本装置は、流体中のガス濃度を調節する手段を含んでなり、本方法は、校正流体を用意し、該調節手段で第一流体中の被分析物濃度を第一濃度に設定し、センサーで第一被分析物濃度を測定し、該調節手段で第一流体中の被分析物濃度を第二濃度に設定し、センサーで第二被分析物濃度を測定し、かつ、測定した第一被分析物濃度及び測定した第二被分析物濃度からセンサー用の校正係数を決定することを含んでなる。第三の実施態様では、本方法は、センサーを、第一未確認濃度の被分析物を含んでなる第一流体に暴露し、センサーで第一未確認被分析物濃度を測定し、患者監視装置の外にある分析計で第一未確認被分析物濃度を決定し、センサーに決定された第一被分析物濃度を与え、かつ、測定された第一未確認被分析物濃度及び分析計により決定された被分析物濃度から、センサー用の校正係数を決定することを含んでなる。上記実施態様の少なくとも幾つかにより、センサーの再校正間の期間が確実に延長され、従って、センサー監視プロセスの中断回数が減少する。
2011512218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者監視装置において被分析物を測定するセンサーを校正する方法であって、
センサードリフトを計算し、
少なくとも一種の校正流体を使用して前記センサーを校正し、かつ
前記センサードリフト計算に基づいて前記センサー校正を定期的に更新する
ことを含んでなる、方法。
【請求項２】
予め決められた濃度の被分析物を含んでなる第一流体を前記センサーに与え、
前記センサーで前記第一流体中の前記被分析物濃度の第一測定を行い、
別の予め決められた濃度の被分析物を含んでなる別の流体を前記センサーに与え、かつ
予め決められた時間の後、前記センサーで、前記別の流体中の前記別の被分析物濃度の少なくとも一回の追加の測定を行う
ことをさらに含んでなり、
前記センサードリフトを計算する前記工程が、前記第一の測定された被分析物濃度と前記別の測定された被分析物濃度との間の差から、前記ドリフトを計算することを含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第一流体及び前記別の流体が同じ流体である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記患者監視装置が、前記装置中のガス濃度を調節する手段を含んでなり、前記被分析物が前記ガスであり、前記方法が、
前記第一測定及び前記別の測定の際に、前記ガス濃度調節手段により、前記第一流体中の前記ガスの十分に規定された濃度を維持することをさらに含んでなる、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記ガスが、酸素及び二酸化炭素の少なくとも一方を含んでなる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記センサーが、流動している試料中の前記被分析物濃度を決定するように配置され、前記方法が、前記第一測定及び前記別の測定を包含する時間中、前記一流体を前記センサー上で静止したままに維持する工程をさらに含んでなる、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記センサーが、前記被分析物濃度を変化させる手段を含んでなり、前記ドリフトを計算する工程が、前記第一測定と前記第二測定との間の差、及び前記差の、前記変化させる手段の既知の被分析物消費速度に基づいて予想される差からの偏差に基づいて、前記ドリフトを決定することを含んでなる、請求項２〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記第一流体及び前記別の流体の一方が、患者の血液を含んでなる、請求項２〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記センサーをプライミング流体で安定化させる工程さらに含んでなり、前記プライミング流体が、第一の予め決められた濃度の被分析物を含んでなり、
前記第一流体が前記プライミング流体を含んでなり、
前記第一被分析物濃度及び前記別の被分析物濃度が、前記安定化の際に決定される、請求項３に記載の方法。
【請求項１０】
前記センサードリフトを計算する工程が、前記センサーの製造中に行われる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記計算されたセンサードリフトを、前記センサー校正に基づいて調節することをさらに含んでなる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
被分析物濃度の調節手段を包含する患者監視装置中で被分析物を測定するセンサーを校正する方法であって、
校正流体を用意し、
前記調節手段で、第一流体中の被分析物濃度を第一濃度に設定し、
前記センサーで前記第一被分析物濃度を測定し、
前記調節手段で、第一流体中の被分析物濃度を第二濃度に設定し、
前記センサーで前記第二被分析物濃度を測定し、かつ
前記測定された第一被分析物濃度及び前記測定された第二被分析物濃度から、前記センサー用の校正係数を決定する
ことを含んでなる、方法。
【請求項１３】
前記調節手段により、前記第一流体中の前記被分析物濃度を別の濃度に定期的に設定する工程、
前記別の被分析物濃度を前記センサーで測定する工程、及び
前記測定された別の被分析物濃度に基づいて、前記センサー用の校正係数を調節する工程
をさらに含んでなる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記被分析物がガスである、請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ガスが、酸素及び二酸化炭素の少なくとも一方を含んでなり、前記調節手段が酸素化装置を含んでなる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記装置が分路を含んでなり、前記センサーが前記分路中に配置され、前記分路が前記調節手段に連結される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
患者監視装置中で被分析物を測定するためのセンサーを校正する方法であって、
前記センサーを、第一未確認濃度の被分析物を含んでなる第一流体に暴露し、
前記センサーで、前記第一未確認被分析物濃度を測定し、
前記患者監視装置の外にある分析計で前記第一未確認被分析物濃度を決定し、
前記決定された第一被分析物濃度を前記センサーに与え、かつ
前記測定された第一未確認被分析物濃度及び前記分析計により決定された前記被分析物濃度から、前記センサー用の校正係数を決定する
ことを含んでなる、方法。
【請求項１８】
前記センサーを、別の被分析物濃度を含んでなる第二流体に暴露する工程、
前記別の被分析物濃度を前記センサーで測定する工程をさらに含んでなり、
前記決定工程が、前記測定された第一未確認被分析物濃度、前記分析計により決定された前記被分析物濃度、及び前記測定された別の被分析物濃度から、前記センサー用の校正係数を決定することを含んでなる、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記別の被分析物濃度が別の未確認被分析物濃度であり、前記方法が、
前記別の未確認被分析物濃度を前記分析計で決し、かつ
前記決定された別の被分析物濃度を前記センサーに与え
ことをさらに含んでなり、
前記校正係数決定工程が、前記測定された第一未確認被分析物濃度、前記測定された別の未確認被分析物濃度及び前記分析計により決定されたそれぞれの被分析物濃度から、前記センサー用の校正係数を決定することを含んでなる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第一流体及び前記第二流体の一方がプライミング溶液である、請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記第一流体及び前記第二流体の一方が血液を含んでなる、請求項１７〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記センサーが、前記第一流体に暴露される前に、前記第二流体に暴露される、請求項１８〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、患者監視装置中で被分析物を測定するためのセンサーを校正する方法に関する。
【発明の背景】
【０００２】
患者の医療処置における特定の方法では、患者の体液または他の流体、例えば血液、尿または透析物、中にある一種以上の被分析物の濃度を監視する必要がある。そのような被分析物は、流体中に溶解した化合物、例えば気体状化合物、例えば酸素（Ｏ２）または二酸化炭素（ＣＯ２）、もしくは他の種類の溶解した化合物、例えばＮａ＋及びＫ＋のような電解質、及びグルコース、を含んでなることがある。さらに、そのような被分析物は、流体中に分散した化合物、例えば赤血球、を含んでなることがあり、試料中のそれらの体積画分は、ヘマトクリットと呼ばれるパラメータにより特徴付けられる。
【０００３】
そのような監視を容易にするために、そのような被分析物濃度を測定するための一個以上のセンサーを包含する監視装置に患者を接続することがある。これには、被分析物濃度を連続的な様式で監視することができるという利点がある。これによって、患者の医療処置で起こり得る合併症の検出が遅れる危険性が少なくなる。例えば、体外回路、例えば心肺バイパス（ＣＰＢ）装置、中に血液監視センサーを組み込むことは、医療スタッフが、患者から抽出した血液にさらされる必要無しに、及び抽出した血液を別の血液ガス及び電解質分析計の中に挿入する必要無しに、血液ガス測定を容易に行うことができ、従って、監視過程が簡素化されるので、有益である。
【０００４】
多くの異なった種類のそのようなセンサーが公知である。例えば、ＷＯ９９／１７１０７は、そのような目的に使用するグルコースセンサーを開示している。当業者は、多くの他の例を容易に見出すことができる。そのようなセンサーが、問題とする被分析物濃度の精確な読みを与えるには、センサーの出力信号をそのような被分析物濃度と相関させる必要がある。これは、一般的に、既知濃度の問題とする被分析物を含む一種以上の流体を装置の中に通し、センサー信号を記録することにより、行われる。内挿及び外挿を使用し、センサーの固有応答曲線を考慮することにより、これを使用して測定範囲全体にわたる信号と被分析物濃度の校正曲線を作成することができる。ある試料からの信号が測定されると、校正曲線を使用して被分析物濃度を推定する。
【０００５】
図１は、２点校正を使用してセンサーを校正する、公知の方法を示す。第一の測定点１１０は、第一被分析物濃度を有する第一校正流体から入手し、第二の測定点１２０は、第二被分析物濃度を有する第二校正流体から入手する。これらの点を通る線１３０の傾斜及びオフセットが、センサー出力と被分析物濃度の相関関係を与える。
【０００６】
しかし。そのようなセンサーの公知の問題は、センサー出力と被分析物濃度の相関関係が、センサーの状態変化、例えば化学的変化または物理的変化、のために、経時変化することである。例えば、電流測定センサーは、線１３０の傾斜の経時変化を示す傾向があるのに対し、電位差測定センサーは、線１３０の、ｙ軸とのオフセットの経時変化を示す傾向がある。他の種類のセンサーは、類似のドリフト挙動を示す。そのような相関関係変化は、一般的にドリフトと呼ばれ、センサーが徐々に劣化するために引き起こされることがある。
【０００７】
このドリフト挙動のために、そのようなセンサーは、センサー信号出力と被分析物濃度との間の相関関係が医学的精度の必要条件に確実に適合するように、定期的に再校正する必要がある。この目的には、センサーを典型的には、既知の被分析物濃度を有する一種以上の校正溶液に定期的に暴露する。そのような校正手順では、既知濃度に応答して、センサーにより発生した信号の強度、例えばセンサー出力電圧レベル、を測定し、その既知濃度と相関させ、センサーを校正する。そのような校正方法の例を図２に示す。
【０００８】
工程２００で、センサーをその包装から取り出し、工程２１０で、患者監視装置、例えばＣＰＢ装置、に接続する。工程２２０で、プライミング流体でセンサーをプライミングし、工程２３０で放置して安定化させる。そのような安定化工程では、典型的には、センサーが安定した出力信号を発するまで待機する。この待機工程は、工程２４０として示す。工程２５０では、センサーを第一校正流体に暴露し、第一測定を行う。工程２６０では、センサーを第二校正流体に暴露し、第二測定を行い、その後、センサーの校正係数を工程２７０で計算し、その後、監視装置は、即、使用できる。
【０００９】
ある期間の後、工程２８０でセンサーを、第一校正流体、第二校正流体、または他の校正流体でよい、少なくとも一種の別の校正流体に暴露し、その後、本方法は、工程２７０に戻り、センサーの校正係数を再計算し、センサー応答のいずれかの変化、例えば上記の期間中に生じたセンサー応答におけるドリフト、を補償する。あるいは、工程２８０では、センサーを第一校正流体及び第二校正流体にそれぞれ暴露する２点再校正測定を行うこともできる。再校正工程は、センサーの耐用寿命中、繰り返す。
【００１０】
この手法には幾つかの欠点がある。例えば、校正流体中の被分析物濃度を確実に安定させることは困難である。これは、被分析物が、流体中で非外界（non-ambient）分圧を有するガス、例えばＯ２またはＣＯ２、である場合に特に当てはまり、その場合、例えば校正流体をセンサー中に挿入する前に、校正流体を外界条件に暴露する時に、ガス濃度の予期せぬ変動が起こることがある。従って、そのような校正流体で校正したセンサーに関して得た相関関係が、校正流体中における被分析物濃度の未確認偏向のために不正確になるという危険性が残る。
【００１１】
さらに、センサーの再校正は、複雑で、時間のかかる工程であり、その際、センサーの中に挿入する必要がある一種以上の校正流体にセンサーを暴露するので、患者の監視が中断される。無論、そのような中断は好ましくなく、その中断時間をできるだけ短縮すべきである。
【発明の概要】
【００１２】
本発明の目的は、冒頭に記載したセンサーを校正するための、上記欠点の少なくとも幾つかを解決する方法を提供することである。
【００１３】
本発明の第一態様により、患者監視装置で被分析物を測定するセンサーを校正する方法であって、センサードリフトを計算すること、少なくとも一種の校正流体を使用して該センサーを校正すること、及び該センサードリフト計算に基づいて該センサー校正を定期的に更新することを含んでなる、方法を提供する。この方法は、センサーのドリフト率（drift rate）を予言できる、すなわち長期間にわたって十分に規定できるという知見に基づいている。そのような予言可能な挙動としては、一定の、すなわち時間に依存しないドリフト率ならびに予言可能な、時間に依存するドリフト率が挙げられる。この知見を使用し、再校正工程の際にセンサーを校正流体に暴露する必要が無いので、センサーの再校正に必要な時間を大幅に短縮することができる。これによって、センサー操作員の、監視に使用する際の仕事が簡素化される。
【００１４】
センサーの耐用寿命を長くすることができる。あるいは、センサーの耐用寿命が幾つかの時間フレームを含んでなり、それぞれの時間フレームの際にセンサーがそれぞれのドリフト率を示すことができる。この場合、各時間フレームに対して上記の方法を繰り返すことができる。
【００１５】
センサーのドリフト率は、多くの方法で推定することができる。一実施態様では、本発明の方法は、予め決められた濃度の被分析物を含んでなる第一流体をセンサーに与えること、該センサーで該第一流体中の該被分析物濃度の第一測定を行うこと、及び予め決められた時間の後、該センサーで、少なくとも一回の、該第一流体でもよい別の流体中の別の予め決められた被分析物濃度の測定を行うことを含んでなり、該センサードリフトを計算する工程が、該第一の測定された被分析物濃度と別の測定された被分析物濃度との間に差があれば、該差から該ドリフトを計算することを含んでなる。両方の流体の被分析物濃度が既知である限り、異なった流体を使用することができる。
【００１６】
有利な実施態様では、第一流体及び別の流体が同じ流体である。これによって、被分析物の濃度をある期間にわたって一定に維持することにより、その期間の最初と最後における２つのセンサー測定間の変動が、センサーのドリフト率を直接示す。
【００１７】
一実施態様では、患者監視装置が、装置中のガス濃度を調節する手段を含んでなり、被分析物が該ガスであり、本方法が、第一測定及び少なくとも一回の別の測定の際に、該ガス濃度調節手段により、第一流体及び所望により別の流体中の該ガスの十分に規定された濃度を維持することをさらに含んでなる。そのような手段、例えば酸素化装置（ｏｘｙｇｅｎａｔｏｒ）またはガス交換機、を使用し、第一（及び別の）流体中のガス濃度を一定に、または十分に規定された濃度に維持することができる。これによって、患者の血液を第一流体として使用し易くなり、センサーの校正に必要な時間がさらに短縮され、非外界ガス濃度を使用する場合の被分析物濃度の精度を高めることができる。ガスは、酸素、二酸化炭素、他のガス、またはこれらのガスの混合物を含んでなることができる。
【００１８】
別の実施態様では、流動している試料中の被分析物濃度を測定するようにセンサーを配置し、本方法が、第一測定及び第二測定を包含する時間中、第一流体をセンサー上で静止したままに維持する工程をさらに含んでなる。やはり、２回のセンサー測定における全ての変動を使用してドリフト率を決定することができる。この実施態様は、被分析物濃度を変化させる手段を含んでなるセンサー、例えば被分析物を消費する手段、例えば被分析物を消費するための酵素層、を含んでなるセンサー、酸素センサー、電流測定センサー、等、または被分析物濃度を十分に規定された様式で変化させる手段、例えば被分析物濃度をセンサーの中に、または外に拡散させる特定の種類のメンブランまたは材料、を含んでなるセンサーにも使用できる。この場合、ドリフトの計算工程は、第一測定と第二測定との間の差、及び該差の、該被分析物消費手段の既知の被分析物消費速度に基づいて予想される差からの偏差に基づいて行われる。
【００１９】
別の実施態様では、本方法は、センサーを、プライミング流体で安定化させる工程さらに含んでなり、該プライミング流体は、第一の予め決められた濃度の被分析物を含んでなり、第一流体がプライミング流体を含んでなり、該第一被分析物濃度及び第二被分析物濃度が、該安定化の際に決定される。この実施態様は、センサー安定化工程の際のセンサードリフト率が、耐用寿命中のセンサーのドリフト率を示唆するという知見に基づいている。安定化工程の際にドリフト率評価を行うことにより、校正工程に必要な追加時間が大幅に短縮される。
【００２０】
さらに別の実施態様では、センサードリフトを計算する工程を、センサーの製造中に行う。これには、センサーの校正を、単一の校正流体で行うことができ、その後、センサーを第二校正流体に暴露する代わりに、製造工程中に決定されたドリフト率評価データをセンサーに供給することができ、これによって、校正及び特に再校正に必要な時間を短縮することができるという利点がある。繰り返すが、ドリフト率評価データは、前に説明したように、幾つかのドリフト率時間フレームに関するデータを含んでなることができる。さらに繰り返すが、そのような時間フレームの一つで、ドリフト率は、予言できる、すなわち一定であるか、または十分に規定された、時間に依存する挙動である。
【００２１】
センサー校正の際、校正の読みは製造工程中に決定されたセンサーの（時間に依存する）ドリフト挙動等式を正規化または調節するのに使用することができる。例えば、センサードリフトの一般的な時間に依存する挙動は、製造中に決定することができ、（初期）校正測定を使用し、この一般的な時間に依存する挙動を捕らえる関数のための適合定数を与えることができる。例えば、一般式Ａ＊ｅｘｐ（ｔ／Ｔ）により与えられる時間に依存するドリフト挙動の場合、定数ＡおよびＴは、初期校正の際に、例えば多点校正を使用して決定することができ、ｔは、適当な単位（例えば分）で表したセンサーの経過した使用を表す変数である。
【００２２】
一実施態様では、センサーに、経時的に比較的一定した濃度の被分析物を含んでなる流体を与え、センサーが再校正を必要としているか、否かを決定することができる。センサーの読みにドリフトが起こることにより、この信号が発せられる。そのような流体は、センサーの上に連続的な流れとして与えるか、またはセンサーの上に静止した流体をある期間、例えばこの期間の間、センサー上の流体の流れを中断することにより、与えることができる。
【００２３】
本発明の別の態様により、被分析物濃度を調節する手段を包含する患者監視装置中の被分析物を測定するためのセンサーを校正方法であって、校正流体を用意すること、該調節手段で第一流体中の被分析物濃度を第一濃度に設定すること、センサーで第一被分析物濃度を測定すること、該調節手段で第一流体中の被分析物濃度を第二濃度に設定すること、センサーで第二被分析物濃度を測定すること、及び測定した第一被分析物濃度及び測定した第二被分析物濃度からセンサー用の校正係数を決定することを含んでなる、方法を提供する。流体の被分析物濃度をその場で調節してセンサーを校正することにより、校正工程をより迅速に、被分析物濃度がそれらの意図する値から偏向する危険性を小さくして、行うことができる。
【００２４】
一実施態様で、本方法は、該調節手段により、第一流体中の被分析物濃度を別の濃度に定期的に設定する工程、該別の被分析物濃度を該センサーで測定する工程、及び測定した別の被分析物濃度に基づいてセンサーの校正係数を調節する工程をさらに含んでなる。これによっても、センサーを定期的に再校正するのに必要な時間が短縮される、つまり患者監視装置の中断が短くなる。
【００２５】
被分析物は、ガス、例えばＯ２、ＣＯ２、他のガスまたはそれらの混合物でよく、その場合、調節手段は酸素化装置を含んでなることができる。あるいは、装置は分路を含んでなり、該センサーをその分路に配置し、その分路を調節手段、例えばガスシリンダーに連結することができる。
【００２６】
本発明の別の態様により、患者監視装置中の被分析物を測定するためのセンサーを校正方法であって、センサーを、第一未確認濃度の被分析物を含んでなる第一流体に暴露すること、センサーで第一未確認被分析物濃度を測定すること、患者監視装置の外にある分析計で第一未確認被分析物濃度を決定すること、センサーに決定された第一被分析物濃度を与えること、及び測定された第一未確認被分析物濃度及び分析計により決定された被分析物濃度から、センサー用の校正係数を決定することを含んでなる、方法を提供する。
【００２７】
一実施態様で、本方法は、センサーを別の濃度の被分析物を有する第二流体に暴露すること、別の被分析物濃度をセンサーで測定することをさらに含んでなり、決定工程が、測定された第一未確認被分析物濃度、分析計により決定された被分析物濃度、及び測定された別の被分析物濃度から、センサー用の校正係数を決定することを含んでなる。
【００２８】
別の濃度は、別の未確認濃度でよく、その場合、本方法は、別の未確認被分析物濃度を分析計で決定すること、センサーに決定された別の被分析物濃度を与えることをさらに含んでなり、該校正係数決定工程が、測定された第一未確認被分析物濃度、測定された別の未確認被分析物濃度及び分析計により決定されたそれぞれの被分析物濃度から、センサー用の校正係数を決定することを含んでなる。
【００２９】
一種以上の、未確認被分析物濃度を有する校正流体を使用し、これらの濃度を別の分析計、例えば血液ガス及び電解質分析計、で決定することにより、流体を二重目的に使用することができる。例えば、第一流体は、センサーをプライミングするための流体でよく、第二流体は、患者の血液を含んでなることができる。これによって、別の校正溶液を使用する必要が無くなり、従って、センサーの（再）校正に必要な時間が短縮され、決定された被分析物濃度の、及びその結果、決定されたセンサーのドリフト率の精度が向上する。上記の校正手順は、再校正目的に定期的に繰り返すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
本発明の実施態様を、添付の図面を参照しながら、より詳細に、本発明を制限しない例として説明する。
【図１】図１は、センサーを相関させる公知の方法を示す。
【図２】図２は、センサーを相関させる公知の方法のフローチャートを示す。
【図３】図３は、本発明の一実施態様によりセンサーを相関させる方法のフローチャートを示す。
【図４】図４は、本発明の別の実施態様によりセンサーを相関させる方法のフローチャートを示す。
【図５】図５は、本発明のさらに別の実施態様によりセンサーを相関させる方法のフローチャートを示す。
【図６】図６は、本発明のさらに別の実施態様によりセンサーを相関させる方法のフローチャートを示す。
【図７】図７は、本発明のさらに別の実施態様によりセンサーを相関させる方法のフローチャートを示す。
【図８】図８は、本発明のさらに別の実施態様によりセンサーを相関させる方法のフローチャートを示す。
【図９】図９は、本発明のさらに別の実施態様によりセンサーを相関させる方法のフローチャートを示す。
【図１０】図１０は、本発明のさらに別の実施態様によりセンサーを相関させる方法のフローチャートを示す。
【図１１】図１１は、本発明のさらに別の実施態様によりセンサーを相関させる方法のフローチャートを示す。
【００３１】
無論、これらの図は、図式的に示すものであり、実寸ではない。また、これらの図全体を通して、同一または類似の部品を示すのに同じ番号を使用している。
【発明の具体的説明】
【００３２】
また、本願の状況下では、用語「センサー」は、単一のセンサーを含んでなる装置に限定するものではなく、複数の感知素子を含んでなるセンサー装置も、本願では用語「センサー」に含まれるものとする。用語「センサー」は、隔離されたセンサー、ならびにそのハードウエア、例えばベッド横のモニターまたは他の、そのようなセンサーを制御するための好適な手段、も包含する。
【００３３】
本発明の方法は、フローセルを有し、患者監視装置の分路中に配置されたセンサーを校正するのに特に好適である。そのような分路は、例えば、安全性の理由から、センサーが患者の主動脈血流に暴露されるのを回避するために使用される。しかし、無論、本発明の方法は、フローセル型センサーに限定されず、分路中のセンサーに限定されず、あるいは動脈血液中で操作するセンサーにも限定されない。他の形態にある他の種類のセンサーも、本発明の方法により、等しく校正することができる。
【００３４】
さらに、本発明をＣＰＢ監視装置におけるセンサーを校正する状況下で説明するが、本発明は、他の体外監視装置、及び特に連続的監視装置、例えば糖尿病患者を監視するための連続的監視装置、全身（ｇｌｏｂａｌ）麻酔下の患者を監視するための連続的監視装置、等、にも使用することができる。
【００３５】
図３は、患者監視装置で被分析物を測定するセンサーを校正する方法の、センサードリフトを計算すること、少なくとも一種の校正流体を使用してセンサーを校正すること、及びセンサードリフト計算に基づいてセンサー校正を定期的に更新することを含んでなる、第一実施態様を示す。
【００３６】
図３で、工程２１０及び２２０は、図２におけるのと同じでよい。工程３１０で、経時的に安定しているか、または少なくとも十分に規定されている既知の被分析物濃度を有する校正流体、例えばプライミング流体、をセンサー上に供給し、センサーをプライミングする。そのようなプライミングは、例えば、センサーを乾燥した形態で棚上に保存し、耐用寿命を延長する場合に必要である。安定化工程の際、工程３２０で、センサーで、センサー出力が安定化するまで、既知の被分析物濃度を２回測定する。２回の測定の間に、予め決められた時間Δｔを置く。これらの２回の測定を工程３３０で使用し、適切な計算方法、例えば
【数１】
2011512218.tif 000003
式中、［ｃ１］及び［ｃ２］は、それぞれ第一及び第二測定における既知濃度に相関させるべき測定されたセンサー信号である
を使用してセンサーのドリフト率Ｄ（ｔ）を計算する。上記の式は、一定ドリフト率の計算に好適である。時間に依存するドリフト率を確立するには、一回以上の測定を使用し、例えばこれらの測定の結果に基づく時間変化する関数を調節することにより、または時間依存性が等式中にファクターとして含まれている、より複雑な式を使用することにより、時間に依存するドリフト率を外挿することができる。
【００３７】
この方法は、工程２６０に続き、そこでセンサーを第二校正流体に暴露して測定を行い、その後、工程２７０でセンサーの校正係数を計算する。ドリフト率及び校正係数は、同時に、例えば工程２７０の際に計算することもできる。
【００３８】
これで、本装置は、即、例えばセンサードリフトが許容できる限界内にある考えられる期間、患者を監視することができ、その後は、センサーを再校正し、このドリフトに対して補償する必要がある。本発明の方法では、センサーを別の校正流体に暴露することによってセンサードリフトを決定するのではなく、工程３３０で推定されたドリフトパラメータを使用することにより、工程３４０でセンサーの校正係数を更新する。
【００３９】
更新工程は、ドリフトパラメータ、例えばドリフト率、が一定であるか、または少なくとも十分に規定されている限り、繰り返すことができる。予め決められた時間フレームの中でドリフトパラメータが十分に規定されているか、否かは、典型的には患者監視装置中にセンサーを組み込む前に、または使用中にセンサー応答の監視から決定される。例えば工程３４０における幾つかの校正係数更新の後、実際のセンサードリフトパラメータが工程３３０で推定されたドリフトパラメータから偏向していると予想される場合、本方法は、工程２５０に戻り、推定されたドリフトパラメータを更新することができる。
【００４０】
図４は、本発明の別の実施態様を示す。センサーの初期校正は、いずれかの好適な方法により、例えば図２の公知の方法の工程２１０〜２７０に示すように、行うことができる。
【００４１】
この実施態様では、装置が、流体中のガス濃度を調節するための手段、例えばＣＰＢ機構における、患者の血液中ＣＯ２をＯ２で置き換えるための酸素化装置、トノメーターと併用するガス供給装置、または流体中の十分に規定されたガス濃度、すなわち分圧、を維持することができる他のガス供給装置、をさらに含んでなる。この実施態様におけるセンサーは、そのようなガスの分圧または濃度、例えばｐＯ２、またはｐＣＯ２、を、工程２５０及び２６０で使用する、問題とする被分析物としてガスの予め規定された分圧を含んでなる校正流体で測定する手段を包含する。
【００４２】
センサーの校正に続いて、ある時間が経過した後、センサーは、再校正を必要とする場合がある。この目的には、好ましくは患者の血液である流体を、工程４１０でセンサーの上に供給し、一方、流体中のガス濃度を調節するための手段は、ガス濃度が確実に一定に維持されるように構築する。センサーは流体の測定を２回行い、該調節手段により一定に維持されたガス濃度の分圧を決定する。２回の測定は、間に予め規定された時間をおき、工程４２０でセンサードリフトの計算に使用することができる。センサードリフトは、図３の工程３３０と実質的に同じ様式で計算することができる。
【００４３】
計算されたドリフトを使用し、工程４３０で、工程２７０の校正係数を、計算されたドリフトに基づいて再計算することにより、センサーを再校正し、その後、装置を再度患者の監視に使用することができる。無論、このドリフト計算を非常に精確に行うには、調節手段に、例えばガスシリンダーから、一定のガス供給を行い、センサー測定を行っている期間全体を通して、効率的なガス交換を維持する必要がある。
【００４４】
この方法の別の実施態様を図５に示す。この実施態様は、センサー上を流れている流体中で被分析物を測定するセンサーを再校正するのに特に好適である。この実施態様では、センサーの初期校正を、いずれかの好適な方法により、例えば図２の公知の方法の工程２１０〜２７０に示すように、行うことができる。センサーが校正を必要とする場合、直ちに、工程５１０で既知の被分析物濃度を有する流体をセンサーに供給する。流体の流れを停止した後、センサーが流体の測定を２回行い、流体中の被分析物濃度を決定する。あるいは、第二の測定を、別の予め規定された被分析物濃度を有する異なった流体を使用して行う。このために流れを停止する必要は無い。２回の測定は、間に予め規定された時間をおいて行い、工程５２０でセンサードリフトの計算に使用することができる。センサードリフトは、図３の工程３３０と実質的に同じ様式で計算することができる。計算されたドリフトを使用し、工程５３０で、工程２７０の校正係数を、計算されたドリフトに基づいて再計算することにより、センサーを再校正し、その後、装置を再度患者の監視に使用することができる。
【００４５】
センサーは、被分析物濃度を変化させる手段、例えば被分析物を消費する手段、例えば酵素層、酸素センサー、電流測定センサー、等、または被分析物をセンサー区域の中に進入させるか、または外に出す手段、例えばある種のメンブランまたは材料、を含んでなることができる。この場合、ドリフトの計算工程は、２回の測定間の差、及び該差の、該変化させる手段の既知の被分析物消費速度に基づいて予想される差からの偏差に基づいて、該ドリフトを決定することを含んでなる。
【００４６】
本方法の別の実施態様を図６に示す。この実施態様では、センサーは、いずれかの好適な校正流体に対して第一校正測定を行う。例えば、そのような第一校正測定手順は、図２に示す公知の方法における工程２１０〜２５０の少なくとも幾つかを含んでなることができる。工程６１０では、センサーに、センサー製造の際に決定されるドリフトパラメータをさらに供給する。そのようなドリフトパラメータは、いずれかの好適な方法、例えば図３〜５に示す方法のいずれかにより決定することができる。ドリフト率パラメータは、時間に依存するドリフト率挙動を捕らえるドリフトモデルを包含することができる。
【００４７】
工程２５０で行う校正測定及び工程６１０で与えられるドリフトパラメータを使用し、工程２７０で校正係数を計算する。センサーは、いずれかの好適な方法、例えば既知の被分析物濃度を有する一種以上の校正流体を工程２８０でセンサーの上に通し、この被分析物濃度をセンサーで測定し、その後、センサーをこの測定に基づいて再校正することができる。
【００４８】
本発明の別の態様により、患者監視装置中で被分析物を測定するためのセンサーを校正する方法の様々な実施態様を図８及び９に示す。これらの実施態様では、患者監視装置が、被分析物濃度、例えば被分析物、例えば溶解したガス、を調節するための手段を包含する。そのような調節手段は、ＣＰＢ機構における、患者の血液中ＣＯ２をＯ２で置き換えるための酸素化装置、トノメーターと併用するガス供給装置、または流体中の十分に規定されたガス濃度、すなわち分圧、を維持することができる他のガス供給装置、を含んでなることができる。この実施態様におけるセンサーは、そのようなガスの分圧、例えばｐＯ２、またはｐＣＯ２、を測定するセンサーを含んでなることができる。
【００４９】
この方法は、被分析物濃度を調節するための手段を包含する患者監視装置における、被分析物を測定するセンサーを校正する工程を含んでなり、校正流体を用意すること、該調節手段で第一流体中の被分析物濃度を第一濃度に設定すること、センサーで第一被分析物濃度を測定すること、該調節手段で第一流体中の被分析物濃度を第二濃度に設定すること、センサーで第二被分析物濃度を測定すること、及び測定した第一被分析物濃度及び測定した第二被分析物濃度からセンサー用の校正係数を決定することを含んでなる。
【００５０】
図８で、センサーを用意し、いずれかの好適な方法、例えば公知の校正方法を示す図２に示す工程２１０〜２４０により、安定化させる。図８で、調節手段は、トノメーターを経由して監視装置に連結されたガス交換機を含んでなる。工程８１０で、調節手段は、第一流体中の被分析物、例えばｐＯ２、またはｐＣＯ２、の濃度を第一の予め規定された値に設定し、その後、センサーが第一被分析物濃度の第一測定を行う。工程８２０で、調節手段は、第一流体中の被分析物の濃度を第二の予め規定された値に設定し、その後、センサーが第一被分析物濃度の第二測定を行う。続いて、工程８３０で、トノメーターを通るガス流を停止する。センサーにより決定された第一及び第二濃度、及び予め規定された第一及び第二濃度値を使用し、センサーの校正係数をいずれかの好適な方法で、例えば図２に示す公知の方法の工程２７０により、決定することができる。
【００５１】
この方法の重要な利点は、センサーの２点校正を、単一の流体を使用し、流体の被分析物濃度をその場で変えることにより、行えることである。これによって、校正に必要な時間が短縮される。一実施態様では、流体は患者の血液である。これによって、センサーに別の校正流体供給する必要が無いので、校正に必要な時間がさらに短縮される。あるいは、流体は、工程２３０におけるセンサーのプライミングに使用した流体でもよい。
【００５２】
この様式でセンサーを再校正することもできる。この目的には、監視装置を予め決められた期間、例えばセンサーが、無視できるか、または十分に規定されたドリフトだけを示す期間、使用した後、工程８４０で、調節手段を使用し、流体中の被分析物濃度を別の予め決められた濃度、例えば第一または第二の予め決められた濃度、に設定し、その後、センサーが被分析物濃度の別の測定を行う。あるいは、第一流体の濃度を変えるのではなく、別の流体中の被分析物濃度が十分に規定されている限り、これらの別の流体を使用することもできる。続いて、工程８５０で、トノメーターを通るガス流を停止する。これらの別の測定及び別の予め決められた濃度を使用し、センサーをいずれかの好適な方法で再校正する。無論、工程８３０を、２点測定に基づく再校正に延長することができる。
【００５３】
図９に示すこの方法の別の実施態様は、分路中に配置したセンサーの校正に特に好適である。センサーを、いずれかの好適な方法により、例えば図２に示す公知の校正の工程２１０〜２４０により、安定化させる。工程９１０で、第一ガス濃度を分路中に導入し、その後、センサーが第一ガス濃度の測定を行う。工程９２０で、第二ガス濃度を分路中に導入し、その後、センサーが第二ガス濃度の測定を行う。無論、この実施態様で、流体は、問題とする気体状被分析物を予め規定された濃度で含んでなるガス混合物でよい。ガス被分析物を測定するための多くのセンサーは、それらのセンサーが適切にプライミングされている限り、そのような気体状流体中のガス濃度も精確に決定できることが分かっている。
【００５４】
次の工程で、センサーにより決定された第一及び第二ガス濃度および予め規定された第一及び第二ガス濃度値を使用し、いずれかの好適な方法で、例えば図２に示す公知の方法の工程２７０により、センサーの校正係数を決定する。
【００５５】
この様式で、センサーを再校正することもできる。工程９３０で、予め規定された濃度の問題とする被分析物を含んでなるガス混合物を分路中に導入し、その後、センサーが、問題とする被分析物の濃度を測定し、その後、センサーの校正係数を工程９４０で更新することができる。無論、工程９３０を、２点測定に基づく再校正に延長することができる。
【００５６】
図１０及び１１は、本発明のさらに別の態様による患者監視装置で被分析物を測定するセンサーを校正する方法の実施態様を示す。この方法では、センサーを校正するための校正流体の少なくとも一つは、問題とする被分析物濃度が最初は未確認である。例えば、図１０に示すように、センサーを安定化させ、続いていずれかの好適な方法で、例えば図２に示す公知の方法の工程２１０〜２５０により、第一校正流体に暴露することができる。
【００５７】
しかし、重要な違いは、工程２５０で投与される第一校正流体中の問題とする被分析物の濃度が既知ではないことである。本発明により、問題とする被分析物の濃度は、続いて外部の分析計で決定され、その後、外部の分析計で決定された濃度がセンサーにフィードバックされ、これによってセンサーの校正定数の計算が容易になる。
【００５８】
これは、ＣＰＢ手順に特に有用である。この目的には、ＣＰＢ手順を、工程２５０におけるセンサーの校正測定に続く工程１０１０で開始し、その後、校正流体を、工程１０２０で血液ガス及び電解質分析計（ＢＧＡ）に送る。ＢＧＡの関連する結果を工程１０３０でセンサーに、またはより精確には、センサーを制御する制御手段、例えばセンサーに連結されたモニターに、フィードバックし、その後、工程１０４０で校正係数を計算する。これは、工程２５０で使用する校正流体が患者の血液である場合に、別の校正流体を使用する必要が無く、従って、センサーの校正に必要な時間が短縮されるので、特に有利である。必要であれば、同じ手順を、センサーの再校正にも使用できる。
【００５９】
図１０の校正方法は、２点校正方法に拡張することができ、その際、流体の少なくとも一つは未確認濃度を有する。これを図１１に示す。この実施態様では、前に説明したようにしてセンサーを安定化させ、その後、問題とする被分析物の第一濃度を有する第一校正流体を工程１１１０で用意する。この濃度は未確認濃度でよい。この流体はプライミング流体でよい。センサーが被分析物濃度を測定し、未確認濃度である場合、外部分析計、例えばＢＧＡ、が問題とする被分析物の実際の濃度を決定する。次に、工程１０１０でＣＰＢ手順を開始し、その後、工程１１２０で、センサーが、患者の血液中にある問題とする被分析物の濃度を測定する。この濃度は未確認濃度でもよく、その場合、この濃度も外部分析計、例えばＢＧＡ、で決定される。外部分析計から来るデータは、工程１１３０でセンサーにフィードバックされ、その後、センサーが、センサーにより測定された濃度、例えばセンサーにより発信された信号強度、及び外部分析計により決定された一種以上の濃度から校正係数を計算する。
【００６０】
上記の実施態様は、本発明を制限ではなく、例示しているのであり、当業者は、付随する請求項の範囲から離れることなく、多くの代替実施態様を設計することができる。請求項では、括弧中にある参照記号は全て、請求項を制限するものではない。用語「含んでなる」は、請求項中に挙げた構成要素または工程以外の要素または工程の存在を排除しない。構成に先行する「一つの」または「ある」の語は、複数のそのような構成要素が存在することを排除しない。特定の手段が相互に異なった従属請求項中に記載されているという単なる事実が、これらの手段の組合せを有利に使用できないということを示唆するものではない。
【図１】
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【図２】
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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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【国際調査報告】
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