JP2003511144A - 流体の速度を測定する精度を高める方法および装置 - Google Patents

流体の速度を測定する精度を高める方法および装置

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JP2003511144A JP2001529347A JP2001529347A JP2003511144A JP 2003511144 A JP2003511144 A JP 2003511144A JP 2001529347 A JP2001529347 A JP 2001529347A JP 2001529347 A JP2001529347 A JP 2001529347A JP 2003511144 A JP2003511144 A JP 2003511144A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、血管、特に大動脈などの導管を流れる液体、特に血液などの流体の速度を、ドップラー・トランスデューサ(４)により放出された信号によって測定する精度を高める方法および関連する装置に関する。本方法による、特徴的なやり方では、ドップラー・トランスデューサ(４)は、該トランスデューサ(４)によってトランスデューサ制御および演算装置(８)に送信されるドップラー信号を補正する少なくとも１つの補正データアイテムを含むプログラム可能なメモリ(５０)に関連づけられる。上記演算装置(８)は、ドップラー・トランスデューサにより放出されたそれぞれの信号に基づいて、それぞれの速度を測定する計算(１６にて)の際に、上記信号補正データアイテムを組み込み、該補正データアイテムを考慮しながら速度値を計算して、上記流体の速度の測定の補正を行い、それにより、該測定の精度を高める。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、本質的に、血管(特に大動脈)などの導管を流れる液体(特に血液)な
どの流体の速度を、ドップラー・トランスデューサにより放出された信号によっ
て測定する精度を高める方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発明の背景 文献ＦＲ−Ａ−２ ４２４ ７３３ ＩＮＳＥＲＭは、食道に挿入して大動脈に
おける流速を測定する超音波体内プローブを開示している。従来のプローブは、
カテーテル構造を特徴としており、その端部はバッグを有し、このバッグは外部
から液体により膨張させることができ、かつ超音波エミッタを取り囲んでおり、
この超音波エミッタはバッグの内側に完全に収容されており、このバッグはエミ
ッタが導管の内側で動くことを防止するように作用し、かつエミッタを音響的に
結合するように作用する。エミッタは、上記膨張可能バッグの内側で回転するよ
うに支持ブロック上に取り付けられ、この支持ブロックは、プローブの長手方向
軸上に実質的に配置されており、エミッタは、たとえばノブの形態をしている回
転駆動手段に対して外側の近接端で接続されたフレキシブルケーブルにより回転
される(特許請求の範囲、および図面を記述している対応のテキスト、特にｐ．
２ ｌ．２４〜ｐ．４ ｌ．２９を参照)。
【０００３】 従来のＩＮＳＥＲＭの文献は、文献ＵＳ ５，４７９，９２８号のコンテキス
トにおいて改善されており、この文献ＵＳ ５，４７９，９２８号によれば、体
内プローブは、プローブの長手方向軸に対して垂直でない傾斜角度で配向される
ように支持ブロックに固定された少なくとも１つのブロードビーム超音波トラン
スデューサ、および、液体の速度、特に液体の流速、具体的には導管が血管であ
る場合の血液の流速が測定される導管の長手方向軸に対して略垂直に配向するた
めに、プローブの長手方向軸に対して略垂直である角度で配向されるように支持
ブロックに固定された少なくとも１つのナロービーム超音波トランスデューサを
組み合わせて有している。
【０００４】 上記文献による改善は、完全に満足のいくものであり、ＤＹＮＥＭＯ ３００
０(登録商標)という商標名でＳＯＭＥＴＥＣから市販で入手可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的および概要 本発明の主な目的は、液体などの流体の速度を、かかるドップラー・トランスデ
ューサにより放出された信号により測定する精度を高めるために、ドップラー・
トランスデューサの各特徴を考慮することが可能な解決策を提供することに見ら
れる新規の技術的問題を解決することである。
【０００６】 本発明の別の主な目的は、ドップラー・トランスデューサの３Ｄ(３次元)位置
、特に、ドップラー・トランスデューサが超音波ビームを放射する角度を考慮す
ることも可能にさせ、それにより、液体などの流体の速度を、かかるドップラー
・トランスデューサにより放出された信号により測定する精度を高める解決策を
提供することである。
【０００７】 本発明の別の主な目的は、特に、単純で、低コストで、信頼性があり、医療ス
ケールおよび工業スケールで使用可能であるようにして、上記の新規の技術的問
題を解決することである。
【０００８】 これらの問題は、少数の部品を用いながらも従来技術のプローブ、特に、文献
ＵＳ ５，４７９，９２８号の主題を構築している改善され、ＤＹＮＥＭＯ ３
０００(商標)という機器の形態で売られているプローブの機能上の利点を維持し
た、特に単純な設計による低製造費での本発明により初めて解決される。
【０００９】
【課題を解決するための手段】 第１の態様では、本発明は、血管(特に大動脈)などの導管を流れる液体(特に
血液)などの流体の速度を、ドップラー・トランスデューサにより放出された信
号により測定する精度を高める方法であって、ドップラー・トランスデューサは
、該トランスデューサによってトランスデューサ制御および演算装置に送信され
るドップラー信号を補正する少なくとも１つの補正データアイテムを含むプログ
ラム可能なメモリに関連づけられ、上記演算装置は、上記ドップラー・トランス
デューサにより放出されたそれぞれの信号に基づいて、それぞれの速度を測定す
る計算の際に、上記信号補正データアイテムを組み込み、該補正データアイテム
を考慮しながら速度値を計算して、上記流体の速度の測定の補正を行い、それに
より、該測定の精度を高めることを特徴とする方法を提供する。
【００１０】 本方法の有利な特徴によれば、上記ドップラー・トランスデューサが、プロー
ブ、特に体内ドップラー効果プローブに組み入れられるか、またはそれに一体化
されており、該プローブに取り付けられて、該プローブの長手方向軸に対してあ
る角度で超音波ビームを放射すること、および上記プローブもまた上記プログラ
ム可能なメモリを含むことを特徴とする。
【００１１】 本方法の別の有利な実施によれば、上記プログラム可能なメモリはまた、ユー
ザにドップラー信号の感度の損失を伝える少なくとも１つの感度データアイテム
を有すること、および上記トランスデューサ制御および演算装置は、トランスデ
ューサによって送信された信号に関して実際に得られた感度がプログラム可能な
メモリに存在する感度値からそれほどかけ離れていないことを確認するために、
トランスデューサによって送信された信号の各測定に関して、プログラム可能な
メモリに存在する上記感度データアイテムを確認し、指定した限界値を超えると
、上記トランスデューサ制御および演算装置は、感度の損失を示す信号をユーザ
に発することを特徴とする。
【００１２】 本発明のさらなる別の有利な特徴によれば、本方法は、信号補正データアイテ
ムが、好ましくは、製造現場で実施されるとともに、その信号の信頼度を確認す
るためにドップラー・トランスデューサに関して予備使用試験を実施する試験に
基づいて得られることを特徴とする。
【００１３】 本発明の方法の別の有利な特徴によれば、感度データアイテムが、好ましくは
、製造現場で実施されるとともに、既知の速度で流れる流体の流速を測定する試
験中に得られることを特徴とする。
【００１４】 本発明の方法のさらなる別の有利な特徴によれば、本方法は、信号補正データ
アイテムが、プローブの軸に対して、ドップラービームが上記ドップラー・トラ
ンスデューサにより放出される角度を少なくとも含み、それにより、速度値がド
ップラー・トランスデューサからのビームの上記実際の作用角度を考慮するよう
にすることを特徴とする。
【００１５】 有利なことには、感度データは、ドップラー・トランスデューサを相当する回
数分使用することにより得られた複数の感度測定値の少なくとも一平均値を有し
、該それぞれの感度測定値は、トランスデューサから受信した信号の振幅に起因
する。
【００１６】 本発明の方法の別の有利な特徴によれば、トランスデューサ制御および演算装
置が、最新に計算された複数の感度測定値の平均値を連続的に計算し、その値を
、プログラム可能なメモリ中に感度データとして最初に書き込まれた感度平均値
と比較し、最初にプログラムされた感度測定値と比較して所定差を超えていると
、感度の損失を示す信号をユーザに発することを特徴とする。
【００１７】 本発明のさらなる別の有利な特徴によれば、本方法は、ドップラー・トランス
デューサが、たとえば上記流体が流れる導管の直径を測定するための追加トラン
スデューサと組合わさって動作する場合、その追加トランスデューサに関連する
少なくとも１つの感度データアイテムもまた、好ましくは、時間にわたるその感
度を確認し、かつ、感度が損失している場合にユーザに信号を発するために、上
記プログラム可能なメモリに提供されることを特徴とする。
【００１８】 また、第２の態様では、本発明は、血管(特に大動脈)などの導管を流れる液体
(特に血液)などの流体の速度を、ドップラー・トランスデューサにより放出され
た信号により測定する精度を高める装置であって、該装置は、上記トランスデュ
ーサによってトランスデューサ制御および演算装置に送信されるドップラー信号
を補正する少なくとも１つの補正データアイテムを含むプログラム可能なメモリ
を備えること、およびドップラー・トランスデューサにより放出されたそれぞれ
の信号に基づいて、それぞれの速度を測定する計算の際に、上記演算装置が上記
信号補正データアイテムを組み込み、かつ該補正データアイテムを考慮して速度
値を計算することを可能にさせる手段を設けて、上記流体の速度の測定の補正を
行い、それにより、その精度を高めることを特徴とする装置を提供する。
【００１９】 有利な一実施の形態では、上記ドップラー・トランスデューサは、プローブ、
特に体内ドップラー効果プローブに組み入れられるか、またはそれに一体化され
ており、プローブに取り付けられて、該プローブの長手方向軸に対してある角度
で超音波ビームを放射し、上記プローブもまた、上記制御および演算装置に接続
された上記プログラム可能なメモリを含み、したがって、該メモリは、プローブ
に確保され、かつそれ専用である。
【００２０】 本発明の別の有利な実施の形態では、上記プログラム可能なメモリは、上記ド
ップラー信号の感度の損失をユーザに伝える少なくとも１つの感度データアイテ
ムも含み、上記トランスデューサ制御および演算装置は、トランスデューサによ
って送信された信号に関して実際に得られた感度がプログラム可能なメモリに存
在する上記感度値からそれほどかけ離れていないことを確認するために、トラン
スデューサによって送信された信号の各測定に関して、プログラム可能なメモリ
に存在する感度データアイテムを確認し、信号発信手段を設け、感度が、設定し
た限界値を超える場合、トランスデューサ制御および演算装置は、この信号発信
手段により、感度の損失をユーザに伝える信号をユーザに発する。
【００２１】 本発明の別の有利な実施の形態では、上記信号補正データアイテムは、好まし
くは、製造現場で実施されるとともに、その信号の信頼度を確認するためにドッ
プラー・トランスデューサに関して予備使用試験を実施する試験から得られる。
【００２２】 本発明の別の有利な特徴によれば、感度データアイテムは、好ましくは、製造
現場で実施されるとともに、既知の速度で流れる流体の流速を測定する試験中に
得られる。
【００２３】 本発明の別の有利な特徴によれば、信号補正データアイテムは、プローブの軸
に対して、ドップラービームがドップラー・トランスデューサにより放出される
角度を少なくとも含み、それにより、速度値が、プローブに実際に取り付けられ
ているドップラー・トランスデューサからのビームの実際の作用角度を考慮する
ようにする。
【００２４】 本発明の別の有利な特徴によれば、感度データアイテムは、ドップラー・トラ
ンスデューサを相当する回数分使用することにわたって得られた複数の感度測定
値の少なくとも一平均値を有し、該それぞれの感度測定値は、トランスデューサ
から受信した信号の振幅に起因する。
【００２５】 本発明の別の有利な特徴によれば、トランスデューサ制御および演算装置は、
最新に計算された複数の感度測定値の平均値を連続的に計算し、その値を、プロ
グラム可能なメモリ中に感度データとして最初に入力された感度平均値と比較し
、最初にプログラムされた感度測定値と比較して所定差を超えていると、上記信
号発信手段により、感度の損失を示す信号をユーザに発する。
【００２６】 本発明の別の有利な特徴によれば、上記装置は、ドップラー・トランスデュー
サと組合わさって動作する追加トランスデューサをさらに備え、該追加トランス
デューサは、たとえば、上記流体が流れる導管の直径を測定するよう意図されて
おり、上記プログラム可能なメモリは、好ましくは、時間にわたりその感度を確
認し、かつ同様に、上記信号発信手段により、感度が損失している場合にユーザ
に信号を発するために、上記追加トランスデューサに関する少なくとも１つの感
度データアイテムをさらに含む。
【００２７】 したがって、本発明により、上記に述べた利点がすべて得られることが理解さ
れるであろう。
【００２８】 本発明の他の目的、特徴、および利点は、例示のみの目的で与えられいずれに
せよ本発明の範囲を限定することない、本発明の好適な実施の形態から明確にわ
かる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
発明の好適な実施の形態 図１は、特許ＵＳ ５，４７９，９２８号＝ＦＲ−Ａ−２，６９５，９９９号＝
ＥＰ−Ａ−０，５９５，６６６号の図１を再現しており、本質的に同一の参照符
号を用いている。図１を参照すると、流体Ｆの流速を測定するカテーテル形状プ
ローブ１が従来の方法で製造されている。たとえば、プローブは、好ましくは、
大動脈１０における血液の流速を測定するように意図されており、プローブ１は
ドップラー・トランスデューサ４を備え、このドップラー・トランスデューサ４
は、ブロードビーム４ａを有しており、例として、特許ＵＳ ５，４７９，９２
８号＝ＦＲ−Ａ−２，６９５，９９９号＝ＥＰ−Ａ−０，５９５，６６６号に記
載されているものと同じタイプのものであり、当業者が参照できるものである。
【００３０】 この好適な実施の形態では、ドップラー・トランスデューサ４は、製造上、プ
ローブ１の長手方向軸ｘ−ｘ’に対して６０°の超音波ビームの傾斜角度を呈す
るように設計される。
【００３１】 付随的に、かつ好ましくは、ドップラー・トランスデューサ４は、たとえば、
好ましくは、血管(この場合では大動脈１０)における血液の流速を測定する環境
では、追加トランスデューサ５と組合わさって動作し、文献ＵＳ ５，４７９，
９２８号に記載されているようにトランスデューサはナロービーム５ａを生成し
、該トランスデューサは、上記の明記された文献に記載されるように、かつ特に
これらの文献から当業者にも知られているように、直径、ひいては速度が測定さ
れる流体Ｆが流れる導管１０の流路断面(flow section)Ｓを測定する目的のため
、プローブの長手方向軸に平行して配置されて、その超音波ビームがプローブの
長手方向軸に垂直に延出するようになっている。
【００３２】 ＵＳ ５，４７９，９２８号＝ＦＲ−Ａ−２，６９５，９９９号＝ＥＰ−Ａ−
０，５９５，６６６号での図１における参照符号と同一の、図１における他の参
照符号は、以下の意味を有しており、たとえば参照符号１は、血管(この場合で
は大動脈１０)と向かい合っている導管(この場合では食道１３)に取り付けられ
ている場合に、いったん膨張可能なバルーン６が当業者に周知の方法で膨張する
と、固定された位置をとる(take up)であろうカテーテル形状プローブの外側部
分を示している。
【００３３】 カテーテル形状プローブ１は、超音波トランスデューサ４および５が取り付け
られている支持ブロック３に、両端のうち一方の端で接続された内部フレキシブ
ルケーブル２を有する。トランスデューサ４および５は、遠位端でプローブ１に
配設された電気ケーブル７に接続されており、トランスデューサを制御し、かつ
送る信号を処理するコンピュータセンターまたはコンピュータ(演算)装置に接続
するために、プローブ１を外側に置いた状態にしてある。支持ブロック３に接続
された端から離れているフレキシブルケーブル２の外端は、駆動部材９に接続さ
れ、この場合では、この駆動部材９は本発明により修正されて把持に適したハン
ドル形態になっており、支持ブロック３を回転させるために軸の周りにフレキシ
ブルケーブル２を適切に回転させ、それによって、トランスデューサ４および５
それぞれの超音波ビーム４ａおよび５ａの向きを、流体Ｆ(この場合では血液)の
流速の測定が望まれている導管１０(たとえば大動脈)に対して適切に直接的に変
える(回転させる)。ＵＳ ５，４７９，９２８号およびその等価物に記載されて
いるように、制御および演算装置８は、リンク７によってトランスデューサ５に
連結された手段１４を備えており、この手段１４は、ナロービームトランスデュ
ーサ５によって受信されたエコー信号の振幅を決定するように設計されている。
これらの決定手段１４は折り返し信号中の最大振幅を検出するように設計された
手段１５に接続されている。
【００３４】 導管１０の断面に２つの対向極点で外接する範囲Ｐ２−Ｐ１を、該範囲Ｐ２−
Ｐ１から来る、トランスデューサ５のエコーのみを考慮することにより決定する
手段１６も、制御および演算装置８に設ける。手段１６は、トランスデューサ５
からの信号の反射エコーの最大振幅により検出される、導管(この場合では大動
脈１０)の２つの極点に対応する範囲ｄ２−ｄ１を決定するために、手段１５に
連結される。範囲ｄ２−ｄ１がわかることにより、導管１０(この場合では大動
脈)の断面が円形であるとみなすことが従来的であるので流路断面Ｓを計算する
ことが可能となる。従来、適切なソフトウェアを有するマイクロコンピュータを
備える手段１６は、図１に示すように、かつ特に構造からわかるように、２つの
ビーム４ａおよび５ａ間の傾斜角度θも考慮する。これらの手段１６は、リンク
７２によりトランスデューサ４に連結された選択手段１７を制御する。手段１７
は、範囲Ｐ２−Ｐ１に対応する応答時間間隔にわたって得られる、トランスデュ
ーサ４からの信号のそれらのエコーのみを選択することを可能にさせる。選択手
段１７は、ドップラー信号を得るために、従来の信号処理手段１９に連結される
。これらの処理手段１９はまた、導管１０(この場合では大動脈)の断面Ｓにわた
って平均をとられた、流体Ｆ(この場合では血液)の平均速度Ｖｍを決定するのに
適した在来式手段２０に連結される。
【００３５】 ＵＳ ５，４７９，９２８号に記載されているように、装置８は、粒子(この
場合では赤血球)を移動(運動)させることにより後方錯乱したエネルギーを測定
するのに適した手段２１も有する。測定手段２１からの出力は、血液の速度を測
定する場合に、特に心収縮期中の後方錯乱したエネルギーが１つまたは複数の決
まった瞬間に通過できるように設計された手段２２に連結され、該手段２２はま
た、これらの決まった瞬間、特に血液が測定されている場合に心収縮期が起こる
瞬間を決定するのに適した手段２３にも連結されている。手段２２は、血液が測
定されている場合に、心収縮期中の後方錯乱したエネルギーＥＳの値を送付(del
iver)する。
【００３６】 ＵＳ ５，４７９，９２８号に記載されているように、心収縮期外、特に拡張
期中に、実際に移動(運動)中の粒子によって覆われている領域ＳＤは、全断面Ｓ
よりも小さい可能性が高い。
【００３７】 心収縮期ＥＳ中および拡張期ＥＤ中の後方錯乱したエネルギーを考慮すること
によって、実際の流路断面、または流速に伴う有効理想断面(effective ideal s
ection)ＳＤを決定することが可能である。この領域は、以下の数式： ＳＤ＝Ｓ・(ＥＤ／ＥＳ)＝Ｓ・Ｋ
【００３８】 により定義される。
【００３９】 補正係数Ｋは、手段２１および２２に連結された補正手段２４によって決定さ
れる。補正手段２４は、係数Ｋを経験的補正係数で重み付けし、この経験的補正
係数は、使用時のトランスデューサ４の技術的特性および手段１９の技術的特性
、特に放出されたドップラー信号の帯域および検出された速度の最小値を考慮し
ている。補正手段２４は手段２５に連結され、これはまた、断面にわたる平均速
度を決定する手段２０に連結されている。手段２５は、領域にわたる平均速度お
よび補正係数Ｋについての値を用いて、補正された平均速度ＶＣを計算すること
、ひいては流体Ｆ、この場合、導管１０(この場合では大動脈)に対し垂直に配置
されたトランスデューサ５により得られた距離Ｄ１およびＤ２から測定されて、
導管１０の断面Ｓがわかっている場合に、局所領域ＳＤを移動する血液の流速を
計算することを可能にさせる。
【００４０】 一実施の形態では、補正係数信号Ｋは、以下の方程式：
【００４１】
【数１】
【００４２】 により表すことができる。 ここで、 Ｋ＝補正係数、 ＥＤ＝上記のような部分的に後方錯乱したエネルギー、 ＥＳ＝上記のような完全に後方錯乱したエネルギー、 ｎは、別の補正係数を構成する数であり、 ｋは、ドップラー・トランスデューサ４の技術的特性、およびドップラー効果ト
ランスデューサ４と関連づけられた信号を放出、受信、測定、および処理する、
測定手段１９を含む手段の技術的特性によって決まる、上記のような補正係数で
ある。
【００４３】 本発明の環境では、流体の速度を測定する精度を高めるために、プローブ１お
よびその制御および演算装置８を備え、本発明により、ドップラー・トランスデ
ューサ４に関連付けられ、トランスデューサ４からその制御および演算装置８、
特にその計算手段１６に送信されたドップラー信号を補正するための少なくとも
１つのデータアイテムを含むプログラム可能なメモリ５０をさらに備えた装置を
提供する。かかるプログラム可能なメモリは、たとえば、ＥＥＰＲＯＭとして知
られているメモリ、またはフラッシュメモリとして知られているメモリなどが市
販により入手可能である。計算手段１６は、慣例的には、たとえば、制御するの
に適切なソフトウェアを有するコンピュータまたはマイクロコンピュータを備え
ている。こうした環境では、計算手段１６は、ドップラー・トランスデューサ４
により得られる各測定値に関して計算を行うたびごとに、プログラム可能なメモ
リ５０に記録される上記信号補正データアイテムを組み入れたソフトウェアも有
する。
【００４４】 本発明の好ましい特性によれば、この信号補正データアイテムは、ドップラー
・トランスデューサ４によって超音波ビームが放出される角度θを少なくとも含
む。この角度は、各測定のために既知の異なる速度値に調節されることが好まし
い流量の既知の速度で、既知の直径に較正された導管に沿って流れている流体に
関して、ドップラー・トランスデューサ４を用いて、複数の速度測定を行うこと
により決定される。
【００４５】 当業者にはよく知られているように、ドップラー効果により得られる流体の流
速は、以下の数式：
【００４６】
【数２】
【００４７】 から導かれる。 ここで、 ΔＦ＝ドップラー効果の結果による、受信および放出間の周波数差、 Ｆｅｍｉｔ＝超音波ビームがドップラー・トランスデューサにより放出される周
波数、 Ｃ＝１５８４メートル／秒(ｍ／ｓ)である、媒体(たとえば血液)中の音の伝播速
度、 θ＝プローブ１の長手方向軸ｘ−ｘ’に対して、超音波ビームがドップラー・ト
ランスデューサ４により放出される角度である。
【００４８】 その結果、実際に測定された速度値からの開始、および異なる流速での複数の
速度測定の平均からの開始により、超音波ビームがドップラー・トランスデュー
サにより放出される(すなわちプローブにより放出される)角度の正確な値が得ら
れる。
【００４９】 このようにして、この角度θがプログラム可能なメモリ５０に包含されて、所
定の導管１０(特に好ましくは大動脈である)に沿って流れる流体Ｆの速度を測定
する場合の実際の速度を計算する際に、演算装置８によって後続して使用できる
。好ましくは、プログラム可能なメモリは、プローブ１の一体化部分に組み入れ
られるか、または形成しており、したがって、プローブについて「識別特性(sig
nature)」を構成するという利点を有する。
【００５０】 本発明の別の有利な特徴によれば、プログラム可能なメモリ５０は、ドップラ
ー・トランスデューサ４の感度に関するデータも有する。
【００５１】 この感度データは、トランスデューサ制御および演算装置８をプログラミング
することにより得られ、該トランスデューサ制御および演算装置８は、各速度測
定に関して、ドップラー放射後にトランスデューサにより受信された信号の振幅
を記憶し、複数の測定にわたる平均値をとって、プログラム可能なメモリ５０に
演算装置８によって後続して記憶される基準感度を計算し、この基準感度は最初
の基準感度として後続して使用され、続いて各測定に関して、制御および演算装
置８は、ドップラー・トランスデューサ４の感度を再計算し、好ましくは、複数
の測定にわたる平均値もとり、その値を最初の感度と比較して、差が大きすぎる
場合(たとえば、最初の感度測定値に対して±１０％より大きい場合)には、制御
および演算装置８は、感度が損失したことをユーザに伝える信号をユーザに発信
する。例として、この信号は、アラーム、警報ランプ、またはメッセージであり
得る。
【００５２】 たとえば、受信した電気信号の実効値(ｒｍｓ値)を用いることが可能である。
例として、この値は、３ｍｍ×４ｍｍの寸法を有し約５ＭＨｚで動作する従来の
ドップラー・トランスデューサ４に対し、約５０μＶである。
【００５３】 特に、かつ好ましくは、流体Ｆが流れている導管１０の直径を測定するために
、追加トランスデューサ５を用いる場合、追加トランスデューサ５の感度は同様
にして測定され、この感度測定値もまたプログラム可能なメモリ５０に入力して
、適切な場合、この追加トランスデューサについての感度の損失に関する同様の
信号をユーザに与えるようにする。例として、最初の感度値は、直径３ｍｍを有
し周波数約１０ＭＨｚで動作する追加トランスデューサ５に対し、８０μＶであ
ってもよい。
【００５４】 したがって、本発明により、ドップラー・トランスデューサ４の適正な動作、
おそらくは追加トランスデューサ５の適正な動作も監視することが可能となり、
かつユーザに伝えること、またはプローブに存在し得るいずれの他の追加トラン
スデューサをも監視することが可能になることが理解されるであろう。
【００５５】 本発明の環境では、市販により入手可能な任意のプログラム可能なメモリが用
いられ得る。現時点で市販により入手可能であるプログラム可能なメモリの例と
しては、電気的に消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ(ＥＥＰＲＯＭ)、
またはさらに言えばフラッシュメモリがあり、本発明は、将来に入手可能となる
であろういずれの他のプログラム可能なメモリとともに用いることができる。
【００５６】 図２を参照すると、プローブに実際に取り付けられるドップラー・トランスデ
ューサの特性を決定する目的のために、本発明のプログラム可能なメモリを組み
込んだ図１に示すプローブを較正する動作を示す略図が示されており、このドッ
プラー・トランスデューサの特性を続けて使用して、導管１０中を循環する流体
Ｆの測定された流速を補正する。この目的のため、液体(たとえば水)で充填され
ており、ウェル６０ａを有するタンク６０が設けられ、このウェル６０ａは水で
充填されており、このウェル６０ａには、上記トランスデューサ４および５を有
するプローブ１の作動端が挿入される。したがって、ウェル６０ａは人体の食道
１３を表している。タンク６０は、デンプンを含有する水などの流体６３を循環
する閉回路６２を中に浸し入れており、それにより、閉回路６２は、血液が流れ
ている大動脈１０を表し、閉回路６１の流路断面Ｓ１は、たとえば、血管の流路
断面Ｓに近い値Ｓ１に較正されて、体内にある場合のプローブ１の本当の作業条
件に近い作業下にて試験が実行されることを可能にするようになっている。液体
(流体)６３が閉回路６２の廻りを流れる速度は、閉回路６２内の液体６３の流速
を調整するポンプまたは任意の他の同様な装置に作用することによって決定され
る。上記流体の流速は、６６で示す、任意の適切な流速測定装置により読み取ら
れる。その製造現場でのこれらの試験中、プローブは、特に計算手段１６(たと
えばコンピュータまたはマイクロコンピュータ)を備える制御装置８に接続され
る。得られた結果とともに種々のパラメータが表示されるスクリーン６８も一般
的に設けられる。
【００５７】 実施される試験は、閉回路６２の廻りを流れる液体６３の流速を、種々の異な
る値に流量計またはスピナー６４によって調整すること、ひいてはドップラー・
トランスデューサ４について較正曲線をプロットすることを可能にすることを含
む。
【００５８】 かかる較正曲線の例を図３に挙げる。図３の縦座標(基準流速)は、流速測定装
置６６(図２)によって提供される基準測定値に対応し、横座標(測定された流速)
は、超音波ビームが６０°の角度θ(θideal＝６０°)で傾斜しているものとし
、プローブ制御および演算装置８(図２)の計算手段１６(図２)を用いた、プロー
ブによって行われる測定に対応する。
【００５９】 超音波ビームに関連する曲線、推定角度、および線形回帰相関がスクリーン６
８(図２)上に表示される。
【００６０】 制御装置８(図２)は、プローブ５０(図２)のメモリに超音波ビームについて推
定角度(この例では５９．６７°)を自動的にセーブする。
【００６１】 上記式から：
【００６２】
【数３】
【００６３】 以下の式を示すことができ、 θest.＝ArcCos{(基準流速／測定された流速)×Cos(θideal)}
【００６４】 基準流速／測定された流速の比は、図３に示す点を通る回帰線の傾きによって
直接得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 特許ＵＳ ５，４７９，９２８号の図１によるドップラー・トラ
ンスデューサを備えているが、本発明によるプログラム可能なメモリを組み入れ
るよう改変されたプローブであって、特許ＵＳ ５，４７９，９２８号の図１の
ような、血管(この場合では大動脈１０)と向かい合った食道での作用位置におけ
る断面立面図で示されたプローブを示す図である。
【図２】 プローブに実際に取り付けられたドップラー・トランスデューサ
の特性を決定するために、本発明によるプログラム可能なメモリを備える、図１
に示すプローブを較正する動作を示す略図である。
【図３】 図２の装置を用いてドップラー・トランスデューサ４を較正する
ために、製造現場で実施される試験中に得られる較正曲線である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ペシュー、ティエリ フランス国、75012 パリ、リュ・ドゥ・ トゥル ６ Ｆターム(参考） 4C301 DD02 EE11 FF09 JB17

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 血管、特に大動脈などの導管を流れる液体、特に血液などの
    流体の速度を、ドップラー・トランスデューサにより放出された信号により測定
    する精度を高める方法であって、前記ドップラー・トランスデューサは、該トラ
    ンスデューサによってトランスデューサ制御および演算装置に送信されるドップ
    ラー信号を補正する少なくとも１つの補正データアイテムを含むプログラム可能
    なメモリに関連づけられ、前記演算装置は、前記ドップラー・トランスデューサ
    により放出されたそれぞれの信号に基づいて、それぞれの速度を測定する計算の
    際に、前記信号補正データアイテムを組み込み、該補正データアイテムを考慮し
    ながら速度値を計算して、前記流体の速度の測定の補正を行い、それにより、該
    測定の精度を高める方法。
  2. 【請求項２】 前記ドップラー・トランスデューサは、プローブ、特に体内
    ドップラー効果プローブに組み入れられるか、またはそれに一体化されており、
    前記プローブに取り付けられて、該プローブの長手方向軸に対してある角度で超
    音波ビームを放射し、前記プローブはまた、前記プログラム可能なメモリを含む
    、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記プログラム可能なメモリはまた、ユーザに前記ドップラ
    ー信号の感度の損失を伝える少なくとも１つの感度データアイテムを有し、前記
    トランスデューサ制御および演算装置は、前記トランスデューサによって送信さ
    れた信号に関して実際に得られた感度が前記プログラム可能なメモリに存在する
    感度値からそれほどかけ離れていないことを確認するために、前記トランスデュ
    ーサによって送信された前記信号の各測定に関して、前記プログラム可能なメモ
    リに存在する前記感度データアイテムを確認し、指定した限界値を超えると、前
    記トランスデューサ制御および演算装置は、感度の損失を示す信号をユーザに発
    する、請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記信号補正データアイテムは、好ましくは、製造現場で実
    施されるとともに、その信号の信頼度を確認するために前記ドップラー・トラン
    スデューサに関して予備使用試験を実施する試験に基づいて得られる、請求項１
    に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記感度データアイテムは、好ましくは、製造現場で実施さ
    れるとともに、既知の速度で流れる流体の流速を測定する試験中に得られる、請
    求項３に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記信号補正データアイテムは、前記プローブの前記軸に対
    して、前記ドップラービームが前記ドップラー・トランスデューサにより放出さ
    れる角度を少なくとも含み、それにより、前記速度値が前記ドップラー・トラン
    スデューサからのビームの実際の作用角度を考慮するようにする、請求項１に記
    載の方法。
  7. 【請求項７】 前記感度データは、前記ドップラー・トランスデューサを相
    当する回数分使用することにより得られた複数の感度測定値の少なくとも一平均
    値を有し、該それぞれの感度測定値は、前記トランスデューサから受け取った前
    記信号の振幅に起因する、請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記トランスデューサ制御および演算装置は、最新に計算さ
    れた複数の感度測定値の平均値を連続的に計算し、その値を、前記プログラム可
    能なメモリ中に感度データとして最初に書き込まれた感度平均値と比較し、最初
    にプログラムされた感度測定値と比較して所定差を超えていると、感度の損失を
    示す信号をユーザに発する、請求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記ドップラー・トランスデューサが、たとえば前記流体が
    流れる導管の直径を測定するための追加トランスデューサと組合わさって動作す
    る場合、該追加トランスデューサに関連する少なくとも１つの感度データアイテ
    ムもまた、好ましくは、時間にわたるその感度を確認し、かつ、感度が損失して
    いる場合にユーザに信号を発するために、前記プログラム可能なメモリに提供さ
    れる、請求項１に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 血管、特に大動脈などの導管を流れる液体、特に血液など
    の流体の速度を、ドップラー・トランスデューサにより放出された信号により測
    定する精度を高める装置であって、該装置は、前記トランスデューサによってト
    ランスデューサ制御および演算装置に送信されるドップラー信号を補正する少な
    くとも１つの補正データアイテムを含むプログラム可能なメモリを備えており、
    前記ドップラー・トランスデューサにより放出されたそれぞれの信号に基づいて
    、それぞれの速度を測定する計算の際に、前記演算装置が前記信号補正データア
    イテムを組み込み、かつ該補正データアイテムを考慮して速度値を計算すること
    を可能にさせる手段を設けて、前記流体の速度の測定の補正を行い、それにより
    、その精度を高める装置。
  11. 【請求項１１】 前記ドップラー・トランスデューサは、プローブ、特に体
    内ドップラー効果プローブに組み入れられるか、またはそれに一体化されており
    、前記プローブに取り付けられて、該プローブの長手方向軸に対してある角度で
    超音波ビームを放出し、前記プローブはまた、前記制御および演算装置に接続さ
    れた前記プログラム可能なメモリを含み、したがって該メモリは、前記プローブ
    に確保され、かつそれ専用である請求項１０に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 前記プログラム可能なメモリは、前記ドップラー信号の感
    度の損失をユーザに伝える少なくとも１つの感度データアイテムも含み、前記ト
    ランスデューサ制御および演算装置は、前記トランスデューサによって送信され
    た前記信号に関して実際に得られた感度が、前記プログラム可能なメモリに存在
    する感度値からそれほどかけ離れていないことを確認するために、前記トランス
    デューサによって送信された前記信号の各測定に関して、前記プログラム可能な
    メモリに存在する前記感度データアイテムを確認し、信号発信手段を設け、感度
    が、設定した限界値を超える場合、前記トランスデューサ制御および演算装置は
    、前記信号発信手段により、感度の損失をユーザに伝える信号をユーザに発する
    、請求項１０に記載の装置。
  13. 【請求項１３】 前記信号補正データアイテムは、好ましくは、製造現場で
    実施されるとともに、その信号の信頼度を確認するために前記ドップラー・トラ
    ンスデューサに関して予備使用試験を実施する試験から得られる、請求項１０に
    記載の装置。
  14. 【請求項１４】 前記感度データアイテムは、好ましくは、製造現場で実施
    されるとともに、既知の速度で流れる流体の流速を測定する試験中に得られる、
    請求項１０に記載の装置。
  15. 【請求項１５】 前記信号補正データアイテムは、プローブの軸に対して、
    ドップラービームが前記ドップラー・トランスデューサにより放射される角度を
    少なくとも含み、それにより、前記速度値が前記ドップラー・トランスデューサ
    からの実際にプローブ上に生じた時の前記ビームの実際の作用角度を考慮するよ
    うにする、請求項１０に記載の装置。
  16. 【請求項１６】 前記感度データアイテムは、前記ドップラー・トランスデ
    ューサを相当する回数分使用することにわたって得られた複数の感度測定値の少
    なくとも一平均値を有し、該それぞれの感度測定値は、前記トランスデューサか
    ら受信した信号の振幅に起因する、請求項１０に記載の装置。
  17. 【請求項１７】 前記トランスデューサ制御および演算装置は、最新に計算
    された複数の感度測定値の平均値を連続的に計算し、その値を、前記プログラム
    可能なメモリ中に感度データとして最初に入力された感度平均値と比較し、最初
    にプログラムされた感度測定値と比較して所定差を超えていると、信号発信手段
    により、感度の損失を示す信号をユーザに発する、請求項１０に記載の装置。
  18. 【請求項１８】 前記ドップラー・トランスデューサと組合わさって動作す
    る追加トランスデューサをさらに備え、該追加トランスデューサは、たとえば、
    前記流体が流れる導管の直径を測定するよう意図されており、前記プログラム可
    能なメモリは、好ましくは、時間にわたりその感度を確認し、かつ同様に、信号
    発信手段により、感度が損失している場合にユーザに信号を発するために、前記
    追加トランスデューサに関する少なくとも１つの感度データアイテムをさらに含
    む、請求項１０に記載の装置。
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