説明

積層接着性光学センサ

【課題】接着性タイプ光学センサを提供すること。
【解決手段】カバー層、カバーの第1の側面上に配置するエミッタ、カバーの第1の側面上に配置するディテクタ、および、カバーの同じ第1の側面上に配置する複数の積層独立接着層を有する光学センサ。ここで、最上部を露出した接着層が、患者の肌に取り付けられる。このように、組織位置の位置チェックを実行するセンサが取り除かれる場合、接着層の1つも取り除かれ、かつ、処分される、患者の肌に再取り付けするために、フレッシュな接着表面を下に露出する。接着層の独立ピースは、製品の使用年数を拡張するために連続して利用され得る。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
(関連出願の相互参照)
本願は、2001年10月12日に出願された米国仮特許出願第60/328,924号の優先権を主張する。この出願の教示を、本明細書において参照として援用する。
【背景技術】
【0002】
本発明は、光学センサに関し、特に、パルスオキシメータセンサに関する。
【0003】
多くのタイプの光学センサが、患者の生理学的特徴を計測するために利用される。通常、光学センサは、患者の組織の一部分を介して散乱し、かつ、検出される放射光を提供する。酸素飽和率、パルス率、組織ビリルビリン等のような様々な患者の特徴は、このような光を解析することから決定され得る。
【0004】
パルス酸素計測は、通常、動脈血のヘモグロビンの血中酸素飽和率、組織を供給する各血液脈動の容積、および、各患者の鼓動に対応する血液脈動の速度等の(これらに限定されない)、様々な血流の特徴を計測するために利用される。これらの特徴の計測は、非侵入性センサの利用によって達成された。非侵入性センサは、血液が組織に潅流する、患者の組織の一部分を介して光を散乱させ、このような組織の光の吸収を光電子的に感知する。吸収された光の量は、計測される血液の構成物質の量を計算するために利用される。
【0005】
組織を介して散乱した光は、血液中に存在する血液構成物質量の代表的な量で、吸収された1つ以上の波長を有するように選択される。組織を介して散乱した伝達される光の量は、組織の血液構成物質の量および関連した光の吸収量を変化させることによって、変動する。このようなセンサは、血中酸素飽和率を計測する公知の技術に従って、通常光源およびフォトディテクタとともに提供される。光源は、血中酸素レベルを計測するために、少なくとも2つの異なる波長の光を発生させることに適応する。フォトディテクタは、これらの波長の両方を感知する。
【0006】
公知の非侵入性センサは、指、耳、または頭皮のような身体の一部分に対して安全であるデバイスを備える。動物およびヒトでは、これらの身体の部分の組織は、血液により潅流され、これらの組織表面は、センサに対して容易にアクセス可能である。
【0007】
あるタイプの光学センサが、センサ上の接着層によって実現される、接着性取り付け具によって患者の外部の組織に付加される。患者をモニタリングする間に、組織の位置のサイトチェックを実行するために、サンサを除去する必要はない。この除去は、通常、接着層に損傷を与える。さらに、接着タイプのセンサは、多くの場合、使い捨てタイプのセンサにより利用される。使い捨てタイプのセンサでは、光エミッタおよびディテクタは、相対的に固定されたエミッタおよびディテクタの分離を維持する硬い光学マウントの特権(benefit)なく、支持体上にマウントされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
従って、接着性タイプ光学センサの機能を改良する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
(発明の要旨)
本発明は、カバー層、カバーの第1の側面に配置されるエミッタ、カバーの第1の側面に配置されるディテクタ、および、カバーの同じ第1の側面に配置される複数の積層方独立接着層を有する光学センサを提供する。ここで、最上部の露出した接着層は、患者の肌に取り付けられる。従って、センサが組織の位置のサイトチェックを実行するために除去される場合、接着層の1つが除去かつ破棄され得、患者の肌への再取り付けのために下のフレッシュな接着性表面を露出する。接着層の独立ピースは、製品の寿命を拡張するために連続して利用され得る。
【0010】
本発明のある局面は、エミッタおよびディテクタを囲むおおよそ環状の接着層を利用することにつながり、従って、エミッタとディテクタとの間にいくらかの接着剤が存在することを避け、光学分路を最小化する。光学分路は、計測精度に不利な影響を与えるものとして知られている。
【0011】
本発明の別の局面は、光学的に透明なPVC材料のようなソフトまたは従順な材料から作られる光学レンズを利用し、組織壊死を最小化することにつながる。
【0012】
本発明の別の局面は、半剛体光学マウント構造の利用につながる。半剛体光学マウント構造により、定位置にエミッタおよびディテクタを保持して、相対的に固定された電子光学機器(エミッタおよびディテクタ)の間の分離を維持し、さらに、センサが付加された場合に、最小量のトルクおよびねじれが生じることを可能にする。相対的に固定された分離を維持することによって、半剛体光学マウントは、検出された電子光学信号のアーティファクトを誘導する運動を低減する。この電子光学信号は、計測精度に不利に干渉を与え得る。本発明の本質および利点のさらなる理解のために、添付の図面に関連する以下の説明に対する参照がなされるべきである。
(項目1)
カバー層と、
該カバー層の第1の側面の上に配置するエミッタと、
該カバー層の該第1の側面の上に配置するディテクタと、
該カバー層の該第1の側面の上に配置する複数の積層独立接着層と
を含む、センサ。
(項目2)
上記接着層のそれぞれは、上記エミッタおよび上記ディテクタを囲むリング形状層であり、接着剤が該エミッタとディテクタとの間に存在しない、項目1に記載のセンサ。
(項目3)
上記エミッタの上に配置する第1のレンズと、上記ディテクタの上に配置する第2のレンズとをさらに含み、該第1および第2のレンズは、光学的に透明かつ従順な材料から作られる、項目1に記載のセンサ。
(項目4)
上記従順な材料は、PVC、ウレタン、RTV、およびその組み合わせからなる材料の群から選択される光学的に透明な材料である、項目3に記載のセンサ。
(項目5)
上記従順な材料は、光学的に透明であり、およそ60より短いShore Aのデュロメータ硬さを有する、項目3に記載のセンサ。
(項目6)
上記センサは、実質的に平坦な表面を含み、上記エミッタおよびディテクタは、該実施時的に平面な表面から外側へ突出している、項目1に記載のセンサ。
(項目7)
上記センサは、患者の額の極率に適合するように構成された湾曲した表面を有し、上記エミッタおよび上記ディテクタは、該湾曲した表面から外側に突出している、項目1に記載のセンサ。
(項目8)
上記湾曲した表面は、新生児または小児患者の額の湾曲に適合するように構成される、項目7に記載のセンサ。
(項目9)
上記カバー層上に配置する実質的に堅い光学マウントをさらに含み、該光学マウントは、第1および第2の開口部を有する、該第1および第2の開口部は、上記エミッタおよび上記ディテクタのそれぞれを囲む、項目1に記載のセンサ。
(項目10)
上記カバー層と上記ディテクタとの間に配置する光学的に透明な層をさらに含む、項目1に記載のセンサ。
(項目11)
上記センサは、オキシメータセンサである、項目1に記載のセンサ。
(項目12)
カバー層と、
該カバー層の第1の側面の上に配置するエミッタと、
該カバー層の該第1の側面の上に配置するディテクタと、
該カバー層の該第1の側面の上に配置する複数の積層独立接着層であって、該接着層のそれぞれは、該エミッタおよび該ディテクタを囲むリング形状の層であり、該エミッタと該ディテクタとの間に接着剤が存在しない、複数の積層独立接着層と
を含む、センサ。
(項目13)
カバー層と、
該カバー層の第1の側面の上に配置するエミッタと、
該カバー層の該第1の側面の上に配置するディテクタと、
該エミッタの上に配置する第1のレンズと、
該ディテクタの上に配置する第2のレンズであって、該第1のおよび第2のレンズは、従順な材料から作られる、レンズと、
該カバー層の該第1の側面の上に配置する複数の積層独立接着層と
を含む、センサ。
(項目14)
上記ソフト材料は、PVC、ウレタン、RTV、およびその組み合わせからなる材料の群から選択される光学的に透明な材料である、項目13に記載のセンサ。
(項目15)
カバー層と、
該カバー層の第1の側面の上に配置するエミッタと、
該カバー層の該第1の側面の上に配置するディテクタと、
該カバー層の該第1の側面の上に配置する複数の積層独立接着層であって、該センサは、実質的に平坦な表面を含み、該エミッタおよび該ディテクタは、該実質的に平坦な表面から外側に突出している、複数の積層独立接着層と
を含む、センサ。
(項目16)
カバー層と、
該カバー層の第1の側面の上に配置するエミッタと、
該カバー層の該第1の側面の上に配置するディテクタと、
該カバー層の上に配置される実質的に硬い光学マウントであって、該光学マウントは、第1および第2の開口部を有し、該第1および第2の開口部は、該エミッタおよび該ディテクタをそれぞれ囲む、光学マウントと、
該カバー層の該第1の側面の上に配置する複数の積層独立接着層と
を含む、センサ。
(項目17)
カバー層と、
該カバー層の第1の側面の上に配置するエミッタと、
該カバー層の該第1の側面の上に配置するディテクタと、
該カバー層の該第1の側面の上に配置する複数の積層独立接着層と、
該カバー層と該ディテクタとの間に配置する光学的に透明な層と
を含む、センサ。
(項目18)
カバー層と、
該カバー層の第1の側面の上に配置するエミッタと、
該カバー層の該第1の側面の上に配置するディテクタと、
該カバー層の上に配置される実質的に硬い光学マウントであって、該光学マウントは、第1および第2の開口部を有し、該第1および第2の開口部は、該エミッタおよび該ディテクタをそれぞれ囲む、光学マウントと、
該カバー層の該第1の側面の上に配置する複数の積層独立接着層であって、該接着層のそれぞれは、該エミッタおよび該ディテクタを囲むリング形状の層であり、該エミッタと該ディテクタとの間に接着剤が存在しない、複数の積層独立接着層と
を含む、センサ。
(項目19)
カバー層と、
該カバー層の第1の側面の上に配置するエミッタと、
該カバー層の該第1の側面の上に配置するディテクタと、
該エミッタの上に配置する第1のレンズと、
該ディテクタの上に配置する第1のレンズであって、該第1および該第2のレンズは、従順な材料から作られ、該ソフト材料は、光学的に透明なPVCである、第2のレンズと、
該カバー層の上に配置される実質的に硬い光学マウントであって、該光学マウントは、第1および第2の開口部を有し、該第1および第2の開口部は、該エミッタおよび該ディテクタをそれぞれ囲む、光学マウントと、
該カバー層の該第1の側面の上に配置する複数の積層独立接着層であって、該接着層のそれぞれは、該エミッタおよび該ディテクタを囲むリング形状の層であり、該エミッタと該ディテクタとの間に接着剤が存在しない、複数の積層独立接着層と
を含む、センサ。
(項目20)
上記センサは、オキシメータセンサである、項目9〜15のいずれか1つの記載のセンサ。
(項目21)
カバー層と、
該カバー層の第1の側面の上に配置するエミッタと、
該カバー層の該第1の側面の上に配置するディテクタと、
該カバー層の該第1の側面の上に配置する複数の積層独立接着層と
を含む、オキシメータセンサ。
(項目22)
カバー層と、
該カバー層の第1の側面の上に配置するエミッタと、
該カバー層の該第1の側面の上に配置するディテクタと、
該カバー層の該第1の側面の上に配置する複数の積層独立接着層であって、該接着層のそれぞれは、該エミッタおよび該ディテクタを囲むリング形状の層であり、該エミッタと該ディテクタとの間に接着剤が存在しない、複数の積層独立接着層と
を含む、オキシメータセンサ。
(項目23)
カバー層と、
該カバー層の第1の側面の上に配置するエミッタと、
該カバー層の該第1の側面の上に配置するディテクタと、
該カバー層の上に配置される実質的に硬い光学マウントであって、該光学マウントは、第1および第2の開口部を有し、該第1および第2の開口部は、該エミッタおよび該ディテクタをそれぞれ囲む、光学マウントと、
該カバー層の該第1の側面の上に配置する複数の積層独立接着層であって、該接着層のそれぞれは、該エミッタおよび該ディテクタを囲むリング形状の層であり、該エミッタと該ディテクタとの間に接着剤が存在しない、複数の積層独立接着層と
を含む、オキシメータセンサ。
(項目24)
カバー層と、
該カバー層の第1の側面の上に配置するエミッタと、
該カバー層の該第1の側面の上に配置するディテクタと、
該エミッタの上に配置する第1のレンズと、
該ディテクタの上に配置する第1のレンズであって、該第1および該第2のレンズは、従順な材料から作られ、該ソフト材料は、光学的に透明なPVCである、第2のレンズと、
該カバー層の上に配置される実質的に硬い光学マウントであって、該光学マウントは、第1および第2の開口部を有し、該第1および第2の開口部は、該エミッタおよび該ディテクタをそれぞれ囲む、光学マウントと、
該カバー層の該第1の側面の上に配置する複数の積層独立接着層であって、該接着層のそれぞれは、該エミッタおよび該ディテクタを囲むリング形状の層であり、該エミッタと該ディテクタとの間に接着剤が存在しない、複数の積層独立接着層と
を含む、オキシメータセンサ。
(項目25)
おおよそ環状のベースであって、患者のある組織位置に取り付けるように構成される、ベースと、
端部が該ベースの近接した端部にヒンジ接続されたリッドと、
該リッドの第1の側面の上に配置するエミッタと、
該リッドの該第1の側面の上に配置するディテクタと、
該リッドの離れた端部に接続されるクラスプであって、該ベースの遠い端部と係合するように構成される、クラスプと
を含む、センサ。
(項目26)
患者のある組織位置に取り付けるために、上記おおよそ環状のベースの第1の側面の上に配置する接着層をさらに含む、項目25に記載のセンサ。
(項目27)
患者のある組織位置に取り付けるために、上記おおよそ環状のベースの第1の側面の上に配置する複数の積層独立接着層をさらに含む、項目25に記載のセンサ。
(項目28)
上記センサは、第1のモードおよび第2のモードで動作するように構成され、
該第1のモードにおいて、上記クラスプは上記ベースと係合し、上記リッドおよび上記ベースは一緒に実質的に平坦なセンサを形成し、
該第2のモードにおいて、該クラスプは、該ベースから係合が解除され、該リッドは、上記組織位置からリフティングされる、項目25に記載のセンサ。
(項目29)
上記センサは、オキシメータセンサである、項目25に記載のセンサ。
(項目30)
カバー層と、
該カバー層の第1の側面の上に配置するエミッタと、
該カバー層の該第1の側面の上に配置するディテクタと、
該カバー層の上に配置される実質的に硬い光学マウントであって、該光学マウントは、第1および第2の開口部を有し、該第1および第2の開口部は、該エミッタおよび該ディテクタをそれぞれ囲む、光学マウントと、
該カバー層の該第1の側面の上に配置するソフトゲル接着層であって、該ゲル接着層は、該エミッタおよび該ディテクタを囲むリング形状層であり、該エミッタと該ディテクタとの間にゲルが存在しない、ソフトゲル接着層と
を含む、オキシメータセンサ。
(項目31)
上記ゲル接着層は、2つ以上の別個の層からなる、項目30に記載のセンサ。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】図1は、本発明の実施形態によるセンサ100の分解図である。
【図2】図2は、本発明の実施形態によるセンサの透視図である。
【図3】図3は、図2の実施形態の上面図である。
【図4】図4は、図3の「A−A」の断面図である。
【図5】図5は、ヒンジ式リッドを有する本発明のセンサの別の実施形態の透視図である。
【図6】図6は、サイトチェック中の患者に位置付けられた図5のセンサを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
図1は、本発明の実施形態によるセンサ100の分解図である。センサは、センサートップ1またはカバー層を含み、センサートップ1またはカバー層は、センサが患者の肌に取り付けられる場合に、周囲の環境にさらされる。ある実施形態では、カバー層1は、通常のPVC発砲から製造される。もしくは、カバー層1は、ウレタン発砲材料、特にオープンセル通気性ウレタン発砲から製造される。このウレタン発砲は、例えば、ConnecticutのRogers corporationより市販のウレタンのPORON(登録商標)類である。好ましくは金属化されたプラスチック膜を含むマスク層2が、カバー層1の接着するように取り付けられる。好ましい実施形態では、金属化されたマスク層2は、カバー層1に取り付けるために合成接着層によりアルミニウム処理されたポリプロピレン膜である。金属化されたマスク層2は、フォトディテクタ7と干渉することを妨げ、2次的な光を最小化または拒絶するように配置される。本明細書中で用いられるように、2次的な光は、エミッタ11以外のソースから発生する全ての光を含み、周辺または手術用光源を含むソースから発生した可能性のある光の全てを含む。エミッタ11は、患者の肌に所定の波長の光を導くように構成される。患者の肌に導かれた光は、患者の組織を介して散乱し、体内に存在する血液構成物質の量を表す量の血液によって吸収される1つ以上の波長となるように選択される。フォトディテクタ7はまた、マスク層2の上に配置され、エミッタ11に隣接して、患者の組織を介して拡散した光の量を検出する。患者の組織を介して拡散した光の量は、組織内の血液構成成分の量および関連する光の吸収の変化に応じて変動する。
【0015】
血液酸素レベルを計測するために、エミッタは、血中酸素飽和率を計測する公知の技術に従って、少なくとも2つの波長の光を発生させることに適応する。血中酸素飽和率に適応する場合、センサは、大人の患者に対してのみ利用可能であるわけではなく、新生児および小児患者に利用することにも適応する。新生児および小児用途への適応は、患者のジオメトリおよび肌の特徴とより適合するサイズおよび/または接着材料の調整を含み得る。さらに、センサは、選択的に異なる波長のエミッタを利用し得、従って、低血中酸素飽和率でより正確な読み取りをもたらすエミッタとディテクタとの組み合わせを利用し得、これは、いくつかの患者の場合である。低酸素飽和率の範囲に対して最適化される光源は、本明細書の出願人に譲渡された「Pulse Oximeter and Sensor Optimized for Low Saturation」と称する米国特許第5,782,237号に記載される。この明細書は、その全体を本明細書中で参照として援用される。
【0016】
ファラデー遮蔽体5は、フォトディテクタ7の前面に配置され、外部電界の効果を低減する。外部電界は、フォトディテクタからの電気信号に不利になるような影響を与え得る。半剛体光学マウント構造6は、マスク層2の上に配置され、固定されたエミッタ11とディテクタ7との間の分離を維持する態様で、エミッタ11およびディテクタ7を囲み、かつ、保持して、さらに、センサが患者に付加された場合、ある最小量の屈曲およびねじれが生じることを可能にする。半剛体光学マウントが定位置にない場合、多くの場合、トルクがエミッタ11とディテクタ7との間の方向の変化を生じさせ得、これは、較正および運動誘発アーティファクトの変化を介してセンサにより得られる計測の精度と干渉し得る。ある実施形態では、半剛体光学マウント6が、黒のポリプロピレン材料から製造される。光学マウントの黒色はまた、エミッタとディテクタとの間の光学分路の可能性を低減し、これはまた、計測の不正確さをもたらし得る。ウィンドウまたはレンズ4は、適切な接着剤を利用してディテクタおよびエミッタに1つずつ取り付けられるか、または、結合され(例えば、紫外線硬化接着工程)、エミッタ11から組織へ放射し、組織から収集去れ、かつ、ディテクタ7に導かれる光を結合することを手伝う。ある実施形態では、レンズ4は、光学減衰を最小化する光学的に透明なプラスチック材料から作られる。別の実施形態では、レンズ4は、透明なPVC、ウレタン、または室温加硫(RTV)材料等の従順な材料から作られる。レンズに従順な材料を選択する選択肢は、センサが患者に適応された場合に、肌の壊死の可能性を妨げることを要望することによって推進される。好ましくは、従順な材料が、Shore A デュロメータスケールで60より小さい硬さを有する。もしくは、このレンズに加えて、エミッタおよび/またはディテクタ構成はまた、光学拡散器を含み得る。光学拡散器を利用することの利点は、センサが組織異質性に対する感度がより低くなることであり、従って、より均一かつより正確な結果を提供する。
【0017】
マスク層3は、マスク層3より下の部分に接着するように接続される。マスク層3は、マスク層3よりも下に配置される光学マウント6を介してフィットし、かつ、この光学マウント6を取り囲む開口部を内部に有する。マスク3は、接着層のスタックを後で取り付けるために、実質的に平らなプラットフォームとして機能する。ある実施形態では、マスク層は、PORON(登録商標)類等のセルラーウレタン発砲から形成され、圧力感知接着剤を利用してカバー層1に取り付けられる。最後に、接着層8、9および10のスタックは、マスク層3の上に配置される。最下位の接着層9が、アクリルトランスファー接着剤を利用してマスク層3に取り付けられる。ある実施形態では、3つの接着層のスタックが、マスク層3の上に配置され、他の複数の積層型接着層がまた、本発明の実施形態の範囲内となる。
【0018】
ある実施形態では、接着層は、エミッタ11とフォトディテクタ7との間に接着層が存在しないように、リング形状であり、これにより、フォトエミッタとフォトディテクタとの間の光学分路を最小化する。光学分路は、計測の不正確さをもたらすものとして知られる。接着層またはリングは、患者の組織に取り付けるために、一側面上のアクリルの接着剤を有するポリエチレン膜から製造され得る。あるいは、接着層またはリングは、両側面接着層を有していてもよく、この場合、接着層は、リリース層(例えばリリースペーパー)によって他方から分離される。積層型または扇形に広がるアレイに構成された非接着性タブ部分(例えば、8a)を含み、臨床医が以下の層をさらすために用いられた接着層を容易に接着かつ除去することが可能となる。タブ部分は、非接着性の色のついたタブ(例えば、緑、黄、赤、ラベンダー、オレンジ)であってもよく、接着リングを容易に除去することが可能になる。もしくは、別のリリース層(示されない)が、接着層のスタックの上に配置され、まさに第1の接着層を覆う一方で、このリリース層は、ストレージ中にある。
【0019】
ある実施形態では、接着リングは、反射光を最小化するように黒であり、光学ベースの計測の精度に影響を与えるものとして知られている。ある実施形態では、接着リングは、熱安定であり、それにより、リング間の接着性は、熱にさらされた結果、損なわれない。さらに、接着リングは、リングの背面に、例えば、低分子量のシリコンオイル等の剥離剤を含み得、隣接するリングが別のリングと固着することを最小化するか、または、防ぐ。ある側面にアクリルの圧力感知接着剤を有する連続0.001インチの厚さのポリエチレン膜を含む、様々な別のリング構成が利用され得る。連続膜は、ポリエステル、ポリイミドまたはテフロン(登録商標)等のほかの材料から作られ得、特定の強度、剥離力および温度安定性の要件を達成する。この膜の表面に利用される接着剤は、アクリル、合成ゴム、天然ゴム(例えば、ラテックス)または他の毒性のない接着剤であり得る。このリングは、キャリア膜としてある側面に剥離剤を有するペーパーを含み得る。このことは、各リリース線上に、「接着層#1」のようなユーザ情報をプリントすることを可能にし、または、黒のインクが付けられ得、光学分路を制御する。
【0020】
もしくは、接着リングは、リング形状である必要はなく、光学分路を最小化するためにエミッタとディテクタとの間の黒いストリップを有する、連続接着性表面であってもよい。
【0021】
接着層の予め取り付けられたスタックは、使い捨て接着型センサという拡張された用途を可能にする。センサに対する所望の特性は、周期的に(例えば、12時間ごとに1回)センサの位置をチェックする能力であり、何日かの間連続して使用することができる能力を維持することである。患者の肌に接着するように取り付けられた従来の使い捨てセンサでは、接着性の劣化およびセンサ取り付け位置の下の組織のかさぶた(sloughing)性質により、センサの位置を変える複数のサイクルは不可能であった。この機能不全の再取り付けは、完全なセンサの再配置を必要とした。これは、患者モニタリング手続きのコスト全体を増大させる。しかし、予め取り付けられた接着リングのスタックの利用により、位置チェックを実行するセンサが取り除かれた場合、接着層の1つもまた取り除かれ得、フレッシュな接着性表面を下にさらす。従って、連続的に利用される接着層の幾つかの独立したピースを有することは、製品の耐用年数を拡張し、患者モニタリング手続きのコスト全体を低減する。
【0022】
図2は、組み立てられたセンサ100の透視図である。この図(図2)は、最上部接着層8と、フォトエミッタ11およびフォトディテクタ7を覆うレンズ4とを示す。さらに、図2は、センサ100に取り付けられたケーブル14を示す。タブポーション1aおよび1b(図1に示される)は、ケーブル14のまわりを包み、安定した態様でケーブルおよびセンサを保持する。ケーブル14は、トレースまたはワイヤ(示されない)を介してフォトエミッタ11およびディテクタ7を取り付ける。
【0023】
図3は、図2の実施形態の上面図である。図3もまた、最上部接着層8と、フォトエミッタ11およびフォトディテクタ7を覆うレンズ4を示す。さらに、図2は、センサ100に取り付けられたケーブル14を示す。図4は、図3の「A−A」の断面図を示す。図4は、カバー層1、最上部接着層8およびレンズ4を示し、これは、フォトエミッタ11およびフォトディテクタ7の上に配置される。図4から理解されるように、センサ100は、実質的に平坦であるが、レンズ4は、センサの平面から外側に突出する。従って、取り付けられる際に、このレンズは、患者の組織位置(例えば、額)を押し、緩やかに肌を押すことによって、光結合および光学浸透深度を向上させる。レンズは、センサ平面から外側に突出しているので、隣接する接着層は、必然的に、患者の組織の位置からオフセットしているかまたは離れている平面上に横たわり、それにより、使用中に肌へレンズを「引っ張る」。このことは、センサと組織との間の良好な光学コンタクトを保証し、光分路の潜在的な寄与を低減する。
【0024】
図5は、ヒンジリッドを有する本発明のセンサ200の別の実施形態の透視図である。センサ200は、接着側面を有するリング形状層202を含み、この接着側面は、モニタリングの間に患者に取り付けられるように構成される。センサ200はまた、ヒンジリッド204を含み、ヒンジリッド204は、上述のようにフォトエミッタおよびフォトディテクタ(示されない)を含む必要な電子光学機器を保持する。ヒンジリッド204は、ヒンジ接続208によってリング形状の接着層202に結合され、ヒンジ接続208は、患者からセンサを取り除く必要なく、センサ位置のリフティングおよびチェックを可能にする。ケーブル210は、センサの適切な動作のために、フォトディテクタおよびフォトエミッタに接続されるリードおよびワイヤを提供する。クラスプ206は、患者のモニタリングに効果的な位置にヒンジリッド204を固定する。クラスプ206はまた、センサ位置をチェックするために、ヒンジリッド204を臨床医がリフティングすることによって利用される。ある実施形態では、クラスプ206は、リング形状層202を接着するように係合する。別の実施形態では、クラスプ206は、機械的クラスプタイプの接続を介して、リング形状の層と係合する。リング形状層202はまた、上述の積層接着構成を組み込み、患者にセンサの取り外しおよび再取り付けの繰り返しを可能にする。
【0025】
図6は、位置チェック中に患者に位置付けられた図5のセンサを示す図である。この図(図6)から理解されるように、リング形状層202は、患者に接着するように取り付けられる一方、フォトエミッタ212およびフォトディテクタ214を含むヒンジリッド204は、センサ位置の下の組織の位置をチェックすることを可能にするように、患者の額からリフティングされる。ケーブル210は、センサの適切な動作のために、フォトディテクタおよびフォトエミッタに接続されたリードおよびワイヤを提供する。
【0026】
本発明の複数の積層接着層の実施形態およびヒンジリッドの実施形態はまた、任意の使い捨てセンサ、特に使い捨てオキシメータセンサの動作を改良するために利用される。これらの使い捨てセンサは、組織からディテクタへの光の反射に基づくセンサ(組織の同じ側に配置されるエミッタとディテクタにより上述された)、および、透過型センサ含む。ここで、エミッタおよびディテクタは、調査される組織位置の反対側に配置される。複数の積層接着層の実施形態またはヒンジリッドの実施形態を組み込み得るセンサの例は、様々な組織位置(D−20、D−25、N−25、I−20、R−15のような指の先端、脚、鼻、および額の位置を含む)で利用する接着性の再利用可能なセンサ、ならびに、本願の出願人によって製造されているA、N、I、およびPシリーズのセンサを含む。
【0027】
さらに、本発明の複数の積層接着層の実施形態およびヒンジリッドの実施形態は、大人の患者に対してのみ利用可能であるのではなく、肌の荒れ(tearing)の発生を最小化するソフトゲル接着剤を利用することがときどき好ましくなるような患者に対しても利用可能である。このような患者は、老人、小児または新生児の患者を含む。光学センサのソフトゲルの含有は、本明細書中においてその全体を参照として援用する、本明細書の出願人に譲渡された「Gel Pad Optical Sensor」と称する米国特許第5,830,136号に記載される。ソフトゲル接着剤の別の実施形態は、単一の接着層(積層されない)のみを含む。なぜなら、いくつかのゲル材料は、接着特性をリフレッシュする水または溶剤により洗浄され得るからである。このように、ゲル接着剤の複数の層の利用は、各患者に複数のセンサを設置することを必要とし得るが、これに限定されない。
【0028】
当業者に理解されるように、本発明は、本発明の本質的な特徴から逸脱することなく、他の特定の形式で実現され得る。例えば、使い捨てセンサは、額または鼻センサであってもよいし、センサは、大人、小児、または新生児の患者に利用するように構成されてもよいし、センサは、積層型の態様で構成された接着層のいくつかの可能な構成を利用してもよい。これらの他の実施形態は、添付の特許請求の範囲で規定される本発明の範囲内に含まれることが意図される。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
患者の組織を通って拡散された光の量を測定するセンサであって、
該センサは、
カバー層と、
該カバー層の第1の面の上に配置されたエミッタであって、該患者の組織に所定の量の光を出射するエミッタと、
該カバー層の該第1の面の上に配置されたディテクタであって、該患者の組織から反射された光の量を検出するディテクタと、
該カバー層の該第1の面の上に配置された複数の積層された独立接着層と
を含み、
該複数の接着層のどの部分も、該エミッタと該ディテクタとの間の直接的な光学経路内には存在しない、センサ。
【請求項2】
前記複数の接着層のそれぞれは、前記エミッタおよび前記ディテクタを囲むリング形状の層であり、該エミッタと該ディテクタとの間に接着剤は存在しない、請求項1に記載のセンサ。
【請求項3】
前記エミッタの上に配置された第1のレンズと、前記ディテクタの上に配置された第2のレンズとをさらに含み、該第1および第2のレンズは、光学的に透明かつソフトな材料から作られる、請求項1に記載のセンサ。
【請求項4】
前記ソフトな材料は、PVC、ウレタン、RTV、その組み合わせからなる材料の群から選択される光学的に透明な材料である、請求項3に記載のセンサ。
【請求項5】
前記光学的に透明かつソフトな材料は、およそ60より小さいショアAのデュロメータ硬さを有する、請求項3に記載のセンサ。
【請求項6】
前記センサは、実質的に平坦な表面を含み、前記エミッタおよび前記ディテクタは、該実質的に平坦な表面から外側へ突出している、請求項1に記載のセンサ。
【請求項7】
前記センサは、患者の額の湾曲に適合するように構成された湾曲した表面を有し、前記エミッタおよび前記ディテクタは、該湾曲した表面から外側に突出している、請求項1に記載のセンサ。
【請求項8】
前記湾曲した表面は、新生児または小児患者の額の湾曲に適合するように構成されている、請求項7に記載のセンサ。
【請求項9】
前記カバー層の前記第1の面の上に配置された実質的に剛体の光学マウントをさらに含み、該光学マウントは、第1および第2の開口部を有し、該第1および第2の開口部は、それぞれ、前記エミッタおよび前記ディテクタを囲む、請求項1に記載のセンサ。
【請求項10】
前記カバー層と前記ディテクタとの間に配置された光学的に不透明な層をさらに含む、請求項1に記載のセンサ。
【請求項11】
前記センサは、オキシメータセンサである、請求項1に記載のセンサ。
【請求項12】
患者の組織を通って拡散された光の量を測定するセンサであって、
該センサは、
カバー層と、
該カバー層の第1の面の上に配置されたエミッタであって、該患者の組織に所定の量の光を出射するエミッタと、
該カバー層の該第1の面の上に配置されたディテクタであって、該患者の組織から反射された光の量を検出するディテクタと、
該カバー層の該第1の面の上に配置された実質的に剛体の光学マウントであって、該光学マウントは、第1および第2の開口部を有し、該第1および第2の開口部は、それぞれ、該エミッタおよび該ディテクタを囲む、光学マウントと、
該カバー層の該第1の面の上に配置された複数の積層された独立接着層と
を含み、
該複数の接着層のそれぞれは、該エミッタおよび該ディテクタを囲むリング形状の層であり、該エミッタと該ディテクタとの間に接着剤は存在しない、センサ。
【請求項13】
患者の組織を通って拡散された光の量を測定するセンサであって、
該センサは、
カバー層と、
該カバー層の第1の面の上に配置されたエミッタであって、該患者の組織に所定の量の光を出射するエミッタと、
該カバー層の該第1の面の上に配置されたディテクタであって、該患者の組織から反射された光の量を検出するディテクタと、
該エミッタの上に配置された第1のレンズであって、該第1のレンズは、ソフトな材料から作られ、該ソフトな材料は、光学的に透明なPVCである、第1のレンズと、
該ディテクタの上に配置された第2のレンズであって、第2のレンズは、ソフトな材料から作られ、該ソフトな材料は、光学的に透明なPVCである、第2のレンズと、
該カバー層の該第1の面の上に配置された実質的に剛体の光学マウントであって、該光学マウントは、第1および第2の開口部を有し、該第1および第2の開口部は、それぞれ、該エミッタおよび該ディテクタを囲む、光学マウントと、
該カバー層の該第1の面の上に配置された複数の積層された独立接着層と
を含み、
該複数の接着層のそれぞれは、該エミッタおよび該ディテクタを囲むリング形状の層であり、該エミッタと該ディテクタとの間に接着剤は存在しない、センサ。
【請求項14】
前記センサは、オキシメータセンサである、請求項12〜13のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項15】
患者の組織を通って拡散された光の量を測定するオキシメータセンサであって、
該センサは、
カバー層と、
該カバー層の第1の面の上に配置されたエミッタであって、該患者の組織に所定の量の光を出射するエミッタと、
該カバー層の該第1の面の上に配置されたディテクタであって、該患者の組織から反射された光の量を検出するディテクタと、
該カバー層の該第1の面の上に配置された複数の積層された独立接着層と
を含み、
該複数の接着層のそれぞれは、該エミッタおよび該ディテクタを囲むリング形状の層であり、該エミッタと該ディテクタとの間に接着剤は存在しない、オキシメータセンサ。
【請求項16】
患者の組織を通って拡散された光の量を測定するオキシメータセンサであって、
該センサは、
カバー層と、
該カバー層の第1の面の上に配置されたエミッタであって、該患者の組織に所定の量の光を出射するエミッタと、
該カバー層の該第1の面の上に配置されたディテクタであって、該患者の組織から反射された光の量を検出するディテクタと、
該カバー層の該第1の面の上に配置された実質的に剛体の光学マウントであって、該光学マウントは、第1および第2の開口部を有し、該第1および第2の開口部は、それぞれ、該エミッタおよび該ディテクタを囲む、光学マウントと、
該カバー層の該第1の面の上に配置された複数の積層された独立接着層と
を含み、
該複数の接着層のそれぞれは、該エミッタおよび該ディテクタを囲むリング形状の層であり、該エミッタと該ディテクタとの間に接着剤は存在しない、オキシメータセンサ。
【請求項17】
患者の組織を通って拡散された光の量を測定するオキシメータセンサであって、
該センサは、
カバー層と、
該カバー層の第1の面の上に配置されたエミッタであって、該患者の組織に所定の量の光を出射するエミッタと、
該カバー層の該第1の面の上に配置されたディテクタであって、該患者の組織から反射された光の量を検出するディテクタと、
該エミッタの上に配置された第1のレンズであって、該第1のレンズは、ソフトな材料から作られ、該ソフトな材料は、光学的に透明なPVCである、第1のレンズと、
該ディテクタの上に配置された第2のレンズであって、第2のレンズは、ソフトな材料から作られ、該ソフトな材料は、光学的に透明なPVCである、第2のレンズと、
該カバー層の該第1の面の上に配置された実質的に剛体の光学マウントであって、該光学マウントは、第1および第2の開口部を有し、該第1および第2の開口部は、それぞれ、該エミッタおよび該ディテクタを囲む、光学マウントと、
該カバー層の該第1の面の上に配置された複数の積層された独立接着層と
を含み、
該複数の接着層のそれぞれは、該エミッタおよび該ディテクタを囲むリング形状の層であり、該エミッタと該ディテクタとの間に接着剤は存在しない、オキシメータセンサ。
【請求項18】
患者の組織を通って拡散された光の量を測定するオキシメータセンサであって、
該センサは、
カバー層と、
該カバー層の第1の面の上に配置されたエミッタであって、該患者の組織に所定の量の光を出射するエミッタと、
該カバー層の該第1の面の上に配置されたディテクタであって、該患者の組織から反射された光の量を検出するディテクタと、
該カバー層の該第1の面の上に配置された実質的に剛体の光学マウントであって、該光学マウントは、第1および第2の開口部を有し、該第1および第2の開口部は、それぞれ、該エミッタおよび該ディテクタを囲む、光学マウントと、
該カバー層の該第1の面の上に配置されたソフトなゲル接着層
を含み、
該ゲル接着層は、該エミッタおよび該ディテクタを囲むリング形状の層であり、該エミッタと該ディテクタとの間に接着層は存在しない、オキシメータセンサ。
【請求項19】
前記ゲル接着層は、2つ以上の分離することが可能な層からなる、請求項18に記載のセンサ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2010−155159(P2010−155159A)
【公開日】平成22年7月15日(2010.7.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−93511(P2010−93511)
【出願日】平成22年4月14日(2010.4.14)
【分割の表示】特願2003−534894(P2003−534894)の分割
【原出願日】平成14年10月10日(2002.10.10)
【出願人】(591191572)ネルコー ピューリタン ベネット エルエルシー (22)
【Fターム(参考)】