(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の測定部位において経皮的測定酸素分圧を監視するためのシステムであって、
−前記経皮的測定酸素分圧を表示するためのモニタと、
−前記経皮的測定酸素分圧を測定するためのセンサであって、前記測定部位において皮膚を加熱するための加熱素子を備える、センサと、
−前記センサと前記モニタとの間で通信するための手段と、
−前記加熱素子の温度を制御するための制御手段であって、２つの異なる温度間で前記温度を循環させるように更に適合された、制御手段と、
−前記測定部位が身体深部に近い温度を有する、第１の時間間隔と、
−前記測定部位が、組織又は血液から周囲環境への外向きの方向で、皮膚が酸素に対して透過性である温度を有する、第２の時間間隔であって、温度が昇温されて、前記測定部位の温度が維持される時間間隔と、を備え、
−前記経皮的測定酸素分圧が、前記第２の時間間隔においてのみ測定され、前記第１の時間間隔が、前記第２の時間間隔よりも長く、
第１の時間間隔中の前記経皮的測定酸素分圧が、第2の時間間隔において測定された、隣接する前記経皮的測定酸素分圧の値によって予測される、
システム。
【請求項２】
第１の時間間隔における、前記測定部位での温度が、３５℃〜４２℃の範囲に維持され、第２の時間間隔における、前記測定部位での温度が、少なくとも４１℃に維持される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記経皮的測定酸素分圧が、前記モニタに常時示され、前記第１の時間間隔中、前記モニタに示される値が、前の前記第２の時間間隔において測定された最後の前記経皮的測定酸素分圧である、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記システムが、二酸化炭素（ＣＯ２）の分圧を更に連続的に監視する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記経皮的測定酸素分圧を監視するためのシステムが、操作者が前記第１及び前記第２の時間間隔の時間を調整することを可能にするよう更に適合されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
患者の測定部位において経皮的測定酸素分圧を測定するためのセンサであって、
−前記測定部位を加熱するための加熱素子と、
−前記測定部位の温度を制御し、センサ信号を処理し、かつ前記センサとモニタとの間の通信を制御するための制御ユニットと、を備え、
−前記制御ユニットが、
−第１の時間間隔において、身体深部温度に近い温度に前記測定部位を調整して維持すること、及び
−第２の時間間隔において、組織又は血液から周囲環境への外向きの方向で、皮膚が酸素に対して透過性である温度に前記測定部位を昇温させて維持することによって、２つの異なる温度間で患者の前記測定部位における温度を循環させるように、前記加熱素子を制御するよう更に適合され、
−前記第１の時間間隔が、前記第２の時間間隔よりも長く、前記第１及び前記第２の時間間隔のシーケンスが繰り返され、
−前記経皮的測定酸素分圧が、前記第２の時間間隔においてのみ測定され、
第１の時間間隔中の前記経皮的測定酸素分圧が、第2の時間間隔において測定された、隣接する前記経皮的測定酸素分圧の値によって予測される、
センサ。
【請求項７】
前記第１の時間間隔における前記測定部位での前記温度が、３５℃〜４２℃で維持され、前記第２の時間間隔では、少なくとも４１℃で維持される、請求項６に記載のセンサ。
【請求項８】
経皮的測定酸素分圧を測定するために酸素センサを制御するためのコンピュータプログラム製品であって、前記酸素センサの加熱素子を、
−２つの異なる温度間で患者の測定部位において温度を循環させ、
−第１の時間間隔において、身体深部温度に近い温度に前記測定部位を調整して維持し、かつ
−第２の時間間隔において、組織又は血液から周囲環境への外向きの方向で、皮膚が酸素に対して透過性である温度に前記測定部位を昇温させて維持するように、制御するように適合され、
−前記第１の時間間隔が、前記第２の時間間隔よりも長く、前記第１及び前記第２の時間間隔のシーケンスが繰り返され、
−前記経皮的測定酸素分圧が、前記第２の時間間隔においてのみ測定され、
第１の時間間隔中の前記経皮的測定酸素分圧が、第2の時間間隔において測定された、隣接する前記経皮的測定酸素分圧の値によって予測される、
コンピュータプログラム製品。
【請求項９】
前記第２の時間間隔が、脂質構造を溶解するために皮膚を加熱する少なくとも１０分間、その後の前記経皮的測定酸素分圧を測定する５分間を含む、請求項８に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１０】
前記第１の時間間隔が、少なくとも２０分間である、請求項９に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１１】
前記コンピュータプログラム製品が、前記経皮的測定酸素分圧が操作者に通信される前に、前記経皮的測定酸素分圧の安定な測定値が存在するかどうかを評価するよう適合されている、請求項８〜１０のいずれか一項に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１２】
患者の測定部位において経皮的測定酸素分圧（ｔｃｐＯ２）をモニタによって監視するための方法であって、
−２つの異なる温度間で前記測定部位において温度を循環させる工程と、
−第１の時間間隔において、身体深部温度に近い温度に前記測定部位を調整して維持する工程と、
−第２の時間間隔において、組織又は血液から周囲環境への外向きの方向で、皮膚が酸素に対して透過性である温度に前記測定部位を昇温させて維持する工程と、第２の時間間隔において前記経皮的測定酸素分圧を測定する工程と、を含み、
−前記第１の時間間隔が、前記第２の時間間隔よりも長く、
−前記経皮的測定酸素分圧が、前記第２の時間間隔においてのみ測定され、
第１の時間間隔中の前記経皮的測定酸素分圧が、第2の時間間隔において測定された、隣接する前記経皮的測定酸素分圧の値によって予測される、
方法。
【請求項１３】
ＣＯ２の分圧を連続的に更に測定する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＣＯ２の分圧の測定が、前記ＣＯ２の分圧を計算するときに、前記循環温度を考慮に入れる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前の前記第２の時間間隔中に測定された前記経皮的測定酸素分圧が、次に続く前記第１の時間間隔中に前記モニタに示される、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の時間間隔における前記測定部位での前記温度が、３５℃〜４２℃であり、前記第２の時間間隔中の前記測定部位における前記温度が、少なくとも４１℃である、請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液及び組織中の検体の分圧、特に経皮酸素（Ｏ２）分圧の非侵襲性インビボ測定のためのシステム及び方法に関する。このシステムは、二酸化炭素（ＣＯ２）及び／又は酸素（Ｏ２）を測定するためのセンサと、測定された検体の読み出しを示すモニタと、センサとモニタとの間の好適な接続、例えば、有線又は無線接続とを備える。
【背景技術】
【０００２】
皮膚を加熱し、血液ガスの経皮測定値を得る電気化学センサを用いて血液ガスを連続的に測定することが周知である。センサを加熱することによって、患者の皮膚も加熱され、これによって皮膚が動脈血化される。皮膚が加熱されると、皮膚の血流を増加させ、したがって、経皮酸素分圧が増加し、かつ二酸化炭素分圧が減少し、これによって血液ガス分圧の測定値は、血液ガスの動脈分圧を反映し、また動脈分圧と良好に相関する。しかしながら、患者は、通常、長期にわたって監視されるために、温度を上昇させることが、紅斑としても知られる患者の皮膚上のやけど痕につながり易い場合がある。これは、皮膚が非常に薄くかつ非常に脆弱であり、したがって加熱に敏感である早期新生児にとって、特に問題である。
【０００３】
血液ガスレベルを測定するときの皮膚紅斑の問題は、２つの因子に起因する。１つは、センサ下の皮膚組織内の毛細血管床を動脈血化するためのセンサの実際の温度である。毛細血管床を動脈血化するのに十分なセンサ温度は、かなりの程度まで組織に依存する。紅斑に寄与し得る第２の因子は、測定時間である。多くの場合、重症患者又は新生児集中治療施設（ＮＩＣＵ）における新生児には血液ガスモニタが用いられ、そこで患者は数日間又は数週間にもわたって監視される。このような長期間にわたって皮膚を加熱する場合、皮膚温度よりもわずか数度高い温度にセンサを加熱することでも、脆弱な皮膚に熱傷を引き起こし得る。
【０００４】
皮膚紅斑を回避するために、１つの解決策は、介護者が、身体の異なる位置のあちらこちらにセンサを移動させることであった。一か所での通常の測定時間は、センサ温度が４２℃〜４４℃の範囲で、２〜４時間である。センサを２〜４時間ごとに置き換えることは、介護者にとって厄介であり、かつ時間がかかり、更に測定の信頼性を低下させ得る。更に、センサを皮膚に固定するための固定リングを適用することは、固定リングが最終的に再度取り外されねばならないときに、患者を損傷させるリスクを増大させる。更にその上、センサを移動させることによる皮膚熱傷のリスクを排除するための努力においても、介護者は、目的に適さない身体上の位置、すなわち、皮膚がより厚く、血液ガスに対して透過性が劣る位置を選択する場合があり、これは信頼できない測定値を得るリスクを増大させる。更に、特に新生児については、センサを配置するのに好適な部位は、センサが配置され得る十分に広い平坦表面を有する皮膚の面積の制限のために、制限される。更に、容易に破砕され得る、下にある脆弱な骨を伴う領域では、固定リング、又はセンサを適用することは回避されるべきである。
【０００５】
米国特許第４２５２４２３号は、血中の酸素経皮的分圧を測定するための経皮電気化学センサを開示している。センサは、周期的に作動される加熱素子を備えた少なくとも３つのクラーク型測定用セルを有し、加熱素子は、位相差で作動され、これにより、常に少なくとも１つのセルが信頼性の高い測定値を提供する。このような装置は、これが大型かつ取り扱いにくくなるという欠点を有し、なぜなら、この装置は、好ましい測定部位である耳たぶにおける測定に役に立たなくし、新生児における使用に更に不用にする３つの測定用セルを含むためである。更に、信頼性の高い読み取りを提供するために、少なくとも２つの加熱素子は測定時間が重なり、したがって、２つの隣接する加熱素子によって覆われる組織に対して２倍の量の電力を供給する。
【０００６】
米国特許第４２３０１２２号は、血液が灌流されている組織における灌流利用率を判定するためのシステムを開示している。これを行うために、どれ程十分に皮膚が呼吸し、周囲環境からの寄与がどれほど大きいかを判定することが適切である。これを判定するために、センサは、酸素の組織を通る灌流がないことが知られている、体温に相当する低温で保持される。この温度で測定された酸素濃度は、毛細血管中の酸素が体温における測定値に影響を及ぼさないために、基準値として用いられる。したがって、測定された値は、皮膚の最も外側の層の呼吸する、すなわち、周囲環境から酸素を取り込む能力を示す。
【０００７】
皮膚紅斑のリスクは、一般に、酸素の経皮分圧を測定するときにより問題となり、これは、酸素が皮膚を通して容易に拡散しないためである。表皮の最も外側の層である角質層は、壊死した皮膚細胞からなり、体内に酸素を保持する膜として作用し、生体が働くために必要である。角質層は、下にある組織を感染、脱水、化学物質及び機械的ストレスからから更に保護するが、二酸化炭素が皮膚を通して拡散することを許容する。角質層を皮膚温よりも高い温度に、より具体的には、少なくとも４２℃に加熱することによって、角質層は、酸素に対してより透過性にされる。より医学的な用語では、これは、上皮層内の壊死した角化細胞の脂質構造の溶解として知られている。経皮酸素分圧を測定するための電流センサについては、センサは、少なくとも４３℃で約１０〜１５分間にわたりその部位に留まるべきであり、その後、測定値が正確であると見なされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本願発明の一実施例は、例えば、皮膚組織中の検体の分圧の断続的な測定に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様では、患者の測定部位において経皮的に測定される酸素分圧を監視するためのシステムが提供される。このシステムは、測定された酸素分圧を表示するためのモニタと、測定部位において皮膚を加熱するための加熱素子を備える経皮酸素分圧を測定するためのセンサと、センサとモニタとの間の通信のための通信手段と、加熱素子の温度を制御するための制御手段であって、２つの異なる温度間で温度を循環させるよう更に適合された制御手段と、測定部位が身体深部に近い温度を有する第１の時間間隔と、皮膚が、組織又は血液から周囲環境への外向きの方向に酸素に対して透過性である温度を測定部位が有する第２の時間間隔とを備え、経皮酸素分圧が、第２の時間間隔で測定され、第１の時間間隔が、第２の時間間隔よりも長い。
【００１０】
温度を循環させることによって、皮膚が高温に曝される合計時間が低減される。これによって、紅斑のリスクは低減されるか、あるいは、紅斑のリスクを増大させることなく温度を上昇させることが可能である。センサを異なる測定部位のあちらこちらで移動させることと比べて、提案された解決策を用いることの利点は、これが病院スタッフにとってより効率的であり、センサが測定全体を通して好ましい測定部位に保持され得ることである。更に、電解質及びセンサをあちらこちらに移動させることは、センサの再較正及び電解質溶液並びに接触用ゲルの廃棄を必要とし得るが、これに対し、センサを閉鎖された測定容積内の一か所で保持することは、それほど多くの電解質及び接触用ゲルを廃棄しない。第１の言及された態様の一実施形態では、第１の温度は、３５℃〜４２℃の範囲であり、第２の温度は、少なくとも４１℃である。
【００１１】
３５℃〜４２℃の温度においては、紅斑のリスクは低い。
【００１２】
第１の言及された態様の一実施形態では、測定された酸素分圧は、モニタで常時示され、第１の時間間隔中、示される値は、前の第２の時間間隔において測定された最後の酸素分圧である。
【００１３】
病院の看護士又は他の介護者は、頻繁に患者の様子を見に立ち寄る場合がある。しかしながら、酸素分圧が測定されるサイクルの時間中は、その必要がない。皮膚を透過性にするのに十分な温度で第１の時間間隔中に測定された、最後の測定分圧を表示することによって、看護士は、次の時間間隔を患者のそばで待機する必要なく、酸素分圧を見ることができる更に、これらの測定値は、他の方法で監視された別の問題がない限り、まれにしか急に変化しない。
【００１４】
第１の言及された態様の一実施形態では、システムは、二酸化炭素（ＣＯ２）の分圧を更に連続して監視している。
【００１５】
これは、二酸化炭素の分圧のリアルタイム動画を提供する。二酸化炭素及び酸素の分圧は、多くの場合相互依存する。したがって、二酸化炭素分圧における変化は、酸素分圧が、より詳しく網羅されねばならないとの指標であり得る。
【００１６】
第１の言及された態様の一実施形態では、経皮的に測定された酸素分圧を監視するためのシステムは、操作者が第１及び第２の時間間隔の時間を調整することを可能にするよう更に適合されている。
【００１７】
患者の重症度、安定性及び病歴に応じて、医療スタッフは、異なる間隔で酸素分圧を取得するようになり、これにより、紅斑のリスクが、酸素分圧の頻繁な測定の危険性と均衡が取られる。
【００１８】
本発明の別の態様では、患者の測定部位において酸素分圧を経皮的に測定するためのセンサが提供される。このセンサは、測定部位を加熱するための加熱素子と、測定部位の温度を制御し、センサ信号を処理し、かつセンサとモニタとの間の通信を制御するための制御ユニットと、を備える。制御ユニットは、アナログデジタル変換器を備え、２つの異なる温度間で患者の測定部位における温度を循環させるように加熱素子を制御するよう更に適合されており、この制御は、測定部位を、第１の時間間隔において身体深部温度に近い温度に調整して維持し、第２の時間間隔において組織又は血液から周囲環境への外向きの方向に皮膚が酸素に対して透過性である温度に測定部位を昇温させて維持することによって行われる。第１の時間間隔は、第２の時間間隔よりも長く、第１及び第２の時間間隔のシーケンスが繰り返される。
【００１９】
測定に使用されるセンサのタイプに応じて、制御素子が、モニタ内又はセンサ内に定置されてもよい。慣例上、制御素子は、モニタ内に定置されているが、電子機器の価格を下げる小型化に伴って、センサ内により多くの電子機器及び信号処理部を定置させることがより魅力的なものとなっている。とりわけ、制御素子は、デジタル通信、有線又は無線である、センサとモニタとの間の通信を可能にする。
【００２０】
第２の言及された態様の一実施形態では、第１の時間間隔における測定部位での温度は、３５℃〜４２℃で維持され、第２の時間間隔では、少なくとも４１℃で維持される。
【００２１】
本発明の更に別の態様では、経皮的酸素分圧を測定する酸素センサを制御するためのコンピュータプログラム製品が提供される。コンピュータプログラム製品は、酸素センサの加熱素子を、２つの異なる温度間で患者の測定部位における温度を循環させるように制御するよう適合されている。第１の時間間隔において、身体深部温度に近い温度に測定部位を調整して維持し、第２の時間間隔において、組織又は血液から周囲環境への外向きの方向に皮膚が酸素に対して透過性である温度に測定部位を昇温させて維持する。第１の時間間隔は、第２の時間間隔よりも長く、第１及び第２の時間間隔のシーケンスが繰り返される。
【００２２】
コンピュータプログラムとして本発明を提供することは、既存のセンサ及びモニタが、この特徴を備え付けることを可能にする。
【００２３】
コンピュータプログラム製品の一実施形態では、第２の時間間隔は、脂質構造を溶解するための昇温の少なくとも１０分間、その後の酸素分圧を測定する５分間を含む。
【００２４】
皮膚を加熱するための１０分間は、経皮的センサ内おいて利用可能な電力の制限量で、紅斑のリスクを再び増大させる、温度を更に上昇させることによる過熱がなく、皮膚の脂質構造を溶解するために許容し得る時間であることが見出されている。皮膚の脂質構造が溶解されると、センサを備えるシステム及び皮膚は、安定な測定が実施可能になる前に、安定化させる時間を若干必要とする。酸素分圧の測定値が一貫した測定値を示すことをまた提示しながら安定化及び多くの測定を実行するために５分間が十分であることが見出されている。
【００２５】
コンピュータプログラム製品の一実施形態では、第１の時間間隔は、少なくとも２０分間である。
【００２６】
皮膚が受ける電力を効果的に減らすために、温度が身体深部温度に近い第１の時間間隔は、好ましくは、皮膚が加熱され酸素に対して透過性になる時間よりも長くなければならない。
【００２７】
コンピュータプログラム製品の一実施形態では、コンピュータプログラム製品は、測定された分圧が操作者に通信される前に、測定された酸素分圧が安定しているかどうかを評価する。
【００２８】
測定部位が加熱されると、センサはいくつかの測定を短い時間枠内で実行することができるが、システムがまだ安定化していないために第１の測定値が変動する場合があるために、これら測定値が操作者に通信される前に、これらが一定値を示すかどうかに関して評価される。更に、酸素分圧は、測定値の信頼性が小さい温度で測定される場合もある。このような場合、モニタは、病院スタッフに測定された値そのものを通信してもよいが、同時に、スタッフに測定の信頼性を認識させるために、この値が安定した状態下での尺度ではないことを指示してもよい。更に、これは、測定値の信頼性指数を提供するために用いられてもよく、信頼性は、測定の履歴、例えば、測定値の一貫性と比較される測定の時間及び回数に基づいて計算される。
【００２９】
更なる実施形態では、コンピュータプログラム製品は、測定された酸素分圧をモニタに、音声及び／又はテキストとして通信する。
【００３０】
本発明の更に別の態様では、患者の測定部位において経皮酸素分圧（ｔｃｐＯ２）を監視するための方法が提供される。この方法は、２つの異なる温度間で患者の測定部位における温度を循環させ、測定部位を、第１の時間間隔において、身体深部温度に近い温度に調整して維持し、第２の時間間隔において、組織又は血液から周囲環境への外向きの方向に皮膚が酸素に対して透過性である温度に測定部位を昇温させて維持する工程と、第２の時間間隔において酸素分圧を測定する工程とを含む。第１の時間間隔は、第２の時間間隔よりも長い。
【００３１】
紅斑のリスクが低減されるか、あるいは、紅斑のリスクを増大させることなく温度を上昇させることが可能である。センサを異なる測定部位のあちらこちらで移動させることと比べて、提案された解決策を用いることの利点は、これが病院スタッフにとってより効率的であり、センサが測定全体を通して好ましい測定部位に保持され得ることである。更に、電解質及びセンサをあちらこちらに移動させることは、センサの再較正及び電解質溶液並びに接触用ゲルの廃棄を必要とし得るが、センサを閉鎖された測定容積内の一か所で保持することは、それほど多くの電解質及び接触用ゲルを廃棄しない。
【００３２】
本方法の一実施形態では、ＣＯ２の分圧が、連続的に測定される。
【００３３】
皮膚を通るＣＯ２の拡散は、測定部位における皮膚の温度による影響が少ないために、ＣＯ２の経皮分圧は、測定部位における皮膚の温度に関係なくセンサ信号から計算されてもよい。
【００３４】
本方法の一実施形態では、ＣＯ２の分圧の測定は、ＣＯ２の分圧を計算するときに、循環温度を考慮に入れる。拡散は、皮膚の温度と共に変化するが、ＣＯ２の分圧を計算するときに、これを考慮に入れてもよい。
【００３５】
本方法の一実施形態では、前の第２の時間間隔中に測定された酸素分圧は、次に続く第１の時間間隔中にモニタに示される。
【００３６】
酸素分圧の値は、第１の時間間隔中にセンサによって測定され得るが、皮膚が酸素の拡散を部分的に又は完全に遮断しているために、測定された分圧は、動脈の分圧を反映しないであろう。したがって、皮膚が酸素に対して透過性である最後に測定された酸素分圧を、病院スタッフが見ることができることがより適切である。
【００３７】
本方法の一実施形態では、第１の時間間隔における測定部位での温度は、３５℃〜４２℃であり、第２の時間間隔中の測定部位における温度は、少なくとも４１℃である。
【００３８】
紅斑のリスクは、身体深部温度に近い温度では低い。
【００３９】
センサは、身体又は皮膚の温度に近い温度で、二酸化炭素分圧、又は他の血液ガスの分圧を連続して測定してもよい。別個の時間間隔において、センサは、皮膚を加熱して毛細血管床を動脈血化し、これによって酸素は、皮膚を通ってより容易に拡散し始める。制御回路が加熱素子の温度を、皮膚の血流によって主として制御される温度まで皮膚を冷却させる低い設定温度に再び調節する前に、皮膚が加熱されながら、経皮酸素分圧の少なくとも１つの測定が行われる。このようにして、センサは、二酸化炭素レベルを連続的に測定し、この二酸化炭素レベルは、適応温度に補正されたモニタに連続的に示される。酸素分圧はまた、連続的に測定され得るが、モニタは、最後の有効な測定、すなわち、高温で行われた有効な測定を示す。
【００４０】
間欠加熱の機能は、固定され予めプログラムされた機能であってもよく、センサは、例えば１０分間加熱され、センサの下にある組織を完全に予熱し、酸素レベルの測定が例えば５分間続き、その後、測定される酸素レベルが、信頼性が低いこと知られている、低温で３０分間加熱される。低温期間中に測定された酸素分圧を実際に示すことは任意であってもよい。
【００４１】
代替実施形態では、皮膚を加熱し、酸素経皮分圧を測定するための最小時間である限りにおいて、ユーザーはある程度タイミングを画定してもよく、低温測定は、この最小時間設定より高く、例えば、脂質構造を溶解するための皮膚の予熱のための１０分間、安定状態で酸素分圧を測定するための５分間、及び温度が低い設定点に調節される２０分間である。
【００４２】
一実施形態では、酸素分圧は、温度があまりに低いときでも、常時測定される。制御システムは、センサ内に位置しようが又はモニタ内に位置しようが、経皮酸素分圧が安定であるときを判定し、その後、このレベルがモニタ上に示される。あるいは、測定されたレベルが常に示され、安定レベルに到達したかどうかを示すものが続いてもよい。
【００４３】
経皮二酸化炭素（ＣＯ２）分圧は、連続的かつ経皮酸素分圧と同時に測定されかつモニタに表示されてもよい。モニタ上の読み出しは、次いで、当該技術分野において既知であるように、現在の温度に従って動的に調整される。
【００４４】
胎児の肺は、血液を換気するために使用されない。血液は母体の肺で換気され、胎児における血液循環は、出産時に閉鎖される心短路を介して肺を迂回している。これらの短路が閉鎖されているかどうか（大動脈縮窄症）を検出するために、センサは、多くの場合、右腕及び左足に定置される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明によるセンサを示す。
【図２】それぞれＯ２測定値、及び加熱間隔の２つのグラフを示す。
【図３】測定された経皮酸素分圧の２つのグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
図１は、血液ガスの経皮的又は皮膚の測定のための血液ガスセンサを示す。センサヘッドは、ネック様取り付け具３を備えた円形プラスチックハウジング２からなり、ネック様取り付け具を通して、アナログ又はデジタル信号をモニタに転送するための接続ケーブル４が導かれる。ガラス製ｐＨ電極５は、センサの中心軸に位置する。これは、ガラスステムを備え、ガラスステムの前端に、ｐＨ感応ガラス層６が溶着されている。ガラスに溶着されたプラチナリード線７を備える内部基準電極は、ガラス円筒部の内側に位置する。ｐＨ電極５は、銀ブロック８内に埋め込まれ、銀ブロックの表面は、塩化物層で覆われている。したがって、銀ブロックの表面は、ｐＨ測定用の基準電極として機能するＡｇ／ＡｇＣｌ電極を形成する。そのｐＨが測定される電解質溶液は、ガス透過性疎水性膜で覆われた、多孔質親水性スペーサ上に位置する。膜を機械的損傷から保護するために、膜は金属隔壁で覆われている。この隔壁は、中心に開口を有し、この開口を通して、測定される二酸化炭素ガスが、ｐＨ感応ガラス層の部位において電解質溶液中に拡散することができる。スペーサ、膜、及び金属隔壁は、締め付けリング１４によって、センサハウジング２に装着されている。銀ブロック８は、加熱素子の機能を更に有する。電熱線１５は、銀ブロックの周りに巻き付き、これを最高４５℃の温度まで加熱する。
【００４７】
センサは、センサによって測定された信号を制御及び処理し、信号をモニタに又はモニタから配給するための制御ブロックを更に含む（制御ブロックは図示されていない）。
【００４８】
図２は、２つのグラフを示す。１つは、時間の関数としてセンサ温度を示し、下図は、経時的に測定された酸素レベルの図である。垂直の点線で示され、下図では非散乱矢印でも示される第１の期間は、予熱相を表し、ここでは、測定値が信頼性が低いために、通常、測定しない方がよい。初期予熱相の後に、センサの加熱素子は、所定の間隔で温度を調節し、これによってセンサ温度、したがって皮膚温は変動する。温度が低いときには、測定された温度レベルは、温度が高いときよりも信頼できない。したがって、経皮酸素分圧は、皮膚温が信頼性の高い測定を確実にするのに十分であるときに測定される。曲線は、経時的な経皮酸素分圧を示す。この線は、温度が信頼性の高い測定に十分である場合に実線であり、測定値がそのまま信頼するには足り得ないような場合は点線である。通常な状況下で、皮膚は、少なくとも１０分間高温に曝され、毛細血管床を十分に予熱し、その後、酸素張力が、例えば５分間測定されてもよい。加熱素子がここでオフにされ、温度を低温に下降させ、例えば、３０分間保持され、その後、高温で酸素分圧測定値の新しいセットを得るために再び予熱し、新しいサイクルを開始する。
【００４９】
図３は、経皮酸素分圧が、低皮膚温を用いる実例でなお示されている、別の実施形態を示す。図示されたレベルは、この場合、前の１つ又は２つ以上の測定されたレベルから推定されたものである。点線は、実際の測定された酸素レベルであり、実線は、温度が十分であるときに測定されたレベルと、その間に推定されたレベルとの組み合わせである。介護者は、これによって、示されたレベルが実際の現在の酸素経皮分圧ではなく、前に測定されたレベルから抽出された値であることを認識する。
【００５０】
本発明を更に説明するために、提案された方法、システム及び装置の使用の例が、以下に提供される。新生児集中治療施設（ＮＩＣＵ）において、早産児が挿管され、人工呼吸を受けている。新生児の呼吸機能を監視するために、ＮＩＣＵの看護士は、血液ガスモニタを新生児に適用する。モニタは、経皮酸素及び二酸化炭素分圧を測定するためのセンサを含む。センサは、固定リング内に取り付けられており、皮膚とセンサ界面との間の接触用ゲルを用いて、センサを皮膚に固定し、皮膚とセンサとの間に閉鎖測定チャンバを創出させる。センサとモニタとの間でデータを有線で転送する。ＮＩＣＵの看護士は、酸素及び二酸化炭素の両分圧についての情報を受信しようとする。損傷のリスクを最小限に抑えるために、看護士は、酸素張力を監視するためのデフォルトプログラムを選択し、ここでは、皮膚組織は、４３℃に１０分間加熱され、その後、酸素レベルを監視しながら、温度が４３℃で更に５分間維持され、続いて、３０分間、温度が４１℃まで下げられ、その後、プログラムは最初から新たに開始する。看護士は、酸素張力の最も信頼性の高い測定が、４３℃における５分間の測定の間のみに受信されることを十分に認識しているが、このことが監視画面にも通知される。しかしながら、高温による損傷のリスクを低減するために、看護士はこの譲歩を受け入れる。
【００５１】
１２時間後に、ＮＩＣＵの医師及び看護士は、すぐ前の１２時間にわたって収集されたデータを熟視する。このデータからは、未だ危険な状態ではあるが、状況が安定しているように思われる。したがって、彼らは、更に皮膚を損傷させるリスクを低減するために、４１℃の低温に皮膚を加熱させる時間を６０分間に延長することを決定する。ここで、看護士は、それに応じて、モニタをプログラムする。皮膚／経皮血液ガスセンサの分野における動向は、一般に、センサ及びモニタの両方のサイズを縮小させることである。血液ガスの経皮分圧を測定するための好ましい部位は、耳たぶであり、これは耳たぶにおける皮膚が非常に薄いためである。耳たぶは、多くの場合狭い表面積を有するために、センサのサイズは重要である。更に、経皮酸素及び二酸化炭素分圧の測定は、多くの場合、早期新生児で用いられる。ここでは、センサのサイズは、更により重要である。
【００５２】
本発明は、時間サイクルの第１及び第２の時間間隔を主張する。第１及び第２の時間間隔の言い回しではあるが、当業者であれば、本発明が、サイクルが第１の時間間隔で開始されるシナリオ、及びサイクルが第２の時間間隔で開始されるシナリオの両方を網羅することを理解されるであろう。
【００５３】
提案されるシステム及び方法は、血液ガスを測定するための任意のセンサ型に、例えば、電気化学、光学又は他の型に使用されてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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