專利名稱：用于探知血液特性的裝置以及配套使用的探針的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到用于測(cè)量個(gè)人的生理參數(shù)的裝置，特別是涉及到病人的血液氣體參數(shù)的測(cè)量裝置和方法。
背景技術(shù)：
心輸出量，動(dòng)脈血液氣體，以及其它的血液動(dòng)力學(xué)或心血管參數(shù)的確定在病人的治療和護(hù)理中是至關(guān)重要的，特別是對(duì)于那些經(jīng)過手術(shù)或其它復(fù)雜醫(yī)療過程的病人，以及那些受到重病特殊護(hù)理的病人。通常是使用肺動(dòng)脈熱稀釋導(dǎo)管來(lái)進(jìn)行心輸出量的測(cè)量，該測(cè)量方法具有20％或更大的誤差。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)使用這種熱稀釋導(dǎo)管增加了醫(yī)院的成本，并且會(huì)使病人遭受潛在的感染，心律失常，機(jī)械以及醫(yī)療事故。迄今為止還是進(jìn)行血液氣體測(cè)量。常用的血液氣體測(cè)量技術(shù)需要從病人體內(nèi)抽取血樣，并且將血樣傳送到實(shí)驗(yàn)室分析器進(jìn)行分析。然后護(hù)理者必須要等待實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果報(bào)告，延遲的時(shí)間通常為20分鐘，而等待更長(zhǎng)的時(shí)間也并非不正常。
本領(lǐng)域中取得的最新進(jìn)展提供了“現(xiàn)場(chǎng)治療”血液檢驗(yàn)系統(tǒng)，其中血樣的檢驗(yàn)是在病人床邊或病人所在的區(qū)域進(jìn)行的。這種系統(tǒng)包括輕便式和手提式單元，以及與床邊監(jiān)控器相配合的模塊單元。雖然大多數(shù)現(xiàn)場(chǎng)治療系統(tǒng)需要從病人體內(nèi)抽取用于臨床分析的血液，但是有少數(shù)系統(tǒng)不需要。在這類系統(tǒng)中，通過使足夠大的血樣流入到動(dòng)脈管路內(nèi)來(lái)進(jìn)行間歇式血液氣體測(cè)量，從而保證在位于管路中的傳感器上得到未稀釋的血樣。在分析以后，血液返回到病人體內(nèi)，管路得到?jīng)_洗，并且結(jié)果顯現(xiàn)在臨床監(jiān)控器上。
一種非侵入式技術(shù)，脈動(dòng)血氧測(cè)定，是用來(lái)估計(jì)處于氧飽和狀態(tài)的動(dòng)脈血中血色素的百分率。雖然脈動(dòng)血氧測(cè)定能夠估計(jì)動(dòng)脈血中氧的含量，但是它們不能測(cè)量二氧化碳，pH，或靜脈中的氧氣含量。此外，活體外的脈動(dòng)血氧測(cè)定通常是在指尖進(jìn)行，并且通過周邊血管收縮，甚至指甲油可以發(fā)生偏斜。
遺憾的是，沒有一種可用的血液氣體分析系統(tǒng)或方法在對(duì)病人具有最小化風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，提供了對(duì)動(dòng)脈和靜脈氧氣分壓，二氧化碳分壓，pH和心輸出量的準(zhǔn)確，直接和連續(xù)的活體內(nèi)測(cè)量。

發(fā)明內(nèi)容
在此之前描述了涂層以及涂層在醫(yī)療裝置中的應(yīng)用。例如，參看美國(guó)3,443,869，4,673,584，5,997,517和5,662,960號(hào)專利。涂層被用來(lái)保持光滑，并且使由于使用活體內(nèi)外生材料所引起的并發(fā)癥減少到最低限度。需要再次涂敷特定的涂層來(lái)保持光滑，并且特定的光滑涂層需要引入肝素鹽溶液來(lái)使免疫耐受達(dá)到最大程度。對(duì)于這些裝置，例如導(dǎo)液管和探針，從再次涂敷潤(rùn)滑劑的生理環(huán)境中進(jìn)行提取增加了操作成本，并且使病人遭受機(jī)械和醫(yī)療事故的風(fēng)險(xiǎn)增加。此外，涂層再次涂敷可減弱涂上涂層的膜的氣體滲透性能。


為了更好地理解本發(fā)明的性質(zhì)和詳情，應(yīng)該參照下列附圖，這些附圖在某些實(shí)例中是詳細(xì)的示意圖，并且在圖中的各處都使用相同的參考數(shù)字。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的裝置實(shí)例的等角視圖，其中該裝置實(shí)例具有用來(lái)監(jiān)控生理參數(shù)的顯示模塊和探針。
圖2是圖1中探針的等角視圖。
圖3是適用于多個(gè)參數(shù)測(cè)量的圖1中探針的放大橫截面視圖。
圖4是圖1中探針的二氧化碳傳感器區(qū)段的放大橫截面視圖。
圖5是圖1中探針的氧氣傳感器區(qū)段的放大橫截面視圖。
圖6A是圖1中探針的另一個(gè)實(shí)施例的柔性電路組件的若干個(gè)視圖。
圖6B是圖1中探針的等角視圖。
圖7是圖1中探針的表面處理工藝的流程圖。
圖8是圖1中顯示模塊所包含電路的結(jié)構(gòu)圖。
圖9是將傳感器輸入信號(hào)轉(zhuǎn)化為圖1中顯示模塊所執(zhí)行的可顯示數(shù)值的處理算法的流程圖。
圖10是本發(fā)明的全套元件的部分切除平面圖。
相同的參考數(shù)字表示附圖的若干個(gè)視圖中相應(yīng)部件。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明用來(lái)進(jìn)行生理參數(shù)或特征的血管內(nèi)測(cè)量的裝置10總體包括顯示模塊12和一個(gè)或多個(gè)探針18。正如這里所詳細(xì)說(shuō)明的，顯示模塊12和探針18尤其適用于準(zhǔn)確而連續(xù)的活體內(nèi)測(cè)量，以及血管內(nèi)參數(shù)的顯示，例如氧氣分壓(PO2)，二氧化碳分壓(PCO2)和pH。此外，可以通過將從一對(duì)探針那里得到的兩個(gè)PO2測(cè)量結(jié)果結(jié)合起來(lái)，計(jì)算出心輸出量(CO)，該對(duì)探針中的一個(gè)布置在動(dòng)脈中，而另一個(gè)在靜脈中?；蛘?，除了前述的傳感器之外，探針18可以包括其它有用血液參數(shù)的傳感器，例如鉀，鈉，膽紅素，血色素，葡萄糖，血壓等等。在下文中和2001年9月18日共同申請(qǐng)的序列號(hào)為09/956,064的美國(guó)專利申請(qǐng)，以及現(xiàn)在的美國(guó)6,616,614號(hào)專利申請(qǐng)中，對(duì)顯示模塊12和探針18的另外特征進(jìn)行了詳細(xì)描述，這些申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容是以參考方式包括進(jìn)本申請(qǐng)的。
正如這里所描述的，探針18通過第一或模塊連接器15，以及位于探針18近端或末端的配對(duì)的第二或探針連接器22可移動(dòng)地連接到顯示模塊12，并且與其相通。如圖2所示，探針18優(yōu)選包含由聚合物或其它合適的絕緣材料形成的彈性伸長(zhǎng)探針主體或插管20，它具有在其整個(gè)長(zhǎng)度范圍內(nèi)大致相同的直徑。探針主體20支撐著多個(gè)電接觸點(diǎn)，優(yōu)選為至少兩個(gè)觸點(diǎn)，包含隱態(tài)(low-profile)的電連接器22，且其包括傳感器區(qū)段24，以及探針18遠(yuǎn)端或末端附近的鈍頭26。與探針18的傳感器區(qū)段24中的電極連接的電導(dǎo)線穿過整個(gè)長(zhǎng)度的插管20，優(yōu)選通過管狀插管中的鉆孔或管腔，并且連接到電連接器22上。探針18的傳感器區(qū)段24包含填充電解質(zhì)的腔室中的電極。透氣窗口優(yōu)選包含至少一部分腔室。所有的探針元件都通過尺寸設(shè)計(jì)以大致符合探針主體20的直徑范圍，具有的直徑范圍是從0.010”到0.035”，但是優(yōu)選為0.020”的直徑，使得整個(gè)探針18，包括隱態(tài)的電連接器22，都可以穿過合適插管器的內(nèi)孔，例如具有適合進(jìn)入手，手腕或前臂的血管的尺寸的皮下注射器針頭。取決于探針主體20直徑的合適皮下注射器針頭尺寸為了該目的，可以和內(nèi)徑至少為0.010英寸的25號(hào)針頭一樣小，并且可以和內(nèi)徑至少為0.035英寸的18號(hào)針頭一樣大，尺寸優(yōu)選為內(nèi)徑至少為0.023英寸的20號(hào)針頭，該尺寸的針頭適合于和標(biāo)稱直徑為0.020英寸的探針主體一起使用。在該優(yōu)選實(shí)施例中，探針18可以具有合適的長(zhǎng)度，例如25厘米，該長(zhǎng)度允許將探針18的遠(yuǎn)端附近的傳感器區(qū)段24插入到手，手腕或前臂的血管中，而探針18的近端或末端的隱態(tài)電連接器22與可以系在病人手腕上的顯示模塊12連接。
隱態(tài)的電連接器22在該應(yīng)用中是有利的，這是因?yàn)樗试S使用普通的皮下注射器針頭或其它合適的插管器，從而在對(duì)血管造成最小程度的損傷的情況下，將探針18插入到血管內(nèi)。探針18是通過下列方式被插入到血管中的，首先將適當(dāng)尺寸的皮下注射器針頭插入皮膚，然后進(jìn)入到目標(biāo)血管。皮下注射器的非常尖的針頭很容易刺入皮膚，皮膚下面的血管，以及血管壁，同時(shí)引起最小程度的損傷。一旦皮下注射器針頭進(jìn)入到目標(biāo)血管中，探針18就會(huì)通過針頭的孔插入，進(jìn)入到血管內(nèi)。當(dāng)探針18進(jìn)入到目標(biāo)血管內(nèi)時(shí)，鈍頭26和探針18上的光滑表面處理38使發(fā)生血管損傷的可能性減少到最低限度。一旦探針被適當(dāng)?shù)囟ㄎ辉谀繕?biāo)血管內(nèi)，插管器針頭就要從動(dòng)脈和皮膚中退出，并且通過滑動(dòng)它從隱態(tài)電連接器22上脫離探針18的近端，使針頭從探針18那里完全移開，探針18留在血管中的位置上。皮下注射器針頭留下的較小刺傷迅速地在探針18主體周圍愈合，從而避免了大量出血。刺傷部位被用繃帶和膠帶包覆，以預(yù)防感染，并且錨定探針。使用濕紙墊或酒精藥簽來(lái)擦除隱態(tài)電連接器22或探針18的外露部分的任何血渣，然后將探針連接器22與顯示模塊12上相匹配的插座15連接。與通過隱態(tài)連接器來(lái)協(xié)助的引起最小程度外傷的簡(jiǎn)單插入法形成對(duì)比的是，具有標(biāo)準(zhǔn)電連接器的常規(guī)探針需要使用分離插管鞘來(lái)將探針插入到血管中。分離插管鞘與皮下注射器針頭相比較，不夠尖利，并且體積較大，很有可能會(huì)造成血管壁的伸展或破裂，因而增加了出現(xiàn)一些并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)，例如出血或愈合時(shí)間延長(zhǎng)。雖然所描述的探針18是在血管中使用，但是應(yīng)當(dāng)清楚的是，探針可以借助本發(fā)明范圍內(nèi)的任何合適的插管器被插入到病人體內(nèi)的其它脈管，內(nèi)腔或組織中。
在圖3所示的優(yōu)選實(shí)施例中，探針18是通過合適聚合材料制成的插管、套管或主體20來(lái)形成的，用來(lái)組成探針18的結(jié)構(gòu)元件。主體20的全部或一部分也可以用作透氣性膜，用來(lái)封閉或至少環(huán)繞傳感器腔室41和51。聚合物套管材料提供了強(qiáng)度和彈性，從而被用作探針18的結(jié)構(gòu)元件。當(dāng)該套管材料用作透氣性膜時(shí)，同樣允許通過氧氣和二氧化碳，而不允許液態(tài)水和在水中溶解的離子通過。套管20限定了探針18主體部分的外表面，并且大多數(shù)套管20優(yōu)選填充著彈性聚合物33，例如紫外線固化的粘合劑，從而規(guī)定了探針主體20的穩(wěn)固性，錨定電導(dǎo)線34和傳感器電極組件，并且封閉了傳感器腔室41和51的末端。套管20提供了探針強(qiáng)度的實(shí)質(zhì)部分，尤其是在傳感器區(qū)段24，在這里傳感器腔室41和51都填充液體，并且當(dāng)全部或一部分套管是由透氣性材料制作而成時(shí)，套管20也可以形成圓周窗口31，用來(lái)封閉所述的傳感器腔室。
圖3中所示的套管20的優(yōu)選制作材料是塑料，優(yōu)選為聚合物，并且更優(yōu)選為聚甲基戊烯。套管20的側(cè)壁厚度是在0.001英寸到0.003英寸的范圍內(nèi)，并且優(yōu)選為0.0015英寸。在適合于擠壓成為薄壁管道的常用聚合物中，聚甲基戊烯具有可利用的最高的氧氣和二氧化碳滲透系數(shù)。此外，它還有最大的剛度。表1包括代表性選擇的常用聚合材料的氣體滲透系數(shù)和與剛度有關(guān)的彈性模量，顯示了聚甲基戊烯對(duì)于該應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)。

1Barrer是氣體滲透系數(shù)的單位，等于10-10(標(biāo)準(zhǔn)溫度和氣壓下的每秒通過的氣體cm3)(膜厚度cm)/(膜面積cm2)/(氣壓cmHg)。
透氣性膜材料的圓柱套管20作為血液氣體傳感器腔室41或51的套是特別有利的，這是因?yàn)樵撎坠苄纬闪送暾膱A周窗口31，因而在指定的傳感器長(zhǎng)度情況下使膜面積最大化。除了使膜面積最大化以外，圓周窗口31還要對(duì)先前的血液氣體傳感器探針中所見的“側(cè)壁效應(yīng)”矯作物起到抑制作用，其中當(dāng)探針無(wú)意中碰到血管壁時(shí)，血液氣體傳感器探針的尖端或一側(cè)的透氣性膜要全部或部分地受到阻礙以避免暴露到血液中。本發(fā)明的圓周窗口排除了通過探針與血管壁的接近來(lái)阻礙大部分膜的可能性。對(duì)于二氧化碳傳感器，通過膜的氣流主要影響傳感器的響應(yīng)時(shí)間。只要在膜中有合理的擴(kuò)散速率，二氧化碳傳感器腔室內(nèi)的電解液或其它溶液就會(huì)最終達(dá)到與周圍血液的二氧化碳平衡。但是，氧氣傳感器依靠穿過膜的連續(xù)氧氣流，該氧氣流在鉑敏感電極上被消耗，因此，氧氣流到敏感電極的任何重大阻塞都會(huì)影響傳感器的準(zhǔn)確度。通過下列方式使氧氣傳感器對(duì)“側(cè)壁效應(yīng)”的敏感程度最小化，即，使膜具有高的滲透系數(shù)使得反應(yīng)速率主要受敏感電極上氧氣消耗速率的限制，其中氧氣消耗速率是由鉑催化劑的外露面積來(lái)確定的。在這種情況中，由于探針與血管壁的接近引起的圓周窗口31的局部阻塞對(duì)探針的影響可以被降低到最低限度。
探針主體20支撐著組成隱態(tài)電連接器22的電接觸32，并且該探針主體包含電導(dǎo)線34和探針18的傳感器區(qū)段24。電接觸32是由金帶等組成，與電導(dǎo)線34熔接或焊接在一起，電導(dǎo)線34借助任意合適的導(dǎo)線與探針的傳感器區(qū)段24中的一個(gè)或多個(gè)傳感器電耦連，以便傳送來(lái)自多重傳感器的電信號(hào)，因此允許對(duì)來(lái)自病人體外探針進(jìn)行電訪問。多重傳感器可以包括二氧化碳傳感器40，氧氣傳感器50，熱電偶47以及pH敏感電極58，或上述各傳感器的任何組合，或其它傳感器。優(yōu)選對(duì)至少位于血管內(nèi)的套管20的一部分，包括傳感器區(qū)段24，被提供表面處理38，從而抑制血栓，蛋白質(zhì)或其它血液成分的凝集，否則這些血液成分的凝集會(huì)減弱血管中的血液流動(dòng)，或者阻礙氧氣或二氧化碳向傳感腔室41和51內(nèi)的擴(kuò)散。這種表面處理應(yīng)用的優(yōu)選方法將在下文中做出說(shuō)明。
圖4提供了探針18的傳感器區(qū)段24內(nèi)包含的二氧化碳傳感器40的一個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)視圖。二氧化碳傳感器40包括含有電解質(zhì)溶液的腔室41，以及第一和第二電極43，44。套管20和用來(lái)封閉腔室41的每一端的紫外線固化粘合劑33，限定了腔室的體積。腔室41優(yōu)選填充著電解質(zhì)溶液，例如具有0.001摩爾的NaHCO3(碳酸氫鈉)的0.154摩爾的NaCl(標(biāo)準(zhǔn)鹽溶液)。該溶液的pH值隨著二氧化碳分壓的變化而變化，并且電極43和44產(chǎn)生響應(yīng)該pH值的電勢(shì)。用于二氧化碳傳感器的參考電極43可以優(yōu)選通過涂有氯化銀的銀絲來(lái)形成，通過將銀絲浸入到熔融氯化銀中，或者通過已知的電化學(xué)加工來(lái)制作。用于二氧化碳傳感器的傳感電極44是涂有二氧化鉑的鉑絲，通過將鉑絲表面上的二氧化鉑粉末燒結(jié)，或者通過電化學(xué)或汽相沉積工藝來(lái)制作。通過熔接或焊接，使電極43和44貼在或者連接在相應(yīng)的第一和第二電導(dǎo)線45或46(例如絕緣銅線)上，。
理想地，二氧化碳傳感器40占有著探針18的較小軸向長(zhǎng)度，長(zhǎng)度范圍為1毫米到10毫米，但是優(yōu)選為4毫米，使得探針18的傳感器區(qū)段24足夠短，例如小于20毫米，但是優(yōu)選為小于13毫米，從而容易進(jìn)入到彎曲的血管內(nèi)。雖然占有較小的探針18軸向長(zhǎng)度，但是二氧化碳傳感器設(shè)計(jì)提供了大的電極面積，并且使電極之間保持有大的物理間隔。此外，二氧化碳傳感器向多重傳感器探針的多個(gè)末端電極提供了電導(dǎo)線通路管道，其中傳感器探針的末端電極與二氧化碳傳感器腔室41內(nèi)的電解質(zhì)溶液電絕緣。在圖4所示的實(shí)施例中，參考電極43和傳感電極44都盤繞在管42的周圍，例如外徑為0.011英寸，內(nèi)徑為0.009英寸，并且長(zhǎng)度為8毫米的聚酰亞胺管。盤繞電極43和44以較小的體積提供了較大的電極面積，并且兩個(gè)電極43和44通過下列方式相互物理隔離，即將參考電極43盤繞在管42近側(cè)的半部分周圍，而將傳感電極44盤繞在管42遠(yuǎn)側(cè)的半部分周圍，其中兩個(gè)線圈之間具有較大的軸向間距，例如1毫米。此外，聚酰亞胺管42的內(nèi)腔提供了適用于更多的末端電極的導(dǎo)線的通路管道，通過電導(dǎo)線本身上面的包含絕緣材料的多個(gè)絕緣層，聚酰亞胺管道，以及填充聚酰亞胺管42內(nèi)腔的空氣或粘合劑，與傳感器內(nèi)腔41中的電解質(zhì)溶液電絕緣和物理絕緣。聚酰亞胺管42被錨定在用來(lái)封閉傳感器腔室41末端的粘合劑33中，從而向探針18的二氧化碳傳感器區(qū)段提供除套管20單獨(dú)提供的機(jī)械強(qiáng)度以外的附加機(jī)械強(qiáng)度。二氧化碳傳感器40的電解質(zhì)溶液包含在聚酰亞胺管42和探針18的套管或主體20之間的環(huán)形間隙內(nèi)。套管20可以形成大表面積的用于二氧化碳傳感器40圓周窗口31，該圓周窗口不易出現(xiàn)與血管側(cè)壁的過份接近引起的阻塞。
圖4還示出了探針18的傳感器區(qū)段24內(nèi)所包含的溫度傳感熱電偶47。熱電偶47可以包括用不同材料制作的一對(duì)導(dǎo)線48和49，該對(duì)導(dǎo)線之間通過熔接或焊接相互電連接。導(dǎo)線是從具有已知的溫度響應(yīng)的已知的材料配對(duì)中選擇，例如銅和康銅。熱電偶結(jié)與其它的傳感器電極電絕緣，并且被嵌入在探針18的傳感器區(qū)段24內(nèi)，與其它傳感器接近，其中熱電偶結(jié)在該區(qū)段內(nèi)將準(zhǔn)確地反映出周圍血液的溫度。
圖5提供了探針18的傳感器區(qū)段24內(nèi)包含的氧氣傳感器50的一個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)視圖。氧氣傳感器50可以包括含有電解質(zhì)溶液，以及第三和第四電極53，54的腔室51。腔室51是通過套管20和用來(lái)封閉腔室的每一端的紫外線固化粘合劑33來(lái)限定的。腔室優(yōu)選填充著電解質(zhì)溶液，例如0.154摩爾的NaCl(標(biāo)準(zhǔn)鹽溶液)，以0.120摩爾的NaHCO3(碳酸氫鈉)緩沖。通過合適的電壓偏置電極，例如0.70伏，鉑電極54起到化學(xué)反應(yīng)的催化劑的作用，其中化學(xué)反應(yīng)消耗氧氣，并且所生成的電流與鉑電極處的氧氣消耗速率成比例，鉑電極的氧氣消耗速率又取決于傳感器50周圍的血液中的氧氣分壓。碳酸氫鈉緩沖液使電解質(zhì)溶液的pH值得到穩(wěn)定，以對(duì)抗否則由消耗鉑電極54上的氧氣的化學(xué)反應(yīng)所引起的變化。當(dāng)緩沖液或電解質(zhì)溶液耗盡時(shí)，或者當(dāng)傳感器腔室51填充過量的氯化銀沉淀物時(shí)，氧氣傳感器的響應(yīng)將會(huì)發(fā)生變化，并且傳感器將不再可行。因此，探針18有利地提供了填充緩沖的電解液的足夠大體積的腔室，從而提供了氧氣傳感器的所需壽命。用于氧氣傳感器50的參考電極53優(yōu)選通過涂有氯化銀的銀絲來(lái)形成，通過將銀絲浸入到熔融氯化銀中，或者通過已知的電化學(xué)加工來(lái)制作。用于氧氣傳感器50的傳感電極54是鉑絲。通過熔接或焊接，使電極貼在或者耦連在相應(yīng)的第三和第四電導(dǎo)線55或56(例如絕緣銅線)上。
氧氣傳感器50優(yōu)選占有著探針18的較小軸向長(zhǎng)度，長(zhǎng)度范圍為1毫米到10毫米，但是優(yōu)選為4毫米，因此探針18的傳感器區(qū)段24足夠短，例如小于20毫米，但是優(yōu)選為小于13毫米，從而很容易進(jìn)入到彎曲的血管內(nèi)。雖然氧氣傳感器占有較小的探針18軸向長(zhǎng)度，但是傳感器設(shè)計(jì)提供了較大的電極面積，使電極之間保持有較大的物理間隔，并且提供了較大體積的電解質(zhì)溶液。此外，傳感電極54只向電解質(zhì)溶液暴露一個(gè)小的、清晰限定的表面積。此外，氧氣傳感器向多重傳感器探針的多個(gè)末端電極提供了電導(dǎo)線的通路管道，與氧氣傳感器腔室51內(nèi)的電解質(zhì)溶液電絕緣。在圖5所示的實(shí)施例中，參考電極53盤繞在管52的周圍，例如外徑為0.007英寸，內(nèi)徑為0.005英寸，并且長(zhǎng)度為5毫米的聚酰亞胺管。盤繞參考電極53以較小體積提供較大的電極表面積。優(yōu)選通過外露長(zhǎng)度較短，直徑較小的鉑絲來(lái)形成傳感電極54，其中直徑的范圍是從0.001英寸到0.008英寸，但是優(yōu)選為0.002英寸。
傳感電極54優(yōu)選地通過首先在具有氧氣環(huán)境的熔爐中加熱，使直徑較小的鉑絲表面氧化，然后將封接玻璃珠57熔合在鉑絲上。選擇封接玻璃是為了提供8.0到9.2×10-6/°K范圍的熱膨脹系數(shù)，但是優(yōu)選為8.6×10-6/°K，與鉑的熱膨脹系數(shù)9.0×10-6/°K接近或匹配。玻璃形成了與鉑絲表面上的鉑氧化物的強(qiáng)力粘合，并且相匹配的熱膨脹系數(shù)使玻璃和鉑冷卻期間的熱應(yīng)力減少到最低限度，從而防止發(fā)生玻璃破裂或玻璃與電極分離，當(dāng)外露鉑電極面積發(fā)生變化時(shí)，這現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致氧氣傳感器的偏移。玻璃珠57形成了對(duì)鉑絲電極54的可靠封閉，確保用于裝置的無(wú)偏移操作的鉑電極面積穩(wěn)定。封接玻璃和氧化鉑絲之間的粘合與現(xiàn)有的氧氣傳感器設(shè)計(jì)中使用的粘結(jié)劑所形成的粘合相比較，粘性更強(qiáng)并且耐流性更好，使本發(fā)明比基于粘性密封的設(shè)計(jì)更加穩(wěn)定可靠。將玻璃珠57粘合到管52的末端，并且修整鉑絲遠(yuǎn)端齊平，或在玻璃珠57頂端的絲徑內(nèi)部，完成了氧氣電極裝配。兩個(gè)電極53和54相互之間被物理隔離，這是因?yàn)閰⒖茧姌O53盤繞在管52的周圍，而傳感電極54只是暴露在玻璃珠57的頂端，與參考電極53相隔較大的軸向間距，例如1毫米。另外，氧氣傳感器50包括優(yōu)選地通過聚酰亞胺或其它絕緣管道形成的導(dǎo)管59A，該導(dǎo)管用作通向多個(gè)遠(yuǎn)側(cè)pH傳感電極58的導(dǎo)線59的通路。導(dǎo)線59借助包含在電導(dǎo)線59上的絕緣材料的多個(gè)絕緣層，絕緣管道59A，以及填充管道59A內(nèi)腔的空氣或粘合劑，與傳感器腔室51中的電解質(zhì)溶液電絕緣和物理絕緣。氧氣傳感器50的電解質(zhì)溶液包含在聚酰亞胺管52和套管20之間的環(huán)形空間，以及除玻璃珠57頂端和鉑傳感電極54以外的柱形空間內(nèi)。套管20優(yōu)選地形成表面積較大的用于氧氣傳感器50的圓周窗口31，該圓周窗口不易出現(xiàn)與血管側(cè)壁的過份接近引起的阻塞。
圖5還示出了探針18傳感器區(qū)段24內(nèi)所包含的pH傳感器的詳細(xì)視圖。pH傳感器包括貴金屬電極58，例如金帶或鉑帶，以及參考電極43或53，其中貴金屬電極58被固定在探針18的外表面，直接暴露到血液中。用于pH傳感器的參考電極優(yōu)選由涂有氯化銀的銀絲組成，通過將銀絲浸入到熔融氯化銀中，或者通過已知的電化學(xué)加工來(lái)制作。參考電極43或53可以與氧氣傳感器40或二氧化碳傳感器50共用。通過熔接或焊接，使pH傳感電極58貼在電導(dǎo)線59(例如絕緣銅絲)上。
正如上文中所描述的，探針通常是通過各種金屬絲，管和電極來(lái)構(gòu)造的，被插入到管狀套管20的孔內(nèi)，其中套管20的孔隨后填充粘合劑和電解質(zhì)溶液以形成傳感器。在可選實(shí)施例中，柔性電路取代了金屬絲，管和電極。柔性電路可以在較低的成本的成批加工中大量生產(chǎn)，從而將多重傳感器探針的成本減少到最低限度。圖6A示出了一種柔性電路60，該電路結(jié)合了多重傳感器血液氣體傳感器探針的所有電氣元件，包括含有隱態(tài)電連接器22的電接觸墊62，電導(dǎo)線61，以及不同類型的傳感電極63-68，所有的傳感電極都是在具有三層電路的彈性平面襯底上制作的，其中三層電路被兩層彈性絕緣襯底，例如聚酰亞胺分隔開來(lái)?？梢酝ㄟ^使用已知的成批加工來(lái)制作這種柔性電路，其中在絕緣襯底上的導(dǎo)電材料的連續(xù)層通過電鍍，汽相沉積或其它方法沉積，然后通過光刻蝕法，激光消融法或其它方法來(lái)設(shè)計(jì)圖案。被構(gòu)成圖案的層用絕緣粘合劑粘結(jié)在一起，從而完成了多層柔性電路。一旦加工步驟結(jié)束，單個(gè)電路就要被切割成寬度為例如0.015英寸的狹窄條片，使得電路可以被插入到套管20內(nèi)，并且填充粘合劑33和電解質(zhì)溶液，以形成柔性電路60的電極區(qū)段上的傳感器腔室41和51。
柔性電路60具有例如25厘米的長(zhǎng)度，適用于縱向位于套管內(nèi)腔內(nèi)部的電路，并且可以具有的寬度范圍是從0.008英寸到0.030英寸，并且優(yōu)選為0.015英寸。柔性電路60的近端或部分優(yōu)選有至少兩個(gè)襯墊62，更優(yōu)選有七個(gè)襯墊62，這些襯墊用作隱態(tài)電連接器22的電接觸32。連接器襯墊62上面被鍍金，以便提供與顯示模塊12的匹配連接器15的可靠電接觸。連接器襯墊與跡線或?qū)Ь€61連接，被插入或放置在柔性電路襯底的第一和第二絕緣層161，162之間，并且更具體地，形成相應(yīng)的絕緣層161和162的一個(gè)或兩個(gè)內(nèi)表面163和164。跡線61依次與柔性電路60的遠(yuǎn)端或部分附近的多個(gè)襯墊63-66和68連接，這些襯底用作不同傳感器的電極。柔性電路60的襯墊和跡線主要是由銅來(lái)形成，并且襯墊被鍍上各種金屬，包括銀，鉑和金，以便形成不同傳感器的電極。柔性電路的一個(gè)或兩個(gè)外露表面166和167上的襯墊62，63-66以及68，通過穿通通路69或其它任何合適的工具，與跡線61連接。氧氣，二氧化碳，以及pH傳感器的參考電極63和65，是優(yōu)選通過使鍍銀襯墊經(jīng)受已知的電化學(xué)處理來(lái)形成的，其中在電化學(xué)處理中，銀與溶液中的氯離子反應(yīng)，從而在銀的表面上形成氯化銀層。二氧化碳傳感器的傳感電極64是優(yōu)選通過使鍍鉑襯墊經(jīng)受已知的電化學(xué)處理來(lái)形成的，其中在電化學(xué)處理中，鉑金屬在氯化鉑溶液中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而在鉑的表面形成二氧化鉑層。氧氣傳感器的傳感電極66是優(yōu)選通過下列方式形成的，即以絕緣材料掩蔽到鍍鉑襯墊電極上，從而限定了鉑金屬的較小暴露區(qū)域，其中該區(qū)域的直徑范圍是從0.001英寸到0.008英寸，但是優(yōu)選為0.002英寸。pH傳感電極68優(yōu)選為鍍金或鍍鉑襯墊，直接暴露在血液中。柔性電路60還可以容納被構(gòu)圖的已知材料薄膜形式的溫度傳感器，在第一層161的內(nèi)表面163上形成溫度傳感電阻器67?；蛘撸瑴囟葌鞲衅骺梢允嵌O管，熱敏電阻或熱電偶，與柔性電路襯底層161和162的其中之一粘結(jié)。
圖6B示出了柔性電路60，包括插入到套管20的內(nèi)腔或孔內(nèi)的各種電極，其中套管20的內(nèi)腔或孔優(yōu)選通過粘合劑33來(lái)封閉，并且填充著電解質(zhì)溶液，以形成二氧化碳和氧氣傳感器的內(nèi)部腔室41和51。柔性電路60的近端或部分包括用作電導(dǎo)線61的嵌入跡線，以及用作電連接器22的電接觸62的鍍金襯墊。嵌入跡線引導(dǎo)來(lái)自傳感器電極63-68中的電信號(hào)至電接觸襯墊62，電接觸襯墊62用作可以與顯示模塊12的匹配連接器15耦連的隱態(tài)電連接器22。
正如上文中所描述的，至少形成探針18外表面的一部分聚合物套管20被優(yōu)選地提供了耐用表面處理38，從而抑制了血栓，蛋白質(zhì)或其它血液成分的凝集，否則這些血液成分的凝集會(huì)減弱動(dòng)脈中的血液流動(dòng)，或?qū)ρ鯕饣蚨趸纪ㄟ^圓周窗口31傳送到傳感腔室41或51內(nèi)的過程產(chǎn)生阻礙作用(參看圖3)。套管20表面處理的一種優(yōu)選方法是對(duì)N-乙烯吡咯烷酮的光感應(yīng)接合聚合，從而形成大量密集的聚乙烯吡咯烷酮微觀聚合物線束，與探針外表面共價(jià)結(jié)合。該表面處理38是持久的，這是因?yàn)閷⒕酆衔锞€束錨定到底層襯底的化學(xué)鍵是強(qiáng)力共價(jià)鍵。表面處理38只將亞微米的厚度添加到探針主體20上，然而它向探針表面提供了親水特性，當(dāng)探針通過與血或水接觸而與水化合時(shí)，使探針表面高度光滑，從而促使探針18光滑地通過血管。該親水表面處理38還抑制了底層聚合物襯底表面上的蛋白質(zhì)吸收，從而使探針18上的血栓，蛋白質(zhì)或其它血液成分的凝集減少到最低程度。雖然大量密集的聚乙烯吡咯烷酮微觀聚合物線束為套管或插管20的底層外壁提供了對(duì)大蛋白質(zhì)分子的屏蔽，但是它不能有效地阻止較小的分子，例如氧氣或二氧化碳分子遷移通過插管的側(cè)壁。因此，聚甲基戊烯套管20的表面處理38使血液中的氣體，例如氧氣和二氧化碳，通過圓周窗口31聯(lián)通到氧氣和二氧化碳傳感器腔室41和51的穩(wěn)固、可靠的通道更容易形成，即使是在長(zhǎng)達(dá)三天的病人血流中的加長(zhǎng)殘留時(shí)間以后。
在下文中將描述聚合物套管材料的表面處理的一個(gè)流程，并且圖7中示出了該流程的流程圖。作為表面處理加工的預(yù)備工作，準(zhǔn)備好兩種溶液，即敏化稀釋溶液76和涂層溶液79。敏化稀釋溶液76的準(zhǔn)備要分為兩個(gè)階段。在室內(nèi)燈光照明下進(jìn)行的第一階段或步驟74中，在通過以氮?dú)鈱?duì)丙酮進(jìn)行一段時(shí)間，例如五分鐘的凈化以后，將一層氮?dú)馐┘釉谝欢w積，優(yōu)選為90毫升的丙酮上。在紅燈照明下進(jìn)行的第二階段或步驟75中，一定質(zhì)量的苯甲酮，優(yōu)選為1.0克的苯甲酮被溶解在丙酮中，在溶液中添加附加的丙酮以形成總體積100毫升。涂層溶液79的準(zhǔn)備分為兩個(gè)階段，這兩個(gè)階段都是在室內(nèi)燈光照明下進(jìn)行的。在第一階段或步驟77中，在通過以氮?dú)鈱?duì)蒸餾水進(jìn)行一段時(shí)間，例如五分鐘的凈化以后，將一層氮?dú)馐┘拥皆跓恐幸欢w積，優(yōu)選為80毫升的蒸餾水上。在第二階段或步驟78中，當(dāng)仍然在施加氮?dú)鈺r(shí)，一定質(zhì)量的N-乙烯吡咯烷酮，優(yōu)選為11.4克的N-乙烯吡咯烷酮被溶解在蒸餾水中。蓋上燒瓶的蓋子，而涂層溶液79已做好了存儲(chǔ)和應(yīng)用的準(zhǔn)備。
膜管道組件通過將一個(gè)心軸布置在適當(dāng)長(zhǎng)度的聚甲基戊烯管道內(nèi)并封閉管道一端，為步驟70中的表面處理作準(zhǔn)備。在室內(nèi)燈光照明下進(jìn)行的表面處理流程的預(yù)備階段或步驟71中，膜管道組件浸沒在甲醇中，并且進(jìn)行五分鐘的超聲處理以徹底清潔外表面，然后允許進(jìn)行五分鐘的風(fēng)干。在紅燈照明下進(jìn)行的表面處理流程的第二階段或步驟72中，膜管道組件在經(jīng)過氮?dú)鈨艋幚淼谋械谋郊淄拿艋♂屓芤?6內(nèi)浸泡30秒鐘。然后將敏化膜管道組件移除，并且仍然在紅燈照明下將其放置在干燥器中，在例如28mmHg的局部真空下進(jìn)行一段時(shí)間，例如五分鐘的干燥，接著將其存儲(chǔ)在具有氮?dú)鈱拥溺晟∑恐?。在室?nèi)燈光照明下進(jìn)行的表面處理流程的第三階段或步驟73中，敏化膜管道組件被浸沒在一定體積，例如30毫升，已經(jīng)加熱到60℃的N-乙烯吡咯烷酮涂層溶液79中。涂層的固化是通過使涂層在紫外線固化光下暴露一段時(shí)間，例如90秒，在這段時(shí)間內(nèi)N-乙烯吡咯烷酮被聚合形成大量的聚乙烯吡咯烷酮線束，與膜管道襯底共價(jià)結(jié)合。使用大量的蒸餾水沖洗膜管道組件，然后將其放置在干燥器內(nèi)，在例如28mmHg的局部真空下進(jìn)行一段時(shí)間，例如兩小時(shí)的干燥，從而完成了表面處理膜管道的準(zhǔn)備工作。
表面處理聚甲基戊烯管道可以用作完整的探針組件制作中的套管20，該套管將會(huì)保持N-乙烯吡咯烷酮表面處理的有利特性?；蛘撸梢酝ㄟ^使用未處理的管道來(lái)制作探針組件18，隨后通過與前文所述的大致相同的方法，可以將表面處理應(yīng)用于完整的探針18。
如圖1所示，顯示模塊12包括由合適材料，例如塑料形成的外罩17，該外罩通過尺寸設(shè)計(jì)從而使其可以穿戴在病人身上，例如病人的手腕，臂或其它肢體，在這里有時(shí)被稱為是對(duì)象，探針18被插入到手，手腕或臂的血管內(nèi)。模塊12還包括顯示器13，例如液晶顯示器(LCD)，用來(lái)顯示被測(cè)量的參數(shù)和其它信息，并且適合于使主治醫(yī)療專家(在這里有時(shí)被稱為是用戶)更容易看到被測(cè)量的參數(shù)和其它信息。顯示器13可以包含增強(qiáng)顯示器可見度的背光照明或其它特征。與外罩17連接的帶子14適合于將顯示器模塊12緊固到對(duì)象的手腕上?；蛘撸K12可以被連接到對(duì)象的手臂或?qū)ο蟾浇奈恢?。在?duì)象是剛出生的幼兒(嬰兒)的情況下，可以選擇地將模塊12用帶系在對(duì)象的軀干上，探針18被插入到臍帶的血管里。帶子14是由任意合適的材料組成，例如維克勞，彈性物等等。按鈕16或按鍵使數(shù)據(jù)的輸入更加容易，并且允許用戶對(duì)顯示器13和模塊12的其它部件起作用。雖然圖1示出了三個(gè)按鈕，但是可以使用任何數(shù)目或類型的按鈕，鍵區(qū)，開關(guān)等等，以允許輸入?yún)?shù)或命令，或者與裝置10連接。模塊12還可以包含無(wú)線通信能力，以使生理參數(shù)更容易在遠(yuǎn)程監(jiān)視器或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上得到顯示，和/或使來(lái)自遠(yuǎn)程控制面板或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的病人參數(shù)更容易輸入到模塊12內(nèi)。模塊12還包括一個(gè)或多個(gè)連接器15，它提供了與一個(gè)或多個(gè)探針18的物理連接和通信。每個(gè)連接器15優(yōu)選包括一個(gè)插座，適合于容納，緊固和接通探針18近端上對(duì)應(yīng)的連接器22。
在顯示模塊12的優(yōu)選實(shí)施例中，模塊被設(shè)計(jì)為低成本，因此該模塊可以與探針18以及附件一起包裝作為可用套件100的，套件的所有部件被一起包裝在無(wú)菌袋或其它容器101中，如圖10所示。除了顯示模塊12和探針18以外，套件選擇性地包括用來(lái)避免探針受到損害或退化的探針固定器102，將顯示模塊與病人，針或其它插管器103連接的腕帶14或其它工具，酒精藥簽104，用來(lái)在將導(dǎo)管插入血管之前清潔皮膚表面，并且在探針與模塊連接之前清洗探針連接器上的血或其它殘?jiān)脕?lái)包覆刺傷部位并且將探針錨定在適當(dāng)位置的繃帶105，以及可用來(lái)預(yù)備和使用探針18和顯示模塊12的其它任何項(xiàng)目。顯示模塊12還被設(shè)計(jì)成低功率需求，使得該模塊在電池電源的作用下，運(yùn)行時(shí)間可以達(dá)到裝置的預(yù)期使用壽命，例如72個(gè)小時(shí)，而不需要替換電池或與外部電源連接。探針18優(yōu)選適合于一次性使用，是一種一次性裝置，這是因?yàn)樗哂杏邢薜氖褂脡勖?，并且使用時(shí)要與對(duì)象的血液直接接觸。模塊12的耐用性足夠大，可以被使用許多次，但是，一次性模塊的優(yōu)點(diǎn)在于節(jié)省了費(fèi)用，消除了與清潔，替換電池，以及將一次性模塊重復(fù)用于多個(gè)病人有關(guān)的感染風(fēng)險(xiǎn)。與相關(guān)的探針18一起包裝的一次性模塊12的其它優(yōu)勢(shì)在于，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以在制作時(shí)被存儲(chǔ)在模塊內(nèi)，通過取消了用戶在使用探針18之前還要向模塊輸入校準(zhǔn)數(shù)據(jù)這個(gè)要求，使裝置10的使用得到大大簡(jiǎn)化。與相關(guān)的探針18一起包裝的一次性模塊12的其它優(yōu)勢(shì)在于，在制作時(shí)存儲(chǔ)在模塊內(nèi)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以在一個(gè)單組校準(zhǔn)系數(shù)中負(fù)責(zé)說(shuō)明所有的監(jiān)控器和探針誤差以及典型結(jié)果，從而避免了探針18和模塊12的各個(gè)單獨(dú)校準(zhǔn)引起的誤差積累。在模塊的優(yōu)選實(shí)施例中，根本不需要用戶輸入，取消了對(duì)按鈕，鍵區(qū)，開關(guān)等等的需求。顯示模塊12在探針18與模塊12連接時(shí)，被立即自動(dòng)激勵(lì)，并且所有的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和其它所需信息在制作時(shí)被預(yù)編程到模塊內(nèi)。
圖8以結(jié)構(gòu)框圖的形式示出了顯示模塊12內(nèi)所包含的電子線路80的一個(gè)實(shí)施例。如圖所示，來(lái)自一個(gè)或多個(gè)探針18上裝備的一個(gè)或多個(gè)傳感器的信號(hào)通過連接器15到達(dá)顯示模塊12。傳感器信號(hào)是由與相關(guān)的探針18中的每個(gè)傳感器對(duì)應(yīng)的多個(gè)模擬信號(hào)調(diào)節(jié)電路82接收。模擬信號(hào)調(diào)節(jié)電路82的輸出端直接通向微控制器81，例如Texas儀器MSP430F435，該儀器MSP430F435包括顯示模塊12所需的許多電路元件。具體地，微控制器81包含模擬多路器，以及將來(lái)自多個(gè)模擬信號(hào)調(diào)節(jié)電路82的模擬信號(hào)數(shù)字化的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器，以及模擬配套電路，包括電壓參考，溫度傳感器以及電源監(jiān)控電路。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，處理信號(hào)的算法，以及傳感器和模塊校準(zhǔn)系數(shù)被體現(xiàn)在微控制器81中所包含的非易失性存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)的軟件中。微控制器81還包含用來(lái)執(zhí)行軟件算法的中央處理單元，以及其它外圍功能部件，包括時(shí)鐘脈沖電路，串行和并行輸入/輸出接口，定時(shí)器以及LCD驅(qū)動(dòng)電路。LCD驅(qū)動(dòng)電路提供了用于液晶顯示器13的波形，并且顯示模塊12同樣可以通過任選的無(wú)線接口電路83或其它合適的裝置與串行數(shù)據(jù)鏈接上的外部計(jì)算機(jī)或模塊建立通信聯(lián)系。顯示模塊電路的大多數(shù)所需功能結(jié)合為單一，廉價(jià)，低功率的部件，也就是微控制器，使得模塊可以被制作成為低成本，電池供電的一次性單元。
每個(gè)模擬信號(hào)調(diào)節(jié)電路82都適用于其所連接的特定類型的傳感器。對(duì)于氧氣傳感器，模擬信號(hào)調(diào)節(jié)電路可以是電流-電壓變換器，具有全程輸入電流，包括氧氣傳感器所預(yù)期的最大全程電流，例如100毫微安培，以及與模-數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入范圍相匹配的全程輸出電壓。氧氣傳感電路的輸入偏流優(yōu)選為大大小于正常的傳感器工作電流，例如小于100皮安培的輸入偏流。對(duì)于二氧化碳或pH傳感器，模擬信號(hào)調(diào)節(jié)電路可以是具有非常高的輸入阻抗的電壓放大器，例如大于1012歐姆，以及非常低的輸入偏置和補(bǔ)償電流，例如小于100毫微微安培。電路可以包括固定的增益和補(bǔ)償電壓，其中通過對(duì)其進(jìn)行選擇將全程傳感器電壓范圍轉(zhuǎn)化為與模-數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入范圍相匹配。可以通過儀器用放大器或簡(jiǎn)單的運(yùn)算放大器電路來(lái)滿足二氧化碳或pH傳感器電路需求，所選擇的放大器要提供所需的低輸入偏置和補(bǔ)償電流。對(duì)于熱電偶溫度傳感器，模擬信號(hào)調(diào)節(jié)電路可以是高增益電壓放大器，輸入電壓范圍在預(yù)期的溫度范圍內(nèi)是0到2毫伏，而輸出電壓是與模-數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入范圍相匹配。對(duì)于所需的高增益熱電偶信號(hào)調(diào)節(jié)電路，放大器優(yōu)選地提供大大小于信號(hào)電壓的輸入補(bǔ)償電壓，例如小于10微伏的輸入補(bǔ)償電壓。
微控制器81可以執(zhí)行一種處理算法90，以將數(shù)字化的傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換為可顯示的數(shù)值，在圖9中以結(jié)構(gòu)框圖的形式示出了這種處理算法。處理算法包括步驟91中將取樣的傳感器輸出數(shù)字化，步驟92中進(jìn)行時(shí)間濾波或平均以降低來(lái)自外部干涉或其它來(lái)源的噪聲，步驟93中即修正模擬信號(hào)調(diào)節(jié)電路中的增益或補(bǔ)償誤差，步驟94中將傳感器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的增益，補(bǔ)償，以及線性校正結(jié)合起來(lái)，步驟95中根據(jù)所測(cè)量的探針溫度，對(duì)傳感器的增益，偏移和線性的溫度依賴性進(jìn)行補(bǔ)償，以及步驟96中將數(shù)值轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)CD上的預(yù)期單位用于顯示。實(shí)際上，如果模塊12和探針18一起被校準(zhǔn)作為一次性裝置，那么步驟93，94，95和96中所有的增益，偏移，非線性，溫度，以及單位變換系數(shù)都可以被結(jié)合到單一一組校準(zhǔn)函數(shù)中，該組函數(shù)允許將過濾模擬輸入直接轉(zhuǎn)換為可顯示數(shù)值，而不需要計(jì)算任何中間修正，并且不會(huì)出現(xiàn)裝置的單個(gè)部件的單獨(dú)校準(zhǔn)所引起的誤差積累。該算法可以選擇性地包括步驟97，即根據(jù)已知的公式計(jì)算其它生理參數(shù)，可能要結(jié)合來(lái)自多個(gè)傳感器的讀數(shù)，或結(jié)合來(lái)自單個(gè)傳感器的多個(gè)讀數(shù)，以提供附加的有用信息。
基于來(lái)自單個(gè)傳感器的單個(gè)讀數(shù)的計(jì)算實(shí)例是根據(jù)相應(yīng)的氧氣(PaO2或PvO2)測(cè)量分壓估算動(dòng)脈或靜脈氧氣飽和值(SaO2或SvO2)。血液中氧氣飽和值與氧氣分壓之間有已知的非線性關(guān)系，但是飽和值對(duì)于心輸出量的計(jì)算以及病人狀況的其它估算是有用的。
基于來(lái)自單個(gè)傳感器的多個(gè)讀數(shù)的計(jì)算實(shí)例是相關(guān)的血液氣體參數(shù)變化趨勢(shì)的確定，也就是數(shù)值是增加，減少，還是穩(wěn)定。血液氣體參數(shù)的趨勢(shì)可以被象征性地顯示在顯示器上，使用戶更容易迅速評(píng)定病人的狀況。
基于來(lái)自多個(gè)傳感器的組合讀數(shù)的計(jì)算實(shí)例是利用二氧化碳讀數(shù)和pH測(cè)量值來(lái)計(jì)算重碳酸鹽水平。根據(jù)已知的關(guān)系，重碳酸鹽濃度的對(duì)數(shù)等于pH值加上CO2分壓的對(duì)數(shù)，再減去常數(shù)7.608。該等式適用于37℃的血液，并且還可以對(duì)與正常狀態(tài)的溫度偏差進(jìn)行補(bǔ)償。
基于來(lái)自多個(gè)傳感器的組合讀數(shù)的計(jì)算實(shí)例是利用動(dòng)脈氧氣讀數(shù)和靜脈氧氣讀數(shù)，通過菲克氧氣消耗法的修正形式來(lái)估算心輸出量。根據(jù)菲克氧氣消耗法，心輸出量(升/分)作為氧氣消耗量(毫升/分)被動(dòng)靜脈的氧氣濃度差(每升血液中的O2毫升數(shù))相除而計(jì)算出來(lái)。對(duì)于本發(fā)明，氧氣消耗量被估算為3毫升/千克乘以對(duì)象的體重，該數(shù)值可以通過按鈕或按鍵，或者來(lái)自外部計(jì)算機(jī)或控制面板的無(wú)線通信，被輸入到模塊中。假設(shè)血色素的標(biāo)準(zhǔn)值(12.5克/分升)，以及血色素的攜氧能力(每克血色素中的O2為1.36毫升)，動(dòng)靜脈氧氣濃度差是這樣計(jì)算的，即動(dòng)脈氧氣飽和值和靜脈氧氣飽和值(SaO2-SvO2)之間的差值乘以每升血液中O2毫升數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值170毫升。在該計(jì)算中，靜脈氧氣飽和值可以經(jīng)過調(diào)整以補(bǔ)償肺部動(dòng)脈氧氣飽和值和前臂靜脈氧氣飽和值之間用實(shí)驗(yàn)方法確定的差值。
無(wú)線接口電路與顯示模塊的結(jié)合的有利之處在于保護(hù)了電氣安全，以及自主式，電池供電的顯示器單元所負(fù)擔(dān)的病人的移動(dòng)自由，同時(shí)提供了從集中數(shù)據(jù)收集來(lái)看的集成系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明的緊湊顯示模塊通過使對(duì)象免于管子和電纜的束縛，其中管子和電纜通常會(huì)將病人束縛在床上，并且通過取消已經(jīng)很擁擠的床邊對(duì)附加的大體積儀器的需求，充分發(fā)揮了無(wú)線通信的優(yōu)勢(shì)。
從前文中可以看到，本發(fā)明的裝置10和方法使進(jìn)行對(duì)象的血液氣體，例如氧氣和二氧化碳，以及包括溫度和pH值的其它血液參數(shù)的測(cè)量成為可能。正如上文中所描述的，一個(gè)探針可以包括一個(gè)以上的傳感器，例如氧氣傳感器，二氧化碳傳感器，溫度傳感器以及pH值傳感器。傳感器包含在具有小于0.023″的較小直徑的探針主體中，因此探針通過20號(hào)針頭可以很容易地插入到手，手腕或前臂的血管中。該探針包括具有窗口31的至少一個(gè)傳感器，該窗口具有大的表面積，并且對(duì)目標(biāo)氣體分子具有較高的滲透性，該滲透性使血液氣體更容易通過快速擴(kuò)散進(jìn)出傳感器腔室，以確保對(duì)血液氣體濃度變化的快速響應(yīng)。所使用的探針優(yōu)選為鈍頭的，并且對(duì)血管側(cè)壁沒有損傷，還被優(yōu)選提供了抗血栓形成的表面處理，以抑制血栓的形成，或者蛋白質(zhì)或其它血液成分的粘連，確保了血液氣體傳感器的協(xié)調(diào)性能，并且使對(duì)持續(xù)注射肝磷脂以保持無(wú)血液凝結(jié)的環(huán)境的需求減少到最低限度。探針攜帶來(lái)自傳感器的電子信號(hào)通過電導(dǎo)線，進(jìn)入到隱態(tài)的電連接器，或可移動(dòng)地連接到顯示模塊上的匹配連接器的其它電連接器。優(yōu)選的電連接器的隱態(tài)性使皮下注射器針頭或所使用的其它插管器更容易去除，從而以最簡(jiǎn)單的方式將探針插入到靜脈或動(dòng)脈的內(nèi)腔，從而取消了使用分離插管鞘或其它更復(fù)雜技術(shù)來(lái)將探針插入到血管中這種需求。顯示模塊小而且廉價(jià)，并且尤其適合于附著到病人的手腕。這里所描述的裝置和方法可以適用于多種不同醫(yī)療應(yīng)用的特殊需求，其中的若干種將在下文中作出概述。
對(duì)于重癥室(ICU)或心臟重癥室(CCU)中的病人，通常有對(duì)動(dòng)脈血液氣體(氧氣和二氧化碳)和pH值進(jìn)行監(jiān)控的需要。該監(jiān)控目前是斷斷續(xù)續(xù)地進(jìn)行的，通常每天進(jìn)行三到十二次，進(jìn)行的方式是從病人前臂的動(dòng)脈管路中抽取血樣，并且將血樣傳送到血液氣體分析器中。這里所描述的多重傳感器探針，提供了連續(xù)的氧氣，二氧化碳和pH值的測(cè)量，消除了對(duì)定位和保持動(dòng)脈管路以及從其中重復(fù)抽血的需求以及相關(guān)的費(fèi)用和風(fēng)險(xiǎn)。此外，本發(fā)明所提供的持續(xù)監(jiān)控給出了關(guān)于任何干涉的影響的快速反饋，例如通風(fēng)設(shè)備設(shè)置或藥品服用的調(diào)整。對(duì)醫(yī)療介入影響的及時(shí)反饋允許對(duì)象更迅速地脫離通風(fēng)設(shè)備，并且從ICU/CCU中解放出來(lái)，這對(duì)于病人和衛(wèi)生保健系統(tǒng)都是有利的。
在ICU/CCU病人的子集中，有對(duì)心輸出量進(jìn)行監(jiān)控的需求，將靜脈氧氣傳感器探針添加到前述的多重傳感器動(dòng)脈探針上，使本發(fā)明可以通過使用上文中所述的修正動(dòng)靜脈氧氣濃度差等式(菲克法)來(lái)估算心輸出量。目前最頻繁地使用熱稀釋技術(shù)來(lái)對(duì)心輸出量進(jìn)行監(jiān)控，該技術(shù)需要將Swan-Ganz導(dǎo)液管布置在頸靜脈內(nèi)，通過右心房和右心室，進(jìn)入到肺動(dòng)脈的分支。只要需要心輸出量的讀數(shù)，熱稀釋技術(shù)就需要間歇地注入冰食鹽藥丸。將右心導(dǎo)液管替換為本發(fā)明，通過右心導(dǎo)管插入程序的取消，極大地降低了病人的風(fēng)險(xiǎn)，并且提供了較大的效用，即在不進(jìn)行冰食鹽的棘手注射的情況下立即提供所要求的心輸出量讀數(shù)。
在ICU/CCU病人的另一個(gè)子集中，有對(duì)心輸出量而不是動(dòng)脈血液氣體進(jìn)行頻繁監(jiān)控的需求，一種較簡(jiǎn)單的器械是用來(lái)監(jiān)控靜脈氧氣含量的靜脈氧氣探針。該數(shù)值與來(lái)自非侵害的脈搏氧氣飽和度儀的動(dòng)脈氧氣飽和值，來(lái)自每日血樣的血色素密度，以及根據(jù)基于重量和高度的標(biāo)準(zhǔn)近似值計(jì)算的氧氣消耗量的單獨(dú)測(cè)量結(jié)合起來(lái)，從而依照菲克法計(jì)算心輸出量。探針位于手的靜脈中，使用實(shí)驗(yàn)方法確定的補(bǔ)償系數(shù)來(lái)說(shuō)明右心房中的氧氣飽和值和手的靜脈中的氧氣飽和值之間的差值?；蛘撸鯕馓结樋梢员恢苯硬迦氲讲弊由系念i靜脈中，進(jìn)入腔靜脈或心臟的右心房中，以在不需要補(bǔ)償系數(shù)的情況下提供對(duì)混合靜脈血的氧氣飽和值的直接測(cè)量。除了估算心輸出量的效用之外，靜脈中氧氣含量對(duì)于評(píng)定病人的狀況是特有的有用參數(shù)。
對(duì)于嬰兒來(lái)說(shuō)，經(jīng)常有動(dòng)脈和靜脈血液氣體進(jìn)行監(jiān)控，以及測(cè)量心輸出量和其它血液參數(shù)的需要。本發(fā)明特別適用于嬰兒，這是因?yàn)榧词共荒芘懦龔膵雰荷砩铣檠男枰?，本發(fā)明也使該需要減少到最低限度，即只需要抽取體積較少的血。在血液氣體和pH傳感器上添加血色素，膽紅素，電解質(zhì)或葡萄糖傳感器，增加了多重傳感器探針對(duì)該應(yīng)用的效用。探針被便利地插入到臍帶的動(dòng)脈和靜脈內(nèi)，并且顯示模塊在尺寸上適合于被系在嬰兒的腹部周圍。
在嬰兒和小兒科病人的先天性心臟病診斷中，通常有在遍及心臟腔室內(nèi)以及大動(dòng)脈中的多個(gè)位置抽樣氧氣飽和值的需要。該氧氣飽和值數(shù)據(jù)通常是結(jié)合心臟的血管造影學(xué)進(jìn)行收集的，并且允許畸形心臟的活動(dòng)得到更精確地診斷，從而對(duì)病人進(jìn)行更合適的治療。目前，氧氣飽和值數(shù)據(jù)是通過借助較小的導(dǎo)液管，從遍及心臟和大動(dòng)脈的多個(gè)位置中抽取多種血液樣品來(lái)收集的。隨后這些血液樣品被轉(zhuǎn)移到血液氣體分析器中，以得到每個(gè)血樣的氧氣飽和值讀數(shù)。通過使用本發(fā)明的技術(shù)，較小的氧氣傳感器被固定在探針或合適尺寸的導(dǎo)絲上，例如直徑小于0.023”，長(zhǎng)度在50厘米至150厘米之間，該氧氣傳感器可以前進(jìn)穿過導(dǎo)液管，到達(dá)心臟和大動(dòng)脈內(nèi)的不同位置，以抽樣活體內(nèi)的氧氣飽和值，從而通過排除從較小的對(duì)象體內(nèi)抽取大量血液樣品的需要，并且通過減少流程的時(shí)間，降低了病人的風(fēng)險(xiǎn)。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于身上有攜帶血液的血管的病人以探知血液特性的裝置。該裝置包含顯示模塊和探針，該探針的遠(yuǎn)側(cè)端適合于被插入到病人的血管內(nèi)，而近側(cè)端被耦連到顯示模塊。探針包括固定在遠(yuǎn)側(cè)端的氣體傳感器組件，當(dāng)探針位于血液中時(shí)向顯示模塊提供電信號(hào)。該探針具有抗血栓形成性的表面處理，用于當(dāng)探針位于血液中時(shí)阻止血液成分粘附在探針上。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于身上有攜帶血液的血管的病人以探知血液特性的探針。探針包含適合于插入到病人血管內(nèi)的插管，以及安裝在插管內(nèi)部的氣體傳感器組件。該插管具有抗血栓形成性的表面處理，用于當(dāng)插管位于血液中時(shí)用來(lái)阻止血液成分粘附在插管上。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于身上有攜帶血液的血管的病人以探知血液特性的探針。探針包含具有近側(cè)端和遠(yuǎn)側(cè)端的插管，遠(yuǎn)側(cè)端適合于被插入到病人的血管內(nèi)。氣體傳感器組件安裝在插管的遠(yuǎn)側(cè)端內(nèi)部。插管具有透氣性材料的環(huán)形窗口，該窗口在氣體傳感器組件的周圍延伸。
本發(fā)明另一方面提供了一種用于身上有攜帶血液的血管的病人以探知血液特性的探針。探針包含具有近側(cè)端和遠(yuǎn)側(cè)端的插管，遠(yuǎn)側(cè)端適合于被插入到病人的血管內(nèi)。電解質(zhì)溶液位于插管中。氣體傳感器組件被安裝在插管的遠(yuǎn)側(cè)端，并且包括位于電解質(zhì)溶液中的電極。導(dǎo)線延伸到電極，而密封玻璃在導(dǎo)線的周圍延伸。導(dǎo)線具有熱膨脹系數(shù)，而密封玻璃的熱膨脹系數(shù)近似等于導(dǎo)線的熱膨脹系數(shù)，以阻止導(dǎo)線與密封玻璃發(fā)生分離，由此阻止電解質(zhì)溶液漫延到導(dǎo)線和密封玻璃之間。
本發(fā)明另一方面提供了一種用于身上有攜帶血液的血管的病人以探知血液特性的裝置。該裝置包含顯示模塊和探針，探針具有近側(cè)端和遠(yuǎn)側(cè)端。該探針的遠(yuǎn)側(cè)端適合于被插入到病人的血管內(nèi)，并且具有氣體傳感器組件，用于當(dāng)探針位于血液中時(shí)提供電信號(hào)。顯示模塊具有第一連接器，而探針的近側(cè)端具有與第一連接器相匹配的第二連接器。第二連接器具有圓柱部分和電接觸點(diǎn)，其中該電接觸在圓柱部分的至少一部分周圍延伸。導(dǎo)線延伸穿過探針，將氣體傳感器組件與電接觸電耦連。電接觸的位置與圓柱部分齊平，以便提供具有充分平滑的圓柱表面的第二連接器。第一和第二連接器允許探針和顯示模塊之間的連接和斷開。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于與有攜帶血液的血管的病人的插管器一起使用以探知血液特性的探針。探針包含具有近側(cè)端和遠(yuǎn)側(cè)端的插管。插管的遠(yuǎn)側(cè)端適合于被插入到病人的血管內(nèi)。氣體傳感器組件位于插管的遠(yuǎn)側(cè)端，用于當(dāng)插管位于血液中時(shí)用來(lái)提供電信號(hào)。連接器裝備在插管的近側(cè)端。由此當(dāng)將插管插入到血管中時(shí)，插管的遠(yuǎn)側(cè)端適合于滑動(dòng)穿過插管器。在插管的遠(yuǎn)側(cè)端被插入到血管中以后，插管和連接器具有的尺寸允許插管器滑離插管和連接器的近側(cè)端。
本發(fā)明一方面還提供了一種用于身上有攜帶血液的血管的病人以探知血液特性的裝置。裝置包含緊湊的顯示模塊和探針，探針具有與顯示模塊耦連的近側(cè)端，以及適合于插入到病人血管內(nèi)的遠(yuǎn)側(cè)端。遠(yuǎn)側(cè)端包括傳感器，用于當(dāng)探針位于血液中時(shí)向顯示模塊提供電信號(hào)。探針具有校準(zhǔn)系數(shù)。顯示模塊具有用于處理電信號(hào)以提供讀數(shù)的處理器，以及用來(lái)存儲(chǔ)校準(zhǔn)系數(shù)的存儲(chǔ)器。處理器與存儲(chǔ)器耦連，以允許處理器訪問與電信號(hào)的處理有關(guān)的校準(zhǔn)系數(shù)，以便增強(qiáng)讀數(shù)的準(zhǔn)確度。
本發(fā)明另一方面提供了一種用于身上有攜帶血液的血管的病人以探知血液特性的套件。套件包含一套封裝。探針包含在該封裝內(nèi)。探針具有適合于被插入到病人血管內(nèi)的遠(yuǎn)側(cè)端，并且包含用來(lái)提供電信號(hào)的傳感器。探針具有校準(zhǔn)系數(shù)。緊湊的顯示模塊包含在該封裝內(nèi)，并且具有處理器和與處理器耦連的非易失性存儲(chǔ)器。校準(zhǔn)系數(shù)被存儲(chǔ)到顯示模塊的存儲(chǔ)器中。由此當(dāng)探針與顯示模塊和插入到血管內(nèi)的遠(yuǎn)側(cè)端耦連，并且電信號(hào)被用來(lái)提供讀數(shù)的顯示模塊接收時(shí)，處理器訪問存儲(chǔ)器，以便利用校準(zhǔn)系數(shù)，并由此增強(qiáng)讀數(shù)的準(zhǔn)確度。
本發(fā)明另一方面提供了一種用于身上有攜帶血液的血管的病人以探知血液特性的探針。探針包含插管，該插管適合于插入到病人的血管內(nèi)，并且具有近側(cè)端和遠(yuǎn)側(cè)端。電解質(zhì)溶液位于插管的遠(yuǎn)側(cè)端。氣體傳感器組件被安裝在插管的遠(yuǎn)側(cè)端，并且位于電解質(zhì)溶液中。氣體傳感器組件包括具有遠(yuǎn)側(cè)部分的管子，以及盤繞在管子周圍的第一電極。第二電極是由管子的遠(yuǎn)側(cè)部分?jǐn)y帶。第一和第二導(dǎo)線從插管的近側(cè)端延伸到氣體傳感器組件，第一導(dǎo)線與第一電極耦連，而第二導(dǎo)線延伸穿過管子，并與第二電極耦連。管子用作第一電極的支撐物，以及用作第二導(dǎo)線的管道。
本發(fā)明還提供了一種用于身上有攜帶血液的血管的病人以探知血液特性的探針。探針包含具有近側(cè)端和遠(yuǎn)側(cè)端的插管。遠(yuǎn)側(cè)端適合于被插入到病人的血管內(nèi)。柔性電路延伸穿過至少一部分插管。柔性電路具有近側(cè)和遠(yuǎn)側(cè)部分，以及在遠(yuǎn)側(cè)部分上形成的第一和第二電極，和從近側(cè)部分延伸到第一和第二電極的第一和第二導(dǎo)線。電解質(zhì)溶液位于第一和第二電極附近的插管的遠(yuǎn)側(cè)端。
依照本發(fā)明的許多探針和顯示模塊已經(jīng)通過制作和檢測(cè)，證實(shí)了裝置的可行性和性能。下列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖解了實(shí)驗(yàn)條件下本發(fā)明的典型性能。
圖表1示出了在0到150mmHg的氧氣分壓下的溶解氧濃度范圍內(nèi)，氧氣傳感器探針的代表性實(shí)例的性能。響應(yīng)在所關(guān)注的范圍內(nèi)是線性的，使校準(zhǔn)到5％的準(zhǔn)確度成為一個(gè)簡(jiǎn)單的過程。
Keimar’s O2探針在37℃時(shí)的響應(yīng)曲線(探針#OX-090501-4) 圖表1氧氣傳感器性能氧氣傳感器除了表現(xiàn)出精確性和線性以外，還提供了對(duì)溶解氧濃度變化的快速響應(yīng)。圖表2示出了代表性氧氣傳感器探針對(duì)氧氣分壓的一系列階躍變化的時(shí)間響應(yīng)，證實(shí)了在5％的終值范圍內(nèi)小于3分鐘的建立時(shí)間。
Keimar O2探針在37℃時(shí)的響應(yīng)數(shù)據(jù)(探針#OX-090501-4)
圖表2氧氣傳感器響應(yīng)氧氣傳感器除了證實(shí)準(zhǔn)確度，線性和快速響應(yīng)之外，還提供了大于72小時(shí)的壽命，以滿足ICU/CCU監(jiān)控應(yīng)用的需求。圖表3示出了在90小時(shí)的長(zhǎng)期研究過程中，氧氣傳感器輸出的穩(wěn)定性。在恒溫，室內(nèi)空氣，150mmHg的氧氣分壓的情況下，傳感器輸出在大于72小時(shí)的時(shí)間內(nèi)除了溫度波動(dòng)和噪音引起的輸出的較小預(yù)期變化以外，幾乎保持不變。
圖表3氧氣傳感器壽命圖表4示出了在10到100mmHg的二氧化碳分壓下的溶解二氧化碳濃度范圍內(nèi)，二氧化碳傳感器探針的代表性實(shí)例的性能。響應(yīng)示出了該類型的pH-響應(yīng)傳感器的預(yù)期的經(jīng)典對(duì)數(shù)性能，使校準(zhǔn)到5％的準(zhǔn)確度成為一個(gè)簡(jiǎn)單的過程。
Keimar’s CO2探針在37℃時(shí)的響應(yīng)曲線(探針#CX-090501-3) 圖表4二氧化碳傳感器性能二氧化碳傳感器除了表現(xiàn)出精確性和線性以外，還提供了對(duì)溶解二氧化碳濃度變化的快速響應(yīng)。圖表5示出了代表性的二氧化碳傳感器探針對(duì)二氧化碳分壓的一系列階躍變化的時(shí)間響應(yīng)，證實(shí)了至5％的終值范圍內(nèi)小于3分鐘的建立時(shí)間。
Keimar’s CO2探針在37℃時(shí)的響應(yīng)數(shù)據(jù)(探針#CX-090501-3) 圖表5二氧化碳傳感器響應(yīng)二氧化碳傳感器除了證實(shí)準(zhǔn)確度，線性和快速響應(yīng)之外，還具有固有地較長(zhǎng)壽命，這是因?yàn)樗⒉幌裱鯕鈧鞲衅髂菢酉碾姌O或電解質(zhì)溶液。
圖表6示出了代表性的pH傳感器輸出在4到10的pH值范圍內(nèi)的性能。該pH傳感器被固定在多重傳感器探針上，其中該多重傳感器探針還包括氧氣，二氧化碳和溫度傳感器。響應(yīng)顯示了對(duì)數(shù)pH參數(shù)的經(jīng)典線性電壓響應(yīng)。對(duì)一個(gè)pH值的重復(fù)測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差大約是0.02pH，證實(shí)了在7到8的pH值生理范圍內(nèi)校準(zhǔn)到所需的0.05pH準(zhǔn)確度是可行的。
圖表6pH傳感器性能pH傳感器的響應(yīng)時(shí)間是很快的，經(jīng)過大約10秒的建立時(shí)間pH值出現(xiàn)階躍變化。
該采樣數(shù)據(jù)顯示出依照本發(fā)明的氧氣，二氧化碳和pH傳感器提供的準(zhǔn)確度、響應(yīng)時(shí)間和壽命滿足了醫(yī)學(xué)監(jiān)控應(yīng)用的預(yù)期要求。所有的采樣探針都具有優(yōu)選實(shí)施例中所述的0.020”的外徑，并且一個(gè)單一探針包括四種傳感器，即氧氣，二氧化碳，溫度和pH傳感器。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于身上有攜帶血液的血管的病人以探知血液特性的裝置。該裝置包含顯示模塊和探針，該探針的遠(yuǎn)側(cè)端適合于被插入到病人的血管內(nèi)，而近側(cè)端被耦連到顯示模塊，探針包括遠(yuǎn)側(cè)端的氣體傳感器組件，用于當(dāng)探針位于血液中時(shí)向顯示模塊提供電信號(hào)，該探針具有抗血栓形成性的表面處理，用于當(dāng)探針位于血液中時(shí)阻止血液成分粘附在探針上。
這種裝置的探針在氣體傳感器組件附近可以具有透氣性。整個(gè)探針都可以是透氣性的，并且可以由聚甲基戊烯來(lái)制作。這種裝置的表面處理可以是親水表面處理。這種裝置的表面處理可以包含粘附在探針上的聚乙烯基吡咯烷酮線束。
在本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于身上有攜帶血液的血管的病人以探知血液特性的探針。探針包含適合于插入到病人血管內(nèi)的插管，以及安裝在插管內(nèi)部的氣體傳感器組件，該插管具有抗血栓形成性的表面處理，用于當(dāng)插管位于血液中時(shí)阻止血液成分粘附在插管上。
這種探針的插管在氣體傳感器組件附近可以具有透氣性。整個(gè)插管可以由透氣性材料來(lái)制作，并且這種透氣性材料可以是聚甲基戊烯。電解質(zhì)溶液可以位于插管之內(nèi)，而氣體傳感器組件可以包括位于電解質(zhì)溶液中的第一和第二電極，用來(lái)提供電輸出。這種探針的表面處理可以是涂層。這種探針的表面處理可以是親水表面處理，并且可以包含粘附在探針上的聚乙烯基吡咯烷酮線束。
在本發(fā)明的另一方面，一種用于身上有攜帶血液的血管的病人以探知血液特性的探針。探針可以包含具有近側(cè)端和遠(yuǎn)側(cè)端的插管，遠(yuǎn)側(cè)端適合于被插入到病人的血管內(nèi)，氣體傳感器組件安裝在插管的遠(yuǎn)側(cè)端內(nèi)部，插管具有透氣性材料的環(huán)形窗口，該窗口在氣體傳感器組件的周圍延伸。
這種探針的整個(gè)插管可以由透氣性材料來(lái)制作，并且透氣性材料可以是聚甲基戊烯。
本發(fā)明另一方面提供了一種用于身上有攜帶血液的血管的病人以探知血液特性的探針。探針可以包含具有近側(cè)端和遠(yuǎn)側(cè)端的插管，遠(yuǎn)側(cè)端適合于被插入到病人的血管內(nèi)，電解質(zhì)溶液位于插管中，氣體傳感器組件被安裝在插管的遠(yuǎn)側(cè)端，并且包括位于電解質(zhì)溶液中的電極，導(dǎo)線延伸到電極，而密封玻璃在導(dǎo)線的周圍延伸，導(dǎo)線具有熱膨脹系數(shù)，而密封玻璃的熱膨脹系數(shù)近似等于導(dǎo)線的熱膨脹系數(shù)，以阻止導(dǎo)線與密封玻璃發(fā)生分離，由此阻止電解質(zhì)溶液漫延到導(dǎo)線和密封玻璃之間。
這種探針的導(dǎo)線具有的開裂端(cleaved extremity)以形成電極的有效區(qū)域。導(dǎo)線可以由鉑來(lái)制作。這種探針的氣體傳感器組件可以包括位于電解質(zhì)溶液中的附加電極。
本發(fā)明另一方面提供了一種用于身上有攜帶血液的血管的病人一起使用以探知血液特性的裝置。該裝置包含顯示模塊和探針，探針具有近側(cè)端和遠(yuǎn)側(cè)端，該探針的遠(yuǎn)側(cè)端適合于被插入到病人的血管內(nèi)，并且具有氣體傳感器組件，用于當(dāng)探針位于血液中時(shí)提供電信號(hào)，顯示模塊具有第一連接器，探針的近側(cè)端具有與第一連接器相匹配的第二連接器，第二連接器具有圓柱部分和電接觸，其中該電接觸在圓柱部分的至少一部分周圍延伸，導(dǎo)線延伸穿過探針，將氣體傳感器組件與電接觸電耦連，電接觸的位置與圓柱部分齊平，以便提供具有充分平滑的圓柱表面的第二連接器，第一和第二連接器允許探針和顯示模塊之間的連接和斷開。
這種裝置還可以包含與顯示模塊連接的帶子，用來(lái)將控制和顯示模塊緊固在病人的手腕上。這種裝置還可以包含附加電接觸，該電接觸在圓柱部分的至少一部分周圍延伸，并且與第一次提到的電接觸分離。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種用于與有攜帶血液的血管的病人的插管器一起使用以探知血液特性的探針。探針可以包含具有近側(cè)端和遠(yuǎn)側(cè)端的插管，插管的遠(yuǎn)側(cè)端適合于被插入到病人的血管內(nèi)，氣體傳感器組件位于插管的遠(yuǎn)側(cè)端，用于當(dāng)插管位于血液中時(shí)提供電信號(hào)，而連接器裝備在插管的近側(cè)端，由此當(dāng)將插管插入到血管中時(shí)，插管的遠(yuǎn)側(cè)端適合于滑動(dòng)穿過插管器，在插管的遠(yuǎn)側(cè)端被插入到血管中以后，插管和連接器具有的尺寸允許插管器滑離插管和連接器的近側(cè)端。
這種探針可以與插管器結(jié)合起來(lái)。這種探針的插管器可以是一個(gè)針頭。這種探針的連接器可以具有圓柱部分，并且可以具有在圓柱部分的至少一部分周圍延伸的電接觸，以及從電接觸延伸到氣體傳感器組件的導(dǎo)線。這種探針的電接觸的位置可以與圓柱部分齊平，以便提供具有充分平滑的圓柱表面的連接器。
本發(fā)明另一方面一種用于身上有攜帶血液的血管的病人以探知血液特性的裝置。裝置可以包含緊湊的顯示模塊和探針，探針具有與顯示模塊耦連的近側(cè)端，以及適合于插入到病人血管內(nèi)的遠(yuǎn)側(cè)端，遠(yuǎn)側(cè)端包括傳感器，用于當(dāng)探針位于血液中時(shí)向顯示模塊提供電信號(hào)，探針具有校準(zhǔn)系數(shù)，顯示模塊具有用于處理電信號(hào)以提供讀數(shù)的處理器，以及用來(lái)存儲(chǔ)校準(zhǔn)系數(shù)的存儲(chǔ)器，處理器與存儲(chǔ)器耦連，以允許處理器訪問與電信號(hào)的處理有關(guān)的校準(zhǔn)系數(shù)，以便提高讀數(shù)的準(zhǔn)確度。
這種裝置還可以包含與顯示模塊連接的帶子，用來(lái)將顯示模塊緊固到病人的手腕上。這種裝置的傳感器可以從由氣體傳感器，氧氣傳感器，二氧化碳傳感器，pH傳感器和溫度傳感器組成的傳感器組中選擇。這種傳感器可以是氣體傳感器組件，具有位于電解質(zhì)溶液中的第一和第二電極。這種裝置的顯示模塊可以包含與處理器耦連的無(wú)線發(fā)射器接收器電路，從而允許來(lái)自外部源的控制信號(hào)的無(wú)線接收，以及血液特性到外部設(shè)備的無(wú)線傳送。這種裝置的存儲(chǔ)器可以是非易失性存儲(chǔ)器。
本發(fā)明另一方面提供了一種用于身上有攜帶血液的血管的病人以探知血液特性的套件。套件可以包含封裝，探針包含在該封裝內(nèi)，并且具有適合于被插入到病人血管內(nèi)的遠(yuǎn)側(cè)端，還包含用來(lái)提供電信號(hào)的傳感器，探針具有校準(zhǔn)系數(shù)，緊湊的顯示模塊包含在該封裝內(nèi)，并且具有處理器和與處理器耦連的非易失性存儲(chǔ)器，校準(zhǔn)系數(shù)被存儲(chǔ)到顯示模塊的存儲(chǔ)器中，由此當(dāng)探針與顯示模塊和插入到血管內(nèi)的遠(yuǎn)側(cè)端耦連，并且電信號(hào)被用來(lái)提供讀數(shù)的顯示模塊接收時(shí)，處理器訪問存儲(chǔ)器，以便利用校準(zhǔn)系數(shù)，并由此提高讀數(shù)的準(zhǔn)確度。
這種套件還包含與緊湊顯示模塊連接的帶子，用來(lái)將顯示模塊緊固到病人的手腕上。這種套件的傳感器可以從由氣體傳感器，氧氣傳感器，二氧化碳傳感器，pH傳感器和溫度傳感器所組成的傳感器組中選擇。
本發(fā)明另一方面提供了一種用于身上有攜帶血液的血管的病人以探知血液特性的探針。探針可以包含插管，該插管適合于插入到病人的血管內(nèi)，并且具有近側(cè)端和遠(yuǎn)側(cè)端，電解質(zhì)溶液位于插管的遠(yuǎn)側(cè)端，氣體傳感器組件被安裝在插管的遠(yuǎn)側(cè)端，并且位于電解質(zhì)溶液中，氣體傳感器組件具有遠(yuǎn)側(cè)部分的管子，和盤繞在管子周圍的第一電極，以及管子的遠(yuǎn)側(cè)部分?jǐn)y帶的第二電極，第一和第二導(dǎo)線從插管的近側(cè)端延伸到氣體傳感器組件，第一導(dǎo)線與第一電極耦連，而第二導(dǎo)線延伸穿過管子，并與第二電極耦連，管子由此用作第一電極的支撐物，以及用作第二導(dǎo)線的管道。
這種探針的氣體傳感器組件可以包含密封玻璃，該密封玻璃在管子遠(yuǎn)側(cè)部分的第二導(dǎo)線周圍延伸，以形成第二電極。該第二導(dǎo)線可以具有熱膨脹系數(shù)，而密封玻璃的熱膨脹系數(shù)近似等于第二導(dǎo)線的熱膨脹系數(shù)，以便阻止導(dǎo)線與密封玻璃發(fā)生分離，以及由此不合需要地使電解質(zhì)溶液漫延到導(dǎo)線和密封玻璃之間。該探針的第二導(dǎo)線可以具有鉑制作的遠(yuǎn)端部分。該探針的第一電極可以是參考電極，而第二電極可以是二氧化碳電極。該探針的第一電極可以是參考電極，而第二電極可以是氧氣電極。
本發(fā)明另一方面提供了一種用于身上有攜帶血液的血管的病人以探知血液特性的探針。探針可以包含具有近側(cè)端和遠(yuǎn)側(cè)端的插管，遠(yuǎn)側(cè)端適合于被插入到病人的血管內(nèi)，柔性電路延伸穿過至少一部分插管，柔性電路具有近側(cè)和遠(yuǎn)側(cè)部分，以及在遠(yuǎn)側(cè)部分上形成的第一和第二電極，和從近側(cè)部分延伸到第一和第二電極的第一和第二導(dǎo)線，電解質(zhì)溶液位于第一和第二電極附近的插管的遠(yuǎn)側(cè)端。
該探針的插管在第一和第二電極附近可以有透氣性。整個(gè)插管可以由透氣性材料制作。該探針的透氣性材料可以是聚甲基戊烯。該探針的柔性電路可以包括第一和第二絕緣材料層，第一和第二導(dǎo)線沿著第一和第二層并且在這兩層之間延伸。第一和第二層中的每一層都可以有外露表面，第一和第二電極中的每一個(gè)都是在第一和第二層的一個(gè)外露表面上形成的襯墊。該探針的柔性電路可以包含至少一個(gè)絕緣材料層，第一和第二接觸襯墊是在柔性電路近側(cè)部分的至少一個(gè)絕緣材料層上形成，并且分別與第一和第二導(dǎo)線耦連，第一和第二接觸襯墊允許與病人體外的柔性電路的電氣通信。當(dāng)將插管插入到血管內(nèi)時(shí)，插管遠(yuǎn)側(cè)端可以適合于滑動(dòng)穿過插管器，在插管的遠(yuǎn)側(cè)端被插入到血管中以后，插管和柔性電路具有的尺寸允許插管器滑離插管和柔性電路的近側(cè)端。該探針還包含布置在插管內(nèi)部的粘合劑，用來(lái)將柔性電路緊固在插管之內(nèi)。該探針的插管可以裝備密封腔室，其中第一和第二電極位于該密封腔室內(nèi)，電解質(zhì)溶液位于該密封腔室內(nèi)。該探針的插管可以裝備附加的密封腔室，其中第三和第四電極位于該密封腔室內(nèi)，電解質(zhì)溶液位于附加密封腔室內(nèi)。
雖然本發(fā)明可以接受各種變更和替換形式，但是附圖中示出了本發(fā)明的特定實(shí)例，并且在這里對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)描述。然而，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明并不局限于所公開的特殊形式或方法，而是包括附加權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的所有變更，等價(jià)物和替換。
權(quán)利要求
1.一種用于和病人一起使用以探知血液特性的裝置，病人具有攜血液的血管，該裝置包含顯示模塊和探針，該探針的遠(yuǎn)側(cè)端適合于被插入到病人的血管內(nèi)，而近側(cè)端被耦連到顯示模塊，探針包括安裝在遠(yuǎn)側(cè)端的氣體傳感器組件，用于當(dāng)探針位于血液中時(shí)向顯示模塊提供電信號(hào)，該探針具有抗血栓形成性的表面處理，用來(lái)當(dāng)探針位于血液中時(shí)阻止血液成分粘附在探針上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述探針在所述氣體傳感器組件附近是透氣性的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中整個(gè)探針是透氣性的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中整個(gè)探針是由聚甲基戊烯制作的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述表面處理是親水表面處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述表面處理包含粘附在探針上的聚乙烯基吡咯烷酮線束。
7.一種用于身上有攜帶血液的血管的病人以探知血液特性的探針，包含適合于插入到病人血管內(nèi)的插管，以及安裝在插管內(nèi)部的氣體傳感器組件，該插管具有抗血栓形成性的表面處理，用于當(dāng)插管位于血液中時(shí)阻止血液成分粘附在插管上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的探針，其中所述插管在所述氣體傳感器組件附近是透氣性的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的探針，其中整個(gè)插管是由透氣性材料制作的。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的探針，其中所述透氣性材料是聚甲基戊烯。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的探針，其中電解質(zhì)溶液位于插管之內(nèi)，而所述氣體傳感器組件包括位于電解質(zhì)溶液中的第一和第二電極，用來(lái)提供電輸出。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的探針，其中所述表面處理是涂層。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的探針，其中所述表面處理是親水表面處理。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的探針，其中所述表面處理包含粘附在探針上的聚乙烯基吡咯烷酮線束。
15.一種用于有攜帶血液的血管的病人以探知血液特性的探針，包含具有近側(cè)端和遠(yuǎn)側(cè)端的插管，遠(yuǎn)側(cè)端適合于被插入到病人的血管內(nèi)，氣體傳感器組件安裝在插管的遠(yuǎn)側(cè)端內(nèi)部，插管具有透氣性材料的環(huán)形窗口，該窗口在氣體傳感器組件的周圍延伸。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的探針，其中整個(gè)插管是由透氣性材料來(lái)制作。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的探針，其中所述透氣性材料是聚甲基戊烯。
18.一種用于有攜帶血液的血管的病人以探知血液特性的探針，包含具有近側(cè)端和遠(yuǎn)側(cè)端的插管，遠(yuǎn)側(cè)端適合于被插入到病人的血管內(nèi)，電解質(zhì)溶液位于插管中，氣體傳感器組件被安裝在插管的遠(yuǎn)側(cè)端，并且包括位于電解質(zhì)溶液中的電極，導(dǎo)線延伸到電極，而密封玻璃在導(dǎo)線的周圍延伸，導(dǎo)線具有熱膨脹系數(shù)，而密封玻璃的熱膨脹系數(shù)近似等于導(dǎo)線的熱膨脹系數(shù)，以阻止導(dǎo)線與密封玻璃發(fā)生分離，由此阻止電解質(zhì)溶液漫延到導(dǎo)線和密封玻璃之間。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的探針，其中所述導(dǎo)線具有開裂端以形成電極的有效區(qū)域。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的探針，其中所述導(dǎo)線是由鉑來(lái)制作。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的探針，其中所述氣體傳感器組件包括位于電解質(zhì)溶液中的附加電極。
22.一種與有攜帶血液的血管的病人一起使用以探知血液特性的裝置，包含顯示模塊和探針，探針具有近側(cè)端和遠(yuǎn)側(cè)端，探針的遠(yuǎn)側(cè)端適合于被插入到病人的血管內(nèi)，并且具有氣體傳感器組件，用于當(dāng)探針位于血液中時(shí)提供電信號(hào)，顯示模塊具有第一連接器，探針的近側(cè)端具有與第一連接器相匹配的第二連接器，第二連接器具有圓柱部分和電接觸，其中該電接觸在圓柱部分的至少一部分周圍延伸，導(dǎo)線延伸穿過探針，將氣體傳感器組件與電接觸電耦連，電接觸的位置與圓柱部分齊平，以便提供具有充分平滑的圓柱表面的第二連接器，第一和第二連接器允許探針和顯示模塊之間的連接和斷開。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，還包含與所述顯示模塊連接的帶子，用來(lái)將控制和顯示模塊緊固在病人的手腕上。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，還包含附加電接觸，該電接觸在所述圓柱部分的至少一部分周圍延伸，并且與第一次提到的電接觸分離。
25.一種用于與有攜帶血液的血管的病人的插管器一起使用以探知血液特性的探針，包含具有近側(cè)端和遠(yuǎn)側(cè)端的插管，插管的遠(yuǎn)側(cè)端適合于被插入到病人的血管內(nèi)，氣體傳感器組件位于插管的遠(yuǎn)側(cè)端，用于當(dāng)插管位于血液中時(shí)提供電信號(hào)，而連接器裝備在插管的近側(cè)端，由此當(dāng)將插管插入到血管中時(shí)，插管的遠(yuǎn)側(cè)端適合于滑動(dòng)穿過插管器，在插管的遠(yuǎn)側(cè)端被插入到血管中以后，插管和連接器具有的尺寸允許插管器滑離插管和連接器的近側(cè)端。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的探針與插管器相結(jié)合。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的探針，其中所述插管器是一個(gè)針頭。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的探針，其中所述連接器具有圓柱部分，并且具有在圓柱部分的至少一部分周圍延伸的電接觸，以及從電接觸延伸到氣體傳感器組件的導(dǎo)線。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的探針，其中所述電接觸的位置與所述圓柱部分齊平，以便提供具有充分平滑的圓柱表面的連接器。
30.一種用于與有攜帶血液的血管的病人一起使用以探知血液特性的裝置，包含緊湊的顯示模塊和探針，探針具有與顯示模塊耦連的近側(cè)端，以及適合于插入到病人血管內(nèi)的遠(yuǎn)側(cè)端，遠(yuǎn)側(cè)端包括傳感器，用于當(dāng)探針位于血液中時(shí)向顯示模塊提供電信號(hào)，探針具有校準(zhǔn)系數(shù)，顯示模塊具有用于處理電信號(hào)以提供讀數(shù)的處理器，以及用來(lái)存儲(chǔ)校準(zhǔn)系數(shù)的存儲(chǔ)器，處理器與存儲(chǔ)器耦連，以允許處理器訪問與電信號(hào)的處理有關(guān)的校準(zhǔn)系數(shù)，以便提高讀數(shù)的準(zhǔn)確度。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，還包含與所述顯示模塊連接的帶子，用來(lái)將顯示模塊緊固到病人的手腕上。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，其中所述傳感器從由氣體傳感器，氧氣傳感器，二氧化碳傳感器，pH傳感器和溫度傳感器中選擇。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的裝置，其中所述傳感器是氣體傳感器組件，具有位于電解質(zhì)溶液中的第一和第二電極。
34.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，其中所述顯示模塊包含與處理器耦連的無(wú)線發(fā)射器接收器電路，從而允許來(lái)自外部源的控制信號(hào)的無(wú)線接收，以及血液特性到外部設(shè)備的無(wú)線傳送。
35.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，其中所述存儲(chǔ)器是非易失性存儲(chǔ)器。
36.一種用于有攜帶血液的血管的病人以探知血液特性的套件，包含一封裝，探針包含在該封裝內(nèi)，并且具有適合于被插入到病人血管內(nèi)的遠(yuǎn)側(cè)端，并且包含用來(lái)提供電信號(hào)的傳感器，探針具有校準(zhǔn)系數(shù)，緊湊的顯示模塊包含在該封裝內(nèi)，并且具有處理器和與處理器耦連的非易失性存儲(chǔ)器，校準(zhǔn)系數(shù)被存儲(chǔ)到顯示模塊的存儲(chǔ)器中，由此當(dāng)探針與顯示模塊和插入到血管內(nèi)的遠(yuǎn)側(cè)端耦連，并且電信號(hào)被用來(lái)提供讀數(shù)的顯示模塊接收時(shí)，處理器訪問存儲(chǔ)器，以便利用校準(zhǔn)系數(shù)并由此提高讀數(shù)的準(zhǔn)確度。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的套件，還包含與所述緊湊顯示模塊連接的帶子，用來(lái)將所述顯示模塊緊固到病人的手腕上。
38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的套件，其中所述傳感器從由氣體傳感器，氧氣傳感器，二氧化碳傳感器，pH傳感器和溫度傳感器中選擇。
39.一種用于與有攜帶血液的血管的病人一起使用以探知血液特性的探針，包含插管，該插管適合于插入到病人的血管內(nèi)，并且具有近側(cè)端和遠(yuǎn)側(cè)端，電解質(zhì)溶液位于插管的遠(yuǎn)側(cè)端，氣體傳感器組件被安裝在插管的遠(yuǎn)側(cè)端，并且位于電解質(zhì)溶液中，氣體傳感器組件包括具有遠(yuǎn)側(cè)部分的管子，和盤繞在管子周圍的第一電極，以及管子的遠(yuǎn)側(cè)部分?jǐn)y帶的第二電極，第一和第二導(dǎo)線從插管的近側(cè)端延伸到氣體傳感器組件，第一導(dǎo)線與第一電極耦連，而第二導(dǎo)線延伸穿過管子，并與第二電極耦連，管子由此用作第一電極的支撐物，以及用作第二導(dǎo)線的管道。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的探針，其中所述氣體傳感器組件包含密封玻璃，該密封玻璃在管子遠(yuǎn)側(cè)部分的第二導(dǎo)線周圍延伸，以形成所述第二電極。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的探針，其中所述第二導(dǎo)線具有熱膨脹系數(shù)，而所述密封玻璃的熱膨脹系數(shù)近似等于所述第二導(dǎo)線的熱膨脹系數(shù)，以便阻止所述導(dǎo)線與所述密封玻璃發(fā)生分離以及由此不合需要地使電解質(zhì)溶液漫延到導(dǎo)線和密封玻璃之間。
42.根據(jù)權(quán)利要求39所述的探針，其中所述第二導(dǎo)線具有鉑制作的遠(yuǎn)端部分。
43.根據(jù)權(quán)利要求39所述的探針，其中所述第一電極是參考電極，而所述第二電極是二氧化碳電極。
44.根據(jù)權(quán)利要求39所述的探針，其中所述第一電極是參考電極，而第二電極是氧電極。
45.一種用于有攜帶血液的血管的病人以探知血液特性的探針，包含具有近側(cè)端和遠(yuǎn)側(cè)端的插管，遠(yuǎn)側(cè)端適合于被插入到病人的血管內(nèi)，柔性電路延伸穿過至少一部分插管，柔性電路具有近側(cè)和遠(yuǎn)側(cè)部分，以及在遠(yuǎn)側(cè)部分上形成的第一和第二電極，和從近側(cè)部分延伸到所述第一和第二電極的第一和第二導(dǎo)線，電解質(zhì)溶液位于第一和第二電極附近的插管的遠(yuǎn)側(cè)端。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的探針，其中所述插管在第一和第二電極附近是透氣性的。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的探針，其中整個(gè)插管是由透氣性材料來(lái)制作。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的探針，其中所述透氣性材料是聚甲基戊烯。
49.根據(jù)權(quán)利要求45所述的探針，其中所述柔性電路包括第一和第二絕緣材料層，所述第一和第二導(dǎo)線沿著所述第一和第二層并且在這兩層之間延伸。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的探針，其中所述第一和第二層中的每一層都有暴露表面，所述第一和第二電極中的每一個(gè)都是在所述第一和第二層的其中一個(gè)暴露表面上形成的襯墊。
51.根據(jù)權(quán)利要求45所述的探針，其中所述柔性電路包含至少一個(gè)絕緣材料層，第一和第二接觸襯墊形成在所述柔性電路近側(cè)部分的至少一個(gè)絕緣材料層上，并且分別與所述第一和第二導(dǎo)線耦連，所述第一和第二接觸襯墊允許與病人體外的柔性電路的電通信。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的探針，其中當(dāng)將所述插管插入到血管內(nèi)時(shí)，所述插管遠(yuǎn)側(cè)端適合于滑動(dòng)穿過插管器，在所述插管的遠(yuǎn)側(cè)端被插入到血管中以后，所述插管和所述柔性電路具有的尺寸允許所述插管器滑離所述插管和所述柔性電路的近側(cè)端。
53.根據(jù)權(quán)利要求45所述的探針，還包含布置在所述插管內(nèi)部的粘合劑，用來(lái)將所述柔性電路緊固在所述插管之內(nèi)。
54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的探針，其中所述插管裝備了密封腔室，其中所述第一和第二電極位于該密封腔室內(nèi)，所述電解質(zhì)溶液位于所述密封腔室內(nèi)。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的探針，其中所述插管裝備了附加的密封腔室，其中第三和第四電極位于該密封腔室內(nèi)，電解質(zhì)溶液位于所述附加密封腔室內(nèi)。
全文摘要
一種用于與有攜帶血液的血管的病人一起使用以探知血液特性的裝置(10)。裝置(10)包含顯示模塊(12)和探針(18)，該探針的遠(yuǎn)側(cè)端適合于被插入到病人的血管內(nèi)，而近側(cè)端被連接到顯示模塊。探針包括遠(yuǎn)側(cè)端的傳感器(24)，當(dāng)探針位于血液中時(shí)，該傳感器用來(lái)向顯示模塊提供電信號(hào)。該探針具有抗血栓形成性的表面處理(38)，當(dāng)探針位于血液中時(shí)，表面處理用來(lái)阻止血液成分粘附在探針上。
文檔編號(hào)A61B5/00GK101052343SQ200480030397
公開日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2004年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月9日
發(fā)明者保羅·竇格拉斯·科爾, 詹姆斯·C.·米凱爾森, 哈里·D.·源, 阿莫斯·戈特利布, 瑪格麗特·R.·韋伯爾 申請(qǐng)人:凱瑪公司