197095. lajstromszámú szabadalom • Száloptikás érzékelőrendszer folyadékok meghatározott tulajdonságának érzékelésére
1 197095 A találmány tárgya száloptikás érzékelőrendszer folyadékok meghatározott tulajdonságának érzékelésére, amelynél az optikai kábel a beeső fényjelet a berendezés egyik végéhez továbbítja és a visszatérő fényjelet, — ami annak a környezetnek egy meghatározott tulajdonságára jellemző, amelyben a kábel egyik vége elhelyezkedik — a kábel másik végéhez továbbítja. A találmány tárgya különösen olyan száloptikás érzékelőrendszer, amelyet egy elemzendő folyadékba helyezve mérhetjük a folyadék meghatározott tulajdonságát. Azoknál az ismert érzékelő rendszereknél, amelyekben optikai szálakat alkalmaznak egy folyadék meghatározott tulajdonságára jellemző fény továbbítására, általában egy kamra csatlakozik az optikai kábel végéhez. Ebben a kamrában rendszerint egy vagy több receptorszakasz van, amelyek kölcsönhatásija lépnek az elemzendő folyadékkal. A kantra belsejét rendszerint egy szelektív módon porózus membrán választja el a folyadéktól. Ezt a membránt ügy alakítják ki, hogy a folyadék elemzendő alkotója bejuthasson a kamra belsejébe és az összes többi, nem kívánt alkotó ki legyen zárva. Az ismert érzékelő rendszerekre példák találhatók a 4,357,106 sz., 4,344,438 sz. és Re 31,879 sz. Egyesült Államokbeli szabadalomban. A leírt típusü, ismert érzékelő rendszereknél az egyik probléma az, hogy az optikai kábel végéhez csatlakozó kamra ki van téve fizikai károsodásnak. Az ilyen ismert kamrák kényesek, mert az optikai kábel végén külső toldatként helyezkednek el. A kábel bármilyen helytelen kezelése könnyen a kényes kamra sérülését okozhatja. Az ismert érzékelő rendszereknél jelentkező másik probléma az, hogy nehéz a kamrát biztonságosan a kábel végéhez rögzíteni. Sok érzékelő rendszert a test váredényábe bevezetendő katéterként alakítottak ki. A katéterként való alkalmazás azt követeli, hogy a kamra rendkívül kicsi legyen. A kamra kis mérete nagyon nehézzé teszi a csatlakoztatást a kis optikai kábelhez. Ezen kívül a biztos csatlakoztatás hiánya miatt a kamra elválik az optikai száltól, ami nyilvánvaló problémákkal jár. Találmányunk célja egy bejutó fényjelet a berendezésnek egy folyadékban lévő, egyik végéhez továbbító és a folyadék meghatározott tulajdonságárajeiiemző, visszatérő fényjelet a berendezés másik végéhez továbbító olyan száloptikai berendezés, ami a korábbi ilyen berendezések hiányosságait kiküszöböli. Találmányunk másik célja olyan száloptikás berendezés kialakítása, amelynél az optikai kábel végéhez nem kell reakcióképes kamrát csatlakoztatni és így a kamra bármilyen sérülési veszélye elhárul. Találmányunk még további célja egy olyan száloptikás berendezés kialakítása, amelynél nem merülnek fel azok a problémák, amelyek egy kamrának az optikai kábel végéhez való csatlakoztatásával járnak. Ezt a feladatot a találmány értelmében ügy oldjuk meg, hogy egy száloptikás berendezés a beeső fényjelet a berendezésnek a folyadékban lévő egyik végéhez továbbítja. A berendezés a visszatérő jelet a folyadékon kívül elhelyezett másik véghez továbbítja. A viszszatérőjel jellemző a folyadék egy meghatározott tulajdonságára, A berendezésben van egy optikai kábel, ami alkalmas a fény továbbítására. A kábel egyik o c.. végében egy lyuk van. A kábel végén lévő lyukba teljesen bedugunk egy reakció kénes elemei. A reakcióképes elem reagál az elemzendő folyadékkal és ezáltal a visszatérő fény tulajdonsága a beeső fényhez képest megváltozik. A visszatérő lény így jellemző a folyadék egy meghatározott tulajdonságára. A találmány egyes előnyös kiviteli alakjainál a kábel első végét szelektíven vagy erősen visszaverő anyaggal vonjuk be. A visszaverő bevonat egyik előnye az, hogy a reakcíóképes elem több beeső fényt ver vissza és továbbít a kábel másik végéhez. A találmány mis előnyös kiviteli alakjainál a kábelnek iényegében az egész felületét bevonjuk egy védőburkolattal. A védőburkolat egyik előnye az, hogy a kábel jobben alkalmazható katéterként, egy test véredényébe bevezetve. A védőburkolat másik előnye az, hogy a kábel több fényt továbbít, mivel a védőburkolat gátolja a kábel fényveszteségét. A találmány további előnyös kiviteli alakjainál a kábel végében lévő lyukat gyors ás pontos eljárással, például lézeres megmunkálással, mikroíürással vagy kémiai maratással alakítjuk ki. A lyuk ilyen eljárással történő kialakításának egyik előnye az, hogy a lyuk pontos. Az eljárás másik előnye az, hogy egymást követően sok kábelt lehet azonos specifikációval előállítani és így lehetséges a kábelek tömeggyártása. A találmány ismét további előnyös kiviteli alakjainál a reakcióképes elemek állhatnak a szóbanforgó kötött atomcsoport számára kötő anyagokból, például antitestekből, esetleg analóg kötött atomcsoporttal kombinálva. Az analóg kötött atomcsoport lehet például egy fluoreszcens anyaggal jelölt kötött atomcsoport. Ebben az esetben a jelzőanyag kvaníurahozama megváltozik, ha az analóg kötött atomcsoport a specifikus kötőanyaghoz kötődik. Az elemzendő folyadék által szolgáltatott, nem-jelzett kötött atomcsoport jelenlétében az analóg kötött atomcsoport versengve kiszorul a specifikus kötőanyagból és emiatt megváltozik a kisugárzott fény erőssége. A találmány egyik jellemzője az, hogy n reakcióképes elem teljesen benne van a kábel működési végében lévő lyukban. Ennek egyik előnye az, hogy a reakcióképes elem védve van a lehetséges károsodástól, amit az idegen testekkel való érintkezés okozhat. A másik előny az, hogy a kábel átmérője teljes hosszában azonos. Minthogy a reakcíóképes elemet nem a kábel külső felületéhez rögzítjük, az érzékelő csücsnál nincs egy nagyobb átmérőjű rész. így a kábelt tel • jesen be lehet vonni sima, biokompatíbilis bevonattal. Ez csökkenti a írombogenicitás veszélyét, ami egyébként előfordulhat. Ez lehetővé teszi, hogy a kábelt könnyebben lehessen katéterként használni, különösen a kisebb véredényekben. A találmány egyik kiviteli alakjánál a kábel első vége sík. Ez a sík vég merőleges a kábel hossztengelyére és a lyuk axiálisan nyúlik be a kábelbe, a koncentrikus kábel külső kerületével. A találmány szerinti berendezés azonban nem korlátozódik sem a lyuk ilyen kialakítására, sem a kábel első végének ilyen kialakítására. A lyuknak például nem kell sem radiálisán, sem axiálisan szimmetrikusnak lennie a kábel külső kerületéhez képest. így a lyukat a kábel első végében kialakíthatjuk ügy, hogy abban ne központosán helyezkedj en ej és a lyuk a kábel hossztengelyével szöget be-5 10 15 20 25 30 35 10 25 50 55 60 85 2
