JP2003305015A - 血中指示薬濃度関連値測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 血中指示薬濃度関連値測定装置において、医
療従事者に、被検者への指示薬の投与のタイミングを報
知する機能を具備させることにより、精度よく血液中の
指示薬の濃度に関する値を測定する。 【解決手段】 被検者の血管に投与された指示薬の血液
中における濃度に関する値を測定する血中指示薬濃度関
連値測定装置は、測定を開始することを認識するための
入力部２２Ｂと、入力部２２Ｂから測定開始のための入
力が行われたときに、報知部２２Ｃによる指示薬投与の
タイミング報知を開始するよう指示信号を送信する処理
部ＣＰＵ１４と、その指示信号を受け、医療従事者に、
被検者への指示薬の投与のタイミングを報知する報知部
２２Ｃを具備する。報知部２２Ｃは予告的報知をも報知
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検者の血管に投
与された指示薬の血液中における濃度に関する値を測定
する測定装置に係り、医療従事者に、被検者への指示薬
の投与のタイミングを報知する機能を具備させることに
より、精度よく血液中の指示薬の濃度に関する値を測定
することができる測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、被検者の血管に投与された指
示薬の血液中における濃度に関する値を測定する測定装
置として、本出願人が提案した循環血液量測定装置（特
開平７−２２２７２３号）がある。特開平７−２２２７
２３号では、指示薬として、肝臓で特異的に排泄する色
素ＩＣＧ（インドシアニングリーン）を被検者に投与
し、パルスフォトメトリー方式によって測定される色素
濃度の対数値と経過時間の関係から、その直線部分の回
帰直線を求め、この回帰直線上で注入色素の初循環の平
均循環時間を与える時点の色素濃度を求め、この色素濃
度から循環血液量を求めるものである。ここでは、前腕
正中静脈に注入して投与し、指示薬（色素）の注入と同
時に測定装置の操作者（医療従事者）はスイッチを操作
して注入開始時点を測定装置に認識させるようにしてい
た。また、指示薬（色素）の注入の開始・終了をセンサ
により検出する装置として、本出願人が提案した特開平
５−３００８８８号がある。ここで開示する装置は、静
脈へ色素を注入する色素注入管に色素を検出するための
センサを設けたものである。

【０００３】しかしながら、これらの測定装置では次の
ような問題があった。特開平７−２２２７２３号に開示
する装置では、指示薬（色素）の注入と同時に操作者は
スイッチを操作して注入開始時点を測定装置に認識させ
るようにするため、医師１名で行うには、被検者への指
示薬注入とスイッチ操作の同時操作は煩雑である。また
安全に指示薬注入を終了した後でスイッチ操作を行う
か、またはその逆であっても、若干タイムラグが生じて
しまい、測定精度に影響がある。また、特開平５−３０
０８８８号に開示する装置では、色素を検出するための
センサが設けられた色素注入管を必要とするためコスト
高となり、また、注入管内の経路の適切な位置にセンサ
を配置しなければならず、操作も複雑となる面があっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の問題を解決するためになされたものであって、
その目的は、医療従事者が被検者に指示薬を投与したタ
イミングを測定装置に認識させることにより、コストを
低減して精度よく指示薬の血液中における濃度に関する
値を測定することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明に係る血中指示薬濃度関連値測定装置におい
て、医療従事者に、被検者への指示薬の投与のタイミン
グを報知する報知部を具備することを特徴とする（請求
項１）。精度よく血液中の指示薬の濃度に関する値を測
定するためである。

【０００６】さらに、測定を開始することを認識するた
めの入力部と、操作者により前記入力部から測定開始の
ための入力が行われたときに、前記報知部に指示薬投与
のタイミング報知を開始するように指示する報知開始指
示部とを具備することを特徴とする（請求項２）。医療
従事者が検査を行う準備を整え、検査を開始するため入
力部からの入力により指示薬投与のタイミング報知を開
始するようにするためである。

【０００７】さらに、前記報知部は、予告的報知と投与
タイミング報知を含む報知を行なうことを特徴とする
（請求項３）。予告的報知を発生させることで医療従事
者が指示薬を投与するタイミングをはかるためである。

【０００８】さらに、前記報知部は、聴覚的に報知する
ことを特徴とする（請求項４）。医療従事者が聴覚的に
投与タイミング報知を認識するためである。あるいは、
前記報知部は、視覚的に報知することを特徴とする（請
求項５）。医療従事者が視覚的に投与タイミング報知を
認識するためである。あるいは、前記報知部は、触覚的
に報知することを特徴とする（請求項６）。医療従事者
が感覚的に投与タイミング報知を認識するためである。

【０００９】さらに、前記血中指示薬濃度関連値測定装
置は、パルスフォトメトリー方式により指示薬の血液中
における濃度関連値の経時的変化から前記指示薬投与タ
イミングの時点を基点として平均循環時間を求める処理
部を具備することを特徴する（請求項７）。医療従事者
が指示薬を投与したタイミングと一致した指示薬投与タ
イミング時間を基点として、指示薬の血液中における濃
度の経時的変化とから、平均循環時点を求めるためであ
る。

【００１０】さらに、前記処理部は、前記平均循環時間
を用いて、中心血液量を演算することを特徴とする（請
求項８）。医療従事者が指示薬を投与したタイミングと
一致した指示薬投与タイミング時点を基点として、指示
薬の血液中における濃度の経時的変化から求めた平均循
環時間から中心血液量を精度よく演算するためである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る血中指示薬濃
度関連値測定装置の実施の形態を、図面を参照しながら
詳細に説明する。図１は本発明の実施例の全体構成を示
すブロック図である。発光部１は相異なる２つの波長の
光を発生するＬＥＤ２，３とこれらを駆動する駆動回路
４から成る。ＬＥＤ２から発生する光の波長をλ1 、Ｌ
ＥＤ３から発生する光の波長をλ2 とする。受光部５
は，ＬＥＤ２およびＬＥＤ３に対向して配置されたフォ
トダイオード６とこのフォトダイオード６の出力電流を
電圧信号に変換する電流−電圧変換器７とアンプ８から
なる。

【００１２】マルチプレクサ９はアンプ８から与えられ
る信号をフィルタ１０とフィルタ１１に交互に振り分け
る回路である。マルチプレクサ１２はフィルタ１０とフ
ィルタ１１の出力を交互にＡ／Ｄコンバータ１３に与え
る回路である。Ａ／Ｄコンバータ１３はマルチプレクサ
１２から与えられるアナログ信号をディジタル信号に変
換する回路である。

【００１３】ＣＰＵ１４（処理部）は駆動回路４、マル
チプレクサ９およびマルチプレクサ１２に制御信号を出
力してそれらを制御すると共に、Ａ／Ｄコンバータ１３
から与えられる信号に基づいて演算を行ない循環血液量
を求める回路である。メモリ１５は、検出された信号か
ら指示薬の血液中における濃度に関する値、例えば循環
血液量を演算するプログラムが格納されており、またＣ
ＰＵ１４から与えられるデータを記憶する回路である。
さらに、ＣＰＵ１４は、メモリ１５に格納されたプログ
ラムを実行するものである。

【００１４】表示部２２ＡはＣＰＵ１４から与えられる
データを表示するものであり、入力部２２Ｂは複数のス
イッチ、複数のキーから成り、それぞれは操作者の操作
に応じた信号をＣＰＵ１４に入力するものである。報知
部２２Ｃは、ＣＰＵ１４の指令により、医療従事者に被
検者への指示薬の投与のタイミングを報知する。

【００１５】次に図２により、報知部２２Ｃによる医療
従事者に被検者への指示薬の投与のタイミングを報知す
る態様を示す。医療従事者は、検査の準備を整え、検査
を開始するときは、まず検査を開始するための測定装置
の入力部２２Ｂにあるスタートボタンを押す（図２上段
参照）。スタートボタンが押されたことを示す信号はＣ
ＰＵ１４に送信され、ＣＰＵ１４は報知部２２Ｃに、指
示薬投与のタイミングを知らせる報知音の発生開始を指
示する指示信号を送信する。ここで、ＣＰＵ１４が報知
開始指示部である。報知部２２Ｃは、その指示信号を受
け、報知音を発する。報知部２２Ｃは、図２中段に示す
ように、例えば、１秒おきに指示薬投与のタイミングを
図るための予告音を３回発する。そして、４回目に指示
薬投与タイミングを報知する報知音を発する。

【００１６】ここで、予告音と指示薬投与タイミング音
を異なる周波数の発信音にすれば、医療従事者は、指示
薬を投与するタイミングが取りやすい。この一連の発信
音は時報と同じであるため馴染んでいるからである。あ
るいは、予告音と指示薬投与タイミング音の音量を異な
るようにしてもよい。なお、入力部２２Ｂにあるスター
トボタンを押す者は、指示薬を投与する医療従事者の代
わりに、補助者、装置の操作者であってもよい。

【００１７】また、上記の例は、報知部２２Ｃによる報
知は聴覚的報知であったが、これに代え又は加えて、視
覚的報知であってもよい。すなわち、装置に設けられた
ＬＥＤによる発光表示や、ディスプレイに表示されるカ
ウントダウン表示等であってもよい。この場合、図２に
示すタイミングと同じタイミングで視覚的予告報知、視
覚的注入タイミング報知を発するようにするとよい。さ
らには、報知部２２Ｃによる報知は触覚的報知であって
もよい。例えば、医療従事者が触感できるような手指に
装着されるアクチェータを設け、アクチュエータの手指
と接触する接触部で手指を押圧するように変位させるこ
とで、医療従事者に指示薬の投与タイミングを報知させ
るようにしてもよい。この場合も、図２に示すタイミン
グと同じタイミングで触覚的予告報知、触覚的注入タイ
ミング報知を発するようにするとよい。なお、予告回数
や報知間隔は、上記の例に限られず、適宜設定してもよ
い。

【００１８】図３に本実施例装置の使用状態を示す。被
検者の耳朶２６には本装置のプローブ２０が装着されて
いる。このプローブ２０はクリップ２０Ａを有し、この
クリップ２０Ａの対向する挟持部の一方に図１に示した
ＬＥＤ２，３が設けられ、他方に図１に示したフォトダ
イオード６が設けられている。図１に示すようにＬＥＤ
２，３から発生した光は耳朶２６を透過してフォトダイ
オード６に至るようにされている。ＬＥＤ２，３とフォ
トダイオード６は図３に示すようにリード線２１を介し
て装置本体２２と接続されている。装置本体２２には前
述した表示部２２Ａ、入力部２２Ｂと報知部２２Ｃが外
側にあらわれている。なお、この報知部２２Ｃは上述し
た例のうち、音響的報知をするものである。なお、プロ
ーブ２０の装着部位は、耳朶２６の代わりに他の末梢部
分例えば指であってもよい。

【００１９】次に本測定装置の動作を説明する。本測定
装置の電源がオンになると、ＣＰＵ１４は駆動回路４、
マルチプレクサ９、１２にそれぞれ制御信号を出力す
る。駆動回路４はＬＥＤ２とＬＥＤ３を所定時間毎交互
に点滅させる。マルチプレクサ９は、ＬＥＤ２が点灯し
ている間にアンプ８の出力をフィルタ１０に供給するよ
うに動作し、かつ、ＬＥＤ３が点灯している間にアンプ
８の出力をフィルタ１１に供給するように動作する。フ
ィルタ１０、フィルタ１１によって波長λ1 、λ2 それ
ぞれの光による信号のノイズは除去され、これらはマル
チプレクサ１２によって交互にＡ／Ｄコンバータ１３に
供給され、Ａ／Ｄコンバータ１３によってディジタル化
されＣＰＵ１４に至る。本測定装置は、いわゆるパルス
フォトメトリー方式の測定装置である。

【００２０】医療従事者は、図２に示されるように、報
知部２２Ｃにより報知される指示薬投与タイミングに合
わせて指示薬を被検者に投与する。投与は、図３に示す
ように、シリンジ２３から導管２４、カテーテル２５を
介して被検者の例えば前腕正中静脈に、例えば指示薬と
して色素ＩＣＧ（indocyanine green ）を注入する。

【００２１】本測定装置のＣＰＵ１４は、パルスフォト
メトリー方式で、投与された指示薬ＩＣＧの血液中の濃
度を演算していく。すなわち、血液循環の拍動により変
動する二波長の透過光量変動分ΔＩλ１、ΔＩλ２を測
定し、時々刻々と測定されるΔＩλ１、ΔＩλ２を次式
（１）に代入することにより、投与薬の血液中の濃度を
経時的に演算することができる。 Ｃｇ＝[log {Ｉλ１／( Ｉλ１−ΔＩλ１)}／ log{Ｉλ２／( Ｉλ２−ΔＩλ２)}−（Ｅｂλ１／Ｅｂλ２）] ・ （Ｅｂλ２／Ｅｇλ１）・Ｃｂ （１） ここで、 Ｃｇ：指示薬の血液中の濃度 Ｉλ１：波長λ１の透過光量 Ｉλ２：波長λ２の透過光量 Ｅｂλ１：波長λ１における血液の吸光係数 Ｅｂλ２：波長λ２における血液の吸光係数 Ｅｇλ２：波長λ２における指示薬の吸光係数 Ｃｂ：血液中のヘモグロビン濃度 である。これにより演算される指示薬の濃度の変化を経
時的にグラフで表すと、図２下図のように、指示薬の希
釈曲線が得られる（血中指示薬濃度Ｃｇと時間ｔの関係
曲線）。

【００２２】次に、ＣＰＵ１４の演算処理による平均循
環時間ＭＴＴの演算について説明する。メモリ１５に保
存される図２に示すＣg −ｔ曲線を用い、初循環曲線を
求める。この曲線を求めるには、まずＣg −ｔ曲線の最
初のピーク値から例えば８０％、４０％降下した２点を
求め、この２点を通過する指数関数的減衰曲線を求め
る。Ｃg 値が指示薬投与タイミング時点のゼロからピー
ク値を経てそのピーク値の８０％となるまでのＣg −ｔ
曲線と、上記のようにして求めたエキスポネンシャル曲
線から初循環曲線を形成する。次に初循環曲線とｔ軸で
囲まれる全体の面積Ｓを求める。そしてＣg 軸に平行な
直線でこの面積を２等分した場合の直線とｔ軸との交
点、すなわちＭＴＴを求め、この時点を平均循環時点Ｔ
m とする。ここで、平均循環時間ＭＴＴは指示薬投与タ
イミング時点と平均循環時点Ｔm との時間間隔となる。
なお、ＭＴＴを求めるには、式（１）において、定数で
ある（Ｅｂλ２／Ｅｇλ１）・Ｃｂをかけ算する前の値
の経時的な変化からでも求めることができる。

【００２３】次にＣＰＵ１４は、ここでメモリ１５に収
納した図４に示すようなｌｏｇＣg−ｔ曲線の回帰直線
計算区間を決定する。この区間はＭＴＴから２．５分経
過時点、５．５分経過時点の間、すなわちＣＰＵ１４は
ＭＴＴ＋２．５（分）、ＭＴＴ＋５．５（分）を計算
し、これらの結果を保持する。次に、ＣＰＵ１４は求め
た区間のデータから回帰直線を計算する。すなわち図４
に示すように直線をｌｏｇＣg ＝ａｔ＋ｂとおいて最小
２乗法により回帰係数ａ，ｂを求める。

【００２４】次に、ＣＰＵ１４は、初期指示薬濃度を計
算する。すなわち図４に示すように、求めた回帰直線を
平均循環時点Ｔm に外挿してその時点Ｔm におけるｌｏ
ｇＣg の値ｌｏｇＣg0を求め、これよりＣg0を得る。次
に、ＣＰＵ１４は、循環血液量を計算する。すなわち注
入色素量を求めたＣg0で割る処理を行なう。注入色素量
は予めＣＰＵ１４に与えられ、保持されている。この結
果、循環血液量が求められ、これは表示部２２Ａで表示
される。本実施例によれば、ＭＴＴを、指示薬投与タイ
ミング時点を基点として初循環曲線の全体の面積から求
めるようにしたので正確な平均循環時間ＭＴＴ値が得ら
れる。

【００２５】なお、末梢循環が悪い場合には、注入され
た色素が前後に拡散されてしまうため初循環と再循環の
指示薬濃度の経時的変化の波形が重なり合い、計算上初
循環の分離が困難となることがある。このような場合に
は、平均循環時点Ｔm とほとんど同時点である濃度最高
時点Ｔp に外挿しても誤差の少ない初期色素濃度を得る
ことができる。として、色素希釈曲線がピーク値をとる
時点、すなわち濃度最高時点Ｔp を平均循環時点Ｔm と
し、平均循環時間ＭＴＴを指示薬投与タイミング時点と
平均循環時点Ｔm との時間間隔としてもよい。

【００２６】また、ＣＰＵ１４は投与した指示薬の量Ｄ
[ ｍｇ] と初循環の面積Ｓから心拍出量ＣＯ[ Ｌ／ｍｉ
ｎ] を次式（２）により演算し、表示部２２Ａに値を表
示する。 ＣＯ[ Ｌ／ｍｉｎ] ＝ Ｄ[ ｍｇ] ／Ｓ[ ｍｉｎ・ｍｇ／Ｌ] （２）

【００２７】さらに、ＣＰＵ１４は、心拍出量ＣＯ[ Ｌ
／ｍｉｎ] と平均循環時間ＭＴＴ[ｓｅｃ] から中心血
液量ＣＢＶ（Central Blood Volume）[ Ｌ] を次式
（３）により演算し、表示部２２Ａに値を表示する。 ＣＢＶ[ Ｌ] ＝ ＣＯ[ Ｌ／ｍｉｎ] ×ＭＴＴ[ ｓｅｃ] ／６０ （３） なお、ここで中心血液量とは、心臓の前負荷（preload
）を示す指標である。流量と時間の積は、容積を示
す。この関係を循環動態に応用し、流量として心拍出量
ＣＯを、時間として平均循環時間ＭＴＴを用いれば、色
素注入部位からその検出部位までの容積が得られる。こ
の容積の大部分は胸郭内の血液量で占められるから中心
血液量（central blood volume, CBV ）と呼ばれるもの
である。

【００２８】あるいは、血中指示薬濃度を対数変換し、
これに対して回帰直線を計算する代わりに、血中指示薬
濃度を対数変換せず、Ｃg −ｔ曲線から回帰指数曲線を
計算し、これから初期指示薬濃度Ｃg0を求め、このＣg0
から循環血液量を求めてもよい。

【００２９】また、上記実施の態様では血中の指示薬濃
度に関する値として、指示薬濃度、循環血液量、中心血
液量を求める例を述べたが、その他、指示薬の血漿消失
率、クリアランス等の測定を行ってもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上詳記したように、請求項１に記載の
血中指示薬濃度関連値測定装置によれば、医療従事者
に、被検者への指示薬の投与のタイミングを報知し、精
度よく血液中の指示薬の濃度に関する値を測定すること
ができる。

【００３１】請求項２に記載の血中指示薬濃度関連値測
定装置によれば、検査を開始するため入力部からの入力
により指示薬投与のタイミング報知を開始することがで
きる。

【００３２】請求項３に記載の血中指示薬濃度関連値測
定装置によれば、前記報知部は予告的報知と投与タイミ
ング報知を報知するので、医療従事者が指示薬を投与す
るタイミングをはかることができる。

【００３３】請求項４に記載の血中指示薬濃度関連値測
定装置によれば、医療従事者は聴覚的に投与タイミング
報知を認識することができる。請求項５に記載の血中指
示薬濃度関連値測定装置によれば、医療従事者は視覚的
に投与タイミング報知を認識することができる。請求項
６に記載の血中指示薬濃度関連値測定装置によれば、医
療従事者は触覚的に投与タイミング報知を認識すること
ができる。

【００３４】請求項７に記載の血中指示薬濃度関連値測
定装置によれば、パルスフォトメトリー方式により指示
薬の血液中における濃度関連値の経時的変化から前記指
示薬投与タイミングの時点を基点として平均循環時間を
求める処理部を具備したので、医療従事者が指示薬を投
与したタイミングと一致した指示薬投与タイミング時点
を基点として、平均循環時間を求めることができる。

【００３５】請求項８に記載の血中指示薬濃度関連値測
定装置によれば、さらに、前記処理部は、前記平均循環
時間を用いて中心血液量を演算することとしたので、医
療従事者が指示薬を投与したタイミングと一致した指示
薬投与タイミング時点を基点とすることで、中心血液量
を精度よく演算することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の装置の全体構成を示すブロッ
ク図。

【図２】本発明の指示薬報知タイミングの報知と測定さ
れる血中指示薬濃度の経時的変化のグラフを示す図。

【図３】本発明の実施例の装置の使用状態を示す図。

【図４】本発明の実施例の装置により測定される指示薬
濃度の対数と時間との関係を示す図。

【符号の説明】

１ 発光部 ２、３ ＬＥＤ ４ 駆動回路 ５ 受光部 ６ フォトダイオード ７ 電流−電圧変換器 ８ アンプ ９、１２ マルチプレクサ １０、１１ フィルタ １３ Ａ／Ｄコンバーター １４ ＣＰＵ １５ メモリ ２０プローブ ２１ リード線 ２２ 装置本体 ２２Ａ 表示部 ２２Ｂ 入力部 ２２Ｃ 報知部 ２３ シリンジ ２４ 導管 ２５ カテーテル ２６ 耳朶

フロントページの続き (72)発明者 萩原 弘子 東京都新宿区西落合１丁目31番４号日本光 電工業株式会社内 (72)発明者 鵜川 貞二 東京都新宿区西落合１丁目31番４号日本光 電工業株式会社内 (72)発明者 小林 直樹 東京都新宿区西落合１丁目31番４号日本光 電工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4C017 AA11 AC24 CC01 CC06 4C038 KK00 KL05 KL07 KX04

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検者の血管に投与された指示薬の血液
   中における濃度に関する値を測定する血中指示薬濃度関
   連値測定装置において、 医療従事者に、被検者への指示薬の投与のタイミングを
   報知する報知部を具備することを特徴とする血中指示薬
   濃度関連値測定装置。
2. 【請求項２】 さらに、測定を開始することを認識する
   ための入力部と、 操作者により前記入力部から測定開始のための入力が行
   われたときに、前記報知部に指示薬投与のタイミング報
   知を開始するように指示する報知開始指示部とを具備す
   ることを特徴とする請求項１に記載の血中指示薬濃度関
   連値測定装置。
3. 【請求項３】 前記報知部は、予告的報知と投与タイミ
   ング報知を含む報知を行なうことを特徴とする請求項１
   または請求項２に記載の血中指示薬濃度関連値測定装
   置。
4. 【請求項４】 前記報知部は、聴覚的に報知することを
   特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１つ
   に記載の血中指示薬濃度関連値測定装置。
5. 【請求項５】 前記報知部は、視覚的に報知することを
   特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１つ
   に記載の血中指示薬濃度関連値測定装置。
6. 【請求項６】 前記報知部は、触覚的に報知することを
   特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１つ
   に記載の血中指示薬濃度関連値測定装置。
7. 【請求項７】 請求項１ないし請求項６のうちいずれか
   １つに記載の血中指示薬濃度関連値測定装置において、 パルスフォトメトリー方式により指示薬の血液中におけ
   る濃度関連値の経時的変化から前記指示薬投与タイミン
   グの時点を基点として平均循環時間を求める処理部を具
   備することを特徴とする血中指示薬濃度関連値測定装
   置。
8. 【請求項８】 前記処理部は、さらに、前記平均循環時
   間を用いて、中心血液量を演算することを特徴とする請
   求項７に記載の血中指示薬濃度関連値測定装置。