JPH0475006B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の詳細の説明〕 本発明はたとえば、液体の圧力の如き生理病理
学的パラメータの測定に係るものである。

産業上の利用分野 測定技術の開発に多くの関心を呼んだ１つの生
理病理学的パラメータは頭蓋内圧である。1960年
代の中頃の正常圧力の水頭症候群に関するサロモ
ン・ハキムによる発見以来このパラメータを測定
する関心が特に強まつて来た。1964年コロンビア
州ボゴタ所在のジヤベリナ医科大学が発表した論
題第957号である（サラモン・ハキムによる「脳
脊髄液圧力、すなわち正常な脳脊髄法圧力を有す
る成人における水頭症候群についてのある観察
（新たな症候群の認識）」およびサロモン・ハキム
とアダムズ、アール・デイ・とによる「正常な脳
脊髄液圧力を有する症候群性水頭症の特殊な臨床
問題、脳脊髄液の流体力学上の観察」、ジエー・
ニユロール・シイの1965年２月号の第307〜327
頁）（Hakim，S.：“some Observations on C.
S.F.Pressure.Hydrocephalic Syndrome in
Adults with Normal C.S.F.Pressure
（Recognition of ａ new Syndrome）．
“Javeriana University School of Medicine，
Bogota，Colombia，1964，Thesis No.957.
Hakim，S.Adams，R.D.“The special clinical
problem of symptomatic hydrocephalus with
normal cerebrospinal fluid pressure：
Observations on cerebrospinal fluid
hydrodynamics.“，J.Neurol.Sci.1965，２：307
−327）。

従来の技術 マサチユーセツツ総合病院のジエームズ・ビ
ー・アマーメが開発した頭蓋内圧を測定するきわ
めて初期の技術は腰のくも膜下腔に針を差し込み
針をカテーテルを介して外部に位置した開孔圧力
計に接続することに依存していた。ギロウム・ジ
エイとジヤニイ・ピーとによる「マノメトリク・
イントラクラニン・コンチニユ、
（Manometrique Intracranienne Continue）
1951年の神経学雑誌第84号第131−142頁およびル
ンドベルク・エヌの神経の実施診察における心室
の液圧の連続的記録および制御、アクタ・プシシ
ヤト・ニユーロ・スカンド（Acta Psychiat.
Neuro.Scand.）1960年の増補第36号に報告され
たその後の改良がひずみ計を有し患者の外部に位
置決めされカテーテルを介して患者に接続された
開孔マノメータに代つた。更に改良したものは小
形のひずみ形を患者に移植しワイヤを頭皮に通
す。

発明が解決しようとする問題点 これら技術はすべて皮膚を通して物理的に接続
する必要があるので感染という重大な危険とな
り、患者に不快感を与えないまた移植した装置を
その後恐らく外科的に取出必要があるという欠点
を共通に有している。

これら欠点を克服するためカテーテルまたはワ
イヤの如き物理的接続部を必要とせずに体内に無
限に移植できるセンサー装置の開発に努力がなさ
れた。これら努力の例は1970年の中頃から後半に
かけてジヨンズ・ホプキンス大学で行われた作業
である。米国特許第４，026，276号とギユーサ
ー・シイによる頭蓋内圧モニターの臨床的使用：
最終報告（1979年４月）とには頭蓋内圧により影
響を受ける共振周波数を有する受動共振回路を頭
蓋骨を通してうがつた孔に移植する技術が開示さ
れている。可変周波数の外部の電磁界を帯電し移
植された共振回路がエネルギーを吸収する周波数
を観察することにより圧力を測定する。

可成り成功した別の技術は先導する室から隣接
する室にまで放射能物質を測定される頭蓋内圧如
何による程度移植する装置を移植する。放射検出
器を使用して外部から測定する。

生理病理学的パラメータを測定するため一般的
に知られている別の技術は体内に外部の受信機に
電磁的に伝達できる能動電子的回路を移植し、伝
達された信号を測定に関係した情報で変調する。

コスマン・イー・アール、ザーバス・エヌ・テ
イおよびチヤンパン・ピー・エツチが1979年の
「脳室分岐システム用のテレメータ圧力センサー」
外科神経学第11巻第287―294号に説明してあるき
わめて最近開発された技術ではコイルと可動の磁
気的コアとを頭蓋骨の孔に内面が患者の頭蓋内圧
にさらされているダイヤフラムにコアを接続して
移植する。ダイヤクラムの外側に平衡圧力をかけ
て磁気的コアを移植したコア内の基準位置に動か
し必要な外圧の量を示す計器を読み取ることによ
り測定を行う。（コアの位置は外部の電磁界を印
加することにより検出する）。

問題を解決するための手段 作 用 本発明者は生理病学的パラメータの測定結果を
体外に伝達する新たな技術を開発し、この技術は
移植したセンサー装置に理学的に接続するのを避
けるばかりでなくまた外部に印加するか内部に生
ずる電磁界もまた放射性物質の移植もなく機能で
きる。本発明はあらゆる種類の生理病学的パラメ
ータの測定に応用でき（感知素子により感知した
測定結果の如何により）、頭蓋内圧は１例にすぎ
ない。この技術は患者に不快感を与えず感染の恐
れを非常に減少して敏速に正確な測定結果を出
す。更にまた、複雑でなく信頼できる。また移植
した装置と外部の検出器とが本発明の多くの具体
例において純粋に機械的であるので、電気的的ド
リフト誤差を避けることができる（ドリフト誤差
というのは典型的には測定し直すには侵襲的脊髄
タツプ測定を必要とする誤差である）。

一般に、本発明は測定される生理病理学的パラ
メータの変化に左右される配向を有する磁界を生
じる装置を移植しこの磁界の配向を外部から検出
することを特徴とする。好ましい具体例では、磁
界は移植された装置の１つまたはそれ以上の数の
永久磁石により生じ、表示は磁界の像を直接的に
出す（弱い強磁性クリスタルの懸吊子を使用し
て）か公知の方法で磁界と並ぶ磁気的素子（たと
えば、コンパス針か磁力計）から成り、磁界は１
つまたはそれ以上の数の永久磁石を支持している
回転可能な要素（たとえば、１つまたはそれ以上
の磁気領域が帯電されているサマリウムコバルト
の磁気的合金のデイスク）により生じ、磁界によ
り観察器に投影された像は指針（たとえば、１つ
の線が指針を形成する十字線）を磁界の回転中心
に並べるため使用し、観察器に形成される像は隣
接した北極と南極との極性領域の間の境界が所望
の像の形式になるよう磁石を作成することにより
形成され、ある具体例では、像自体が指針の形式
（たとえば、矢形）で同じ形式の南北境界を有す
る移植した磁石により形成され、隣接した北極と
南極との極性領域の強さは投影像が視覚距離が変
つてもほぼゆがまないままとなるよう等しく、投
影された像は非対称性（たとえば、視覚できる先
端と尾部とを有する矢形）を有していてこの非対
称性は磁界の360°の完全な回転範囲にわたる磁界
の角度的配向を検出できるようにし、もし生理病
理学的に測定されるパラメータが液圧であれば、
移植された装置は回転ドラムを設けたダイヤフラ
ムマノメータ（たとえば、ダイヤフラムに接続さ
れたドラムのまわりに巻いた糸を引つ張るような
配置にした）を含み、このドラムには磁気領域を
帯電した前記デイスクが装着されている。

本発明のその他の利点と特徴とは以下の好まし
い具体例の説明と前記特許請求の範囲とにより明
かになることと思う。

実施例 第１図と第２図とには移植したマノメータ１２
（ダツシユ線で示してある）上に位置決めした強
磁性クリスタル観察器１０が示してある。管１４
がマノメータ１２を硬膜下圧力センサーとして作
用するよう位置決めした等圧の塩溶液を満たした
のう１６に接続している。管１８がマノメータを
頭皮と頭蓋との間に位置決めされた別ののう２０
に接続して大気圧の基準を形成している。大気圧
の基準を形成する別の手段は管１８をカテーテル
２１を介して右心房に接続することである。第２
図はカテーテル２１がダツシユ線で示してあり、
ことカテーテルは室内の圧力を測定することが所
望の際に使用する。マノメータ１２は観察器１０
の対応する凹所２６がはまる皮膚の表面に触診で
きる突起２４を形成している。

観察器１０は米国特許第3013206号に記載した
如く磁気テープを点検するめ通常観察器に使用す
る形式の弱い強磁性クリスタルの懸吊子を収容し
ている。

観察器１０は透明な（ガラスまたはプラスチツ
クの）上面１１とそれを包囲する環状のこう配を
付けた目盛１３とを有していて、この目盛は観察
器に相対的に回転可能で０の位置に戻せる。観察
器の底面にはマノメータ１２の移植により形成し
た触診できる突起に合わさるようにした凹所２６
が設けてある。観察器は周囲圧力に変化が生じる
と（たとえば、異なる高度にまで移動する結果と
して）、懸吊子を収容している空所に通気するた
め通気ねじ（図示せず）を含んでいる。懸吊子は
薄い（0.005インチ厚味の）ニツケル鍍金した銅
製の底部パネル１５（第９図）の上方に支持さ
れ、このパネルは腐食に抵抗し良く観察できるよ
うに光つた上面を形成している。

第３図、第４図および第１４図を参照すると、
マノメータ１２の内部機構が示してある。マノメ
ータはセンサーのう１６と基準のう２０との間の
差圧の変化に応答して回転する磁気デイスク２８
（サマリウムコバルト）を含んでいる。

デイスク２８には矢印形状を有する境界３４を
形成するように僅かに間隔をあけた永久磁石領域
３０，３２が帯電されている（これら２つの領域
は小形のスチツピングモータに使用する磁気デイ
スクを形成するため使用する従来技術の手順を使
用してデイスク２８に形成する）。特に、デイス
クは帯電される領域とほぼ同じ形状を有する強力
な電磁石間に入れる。領域３０はその北極々性を
デイスク２８の上面に有し南極々性をデイスクの
下面に有している（第４図）。領域３２は反対極
性を有している、すなわち、デイスクの上面に南
極々性を有し下面に北極々性を有している。従つ
て、磁気領域間には境界３４全体に沿い極性の変
化がある。外方の領に保持する。ドラムのねじれ
を調節し従つてマノメータのゼロ位置を調節する
ため調節ねじ（図示せず）を使用する。ドラム５
８は一端がハウジングに支持され他端が図示しな
い支持体に支持されている。レバーアーム５０と
２アームクランクとは板４６の運動を機械的に大
きく増幅する。測定範囲の全体における圧力の変
化に対応する板４６の運動に対してドラム５８が
１完全回転する。

マノメータの別の具体例が第１５図に示してあ
る。この具体例では第１４図のダイヤフラム４４
の代りにベロー６０が使用され、このベローはド
ラム６２のまわりに巻かれる巻ばね６４により緊
張した糸６１を引つ張る。マノメータのゼロ位置
を調節するためねじ６６を使用する。

マノメータ１２は脳脊髄液分岐弁を移植するた
め使用するものと似た従来技術の手順に従い患者
に外科的に移植する。

マノメータを第２図に示した用途とは異なる１
つの用途は脳脊髄液分岐弁にわたる差圧を測定す
ることである。この用途では、マノメータを分岐
域３２の大きさはこの領域に領域３０とほぼ同じ
磁力を与えそれにより境界３４が投影する像が観
察器１０とマノメータ１２との間の距離が種々変
化してもほぼゆがまないままとなるよう選択して
ある。

第１４図に示したマノメータ１２は間にステン
レス鋼のリング４２が締め付けてある２つの半分
部分から成る本体４０（射出成形したポリエーテ
ルプラスチツク）すなわちハウジングを有してい
る。管１４，１８はハウジングの壁内に差し込ん
だステンレス鋼の管（図示せず）によりハウジン
グに接続されている。ハウジングの２つの半分部
分間にはダイヤフラム４４（シリコンゴム）が支
持され、このダイヤフラムはその中心に支点突起
４８を設けた円形板４６が固着（環状溝に捕捉さ
れて）いる。突起４８はレバーアーム５０に圧接
し、このアームは２アームクランク５２（符号５
４で示した個所で枢着されている）を駆動し、こ
のクランクは糸５６（絹またはナイロン）を引つ
張り磁気デイスク２８が取り付けてあるドラム５
８を回転させる。らせん巻のねじればね５９がド
ラム５８の回転に抵抗して糸５６を緊張状態弁６
８と平行にして第１３図に線図で示した如く移植
する。マノメータが作用していない場合には弁７
０は開いていて弁７２は閉じていてそれによりマ
ノメータにわたる差圧をゼロにする。圧力の測定
を行うには先づ弁７０を閉じ次いで弁７２を開
く。弁７０，７２は移植して皮膚の表面の１個所
に指圧をかけて一体とし作用させることが好まし
い。

頭蓋内圧力を測定するには観察器１０を移植し
たマノメータ１２の個所で突起２４上に置いて行
う。このようにすると適当に最初に正確に位置決
めする。（観察器を２つまたは恐らくはそれ以上
の配向にして突起上に置くことができるので、あ
る用途では観察器にある種の表示を設けて使用者
が正しい配向を選べるようにすると好ましいこと
もあり、たとえば、マノメータの入口管１４と出
口管１８とに対し適当な配向にする）。

マノメータ１２上に置くと、観察器１０は強磁
性クリスタルの懸吊子に磁気領域３０，３２間の
境界３４の形状に対応する矢印の像７４を生じ
る。矢印形の像は磁気領域の極付近に集まり勝ち
な強極性クリスタルがないことにより生じた白い
線として現われる。この線が白いのは底部パネル
１５の上面が高度の反射性を有しているからであ
る。矢の形状の像の大きさは移植したマノメータ
の磁気領域からの観察器の距離に左右される。観
察器は触診突起２４上にしつかり置かれる矢の形
状の像が視界をほぼ埋めるような寸法にすると好
ましい。その場合には矢の像の中心決めを簡略に
する。矢の形状の中心に設けた円形部分もまた中
心決めに役立つ。目盛１３に指示される圧力を単
に注目することにより行う読取りの確度を高くす
るには中心決めが望ましい。

本発明の第２の具体例が第６図ないし第９図に
示してある。この具体例では、マノメータデイス
ク２８の磁気領域のレイアウトは異なる。２つの
ほぼ矩形状の磁気領域７６，７８（第６図には平
面図で第７図には断面図で示してある）は僅かに
間隔をあけてある。両方の磁気領域７６，７８は
第６図に示した如くデイスク２８の上面に露出し
た北極と南極とを有している。磁気領域をこのよ
うに配置すると強磁性クリスタル観察器１０に第
８図に示した如き像を生じる。非対称の４ローブ
パターンが現われ十字線８０を並べるため使用さ
れ、この十字線は交差点が４ローブパターンの中
心に一致するよう並べられ、このパターンの中心
はデイスク２８の回転の中心に対応する。十字線
８０は観察器の内部に差し込んであり第９図に示
した如く透明な表面１１に乗る透明で回転可能な
プラスチツクリング８２の表面に印刷されてい
る。十字線８０の配向は観察器１０を片手に持ち
他方の手でプラスチツクリング８２を回転させる
ことにより非対称の４ローブパターンと並べるこ
とができる。第９図に示した如くプラスチツクリ
ング８２に接続した小さい突起８４は十字線８０
の回転の中心と並べるのを容易にする。印刷した
十字線の１つは第８図に示した如く指針８６の形
状に延ばしてある。指針８６が示すことにより傾
斜した目盛から圧力を読み取る。指針８６が細い
ので圧力を目盛から一層敏速に正確に読み取るこ
とができる。

本発明の第３の具体例が第１０図ないし第１２
図に示してある。マノメータの磁気デイスク２８
には１つの磁気領域８８が設けてある。この磁気
領域から投影された像は第１２図に示した二極性
パターンである。観察器１０にはコンパス針９０
が設けられている。観察器の表示の中心を二極性
パターンの中心上に位置決めすると磁気領域８８
の磁気的吸引力によりコンパス針９０を移植した
磁気領域に自動的に並ばせる。実際のクリスタル
パターンを公称パターン（たとえば、表示面に色
を付けて印刷したパターン）と合わせることによ
りマノメータの磁気デイスク上に観察器を正確に
並べることができる。コンパス針９０の中心がデ
イスク２８の磁気領域８８の中心と僅かに誤整列
してもコンパス指針が指す方向を大きく変化させ
るので正確に並べる必要がある。コンパス針の指
定された端部が指す圧力を目盛１３から読み取る
ことにより圧力を測定する。

第１６図には第４の具体例が示してある。この
具体例は第１０図と第１１図とに示した具体例の
１つの磁気領域と併用するようにしてある。強磁
性のクリスタル観察器が省略されその代りに小形
の永久磁石９２（小形のコンパス針に似ている）
が同じ回転可能なシヤフト９４（ルビー軸受に支
持された）がずつと長い指針９６と同じ回転可能
なシヤフト９４に装着され、この指針９６は測定
値を読み取るため目盛９８と併用する。このよう
な配置にすると移植された磁気領域の寸法に等し
い寸法の磁石を形成すると共に一層大きい指針を
形成し、これは共に測定精度を向上する。

その他の具体例 本発明の他の具体例も前記した特許請求の範囲
に入る。たとえば、頭蓋内圧以外の生理病理学的
パラメータも測定できる。たとえば、糖尿病の治
療における糖の濃度、静脈圧および移植したペー
スメーカーから発生したパラメータである。生理
病理学的パラメータの変化を磁界の配向（たとえ
ば、回転また転移）の変化に変える全く異なる機
構を使用でき、第１７図に示してあるように、磁
界の配向を自動的に測定する（たとえば、デイス
ク２８の角度的配向を磁気的プローブで検出する
ため複数のホール効果セルを含む外部の検出装置
９９を使用することにより）手段を使用できそれ
により患者を連続的に監視する電気的出力を出す
ことができ、図示したデイスク以外の他の磁気的
要素を移植した装置に設けるとができ、ある数値
のいくつかのデイジツトを転送するため複数の測
定を行うことができ（たとえば、３デジツト測定
値において各デジツトに１つづつにして複数のデ
イスク２８を使用して）、また磁極を示すことの
できる磁力計を観察器として使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の好ましい具体例の斜視
略図、第２図は第１図の２−２線に沿い切断して
第１の具体例の移植したマノメータと外部の強磁
性クリスタル観察器とを示す断面図、第３図は第
１の具体例のマノメータ内の磁気デイスクの平面
図、第４図は第３図の４−４線に沿い切断して示
した断面図、第５図は第１の具体例の強磁性クリ
スタル観察器と投影図とを示す図、第６図は第２
の好ましい具体例のマノメータ内の磁気デイスク
の平面図、第７図は第６図の７−７線に沿い切断
して示した断面図、第８図は第２の具体例の強磁
性クリスタル観察器と像とを示す図、第９図は第
８図の９−９線に沿い切断して第２の具体例の強
磁性クリスタル観察器に装着した回転可能なプラ
スチツクインサートを示す断面図、第１０図は第
３の好ましい具体例のマノメータ内の磁気デイス
クの平面図、第１１図は第１０図の１１−１１線
に沿い切断して示した断面図、第１２図は第３の
具体例の強磁性観察器と像とを示す図、第１３図
は脳脊髄液分岐弁と平行に移植したマノメータを
示す略図、第１４図は移植したマノメータの現在
における最も好ましい具体例の断面図、第１５図
は移植したマノメータの別の好ましい具体例の断
面図、第１６図は第４の具体例の外部の観察器の
断面図、第１７図は移植したマノメータと記録を
行う外部の磁気的プローブとの略図である。 １０……測定装置、１２……移植可能な装置ま
たはマノメータ、２８……回転部材、３０，３２
……永久磁石、８６……指針手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 生体内パラメータに関する情報を生体内から
   伝達する装置であつて、 前記パラメータの変化により影響を受ける当該
   植設可能な装置に関する空間配向を有する磁界を
   生じる手段を含み、該磁界の空間配向の変化を生
   体外部より検出できるようにされた外科的に植設
   可能な装置と、 当該植設可能な装置が外科的に植設された後に
   該装置に関する前記磁界の空間配向を検出する手
   段を備えた検出要素からなる検出装置とを備え、 前記検出要素が方向を表わす表示を与える手段
   を有する観察器から成る装置。 ２ 前記観察器が磁界の空間分布に相当する像を
   表示する表示手段を備えている特許請求の範囲第
   １項の装置。 ３ 前記表示手段が複数の可動な強磁性粒子から
   成る特許請求の範囲第２項の装置。 ４ 前記表示手段が弱い強磁性のクリスタル懸吊
   子から成る特許請求の範囲第３項の装置。 ５ 前記植設可能な装置が少くとも２つの永久磁
   気領域を設けた回転可能な部材を含み、前記配向
   が磁界の位置の回転変化であり、空間分布が回転
   の中心を表示するようにしてあり、観察器には前
   記中心の表示と一致されるようにされかつ前記分
   布により予め選択された方向に回転されるように
   した指針が設けられ、これにより指針の位置を観
   察器の目盛と比較することにより前記中心の一致
   と回転との後に測定を行えるようにした特許請求
   の範囲第２項の装置。 ６ 前記観察器が前記配向に所定と関係で前記磁
   界に自ら整列するようにした磁気的要素を備えて
   いる特許請求の範囲第１項の装置。 ７ 前記磁気的要素がコンパス針の如き回転可能
   な永久磁石から成る特許請求の範囲第６項の装
   置。 ８ 前記植設可能な装置が隣接した極領域間に観
   察器により観察される像を形成する少くとも２つ
   の永久磁石を含んでいる特許請求の範囲第１項の
   装置。 ９ 前記観察器が前記パラメータの値を直接読み
   取る目盛を備え、前記像が目盛に沿い位置を表示
   する指針手段の形状を有している特許請求の範囲
   第８項の装置。 １０ 前記観察器がほぼ円形の表示部を有する強
   磁性懸吊子を備え、前記目盛が円形の表示部の周
   囲にしるしを備え、植設可能な装置は磁石が配置
   されかつ測定を行う際に表示部の中心と一致する
   回転中心を有する指針の形状の像を形成する回転
   要素を有している特許請求の範囲第９項の装置。 １１ 前記指針形式の像が測定値を読み取るのに
   360°の全回転を使用できるよう非対称である特許
   請求の範囲第１０項の装置。 １２ 少くとも２つの永久磁石が植設可能な装置
   と観察器との間の距離が変つても像をほぼゆがま
   ないようにするため同様な十分な強度と形状とを
   有している特許請求の範囲第８項の装置。 １３ 前記検出要素が前記配向を表わす電気的信
   号を発生する手段を備え、磁極がホール効果セル
   か磁力計により表示されるようにした特許請求の
   範囲第１項の装置。 １４ 前記パラメータは前記外科的に植設可能な
   装置により測定される生理病理学的パラメータで
   ある特許請求の範囲第１項の装置。 １５ 前記装置内の磁界発生手段は永久磁石であ
   り、該磁石は前記生体内パラメータの変化に応じ
   て動き得るようになつており、これより前記磁界
   の空間配向における変化を生ずるようになつてい
   る特許請求の範囲第１項の装置。