JPH02159247A - 血流測定用カテーテル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱希釈曲線より循環血液の流量を測定する直
値測定用カテーテルに関する。更に詳しくは、心臓の血
液を拍出する能力、すなわち心拍出量をはじめ、門脈循
環、冠循環等局所的な血行動態の測定を可能とする血流
測定用カテーテルに関するものである。

〔従来技術〕

液体の流路内に既知の温度差を有する液体を注入し、こ
れより下流の位置での温度変化を測定することにより液
体の流量を知ることができる。この方法は熱希釈法と呼
ばれ、生体の血液循環においては心拍出量の測定に最も
多く用いられている。

心拍出量は、心臓の機能を判断する上で極めて重要な指
標となる。適用される症例としては、心筋梗塞をはじめ
とする心厚性ショック症例、大量の出血や輸血により体
液のバランスが不明となった症例、特殊な血行動態が予
測される症例等多岐にわたっている。

また、熱希釈法は、この他の血行動態、例えば各種肝疾
患、あるいは肝臓外科手術における門脈血行動態の把握
や、心筋梗塞の原因となる上動静脈血流量の測定といっ
た、局所的な測定にも有効である。

ここで先ず、熱希釈法により心拍出量を求める原理を説
明する。使用するカテーテルの構造は既に公知であり、
その構造を第３図に示す、カテーテル（５）は全長的１
ｍで、先端の孔（６）はモニター用コネクター（９）に
連通しており血圧をモニターする。

バルーン（７）はバルーン用コネクターｑｌｌＤより注
入された炭酸ガスにより膨張するようになっている。

センサー０つは血液温度を測定し、その信号はセンサー
用コネクターｑ■を通してデータ処理装置へインプット
される。冷却した熱指示液を熱指示液注用人コネクター
０りより注入し、吐出口（８）より血液中へ吐出する。

心拍出量の測定に際しては、カテーテルは通常股静脈よ
り右心系へ挿入し、吐出口（８）が右心房に、センサー
０３）が肺動脈に位置するように留置する。

熱指示液は吐出口（８）より右心房へ注入され、その下
流にあるセンサー０３）により血液の温度変化が検出さ
れる。

このときの心拍出ＩＣＯ（ｆｆｉ／分）が、の式より計
算されることは従来より知られている。

ここでＶ　：熱指示液の注入量（ｄ） Ｔｌ　：熱指示液の温度（°Ｃ） Ｔｌ　：血液の温度（°Ｃ） Ｓｌ、ＣＩ　：熱指示液の比重、比熱 Ｓｍ、Ｃｍ：ｆ［［Ｌ液の比重、比熱 Ｔ　二時間（秒） であり、Ｓ０ΔＴｌ　（ｔＭｔは肺動脈等における血液
の温度変化の時間による積分値である。

熱指示液としては、通常５°Ｃ以下に冷却した生理的食
塩水またはブドウ糖液等を使用する。注入量は成人で３
〜１０ｍの範囲であるが、注入量が多くなりすぎると体
液の組成に影響を及ぼすため、その量は最小限に制限す
ることが必要である。従って、通常５２／分前後の心拍
出量を有する血液の温度変化は高々２〜３℃を示すにす
ぎず、このため血液の温度センサーには０．１°Ｃ以下
の分解能を有する高精度及び１秒以下の時定数を存する
早い応答性を併せもつセンサーが要求される。

本発明者らは、このような要求に応え得るものとして、
細径０．２−以下の熱電対を使用することにより、応答
速度の極めて早い温度検出を可能にし、特願昭６２−６
５６４１号に開示した。この発明により血流の測定精度
が向上し、更に右心系の心機能を判断する指標として有
用な右室駆出率の検出が可能となった。

一方、本発明のカテーテルは体内に挿入すると同時に、
心拍出量を演算するためにカテーテルのコネクターを介
して外部の心拍出量計に継続されることから、熱電対の
感温部においては電気絶縁特性が高度に要求される。仮
に何らかの理由により絶縁特性が低下し、これより１０
ｔＩＡ以上の電流が体内、特に心臓内へリークした場合
、電気ショックにより心停止する危険性が極めて高い、
従って、上記危険性を回避するために、熱電対のカテー
テルにおける露出部、すなわち感温部の絶縁被覆層を厚
くする必要があるが、一方、樹脂層を厚くする。と温度
検出における応答速度が極端に低下する。この結果、細
径の熱電対が従来−船釣に本用途において用いられてい
るサーミスタに比較しての優位性を十分に生かすことが
不可能となる。

従って、熱電対の早い応答速度を維持し、同時に絶縁性
の確保を可能とする。絶縁被覆用素材が望まれていた。

ここで−船釣に使用される絶縁用樹脂としては、エポキ
シ系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリ塩
化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂等が挙げられるが、これ
らはいずれも作業性、絶縁特性の面で完全ではなかった
。一方、ポリイミド系樹脂が上記樹脂に比較し、すぐれ
た絶縁特性を有するもので°あるが、本発明のように被
コート部が極細径の熱電対であり、更にカテーテルの使
用時に折れたり曲がることが多いため熱電対感温部の被
覆樹脂にクランクが多発し絶縁特性が急激に低下する欠
点を有していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

その目的とするところは、従来の熱希釈法による心拍出
量や門脈血流量、冠動脈血流量等の体内における循環血
流量の測定において、測定精度の貴 向上、駆出率の検出、更には侵襲性の低減化を可能とす
る高速応答性を有し、且つ感温部の絶縁特性と使用時の
安定性に優れた熱電対タイプカテーテルを提供するにあ
る。

（課題を解決するための手段〕 本発明は、体内の循環血液中に既知の温度差を有する液
体を注入し、該注入箇所より下流における血液の温度変
化を測定することによって血液の流量を測定するための
カテーテルにおいて、血液温度を測定する温度センサー
が線径０．２　ｍ以下の一対の素線で構成された熱電対
よりなり、該素線が全長にわたりポリエステルイミド系
樹脂により絶縁被覆されると共に該熱電対の感温部すな
わち接合部が下記の式で表される樹脂Ａの２０〜４０重
世％と樹脂Ｂの８０〜６０重景％とを混合してなるポリ
イミド系樹脂により絶縁被覆されていること％とする血
流測定用カテーテルである。

樹脂Ａ 樹脂Ｂ 式中、Ｘは８０〜９０．Ｙは１〜２０の範囲の整数を示
す。

本発明において用いられる熱電対は、ＪＩＳＣ１６０２
−１９８１による分類に従い、貴金属熱電対としてＳ熱
電対、Ｒ熱電対、Ｓ熱電対、また卑金属熱電対としてに
熱電対（旧ＪｆＳにおいてＣＡ熱電対、以下同様）、Ｅ
熱電対（ＣＲＣ）、Ｊ熱電対（ＩＣ）、Ｔ熱電対（ＣＣ
）等が代表的に挙げられるが、特にこれらに限定されな
いが、熱電対の強度、価格、または熱起電力の点からは
、Ｋ熱電対またはＴ熱電対を用いるのが望ましい。

熱電対の線径は０．２−以下にすることが必要であり、
０．２−を越える場合には熱電対自体の熱容量が大きく
なるため応答速度が大巾に低下する。

このため、応答速度及び作業性の両面を考慮すると線径
０．０２５〜０．１閣の範囲が更に望ましい。

熱電対は、素線相互の接触を防止し、外部との絶縁性を
保持するため、あらかじめ絶縁用樹脂コートを行う必要
がある。この場合感温部に対する絶縁コート用ポリイミ
ド樹脂の塗布工程において、２００°Ｃ以上の加熱硬化
処理工程を行うことから、耐熱性にすぐれた絶縁被覆用
樹脂としてポリエステルイミド系樹脂を約ｌＯ〜５０μ
ｍの厚みでコートする。

熱電対の感温部は、所定の位置におけるポリエステルイ
ミド系樹脂の被覆部分を薬剤等により剥離し、次いで抵
抗溶接法などにより２種類の素線（１）を接合して得ら
れる０次いで熱電対の接合部（２）の絶縁被覆を行い、
第１図のような熱電対が得られる。ポリイミド径樹脂は
通常例としてＮ−メチル−２−犀ロリドンなどの極性有
機溶媒に溶解した溶液を使用する。また、この溶液にシ
ラン系カップリング剤を適量混合することも被覆の物性
向上に効果的である。コート方法にはディフピング法、
塗布法等があるが特にこれらに限定されるものではない
、また１度コートを行って後１００〜１５０°Ｃ１〜２
時間の加熱処理を行う、この操作を２〜１０回繰り返し
最終的に２００〜２５０°Ｃの加熱処理を行うことによ
り、強固な被覆の形成が可能となる。

このようにして作成した熱電対は、カテーテルの内腔に
挿入し、接合部すなわち感温部を、例として第２図のご
とく、カテーテル（５）の外表面に露出して接着゛固定
を行う。接着固定用の接着剤（４）としては、エポキシ
系樹脂、ウレタン系樹脂等挙げられるが、特にこれらに
限定されない。

〔実施例Ｉ〕

０．０５−の線径の素線よりなるに熱電対において、各
素線をポリエステルイミド系樹脂によりコートし、更に
２本の素線を束ねた状態で同一樹脂のコートを行い平行
線を得た０次にこの熱電対の末端約５閣の長さをアルカ
リ系剥離液に浸漬しポリエステルイミド系樹脂層の剥離
を行った。更に剥離部の中心を抵抗溶接法により接合し
感温部を形成せしめた。

接合部の絶縁被覆用ポリイミド系樹脂は、樹脂固形分を
４０重量％含むＮ−メチル−２−ピロリドン溶液で、ま
た樹脂固形分の組成は、先に構成式を示した樹脂Ａが２
５５重量、樹脂Ｂが７５５重量であった。ポリイミド系
樹脂のコートは浸漬法を用い、浸漬コート後１００°Ｃ
１時間加熱し、これを５回繰り返し、最後に２２０℃２
時間の最終加熱処理を行った０以上の操作によって得ら
れた熱電対を第２図のごとくカテーテル（５）に埋入固
定した。カテーテルへの固定はウレタン系接着剤を用い
た。

絶縁特性の評価は、３７℃生理食塩水に浸漬し、ＩＯ日
日間わたり被覆層の絶縁抵抗を測定した。

その結果、ＩＯ日日間わたりＩＯＭΩ以上の畜い絶縁抵
抗を保持していた。更に、同じカテーテルを用いて、室
温空中より氷水に手動にて挿入し、この時の温度変化記
録し、室温及び氷水の温度（０°Ｃ）に達する温度中の
約６３％に達するまでの時間、すなわち熱時定数を測定
した結果、０．１秒以下とすぐれた応答速度であった。

〔実施例２］ ０．０７−〇線径のＴ熱電対を使用した。コート方法及
び絶縁特性の評価方法は実施例１と同様に行った。ただ
し熱電対接合部の絶縁被覆用ポリイミド系樹脂としては
、樹脂固形分を４５５重量含むＮ−メチル−２−ピロリ
ドン溶液で、樹脂固形分の組成は、樹脂Ａが３５重量％
、樹脂Ｂが６５５重量であった。その結果絶縁抵抗値が
ＩＯＭΩと良好であった。熱時定数も０．１秒以下であ
った。

〔比較例〕

実施例１と同様に行ったが、熱電対接合部の絶縁被覆用
ポリイミド径樹脂として、樹脂固形分を４０重量％含む
Ｎ−メチル−２−ピロリドン溶液で、樹脂固形分の組成
が樹脂Ａ１５重量％、樹脂８８５重量％であった。その
結果、絶縁抵抗値は２日日５ＭΩ、３日目より１ＭΩ以
下と減少した。

接合部を拡大して観察すると、被覆樹脂にクラックが多
数発生しており、これが絶縁不良の原因であった。

〔発明の効果］ 本発明方法に従うと、長期間にわたる生体内への留置に
おいても絶縁特性が川なねれることなく、従来のサーミ
スタタイプの欠点である低応答速度を大巾に改善するこ
とが可能となるため、心拍出量をはじめ内扉循環、冠循
環等局所的な血行動態の高精度な測定を行う血流測定用
カテーテルとして好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例となる熱電対の感温部の構造
を示す図で、第２図は熱電対感温部をカテーテルへ接着
固定する構造の例を示す図である。 第３図は従来の熱希釈カテーテルの構造を示す図である
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）体内の循環血液中に既知の温度差を有する液体を
   注入し、該注入箇所より下流における血液の温度変化を
   測定することによって血液の流量を測定するためのカテ
   ーテルにおいて、血液温度を測定する温度センサーが線
   径０．２ｍｍ以下の一対の素線で構成された熱電対より
   なり、該素線が全長にわたりポリエステルイミド系樹脂
   により絶縁被覆されると共に、該熱電対の感温部すなわ
   ち接合部が下記の式で表される樹脂Ａの２０〜４０重量
   ％と樹脂Ｂの８０〜６０重量％とを混合してなるポリイ
   ミド系樹脂により絶縁被覆されていることを特徴とする
   血流測定用カテーテル。 樹脂Ａ ▲数式、化学式、表等があります▼ 樹脂Ｂ ▲数式、化学式、表等があります▼ 式中、Ｘは８０〜９０、Ｙは１〜２０の範囲の整数を示
   す。