WO2015125289A1 - 熱線流速計およびそれを用いた血流速計 - Google Patents

熱線流速計およびそれを用いた血流速計 Download PDF

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hot
blood flow
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佐野　嘉彦
証英 原田
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ニプロ株式会社
原田電子工業株式会社
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    • A61B5/026—Measuring blood flow
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • G01F1/688—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element
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    • G01P5/12—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring thermal variables using variation of resistance of a heated conductor

Definitions

  • the present invention relates to a hot-wire anemometer and a blood anemometer using the same.
  • a hot-wire anemometer usually has one of four resistors having a resistance bridge as a wiring cable having a hot wire such as platinum connected to the tip, and the hot wire is flow direction.
  • the flow velocity of the fluid is measured by extending in a direction crossing the direction of the fluid and arranging it in the fluid to generate heat by energization and measuring the resistance change due to the cooling of the hot wire in proportion to the flow velocity of the fluid.
  • a hot-wire anemometer having the above-described configuration is extremely sensitive and can be formed with a very thin outer diameter.
  • a blood flow velocity can be reduced by inserting the catheter into a blood vessel as a catheter probe. It is also possible to measure.
  • the present invention advantageously solves the problems of the conventional hot-wire anemometer described above, and the hot-wire anemometer of the present invention connects one of the two resistors on the same pole side of the resistance bridge and a hot wire at the tip. It is necessary to extend the heat wire in a direction crossing the flow direction, place it in the fluid, generate heat by energization, and measure the resistance change due to cooling of the heat wire in proportion to the fluid flow velocity.
  • a hot-wire anemometer that measures the flow velocity of The other one of the two resistors on the same pole side of the resistance bridge is extended to the vicinity of the heat wire along the wiring cable having the heat wire connected to the tip, and the tip is closed in a circuit. It is characterized by including a distribution cable.
  • the blood flow meter of the present invention includes one of two resistances on the same pole side of the resistance bridge including a wiring cable having a hot wire connected to the tip, and the hot wire extends in a direction crossing the flow direction.
  • a blood flow meter that measures the blood flow rate by measuring the resistance change due to cooling of the heat ray proportional to the blood flow rate, and placing it in the bloodstream to generate heat
  • the other one of the two resistors on the same pole side of the resistance bridge is extended to the vicinity of the heat wire along the wiring cable having the heat wire connected to the tip, and the tip is closed in a circuit.
  • a catheter type probe is provided by accommodating a wiring cable having a heat wire connected to the tip and a wiring cable having the tip closed in a sleeve inserted into a blood vessel, and arranging the heat wire in an insulated state at the tip of the sleeve. It is characterized by comprising.
  • one of the two resistors on the same pole side out of the four resistors that form a resistance bridge includes a wiring cable having a hot wire connected to the tip.
  • the other one of the two resistances on the same pole side of the resistance bridge is extended to the vicinity of the heating wire along the wiring cable having the heating wire connected to the tip, and the tip is closed in a circuit.
  • the hot wire extends in the direction crossing the flow direction and is placed in the fluid to generate heat when energized.
  • the wiring cable with the heat wire connected to the tip and the wiring cable with the tip closed are affected by noise from the external environment such as fluid. In their noise is substantially canceled.
  • the hot-wire anemometer of the present invention even when the entire probe is formed to be very thin for measuring the flow velocity of the fluid in the thin tube, the influence of noise received by the wiring cable having the hot wire connected to the tip is almost or The flow rate of the fluid can be measured with high accuracy without any loss.
  • one of the two resistances on the same pole side of the resistance bridge includes a wiring cable in which a heat wire is connected to the tip, and the resistance bridge is assembled.
  • the other one of the two resistors on the same pole side is extended to the vicinity of the hot wire along the wiring cable in which the hot wire is connected to the tip.
  • the catheter type probe is arranged in an insulated state, and the heat ray extends in a direction crossing the blood flow direction and is placed in the blood vessel to generate heat by energization, and the heat ray is cooled in proportion to the blood flow rate. resistance
  • the wiring cable with the hot wire connected to the tip and the wiring cable with the tip closed are affected by the influence of the external environment such as blood flow as noise. Those noises are substantially canceled within the resistor bridge.
  • the blood flow meter of the present invention even when a catheter type probe is configured by forming the entire probe to be extremely thin, the influence of noise received by the wiring cable having a hot wire connected to the tip is little or not, The blood flow rate can be measured with high accuracy.
  • the wiring cable is a twisted wire (twisting wire)
  • the wiring cable having a hot wire connected to the tip and the wiring cable having a closed tip are in close contact with each other in the sleeve. Since the influences of the external environment such as blood flow received by the wiring cables are better matched, it is preferable because the noise received by the wiring cables in the resistance bridge can be more effectively offset.
  • the wiring cable is a titanium wire coated with a fluororesin such as polytetrafluoroethylene
  • the wiring cable can move smoothly in the sleeve due to the low friction of the coating. Therefore, it is preferable because the insertion of the catheter probe into the blood vessel becomes smooth and the short circuit between the wiring cables can be prevented by the insulating property of the coating.
  • (A) is explanatory drawing which shows typically one Embodiment of the hot-wire anemometer of this invention
  • (b) is explanatory drawing which shows other one Embodiment of the hot-wire anemometer of this invention typically. is there.
  • (A) is explanatory drawing which shows typically one Embodiment of the blood flow rate meter of this invention to which the hot-wire flow rate meter of above-mentioned embodiment was applied
  • (b) is the catheter type
  • FIG. 2 (A) is a longitudinal sectional view showing an enlarged configuration example of the tip in FIG. 2 (b), (b) is a perspective view showing an enlarged configuration example of the sleeve in FIG. 2 (c), (C) is a longitudinal sectional view showing an enlarged configuration example of the wiring cable in FIG. 2 (c).
  • (A) is a cross-sectional view showing an enlarged arrangement example of the wiring cable in the sleeve in FIG. 2 (c), and (b) is a cross-sectional view showing an enlarged configuration example of the wiring cable. .
  • FIG. 1A is an explanatory view schematically showing an embodiment of the hot-wire anemometer of the present invention.
  • the hot-wire anemometer of this embodiment includes a resistor R3, which is one of the two resistors R3, R4 on the ground side, which is the same pole, among the four resistors R1, R2, R3, R4 that form a resistance bridge.
  • the wiring cable C1 in which the coiled heat wire HW is connected to the tip that is, the resistance of the heat wire HW and the resistance of the two wiring cables C1 are connected in series, and the heat wire HW is fixed to the tip of the sleeve S and the wiring cable C1 is connected.
  • the probe P is configured to pass through the sleeve S, and the axial direction of the coil of the heat wire HW is made to coincide with the axial direction of the sleeve S, so that the heat wire HW crosses the fluid flow direction FL indicated by an arrow in the figure.
  • the other one of the two ground-side resistors R3 and R4 that are the same poles is the other one of the two ground-side resistors R3 and R4 that are the same poles.
  • the resistor R4 is a wiring cable C2 having two ends, which is extended in the sleeve S along the wiring cable C1 having the heat wire HW connected to the tip and close to the heat wire HW, ie, two wires.
  • the resistance of the cable C1 is connected in series.
  • the heat wire HW is, for example, a surface of a platinum wire coated with a thin insulating resin film, and each of the wiring cables C1, C2 is also a thin insulating resin film on the surface of a conductive metal wire such as a copper wire or a titanium wire. Is coated.
  • the heat ray HW extends in a direction intersecting the flow direction, is placed in the fluid and is heated by energization, and the flow velocity of the fluid is measured.
  • the wiring cable C1 and the wiring cable C2 are affected by the influence of the external environment such as fluid as noise and change their resistance values to the same extent, those noises are substantially matched in the resistance bridge. It is.
  • the hot-wire anemometer of this embodiment even when the entire probe P is formed very thin for measuring the flow velocity of the fluid in the narrow tube, the noise received by the wiring cable C1 with the hot wire HW connected to the tip.
  • the flow velocity of the fluid can be measured with high accuracy with little or no influence.
  • FIG.1 (b) is explanatory drawing which shows typically other embodiment of the hot-wire anemometer of this invention, and in this embodiment, of two wiring cables C1 which connected the hot wire HW to the front-end
  • One is shared with one of the two wiring cables C2 whose ends are closed in a circuit form, and three wiring cables extending into the sleeve S are formed.
  • the effect of removing the influence of noise can be obtained in the same manner as in the previous embodiment, and according to this embodiment, the number of wiring cables is reduced, so that the sleeve S can be made thinner.
  • FIG. 2 (a) is an explanatory view schematically showing an embodiment of the blood flow velocity meter of the present invention to which the hot-wire flow velocity meter of the above embodiment is applied
  • FIG. 2 (b) is a diagram in FIG. 2 (a).
  • FIG.2 (c) is a longitudinal cross-sectional view which expands and shows the B section containing the sleeve of the catheter type probe in FIG.
  • the same parts as those in the previous embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • the blood flow meter of this embodiment includes a resistor R3, which is one of the ground sides of the four resistors R1, R2, R3, and R4 that form a resistor bridge.
  • a wiring cable C1 with a hot wire HW connected to the tip and an auxiliary resistor R3 ′ connected in series with it, that is, a resistance of the hot wire HW, a resistance of two wiring cables C1, and an auxiliary resistor R3 ′ are connected in series, and the hot wire HW is blood.
  • the blood flow rate is measured by measuring the resistance change due to cooling of the hot wire HW proportional to the blood flow rate, extending in a direction crossing the flow direction of the blood and placing it in the blood flow in the blood vessel to generate heat when energized. To do.
  • the resistor R4 which is the other one of the four resistors R1, R2, R3, and R4 in the resistance bridge, is connected to the wiring cable C1 having the hot wire HW connected to the tip.
  • auxiliary resistor R4 ′ are connected in series, and a wiring cable C1 having a heat wire HW connected to the tip and a wiring cable C2 having a closed tip are accommodated in a sleeve S inserted into the blood vessel, and the tip of the sleeve S
  • the heat ray HW is sealed in the tip T of the sleeve S by encapsulating the heat ray HW in an insulating resin chip T whose tip is rounded in a liquid-tight manner.
  • the auxiliary resistors R3 'and R4' are used for adjusting the equilibrium state of the resistor bridge and setting the resistance values of the resistors R3 and R4.
  • FIG. 3A is a longitudinal sectional view showing an enlarged configuration example of the tip portion in FIG. 2B
  • FIG. 3B is an enlarged configuration example of the sleeve in FIG. 2C
  • FIG. 3C is an enlarged longitudinal sectional view showing a configuration example of the wiring cable in FIG. 2C
  • FIG. 4A is a sleeve in FIG.
  • FIG. 4B is an enlarged cross-sectional view showing a configuration example of the wiring cable.
  • the hot wire HW in this embodiment is formed by winding a platinum fine wire having a diameter of 10 ⁇ m in a coil shape with a gap, for example, and pulling out both ends of the platinum fine wire from one end in the axial direction of the coil.
  • the sleeve S in this embodiment is, for example, a flexible cylindrical shape having an outer diameter of 360 ⁇ m and an inner diameter of 200 ⁇ m by tightly winding a stainless wire having a diameter of 80 ⁇ m in a coil spring shape. As shown in FIG.
  • each of the wiring cables C1 and C2 is made of, for example, tritetrafluoroethylene (trade name: Teflon) as a fluororesin on the surface of a titanium wire TW having a diameter of 50 ⁇ m.
  • Teflon tritetrafluoroethylene
  • a coating TC having a thickness of 10 to 20 ⁇ m is applied.
  • a total of four wiring cables C1 and C2 are housed adjacent to each other in the sleeve S, and at this time, as shown in FIG. 4 (b).
  • the thickness of the Teflon coating TC is 10 ⁇ m
  • the total diameter of the four wiring cables C1 and C2 is 149 and 9 ⁇ m in total, so that the four wiring cables C1 and C2 are free to play in the sleeve S having an inner diameter of 200 ⁇ m.
  • the sleeve S can be freely bent and deformed and inserted to a desired site in the blood vessel without being hindered by friction caused by sliding contact with the wiring cables C1 and C2.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing the circuit configuration of the blood flow meter of the above embodiment.
  • the resistance change of the above-described resistance bridge due to the cooling of the hot wire HW proportional to the blood flow velocity is measured as a current change by the bridge drive circuit BD, and the analog output signal of the bridge drive circuit BD is measured by the A / D converter.
  • the digital output signal is converted into a digital output signal and input to a central processing unit (CPU).
  • the CPU performs arithmetic processing based on a program in a memory (not shown) to convert the digital output signal into a signal indicating a blood flow rate. Output.
  • the portion excluding the hot wire HW and the four wiring cables C1, C2 constituting the catheter probe P is blood fixed to the proximal end portion of the catheter probe P shown in FIG. It is mounted on a printed circuit board in the main body MB of the anemometer, and on the printed circuit board in the main body MB, there are a signal output terminal for outputting a signal indicating the blood flow rate, and a power input terminal for inputting power from outside. Is provided.
  • the main body MB itself may be formed as a connector having a signal output terminal and a power input terminal. In this way, the power supply from the outside and the external can be easily connected to the corresponding socket. The signal can be taken out from the signal.
  • the main body MB is fixed to the proximal end portion of the catheter type probe P.
  • the proximal end portion of the catheter type probe P is used.
  • the main body MB may be detachably coupled via the connector CN, and the four wiring cables C1 and C2 in the sleeve S may be detachably connected to the printed circuit board in the main body MB via the connector CN. In this way, it is possible to easily replace only the catheter probe P while leaving the main body MB.
  • the heat wire HW is connected to the tip in the sleeve S inserted into the blood vessel.
  • the cable C1 and the wiring cable C2 having the closed end are accommodated, and the heat ray HW is disposed in an insulated state at the tip of the sleeve S to form a catheter probe P.
  • the heat ray HW intersects the blood flow direction.
  • the blood flow meter of this embodiment even when the entire probe is formed to be thin and the catheter type probe P is configured, the influence of the noise received by the wiring cable C1 having the hot wire HW connected to the tip is almost or not. Without any, the blood flow rate can be measured with high accuracy.
  • the wiring cables C1 and C2 are titanium wires TW subjected to Teflon coating TC, the wiring cables C1 and C2 are placed in the sleeve S due to the low friction property of the coating TC. Therefore, the catheter type probe P can be smoothly inserted into the blood vessel, and the short circuit between the wiring cables C1 and C2 can be prevented by the insulating property of the coating TC.
  • the sleeve S is made of a coil spring-like stainless steel wire, the flexibility of the sleeve S facilitates the insertion of the catheter probe P into the blood vessel, and the sleeve S Corrosion resistance of S can also prevent corrosion of the probe P with blood.
  • FIG. 6 is an enlarged perspective view showing a modification of the wiring cable in the sleeve S shown in FIG. 2C.
  • the four wiring cables C1 and C2 in the sleeve S are twisted. It is a line.
  • the distribution cable C1 with the leading end connected to the heat wire and the distribution cable C2 with the closed end are in close contact with each other in the sleeve S, and the external environment such as blood flow received by the distribution cables C1 and C2
  • the influence of the noises can be better matched, and the noise received by the wiring cable within the resistance bridge can be more effectively offset.
  • the configuration in which the wiring cables C1 and C2 are twisted wires (twisting wires) can also be applied to the hot-wire anemometer of the previous embodiment shown in FIG.
  • the hot-wire anemometer of this invention is, for example, It can also be used for direct measurement of the flow velocity of fluid in a narrow tube such as a cooling tube in a radiator core.
  • the shape of the insulating resin tip T at the tip of the catheter probe P is set so that the blood flow passes through the coil of the hot wire HW or around the spiral hot wire HW.
  • it may be formed in a cylindrical shape having an opening at the front end portion and the outer peripheral portion.
  • one of the two wiring cables C1 is replaced with two wiring cables.
  • Three wiring cables extending in the sleeve S may be used in common with one of C2.
  • one or a plurality of deflection wires are arranged along the distribution cables C1 and C2 in the sleeve S of the catheter probe P, and the deflection wires
  • the orientation of the distal end of the catheter-type probe P in the blood vessel is changed to follow the blood vessel. It may be possible.
  • one of the two resistors R3 and R4 on the ground (negative electrode) side as the same pole side is assumed to include a wiring cable having a heat wire connected to the tip, and the other one to the tip.
  • Including the wiring cable with the circuit closed at the tip, extending to the vicinity of the heating wire along the wiring cable connected with the heating wire, in the heating wire velocimeter and blood flow velocity meter of the present invention One of the two resistances R1 and R2 on the positive electrode side as the same pole side is assumed to include a wiring cable with a hot wire connected to the tip, and the other one along the wiring cable with a hot wire connected to the tip. It may include a wiring cable that extends to the vicinity of the heat wire and has a closed circuit end, or a combination thereof.
  • the constituent material of each member is not limited to that in the above embodiment, but can be appropriately changed as required.
  • the hot-wire anemometer of the present invention even when the entire probe is formed to be very thin for measuring the flow velocity of the fluid in the narrow tube, the influence of the noise received by the wiring cable having the hot wire connected to the tip is little or not. Without it, the flow rate of the fluid can be measured with high accuracy.
  • the blood flow meter of the present invention of the present invention even when a catheter type probe is configured by forming the entire probe to be very thin, the influence of noise received by the wiring cable having a hot wire connected to the tip is almost or not. Without it, the blood flow rate can be measured with high accuracy.

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Abstract

【課題】プローブ全体をきわめて細く形成した場合でも、先端に熱線を繋いだ配線ケーブルが受けるノイズの影響を殆どもしくは全くなくして、流体の流速を高精度に測定することができるようにすることにある。 【解決手段】抵抗ブリッジの同一極側の２つの抵抗のうちの一つを、先端に熱線を繋いだ配線ケーブルを含むものとし、その熱線を流れ方向と交差する方向に流体内に配置して通電により発熱させ、流体の流速に比例した熱線の冷却による抵抗変化を計測することで流体の流速を測定する熱線流速計において、前記抵抗ブリッジの同一極側の２つの抵抗のうちの他の一つを、前記先端に熱線を繋いだ配線ケーブルに沿わせてその熱線の近くまで延在させた先端を回路的に閉じた配線ケーブルを含むものとしたことを特徴とする熱線流速計である。

Description

熱線流速計およびそれを用いた血流速計
　この発明は、熱線流速計およびそれを用いた血流速計に関するものである。
　熱線流速計は通常、例えば特許文献１に記載のように、抵抗ブリッジを組んだ４つの抵抗のうちの一つを、先端に例えば白金等の熱線を繋いだ配線ケーブルとし、その熱線を流れ方向と交差する方向に延在させて流体内に配置して通電により発熱させ、流体の流速に比例した熱線の冷却による抵抗変化を計測することで、流体の流速を測定している。
　ところで、上記のような構成を有する熱線流速計は、極めて高感度であるとともに外径をきわめて細く形成することが可能であるため、例えばカテーテル型プローブとして血管内に挿入することで血流速を計測することも考えられる。
特開２０００－２６６７７３号公報
　しかしながら、上記従来の熱線流速計の構成のままでプローブ全体をきわめて細く形成すると、そのプローブ内を通る、先端に熱線を繋いだ配線ケーブルも極めて細くなって、その配線ケーブルが外部環境の影響をノイズとして高感度に受けてしまうという問題が生ずる。
　この発明は上記従来の熱線流速計の課題を有利に解決するものであり、この発明の熱線流速計は、抵抗ブリッジの同一極側の２つの抵抗のうちの一つを、先端に熱線を繋いだ配線ケーブルを含むものとし、その熱線を流れ方向と交差する方向に延在させて流体内に配置して通電により発熱させ、流体の流速に比例した熱線の冷却による抵抗変化を計測することで流体の流速を測定する熱線流速計において、
　前記抵抗ブリッジの同一極側の２つの抵抗のうちの他の一つを、前記先端に熱線を繋いだ配線ケーブルに沿わせてその熱線の近くまで延在させた、先端を回路的に閉じた配線ケーブルを含むものとしたことを特徴とするものである。
　そしてこの発明の血流速計は、抵抗ブリッジの同一極側の２つの抵抗のうちの一つを、先端に熱線を繋いだ配線ケーブルを含むものとし、その熱線を流れ方向と交差する方向に延在させて血流内に配置して通電により発熱させ、血流速に比例した熱線の冷却による抵抗変化を計測することで血流速を測定する血流速計において、
　前記抵抗ブリッジの同一極側の２つの抵抗のうちの他の一つを、前記先端に熱線を繋いだ配線ケーブルに沿わせてその熱線の近くまで延在させた、先端を回路的に閉じた配線ケーブルを含むものとし、
　血管内に挿入されるスリーブ内に前記先端に熱線を繋いだ配線ケーブルと前記先端を閉じた配線ケーブルとを収容するとともに前記熱線をそのスリーブの先端部に絶縁状態で配置してカテーテル型プローブを構成したことを特徴とするものである。
　かかるこの発明の熱線流速計にあっては、抵抗ブリッジを組んだ４つの抵抗のうちの、同一極側の２つの抵抗のうちの一つを、先端に熱線を繋いだ配線ケーブルを含むものとするとともに、前記抵抗ブリッジの同一極側の２つの抵抗のうちの他の一つを、前記先端に熱線を繋いだ配線ケーブルに沿わせてその熱線の近くまで延在させた、先端を回路的に閉じた配線ケーブルを含むものとしたため、その熱線を流れ方向と交差する方向に延在させて流体内に配置して通電により発熱させ、流体の流速に比例した熱線の冷却による抵抗変化を計測することで流体の流速を測定する際に、先端に熱線を繋いだ側の配線ケーブルと先端を閉じた側の配線ケーブルとが互いに同程度に流体等の外部環境の影響をノイズとして受けるので、抵抗ブリッジ内でそれらのノイズが実質的に相殺される。
　従って、この発明の熱線流速計によれば、細管内の流体の流速等の計測のためにプローブ全体をきわめて細く形成した場合でも、先端に熱線を繋いだ配線ケーブルが受けるノイズの影響を殆どもしくは全くなくして、流体の流速を高精度に測定することができる。
　また、この発明の血流速計にあっては、抵抗ブリッジの同一極側の２つの抵抗のうちの一つを、先端に熱線を繋いだ配線ケーブルを含むものとするとともに、前記抵抗ブリッジを組んだ４つの抵抗のうちの、同一極側の２つの抵抗のうちの他の一つを、前記先端に熱線を繋いだ配線ケーブルに沿わせてその熱線の近くまで延在させた、先端を回路的に閉じた配線ケーブルを含むものとしたため、血管内に挿入されるスリーブ内に前記先端に熱線を繋いだ配線ケーブルと前記先端を閉じた配線ケーブルとを収容するとともに前記熱線をそのスリーブの先端部に絶縁状態で配置してカテーテル型プローブを構成し、その熱線を血流方向と交差する方向に延在させて血管内に配置して通電により発熱させ、血流速に比例した熱線の冷却による抵抗変化を計測することで血流速を測定する際に、先端に熱線を繋いだ配線ケーブルと先端を閉じた配線ケーブルとが互いに同程度に血流等の外部環境の影響をノイズとして受けるので、抵抗ブリッジ内でそれらのノイズが実質的に相殺される。
　従って、この発明の血流速計によれば、プローブ全体をきわめて細く形成してカテーテル型プローブを構成した場合でも、先端に熱線を繋いだ配線ケーブルが受けるノイズの影響を殆どもしくは全くなくして、血流速を高精度に測定することができる。
　なお、この発明の血流速計においては、前記配線ケーブルはツイスト線（縒り線）であると、先端に熱線を繋いだ配線ケーブルと先端を閉じた配線ケーブルとがスリーブ内で互いに密接して、それらの配線ケーブルが受ける血流等の外部環境の影響がより良く一致するようになることから、抵抗ブリッジ内でそれらの配線ケーブルが受けるノイズをより有効に相殺することができるので好ましい。
　また、この発明の血流速計においては、前記配線ケーブルはポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂のコーティングを施したチタン線であると、コーティングの低摩擦性により配線ケーブルがスリーブ内で円滑に動けるためカテーテル型プローブの血管内への挿入が円滑になるとともに、コーティングの絶縁性により配線ケーブル同士の短絡も防止できるので好ましい。
（ａ）は、本発明の熱線流速計の一実施形態を模式的に示す説明図であり、（ｂ）は、本発明の熱線流速計の他の一実施形態を模式的に示す説明図である。 （ａ）は、上記した先の実施形態の熱線流速計を適用した、本発明の血流速計の一実施形態を模式的に示す説明図、（ｂ）は、（ａ）中のカテーテル型プローブの先端部を含むＡ部を拡大して示す側面図、（ｃ）は、（ａ）中のカテーテル型プローブのスリーブを含むＢ部を拡大して示す縦断面図、（ｄ）は、この実施形態の血流速計の一変形例を示す説明図である。 （ａ）は、図２（ｂ）中の先端部の構成例を拡大して示す縦断面図、（ｂ）は、図２（ｃ）中のスリーブの構成例を拡大して示す斜視図、（ｃ）は、図２（ｃ）中の配線ケーブルの構成例を拡大して示す縦断面図である。 （ａ）は、図２（ｃ）中のスリーブ内の配線ケーブルの配置例を拡大して示す横断面図、（ｂ）は、その配線ケーブルの構成例を拡大して示す横断面図である。 上記実施形態の血流速計の回路構成を示す説明図である。 図２（ｃ）に示すスリーブ内の配線ケーブルの一変形例を拡大して示す斜視図である。
　以下、本発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１（ａ）は、本発明の熱線流速計の一実施形態を模式的に示す説明図である。この実施形態の熱線流速計は、抵抗ブリッジを組んだ４つの抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のうち、同一極であるグランド側の２つの抵抗Ｒ３，Ｒ４のうちの一つである抵抗Ｒ３を、先端にコイル状の熱線ＨＷを繋いだ配線ケーブルＣ１すなわち熱線ＨＷの抵抗と二本の配線ケーブルＣ１の抵抗の直列接続とし、その熱線ＨＷをスリーブＳの先端部に固定するとともに配線ケーブルＣ１をスリーブＳ内に通してプローブＰを構成し、その熱線ＨＷのコイルの軸線方向をスリーブＳの軸線方向と一致させることで、熱線ＨＷを図中矢印で示す流体の流れ方向ＦＬと交差する方向に延在させて流体内に配置して、抵抗ブリッジからの通電により発熱させ、流体の流速に比例した熱線ＨＷの冷却による抵抗変化をブリッジドライブ回路ＢＤで電流変化として計測することで、流体の流速を測定するものである。
　しかしてこの実施形態の熱線流速計では特に、抵抗ブリッジを組んだ４つの抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のうち、同一極であるグランド側の２つの抵抗Ｒ３，Ｒ４のうちの他の一つである抵抗Ｒ４を、先端に熱線ＨＷを繋いだ配線ケーブルＣ１に沿わせてその熱線ＨＷの近くまでスリーブＳ内で延在させた、先端を回路的に閉じた配線ケーブルＣ２すなわち二本の配線ケーブルＣ１の抵抗の直列接続としている。なお、熱線ＨＷは、例えば白金線の表面に薄い絶縁樹脂皮膜をコーティングしたものとし、配線ケーブルＣ１，Ｃ２もそれぞれ、例えば銅線やチタン線の等の導電性金属線の表面に薄い絶縁樹脂皮膜をコーティングしたものとしている。
　かかる実施形態の熱線流速計にあっては、抵抗ブリッジの同一極側の２つの抵抗Ｒ３，Ｒ４のうちの一つである抵抗Ｒ３を、先端に熱線ＨＷを繋いだ配線ケーブルＣ１を含むものとするとともに、抵抗ブリッジの同一極側の２つの抵抗Ｒ３，Ｒ４のうちの他の一つである抵抗Ｒ４を、先端に熱線ＨＷを繋いだ配線ケーブルＣ１に沿わせてその熱線ＨＷの近くまで延在させた、先端を回路的に閉じた配線ケーブルＣ２を含むものとしたため、その熱線ＨＷを流れ方向と交差する方向に延在させて流体内に配置して通電により発熱させ、流体の流速を測定する際に、配線ケーブルＣ１と配線ケーブルＣ２とが互いに同程度に流体等の外部環境の影響をノイズとして受けて抵抗値を変化させるので、抵抗ブリッジ内でそれらのノイズが実質的に相殺される。
　従って、この実施形態の熱線流速計によれば、細管内の流体の流速等の計測のためにプローブＰの全体をきわめて細く形成した場合でも、先端に熱線ＨＷを繋いだ配線ケーブルＣ１が受けるノイズの影響を殆どもしくは全くなくして、流体の流速を高精度に測定することができる。
　図１（ｂ）は、本発明の熱線流速計の他の一実施形態を模式的に示す説明図であり、この実施形態では、先端に熱線ＨＷを繋いだ二本の配線ケーブルＣ１のうちの一本を、先端を回路的に閉じた二本の配線ケーブルＣ２のうちの一本と共用にして、スリーブＳ内に延在させる配線ケーブルを三本にしたものであり、このようにしても先の実施形態と同様にノイズの影響を除去する作用効果を得ることができ、しかもこの実施形態によれば配線ケーブルの本数が減るので、スリーブＳをより細く構成することができる。
　図２（ａ）は、上記実施形態の熱線流速計を適用した、本発明の血流速計の一実施形態を模式的に示す説明図、図２（ｂ）は、図２（ａ）中のカテーテル型プローブの先端部を含むＡ部を拡大して示す側面図、図２（ｃ）は、図２（ａ）中のカテーテル型プローブのスリーブを含むＢ部を拡大して示す縦断面図であり、図中、先の実施形態と同様の部分はそれと同一の符号にて示す。
　すなわち、この実施形態の血流速計は、後述する図５に示すように、抵抗ブリッジを組んだ４つの抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のうちのグランド側の一つである抵抗Ｒ３を、先端に熱線ＨＷを繋いだ配線ケーブルＣ１とそれに直列接続した補助抵抗Ｒ３’、すなわち熱線ＨＷの抵抗と二本の配線ケーブルＣ１の抵抗と補助抵抗Ｒ３’との直列接続とし、その熱線ＨＷを血液の流れ方向と交差する方向に延在させて血管内の血流内に配置して通電により発熱させ、血流速に比例した熱線ＨＷの冷却による抵抗変化を計測することで血流速を測定するものである。
　そして、この実施形態では特に、抵抗ブリッジを組んだ４つの抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のうちのグランド側の他の一つである抵抗Ｒ４を、先端に熱線ＨＷを繋いだ配線ケーブルＣ１に沿わせてその熱線ＨＷの近くまで延在させた、先端を回路的に閉じた配線ケーブルＣ２とそれに直列接続した補助抵抗（図示例では可変抵抗）Ｒ４’、すなわち二本の配線ケーブルＣ１の抵抗と補助抵抗Ｒ４’との直列接続とし、血管内に挿入されるスリーブＳ内に先端に熱線ＨＷを繋いだ配線ケーブルＣ１と先端を閉じた配線ケーブルＣ２とを収容するとともに、スリーブＳの先端部を液密に封止する先端が丸まった絶縁樹脂製チップＴ内に熱線ＨＷを封入することで熱線ＨＷをそのスリーブＳの先端部に絶縁状態で配置して、カテーテル型プローブＰを構成している。なお、補助抵抗Ｒ３’，Ｒ４’は、抵抗ブリッジの平衡状態の調整や抵抗Ｒ３，Ｒ４の抵抗値の設定等に用いられる。
　図３（ａ）は、図２（ｂ）中の先端部の構成例を拡大して示す縦断面図、図３（ｂ）は、図２（ｃ）中のスリーブの構成例を拡大して示す斜視図、図３（ｃ）は、図２（ｃ）中の配線ケーブルの構成例を拡大して示す縦断面図であり、また図４（ａ）は、図２（ｃ）中のスリーブ内の配線ケーブルの配置例を拡大して示す横断面図、図４（ｂ）は、その配線ケーブルの構成例を拡大して示す横断面図である。
　図３（ａ）に示すように、この実施形態における熱線ＨＷは、例えば直径１０μｍの白金細線を隙間を空けてコイル状に巻くとともにそのコイルの軸線方向一端部から白金細線の両端部を引き出したものであり、また図３（ｂ）に示すように、この実施形態におけるスリーブＳは、例えば直径８０μｍのステンレス線をコイルバネ状に密巻きして外径３６０μｍで内径２００μｍの可撓性の筒状に形成したものであり、そして図３（ｃ）に示すように、配線ケーブルＣ１，Ｃ２は各々、例えば直径５０μｍのチタン線ＴＷの表面にフッ素樹脂としてのトリテトラフルオロエチレン（商標名テフロン）の１０～２０μｍ厚のコーティングＴＣを施したものである。
　ここで、図４（ａ）に示すように、二本ずつ合計四本の配線ケーブルＣ１，Ｃ２は、スリーブＳ内に互いに隣接して収容され、このとき、図４（ｂ）に示すように、テフロンコーティングＴＣの厚さを１０μｍとすると、合計四本の配線ケーブルＣ１，Ｃ２の最大径は１４９，９μｍとなるので、四本の配線ケーブルＣ１，Ｃ２は、内径２００μｍのスリーブＳ内に遊びを持って円滑に挿通でき、また、スリーブＳは配線ケーブルＣ１，Ｃ２との摺接による摩擦で妨げられずに、自由に撓み変形して血管内の所望の部位まで挿入されることができる。
　図５は、上記実施形態の血流速計の回路構成を示す説明図であり、この実施形態の血流速計では、４つの抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３（＝ＨＷ＋２Ｃ１＋Ｒ３’），Ｒ４（＝２Ｃ２＋Ｒ４’）からなる上述した抵抗ブリッジの、血流の流速に比例した熱線ＨＷの冷却による抵抗変化をブリッジドライブ回路ＢＤで電流変化として計測し、そのブリッジドライブ回路ＢＤのアナログ出力信号をＡ／Ｄコンバーターでデジタル出力信号に変換して中央処理ユニット（ＣＰＵ）に入力し、そのＣＰＵで図示しないメモリ中のプログラムに基づき演算処理することで、上記デジタル出力信号を、血流速を示す信号に変換して出力する。
　この回路構成のうち、カテーテル型プローブＰを構成する熱線ＨＷおよび四本の配線ケーブルＣ１，Ｃ２を除く部分は、図２（ａ）に示す、カテーテル型プローブＰの基端部に固定された血流速計の本体ＭＢ内のプリント基板に実装されており、その本体ＭＢ内のプリント基板には、血流速を示す信号を出力する信号出力端子と、外部から電源を入力する電源入力端子とが設けられている。
　なお、この本体ＭＢはそれ自体を、信号出力端子と電源入力端子とを持つコネクターとして形成してもよく、このようにすれば、対応するソケットへの接続により容易に外部からの電源供給と外部への信号の取り出しとを行うことができる。
　また、図２（ａ）に示す例では、カテーテル型プローブＰの基端部に本体ＭＢが固定されているが、代わりに図２（ｄ）に示すように、カテーテル型プローブＰの基端部に本体ＭＢがコネクターＣＮを介して着脱可能に結合され、スリーブＳ内の四本の配線ケーブルＣ１，Ｃ２がそのコネクターＣＮを介して本体ＭＢ内のプリント基板に着脱可能に接続されていてもよく、このようにすれば、本体ＭＢを残してカテーテル型プローブＰだけを容易に交換することができる。
　この実施形態の血流速計にあっては、抵抗ブリッジの同一極であるグランド側の２つの抵抗Ｒ３，Ｒ４のうちの一つである抵抗Ｒ３を、先端に熱線ＨＷを繋いだ配線ケーブルＣ１とそれに直列接続した補助抵抗Ｒ３’、すなわち熱線ＨＷの抵抗と二本の配線ケーブルＣ１の抵抗と補助抵抗Ｒ３’との直列接続とするとともに、抵抗ブリッジの同一極であるグランド側の２つの抵抗Ｒ３，Ｒ４のうちの他の一つである抵抗Ｒ４を、先端に熱線ＨＷを繋いだ配線ケーブルＣ１に沿わせてその熱線ＨＷの近くまで延在させた、先端を回路的に閉じた配線ケーブルＣ２とそれに直列接続した補助抵抗Ｒ４’、すなわち二本の配線ケーブルＣ１の抵抗と補助抵抗Ｒ４’との直列接続としたため、血管内に挿入されるスリーブＳ内に先端に熱線ＨＷを繋いだ配線ケーブルＣ１と先端を閉じた配線ケーブルＣ２とを収容するとともに熱線ＨＷをそのスリーブＳの先端部に絶縁状態で配置してカテーテル型プローブＰを構成し、その熱線ＨＷを血流方向と交差する方向に延在させて血管内に配置して通電により発熱させ、血流速に比例した熱線の冷却による抵抗変化を計測することで血流速を測定する際に、配線ケーブルＣ１と配線ケーブルＣ２とが互いに同程度に血流等の外部環境の影響をノイズとして受けるので、抵抗ブリッジ内でそれらのノイズが実質的に相殺される。
　従って、この実施形態の血流速計によれば、プローブ全体をきわめて細く形成してカテーテル型プローブＰを構成した場合でも、先端に熱線ＨＷを繋いだ配線ケーブルＣ１が受けるノイズの影響を殆どもしくは全くなくして、血流速を高精度に測定することができる。
　さらに、この実施形態の血流速計によれば、配線ケーブルＣ１，Ｃ２はテフロンコーティングＴＣを施したチタン線ＴＷであることから、コーティングＴＣの低摩擦性により配線ケーブルＣ１，Ｃ２がスリーブＳ内で円滑に動けるためカテーテル型プローブＰの血管内への挿入が円滑になるとともに、コーティングＴＣの絶縁性により配線ケーブルＣ１，Ｃ２同士の短絡も防止することができる。また、この実施形態の血流速計によれば、スリーブＳは、コイルバネ状ステンレス線からなることから、スリーブＳの柔軟性によりカテーテル型プローブＰの血管内への挿入が円滑になるとともに、スリーブＳの耐食性により血液でのプローブＰの腐食も防止することができる。
　図６は、図２（ｃ）に示すスリーブＳ内の配線ケーブルの一変形例を拡大して示す斜視図であり、この変形例では、スリーブＳ内の４本の配線ケーブルＣ１，Ｃ２をツイスト線（縒り線）としている。この変形例によれば、先端に熱線を繋いだ配線ケーブルＣ１と先端を閉じた配線ケーブルＣ２とがスリーブＳ内で互いに密接して、それらの配線ケーブルＣ１，Ｃ２が受ける血流等の外部環境の影響がより良く一致するようになり、抵抗ブリッジ内で配線ケーブルが受けるノイズをより有効に相殺することができる。なお、この配線ケーブルＣ１，Ｃ２をツイスト線（縒り線）とする構成は、図１に示す先の実施態様の熱線流速計にも適用することができる。
　以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更し得るものであり、例えばこの発明の熱線流速計は、例えばラジエターコア内の冷却管等の細管内の流体の流速の直接計測にも用いることができる。
　また、この発明の血流速計においては、例えばカテーテル型プローブＰの先端部の絶縁樹脂製チップＴの形状を、熱線ＨＷのコイル内や螺旋状の熱線ＨＷの周囲を血流が通過するように、先端部と外周部とに開口を持つ筒状に形成してもよく、図１（ｂ）に示すと同様に、二本の配線ケーブルＣ１のうちの一本を、二本の配線ケーブルＣ２のうちの一本と共用にして、スリーブＳ内に延在させる配線ケーブルを三本にしてもよい。
　さらに、この発明の血流速計においては、例えばカテーテル型プローブＰのスリ－ブＳ内に、配線ケーブルＣ１，Ｃ２に沿わせて一本または複数本の偏向ワイヤーを配置し、その偏向ワイヤーの先端部をスリ－ブＳの先端部に接続するとともに基端部をハンドルやレバー等で押し引き可能にすることで、血管内でカテーテル型プローブＰの先端部の向きを血管に沿うように変更可能にしてもよい。
　さらに、上記各実施形態では同一極側としてのグランド（負極）側の二つの抵抗Ｒ３，Ｒ４のうちの一つを、先端に熱線を繋いだ配線ケーブルを含むものとし、他の一つを先端に熱線を繋いだ配線ケーブルに沿わせてその熱線の近くまで延在させた、先端を回路的に閉じた配線ケーブルを含むものとしたが、この発明の熱線流速計および血流速計においては、同一極側としての正極側の二つの抵抗Ｒ１，Ｒ２のうちの一つを、先端に熱線を繋いだ配線ケーブルを含むものとし、他の一つを先端に熱線を繋いだ配線ケーブルに沿わせてその熱線の近くまで延在させた、先端を回路的に閉じた配線ケーブルを含むものとしてもよく、それらを組み合わせてもよい。
　そして、この発明の熱線流速計および血流速計においては、各部材の構成材料は、上記実施形態におけるものに限定されず、所要に応じて適宜変更することができる。
　かくしてこの発明の熱線流速計によれば、細管内の流体の流速等の計測のためにプローブ全体をきわめて細く形成した場合でも、先端に熱線を繋いだ配線ケーブルが受けるノイズの影響を殆どもしくは全くなくして、流体の流速を高精度に測定することができる。
　また、この発明のこの発明の血流速計によれば、プローブ全体をきわめて細く形成してカテーテル型プローブを構成した場合でも、先端に熱線を繋いだ配線ケーブルが受けるノイズの影響を殆どもしくは全くなくして、血流速を高精度に測定することができる。
　Ｃ１，Ｃ２　配線ケーブル
　ＣＮ　コネクター
　ＦＬ　流れ方向
　ＨＷ　熱線
　ＭＢ　本体
　Ｐ　プローブ
　Ｒ１～Ｒ４　抵抗
　Ｒ３’，Ｒ４’　補助抵抗
　Ｓ　スリーブ
　ＴＣ　テフロンコーティング
　ＴＷ　チタン線

Claims (4)

  1. 　抵抗ブリッジの同一極側の２つの抵抗のうちの一つを、先端に熱線を繋いだ配線ケーブルを含むものとし、その熱線を流れ方向と交差する方向に延在させて流体内に配置して通電により発熱させ、流体の流速に比例した熱線の冷却による抵抗変化を計測することで流体の流速を測定する熱線流速計において、
    　前記抵抗ブリッジの同一極側の２つの抵抗のうちの他の一つを、前記先端に熱線を繋いだ配線ケーブルに沿わせてその熱線の近くまで延在させた、先端を回路的に閉じた配線ケーブルを含むものとしたことを特徴とする熱線流速計。
  2. 　抵抗ブリッジの同一極側の２つの抵抗のうちの一つを、先端に熱線を繋いだ配線ケーブルを含むものとし、その熱線を流れ方向と交差する方向に延在させて血流内に配置して通電により発熱させ、血流速に比例した熱線の冷却による抵抗変化を計測することで血流速を測定する血流速計において、
    　前記抵抗ブリッジの同一極側の２つの抵抗のうちの他の一つを、前記先端に熱線を繋いだ配線ケーブルに沿わせてその熱線の近くまで延在させた、先端を回路的に閉じた配線ケーブルを含むものとし、
    　血管内に挿入されるスリーブ内に前記先端に熱線を繋いだ配線ケーブルと前記先端を閉じた配線ケーブルとを収容するとともに前記熱線をそのスリーブの先端部に絶縁状態で配置してカテーテル型プローブを構成したことを特徴とする血流速計。
  3. 　前記配線ケーブルは、ツイスト線であることを特徴とする請求項１または２記載の血流速計。
  4. 　前記配線ケーブルは、フッ素樹脂のコーティングを施したチタン線であることを特徴とする請求項１または２記載の血流速計。
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