JPH1085196A

JPH1085196A - 血流測定用カテーテル

Info

Publication number: JPH1085196A
Application number: JP8267972A
Authority: JP
Inventors: Nobukazu Nishimura; 伸和西村
Original assignee: Nippon Zeon Co Ltd
Current assignee: Zeon Corp
Priority date: 1996-09-18
Filing date: 1996-09-18
Publication date: 1998-04-07

Abstract

(57)【要約】【課題】心臓などの生体管腔内への挿入性を改善した
血流測定用カテーテルを提供すること。【解決手段】血液の温度を変化させるための冷水排出
口４６と、温度変化させられた血液の温度を測定するた
めのセンサ４０とが、長手方向に異なる遠位端部位置に
設けられているカテーテル管２２を具備し、該カテーテ
ル管２２の遠位端部が、転回角度θ＝９０〜１２５度で
転回している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば心臓の血
液の流れを調べるための血流測定用カテーテルに係り、
さらに詳しくは、熱希釈法に基づき血液流速などを測定
する血流測定用カテーテルに関する。

【０００２】

【従来の技術】静脈から心房、心室を経て肺動脈へと至
る心臓内の血流量を測定するカテーテルとしては、米国
特許第５，０５６，５２６号や米国特許第５，０００，
１９０号や特公平５−３３，６２３号公報などが知られ
ている。

【０００３】これら公報に示す技術では、フィック（Ｆ
ｉｃｋ）の法則を利用した熱希釈法を用いて、心臓内の
血流量を測定している。熱希釈法の概略は、カテーテル
により体外から血液中に注入された冷水などによる温度
変化などの物理量が血液によって希釈される速度を測定
し、この測定値から血液流速ないしは心拍量を求めるも
のである。

【０００４】熱希釈法によれば、大静脈を通してカテー
テルを心臓の右心房、さらには右心室を経て肺動脈にま
で導き、カテーテルを通して右心房内へ冷水を注入し、
カテーテル先端付近の温度センサによって血液の温度変
化を測定する。すなわち、冷水による低温状態から血流
により回復する様子を温度センサにより測定し、その測
定結果から、血流量あるいは心拍量を算出する。

【０００５】図５は、そのような用途に用いられる従来
の血流測定用カテーテル２を示す。図５に示すように、
従来の血流測定用カテーテル２は、その遠位端部４にバ
ルーン６を有する。バルーン６は、内部に気体が送り込
まれることにより膨らみ、カテーテル２の遠位端部を血
流に乗せて所定位置まで搬送する作用を有する。

【０００６】バルーン６の近位側には、サーミスタなど
の温度センサ８が装着してある。温度センサ８により血
流の温度を測定可能になっている。温度センサ８の近位
側には、軸方向所定間隔で冷水排出口１０が形成してあ
る。冷水排出口１０からは、血液の温度よりも低い温度
の液体を排出可能になっている。

【０００７】このような従来例に係る血流測定用カテー
テルでは、その遠位端部４の転回角度θが、約１５０〜
２７０度転回するように弧を描いて曲がっていた。これ
は、心房から心室を経て肺動脈へ通じる通路が、約１８
０度転回するようになっているためである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この遠位端部
４の曲がりがあるために、大静脈から心房、心室、肺動
脈へと、カテーテルを挿入していく際に、心臓の弁部
分、心室壁などにカテーテルの曲がり部分が引っかかり
挿入が困難になることがあった。

【０００９】たとえば図６（Ａ）に示すように、腰部か
ら心臓方向に大静脈１２へカテーテル２を挿入し、また
は同図（Ｂ）に示すように、腕部から心臓方向に大静脈
へカテーテル２を挿入し、心房１４まで押し込む。この
とき、カテーテル２の転回方向を図６（Ａ），（Ｂ）に
示す心房側方向とする。次に、カテーテル２を心房１４
から心室１６方向にそのまま押し進め、その後、図６
（Ｃ）に示すように、カテーテル２の遠位端を回転させ
肺動脈１８の方へ向け、肺動脈１８へと浸入させる。そ
の際に、従来のカテーテルでは、カテーテル２の転回角
度が大きいので（図５参照）、図６（Ｃ）に示すように
カテーテルの遠位端を回転させても、遠位端が肺動脈１
８の方向へ向かず、その浸入が困難であった。

【００１０】本発明は、このような実状に鑑みてなさ
れ、心臓などの生体管腔内への挿入性を改善した血流測
定用カテーテルを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者は、曲がりの転
回角度を徐々に小さくしていき、９０〜１５０度の範囲
において、心臓の弁部分における挿入性と、心房から心
室を経て動脈にいたる１８０度転回部分の挿入性とが共
に改善されることを見い出し、この知見に基づいて本発
明を完成するに至った。

【００１２】すなわち、本発明に係る血流測定用カテー
テルは、血液の温度を変化させるための温度変化手段
と、温度変化させられた血液の温度を測定するためのセ
ンサとが、長手方向に異なる遠位端部位置に設けられて
いるカテーテル管を具備し、該カテーテル管の遠位端部
が、転回角度９０〜１２５度で転回していることを特徴
とする。

【００１３】前記遠位端部が、遠位端部以外の部分より
も、曲げ剛性が小さくなっていることが好ましい。

【００１４】血液の温度を変化させるための温度変化手
段としては、カテーテル管のルーメンに貫通して設けら
れた、血液の温度より高いまたは低い温度の生理食塩水
を流出するための側孔、あるいはカテーテル管に装着さ
れたヒーターなどの熱源などが例示される。

【００１５】温度変化させられた血液の温度を測定する
ためのセンサとしては、サーミスター、熱電対などの温
度センサが例示される。

【００１６】カテーテル管において、温度変化手段が設
けられる位置と、温度センサが設けられる位置とのカテ
ーテル管の長手方向に沿った軸方向距離は、特に限定さ
れないが、１００〜４００mm程度が好ましい。

【００１７】本発明では、カテーテル管の遠位端部の転
回角度θは、９０〜１２５度、好ましくは９５〜１１５
度である。転回半径は、通常、２０〜６０ｍｍ、好まし
くは３０〜５０ｍｍである。転回角度が９０度よりも小
さい場合には、カテーテル先端を目的部位に向けるのが
困難であることから好ましくない。また、転回角度が１
２５度よりも大きい場合には、従来のカテーテルに近づ
き、挿入性が悪くなる。

【００１８】カテーテル管の外径は、通常、０．５〜４
ｍｍ、好ましくは１〜３ｍｍである。カテーテル管の長
さは、患者の体格、測定部分の深さによって選択できる
が、通常、３００〜２０００ｍｍ、好ましくは５００〜
１５００ｍｍである。

【００１９】本発明では、カテーテル管の遠位端部に
は、バルーンが装着してあることが好ましい。バルーン
は、内部に気体が送り込まれることにより膨らみ、カテ
ーテルの遠位端部を血流に乗せて所定位置まで搬送する
作用を有する。バルーンが膨らんだ状態での外径は、特
に限定されないが、３〜２０mm程度が好ましい。バルー
ンの容積は、特に限定されないが、０．５〜５．０ｃｃ
程度が好ましい。

【００２０】また、カテーテル管の最遠位端には、カテ
ーテル管のルーメンに連通する開口部を設け、圧力測定
口として用いても良い。

【００２１】カテーテル管の遠位端部に形成された転回
部分は、カテーテル管の直線部分と同じ曲げ剛性を有す
るものであってもよいが、直線部分よりも曲げ剛性が小
さくなっているのが好ましい。具体的には、転回部分は
直線部分に比較して５〜７０％程度小さい曲げ剛性を有
することが好ましい。

【００２２】転回部分と直線部分との曲げ剛性を変化さ
せるには、軟質材料からなる転回部分と硬質材料からな
る直線部分とを継いで形成する。または、軟質材料層と
硬質材料層との２層からなる管でカテーテル管を構成
し、これらの各層厚を転回部分（遠位端側）では軟質材
料を厚く硬質材料を薄く、直線部分（近位端側）では軟
質材料を薄く硬質材料を厚くして形成しても良い。

【００２３】本発明において、曲げ剛性が小さいカテー
テル管の遠位端部分の転回部分は、カテーテル管の最遠
位端から長手方向に沿って５〜２５０mmの範囲である。
曲げ剛性は、ステップ状に変化させても良いが、漸次変
化させても良い。

【００２４】本発明に係る血流測定用カテーテルでは、
カテーテル管の遠位端部を、転回角度９０〜１２５度で
転回させることで、心臓の弁部分における挿入性と、心
房から心室を経て動脈にいたる１８０度転回部分の挿入
性とが共に改善される。

【００２５】また、特に、転回部分のカテーテル管の曲
げ剛性を小さくすることで、挿入性がさらに向上する。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る血流測定用カ
テーテルを、図面に示す実施形態に基づき、詳細に説明
する。

【００２７】図１は本発明の一実施形態に係る血流測定
用カテーテルの概略図、図２（Ａ）は図１に示すIIＡ−
IIＡ線に沿う断面図、図２（Ｂ）は図１に示すIIＢ−II
Ｂ線に沿う断面図、図３は同実施形態のカテーテルの使
用状態を示す概略図、図４は本発明のその他の実施形態
に係る血流測定用カテーテルに用いるカテーテル管の縦
断面図である。

【００２８】第１実施形態図１に示すように、本実施形態に係る血流測定用カテー
テル２０は、カテーテル管２２を有する。カテーテル管
２２の外径は、通常、０．５〜４ｍｍ、好ましくは１〜
３ｍｍである。カテーテル管２２の長さは、患者の体
格、測定部分の深さによって選択できるが、通常、３０
０〜２０００ｍｍ、好ましくは５００〜１５００ｍｍで
ある。

【００２９】カテーテル管２２の材質は、ある程度の可
撓性を有する材質で構成されることが好ましく、たとえ
ばポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプ
ロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−
酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、架橋
型エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリウレタン、ポリ
アミド、ポリアミドエラストマー、ポリイミド、ポリイ
ミドエラストマー、シリコーンゴム、天然ゴムなどが使
用でき、好ましくは、ポリウレタン、ポリエチレン、ポ
リアミド、ポリイミドで構成される。

【００３０】カテーテル管２２には、図２（Ａ）に示す
ように、圧力測定用ルーメン２４、バルーン用ルーメン
２６、冷水用ルーメン２８および配線用ルーメン３０が
形成してある。なお、カテーテル管２２には、その他の
ルーメンを形成しても良い。各ルーメンの大きさは、カ
テーテル管２２の必要強度などに応じて決定される。

【００３１】図１に示すように、カテーテル管２２の最
遠位端には、開口部３２が形成してあり、圧力測定口と
して用いられる。この開口部３２は、図２（Ａ），
（Ｂ）に示すカテーテル管２２の圧力測定用ルーメン２
４に連通してある。圧力測定用ルーメン２４は、カテー
テル管２２の近位端に接続してある圧力測定用コネクタ
チューブ３４に連通してある。

【００３２】カテーテル管２２の開口部３２の近位端側
には、バルーン３６が装着してある。バルーン３６の内
部は、図２（Ａ），（Ｂ）に示すバルーン用ルーメン２
６に連通してある。バルーン用ルーメン２６は、図１に
示すカテーテル管２２の近位端に接続してあるバルーン
送気用コネクタチューブ３８に連通してある。コネクタ
チューブ３８から気体を導入することで、バルーン３６
を膨らませることが可能になっている。

【００３３】バルーン３６を膨らませることで、カテー
テル２０の遠位端を血流に乗せて所定位置に運ぶことが
可能になる。バルーン３６が膨らんだ状態でのバルーン
３６の外径は、特に限定されないが、３〜２０mm程度が
好ましい。バルーンの容積は、特に限定されないが、
０．５〜５．０ｃｃ程度が好ましい。バルーン３６は、
耐屈曲疲労特性に優れた材質であることが好ましく、例
えばポリウレタン、シリコーン、軟質ポリエチレン、軟
質ポリアミド、軟質ポリエステルなどの材料で形成さ
れ、特にポリウレタンで形成されたものが血栓の発生抑
止能が高く、耐摩耗性も高いので好適である。

【００３４】本実施形態では、バルーン３６の近位側に
位置するカテーテル管２２の外周には、サーミスタなど
で構成される温度センサ４０が装着してある。温度セン
サ４０は、断熱材４１を介してカテーテル管２２に装着
されることが好ましい。断熱材４１を配置することで、
カテーテル管２２からの熱伝達を防止し、血流の温度を
正確に検知することが可能になる。

【００３５】温度センサ４０は、図２（Ｂ）に示すよう
に、リード線４２に接続してあり、リード線４２は、配
線用ルーメン３０を通して、カテーテル管２２の近位端
に接続してある配線用コネクタチューブ４４に接続して
ある。配線用コネクタチューブ４４は、コネクタを介し
て血流量演算表示装置（図示省略）に接続される。

【００３６】血流量演算表示装置では、温度センサ４０
にて検出した血流の温度情報を読み取り、その温度変化
から、フィックの法則を用いて血流量あるいは心拍出量
を計算して表示する。

【００３７】温度センサ４０からカテーテル管２２の軸
線に沿って近位側所定間隔Ｌ₁ だけ離れた位置には、冷
水排出口４６が形成してある。冷水排出口４６は、図２
（Ａ）に示すように、冷水用ルーメン２８に連通してあ
る。冷水用ルーメン２８は、図１に示すカテーテル管２
２の近位端に接続された冷水用コネクタチューブ４８に
連通してある。コネクタチューブ４８から冷却された所
定量の生理食塩水が注入され、冷水排出口４６から排出
されるようになっている。前記近位側所定距離Ｌ₁ は、
図３に示すように、カテーテル２０が心臓５０に挿入さ
れ、カテーテル管２２のバルーン３６および温度センサ
４０が肺動脈１８内に位置した状態で、冷水排出口４６
が心房１４に位置するように決定される。

【００３８】本実施形態では、図１に示すように、カテ
ーテル管２２の遠位端部が、転回角度θ＝９０〜１２５
度、好ましくは９５〜１１５度で転回するように成形し
てある。カテーテル管の遠位端部における転回部分は、
カテーテル管２２の最遠位端から所定距離Ｌ₂ の位置か
ら転回し、転回半径は、通常、２０〜６０ｍｍ、好まし
くは３０〜５０ｍｍである。このような転回部分をカテ
ーテル管２２の遠位端部に成形するための方法として
は、特に限定されないが、直管状のカテーテル管２２を
成形した後、熱を加えて転回状に癖付けする方法などが
例示される。前記所定距離Ｌ₂ は、３０〜２５０mm程度
が好ましい。

【００３９】次に、本実施形態に係る血流測定用カテー
テル２０の使用方法について説明する。カテーテル２０
の遠位端部を心臓へ注入するために、まず、セルジンガ
ー法などにより、たとえば腰部側または腕部側から大静
脈血管内にカテーテル２０の遠位端部を挿入し、バルー
ン３６を膨らますことにより、血流に沿ってカテーテル
２０の遠位端部を図３に示す心臓５０まで運ぶ。そし
て、図６（Ａ）に示すように、カテーテル２０の遠位端
部を心房１４まで押し込む。このとき、カテーテル２０
の転回方向を図６（Ａ），（Ｂ）に示す心房側方向とす
る。次に、カテーテル２０を心房１４から心室１６方向
にそのまま押し進め、その後、図６（Ｃ）に示すよう
に、カテーテル２０の遠位端を回転させ肺動脈１８の方
へ向け、肺動脈１８へと浸入させる。その際に、本実施
形態に係るカテーテル２０では、遠位端部の転回角度が
従来のものに比べて小さいので、図３に示すように、心
臓の弁５２，５４や心室壁などにカテーテル２０の曲が
り部分が引っかかることが少なく、肺動脈１８への浸入
が容易である。

【００４０】カテーテル２０のバルーン３６が肺動脈１
８内に挿入された後には、心房に位置する冷水排出口４
６から所定量の冷水を吐出し、その冷水による血液の温
度変化を、温度センサ４０で検出することにより、心臓
の血流量（特に心拍出量）を算出することができる。

【００４１】第２実施形態本実施形態では、図１に示すカテーテル２０において、
その遠位端部の転回部分（最遠位端から長手方向に沿っ
て５〜２５０mmの範囲）の曲げ剛性（１／ＥＩ）を、そ
れ以外の部分に比較して、５〜７０％程度低く成形して
ある。そのための手段として、図４に示すように、カテ
ーテル管２２ａを、軟質材料層６０と硬質材料層６２と
の２層からなる管で構成し、各層厚を転回部分（遠位
端）では軟質材料層６０を厚く硬質材料層６２を薄く、
直線部分（近位端側）では軟質材料層６０を薄く硬質材
料層６２を厚くしてある。

【００４２】軟質材料層６０としては、ポリウレタン、
ポリアミド、ポリイミド、ポリエチレンなどのＪＩＳ硬
度が７０Ａ〜９５Ａ程度のものを用いることができ、硬
質材料層６２としては、ポリウレタン、ポリアミド、ポ
リイミド、ポリエチレンなどのＪＩＳ硬度が５０Ｄ〜７
５Ｄのものを用いることができる。このような二層構造
のカテーテル管２２ａは、二層押出成形法により成形す
ることができる。

【００４３】本実施形態に係る血流測定用カテーテルで
は、前記第１実施形態に係る血流測定用カテーテルと同
様な作用を奏する上に、カテーテルの転回部分の曲げ剛
性が小さくなるので、さらに心臓への挿入性が向上す
る。

【００４４】なお、本発明は、上述した実施形態に限定
されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変する
ことができる。たとえば、上述した実施形態では、冷却
水排出口４６を設け、そこから冷却された生理食塩水を
排出するように構成したが、本発明では、血液よりも温
度が高い生理食塩水などの液体を排出口４６から吐出さ
せるように構成することもできる。あるいは排出口４６
を設ける位置に、排出口４６の代わりに、ヒータなどの
熱源あるいはペルチェ素子などの電気冷却素子を装着し
ても良い。

【００４５】

【実施例】以下、本発明を、さらに具体的な実施例に基
づき説明する。

【００４６】実施例１ポリウレタン製の長さ１１００mm、外径２．３mmのカテ
ーテル管を準備した。カテーテル管の遠位端部には、膨
らんだ状態で外径１２mm、内容積３ｃｃの天然ゴム製バ
ルーンを装着した。カテーテル管の遠位端部には、転回
部の始点が最遠位端からＬ₂ ＝１００mmの位置であり、
回転半径４mm、転回角度θ＝１０１度の転回部を、加熱
による癖付け方法により成形した。

【００４７】このカテーテルの遠位端を、図３に示すよ
うなプラスチック製疑似静脈１２からプラスチック製疑
似心臓５０の心房１４、心室１６、疑似肺動脈１８へと
挿入試験を１０回行った。１０回の試験中、１５秒以内
に、疑似肺動脈１８への浸入が可能であったものは８回
であった。

【００４８】比較例１転回角度が９０度よりも小さい７０度である以外は前記
実施例１と同様なカテーテルを用いて、実施例１と同様
な実験を行った。１０回の試験中、１５秒以内に、疑似
肺動脈１８までカテーテルの遠位端部を浸入させること
ができたものは、１回であった。

【００４９】比較例２転回角度が１２５度よりも大きい１５４度である以外は
前記実施例１と同様なカテーテルを用いて、実施例１と
同様な実験を行った。１０回の試験中、１５秒以内に、
疑似肺動脈１８までカテーテルの遠位端部を浸入させる
ことができたものは、２回であった。

【００５０】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係る
血流測定用カテーテルによれば、カテーテル管の遠位端
部を、転回角度９０〜１２５度で転回させることで、心
臓の弁部分における挿入性と、心房から心室を経て動脈
にいたる１８０度転回部分の挿入性とが共に改善され
る。

【００５１】また、特に、転回部分のカテーテル管の曲
げ剛性を小さくすることで、挿入性がさらに向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施形態に係る血流測定用カ
テーテルの概略図である。

【図２】図２（Ａ）は図１に示すIIＡ−IIＡ線に沿う断
面図、図２（Ｂ）は図１に示すIIＢ−IIＢ線に沿う断面
図である。

【図３】図３は同実施形態のカテーテルの使用状態を示
す概略図である。

【図４】図４は本発明のその他の実施形態に係る血流測
定用カテーテルに用いるカテーテル管の縦断面図であ
る。

【図５】図５は従来例に係るカテーテルの概略図であ
る。

【符号の説明】

２０… 血流測定用カテーテル２２，２２ａ… カテーテル管３６… バルーン４０… 温度センサ４６… 冷水排出口

【手続補正書】

【提出日】平成８年１１月１５日

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図２】図２（Ａ）は図１に示すＩＩＡ−ＩＩＡ線に沿
う断面図、図２（Ｂ）は図１に示すＩＩＢ−ＩＩＢ線に
沿う断面図である。

【図５】図５は従来例に係るカテーテルの概略図であ
る。

【図６】図６（Ａ）〜（Ｃ）は従来例に係るカテーテル
の使用状態を示す概略図である。

【符号の説明】２０… 血流測定用カテーテル２２，２２ａ… カテーテル管３６… バルーン４０… 温度センサ４６… 冷水排出口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】血液の温度を変化させるための温度変化
手段と、温度変化させられた血液の温度を測定するため
のセンサとが、長手方向に異なる遠位端部位置に設けら
れているカテーテル管を具備し、該カテーテル管の遠位端部が、転回角度９０〜１２５度
で転回していることを特徴とする血流測定用カテーテ
ル。
【請求項２】前記遠位端部が、遠位端部以外の部分よ
りも、曲げ剛性が小さくなっていることを特徴とする請
求項１に記載の血流測定用カテーテル。