JP6133638B2 - 上部消化管カテーテルおよびカテーテルシステム - Google Patents

Description

本発明は、上部消化管カテーテルに係り、特に鳥類用のバイタルデータ（生体情報）を取得できる上部消化管カテーテルおよびカテーテルシステムに関する。

一般に、人間の心臓の状態を調べる場合には、聴診したり、心電図をとったりすることが行われている。これに対して、鳥類の場合、一般には羽毛があるため聴診器が当て辛い。また、鳥類の場合、肺が硬く、哺乳類とは呼吸方法が異なる。つまり、鳥類の場合、皮膚の下の広い範囲に亘って気嚢があるため、皮膚表面の電導性が悪く、体表面に電極を置く方法を用いた心電図も取れず、心音についても、人間に対して行う場合よりも取り辛くなる。よって、人間に対して開発された医療検査器具や、哺乳類用の検査器具は、鳥類の検査にそのまま適用することは極めて困難であり、従来、鳥専用の検査器具はほとんど知られていない。一方で、将来、高病原性鳥インフルエンザウイルス等のパンデミックの可能性が指摘されている中、生体調査用は勿論、専用の検査器具あるいは測定器具は皆無である。

ちなみに人間の心臓の状態を調べる技術としては、従来、心電電極と加速度センサとを備えることで、心電信号だけでなく、被検者の小さな体動も計測することが可能となる生体センサ装置が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載の生体センサ装置は、心電信号及び被検者の姿勢や運動状態の信号を長時間計測するものである。このために、この生体センサ装置は、心電電極と加速度センサとを備えたシール部を、右胸部と左胸部と胸骨の剣状突起の体表面にそれぞれ装着させることで、これら３箇所からの心電信号を２４時間（つまり、睡眠時や活動時の双方で）計測する。

特開２００７−２９６２６６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の生体センサ装置は、患者の睡眠障害を診断する際に利用されるデータを計測する技術であり、体表面に装着することや長時間測定が前提なので、体表面に装着できない鳥類の場合には使用できず、さらに多数の種類の被検査対象に対して効率よく測定を行うことがきわめて難しい。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、鳥類の心臓の状態等の情報を効率よく取得することができる上部消化管カテーテルおよびカテーテルシステムを提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る上部消化管カテーテルは、鳥類を被検査対象とした心電図を表示する心電計に対して電気的に接続される心電電極を備え、前記被検査対象に経口的に挿入される上部消化管カテーテルであって、挿入するときの端である先端側に、折曲自在の屈曲部が設けられたカテーテル本体と、前記カテーテル本体の前記先端側に所定間隔をあけて設けられた少なくとも３つの前記心電電極と、前記カテーテル本体に内蔵され、前記屈曲部よりも前記先端側の位置もしくは当該屈曲部の位置に設けられた加速度センサと、を備えていることを特徴とする。

かかる構成によれば、上部消化管カテーテルは、経口的に被検査対象に挿入されるので、被検査対象の上部消化管において心臓の近くの部位に、心電電極を配置させることによって、被検査対象の心電図をバイタルデータとして取得することができる。
上部消化管カテーテルは、先端側に、折曲自在の屈曲部が設けられているので、当該カテーテル本体を被検査対象の上部消化管に挿入すると、屈曲部が屈曲することで柔軟性を有したカテーテル本体が湾曲する。このため、この湾曲を上部消化管の食道等の壁面に沿わせながらカテーテル本体を押し込むことで、所望の位置までスムーズに挿入することができる。このとき、上部消化管カテーテルは、被検査対象の口から、そ嚢、食道、胃を通過することになる。ここで、食道や胃は、概ね心臓の裏側と背骨との間に位置するので、上部消化管カテーテルによって、心臓の裏側から例えば左心室等の動きを検知することができる。
上部消化管カテーテルは、屈曲部よりも先端側の位置もしくは屈曲部に内蔵された加速度センサによって心室の動きを測定することができる。ここで、加速度センサは、カテーテル本体の先端側に内蔵されているので、奥まで挿入しなくても心臓の心室の近傍に配置させ易くなっている。また、鳥類は、皮膚の上に羽根（羽毛）があるため、例えば人間の場合のように聴診器を皮膚の上に直接当てることができず、聴診器では鳥類の心室の動きを検出することができない。しかし、本発明によれば、加速度センサによって鳥類の心室の動きを検出することができる。従来の心音計では、鳥類の心臓のいわゆる２音（第II心音）における大動脈弁の閉鎖音と肺動脈弁の閉鎖音とを分離することは難しいが、加速度センサでは２音の閉鎖音をきれいに分離することができる。よって、加速度センサにより検出された情報を心電図と共に、被検査対象のバイタルデータとして取得することができる。

また、本発明の請求項２に係る上部消化管カテーテルは、請求項１に記載の上部消化管カテーテルにおいて、前記カテーテル本体には、マイクロフォンがさらに内蔵されており、前記マイクロフォンは、前記加速度センサよりも前記先端の反対側の基端側の位置に設けられていることが好ましい。

かかる構成によれば、上部消化管カテーテルは、カテーテル本体において加速度センサよりも基端側の位置にマイクロフォンが設けられている。つまり、マイクロフォンは、カテーテル本体の先端側に内蔵された加速度センサから予め定められた距離に配置される。被検査対象の上部消化管内にカテーテル本体を挿入すると、外からはカテーテル本体の末端や加速度センサがどこにあるのか分からない。そこで、被検査対象にカテーテル本体を挿入した状態でカテーテル本体を移動させて位置を変えながら、マイクロフォンで検出される心音が最大となる位置を求めれば、その位置にて固定することで加速度センサを心室の近傍に位置決めすることができる。このときマイクロフォンで検出される心音も取得することができる。これらについては被検査対象である鳥類で実験済みである。したがって、例えば被検査対象をＸ線により透視できない状況であったとしても、本発明の上部消化管カテーテルによれば、マイクロフォンによる心音検知結果を用いることで、迅速に加速度センサを最適な場所に位置決めすることができる。その結果、上部消化管カテーテルでは、マイクロフォンで検出した心音で加速度センサの位置決めをアシストし、かつ、マイクロフォンでは検出できないような心臓の弁の閉じる振動を加速度センサで検出するので、聴診器に替えて加速度センサによって心臓の状態を把握することができる。

また、本発明の請求項３に係る上部消化管カテーテルは、請求項１または請求項２に記載の上部消化管カテーテルにおいて、伸縮可能なバルーンをさらに備え、前記バルーンが、前記カテーテル本体の外周面において前記屈曲部もしくは当該屈曲部よりも前記先端の反対側の基端側の位置に設けられていることが好ましい。

かかる構成によれば、上部消化管カテーテルは、バルーンが収縮した状態で被検査対象の上部消化管内にカテーテル本体を挿入し、加速度センサを位置決めしたときに、その位置にてバルーンを膨らませることで、カテーテル本体を所定の上部消化管内で固定し、心電電極を確実に接触することができる。鳥類の場合、上部消化管において首の一番下にそ嚢がついており、この位置でバルーンの膨張や収縮を行うことが好ましく、その上部消化管の位置に対応するようにカテーテル本体において屈曲部よりも基端側の位置にバルーンを配置することが好ましい。固定により、加速度センサは心室の微細な振動も検出し易くなる。また、バルーンが膨張しているときに、バルーンの外表面が、食道内壁に接触しているので、バルーンが少し動いて擦ったときに、食道内壁の細胞、粘膜または粘液等の付着物を採取することができる。バルーンを収縮してカテーテル本体を引き戻すことで、採取した付着物を、例えば抗原抗体反応の検査試料とすることができる。さらに、上部消化管カテーテルでは、バルーンが、伸縮性を有していることや、カテーテル本体において屈曲部に位置しているかもしくは屈曲部よりも基端側に位置していることから、カテーテル本体を被検査対象の上部消化管内に挿入する際の屈曲部の動作の妨げになることはない。また、当該バルーンは一部もしくは全体として脱着可能すなわち取替え可能としてもよい。

また、本発明の請求項４に係る上部消化管カテーテルは、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の上部消化管カテーテルにおいて、前記カテーテル本体には、温度計がさらに内蔵されていることが好ましい。温度計は、スペース面や取扱から熱電対が好ましい。

かかる構成によれば、上部消化管カテーテルは、内蔵された温度計によって、被検査対象のバイタルデータとして体温を検出することができる。例えば、高病原性鳥インフルエンザウイルス等では、鳥・鳥間の感染を繰り返し、体温などの環境変化により突然変異が引き起こされることが知られている。鳥類のバイタルデータとして体温を検出することで、加速度センサにより検出された情報や心電図と体温との相関を調べ、その結果、感染源や感染ルートの特定に寄与することが可能となる。

また、本発明の請求項５に係る上部消化管カテーテルは、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の上部消化管カテーテルにおいて、前記加速度センサが、３軸方向の加速度を検出することが好ましい。

かかる構成によれば、上部消化管カテーテルは、被検査対象である鳥類の上部消化管内にカテーテル本体を挿入し、加速度センサを位置決めする際に、内蔵された３軸の加速度センサによって、心室の動きを検出することで３軸方向の最適の位置に位置決めすることができる。ここで、仮に１軸の加速度センサを用いた場合、１方向に対して正確に位置決めされてカテーテル本体をバルーンで固定した後に他の２方向では最適ではないことが判明した場合、バルーンを収縮して位置を補正する必要がある。これに対して、本発明によれば、３軸の加速度センサによって、検出した３軸方向の検出データを合成した入力値を用いることができる。したがって、例えばバルーンによる固定後の位置補正が不要となる。

また、本発明の請求項６に係る上部消化管カテーテルは、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の上部消化管カテーテルにおいて、ワイヤをさらに備え、前記ワイヤの一端が前記カテーテル本体の先端側に接続され、前記ワイヤの他端が前記カテーテル本体の基端側に引き出されていることが好ましい。

かかる構成によれば、上部消化管カテーテルは、カテーテル本体に内蔵されてカテーテル本体の先端側に接続されたワイヤを備えている。したがって、カテーテル本体の先端部に一端が固定されたワイヤの他端を、検査を行う係員がカテーテル本体の基端側に引っ張ることで、その間にある屈曲部が屈曲し易くなる。さらに、柔軟性を有するカテーテル本体が湾曲することで、これにより、上部消化管カテーテルを被検査対象に経口的に挿入する際のガイディングや、上部消化管内で心臓に近い位置に加速度センサや心電電極を導入する際のガイディングを容易にすることができる。
被検査対象が鳥類の場合、上部消化管において首の一番下にそ嚢がついており、そ嚢の背中側にあいている孔に向かって、屈曲部を屈曲させたカテーテル本体を上部消化管の壁面に沿わせて挿入し、そ嚢の孔の先の心臓の近傍へ進入させる。このような場合、上部消化管カテーテルを扱う係員が熟練者でなくてもワイヤを引っ張る操作を行うことで、例えば鶏よりも首が長い鶴やアヒルの場合であっても、カテーテル本体の先端部を迅速に心臓に近づけることができる。

また、本発明の請求項７に係る上部消化管カテーテルシステムは、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の上部消化管カテーテルと、前記上部消化管カテーテルの前記心電電極と前記心電計との間に接続された差動アンプと、を備えることを特徴とする。

かかる構成によれば、上部消化管カテーテルシステムでは、差動アンプが、上部消化管カテーテルの心電電極の例えば陽極の電気信号からノイズを除去し、必要とする生体信号を増幅する。同様に、差動アンプは、上部消化管カテーテルの心電電極の陰極の電気信号からノイズを除去する。これらノイズが除去され増幅された電気信号を心電計へ入力することで、心電計にリアルタイムに表示される心電図から精密なデータを取得することができる。

本発明の上部消化管カテーテルは、鳥類の心臓の状態等の情報を効率よく取得することができる。また、本発明の上部消化管カテーテルは、鳥類の外部から心音が確認できないようなときにも、心電図や心拍などの生体情報を取得することができる。
そのため、本発明の上部消化管カテーテルによれば、例えば高病原性鳥インフルエンザウイルス等の感染源や感染ルート等を調査するための、基礎となる鳥類のバイタルデータを検出することができる。

本発明の実施形態に係る上部消化管カテーテルの外観を模式的に示す構成図であって、（ａ）は通常の先端形状、（ｂ）は力を加えて屈曲させた先端形状を示している。 本発明の実施形態に係る上部消化管カテーテルを含むカテーテルシステムの構成を模式的に示す図である。 図２の差動アンプの構成例を示す回路図である。 被検査対象に挿入して被検査対象の心臓の近傍に配置したときの上部消化管カテーテルを模式的に示す図である。 鳥類の心臓の位置と食道の位置との関係を模式的に示す説明図であって、（ａ）は被検査対象、（ｂ）は心臓を含む断面のスライス像、（ｃ）はそ嚢を含む断面のスライス像を示している。 本発明の実施形態に係る上部消化管カテーテルのオプションとしてのバルーンの例を示す図である。 本発明の実施形態に係る上部消化管カテーテルの変形例１および変形例２の外観を模式的に示す構成図である。 本発明の実施形態に係る上部消化管カテーテルの変形例３の外観を模式的に示す構成図であって、（ａ）は通常の先端形状、（ｂ）はワイヤを引っ張って屈曲させた先端形状を示している。 上部消化管カテーテルを使用して取得した心電図と加速度センサの出力とを示す図である。 上部消化管カテーテルを使用して取得した心音を示す図である。 上部消化管カテーテルを使用して取得した心音データおよびそのフーリエ変換処理結果を示す図である。 加速度センサを外した状態の上部消化管カテーテルを使用して取得した心電図の一例であって、（ａ）は洞結節と心室レベルの電極間の信号、（ｂ）は房室結節と心室レベルの電極間の信号を示している。

本発明の上部消化管カテーテルを実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図面に示される部材等のサイズや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。以下では、１．上部消化管カテーテル、２．システム構成、３．心電測定、４．鳥類を対象とした測定、５．バイタルデータ測定、６．上部消化管カテーテルの変形例、７．測定データの具体例、の各章に分けて詳細に説明する。

［１．上部消化管カテーテル］
図１（ａ）の上部消化管カテーテル１は、経口的に被検査対象に挿入されるカテーテルである。経口的にという点では、所謂食道カテーテルの一種であるが、上部消化管カテーテル１は、例えば、鳥類を被検査対象とした心臓の状態などの生体情報を測定するための測定器具として使用されるものである。なお、上部消化管とは、例えば口腔・食道・胃・そ嚢を含む。

上部消化管カテーテル１は、図１（ａ）に示すように、屈曲部１１を有したカテーテル本体１０と、心電電極２１，２２，２３と、加速度センサ３０と、を主に備えている。これら主な構成（屈曲部、心電電極、加速度センサ）をカテーテルの基本形と呼ぶ。また、図１（ａ）に示したマイクロフォン４０、バルーン５０、温度計６０は、それぞれオプションの一例である。
測定時に被検査対象にカテーテル本体１０を挿入するときの先端となる側（以下、先端側という）は、被検査対象の心臓の下側（心室側）の近傍に配置される。
測定時に被検査対象にカテーテル本体１０を挿入するときの基端となる側（以下、基端側という）は、測定を行う係員によって把持される。カテーテル本体１０の内部には、図示を省略したが、絶縁膜で被覆された電気信号線（ケーブル）があり、基端側の外部に配置されたアンプ等に接続されている。

＜カテーテル本体＞
カテーテル本体１０は、医療用のカテーテルと同様な形状に構成され、また同様に可撓性を有するために同様な材質、すなわち生体適合性の材質、例えばシリコーン樹脂やシリコーンゴムで形成されている。ただし、その一部が他の部分よりも可撓性が高くなるように形成されている。すなわち、カテーテル本体１０は、この可撓性が高く折曲自在の部分を屈曲部１１として備えている。屈曲部１１は、カテーテル本体１０の先端側に設けられている。よって、測定時に被検査対象にカテーテル本体１０を挿入するときに、その先端が上部消化管の内壁に当たって、図１（ｂ）に示すように力Ｆが加わった場合、先端側の屈曲部１１がたやすく曲がるため導入が容易となる。なお、カテーテル本体１０の屈曲部１１以外の部分も可撓性があるので、曲がりくねった消化管の中に挿入することができる。

＜心電電極＞
心電電極２１，２２，２３は、カテーテル本体１０の先端側に、管の軸方向に沿った所定幅をそれぞれ有して、所定間隔をあけて設けられている。
心電電極２１，２２，２３は、カテーテル本体１０の管の外周面の全周に巻かれている。各心電電極２１，２２，２３と、カテーテル本体１０の管内を通した各電気信号線とを接続するために、カテーテル本体１０には微小な孔が穿設されており、これらの微小な孔を通った導体線が外周面の心電電極に半田等で接続されている。なお、最先端側の心電電極２３に対しては、微小な孔を介することなくカテーテル端部から外に取り出した導体線を接続することができる。
心電電極２１，２２，２３は、例えば銅箔で形成されている。この心電電極２１，２２，２３には、例えば錫メッキを施すことが好ましい。
なお、詳細は第２章および第３章にて後記するが、心電電極２１，２２，２３は、陽極（＋）、中性点、陰極（―）のいずれかの役割を分担して作動する。

＜加速度センサ＞
加速度センサ３０は、被検査対象の心拍出量を計測するためのものである。また、加速度センサ３０は、心拍数を計測することができる。加速度センサ３０が検出する加速度は、心室壁の動きと高い相関があり、エコーでは計測し難いような「背部に面した心室の動き」を定量的に計測できる。
加速度センサ３０は、加速度を検出することができれば特に限定されるものではない。加速度センサ３０が、例えば１次元の加速度を検出するタイプのセンサである場合、被検査対象の腹正中−椎体方向の１軸方向の加速度を検出する向きで配設される。また、１次元の加速度を検出するタイプの３個の加速度センサを３軸方向にそれぞれ配置して信号入力を合成して３軸方向の加速度を検出してもよい。さらに、加速度センサ３０が、例えば３次元の加速度を検出するタイプであってもよい。加速度センサ３０はカテーテル本体１０に内蔵されるので、小型のものが好ましい。

加速度センサ３０は、屈曲部１１よりも先端側の位置もしくは当該屈曲部１１の位置に設けられる。つまり、カテーテル本体１０において、屈曲部１１が、加速度センサ３０の配設部位と、屈曲部１１よりも可撓性の低い導入管部とを分離する役割を果たしている。
図１（ａ）に示す例では、加速度センサ３０は、カテーテル本体１０の最先端（心電電極２３よりも先端側）の位置に内蔵されている。この加速度センサ３０は、心電電極２３の位置や屈曲部１１の位置に設けることもできる。

＜マイクロフォン＞
本実施形態では、図１（ａ）に示すように、カテーテル本体１０には、オプションとして、マイクロフォン４０が内蔵されている。マイクロフォン４０は、被検査対象の心臓の拍動音を検出するものである。測定を行う係員は、この拍動音を聞きながらカテーテル本体１０を動かして音が最大となる位置を、心電電極２１，２２，２３が心電図を取得するための位置として位置決めする。

マイクロフォン４０は、カテーテル本体１０において、加速度センサ３０よりも基端側の位置に設けられている。図１（ａ）に示す例では、マイクロフォン４０は、屈曲部１１よりも基端側の可撓性の低い導入管部であって、心電電極２１と心電電極２２との間の位置に内蔵されている。また、このマイクロフォン４０の位置に合わせて、カテーテル本体１０は、屈曲部１１よりも基端側の可撓性の低い導入管部の位置に窓１２を備えている。マイクロフォン４０は、肺動脈弁の閉鎖音や大動脈弁の閉鎖音がよく聞こえる位置に設けることが好ましい。マイクロフォン４０の指向性としては、被検査対象の腹正中に向けて設置する。このとき、カテーテル本体１０の窓１２の位置は、マイクロフォン４０の指向性に合わせる。なお、マイクロフォン４０は、心電電極２２の位置や屈曲部１１の位置に設けることもできる。

［２．システム構成］
図２は、本発明の実施形態に係る上部消化管カテーテルを含むカテーテルシステムの構成を模式的に示す図である。
カテーテルシステム１００は、上部消化管カテーテル１と、差動アンプ１１０とを備えている。差動アンプ１１０は、上部消化管カテーテル１の心電電極２１，２２，２３と心電計２００との間に接続されている。本実施形態では、心電図の取り込みを、上部消化管カテーテル１の心電電極２１，２２，２３→マトリックス（３ｃｈマルチプレクサー１９０）→差動アンプ１１０（心電計２００）の経路で行うこととした。

＜差動アンプ＞
差動アンプ１１０は、心電図から筋電図（ノイズ）を除去するものであり、図３に示すように、オペアンプＯＰと、このオペアンプＯＰの非反転入力端子に接続されている高域通過フィルタＨＰＦと、オペアンプＯＰの反転入力端子に接続されている低域通過フィルタＬＰＦと、を有している。通常、計測機器の時定数は低域遮断（ＨＰＦの下限）の時定数を指す。図３において、各コンデンサの容量をＣ₁，Ｃ₂、抵抗値をＲ₁，Ｒ₂，Ｒ₃とした場合、低域遮断の時定数とは、パスコンデンサの容量Ｃ₁とバイアス用抵抗の抵抗値Ｒ₁との積で表される。なお、心電計の場合、規格で時定数は３．２秒と定められているので低域遮断周波数は１／（２πＲ₁Ｃ₁）＝０．０５Ｈｚとなる。

図２には、カテーテルの基本形に、いくつかのオプションを組み合わせた場合のカテーテルシステム１００を含む全体システムの一例を示す。ここでは、全体システムは、加速度計制御器１２０と、加速度増幅器１３０と、周波数制御器１４０と、心音増幅器１５０と、電源１６０と、表示装置１７０と、スピーカ１８０と、３ｃｈマルチプレクサー１９０と、心電計２００と、ポンプ２１０と、バルーン制御部２２０と、温度計測部２３０とを備えている。

＜加速度計制御器＞
加速度計制御器１２０は、上部消化管カテーテル１の加速度センサ３０と電気的に接続され、加速度センサ３０を制御する制御器である。加速度計制御器１２０は、例えば加速度センサ３０の感度を切り替える制御信号を出力する。

＜加速度増幅器＞
加速度増幅器１３０は、上部消化管カテーテル１の加速度センサ３０と電気的に接続され、加速度センサ３０で検出した信号を増幅する増幅器である。なお、加速度増幅器１３０の増幅回路の時定数は、計測機器の周波数成分に基づいて適宜選択しておく。この加速度増幅器１３０で増幅した信号は、表示装置１７０に出力される。表示装置１７０は、例えば一般的な液晶ディスプレイから構成される。なお、表示装置１７０の外部入力として心電計２００を接続することで、表示装置１７０に加速度信号と心電図とを画面切替表示または一画面表示するように構成してもよい。さらに、この表示される加速度信号や心電図を、外部記録装置に記録する構成としてもよい。

＜周波数制御器＞
周波数制御器１４０は、オプションであって、上部消化管カテーテル１のマイクロフォン４と電気的に接続され、マイクロフォン４０を制御する制御器である。周波数制御器１４０は、例えばマイクロフォン４０で検出する音の周波数タイプを切り替える制御信号を出力する。

＜心音増幅器＞
心音増幅器１５０は、オプションであって、上部消化管カテーテル１のマイクロフォン４０と電気的に接続され、マイクロフォン４０で検出した信号を増幅する増幅器である。なお、心音増幅器１５０の増幅回路の時定数は、計測機器の周波数成分に基づいて適宜選択しておく。この心音増幅器１５０で増幅した信号は、オプションであるスピーカ１８０に出力される。測定を行う係員の便宜のためにスピーカ１８０は例えばイヤホンやヘッドホンタイプであることが好ましい。

＜電源＞
電源１６０は、上部消化管カテーテル１に内蔵された電気機器に対して電力を供給するためのものである。電源１６０は、例えば、加速度センサ３０とマイクロフォン４０とに対して共通の１本の電力線で電力を供給する。

＜３ｃｈマルチプレクサー＞
３ｃｈマルチプレクサー１９０は、オプションであって、例えば不図示のボタン操作によって選択制御入力を行うことによって、入力側（図２において左側）の電極端子Ｅ₁，Ｅ₂，Ｅ₃と、出力側（図２において右側）の電極端子（陽極端子Ａ、陰極端子Ｂ、接地電極端子Ｃ）との間のマトリックスモジュールの電気的な接続を切り替えるスイッチである。なお、例えばレントゲン透視下では、各端子を切り替える必要は無い。各端子を切り替えずに固定で用いる場合には、例えば、電極端子Ｅ₁と接地電極端子Ｃとを接続し、電極端子Ｅ₂と陰極端子Ｂとを接続し、電極端子Ｅ₃と陽極端子Ａとを接続することが好適である（後記するチャンネルｃｈ１と同じ結線）。

≪入力側の電極端子≫
電極端子Ｅ₁は、上部消化管カテーテル１の心電電極２１と電気的に接続される。
電極端子Ｅ₂は、上部消化管カテーテル１の心電電極２２と電気的に接続される。
電極端子Ｅ₃は、上部消化管カテーテル１の心電電極２３と電気的に接続される。

≪出力側の電極端子≫
陽極端子Ａは、心電計２００のプラス電極端子（＋）に接続される。
陰極端子Ｂは、心電計２００のマイナス電極端子（−）に接続される。
接地電極端子Ｃは、心電計２００のグラウンド端子（Ｇ）に接続される。

≪チャンネル≫
本実施形態では、３ｃｈマルチプレクサー１９０では次の３つのチャンネルｃｈ１〜ｃｈ３を切り替え可能に構成している。
チャンネルｃｈ１：電極端子Ｅ₁と接地電極端子Ｃとを接続し、電極端子Ｅ₂と陰極端子Ｂとを接続し、電極端子Ｅ₃と陽極端子Ａとを接続する組み合わせのチャンネル
チャンネルｃｈ２：電極端子Ｅ₁と陰極端子Ｂとを接続し、電極端子Ｅ₂と接地電極端子Ｃとを接続し、電極端子Ｅ₃と陽極端子Ａとを接続する組み合わせのチャンネル
チャンネルｃｈ３：電極端子Ｅ₁と陰極端子Ｂとを接続し、電極端子Ｅ₂と陽極端子Ａとを接続し、電極端子Ｅ₃と接地電極端子Ｃとを接続する組み合わせのチャンネル

＜心電計＞
心電計２００は、心電図を取得し、心電図を表示するものである。また、心電計２００によれば、心電図の基線の動き、もしくは低周波のインピーダンス変化より呼吸パターンを検出することができる。心電計２００は、心電図を測定、記録する一般的な心電計である。本実施形態では、一例として心電計２００に差動アンプ１１０を組み込むこととしたが、心電計２００と別体で差動アンプ１１０を設けて心電電極からの信号を取り込むこととしてもよい。なお、心電計２００は、医療用に市販されている携帯型の心電計であってもかまわない。携帯型の心電計であれば、家畜（ニワトリ等）や野生の動物（野禽等）等の被検査対象について、家畜用の施設や野外においても心電図を測定できる。

＜バルーンのオプション＞
バルーンのオプションは、例えばバルーン５０と、ポンプ２１０と、バルーン制御部２２０とを備える。
バルーン５０は、医療用のバルーンであって伸縮可能に構成されている。
図２では、バルーン５０が収縮した状態を示している。カテーテル本体１０を上部消化管内に挿入し所定の部位でバルーン５０を膨らませることで、カテーテル本体１０の位置を固定することができる。また、心電電極を上部消化管内壁に接触させる。この固定により、カテーテルの配置が安定化され、各種信号の伝導が安定化し、その結果、信号の検出を安定に行うことができる。

バルーンが膨張した状態の一例を図６（ａ）および図６（ｂ）に示す。図６（ａ）に示す例では、カテーテル本体１０Ａが長さ方向の大部分を占める大径部５１と、この大径部５１よりも小径で長さ方向のごく一部に溝状に形成された小径部５２とを備える。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ線矢視による断面図である。小径部５２には、バルーン取出し用孔５３と、終端止め用孔５４とが穿設されている。

バルーン取出し用孔５３は、カテーテル本体１０Ａの中から外側へバルーン５０Ａの終端部を取り出すための貫通孔である。
終端止め用孔５４は、バルーン５０Ａの終端部をカテーテル本体１０Ａに固定するための孔である。カテーテル本体１０Ａの中から外側へ取り出されたバルーン５０Ａは、小径部５２をほぼ一周して終端止め用孔５４を介してカテーテル本体１０Ａの中に挿入されている。バルーン５０Ａの終端部は例えば結び目５５になっている。

バルーンが膨張した状態の他の例を図６（ｃ）および図６（ｄ）に示す。図６（ｃ）に示す例では、バルーン５０Ｂは、基部５６と、基部５６から分岐した同じ長さの複数の分岐部５７，５７とを備えている。また、カテーテル本体１０Ｂには、周方向に均等な間隔でバルーン用孔５８，５８が穿設されている。図６（ｄ）は、図６（ｃ）のＢ−Ｂ線矢視による断面図である。バルーン５０Ｂは、基部５６と、分岐部５７，５７がカテーテル本体１０Ａの中を通り、分岐部５７，５７のそれぞれの終端はバルーン用孔５８，５８から外側へ取り出されている。バルーンが収縮した状態においても、分岐部５７の終端が、カテーテル本体１０Ｂの外側に配置できるようにバルーン用孔５８の大きさが設定されている。図６（ｃ）および図６（ｄ）では分岐数を２としたが、分岐数は１でも３でもよい。
なお、分岐数１の場合、１つのバルーン用孔５８が設けられ、バルーン５０Ｂの分岐部５７の終端が膨らんだときに、バルーン用孔５８とは反対の位置（１８０度回転した位置）にてカテーテル本体１０Ｂの外周面が上部消化管内壁の一方の側に片寄せられる。つまり、分岐数１の場合、カテーテルに巻回しされた心電電極が上部消化管内壁に接触し易くなる効果がある。

バルーン５０の収縮／膨張は、例えばＣＰＵや電気回路を備えたバルーン制御部２２０が、不図示のボンベやポンプ２１０を用いて気体や液体を流通させて空気圧もしくは液圧により行うことができる。空気圧により行うことが好ましいが、例えば生理食塩水を用いた水圧でも構わない。なお、バルーン５０の収縮／膨張は、手動で行ってもよい。手動の場合、自転車用の空気入れのように弁開閉機構付のシリンジにバルーンを取り付ける。つまり、ポンプ２１０の代わりにシリンジを用い、バルーン制御部２２０の代わりに空気入れを用い、空気入れをシリンジに接続し、さらにその先にバルーンを接続して使用することができる。もしくは、空気入れとシリンジを、それら両方の機能を備えた大型のシリンジで兼用してもよい

上部消化管カテーテル１を挿入する際や、引き戻す際には、バルーン５０を収縮させる。上部消化管カテーテル１を引き戻してみると、バルーン５０には、粘液等が付着している。よって、バルーン５０は、粘液採取や、抗原抗体反応のための試料採取の役割を果たすことができる。
バルーン５０は、取替え可とすることで使い捨ても可となる。この場合、細胞等採取の際、上部消化管カテーテル１の使い回しが容易になる。
なお、消化液等の試料（検体）を回収する機能だけであれば、カテーテル本体１０に例えば綿等の素材を内蔵するようにしてもよい。

バルーン５０は、カテーテル本体１０の外周面において、屈曲部１１もしくは当該屈曲部１１よりも基端側の位置に設けられている。ここで、屈曲部１１よりも基端側の位置とは、カテーテル本体１０の全長のうち先端側に近い部分や、上部消化管内での固定時に心臓に近い部分を指している。つまり、上部消化管内での固定時に気管から遠い部分を指している。上部消化管内での固定時にバルーン５０の位置が気管に近いと、気道を圧迫して窒息させることが考えられるがこれを予防するため気管から遠位となる位置に設けることが好適である。図２に示す例では、バルーン５０を心電電極２１よりも基端側に配置したが、屈曲部１１に配置してもよい。

屈曲部１１の直径を、屈曲部１１よりも可撓性の低い導入管部（カテーテル本体１０の屈曲部以外の本体）よりも小径にした場合、その本体の外径と屈曲部１１の外径との段差にバルーンを配置することで、カテーテル全体の最大径は抑えることができる。

＜温度計のオプション＞
温度計のオプションは、例えば温度計６０と、温度計測部２３０とを備える。
温度計６０は、被検査対象の深部体温を計測するものである。温度計６０は、例えば熱電対等の一般的な温度センサで構成される。この場合、温度計測部２３０は、例えば熱電対センサが接続可能な計測器であり、熱電対で検出される起電力を温度に変換して温度を表示したり記録したりする。

図２に示す例では、カテーテル本体１０に内蔵した熱電対の測温接点の位置を符号６０で表示した。図２に示す例では、測温接点を心電電極２１の位置（管内）としたが、測温接点の位置はこれに限定されるものではない。上部消化管カテーテル１を上部消化管内で固定したときに心臓付近に配置されることが好ましい。
なお、温度計６０として、例えば数ｍｍ四方といった小型サイズのチップ型温度センサ等を用いることができる。この場合、チップ型温度センサの検出信号を増幅したりするアンプ等を設け、検出された深部体温を表示装置１７０（図２参照）に表示したり、図示しない記録装置に記録したりする構成としてもよい。

［３．心電測定］
図４は、被検査対象の上部消化管に挿入して被検査対象の心臓の近傍に配置したときの上部消化管カテーテルを模式的に示す図である。図４に模式的に示す心臓２において、３Ｌは左心房、３Ｒは右心房、４Ｌは左心室、４Ｒは右心室を示す。鳥類の場合、図４に模式的に示す心臓２において、左心室４Ｌが右心室４Ｒよりも格段に大きく、肥厚し、内腔が狭いのが特徴である。また、５は房室結節、６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）は弁、７は洞結節のおおよその位置を示す。なお、肺動脈弁６ｃ、大動脈弁６ｄの血流の向きは心臓から出る方向であり、そのため弁の開閉音が拡散する方向は上向き（図４では左向き）となる。一方、三尖弁６ａ、僧帽弁６ｂの血流の向きは心臓へ入る方向であり、そのため弁の開閉音が拡散する方向は下向き（図４では右向き）となる。図４では、これらの音の拡散方向を反映して肺動脈弁６ｃ、大動脈弁６ｄを相対的に上（図４では左）に配置して示した。ただし、４つの弁の高さは、実際にはほとんど同じである。

心電電極２１は、例えば心房（SA node）のレベルの電極、特に洞結節７のレベルの電極として用いる。
心電電極２２は、例えば心房と心室の境（AV node）のレベルの電極、特に房室結節５のレベルの電極として用いる。
心電電極２３は、例えば心室レベルの電極、特に心室４の下部のレベルの電極として用いる

双極心電図の計測においては、心電電極２１〜２３のいずれかを中性点とし、かつ陰極（−）よりも陽極（＋）をカテーテル本体１０の先端側に配置させた状態で作動させる。どの電極を中性点として作動させるかによって、心電図のパターンが変わる。
図２に示す３ｃｈマルチプレクサー１９０において、入力側の電極端子Ｅ₁，Ｅ₂，Ｅ₃と出力側の電極端子（陽極端子Ａ、陰極端子Ｂ、接地電極端子Ｃ）との電気的な接続が切り替え可能な３つのチャンネルｃｈ１〜ｃｈ３と、心電電極２１〜２３のいずれかを中性点とするかとの対応関係は次の通りである。

チャンネルｃｈ１は、心電電極２１を中性点、心電電極２２を陰極（−）、心電電極２３を陽極（＋）として作動させるチャンネルとして機能する。
チャンネルｃｈ２は、心電電極２１を陰極（−）、心電電極２２を中性点、心電電極２３を陽極（＋）として作動させるチャンネルとして機能する。
チャンネルｃｈ３は、心電電極２１を陰極（−）、心電電極２２を陽極（＋）、心電電極２３を中性点として作動させるチャンネルとして機能する。

チャンネルｃｈ１に切り替えたときに、心電図において、P波陰性、R波陽性が観測されたならば、カテーテル本体１０に巻かれた心電電極２２は、最適な位置、つまり房室結節５（図４参照）付近にあることになる。よって、上部消化管内のこの位置でカテーテル本体１０を固定して測定を行うことが好ましい。

そして、カテーテル本体１０がこの位置にあるときに、チャンネルｃｈ１からチャンネルｃｈ２に切り替えた場合、心電図において、P波陽性、R波陽性が観測されたならば問題はない。しかしながら、チャンネルｃｈ２の心電図において、P波陽性、R波陽性が観測されないならば、カテーテル本体１０を上部消化管内で固定した後で、位置がズレてきていることになる。よって、位置ズレを補正する必要がある。

同様に、チャンネルｃｈ１の測定から最適と判断した上部消化管内の位置でカテーテル本体１０を固定した後で、チャンネルｃｈ１からチャンネルｃｈ３に切り替えた場合、心電図において、波形が変化してP波陽性等が観測されたならば問題はない。しかしながら、チャンネルｃｈ３の心電図において、P波陽性等が観測されないならば、カテーテル本体１０を上部消化管内で固定した後で、位置がズレてきて、下方（奥）に入り過ぎていることになる。よって、位置ズレを補正する必要がある。

［４．鳥類を対象とした測定］
鳥類は、横隔膜が無く、不随意に筋肉を継続的に動かし、複数個の気嚢を骨格筋で膨張、縮小させて、気嚢により呼吸を維持している。このため、本発明の手法とは異なる体表電極による心電図記録では、全身麻酔をかけても自発呼吸が残れば、筋電図がノイズとして混入する。ノイズレベルが高いと心電図による診断は容易ではないという問題がある。鳥類の多くは全身に羽があり、安定な状態で心電電極を体表に接触させることは難しい。そのため、従来はピンク針を羽に指していた。しかし、電極トラブルが多かったのが実情である。

ここで、鳥類の体の構造について図５（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。
図５（ａ）に示すように、寝かせた鳥（ここでは雉を使用した）３００を、箱３０１の中に入れて、Ｘ線ＣＴ（Computed tomography）装置３０２によって、腹正中−椎体の体軸方向に向かって２つの断面のスライス像を取得した。図５（ｂ）は心臓を含む断面のスライス像、図５（ｃ）は、心臓よりも頭部側の断面であって、鳥類に特有の臓器としてのそ嚢を含む断面のスライス像を示している。図５（ｂ）および図５（ｃ）において、３１０は胸筋、３１１は心臓、３１２は肺、３１３は背骨（脊柱）、３１４は食道（上部消化管）を示す。図５（ｃ）において３１５はそ嚢を示す。鳥類の場合、上部消化管とは、口腔・食道・そ嚢・胃を表す。

鳥類には哺乳類のような後縦隔や後腹膜の構造は無く、食道３１４が背骨３１３から浮いていて自由に動けて、かつ、食道３１４は心臓３１１にぴったり付着している。
なお、人類を含む哺乳類は、後縦隔や後腹膜の構造を有し、食道が背骨（脊柱）の前で固定され、食道と心臓との間には肺が位置している。

本願発明者は鳥類の突然死に関して、誘引の一つに不整脈があるものと推定している。
ニワトリ（ことにロードアイランドレッド種：ＲＩＲ）の心電図には不整脈が比較的多いとされ、従来、実験的にビタミンＢ_１欠乏症の環境を作り出し、不整脈を誘発させる研究が行われた歴史がある（向井真ら）。なお、この研究については、参考文献（向井真、外4名、動物の循環器、Vol.29，No.1，P.1-7，1996）に記載されている。

鳥類は、心拍数が２００−３００／分、血圧が２００−３００ｍｍＨｇであって、心拍数も血圧も哺乳類に比して高い。高病原性鳥インフルエンザウイルス感染などの場合、感染した鳥類の心臓の動きは、哺乳類の一般的な心臓の動き（頻拍その後除脈となり心停止）とは異なるものと推測される。

本願発明者は、本発明の手法とは異なる体表電極による心電図記録ではなく、上部消化管電極では、筋電図が実用上、無視できるレベルとなると考えた。そして、本発明の上部消化管カテーテル１に対する事前の予備実験では、加速度センサ３０および各オプションを有していないカテーテルを用いた。つまり、心電電極２１，２２，２３だけを測定のために用いた。以下では、これを比較用カテーテルと呼ぶ。

そして、吸入麻酔（イソフルラン１．５−２％、酸素２Ｌ、笑気１Ｌ）・自発呼のニワトリ（体重５００ｇ）に対して、経口的に比較用カテーテルを挿入し、この比較用カテーテルの先端位置をレントゲン透視下で確認し、双極心電図記録を行った。このとき、３つの心電電極２１，２２，２３のそれぞれの位置については、心房レベル(洞結節７のレベル：図４参照)、心房レベル（房室結節５のレベル：図４参照）、心室下部レベル（左心室４Ｌの下部のレベル：図４参照）で固定した。

この比較用カテーテルを使用して取得した心電図の一例を図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示す。図１２（ａ）は洞結節と心室レベルの電極間の信号、図１２（ｂ）は房室結節と心室レベルの電極間の信号を示している。なお、これらの信号データは８００／ｓｅｃ.の標本化を行ったものである。

図１２（ｂ）に示すように、房室結節と心室レベルでは、陰から陽に振れる二極性のP波とそれに続くQrs波が観察でき、筋電図の混入をかなり抑えて、P波、およびqRs波（Qr波）をデジタル記録、観察することが可能であった。つまり、比較用カテーテルを用いた心電図記録では、体表電極による心電図記録と比較して、心電図の基線付近に混在するノイズ（筋電図）の影響が低減できることを確かめた。

さらに、３つの心電電極２１，２２，２３のそれぞれの位置については、透視を使わずとも、心音だけで、心房レベル(洞結節７のレベル：図４参照)、心房レベル（房室結節５のレベル：図４参照）、心室下部レベル（左心室４Ｌの下部のレベル：図４参照）で固定できることを確認した。

なお、この測定では、チャンネルｃｈ１に切り替えたときに、心電図において、図１２（ｂ）に示すように、P波陰性、R波陽性が観測され、かつ、チャンネルｃｈ２に切り替えた場合、心電図において、図１２（ａ）に示すように、P波陽性、R波陽性が観測されたので、比較用カテーテルに巻かれた心電電極２２は、最適な位置、つまり房室結節５（図４参照）付近にあることが裏づけられた。

［５．バイタルデータ測定］
本発明の上部消化管カテーテル１を用いたバイタルデータ測定について図４を参照して説明する。なお、心音が強く聞こえるところが、心電図において最適な位置であると判断できるように、各心電電極の幅やエッジ間隔と、マイクロフォン４０の位置とを予め計算で求めておくことを前提とする。
ここでは、一例として、平均体重８００ｇ（５００〜１１００ｇ）の複数のニワトリを被検査対象であるものと仮定する。このような被検査対象に用いるときの、上部消化管カテーテル１のサイズの一例を列挙する。
マイクロフォン４０のサイズ：縦３ｍｍ×横６ｍｍ×高１ｍｍ
加速度センサ３０のサイズ：マイクロフォン４０のサイズと同程度
カテーテル本体１０の直径（外形）φ＝６ｍｍ
なお、マイクロフォン４０等を小型化すれば、φをより小さくすることができる。
心電電極２１の幅Ｌ₁＝９ｍｍ
心電電極２２の幅Ｌ₂＝９ｍｍ
心電電極２３の幅Ｌ₃＝９ｍｍ
心電電極２１と心電電極２２とのエッジ間隔ｄ₁₂＝１０ｍｍ
心電電極２２と心電電極２３とのエッジ間隔ｄ₂₃＝１０ｍｍ
心電電極２１とカテーテル本体１０の先端側の端部とのエッジ間隔Ｄ＝５ｍｍ

上記サイズのニワトリの場合、心臓の大きさが５ｃｍほどなので、心室先端までの距離には余裕があるため、例えばエッジ間隔ｄ₂₃は少し長めの２０ｍｍ程度まで伸ばしても差し支えない。また、心電電極２１のエッジとカテーテル本体１０の先端側の端部のエッジとが重なってもよい（Ｄ＝０）。

＜生体信号（バイタルデータ）を検出する手順＞
（前提）
まず、測定を行う係員は、初期状態として３ｃｈマルチプレクサー１９０をチャンネルｃｈ１にセットする。つまり、上部消化管カテーテル１において、心電電極２１を中性点、心電電極２２を陰極（−）、心電電極２３を陽極（＋）として作動させる。これにより、カテーテル本体１０の先端側に巻かれた心電電極２１，２２，２３で検出する心電図が心電計２００にモニタ表示される。係員は、上部消化管カテーテル１の基端側を把持し、軽度の麻酔下のニワトリに上部消化管カテーテル１を挿入する。

（ステップＳ１）
上部消化管カテーテル１のカテーテル本体１０の先端がそ嚢に到達すると、屈曲部１１が屈曲し、先端が反転するので、係員は、カテーテル本体１０の湾曲を使いながらニワトリの背側の食道出口を探る。

（ステップＳ２）
カテーテル本体１０の先端が胸部食道に入った時点から、係員は心電計２００の表示を監視し、心電電極２１，２２，２３で検出する心電図を検討し始める。モニタにより、
P波陰性、R波陽性となる点（以下、測定ポイントという）を見出す。ただし、この測定ポイントは極めてクリティカルであるのが実状である。

（ステップＳ３）
そこで、係員は、マイクロフォン４０で検出した心音をスピーカ１８０を介して聞きながら、音量が最大となる点を求める。この音量が最大となる点は、測定ポイントの近くの点である。そのため、心音が測定ポイントを発見するためのガイドとなる。

（ステップＳ４）
係員は、この測定ポイントが求まると、カテーテル本体１０に装着していたバルーン５０（図６参照）を膨らませてカテーテル本体１０の位置を固定する。
なお、カテーテル本体１０がこの位置にあるときに、チャンネルｃｈ１からチャンネルｃｈ２に切り替えた場合、心電図において、P波陽性、R波陽性が観測されることを確認する。

（ステップＳ５：心電図の採取）
（ステップＳ６：心音の採取）
（ステップＳ７：心室の加速度を計測）
図２に示すカテーテルシステム１００を含む全体システムによって、係員は、ステップＳ５〜Ｓ７を並列的に行う。例えば３人の係員が役割分担して行ってもよい。なお、必要なデータの時間長は、例えば数秒あればよい。測定を行う係員が最終的な判断を下すためには、被検査対象に不整脈があると１分くらいだが、一般的には２０〜３０秒でよい。

（ステップＳ８：消化液等の試料の採取）
係員は、測定ポイントにて心電図、心音および加速度のデータを採取すると、バルーン５０（図６参照）を収縮させて固定を解除し、上部消化管カテーテル１を引き戻す。このバルーン５０に付着した消化液等の試料（検体）を回収する。

係員は、このニワトリを検査終了済みのケージに送る。なお、ニワトリの麻酔はまもなく切れる。そして、係員は、まだ検査されていない他のニワトリに対して前記ステップＳ１〜Ｓ８の手順を順次行う。

［６．上部消化管カテーテルの変形例］
図７に示す上部消化管カテーテル１Ｂは、カテーテルの基本形に対して、２つのマイクロフォン４１，４２を備え、２つの窓１２，１３を備えている（以下、この形態を変形例１という）。
図７に示す上部消化管カテーテル１Ｂは、カテーテルの基本形の心電電極が４つの電極２１，２２，２３，２４の形態である（以下、この形態を変形例２という）。つまり、上部消化管カテーテル１Ｂは、変形例１と変形例２とを併せ持った形態で表示したものであって、いずれか一方の形態のみとしてもよい。なお、図７では、オプションであるバルーン５０、温度計６０については省略した。

＜変形例１＞
上部消化管カテーテル１Ｂの備えるマイクロフォン４１，４２は、図１に示すマイクロフォン４０と同様なものである。
マイクロフォン４１は、三尖弁や僧帽弁の閉鎖音がよく聞こえる位置に設けることが好ましい。このような位置は、マイクロフォン４２よりも基端側の位置である。
窓１３は、窓１２と同様なものであり、マイクロフォン４１の専用の窓である。
マイクロフォン４２は、図１に示すマイクロフォン４０と同様な目的で同様に肺動脈弁の閉鎖音や大動脈弁の閉鎖音がよく聞こえる位置に設けたものである。
変形例１の場合、カテーテルシステム１００を含む全体システムにおいて、心音増幅器１５０は、２つのマイクロフォン４１，４２からの信号を増幅するように構成しておく。なお、被検査対象が鳥類の場合、三尖弁や僧帽弁の閉鎖音は弱いので、マイクロフォン４１を設けなくてもよい。

＜変形例２＞
上部消化管カテーテル１Ｂの備える心電電極２１，２２，２３は、図１に示すものと同じなので説明を省略する。
心電電極２４は、配置が異なるだけで、他の心電電極と同様なものである。
心電電極２４は、カテーテル本体１０の管の軸方向に沿った所定幅を有して、心電電極２１よりも基端側に所定間隔をあけて設けられている。心電電極２４は、中性点として使うことも可能である。
仮に、心電電極２４の幅が１０ｍｍで、心電電極２４と心電電極２１とのエッジ間隔が１０ｍｍであれば、この心電電極２４を設けたことで、カテーテルをさらに２０ｍｍ奥に入れ込むことが可能となる。

上記数値例は、あくまで一例であって、鳥の種類の相違による首の長さの違い、個体差、雛か成鳥かといった差によって異なる場合がある。
本発明の上部消化管カテーテルにおいて心電電極の個数は少なくとも３個あればよいが、上部消化管カテーテル１Ｂのように４個備える形態や５個以上備える形態とすることで、個体差等を吸収し易くなる効果がある。

図８に示す上部消化管カテーテル１Ｃは、カテーテルの基本形に対するオプションとして、ワイヤ７０を備えている（以下、この形態を変形例３という）。なお、図８では、他のオプションであるバルーン５０、温度計６０については省略した。
＜変形例３＞
上部消化管カテーテル１Ｃの備えるワイヤ７０は、カテーテル本体１０の管の内部を通って管の両端に引き出されている。ワイヤ７０の一端は、カテーテル本体１０の先端側に接続され、このワイヤ７０の他端はカテーテル本体１０の基端側に引き出されている。
ワイヤ７０の一端の接続先は、屈曲部１１よりも先端側であり、図８（ａ）に示す例では、ワイヤ７０の一端は、カテーテル本体１０の先端の端部に固着されている。検査を行う係員が、ワイヤ７０の他端をカテーテル本体１０の基端側に引っ張ることで、その間にある屈曲部１１が屈曲し易くなる。通常、カテーテル本体１０の先端が上部消化管の内壁に当たって、図８（ｂ）に示すように力Ｆが加わった場合、先端側の屈曲部１１は可撓性が高く曲がり易く構成されている。不慣れな係員がカテーテルを挿入したり、あるいはニワトリに比べて首の長い野鳥等を被検査対象にするような場合であっても、ワイヤ７０の他端を引っ張ることで屈曲部１１が屈曲し易くなるため、カテーテルを被検査対象に経口的に挿入する際のガイディングや、上部消化管内で心臓に近い位置に加速度センサ３０や心電電極２１〜２３を導入する際のガイディングを容易にすることができる。

［７．測定データの具体例］
＜加速度センサの検出信号＞
図９は、上部消化管カテーテルを使用して取得した心電図と加速度センサの出力とを示す図である。このときの被検査対象は、体重１１００ｇの雌のニワトリとした。
符号９１０の波形は心電図を示し、心電電極２１，２２，２３の検出信号を差動アンプ１１０（オペアンプＯＰ）で増幅後、Ａ／Ｄコンバータでデジタル化したものである。符号９２０の波形は、加速度を示し、加速度センサ３０で検出した信号を加速度増幅器１３０（オペアンプ）で増幅後、Ａ／Ｄコンバータでデジタル化したものである。なお、１軸の加速度を検出するタイプのセンサを用いた。１秒当たりのサンプリング周期を５０００として行った（標本化５０００／ｓｅｃ.）。つまり、２秒間の記録を図示した。図９において、時間幅Δ１〜Δ４は、それぞれＲＲ間隔に対応している。

図９に示すように、心電図（符号９１０の波形）と、加速度のデータの波形（符号９２０の波形）とを、時間軸を重ねて表示すると、加速度センサ３０では、心音計よりもはるかに正確に心臓の中で何が起こっているかを読み取ることができる。
具体的には、加速度のデータの波形（符号９２０の波形）において、符号９２１は、心室の駆出加速度を示している。この期間では、心室が収縮している。
符号９２２は、弁の閉鎖音（第ＩＩ心音）が出ていることを示している。この期間は血流が大循環に流れている期間に相当する。血流の増加で２つの弁（肺動脈弁、大動脈弁）の収縮音が乖離（スプリット）することが確認できる。
符号９２３は、血液の心房から心室への流入を示している。つまり、心房に対して血流が流れている間を示している。
このように加速度センサ３０の検出信号は、心室の駆出加速度と、弁の閉鎖音（II）と、心房から心室への血液の流入と、を正確に表している。特に、心房から心室への流入には時間差があることが良くわかる。よって、加速度センサ３０の検出信号は、心電図９１０のRR間隔に比して、血流の流入を色濃く反映しているものと考えられる。なお、呼吸パターンと、加速度センサ３０の検出信号とのトレンドも記録すれば、１本の上部消化管カテーテルから、より多くの情報を取得できる。

＜心音計の検出信号（比較例）＞
図１０は、上部消化管カテーテルを使用してマイクロフォンを心音計として取得した心音を示す図である。図１１は、上部消化管カテーテルを使用して取得した心音データおよびそのフーリエ変換処理結果を示す図である。このときの被検査対象は、体重１１００ｇの雌のニワトリとした。

測定結果によると、１５秒辺りでII音の分離が聞こえた。これを視覚的に表示したのが図１０に示す信号波形である。およそ１５〜１８秒の間に、符号９３１〜９３７で示すように、７箇所のスプリットが視覚的に確認できた。なお、必ずしも振幅が大きいほうが遅れるとは限らない。図１０に示す信号波形を心音増幅器１５０で増幅後、Ａ／Ｄコンバータでデジタル化し（標本化５０００／ｓｅｃ.）、図１０の符号９３１の部分を含む信号波形の１秒分を図１１の上に示す。さらに、そのＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理した結果を図１１の下に示す。

心音計で検出した出力信号は、Ａ／Ｄコンバータでデジタル化しても、II音の分離を視覚的に確認することは困難であった。また、ＦＦＴ処理した結果もきれいに再現することは困難であった。一方、図９に示す加速度センサ３０の検出信号では、２つの弁の収縮音がスプリットするこがはっきりと確認できた。また、心音計（マイクロフォン）によれば、測定を行う係員が心音を実際に聞くことで、カテーテルの位置が最適になっていることを確認できることから、位置決め作業をアシストする効果を有する。

以上説明したように、本発明の実施形態に係る上部消化管カテーテル１は、経口的に被検査対象に挿入されるので、被検査対象の上部消化管において心臓の近くの部位に、心電電極２１，２２，２３を配置させることによって、被検査対象の心電図をバイタルデータとして取得することができる。よって、体表電極による心電図記録と比較して、心電図の基線付近に混在するノイズ（筋電図）の影響を低減することができる。
また、上部消化管カテーテル１のカテーテル本体１０には、可撓性が高く折曲自在の屈曲部１１が先端側に設けられている。よって、測定時に被検査対象にカテーテル本体１０を挿入するときに、先端側の屈曲部１１がたやすく曲がるため導入が容易となる。
さらに、上部消化管カテーテル１は、加速度センサ３０を内蔵し、被検査対象の心拍出量や心拍数を計測できると共に、エコーでは計測し難いような背部に面した心室の動きを定量的に計測できる。

以上、実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、マイクロフォン４０を備えるものとして説明したが、本発明において、マイクロフォンは必須の構成要素ではない。ただし、マイクロフォン４０を備える形態は、下記の理由から好ましい形態と言える。具体的には、上部消化管の中に挿入したカテーテル本体１０の先端がどこまで到達しているのかといった確認は、レントゲンによる透視で可能である。ところが、常にＸ線を出せるわけでもなく、あるいは透視が使えない場所で検査をしなくてはならない場合もある。これらの場合、カテーテル本体１０の先端位置を、その周囲の臓器（心臓）から推定することが可能である。このような推定が必要なのは、カテーテル本体１０の先端位置が判明しなければ、各検出信号の値は評価できないからである。例えば心電図（P波：心房、R波：心室の極性）によって、カテーテル本体１０の先端が心房と心室の間の位置（ベストの位置）にあるか、その上の位置または下の位置にあるか、といったことは推定可能である。ただし、どの程度上下にずれているかについては不明のままである。これに対して、心音計（マイクロフォン４０）で検出した信号で弁の閉まる音＝放散音を聞けば、どの程度ずれているのか、といった情報を取得することができる。

マイクロフォン４０を備える形態において、カテーテル本体１０から各種電気信号線等を取り出す側の端部（基端側の出力端部）を塞ぐ隔壁を設けてもよい。このようにカテーテル本体１０の基端側の出力端部に隔壁を設けた場合、当該出力端部からの音を、内蔵されたマイクロフォンが集音することを避けて、心音を効果的に集音することができる。なお、この場合、隔壁の位置、厚さ、個数を適宜設計変更することができる。

また、場合によっては、マイクロフォンの代わりに加速度センサを心電電極の位置決めの用途として利用することも考えられる。この場合、加速度センサの検出信号のブロードな出力の変化から、信号の最大値近傍で位置を決定することも可能である。このように加速度センサを位置決めの用途として利用する場合、信号処理による時間がマイクロフォンを用いた場合よりも要するデメリットがある反面、マイクロフォン等のオプションを要さない構成となるのでカテーテルサイズを小さくし、カテーテル本体の小径化に寄与するメリットがある。このように信号処理時間の短縮とカテーテルの小型化とのどちらを優先するかに応じていずれかの構成を適宜採用することができる。

本発明に係る上部消化管カテーテルを用いた検査を、例えば以下の長期計画における複数の目標段階にて順次進めていくことができる。例えば第１段階として、鳥類の数多くの個体に対して、本発明の上部消化管カテーテルを用いた測定を行うことで、当該鳥類の心臓の状態に関する基礎データを収集することができる。
そして、第２段階として、健康な個体、病弱な個体、一時的に弱っている個体、鳥インフルエンザウイルス等に感染した個体等について、例えば体温、心拍数、呼吸波形等の相関データを分析し、ウイルス感染した個体に特有の体温上昇、心拍数上昇、呼吸波形の変化等の基準を構築することができる。
第３段階として、鳥インフルエンザウイルス等に感染した疑いがある個体を発見した場合に、本発明の上部消化管カテーテルを用いた測定を行うことで、当該個体が、病弱なだけなのか、一時的に弱っているだけなのか、ウイルス感染の兆候があるのかといった絞り込み（スクリーニング）が可能となる。鳥インフルエンザウイルスでは、抗原抗体反応の検査期間を有することから、感染の兆候を早期にスクリーニングするシステムの構築が要望されている。前記第３段階においては、鳥インフルエンザウイルスに対し、鳥での検出が可能になると考えられる。そのため、感染ルートの特定にも寄与すると考えられる。
そして、より正確さを増した第４段階では、例えば家禽業者の出荷前管理等において、本発明の上部消化管カテーテルを用いた測定（診断）を行い、疑わしいものは間引くという方策を行うことで、例えば発病したら周辺数ｋｍで飼育されているニワトリ等を全処分するといった事態を防止することができる。

本発明の上部消化管カテーテルを用いた測定は、高病原性トリインフルエンザに限らず、他に西ナイル熱や他の人畜感染症の特定のための測定等に応用可能である。

本発明の上部消化管カテーテルを用いた測定において、被検査対象はニワトリに限定されるものではなく、その他の鳥類にも適用可能である。なお、本発明の上部消化管カテーテルは、消化官系を利用するため、個体、種類に応じてカテーテルのサイズを合せる必要はあるものの基本構成は同様にすることができる。

また、本発明の上部消化管カテーテルを利用して心電図データを正確に記録して分析しておくことにより、例えば体表電極を用いて得た曖昧な心電図波形を分析する上での一助とすることが可能である。この場合、同期加算によるノイズ軽減効果や、独立成分分析によるオリジナル波形の推定といった効果が期待できる。

１，１Ｂ，１Ｃ 上部消化管カテーテル
１０，１０Ａ，１０Ｂ カテーテル本体
１１ 屈曲部
１２，１３ 窓
２１，２２，２３，２４ 心電電極
３０ 加速度センサ
４０，４１，４２ マイクロフォン
５０，５０Ａ，５０Ｂ バルーン
５１ 大径部
５２ 小径部
５３ バルーン取出し用孔
５４ 終端止め用孔
５５ 結び目
５６ 基部
５７ 分岐部
５８ バルーン用孔
６０ 温度計
７０ ワイヤ
１００ カテーテルシステム
１１０ 差動アンプ
１２０ 加速度計制御器
１３０ 加速度増幅器
１４０ 周波数制御器
１５０ 心音増幅器
１６０ 電源
１７０ 表示装置
１８０ スピーカ
１９０ ３ｃｈマルチプレクサー
２００ 心電計
２１０ ポンプ
２２０ バルーン制御部
２３０ 温度計測部

Claims (7)

1. 鳥類を被検査対象とした心電図を表示する心電計に対して電気的に接続される心電電極を備え、前記被検査対象に経口的に挿入される上部消化管カテーテルであって、
   挿入するときの端である先端側に、折曲自在の屈曲部が設けられたカテーテル本体と、
   前記カテーテル本体の前記先端側に所定間隔をあけて設けられた少なくとも３つの前記心電電極と、
   前記カテーテル本体に内蔵され、前記屈曲部よりも前記先端側の位置もしくは当該屈曲部の位置に設けられた加速度センサと、
   を備えていることを特徴とする上部消化管カテーテル。
2. 前記カテーテル本体には、マイクロフォンがさらに内蔵されており、
   前記マイクロフォンは、前記加速度センサよりも前記先端の反対側の基端側の位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の上部消化管カテーテル。
3. 伸縮可能なバルーンをさらに備え、
   前記バルーンは、前記カテーテル本体の外周面において前記屈曲部もしくは当該屈曲部よりも前記先端の反対側の基端側の位置に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の上部消化管カテーテル。
4. 前記カテーテル本体には、温度計がさらに内蔵されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の上部消化管カテーテル。
5. 前記加速度センサは、３軸方向の加速度を検出することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の上部消化管カテーテル。
6. ワイヤをさらに備え、
   前記ワイヤの一端は前記カテーテル本体の先端側に接続され、前記ワイヤの他端は前記カテーテル本体の基端側に引き出されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の上部消化管カテーテル。
7. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の上部消化管カテーテルと、
   前記上部消化管カテーテルの前記心電電極と前記心電計との間に接続された差動アンプと、
   を備えることを特徴とするカテーテルシステム。

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