JPS63220849A

JPS63220849A - 超音波流体情報計測装置

Info

Publication number: JPS63220849A
Application number: JP62053144A
Authority: JP
Inventors: 邦雄堀内; 仁田　新一
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1987-03-10
Filing date: 1987-03-10
Publication date: 1988-09-14
Anticipated expiration: 2009-03-02
Also published as: JPH0614931B2

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、超音波を利用して管内の流速を測定し、こ
の測定値をモニタまたは制御用に使用するために、管の
外壁に着脱自在に取り付けられる超音波流体情報計測用
プローブ、及び、この超音波流体情報計測用プローブを
用いて、管内の流量を超音波により検出する超音波流体
情報計測装置に関する。

［従来の技術］従来、管内を流れる被計測流体の流速や流量を超音波を
利用して測定する場合、超音波流体情報計測装置等のプ
ローブを管の外壁に固定して使用するようにしている。

また、近年において、開心術やその他の手術の際に、体
外において補助的に、または一時的に心臓または心肺機
能を代行するための人工心肺、補助心臓、または人工心
臓装置の開発が進められている。そして、このような人
工心肺、補助心臓、または人工心臓装置は、実際の治療
に際して、患者に対しての臨床応用においても効果を上
げている。

このような臨床応用において、特に血液流量の測定は、
重要なモニタリング要素であり、超音波流体情報計測装
置は、血液に直接接触することなく流量の測定を可能に
する点で、有効であるとされている。

［発明が解決しようとする問題点］このような超音波流体情報計測装置を用いる際において
は、プローブを管の外壁に接着剤を介して接着したり、
バンドや特殊なホルダを介して管の外壁に固着しなけれ
ばならず、その操作が大変に面倒なものである。特に、
体外血液回路を使用している際に、急に血液流量を測定
する必要が生じた場合などには、プローブのこのような
装着方法では時間がかかりすぎ、問題である。

この発明は、上述した問題点に鑑みてなされたもので、
この発明の目的は、簡単な操作で、短時間の内に被計測
流体の流速または流量を測定できるようにする超音波流
体情報計測用プローブ及びこれを用いた超音波流体情報
計測装置を提供することである。

［問題点を解決するための手段］上述した問題点を解決し、目的を達成するため、この発
明に係わる超音波流体情報計測用プローブは、被計測流
体が流れる管の外壁に着脱自在に取り付けられるプロー
ブであって、前記管内を流れる被計測流体に向けて超音
波を出力すると共に、反射した超音波を受けて、流速に
関するデータを検出する検出手段と、前記プローブ本体
は、検出手段が固着される基台と、この基台に一体に形
成され、前記管の外壁を両側から挟むように把持して、
前記基台の管からの脱落を阻止するための把持片とを具
備する事を特徴としている。

この発明に係わる超音波流体情報計測用プローブの第１
の実施態様によれば、前記プローブは、基台と把持片と
を一体に備えた状態で、断面略Ｃ字状に形成されている
事を特徴としている。

また、この発明に係わる超音波流体情報計測用プローブ
の第２の実施態様によれば、前記把持片は、弾性体から
形成されている事を特徴としている。

また、この発明に係わる超音波流体情報計測装置は、被
計測流体が流れる管の外壁に着脱自在に取り付けられる
プローブを僅えた流体情報計測装置であって、前記管内
を流れる被計測流体に向けて超音波を出力すると共に、
反射した超音波を受けて、流速に関するデータを検出す
る検出手段と、前記検出手段が固着される基台と、この
基台に一体に形成され、前記管の外壁を両側から挟むよ
うに把持して、前記基台の管からの脱落を阻止するため
の把持片とを備えたプローブと、このプローブと電気的
に接続され、前記プローブにより検出されたデータに基
づいて、管内を流れる被計測用流体の流速を演算する演
算手段とを具備する事を特徴としている。

また、この発明に係わる超音波流体情報計測装置の第１
の実施態様によれば、前記プローブは、基台と把持片と
を一体に備えた状態で、断面略Ｃ字状に形成されている
事を特徴としている。

また、この発明に係わる超音波流体情報計測装置の第２
の実施態様によれば、前記把持片は、弾性体から形成さ
れている事を特徴としている。

［作用］以上のように構成される超音波流体情報計測用プローブ
及びこれを用いた超音波流体情報計測装置においては、
プローブの管の外壁への装着に際して、これに取り付け
られた把持片を介して、装着状態が保持された状態で、
着脱自在に取り付けられている。このため、この装着動
作は簡単になり、短時間の内に操作できるようになる。

［実施例］以下に、この発明に係わる超音波流体情報計測用プロー
ブ及びこれを用いた超音波流体情報計測装置の一実施例
の構成を、添付図面を参照して、詳細に説明する。

第１図に示すように、超音波流体情報計測装置１０は、
被計測流体としての血液が流れる管１２の外壁に、装着
状態が保持された状態で、着脱自在に取り付けられ、管
１２内を流れる血液の流速を超音波を介して検出する超
音波流体情報計測用のプローブ１４と、このプローブ１
４とケーブル１６を介して電気的に接続され、プローブ
１４により検出された流速に基づいて管１２内を流れる
血液の流量を演算する演算装置１８とを備えている。

この一実施例においては、プローブ１４は、補助心臓用
の血液回路において、血液流速を測定するために用いら
れるもので、補助心臓用のポンプ２０に患者からの血液
を送る脱血用カニューラが、前述した被計測流体として
の血液が流れる管１２として採用されている。尚、この
補助心臓用のポンプ２０には、ここで付勢された血液を
患者に戻すための送血カニューラ２２が取り付けられて
いる。

上述した超音波流体常用計測用プローブ１４は、第２Ａ
図及び第２Ｂ図に、夫々異なった断面により示すように
、被計測流体としての血液が流れる管１２の外壁に着脱
自在に取り付けられるプローブ本体２４を備えている。

このプローブ本体２４内には、このプローブ本体２４の
基台２４ａ内に固着され、管１２内を流れる血液に向け
て超音波を出力する超音波発信器２８ａと、流れている
血液において反射した超音波を受けて、流速に関するデ
ータを検出する超音波受信器２６ｂとを、互いの軸を交
差させた状態で備えている。前述したケーブル１６の一
端は、これら超音波発信器２６ａと超音波受信器２６ｂ
とに夫々接続されている。

これら超音波発信器２６ａ及び超音波受信器２６ｂによ
り流速に関するデータを検出する検出機ＩＩｚ６が構成
されていや。尚、この検出機構２６は、基台２４ａ内に
おいて、アクリル樹脂により形成された取付は台２４ｂ
上に配設されている。

また、第２Ｂ図から明らかなように、基台２４ａの管１
２の外壁に対向する部分は、取り付けられる管１２の部
分に向かって平面矩形状に突出するように形成されてい
る。そして、この基台２４ａの突出部分の表面には、取
付は台２４ｂがこれに検出機構２６を取り付けられた状
態で収納される凹所２４ｃが形成されている。

また、第２Ａ図から明らかなように、プローブ本体２４
は、基台２４ａと一体に形成された状態で、管１２の外
壁を両側から挟むように把持して、前記基台２４ａの管
１２からの脱落を阻止するための、互いに間隔をおいて
配設された一対の把持片２４ｄを備えている。これら把
持片２４ｄを含むプローブ本体２４は、弾性体としての
ウレタンゴムから形成されている。

尚、これら一対の把持片２４ｄの先端部における間隔は
、管１２の直径よりも小さく設定され、中間部における
間隔は、管１２の直径に略同−に設定されている。この
ようにして、プローブ１４が装着された状態において、
この装着状態が保持されるようになされると共に、装着
時においては、これら一対の把持片２４ｄが弾性体から
形成されているので、これらの先端部は開かれて、良好
に管１２の外壁に把持されるように構成されている。

ここで、この一実施例においては、基台２４ａ及び一対
の把持片２４ｄの内面は、連続するように設定されると
共に、管１２の外壁に対応した形状に形成されている。

即ち、プローブ本体２４は、全体として、略Ｃ字状に形
成されている。このようにして、プローブ１４が管１２
の外壁に装着された状態で、第２Ａ図に示すように、基
台２４ａ及び一対の把持片２４ｄとの内面は、管１２の
外周面に密着され、互いの摩擦係合により、装着状態が
確実に保持されるようになされている。

一方、このようなプローブ１４が装着される管１２とし
ての脱血カニューラは、軟質の塩化ビニル系樹脂から形
成され、管１２の被装着部分には、第１図及び第３図に
示すように、プローブ１４の突出部分が嵌合される凹所
１２ａが形成されている。この被装着部分は、管１２に
おいて、ポンプ２０に近接する側に設定されている。こ
の凹所１２ａは、プローブ１４の被装着位置を明示する
機能と共に、凹所１２ａを形成した分だけ管１２の肉厚
が減じら、最小の厚さｔを有するようになされることに
なり、超音波発信器２６ａより発信された超音波の減衰
を少なくする機能を発揮することになる。

ここで、この最小の厚さｔは、凹所１２ａを形成する精
度と、超音波の減衰率との観点から設定されるものであ
り、この一実施例においては、０．５±０．２ｍｍ、即
ち、この厚さｔは、最大０．７ｍｍ、最小０．３０１１
１１の範囲内に設定されている。

尚、この厚さｔは、第３図に示すように、全ての部分で
一定になされている。換言すれば、凹所１２ａの底面は
、管１２の内周面に沿った曲面から構成され、また、プ
ローブ本体２４の基台２４ａに形成された突出部の下面
も、この管１２の内周面に沿った曲面から構成されてい
る。

以上のように構成される超音波流体情報計測装置１０に
おいて、超音波流体情報計測用のプローブ１４を用いる
動作について説明する。

関心術において、補助心臓が用いられている場合に、こ
の補助心臓用のポンプ２ｏの駆動状態を制御するために
、脱血した血液の流量が、この超音波流体情報計測装置
１０により測定される。この測定に際して、先ず、管１
２の凹所１２ａの底面には、これとプローブ本体１４と
の間に空気や気泡が入り込み、超音波の減衰が大きくな
ることを防止するため、予じめゼリー状の液体が塗布さ
れる。このゼリーの塗布後、流速測定用のプローブ１４
が、被計測流体としての血液が流れる管、即ち、脱血カ
ニューラ１２の、被装着部分に嵌め込まれる。　ここで
、この被装着位置の管１２の部分には、凹所１２ａが形
成されているので、操作者は、この被装着位置をま間違
えることなく、確実に、且つ、容易に認識できることに
なる。また、装着動作は、単に、断面Ｃ字状に形成され
たプローブ本体２４の、互いに離間された一対の把持片
２４ｄの先端部間を、管１２に押し付けることで済む。

　即ち、一対の把持片２４ｄは、弾性体から形成されて
いるので、これらの先端部間の距離が、管１２の直径よ
り小さく設定されているものの、押し付は動作に伴なっ
て、これら把持片２４ｄは外方に開くこととなる。その
後、先端部が管１２の直径部分を通過することにより、
把持片２４ｄの弾性復帰力により再び閉じて、第２Ａ図
に示す状態となる。このようにして、プローブ１４は確
実に管１２の外壁に把持され、この把持状態は良好に保
持されることになる。

この後、演算装置１８の作動を開始することにより、検
出機構２６の超音波発信器２８ａから超音波が、例えば
、５ＭＨｚの連続波として発信される。このように発信
された超音波は、管１２内を流れている血液により反射
され、この反射された超音波は、ドツプラ効果により異
なる周波数を備えた状態で、超音波受信器２６ｂで受信
器れる。

この超音波受信器２６ｂにおいて受信された所の流速に
関するデータは、ケーブル１６を介して演算装置１８に
送られ、この演算装置！８において、情報処理がなされ
、管１２内を流れる血液の流量が算出される。

このようにして、血液の流量が測定されて、開心術が終
了したた後、プローブ１４は管１２から取り外され、一
連の測定動作は完了する。この後、管１２に形成された
凹所１２ａは、この部分の厚さｔが、極めて薄く設定さ
れているので、これを保護するために、ダミープローブ
２８が、第４図に示すように管１２の被装着部分に装着
される。

以上詳述したように、この一実施例によれば、超音波流
体情報計測用のプローブ１４を、弾性体から断面略Ｃ字
状に形成したので、このプローブ１４の装着状態は、良
好に係持されると共に、このプローブ１４の装着動作は
極めて簡略化され、また、操作時間も短縮化されること
になる。このようにして、緊急に流量の測定が必要にな
った場合においても、このプローブ１４を用いることに
より、確実に対処できるようになる。

また、この一実施例によれば、このプローブ１４が装着
される管１２の被装着部分に、凹所１２ａが形成されて
いるので、プローブ１４の被装着位置を操作者が間違え
ることがなくなる。また、管−１２に凹所１２ａを形成
することにより、この被装着部分の管１２の厚さは、極
めて薄く設定され、従って、測定に利用される超音波の
減衰が良好に押えられ、測定精度が向上することになる
。

この発明は、上述した一実施例の構成に限定されること
なく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能
であることは言うまでもない。

例えば、上述した一実施例においては、管１２に形成さ
れる凹所１２ａを、第３図に示すように、この凹所１２
ａが設けられた管１２の部分、の厚さが一定となるよう
に説明したが、このような構成に限定されることなく、
第５図に一変形例として示すように、凹所１２ｂの底面
を平面から構成し、この凹所１２ｂを設けることにより
設定される管１２の最小厚さを、前述したような厚さｔ
に規定するようにしても良い、このように凹所１２ｂを
設定することにより、この凹所１２ｂの形成動作が簡略
化される効果が達成される。

また、上述した一実施例においては、凹所１２ａが形成
される管１２を、脱血カニューラから構成されるように
説明したが、このような構成に限定されることなく、第
６図に他の変形例として示すように、送血カニューラ２
２に凹所２２ａを形成するようにしても良い。要は、こ
の凹所は、被測定流体が流れる部分であれば、どこにで
も設定されるものである。

また、上述した一実施例においては、プローブ本体２４
を弾性体から形成するように説明したが、このような構
成に限定されることなく、装着される管が剛性を有する
場合には、弾性体であることが必須となるが、装着され
る管が弾性を有する場合には、プローブ本体２４を弾性
体から形成する必要は無く、剛性を有する材料から形成
されるようにしても良い。

［発明の効果］以上詳述したように、この発明に係る超音波流体情報計
測用プローブは、被計測流体が流れる管の外壁に着脱自
在に取り付けられるプローブであって、前記管内を流れ
る被計測流体に向けて超音波を出力すると共に、反射し
た超音波を受けて、流速に関するデータを検出する検出
手段と、前記プローブ本体は、検出手段が固着される基
台と、この基台に一体に形成され、前記管の外壁を両側
から挟むように把持して、前記基台の管からの脱落を阻
止するための把持片とを具備する事を特徴としている。

また、この発明に係る超音波流体情報計測装置は、被計
測流体が流れる管の外壁に着脱自在に取り付けられるプ
ローブを備えた流体情報計測装置であって、前記管内を
流れる被計測流体に向けて超音波を出力すると共に、反
射した超音波を受けて、流速に関するデータを検出する
検出手段と、前記検出手段が固着される基台と、この基
台に一体に形成され、前記管の外壁を両側から１挟むよ
うに把持して、前記基台の管からの脱落を阻止するため
の把持片とを備えたプローブと、このプローブと電気的
に接続され、前記プローブにより検出されたデータに基
づいて、管内を流れる被計測用流体の流速を演算する演
算手段とを具備する事を特徴としている。

従って、この発明によれば、簡単な操作で、短時間の内
に被計測流体の流速または流量を測定できるようにする
超音波流体情報計測用プローブ及びこれを用いた超音波
流体情報計測装置が提供されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係わる超音波流体情報計測用プロー
ブ及びこれが備えられた超音波流体情報計測装置の一実
施例を概略的に示す斜視図；第２Ａ図及び第２Ｂ図は、
プローブの管への装着状態を夫々異なった切断面で切断
して示す断面図；第３図は凹所の形状を示す管の断面図；第４図はダミー
プローブの装着状態を示す斜視図；第５図は凹所の一変形例を示す断面図；そして、第６図は凹所の設定位置の他の変形例を示す正面図であ
る。図中、１０・・・超音波流体情報計測装置、１２・・・
管（脱血カニューラ）、１２ａ・・・凹所、１４・・・
超音波流体情報計測用プローブ、１６・・・ケーブル、
１８・・・演算装置、２０・・・ポンプ、２２・・・送
血カニューラ、２２ａ・・・凹所、２４・・・プローブ
本体、２４ａ・・・基台、２４ｂ・・・取付は台、２４
ｃ・・・凹所、２４ｄ・・・把持片、２６・・・検出機
構、２６ａ・・・超音波発信器、２６ｂ・・・超音波受
信器、２８・・・ダミープローブである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被計測流体が流れる管の外壁に着脱自在に取り付
けられるプローブであつて、前記管内を流れる被計測流体に向けて超音波を出力する
と共に、反射した超音波を受けて、流速に関するデータ
を検出する検出手段と、前記プローブ本体は、検出手段が固着される基台と、こ
の基台に一体に形成され、前記管の外壁を両側から挟む
ように把持して、前記基台の管からの脱落を阻止するた
めの把持片とを具備する事を特徴とする超音波流体情報
計測用プローブ。
（２）前記プローブは、基台と把持片とを一体に備えた
状態で、断面略Ｃ字状に形成されている事を特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の超音波流体情報計測用プ
ローブ。
（３）前記把持片は、弾性体から形成されている事を特
徴とする特許請求の範囲第１項若しくは２項に記載の超
音波流体情報計測用プローブ。
（４）被計測流体が流れる管の外壁に着脱自在に取り付
けられるプローブを備えた流体情報計測装置であつて、前記管内を流れる被計測流体に向けて超音波を出力する
と共に、反射した超音波を受けて、流速に関するデータ
を検出する検出手段と、前記検出手段が固着される基台
と、この基台に一体に形成され、前記管の外壁を両側か
ら挟むように把持して、前記基台の管からの脱落を阻止
するための把持片とを備えたプローブと、このプローブと電気的に接続され、前記プローブにより
検出されたデータに基づいて、管内を流れる被計測用流
体の流速を演算する演算手段とを具備する事を特徴とす
る超音波流体情報計測用装置。
（５）前記プローブは、基台と把持片とを一体に備えた
状態で、断面略Ｃ字状に形成されている事を特徴とする
特許請求の範囲第４項に記載の超音波流体情報計測用装
置。
（６）前記把持片は、弾性体から形成されている事を特
徴とする特許請求の範囲第４項若しくは５項に記載の超
音波流体情報計測用装置。