JPH02180245A - 多数トランスジューサとそれと共に使用されるカテーテルを使用して血流容積を継続的に測定する装置ならびに方法 - Google Patents

多数トランスジューサとそれと共に使用されるカテーテルを使用して血流容積を継続的に測定する装置ならびに方法

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JPH02180245A
JPH02180245A JP1261242A JP26124289A JPH02180245A JP H02180245 A JPH02180245 A JP H02180245A JP 1261242 A JP1261242 A JP 1261242A JP 26124289 A JP26124289 A JP 26124289A JP H02180245 A JPH02180245 A JP H02180245A
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catheter
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Paul D Corl
ポール　ディー　コール
Ronald G Williams
ロナルド　ジー　ウィリアムズ
Mark W Cowan
マーク　ウィリアム　カウワン
Jerome Segal
ジェローム　シーガル
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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〕 本発明は多数のトランスジューサを使用して血流を測定
する装置と方法、殊に多数のトランスジューサ特にドツ
プラーパルス超音波工学を活用したトランスジューサを
用いて継続的に流体容積を測定する装置と方法に関する
。
〔従来の技術〕 米国特許第４，７３３，６６９号には肺動豚内の血流を
測定する一本のトランスジューサカテーテルが開示され
ている。かかる−本のトランスジューサを使用する測定
技術の場合、同一のトランスジューサビームで直径値、
と速度値の両方を得る必要がある。上記主題の特許にも
開示の通り、超音波トランスジューサからのビームが血
管径と流速の双方を確認できるような角度で血管の中心
を横切るようにトランスジューサを血管壁に対して位置
決めするたとが企図されている。かかる装置と方法を使
用する際、径測定と速度分布測定の別個の要求を充たす
ために超音波ビームの角度を選択するうえて妥協が行わ
れている。即ち１．飛行時間測定（Ａモード）を使用し
て径の発見を最適にするための理想的なビームの血管軸
に対する角度は９０°である。この急角度で最も強い管
壁の反射が得られ測定値はビーム角のどんな不確定さに
対しても殆んど影響を受けなくなる。速度測定を最適に
行うためには速度測定値のビーム角の不確定さに対する
影響を最小限にしながら同時に管腔全体にわたる速度分
布を測定できるようにすることが望ましい。９通の場合
、１本のトランスジューサカテーテルに対して６０°〜
７０°の範囲のビーム角度が選ばれるため径と速度の両
方測定するうえで相当な妥協をしなければならなくなる
。従って、径と速度の双方の測定を最適にし得るような
血流測定装置と方法が必要とされている。更に、１本の
トランスジューサカテーテルを使用する場合には、同カ
テーテルを血管壁に対して位置決めする必要と共にカテ
ーテルにより血管壁に加えられる力を制限して管壁の組
織の損傷を最小限にする必要がある。そのため、かかる
潜在的な管壁のｔ員傷を最小限にするような装置と方法
が必要とされている。
〔発明が解決しようとする課題〕
全体として、本発明の目的は血流容積を継続的に測定す
る装置と方法で血管の径とドツプラー速度分布を飛行時
間（Ａモード）で測定するためにカテーテル内に配置し
た多数の超音波トランスジューサを使用したものを提供
することである。かかるカテーテルの遠極端はトランス
ジューサからのビームの軸と同一面内に位置し、各ビー
ム軸は血管の長手方向軸を横切るようになっている。
本発明のもう一つの目的は上記性格の装置と方法で径と
速度の測定をＪテうために管壁に隣接して位置するカテ
ーテル内に配置された少なくとも２個の前部超音波トラ
ンスジューサを利用して継続的に血流容積を測定するも
のを提供することである。
本発明のもう一つの目的は上記性格の装置と方法で１つ
もしくは２つの追加的な後部超音波トランスジューサ、
もしくは少なくとも３個の超音波トランスジューサが設
けられることによってたといカテーテルが血管壁に隣接
して位置せずとも正確な径測定を行うことのできるもの
を提供することである。
本発明のもう一つの目的は上記性格の装置と方法で前部
後部がそれぞれ２個の追加的な超音波トランスジューサ
、もしくは少なくとも４個の超音波トランスジューサを
血管内に設けカテーテルが管壁に隣接して位置しない場
合にも前後部の径と速度分布の測定を行うことのできる
ものを提供することである。
本発明のもう一つの目的は上記性格の装置と方法で２個
もしくはそれ以上のトランスジューサを使用して所与の
１流線に沿って２もしくはそれ以上の角度から測定した
ドプラシフト成分間の比を用いて角度誤差を導き出すも
のを提供することである。
本発明のもう一つの目的は上記性格の装置と方法で径と
速度の両側定値の角度誤差を補正できるものを提供する
ことである。
本発明のもう一つの目的は上記性格の装置と方法でカテ
ーテルの遠極端部が主肺動脈内の径と速度分布の両方の
測定を容易にするように形成されたものを提供すること
である。
本発明のもう一つの目的は上記性格の装置と方法で超音
波トランスジューサがその音響ビームがそれぞれ血管の
長手方向軸を含む単一の面内に実質上位置し肺動脈弁上
部かつ肺動脈分岐点下部の領域の反対側主肺動脈壁の区
画より反射するように超音波トランスジューサを主肺動
脈内に配置できるようにカテーテルの遠極端部を形成し
たちのを提供することである。
本発明のもう一つの目的は特に短いあるいは曲がった主
肺動脈に向いた上記性格の装置と方法で径と速度分布の
再測定が血管の長手方向軸に対して実質上垂直で同軸と
交差する径測定用ビームに沿って行われることによって
速度分布が一定であると想定される血管の長さを最小限
にすることのできるものを提供することである。
本発明のもう一つの目的は上記性格の装置と方法で血管
径と速度分布の全測定値を実質上同時に得ることのでき
るものを提供することである。
本発明のもう一つの目的は上記性格の装置と方法で熱希
釈測定も可能なものを提供することである。
本発明のもう一つの目的は上記性格の装置と方法で上記
した熱希釈とドプラベースの流量測定の他に例えば右手
肺動脈と原毛管ウェッジ圧測定の如き複数の血圧測定を
行うことの可能なものを提供することである。
本発明のもう一つの目的は上記性格の装置と方法で上記
の如（肺動脈内での血圧、熱希釈およびドプラーベース
の血流測定が容易に行えるようにカテーテル材料を選択
したものを提供することである。
本発明のもう一つの目的は上記性格の装置と方法でその
遠極端の形と組合わせてカテーテル材料を選び主肺動脈
の長手方向軸を含む一つの面内に安定的なトランスジュ
ーサビームを配置するようにしたものを提供することで
ある。
本発明のそれ以上の目的と特徴は図面と共に実施例を提
示した以下の詳説より明らかとなろう。
〔課題を解決するための手段〕
全体として壁とその長手方向かつ血管壁に対して平行に
延びる軸を有す為血管内の液流容積を測定する装置は血
管内に配置される可撓性のカテーテルより構成される。
カテーテルの一方側上に第１と第２の超音波トランスジ
ューサが担われ血管の反対側壁に面して管径と速度を測
定するようになっている。上記第１のトランスジューサ
ビームは血管の長手方向軸に対して一定角度で傾斜する
。
第２のトランスジューサビームは血管の長手方向軸に対
して垂直な方向多こ向いている。カテーテルが血管壁か
ら離れて移動しながら依然として正確な管径と速度の測
定を行えるようにするために第２のトランスジユーザと
反対側のカテーテル後側に第２のトランスジューサの方
向と概して逆方向を向いた一本の追加的なトランスジュ
ーサを設けることによってカテーテルの管壁からの間隔
にかかわらず相対的に正確な管径の測定が行えるように
する。
管壁とその長手方向かつ管壁に対して平行に延びる軸を
有する血管内の液流容積を測定する方法の場合、可撓性
のカテーテルを設けて血管内に配置する。同カテーテル
はその一方側に少なくとも２個の超音波トランスジュー
サを担う。上記トランスジューサの一つはそのビームが
血管の長手方向軸に対して相当角を成した向きをとるよ
うに配置されることによってドプラシフト速度分布を測
定できるようになっている。第２のトランスジューサは
そのビームが血管の長手方向軸に対してほぼ垂直となる
ように配置されることによってＡモードの超音波飛行時
間径測定を行えるようになっている。カテーテルを管壁
に対して配置しない場合には、カテーテルによって担わ
れ第２のトランスジューサに対向する方向に面するもう
一個のトランスジューサを余分に設けて正確な管径測定
が行えるうようにする。
〔実施例〕
殊に、第１図には多数のトランスジューサを用いて血流
容積を継続的に測定する装置と方法が示されている。同
図に示す如く、上記装置は制御コンソール１１と同コン
ソール１１に接続されたカテーテル１２より構成される
。カテーテル１２はプラスチックの如き適当な材料によ
り構成した可撓性の長尺部材１３より構成されている。
上記長尺部材１３の断面図は第２図に示されているがそ
こに示されるように可撓性の長尺部材１３は１６．１７
．１８．１９．２１．２２．２３と全部で７個の複数の
管腔を備えている。図の如く、管腔の大きさはさまざま
であって相異なる作用を行う。
例えば、管腔１６は基端もしくは主肺動脈圧を提供する
ために使用され前面の遠端と基端トランスジューサを収
容している。管腔１７は前部基端および遠端トランスジ
ューサワイヤ２４．２６．２７．２８用に設けられてい
る。管腔１８はサーミスタとサーミスタ配線用である。
管腔１９は遠端もしくは肺動脈ウェッジ圧を提供するた
めに設けられる。管腔２１はガイドワイヤ２９のための
ものでバルーン膨張収縮管腔としての働きも行う。
管腔２２は右側動脈圧を提供するためφ設けられ１ｎｊ
ｅｔａｃｔｅ管腔としての働きも行う。管腔２３は後部
トランスジューサと、１個もしくは２個のトランスジュ
ーサ用の配線３３．３４（それらが使用される場合）を
収容する。
これらの７個の管腔は０．９８インチ±Ｏ，ＯＯ３イン
チの外径を有する可撓性プラスチックチューブ１３内に
設けることができることが判った。外側の円形壁３Ｇは
最小限約０．００　フインチの厚みをもっている。管腔
を分割するセプタ３７は０、　ＯＯ４インチの最小厚を
有すべきである。
第１図より判る通り、長尺部材１３の遠極端もしくは先
端４１は全体としてＵ形をしている。可撓性の長尺部材
Ｉ３は約１１０センチメークの長さのほぼ真直ぐの可撓
性部分１３ａを備えている。
Ｕ形先端４１の形は約１５センチメータの長さを有する
。可撓性の長尺部材１３はほぼ９０゛のベンド４３を超
えて延びるもう一つの比較的真直ぐな部分１３ｂを備え
る。同部材１３はまたよりゆるやかにカーブした６０°
のベンド４４を超えて延びる全体として真直ぐな部分１
３ｃを備えている。全体として真直ぐな部分１３Ｃの連
棒端上には接着剤の如き適当な手段により膨張バルーン
４６が取付けられる。上記バルーンはラテックスの如き
適当な材料により構成されバルーン膨張管腔２１と連通
した膨張収縮孔４７内を通る流体により膨張収縮するこ
とができる。バルーン４６は膨張したとき点線で示すよ
うに全体として球形の形をとり例えば１０〜１４ミリメ
ータの如き適当な径に膨張することができる。真直ぐな
部分１３ｃはバルーン内を延び管腔１９と連通した遠端
正孔４８を備えていることが判る。
従来構造のサーミスタ５１がベンド４４とバルーン４６
の中間のバルーン４６の基端の真直ぐな部分１３ｃ内に
取付けられる。上記サーミスタ５１は管腔１８により占
められる空間内に取付けられる。サーミスタ５１は管腔
１８内を延びる導線３１と３２に接続される。
カテーテル１３内には追加的な孔が設けられ、回礼は管
腔１６と連通した主肺動脈孔５４と管腔２２と連通した
右動脈圧孔と射出孔５．６を備えている。上記孔５４．
５６の双方とも可撓性の長尺部材１３の遠極端附近にあ
り孔５４はベンド４３の基端から１．３〜２．５センチ
メータのところに位置し孔５６は孔５４から約１８セン
チメータのところに位置している。
長尺部材１３の基端部は第１図に示すような成形マニホ
ルド９６を経て複数の取付具に接続されている。かくし
てルアタイプの取付具６２を備えた長尺の可撓性部材６
１が与えられる。可撓性の長尺管状部材６１は右手動脈
圧管腔２２に接続されま。もう一つの長尺可撓性管状部
材６３はルアタイプの取付具６４を備えていて遠端圧管
腔１９に接続される。もう一つの可撓性の長尺部材６６
はバルーン膨張管腔２１に接続される。可視性管状部材
６８によりストップコック７１に接続された管状部材６
６上には２アームアダプタ６７が取付けられる。上記コ
ック７１は取手７２とルアタイプの取付具７３を備えて
いる。従来タイプのシリンジでバルーン４６を膨張収縮
させるために使用される二酸化炭素の如き適当なタイプ
の流体を担うものが設けられる。アダプタ６７は同時に
中心アーム７６も備えている。
ガイドワイヤ２９は位置決めくせ取りｇＷとしての働き
を行い、管腔２１′内を延び０．０１２インチの如き適
当な径を有する。ガイドワイヤ２９はステンレス鋼の如
き適当な材料から形成され０．４２インチの如き適当な
径を有する比較的真直ぐな皮下管７９に取付けられ同様
にステンレス鋼の如き適当な材料により構成される。管
７９は可撓性の長尺部材６６のほぼ全長を延びるような
長さをしている。管７９の基端部１ｅはノブ８１を固定
しガイドワイヤ２９を前進させたり後退させたりするた
めに使用する。ガイドワイヤ２９はノブを中心アーム７
６内へ前方に押したときガイドワイヤ２９がカテーテル
１２の遠極端もしくは先端へ延び同ワイヤ２９を実質上
真直ぐにすることによってカテーテル１２を人体の血管
内に挿入しやすくすると共に膨張バルーン４６を使用し
て以下の如くカテーテルを前進させる場合にはその前進
を容易にするような長さを有している。はんだ継手８２
はガイドワイヤ２９を管７９に固定するために使用され
ると共に管７９が中心アーム７６により担われる着脱可
能なキャップ８３内を後退しないようにするストッパー
としての働きも行う。はんだ継手８２はワイヤ２９の基
端部を管７９に保持する。
ルアタイプの取付具８７を備えたもう一つの可撓性長尺
要素８６で主肺動脈圧管腔１６と連通したものが設けら
れる。もう一つの可撓性長尺管状部材８８は管腔１８と
連通している。同村８８は従来タイプの熱希釈コネクタ
８９を備えている。
もう一つの可撓性長尺部材９１で管腔２３内に設けられ
た後部トランスジューサワイヤと管腔１７内に設けられ
た前部トランスジューサワイヤに接続されその（長尺部
材９１）内部を延びるワイヤを備えたものが設けられる
。長尺部材９１は長尺部材内を延びる全ワイヤに接続さ
れる従来形のコネクタ９２に接続される。成形マニホル
ド９６は可撓性長尺部材１３の基端附近と可視性長尺部
材６Ｌ６３．６６．８６．８８．９１の遠端部附近に設
けられる。ゴムの如き適当な材質より構成した歪み解除
補強部材９７が成形マニホルド９６から出て延び可撓性
長尺部材１３の基端部４２をカバーしている。
コネクタ９２は制御コンソール１１の前部パネル１（１
３）内に延びるケーブル１０２の端に位置するそれに対
応するコネクタ１０１内に差込まれる。
第１図に示す如く、制御コンソールは装置の心血出力限
界と径限界の警報値を設定するために使用可能な前部パ
ネル１（１３）上に設けられるノブ１０４を備えている
。アラームミューティングブツシュボタン１０７と共に
「パワーオン」ブツシュボタン１０６が設けられる。更
に、心血出力用の「アラームオン」、「ハイ」および「
ロー」アラームリミットを設定するためにブツシュボタ
ン１０８．１０９を設けることもできる。同様にして、
径測定用に「アラームオン」、「ロー」および「ハイ」
アラームリミットを設定するためにブツシュボタン１１
１．１１２を設けることもてきる。瞬時的な血流波形、
流れの趨勢もしくは速度分布を表示するためにグラフィ
ックスクリーン１１６を設ける。「モニタ」もしくは「
インサート」モードの何れかを選択するためにモードブ
ツシュボタン１１７を設ける、ブツシュボタン１１９．
１２１が平均とピークの心血出力値を提供できるように
して分あたり心血出力値（リットル）を表示するために
デジタル読出し器１１８を設ける。更に、ミリメータ単
位の計測径値を読出すためにデジタルデイスプレィ１２
２を設ける。
本発明の場合、コンソール１１により与えられる情報の
種類を得るために、少なくとも２個の超音波トランスジ
ューサがカテーテル１２によって担われる。以下に述べ
る如く前後トランスジューサを設ける。前部トランスジ
ューサは普通管腔１６により与えられる凹部内に取付け
るが後部トランスジューサは管腔１６と径方向に反対側
の管腔２３内に設ける。種々のトランスジューサ構成が
可能であり第３〜５図により以下に述べる。これら構成
の全てにおいて、連棒端ベンド４３．４４はカテーテル
の長手方向軸と同カテーテル内を径方向にかつ前後トラ
ンスジューサの管腔１６．２３の中心をそれぞれ通過す
る線を含む面内に構成される。このことが必要なのはそ
れぞれがカテーテルの連棒端１３ｃが第１６図ないし第
２１図に示すように右肺動脈の小さな分岐の一つ内の下
流に配置されたときに主肺動脈の長手方向軸を含む単一
の面内にほぼ位置するようにトランスジューサビームを
向けるためである。このビームの位置決めは血流容積や
心血出力値を計算するために正確な径と速度分布測定値
を得るために重要である。
第１３図には人体心臓内に配置したカテーテル１２を示
す。患者の頚静脈内にカテーテルを導入する方法は当業
者に周知の技術である。導入を容易にするためにガイド
ワイヤ７９をノブ８１を丘作することによってその連棒
端位置まで前進させカテーテル１２の連棒端もしくは先
端４１を真直ぐにして患者の頚静脈内へのカテーテルの
導入を容易にする。第１３図に示したようなカテーテル
１２を上部大静脈１６３の静脈孔１５２を通り、右側心
房１６４を経た後、三尖弁１６６、右心室１６７を経て
、肺動脈弁１６８、主肺動脈分岐１６９を経て右肺動脈
分岐１７１内へ入った後その上部にバルーンを有するカ
テーテルの先端がその分岐内に位置するように右肺動脈
分岐から来る第２次分岐の一つの下流で固定されるよう
にして心１！ｉａｌ　６１内へ入る。カテーテルを挿入
する過程でその位置は循環系統の種々の部分で互いに全
く識別される血圧波形を観察することにより監視するこ
とができる。
第３図と第１３図からカテーテルはそれによって担われ
る前後トランスジューサが肺動脈もしくは主肺動脈１６
９内に配置されることによってそれらの各ビームが血管
の長手方向軸を含む面内に位置することにより正確な径
と速度分布の測定が容易になるように配置されることが
判る。このトランスジューサの位置決めは上記カテーテ
ルの連棒端のＵ形先端４１により容易になり、かかるＵ
形ベンドはカテーテルの連棒端を肺動脈の如き曲がった
血管の遠端部内に心取りする作用を行う。
上記カテーテルは弾性でクリープや引張り歪みやねじり
歪みに対する耐性を有し４０Ｄ−５５０のショア硬さを
有する可撓性材料により構成する。
これら材質の組合せによらてカテーテルの連棒端が血管
の長手方向軸を含む中心面からはずれζ歪む作用が防止
されトランスジューサビームをカテーテルの連棒端１３
ｃと血管の長手方向軸を含む面内に適当に配向すること
が容易になる。
第１６〜２１図はカテーテル材質と相俟って各ビームが
主肺動脈の長手方向軸を含む単一の面内にほぼ位置する
ようにトランスジューサビーム方向を必要な具合に安定
化させる連棒端部を示す。
第３図の場合、本発明の最も簡単な実施例を略示したも
ので、そこでは２個のトランスジューサを用いてカテー
テルＩ２が主肺動脈の如き血管壁１５１に隣接した配で
可能と仮定することによって正確な径と速度測定が行え
るようになっている。
カテーテルＣは血管管腔１５３内に配置され例えば６〜
１５ＭＨｚの周波数０．５〜１．５１ｍの寸法範囲の如
き適当な周波数と寸法の前部基端上よび遠端超音波トラ
ンスジューサＴ２、Ｔ１を備えている。
これらのトランスジューサはそれぞれ超音波ビームＢ２
とＢ１を提供する。トランスジューサＴ２とＴＩは例え
ば５〜１５ミリの範囲の適当な距離だけ隔離する。ｌ・
ランスジューサＴ２とＴ１はカテーテルＣの厚さ（９通
２．５ミリの厚さを有することができる）を除き管壁に
隣接もしくは対向するものを仮定する。第３図において
もまた角度θ、は血管壁に対するトランスジューサＴＩ
からのビームＢ１の角度であり、θ２はトランスジュー
サＴ２からのビームが血管壁に対して成す角度である。
パルスドプラ技法を使用することによって小量のサンプ
ル容積内の血管内の任意の位置における流速を測定した
。当業者には周知の技術であるが、「レンジゲーティン
グ」内にかかるサンプル容積を複数設けることによって
、血管管腔内の速度分布図を得ることができる。普通の
場合、トランスジューサＴ１もしくはＴ２は例えば人血
内の移動赤血球の如き移動液流内の粒子からｔｉｋ乱し
たドプラシフトエネルギーの方向を辿る超音波の短いバ
ーストにより励起する。このドプラシフトはその後血管
内の容積の小容積内の血流速度を計算するために使用す
る。血管径はトランスジューサＴ２から伝達され血管内
を伝播し遠い管壁により反射され同じトランスジューサ
へ復帰する超音波パルスの飛行時間を測定することによ
って決定することができる。管壁のエコーのタイミング
は血液細胞からのエコーが管壁のエコーよりずっと弱い
ためにＡモード走査（振幅走査）波形で大振幅信号を発
見することにより求めることができる。
もし血管の平均空間速度と断面積が知られていれば流量
を計算できる。もし血管内の一連の異なる位置（サンプ
ル容積）における速度が同時に知られていれば平均空間
速度を求めることができる。
断面積は血管径から計算できるが、後者自体は血液内の
超音波速度と血管径を横切る超音波パルスの伝播時間の
測定値から決定することができる。
管径と平均速度を測定するには超音波伝送軸が血管管腔
の長手方向軸を含む単一の面内に実質上位置することが
必要である。
第３図に示す線図において、前部基端トランスジューサ
Ｔ２は超音波Ｂ２を管壁に対してほぼ垂直にθ２の角度
で伝送しカテーテルＣの厚さに加算した時に血管の流路
もしくは管腔１５３の径りを与えるような距離値を与え
る。前部遠端トランスジューサＴは管壁１５１に対して
θ１　（例えば６０°）の角度で超音波ビームを伝送し
１〜８のレンジゲート位置におけるドプラシフト速度測
定値すなわち超音波ビームＢｌに沿うサンプル容積を提
供する。この径と速度分布情報がコンソール１１に供給
されると、例えば心血出力の血流容積量を以下の如く確
認することができる。
血管内の血流容積Ｑ（例えば心血出力値）は以下の等式
により径と速度の測定値から計算する。
に対して平行な平均空間流速である。管径りは以下の等
式により飛行時間距離を測定することにより求められる
。
Ｄ　＝　Ｄ”ｓｉｎθ。　　　　　　　　等式２但し、
ｄは測定トランスジューサの角度である超音波ビーム角
θ。で血管を横切って測定した距離である。平均空間流
速度Ｖは以下の等式によりドプラ周波数シフトを測定す
ることにより求められる。
但し、Ｃは流体（例えば血液）内の合口伝播速度、ｆｏ
は超音波伝送周波数（例えば１０Ｍｔｌｚ）、下は個々
のレンジゲートからの平均周波数測定値を加重平均した
面積、θ７は速度測定トランスジューサの超音波ビーム
角である。等式ｌ、２．３を組合わせると血流容積Ｑは
次の如く表わすことができる。
但し、Ｄは血管の内径で■は血管の長手方向軸−個のト
ランスジューサカテーテル、を使用せずに本発明の如く
２個のトランスジューサを使用する利点は角度位置の不
確実さにより導入される血流測定誤差に照らして特に以
下考察しよう。
まづ角度の不確定さが一本のトランスジューサカテーテ
ルにより測定される際の血流容積に対して及ぼず影響を
考察する。−個のトランスジューサＴ１をカテーテル上
に配置することによってそこから延びるビームＢ１が公
称角θ１．４ｏＭ＝６０゜を有するものと仮定する。更
に位置決めの不正確さによりビームＢｌが血管θＩＴＩ
Ｌ＋！　＝　６５°内の真角をとると仮定する。トラン
スジューサカテーテルが１個の場合には、θ１角の同じ
ビームを径と速度の両方の測定に対して使用する。公称
角と真角を等式４に代入すると真の流量Ｑ？、ＩｏＥの
公称流量Ｑ　Ｎｏ、４に対する比は次の式で与えられる
ことが判る。
θＩＲＯＭ＝　６０°からθ１ＴｌｌＵＥ　＝　６５°
の場合、真流量ＱＴＲＵＥの公称流量ＱＮＯＨに対する
比は以下の式で与えられる。
上記計算は５°の角度誤差につき１個のトランスジュー
サカテーテルで測定した時の血流容積にはほぼ３０％の
誤差があることを示す。
今度は、角度の不確定さが２個のトランスジューサカテ
ーテルで測定したときの血流容積値に及ぼす影響を以下
に示す。第３図に示す如く、第１のトランスジューサＴ
１をカテーテル上に配置することによってそこから延び
るビームＢ１が公称角θＩＮＭ＝６０°を有し、第２の
トランスジューサＴ２が同カテーテル上に配置されるこ
とによってそこから延びるビームＢ２が角度θｚｓｏＨ
＝９０゜となると仮定しよう。更に位置決めの不正確さ
によりカテーテルが５°だけ傾きビームＢ１とＢ２の血
管軸に対する角度がθ＋ｔｉｏｔ　＝　６５“とθ２Ｔ
Ｒ□＝９５°となると仮定する。この２個トランスジュ
ーサのカテーテルの場合、トランスジューサＴＩは速度
分布測定のために使用され、−方、トランスジューサＴ
２は径測定用に使用されることになろう。従って、真流
量Ｑ７ＲＬＩｔの上記２個トランスジューサカテーテル
により測定した時の公称流ＩＱイ。イに対する比は以下
の式で与えられる。
θ、。ｎ＝６０”　　、θｌｒ＊ｕｉ　　＝　６５°　
、θＷＨＯＮ　＝９０°およびθｔｔｏｕｔ　＝　９５
°の場合、真流■ＱＴ、ＩＬＩ！の公称流ｆｆ１ＱＮｏ
、４に対する比は以下の式で与えられる。
この結果より２個のトランスジューサを使用すると５°
角の誤差に対する血流容積の誤差は１個のトランスジュ
ーサのカテーテルの場合の３０％から２個のトランスジ
ューサの場合には１７％に減少できることが判る。この
減少は径測定角θゎを速度測定角θ、から切り離すこと
により実現することができた。この場合、径測定角はＯ
２Ｎ０Ｍ　＝９０°とすることにより角度感度を最小に
して最適化することにより流量測定誤差の殆んど全てを
速度測定誤差に帰着させることができる。
本発明の一定の用途ではカテーテルＣを血管１５２の壁
１５１に隣接した配置できるとは必ずも保証されないこ
とが判った。然しなから、カテーテルＣを血管壁から隔
って位置決めする場合、それは血管の長手方向軸に対し
て全体として平行な方向に延びることになる。そのよう
な場合には、血流に必要とされる距離測定を行うために
はもう一本余分のトランスジューサが必要となる。第４
図ではカテーテルＣは血管の壁から隔たっており血管の
中心長手方向軸附近にある。第３のトランスジューサＴ
３はカテーテルＣの前面側のトランスジューサＴ２を全
体として反対側のカテーテルＣの後側に設ける。この例
の場合、トランスジューサＴ２はカテーテルの前部から
管壁へ至る距離ＤＦを測定するために設けられ、追加ト
ランスジューサＴ３はカテーテルの後側から血管の壁へ
至る距離ＤＩｌを測定するために使用される。血管管腔
りは以下の等式に提示する如く得ることができる。
Ｄ＝Ｄｒ　＋［）、　＋Ｗ　　　　　　　　　等式９但
し、ＤＦは前部トランスジューサＴ２から前部血管壁へ
至る距離、ＤＩは後部トランスジューサＴ３から後部血
管壁へ至る距離、またＷはカテーテルの厚さ、もしくは
２個のトランスジューサＴ２とＴ３の間の距離である。
この３個のトランスジューサの構成を使用する際、たと
いカテーテルＣが血管壁から遠く移動しても依然として
血管の長手方向軸に対してほぼ平行にとどまり、いいか
えると管壁に対して角度が存在せず径もしくは速度測定
値に誤差を生じさせることになることが想定される。か
かる３個のトランスジューサの構成の場合にも、血管１
５１を横切る速度分布は実質上対称的である。即ちトラ
ンスジューサＴ１により測定される速度分布はカテーテ
ルＣの後側における速度分布の正確な評価を与えること
が想定される。
ドプラ超音波を使用する心血出力測定の誤差の大きな源
は大体の変化による角度の不確実さに帰すことができる
。２個のトランスジューサを使用した場合、一方は径測
定用、他方は速度測定用とした場合、角度誤差による流
量測定誤差は著しく小さ（なる。更に、２個のトランス
ジューサを使用した場合、位置決め角度誤差を実際に測
定して血流容積の計算を補正するために使用することが
できる。角度誤差を測定するためには、トランスジュー
サＴ１とＴ２により種々のレンジゲートでドプラー周波
数シフト測定を行う。ビームＢｌとＢ２が交差するレン
ジゲートを一つ用いると両方のビームが同じ血流速度を
測定するようにすることができるが、以下の幾何学的関
係を使用するとレンジゲート速度測定値の全ての角度誤
差を別個に補正することができる。流線速度ベクトルは
ビ−ムＢ１とＢ２の方向に沿った成分に分解し、ベクト
ルの軸に対するカテーテルの角度誤差を評価することが
できる。角度誤差θＥＲＲは次の等式により与えられる
。
θｌ？１ｌＵＥ　＝θＩ　ＮＯＮ＋θＥＲＲ等式１１Ｑ
　ｚｒ＊ｕｖ　＝　Ｑ　ｚｕｏｘ＋θＥＲＲ等式１２そ
の後、真の血流容積ＱＴＲＩＩＥはθ１ア、１Ｕｌ−を
θ。
と、またθ２アＩＩＬＩＥをθ。°と代入することによ
り等式４から計算することができる。すなわち、Ｇｌｔ
＊ｕｉ＝ 但しΔθは２本のビームＢ１と８２の間の角度、ｒ□と
Ｆｏは同一流線においてビームＢ１と８２に沿って測定
したドプラー周波数シフトである。
Δθ角は２個のトランスジューサＴ１とＴ２の間の固定
角度でありアプリオリに測定できるため容易に決定でき
る。この角度は２個のトランスジューサＴ１とＴ２の間
のカテーテルが比較的剛性であるために変化しない。
−たん角度誤差θＥＲＩＩを測定し終ると、角度誤差θ
Ｅｌｌｌ＋を公称ビーム角に加えることによって次の等
式に従って真のビーム角を計算することができる。
等式１３ かくして２個のトランスジューサのカテーテルを使用す
ることによって血流容積計算値を補償してたという人体
が広範に変化することを考慮しても正確な心血出力測定
値を与えるようにすることができることが判る。角度誤
差測定と補正は瞬時に行われ血流容積を血拍と比較して
例えば２０ミリ秒毎に、高いサンプリング速度で監視す
ることができ各心拍間にほぼ５０サンプルを提供するこ
とが可能になる。
もし必要とあらば第５図に示すように余分のトランスジ
ューサＴ４をカテーテルの後側に加えてカテーテルＣの
前後側の距離と速度の測定を行えるようにすることがで
きる点を理解されたい。カテーテルの後側からの追加的
な速度情報を活用して血管１５２の管腔１５３を横切る
速度分布に非対称性が存在しカテーテルＣが後壁から外
れて位置決めされ血管の中心軸に近くなっている場合に
正確定な血流容積を提供するようにすることもできる。
第６〜９図の図形データは第４図に示すトランスジュー
サの構成を用いて血流を実際に調査した結果を示す。１
目盛を０．５秒の時間尺度としてグラフの水平方向軸上
に時間が示されており、垂直軸上にはドプラーシフトが
示されている。第６図に示す波形からトランスジューサ
Ｔ１により測定されたゲート１−５のドプラーシフトが
類似し一方、ゲート６で測定したドプラーシフトは血管
壁に近い低速血流のために相当低くなっていることが判
る。第７図はそこからのビームが血管の長手方向軸に対
して約９０°の角度で延びるように配置されたトランス
ジューサＴ２から得られたドプラーシフトを示す。同図
より判るように、ドプラーシフトはビーム角が真の９０
°の場合予期されるようにゼロに近く示されている。種
々のサンプル容積で得られる小さなドプラーシフトの水
盛は公称９０°のビーム角に対してビームＢ２には若干
角度が存在したことを示す。然しながら、ビームＢ１と
Ｂ２が交差するゲート２ではドプラーシフトは殆んど観
察されない。６個の全ゲートからの情報は必要な場合に
は角度を補正するために使用できることが理解できよう
。その代わりに、ちょうど１個のゲートからの情報、例
えばゲート２からの情報を角度補正のために活用するこ
ともできる。
第８図は上部曲線が血管壁と後部トランスジューサＴ３
の間の距離り、を表わした血管の管腔もしくは流路の径
測定図を示す。第２の曲線はカテーテルＣの厚さとトラ
ンスジューサＴ２から血管壁へ至る距離を加えたものを
示す距離り、＋Ｗを示す。第３の曲線り、＋Ｄ、＋Ｗに
等しい全径りを示す。これらの曲線は収縮と弛緩の間の
径の変化を示す。この場合、Ｄｌｌの平均値４．６ミリ
メータとＤＦ　＋Ｗの平均値２０．５ミリメータは２５
．１ミリメータのＤ平均値を与える。
第９図は上部軌跡もしくは曲ｖＡＱが分あたり血流容積
（リットル単位）を継続的に表示し収縮と弛緩の間の流
量の変動を示す２個の軌跡を示す。
分あたり４゜５リソＩ・ルの平均流量値が得られこれは
広く受は容れられているフィック測定法にすこぶる近イ
以対応していることが判った。同時に一連の熱希釈測定
は同一患者について分あたり４．５〜５リツトルの範囲
の流量値を示した。
第９図の下部軌跡には瞬時的な角度誤差θ。９を示しで
ある。平均角度誤差はピーク角度誤差が約４°の場合工
°よりも小さかった。他の患者の場合、１０°〜２０°
の角度誤差は角度を補正するか正確な流量を測定する必
要があることを示す。
本発明と関連して一定の状況では２重のトランスジュー
サを用いる「ピッチキャッチ」技法を使用することが望
ましいことが判った。ピッチキャッチ技法もしくは方式
では一方のトランスジューサを超音波パルスを伝送する
ために使用し、他方をエコーを受信するために使用する
。−本余分のトランスジューサを組込んでカテーテルの
後側か管壁に近いが実際にはそれと接触しないような状
況でピッチキャッチ技法を使用することが有利であるこ
とが判った。カテーテルと血管壁の間にごく短い距離が
ある場合には、伝送バーストからの残留鳴音は初期に受
信されたエコーをあいまいにする虞れがある。この問題
はピンチキャッチ方式で動作する物理的に隅部された伝
送受信トランスジューサを設けて伝送バーストと管壁エ
コーを時間的に広く隔てる必要をなくすることによって
回避することができる。かかる構成は第１Ｏ図に示した
通りで、そこでは余分のトランスジューサＴ４をトラン
スジューサＴ３に近接してトランスジューサＴ２から全
体としてカテーテルＣの反対側に設けである。その場合
、ピッチキャッチ方式は超音波パルスがトランスジュー
サＴ３から管壁へ伝播しトランスジューサＴ４へ戻る飛
行時間を測定することによって後部距離を決定するため
に使用する。
ピッチキャッチ技法は第１１図に示すような速度測定を
行うためにも使用することができる。その場合、トラン
スジューサＴ２はほぼ１Ｏ゛以上を延びる比較的狭いビ
ームＢ２がそこから管１５１の壁に対してほぼ９０度の
角度で伝播するように配置される。このトランスジュー
サＴ２は伝送と受信の双方に使用されることになろう。
トランスジューサＴ２により受信されたＡモード信号は
飛行時間距離測定を行い伝送受信の両モードでも動作す
るトランスジューサＴ３と相俟って管径を確定するため
にも使用されよう。更に、トランスジューサＴ２により
受信されたドプラーシフト信号は角度補正計画の一部と
して使用しトランスジューサ角度の不確定さを補償する
ことになろう。他方、トランスジューサＴ１はその寸法
が狭いために音響レンズ、もしくは曲面は特殊に設計し
て例えばほぼ５〜６０°の範囲の如く広範囲の角度にわ
たって効率的に超音波信号を受信できるようにする。か
くして、トランスジューサＴ２により伝送される超音波
パルスが血管内を伝播するとき、超音波信号は移動中の
赤い血液細胞により散乱され、ドプラーシフトしたエコ
ーはトランスジューサＴ１により受信される。このよう
にして先に述べた例のように固定角でなく異なる角度で
それぞれのレンジゲートドプラー速度測定を行う。
いいかえれば、伝送トランスジューサＴ２はほぼ９０°
の固定角で血液を可聴化（ｉｎｓｏｎ　ｉ　ｔｙ）受信
トランスジューサＴＩは一連の異なる角度範囲にわたっ
て移動中の赤い血液細胞からドプラシフトしたエコーを
受信する。例えばトランスジューサＴ２と近接した第１
のレンジゲートは例えば５゜の角度の如き浅い受信角に
あり、角度は他方レンジゲートでは累進的に増大し最後
には６０°はどの角度に到達することになろう。ビッチ
キャ、、チ速度測定法は角度の不確定さのため先に述べ
た方法とほとんど同じ方法で誤差を７ることになる。
然しなから、本実施例には角度誤差補正に対する同じ可
能性が存在し、唯一の差は余分、のしかし同様の計算を
行う必要があるという点だけである。
然しながらピッチキャッチ速度測定法の大きな利点はト
ランスジューサＴ１により受信されたドプラーシフトし
た信号を介して速度分布を、トランスジューサＴ２によ
り受信されたＡモード信号を介して血管径を、またトラ
ンスジューサＴ２により受信されたドプラーシフ１−シ
た信号を介して角度誤差を同時測定できるという点であ
る。このため２個の別個のトランスジューサ間を多重化
して上記した先の実施例の如く管径と速度分布を非同時
的に測定する必要がなくなる。ピッチキャッチ動作方式
のもう一つの利点は速度分布が管径測定位置を明らかに
する同じ線であるトランスジューサＴ２からのビームＢ
２により形成される線に沿って測定される点である。速
度分布測定は径測定と同じ経路に沿って行われるため、
血管部分の長さに沿って一定の速度分布を想定する必要
がない。それ故、例えば短いもしくはカーブした主肺動
脈における心血出力値はより正確に決定することができ
る。
第１１図に示した本発明の実施例に従って速度測定を行
うためのドプラ一方程式は以下の通りである。
但し、ｆ、はレンジゲートｉについて測定したドプラー
周波数であり、θ２はトランスジューサＴ２（約９０°
）の伝送ビーム角であり、θ１、はレンジゲートにより
５〜６０“の範囲で変化するトランスジューサＴ１の受
信角である。受信角は以下の等式により定義される。
但しＸｉはレンジゲートｉから伝送トランスジューサＴ
２までの距離、ｈはカテーテルに沿うトランスジューサ
Ｔ１とＴ２間の固定距離である。
第１２図には本発明のもう一つの実施例を示す。
同図ではトランスジューサＴＩと反対側のカテーテルＣ
の側に設けられている。トランスジユーザＴ１と同様に
、トランスジューサＴ４はその寸法が狭いために、音響
レンズ、もしくは曲面は広範囲の角度について効率的に
超音波信号を受信できるように設計されている。このカ
テーテルの形はカテーテルＣの前後側のピッチキャッチ
速度測定値を提供する。かかる構成が有利なのはピッチ
キャッチ構成の場合、多重化せずとも管径と速度を同時
に測定できるためである。かくして２方同電子多重化法
を用いることにより前後の管径と速度測定値を得ること
ができる。もし上記実施例の幾つかのようにピッチキャ
ッチ方式を使用しない場合には、４方向多重化法を用い
て前後距離測定値と共に前後速度測定値を得ることが必
要となろう。
これまで述べてきた種々のトランスジューサ構成は第１
図に示したカテーテル１２と共に使用することができる
。かくして第１図では２個の前部トランスジューサＴ１
、Ｔ２と１個の後部トランスジューサＴ３が設けられて
いる。
第１図に示すカテーテル１２の構成は肺動脈内の心血出
力値を継続的に測定するために心臓と関連して使用する
ことに特に適している。
カテーテル１２は肺動脈内の第１３図に示す位置に当業
者には周知の方法で挿入することができる。例えば、カ
テーテルはガイドワイヤを前進させカテーテル先端を真
直ぐにすることによって頚静脈内に挿入することができ
る。その後カテーテルを上部大静脈内と第１３図に示ず
ようＧこ心臓１６１内へそれを静脈孔１６２、右心房１
６４、三尖弁１６６、右心室１６７およびその後動脈弁
１６８、主肺動脈１６９を経てバルーン４６が下流に配
置されるようなルで右肺動脈分岐１７１内へ進めること
によって導入することができる。カテーテル１２をこの
ように位置決めすると、前部トランスジューサＴＩとＴ
２が主肺動脈１６９もしくは分岐１７２下方かつ肺動脈
弁１６８上部の動脈内に配置されることが判る。
カテーテルの先端位置はカテーテルが心臓内を前進する
ときの遠端圧力孔４８からの圧力波形を監視することに
よって当業者は容易に確認することができる。カテーテ
ルの位置は孔５４を経てつくりだされる圧力波形を注目
することによって確認することができる。これは心血出
力値の流れの測定値を得る場合には肺動脈波形であるは
づである。カテーテル１２が第１３図に示す位置にある
場合には、速度と管径の測定は上記した方法で容易に行
うことができる。孔５４内の肺動脈圧波形を確認すると
共に、カテーテルは肺動脈の他の管壁よりも一つの管壁
により近接する傾向をもつことになろう。図面の構成の
場合、ベンド４３が肺動脈分岐上に休止しトランスジュ
ーサと孔５４を主肺動脈孔内に位置決めしやすくなって
いる。
第１３図に示すカテーテルＩ２は位置決め装置を除去し
た時、右肺動脈分岐１７１に面する主肺動脈１６９の右
管壁（第１３図に示す）に近くなる。カテーテル１２は
超音波トランスジューサＴ１、Ｔ２、Ｔ３がそこから発
するビームが肺動脈の長手方向軸を含む一面内にほぼ位
置することによって先に述べた方法で正確な管径と速度
の測定が行えるように配置されるように位置決めする。
カテーテルを第１５図で見たとき左側壁に近く配置する
ことが望ましい場合には第１４図に示すカテーテル１７
６をもう一つの側として設けることが望ましいことが判
った。このカテーテル１７６は比較的真直ぐな可撓性部
分１７７ａを有する長尺要素１３に似た可撓性の長尺要
素１７７を備えている。
可撓性長尺部材１７７はその上部にラテンクスバルーン
１７９を形成した遠極端１７８を備えている。遠極端１
７８はもう一つの比較的真直くな部分１７７Ｃ内に延び
るほぼ２６０°のベンド１８１を構成するカーブ部分１
７７ｂを備える。
その後はぼ９０’のベンド１８２を構成するもう一つの
カーブ部分１７７ｄ、真直部分１７７ｅ、その後比較的
大径のベンド１８３を構成するカーブ１７７ｆ、および
その上部にバルーン１７９が形成される比較的短い真直
部分１７７ｇ内へと延びる。カテーテル１７６もまた第
１図のカテーテル１２の他の部分（図示せず）と共に肺
動脈圧力孔１８６を備えている。
第１４図に示す形のカテーテル１７６を第１５図に示す
心臓内に導入した時、部分１７７Ｃは位置決め装置が取
除かれたとき主肺動脈１６９の右壁（第１５図に示す）
に近くなりカテーテルがその壁を抱擁することが可能に
なる。
図の構成の場合、ベンド１８１が三尖弁１６６上に休止
しカテーテルが第１５図に見たときに肺動脈の左側に近
く移動しやすくなりカテーテルが第１５図の移動中の心
臓壁１９１と接触しないようになる。
第１６〜１８図に示す如く、第１図に示すカテーテル１
２を肺動脈１６９内に挿入した時、このカテーテルの形
と機械的性質のためにそれ自体第１６図に見たとき動脈
壁の右側１８１に近接位置決めされ、トランスジューサ
ＴＩとＴ２は動脈壁の左側方向に面しトランスジューサ
Ｔ３は管壁の右側方向に面するようになる。トランスジ
ューサＴ２、Ｔ３からのビーム１８２．１８３はかくし
て動脈壁の左右側へ全体として垂直で、トランスジュー
サＴＩからのビーム１８４は動脈を下り左管壁方向を向
いている。この位置でカテーテルは普通、管壁の右側か
ら約５−ＩＭｍ隔っていて、ビーム１８２．１８３によ
り提供される情報しよ動脈の径を決定する際に°活用き
れる。ビーム１８４により提供される情報は動脈内の速
度で決定する際に活用される。ビーム１８２−１８４は
全て主肺動脈の長手方向軸を含む一面内に実質上位置す
る。
第１９−２１図は更に肺動脈１６９内の第１４図の「バ
ギータイプ」のカテーテル１７６の位置を示す。上述し
た如く、このカテーテルの形と機械的性質のためそれ自
身第１９図で見たとき動脈壁の左側１８６に近く１位置
決めされ、トランスジューサＴ１とＴ２が動脈壁の右側
方向を向きトランスジューサＴ３は管壁の左側方向を向
いている。
トランスジューサＴ２、Ｔ３からのビーム１８７．１８
８はかくして動脈壁の右左側に全体として垂直となり、
トランスジューサＴ１からのビーム１８９は動脈を下っ
て管壁の右側方向に向く。この位置で、ビーム１８７．
１８８により提供される情報は動脈径を決定する際に活
用され、ビーム１８９により提供される情報は動脈内の
速度を決定する際に使用される。ビーム１８７−１８９
は全て主肺動脈の長手方向軸を含む面内に実質上位置す
る。
カテーテル１２．１７６のためにそれぞれ使用される可
撓性の長尺要素１３．１７７はプラスチック製であると
説明してきたが、本発明によればより大きな弾性と応力
下のクリープに対して大きな抵抗を有する一定タイブの
プラスチックを使用することも望ましいことが判った。
本文に述べたタイプのカテーテルに特にふされしいこと
が判ったかかるプラスチックの一つとしてはＰＥＢＡＸ
プラスチック（フランス、う・デフアンス、パリ、１０
−ｃｅｄｅｘ　４２．９２０１　クールミシエレ・う・
デフアンス、４、アトジェム製）があり、同材は４０Ｄ
〜５５ＤのショアＤ硬さをもっているが、４８Ｄが望ま
しい。この材料は本発明と関連して一連の利点を有する
ことが判った。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を具体化した多数トランスジューサを用
いて血流容積（例えば心血出力値）を継続的に測定する
装置の等角図、 第２図は第１図の線２二２に沿って描いた断面図、 第３図はカテーテルの前面側に２個のトランスジューサ
を用いて血流容積を得るために血管内に配置した本発明
の装置のカテーテルの概略図、第４図は３個のトランス
ジューサを用いて前後２個のトランスジューサを使用す
ることにより血流容積を得るための本発明によるもう一
つのカテーテルの概略図、 第５図は前後２つのトランスジューサを使用して血管内
の血流容積を測定するために使用される本発明のカテー
テルのもう一つの例の概略図、第６図は第１のトランス
ジューサを使用することにより血管管腔を横切り延びる
６個の異なるレンジゲートで測定した流速を示すグラフ
、第７図は６個の異なるレンジゲートにおいて第２のト
ランスジューサにより測定した流速を示す第６図に類似
のチャート、 第８図は血管の管腔の径を決定するために行った測定値
を示すグラフ、 第９図は血流容積と角度誤差を示すグラフ、第１Ｏ図は
Ａモード前後距離とパルスドプラー速度分布測定を行う
ための２個の前部トランスジューサと、カテーテルが後
壁と近接した時、例えば後壁から約５ミリメータ未満と
なったときにピッチキャッチモードで後部距離測定する
ために使用される２個の後部トランスジューサとを使用
することにより血管内の血流容積を測定するために使用
される本発明のカテーテルの概略図、第１１図はＡモー
ド前部距離測定とピンチキャッチモードパルスドプラー
速度分布測定を行うための２個の前部トランスジューサ
と、Ａモード後部距離測定を行うための一個の後部トラ
ンスジューサを用いる本発明のカテーテルのもう一つの
実施例の概略図、 第１２図はカテーテルが第１と第２の前部トランスジュ
ーサと第３と第４の後部トランスジューサを備えピッチ
キャッチモードゑ使用してカテーテルの前後側のドプラ
ー速度分布を測定しＡモードを使用して管壁に対する前
後距離を測定する血管内の血流容積を測定するために使
用される本発明のカテーテルの更にもう一つの実施例の
概略図、第１３図は第１図に示す標準的なカテーテルが
肺動脈管壁に隣接して位置する方法を示す心臓の断面図
、 第１４図は第１５図に示すような心臓の肺動脈の管壁を
抱擁するために使用され「バギータイプ」カテーテルと
呼称される本発明のカテーテルのもう一つの実施例の連
棒端の平面図、 第１５図は第１４図に示すバギータイプのカテーテルが
肺動脈管壁と係合する仕方を示す心臓の断面図、 第１６図は肺動脈内に配置された第１図のカテーテルを
示す心臓の断面図、 第１７図は第１６図の如く位置決めされたカテーテルに
おいて主肺動脈の一部の拡大破断等角図、第１８図は第
１７図の線１８−１ａ−に沿う断面図、 第１９図は肺動脈内に位置決めされた第４図の「バギー
タイプ」カテーテルを示す第１６図に類似の図、 第２０および第２１図はカテーテルを第１９図の如く位
置決めした第１７図と第１８図に類似の図。 １１・・・制御コンソール、１２・・・カテーテル、１
３・・・可撓性長尺部材、１６．１７．１８．１９．２
１．２２．２３・・・管腔、２４．２６．２７．２８・
・・トランスジューサワイヤ、２９・・・ガイドワイヤ
、４３．４４・・・ベンド、４６・　・　・バルーン。 羽 Ｎ　　　　？１’）　　　　？　　　Ｉｌｌ’）　　　
ψム　　　Ｌ　　ム　　二　　二 ト ド ト ド 箋 ト

Claims (29)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）管壁と管壁に対して平行に血管の長手方向に延び
    る軸を有する血管内の流体容積を測定する装置において
    、血管内に配置される可撓性のカテーテルと、同カテー
    テルによりカテーテルの一方側に担われ血管壁を向くこ
    とによってトランスジューサからのビームがそれぞれ血
    管の実質上長手方向軸と交差することになる第１と第２
    の超音波トランスジューサとから成り、上記第１のトラ
    ンスジューサビームが血管の長手方向軸に対して一定角
    度で傾斜し上記第２のトランスジューサビームが血管の
    長手方向軸に対してほぼ垂直方向に向かうことを特徴と
    する前記装置。
  2. （２）上記カテーテルが遠極端を有し、上記第１と第２
    のトランスジューサが遠極端に隣接して配置され上記遠
    極端が血管内の管径を速度分布の双方の測定を容易にす
    るように構成される請求項（１）記載の装置。
  3. （３）上記血管が主肺動脈壁と肺動脈弁と分岐湾曲を有
    する心臓の主肺動脈であって、カテーテルが心臓の肺動
    脈内に配置されたときに主肺動脈壁に近接して位置決め
    されトランスジューサからのビームがそれぞれ主肺動脈
    の長手方向軸と交差し肺動脈弁上部かつ分岐湾曲部下方
    の領域の主肺動脈の反対壁から反射する請求項（１）記
    載の装置。
  4. （４）管径と速度分布の両方の測定値が第２のトランス
    ジューサからのビームから得られる請求項（１）記載の
    装置。
  5. （５）速度分布測定値が第１と第２のトランスジューサ
    により得られることにより第１と第２のトランスジュー
    サの流線に対するビームの真の傾斜角が確定されるよう
    になった請求項（１）記載の装置。
  6. （６）カテーテルが右動脈圧、肺動脈圧、およびウェッ
    ジ圧を測定する手段を備え、熱希釈を使用することによ
    り血流容積が確定される請求項（１）記載の装置。
  7. （７）カテーテルがよじれないように歪み解除用のガイ
    ドワイヤを設けカテーテルの挿入を容易にし十分にカテ
    ーテル内に進入したときに配置される一方、カテーテル
    の遠端３０−４０センチメータから後退し過大な力が隣
    接組織に加えられる作用を回避できる手段を備える請求
    項（６）記載の装置。
  8. （８）第２のトランスジューサを励起させると同時に第
    １と第２のトランスジューサと共に受信し管径と速度の
    双方の測定値を得ることができるようにした手段を備え
    る請求項（１）記載の装置。
  9. （９）上記可撓性のカテーテルが弾性の、クリープや引
    張ひずみもしくはねじりひずみに対する耐性を有し４０
    Ｄ〜５５Ｄのショア硬さを有するプラスチックより構成
    され、トランスジューサビーム位置が、血管の長手方向
    軸とカテーテルの遠極端ベンドを含む面に沿って主肺動
    脈内で安定的となった請求項（１）記載の装置。
  10. （１０）上記プラスチックがポリエーテルブロックアミ
    ド、即ちＰＥＢＡＸプラスチックである請求項（９）記
    載の装置。
  11. （１１）上記第１のトランスジューサが伝送受信用に使
    用される請求項（１）記載の装置。
  12. （１２）上記第２のトランスジューサが伝送受信用に使
    用される請求項（１１）記載の装置。
  13. （１３）上記第１のトランスジューサが受信用にのみ使
    用される請求項（１２）記載の装置。
  14. （１４）第１と第２のトランスジューサが互に５〜１５
    ミリメータの範囲内に配置される請求項（１）記載の装
    置。
  15. （１５）上記第１のトランスジューサが５〜６０°の範
    囲の角度にわたって延びる受容角を有する手段を備える
    請求項（１３）記載の装置。
  16. （１６）第２のトランスジューサと全体として反対方向
    に配置され、血管の長手方向軸を垂直に交差するビーム
    方向を有する第３のトランスジューサを有する請求項（
    １）記載の装置。
  17. （１７）カテーテルの同一側の第３のトランスジューサ
    に比較的近接して配置されると共に血管の長手方向軸と
    垂直方向に交差する方向にビームを有する第４のトラン
    スジューサを有する請求項（１６）記載の装置。
  18. （１８）上記第３のトランスジューサに超音波信号を伝
    送させ、上記第４のトランスジューサが超音波信号を受
    信するのみとした手段を備える請求項（１７）記載の装
    置。
  19. （１９）カテーテルにより担われ第１のトランスジュー
    サと反対側のカテーテル側に配置される請求項（１６）
    記載の装置。
  20. （２０）電気エネルギーを第１と第２のトランスジュー
    サに供給することにより第１と第２のトランスジューサ
    が第１のトランスジューサからの超音波ビームが一定角
    を成した方向に走行し、血管の長手方向軸と交差し速度
    分布を測定するために使用され、第２のトランスジュー
    サからの超音波ビームがほぼ垂直な方向に走行し血管の
    長手方向軸と交差し管径とドプラーシフトを測定して角
    度誤差補正値を求めるために使用されるように超音波ビ
    ームを発する手段と、第１と第２のトランスジューサか
    らの電気出力を受取る手段と、第１と第２のトランスジ
    ューサからの電気出力を結合して血管内を通過する液体
    流容積を提供する手段とを備える請求項（１）記載の装
    置。
  21. （２１）カテーテルの前方側に配置された第１と第２の
    超音波トランスジューサを使用することによって血管壁
    と同管壁に対して平行な血管の長手方向に延びる軸を有
    する血管内の液の流量を測定する方法において、カテー
    テルを管壁に対して位置決めし、一定角を成して長手方
    向軸を交差する第１の超音波トランスジューサからのビ
    ームエネルギーによりパルスドップラー速度分布を測定
    し、Ａモード飛行時間測定を行うと同時にパルスドプラ
    ー速度測定値を得て全体として長手方向軸に対して垂直
    に交差するビームをつくりだす第２のトランスジューサ
    を使用することにより角度誤差補正値を導出し、速度分
    布と径の測定値どうしを組合せて血管内を通過する液体
    の流量を決定する前記方法。
  22. （２２）ドプラーシフト周波数成分の比が所与の流線に
    沿って２つもしくはそれ以上の角度から測定されドプラ
    ー角度誤差を導出する請求項（２１）記載の方法。
  23. （２３）流線と超音波ビームの間の真角が導出され主肺
    動脈の速度分布と管径を得る際に使用される請求項（２
    ２）記載の方法。
  24. （２４）カテーテルから血管の後壁を通る第３のトラン
    スジューサから超音波ビームを発し、第１と第２の距離
    測定値をカテーテルの径と加算すると共にカテーテルが
    その反対後側上に第３のトランスジューサを備え血管径
    を決定し流量計算を行う請求項（２３）記載の方法。
  25. （２５）第４のトランスジューサを有するカテーテルを
    カテーテルの後側に設ける段階と共に、第３と第４のト
    ランスジューサの一つを伝送トランスジューサとしてま
    た第４のトランスジューサを受信トランスジューサとし
    て使用し、第３と第４のトランスジューサを使用してＡ
    モードの飛行時間後部距離測定を行う請求項（２４）記
    載の方法。
  26. （２６）第１のトランスジューサが狭いアパーチャ、レ
    ンズもしくは曲面を備え、受信トランスジューサとして
    のみ使用され、第２のトランスジューサにより発せられ
    た超音波ビームが第２のトランスジューサにより受信さ
    れると共に血管径を横切る異なるレンジゲートの第１ト
    ランスジューサにより受信されてＡモードの飛行時間径
    測定と同時に複数のパルスドプラー速度測定値が提供さ
    れる請求項（２１）記載の方法。
  27. （２７）カテーテルが第３と第４の後部トランスジュー
    サを備え、第３のトランスジューサを使用してＡモード
    の飛行時間後部距離測定を行い第４のトランスジューサ
    を使用して後部パルスドプラー速度測定を行う請求項（
    ２１）記載の方法。
  28. （２８）カテーテルが全体として主肺動脈壁の右側方向
    に配置されるように位置決めされる請求項（２１）記載
    の方法。
  29. （２９）カテーテルが全体として主肺動脈壁の右側方向
    に配置されるように位置決めされる請求項（２１）記載
    の方法。
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