JPS59500700A - 体液平衡の監視方法および装置 - 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】 体液平衡の監視方法および装置 この発明は身体の体液平衡の監視方法と該方法を実施するための装置に関する。

多くの病気とその治療においては、患者の体液平衡の変化を判定することは極め て重要である。この判定を行なうために、従来は患者の体重がくり返し測定され 、これと結合して、液体と食物の摂取量ならびに尿と糞便の排泄量が正確に記録 されていた。この方法は非常に複雑であり、また患者にとっても医師にとっても やっかいなものであった。この方法はさらに、人間的要素が少なからずある多く の誤りの要因によって安全でない結果を生じる。

この発明は上述の方法とは全く異なり、より直接な方法に進み、上述の欠点を除 くものであって、たとえば１００μＡの人体には安全な大きさの一定周波数の、 しかもたとえば１．５と１５　Ｑ　ＫＨｚ　という全く異なる足首のように、２ つの離れた末端の位置の間に通され、初めに述べた２つの位置の−７の近くにあ る他の２点間の電圧降下が測定され、この電圧降下は、異なる周波数の２つの成 分に分離され、各成分は問題となっている周波数での身体のインピーダンスをス カラ量として表わしており、上記測定は、所望の周期の後にくり返され、２つの 測定時期のインピーダンスの相違の比が、第１と第２の測定時期の間の体液平衡 の変化を表わすように評価される。

この発明は、体液が実質的に一定濃度の電解液を含み、体インピーダンスは体液 量の測定量であるという事実によりなされるものである。著じるしく異なる２つ の周波数を用いるのは、異なる周波数では電流は異なる経路を流れるという事実 によって、組織抵抗が周波数にしたがって変化するという観察にもとづくもので ある。

たとえば低周波では電流は大体細胞間の経路を流れ、また高周波では電流は細胞 を通る。これは細胞膜は高周波ではキャパシタとして作用しバイパスフィルタの 作用をすると説明される。Ｌ５と１５０ＫＨｚ　の周波数の組み合せで、最適な 正しい液量が得られる。

多数の試験結果にもとづいて、体液平衡の変化に対して、次の一般的関係が経験 的に定められた。

ここで　△■は　液の重量変化 Ｋ　は　比例定数 Ｓ　は　患者の体重と体長に基づ（体表面Ｚ０と２２　は２回目の測定時におけ る低周波（たとえばｌ、　５　ＫＨｚ　）　と高周波（たとえばｌ　５　Ｑ　Ｋ Ｈｚ　）　でのインピーダンス Ｚｌ量とＺ２１　は初回測定時での各インピーダンス（初期値） 以下に、添付図面を参照してこの発明の好ましい実施例を説明する。ここで、第 １図は全装置の基本的な図、第２図は電源部のブロック図および第３図は検出部 のブロック図である。

第１図によれば、テープ電極ＥｌとＥ２がそれぞれ、患者Ｐの左側手首と右側足 首に低−抵抗で付着される。

各電極はそれぞれ可撓性線Ｌ１とＬ２とを介して定電流源に接続される。この実 施例では電流源は２つの異なる高周波、即ち１．５と１．５０ＫＨｚ　の１００ 　μＡ　（Ｄ交流を電極に供給することができる。この測定は、勿論、右側手首 と左側足首との間あるいは身体の同じ側の手首と足首との間でも可能である。ま た、問題の身体の液の変化をみるために、一方のみの足、または−万のみの腕で 、局部的な測定が可能である。

２つの電極Ｅ１とＥ２から近い距離（実際には約３ｃｍ）のところに２つの他の 電極Ｅ３とＥ４が手首と足首にそれぞれ装着されている。これらの電極は線Ｌ３ とＬ４をそれぞれ介して検出器りに接続される。この検出器は手首と足首との間 の電圧降下を検出できるとともに、問題となっている周波数に対する体のインピ ーダンスに比例した、異なる周波数を有する電圧成分に上記電圧降・下を分割す ることができる。これらのアナログ成分は出力がマイクロプロセッサＭＤ（たと えばＺ８０型）に接続されているＡ／Ｄ変換器に供給される。マイクロプロセッ サは患者の体重と体長をそれぞれ設定するための設定手段■とＬ用の入力を有し ていは初期値を記憶するためのメモ＋）Ｍに連結している。

マイクロプロセッサの出力は液量をリットルで可視表示する好ましくはアイジタ ル表示形式の記録ユニットｋに接続されている。必要なときには、この表示は離 隔して設置することもでき、また、複数の患者に共通な表示ボードに含ませるこ ともできる。

プロセッサは、受信した情報を、この実施例では周波数１５とｌ　５　Ｑ　ＫＨ ｚ　を用いて、上述の式にしたがって処理する。

測定は、以下のように速やかに簡単な方法で行なわれる。

洗われ脂肪を除いた患者の手首と足首に４個の電極が装着され、患者の体重と体 長とが設定される。その後ディジタル表示の指示にしたがって装置を調整するた めに、装置の初期測定が行なわれる。その復液変化が表示装置によって連続的に 、約０，１リツトルの精度で表示される。

第２図は電源用の好適な装置を示す。ｌ、　５　ＭＨｚ　の水晶制御発振器０に 接続された第１の分周器Ｆ１は、その周波数を１５０ＫＨｚ　に１段低下させる 。２つの他の分周器Ｆ２とＦ３により上記周波数は１．５ＫＨｚに低下させる。

この１．５とｌ　５　Ｑ　ＫＨｚ　の２つの信号はローパスフィルタＬＰ１とＬ Ｐ２に通され、入力される矩形波を正弦波に変換し、またこの２つの信号は加算 増幅ｆｉｓＦに印加され、定電流源にで定電流に変換される。第１図における電 極への線Ｌ１とＬ２とは同軸ラインを用いるべきであり、そのスクリーンは、よ り高い周波数での容量損失を最小にするために２つの電圧フォロワーによって駆 動される。

第３図は適当な検出装置を示す。最適の結果を得るために、プローブ形式の高イ ンピーダンス、低ノイズの電圧フォロワー（入力インピーダンス、約１０１２オ ーム）ＰＩ、Ｐ２が電極の近くに設置されるべきである。これらのプローブは差 動増幅器ＤＦに接続され、誤差動増幅器は２つの並列の１．５とｌ　５　Ｑ　Ｋ Ｈｚ　に同調された狭帯域バンドパスフィルタに接続される。これらのフィルタ は、それぞれ全波整流器ＨＬ１とａ２に接続され、これらのフィルタは、上記イ ンピーダンスに比例しているそれぞれの測定信号の振幅を検波し、その信号を〜 巾変換器へ通す。上記計測プローブＰＩ。

Ｐ２はインピーダンス変換機能を有し、計測は患者に対して高抵抗で行なわれる 。これによって、皮ふ／電極遷移を通して非常に低い測定電流が患者を流れ、こ の部分における成極を低い値に保持できるという利点が得られる。さもなければ 成極は、特に低測定周波での直流電圧変化という形のじよう乱によって、計測に 影響を与える。プローブの出力インピーダンスは１０オーム以下で低く、計測信 号は無損失て差動増幅器ＤＦへ供給される。

この発明は上述の実施例に限らず、他の変形が当業者にとって明らかである。快 適さと速度とを犠牲にするならばプロセッサの計算と表示とは上述の式により従 来の計算機構に置き換えることができる。さらに、良好な周波数１５ＫＨｚ　と １５０　ＫＨｚ　か、らの少しの変化は測定結果に悪影響をなすことはない。

ＦＩＧ、１

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）たとえば１００μＡ程度の身体に無害な大きさの２つの異なる周波数で一 定の高周波交流を用いて、身体上の互いに離れた位置　に装着可能な２つの電極 に電流が流されて、この電流通路に測定可能な電圧と検出可能なインピーダンス を得るようにした体液平衡の監視方法であって、周波数がたとえば１．５と１５ ０　ＫＨｚのように全く異なるように選ばれた２つの電流を、たとえば１つの手 首と反対側の足首のように身体上の、離れた関係にある２つの位置の間で身体を 通して同時に流すこと、２つの第１の位置の一方の近くにある他の２つの位置の 間の電圧降下が異なる２つの周波数成分に分離され、各々は、対象となる周波数 での身体上のインピーダンスをスカラ量で表わされるように測定すること、上記 測定処理が所望の期間の後にくり返され、最初の測定回と第２の測定回との間で の体液平衡の変化を示すように、２つの測定回でのインピーダンスの相違の間の 比を算出することを特徴とする体液平衡監視方法。
2. （２）体液平衡の変化は経験的に定められた式ここて　△■は　液の重量変化 Ｋ　は　比例定数 δ　は　患者の体重と体長に基づく体表面Ｚ工と７２　は２回目の測定時におけ る低周波（たとえば１．５　ＫＨｚ　）と高周波（たとえばｌ　５　Ｑ　ＫＨｚ 　）　でのインピーダＺ１ｉと２２１は初回測定時での各インピーダンス（初期 値） て定められる請求の範囲第１項記載の方法。
3. （３）電流通路上の別個の測定可能な電圧と検出可能なインピーダンスを生じる ように、低抵抗で身体に付着できる電極（ＥｌとＥ２）で終る２つの可撓性のＦ Ｊ（Ｌｌ。 Ｌ２）を介して周波数か異なるとともに、たとえば１００μＡの身体に無害な大 きさの２つの一定の高周波の交流電流を発生する装置を用いることにより、体液 平衡を監視する装置であって、２つの一定の交流を出力する装置が、たとえば１ ．５と１５　Ｑ　Ｋ）ｌｚ　の全く異なる周波数の２つの電流成分を同時に供給 するための定電流源（Ｋ）にてなり、電極（Ｅｌ、Ｅ２）は、複合電流が身体中 の長い通路中を通るように、たとえば１つの手首とこれと反対側の足首等、患者 （Ｐ）の身体の離隔関係にある位置に付着され、２つの他の電極（低抵抗で付着 されるように設けられ、かつ後で述べた位置での間の検出された電圧降下を異な る周波数の２つの成分をもち、それぞれの周波数に対する身体のインピーダンス に比例した電圧に分解する検出器（Ｄ）に可撓性の線（Ｌ３　、　Ｌ４　）を介 して接続され、次の経験的に定めた式 ここで　△Ｖは　液の重量変化 Ｋ　は　比例定数 Ｓ　は　患者の体重と体長に基づく体表面Ｚ１と１２　は２回目の測定時におけ る低周波（たとえばｌ、　５　ＫＨｚ　）と高周波（たとえば１５０ＫＨｚ）で のインピーダ Ｚ１ｉａＺ２ｉは初回測定時での各インピーダンス（初期値） によって、初期計測に関連して液平衡における変化を得るように、前回の、ある いは初期の計測処理で演算された２つのインピーダンスに関連した、電圧で表現 された２つのインピーダンスを処理するように、計算ユニット（Ａ、／Ｄ　、　 Ｍ／Ｄ　）が検出器に接続されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載 の方法を実施するための装置。
4. （４）計算ユニットが〜巾コンバータを介して検出器（Ｄ）に接続されたマイク ロプロセッサ（ＭＤ）であり、前回の、あるいは初期の測定結実用のメモリ（Ｍ ）と、対応する設定手段（Ｖ、Ｌ）からの患者の体重と身長を供給する入力と、 液の変化をリットルで直接ディジット表示する好ましくはディジタル表示器であ る記録ユニット□□□）に接続する出力とを備えていることを特徴とする請求の 範囲第３項に記載の装置。