用于确定气体的浓度的传感器制造技术

提供一种用于测量气体的浓度的光学传感器单元(10)，所述光学传感器单元包括：至少一个感测层(122)，其适于被预定辐射辐照；至少一个透气层(121)，其邻近所述至少一个感测层(122)的一侧并且适于使要测量其浓度的气体朝向所述感测层(122)通过所述透气层(121)；可移除保护层(150)，其至少覆盖所述透气层(121)并且适于在所述光学传感器单元(10)的使用之前被移除，其中，所述光学传感器单元(10)适于测量所述至少一个感测层(122)的光学响应，所述光学响应取决于所述气体的浓度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定气体的浓度的传感器
本专利技术涉及用于确定气体的浓度的传感器，以及包括这样的传感器的系统。
技术介绍
神经肌肉疾病、COPD和肥胖肺换气不足患者常常患有慢性呼吸衰竭。患慢性呼吸衰竭的患者需要在家对他们的呼吸衰竭进行定期处置。通过氧气疗法来处置血氧过低患者，同时通过无创通气(NIV)的处置来帮助使高碳酸血症患者的高二氧化碳血液气体水平回到可接受的水平。通过在NIV期间测量基线和动脉血氧与二氧化碳水平的趋势，来检查通气的疗效。动脉血液气体测量形成黄金标准。在家中开始NIV之前，患者留在医院以优化通气机设置并监测动脉血液气体值。取决于疾病严重度和稳定性，患者必须或多或少地定期返回医院进行检查。呼吸科护士也可以访问在家的患者，以检查通气机并安装实现对血液气体分压的无创监测的装备。在家里，典型地在夜间期间监测水平，并且数据与通气机和呼吸数据一起存储，用于随后在医院进行分析。无创血氧监测的现有技术是通过测量动脉血氧饱和度，其与经由氧离解曲线的氧分压相关。血氧饱和仪(SpO2)是用于对患者的脉搏血氧饱和度进行无创检测的光学方法，并且已成为临床实践中最常用的技术之一。脉搏血氧饱和仪是合理低成本的技术，并且容易使用。其为用于家庭血氧监测的优选方法。对CO2的分压的无创监测的现有技术是借助于二氧化碳图或通过经皮CO2(PtcCO2)监测。对于具有健康肺部系统的插管患者，通过二氧化碳图获得的潮气末CO2(etCO2)值提供对动脉CO2值的良好指示。然而，在其中面罩与面部之间的漏气常常存在以及患者有严重呼吸疾病的无创通气的情况中，二氧化碳图通常不是可靠的方法。将患者的气道连接到通气机的管道中的湿气和污垢也可能影响二氧化碳图传感器的正常操作。在大多数医院中，使用用于趋势监测的二氧化碳图与对动脉血样品的分析的组合，以获得间歇地准确的值。经皮CO2监测不因漏气、呼吸疾病和湿气而被破坏，但要求训练有素的人员以获得可靠的值，并且因成人间皮肤性质的不同而表现出某些不准确性。家用CO2血液气体监测尽管其针对接收NIV的患者的高度可靠性，但其使用频率不如血氧饱和仪。目前的经皮CO2传感器一般包括恒温控制的加热器，以增加血液灌注和皮肤的透气性，以及稳定传感器的响应、皮肤与传感器膜之间的流体层、覆盖传感器的透气膜、膜与传感器之间的电解质溶液、包括电化学pH传感器和参比电极的传感器，以及用于补偿温度效应和皮肤代谢的算法。传感器膜和电解质溶液必须典型地每2周，或者当所述传感器已长时间不使用时在使用前更换。这要求一些专业技术，因为需要将固定量的电解质溶液施加到所述传感器，并且所述溶液中不可以存在气泡。要求特殊的模块以将膜气密性地固定在所述传感器和电解质溶液之上。由于所述传感器的漂移，所述传感器需要每4至8小时使用来自参比气瓶的气体混合物进行校正。在将所述传感器应用到皮肤之前，必须将固定量的接触流体施加到已被附接到所述皮肤的固定环中。US2001/0034479描述了一种基于光学的经皮血液气体传感器，其具有可重复使用的传感头和一次性感测帽。所述可重复使用的传感器必须被置于所述一次性感测帽上，并且此后该单元必须被置于借助于粘接膜被附接到患者的皮肤的一次性容器中。WO02/056023A1公开了一种用于确定样品中的至少一个参数的光学传感器。所述光学传感器包括对所述参数响应并且具有短发光衰变时间的指示材料，以及不对所述参数响应并且具有长发光衰变时间的参考材料。所述光学传感器基于被共同检测的指示材料和参考材料的发光响应，来检测指示待检测参数的信号。所述指示材料和参考材料被固定在公共支撑体上。面向所述指示材料的和所述参考材料的样品的层被允许所述指示材料和所述样品之间的接触的层覆盖，但基本上不透过被用于激发所述指示材料和所述参考材料的光。US2003/050543A1公开了一种方法和设备，用于确定测量参数相对于有关生物样品的预定平坦测量区或在有关生物样品的预定平坦测量区(优选为器官表面或表皮)中的局部分布。在用于确定第一测量参数的第一测量方法中，具有对所述测量参数做出反应(具有对至少一个光学特性的更改)的发光指示剂的传感器膜被应用到平坦测量区，并且通过成像模块检测第一测量参数。执行第二光学测量方法，其中，所述传感器膜被用于同时地或紧随其后地确定至少一个第二测量参数在相同的测量范围中的局部分布。US2006/004271A1公开了用于无创测量葡萄糖的设备、方法和试剂盒。大体上，所述设备包括用于放置在皮肤表面上的皮肤贴，以及用于测量所述贴中收集的葡萄糖的测量该设备。所述贴可以包括粘接材料、收集层、界面层以及透汗膜。所述透汗膜被配置为充当对经由扩散被带至皮肤表面的表皮污物和葡萄糖的屏障。以此方式，将不测量不相关的皮肤表面葡萄糖。所述贴可以还包括用于诱导局部出汗反应的部件。所述测量设备典型地包括显示器、处理器和测量机构。所述方法典型地包括以下步骤：用包含至少一种溶剂的抹布擦拭皮肤表面，用于去除葡萄糖；将贴放置在皮肤表面上；以及测量所述贴中收集的葡萄糖。还描述了包括所述贴和测量设备的试剂盒。US4274418A描述了一种电化学测量设备，用于动脉气体分压，尤其是氧气或二氧化碳的分压的经皮测量。所述测量设备包括环形安装件，其具有适于被固定到患者的皮肤表面的皮肤接触表面；以及具有半透膜类型的传感器，所述半透膜适于被可释放地连接到所述安装件。在所述传感器的连接位置中，所述膜与所述安装件的所述皮肤接触表面轴向间隔，使得所述膜、所述环形安装件的内壁，和所述皮肤表面限定测量腔，所述测量腔可以被填充以凝胶或另一种介质。EP0008460A2公开了一种针对测量值拾取器尤其针对经皮氧电极的粘接安装(其要求膜)，包括粘接载体，其至少部分地具有在两侧上的粘接表面，一方面用于粘到所述拾取器的应用表面上，并且另一方面用于将所述粘接载体与所述拾取器一起粘到测量点，其特征在于，所述粘接载体为由两侧均为粘接性的两个叠置箔组成的环的形式，并且在它们之间以如下方式布置所述膜，使得所述膜覆盖所述粘接载体的中心开口，并且其自身形成针对所述测量值拾取器的所述粘接安装的部分。
技术实现思路
本专利技术的目标是提供一种用于测量气体的浓度的传感器，其可以被容易地应用并且具有低生产成本，并且其不要求在使用之前复杂的校准。进一步地，提供采用所述传感器的系统和方法。该目标通过独立权利要求的特征得以解决。本专利技术基于以下想法：将至少一个感测层和至少一个透气层组合到单个光学传感器单元中，并且用优选为气密性的至少一个可移除保护层至少覆盖所述透气层。在即将使用之前，即在所述传感器单元被附接到释放气体的对象(例如皮肤)之前，移除所述保护层。因此，在所述传感器单元的使用之前用所述至少一个可移除保护层来覆盖所述透气层保持其对带测量气体的已知响应。因此，可以在制作过程中处理校准，并且不需要使用前的校准。根据本专利技术的一个方面，一种用于测量气体的浓度的光学传感器单元，包括：至少一个感测层，其适于被预定辐射辐照；至少一个透气层，其邻近所述至少一个感测层的一侧并且适于使要测量其浓度的气体朝向所述感测层通过所述透气层；以及至少一个可移除保护层，其至少覆盖所述透气层并且适于在所述光学传感器单元的使用之前被移除，其中，所述光学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量气体的浓度的光学传感器单元(10)，包括：‑至少一个感测层(122)，其适于被预定辐射辐照；‑至少一个透气层(121)，其邻近所述至少一个感测层(122)的一侧并且适于使要测量其浓度的气体朝向所述感测层(122)通过所述透气层(121)；‑可移除保护层(150)，其至少覆盖所述透气层(121)并且适于在所述光学传感器单元(10)的使用之前被移除，其中，所述光学传感器单元(10)适于测量所述至少一个感测层(122)的光学响应，所述光学响应取决于所述气体的浓度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.01 US 61/605,2531.一种用于测量气体的浓度的光学传感器单元(10)，包括：-至少一个感测层(122)，其适于被预定辐射辐照；-至少一个透气层(121)，其邻近所述至少一个感测层(122)的一侧并且适于使要测量其浓度的气体朝向所述感测层(122)通过所述透气层(121)；-可移除保护层(150)，其至少覆盖所述透气层(121)并且适于在所述光学传感器单元(10)的使用之前被移除，其中，所述光学传感器单元(10)适于测量所述至少一个感测层(122)的光学响应，所述光学响应取决于所述气体的浓度，所述传感器单元还包括接触介质(130、180)，所述接触介质至少介于所述透气层(121)与所述可移除保护层(150)之间，所述接触介质为凝胶(130)或液体(180)，其中，所述接触介质(130、180)适于控制所述至少一个透气层(121)和/或所述至少一个感测层(122)的水含量。2.根据权利要求1所述的光学传感器单元，还包括第二透气层(121b)，所述第二透气层介于所述接触介质(130)与所述可移除保护层(150)之间。3.根据权利要求1或2所述的光学传感器单元，还包括邻近所述至少一个透气层(121)并且具有腔体(132)的结构(131)，其中，所述接触介质(130)被布置在所述腔体(132)中。4.根据权利要求1或2所述的光学传感器单元，还包括胶粘层(140)，所述胶粘层介于所述可移除保护层(150)与至少支撑所述感测层(122)和/或所述至少一个透气层(121)的结构(110)之间。5.根据权利要求4所述的光学传感器单元，其中，所述胶粘层(140)被提供用于在移除所述保护层(150)之后被附接到交换气体的对象。6.根据权利要求4所述的光学传感器单元，其中，所述胶粘层(140)包括第一胶粘层(140a)、第二胶粘层(140b)和介于所述第一胶粘层(140a)与所述第二胶粘层(140b)之间的支撑层(141)。7.根据权利要求6所述的光学传感器单元，其中，-所述第一胶粘层(140a)具有用于使所述至少一个透气层(121)和/或所述接触介质(130)暴露的至少一个开口，-所述第二胶粘层(140b)和所述支撑层(141)覆盖所述至少一个透气层(121)和/或所述接触介质(130)，并且-所述第二胶粘层(140b)和所述支撑层(141)在其对应于所述透气层(121)的部分中被至少部分地穿孔。8.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·W·范克斯特伦，J·A·H·M·卡尔曼，N·兰贝特，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL