JPH0533622B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ 産業上の利用分野 本発明は流量測定装置、特に熱希釈法に基づく
血流量測定装置に関するものである。

ロ 従来技術 従来、血液の流速を測定する方法としては、レ
ーザードプラー法、パルス変調ドプラー法、超音
波ドプラー法、ピトー管カテーテル法、ホツトフ
イルム法等がある。また、心拍出量（トータル流
量）を原理的に測定できる方法として、インピー
ダンス法、電磁流量計法、アドミタンスプレスモ
グラフイー等がある。

他方、血管径の変化や血管内の流速分布の影響
を受けずに血流量（特に心拍出量）を測定できる
優れた方法として、フイツク（Fick）の法則を
利用した熱希釈法や色素希釈法が用いられてい
る。これらの方法は、冷水塊による低温や色素に
よる着色の如き体外から注入された物理量が血液
によつて希釈される速度を測定し、この測定値か
ら心拍出量を求めるものである。

熱希釈法によれば、第９図のように、大静脈１
を通してカテーテル２を心臓３の右心房４、更に
は右心室５を経て肺動脈６にまで導き、右心房４
内へ冷水７を注入し、先端付近のセンサ（通常は
サーミスタ）８によつて血液の温度変化を測定す
る。即ち、冷水７による低温状態から血流により
回復する様子をサーミスタ８により抵抗変化とし
て測定する。なお、図中の９は左心房、１０は左
心室、１１は肺静脈、１２は大動脈である。カテ
ーテル２は、第９図、第１０図、第１１図及び第
１２図に示すように、その本体１３には冷水注入
用の側孔１４をはじめ、サーミスタ８、バルーン
１６、バルーン１６への送気・排気用の側孔３１
が夫々設けられ、かつこれらに対応して冷水供給
用のルーメン（図示せず）、サーミスタ８の配線
３４用のルーメン１８、圧力測定用のルーメン１
９、バルーン１６への空気送り込み用のルーメン
２０、更には上流側の血圧測定用の第２の圧力測
定用のルーメン（図示せず）が夫々形成されるも
のである。そして、第９図の如くにカテーテル２
を挿入（通常は経皮挿入）して血流に乗せるに際
し、バルーン１６を膨らませて（第１０図では一
点鎖線のように）カテーテル２を運ぶ。

生体内に挿入されたカテーテル２に対し、各コ
ネクタ３３，３５，３６を介して夫々、血流量演
算表示装置３７、バルーン拡張・収縮用のシリン
ジ４１、輸液ボトル４２（注射筒４３及び除菌フ
イルタ４４が付属）が接続されている。血流量演
算表示装置３７には、血流量計４７や条件設定キ
ー４６等が設けられている。上記に使用する注入
液７は所定温度に冷却されて注入されるが、その
種類として患者の体液維持に用いられる維持液、
又は栄養補給のための輸液を使用するのが望まし
い。即ち、そうした維持液又は輸液を用いること
により、血流量の測定と同時に維持液等の補給も
行え、非常に効率的であり、体液のバランスを失
うことなしに熱希釈法の実施に必要な注入液を供
給できる。

上記において、センサ８によつて得られた血液
の温度変化を下記式(1)により心拍出量に換算す
る。

Vb＝Vi（Tb−Ti）60／∫^∞／_pΔTb(t)dt×Ci−Si／Cb
・Sb……(1) 〔但し、Vb：心拍出量（血液流量） Vi：注入された冷水の量（ml） Tb：血液の冷水注入前の温度（℃） Ti：注入された冷水の温度（℃） Cb：血液の比熱 Sb：血液の比重 Ci：注入水の比熱 Si：注入水の比重 ｔ：時間（秒） ΔTb：血液の温度変化 この場合、血流量の測定において第１１図に示
すフローに沿つて信号が処理される。即ち、カテ
ーテル２への注入液の温度を測定する測温部２１
の測定値をＡ／Ｄ変換器２６へ入れてデジタル化
すると共に、カテーテル２のサーミスタ８で血液
温度を電気抵抗変化として検出し、これをブリツ
ジ回路２３で電流信号として取出して増巾回路２
４で増巾し、更に経時的なドリフトを補償する自
動ゼロ調整回路２５を経て上記Ａ／Ｄ変換器２６
へ入力される。そして、Ａ／Ｄ変換器２６の出力
は中央演算ユニツトCPU４５で処理され、血流
量が表示装置３７で表示され、更にはプリンタ２
７で記録される。

ところで、上記のカテーテル２においては、本
体１３自体が合成樹脂製の柔軟な材料からなつて
いるため、第１１図に示すように、血管６中で変
形して偶然にも測温部２１（即ち、サーミスタ
８）が血管壁の近傍に位置したとき、本来の位置
よりも血管壁に近いために体温による影響を受け
てしまう。即ち、第１３図のように、唯一のサー
ミスタ８による測定温度（実測温度）では、上記
の場合には目的とする血液温度よりも高くなり、
従つて目的温度を正確に測定できる、大きな測定
誤差を含む流量しか算出されないことになる。

ハ 発明の目的 本発明の目的は、流量を正確にかつ再現性良く
測定できる測定装置を提供することにある。

ニ 発明の構成 即ち、本発明は、熱希釈法による流体の流量測
定にカテーテルを用いた流量測定装置において、
前記流体の温度を測定するために前記カテーテル
の少なくとも２箇所に設けられた複数の測温部
と、これらの測温部による各測定温度情報を同時
に入力せしめ、電気信号に変換するブリツジ回路
と、このブリツジ回路からの各電気信号を比較
し、前記複数の測温部による各測定温度情報のう
ち比較的低温の測定温度に対応する信号のみを出
力する比較回路と、この出力信号を入力せしめる
増巾回路とを有し、前記複数の測温部をいずれも
作動させながら、前記増巾回路の出力信号に基い
て流量算出が行われるように構成したことを特徴
とする流量測定装置に係るものである。

ホ 実施例 以下、本発明の実施例を説明する。

第１図〜第４図は、本発明の第１の実施例によ
る熱希釈法に基づく血流量測定用カテーテル２２
を示すものである。但し、第９図〜第１２図で述
べた部分と共通の部分には共通符号を付し、その
説明を省略することがある。

このカテーテル２２は、記述した従来のカテー
テル２とは根本的に異なり、特に血流量測定のた
めのセンサ（即ち、サーミスタ）をカテーテル本
体１３の断面において軸対称に２個（８ａと８
ｂ）設けている（なお、第４図中の１７は冷水注
入用ルーメンである）。これらのセンサには、本
体１３の形成した各ルーメン１８ａ，１８ｂを通
して各配線３４ａ，３４ｂが導かれ、これらの配
線は共にブリツジ回路２３に接続されている。

従つて、各センサ８ａ，８ｂによる測温部２１
ａ，２１ｂの測定温度情報はブリツジ回路２３で
電気信号に変換され、そしてこれらの信号はコン
パレータ２８で比較される。この際、既述したと
同様にカテーテル２２が第５図の如くに変形し、
血管壁６に対し例えばセンサ８ａの方が８ｂより
も近接したとする。この結果、各センサによる測
定温度は第６図のように血管壁に近いセンサ８ａ
の方が高く、センサ８ｂの方が低くなる。

そこで、センサ８ａ，８ｂによる測定温度のう
ち、血管壁から離れた位置にあるセンサ８ｂによ
る測定温度（即ち、２つの測定温度のうち低温側
の値）が目的とする血液温度に相当することにな
るため、上記の各測定温度をコンパレータ２８で
比較し、低い方の温度に対応する信号のみを増巾
回路２４に入れ、血流量算出に用いるように構成
している（なお、センサ８ｂが血管壁に近いとき
はセンサ８ａの測定温度を用いることになり、こ
の場合でも同様に算出される）。この結果、血管
６内においてカテーテル２２が如何なる状態にあ
つても、常に低い方の温度情報（即ち、目的温
度）を用いて熱希釈法による血流量測定を行える
ため、流量測定に誤差を実質的に生じることなく
測定を行え、かつ測定の再現性も良好となる。測
定回路の構成は第１１図に示したものと同様であ
つてよい。

また、上記のセンサ８ａ，８ｂは共に同じ性能
をもち、測定中はいずれも作動するように構成し
ているので、血流量測定を常に正確に行えると共
に、いずれのセンサも機能停止させることなく測
定に供することができて、測定をするのに好適と
なる。

なお、センサ８ａ，８ｂの測定温度が同じであ
るときは、いずれの測定値を用いてもよいことは
勿論であり、このように上記の回路が設計されて
いる。

第７図は、他の実施例を示すが、ここでは第３
図の例と比べてサーミスタからなるセンサを８
ａ，８ｂ，８ｃと３個ほぼ対称に設けている。図
中の１８ａ，１８ｂ，１８ｃは各ルーメン、３４
ａ，３４ｂ，３４ｃは各配線である。

この例では、センサが３個存在しているため、
これらの３種の測定温度のうち最も低い温度に基
づいて血流量算出を行うように構成する。この最
低温度は、血管壁からの体温の影響を最も受けな
い位置での温度であるから最も正確な温度情報で
あると言える。従つて、血流量測定がより正確と
なる。

第８図の例では、第５図の場合と異なつてセン
サ８ａ，８ｂをカテーテルの長さ方向にずれた位
置に設けている。

この例でも、センサ８ａ，８ｂによる測定温度
のうちやはり低い方（図示の場合はセンサ８ｂの
方）の温度を用いて流量算出を行う。従つて、上
述したと同様の効果が得られる上に、センサを設
ける位置の制約が少なくなる。

以上、本発明を例示したが、上述の例は本発明
の技術的思想に基づいて更に変形が可能である。

例えば、上述のセンサの個数や位置は上述のも
のに限定されることはなく、４個又はそれ以上で
あつてもよいし、或いはカテーテル長さ方向に３
個又はそれ以上設けてもよい。また、カテーテル
の各部分の種類、サイズ、構造、材質等は種々変
更でき、使用するセンサの種類も変更可能であ
る。なお、本発明のカテーテルは、上述の如くに
心臓に挿入するだけでなく、他の部位にも適用可
能である。

ヘ 発明の作用効果 本発明は上述した如く、測温部を少なくとも２
箇所に設け、比較的低温の測定温度に基づいて流
量算出を行つているので、生体内においてカテー
テルが如何なる状態にあつても、体温等の他の因
子の影響を受けていない低い方の温度情報（即
ち、目的温度）を用いた正確な測定を行え、かつ
測定の再現性も良好となる。

この場合、測定は、複数の測温部の測定温度情
報をブリツジ回路を経て比較回路で比較し、複数
の測温部による各測定温度情報のうち比較的低温
の測定温度に対応する信号のみを出力し、増巾
し、流量算出を行つているので、常に流量測定を
誤差なしに正確に行える。

しかも、複数の測温部は、測定中はいずれも作
動するように構成しているので、血流量測定を常
に正確に行えると共に、いずれの測温部も機能停
止させることなく測定に供することができて、測
定を自動化するのに好適となる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図は本発明の実施例を示すもので
あつて、第１図はカテーテルの概略正面図、第２
図は第１図の−線拡大断面図、第３図は第１
図の−線拡大断面図、第４図は第１図の−
線拡大断面図、第５図は血管内でのカテーテル
の位置を示す第２図と同様の断面図、第６図はセ
ンサによる測定温度を示すグラフ、第７図は他の
例によるカテーテルの第３図と同様の断面図、第
８図は更に他の例によるカテーテルの第５図と同
様の断面図である。第９図〜第１３図は従来例を
示すものであつて、第９図は血流量測定時のカテ
ーテル挿入状態を示す概略断面図、第１０図はカ
テーテルの概略正面図、第１１図は血管内でのカ
テーテルの位置を回路系と共に示す第１０図のXI
−XI線拡大断面図、第１２図は第１０図のXII−XII
線拡大断面図、第１３図はセンサによる測定温度
を示すグラフである。 なお、図面に示す符号において、１……大動
脈、２，２２……カテーテル、４……右心房、５
……右心室、６……肺動脈、７……注入液、８，
８ａ，８ｂ，８ｃ……センサ（サーミスタ）、１
７……冷水注入用ルーメン、１８ａ，１８ｂ，１
８ｃ……センサ用ルーメン、３４ａ，３４ｂ，３
４ｃ……配線である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱希釈法による流体の流量測定にカテーテル
   を用いた流量測定装置において、前記流体の温度
   を測定するために前記カテーテルの少なくとも２
   箇所に設けられた複数の測温部と、これらの測温
   部による各測定温度情報を同時に入力せしめ、電
   気信号に変換するブリツジ回路と、このブリツジ
   回路からの各電気信号を比較し、前記複数の測温
   部による各測定温度情報のうち比較的低温の測定
   温度に対応する信号のみを出力する比較回路と、
   この出力信号を入力せしめる増巾回路とを有し、
   前記複数の測温部をいずれも作動させながら、前
   記増巾回路の出力信号に基いて流量算出が行われ
   るように構成したことを特徴とする流量測定装
   置。