JP3157834B2 - 較正ポートを有するトランスデューサ・ハウジング - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 背景 発明の分野 本発明は、医療用の圧力トランスデューサに関する。
より具体的には、本発明は、血圧等を直接、測定すべく
医療目的に使用し得るようにした、使い捨て型の圧力ト
ランスデューサに関する。

従来の技術 検査、診断又は治療を受ける患者について最も頻繁に
計測される状態の一つは、患者の血圧である。血圧を測
定し且つ／又は監視する方法には、間接的な血圧の測定
方法、及び直接的な血圧の測定方法という、概ね二つの
方法がある。間接的な血圧の測定技術は、圧力カフ及び
ステトスコープを使用する方法のような非侵襲的方法を
利用するものである。他方、直接的な血圧の測定技術
は、血圧の体内での測定及び監視を可能にする侵襲的技
術を使用して行われる。

臨床的に異常のある患者を診断したり、治療したりす
るとき、幾つかの理由のため、殆ど常に間接的な血圧の
測定よりも直接的な血圧の測定の方が好まれることが明
白である。第一に、直接的な血圧の測定方法は、血圧の
測定値の精度を著しく向上させる。第二に、直接的な血
圧の測定は、間欠的に監視する場合よりも患者の血圧を
連続的に監視することが容易である。第三に、直接的な
血圧の測定は、心臓の血管の何らかの変化を迅速に検出
することを可能にし、このことは、緊急状態のとき、特
に重要なことである。第四に、直接的な血圧の測定は、
心室内のような特定の体内の部位における患者の血圧を
測定し且つ監視するために容易に適用することが出来
る。故に、上記及びその他の有利な点のため、直接的な
圧力の測定及び監視は、臨床的に異常のある患者の治療
における定常的な方法となっている。

直接的な血圧の測定及び監視は、典型的に、カテーテ
ル法を採用する。最初に、中空針又はニューレを末梢血
管内に挿入する。例えば、動脈の圧力を監視する場合に
は、カニューレは、撓骨動脈内に挿入する。静脈の血圧
を監視する場合には、針は前腕前部の橈骨管状静脈又は
鎖骨下血管に挿入する。カテーテルには、滅菌処理した
食塩溶液を満たし且つ気泡を除く。次に、カテーテルを
針に通して進め、特定の血管に入れる。次に、血圧を測
定しようとする体内の特定の箇所にカテーテルの先端が
位置する迄、カテーテルを血管に沿って案内することが
出来る。このようにしてカテーテルが所定位置になった
ならば、針を引き抜き、カテーテルの導入部分をテープ
で固定する。

上述のように、留置カテーテルの基端を患者の体内に
位置決めする前に、カテーテルの末端を圧力管に接続す
る一方、この圧力管は、圧力トランスデューサに接続す
る。また、一般に、カテーテル先端の詰まりを防止する
ため、カテーテルは、適宜の連続的な洗浄弁に、又はヘ
パリン点滴装置に接続する。一方、圧力トランスデュー
サは、患者のベッド脇の付近にあるモニタ及び／又はそ
の他の出力装置に電気的に接続され、その装置がアナロ
グ及び／又はデジタル測定値を用いて患者の血圧の波形
を表示する。

上述のように、血圧の測定装置を取り付けたならば、
カテーテル及び管内の全ての気泡が除去され、カテーテ
ルの先端から圧力トランスデューサまで伸長する連続的
な流体流を提供し得るような方法でカテーテル及び管を
滅菌溶液でプライミングすることが重要である。次に、
カテーテルを患者の血管内に位置決めしたならば、患者
の心臓が血液を送出するのに伴い、患者の血管を通じ
て、また、カテーテル内の非圧縮性流体流に沿って周期
的な圧力パルスが圧力トランスデューサに送られる。該
トランスデューサは、その圧力パルスを表示する電気信
号を発生させ、これらの信号は、次に増幅されて、適当
なモニタ及び／又は出力装置に表示される。通常、かか
る装置において、ディスプレイモニタを使用して、患者
の血圧を時間を関数として表示する。この型式のディス
プレイは、一般に、血圧の波形と称される。医者がこの
血圧の波形に基づいて、適宜に患者の診断及び治療を行
う。

上述の血圧モニタ装置の最も重要な構成要素の一つが
圧力トランスデューサである。重要なことは、圧力トラ
ンスデューサの正確さ及び精度により、提供される血圧
データの質の上限値が決まることである。従って、この
型式の用途の圧力トランスデューサは、高度の信頼性、
感度及び精度を備えるものが開発されている。典型的
に、この型式の用途に使用されるトランスデューサは、
圧電抵抗型半導体集積回路、又は「チップ」から成って
いる。こうしたトランスデューサは、カテーテル及び管
内に保持された滅菌流体流と一側部にて流体連通した薄
いダイヤフラムを備えている。この薄いダイヤフラム
は、カテーテル及び管内の流体流を通じて伝達される圧
力パルスによって反りを生ずる。この圧力パルスにより
ダイヤフラムに反りが生ずると、そのダイヤフラムが反
る程度に比例してダイヤフラムの電気抵抗が変化し、適
宜の電気回路がダイヤフラムに加わる圧力を表示する電
気信号を発生させる。このようにして、血圧は適宜な電
気信号又は波形に変換される。

圧力測定値の精度を確保するため、このトランスデュ
ーサは、「零設定」と称される方法により零圧力に較正
する必要がある。患者の状態を検査し且つ／又は診断す
る目的上、圧力値が不正確であると、事実でない不正確
なデータが提供されるため、トランスデューサを零設定
することは重要である。使用される特定のトランスデュ
ーサの信頼性に依存して、トランスデューサは頻繁に較
正しなければならない。この信頼性は、過剰な圧力又は
温度の変化に起因する応力に伴ってトランスデューサが
その出力信号にドリフト、即ち変化を生じさせる傾向の
度合いによって影響を受ける。

トランスデューサは、前面又は後側部から較正するこ
とが出来、この場合の前面とは、カテーテル及び管が滅
菌処理した流体流と流体連通する側を指すものとする。
後側部とは、滅菌処理した流体流と接触していない、ト
ランスデューサのダイヤフラム側を指すものとする。前
側部に既知の正圧を付与することにより、ディスプレイ
装置の表示値から、トランスデューサの値が既知の圧力
値であるか否かを判断することが出来る。これと逆に、
トランスデューサの後側部に既知の負圧又は真空圧を作
用させれば、前側部に既知の正圧を付与する場合と同じ
効果が得られ、この場合にも、次に、ディスプレイの値
を読み取ることが出来る。その何れの技術においても、
較正の精度及び較正の必要性は、付与された既知の圧力
と比べて実際のトランスデューサの値が相違する程度に
よって判断される。次に、必要に応じて且つ測定値によ
り必要とされるように、モニタの調節を行って、トラン
スデューサを較正することが出来る。

血管を通じて患者の体内に供給される、滅菌処理した
流体流と直接、接触しない前側部、又は患者側を使用し
てトランスデューサを較正するとき、種々の問題点及び
危険性が生じる。通常、空気のような流体媒体によりト
ランスデューサに圧力を導入する器具により較正が為さ
れる。患者側にて画成を行う場合の問題点及び危険性
は、空気及び／又は汚染物質が患者の血管系内に入り易
いことに起因する。空気及び汚染物質が入ることで血栓
が生じ、また感染の虞れがある。このため、トランスデ
ューサの患者側にてトランスデューサの較正を行うこと
は避けるべきである。

また、後側部、即ち患者側でない側で較正すること
も、当該技術分野で公知である。後側部での較正は、血
管内の流体流から隔離されたトランスデューサの後側部
に負圧を加えることにより、患者側で較正を行う場合の
望ましくない現象が回避される。後側部で負圧を付与す
ることは、患者側で正圧を付与する場合と同等にトラン
スデューサの較正にとって有効である一方、前側部で較
正する技術に伴う公知の危険性である無滅菌性及び空気
塞栓という問題の発生が防止される。

一つの型式の後側部較正装置は、ウォレス（wallac
e）への米国特許第4,610,256号に開示されている。ケー
ブルが圧力トランスデューサをマイクロプロセッサに電
気的に接続する一方、該マイクロプロセッサは、トラン
スデューサからの出力信号を定量化する。ケーブルは、
導電線に加えてトランスデューサを較正する目的にて、
ケーブルを通じてトランスデューサの後側部に負圧を伝
達すべくその全長に沿って伸長する空気スペースを有し
ている。このウォレスの開示内容は、患者側の較正に伴
う上述の危険性を回避すべく後側部の較正を利用するも
のであるが、ウォレスの開示した技術には、欠点がない
訳ではない。

較正のための負圧の供給に使用されるケーブルは、製
造コストが高くつくという点が、短所の一つである。こ
の製造コストは、使用後に廃棄される物品の経済性を損
なう。製造コストに加えて、ケーブルは又、一般に製造
が難しい。更に、ケーブルを過度にきつく固着すると、
ケーブルを介して提供される空気スペースが閉塞し、較
正に必要な後側部への圧力が遮断されるから、ケーブル
を手でトランスデューサに取り付けることは難しくな
る。このため、かかる結果を避けるべく、ケーブルの接
続部は緩く接続しなければならない、勿論、緩く接続し
たケーブルは、それ自体、問題点がある。ケーブルを何
かにぶつけたり、引張り又は振動させた場合、トランス
デューサとの電気的接続が失われる。

発明の概要 本発明は、従来技術に伴う上述の問題点及び不利益な
点を解決し、また、多数の重要な有利な点を実現し、血
圧の直接的監視技術に関連する技術の進歩を図り、特
に、使い捨て型トランスデューサの較正技術に関連する
進歩を図るものである。

本発明の特徴は、添付図面に関する以下の詳細な説明
及び請求の範囲の記載、又は本発明の実施からより完全
に明らかになるであろう。

簡単に説明すれば、本発明の有利な点は、相互に接続
された頂部材及び底部材で形成されたハウジングを備え
る使い捨て型の圧力トランスデューサにおいて実現され
る。ハウジングの頂部材及び底部材は、共に、トランス
デューサチャンバと、圧力を監視すべき圧力流体を保持
する流体路とを提供する。圧力監視ポートが流体路内の
流体圧力をトランスデューサチャンバに伝達する。半導
体トランスデューサチップがトランスデューサチャンバ
内に配置されている。該半導体チップは、流体圧力を感
知し得るよう、該チップ上に設けられたダイヤフラムを
備えている。該ダイヤフラムの前側部は、流体圧力監視
ポートを通じて流体圧力を感知し、また該前側部は、ト
ランスデューサチャンバ内で密閉的に密封されている。

また、該装置のハウジングは、トランスデューサ・ダ
イヤフラムの後側部を大気圧に通気する目的で使用さ
れ、また、トランスデューサ・ダイヤフラムの後側部に
較正圧力を導入するためにも使用される雌型の較正ポー
トを提供する。該雌型の較正ポートは、好適な実施例に
おいて、ハウジングの底部材に形成され且つ雌型ルアス
リップ接続具の形態にて提供される。大気圧又は較正圧
力をトランスデューサ・チャンバ及びトランスデューサ
・ダイヤフラムの後側部に伝達する働きをする小径のピ
ン穴が雌型較正ポートの底部に形成されている。また、
該雌型較正ポートは、密閉的に密封されており、トラン
スデューサ・ダイヤフラムの後側部は、ピン穴を通じて
しか大気圧又は較正圧力に連通しない。雌型較正ポー
ト、及び該較正ポートの底部に形成されたピン穴は、液
体が較正ポートを通じてトランスデューサの後側部に漏
れ出るのを最小にし得るように設計されている。これ
は、通常の大気圧のとき、液体がピン穴を通って入るの
を防止するのに十分に小さいピン穴とし、また、ピン穴
からトランスデューサ・ダイヤフラムの後側部に蛇行通
路を形成することにより実現することが望ましい。

図面の簡単な説明 本発明の上記及びその他の利点が達成される方法を一
層良く理解し得るように、添付図面に示した特定の実施
例に関して本発明をより具体的に説明する。これらの図
面は、本発明の典型的な実施例のみを示すものであり、
故に、本発明の範囲を限定するものではないとの理解の
下で、その製造方法及び使用方法の現在最良の形態と考
えられる実施の形態について、以下の添付図面に関し
て、本発明を説明する。添付図面において、 図１は、血圧トランスデューサの現在の好適な実施例
の斜視図、 図２は、ハウジングの較正ポートを特に図示し得るよ
うに、血圧トランスデューサの現在の好適な実施例の下
側を示す斜視図、 図３は、図２の線３−３に沿った断面図、 図４は、図２の線４−４に沿った端面断面図である。

現在の好適な実施例の詳細な説明 本発明は、全体として同様の部品は同様の参照符号で
表示する添付図面を参照することにより最も良く理解す
ることが出来る。

まず、本発明の現在の一つの好適な実施例の斜視図を
示す図１及び図２に関して説明する。図１には、本発明
の組み立てた装置の平面図が示してあり、また、図２に
は、該装置の底部、特に雌型較正ポートをより詳細に示
し得るように装置を反転させた状態の組み立てた装置の
斜視図が示してある。

図１を参照すると、該装置は、全体として参照符号10
で示してある。本発明の一つの形態において、該装置
は、圧力流体を保持する流体路を画成すると共に、該流
体路から分離したトランスデューサチャンバを画成する
ハウジング手段から成っている。図面に示した現在の好
適な実施例において、該ハウジング手段は、全体として
参照符号12で示してある。該ハウジング手段12は、各種
の方法で形成することが可能であるが、現在の好適な実
施例において、該ハウジング手段は、全体として参照符
号14で示した頂部材と、全体として参照符号28で示した
底部材（図２参照）とから成っている。ハウジング12の
底部材14及び底部材28は、医療等級プラスチック材料を
射出成形した単一片で形成することが望ましい。該頂部
材14は、側壁16と、平坦な頂部片18と、開放した底部
（図３、図４に図示）とを備える、略矩形の形状の部材
から成っている。

また、頂部片18に中心に沿って伸長する管状部材20が
頂部材14の単一の部分として成形されている。以下に更
に詳細に発明するように、該管状部材20は、トランスデ
ューサ装置により圧力を監視する圧力流体流を保持する
流体路を画成する。例えば、一端に回転可能なねじ式雄
型ルア接続具24を有し、その他端にねじ式雌型ルア接続
具22を有するといった、従来の接続具が管状部材20の他
端に設けられている。これらの接続具22、24は、血行力
学的血圧の監視装置又はその他の同様の型式の圧力監視
装置に関連して一般に公知であり且つ使用される型式の
圧力管にトランスデューサ装置を結合する手段となる。
血行力学的血圧の監視装置の場合、ルア接続具24は、典
型的に、管を通じてカテーテルに接続される一方、該カ
テーテルは、動脈又は静脈何れかの血圧を監視する目的
にて患者の体内に挿入される。

当業者に理解されるように、図示し且つ説明した本発
明は、特に、直接的な血圧の監視に有用であるが、本発
明の装置は、この用途にのみ限定することを意図するも
のではなく、その他の型式の医療目的の圧力監視の適用
例に使用することも可能である。

また、ハウジングの頂部材14は、透明なプラスチック
で成形して、最初に取り付けたときに、プライミング及
び気泡除去の目的のため、管状部材20内に保持された液
体流が視覚的に確認し得るようにすることが望ましい。

図２に最も良く示すように、全体として参照符号28で
示した底部材は、底部片30の両側部に対して角度を成す
位置に配置された選択的な側部材32を有する略平坦な底
部片30から成っている。該側部材32は、患者の腕、脚又
はその他の部位に装置を固定することを可能にするスロ
ット34が形成されている。しかしながら、該装置は、治
療の過程で幾つかのトランスデューサを使用しなければ
ならない適用例のため、IVスタンド（図示せず）に取り
付けられたトランスデューサ機構（図示せず）のような
当該技術分野で公知のものに取り付けることも出来る。

図３は、線３−３に沿った縦断面図であり、また、図
４は、図２の線４−４に沿った横断面図である。図３及
び図４から理解されるように、これら図面の断面図は、
頂部材14が図面の下方を向いた状態にあり、底部材28が
図面の上方を向いた状態にある装置を示す。このため、
図２乃至図４を共に参照すると、現在の好適な実施例に
おいて、底部材28は、医療等級プラスチック材料等を射
出成形して形成された単一片から成ることが望ましい。
底部材28は、頂部材14の側壁16に直接、嵌まり得るよう
にした四つの側壁37（その二つを図３及び図４に図示）
を備えている。このため、頂部材14及び底部材28を共に
組み付けたとき、これらの部材は、以下に説明する圧力
監視ポート手段を除いて、トランスデューサ・チャンバ
46を形成し、このトランスデューサ・チャンバは包み込
まれ且つ流体路26から分離されている。図３に更に図示
するように、流体路26は、管状部材20と共に共通壁（図
３の参照符号18参照）を形成する頂部片によりトランス
デューサ・チャンバ46から分離されている。

本発明のもう一つの形態において、該装置は、また、
流体路26内の流体圧力をトランスデューサ・チャンバ46
に伝達する圧力監視ポート手段を備えている。この好適
な実施例において、圧力監視ポートは、例えば、トラン
スデューサ・チャンバ46を流体路26から分離する共通壁
18に形成された小さい円形の開口部21（図３参照）によ
り形成される。このように、圧力監視ポートとして機能
する開口部21は、流体圧力を流体路26からトランスデュ
ーサ・チャンバ46に、特に、以下により具体的に説明す
るように、トランスデューサ・ダイヤフラムの前側部に
伝達する。

本発明の更に別の形態において、トランスデューサ手
段は、開口部21により提供される圧力監視ポートを通じ
て感知された流体路26内の流体圧力に比例する電気信号
を発生させるようにトランスデューサ・チャンバ46内に
配置される。好適な実施例において、該トランスデュー
サ手段は、図３及び図４に符号60で概略図的に示した圧
電抵抗型の半導体集積回路、即ちチップから成ってい
る。該集積回路、即ちチップ60は、トランスデューサを
形成する電子的構成要素から成っている。また、該集積
回路60は、概略図で示すように、前側部62及び後側部64
を有し、圧力パルスによって反りを生ずるダイヤフラム
を備えている。

一方、トランスデューサの集積回路60は、チップキャ
リヤ部材52に取り付けられる。電気導線49がチップキャ
リヤ部材52を貫通して集積回路60から伸長し、該導線49
は、電気ケーブル48に設けられた線47に電気的に接続す
ることが出来る。ケーブル48は、頂部材14及び底部材28
に形成された開口部、またはポート50を通じて強固に接
合され且つ密閉的に密封されている。

図３及び図４に示した断面図を更に参照すると、該チ
ップキャリヤ部材52は、圧力監視ポートの開口部21に嵌
まる椀状部材68を備えている。電気的に絶縁するため当
該技術分野で一般に使用される周知のシリコンゲル材料
70が該椀状部材68に充填されており、このため、トラン
スデューサ・ダイヤフラムの前側部62が流体路26内に保
持された液体に接触することはない。椀状部材68内に充
填されたシリコンゲル材料70は、チップ60を電気的に絶
縁する絶縁手段として機能する一方、流体路26内の流体
流を通じて感知された圧力パルスに関して流体結合部と
なる効果がある。

本発明の更に別の形態において、該装置は、トランス
デューサ・ダイヤフラムの前側部62が圧力監視ポート21
を通じて感知された流体圧力としか流体連通しないよう
に気密シールを形成する第一の密閉的密封手段から成っ
ている。好適な実施例において、チップキャリヤ部材52
は、適当な接着剤66、又は超音波接着等のようなその他
の同等の手段により共通壁18に密閉的に密封される。こ
のようにして、トランスデューサ・ダイヤフラムの前側
部62は、トランスデューサ・チャンバ46内で密閉的に密
封され、このため、トランスデューサの前側部62は、圧
力監視ポート21を通じて流体路26内の感知された流体圧
力としか連通しないようにすることが出来る。椀状部材
68は、トランスデューサ・ダイヤフラムの前側部62の真
上の位置に配置された小径の孔62を有し、このため、ト
ランスデューサ・ダイヤフラムの前側部62は、流体路26
内の流体流と直接接触するシリコンゲル材料70により、
感知された流体圧力と流体連通する。

重要なことは、該装置が、大気に通気すると共に、較
正圧力をトランスデューサ・チャンバ46に連通させる雌
型の較正ポート手段を備える点である。全体として参照
符号36（図２参照）で示したこの雌型較正ポートは、図
３及び図４の断面図により詳細に示してある。特に、該
雌型較正ポート36は、底部材28のウェルとして形成され
ている。該ウェルは、テーパー付きの円筒状側部44と底
部40と、開放した頂部38とを有する。円筒状側部44が底
部40に接続する部分にて、ウェルの底部40には、小径の
ピン穴42が形成されている。

該ウェルの底部40は、チップキャリヤ部材52の後側部
から僅かに上方に離間されており、このため、その両者
の間には小さいスペース74が提供される。図３及び図４
を参照して更に明らかになるように、チップキャリヤ部
材52は、トランスデューサ・ダイヤフラムの後側部64と
連通するチップキャリヤ部材52の後側部に形成された小
径の開口部72を有する。従って、トランスデューサ・ダ
イヤフラムの後側部64は、チップキャリヤ部材52の開口
部72、スペース74及びピン穴42を介して大気に通気す
る。

このようにして、トランスデューサ・ダイヤフラムの
後側部64が、大気に通気するのみならず、較正圧力もト
ランスデューサ・ダイヤフラムの後側部64に連通する。
テーパー付きの雄型接続具67で管65を取り付けることに
より（図２及び図４参照）、テーパー付きの雄型接続具
67は、底部40の上方のウェル内に流体密に嵌合する。一
方、管65は、トランスデューサの零設定に使用すること
の出来る負圧の較正圧力を提供する。当該技術分野で周
知の装置に接続することが出来る。

図３を参照することにより理解されるように、スペー
ス74と連通する小径のピン穴42及びチップキャリヤ部材
52に形成された開口部72は、共に、蛇行通路（矢印41で
概略図的に図示）を提供し、この蛇行通路を通じてトラ
ンスデューサ・ダイヤフラムの後側部64が大気に通気さ
れるか、又はこの蛇行通路を通じて較正圧力が導入され
る。ピン穴42の寸法は、典型的な大気圧力のとき、一般
に圧力監視の目的に使用される滅菌食塩溶液等のような
液体の表面張力がピン穴42に使用しないように十分、小
さいことが望ましい。また、蛇行通路41は、かかる液体
が最終的に圧力トランスデューサの後側部64に接触する
傾向に対する更なる妨害手段となる。この蛇行通路41の
一部は、ピン穴42がウェルの一側部に形成されているこ
とで提供される一方、チップキャリヤ部材52の開口部72
は、図３に最も良く示すように、典型的にウェル38の底
部40の中心と整合されている。

トランスデューサ・ダイヤフラムの後側部64が較正ポ
ート36としか流体連通しないように、気密シールを形成
する第二の密閉的密封手段が設けられる。このように、
トランスデューサの後側部64は、ピン穴42を通じてスペ
ース74及び開口部72内に導入される大気圧又は較正圧力
としか連通し得ない。この密閉的シールは、各種の方法
で提供することが出来、一つの現在の好適な方法が図３
及び図４に示すように、エラストマー性円筒体76により
提供され、該円筒体は、トランスデューサ・チャンバ46
の内部で雌型ルアポート36を囲繞する。エラストマー性
部材76は、例えば、シラスティック（silastic）で形成
し、また、側壁44に緊密に嵌合して、密閉的シールを提
供し得るような寸法にする。

また、図示するように、エラストマー性部材76は、雌
型較正ポートの底部40とチップキャリヤ部材52の頂部と
の間で密封状態に圧縮され、円筒体76の小径の肩部78が
スペース74を密閉的に密封する。このようにして、トラ
ンスデューサの後側部64は、完全に密閉的に密封され
る。しかしながら、例えば、接着剤又はその他の適当な
接合方法を使用して、底部材28の側壁37を頂部材14の側
壁16に密閉的に密封することにより、トランスデューサ
の後側部64を密閉的に密封する代替的な方法も採用可能
である。

装置の全体は、エラストマー性部材76を雌型較正ポー
ト36の側壁44の周りに配置することにより組み立てられ
る。これで、底部材28は、頂部材14に組み付ける用意が
整う。次に、半導体トランスデューサ回路60が取り付け
られ、導線49に接続された配線47を有する電気ケーブル
48を備えるチップキャリヤ部材52を図４に示すように、
頂部材14内で整合リッジ54の間に配置する。次に、上述
のように、チップキャリヤ部材52を接着剤で固着し、又
はその他の方法で接合し、密閉的シール66を提供し、こ
れで、頂部材14は、底部材28に最終的に組み付ける用意
が整う。このようにして組み付けた状態にて、頂部材14
及び底部材28は、上述の方法で相互に配置し、超音波又
はその他の適当な接合方法で固着し、完成した装置とす
る。

使用時、該装置は、接続具24のような一つの接続具に
より圧力管に接続する一方、該圧力管は、流体流が充填
された留置カテーテル（図示せず）等に接続される。多
くの場合、この流体流は、滅菌食塩溶液、対照媒体、又
は流体路26内で監視すべき流体圧力を流体流を通じて伝
達するために使用されるその他の同様の種類の液体の如
き液体を構成する。この流体流をプライミング且つ気泡
を除去し、次に、トランスデューサ装置を零設定する。

この零設定は、圧力管65を適当な雄型接続具67で接続
することにより行われ、該雄型接続具は、雌型較正ポー
ト36内に挿入したとき、液体密又は気密のシールを提供
するようにテーパーが付けられている。次に、当該技術
分野で周知の型式の較正装置を使用して、雌型較正ポー
トの底部に形成された小径のピン穴42を通じて較正圧力
を導入することにより、負圧の較正圧力がトランスデュ
ーサの後側部64に付与される。この較正圧力は、エラス
トマー性部材76により密閉的に密封されたスペース74を
通じ且つチップキャリヤ部材52の開口部72を通じて、ト
ランスデューサの後側部64に伝達される。較正圧力をモ
ニタでチェックし、必要であれば、トランスデューサの
測定値に適当な調節を加えた後に、圧力管65及び雄型接
続具67を取り外して、その後、トランスデューサの後側
部64が、開口部72、スペース74及び較正ポート36のピン
穴42により常に大気圧に通気しているようにする。

較正ポート36は、雌型ポートの形態にて形成されてい
るため、底部片30の表面が滑らかで且つ不快感を持たせ
ることなく、患者の腕又は脚に直接、固定出来る点が重
要である。更に、雌型較正ポート36は、かかる液体に接
触してトランスデューサの後側部64の損傷を防止し得る
よう、液体がトランスデューサ・チャンバ46に入る可能
性を最小にする。この保護手段は、ピン穴42の寸法が液
体が入るのを防止する程に小さく、また、液体がトラン
スデューサの後側部64に達するためには蛇行経路41を通
らなければならないことで一層、効果的となる。また、
装置の底部材28に雌型ポート36を形成することは、かか
る保護手段を提供することに役立つ。

現在の好適な実施例及び現在最良の実施形態と考えら
れる形態について本発明を説明したが、本発明は、その
精神又は必須の特徴から逸脱せずに、その他の特定の形
態にて具体化することが出来る。このため、上記の実施
例は、あらゆる点で単に一例にしか過ぎず、限定的なも
のではないと解釈されるべきである。故に、本発明の範
囲は、上記の説明ではなくて、請求の範囲の記載によっ
て判断されるべきである。請求の範囲の意義及び均等物
の範囲に属する全ての変更は、その範囲に包含すること
を意図するものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 テイラー，スティーヴン・アール アメリカ合衆国ユタ州ソルト・レーク・ シティー，サウス 2400 イースト 3588 (72)発明者 パディラ，ウィリアム アメリカ合衆国ユタ州ソルト・レーク・ シティー，サドル・ブルック・サークル 8043 (72)発明者 デントン，マーシャル・ティー アメリカ合衆国ユタ州ソルト・レーク・ シティー，ウエストミンスター・アベニ ュー 1414 (56)参考文献 特開 平３−261453（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−39（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−254729（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−188003（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4910256（ＵＳ，Ａ) 米国特許4576181（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 5/02 - 5/0295 実用ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ) 特許ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)

Claims (36)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】血行力学的圧力等の測定に使用される使い
   捨て型の圧力トランスデューサ装置にして、 圧力流体を保持する流体路を画成し且つ流体路から分離
   されたトランスデューサ・チャンバを画成するハウジン
   グ手段であって、該流体路内の流体圧力を前記トランス
   デューサ・チャンバに伝達する圧力監視ポート手段を備
   える前記ハウジング手段と、 前記圧力監視ポート手段を通じて流体路内で感知された
   流体圧力に比例する電気信号を発生させ得るように前記
   トランスデューサチャンバ内に配置されたトランスデュ
   ーサ手段であって、前記感知された流体圧力に応答して
   撓むダイヤフラムを備え、該ダイヤフラムの前側部が前
   記圧力監視ポート手段の上方に配置された前記トランス
   デューサ手段と、 前記ダイヤフラムの前側部が圧力監視ポート手段及び流
   体路内の感知された流体圧力としか流体連通しないよう
   に気密シールを形成する第一の密閉的密封手段とを備
   え、 前記ハウジング手段が、大気に通気すると共に、較正圧
   力をトランスデューサチャンバに伝達する雌型較正ポー
   ト手段を更に備え、前記ハウジング手段が、貫通するケ
   ーブルを前記トランスデューサ手段に電気的に接続する
   もう一つの別のポート手段を更に備え、 前記トランスデューサ手段が、前記較正ポート手段を通
   じて伝達された大気圧又は較正圧力と流体連通したダイ
   ヤフラムの後側部を更に備え、 前記ダイヤフラムの後側部が、前記較正ポート手段、及
   び伝達された大気圧又は較正圧力としか流体連通しない
   ように気密シールを形成する第二の密閉的密封手段を備
   えることを特徴とする使い捨て型の圧力トランスデュー
   サ装置。
2. 【請求項２】請求の範囲第１項に記載の装置にして、前
   記ハウジング手段が、相互に接続したとき、その間にト
   ランスデューサ・チャンバを形成する頂部材及び底部材
   を備えることを特徴とする装置。
3. 【請求項３】請求の範囲第２項に記載の装置にして、前
   記頂部材がプラスチック材料の単一の成形片であり、前
   記頂部材が、四つの側壁と、頂部片と、開放した底部と
   を有する略矩形の部材に接続された管状部材を備えるこ
   とを特徴とする装置。
4. 【請求項４】請求の範囲第３項に記載の装置にして、少
   なくとも前記管状部材が透明なプラスチック材料で形成
   されることを特徴とする装置。
5. 【請求項５】請求の範囲第３項に記載の装置にして、前
   記管状部材及び前記矩形部材の頂部が共通壁にて接続さ
   れ、前記圧力監視ポート手段が該共通壁に形成された孔
   を備えることを特徴とする装置。
6. 【請求項６】請求の範囲第３項に記載の装置にして、前
   記底部材がプラスチック材料の単一の成形片であり、ま
   た、該底部材が、その内部にトランスデューサ・チャン
   バを形成し得るように前記矩形部材の開放した底部を包
   み込み得る寸法とした底部片から成ることを特徴とする
   装置。
7. 【請求項７】請求の範囲第３項に記載の装置にして、前
   記底部材が、略矩形の形状の四つの側壁を備え、前記底
   部材の該四つの側壁が、前記頂部材が四つの側壁に嵌合
   し且つ四つの側壁と密封係合し得るようにしたことを特
   徴とする装置。
8. 【請求項８】請求の範囲第７項に記載の装置にして、前
   記第二の密閉的密封手段が、前記側壁と前記頂部材の頂
   部片との間に、底部材の側壁による流体密の接合部分を
   備えることを特徴とする装置。
9. 【請求項９】請求の範囲第７項に記載の装置にして、前
   記雌型較正ポート手段が、前記底部材に形成されること
   を特徴とする装置。
10. 【請求項１０】請求の範囲第９項に記載の装置にして、
    前記雌型較正ポート手段が、底側部と、円筒状側部と、
    開放した頂部とを有する略円筒状のテーパー付きウェル
    の形態による雌型ルアスリップ接続具を備えることを特
    徴とする装置。
11. 【請求項１１】請求の範囲第10項に記載の装置にして、
    前記ウェルの底部が、該ウェルの底部と円筒状側壁との
    接続部に形成された小径のピン穴を備え、該ピン穴が大
    気圧又は較正圧力を前記トランスデューサ・チャンバに
    伝達することを特徴とする装置。
12. 【請求項１２】請求の範囲第11項に記載の装置にして、
    前記ピン穴が、典型的な大気圧にて液体が通るのを防止
    するのに十分な小ささであることを特徴とする装置。
13. 【請求項１３】請求の範囲第11項に記載の装置にして、
    前記第二の密閉的密封手段が、前記トランスデューサ・
    チャンバ内部のウェルの円筒状側部を流体密の状態で囲
    繞するエラストマー性部材を備えることを特徴とする装
    置。
14. 【請求項１４】請求の範囲第13項に記載の装置にして、
    前記トランスデューサ手段が、両側部を有するチップキ
    ャリヤ部材に取り付けられた圧電抵抗型半導体チップを
    備えることを特徴とする装置。
15. 【請求項１５】請求の範囲第14項に記載の装置にして、
    前記チップキャリヤ部材が、前記第一の密閉的密封手段
    を形成し得るようにその一側部にて前記共通壁に密閉的
    に接合され、前記チップキャリヤ部材の反対側側部が前
    記ウェルの底部から離間されることを特徴とする装置。
16. 【請求項１６】請求の範囲第15項に記載の装置にして、
    前記チップキャリヤ部材の前記反対側部が、前記トラン
    スデューサ・ダイヤフラムの後側部と連通する孔を有
    し、前記第二の密閉的密封手段を提供し得るように、前
    記ウェルの底部と前記チップキャリヤ部材の前記反対側
    部との間のスペースが、前記エラストマー性部材により
    前記孔の周りで密閉的に密封されることを特徴とする装
    置。
17. 【請求項１７】請求の範囲第16項に記載の装置にして、
    前記チップキャリヤ部材の前記反対側部に形成された孔
    が、前記ウェルの底部の中心と略整合される一方、前記
    ピン穴とは整合されず、前記ハウジング手段の外側とト
    ランスデューサ・ダイヤフラムの後側部とを流体連通さ
    せる蛇行通路を形成し得るようにしたことを特徴とする
    圧力トランスデューサ装置。
18. 【請求項１８】請求の範囲第14項又は第17項に記載の装
    置にして、前記チップキャリヤ部材が、前記圧力監視ポ
    ート手段に嵌入し得るようにした椀状部分を備え、該椀
    状部分が、前記ダイヤフラムの前側部に隣接する位置に
    てその底部に形成された開口部を有し、該椀状部分が、
    前記流体圧力を該絶縁手段を通じてダイヤフラムの前側
    部に伝達する一方で、前記流体路内に保持された流体か
    ら前記半導体チップを電気的に絶縁する絶縁手段を含む
    ことを特徴とする装置。
19. 【請求項１９】請求の範囲第18項に記載の装置にして、
    前記絶縁手段が、前記椀状部分を充填するシリコンゲル
    型式の材料を備えることを特徴とする装置。
20. 【請求項２０】圧力流体を保持する流体路を画成すると
    共に、該流体路から分離したトランスデューサ・チャン
    バを画成するハウジング手段であって、相互に接続した
    とき、その間にトランスデューサ・チャンバを形成する
    頂部材及び底部材を有する前記ハウジング手段を備え、
    該ハウジング手段が、流体路内の流体圧力を前記トラン
    スデューサ・チャンバに伝達する圧力監視ポート手段を
    更に備え、該ハウジング手段が、大気圧に対する通気口
    を提供すると共に、較正圧力を前記トランスデューサ・
    チャンバに伝達する雌型較正ポート手段を更に備え、前
    記ハウジング手段が、貫通するケーブルを前記トランス
    デューサ手段に電気的に接続するもう一つの別のポート
    手段を更に備え、 流体圧力を感知する半導体トランスデューサ手段であっ
    て、前記圧力監視ポート手段を通じて伝達された流体圧
    力を感知する前側部と、前記較正ポート手段を通じて伝
    達された大気圧及び較正圧力を感知する後側部とを有す
    るダイヤフラムを備え、前記トランスデューサチャンバ
    内に配置された前記半導体トランスデューサ手段と、 前記半導体トランスデューサ手段を前記トランスデュー
    サチャンバ内に固着する、両側部を有するキャリア手段
    であって、前記ダイヤフラムの前側部を前記流体路内に
    保持された流体から電気的に絶縁し得るように前記圧力
    監視ポート手段内に配置された絶縁手段を備え、該絶縁
    手段が、流体圧力を該絶縁手段を通じて前記ダイヤフラ
    ムの前側部に伝達し得るようにした前記キャリア手段
    と、 前記ダイヤフラムの前側部が前記圧力監視ポート手段及
    び前記流体路内の感知された流体圧力としか流体連通し
    ないように気密シールを形成する第一の密閉的密封手段
    と、 前記ダイヤフラムの後側部が前記較正ポート手段及び伝
    達された大気圧又は較正圧力としか流体連通しないよう
    に気密シールを形成する第二の密閉的密封手段とを備え
    ることを特徴とする圧力トランスデューサ装置。
21. 【請求項２１】請求の範囲第20項に記載の装置にして、
    前記雌型較正ポート手段が、前記底部材に形成されるこ
    とを特徴とする装置。
22. 【請求項２２】請求の範囲第21項に記載の装置にして、
    前記雌型較正ポート手段が、底側部と、円筒状側部と、
    開放した頂部とを有する略円筒状のテーパー付きウェル
    の形態による雌型ルアスリップ接続具を備えることを特
    徴とする装置。
23. 【請求項２３】請求の範囲第22項に記載の装置にして、
    前記ウェルの底部が、該ウェルの底部と円筒状側部との
    接続部に形成された小径のピン穴を有し、該ピン穴が大
    気圧又は較正圧力を前記トランスデューサ・チャンバに
    伝達することを特徴とする装置。
24. 【請求項２４】請求の範囲第23項に記載の装置にして、
    前記ピン穴が、典型的な大気圧にて液体が通るのを防止
    するのに十分な小ささであることを特徴とする装置。
25. 【請求項２５】請求の範囲第23項又は第24項に記載の装
    置にして、前記第二の密閉的密封手段が、前記トランス
    デューサ・チャンバ内部のウェルの円筒状側壁を流体密
    の状態で囲繞するエラストマー性部材を備えることを特
    徴とする装置。
26. 【請求項２６】請求の範囲第25項に記載の装置にして、
    前記頂部材が、プラスチック材料の単一の成形品であ
    り、該頂部材が、四つの側壁と、頂部片と、開放した底
    部とを有する略矩形の部材に接続された管状部材を備え
    ることを特徴とする装置。
27. 【請求項２７】請求の範囲第26項に記載の装置にして、
    前記管状部材及び前記矩形部材の頂部が共通壁にて接続
    され、前記圧力監視ポート手段が該共通壁に形成された
    孔を備えることを特徴とする装置。
28. 【請求項２８】請求の範囲第27項に記載の装置にして、
    前記チップキャリヤ部材が、前記第一の密閉的密封手段
    を形成し得るようにその一側部にて前記共通壁に密閉的
    に接合され、前記チップキャリヤ部材の反対側部が前記
    ウェルの底部から離間されることを特徴とする装置。
29. 【請求項２９】請求の範囲第28項に記載の装置にして、
    前記チップキャリヤ部材の前記反対側部が、前記トラン
    スデューサ・ダイヤフラムの後側部と連通する孔を有
    し、前記第二の密閉的密封手段を提供し得るように、前
    記ウェルの底部と前記チップキャリヤ部材の前記反対側
    部との間のスペースが、前記エラストマー性部材により
    前記孔の周りで密閉的に密封されることを特徴とする装
    置。
30. 【請求項３０】請求の範囲第29項に記載の装置にして、
    前記反対側部に形成された前記孔が、前記ウェルの底部
    の中心と略整合される一方、前記ピン穴とは整合され
    ず、前記ハウジング手段の外側とトランスデューサ・ダ
    イヤフラムの後側部とを流体連通させる蛇行通路を形成
    し得るようにしたことを特徴とする装置。
31. 【請求項３１】請求の範囲第30項に記載の装置にして、
    前記チップキャリヤ部材が、前記圧力監視ポート手段に
    嵌入し得るようにした椀状部分を備え、該椀状部分が、
    前記ダイヤフラムの前側部に隣接する位置にてその底部
    に形成された開口部を有し、該椀状部分が、前記絶縁手
    段を含むことを特徴とする装置。
32. 【請求項３２】請求の範囲第31項に記載の装置にして、
    前記絶縁手段が、前記椀状部分を充填するシリコンゲル
    型式の材料を備えることを特徴とする装置。
33. 【請求項３３】請求の範囲第32項に記載の装置にして、
    少なくとも前記管状部材が透明なプラスチック材料で形
    成されることを特徴とする装置。
34. 【請求項３４】請求の範囲第33項に記載の装置にして、
    前記底部材がプラスチック材料の単一の成形品であり、
    該底部材が、その内部にトランスデューサ・チャンバを
    形成し得るように前記矩形部材の開放した底部を包み込
    み得る寸法の底部片から成ることを特徴とする装置。
35. 【請求項３５】請求の範囲第34項に記載の装置にして、
    前記底部材が、略矩形の形状の四つの側壁を備え、前記
    底部材の該四つの側壁が、前記頂部材の四つの側壁に嵌
    合し且つ四つの側壁と密封係合し得るようにしたことを
    特徴とする装置。
36. 【請求項３６】血行力学的圧力等の測定に使用される使
    い捨て型の圧力トランスデューサ装置にして、 圧力流体を保持する流体路を画成すると共に、該流体路
    から分離したトランスデューサ・チャンバを画成するハ
    ウジング手段であって、相互に接続したとき、その間に
    トランスデューサ・チャンバを形成する頂部材及び底部
    材を有する前記ハウジング手段を備え、該ハウジング手
    段が、流体路内の流体圧力を前記トランスデューサ・チ
    ャンバに伝達する圧力監視ポート手段を更に備え、該ハ
    ウジング手段が、大気圧に対する通気口を提供すると共
    に、較正圧力を前記トランスデューサ・チャンバに伝達
    する雌型較正ポート手段を更に備え、該雌型較正ポート
    手段が、底側部と、円筒状側部と、開放した頂部とを備
    える、略円筒状のテーパー付きウェルの形態にて前記底
    部材に形成され、前記ウェルの底部が、前記大気圧及び
    較正圧力を伝達するため、該ウェルの底部と円筒状側部
    との接続部に形成された小径のピン穴を備え、 流体圧力を感知する半導体トランスデューサ手段であっ
    て、前記圧力監視ポート手段を通じて伝達された流体圧
    力を感知する前側部と、前記雌型較正ポートを通じて伝
    達された大気圧及び較正圧力を感知する後側部とを有す
    るダイヤフラムを備え、前記トランスデューサチャンバ
    内に配置された前記半導体トランスデューサ手段と、 前記半導体トランスデューサ手段を前記トランスデュー
    サチャンバ内に固着するキャリア手段であって、前記ダ
    イヤフラムの前側部を前記流体路内に保持された流体か
    ら電気的に絶縁し得るように前記圧力監視ポート手段内
    に配置された絶縁手段を備え、該絶縁手段が、流体圧力
    を該絶縁手段を通じて前記ダイヤフラムの前側部に伝達
    し得るようにした前記キャリア手段とを備え、該キャリ
    ア手段が、前記トランスデューサのダイヤフラムの後側
    部と連通した孔を備え、該孔が、前記ウェルの底部の中
    心と略整合されているが、前記ピン穴とは整合せず、前
    記ハウジング手段の外側と前記トランスデューサのダイ
    ヤフラムの後側部とを流体連通させる蛇行通路を形成
    し、 前記ダイヤフラムの前側部が前記圧力監視ポート及び前
    記流体路内の感知された流体圧力としか流体連通しない
    ように気密シールを形成する第一の密閉的密封手段と、 前記ダイヤフラムの後側が前記キャリア手段のピン穴及
    び孔を通じて伝達された大気圧又は較正圧力としか流体
    連通しないように気密シールを形成する第二の密閉的密
    封手段とを備えることを特徴とする圧力トランスデュー
    サ装置。