埋込型電気光学式センサ
本発明の実施形態は、とりわけ、電気光学式埋込型センサに関する。ある実施形態では、本発明は、内部容積を画定する筐体であって、筐体壁を備え開口を画定する筐体を含む、埋込型医療装置を含む。埋込型医療装置は、筐体壁に連結される光学センサアセンブリを含み得る。光学センサアセンブリは、筐体壁内の開口を閉塞し得る。光学センサアセンブリは、光学励起アセンブリと、光学検出アセンブリとを含む、電気光学式モジュールを含み得る。また、光学センサアセンブリは、光学特性の変化を呈することによって、生理学的分析物を検出するように構成される、化学的感知要素を含み得る。光学窓は、電気光学式モジュールと化学的感知要素との間に配置され得る。光学窓は、電気光学式モジュールと化学的感知要素との間の光の透過を可能にするように構成され得る。また、本明細書には、他の実施形態も含まれる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、国内企業Ｃａｒｄｉａｃ Ｐａｃｅｍａｋｅｒｓ，Ｉｎｃ．，（アメリカ合衆国を除くすべての国の指定における出願人）の名称およびアメリカ合衆国国民Ｇｒｅｇ Ｐａｕｌ Ｃａｒｐｅｎｔｅｒ、アメリカ合衆国国民Ｍｉｃｈａｅｌ Ａ Ｋｎｉｐｆｅｒ（アメリカ合衆国のみの指定における出願人）の氏名において、２００８年９月９日に、ＰＣＴ国際特許出願として出願され、２００７年９月１８日に出願された“Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｅｎｓｏｒ”というタイトルの米国特許出願第１１／８５６，８５０号の優先権を主張し、その全体が本明細書に参考として援用される。
【０００２】
（技術分野）
本開示は、概して、埋込型センサに関し、より具体的には、とりわけ、電気光学式埋込型センサに関する。
【背景技術】
【０００３】
（本発明の背景）
ある生理学的分析物は、医療的問題の診断および治療に関連する。一実施例として、カリウムイオン濃度は、患者の心拍に影響を及ぼす可能性がある。したがって、医療専門家は、多くの場合、心拍の問題を診断する際、生理学的カリウムイオン濃度を評価する。しかしながら、カリウム等の分析物の生理学的濃度を測定することは、概して、患者から採血後、試験管内技術による分析を行なうことを必要とする。採血は、概して、病院または医院等の医療施設を患者が物理的に訪問することを必要とする。その結果、その医学的意義にもかかわらず、生理学的分析物濃度は、多くの場合、患者不快感および不便性のため、所望よりも低頻度で測定される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの課題に対する解決策の１つは、埋込型センサを使用して、着目分析物の生理学的濃度を測定することである。故に、好適な埋込型センサの開発に著しい努力が向けられている。しかしながら、長期の埋込型センサは、独特の設計課題を提示する。故に、独立装置として使用される、あるいは他の埋込型または外部医療装置と併用されることが可能な埋込型センサの必要性が残る。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（本発明の概要）
本発明の実施形態は、とりわけ、電気光学式埋込型センサに関する。ある実施形態では、本発明は、内部容積を画定する筐体であって、筐体壁を備え開口を画定する筐体を含む、埋込型医療装置を含む。埋込型医療装置は、筐体壁に連結される光学センサアセンブリを含むことが可能である。光学センサアセンブリは、筐体壁内の開口を閉塞することが可能である。光学センサアセンブリは、光学励起アセンブリと、光学検出アセンブリとを含む、電気光学式モジュールを含むことが可能である。また、光学センサアセンブリは、光学特性の変化を呈することによって、生理学的分析物を検出するように構成される、化学的感知要素を含むことが可能である。また、光学センサアセンブリは、電気光学式モジュールと化学的感知要素との間に配置される光学窓を含むことが可能である。光学窓は、電気光学式モジュールと化学的感知要素との間の光の透過を可能にするように構成されることが可能である。
【０００６】
ある実施形態では、本発明は、埋込型医療装置のための光学センサアセンブリを含む。アセンブリは、縁と、光学窓の縁を囲繞するフランジとを含む、光学窓を含み、フランジと光学窓との間に気密シールを形成する。電気光学式モジュールは、光学窓と整列されることが可能であって、電気光学式モジュールは、光学励起アセンブリと、光学検出アセンブリと、を含むことが可能である。また、光学センサアセンブリは、生理学的分析物に対して光学的に検出可能な応答を呈することによって、生理学的分析物を検出するように構成される、化学的感知要素を含むことが可能である。光学窓は、電気光学式モジュールと化学的感知要素との間に配置されることが可能である。
【０００７】
本概要は、本願の教示の一部の概説であって、本主題の排他的または包括的扱いを意図するものではない。さらなる詳細は、詳細な説明および添付の請求項において見出される。他の局面は、以下の詳細な説明を熟読および理解し、その一部を形成する図面を参照することによって当業者には明白となるであろう（各々、限定的意味で捉えられるべきではない）。本発明の範囲は、添付の請求項およびその法的均等物によって規定される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明は、以下の図面と併せて、より完全に理解されるであろう。
【図１】図１は、本発明の実施形態による、埋込型医療装置の概略斜視図である。
【図２】図２は、図１の線２−２’に沿って示される、光学センサアセンブリの概略断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態による、電気光学式モジュールの概略上面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態による、光学センサアセンブリの概略断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態による、部分的に分解された光学センサアセンブリの概略断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態による、部分的に分解された光学センサアセンブリの概略断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態による、光学センサアセンブリの概略断面図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態による、光学センサアセンブリの概略断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態による、光学センサアセンブリの概略断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態による、光学センサアセンブリの概略断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態による、埋込型医療装置の概略断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の別の実施形態による、埋込型医療装置の概略断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の別の実施形態による、埋込型医療装置の概略断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施形態による、埋込型医療システムの概略図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施形態による、埋込型センサの概略断面図である。
【０００９】
本発明は、種々の修正例および代替形態を受け入れる余地があるが、その仕様は、一例および図面として示され、以下に詳細に記載される。しかしながら、本発明は、記載される特定の実施形態に限定されるものではないことを理解されたい。反対に、本発明の精神および範囲内にある修正例、均等物、および代替例を網羅することが意図される。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（本発明の詳細な説明）
生理学的分析物濃度は、多くの医療的問題の診断および治療の両方のための重要なデータポイントである。例えば、カリウムイオン濃度の知識は、不整脈の正確な診断にとって重要である可能性がある。また、同様に、ナトリウムおよびカルシウム等の他の生理学的イオンの濃度も、不整脈の診断および治療において重要である可能性がある。
【００１１】
また、心拍の問題に加え、分析物感知は、他の用途の中でもとりわけ、薬物療法の監視、腎機能の監視、薬物（心不全用薬剤等）の滴定、心不全代償不全の監視、および食事摂取または腎排泄変動後の原発性電解質平衡異常の観察との関連において、有用である可能性がある。
【００１２】
生理学的分析物濃度を査定するための埋込型センサの使用は、患者に不便を感じさせることなく、所望の頻度でデータを収集可能であるため、特に有益なアプローチである可能性がある。加えて、埋込型センサの使用は、リアルタイムでデータを収集可能であるという利点をもたらす。
【００１３】
しかしながら、埋込型センサシステムは、種々の設計課題を提起する。そのような課題として、気密密閉環境内の高感度電子構成要素を保護する一方、また、対象の組織との潜在的非生体適合性材料の接触を防止することが挙げられる。設計課題は、電気光学式埋込型センサとの関連において、特に深刻である可能性がある。頑強設計の観点から、光源および光検出器等の電気光学式構成要素の一部は、好ましくは、筐体内に含まれ、気密密閉環境内で保護され、その中の他の電子構成要素と効率的に統合されることが可能である。しかしながら、検出の感度の観点から、体液と接触するように、センサの他の構成要素を筐体外に配置することが有利である可能性がある。
【００１４】
本発明の実施形態は、光源および光検出器等のセンサのある構成要素を気密密閉環境内に保護したまま、体液と接触するように、化学的感知要素等のセンサの他の構成要素を配置することが可能である。具体的には、本発明の実施形態は、光学窓を伴う埋込型医療装置を含むことが可能であって、光学窓を使用して、医療装置筐体内部の気密密閉性を維持する。種々の実施形態では、光学励起アセンブリと、光学検出アセンブリとを含む、電気光学式モジュールは、気密密閉環境にある光学窓内部に配置されることが可能である一方、化学的感知要素は、体液と接触するように、光学窓外部に配置されることが可能である。化学的感知要素は、生理学的分析物に対して光学的に検出可能な応答を呈することによって、生理学的分析物を検出するように構成されることが可能である。光学的に検出可能な応答は、医療装置筐体内部に配置される電気光学式モジュールによって、検出されることが可能である。本構成は、比較的高感度電気光学式構成要素を医療装置筐体内部の保護環境内に維持する一方、筐体外部の化学的感知要素の所望の生体内分析物との相互作用を促進し続ける能力を含む、種々の利点をもたらす。
【００１５】
次に、図１を参照すると、本発明の実施形態による、埋込型医療装置１００の概略斜視図が示される。埋込型医療装置１００は、筐体１０４（または、容器）と、筐体１０４に連結されるヘッダアセンブリ１０２と、を含む。筐体１０４は、金属、ポリマー、セラミック等の種々の材料を含むことが可能である。特定の実施形態では、筐体１０４は、チタンから形成される。ヘッダアセンブリ１０２は、１つ以上の導線（図示せず）の近位端の固定を提供する役割を果たし、導線を筐体１０４内の構成要素に電気的に連結する。ヘッダアセンブリ１０２は、金属、ポリマー、セラミック等を含む、種々の材料から形成されることが可能である。また、埋込型医療装置１００は、光学センサアセンブリ１０６を含む。
【００１６】
次に、図２を参照すると、光学センサアセンブリ１０６の断面図が、図１の線２−２’に沿って示される。光学センサアセンブリ１０６は、フランジ１２０に連結される光学窓１２４を含むことが可能である。いくつかの実施形態では、光学窓１２４は、実質的に剛性のあるものであり得る。しかしながら、他の実施形態では、光学窓１２４は、可撓性であることが可能である。いくつかの実施形態では、光学窓１２４は、平面であることが可能である。光学窓１２４は、光の透過を可能にするように構成されることが可能である。結晶、ガラス、セラミック、ポリマー等を含む、種々の材料を使用して、光学窓１２４を形成することが可能である。いくつかの実施形態では、光学窓１２４は、サファイアを含むことが可能である。いくつかの実施形態では、光学窓１２４は、ポリウレタンを含むことが可能である。種々の実施形態では、光学窓１２４は、生体適合性材料から成ることが可能である。
【００１７】
いくつかの実施形態では、光学窓１２４は、ある波長の電磁放射の透過を遮断するように構成されることが可能である。一例として、光学窓１２４材料は、いくつかの実施形態では、赤外光を除去するように構成されることが可能である。他の実施形態では、光学窓１２４は、赤外光等のある波長の電磁放射の透過を遮断するフィルタ材料の層で被覆されることが可能である。いくつかの実施形態では、光学窓１２４の表面は、光が窓を透過する際、光学損失を低減させるために、反射防止コーティングを備えることが可能である。
【００１８】
フランジ１２０は、光学窓１２４の縁を囲繞し、フランジ１２０と光学窓１２４との間に気密シールを形成することが可能である。フランジ１２０は、チタン、白金、クロム、金、種々の合金等の種々の金属を含むことが可能である。フランジ１２０は、ろう付け、ハンダ付け、接着剤の使用、圧入の使用等を含む、種々の技術を使用して、光学窓１２４に付着されることが可能である。
【００１９】
フランジ１２０は、気密密閉の態様で、図１の埋込型医療装置１００の筐体１０４に連結されることが可能である。例えば、フランジ１２０は、埋込型医療装置１００の筐体１０４に溶接されることが可能である。他の実施形態では、フランジ１２０は、エポキシ系接着剤等、筐体１０４に接着するように接合されることが可能である。あるいは、フランジ１２０は、筐体１０４にハンダ付けまたはろう付けされることが可能である。いくつかの実施形態では、圧入は、フランジ１２０と筐体１０４との間で使用されることが可能である。そのような種々の方法では、装置１００上の光学センサアセンブリ１０６の領域内の気密シールは、筐体１０４、フランジ１２０、および光学窓１２４の相互作用を通して形成されることが可能である。
【００２０】
図に示すように、筐体１０４は、光学センサアセンブリ１０６が嵌合する開口を画定する。いくつかの実施形態では、筐体１０４は、開口の周囲に１つ以上の階段１３０、１３２を伴う階段状フランジ１３４を画定することが可能である。階段状フランジ１３４は、凹部部分１３６を画定することが可能である。いくつかの実施形態では、階段状フランジ１３４は、筐体１０４と同一材料から成ることが可能である。例えば、フランジ１３４は、機械加工、鋳造、スタンピング、深絞り、または別の類似技術によって、作成されることが可能である。他の実施形態では、階段状フランジ１３４は、筐体１０４の材料と異なる材料から成ることが可能である。種々のフランジプロファイルを使用して、窓、フランジ、および筐体材料の潜在的に異なる熱膨張係数（ＣＴＥ）ならびに機械的剛性を補償することが可能であることを理解されたい。
【００２１】
光学センサアセンブリ１０６は、光学窓１２４に連結される電気光学式モジュール１２８を含むことが可能である。電気光学式モジュール１２８は、具体的には、１つ以上の光学励起アセンブリ１１０を含むことが可能である。各光学励起アセンブリ１１０は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）、エレクトロルミネセント（ＥＬ）素子等の種々の光のエミッタを含むことが可能である。また、電気光学式モジュール１２８は、１つ以上の光学検出アセンブリ１１４を含むことが可能である。各光学検出アセンブリ１１４は、１つ以上のフォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、フォトダイオードアレイ、光トランジスタ、多素子光センサ、ＣＭＯＳ光センサ等を含むことが可能である。いくつかの実施形態では、光学フィルタ１１６は、光学検出アセンブリ１１４上に配置されることが可能である。光学フィルタ１１６は、ある波長の光のみ通過させるように構成されることが可能である。一例として、光学フィルタ１１６は、化学的感知要素と併用するために必要な光帯のみ通過させるように構成されることが可能である。いくつかの実施形態では、光学フィルタ１１６は、その表面全体にわたって異なってコーティングされ、その表面全体にわたって可変波長の透過を可能にしてもよい。
【００２２】
いくつかの実施形態では、電気光学式モジュール１２８は、任意に、光学シュラウド１１２を含むことが可能である。光学シュラウド１１２は、光学検出アセンブリ１１４および光学励起アセンブリ１１０を互いから光学的に分離する役割を果たすことが可能である。また、光学シュラウド１１２は、光学整列設備として、光を鏡映、集束、または指向するように構成されることが可能である。
【００２３】
また、いくつかの実施形態では、電気光学式モジュール１２８は、電気光学式モジュール１２８の他の構成要素が搭載されることが可能な基板１０８を含むことが可能である。基板１０８は、光学励起アセンブリ１１０と光学検出アセンブリ１１４との間で光を伝達または運搬しないように構成されることが可能である。これは、光学励起アセンブリと光学検出アセンブリとの間に直接光路が存在しないように、基板内に空隙を含有または切削すること等、種々の方法で達成されることが可能である。いくつかの実施形態では、電気光学式モジュール１２８は、フランジ１２０および光学窓１２４によって画定される凹部内に嵌合するように構成されることが可能である。
【００２４】
化学的感知要素１２２は、光学窓１２４上に配置されることが可能である。化学的感知要素１２２は、生理学的分析物に対して光学的に検出可能な応答を呈することによって、生理学的分析物を検出するように構成されることが可能である。例示的化学的感知要素の種々の局面は、以下に詳細に記載される。
【００２５】
いくつかの実施形態では、生体適合性被覆層１２６は、化学的感知要素１２２上に配置されることが可能である。被覆層１２６は、分析物を被覆層１２６を通して拡散させ、光学化学的感知要素１２２と接触させるように、着目分析物に対して透過性であることが可能である。被覆層１２６は、製造工程および装置の埋入の際、化学的感知要素１２２を損傷から保護するように構成されることが可能である。また、被覆層１２６は、光学機能を果たすことが可能である。一例として、被覆層１２６は、周囲光を遮断することが可能である。いくつかの実施形態では、また、被覆層１２６は、光が医療装置から漏出するのを防止することが可能である。いくつかの実施形態では、被覆層１２６は、化学的感知要素１２２内に光を乱反射するように構成されることが可能である。いくつかの実施形態では、被覆層１２６は、周知の蛍光または比色指示薬等、光路較正特徴を含むことが可能である。
【００２６】
いくつかの実施形態では、被覆層１２６は、組織の増殖を防止するように構成されることが可能である。種々の材料を使用して、被覆層１２６を形成することが可能である。いくつかの実施形態では、被覆層１２６は、多孔性ポリマー材料である。いくつかの実施形態では、被覆層１２６は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）である。いくつかの実施形態では、被覆層１２６は、階段状フランジ１３４の凹部部分１３６内に配置されることが可能である。いくつかの実施形態では、被覆層１２６は、筐体１０４の外側表面と平坦にされることが可能である。しかしながら、他の実施形態では、被覆層１２６は、筐体１０４の外側表面と平坦にされない。
【００２７】
次に、図３を参照すると、電気光学式モジュール１２８の上部概略図が示される。本図では、光学シュラウド１１２は、光学励起アセンブリユニット１１０を囲繞するように示される。本図では、２つの光学励起アセンブリユニット１１０が示されるが、いくつかの実施形態では、１つの光学励起アセンブリユニットのみ含まれてもよいことを理解されたい。さらに他の実施形態では、光学励起アセンブリユニットのアレイ等、３つ以上のいくつかの光学励起アセンブリユニットが含まれることが可能である。さらに、本図は、光学検出アセンブリ１１４上に配置される光学フィルタ１１６を示す。
【００２８】
図３の電気光学式モジュール１２８は、楕円形構成で示される。また、光学窓１２４（図２に図示）も、楕円形構成をとることが可能である。種々の他の実施形態では、電気光学式モジュールおよび光学窓は、丸みのある稜線を伴う円形または多角形等の他の形状をとることが可能である。理論に拘束されることを意図するわけではないが、鋭利な稜線を伴わない形状は、応力の減少、気密密閉の容易性等を含む、種々の理由から、有利である可能性があると考えられる。
【００２９】
いくつかの実施形態では、封止材は、電気光学式モジュールの構成要素上に配置されることが可能である。封止材は、背景光の除去および電気光学式モジュールへの構造的統合の提供を含む、種々の目的を果たすことが可能である。次に、図４を参照すると、本発明の実施形態による、光学センサアセンブリ２６０の断面図が示される。光学センサアセンブリ２６０は、光学窓２２４に連結されるフランジ２２０を含むことが可能である。また、光学センサアセンブリ２６０は、基板２０８と、光学励起アセンブリ２１０と、光学検出アセンブリ２１４と、光学検出アセンブリ２１４上に配置される光学フィルタ２１６とを含む、電気光学式モジュールを含むことが可能である。また、電気光学式モジュールは、光学シュラウド２１２を含むことが可能である。封止材２３０は、光学励起アセンブリ２１０と、光学検出アセンブリ２１４とを含む、電気光学式モジュールの構成要素上に配置されることが可能である。封止材２３０は、電気光学式モジュールへの構造的統合を提供する役割を果たすことが可能である。また、封止材２３０は、赤外光等の汚染要因物としての役割を果たし得る、ある波長の光を遮断するように構成されることが可能である。いくつかの実施形態では、封止材２３０は、赤外光を除去するための染料を伴うエポキシ等のポリマー材料を含むことが可能である。いくつかの実施形態では、封止材２３０は、光の拡散の補助となる二酸化チタンを含有することが可能である。ある場合には、光学窓２２４は、封止材２３０と同一材料で形成されることが可能であって、２つの構成要素は、統合されることが可能である。
【００３０】
いくつかの実施形態では、電気光学式モジュールは、単一方向のみで光学センサアセンブリのフランジ内に嵌合するように構成されることが可能である。一例として、電気光学式モジュールおよび光学センサアセンブリのフランジは、鍵および鍵穴と同様に嵌合するように構成される、相補的構造特徴を含むことが可能である。これは、より容易なアセンブリおよび光学窓と不適切に整列された電気光学式モジュールから生じる製造上の欠陥の数を潜在的に減少させる等、アセンブリ工程の際に利点を提供することが可能である。
【００３１】
次に、図５を参照すると、本発明の別の実施形態による、光学センサアセンブリ３６０の部分的に分解された断面図が示される。光学センサアセンブリ３６０は、光学窓３２４に連結されるフランジ３２０を含む。また、光学センサアセンブリ３６０は、基板３０８と、光学励起アセンブリ３１０と、光学検出アセンブリ３１４と、光学検出アセンブリ３１４上に配置される光学フィルタ３１６と、を含む、電気光学式モジュールを含むことが可能である。また、電気光学式モジュールは、光学シュラウド３１２を含むことが可能である。
【００３２】
フランジ３２０は、電気光学式モジュール上に第２の構造特徴３４０と相補的である第１の構造特徴３３８を含むことが可能である。電気光学式モジュールは、矢印３４２の方向に移動することによって、フランジ３２０内に嵌合されることが可能である。第１の構造特徴３３８および第２の構造特徴３４０は、フランジと電気光学式モジュールとの間の単一方向を可能にするように、ともに嵌合することが可能である。構造特徴３３８および３４０は、多くの異なる形態をとることが可能であることを理解されたい。いくつかの実施形態では、構造特徴３３８および３４０は、締付継手またはスナップ継手を形成することが可能であって、また、電気光学式モジュールをフランジ３２０内に保定する役割も果たす。
【００３３】
図６は、本発明の別の実施形態による、光学センサアセンブリ４６０の部分的に分解された断面図を示す。光学センサアセンブリ４６０は、光学窓４２４に連結されるフランジ４２０を含む。また、光学センサアセンブリ４６０は、電気光学式モジュール４２８を含むことが可能である。フランジ４２０は、筐体の壁部材４０４上の第２の構造特徴４４０と相補的である第１の構造特徴４３８を含むことが可能である。光学センサアセンブリ４６０および壁部材４０４は、壁部材４０４に対して、矢印４４２の方向に移動する光学センサアセンブリ４６０等によって、ともに嵌合することが可能である。第１の構造特徴４３８および第２の構造特徴４４０は、壁部材４０４と光学センサアセンブリ４６０との間の単一方向を可能にするように、ともに嵌合することが可能である。構造特徴４３８および４４０は、多くの異なる形態をとることが可能であることを理解されたい。いくつかの実施形態では、構造特徴４３８および４４０は、締付継手またはスナップ継手を形成することが可能であって、また、光学センサアセンブリ４６０を壁部材４０４に連結する役割も果たす。
【００３４】
光学センサアセンブリの多くの異なる特定の構成が、本明細書において企図されることを理解されたい。次に、図７を参照すると、本発明の別の実施形態による、光学センサアセンブリの概略断面図が示される。光学センサアセンブリは、光学窓５２４に連結されるフランジ５２０を含む。フランジ５２０は、埋込型医療装置の筐体５０４に連結されることが可能である。化学的感知要素５２２は、光学窓５２４の上部に配置されることが可能であって、電気光学式モジュール５２８は、光学窓５２４の下方に配置されることが可能である。動作時、生体内環境からの着目分析物は、化学的感知要素５２２内に拡散することが可能であって、化学的感知要素５２２の光学特性の検出可能な変化を生じさせる。光は、電気光学式モジュール５２８によって発生されることが可能であって、光学窓５２４を通して、化学的感知要素５２２内へと通過することが可能である。次いで、光は、好ましくは、感知された分析物に比例して、化学的感知要素５２２によって反射または再放射され、電気光学式モジュール５２８によって受光される前に、光学窓５２４を逆流することが可能である。
【００３５】
次に、図８を参照すると、本発明の別の実施形態による、光学センサアセンブリの断面図が示される。光学センサアセンブリは、窓アセンブリ６６０に連結されるフランジ６２０を含む。窓アセンブリ６６０は、筐体６０４内部内の気密密閉性を維持するように、ともに連結される光ガイド６４４、６４６、６４８を含む。光ガイド６４４は、光学励起ユニット６１０から化学的感知要素６２２へと光を伝達するように構成される。同様に、光ガイド６４８は、光学励起ユニット６１０から化学的感知要素６２２へと光を伝達するように構成される。光ガイド６４６は、化学的感知要素６２２から光学検出アセンブリ６１４へと光を伝達するように構成される。光学シュラウド６１２は、光学検出アセンブリ６１４から光学励起アセンブリユニット６１０を光学的に分離する役割を果たす。カバー６２６は、化学的感知要素６２２上に配置されることが可能である。
【００３６】
次に、図９を参照すると、本発明の別の実施形態による、光学センサアセンブリの断面図が示される。光学センサアセンブリは、化学的感知要素７２２の下方に配置される光学窓７２４を含む。光学窓７２４は、筐体７０４と光学窓７２４との間の気密シールを形成するように、埋込型医療装置の筐体７０４に連結される。電気光学式モジュールは、光学励起アセンブリユニット７１０と、光学検出アセンブリ７１４と、を含む、光学窓７２４の下方に配置される。光学シュラウド７１２は、光学検出アセンブリユニット７１４から光学励起アセンブリユニット７１０を光学的に分離する役割を果たす。さらに、光学センサアセンブリは、化学的感知要素７２２上に配置されるカバー７２６を含む。
【００３７】
次に、図１０を参照すると、本発明の別の実施形態による、光学センサアセンブリの断面図示される。光学センサアセンブリは、化学的感知要素８２２の下方に配置される光学窓８２４を含む。反射体８５０は、光学窓８２４の表面に沿って配置されるように示される。本反射特徴は、鏡面反射性または散乱性ミラーコーティングによって、あるいは全内部反射によって、作成されることが可能である。光学励起／検出アセンブリ８１０は、経路８５２および８５４によって示されるような光を発生するように構成される。基準経路８５２を追従する光は、別の光学励起／検出アセンブリ８１０に遭遇する前に、光学励起／検出アセンブリ８１０から直接光学窓８２４を通過する。対照的に、感知経路８５４を追従する光は、光学検出アセンブリ８１４に遭遇する前に、光学励起／検出アセンブリ８１０から通過し、化学的感知要素８２２と反射体８５０との間で跳ね返される。医療装置の筐体８０４は、埋込型医療装置の内部容積の気密密閉性を維持するように、光学窓８２４に連結される。さらに、光学センサアセンブリは、化学的感知要素８２２上に配置されるカバー８２６を含むことが可能である。
【００３８】
本明細書に記載されるような光学センサアセンブリは、種々の種類の埋込型医療装置と併用されることが可能であることを理解されたい。一例として、本明細書に記載されるような光学センサアセンブリは、患者に電気刺激療法を提供するように構成される心拍管理（ＣＲＭ）装置と併用可能である。次に、図１１を参照すると、本発明の実施形態による、埋込型医療装置９００の概略断面図が示される。埋込型医療装置９００は、ヘッダ９０２と、筐体９０４とを含む。ヘッダ９０２は、１つ以上の電気刺激導線９５０に連結されることが可能である。刺激導線９５０を使用して、電気刺激療法を標的組織に送達することが可能である。埋込型医療装置９００は、ペースメーカー、埋込型除細動器等であることが可能である。
【００３９】
埋込型医療装置９００の筐体９０４は、装置９００外部の容積９７２から気密密閉される内部容積９７０を画定する。種々の電導体９０９、９１１は、ヘッダ９０２から、貫通接続構造９０５を通って、内部容積９７０内へと通過することが可能である。故に、導体９０９、９１１は、電気刺激導線９５０と筐体９０４の内部容積９７０内に配置される回路９５１との間の電気的に連絡を提供する役割を果たすことが可能である。回路９５１は、とりわけ、マイクロプロセッサ９５２、メモリ（ＲＡＭおよび／またはＲＯＭ等）９５４、テレメトリモジュール９５６、電気感知および刺激回路９５８、電源９６０（バッテリ等）、および光学センサインターフェースチャネル９６２等、種々の構成要素を含むことが可能である。
【００４０】
また、埋込型医療装置９００は、光学センサアセンブリ９０６を含むことが可能である。光学センサアセンブリ９０６は、具体的には、化学的感知要素９２２と、光学窓９２４と、電気光学式モジュール９２８とを含むことが可能である。電気光学式モジュール９２８は、筐体９０４の気密密閉された内部容積９７０内に配置されることが可能である。電気光学式モジュール９２８は、内部容積９７０内の回路９５１と電気的に連絡することが可能である。
【００４１】
いくつかの実施形態では、電気光学式モジュールは、筐体に付着されずに、同一回路基板等の装置の内部回路とともに配置されることが可能であることを理解されたい。そのような実施形態では、電気光学式モジュールは、光学窓と整列されることが可能であるが、光学窓と必ずしも接触しなくてもよい。次に、図１２を参照すると、本発明の実施形態による、埋込型医療装置１０００の概略断面図が示される。埋込型医療装置１０００は、ヘッダ１００２と、筐体１００４とを含む。ヘッダ１００２は、１つ以上の電気刺激導線１０５０に連結されることが可能である。埋込型医療装置１０００の筐体１００４は、装置１０００外部の容積１０７２から気密密閉される内部容積１０７０を画定する。装置を動作させるための回路１０５１は、内部容積１０７０内に配置されることが可能である。また、埋込型医療装置１０００は、光学センサアセンブリ１００６を含むことが可能である。具体的には、光学センサアセンブリ１００６は、化学的感知要素１０２２と、光学窓１０２４と、電気光学式モジュール１０２８とを含むことが可能である。電気光学式モジュール１０２８は、回路１０５１とともに配置されることが可能であるが、光学窓１０２４と整列されない。また、化学的感知要素１０２２は、光学窓１０２４と整列されることが可能である。
【００４２】
いくつかの実施形態では、光学センサアセンブリは、装置のヘッダ上または内に配置されることが可能である。次に、図１３を参照すると、本発明の別の実施形態による、埋込型医療システム１１００の概略図が示される。埋込型医療装置１１００は、ヘッダ１１０２と、筐体１１０４とを含む。ヘッダ１１０２は、１つ以上の電気刺激導線１１５０に連結されることが可能である。埋込型医療装置１１００の筐体１１０４は、装置１１００外部の容積１１７２から気密密閉される内部容積１１７０を画定する。装置を動作させるための回路１１５１は、内部容積１１７０内に配置されることが可能である。また、埋込型医療装置１１００は、ヘッダ１１０２内に配置される光学センサアセンブリ１１０６を含むことが可能である。光学センサアセンブリ１１０６は、具体的には、化学的感知要素１１２２と、光学窓１１２４と、電気光学式モジュール１１２８とを含むことが可能である。
【００４３】
次に、図１４を参照すると、本発明の別の実施形態による、埋込型医療システム１２００の概略図が示される。筐体１２０４を含む、パルス発生装置１２１２は、ヘッダ１２０２に連結される。パルス発生装置１２１２は、例えば、ペースメーカーまたは埋込型除細動器であることが可能である。ヘッダ１２０２は、導線１２１０に連結され、順に、センサ装置１２１４に連結される。センサ装置１２１４は、筐体１２０６と、光学センサアセンブリ１２０８とを含むことが可能である。センサ装置１２１４およびパルス発生装置１２１２は、信号通信することが可能である。いくつかの実施形態では、導線１２１０は、１つ以上の電極を含むことが可能であって、電気刺激導線であることが可能である。いくつかの実施形態では、導線１２１０は、無線通信およびパワーリンクに置換されることが可能である。
【００４４】
本明細書に記載されるようないくつかの光学センサアセンブリは、心拍管理（ＣＲＭ）装置等の埋込型医療装置の一部として使用可能であるが、また、光学センサアセンブリは、独立センサ装置の一部としても使用されることが可能であることを理解されたい。次に、図１５を参照すると、光学センサアセンブリ１３０６を含む、独立センサ装置１３００の概略断面図が示される。センサ装置１３００は、装置１３００外部の容積１３７２から気密密閉される内部容積１３７０を画定する、筐体１３０４を含む。光学センサアセンブリ１３０６は、化学的感知要素１３２２と、光学窓１３２４と、電気光学式モジュール１３２８とを含む。電気光学式モジュール１３２８は、筐体１３０４の気密密閉された内部容積１３７０内に配置されることが可能である。電気光学式モジュール１３２８は、内部容積１３７０内の回路１３５１と電気的に連絡することが可能である。回路１３５１は、感知システムならびに処理力および通信機能を監視することが可能である。
【００４５】
本明細書に記載の種々の実施形態による、分析物濃度の感知は、特定の分析物または複数の異なる分析物を対象にすることが可能であることを理解されたい。ある実施形態では、感知される分析物は、心臓の健康に関連する１つ以上の分析物である。ある実施形態では、感知される分析物は、腎臓の健康に関連する１つ以上の分析物である。感知される分析物は、イオンまたは非イオンであることが可能である。感知される分析物は、陽イオンまたは陰イオンであることが可能である。感知されることが可能な分析物の特定の実施例として、酢酸（酢酸塩）、アコニット酸（アコニット酸塩）、アンモニウム、血中尿素窒素（ＢＵＮ）、Ｂ型ナトリウム利尿ペプチド（ＢＮＰ）、臭素酸、カルシウム、二酸化炭素、心臓特有のトロポニン、塩化物、コリン、クエン酸（クエン酸塩）、コルチゾール、銅、クレアチニン、クレアチニンキナーゼ、フッ化物、ギ酸（ギ酸塩）、グルコース、ヒドロニウムイオン、イソクエン酸、乳酸（乳酸塩）、リチウム、マグネシウム、マレイン酸（マレイン酸塩）、マロン酸（マロン酸塩）、ミオグロビン、硝酸塩、酸化窒素、シュウ酸（シュウ酸塩）、酸素、リン酸、フタル酸、カリウム、ピルビン酸（ピルビン酸塩）、亜セレン酸、ナトリウム、硫酸、尿素、尿酸、および亜鉛を含むが、それらに限定されない。本方法によって感知される無機陽イオンとして、ヒドロニウムイオン、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、銀イオン、亜鉛イオン、水銀イオン、鉛イオン、およびアンモニウムイオンを含むが、それらに限定されない。本方法によって感知される無機陰イオンとして、炭酸陰イオン、硝酸陰イオン、亜硫酸陰イオン、塩素陰イオン、およびヨウ化物陰イオンを含むが、それらに限定されない。本方法によって感知される有機陽イオンとして、ノルエフェドリン、エフェドリン、アンフェタミン、プロカイン、プリロカイン、リドカイン、ブピバカイン、リグノカイン、クレアチニン、およびプロタミンを含むが、それらに限定されない。本方法によって感知される有機陰イオンとして、サリチル酸塩、フタル酸塩、マレイン酸塩、およびヘパリンを含むが、それらに限定されない。本方法によって感知される中性分析物として、アンモニア、エタノール、および有機アミンを含むが、それらに限定されない。ある実施形態では、感知されることが可能なイオンとして、カリウム、ナトリウム、塩化物、カルシウム、およびヒドロニウム（ｐＨ）を含む。特定の実施形態では、ナトリウムおよびカリウムの両方の濃度が測定される。別の実施形態では、マグネシウムおよびカリウムの両方の濃度が測定される。
【００４６】
本発明の実施形態は、光学特性の変化を呈することによって、生理学的着目分析物を検出するように構成される化学的感知要素を含むことが可能である。いくつかの実施形態では、分析物の生理学的濃度は、直接検出される。他の実施形態では、分析物の生理学的濃度は、間接的に検出される。一例として、特定の分析物自体の代わりに、特定の分析物の代謝産物が、検出されることが可能である。他の実施形態では、分析物は、検出工程をより容易にするために、イオン等の別の形態に化学的に変換されることが可能である。一例として、酵素を使用して、検出がより容易な別の化合物に分析物を変換することが可能である。
【００４７】
いくつかの実施形態では、化学的感知要素は、分析されるイオンを可逆的に結合するための錯化部分を含む非担体または担体系蛍光性または比色性イオノホア組成と、錯化剤がイオンと結合またはイオンを放出すると、その光学特性を変化させる蛍光性または比色性部分と、を備える。例示的化学的感知要素の局面は、米国特許出願第１１／３８３，９３３号（その内容が本明細書に参考として援用される）に記載される。
【００４８】
本明細書および添付の請求項で使用されるように、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、別途明示されない限り、複数形の参照も含むことに留意されたい。また、用語「または」とは、概して、別途明示されない限り、「および／または」を含む意味で採用されることに留意されたい。
【００４９】
また、本明細書および添付の請求項で使用されるように、語句「構成される」とは、特定のタスクを行なうまたは特定の構成を採用するように構築あるいは構成される、システム、装置、もしくは他の構造を説明することに留意されたい。語句「構成される」は、「配列される」、「配列および構成される」、「構築および配列される」、「構築される」、「製造および配列される」等の他の類似語句と同義で使用されることが可能である。
【００５０】
本明細書内の全刊行物および特許出願は、本発明が関係する当業者のレベルを示す。全刊行物および特許出願は、各個々の刊行物および特許出願が、参照することによって具体的かつ個々に示される場合と同程度において、本明細書に参考として援用される。
【００５１】
本願は、本主題の適合例および変形例を網羅することが意図される。上述の説明は、例示であって、限定として意図されるものではないことを理解されたい。本主題の範囲は、添付の請求項とともに、そのような請求項の権利が付与される均等物の全範囲を参照することによって決定されるべきである。
【技術分野】
【０００１】
本出願は、国内企業Ｃａｒｄｉａｃ Ｐａｃｅｍａｋｅｒｓ，Ｉｎｃ．，（アメリカ合衆国を除くすべての国の指定における出願人）の名称およびアメリカ合衆国国民Ｇｒｅｇ Ｐａｕｌ Ｃａｒｐｅｎｔｅｒ、アメリカ合衆国国民Ｍｉｃｈａｅｌ Ａ Ｋｎｉｐｆｅｒ（アメリカ合衆国のみの指定における出願人）の氏名において、２００８年９月９日に、ＰＣＴ国際特許出願として出願され、２００７年９月１８日に出願された“Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｅｎｓｏｒ”というタイトルの米国特許出願第１１／８５６，８５０号の優先権を主張し、その全体が本明細書に参考として援用される。
【０００２】
（技術分野）
本開示は、概して、埋込型センサに関し、より具体的には、とりわけ、電気光学式埋込型センサに関する。
【背景技術】
【０００３】
（本発明の背景）
ある生理学的分析物は、医療的問題の診断および治療に関連する。一実施例として、カリウムイオン濃度は、患者の心拍に影響を及ぼす可能性がある。したがって、医療専門家は、多くの場合、心拍の問題を診断する際、生理学的カリウムイオン濃度を評価する。しかしながら、カリウム等の分析物の生理学的濃度を測定することは、概して、患者から採血後、試験管内技術による分析を行なうことを必要とする。採血は、概して、病院または医院等の医療施設を患者が物理的に訪問することを必要とする。その結果、その医学的意義にもかかわらず、生理学的分析物濃度は、多くの場合、患者不快感および不便性のため、所望よりも低頻度で測定される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの課題に対する解決策の１つは、埋込型センサを使用して、着目分析物の生理学的濃度を測定することである。故に、好適な埋込型センサの開発に著しい努力が向けられている。しかしながら、長期の埋込型センサは、独特の設計課題を提示する。故に、独立装置として使用される、あるいは他の埋込型または外部医療装置と併用されることが可能な埋込型センサの必要性が残る。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（本発明の概要）
本発明の実施形態は、とりわけ、電気光学式埋込型センサに関する。ある実施形態では、本発明は、内部容積を画定する筐体であって、筐体壁を備え開口を画定する筐体を含む、埋込型医療装置を含む。埋込型医療装置は、筐体壁に連結される光学センサアセンブリを含むことが可能である。光学センサアセンブリは、筐体壁内の開口を閉塞することが可能である。光学センサアセンブリは、光学励起アセンブリと、光学検出アセンブリとを含む、電気光学式モジュールを含むことが可能である。また、光学センサアセンブリは、光学特性の変化を呈することによって、生理学的分析物を検出するように構成される、化学的感知要素を含むことが可能である。また、光学センサアセンブリは、電気光学式モジュールと化学的感知要素との間に配置される光学窓を含むことが可能である。光学窓は、電気光学式モジュールと化学的感知要素との間の光の透過を可能にするように構成されることが可能である。
【０００６】
ある実施形態では、本発明は、埋込型医療装置のための光学センサアセンブリを含む。アセンブリは、縁と、光学窓の縁を囲繞するフランジとを含む、光学窓を含み、フランジと光学窓との間に気密シールを形成する。電気光学式モジュールは、光学窓と整列されることが可能であって、電気光学式モジュールは、光学励起アセンブリと、光学検出アセンブリと、を含むことが可能である。また、光学センサアセンブリは、生理学的分析物に対して光学的に検出可能な応答を呈することによって、生理学的分析物を検出するように構成される、化学的感知要素を含むことが可能である。光学窓は、電気光学式モジュールと化学的感知要素との間に配置されることが可能である。
【０００７】
本概要は、本願の教示の一部の概説であって、本主題の排他的または包括的扱いを意図するものではない。さらなる詳細は、詳細な説明および添付の請求項において見出される。他の局面は、以下の詳細な説明を熟読および理解し、その一部を形成する図面を参照することによって当業者には明白となるであろう（各々、限定的意味で捉えられるべきではない）。本発明の範囲は、添付の請求項およびその法的均等物によって規定される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明は、以下の図面と併せて、より完全に理解されるであろう。
【図１】図１は、本発明の実施形態による、埋込型医療装置の概略斜視図である。
【図２】図２は、図１の線２−２’に沿って示される、光学センサアセンブリの概略断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態による、電気光学式モジュールの概略上面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態による、光学センサアセンブリの概略断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態による、部分的に分解された光学センサアセンブリの概略断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態による、部分的に分解された光学センサアセンブリの概略断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態による、光学センサアセンブリの概略断面図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態による、光学センサアセンブリの概略断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態による、光学センサアセンブリの概略断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態による、光学センサアセンブリの概略断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態による、埋込型医療装置の概略断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の別の実施形態による、埋込型医療装置の概略断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の別の実施形態による、埋込型医療装置の概略断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施形態による、埋込型医療システムの概略図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施形態による、埋込型センサの概略断面図である。
【０００９】
本発明は、種々の修正例および代替形態を受け入れる余地があるが、その仕様は、一例および図面として示され、以下に詳細に記載される。しかしながら、本発明は、記載される特定の実施形態に限定されるものではないことを理解されたい。反対に、本発明の精神および範囲内にある修正例、均等物、および代替例を網羅することが意図される。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（本発明の詳細な説明）
生理学的分析物濃度は、多くの医療的問題の診断および治療の両方のための重要なデータポイントである。例えば、カリウムイオン濃度の知識は、不整脈の正確な診断にとって重要である可能性がある。また、同様に、ナトリウムおよびカルシウム等の他の生理学的イオンの濃度も、不整脈の診断および治療において重要である可能性がある。
【００１１】
また、心拍の問題に加え、分析物感知は、他の用途の中でもとりわけ、薬物療法の監視、腎機能の監視、薬物（心不全用薬剤等）の滴定、心不全代償不全の監視、および食事摂取または腎排泄変動後の原発性電解質平衡異常の観察との関連において、有用である可能性がある。
【００１２】
生理学的分析物濃度を査定するための埋込型センサの使用は、患者に不便を感じさせることなく、所望の頻度でデータを収集可能であるため、特に有益なアプローチである可能性がある。加えて、埋込型センサの使用は、リアルタイムでデータを収集可能であるという利点をもたらす。
【００１３】
しかしながら、埋込型センサシステムは、種々の設計課題を提起する。そのような課題として、気密密閉環境内の高感度電子構成要素を保護する一方、また、対象の組織との潜在的非生体適合性材料の接触を防止することが挙げられる。設計課題は、電気光学式埋込型センサとの関連において、特に深刻である可能性がある。頑強設計の観点から、光源および光検出器等の電気光学式構成要素の一部は、好ましくは、筐体内に含まれ、気密密閉環境内で保護され、その中の他の電子構成要素と効率的に統合されることが可能である。しかしながら、検出の感度の観点から、体液と接触するように、センサの他の構成要素を筐体外に配置することが有利である可能性がある。
【００１４】
本発明の実施形態は、光源および光検出器等のセンサのある構成要素を気密密閉環境内に保護したまま、体液と接触するように、化学的感知要素等のセンサの他の構成要素を配置することが可能である。具体的には、本発明の実施形態は、光学窓を伴う埋込型医療装置を含むことが可能であって、光学窓を使用して、医療装置筐体内部の気密密閉性を維持する。種々の実施形態では、光学励起アセンブリと、光学検出アセンブリとを含む、電気光学式モジュールは、気密密閉環境にある光学窓内部に配置されることが可能である一方、化学的感知要素は、体液と接触するように、光学窓外部に配置されることが可能である。化学的感知要素は、生理学的分析物に対して光学的に検出可能な応答を呈することによって、生理学的分析物を検出するように構成されることが可能である。光学的に検出可能な応答は、医療装置筐体内部に配置される電気光学式モジュールによって、検出されることが可能である。本構成は、比較的高感度電気光学式構成要素を医療装置筐体内部の保護環境内に維持する一方、筐体外部の化学的感知要素の所望の生体内分析物との相互作用を促進し続ける能力を含む、種々の利点をもたらす。
【００１５】
次に、図１を参照すると、本発明の実施形態による、埋込型医療装置１００の概略斜視図が示される。埋込型医療装置１００は、筐体１０４（または、容器）と、筐体１０４に連結されるヘッダアセンブリ１０２と、を含む。筐体１０４は、金属、ポリマー、セラミック等の種々の材料を含むことが可能である。特定の実施形態では、筐体１０４は、チタンから形成される。ヘッダアセンブリ１０２は、１つ以上の導線（図示せず）の近位端の固定を提供する役割を果たし、導線を筐体１０４内の構成要素に電気的に連結する。ヘッダアセンブリ１０２は、金属、ポリマー、セラミック等を含む、種々の材料から形成されることが可能である。また、埋込型医療装置１００は、光学センサアセンブリ１０６を含む。
【００１６】
次に、図２を参照すると、光学センサアセンブリ１０６の断面図が、図１の線２−２’に沿って示される。光学センサアセンブリ１０６は、フランジ１２０に連結される光学窓１２４を含むことが可能である。いくつかの実施形態では、光学窓１２４は、実質的に剛性のあるものであり得る。しかしながら、他の実施形態では、光学窓１２４は、可撓性であることが可能である。いくつかの実施形態では、光学窓１２４は、平面であることが可能である。光学窓１２４は、光の透過を可能にするように構成されることが可能である。結晶、ガラス、セラミック、ポリマー等を含む、種々の材料を使用して、光学窓１２４を形成することが可能である。いくつかの実施形態では、光学窓１２４は、サファイアを含むことが可能である。いくつかの実施形態では、光学窓１２４は、ポリウレタンを含むことが可能である。種々の実施形態では、光学窓１２４は、生体適合性材料から成ることが可能である。
【００１７】
いくつかの実施形態では、光学窓１２４は、ある波長の電磁放射の透過を遮断するように構成されることが可能である。一例として、光学窓１２４材料は、いくつかの実施形態では、赤外光を除去するように構成されることが可能である。他の実施形態では、光学窓１２４は、赤外光等のある波長の電磁放射の透過を遮断するフィルタ材料の層で被覆されることが可能である。いくつかの実施形態では、光学窓１２４の表面は、光が窓を透過する際、光学損失を低減させるために、反射防止コーティングを備えることが可能である。
【００１８】
フランジ１２０は、光学窓１２４の縁を囲繞し、フランジ１２０と光学窓１２４との間に気密シールを形成することが可能である。フランジ１２０は、チタン、白金、クロム、金、種々の合金等の種々の金属を含むことが可能である。フランジ１２０は、ろう付け、ハンダ付け、接着剤の使用、圧入の使用等を含む、種々の技術を使用して、光学窓１２４に付着されることが可能である。
【００１９】
フランジ１２０は、気密密閉の態様で、図１の埋込型医療装置１００の筐体１０４に連結されることが可能である。例えば、フランジ１２０は、埋込型医療装置１００の筐体１０４に溶接されることが可能である。他の実施形態では、フランジ１２０は、エポキシ系接着剤等、筐体１０４に接着するように接合されることが可能である。あるいは、フランジ１２０は、筐体１０４にハンダ付けまたはろう付けされることが可能である。いくつかの実施形態では、圧入は、フランジ１２０と筐体１０４との間で使用されることが可能である。そのような種々の方法では、装置１００上の光学センサアセンブリ１０６の領域内の気密シールは、筐体１０４、フランジ１２０、および光学窓１２４の相互作用を通して形成されることが可能である。
【００２０】
図に示すように、筐体１０４は、光学センサアセンブリ１０６が嵌合する開口を画定する。いくつかの実施形態では、筐体１０４は、開口の周囲に１つ以上の階段１３０、１３２を伴う階段状フランジ１３４を画定することが可能である。階段状フランジ１３４は、凹部部分１３６を画定することが可能である。いくつかの実施形態では、階段状フランジ１３４は、筐体１０４と同一材料から成ることが可能である。例えば、フランジ１３４は、機械加工、鋳造、スタンピング、深絞り、または別の類似技術によって、作成されることが可能である。他の実施形態では、階段状フランジ１３４は、筐体１０４の材料と異なる材料から成ることが可能である。種々のフランジプロファイルを使用して、窓、フランジ、および筐体材料の潜在的に異なる熱膨張係数（ＣＴＥ）ならびに機械的剛性を補償することが可能であることを理解されたい。
【００２１】
光学センサアセンブリ１０６は、光学窓１２４に連結される電気光学式モジュール１２８を含むことが可能である。電気光学式モジュール１２８は、具体的には、１つ以上の光学励起アセンブリ１１０を含むことが可能である。各光学励起アセンブリ１１０は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）、エレクトロルミネセント（ＥＬ）素子等の種々の光のエミッタを含むことが可能である。また、電気光学式モジュール１２８は、１つ以上の光学検出アセンブリ１１４を含むことが可能である。各光学検出アセンブリ１１４は、１つ以上のフォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、フォトダイオードアレイ、光トランジスタ、多素子光センサ、ＣＭＯＳ光センサ等を含むことが可能である。いくつかの実施形態では、光学フィルタ１１６は、光学検出アセンブリ１１４上に配置されることが可能である。光学フィルタ１１６は、ある波長の光のみ通過させるように構成されることが可能である。一例として、光学フィルタ１１６は、化学的感知要素と併用するために必要な光帯のみ通過させるように構成されることが可能である。いくつかの実施形態では、光学フィルタ１１６は、その表面全体にわたって異なってコーティングされ、その表面全体にわたって可変波長の透過を可能にしてもよい。
【００２２】
いくつかの実施形態では、電気光学式モジュール１２８は、任意に、光学シュラウド１１２を含むことが可能である。光学シュラウド１１２は、光学検出アセンブリ１１４および光学励起アセンブリ１１０を互いから光学的に分離する役割を果たすことが可能である。また、光学シュラウド１１２は、光学整列設備として、光を鏡映、集束、または指向するように構成されることが可能である。
【００２３】
また、いくつかの実施形態では、電気光学式モジュール１２８は、電気光学式モジュール１２８の他の構成要素が搭載されることが可能な基板１０８を含むことが可能である。基板１０８は、光学励起アセンブリ１１０と光学検出アセンブリ１１４との間で光を伝達または運搬しないように構成されることが可能である。これは、光学励起アセンブリと光学検出アセンブリとの間に直接光路が存在しないように、基板内に空隙を含有または切削すること等、種々の方法で達成されることが可能である。いくつかの実施形態では、電気光学式モジュール１２８は、フランジ１２０および光学窓１２４によって画定される凹部内に嵌合するように構成されることが可能である。
【００２４】
化学的感知要素１２２は、光学窓１２４上に配置されることが可能である。化学的感知要素１２２は、生理学的分析物に対して光学的に検出可能な応答を呈することによって、生理学的分析物を検出するように構成されることが可能である。例示的化学的感知要素の種々の局面は、以下に詳細に記載される。
【００２５】
いくつかの実施形態では、生体適合性被覆層１２６は、化学的感知要素１２２上に配置されることが可能である。被覆層１２６は、分析物を被覆層１２６を通して拡散させ、光学化学的感知要素１２２と接触させるように、着目分析物に対して透過性であることが可能である。被覆層１２６は、製造工程および装置の埋入の際、化学的感知要素１２２を損傷から保護するように構成されることが可能である。また、被覆層１２６は、光学機能を果たすことが可能である。一例として、被覆層１２６は、周囲光を遮断することが可能である。いくつかの実施形態では、また、被覆層１２６は、光が医療装置から漏出するのを防止することが可能である。いくつかの実施形態では、被覆層１２６は、化学的感知要素１２２内に光を乱反射するように構成されることが可能である。いくつかの実施形態では、被覆層１２６は、周知の蛍光または比色指示薬等、光路較正特徴を含むことが可能である。
【００２６】
いくつかの実施形態では、被覆層１２６は、組織の増殖を防止するように構成されることが可能である。種々の材料を使用して、被覆層１２６を形成することが可能である。いくつかの実施形態では、被覆層１２６は、多孔性ポリマー材料である。いくつかの実施形態では、被覆層１２６は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）である。いくつかの実施形態では、被覆層１２６は、階段状フランジ１３４の凹部部分１３６内に配置されることが可能である。いくつかの実施形態では、被覆層１２６は、筐体１０４の外側表面と平坦にされることが可能である。しかしながら、他の実施形態では、被覆層１２６は、筐体１０４の外側表面と平坦にされない。
【００２７】
次に、図３を参照すると、電気光学式モジュール１２８の上部概略図が示される。本図では、光学シュラウド１１２は、光学励起アセンブリユニット１１０を囲繞するように示される。本図では、２つの光学励起アセンブリユニット１１０が示されるが、いくつかの実施形態では、１つの光学励起アセンブリユニットのみ含まれてもよいことを理解されたい。さらに他の実施形態では、光学励起アセンブリユニットのアレイ等、３つ以上のいくつかの光学励起アセンブリユニットが含まれることが可能である。さらに、本図は、光学検出アセンブリ１１４上に配置される光学フィルタ１１６を示す。
【００２８】
図３の電気光学式モジュール１２８は、楕円形構成で示される。また、光学窓１２４（図２に図示）も、楕円形構成をとることが可能である。種々の他の実施形態では、電気光学式モジュールおよび光学窓は、丸みのある稜線を伴う円形または多角形等の他の形状をとることが可能である。理論に拘束されることを意図するわけではないが、鋭利な稜線を伴わない形状は、応力の減少、気密密閉の容易性等を含む、種々の理由から、有利である可能性があると考えられる。
【００２９】
いくつかの実施形態では、封止材は、電気光学式モジュールの構成要素上に配置されることが可能である。封止材は、背景光の除去および電気光学式モジュールへの構造的統合の提供を含む、種々の目的を果たすことが可能である。次に、図４を参照すると、本発明の実施形態による、光学センサアセンブリ２６０の断面図が示される。光学センサアセンブリ２６０は、光学窓２２４に連結されるフランジ２２０を含むことが可能である。また、光学センサアセンブリ２６０は、基板２０８と、光学励起アセンブリ２１０と、光学検出アセンブリ２１４と、光学検出アセンブリ２１４上に配置される光学フィルタ２１６とを含む、電気光学式モジュールを含むことが可能である。また、電気光学式モジュールは、光学シュラウド２１２を含むことが可能である。封止材２３０は、光学励起アセンブリ２１０と、光学検出アセンブリ２１４とを含む、電気光学式モジュールの構成要素上に配置されることが可能である。封止材２３０は、電気光学式モジュールへの構造的統合を提供する役割を果たすことが可能である。また、封止材２３０は、赤外光等の汚染要因物としての役割を果たし得る、ある波長の光を遮断するように構成されることが可能である。いくつかの実施形態では、封止材２３０は、赤外光を除去するための染料を伴うエポキシ等のポリマー材料を含むことが可能である。いくつかの実施形態では、封止材２３０は、光の拡散の補助となる二酸化チタンを含有することが可能である。ある場合には、光学窓２２４は、封止材２３０と同一材料で形成されることが可能であって、２つの構成要素は、統合されることが可能である。
【００３０】
いくつかの実施形態では、電気光学式モジュールは、単一方向のみで光学センサアセンブリのフランジ内に嵌合するように構成されることが可能である。一例として、電気光学式モジュールおよび光学センサアセンブリのフランジは、鍵および鍵穴と同様に嵌合するように構成される、相補的構造特徴を含むことが可能である。これは、より容易なアセンブリおよび光学窓と不適切に整列された電気光学式モジュールから生じる製造上の欠陥の数を潜在的に減少させる等、アセンブリ工程の際に利点を提供することが可能である。
【００３１】
次に、図５を参照すると、本発明の別の実施形態による、光学センサアセンブリ３６０の部分的に分解された断面図が示される。光学センサアセンブリ３６０は、光学窓３２４に連結されるフランジ３２０を含む。また、光学センサアセンブリ３６０は、基板３０８と、光学励起アセンブリ３１０と、光学検出アセンブリ３１４と、光学検出アセンブリ３１４上に配置される光学フィルタ３１６と、を含む、電気光学式モジュールを含むことが可能である。また、電気光学式モジュールは、光学シュラウド３１２を含むことが可能である。
【００３２】
フランジ３２０は、電気光学式モジュール上に第２の構造特徴３４０と相補的である第１の構造特徴３３８を含むことが可能である。電気光学式モジュールは、矢印３４２の方向に移動することによって、フランジ３２０内に嵌合されることが可能である。第１の構造特徴３３８および第２の構造特徴３４０は、フランジと電気光学式モジュールとの間の単一方向を可能にするように、ともに嵌合することが可能である。構造特徴３３８および３４０は、多くの異なる形態をとることが可能であることを理解されたい。いくつかの実施形態では、構造特徴３３８および３４０は、締付継手またはスナップ継手を形成することが可能であって、また、電気光学式モジュールをフランジ３２０内に保定する役割も果たす。
【００３３】
図６は、本発明の別の実施形態による、光学センサアセンブリ４６０の部分的に分解された断面図を示す。光学センサアセンブリ４６０は、光学窓４２４に連結されるフランジ４２０を含む。また、光学センサアセンブリ４６０は、電気光学式モジュール４２８を含むことが可能である。フランジ４２０は、筐体の壁部材４０４上の第２の構造特徴４４０と相補的である第１の構造特徴４３８を含むことが可能である。光学センサアセンブリ４６０および壁部材４０４は、壁部材４０４に対して、矢印４４２の方向に移動する光学センサアセンブリ４６０等によって、ともに嵌合することが可能である。第１の構造特徴４３８および第２の構造特徴４４０は、壁部材４０４と光学センサアセンブリ４６０との間の単一方向を可能にするように、ともに嵌合することが可能である。構造特徴４３８および４４０は、多くの異なる形態をとることが可能であることを理解されたい。いくつかの実施形態では、構造特徴４３８および４４０は、締付継手またはスナップ継手を形成することが可能であって、また、光学センサアセンブリ４６０を壁部材４０４に連結する役割も果たす。
【００３４】
光学センサアセンブリの多くの異なる特定の構成が、本明細書において企図されることを理解されたい。次に、図７を参照すると、本発明の別の実施形態による、光学センサアセンブリの概略断面図が示される。光学センサアセンブリは、光学窓５２４に連結されるフランジ５２０を含む。フランジ５２０は、埋込型医療装置の筐体５０４に連結されることが可能である。化学的感知要素５２２は、光学窓５２４の上部に配置されることが可能であって、電気光学式モジュール５２８は、光学窓５２４の下方に配置されることが可能である。動作時、生体内環境からの着目分析物は、化学的感知要素５２２内に拡散することが可能であって、化学的感知要素５２２の光学特性の検出可能な変化を生じさせる。光は、電気光学式モジュール５２８によって発生されることが可能であって、光学窓５２４を通して、化学的感知要素５２２内へと通過することが可能である。次いで、光は、好ましくは、感知された分析物に比例して、化学的感知要素５２２によって反射または再放射され、電気光学式モジュール５２８によって受光される前に、光学窓５２４を逆流することが可能である。
【００３５】
次に、図８を参照すると、本発明の別の実施形態による、光学センサアセンブリの断面図が示される。光学センサアセンブリは、窓アセンブリ６６０に連結されるフランジ６２０を含む。窓アセンブリ６６０は、筐体６０４内部内の気密密閉性を維持するように、ともに連結される光ガイド６４４、６４６、６４８を含む。光ガイド６４４は、光学励起ユニット６１０から化学的感知要素６２２へと光を伝達するように構成される。同様に、光ガイド６４８は、光学励起ユニット６１０から化学的感知要素６２２へと光を伝達するように構成される。光ガイド６４６は、化学的感知要素６２２から光学検出アセンブリ６１４へと光を伝達するように構成される。光学シュラウド６１２は、光学検出アセンブリ６１４から光学励起アセンブリユニット６１０を光学的に分離する役割を果たす。カバー６２６は、化学的感知要素６２２上に配置されることが可能である。
【００３６】
次に、図９を参照すると、本発明の別の実施形態による、光学センサアセンブリの断面図が示される。光学センサアセンブリは、化学的感知要素７２２の下方に配置される光学窓７２４を含む。光学窓７２４は、筐体７０４と光学窓７２４との間の気密シールを形成するように、埋込型医療装置の筐体７０４に連結される。電気光学式モジュールは、光学励起アセンブリユニット７１０と、光学検出アセンブリ７１４と、を含む、光学窓７２４の下方に配置される。光学シュラウド７１２は、光学検出アセンブリユニット７１４から光学励起アセンブリユニット７１０を光学的に分離する役割を果たす。さらに、光学センサアセンブリは、化学的感知要素７２２上に配置されるカバー７２６を含む。
【００３７】
次に、図１０を参照すると、本発明の別の実施形態による、光学センサアセンブリの断面図示される。光学センサアセンブリは、化学的感知要素８２２の下方に配置される光学窓８２４を含む。反射体８５０は、光学窓８２４の表面に沿って配置されるように示される。本反射特徴は、鏡面反射性または散乱性ミラーコーティングによって、あるいは全内部反射によって、作成されることが可能である。光学励起／検出アセンブリ８１０は、経路８５２および８５４によって示されるような光を発生するように構成される。基準経路８５２を追従する光は、別の光学励起／検出アセンブリ８１０に遭遇する前に、光学励起／検出アセンブリ８１０から直接光学窓８２４を通過する。対照的に、感知経路８５４を追従する光は、光学検出アセンブリ８１４に遭遇する前に、光学励起／検出アセンブリ８１０から通過し、化学的感知要素８２２と反射体８５０との間で跳ね返される。医療装置の筐体８０４は、埋込型医療装置の内部容積の気密密閉性を維持するように、光学窓８２４に連結される。さらに、光学センサアセンブリは、化学的感知要素８２２上に配置されるカバー８２６を含むことが可能である。
【００３８】
本明細書に記載されるような光学センサアセンブリは、種々の種類の埋込型医療装置と併用されることが可能であることを理解されたい。一例として、本明細書に記載されるような光学センサアセンブリは、患者に電気刺激療法を提供するように構成される心拍管理（ＣＲＭ）装置と併用可能である。次に、図１１を参照すると、本発明の実施形態による、埋込型医療装置９００の概略断面図が示される。埋込型医療装置９００は、ヘッダ９０２と、筐体９０４とを含む。ヘッダ９０２は、１つ以上の電気刺激導線９５０に連結されることが可能である。刺激導線９５０を使用して、電気刺激療法を標的組織に送達することが可能である。埋込型医療装置９００は、ペースメーカー、埋込型除細動器等であることが可能である。
【００３９】
埋込型医療装置９００の筐体９０４は、装置９００外部の容積９７２から気密密閉される内部容積９７０を画定する。種々の電導体９０９、９１１は、ヘッダ９０２から、貫通接続構造９０５を通って、内部容積９７０内へと通過することが可能である。故に、導体９０９、９１１は、電気刺激導線９５０と筐体９０４の内部容積９７０内に配置される回路９５１との間の電気的に連絡を提供する役割を果たすことが可能である。回路９５１は、とりわけ、マイクロプロセッサ９５２、メモリ（ＲＡＭおよび／またはＲＯＭ等）９５４、テレメトリモジュール９５６、電気感知および刺激回路９５８、電源９６０（バッテリ等）、および光学センサインターフェースチャネル９６２等、種々の構成要素を含むことが可能である。
【００４０】
また、埋込型医療装置９００は、光学センサアセンブリ９０６を含むことが可能である。光学センサアセンブリ９０６は、具体的には、化学的感知要素９２２と、光学窓９２４と、電気光学式モジュール９２８とを含むことが可能である。電気光学式モジュール９２８は、筐体９０４の気密密閉された内部容積９７０内に配置されることが可能である。電気光学式モジュール９２８は、内部容積９７０内の回路９５１と電気的に連絡することが可能である。
【００４１】
いくつかの実施形態では、電気光学式モジュールは、筐体に付着されずに、同一回路基板等の装置の内部回路とともに配置されることが可能であることを理解されたい。そのような実施形態では、電気光学式モジュールは、光学窓と整列されることが可能であるが、光学窓と必ずしも接触しなくてもよい。次に、図１２を参照すると、本発明の実施形態による、埋込型医療装置１０００の概略断面図が示される。埋込型医療装置１０００は、ヘッダ１００２と、筐体１００４とを含む。ヘッダ１００２は、１つ以上の電気刺激導線１０５０に連結されることが可能である。埋込型医療装置１０００の筐体１００４は、装置１０００外部の容積１０７２から気密密閉される内部容積１０７０を画定する。装置を動作させるための回路１０５１は、内部容積１０７０内に配置されることが可能である。また、埋込型医療装置１０００は、光学センサアセンブリ１００６を含むことが可能である。具体的には、光学センサアセンブリ１００６は、化学的感知要素１０２２と、光学窓１０２４と、電気光学式モジュール１０２８とを含むことが可能である。電気光学式モジュール１０２８は、回路１０５１とともに配置されることが可能であるが、光学窓１０２４と整列されない。また、化学的感知要素１０２２は、光学窓１０２４と整列されることが可能である。
【００４２】
いくつかの実施形態では、光学センサアセンブリは、装置のヘッダ上または内に配置されることが可能である。次に、図１３を参照すると、本発明の別の実施形態による、埋込型医療システム１１００の概略図が示される。埋込型医療装置１１００は、ヘッダ１１０２と、筐体１１０４とを含む。ヘッダ１１０２は、１つ以上の電気刺激導線１１５０に連結されることが可能である。埋込型医療装置１１００の筐体１１０４は、装置１１００外部の容積１１７２から気密密閉される内部容積１１７０を画定する。装置を動作させるための回路１１５１は、内部容積１１７０内に配置されることが可能である。また、埋込型医療装置１１００は、ヘッダ１１０２内に配置される光学センサアセンブリ１１０６を含むことが可能である。光学センサアセンブリ１１０６は、具体的には、化学的感知要素１１２２と、光学窓１１２４と、電気光学式モジュール１１２８とを含むことが可能である。
【００４３】
次に、図１４を参照すると、本発明の別の実施形態による、埋込型医療システム１２００の概略図が示される。筐体１２０４を含む、パルス発生装置１２１２は、ヘッダ１２０２に連結される。パルス発生装置１２１２は、例えば、ペースメーカーまたは埋込型除細動器であることが可能である。ヘッダ１２０２は、導線１２１０に連結され、順に、センサ装置１２１４に連結される。センサ装置１２１４は、筐体１２０６と、光学センサアセンブリ１２０８とを含むことが可能である。センサ装置１２１４およびパルス発生装置１２１２は、信号通信することが可能である。いくつかの実施形態では、導線１２１０は、１つ以上の電極を含むことが可能であって、電気刺激導線であることが可能である。いくつかの実施形態では、導線１２１０は、無線通信およびパワーリンクに置換されることが可能である。
【００４４】
本明細書に記載されるようないくつかの光学センサアセンブリは、心拍管理（ＣＲＭ）装置等の埋込型医療装置の一部として使用可能であるが、また、光学センサアセンブリは、独立センサ装置の一部としても使用されることが可能であることを理解されたい。次に、図１５を参照すると、光学センサアセンブリ１３０６を含む、独立センサ装置１３００の概略断面図が示される。センサ装置１３００は、装置１３００外部の容積１３７２から気密密閉される内部容積１３７０を画定する、筐体１３０４を含む。光学センサアセンブリ１３０６は、化学的感知要素１３２２と、光学窓１３２４と、電気光学式モジュール１３２８とを含む。電気光学式モジュール１３２８は、筐体１３０４の気密密閉された内部容積１３７０内に配置されることが可能である。電気光学式モジュール１３２８は、内部容積１３７０内の回路１３５１と電気的に連絡することが可能である。回路１３５１は、感知システムならびに処理力および通信機能を監視することが可能である。
【００４５】
本明細書に記載の種々の実施形態による、分析物濃度の感知は、特定の分析物または複数の異なる分析物を対象にすることが可能であることを理解されたい。ある実施形態では、感知される分析物は、心臓の健康に関連する１つ以上の分析物である。ある実施形態では、感知される分析物は、腎臓の健康に関連する１つ以上の分析物である。感知される分析物は、イオンまたは非イオンであることが可能である。感知される分析物は、陽イオンまたは陰イオンであることが可能である。感知されることが可能な分析物の特定の実施例として、酢酸（酢酸塩）、アコニット酸（アコニット酸塩）、アンモニウム、血中尿素窒素（ＢＵＮ）、Ｂ型ナトリウム利尿ペプチド（ＢＮＰ）、臭素酸、カルシウム、二酸化炭素、心臓特有のトロポニン、塩化物、コリン、クエン酸（クエン酸塩）、コルチゾール、銅、クレアチニン、クレアチニンキナーゼ、フッ化物、ギ酸（ギ酸塩）、グルコース、ヒドロニウムイオン、イソクエン酸、乳酸（乳酸塩）、リチウム、マグネシウム、マレイン酸（マレイン酸塩）、マロン酸（マロン酸塩）、ミオグロビン、硝酸塩、酸化窒素、シュウ酸（シュウ酸塩）、酸素、リン酸、フタル酸、カリウム、ピルビン酸（ピルビン酸塩）、亜セレン酸、ナトリウム、硫酸、尿素、尿酸、および亜鉛を含むが、それらに限定されない。本方法によって感知される無機陽イオンとして、ヒドロニウムイオン、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、銀イオン、亜鉛イオン、水銀イオン、鉛イオン、およびアンモニウムイオンを含むが、それらに限定されない。本方法によって感知される無機陰イオンとして、炭酸陰イオン、硝酸陰イオン、亜硫酸陰イオン、塩素陰イオン、およびヨウ化物陰イオンを含むが、それらに限定されない。本方法によって感知される有機陽イオンとして、ノルエフェドリン、エフェドリン、アンフェタミン、プロカイン、プリロカイン、リドカイン、ブピバカイン、リグノカイン、クレアチニン、およびプロタミンを含むが、それらに限定されない。本方法によって感知される有機陰イオンとして、サリチル酸塩、フタル酸塩、マレイン酸塩、およびヘパリンを含むが、それらに限定されない。本方法によって感知される中性分析物として、アンモニア、エタノール、および有機アミンを含むが、それらに限定されない。ある実施形態では、感知されることが可能なイオンとして、カリウム、ナトリウム、塩化物、カルシウム、およびヒドロニウム（ｐＨ）を含む。特定の実施形態では、ナトリウムおよびカリウムの両方の濃度が測定される。別の実施形態では、マグネシウムおよびカリウムの両方の濃度が測定される。
【００４６】
本発明の実施形態は、光学特性の変化を呈することによって、生理学的着目分析物を検出するように構成される化学的感知要素を含むことが可能である。いくつかの実施形態では、分析物の生理学的濃度は、直接検出される。他の実施形態では、分析物の生理学的濃度は、間接的に検出される。一例として、特定の分析物自体の代わりに、特定の分析物の代謝産物が、検出されることが可能である。他の実施形態では、分析物は、検出工程をより容易にするために、イオン等の別の形態に化学的に変換されることが可能である。一例として、酵素を使用して、検出がより容易な別の化合物に分析物を変換することが可能である。
【００４７】
いくつかの実施形態では、化学的感知要素は、分析されるイオンを可逆的に結合するための錯化部分を含む非担体または担体系蛍光性または比色性イオノホア組成と、錯化剤がイオンと結合またはイオンを放出すると、その光学特性を変化させる蛍光性または比色性部分と、を備える。例示的化学的感知要素の局面は、米国特許出願第１１／３８３，９３３号（その内容が本明細書に参考として援用される）に記載される。
【００４８】
本明細書および添付の請求項で使用されるように、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、別途明示されない限り、複数形の参照も含むことに留意されたい。また、用語「または」とは、概して、別途明示されない限り、「および／または」を含む意味で採用されることに留意されたい。
【００４９】
また、本明細書および添付の請求項で使用されるように、語句「構成される」とは、特定のタスクを行なうまたは特定の構成を採用するように構築あるいは構成される、システム、装置、もしくは他の構造を説明することに留意されたい。語句「構成される」は、「配列される」、「配列および構成される」、「構築および配列される」、「構築される」、「製造および配列される」等の他の類似語句と同義で使用されることが可能である。
【００５０】
本明細書内の全刊行物および特許出願は、本発明が関係する当業者のレベルを示す。全刊行物および特許出願は、各個々の刊行物および特許出願が、参照することによって具体的かつ個々に示される場合と同程度において、本明細書に参考として援用される。
【００５１】
本願は、本主題の適合例および変形例を網羅することが意図される。上述の説明は、例示であって、限定として意図されるものではないことを理解されたい。本主題の範囲は、添付の請求項とともに、そのような請求項の権利が付与される均等物の全範囲を参照することによって決定されるべきである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
埋込型医療装置であって、
内部容積を画定する筐体であって、該筐体は筐体壁を備え、該筐体壁は開口を画定する、筐体と、
該筐体壁に連結される光学センサアセンブリであって、該光学センサアセンブリは、該開口を閉塞し、該光学センサアセンブリは、
電気光学式モジュールであって、該電気光学式モジュールは、
光学励起アセンブリと、
光学検出アセンブリと
を備える、電気光学式モジュールと、
化学的感知要素であって、該化学的感知要素は、光学特性の変化を呈することによって、生理学的分析物を検出するように構成される、化学的感知要素と、
該電気光学式モジュールと該化学的感知要素との間に配置される光学窓であって、該光学窓は、該電気光学式モジュールと該化学的感知要素との間の光の透過を可能にするように構成される、光学窓と
備える、光学センサアセンブリと
を備える、装置。
【請求項２】
前記筐体の内部容積は、該筐体の外部から気密密閉される、請求項１に記載の埋込型医療装置。
【請求項３】
前記光学窓の縁を囲繞するフランジをさらに備え、該フランジと該光学窓との間に気密シールを形成する、請求項１に記載の埋込型医療装置。
【請求項４】
前記光学励起アセンブリと前記光学検出アセンブリとの間に配置される、光学シュラウドをさらに備える、請求項１に記載の埋込型医療装置。
【請求項５】
前記光学センサアセンブリは、前記筐体に溶接される、請求項１に記載の埋込型医療装置。
【請求項６】
前記光学センサアセンブリは、単一方向で前記筐体の開口内に嵌合するように構成される、請求項１に記載の埋込型医療装置。
【請求項７】
前記筐体は、前記開口を囲繞する階段状フランジを画定し、該階段状フランジは、凹部部分を含み、前記光学センサアセンブリは、該階段状フランジの該凹部部分に溶接される、請求項１に記載の埋込型医療装置。
【請求項８】
前記化学的感知要素上に配置される被覆層をさらに備え、該被覆層は、前記生理学的分析物に対して透過性の材料を備える、請求項１に記載の埋込型医療装置。
【請求項９】
前記被覆層は、前記筐体壁の外側表面と平坦にされる、請求項８に記載の埋込型医療装置。
【請求項１０】
前記被覆層は、不透明である、請求項８に記載の埋込型医療装置。
【請求項１１】
前記光学検出アセンブリの上方に配置される、赤外光フィルタをさらに備える、請求項１に記載の埋込型医療装置。
【請求項１２】
前記光学窓は、剛性のある平面光学窓を備える、請求項１に記載の埋込型医療装置。
【請求項１３】
埋込型医療装置のための光学センサアセンブリであって、該アセンブリは、
縁を備える、光学窓と、
該光学窓の縁を囲繞するフランジであって、該フランジと該光学窓との間に気密シールを形成する、フランジと、
該光学窓と整列される電気光学式モジュールであって、該電気光学式モジューは、
光学励起アセンブリと、
光学検出アセンブリと
を備える、電気光学式モジュールと、
該光学窓と整列される化学的感知要素であって、該光学的化学的感知要素は、生理学的分析物に対して光学的に検出可能な応答を呈することによって、該生理学的分析物を検出するように構成され、該光学窓は、該電気光学式モジュールと該化学的感知要素との間に配置される、化学的感知要素と
を備える、アセンブリ。
【請求項１４】
前記光学検出アセンブリの上方に配置される、赤外光フィルタをさらに備える、請求項１３に記載の光学センサアセンブリ。
【請求項１５】
前記電気光学式モジュールは、単一方向で前記フランジ内に嵌合するように構成される、請求項１３に記載の光学センサアセンブリ。
【請求項１６】
前記電気光学式モジュールは、締付継手を介して、前記フランジ内に嵌合するように構成される、請求項１３に記載の光学センサアセンブリ。
【請求項１７】
前記光学窓は、剛性のある平面光学窓を備える、請求項１３に記載の光学センサアセンブリ。
【請求項１８】
前記光学励起アセンブリは、複数の発光ダイオードを備える、請求項１３に記載の光学センサアセンブリ。
【請求項１９】
前記光学検出アセンブリは、複数のフォトダイオードを備える、請求項１３に記載の光学センサアセンブリ。
【請求項２０】
前記電気光学式モジュールは、基板をさらに備え、前記光学励起アセンブリおよび前記光学検出アセンブリは、該基板に連結される、請求項１３に記載の光学センサアセンブリ。
【請求項１】
埋込型医療装置であって、
内部容積を画定する筐体であって、該筐体は筐体壁を備え、該筐体壁は開口を画定する、筐体と、
該筐体壁に連結される光学センサアセンブリであって、該光学センサアセンブリは、該開口を閉塞し、該光学センサアセンブリは、
電気光学式モジュールであって、該電気光学式モジュールは、
光学励起アセンブリと、
光学検出アセンブリと
を備える、電気光学式モジュールと、
化学的感知要素であって、該化学的感知要素は、光学特性の変化を呈することによって、生理学的分析物を検出するように構成される、化学的感知要素と、
該電気光学式モジュールと該化学的感知要素との間に配置される光学窓であって、該光学窓は、該電気光学式モジュールと該化学的感知要素との間の光の透過を可能にするように構成される、光学窓と
備える、光学センサアセンブリと
を備える、装置。
【請求項２】
前記筐体の内部容積は、該筐体の外部から気密密閉される、請求項１に記載の埋込型医療装置。
【請求項３】
前記光学窓の縁を囲繞するフランジをさらに備え、該フランジと該光学窓との間に気密シールを形成する、請求項１に記載の埋込型医療装置。
【請求項４】
前記光学励起アセンブリと前記光学検出アセンブリとの間に配置される、光学シュラウドをさらに備える、請求項１に記載の埋込型医療装置。
【請求項５】
前記光学センサアセンブリは、前記筐体に溶接される、請求項１に記載の埋込型医療装置。
【請求項６】
前記光学センサアセンブリは、単一方向で前記筐体の開口内に嵌合するように構成される、請求項１に記載の埋込型医療装置。
【請求項７】
前記筐体は、前記開口を囲繞する階段状フランジを画定し、該階段状フランジは、凹部部分を含み、前記光学センサアセンブリは、該階段状フランジの該凹部部分に溶接される、請求項１に記載の埋込型医療装置。
【請求項８】
前記化学的感知要素上に配置される被覆層をさらに備え、該被覆層は、前記生理学的分析物に対して透過性の材料を備える、請求項１に記載の埋込型医療装置。
【請求項９】
前記被覆層は、前記筐体壁の外側表面と平坦にされる、請求項８に記載の埋込型医療装置。
【請求項１０】
前記被覆層は、不透明である、請求項８に記載の埋込型医療装置。
【請求項１１】
前記光学検出アセンブリの上方に配置される、赤外光フィルタをさらに備える、請求項１に記載の埋込型医療装置。
【請求項１２】
前記光学窓は、剛性のある平面光学窓を備える、請求項１に記載の埋込型医療装置。
【請求項１３】
埋込型医療装置のための光学センサアセンブリであって、該アセンブリは、
縁を備える、光学窓と、
該光学窓の縁を囲繞するフランジであって、該フランジと該光学窓との間に気密シールを形成する、フランジと、
該光学窓と整列される電気光学式モジュールであって、該電気光学式モジューは、
光学励起アセンブリと、
光学検出アセンブリと
を備える、電気光学式モジュールと、
該光学窓と整列される化学的感知要素であって、該光学的化学的感知要素は、生理学的分析物に対して光学的に検出可能な応答を呈することによって、該生理学的分析物を検出するように構成され、該光学窓は、該電気光学式モジュールと該化学的感知要素との間に配置される、化学的感知要素と
を備える、アセンブリ。
【請求項１４】
前記光学検出アセンブリの上方に配置される、赤外光フィルタをさらに備える、請求項１３に記載の光学センサアセンブリ。
【請求項１５】
前記電気光学式モジュールは、単一方向で前記フランジ内に嵌合するように構成される、請求項１３に記載の光学センサアセンブリ。
【請求項１６】
前記電気光学式モジュールは、締付継手を介して、前記フランジ内に嵌合するように構成される、請求項１３に記載の光学センサアセンブリ。
【請求項１７】
前記光学窓は、剛性のある平面光学窓を備える、請求項１３に記載の光学センサアセンブリ。
【請求項１８】
前記光学励起アセンブリは、複数の発光ダイオードを備える、請求項１３に記載の光学センサアセンブリ。
【請求項１９】
前記光学検出アセンブリは、複数のフォトダイオードを備える、請求項１３に記載の光学センサアセンブリ。
【請求項２０】
前記電気光学式モジュールは、基板をさらに備え、前記光学励起アセンブリおよび前記光学検出アセンブリは、該基板に連結される、請求項１３に記載の光学センサアセンブリ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公表番号】特表２０１０−５３９４８４（Ｐ２０１０−５３９４８４Ａ）
【公表日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５２４９４０（Ｐ２０１０−５２４９４０）
【出願日】平成２０年９月９日（２００８．９．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０７５６７３
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０３８９９６
【国際公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（５０５００３５２８）カーディアック ペースメイカーズ， インコーポレイテッド (466)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月９日（２００８．９．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０７５６７３
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０３８９９６
【国際公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（５０５００３５２８）カーディアック ペースメイカーズ， インコーポレイテッド (466)
【Ｆターム（参考）】
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