JP2008279048A - 心機能変化評価装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】補助人工心臓装着中の心室収縮能の変化を、超音波エコー装置やコンダクタンスカテーテルを用いることなく、非浸襲的な方法で連続評価する。
【解決手段】心室（１０Ａ）に接続された連続流型補助人工心臓２０と、心室（１０Ａ）内の圧力を検出するための圧力センサ３０と、該圧力センサ３０により検出された心室内圧力と前記補助人工心臓２０の消費電力の関係の閉ループ内面積ＡＰＭｐに基づいて、補助人工心臓２０装着中の心室収縮能の変化を評価する手段（パソコン４０）と、を備える。前記圧力センサ３０を、心室（１０Ａ）と補助人工心臓２０を接続する脱血カニューラ２２に内蔵することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、心機能の変化評価装置に係り、特に、補助人工心臓装着中の心室収縮能の変化を、超音波エコー装置や、末梢血管から心室内に挿入されるコンダクタンスカテーテルを用いることなく、非侵襲的な方法で連続評価することが可能な心機能変化評価装置に関する。
出願人は、特許文献１で、遠心ポンプで構成した連続流型の補助人工心臓を提案している。このような補助人工心臓を装着した場合には、装着者の心臓の機能が回復する場合があり、心機能、特に左心室収縮能の変化を評価したい場合がある。
一方、心機能、特に左心室収縮能の変化を評価する方法の１つに、特許文献２に記載されたようなコンダクタンスカテーテルを左心室に挿入して、図１に示すような左心室内圧力−左心室内容積の関係から、ループ内面積を求めて、心機能の変化を評価する方法がある。図中のループ内面積（一回拍出量）が仕事量に対応する。
特開２００７−４４３０２号公報 特開２００２−１４３１０９号公報
しかしながら従来は、高価な超音波エコー装置を使用したり、コンダクタンスカテーテルを補助人工心臓装着者の左心室内に挿入する必要があり、侵襲的な方法であって、装着者に負担をかけるだけでなく、長時間適用した場合には、感染や血栓発生の可能性もあった。
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、補助人工心臓装着中の心室収縮能の変化を、超音波エコー装置やコンダクタンスカテーテルを用いることなく、非侵襲的な方法で連続評価可能とすることを課題とする。
発明者等の実験によると、図２に示すような連続流型左心補助人工心臓２０のモータの電流波形にモータ電圧を積算することで得られる消費電力波形と、脱血管２２に内蔵された圧力センサ３０より獲得した左心室１０Ａ内の圧力より、図３に示すような左心室内圧力−モータ消費電力関係図を作成することができ、この関係の閉ループ内面積ＡＰＭｐと、左心室１０Ａと補助人工心臓２０を合わせた全身に血液を拍出する外的仕事ＥＷには、図４に示す如く、十分な相関を得ることができた。この関係は、人工心臓のポンプ特性に依存せず、閉ループ内面積ＡＰＭｐより、補助人工心臓装着中の左心室収縮能の変化が評価できることを意味する。
本発明は、このような知見に基づいてなされたもので、心室に接続された連続流型補助人工心臓と、心室内の圧力を検出するための圧力センサと、該圧力センサにより検出された心室内圧力と前記補助人工心臓の消費電力の関係に基づいて、補助人工心臓装着中の心室収縮能の変化を評価する手段と、を備えたことを特徴とする心機能評価装置により、前記課題を解決したものである。
ここで、前記補助人工心臓装着中の心室収縮能変化を、前記心室内圧力と補助人工心臓の消費電力の関係の閉ループ内面積に基づいて評価することができる。
又、前記圧力センサを、心室と補助人工心臓を接続する脱血管に内蔵することができる。
本発明によれば、補助人工心臓装着中の心室収縮能変化を、超音波エコー装置やコンダクタンスカテーテルを用いることなく、非侵襲的な方法で、連続評価することが可能となる。
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
本実施形態は、図２に示した如く、心臓１０の左心室１０Ａに接続された連続流型補助人工心臓２０及びその駆動制御装置２１と、左心室１０Ａ内の圧力を検出するための圧力センサ３０及び血圧計３１と、前記圧力センサ３０により検出された左心室内圧力と前記補助人工心臓２０のモータの消費電力の関係の閉ループ内面積ＡＰＭｐに基づいて、補助人工心臓装着中の左心室収縮能変化を評価するためのパソコン（ＰＣ）４０とを備えたものである。
図において、１１は上行大動脈、１２は大動脈弓部、１４は下行大動脈、２３は送血管である。
前記補助人工心臓２０としては、例えば斜流ポンプを用いることができる。その他には、遠心ポンプや軸流ポンプなどを用いてもよい。
前記圧力センサ３０は、左心室１０Ａと補助人工心臓２０を接続する脱血管２２の先端部、心室に近い位置の壁に内蔵することが望ましい。
模擬循環回路や、動物実験において従来のコンダクタンスカテーテル等を使用し求めた、前記補助人工心臓２０のモータの消費電力と圧力センサ３０の出力から、図３に示したような左心室内圧力−モータ消費電力関係図を作成する。そして、求められた閉ループ内面積ＡＰＭｐと、コンダクタンスカテーテル等を使用して求めた左心室圧・容積ループ内の面積との関係を前もって求め、図４中に示したような関係式を作成する。
図２に示した如く、心臓が弱っていて弁が開かないフルバイパス状態であれば、図４の実線Ａに示したような、閉ループ内面積ＡＰＭｐに対して外的仕事ＥＷが小さな、相関の高い関係（相関係数０．９４程度）が得られる。一方、図５に示す如く、心臓が回復して大動脈弁が開く部分バイパス状態になった場合には、図４の破線Ｂに示す如く、外的仕事ＥＷが比較的高くなり、相関が若干悪くなる（相関係数０．８７程度）。従って、閉ループ内面積ＡＰＭｐの変化を連続モニターすれば、左心室収縮能の変化が推測できることを意味する。
なお、前記実施形態においては、補助人工心臓として、斜流ポンプが用いられていたが、本発明の適用対象はこれに限定されず、出願人が特許文献１で提案したような遠心ポンプや、軸流ポンプであっても、本発明を適用できる。
左心室内圧力・容積ループを用いた左心室の１サイクルを示す図 本発明の実施形態の構成を示す図 本発明の原理を説明するための左心室内圧力と補助人工心臓のモータ消費電力の関係を示す図 同じく圧モータ消費電力から求めた閉ループ内面積ＡＰＭｐと左心室圧・容積ループから求めた外的仕事の関係の例を示す図 前記実施形態の部分バイパス状態を示す図
符号の説明
１０…心臓
１０Ａ…左心室
１１…上行大動脈
１２…大動脈弓部
２０…補助人工心臓
２１…補助人工心臓・駆動制御装置
２２…脱血管
２３…送血管
３０…圧力センサ
３１…血圧計
４０…パソコン

Claims (3)

  1. 心室に接続された連続流型補助人工心臓と、
    心室内の圧力を検出するための圧力センサと、
    該圧力センサにより検出された心室内圧力と前記補助人工心臓の消費電力の関係に基づいて、補助人工心臓装着中の心室収縮能変化を評価する手段と、
    を備えたことを特徴とする心機能変化評価装置。
  2. 前記補助人工心臓装着中の心室収縮能変化を、前記心室内圧力と補助人工心臓の消費電力の関係の閉ループ内面積に基づいて評価することを特徴とする請求項１に記載の心機能変化評価装置。
  3. 前記圧力センサが、心室と補助人工心臓を接続する脱血管に内蔵されていることを特徴とする請求項１に記載の心機能変化評価装置。
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