JPH03112535A - 心拍出量測定装置 - 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］ 本発明は心機能検査を行う場合に用いられる心拍出量測
定装置に関するものである。

［従来の技術］ 心機能検査のため右心カテーテル法によって心拍出量を
測定するのに、指示薬希釈法が広（用いられている。

この指示薬希釈法の一方法である熱希釈法について第４
図を参照して以下に説明する。

右心カテーテル法では、顎静脈、大腿静脈、肘帯静脈等
よりカテーテル１０が導管され、第４図に示す様に上大
静脈あるいは工大静脈、右心房、右心室を経てその先端
が肺動脈に位置するよう留置される。この状態では、カ
テーテル１０の注入口１１が右心房に位置し、また温度
検出手段であるサーミスタ１２が肺動脈に位置するよう
に配置されている。

この状態でいま注入口１１より血液温度より低温の液体
が注入されると、この注入された液体が右心房、右心室
において拡散され、希釈され、血液温度に変化が生ずる
。この希釈された血液温度を肺動脈に位置したサーミス
タ１２によって検知し、その希釈曲線（時間に対する温
度変化の図）の面積等からスチュワート・ハミルトン法
による以下に示す（１）式によって心拍出量を算出する
。

この希釈曲線の例を第２図に示す。

心拍出量“ＣＯ”は、 で求めることができる。

ここで、 ＣＯ：心拍出量、Ｓｌ：注入液体の密度、Ｃ１：注入液
体の比熱、ｖｌ：注入液体量、ＴＩ＝注入液体の温度、
Ｔａ：血液の温度、Ｓｓ：血液の密度、Ｃ８：血液の比
熱、Ｓ　ΔＴ　ｄｔ　Ｃ熱希釈曲線の面積 Ｃｔ：補正係数、６０：１分間の秒数である。

上記（１）式より明らかな如（、正確な心拍出量を求め
るには正確な熱希釈曲線の面積を求めることが不可欠で
ある。

熱希釈曲線の面積算出を完全に行なうには、希釈温度が
完全にベース温度と成るまでの間の血液温度と経過時間
を測定して行なえば良い。しかし、希釈温度がベース温
度近辺に来ると、ノイズの影響が大きくなり正確な面積
が算出できなかったり、また長時間面積測定を行なわな
ければ成らず、必ずしも最適な方法とは、言えない。

このため、従来はこの熱希釈曲線の面積を求めるために
、エドワーズの希釈濃度算出法が用いられていた。

このエドワーズの希釈濃度算出法は、熱希釈曲線の面積
を求めるのに、例えば、通常の血液温度（ベース温度）
との差のピーク値より所定温度（例えば７０％）低下し
た温度までの熱希釈曲線の面積を求め、この面積値に経
験則より定めた一定の係数（例えば１．２２）を乗算し
て熱希釈曲線の面積とするものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、測定対象の心拍出量は一定値ではな（、個体差
が大きい。このため、熱希釈曲線も種々の曲線波形とな
り、必ずしも波形の形が相似するものではない。このた
め、全ての熱希釈曲線波形が相似であるとの仮定に立つ
エドワーズの希釈濃度算出法では正確な希釈曲線の面積
が得られなかった。

特に心拍出量が多い場合には誤差が太き（なってしまい
、心拍量の測定結果も誤差のあるものとなってしまって
いた。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上述の課題を解決することを目的として成され
たもので、上述の課題を解決する一手段として以下の構
成を備える。

即ち、熱希釈法により心拍出量を測定する心拍出量測定
装置において、液体の注入部を有し、か゛つ液体により
希釈された血液温度を検知する感温素子を内蔵したカテ
ーテル型センサと、該カテーテル型センサの前記感温素
子を用いて血液温度を検出する温度検出手段と、該温度
検出手段による検出血液温度及び、血液密度、前記注入
部より注入する注入液量、注入液温度、注入液密度、注
入液比熱、および該温度検出手段による検出温度に基く
熱希釈曲線の積分値とから熱希釈法に基づいて心拍出量
を演算する心拍出量演算手段とを備える。

［作用］ 以上の構成において、心拍出量演算手段は熱希釈曲線の
積分値の演算を片対数法により行ない、希釈ピーク温度
値より所定温度低下した血液温度値迄の熱希釈曲線の積
分値と、該希釈ピーク温度値より所定温度低下した血液
温度値と通常血液温度値との差分温度値と該差分温度値
の略１／２の差分温度値迄の熱希釈曲線の積分値の２倍
の積分値とを加算した積分値を熱希釈曲線の積分値とす
る。

また、希釈ピーク温度値より所定温度低下した血液温度
値は希釈ピーク温度値の０．８〜０．６の任意の温度値
とすることが望ましい。

以上の方法による正確な熱希釈曲線の面積を求める手段
を備えることにより、心拍出量にかかわらず正確な心拍
出量の測定が行なえる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明に係る一実施例を詳細に説
明する。

第１図は本発明に係る一実施例の心拍出量測定装置のブ
ロック図である。

図中、第４図と同一構成には同一番号を付す。

第１図において、１は心拍出量測定装置の本体、１０は
カテーテル型センサであり、該センサ１０において、１
１は注入口、１２は肺動脈血液温度を検知するサーミス
タ、熱電対等の感温素子、１３は注入口１１と連結した
希釈液の注入ノズルである。

心拍出量測定装置１の本体において、２は血液温度検出
部、３は基準となる通常時の血液温度（ベース温度）を
測定するベース温度測定部であり、本実施例では測定開
始前に１呼吸時間以上、例えば約６秒〜８秒間の測定血
液温度の平均値を求め、該平均値をベース温度としてい
る。４は本実施例の片対数法により熱希釈曲線の面積を
求め、該面積を基に心拍出量を測定する心拍出量測定部
、５は測定結果及び測定開始時点等を表示する表示部、
６は測定開始指示及び各種のパラメータ等を入力するキ
ーボード、７は測定結果を外部に出力するための入出力
部であり、該部７、コネクタ９を介して測定結果をホス
ト装置やプリンタ等に送出可能に構成されている。

このカテーテル型センサ１０は、前述したように、右心
カテーテル法によって肺動脈まで導入される。感温素子
１２はサーミスタまたは熱電対等から成り、リード線１
４およびカテーテル型センサ１０のコネクタ１５および
コネクタ８を介して血液温度検出部２に接続されている
。

血液温度検出部２は測定した血液温度値をベース温度測
定部３及び心拍出量演算部４に出力し、ベース温度が測
定さ・れるとともに、前述したスチュワート・ハミルト
ン法に基づいて熱希釈法による心拍出量が算出される。

次に本実施例のスチュワート・ハミルトン法に基づいた
熱希釈法による心拍出量の算出時の、熱希釈曲線の面積
算出方法に付いて詳述する。

一般的に、熱希釈曲線の第２図に示すビークＰ０より一
定以上低下した温度値（ピーク温度差より０．８程度の
温度差の値）Ｐ７以下では、指数関数に従った温度低下
曲線と成ることが経験的に知られている。

本実施例では係る点に注目し、２つの時間ｔ１とｔ２に
おける指数関数ｙ、とｙｚを考えると、以下の様に成る
。即ち、 ３Ｆ：Ａ’８−”　　；但しくａｇｏ）において、ｙ、
＝Ａ−ｅ−”’　　　−（２） ｙｚ　＝Ａ　”　ｅ−”″”　　　・　（３）とし、こ
こで（ｙｚ　）＝　（ｙ＋　／２）とすると、（２）、
（３）式より、 （Ａ−ｅ−””）　＝　（（Ａ−ｅ−”−’）／２）と
なり、２（ｅ　−ａ　ｔ　２　）　＝（ｅ　−ａ　ｔ　
Ｉ　）となる。

この結果、両辺の対数を取り、 −ａ　ｔ　ｚ　＋１ｎ２　＝　−ａ　ｔ　ｌ　となり、
ｔ＊　＝　ｔ　＋　＋　（Ｉｎ２／　ａ）なる関係式を
得る。

の差Δ＝Ｓ。

Ｓ を考える。

ｙの不定積分は、Ｓ　ｙｄｔ＝　−−ｅ−０＋　Ｃでで
あるから、 と成る。

従って、 Δ＝ −（ｅ−１１−ｅ−ａ　ｌｔ＋４１ｎ２／ｍｌ　−ｅ−
ａ　Ｄｌ＋Ｉｒ＋２／ｍｌ　）：＝＝　　　（ｅ　−１
ｔ　Ｉ　＋＋＋　２逃 ｅ−ａｔｌ） ＝　０ と成る。

以上の結果をまとめると、 ５＝Ｓｏ　＋Ｓ＋　＋Ｓ　　＝Ｓｏ　＋２Ｓ＋　どなる
。

従って、本実施例においては、Ｓ　を求めるに際し、従
来のエドワーズ法における如き、５ｏｃ（ｓｓｏ） 但し、Ｓ　５ｏ＝Ｐ　ｏより３０％の温度差違の面積。

とじて、全ての希釈曲線が相似型であるとみなす方法に
比し、正確な熱希釈法による心拍出量の算出時の、熱希
釈曲線の面積算出が行なえる。

以上の熱希釈曲線の面積算出を行なう心拍出量演算部を
備える本実施例の心拍出量測定装置の具体的動作を第３
図のフローチャートを用いて以下説明する。

まず、ステップＳ１で心拍数の測定に先立ち、キーボー
ド６より必要な各種パラメータを指示入力する。このパ
ラメータは上述した心拍出量ｃ。

を求める（１）式に代入すべき、注入液体の密度Ｓｌ、
注入液体の比熱Ｃ，、注入液体量Ｖ、、注入液体の温度
Ｔい補正係数Ｃｔ等である。続いてステップＳ２でセン
サ付きカテーテル１０を第４図に示す所定の位置に挿入
する。

なお、このステップＳｌ、ステップＳ２はいずれの順序
で行なってもよい。

この間、本実施例装置はステップＳ３の如くキーボード
６よりの測定開始指示入力のあるのを監視している。こ
のため、以上により測定準備が完了したことになり、キ
ーボード６よりの測定開始指示入力を行なうと、ステッ
プＳ３よりステップＳ５の処理に進み、ベース温度測定
部３は血液温度検出部２及び感温素子１２を付勢して感
温素子１２位置における血液温度を測定してベース温度
を算出する。本実施例においては、血液温度検出部２よ
り出力される感温素子１２よりの検出温度信号に所定の
ハイカットフィルタ（例えば０．２Ｈ２）を通したノイ
ズ処理、または平均化ノイズ処理等によりノイズ成分が
除去された温度信号を、約６秒〜８秒間に渡り測定し、
その平均値を求める等して基準となる液体注入前の平均
血液温度（ベース温度）Ｔｂを測、定する。このベース
温度Ｔｂの算出時間は、ｌ呼吸周期行なうものでもよい
。

このようにし、てベース温度Ｔｂの測定が終了すると、
ベース温度測定部３は測定ベース温度Ｔｂを心拍出量演
算部４に出力するととも に、ステップＳ６の処理で表示部５の“液体注入前”表
示を付勢する。

この表示を確認した測定者は、ステップＳ７でカテーテ
ル１０の注入ノズル１３よりステップＳ１で指示入力し
た希釈液を所定量血液中に注入する。本実施例では、希
釈液の液温を一定の所定温度に維持するため、この希釈
液を恒温槽内に保持しており、希釈液の注入時に恒温槽
より直接カテーテル１ｏの注入ノズル１３に送っている
。

続いて、心拍出量演算部４はステップＳ８、ステップＳ
９でベース温度Ｔｂと血液検出部２での測定温度との差
を順次測定し、第２図に示す熱希釈曲線の測定を行なう
。これは所定時間毎の温度差“ｙ、”を測定して心拍出
量演算部４内のメモリに順次格納することにより行なう
。

熱希釈曲線の測定が終了するとステップＳ９よりステッ
プＳＩＯに進み、測定した熱希釈曲線のＰｎ（ｙｎ、ｔ
ｎ）を元に、第２図に示す面積Ｓｏを公知の方法でまず
算出する。このＳｏは熱希釈曲線ビークＰ０の゛温度差
ｙ０の６０％の温度差ｙ１であるＰｒ　　（ｙ＋　、ｔ
＋　）迄の面積である。続くステップＳｌｌで、”＋　
　（ｙ＋　、ｔ＋　）よりＰａ　　（ｙｉ、を諺）迄の
面積Ｓｌを求める。

（但し、ｙｓ　＝　（ｙ＋　／２））そしてステップＳ
１２で本実施例特有の片対数法による５＝Ｓｏ　＋２Ｓ
ｌにより熱希釈曲線における面積Ｓを求める。そしてス
テップＳ１３でステップＳ１で指示されたパラメータと
ともに上述した（１）式に代入して心拍出量を求める。

そしてステップＳ１４で求めた心拍出量を表示部５に表
示して処理を終了する。

以上の動作により、正確な心拍出量を、簡単な演算処理
を行なうのみで、測定・表示することができる。

なお、以上の説明においては、ベース温度Ｔｂが測定さ
れてから“液体注入前”表示を行ない、然る後に測定が
開始されたが、ベース温度測定部３は常時ベース温度測
定処理を実行し、心拍出量演算部４が熱希釈曲線を測定
する直前の測定ベース温度Ｔｂを有効としても、また測
定直前に測定者がキーボード６より測定開始スイッチ等
を入力し、この入力直前の例えば６秒〜８秒間の平均血
液値をベース温度Ｔｂとしても良い。

また、上述のパラメータは、キーボード６より入力する
のではな（、接続装置等より入出力部７を介して入力し
ても良い。

また、更に、測定心拍出量を入出力部７を介して他の接
続装置へ出力するよう制御することもできる。

［発明の効果］ 以上説明した様に本発明によれば、正確な心拍出量測定
が簡単な方法で行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例の心拍出量測定装置のブ
ロック図、 第２図は液体注入による血液温度の変化を表わした熱希
釈曲線、 第３図は本実施例に係る心拍出量測定装置のフローチャ
ート、 第４図は熱希釈法による心拍出量測定においてカテーテ
ルを留置させた状態を示す図である。 図中、１・・・心拍出量測定装置、２・・・血液温度検
出部、３・・・ベース温度測定部、４・・・心拍出量測
定部、５・・・表示部、６・・・キーボード、７・・・
入出力部８．９．１５・・・コネクタ、１０・・・カテ
ーテル型センサ、１１・・・注入口、１２・・・感温素
子、１３・・・注入ノズルである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱希釈法により心拍出量を測定する心拍出量測定
   装置において、 液体の注入部を有し、かつ液体により希釈された血液温
   度を検知する感温素子を内蔵したカテーテル型センサと
   、該カテーテル型センサの前記感温素子を用いて血液温
   度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段による検
   出血液温度及び、血液密度、前記注入部より注入する注
   入液量、注入液温度、注入液密度、注入液比熱、および
   該温度検出手段による検出温度に基く熱希釈曲線の積分
   値とから熱希釈法に基づいて心拍出量を演算する心拍出
   量演算手段とを備え、 該心拍出量演算手段は熱希釈曲線の積分値の演算を片対
   数法により行ない、希釈ピーク温度値より所定温度低下
   した血液温度値迄の熱希釈曲線の積分値と、該希釈ピー
   ク温度値より所定温度低下した血液温度値と通常血液温
   度値との差分温度値と該差分温度値の略１／２の差分温
   度値迄の熱希釈曲線の積分値の２倍の積分値とを加算し
   た積分値を熱希釈曲線の積分値とすることを特徴とする
   心拍出量測定装置。
2. （２）希釈ピーク温度値より所定温度低下した血液温度
   値は希釈ピーク温度値の０．８〜０．６の任意の温度値
   とすることを特徴とする請求項第１項記載の心拍出量測
   定装置。
3. （３）注入以前の血液温度を少なくとも１呼吸時間以上
   平均して血液の平均ベース温度とすることを特徴とする
   請求項第１項または第２項に記載の心拍出量測定装置。