JP2000515781A - 幼児／新生児用のパルス酸素計センサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 改良された幼児/新生児用のパルス酸素計センサー基体が，好適に，幼児または新生児の足の形状と整合する。一実施例において，パッド（10）は幼児のかかとと整合し，踵骨（26）の領域に好適に，取り付けられるエミッター（14）および検出器（20）を有する。かかとバッドは伸縮自在のソックスにより適所に保持される。他の実施例においては，整合したパッドはエミッター（14）および検出器（20）を保持するための，凹所まはたポケットを有するソックス（52）である。

Description

【発明の詳細な説明】 幼児/新生児用のパルス酸素計センサー 発明の背景 本発明は酸素計センサーに関し，とくに幼児の足に使用するパルス酸素計セン サーに関する。 パルス酸素計は典型的に，限定するものではないが，動脈血中のヘモグロビン の血液酸素飽和度，組織に供給する個々の血液の拍動値，および患者の各鼓動に 対応する血液拍動のレートを含む，種々の血液流の特性を測定するために使用さ れる。これらの特性の測定は，血液で灌流される患者の組織の一部を通過して光 を散乱させ，このような組織における光の吸収を，光電気的に検知する非浸入的 なセンサーを使用して，行われる。 組織を通過して散乱した光は，血液中の血液成分の量の，代表的な量において ，一つ以上の波長が血液により吸収されるように選択される。組織を通過して散 乱し，伝送した光の量は，組織中の血液成分の変化量および関連した光の吸収に したがって変化する。血液の酸素レベルを測定するために，典型的に，このよう なセンサーには，血液酸素飽和度を測定するための既知の技術にしたがって，少 なくとも二つの異なる波長の光を発生するために使用される光源，およびこれら 波長の両方に感応する光検出器が備え られる。 既知の非浸入式センサーは，指，耳または頭皮のような体の一部に留め付けら れる装置を含む。動物および人間において，これらの組織は血液で灌流され，組 織の表面にセンサーを容易に取り付けられる。 パルス酸素計が低酸素血の測定のために，NICUにおいて，そして次第に家庭で も幼児，新生児に使用されている。家庭において，低酸素症状の早期の検出が， 幼児突然死，および関連した病状の発症に対して，最近使用されている無呼吸モ ニターよりも信頼性のある指標，警告となると信じられている。パルス酸素計セ ンサーは，手，足，爪先若しくは指（伝送センサー），または，組織内への良い 血液灌流のある平坦な面（反射センサー）に取り付ける必要がある。小さな幼児 や新生児に対する在来のアプローチは，パルス酸素計センサーを足の適所にテー プで留めることである。家庭では，このことは，センサーが取り付けられており ，さらに乳児を親や看護の人により常に看視できないので不便である。センサー をテープで留めつけ，それを外すことを繰り返すと，乳児の皮膚に炎症が生じる ために，親には受け入れがたいものとなる。さらに，接着センサーは一般的に一 度の使用または限定的な使用となり，家庭でのモニターの費用が実質的に高くな る。クリップ式のセンサーはこれに代わるものであるが，動くことで外れやすい 。 パルス酸素計が典型的に，幼児の足（foot）の中央上側および下側にわたって 取り付けられる。ある研究では，酸素計は，足の裏側から，かかとの上のアキレ ス腱にわたって適用された（Ivan D imich等の“臨床調査，搬送システムにおけ る，新生児の，パルス酸素計による酸素飽和度のモニタリングの評価”Canadian J oumal of A naesthesia，1991，38：8,pp985-988）。 発明の要約 本発明は，改良された方法で，幼児の足（フット）に取り付けられる，改良さ れた幼児/新生児用のパルス酸素計センサーを提供する。強力な接着剤は必要で はないが，ソフトな接着剤やジェルが本発明のセンサーの整合性を改良するため に使用される。本発明は好適に，幼児や新生児の足の形状と整合し，または整合 できるパッドを提供するが，非整合パッドまたはカップもまた使用できる。 一実施例において，パッドは，幼児のかかとと整合し，好適に，アキレス腱の 下および踵骨の下に取り付けられるエミッターおよび検出器を有する。 他の実施例において，整合可能なパッドは，エミッターおよび検出器を保持す るために，カットされたポケットを有するソックスである。ナイロン製のメッシ ュ，または他の半透明材がポケットの内面を形成し，これにより，光がエミッタ ーを避け，検出器により検出される。 好適に，検出器および検出器に取り付けられた配線は，幼児のかかとから，少 し距離をおいて，パルス酸素計モニターに取り付けられた個々のケーブルに連続 して連結することができるコネクタへと伸びる。センサーに取り付けられた短い ケーブルにより，幼児への取付が容易となる。 このほかに，エミッターおよび検出器は，好適に，パッドのポケットまたはく ぼみ内に挿入可能である。本発明の本質および作用効果のさらなる理解のために ，添付図面と関連する，以下の記述を参照されるべきである。 図面の簡単な説明 図１は，幼児の足に適用された本発明にしたがったかかとパッドの一実施例を 示す。 図２は，図１のセンサーの側面図である。 図３は，踵骨の位置を示す幼児の足の図である。 図４は，本発明の一実施例にしたがって，幼児に取り付けられた使い捨てパッ ドと一緒に使用する，“Yセンサー”の図である。 図５および図６は，本発明にしたがった，かかとパッドの一実施例の，分解図 および組立図をそれぞれ示す。 図７は，本発明にしたがった，ソックスタイプのパッドの他の実施例の図であ る。 図８Ａ〜図11図は，患者のかかとの上での，種々のエミッターおよび検出器の 位置を示す図である。 好適実施例の説明 図１は幼児の足（フット）12に取り付けられたセンサーバッドの一実施例を示 す。パッド10は幼児の足12のかかとに整合し，一方の側にライトエミッターを， 他方の側に検出器（図１において図示せず）を含む。エミッターおよび検出器の 接続のためのケーブル16がコネクター18に接続されている。このケーブは短く維 持することにより，幼児へのパッドの適用に際し，巻き付くことがなく，パルス 酸素計モニターに接続されたケーブルのための他のコネクタに，連続して取り付 けることができる。 図１はまたは任意のECGセンサー13（これはケーブル16の分離した配線を有す る）を示す。さらに，付加的なセンサー15が使用されてもよく，反射センサーで あってもよい。付加的なセンサー15は完成したセンサーまたはエミッターを分け 合う，まさに一つの検出器であってもよい。また，一つの検出器が二つもエミッ ターを受けもってもよい。このような反射センサーにおいて，エミッターおよび 検出器は図１に示されているように，かかとの側方に位置してもよく，両方がか かとパッドの底に位置してもよい。また，一方が側方に，他方が底に位置しても よい。図２は，幼児の足に適用する前の図１に示すパッド10を図示する。図２は かかとのパッドカップの内側を示す。エミッターおよび検出器は送信操作モード のために，十分に離し てもよく，また反射操作モードのために，互いに接近させ，またはかかとの同じ 側若しくは足の裏に配置さてもよい。パッドそれ自信は平坦な材料からカットさ れたもよく，それは折り畳んで線22，24にそって接着させ，または適切な形に成 形しもよい。パッドは発泡体，ラバーまたは熱可塑性材のような種々の材料から 作られてもよい。また，パッドは多層を一緒にラミネートし，中に光学素子およ び配線をサンドイッチすることにより，構成されてもよい。パッドは好適にライ クラ（lycra）またはナイロンのような伸縮性のソックスにより，かかとに保持 されてもよいが，Vercroのようないろいろな材料から作られたひもで保持されて もよい。ソックスは，かかとパットを，それが移動することなくかかとに保持で きるように，しかし血液の流れを妨げない程度に十分にきつくあるべきである。 図２はまたシャントバリアーとして機能することができる隆起部25を示す。こ れはエミッターからの光が幼児の皮膚を通して短絡することなく検出器に入るこ とを防止する。シャントバリアーの隆起部25は幼児のかかとに対して，その他の 部分がそうでなくとも，接し，したがって幼児のかかたの端部をまわる光路を遮 断する。 図３は，幼児のかかとの切り欠きした背面図を示す。好適には，エミッターお よび検出器は図３において示されているように，踵骨26の下に取り付けられてい る。この領域は，血液が非常に灌流し，酸素計が適切に機能するよう に，十分な光送信が可能となるところである。。 センサをかかとに配置する他の利点が，誕生体重（約7ポンド）から22ポンド に至るまで成長があっても幼児のかかとの大きさはほとんど変化しないことであ る。対照的に，足のブリッジ部は劇的に大きくなる。 本発明者は，かかとがセンサーのための良好な保持場所をなるが，これとは対 照的に，他の場所がセンサーを所望に留め付けることが難しいことを見出した。 かかとパッドを適所に保持するための，伸縮自在のソックスの使用はまた，足を 僅かに締め付け，静脈血を締め出し，したがって検出信号の，不所望の人工的な ものを減少させ，そして動脈の拍動振幅を強調する際に，都合が良いものである 。 一実施例において，かかとパッドは再利用可能で，エミッター14および検出器 20を保持するために，パッドには開口部がある。図４は，個々のエミッター14お よび検出器20を有する“Ｙセンサー”を図示する。これらは，裏側に突起を有す るプラスチック性のハウジング内に取り付けられれ，突起28は図示の通りに見え るものである。これら突起はエミッターおよび検出器を適所に留め付けるために ，かかとパッドにある，対応するように形状付けされた，凹所内に挿入すること ができる。全ハウジングは，エミッターおよび検出器ハウジングの形状に整合す る形状をもつ凹所内に配置されてもよい。二本のケーブル30および32が符号34の ところで連結され，それ以上のところでは一本の ケーブル組立体16として使用される。このように，個々の部分は，極端に離れる こともなく，絡まったりもしない。 ケーブル30および32はワイヤから作られてもよく，柔な回路を使用してもよい。 図５および６は，かかとパッドの他の実施例を示す。図５は検出器およびエミ ッターのための，打ち抜き窓38および40を有する弾性材を示す。縁42および44は 図６に示されているように，かかとカップを形成するように一緒に接着されてい る。図６は，ケーブル16が取り付けられた，組立後のかかとパッド36を示す。組 み立てられた形状において，丸くなった開口部46が，幼児のかかとの底部を保持 するために形成され，またカップは，かかとが開口部26からいろいろに突き出す ことができるので，いろいろな大きさのかかとを収納できる。窓38は図６に示さ れているが，窓40は隠れている。パッドの正面部分50が係合したとき，幼児のか かとの下に僅かに滑るように設計される。 かかとバッド36は，成形発泡体，ラバーまたは熱可塑性材のような種々の材料 により作ることができる。とくにNeoprcne^TMラバーを使用でき,PoronまたはUret hane^TMの発泡体が使用できる。他の使用可能な材料としては，SantopreneＴＭで ある。好適に，その材料は形状記憶あり，操作により変形した後でも，足に整合 する形状を保持できる。また，かかとバッドはネルコアー製のＮ-25Oxisensorと 同様の構成となるように，二つ以上に積層されたテープの ように構成されてもよい。かかとパッドは，成形した硬い形状にして，または歪 ませることのできる柔軟で，整合可能な形状にして，幼児のかかとと整合するよ うにしてもよい。好適には，かかとパッドは，周囲の光源からの光学的な干渉を 最小にするように，材料を使用し，形状をもつように構成される。 エミッターおよび検出器は，かかとパッド内の凹所で，接してもよく，または 特別な空気間隙を与えるために，凹状にしてもよい。特別な空気間隙は，動きに 応じて，エミッターおよび検出器が直接皮膚に接し，そして空気間隙が形成され るところでの，光路にの変化をなくすことができる。常に空気間隙があるように するこで，動きによる，検出光の変化が増減しない。また，エミッターおよび検 出器は幼児の足に接してもよい。 図７は特別なソックス52が使用される，本発明の他の実施例を示し，ソックス は足の頂部にポケット54を，足の裏にポケット56を有する。エミッターおよび検 出器は，ポケットに挿入され，ケーブル16に接続される。ポケツトの裏側には， たとえばナイロンメッシュのようなメッシュ58がある。これに代えて，透明なプ ラスチック材または他の材料も使用できる。そのメッシュまたは透明な材料は， センサーをポケット内の適所に保持できる十分な強さをもち，光が通過できる十 分な透明さをもたなければならない。Velcro^TMのような任意の留め付けテープ60 が，ケーブ ル16を適所に保持するために使用され，ケーブルがエミッターおよび検出器から 離れることで，ポケット内のエミッターおよび検出器が動くことを防止している 。ポケット56および58は，図１にあるように，踵骨の下でかかとパッドを横切る ように位置してもよい。または，エミッターおよび検出器を保持するための凹所 または穴をもつソックスがエミッターおよび検出器と患者の足との間を覆うこと なく使用できる。 図８〜１１は，本発明にしたがった，エミッターおよび検出器の他の配置位置 を示す。患者のかかと付近の足の側面にあるエミッターおよび検出器を示す底面 図が図８Ａに，側面図が図８Ｂである。図９Ａおよび図９Ｂはそれぞれ底面およ び側面を示すが，ここでエミッターおよび検出器はかかとの裏にそって互いに隣 接して位置する。図１１Ａおよび図１１Ｂは，足の上側から裏側のそって伸びる 直線にそって，かかとの裏に揃えられたエミッターおよび検出器を図示する。図 １０Ａおよび図１０Ｂに図示の検出器は，かかとの裏にあるが，エミッターは側 面にある。このような場合の外に，これらの位置を反転させてもよく，また図８ 〜１１に示す位置の他の組み合わせをとってもよい。 当業者には，本発明が，その思想および要旨から逸脱することなく他の態様を 実施できることは分かるであろう。動脈血酸素飽和度のほか，ブドウ糖，血液ガ ス，または血液流の特徴が決定されてもよい。さらに，光学ファイバー または光学ファイバー束も電子光学エミッターおよび/または検出器が離れてい る場合で，光源および光検出器の一方または両方を基体に結合するために使用さ れてもよい。このように以上の記述は説明のためであり，請求の範囲の発明の範 囲を限定するためではない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 血液の特徴を決定する光学方法であって， 患者のかかとの，踵骨のある領域で，間隔が開けられた位置にエミッターおよ び検出器を適用する工程と， 前記エミッターおよび検出器を前記患者に留め付ける工程と， 電磁放射を前記検出器で検出し，検出器信号を生成する工程と， 前記患者の血液の特徴を前記検出器信号から決定する工程と， を含む方法。 2. 前記留め付け工程は，前記エミッターおよび検出器を覆うソックスで覆う工 程を含む，請求項1に記載の方法。 3. 前記留め付け工程は，前記エミッターおよび検出器をソックスに付設する工 程を含む，請求項1に記載の方法。 4. さらに，前記検出器で，伝送された光を検出する工程を含む，請求項1に記 載の方法。 5. さらに，前記検出器で，反射光を検出する工程を含む，請求項1に記載の方 法 6. 前記血液の特徴は酸素飽和度である，請求項1に記載の方法。 7. 前記工程が15Ｋｇ以下の体重の患者に適用される，請求項1に記載の方法。 8. 酸素計センサーであって， 患者の足の少なくとも一部の形状と似た形状をもつ，非浸入基体と， 該基体に連結されたエミッターと， 前記エミッターから距離をおいて，前記基体に連結される検出器と， を有する酸素計センサー。 9. さらに，前記基体を前記患者の足に保持するためのソックスを含む，請求項 8に記載の酸素計センサー。 10. さらに，前記基体を前記患者の足に保持するための，少なくとも一つの紐 を有する，請求項8に記載の酸素計センサー。 11. 請求項8に記載の酸素計センサーであって， 前記基体がソックスを含み， 該ソックスが， 前記エミッターおよび前記患者との間に，実質的に透明な部材を含む，前記エ ミッターを留め付けるための第一のポケットと， 前記エミッターと検出器との仇胃に，実質的に透明な部材を含む第二のポケッ トと， を含む， ところの酸素計センサー。 13. 前記エミッターおよび検出器の少なくとも一方が，前記エミッターおよび 検出器の前記一方と前記足との間に， 空気間隙を形成するために，前記基体内に凹所を有する，請求項8に記載の酸素 計センサー。 14. 前記基体は弾性があり，患者のかかとと整合する形状をもち， 前記エミッターおよび検出器は，幼児の患者の，踵骨の下のかかとと係合する ために，前記弾性基体に取り付けられている，請求項8に記載の酸素計センサー 。 15. 前記基体がソックスを含み，該ソックスが前記エミッターと前記検出器と を保持する空洞部を有する，請求項8に記載の酸素計センサー。 16. さらに，前記基体にECGセンサーを含む，請求項8に記載の酸素計センサー 。 17. さらに，前記基体に取り付けられた第二の酸素計センサーを含む，請求項8 に記載の酸素計センサー。 18. 酸素計ハウジングであって， 患者のかかとの形状と同様の形状をもつ基体と， エミッターを保持する，前記基体内にある第一の空洞と， 検出器を保持するための，前記第一の空洞から距離をおいた，前記基体内にあ る第二の空洞と， を含む，酸素計ハウジング。 19. 酸素計センサーであって， 患者のかかとの形状と同様の形状をもつ基体と， エミッターを保持する，前記基体内にある第一の空洞 と， 検出器を保持するための，前記第一の空洞から距離をおいた，前記基体内にあ る第二の空洞と， 前記患者のかかとの裏と係合するための，前記基体の底部分と， 前記底部分の上の間隙と， を含み， 前記患者のかかとの一部が前記間隙内に伸びる，ところの酸素計ハウジング。