JPH0241330B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、血液流れ測定方法及び装置に関する
ものであり、特にはミクロ−及びマクロ−外科手
術両方と併用して使用するのに殊に適当な、植込
み可能な装置を使用しての血流の測定に関係す
る。

再生血管組織外科の原理は、組織及び器官に血
流を提供しそして維持することである。血流の循
環が遮断されると、末梢組織は局所貧血となる。
時間の経過に伴い、この局所貧血部位は、可逆形
態（血流の回復によつて組織の生活力が再確立さ
れるもの）から不可逆形態（細胞の死と取戻せな
い組織の損壊が生じるもの）へと進行する。

血液循環の閉塞が起つたならそれが可逆的な局
所貧血期間中に発見されるよう、殊に血流が盛ん
であつた部位において患者を監視することが何よ
りも重要である。早期の発見と治療でもつて、組
織の生命力は回復されそして持続される。

大血管及び小血管における血液流れを測定する
為に今まで様々の技術が使用されてきた。これら
は、皮膚成分を伴う組織中での直線観察
（blanche and refillテクニツク）；ドツプラー及
び超音波探知器；経皮酸素プローブ；レーザ光学
モニタ；トレーサスキヤン；動脈撮影法；及び電
磁流量計等を含む。これら方法のすべては、それ
らがその監視において偶発的因子を含み、適用に
危険性がありまたその判定に全面的信頼性がない
ことのいずれかの点で制約される。

必要とされているものは、血管に隣りあつて直
接監視下に置くことができそして血管を通しての
血液流れに関して連続した信頼性のある情報を与
えそして何らかの流れ異常について警告するモニ
ターである。モニターは、もはや必要とされなく
なつた時、最小切開法や皮膚挿通法即ち非外傷性
の或いは経皮性の方法により除去しうるものでな
ければならない。その使用は、あらゆる形式の血
管外科（ミクロ外科、マクロ外科）においてまた
あらゆる型式の治療部（動脈、静脈、移植静脈、
補綴移植具）において有効でなければならない。
用途としてはまた、例えば診断のため器官の機能
を探知することも含まれる。

概略すると、本発明は、吻合治療部の手側側
（上流側）及び末端側（下流側）両方で血管の温
度を測定することにより血管内部の血液流れを測
定する。これは、連続ベースにおいて体内で血管
周囲に存在するこれら温度を測定することにより
或いは系に熱を投入しそして吻合治療部上流及び
下流での熱放散速度を記録することにより為しう
る。本発明の装置は、血管の一部周囲に配置され
うる熱センサを含み、そしてリード線が皮膚を通
して温度モニタにまで導出される。本発明は、心
筋運動活動、器官新陳代謝及び血管内の層状摩擦
流れによる熱へのエネルギー変換の原理を利用し
そして血流閉鎖に伴う血管壁を通しての熱放散を
測定するものである。

第１及び２図を参照すると、本発明装置の一具
体例が例示されている。代表的に1.1mm内径及び
1.7mm外径を有するチユーブとして形成されるシ
リコーンエラストマー製チユーブ１０は、一端を
切除されて半月状覆い区画１４を残し、そこに熱
電対１６の形態の熱センサが埋設されている。熱
電対１６からの電気リード線１５がエラストマー
チユーブの完全チユーブ区画１２を通して導き出
される。半月状覆い即ち鞘は血管６の周囲に熱電
対１６を血管の外層の即ぐ隣り合わせにして近接
して置かれる。熱電対１６は、オメガエレクトロ
ニクス社よりタイプＴとして製造されているもの
のような任意の適当な熱電対でありうる。適当な
熱電対は、一対とされた３ミルコンスタンタン及
びクロメル合金線の端部からテフロン絶縁材を剥
すことにより作製された。端部を一側において一
緒に捩りそしてそれらをはんだ付けした後、熱電
対接合点はラツカー及びグリプトルの希釈溶液中
に浸漬することによつて絶縁された。第１図にお
いては熱電対が例示されたが、温度センサは、サ
ーミスタ或いは他の任意の適当な寸法の、然るべ
き感度を持つ温度検出器から構成されうる。

第１及び２図が例示するポリマ包被熱電対ユニ
ツトは、熱電対及びその絶縁材がポリマーチユー
ブ（ハウジング）内に包被されるよう特別に設計
されている。ポリマーチユーブは扁平化されそし
て一端において半月状であり、そして熱電対接合
部が測定されるべき表面温度部位から僅か１mmの
何分の１のところに維持されることを可能とする
態様で構成されている。ポリマーチユーブはそこ
に長手方向の引張力がかかつても熱電対が断線し
たり損傷しないようチユーブ内で熱電対リード線
をゆるんだ状態にしておくことを可能とするよう
な態様で構成されている。更に、シリコーン或い
は他の代表的な不活性、可撓性、伸長性及び柔軟
性材料製のポリマーチユーブは、外科用縫針がチ
ユーブを貫いて容易に挿通され、それによつて適
当な組織部位にチユーブの付設が可能とされるよ
うな態様で作製される。様々の寸法のポリマーチ
ユーブが、特定の医科用途において必要とされる
組織取付目的に適正に合うよう適宜に使用され
る。更に、チユーブは、周囲組織への付着が最小
限とされ、従つてユニツト全体が外傷を創らない
態様で内在傷口から皮膚を通して取出しうるよう
滑らかな外面をもつて作製される。

第３図を参照すると、本発明の血液流れ検出器
が人間の脚内に植込まれた状態で示されている。
この具体例において、基準センサ２０が血管組織
切開転移体（移植皮膚弁フラツプ）３４の動脈に
対する吻合点上流の部位において動脈３０の周囲
の血管周囲組織に縫合される。第１のものと同じ
第２のプローブ２２が、フラツプ３４に対して末
端側の地点において動脈３０の周囲の組織にやは
り縫合部２４を通して縫合される。基準プローブ
及び第２（フラツプ）プローブそれぞれからリー
ド線２５及び２７が温度モニタ３０に接続される
べく皮膚を通して引き出される。概略示したよう
なモニタは、基準プローブ及びフラツププローブ
の温度に対して別々の読みを呈示しうるし、また
両者の温度差出力のみを与えるようにも構成しう
る。加えて、モニタ３０は基準プローブとフラツ
ププローブにおける温度差が所定量を越える時可
視的な或いは可聴的な出力を与えるような警報を
発生するものとして示されている。適当なモニタ
は、ベイレイ インスツルメント社よりタイプ表
示TH−６の下で販売されているものである。

手順としては、第１〜３図に例示したプローブ
は、外科吻合手術の完了後動脈の周囲の組織に縫
糸でもつて付設されそしてリード線が排膿管（ド
レン）と同様の方式で皮膚を通して引出される。
その後傷口が閉じられそして温度が連続ベースで
監視される。動物試験において、動脈の閉塞
（鎖）は約１℃の温度降下をもたらすことが見出
された。これは、動脈が開通している時の２つの
プローブによつて測定されるようなもつと著しく
小さな温度降下と対照的である。モニタがみはや
必要でなくなつた時、即ち外科手術完了後約72時
間して、縫糸２４は吸収されておりそしてリード
線は非外傷的にまた経皮的に即ち最小切開法や皮
膚挿通法によつて取出しうる。

第４図において、本発明において使用するに適
当なセンサ形態の第２の具体例が例示されてい
る。第４図のプローブにおいて、シリコーンエラ
ストマー製チユーブ４０は、一連のタブ４２を生
成するよう図示のような切除された区画を端部に
形成されている。代表的には、サーミスタ或いは
熱電対である熱センサ４６が第２図の具体例に対
して記載したのと同様の態様で鞘の上壁にやはり
埋設されている。使用に当つて、第４図のプロー
ブは、動脈に滑り嵌められそしてタブ４２の把持
作用によつて然るべく保持される。この具体例に
おいては、縫糸は使用しなくともよい。

このように、本発明の実施の為のセンサ即ちプ
ローブは、熱センサ素子を担持する支持体要素を
具備している。支持体要素は、容易に滅菌され、
外科等級にありそして電気的に絶縁性の材料から
成り、そして更にそれが植込まれる体組織に化学
的に不活性でもある。更に、プローブの取外しを
容易にする為、この材料は、体組織が付着したり
からみ付かないまた内部に組織が成長しない特性
のものである。支持体要素はセンサ素子を探知さ
れる組織と所望の熱伝達関係において配置するよ
う形態づけられる。例示される支持体要素構造
は、例えば血管のような脈管体部位に接触されな
いとしてもそこに近接して熱センサ素子を配置す
るよう少くとも部分的にチユーブ状の形態を有し
ている。一例（第１図）において支持体要素は然
るべく縫合されそして別の例（第４図）において
支持体要素は血管部材に弾力的に且つ釈放自在に
取付けられるような形態を有している。

更に、支持体要素は好ましくは、熱センサ素子
からのリード線を単に引張るだけで、温度監視さ
れている植込み部位から最小切開的なまた皮膚挿
通式の取外しを為しうるよう構成されている。本
発明に従う支持体要素のこの特徴は、プローブが
センサ要素からのリード線の伸び方向と同延的に
細長くそして植込まれた体中から安全な引抜きを
与えるに充分の柔軟性と流線形態（側方に張す突
起が存在しない）を具備することを要求する。

後に述べるように、プローブの熱センサ要素
は、支持体要素に、代表的にその内側チユーブ表
面上に或いはそこから凹入して付着されうる。

第５図において、摩擦流れを通しての熱発生を
測定する原理を利用して本発明方法を実証する一
連の実験が例示される。実験された動物におい
て、１−２mm血管における閉塞に伴う温度降下を
相関づけるのにサーミスタモニタが使用された。
スプラグー−ドウレイ（Sprague−Dawley）ラ
ツト、ニユージランド産白うさぎ及び雑種犬にお
いて、３つの流れ閉塞モデルが血管温度を直接測
定する為の植込式サーミスタモニタを使用して試
験された。第５ａ〜ｃにおいてセンサは黒い四角
で表示される。第５ａ図においては、反覆的な閉
塞と開通を伴う股動脈の単一センサによる監視態
様が例示されている。この実験は、６匹の300mg
重さの上記ラツトを使用して行つた。第５ｂ図に
おいては、閉塞地点の上流及び下流にセンサを配
して股動脈の同時的監視を行う態様が例示されて
いる。この実験は、３匹の300mgの前記ラツト、
２匹の３Kgの前記うさぎ及び２匹の30Kgの前記犬
を使用して実施された。第５ｃ図において、下腹
部血管に基いて閉塞を伴つてまた伴わずして分離
された下腹部皮膚弁中への動脈流入部の同時監視
が例示される。この実験は５匹の３Kgの前記ラビ
ツトにおいて実施された。

第５図に示した実験のすべてにおいて、血管は
露呈されそしてセンサはサーミスタを特定の血管
の外層に接面して取付けられた。センサからの信
号リード線は別々の部位を貫いて引出された。標
準的な血管閉塞用ループが股動脈の周囲におかれ
そしてまた別の開口を通して小さなカテーテルを
使用して引出された。傷口はその後閉じられた。
自由な流通状態のデータが彩られそして後血管は
閉塞された。閉塞と関連するデータが記録された
後、閉塞ループは再開通されそして流れデータが
再度記録された。実験の各々の終りにおいて、セ
ンサは皮膚を挿通して取出されそして傷口が再度
開かれそして血管が傷ついていないか調べられ
た。

上記実験の結果は次のようにまとめられる： ａ ラツトにおける血管の閉塞は閉塞地点の末端
側の地点において１℃の温度降下をもたらし
た。

ｂ うさぎ及び犬における血管の閉塞は閉塞地点
の末端側の地点において0.5℃の温度降下をも
たらした。

ｃ 実験のすべてにおいて、閉塞ループの開通に
続いての血流の再確立は、先きの基準血流に戻
つての温度読みのすべてを回復した。

ｄ センサの皮膚挿通式取外しは、血管に創傷を
もたらさなかつた。

上記好ましい方法において、血管を通しての血
液流れは、センサにおいて温度の維持をもたら
し、他方閉塞は温度減少をもたらした。しかし、
例えば体内深い部位においては、周囲組織温度が
充分に高いので血管が閉塞されても温度が認めう
る程に下がらないような状況が存在しうる。その
ような状況下で使用しうる一つの方法は、例えば
熱電対への通電による等してセンサに熱を提供す
ることである。その後、血管を通して血流が流れ
ると、それは熱電対を実質上等しい速度で冷やす
ことになる。しかも、もし閉塞が起ると、閉塞部
の末端側のセンサにおいて血管内に血液流れが存
在しないので、センサはもつとゆつくりした速度
で冷える。この差が従来技術により探知しえ、以
つて閉塞発生の指示を与える。

遊離組織転移体内での血液の乱れを診断するに
当つての本発明の熱感知用プローブ技術及び装置
の有用性は、その表面或いはその内部へプローブ
を局処的適用することを含みうる。その転移体に
通じる上流側血管と下流側血管との間の温度差
は、先きの具体例に例示されたように、組織転移
体の温度感知の一番敏感な方法でありうるけれど
も、腹或いは手足内深くにある隣りあう内臓や筋
肉のような他の熱発生源も体内の基準熱源として
使用されえそして末端血管に擬似した探知表面と
して転移組織の実質（腺細胞組織）を利用するこ
とも考えられる。この技術は、プローブを血管と
接触状態に置くことの医学的危険が大きくそして
熱電対を転移されるべき組織或いは上流側熱源と
接触状態に置くことに許容しうる信頼性が存在す
る場合に特に有用であろう。

以上、本発明について具体的に説明したが、本
発明の精神内で多くの改変を為しうることを銘記
されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明原理に従つて構成された血液
流れセンサの斜視図である。第２図は、第１図の
センサの断面図である。第３図は、血管のある部
位の上流側及び下流側の位置に本センサを装着し
た様相を示す斜視図である。第４図は、また別の
センサ例の斜視図である。第５ａ，５ｂ及び５ｃ
図は本センサの使用例を説明する説明図であり、
CFAは共幹股動脈、SFAは表層股動脈、PFAは
深層股動脈、そしてIEAは下腹部動脈を示す。 １０……エラストマー製チユーブ、１４……半
月状区画、１２……完全チユーブ区画、１６……
熱電対、１５……リード線、２０，２２……プロ
ーブ（センサ）、２４……縫糸、２５，２７……
リード線、３０……モニタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 動物体内の組織の血流を、該組織の温度を監
   視することによつて測定するための装置におけ
   る、外科植え込み可能な温度感知装置であつて、 電気信号伝達体を具備する外科植え込み可能な
   温度感知素子にして、その温度を表示し得る電気
   的出力信号を前記電気信号伝達体に提供する前記
   外科植え込み可能な温度感知素子と、 生物学的に不活性な材料から形成された外科植
   え込み可能なハウジングにして、血管の外層に一
   般に整合するチユーブ状にて扁平化された半月状
   部分を具備し、体組織から該ハウジングへの熱伝
   達のために該ハウジングが外科植え込みされる前
   記体組織に隣接して配置されるよう前記温度感知
   素子が前記チユーブ状の内側面に固着され、前記
   電気信号伝達体を引つ張ることによつて該ハウジ
   ングを外科植え込みされた状態から非外傷的且つ
   経皮的に取出すために適合する円滑な外面を有す
   る細長形状の前記ハウジングと を有することを特徴とする、前記外科植え込み可
   能な温度感知装置。 ２ 温度感知素子は熱電対である特許請求の範囲
   第１項記載の外科植え込み可能な温度感知装置。 ３ 温度感知素子はサーミスタである特許請求の
   範囲第１項記載の外科植え込み可能な温度感知装
   置。 ４ ハウジングがシリコーンエラストマーから形
   成される特許請求の範囲第１項記載の外科植え込
   み可能な温度感知装置。 ５ 第２ハウジングと、そこに固定される第２温
   度感知素子を含み、モニタが第１及び第２温度感
   知素子によつて感知される温度差を指示する出力
   を提供する特許請求の範囲第１項記載の外科植え
   込み可能な温度感知装置。 ６ ハウジングの外径が２mm以下である特許請求
   の範囲第１項記載の外科植え込み可能な温度感知
   装置。 ７ ハウジングは、該ハウジングを把持作働によ
   つて血管上の然るべき位置に保持するためにそこ
   から半径方向に突出する一連のタブを有している
   特許請求の範囲第１項記載の外科植え込み可能な
   温度感知装置。 ８ 生物学的に不活性な材料は縫合し得る特許請
   求の範囲第１項記載の外科植え込み可能な温度感
   知装置。