(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板及びこれに対向する圧力板と、
前記基板に取り付けられた近位端部と電子モジュールに接続された遠位端部とを備える測定チャネル光ファイバー・セットと、
前記基板に取り付けられた近位端部と電子モジュールに接続された遠位端部とを備える基準チャネル光ファイバー・セットと、
前記基板と圧力板との間に配置された変形可能なポリマー構造と、
前記圧力板に取り付けられ、前記測定チャネル光ファイバー・セットの近位端部に対面する反射面を有する測定チャネル・シャッター反射鏡構造と、
前記基板に取り付けられ、前記基準チャネル光ファイバー・セットの近位端部に対面する反射面を有する基準チャネル・シャッター反射鏡構造とを含み、
前記基板及び前記圧力板が互いの方へ押圧されるとき、前記測定チャネル・シャッター反射鏡構造が、その測定チャネルにおいて、光線を前記変形可能なポリマー構造の変形の変化と相関的に調整するように構成された、生物医学的圧力測定用平面トランスデューサー。
【請求項２】
前記測定チャネル光ファイバー・セット及び前記基準チャネル光ファイバー・セットは、それぞれ、エミッタと検出用ファイバーとを含む、請求項１に記載のトランスデューサー。
【請求項３】
前記変形可能なポリマー構造の高さ（Ｈ）と光ファイバーの直径（Ｄ）との比（Ｈ／Ｄ）が１．２５から４の間である、請求項１に記載のトランスデューサー。
【請求項４】
前記測定チャネル・シャッター反射鏡構造は、前記トランスデューサーの負荷状態がゼロである場合、１０％から８０％の面積の前記測定チャネル光ファイバー・セットの近位端部の研削され、研磨された面が前記測定チャネル・シャッター反射鏡構造の反射面と重なるような寸法を有する、請求項１に記載のトランスデューサー。
【請求項５】
高さが長さより小さい前記トランスデューサーであって、前記高さは前記基板及び前記圧力板に直角な方向であり、前記長さは前記基板及び前記圧力板の長手方向である、請求項１に記載のトランスデューサー。
【請求項６】
前記基板に取り付けられたポリマー案内レールを備える光ファイバー位置決め手段を含む、請求項１に記載のトランスデューサー。
【請求項７】
可撓性の層に取り付けられた複数の、請求項１に記載のトランスデューサーを含むアレイ。
【請求項８】
前記基板及び前記圧力板のそれぞれに形成された実質的に変形不能な１組のパッドを含み、前記変形可能なポリマー構造は、前記変形不能なパッド間に配置されている、請求項１に記載のトランスデューサー。
【請求項９】
前記測定チャネル光ファイバー・セット及び前記基準チャネル光ファイバー・セットは、それぞれ、エミッタと検出用ファイバーとを含む、請求項８に記載のトランスデューサー。
【請求項１０】
前記変形可能なポリマー構造の高さ（Ｈ）と前記光ファイバーの直径（Ｄ）との比（Ｈ／Ｄ）は、０．２５から１．５の間である、請求項８に記載のトランスデューサー。
【請求項１１】
前記基準チャネル光ファイバー・シャッター反射鏡構造は、前記トランスデューサーの負荷状態がゼロである場合、基準チャネル光ファイバー・セットの近位端部の研削され、研磨された面の面積の１０％から８０％が、基準チャネル・シャッター反射鏡構造の反射面と重なるような寸法である、請求項１に記載のトランスデューサー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は医療装置や身体の部分のような物体により身体組織に加えられる圧力を算定するトランスデューサーに関する。本発明は、特に、ゴム製の弾性材により相互に隔てられた２枚の板の分離による変化を検出することにより、該板に直角に作用する圧力を測定する、少なくとも２枚の板を有する新規なトランスデューサーに関する。本発明は、所定の位置における物体による圧力を算定するために組織か物体のいずれかを表面からあまりずらさずに組織と物体との間に挟むことから、特に衛生看護に有用である。
【０００２】
医療用止血帯を当てる際、カフ等の装置により下の組織への実際の圧力を、医療処置の間に止血帯のカフの圧力が変化するにつれて連続的に算定するトランスデューサーを有することが望ましい。そのようなトランスデューサーは、カフの機能を妨げることなく、あるいは組織を傷つけることなくカフと組織との間に介在するように、カフの寸法に対して目立たず、小さくなければならない。
【０００３】
【従来の技術】
力と圧力は、通常初期の変換段階で弾性要素が測定量を偏倚または変形させ、二次的な変換段階で、その偏倚または変形が電気的に有用な信号に変換される場合に「ばね平衡原理」を使用して感知する。普通の圧力トランスデューサーは、初期変換段階では、ばね、片持ち梁、または隔壁の変形に依存する傾向があるのに対して、二次的段階では、電気光学技術が頻繁に使用される。米国特許第３，８７５，４８１号のミラー他による計重マットと、局部電池式トランスデューサーが、静電容量の変化が作用される圧力を推論するために使用される場合にエラストマー要素を使用して開発された。ヒステリシスと応答の線形性に関する改良とは、空隙率と、米国特許第４２６６２６３号のハバール他による組織化されたエラストマー要素と、米国特許第５，６９３，８８６号のセイミヤ他とによってもたらされた。しかし、複雑な切断と組み立て手順と個々の装置の組み立てを使用しなければ、最適な形状を実現するのは困難である。例えば、米国特許第４，５２６，０４３号のボア他によって開示されているように、触覚トランスデューサーとしての使用のため設計されたエラストマー要素内蔵の目立たない装置も、開発されている。しかし、コンデンサーによるトランスデューサーのノイズ感知度は、一般に、大きい面積または精巧な支援電子光学が満足な信号対ノイズの比率を与えるのに要求されるので、医学への応用にはそれほど向かない。
【０００４】
容量性に基づく装置に関連するノイズの問題は、大きい範囲で、光学的な二次的な変換技術の使用によって大きく回避され得る。圧力トランスデューサーは、光の放射を反映する圧力変形反射鏡を有し、米国特許第５，１９５，３７５号のテネルツ他により開示された柔軟な圧力変形可能反射鏡で、すでによく知られている。そのような装置は、現場での生理学的圧力測定のため医療用カテーテルの配備に利点がある。しかし、それらは脆くて直接的な機械結合には向かない柔軟な部材を形成するのに精巧な超精密機械加工技術を必要とする。
【０００５】
米国特許第４，８６９，２６５号のマックユーエンにより開示された生物医学的圧力トランスデューサーでは、一体化された膜スイッチ式電気接触子を含む圧気式チャンバーが、組織と止血帯カフのような装置との間に介在する。チャンバー内の圧力がカフによる圧力に等しくなると、通常は閉鎖されている接触子が開放される。流体で満たされた線が、チャンバー内の圧力を、止血帯から遠く離れた検出装置へ移動させるのに使用され、それによって、カフから組織へ作用された実際の圧力が算定される。この対策は、作用した圧力を連続的に動的算定することなく、流体の線で導入された信号を減衰させる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、多数の医療装置の１つにより人体の表面の一部、組織または器官に作用した圧力を信頼性をもって且つ再現可能に測定するトランスデューサーを提供することである。他の関連する目的は、特定の装置によりそれに関する特定の位置で作用された圧力を、その所定の位置における装置の平面に直角な方向で測定することである。さらに、本発明の他の関連する目的は、０から５００mmHg（１０psi）の範囲で作用された圧力を測定することと、所定の位置付近で２ｃｍ2を超えない面積にわたる平均された圧力を測定することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、測定の間組織/装置の境界を大幅に変えることで著しい誤差が生じないように、充分小さい圧力トランスデューサーを提供することである。他の関連する目的は、２ｃｍまでの半径を有する２つの寸法での曲がった表面に作用された圧力の測定に使用されるとき、トランスデューサーが大きい誤差を発生させないようにすることである。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は、多重トランスデューサー配列に含むに適する圧力トランスデューサーを提供することである。関連する目的は、湾曲した柔軟な組織面に適合する圧力トランスデューサー配列を提供することである。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、トランスデューサーの本体内に電流の使用を必要としないトランスデューサーを提供することである。関連する目的は、トランスデューサー本体内に金属の使用を必要としないトランスデューサーを提供することである。
【００１０】
本発明のさらに他の目的は、適用環境においてトランスデューサーの速く便利な較正または較正チェックを許すトランスデューサーを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために提供される。
【００１２】
本発明は、カフから人間の肢体または身体の部分により作用される圧力を測定するために、止血帯のカフと人間の肢体または身体の部分との間に挿入されるようにした生物医学的圧力を測定するためのプレーナー・トランスデューサーに実施される。トランスデューサーは、一方は基板であり、他方は圧力板という１対の対向する板を含む。また、トランスデューサーに接続された近位端部と、電子モジュールに遠く離れて接続された遠位端部とを備える測定チャネル光ファイバーをも含む。電子モジュールは、光源と、光検出器と、支柱と処理電子装置とを含む。測定チャネル光ファイバー・セットすなわち測定チャネル・ファイバー・セットは、測定チャネル光線をトランスデューサーから、またその逆に伝達する、２本の光ファイバーと、エミッタ・ファイバーと、検出ファイバーとを含む。変形可能なポリマー構造が、両板の間に配置されている。圧力がトランスデューサーに作用すると、変形可能なポリマー構造の変形の結果、シャッター反射鏡の投影度に変化が生じる。これは、エミッタと検出器光ファイバーとの間の光結合を変化させ、それによって、測定チャネル光線を調整する。測定チャネル検出用ファイバーの遠位端部に配置された測定光検出器が、測定チャネル光線の強度調整を表す電気信号を発生する。基準チャネルは、強度基準信号を提供する。両信号は、増幅されアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換装置へ送られる。次にＡ／Ｄ変換装置の出力が、作用された圧力の出力装置に表示する処理装置に送られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図示の実施例は、開示された形そのままに発明を限定するものではない。それは、発明の原理と、応用と、実地の使用とを説明するために選択され、説明されるものであり、それによって、当業者がこの発明を実施できるようにするものである。
【００１４】
図１に示した好ましい実施例において、ＬＥＤドライバー回路１２は、発光ダイオード１１（ＬＥＤ）を、信号対ノイズの比率を最大にするようにローデューティー・サイクルと高電流を使用して１ｋＨｚで駆動する。ＬＥＤ１１は、８５０ｎｍの波長を有する光エネルギーを発生する。トランスデューサーに光を供給するには、ＬＥＤよりむしろレーザー・ダイオードまたは白熱電球のような他の光源を使用しうることが明らかになろう。
【００１５】
ＬＥＤからのパルス光は、測定及び基準チャネル光ファイバー・セットの両方のエミッタ・ファイバー４、６に連結される。測定チャネル・光検出器８は、測定チャネル光線の調整強度を検出し、基準チャネル光検出器１３は、基準光線の強度を検出する。光検出器８、１３は、強度信号を発生し、それらは電子モジュール２内の同一であるが別々の信号処理回路への長い別々の信号線を中継される。
【００１６】
図３、４、５、６、９は、さらに詳細に本発明を示す。好ましい実施例では、ステップ状インデックスの多モード・ファイバーが使用される。測定及び基準の両チャネル光ファイバー・セットの各種ファイバーは、ＬＥＤ１１と、電子モジュール２内に含まれる光検出器８、１３に、透明な光ゲル埋込用樹脂によって光学的に連結されている。
【００１７】
特に、各光ファイバーは、その遠位端部をＬＥＤ１１、または光検出器８、１３（図２（Ａ））の光感知面に接触させて配置される。前記各種ファイバーは、電子モジュール２をトランスデューサー１に連結させるプラスチック・ジャケット３内に含まれる。このことは、すべてのファイバーが電子モジュール２とトランスデューサー１との間の通路を通り、同様な環境的効果を経ること、特に同じ曲げ力と微量曲げ力とを受けることを確実にするのを助ける。
【００１８】
図６は、トランスデューサーにおけるファイバー・セットの末端をさらに詳細に示す。測定チャネル４、５を構成するファイバーは、エポキシ樹脂糊を使用してトランスデューサーに遠位端部で長手方向に接合される。次に、ファイバーの近位端面は、ファイバーと、圧力板２３（図４）の下面に取り付けられた測定チャネル・シャッター反射鏡構造２４の光反射面３５との間の効率的な光学的結合を与えるべく、研削され研磨される。接合されたファイバーは、基板１９（図６）に紫外線養生にかわ２５を使用して所定位置ににかわ付けされる。基準チャネル・ファイバーすなわち基準チャネル光ファイバー・セット６、７は、同様な手順にしたがって組み立てられる。
【００１９】
基板１９（図３）に取り付けられた案内レール２２は、ファイバーの近位端面がシャッター反射鏡構造２４の反射面３５から一定間隔をおいて配置されるように、ファイバー・セットを位置決めする便宜を与える。シャッター反射鏡は、測定チャネルの場合、上記のように、圧力板２３に取り付けられる。
反射面３６を備えた別のシャッター反射鏡構造２０は、基準チャネル光ファイバー・セット６、７の場合、基板１９（図４）に取り付けられる。案内レール２２も、ファイバーのセットの光学軸がそれぞれの反射面にほぼ鉛直になるように、ファイバーの位置決めを助ける。
【００２０】
図３、４、５は、本発明の好ましい実施例に係る圧力トランスデューサーの基板１９と圧力板２３を示し、特に、位置決め案内レール２２と，変形可能ポリマー構造２１（図５）と、シャッター反射鏡構造２０、２４とをさらに詳細に示す。同一のアルミ板２３（９６％ Ｋｏｙｒｅａ）が装置の基板１９と圧力板２３の両方に使用されている。アルミナ板は本発明の好ましい実施例に使用されているが、応用によっては、広範囲の別の板材を使用してもよい。変形可能なポリマー構造２１は、シリコン・ラバー、ポリウレタン・ラバー、ポリブダジエン等の材料で製造してもよい。図示の実施例では、変形可能なポリマー構造２１を形成するために、全重量に対する触媒の重量が２−６％であるＲＴＶシラスティック・シリコン・ラバー９１６１すなわちＲＴＶシラスティック・ラバーが使用される。
【００２１】
本発明の好ましい実施例では、ＲＴＶシラスティック・ラバーはまた案内レール構造２２を形成するのにも使用される。これらの構造も、広範囲のポリマーまたはセラミック絶縁材料で製造することも可能である。
【００２２】
本発明の好ましい実施例では、ＲＴＶシラスティック・ラバーは、シャッター反射鏡構造２０、２４を形成するためにも使用される。高反射係数の金属要素を、シャッター反射鏡構造として使用してもよい。あるいは、ポリマーまたは他の非金属体に関する金属コーティングも、そのような構造に使用することができる。しかし、ＲＴＶシラスティック・ラバーを使用してシャッター反射鏡を形成することの特に効果的な成果は、普通の可視及び赤外線（ＩＲ）放射ダイオードで得られる波長に良好な反射鏡として作用する滑らかで平坦な表面を形成することができることである。その上、この材料は変色することなく、可視放射線とＩＲ放射線の双方に対して実質的に不透明である。したがって、本発明に係るトランスデューサーをすべて非金属材料で製造することは可能である。
【００２３】
写真製版印刷、鋳造、及び厚膜スクリーン印刷法等多くの技術を、ポリマー構造を直接アルミナ板に形成するのに使用してもよい。この技術領域は、ポリマー材料から前もって選択可能な厚さの広範囲の平面幾何学的図形に形成する能力を提供する。
【００２４】
変形可能なポリマー構造２１のパターンは、応用に対して最適な変形特徴を生ずるように選択される。平面パターンは、縞模様、長方形、円形または十字形を含む広い範囲から選択できる。制御のための重要な変形可能ポリマー構造パラメーターは、その構造の個々の突起の断面、個々の隣接突起間の断面、及び両板と突起の上下面との間の接触領域に関係する。
【００２５】
この実施例において、基部幅に対する個々の突起断面にとっての最適スパンの比率（Ｓ／Ｗ）は、０．４から最大１０の範囲内である（図５参照）。１０より大きい比率では、過度な変形が構造に発生し、そのために身体における圧迫重圧と身体の変形との関係に非線形性の増大と、装置の作動領域の減少が起こる。他方、Ｓ／Ｗ比が０．４より少ないと、変形可能なポリマー構造２１内の隣接する個々の突起間に接触が起こる。
【００２６】
変形可能なポリマー構造２１を構成する個々の突起の高さに対する基部幅の比率Ｗ／Ｈは、０．８の値から１０まで変化してもよい。０．８の値では、変形装荷に対して比較的低い抵抗を有する構造になる。１０より大きいＷ／Ｈ値では、トランスデューサーの感度は、低すぎて単純な圧力トランスデューサーとしては非実用的な装置となる。その上、これは作用する圧力と変形との関係におけるヒステリシスを増大させることになる。
【００２７】
直線的な応答を維持するため、全荷重変形は、変形可能な構造の高さＨの２０％の数値に制限される。これは、比率ＡP／ＡR（ＡPは圧力板の全面積、ＡRは変形可能なポリマー構造２１が基板１９に接触する全接触面積を表す）に関し８の実用的限界値を意味する。ＡRは、Ｎ（変形可能な体部の数）とＷ（断面の基部幅）とＬ（変形可能な体部の長さ）との積である。
【００２８】
光ファイバーの直径、変形可能なポリマー構造２１の高さ、及びシャッター反射鏡２０、２４の選択は、トランスデューサーの感度、直線性、特定のチャネル・シャッター反射鏡と両板の平面で測定した対応する光ファイバー・セット近位面３９、４０との間の距離ｄのような動的範囲の決定に重要となる（図３）。
【００２９】
ファイバーの直径Ｄに対する変形可能なポリマー構造２１の高さＨの比率は、次に示す範囲内でなければならない。
【００３０】
図５に示す好ましい実施例に係るトランスデューサーについては
【数１】
0004290338.tif 000002
この比率が４より大きければ、トランスデューサーは高荷重のもとで飽和するであろう。より低い方の限界値は、圧力板２３が高荷重状態でファイバーに圧力をかけないようにする必要により設定された実用的な限界値を表している。
【００３１】
測定チャネル・シャッター反射鏡２４の高さ（すなわち、板２３の下面から）は、トランスデューサーの荷重ゼロ状態で測定チャネル光ファイバーの放射面及び検出面３９、４０の幾何学的突起の１０％から８０％の面積が、その反射鏡２４の反射面３５と交差するか重なるように選択される。
【００３２】
基準チャネルの対応する重なりは、正確な数値は装置の満足な操作にとって決定的ではないが、およそ５０％に設定するのが有利である。
【００３３】
本発明の好ましい実施例において、各ファイバー・セットの近位端部３９、４０でのエミッタ・ファイバー４、６と検出用ファイバー５、７との間の角度は、およそ０度である。最大感度は、シャッター反射鏡反射面と次の式で与えられるファイバー・セットの近位端面との間の間隔ｄに対して発生する。
【数２】
0004290338.tif 000003
Ｄはファイバーの直径、ＮＡはファイバー開口数を表す。これは、反射光線の強度が、ファイバー端部と反射面との間の正確な間隔にそれほど鋭敏に依存しない領域に相当するが、同時に光学的結合の変化の高い比率が、シャッター反射面３５の、測定チャネル光線への横方向の移動に対して起こる。
【００３４】
基板１９に形成された案内レール２２は、ファイバーの初期コース設定を非常に容易にする。初期予備設定とトリムの程度は、光ファイバーが組み立て中に配置されるときの光検出器８、１３の出力を監視することで可能にされる。
【００３５】
第２の好ましい実施例は、図７、８、１０に示されており、実質的に変形不能なパッド２７が、変形可能なポリマー構造２１と共に本発明に係るトランスデューサーの製造に使用されている。実質的に変形不能なパッド２７を製造する効果的な方法は、層の厚さが幅の５％より小さく、長さの５％より小さい、大部分連続した層状のＲＴＶシラスティック・シリコン・ラバーを使用することを含む。この後者の条件は、本発明の関心事である圧力範囲に対するパッドの変形がごく僅かであることを確実にする。
【００３６】
この好ましい実施例は、高さを減らした変形可能ポリマー構造２１が使用される場合に、特に効果的である。そのような構造に実用的な範囲は、
【数３】
0004290338.tif 000004
の限度内に規定される。
【００３７】
これは、例えば、製造上の経済的な理由等でファイバーの直径と同程度かそれよりはるかに低い高さの変形可能なポリマー構造２１を持つのが望ましい場合に起こる。パッドは、事実上、両板の間の間隔を、ファイバーを両板の間に収容させるに、またファイバーによる制限がない変形可能なポリマー構造の変形を許すに充分な値にまで増加させるよう設計されたスペーサーである。
【００３８】
第１の好ましい実施例のために、変形可能なポリマー構造２１の寸法と、シャッター反射鏡２０、２４と、シャッター反射鏡２０、２４と光ファイバー・セットの近位端面３９、４０との間の距離に関して使用される基準は、第２の好ましい実施例の場合にも同様にあてはまるので、ここではこれ以上詳細には記載しない。
【００３９】
図１１、１２は、トランスデューサー１のパッケージの仕方の一例を示す。パッケージ２８は、ＨＤＰＥ、ナイロンまたはテフロン等何らかの非金属材料で作らねばならない。パッケージ２８の外形は、最大の圧縮下で少なくとも完全なトランスデューサーより低くなければならない。圧力板２３の外面に取り付けられたポリマーのキャップ２９は、この必要性が満たされていることを保証する。その上、キャップ２９は剪断力の干渉を軽減し、トランスデューサー１に作用する圧力をより良く移行させるのを助ける。
【００４０】
測定チャネル光ファイバー・セットは、トランスデューサのパッケージの壁に配置された可撓性のスリーブ３０を経て通される。可撓性のスリーブ３０は、ファイバー光ケーブル設置の使用に知られた通常の材料で作られる。スリーブ３０の内径は、セット中のファイバーを合わせた直径より僅かに大きいので、ファイバーはスリーブの中に容易に入る。次に、ファイバーとスリーブ３０の内壁との間の空間を埋めるため、エポキシがスリーブの中に引き入れられる。このスリーブは、トランスデューサー・パッケージの壁を透ファイバーの通路のための柔軟なひずみ解放導管を提供する。基準チャネル光ファイバー・セットについても、同様な配置を使用してもよい。鋳造されたバッファー３１は、さらに、ファイバーの両セットを含むファイバー・ケーブルとトランスデューサー・パッケージとの間の接合箇所をさらに保護し、ひずみを解放する。
【００４１】
強度調整原理に基づくファイバー光トランスデューサーが、電源、検出温度の変動、エージング効果、屈曲、ファイバー通路に沿った環境効果、ならびに反射面の反射能の変化による干渉効果に特に敏感であることは、広く容認されている。そのような効果は、関心のパラメータにより生ずる強度調整と区別されない強度変化をもたらし、そのため測定の過程に無視できない不安定さを導入することがある。
【００４２】
本発明によれば、トランスデューサー１は、基準チャネルを形成しプラスチック・ジャケット３内に配置される第２セットの光ファイバーを含み、プラスチック・ジャケット３はトランスデューサー１と電子モジュール２とをつなぎ、さらに測定チャネル光ファイバーをも含む。このスリーブは、光ファイバーの結合されたセットと同軸である。反射面３６を有する基板１９に取り付けられ、上記のように配置されたシャッター反射鏡は、基準チャネル・ファイバー・セットの近位端面４０に関して固定した位置を有する。それ故、シャッター反射鏡は、基準エミッタ・ファイバー６により基準検出ファイバー７に放射された所定比率の光を反射する。射光線は、そのため、両板に作用する圧力によっては調整されないが、上記の干渉効果を受ける。基準チャネルのファイバーは、電子モジュール２と測定チャネル・ファイバーとしてのトランスデューサー１との間の大部分同じ通路に従うので、基準チャネルの光信号の強度は、そのような干渉効果を大幅に中和するように使用してもよい。さらに、電磁的ノイズ干渉と電子処理回路内の電気的ドリフトずれへの免疫性が、非ＤＣ信号を介して確実にされる。
【００４３】
トランスデューサーの製造に固有のいくつかの要因が、作用する圧力と測定圧力との関係に不安定さと不正確さを引き起こす。これらの要因は、反射面の幾何図形の不安定さ、反射面に関するファイバーの相対位置における不安定さ、及びファイバー接続と末端における不安定さを含む。測定信号に関連するそのような不正確さは、各トランスデューサーを適切に較正することで補整される。特に、これは、トランスデューサー１に既知の圧力を加えるために、トランスデューサーの圧力板に支えられる調整可能な締め金を含む単純なジグにトランスデューサー１を配置することで成就できる。
【００４４】
使用時、トランスデューサー１を、止血帯カフ１８と肢体または組織との間に挿入してもよい（図１）。圧力トランスデューサー１は、止血帯カフ１８に対して組織をその正常位置から実質的にずらすことがないように充分厚く設計されている。カフ１８により組織に加えられた圧力は、トランスデューサー１を適切な電子回路構成と共に使用して決定することができる。トランスデューサー１に圧力が加えられるとき、変形可能なポリマー構造２１の変形は、測定チャネル・シャッター反射鏡２４の測定チャネル光線への放射の度合いに変化をもたらすであろう。このため、測定チャネル・エミッタ・ファイバー４と検出用ファイバー５との間の光の結合が変化して、それにより、測定チャネル光線を変調するであろう。
【００４５】
図１及び２（Ａ）を参照するに、測定チャネル検出用ファイバー５の遠位端部４１に配置された測定光電検出器８は、測定チャネル光線の強度変調を表す電気信号を発生する。これは増幅器９に送られ、次に、デジタル形式でプロセッサー１６に通される前にアナログ・デジタル変換器１０に接続される。
【００４６】
基準チャネル光電検出器１３から得られる強度基準信号は、同様に測定チャネル信号へと処理される。信号は、測定されていない関連強度変化に対して補整される出力読み込みを行うために、プロセッサー１６によりデジタルに処理することができる。１つの単純な対策は、作用された圧力を表す比率計出力を得ることを含む。しかし、単純な、代替的な補整技術は基準チャネルにおける光線の強度を一定の設定ポイント水準に維持するため、強度基準信号を利用してフィードバック制御信号をＬＥＤパルス・ドライバー回路１２に供給することを含む。両補整技術とも周知であるから、ここではこれ以上記述しない。
【００４７】
トランスデューサー１は、このように、カフ１８の下の所定位置でカフ１８によって加えられた圧力を決定する非電気的手段を医師に提供することができる。
【００４８】
最小の厚さと幅のトランスデューサーを生産する能力により、多数のトランスデューサーを、アレイを形成するようにマイラー（Ｍｙｌａｒ、デュポン社の商標）のような可撓性のキャリア層３２に取り付けることができる。図１３は、カフ１８により、その下にある肢体または器官に加えられた圧力分布形状の測定のため、止血帯１８の下に配置できる２×４のアレイ４４を示す。キャリア層は、アンカー帯３３を使用するプラスチック・ジャケット３の固定を容易にするランディング・プラットフォームを備える。層３２はまた、各種の光ファイバーのセットを運搬し、個々のファイバー・オプティック・セットのファンアウトを便利にしている。
【００４９】
アレイ４４の所定のトランスデューサーのための測定チャネル及び基準チャネル光ファイバー・セットを構成する４本のファイバーは、エポキシ糊を使用してキャリヤー層３２に接着された可撓性ポリマー・スリーブ４５内に含まれている。すべてのトランスデューサーに適切なファイバーのセットとのアクセスを許すため、ファイバーの屈曲が製造者の推奨する当該ファイバーに対する長期最小屈曲半径と矛盾しないように、個々のトランスデューサー１の配置が配慮されている。便宜上、両面接着テープまたはその他の単純な接着手段を使用して、アレイ４４全体をカフ１８の内面に取り付けてもよい。ドライバー回路構成及び信号処理回路構成は、アレイのトランスデューサー毎に制御モジュールに複製されている。
【００５０】
現在本発明の好ましい実施例と信じられる事項を説明してきたが、明細書及び請求項に記載された本発明から逸脱することなく、前記実施例の構造、材料、割合、条件に多くの変更がされ得ることは、当業者には明らかであろう。例えば、上記好ましい実施例は、反射光の変調を利用してトランスデューサーに加えられた圧力を推測するが、伝達光線の変調を利用することも可能である。また、測定及び基準両チャネルのエミッタ・ファイバーに対して単独の電源ＬＥＤから２つの光線を与えるために、ファイバー”Ｔ”カプラーを利用することも可能である。特に、取り外し式コネクタを備えたファイバー・オプティック・スプリッタを、この目的に利用することもできる。同様に、検出器ファイバーを光電検出器に接続するために取り外し式コネクタを使用することも可能である。さらに、接続ファイバーと必要な光源と検出器とを備えたトランスデューサーが、低コストで単一の使い捨て装置として組み立てられることも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧力トランスデューサーと電子処理回路構成とを示す概略図。
【図２】（Ａ）は測定及び基準両チャネル・ファイバーの遠位端部の斜視図、（Ｂ）はプラスチック管に収容された測定及び基準両チャネルのファイバーの横断面図。
【図３】好ましい実施例の基板及び圧力板のそれぞれを表す斜視図。
【図４】好ましい実施例の基板及び圧力板の平面図。
【図５】好ましい実施例の基板の拡大部分斜視図。
【図６】光ファイバーの遠位端部の斜視図。
【図７】第２の好ましい実施例の基板及び圧力板の斜視図。
【図８】第２の好ましい実施例の基板及び圧力板の平面図。
【図９】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ好ましい実施例の端面図及び横断面図。
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ第２の好ましい実施例の端面図及び横断面図。
【図１１】パッケージされたトランスデューサーの斜視図。
【図１２】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれパッケージされたトランスデューサーの断面図。
【図１３】本発明に従って製造されたトランスデューサーの複数トランスデューサー・アレイ。
【符号の説明】
１        トランスデューサー
２        電子モジュール
３        ジャケット
４、５    測定チャネル
４、６    エミッタ・ファイバー
８、１３  光電検出器
９        増幅器
１０      アナログ・デジタル変換器
１１      発光ダイオード
１２      ドライバー回路
１６      プロセッサー
１８      止血帯カフ
１９      基板
２３      圧力板
【図１】
0004290338.tif 000005
【図２】
0004290338.tif 000006
【図３】
0004290338.tif 000007
【図４】
0004290338.tif 000008
【図５】
0004290338.tif 000009
【図６】
0004290338.tif 000010
【図７】
0004290338.tif 000011
【図８】
0004290338.tif 000012
【図９】
0004290338.tif 000013
【図１０】
0004290338.tif 000014
【図１１】
0004290338.tif 000015
【図１２】
0004290338.tif 000016
【図１３】
0004290338.tif 000017