JPH0529690Y2 - - Google Patents
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- JPH0529690Y2 JPH0529690Y2 JP1985001388U JP138885U JPH0529690Y2 JP H0529690 Y2 JPH0529690 Y2 JP H0529690Y2 JP 1985001388 U JP1985001388 U JP 1985001388U JP 138885 U JP138885 U JP 138885U JP H0529690 Y2 JPH0529690 Y2 JP H0529690Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluorescent material
- material layer
- organic fluorescent
- optical fiber
- fluorescence
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は、血液中から生体組織を経て拡散して
くるO2ガスを皮膚表面にて測定する経皮酸素セ
ンサに関するものである。
くるO2ガスを皮膚表面にて測定する経皮酸素セ
ンサに関するものである。
動脈血中のO2分布を測定するには直接動脈中
の血液を採取して測定する方法があるが、連続的
にO2分布を測定することはできず、しかも新生
児や重症患者には著しい負担となる。冒頭に述べ
た経皮酸素センサによれば、このような問題は解
消される。第５図はその構造例を示すもので、セ
ンサの基体１は互に係合するセル１ａとホルダ１
ｂとより構成されている。ホルダ１ｂの周囲には
温度センサ２及びヒータ３が埋込まれ、温度セン
サ２の検出信号を基に加温制御器４が所定の温度
に皮膚を加温するようにヒータ３へ給電する。ホ
ルダ１ｂの前面には、スペーサ５とで挟持される
ことにより半透膜６が配設され、その内部には電
解液７が収容されている。そしてこの電解液内へ
それぞれリード線の導出された陽極８ａ及び陰極
８ｂから成る電極８が浸漬されている。この経皮
酸素センサを測定部位の皮膚に当てると、加温に
より動脈が拡張し、血管から酸素ガスが拡散して
きて半透膜６を透過して電解液７へ溶込む。これ
により、電気分解が起り、電極８ａ，８ｂを通流
する電解電流値よりO2分布が測定される。
の血液を採取して測定する方法があるが、連続的
にO2分布を測定することはできず、しかも新生
児や重症患者には著しい負担となる。冒頭に述べ
た経皮酸素センサによれば、このような問題は解
消される。第５図はその構造例を示すもので、セ
ンサの基体１は互に係合するセル１ａとホルダ１
ｂとより構成されている。ホルダ１ｂの周囲には
温度センサ２及びヒータ３が埋込まれ、温度セン
サ２の検出信号を基に加温制御器４が所定の温度
に皮膚を加温するようにヒータ３へ給電する。ホ
ルダ１ｂの前面には、スペーサ５とで挟持される
ことにより半透膜６が配設され、その内部には電
解液７が収容されている。そしてこの電解液内へ
それぞれリード線の導出された陽極８ａ及び陰極
８ｂから成る電極８が浸漬されている。この経皮
酸素センサを測定部位の皮膚に当てると、加温に
より動脈が拡張し、血管から酸素ガスが拡散して
きて半透膜６を透過して電解液７へ溶込む。これ
により、電気分解が起り、電極８ａ，８ｂを通流
する電解電流値よりO2分布が測定される。
しかしながら、この種の経皮酸素センサでは、
電解液を使用するためにその蒸発で長期保管が不
可能であり、また電解液及び電極等の劣化のため
にせいぜい６時間程度の連続使用しかできず、応
答時間も20秒以上であつた。また、電極が酸素を
消費するために、特に成人の場合では血液ガスと
の差が大きくなり、これを回避するために半透膜
に酸素透過度の低い膜を使用すると、応答時間が
さらに長くなつていた。検出信号も高インピーダ
ンスで、しかも微弱であるために電気メス、ハム
等の外部雑音に弱かつた。
電解液を使用するためにその蒸発で長期保管が不
可能であり、また電解液及び電極等の劣化のため
にせいぜい６時間程度の連続使用しかできず、応
答時間も20秒以上であつた。また、電極が酸素を
消費するために、特に成人の場合では血液ガスと
の差が大きくなり、これを回避するために半透膜
に酸素透過度の低い膜を使用すると、応答時間が
さらに長くなつていた。検出信号も高インピーダ
ンスで、しかも微弱であるために電気メス、ハム
等の外部雑音に弱かつた。
一方、特開昭58−154641によれば、励起光によ
り照射された蛍光物質の光放射の減少を測定する
ことにより、患者の身体内へ挿入して組織内の酸
素濃度を測定する酸素濃度測定装置が開示されて
いる。これにより、使用時間を長くでき、外部雑
音に対する影響を受け難く、ドリフトも少なくで
きる組織内の酸素測定が可能になる。しかしなが
ら、この装置は、経皮酸素の測定を意図したもの
ではなかつた。
り照射された蛍光物質の光放射の減少を測定する
ことにより、患者の身体内へ挿入して組織内の酸
素濃度を測定する酸素濃度測定装置が開示されて
いる。これにより、使用時間を長くでき、外部雑
音に対する影響を受け難く、ドリフトも少なくで
きる組織内の酸素測定が可能になる。しかしなが
ら、この装置は、経皮酸素の測定を意図したもの
ではなかつた。
本考案は、このような有機系蛍光物質の蛍光強
度が、電子親和力が大である酸素ガスにより著し
く低減する消光作用を経皮酸素測定にも応用でき
ることを確認して、前述の欠点を解消する経皮酸
素センサを提供することを目的とする。
度が、電子親和力が大である酸素ガスにより著し
く低減する消光作用を経皮酸素測定にも応用でき
ることを確認して、前述の欠点を解消する経皮酸
素センサを提供することを目的とする。
本考案は、この目的を達成するために、動脈拡
張用ヒータを備えた基体の前面に、透明板に蛍光
物質を形成した有機系蛍光物質層を着脱自在に設
けると共に、基体内に有機系蛍光物質層の背面に
対してほぼ45°の反射面を有する反射体を設け、
さらに基体の側面から反射面に対してほぼ45°で
先端面が対面した光フアイバを有機系蛍光物質層
に沿つた方向に導出し、この光フアイバの後端
に、有機系蛍光物質層を励起する光源及びこの励
起により生じた蛍光を検出する蛍光検出部を接続
したことを特徴とする。有機系蛍光物質層として
は、多孔性ガラスに蛍光物質を吸着させたもの、
透明基板上の溶媒に蛍光物質を溶解させたもの、
透明基板上のマトリツクスポリマに蛍光物質を分
散させたもの等が考えられる。
張用ヒータを備えた基体の前面に、透明板に蛍光
物質を形成した有機系蛍光物質層を着脱自在に設
けると共に、基体内に有機系蛍光物質層の背面に
対してほぼ45°の反射面を有する反射体を設け、
さらに基体の側面から反射面に対してほぼ45°で
先端面が対面した光フアイバを有機系蛍光物質層
に沿つた方向に導出し、この光フアイバの後端
に、有機系蛍光物質層を励起する光源及びこの励
起により生じた蛍光を検出する蛍光検出部を接続
したことを特徴とする。有機系蛍光物質層として
は、多孔性ガラスに蛍光物質を吸着させたもの、
透明基板上の溶媒に蛍光物質を溶解させたもの、
透明基板上のマトリツクスポリマに蛍光物質を分
散させたもの等が考えられる。
有機系蛍光物質が、皮膚に沿つて導出された光
フアイバを通して到達した光源からの励起光によ
り背後から励起されると、蛍光が発せられ、光フ
アイバを逆方向に伝達されて蛍光検出部で検出可
能となる。この状態で皮膚から拡散してきた酸素
ガスは、有機系蛍光物質まで到達し、蛍光物質へ
消光反応を惹起させる。したがつて、蛍光検出部
では、酸素ガスの増量に対応して減少する光量の
蛍光が検出される。
フアイバを通して到達した光源からの励起光によ
り背後から励起されると、蛍光が発せられ、光フ
アイバを逆方向に伝達されて蛍光検出部で検出可
能となる。この状態で皮膚から拡散してきた酸素
ガスは、有機系蛍光物質まで到達し、蛍光物質へ
消光反応を惹起させる。したがつて、蛍光検出部
では、酸素ガスの増量に対応して減少する光量の
蛍光が検出される。
第１図〜第３図は、本考案の一実施例による経
皮酸素センサを示す。
皮酸素センサを示す。
第３図は経皮酸素センサを示すもので、基体１
１の凹部１１ａの前面段階部１１ｂに有機系蛍光
物質層（以下、単に蛍光層とする）１５が嵌入さ
れ、側面に温度センサ２及びヒータ３が埋込ま
れ、さらに光フアイバ２０が取付けられて構成さ
れている。温度センサ１２及びヒータ１３は付属
の加温制御器と共に前述の如く皮膚を一定温度
（42〜44℃程度）に保持する。蛍光層１５は、例
えばガラス板１５ａにピレン、コロネン、ペリレ
ン等の有機系蛍光物質１５ｂを塗布して形成す
る。そして粘着テープ、弾性等を利用して段階部
１１ｂに着脱可能に成つており、装着状態でガラ
ス板１５ａが凹部１１ａに対して気密にする。
１の凹部１１ａの前面段階部１１ｂに有機系蛍光
物質層（以下、単に蛍光層とする）１５が嵌入さ
れ、側面に温度センサ２及びヒータ３が埋込ま
れ、さらに光フアイバ２０が取付けられて構成さ
れている。温度センサ１２及びヒータ１３は付属
の加温制御器と共に前述の如く皮膚を一定温度
（42〜44℃程度）に保持する。蛍光層１５は、例
えばガラス板１５ａにピレン、コロネン、ペリレ
ン等の有機系蛍光物質１５ｂを塗布して形成す
る。そして粘着テープ、弾性等を利用して段階部
１１ｂに着脱可能に成つており、装着状態でガラ
ス板１５ａが凹部１１ａに対して気密にする。
基体１１の側面から導出された光フアイバ２０
は、第１図に示すように、励起光用及び蛍光用光
フアイバ２０ａ，２０ｂに分岐しており、共通部
フアイバ２０ｃでは両者２０ａ，２０ｂの素子が
同心円状（第２図ａ）又はランダム（第２図ｂ）
に混合されている。また、基体１１の凹部１１ａ
には、蛍光層１５の背面に対してほぼ45°の反射
面を有するミラー４３が設けられている。共通部
フアイバ２０ｃの先端面２０ｄは、ミラー４３の
反射面にほぼ45°で対面している。
は、第１図に示すように、励起光用及び蛍光用光
フアイバ２０ａ，２０ｂに分岐しており、共通部
フアイバ２０ｃでは両者２０ａ，２０ｂの素子が
同心円状（第２図ａ）又はランダム（第２図ｂ）
に混合されている。また、基体１１の凹部１１ａ
には、蛍光層１５の背面に対してほぼ45°の反射
面を有するミラー４３が設けられている。共通部
フアイバ２０ｃの先端面２０ｄは、ミラー４３の
反射面にほぼ45°で対面している。
励起光用光フアイバ２０ａの後端は、励起光
（波長300〜400nm）を透光するフイルタ３１を通
して励起用光源、例えば水銀ランプ３２に接続す
る。蛍光用光フアイバ２０ｂの後端には、蛍光
（波長400〜500nm）を透光するフイルタ３３を通
して光検出器、例えばフオトマルチプライヤー３
４と、その検出信号の増幅器３５と、その増幅信
号を励起用光源３２の駆動交流電源に対して同期
検波する検波器３６と、その検波出力をO2分圧
対蛍光量の非直線に対して直線化するリニアライ
ザ３７とが接続する。
（波長300〜400nm）を透光するフイルタ３１を通
して励起用光源、例えば水銀ランプ３２に接続す
る。蛍光用光フアイバ２０ｂの後端には、蛍光
（波長400〜500nm）を透光するフイルタ３３を通
して光検出器、例えばフオトマルチプライヤー３
４と、その検出信号の増幅器３５と、その増幅信
号を励起用光源３２の駆動交流電源に対して同期
検波する検波器３６と、その検波出力をO2分圧
対蛍光量の非直線に対して直線化するリニアライ
ザ３７とが接続する。
測定に際しては、両面テープを利用して加温さ
れた基体１１の前面周囲を皮膚に貼着し、励起用
光源３２により光フアイバ２０ａ，２０ｃ、ミラ
ー４３及びガラス板１５ａを通して蛍光物質１５
ｂを励起する。動脈血化した毛細血管内からは酸
素ガスが拡散してきて、蛍光物質１５ｂまで到達
する。経皮O2分圧に対応する発光量の蛍光は、
光フアイバ２０ｃ，２０ｂを通して光検出器３４
で電気信号に変換され、増幅・検波・直線化され
てO2分圧値を指示する。この際、フイルタ３３
の存在により蛍光のみが検出されるために高精度
の測定が可能であり、またフイルタ３１の存在に
より、光源側へ侵入した蛍光が吸収されるため
に、多重反射による蛍光が検出側に伝達されるこ
とがなく、一層精度が向上する。蛍光層１５の厚
みは、酸素ガスが素早く透過して１秒以下の応答
時間を与える程度にしても十分な検出感度が得ら
れる。数日間の連続使用により蛍光物質の劣化し
た場合には、蛍光層１５を基体１１から外し、新
しいものと交換する。
れた基体１１の前面周囲を皮膚に貼着し、励起用
光源３２により光フアイバ２０ａ，２０ｃ、ミラ
ー４３及びガラス板１５ａを通して蛍光物質１５
ｂを励起する。動脈血化した毛細血管内からは酸
素ガスが拡散してきて、蛍光物質１５ｂまで到達
する。経皮O2分圧に対応する発光量の蛍光は、
光フアイバ２０ｃ，２０ｂを通して光検出器３４
で電気信号に変換され、増幅・検波・直線化され
てO2分圧値を指示する。この際、フイルタ３３
の存在により蛍光のみが検出されるために高精度
の測定が可能であり、またフイルタ３１の存在に
より、光源側へ侵入した蛍光が吸収されるため
に、多重反射による蛍光が検出側に伝達されるこ
とがなく、一層精度が向上する。蛍光層１５の厚
みは、酸素ガスが素早く透過して１秒以下の応答
時間を与える程度にしても十分な検出感度が得ら
れる。数日間の連続使用により蛍光物質の劣化し
た場合には、蛍光層１５を基体１１から外し、新
しいものと交換する。
第４図は、同様に基体前面と皮膚との密着を容
易にするために基体５１からそれぞれ光フアイバ
２０を側方へ導出した別の実施例を示すもので、
ミラー４３に代えて基体５１内にプリズム５３が
収納されている。他の部分は第１図と同様な構成
にする。
易にするために基体５１からそれぞれ光フアイバ
２０を側方へ導出した別の実施例を示すもので、
ミラー４３に代えて基体５１内にプリズム５３が
収納されている。他の部分は第１図と同様な構成
にする。
以上、本考案によれば、蛍光物質自体の劣化が
少ないために、通常の用途では数日間の連続使用
が可能になる。蛍光物質への酸素透過時間も含め
た蛍光現象の応答が速く、生体の急激な変動にも
追従可能である。酸素ガスを全く消費しないため
に、その拡散が悪い成人でも血液ガス値との差が
少なくなる。光学的測定であるために外部雑音に
対しては全く影響を受けず、蛍光量は温度に対し
安定なのでドリフトが少なくなる。さらに、基体
の側面から光フアイバが導出され、皮膚へセンサ
を密着させるのも容易となり、蛍光物質は基板交
換式に容易に交換できる。
少ないために、通常の用途では数日間の連続使用
が可能になる。蛍光物質への酸素透過時間も含め
た蛍光現象の応答が速く、生体の急激な変動にも
追従可能である。酸素ガスを全く消費しないため
に、その拡散が悪い成人でも血液ガス値との差が
少なくなる。光学的測定であるために外部雑音に
対しては全く影響を受けず、蛍光量は温度に対し
安定なのでドリフトが少なくなる。さらに、基体
の側面から光フアイバが導出され、皮膚へセンサ
を密着させるのも容易となり、蛍光物質は基板交
換式に容易に交換できる。
第１図は本考案の実施例による経皮酸素センサ
の光フアイバ部分の構成を示す図、第２図はその
光フアイバの先端断面図、第３図は光フアイバに
接続する経皮酸素センサの断面図、第４図は別の
実施例の要部断面図並びに第５図は従来の経皮酸
素センサの断面図である。 ２……温度センサ、３……ヒータ、１１，５１
……基体、１５……有機系蛍光物質層、１５ａ…
…ガラス板、１５ｂ……有機系蛍光物質、２０…
…光フアイバ、４３……ミラー、５３……プリズ
ム。
の光フアイバ部分の構成を示す図、第２図はその
光フアイバの先端断面図、第３図は光フアイバに
接続する経皮酸素センサの断面図、第４図は別の
実施例の要部断面図並びに第５図は従来の経皮酸
素センサの断面図である。 ２……温度センサ、３……ヒータ、１１，５１
……基体、１５……有機系蛍光物質層、１５ａ…
…ガラス板、１５ｂ……有機系蛍光物質、２０…
…光フアイバ、４３……ミラー、５３……プリズ
ム。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 動脈拡張用ヒータを備えた基体の前面に、透明
板に蛍光物質を形成した有機系蛍光物質層を着脱
自在に設けると共に、前記基体内に前記有機系蛍
光物質層の背面に対してほぼ45°の反射面を有す
る反射体を設け、さらに前記基体の側面から前記
反射面に対してほぼ45°で先端面が対面した光フ
アイバを前記有機系蛍光物質層に沿つた方向に導
出し、 この光フアイバの後端に、前記有機系蛍光物質
層を励起する光源及びこの励起により生じた蛍光
を検出する蛍光検出部を接続したことを特徴とす
る経皮酸素センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985001388U JPH0529690Y2 (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985001388U JPH0529690Y2 (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61118057U JPS61118057U (ja) | 1986-07-25 |
| JPH0529690Y2 true JPH0529690Y2 (ja) | 1993-07-29 |
Family
ID=30474088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1985001388U Expired - Lifetime JPH0529690Y2 (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0529690Y2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014002388A1 (ja) * | 2012-06-29 | 2014-01-03 | セイコーエプソン株式会社 | 物質検出装置、腕時計型体脂肪燃焼測定装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2773266B1 (en) * | 2011-10-31 | 2022-11-30 | Sentec Ag | A device for application of a sensor to a measurement site, a kit of an application device and sensor and use of an application device for optical measurements of physiological parameters |
| JP7376891B2 (ja) * | 2019-10-30 | 2023-11-09 | 国立大学法人九州大学 | 生体情報測定装置、及び生体情報測定プログラム |
| EP4208076A4 (en) * | 2020-09-01 | 2024-10-02 | The General Hospital Corporation | SYSTEMS AND METHODS FOR MONITORING AN ANALYTE OR PATIENT-RELATED PARAMETER |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3148830A1 (de) * | 1981-12-10 | 1983-06-23 | Wolfgang Prof. Dr.Dr. 6500 Mainz Barnikol | "vorrichtung zur bestimmung der sauerstoffkonzentration in gasen, fluessigkeiten und geweben" |
-
1985
- 1985-01-11 JP JP1985001388U patent/JPH0529690Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014002388A1 (ja) * | 2012-06-29 | 2014-01-03 | セイコーエプソン株式会社 | 物質検出装置、腕時計型体脂肪燃焼測定装置 |
| JP2014010046A (ja) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Seiko Epson Corp | 物質検出装置、腕時計型体脂肪燃焼測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61118057U (ja) | 1986-07-25 |
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