JP2011087705A

JP2011087705A - System for monitoring thrombosis

Info

Publication number: JP2011087705A
Application number: JP2009242551A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Shiraishi; 知大白石; Masakazu Kurita; 昌和栗田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-10-21
Filing date: 2009-10-21
Publication date: 2011-05-06
Anticipated expiration: 2029-10-21
Also published as: JP5431110B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system for monitoring thrombosis in an anastomosed part of a blood vessel after vascularized free tissue graft surgery. <P>SOLUTION: Data on calculated values of the size and phase of impedance acquired by applying an alternating current to a region where a thrombus may be possibly formed and measuring the voltage are processed, and the thrombosis detected by the change at some time point of both the size and phase numerical values retained over time is displayed. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、血管柄付遊離組織移植術後の血管吻合部などにおける血栓形成をモニタリングするためのシステムに関する。 The present invention relates to a system for monitoring thrombus formation at a vascular anastomosis after vascularized free tissue transplantation.

１９７０年代後半にマイクロサージャリーの技術を用いた血管柄付遊離組織移植術が開発されて以来、当該術式は現在では形成再建外科領域において必須の技術とされるまでに標準的なものとなっているが、その最大の合併症は吻合部における血栓形成であることは医療従事者によく知られた事実である。その確率は約５％以下とされており、血栓形成が確認された場合、移植される組織の種類にもよるが、２時間以内に再吻合術を行うことで、移植された組織が救済されることが多い。従って、吻合血管の閉塞を早期に発見することは極めて重要である（非特許文献１）。
一般に、遊離組織移植術後の血流の確認は、移植組織が体表から観察可能な場合には組織の色調、温度、弾性、毛細血管の再充血などを判断材料として、医師による診察によって行われることが多い。その他、レーザー温度計なども用いられるが、適応範囲は限られている。移植組織が体内に埋入されており、体表からの観察が困難である場合には、ドップラー超音波を利用して血流が確認されることが多い。しかしながら、医師による診察は客観性に乏しく、複数の医師の総合的判断で血栓形成の可能性が高いとされた場合に再手術を行い、吻合血管を直視下に確認して血栓形成の有無が判断されることも多い。また、ドップラー超音波を用いた観察では、観察対象である吻合血管ではなく、その周囲に存在する血管の血流を観察している場合も多く、結果として、血流音が確認されているにも関わらず、吻合血管は血栓を形成していたということも多く存在する。従って、現状においては、いずれの方法も熟練した医師による確認を必要とするものであり、かつ、手法自体に不確実性が存在することが否めない。また、先述したように、血栓が形成された場合には、２時間以内に再手術を行うことが望ましいが、そのためには頻回の観察作業を必要とするため、医療従事者の負担が大きい状況にある。 Since the development of vascularized free tissue transplantation using microsurgery technology in the late 1970s, the procedure has now become standard until it is considered an essential technique in the field of plastic and reconstructive surgery. However, it is a fact well known to healthcare professionals that the greatest complication is thrombus formation at the anastomosis. The probability is about 5% or less, and when thrombus formation is confirmed, depending on the type of tissue to be transplanted, re-anastomosis is performed within 2 hours, and the transplanted tissue is rescued. Often. Therefore, it is extremely important to detect an anastomotic blood vessel occlusion at an early stage (Non-patent Document 1).
In general, confirmation of blood flow after free tissue transplantation is performed by a doctor's examination if the transplanted tissue is observable from the body surface, using the color tone, temperature, elasticity, and re-concentration of capillaries as judgment materials. Often. Other, but also used a laser thermometer, application range is limited. When the transplanted tissue is embedded in the body and observation from the body surface is difficult, blood flow is often confirmed using Doppler ultrasound. However, the doctor's examination is not objective, and if the possibility of thrombus formation is high according to the comprehensive judgment of multiple doctors, re-operation is performed and the anastomosis blood vessel is confirmed directly under the eyes to check for thrombus formation. Often judged. In addition, observation using Doppler ultrasound often observes the blood flow of the blood vessels existing around the anastomotic blood vessels that are the object of observation, and as a result, blood flow sounds have been confirmed. Nevertheless, it anastomosis blood vessels there are also many that had to form a blood clot. Therefore, under the present circumstances, it is undeniable that any method requires confirmation by a skilled doctor and there is uncertainty in the method itself. In addition, as described above, when a thrombus is formed, it is desirable to perform re-operation within 2 hours. However, this requires a lot of observation work, which is a heavy burden on medical personnel. Is in the situation.

Daniel N et al. Salvage of failed free flaps used in head and neck reconstruction. Head and Neck oncology 2009Daniel N et al. Salvage of failed free flaps used in head and neck reconstruction.Head and Neck oncology 2009

そこで本発明は、血管柄付遊離組織移植術後の血管吻合部などにおける血栓形成をモニタリングするためのシステムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a system for monitoring thrombus formation in a vascular anastomosis portion after vascularized free tissue transplantation.

本発明者は、上記の点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、血栓が形成される可能性のある部位に交流電流を印加して電圧を測定し、印加した交流電流と測定された電圧から計算されるインピーダンスの大きさと位相の数値の経時的な推移の変動は、血流量の変動を反映していることを知見した。 As a result of intensive studies in view of the above points, the inventor applied an alternating current to a site where a thrombus may be formed, measured the voltage, and applied the alternating current and the measured voltage. It was found that the fluctuation of the calculated magnitude of the impedance and the numerical value of the phase over time reflects the fluctuation of the blood flow.

上記の知見に基づいてなされた本発明の血栓形成をモニタリングするためのシステムは、請求項１記載の通り、血栓が形成される可能性のある部位に交流電流を印加して電圧を測定することで取得されたインピーダンスの大きさと位相の計算値をデータ処理し、両者の経時的に維持されていた数値のある時点を境にした変動によって検知される血栓形成を表示するようにしたことを特徴とする。 The system for monitoring thrombus formation according to the present invention based on the above findings is to measure the voltage by applying an alternating current to a site where a thrombus may be formed as described in claim 1. The calculated values of the magnitude and phase of the impedance obtained in step 1 are processed, and the thrombus formation detected by the fluctuation of the numerical value maintained over time at a certain point in time is displayed. And

本発明によれば、血管柄付遊離組織移植術後の血管吻合部などにおける血栓形成をモニタリングするためのシステムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the system for monitoring the thrombus formation in the blood vessel anastomosis part etc. after a vascularized free tissue transplantation can be provided.

実施例１におけるインピーダンスの大きさと位相の数値のそれぞれの変動を示すグラフである。6 is a graph showing fluctuations in impedance magnitude and phase numerical value in Example 1. 実施例２におけるインピーダンスの大きさと位相の数値のそれぞれの変動を示すグラフである。It is a graph which shows each fluctuation | variation of the magnitude | size of an impedance in Example 2, and the numerical value of a phase. 実施例３におけるインピーダンスの大きさと位相の数値を組み合わせて表現されるインピーダンスベクトルの終点の軌跡を示すグラフである。It is a graph which shows the locus | trajectory of the end point of the impedance vector expressed combining the magnitude | size of an impedance in Example 3, and the numerical value of a phase.

本発明の血栓形成をモニタリングするためのシステムは、血栓が形成される可能性のある部位に交流電流を印加して電圧を測定することで取得されたインピーダンスの大きさと位相の計算値をデータ処理し、両者の経時的に維持されていた数値のある時点を境にした変動によって検知される血栓形成を表示するようにしたことを特徴とするものである。 The system for monitoring thrombus formation according to the present invention is a data processing of the calculated values of impedance and phase obtained by measuring the voltage by applying an alternating current to a site where a thrombus may be formed. In addition, the thrombus formation detected by a change at a certain point in time between the numerical values maintained over time is displayed.

本発明の血栓形成をモニタリングするためのシステムは、例えば、血栓が形成される可能性のある部位に交流電流を印加して電圧を測定し、印加した交流電流と測定された電圧からインピーダンスの大きさと位相の数値を計算するための手段、それぞれの計算値をデータ処理して両者の数値の経時的な推移を表示するための手段から構成される。前者の手段としては、例えば回路素子測定器（ＬＣＲメータ）や周波数特性解析装置（ＦＲＡ）を用いることができ、後者の手段としては、例えば表示装置を備えたコンピュータを用いることができる。 The system for monitoring thrombus formation according to the present invention, for example, measures the voltage by applying an alternating current to a site where a thrombus may be formed, and increases the impedance from the applied alternating current and the measured voltage. And means for calculating the numerical values of the phases and means for processing the calculated values and displaying the transition of the numerical values over time. As the former means, for example, a circuit element measuring instrument (LCR meter) or a frequency characteristic analyzer (FRA) can be used, and as the latter means, for example, a computer equipped with a display device can be used.

血栓が形成される可能性のある部位（例えば血管柄付遊離組織移植術における移植組織）への交流電流の印加は、例えば０．１〜１００ｋＨｚ，０．０１〜１Ｖの設定で、電極を当該部位に貼付したり刺入したりすることで行えばよい。印加した交流電流と測定された電圧から計算されるインピーダンスの大きさと位相の数値の経時的な推移の変動は、それぞれ血流量の変動を反映し、例えば上記の条件で交流電流を印加した場合、位相の数値の上昇（位相の数値は−９０〜０°の範囲で変動するので絶対値として捉えた場合は数値の低下）は血流量の低下を意味する（大きさの数値の変動については一定の方向性はない）。従って、血流に対する障害と位置付けられる血栓形成は、経時的に維持されていた両者の数値のある時点を境にした変動によって検知することができる。血栓が形成された場合、インピーダンスの位相の数値の上昇の割合は、例えば１０分間で５％以上（０．５％／分）である（インピーダンスの大きさの数値の変動の割合も同程度である場合がある）。従って、インピーダンスの大きさと位相のそれぞれのこのような数値の変動をモニタリングして表示することにより、血栓形成を客観的かつ正確に検知することができる。 Application of an alternating current to a site where a thrombus is likely to be formed (for example, a transplanted tissue in a vascularized free tissue transplantation) is performed at a setting of 0.1 to 100 kHz, 0.01 to 1 V, for example. What is necessary is just to stick by sticking in a site | part or inserting. Changes in the time course of the numerical value of the magnitude of the impedance and the phase calculated from the applied alternating current and the measured voltage reflect the change in blood flow, respectively, for example, when alternating current is applied under the above conditions, An increase in the numerical value of the phase (the numerical value of the phase fluctuates in the range of −90 to 0 °, so that the numerical value decreases when taken as an absolute value) means a decrease in the blood flow (constant for the fluctuation of the numerical value of the magnitude There is no direction.) Therefore, thrombus formation, which is positioned as an obstacle to the blood flow, can be detected by a change at a certain point in time between both values maintained over time. When a thrombus is formed, the rate of increase in the numerical value of the impedance is, for example, 5% or more (0.5% / min) in 10 minutes (the rate of change in the numerical value of the impedance is similar) May be). Therefore, the thrombus formation can be detected objectively and accurately by monitoring and displaying such numerical fluctuations of the magnitude and phase of the impedance.

インピーダンスの大きさと位相のそれぞれの数値の経時的な推移の表示はどのような方法で行ってもよく、例えばそれぞれを個別に横軸（ｘ軸）を時間、縦軸（ｙ軸）を数値とした二次元座標上に表示することができる。また、両者を組み合わせてインピーダンスベクトル（Ｚ＝｜Ｚ｜ｃｏｓθ−｜Ｚ｜ｓｉｎθｉ）として表現し（｜Ｚ｜はインピーダンスの大きさを、θはインピーダンスの位相を、ｉは虚数単位をそれぞれ示す）、その終点の軌跡を複素ベクトル平面上に表示してもよい。このような表示方法を採用した場合、インピーダンスの大きさと位相の数値のそれぞれの変動は、両者を個別に表示するよりも大きな変動として表示され、インピーダンスベクトルの終点の急激な変動が現れることよって容易に読み取ることができる。 The transition of the numerical values of impedance magnitude and phase over time may be displayed by any method. For example, the horizontal axis (x-axis) is time and the vertical axis (y-axis) is a numerical value. Can be displayed on the two-dimensional coordinates. The two are combined and expressed as an impedance vector (Z = | Z | cos θ− | Z | sin θi) (| Z | indicates the magnitude of impedance, θ indicates the phase of impedance, and i indicates an imaginary unit) The locus of the end point may be displayed on the complex vector plane. When such a display method is adopted, each fluctuation in the magnitude of the impedance and the numerical value of the phase is displayed as a larger fluctuation than when both are displayed individually, and it is easy by the sudden fluctuation of the end point of the impedance vector. Can be read.

以下、本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明は以下の記載に限定して解釈されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is limited to the following description and is not interpreted.

実施例１：
Ｗｉｓｔｅｒ系ラット（体重約３００ｇ）の鼡径部に３．５×７ｃｍ大の大腿動静脈を茎とする皮弁を挙上した。皮弁の皮下の肉眼的には無血管野に先端以外が絶縁された４端子電極（電極間の距離は１ｍｍ）を刺入した。ＬＣＲメータを用いて１ｋＨｚ，０．１Ｖの設定で交流電流を印加して電圧を測定し、印加した交流電流と測定された電圧からインピーダンスの大きさと位相の数値を求め、パーソナルコンピュータを用いて両者の数値の経時的な推移を画面上に表示した。
皮弁挙上操作後約６０〜１２０分でインピーダンスの大きさと位相の数値は経時的にほぼ安定し、インピーダンスの大きさは８０００〜１２０００Ω、インピーダンスの位相は−６０〜−３０°の範囲にあった。その変動の割合はいずれも１０分間で０．５％程度であった。次に、皮弁を栄養する動脈に血栓が形成することで血流が遮断された状態の模擬状態として動脈をクランプすると、インピーダンスの大きさと位相の数値はいずれも１０分間で約７〜１０％の割合で低下し、低下は１時間程度持続した（図１：時間０分が動脈をクランプした時点）。
以上の結果から、インピーダンスの大きさと位相の経時的に維持されていた数値の変動によって血栓形成が検知できることがわかった。特筆すべきは、クランプした動脈の近傍とは言えない皮弁の皮下の肉眼的には無血管野に交流電流を印加して電圧を測定しているにもかかわらず、血流の遮断を正確に検知できたことであり、従って、臨床上の吻合部トラブルの原因となりうる吻合部近傍への測定機器の留置の回避が期待できた。 Example 1:
A flap with a stem of an arterial vein of 3.5 × 7 cm in size was raised on the groin of a Wister rat (body weight: about 300 g). Under the naked eye of the flap, a 4-terminal electrode (distance between the electrodes was 1 mm), which was insulated except the tip, was inserted into an avascular field. Using an LCR meter, apply an alternating current at a setting of 1 kHz and 0.1 V, measure the voltage, obtain the numerical value of the magnitude and phase of the impedance from the applied alternating current and the measured voltage, and both using a personal computer. of the temporal change of the numerical value displayed on the screen.
About 60 to 120 minutes after the flap raising operation, the values of the impedance and the phase are almost stable over time, the impedance is 8000 to 12000Ω, and the impedance is in the range of −60 to −30 °. It was. The proportion of the variation was about 0.5% in both 10 min. Next, when the artery is clamped as a simulated state in which blood flow is blocked by the formation of a thrombus in the artery that feeds the flap, the impedance magnitude and phase values are both about 7-10% in 10 minutes. The decrease continued for about 1 hour (FIG. 1: time 0 minutes when the artery was clamped).
From the above results, it was found that thrombus formation can be detected by fluctuations in numerical values maintained over time in the magnitude and phase of impedance. It should be noted that the blood flow is accurately blocked even though AC voltage is measured by applying an alternating current to the avascular field under the naked eye of the flap that cannot be said to be in the vicinity of the clamped artery. Therefore, it was expected to avoid the placement of the measuring device in the vicinity of the anastomosis, which may cause clinical anastomosis troubles.

実施例２：
動脈をクランプするかわりに静脈をクランプすること以外は実施例１と同様の実験を行ったところ、実施例１における結果と同様に、血流の遮断をインピーダンスの大きさと位相の数値の変動によって検知することができた（図２：時間０分が静脈をクランプした時点）。 Example 2:
An experiment similar to that in Example 1 was performed except that the vein was clamped instead of the artery being clamped. As in the result in Example 1, the blockage of the blood flow was detected by fluctuations in numerical values of impedance and phase. it was to (Figure 2: when the time 0 minutes clamping the vein).

実施例３：
実施例１と同様の実験動物を用い、動脈をクランプし、その２時間後にクランプを解除し、１時間経過した後、今度は静脈をクランプし、その１時間後にクランプを解除した。動脈をクランプする時点の１時間前の時点から静脈のクランプを解除して１０分後の時点までのインピーダンスの大きさと位相の数値の変動を、インピーダンスベクトル（Ｚ）の終点の軌跡として複素ベクトル平面上に表示した。５分毎にプロットした結果を図３に示す。
図３から明らかなように、動脈をクランプする前の安静時にはベクトルの終点の変動はそれほど認められず、血行動態が安定していたが、動脈をクランプすると、血流が遮断されたことでベクトルの終点は急激に変動し、グラフの右下方向に移動した。２時間後にクランプを解除すると、血流の回復によりベクトルの終点は上方向に移動した後、血行動態の安定に向かうべく下方向に転じ、１時間後、動脈をクランプする前の安静時のベクトルの終点に近づいた。次に、静脈をクランプすると、ベクトルの終点は、一過的に血液の貯留が起こることに起因すると考えられる変動としていったん左下方向に移動した後、右方向に移動した。１時間後にクランプを解除すると、血流の回復によりベクトルの終点は上方向に移動した。
以上の結果から、抵抗の要素を示す横軸（実数軸）と容量の要素を示す縦軸（虚数軸）からなる複素ベクトル平面上に、インピーダンスの大きさと位相の数値を組み合わせて表現されるベクトルの終点を表示することで、両者の変動をベクトルの終点の急激な変動（右〜右下への移動）として容易に読み取ることができた。 Example 3:
Using the same experimental animals as in Example 1, the artery was clamped, and the clamp was released 2 hours later. After 1 hour, the vein was clamped, and the clamp was released 1 hour later. The complex vector plane uses the fluctuations of the magnitude and phase of the impedance from the time one hour before the time when the artery is clamped to the time 10 minutes after the vein is released as the locus of the end point of the impedance vector (Z). Displayed above. 5 minutes results of plotting for each is shown in FIG.
As is clear from FIG. 3, the end point of the vector did not change much at rest before the artery was clamped, and the hemodynamics was stable. However, when the artery was clamped, the blood flow was blocked and the vector was blocked. the endpoint rapidly fluctuates, moves down and to the right of the graph. When the clamp is released after 2 hours, the end point of the vector moves upward due to recovery of the blood flow, then turns downward to stabilize the hemodynamics, and after 1 hour, the resting vector before clamping the artery Approached the end point of. Next, when the vein was clamped, the end point of the vector once moved in the lower left direction as a variation that was considered to be caused by temporary blood accumulation, and then moved in the right direction. When the clamp was released after 1 hour, the end point of the vector moved upward due to the recovery of blood flow.
From the above results, a vector expressed by combining impedance values and phase values on a complex vector plane consisting of the horizontal axis (real number axis) indicating the resistance element and the vertical axis (imaginary number axis) indicating the capacitance element. By displaying the end point of, it was possible to easily read both fluctuations as a sudden change (movement from right to lower right) of the end point of the vector.

本発明は、血管柄付遊離組織移植術後の血管吻合部などにおける血栓形成をモニタリングするためのシステムを提供することができる点において産業上の利用可能性を有する。

INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has industrial applicability in that it can provide a system for monitoring thrombus formation at a vascular anastomosis after vascularized free tissue transplantation.

Claims

A system for monitoring the formation of blood clots, which processes the calculated values of the magnitude and phase of impedance obtained by measuring the voltage by applying an alternating current to a site where thrombus may be formed. A system characterized by displaying thrombus formation detected by a change at a certain point in time between the numerical values maintained over time.