JPH03254729A - 血圧トランスジューサ - 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〕 この発明は、例えば観点的血圧測定に用いて好適な血圧
トランスジューサに関し、特に血圧測定の際に血圧測定
装置の有する周波数特性を改善するためのダンピング装
置を内蔵した血圧トランスジューサに関する。

〔発明の概要〕

この発明は、流体が移動する流路を有するハウジングと
、流路に対向して設けられ、流体の圧力を電気信号に変
換する圧力変換要素と、中空室及びこの中空室と流路を
選択的に連通する連結手段を有する共振制動要素とを備
え、特性改善時には中空室と流路を連通させ、非特性改
善時には中空室と流路の連通を遮断するようにすること
により常に正しい血圧波形が得られるようにしたもので
ある。

〔従来の技術〕

観点式血圧測定はカテーテル等を人体に挿入し、チュー
ブを通じて血圧トランスジューサによって測定されてお
り、人体と血圧トランスジューサ間のカテーテル、チュ
ーブ、コックは全て滅菌の生理的食塩水で満たされてい
る。

これ等の血圧測定装置に血圧波が入ってくるとき、血圧
測定装置の固有振動数に一致した血圧の周波数成分は共
振を生じる。そのような場合モ二タ上の記録器やデイス
プレィ装置には真の血圧波形とは異なる波形を生じ、患
者の血行動態のモニタが不可能になる場合がある。

従来血圧測定装置の共振を抑えるのに、装置中に直列又
は並列の水力学的ダンピング装置（制動装置）が用いら
れる。このような従来技術によるダンピング装置は、例
えば米国特許第４４３１００９号、米国特許第４３３５
７２９号、米国特許第４５１７８４４号、及び米国特許
第４７７９６２５号に開示されている。

米国特許第４４３１００９号、第４３３５７２９号及び
第４５１７８４４号のものは米国特許第４７７９６２５
号の従来技術の項で記載の如く調整作業が必要であった
。つまり、患者に血圧測定装置を接続後、共振モードの
アーチファクトを除くためにダンピング装置調整部を手
操作によりモニタ結果を観察しながら効果的に且つすみ
やかに変わる必要があった。医療関係の操作する人々に
とって圧力測定モードを各患者ごとに装置を調整するよ
うな時間の余裕はなく、実用的でなかった。特に米国特
許第４５１７８４４号に開示のダンピング装置は気泡や
バクテリヤ等の異物混入の恐れがあった。

そこで、これ等の問題を解決するために上記米国特許第
４７７９６２５号が提案された。

第８図は上記米国特許第４７７９６２５号に記載された
ダンピング装置の一例を示すもので、同図において、ダ
ンピング装置は血圧トランスジューサと生体との間に１
対のルアーロック、コネクタ（１０１）。

（１０２）　　により接続され、血圧パルス伝達の通路
、（１０３）　　を懲戒している。その途中にキャピラ
リ管（１０４）　　の穴（１０５）　の一端が通路（１
０３）　　と流体連結するように配置され、穴（１０５
）　　のもう一端にはフレキシブルなシール膜（１６）
があり、その上にコンプライアンス容量を定めた室（１
０７）　　を有する。このようなダンピング装置はキャ
ピラリ管（１０４）　　と室（１０７）　　により水力
学的抵抗と容量を並列接続するものであり、抵抗や容量
の調整の必要がなく、気泡やバクテリヤ等の異物混入の
危険性も少なくなった。

また、第９図は特開昭６３−１４７４３２号公報に記載
されたダンピング装置の一例を示すもので、同図におい
て、ダンピング装置（１１０）　　は血圧トランスジユ
ーサ（１１１）　　、フラッシュデバイス（１１２）　
　、チューブ（１１３）　　に接続配置されている。ダ
ンピング装置（１１０）　　は第９図Ｂ、Ｃに示される
ように、径の大きな通路（１１４）、　（１１５）、　
（１１６）　　と微小径の細孔（１１７）　　によって
構成され、システム内のフラッジ５操作は第９図Ｂのよ
うに径の大きな通路（１１４）。

（１１５）、　（１１６）　　を各々フラッシュデバイ
ス（１１２）　、血圧トランスジユーサ（１１１）　　
、チューブ（１１３）　側に位置させ、血圧トランスジ
ューサ（１１１）　及び生体へつながるチ二−プ（１１
３）へ液が通りやすいようにして行う。血圧測定時は第
９図Ｃのようにして細孔（１１７）　　がチューブ（１
１３）　　と血圧トランスジューサ（１１１）　　の間
に、そしてフラッシュデバイス（１１２）　　とチュー
ブ（１１３）　　の間は液が通りやすいように回転させ
る。いわば、このダンピング装置は一鮫の三方活栓に細
孔を設けたものと云える。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、米国特許第４７７９６２５号に開示されたダ
ンピング装置の場合、固定の抵抗と容量を持ったもので
あり、その上装置への挿入は手作業によるアセンブリで
行う必要があった。測定装置のチューブの長さ等の条件
によりダンピング装置を挿入することでかえって装置の
性能を低下させることがある。例えば河水等の研究（臨
床麻酔Ｖｏ１．９゜Ｎｏ、８．　Ｐ１０００〜１００３
（１９８５）　）でのダンピング装置は条件により支障
をきたすことを示している。また、ダンピング装置は制
御作用と共に位相ずれを生じさせる作用も大きく、血圧
波形の位相を重視する場合には除外する必要が起こる。

このような場合、測定装置からのダンピング装置の除去
、再接続作業は血圧測定前に行う一連の作業（アセンブ
リ、装置への液充填、気泡の有無の確認、フラッシュ等
）を繰り返すことになるので非常に手間がかかる。一連
の作業に付随して、バクテリヤ、ウィルス、発熱物の混
入が起こりやすく、患者にとって感染という重大な危険
性を及ぼすことになる。

また、特開昭６３−１４７４３２号公報のダンピング装
置において、活栓類を血圧伝達路として利用する場合、
気泡の残留を生じやすい。また、活栓類の接続により共
振周波数の低下をひき起こすことがある。例えば戸畑等
の研究（医器学Ｖｏｌ、５３．　Ｎｏ、６゜Ｐ３１１　
（１９８３））　　によれば、三方活栓を１個接続する
ごとに共振周波数が低下していることを示している。

フラッジ：ＬＷｃ作時と血圧測定時においては、流路位
置の切換操作が必要であり、医療現場ではフラッシュデ
バイス（１１２）　、輸液セット、加圧カフ（図示せず
）を使用せずに生理的食塩水をシリンジで直接フラッシ
ュすることがある。このような場合に流路切換え操作上
細孔（１１７）を第９図Ｂ中大きい径（１１６）　側に
誤って位置させ、フラッシュした場合、血圧トランスジ
ューサ（１１１）　　に過大圧が作用し、破壊させしま
うことがある。

また、第９図Ａにおける測定装置で、第９図Ｂ。

Ｃに示されるダンピング装置を用いて血圧測定を行う場
合、常にフラッシュデバイスの水力学的抵抗と容量が挿
入されて大きな影響を及ぼし、共振周波数の低下や著し
いダンピングを生じさせることになる。

また、原理上このダンピング装置は、水力学的な固定抵
抗を測定装置に直列接続し制御作用を果たすので、並列
接続に比較し、直列接続の細孔は目づまりを生じやすく
、生体からの血圧パルスが血圧トランスジューサへの伝
達が不可能になる。

目づまりを生じたダンピング装置の系からの除去は米国
特許第４７７９６２５号と同様、上述の如く種々の問題
を生じてしまう。

更に米国特許第４７７９６２５号及び特開昭６３−１４
７４３２号公報に共通して、ダンピング装置は装置の一
部に接続して使用するものである。装置をアセンブリし
、液充填時に最も気泡の残留しやすいのは、ストレート
になっていない流路部分、つまりチューブとコック、コ
ックと血圧トランスジューサ等の接続部であり、上述の
ような外部接続式のダンピング装置は気泡残留の可能性
を増長せしめるためより慎重な液充填作業が必要であっ
た。

同時に臨床上では、血圧トランスジューサ及びそれに接
続されるチューブの一部を患者の腕に直接取付けること
もあり、従来のダンピング装置ｆｆＳ含めた血圧トラン
スジューサの取付は大きくなり過ぎることもあり、扱い
ずらかった。

この発明は斯る点に鑑みてなされたもので、上述の従来
の欠点を一掃し得る血圧トランスジユーサを提供するも
のである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る血圧トランスジューサは例えば図面に示
す如く流体が移動する流路〔６）を有する管状部材（７
）と、上記流路に対向して設けられ、上記流体の圧力を
電気信号に変換する圧力変換要素（８）と、中空室（３
０）、　（５８）及びこの中空室と上記流路を選択的に
連通する連結手段（３）、（５５）〜（５７）を有する
共振制動要素Ω）、　（５０）　　とを備え、特性改善
時には上記中空室と上記流路を連通させ、非特性改善時
には上記中空室と上記流路の連通を遮断するようにした
ものである。

〔作用） 中空室及びこの中空室と流路を選択的に連通ずる連結手
段を有する共振制動要素を設ける。そして、特性改善時
には中空室と流路を連通させる、つまり例えばアンダー
ダンピングな波形をシステムが生じる時は共振制動要素
をシステムに加えることにより正しい血圧波形を出力し
、非特性改善時には中空室と流路の連通を遮断する、つ
まりシステムが正しい血圧波形を伝達している時は共振
制動要素がシステム中に入らないようにする。これによ
り常に正しい血圧波形を出力することが出来る。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を第１図〜第７図に基づいて詳
しく説明する。

第１図〜第５図はこの発明の第１実施例を示すもので、
第１図はその外観図である。第１図ではコック（２）、
キャピラリ管（３）及び封止部材（４）から成る共振制
動要素としてダンピング装置を血圧トランスジ二−サに
組み込む前の状態を示す。また、第２図は組立完成状態
の血圧トランスジューサ（１）の上面図を示し、第３図
は第２図の線Ａ−Ａで切断した断面図を示し、第４図は
第２図の線Ｂ−Ｂで切断した断面図を示す。

血圧トランスジューサ（１）のハウジングは共振制動要
素の収容部〔５）及び第３図に示すように流路（６）を
形成する管状部材（７）、圧力変換要素（８）の収容室
（９）から構成されている。ハウジングは必要に応じて
血圧トランスジューサ固定手段、測定装置への接続手段
、モニタへの電気接続収容手段、圧力変換要素保護手段
を取付ける。

血圧トランスジューサ固定手段゛は、例えばフランジ（
１０）及びフランジ穴（１１）であり、取付用の治具（
図示せず）にフランジを差し込みボールマウントしたり
、フランジ穴（１１）に帯をまわして腕に装着したりす
る。

測定装置への接続手段は例えばオスルアーロックコネク
タ（１２〉、メスルアーロックコネクタ（１３）を設け
、チューブやカテーテル、フラッシュデバイス等に接続
する。モニタへの電気接続収容手段は例えばコード（１
５）で、その収容手段は例えばコード収容部（１４）で
あり、コード（１５）はコード収容部（１４）を通して
固定する。圧力変換要素保護手段は例えば収容室（９）
に底板（１６）を取付け、圧力変換要素を外部と隔離す
ることである。また、ノ＼ウジングには収容室（９）と
流路（６）の間に連通路（１７〉があり、流路（６）と
共振制動要素の収容部（５）の間に連通穴（１８）があ
る。

圧力変換要素（８）の構成で、圧力センサチップ（２０
）は絶縁基板（２１〉の穴〈２２〉の片側を塞ぐように
配置し、絶縁基板（２１）は圧力センサチップ（２０〉
が流路（６）と連通ずるように穴（２２）のもう片側を
連通路（１７）に連絡可能に配置する。圧力センサチッ
プ（２０）は流路（６）からの圧力を感知する構成をし
ており、また、圧力センサチップ（２０）と絶縁基板（
２１）によりハウジングの流路（６）と収容室（９）が
隔離されている。血圧測定時流路（６）には生理的食塩
水等が充填されるため、圧力センサチップ（２０）の保
護用に流路（６）と圧力センサチップ（２０）の間に電
気絶縁性の圧力伝達媒体（２３〉が充填される。絶縁基
板〈２１〉上には温度補償回路（図示せず〉等が厚膜印
刷されており、圧力センサチップ（２０）と温度補償回
路がワイヤ（２４）により電気的に接続されている。

圧力センサチップ（２０〉とワイヤ（２４）の保護のた
めに、カバー（２６）が取付けられ、更にコード（１５
）の電線（２５）が温度補償回路に接続され、外部のモ
ニタの電気接続手段を形成する。

・共振制動要素は第１又は第４図に示すように、キャピ
ラリ管（３）とコック（２）の穴（３６〉に取付け、中
空室（３０）の開口部（３７）に封止部材（４）で密封
してからコック（２）はハウジングの収容部（５）に圧
入（嵌合）され、収容部（５）の内壁（３５）と摺動し
て回転可能になっている。一方収容部（５）には流路（
６）との連通穴（１８）があって、第２図中、レバー（
２７）がαの位置のとき、第４図の如くキャピラリ管（
３）の毛細孔（３２）の一端（３３）は連通穴（１８〉
により流路（６）と連通し、毛細孔（３２）のもう一端
（３４〉はコック（２）と封止部材（４）により形成さ
れた中空室（３０〉に通じている。

以上の共振制動要素の構成において、毛細孔（３２）が
水力学的抵抗として、中空室（３０）が水力学的容量と
して流路（６）と水力学的に並列接続されていることに
なる。

また、第２図中レバー（２７）をβで示す方向に操作し
、コック（２）が回転すると第４図で示されるキャピラ
リ管（３）と連通穴（１８）との連結がなくなり、第５
図に示されるように共振制動要素が隔離される。

このようにダンピング装置としての共振制動要素と血圧
トランスジューサを一体化した構成において、血圧測定
時には生体挿入のカテーテル、チューブ、血圧トランス
ジューサの流路〔６〕等の血圧測定装置内に滅菌の生理
的食塩水で満たされており、血圧パルスは生理的食塩水
を介して伝搬する。

第３図において、流路（６）へ入った生体からの血圧パ
ルスは圧力センサチップ（２０）に伝達するが、途中経
路に共振制動要素がある。従って、第２図中レバー（２
７）がαで示す位置にある時は、共振制動要素が第４図
のように接続された形をとり、血圧パルスに制動作用を
及ぼして、血圧パルス中のアーチファクト　（リンギン
グやオーバーシュート）を除去し、共振特性の改善され
た血圧パルスを与える。その後血圧伝達媒体（２３）を
介して圧力センサチップ（２０）に伝達し、上述の如く
コード（１５）を通じて図示せずも外部モニタ上のブラ
ウン管や記録器に適正な血圧波形が出力される。

また、血圧測定装置の共振特性が良好で血圧パルスに制
動をかける必要がない場合、制動をかけるとかえって測
定装置の特性が劣化してしまう場合、波形の位相を正確
にモニタする方を重視する場合等にはダンピング装置と
しての共振制動要素を測定装置から除外することが必要
である。そのような場合には、第２図中レバー（２７）
をβで示す方向に操作し、コック（２）を回転させると
、第５図のようになり、共振制動要素を一瞬のうちに除
外することが可能となっている。この操作は、勿論気泡
、バクテリヤ、ウィルス、発熱物等の異物混入の恐れが
全くない。

第６図及び第７図はこの発明の第２実施例を示すもので
、本実施例では制動範匪を拡げ且つ取扱いやすい構成に
することでダンピング装置の有用性を更に高めるために
、共振制動要素を第６図に示されるような構造とした。

第６図において、（５０）はコックであって、このコッ
ク（５Ｑ）は内部に中空室（５ｇ）　（第７図Ｂ）とそ
の中空室（５８）につながる複数の穴（５２）、　（５
３）及び（５４〉を有し、番犬（５２）、　（５３）及
び（５４）には夫々キャピラリ管（５５）、　（５６）
　及び（５７）を固定し、封止部材（６０）を中空室り
５８）の開口部（図示せず）に固定密封する。各キャピ
ラリ管（５５）、　（５６）　　及び（５７）は細孔の
内径又は長さが異なる。これはチ二−ブ交換等により、
チューブの長さの異なるものが使用される場合、この３
種のキャピラリ管（５５）、　（５６）。

（５７〉の内から、このチューブのダンピング特性に合
ったものを選択できるようにする為である。コック（５
０）の上部のヘッド（５１）は回転換作するための操作
部で、ヘッド（５１）には各キャピラリ管（５５）。

（５６）及び（５７〉の種類と固定箇所がわかるように
目印がつけである。この共振制動要素を第１図〜第５図
に示した血圧トランスジューサ（１）の共振制動要素の
収容部（５）へ圧入（嵌合）する。

この共振制動要素を血圧トランスジューサに取付けた状
態を第７図Ａに示し、第７図Ｂは第７図Ａの線Ｃ−Ｃに
おける断面図である。

第７図Ｂにおいて、コック（５０）は収容部（５）の内
壁と摺動して回転可能な状態である。コック（５０）の
孔には各キャピラリｔ（５５）、　（５６）　　及び〈
５７）が固定されており、各キャピラリ管（５５）、　
（５６）　　及び（５７）の毛細孔の一端が各々１つの
中空室（５８）に連通している。コック（５０〉を回転
させ流路（６）との連通孔（１８）にキャピラリ管の１
つを位置させ、キャピラリ管の毛細孔と流路（６）を連
通し血圧パルスの制動を行う。この場合、中空室（５８
）は水力学的容量として作用し、上述の如くキャピラリ
管（５５）、＜５６）、　（５７）　　の毛細孔は水力
学的抵抗として作用するが、毛細孔の径と長さが異なる
ので３種類の制、勤１乍用をちったダンピング装置とな
る。、ｔた、ダンピング装置を必要としない時はヘッド
（５１）を回し、コック（５０）を第７ＴＩ！ＪＢに示
される位置にすればよい。

このような血圧トランスジューサにおいて、患者から流
路（６）へ入ってきた血圧パルスは、共振制動要素の各
々のチャネルに従った制動作用を受け、圧力伝達媒体（
２３）に伝達し、圧力センサチップ（２０）上で圧−電
変換され、コード（１５）よりモニタ上のブラウン管や
記録器に任意の血圧波形４２−じで出力される。従って
、モニタ上の血圧波形を見！よがらヘッド（５］）を回
して適切な圧力波形を瞬時に選択することが可能となる
。

〔発明の効果〕

上述の如くこの発明によれば、中空基又こｆ中空室上流
路を選択的に連通ずる連転手段を有する共振制動要素を
設け、特性改善的に：ま牛空室三流路を連通させ、非特
性改善時には中空室と流ｍ　７）　連通を遮断するよう
にしたので、共振制動の必要時に共振制動要素の血圧測
定装置へ（、ｒ）挿入が１能−ぢまた共振制動の不要時
に共振制動要素のｈ　＝測定装置からの除去が可能であ
り、その操作も羊毛く、ワンタッチで行え、またダンピ
ング装置の必要もない。また、ダンピング装置としての
共振制動要素が血圧トランスジューサ内蔵であるため、
従来の外部接続方式と比較して接続部分の気泡残留の心
配や接続部のゆるみによる液もれの心配がなく、その上
一体型のため腕装着時も扱いやすい。またコックの切換
え操作のみならず、気泡やバクテリヤ等の異物混入の危
険性がない。更に圧伝達路の一部に分岐して制動部を設
けであるので（並列接続）、圧伝達路の一部を制動路に
して行う方式（直列接続〉に比べ、生理的食塩水中の目
に見えないゴミ等による細孔の目づまりの可能性が少な
く、また圧伝達路はストレートに維持されているので共
振周波数の低下も防ぐことが可能となる。

またフラッジ：Ｌ操作時共振制動要素自身を操作する必
要がなく、誤操作による血圧トランスジューサの破壊防
止ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す外観図、第２図はそ
の上面図、第３図は第２図の線Ａ−Ａにおける断面図、
第４図は第２図の線Ｂ−Ｂにおける断面図、Ｍ５図はこ
の発明の第１実施例の説明図、第６図はこの発明の第２
実施例を示す外観図、第７図はその構成国、第８図及び
第９図は夫々従来例の構成国である。 （１）は血圧トランスジユーサ、（２）、　（５０）　
　はコック、（３）、　（５５）〜（５７）はキャピラ
リ管、（６）は流路、（７）は管状部材、（８）は圧力
変換要素、（２０）は圧センサチップ、（３０）、　（
５０）　　は中空室である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 流体が移動する流路を有するハウジングと、上記流路に
   対向して設けられ、上記流体の圧力を電気信号に変換す
   る圧力変換要素と、 中空室及び該中空室と上記流路を選択的に連通する連結
   手段を有する共振制動要素と を備え、特性改善時には上記中空室と上記流路を連通さ
   せ、非特性改善時には上記中空室と上記流路の連通を遮
   断するようにしたことを特徴とする血圧トランスジュー
   サ。