JPH0244726Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は血液中の化学成分の濃度もしくは分圧
を測定する装置に関するものである。更に詳しく
言えば、筒状セル内に間欠的に血液を吸引し、フ
ローセル内に設置された化学成分センサを用い
て、血液中の特定の化学成分の濃度もしくは分圧
を、血液を廃棄することなく測定する装置に関す
るものである。

（従来の技術） 血液中の酸素、炭酸ガス等のガス分圧、水素、
ナトリウム、カリウム、カルシウム、塩素等のイ
オン濃度は生体の呼吸及び代謝機能の尺度として
極めて重要である。従来これらの測定はもつぱら
採血後分析装置を用いて行なわれてきたが、採血
から測定完了までに時間がかかること、連続的測
定が不可能なこと、患者の血液が失われること等
の問題点があつた。

このような問題点を解消するものとして、本出
願人は第２図に示すように血官１内に挿入される
留置針２に筒状セル３を連結し、該セル内にセン
サ本体４を収容して、セルと輸液バッグ５をチユ
ーブ６で接続することにより、輸液をセルを経て
患者に注入するとともに、測定時にはセル内に貯
溜する輸液をローラポンプ７で吸引し、続いて留
置針２から患者の血液を吸引して、センサの血液
を接触させることにより、血液中の化学物質を測
定する装置を提案した。８はコネクタであり、９
はＯリングである（特開昭55−76639号、同59−
155240号、同60−116332号など）。かかる装置で
はポンプを正逆転させることによりセンサに輸液
と血液を交互に接触させ、その出力の差から目的
とする化学成分の濃度や分圧を算出する。第２図
に示す装置に使用されるセンサ及びそれを収容す
るセルは例えば第３図のような構造をしている。
第３図において、１１はマルチセンサとケーブル
コネクタ（オス）とを一体化したセンサ本体で、
１２はそのセンサ先端（検知）部で、１３は検知
部とケーブルコネクタ部を結ぶリード線を収納し
た樹脂棒部である。該センサ本体部はセル１４に
ネジ込み結合され、センサケーブル１６の先端部
のコネクタ（メス）１５と連結される。またセル
の枝部には輸液チユーブ１７が接合される。セン
サケーブルと輸液チユーブを連結し終えた該セル
は次のようにして血管内留置針に結合される。ま
ずポンプを正転させ輸液をセル内に送り、輸液チ
ユーブ１７が接合される。センサケーブルと輸液
チユーブを連結し終えた該セルは次のようにして
血管内留置針に結合される。まずポンプを正転さ
せ、輸液をセル内に送り、輸液チユーブやセル内
の気泡を除去する。次に留置針（内針＋外針）を
体表面組織１９から目的とする血管２０の中に挿
入し、内針を抜き取り外針２１のみを血管中に残
す。次にセルをすばやく外針に結合してルアーロ
ツク１８でロツクする。次に体表面組織とセルと
を縫合糸（図示せず）で固定する。その後セルの
先端部が下方に、ケーブルコネクタ部が上方にく
るように、留置部位（例えば腕とか脚）の向きを
調節して固定する。ポンプの回転を逆方向に切り
換えると血液の比重が輸液のそれより大きいので
血液が第３図のように輸液と血液の境界面Ａを
ほゞ水平に保ちながらセル内に上昇してくる。セ
ンサの検知部が十分血液中に浸漬されるまで、例
えば第３図のＢの位置まで血液を逆流させた後、
ポンプの回転を正方向に切り換えて、血液を血管
中に戻すと共にセンサを輸液で洗浄する。

（考案が解決しようとする問題点） しかし本装置の実用化を目指して動物実験を行
なう過程で、測定結果が、セルの体表面への設置
角度の変化に応じて鋭敏に変動するという問題に
直面した。すなわちセルが第３図のような向きに
固定されていると血液の戻りは良好であるが、生
体の留置部位が動いて、例えば第４図のようにセ
ルの向きが変るとセルの枝部に血液が残留（矢印
Ｃで示す）してセンンサの検出部にわずかずつ残
留血液が輸液といつしよに流し出されるので、セ
ンサの出力が輸液本来の出力に安定しない。

その１例を第５図に示した。この場合マルチセ
ンサとしては実願昭61−026831号に開示したPH，
PCO₂，PO₂マルチセンサを用い、雑種犬の大腿
動脈を用いて実験を行なつた。なおこの場合ポン
プの流速は正・逆転時共に410μ／分、逆転時
間および正転時間は各々40秒および560秒とした。
第５図においてわくで囲んだ時間帯でセルを第３
図に示す傾きから第４図のように傾けた。その他
の時間では第３図のように立てておいた。これか
ら明らかなように、セルを傾けると特にPHとPO₂
の測定値が大きく変動する。

動物の場合留置部位が動かないように固定する
ことによつてセルの向きを一定にしておくことは
可能であるが、実際の臨床において患者の体動を
抑えることは事実上不可能である。

（問題点を解決するための手段及び作用） そこで本考案者らは患者に若干の体動があつて
もセルの向きが変動しない方式について検討を行
なつた。その結果セルを体表面に固定するのでは
なく、可撓性の細径長尺カテーテルを用いて、体
から若干離してセルを鉛直設置する方法が、上記
目的のために有効であることを見出した。すなわ
ち可撓性の細径長尺カテーテルの先端部を血管内
に留置し、該カテーテルの根元部にセンサセルを
結合し、該カテーテルに十分なたるみを特たせた
状態で該セルを鉛直に固定することにより、患者
に若干の体動があつてもセルは常に鉛直に設置さ
れているのでセル内での血液と輸液の置換がスム
ーズに行われる。

第３図のような短い留置針にセルを直結するこ
れまでの方法では血液はせいぜい10cm程度の距離
を往復していたに過ぎないが、長尺カテーテルを
用いると当然のことながら血液の往復距離も長く
なる。その場合長尺カテーテルとしては次のよう
な条件を満足することが必要である。

(1) 長尺カテーテル中に血液が滞留しないように
する。

(2) 長尺カテーテル中に血栓が生じてはならな
い。

(3) 長尺カテーテル中に血液が逆流して来る間に
血液中の溶存炭酸ガス、溶存酸素が散逸しては
ならない。

輸液方式血液成分監視装置において、血液の往
復するカテーテルやセルの内容積の和は通常数百
μであり、またポンプの流速は数百μ／分の
オーダーである。このような一般的な条件下で上
記の３つの条件を満足する長尺カテーテルにつき
検討を行なつた結果次のような結論を得た。

(ア) 長尺カテーテルの内径としては0.90mm以下が
好ましい。

上に述べた(1)〜(3)のいずれにとつても長尺カテ
ーテルの内径は極めて重要な影響を与えることが
動物実験の結果明らかとなつた。即ち数百μ／
分程度のポンプ流速下において血液をセルとの間
で往復させるとき、長尺カテーテルの内径が0.90
mmを越えると、ポンプを正転にして血液を血管に
戻す時、第６図に示したようなカテーテル２３の
曲りの部分で血液Ｄが下部に滞留する。Ｅは輸液
である。また長時間使用しているとこれが血栓に
変化することもある。それに対し長尺カテーテル
２３の内径が0.9mm以下になると、数百μ／分
の流速下では、第７図に示したように血液はピス
トンフローに近い状態でカテーテル中に往復し、
カテーテルの曲りの部分にも血液の滞留や血栓の
生成は起らない。また例えばポンプの流速が
500μ／分の時、内径1.15mm外径3.2mmのポリ塩
化ビニルのカテーテル中にPCO₂＝40mmHgの血液
を逆流させると、カテーテル10cm当り1.1mHgの
割合でPCO₂が低下した。それに対し内径0.53mm、
外径0.80mmのポリ塩化ビニル製のカテーテルでは
10cm当りのPCO₂の低下は0.1mmＨｇ以下であつ
た。

(イ) 長尺カテーテルの長さとしては、その内容積
が300μを超えない程度が望ましい。

長尺カテーテルの長さは長いほど患者の大きな
体動にも対応できるので好ましいが、余り長くな
ると血液の逆流容積が大きくなり好ましくない。
通常カテーテルの内容積が300μを越えない程
度の長さが好ましい。即ち内径0.9mmであれば47
cm、内径0.4mmであれば239cm程度が長さの上限と
なる。カテーテルの長さがこの上限を越えると例
え内径が0.90mm以下であつても上記(1)，(2)，(3)い
ずれにとつても悪影響が出てくる。

(ウ) 長尺カテーテルの肉厚としては50〜300μｍ
の範囲であることが望ましい。

長尺カテーテルの肉厚は50ないし300μmの範囲
が好ましい。肉厚がこれより薄くなると機械的強
度が弱くなり過ぎて好ましくない。また肉厚が
300μmを越えるとカテーテルが硬くなり過ぎた
り、外径が太くなり過ぎるので好ましくない。

長尺カテーテルの材質としては可撓性があり、
ガス透過能が小さく、抗血栓性のあるものが好ま
しい。このような材質としてはポリ塩化ビニル、
ポリウレタン、ポリテトラフロロエチレン等があ
げられる。さらにこれらの材質の表面にウロキナ
ーゼやヘパリン等の抗血栓能を有する生理活性物
質が固定化されていればさらに好ましい。

一方セルの設置角度は厳密に鉛直である必要は
ない。ポンプを逆転から正転に切り換えた後、セ
ル内の血液がセル内に滞留しない程度の傾きがあ
れば十分である。例えばセルが第１図に示したよ
うな構造をしている場合、セルのセンサ収納部お
よび枝部のいずれも水平面に対して30゜〜60゜の角
度を有していれば十分である。

（実施例） 次に本考案の化学物質測定装置の一実施例を図
面にて説明する。第１図は本考案装置を血管に留
置した状態を図示している。図中１１〜２１は第
３図と同一であるので説明を省略する。２３が長
尺カテーテル、２４が該長尺カテーテルの先端部
で、これは留置針の外管２１を通して血管中に挿
入されている。長尺カテーテルの根元部２５には
セル１４が結合されルアーロツク１８でロツクさ
れている。留置針の外管２１と長尺カテーテル２
３の間のすき間にはフエノール２６が押し込まれ
て、両者を互いに固定すると共に止血している。
留置針の外管２１は縫合糸（図示せず）によつて
体表面組織１９に固定されている。なおこの図に
示した長尺カテーテルは日本シヤーウツド社製メ
デイカツト・カテーテルMAR1220−27である。
該長尺カテーテルの内径／外径は0.53mm／0.80
mm、長さは70cmである。

該長尺カテーテルを用いて輸液方式PH，PCO₂，
PO₂監視装置で犬の大腿動脈血の測定を行なつた
結果を第８図に示した。この場合セルはほゞ鉛直
に固定した。またポンプの流速は逆転時が520μ
／分、正転時が240μ／分で、ポンプの逆転
時間、正転時間は各々40秒および560秒とした。
第８図でわくで囲んだ時間帯で犬の体を180゜回転
させたが、それによる測定値の変化は認められな
かつた。

（考案の効果） 以上のように本考案の化学物質測定装置は、患
者血液中の化学成分濃度を、患者の体動に影響さ
れることなく正確な測定結果を提供する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の化学物質測定装置の断面図で
ある。第２図は従来の化学物質測定装置の全体構
造を示す説明図であり、第３図及び第４図は従来
装置の使用状態を示す断面図であり、第５図はセ
ルを傾けたときの測定値の影響を示すグラフであ
る。第６図及び第７図は筒状セルの取付方向によ
るカテーテル内の血液の状態を示す説明図であ
り、第８図は本考案装置を用いたときの測定値を
示すグラフである。 １１……センサ本体、１３……センサ先端部、
１４……セル、１５……コネクタ、２０……血
管、２１……留置針、２３……カテーテル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ローラポンプで化学物質測定用センサを収容す
   る筒状セル内に、輸液と血液を吸引することによ
   りセンサに輸液と血液を交互に接触させて、血液
   中の化学物質の濃度を測定する化学物質測定装置
   において、該筒状セルに可撓性の細径・長尺カテ
   ーテルを連結して、該カテーテルの先端を血管内
   留置針から血管内に挿入するとともに、該筒状セ
   ルを血管内留置針から離間させ、しかも筒状セル
   の筒部をほゞ鉛直に設置するよう構成したことを
   特徴とする化学物質測定装置。