JPS5838540A - 生理学的研究用の光フアイバ−ｐＨ探針 - Google Patents

生理学的研究用の光フアイバ−ｐＨ探針

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JPS5838540A
JPS5838540A JP57142014A JP14201482A JPS5838540A JP S5838540 A JPS5838540 A JP S5838540A JP 57142014 A JP57142014 A JP 57142014A JP 14201482 A JP14201482 A JP 14201482A JP S5838540 A JPS5838540 A JP S5838540A
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needle
probe
tube
sweeping
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JP57142014A
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セス・リチヤ−ド・ゴ−ルドステイン
ビクタ−・テイ−・チエン
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は医療探針装置に関し、より詳細には生理学的研
究のための人体や動物の体内への挿入に適した改良され
た光ファイバー−探針に関する。
従来用いられてきた光ファイバー−探針はかなり使用し
難く、患者や実験動物の組織内に挿入する際に損傷が生
じる。たとえば米国特許！４，２００，１１０号明細書
（Ｊ、１．Ｐｅｔｅｒｓｏｎ　およびＳ、Ｒ，Ｇｏｌｄ
ａｔｅｉｎ　）に記載された先行の光７アイパーー探針
の場合は、探針には直径約０．３１Ｂの透析管の外鞘が
あり、単独で組織内に挿入するには硬度を欠いていた。
このためこの探針な大きな導針の内部に入れて組織内に
押し込んだ後、導針な抜いて探針を露出させるという処
置が必要であった。こうした処置はしばしば探針ヤ信号
用器機の損傷をもたらしたり、また問題の組織、例えば
拍動する心臓、を傷つゆたりする。またこれらの先行の
探針は、比較的微弱な信号しかもたらさない。
より簡便で損傷の少ない組織内への探針挿入方法と、探
針から得られるより改良された信号との提供が切望され
ていた。
本発明によれば、探針は小型化されて小さく竪固な針の
内部に入れられ、またその光路の前端には反射面が配置
されて復路の光ファイバーに入る光量が増大する。本発
明の場合、探針はたとえばきわめて小さな可嵐性光ファ
イバー（直径０．０７５腸程度）でできており、透析用
の小さな中空の繊維（直径約０．２１１Ｂ）の内部には
め込まれている。この−組の部品を小さなステンレス鋼
製の針（内径約０．２５ｊｌｌ＠、外径的０．４５　ｍ
　）の内部にしっかりと堆りｑける。水素イオンが透析
管の実質上全領域に達するようなやり方で、この針を組
み立てる。これは探針の反応時間を短縮するために大切
である。そのためには、たとえば針の中に向かいあう２
つのスロットを堀り、またスロット間の針管壁の残りの
部分をふくらますか、あるいは針壁の残りの部分の内面
の一部分（針軸に対して垂直でありスロットの中心に位
置する）をドリルを用いて削り取る。
この探針には染料カプセルを使用する。また光路ファイ
バーはお−に中空の針の内部に存在するための物理的損
傷からは防護される。またこの針は組織内へ挿入し易い
。このような手順によると大きな導針の挿入と引き抜き
が不要となり、組織の損傷を最小限にとどめることがで
きる。反射面、例えば反射性金属被覆を蒸気析出させた
長さ約Ｏ，ＳＳのがクス桿、は染料カラムの前端に位置
し、染料通路を通る光の透過を増大し反射を強める鏡の
作用を果すことで信号の強度を高めている。これによっ
て、より短い染料カラムの使用が可能となり、したがっ
て探針の長さが短くなって測定部位の局所化が著しく増
進されることが立証されている。またこの反射面の導入
によって、以前の探針においては比較的長い染料カラム
な使用する以外には避ゆられなかった探針先端部での光
学的状態の差異をもたらす光学的諸器具も不要となった
。
したがって本発明の目的の１つは生理学的研究の改善で
ある。
もう１つの目的は、既知の光フアイバー探針の欠点を克
服した改良された光フアイバー探針の提供である。
さらにもう１つの目的は、信号を増大させるための反射
間を備え、長さとサイズが小さく、高度に局所化された
測定領域を有し、堅固な針の内部にはめ込まれており、
針中に開口部またはスロットが設置されているため水素
イオンが入りやすい、改良、された小型化光ファイバー
−探針の提供である。
本発明のもう１つの目的は、大きな導針−を用いること
なしに簡単に組織内に挿入できる、そのために問題の組
織の損傷が最小限にとどめられ、信号用器機も最小限で
よく、また信号の出力強度も改良されている探針の提供
である。
本発明のその他の目的や利点は、特許請求の範囲ならび
に以下の記述および添付の図からあきらかとなろう。
図を参照して説明する０本発明にしたがって製作された
改良された光ファイバー−探針１１は、小さな中空の竪
固なステンレス鋼針１２よりなり、これはシリンダー状
の内管１３および斜めに切り取った形状の組織内挿入用
の先端１４を有する。
代表的な実施例においては、針の外径は０．４５１１！
。
内径は０．２５１１１とする。この針の先端に近い部分
には比較的大きな向かいあったスロット１５゜１５があ
り、ス四ット間の針壁は外側に向かってふくらんでいる
（第３図参照）か、または壁の２３．２３にあたる部分
がドリルで削られている（第４図参照）。
第１図に示すように、探針１１には一対のきわめて微細
な光ファイバー１７．２０（直径０．０７５１１４程度
）が配されており、これは小さな透析繊維１８（直径約
０．２鵬）の内部にはめ込まれている。透析管１８の内
部には、光ファイア々−１７，２０の端に隣接して前方
に小さな染料カラム１９（−指示用）が入つ−ている。
染料含有物質は任意の既知物質でよいが、透析膜と併用
すると水素イオンの存在下において拡散することなしに
光学的検出範囲内の指示色を呈し、かつ所望の範囲内の
−を示すものとする。このような染料については、米国
特許第４，２００．１１０号明細書（Ｊｏｈｎ　１．Ｐ
ｅｔｅｒｓｏｎおよび８ｅｔｈ　Ｒ，Ｇｏｌｄａｔｅｉ
ｎ　　）に述べられている。
露光用スロット１５．１５の長さは、実質上染料カラム
１９の丈をカバーし両端にわず力）にオーバーラツプす
るに足るものとする（第２図参照）。
反射性部品２１（蒸気析出による金属被覆２２を施り、
り＆さ０．５勝のガラス桿）は、透析管１Ｂの先端部分
の内部に密閉しく第２図参照）、染料カラム１９の前端
に隣接する。析出金属被覆２２は、反射を強め染料通路
な通る光の透過を増大する鏡の作用を果すことでもって
、染料の信号を増進させる。またこの反射性ｍ品２２の
使用によって、以前の探針の場合にしばしば探針先端部
での光学的状態の差異をもたらし、ひいては比較的長い
染料カラムの使用を必要とした光学的諸器具も不要とな
った。
透析管１８とその中味とを、中空の針１２の内部の第２
図に示すような位置に固定する。染料カラム１９は露光
用スロツ）１５．１５間に完全にはめ込む。針壁の向か
いあう残りの部分の外側へのふくらみ１６．１６のため
に、染料カラム１９の全領域にわたって水素イオンが透
析管１８に到達することができる。この代わりに、針壁
にドリルで穴をあけて作った空間２３．２３によって、
水素イオンを透析管１８の染料カラム１９の全領域に入
れることもできる。
上記の手はずを用いると染料カラム１９が比較的短くて
すむため、探針の長さも短くなって測定の局所化が推進
される。また大きな導針を挿入したり引き抜いたりする
必要がないため、組織の損傷も最小限にとどめられる。
染料カプセルと光路は物理的損傷から防護されている。
なぜなら両者は針１２の内部に位置し、この針は容易に
組織内に挿入できるからである。
適当な光源なファイバー１７に、適当な光センサーをも
う一方のファイバー２０にそれぞれ接続する（第２図参
照）。
−の測定は広範囲の生物学飽研究、例えば血液中の酸素
含量の研究や、運動にともなう体内での酸素／ヘモグロ
♂ン解離曲線の測定が望ましい疾病の研究に関連して、
必要とされる。こうした研究の際に探針１２を筋肉やそ
の他問題の組織内に挿入する。この探針は光学的検出の
原理でもって作動し、カラム１９中の一感光性染料の変
色を定量的に測定する。
上記に改良された光ファイバー−探針の特定の実施例を
示したが、当業者には°本発明の範囲内での諸種の変更
が可能であろう。したがって修正や変更も開示された実
施例と同様に、本発明の意味するところとその範囲内に
含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による改良された光ファイバー−探針
の主要部品（すなわち中空の針の前の部分とその中には
め込まれる各部品のパッケージ）の分離透視図である。 第２図は、第１図の各部品な組み合わせた探針ユニット
の長袖方向の拡大断面図である。 第６図は、実質上第２図の５−５＆１部分を上部から見
た拡大平面図である。 第４図は、第３図と同様の拡大平面図であるが、膜を針
から分離させるといった技法の変化な表わす。 代理人　　浅　村　　皓 外４名

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）先端の尖ったかなり竪固な中空の針と前記の針の
    中にはめ込んだイオン透過管状のイオン透過膜よ、り成
    る、生理学的研究用の組織内挿入に適した光ファイバー
    −探針にして、前記の針が前記のイオン透過管を露光す
    る少なくとも１つの開口部。 前記の管内で前記の開口部の領域に位置するーに応じて
    変色する染料を含有する物質、前記の染料含有物質に隣
    接する管の先端部に位置する密封手段、ならびに管内の
    後方において前記の染料含有物質に実質上隣接する一対
    の、その一方は外部の光源からの光を前記の染料含有物
    質に届け、またもう一方は染料含有物質からの光を外部
    の光センサーに戻して染料含有物質の変色を測定する、
    光ファイバーを備えていることを特徴とする探針。
  2. （２）　　特許請求の範囲第１項記載の一掃針において
    、前記の密封手段が染料含有物質に面した染料含有物質
    中を通過する光を反射させるための反射性の末端部を有
    していることを特徴とする探針。
  3. （３）　　特許請求の範囲第１項記載の一掃針において
    、前記の密封手段が前記の管を密封するように位置する
    桿状部品でありかつ染料含有物質に面した染料含有物質
    中を通過する光を反射させるだめの反射性の末端部を有
    していることを特徴とする探針。
  4. （４）　　特許請求の範囲第３項記載の一掃針において
    、前記の反射性の末端部が桿状部品の染料含有物質に間
    する末端部に施した蒸気析出性の内部金属被覆であるこ
    とを特徴とする探針。
  5. （５）　　特許請求の範囲第１項記載の一掃針において
    、前記の針が染料含有物質の領域において前記のイオン
    透過管を露光する複数のアパーチャよりなることを特徴
    とする探針。
  6. （６）特許請求の範囲第１項記載の一掃針において、前
    記の針が前記の染料含有物質の領域において前記のイオ
    ン透過管を露光する一対の向かいあうアパーチャをもつ
    ことを特徴とする探針。
  7. （７）　　特許請求の範囲第６項記載の一掃針において
    、アパーチャ間の針壁の残りの部分が外側に向ってふく
    らんで、染料含有物質の近辺のイオン透過管の全域に水
    素イオンを到達させうろことを特徴とする探針。
  8. （８）　　特許請求の範囲第６項記載の一掃針において
    、アパーチャ間の針壁の残りの部分がその内面にそって
    薄くなり、染料含有物質の領域のイオン透過管Ｑ全域に
    水素イオンを到達させることができることを特徴とする
    探針。
  9. （９）　　特許請求の範囲第１項記載の一掃針において
    、前記の針が前記のイオン透過管の向かい合う面を露光
    する一対の向かいあうスロットよりなり、かつ前記のス
    ロットの長さが実質上前記の染料含有物質をカバーする
    長さであることを特徴とする探針。 鵠　特許請求の範囲第９項記載の一掃針において、前記
    のスロットが針壁のスロット間の残りの部分を実質上直
    線状となし、かつ前記の残りの針壁の部分が外側に向−
    ってふくらんで染料含有物質の近辺のイオン透過管の全
    域に水素イオンを到達させうろことを特徴とする探針。 αυ　特許請求の範囲第９項記載の一掃針において、前
    記のスロットが針壁のスロット間の残りの部分な実質上
    直線状となし、かつ前記の残りの針壁が内面にそって薄
    くなり染料含有物質の近辺のイオン透過管の全域に水素
    イオンを到達させることができることを特徴とする方法
    。 αり　特許請求の範囲第１０項記載の一掃針において、
    前記の密封用物質が管内に密閉された堅固な桿状部品よ
    りなり、その前面は染料含有物質に隣接し染料含有物質
    に面した金属製の反射層を備えていることを特徴とする
    探針。
JP57142014A 1981-08-25 1982-08-16 生理学的研究用の光フアイバ−ｐＨ探針 Pending JPS5838540A (ja)

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US29623981A 1981-08-25 1981-08-25
US296239 1981-08-25

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JPS5838540A true JPS5838540A (ja) 1983-03-07

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JP57142014A Pending JPS5838540A (ja) 1981-08-25 1982-08-16 生理学的研究用の光フアイバ−ｐＨ探針

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JP (1) JPS5838540A (ja)

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