JP2511153B2 - 心拍出量測定装置 - Google Patents
心拍出量測定装置Info
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- JP2511153B2 JP2511153B2 JP1268223A JP26822389A JP2511153B2 JP 2511153 B2 JP2511153 B2 JP 2511153B2 JP 1268223 A JP1268223 A JP 1268223A JP 26822389 A JP26822389 A JP 26822389A JP 2511153 B2 JP2511153 B2 JP 2511153B2
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- cal
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、病院等の医療施設における検査室、手術
室、ICU等において心機能検査並びに循環動態の把握に
用いられる心拍出量測定装置に関する。
室、ICU等において心機能検査並びに循環動態の把握に
用いられる心拍出量測定装置に関する。
［従来の技術］ 従来、心機構検査のために右心カテーテル法によつて
心拍出量を測定するには指示薬希釈法が用いられてお
り、この指示薬希釈法には熱拡散から心拍出量を求める
熱希釈法、色素の拡散による照度の変化から心拍出量を
求める色素希釈法等がある。ここでは熱希釈法について
説明する。
心拍出量を測定するには指示薬希釈法が用いられてお
り、この指示薬希釈法には熱拡散から心拍出量を求める
熱希釈法、色素の拡散による照度の変化から心拍出量を
求める色素希釈法等がある。ここでは熱希釈法について
説明する。
右心カテーテル法では、頸静脈、大腿静脈、肘帯静脈
等よりカテーテルが導管され、上大静脈あるいは下大静
脈、右心房、右心室を経て、その先端が肺動脈中に位置
するように留置される。カテーテルには右心房に位置す
るように吐出口と、肺動脈に位置するようにサーミスタ
が配置されている。いま、吐出口より、血液温度より高
温もしくは低温の液体が右心房に注入されると、液体は
右心房、右心室において拡散され、希釈される。この希
釈された液体の温度を肺動脈中に位置したサーミスタに
よつて検知し、その温度の希釈曲線（時間に対する温度
変化の図）を得て、その曲線の面積等からスチユワート
・ハミルトン法による下記（１）式によつて心拍出量を
算出する。
等よりカテーテルが導管され、上大静脈あるいは下大静
脈、右心房、右心室を経て、その先端が肺動脈中に位置
するように留置される。カテーテルには右心房に位置す
るように吐出口と、肺動脈に位置するようにサーミスタ
が配置されている。いま、吐出口より、血液温度より高
温もしくは低温の液体が右心房に注入されると、液体は
右心房、右心室において拡散され、希釈される。この希
釈された液体の温度を肺動脈中に位置したサーミスタに
よつて検知し、その温度の希釈曲線（時間に対する温度
変化の図）を得て、その曲線の面積等からスチユワート
・ハミルトン法による下記（１）式によつて心拍出量を
算出する。
下記（１）式によつて心拍出量を算出する。
ここで、 CO:心拍出量、Si：注入液体の比重 Ci：注入液体の比熱、Vi：注入液体量 Ti：注入液体の温度、Tb：血液の温度 Sb：血液の比重、Cb：血液の比熱 ∫o ∞ΔTbdt:熱希釈曲線の面積 である。
また、熱希釈法により求めた心拍出量と熱式流量測定
により求めた連続的な血流速度とから連続的に心拍出量
の計測が行なえる心拍出量測定装置もある（例えば、特
開昭61-125329号公報参照）。
により求めた連続的な血流速度とから連続的に心拍出量
の計測が行なえる心拍出量測定装置もある（例えば、特
開昭61-125329号公報参照）。
［発明が解決しようとする課題］ 上記従来例では、例えば、熱希釈法あるいは指示薬希
釈法を用いた心拍出量測定装置は、測定が間欠的であり
連続的な心拍出量の計測には使用できず、また頻繁に測
定しようとすると注入する液体の総量が増え、被験者の
負担が増大すると共に、操作による感染の危険性も増大
するという欠点がある。
釈法を用いた心拍出量測定装置は、測定が間欠的であり
連続的な心拍出量の計測には使用できず、また頻繁に測
定しようとすると注入する液体の総量が増え、被験者の
負担が増大すると共に、操作による感染の危険性も増大
するという欠点がある。
また特開昭61-125329号にて開示した連続的に心拍出
量の計測が行なえる心拍出量測定装置においては、血流
速の絶対値を計測しなければならないこと、並びに血流
速の絶対値の測定において必ずしも理論式通りにプロー
ブ出力が変化せず、測定誤差を生じるという欠点があつ
た。
量の計測が行なえる心拍出量測定装置においては、血流
速の絶対値を計測しなければならないこと、並びに血流
速の絶対値の測定において必ずしも理論式通りにプロー
ブ出力が変化せず、測定誤差を生じるという欠点があつ
た。
さらに、血流速の変化を温度変化として検出し、その
温度変化情報から一義的な関数並びにパラメータ（定
数）によつて心拍出量を演算する場合、必ずしも温度変
化情報と心拍出量とが一致しないため心拍出量の演算値
に測定誤差が生じたり、標準のプローブの特性と個々の
プローブの特性とが異なる場合、その特性の違いにより
心拍出量の演算値にも差が生じて心拍出量の測定精度が
低下するという欠点がある。
温度変化情報から一義的な関数並びにパラメータ（定
数）によつて心拍出量を演算する場合、必ずしも温度変
化情報と心拍出量とが一致しないため心拍出量の演算値
に測定誤差が生じたり、標準のプローブの特性と個々の
プローブの特性とが異なる場合、その特性の違いにより
心拍出量の演算値にも差が生じて心拍出量の測定精度が
低下するという欠点がある。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、上述の課題を解決することを目的として成
されたもので、上述の課題を解決する一手段として以下
の構成を備える。
されたもので、上述の課題を解決する一手段として以下
の構成を備える。
即ち、校正時および計測時における血液温度をそれぞ
れ検出する手段と、一定電流により加温を行ない、血液
によって冷却されて平衡状態に達したときの平衡温度を
校正時および計測時においてそれぞれ検出する手段と、
指示薬液を注入して校正時における心拍出量を測定する
手段と、血流速ｖと平衡温度Ttとの関係を定める式 logTt＝Ａ・logv＋Ｂ の定数A,Bを決定する手段と、前記検出された校正時に
おける平衡温度および心拍出量をそれぞれTtCAL,C
OCAL、前記基準として設定した心拍出量をCOとした場
合、前記定数Ａを含む第１の式 Tt＝TtCAL(CO/COCAL)A より第１の平衡温度Ttを求める手段と、前記検出された
校正時における血液温度をTBCAL、前記検出された計測
時における血液温度および平衡温度をそれぞれTB,TtR、
補正定数をＫとした場合、第２の式 Tt＝TtR−Ｋ（TB−TBCAL） より第２の平衡温度Ttを求める手段と、前記検出された
校正時における心拍出量に基づき計測範囲を複数に分割
する手段と、前記検出された校正時における心拍出量を
もとに、前記定数Ａを流速に依存する値として複数個の
定数に場合分けする手段と、前記複数に分割された計測
範囲の各々において、前記第１の式を変形して得られる
第３の式 CO＝COCAL(Tt/TtCAL)1/A に、前記第２の平衡温度Ttと前記場合分けした複数個の
定数を当てはめることで、該第３の式より連続心拍出量
を求める手段とを備える。
れ検出する手段と、一定電流により加温を行ない、血液
によって冷却されて平衡状態に達したときの平衡温度を
校正時および計測時においてそれぞれ検出する手段と、
指示薬液を注入して校正時における心拍出量を測定する
手段と、血流速ｖと平衡温度Ttとの関係を定める式 logTt＝Ａ・logv＋Ｂ の定数A,Bを決定する手段と、前記検出された校正時に
おける平衡温度および心拍出量をそれぞれTtCAL,C
OCAL、前記基準として設定した心拍出量をCOとした場
合、前記定数Ａを含む第１の式 Tt＝TtCAL(CO/COCAL)A より第１の平衡温度Ttを求める手段と、前記検出された
校正時における血液温度をTBCAL、前記検出された計測
時における血液温度および平衡温度をそれぞれTB,TtR、
補正定数をＫとした場合、第２の式 Tt＝TtR−Ｋ（TB−TBCAL） より第２の平衡温度Ttを求める手段と、前記検出された
校正時における心拍出量に基づき計測範囲を複数に分割
する手段と、前記検出された校正時における心拍出量を
もとに、前記定数Ａを流速に依存する値として複数個の
定数に場合分けする手段と、前記複数に分割された計測
範囲の各々において、前記第１の式を変形して得られる
第３の式 CO＝COCAL(Tt/TtCAL)1/A に、前記第２の平衡温度Ttと前記場合分けした複数個の
定数を当てはめることで、該第３の式より連続心拍出量
を求める手段とを備える。
［作用］ 以上の構成において、計測時並びに校正時の中枢部の
体温（肺動脈中での血液温度）、加温が行なわれ血流に
より冷却され平衡状態に達したときの平衡温度、及び心
拍出量が得られ、血流速の変化を温度変化として検出し
その温度変化情報から直接心拍出量の変化を求め、実験
的にプローブ出力に合わせた関数、パラメータ（定数）
を個々のプローブの複数の特性に対して自動的に選択を
行なつて演算することにより、血流速の絶対値を計測せ
ずに連続的に心拍出量の測定が行なえるようにしたもの
である。
体温（肺動脈中での血液温度）、加温が行なわれ血流に
より冷却され平衡状態に達したときの平衡温度、及び心
拍出量が得られ、血流速の変化を温度変化として検出し
その温度変化情報から直接心拍出量の変化を求め、実験
的にプローブ出力に合わせた関数、パラメータ（定数）
を個々のプローブの複数の特性に対して自動的に選択を
行なつて演算することにより、血流速の絶対値を計測せ
ずに連続的に心拍出量の測定が行なえるようにしたもの
である。
［実施例］ 以下、添付図面を参照して本発明に係る好適な一実施
例を詳細に説明する。
例を詳細に説明する。
第１図は本発明に係る一実施例である、心拍出量測定
装置のブロツク図である。
装置のブロツク図である。
第１図において、１は心拍出量測定装置の本体であ
り、外部に交換自在型の心拍出量測定用カテーテル２及
び７を接続する。カテーテル２は、熱希釈法に基づく指
示薬注入用及び指示薬温度検出用カテーテルであり、内
部には指示薬温度を検出する感温素子３、及び前記感温
素子の特性のバラツキを補正する補正抵抗器４から成る
指示薬検温プローブ回路15を備える。そして、この指示
薬検温プローブ回路15はコネクタ５及び６を介して心拍
出量測定装置本体の計測部20の注入液温度計測回路24に
電気的に接続され、心拍出量測定の際は心臓の右心房に
位置する。
り、外部に交換自在型の心拍出量測定用カテーテル２及
び７を接続する。カテーテル２は、熱希釈法に基づく指
示薬注入用及び指示薬温度検出用カテーテルであり、内
部には指示薬温度を検出する感温素子３、及び前記感温
素子の特性のバラツキを補正する補正抵抗器４から成る
指示薬検温プローブ回路15を備える。そして、この指示
薬検温プローブ回路15はコネクタ５及び６を介して心拍
出量測定装置本体の計測部20の注入液温度計測回路24に
電気的に接続され、心拍出量測定の際は心臓の右心房に
位置する。
カテーテル７は、血液の温度を検出したり、定電流源
回路23からの一定電流によつて加温され血流によつて冷
却される感温素子の温度（以下、平衡温度と呼ぶ）を検
出する血液温度・平衡温度検出用カテーテルであり、内
部には右心房、及び右心室で熱希釈された血液温度を検
出するサーミスタ８と前記サーミスタの特性を補正する
補正抵抗器９から成る血液検温プローブ回路16、そして
熱式流量測定法により血流速変化を平衡温度として検出
するサーミスタ10（好ましくは自己加温型サーミスタ）
から成る平衡温度検温プローブ回路17を備える。また、
電気的受動素子として抵抗器13を備え、その特性値によ
りプローブの特性を認識する。
回路23からの一定電流によつて加温され血流によつて冷
却される感温素子の温度（以下、平衡温度と呼ぶ）を検
出する血液温度・平衡温度検出用カテーテルであり、内
部には右心房、及び右心室で熱希釈された血液温度を検
出するサーミスタ８と前記サーミスタの特性を補正する
補正抵抗器９から成る血液検温プローブ回路16、そして
熱式流量測定法により血流速変化を平衡温度として検出
するサーミスタ10（好ましくは自己加温型サーミスタ）
から成る平衡温度検温プローブ回路17を備える。また、
電気的受動素子として抵抗器13を備え、その特性値によ
りプローブの特性を認識する。
血液検温プローブ回路16及び平衡温度検温プローブ回
路17は、コネクタ11及び12を介して、それぞれ心拍出量
測定装置本体の計測部20の血液温度計測回路25と平衡温
度計測回路26に電気的に接続され、心拍出量測定の際は
肺動脈に位置し、中枢部の体温を血液温度信号として検
出する。尚、上述したカテーテル２とカテーテル７は、
それぞれ外観上一体したものとして製造される。
路17は、コネクタ11及び12を介して、それぞれ心拍出量
測定装置本体の計測部20の血液温度計測回路25と平衡温
度計測回路26に電気的に接続され、心拍出量測定の際は
肺動脈に位置し、中枢部の体温を血液温度信号として検
出する。尚、上述したカテーテル２とカテーテル７は、
それぞれ外観上一体したものとして製造される。
次に、実施例である心拍出量測定装置の動作を第１図
を参照して説明する。
を参照して説明する。
心拍出量測定装置１は、機能の面から以下の如く分け
られる。即ち、カテーテル２及び７を介して各種温度計
測を実行する計測部20と、計測部20で計測した測定デー
タ等を光学的手段により伝送するオプトアイソレーシヨ
ン通信回路35と、オプトアイソレーシヨン通信回路35を
介して入力した測定データに基づいて熱希釈法により間
欠的に、あるいは平衡温度測定により連続的に心拍出量
を演算し出力するメインCPU部40と、前記メインCPU部40
が演算して求めた心拍出量値を表示する表示器51、そし
て前記各部に直流電源を供給する電源部60とに分けられ
る。
られる。即ち、カテーテル２及び７を介して各種温度計
測を実行する計測部20と、計測部20で計測した測定デー
タ等を光学的手段により伝送するオプトアイソレーシヨ
ン通信回路35と、オプトアイソレーシヨン通信回路35を
介して入力した測定データに基づいて熱希釈法により間
欠的に、あるいは平衡温度測定により連続的に心拍出量
を演算し出力するメインCPU部40と、前記メインCPU部40
が演算して求めた心拍出量値を表示する表示器51、そし
て前記各部に直流電源を供給する電源部60とに分けられ
る。
計測部20において、注入液温度計測回路24はカテーテ
ル２の開口部から右心房に吐出する指示薬温度を検出
し、その温度に対応する電圧信号を出力する。また、血
液温度計測回路25は肺動脈において血液温度を検出し
て、対応する電圧信号を出力し、平衡温度計測回路26
は、例えば自己加温型のサーミスタに加えた熱量と周囲
の血液の流速によつて奪われる熱量との関係から平衡温
度を検出し、対応する電圧信号を出力する。そして、特
性値計測回路22は抵抗器13の特性を読み取り、その値か
らプローブの特性を認識してプローブの特性を表わす信
号を発生する。
ル２の開口部から右心房に吐出する指示薬温度を検出
し、その温度に対応する電圧信号を出力する。また、血
液温度計測回路25は肺動脈において血液温度を検出し
て、対応する電圧信号を出力し、平衡温度計測回路26
は、例えば自己加温型のサーミスタに加えた熱量と周囲
の血液の流速によつて奪われる熱量との関係から平衡温
度を検出し、対応する電圧信号を出力する。そして、特
性値計測回路22は抵抗器13の特性を読み取り、その値か
らプローブの特性を認識してプローブの特性を表わす信
号を発生する。
メインCPU44はローカルCPU30に対して、ROM45に格納
された、例えば第３図に示すプログラムに従い前記各計
測回路（注入液温度計測回路24、血液温度計測回路25、
平衡温度計測回路26および特性値計測回路22）に計測の
実行を指示し、計測動作を制御する信号を送る。RAM46
には制御に必要なデータを一時的に格納する。これらの
信号は、後述する伝送形式にてオプトアイソレーシヨン
通信回路を介して伝えられる。また、ローカルCPU30は
前記各計測回路からの計測データを選択するために、ア
ナログスイツチ27に選択信号を送る。その結果、各計測
回路からの計測データはアナログスイツチを介してA/D
変換器28に達し、そこでデジタルデータに変換された後
ローカルCPU30に取り込まれる。そして、ローカルCPU30
は、ROM29に格納されたプログラムに従い、自己の有す
るシリアル通信機能により受信データをシリアルデータ
としてオプトアイソレーシヨン通信回路35に送る。
された、例えば第３図に示すプログラムに従い前記各計
測回路（注入液温度計測回路24、血液温度計測回路25、
平衡温度計測回路26および特性値計測回路22）に計測の
実行を指示し、計測動作を制御する信号を送る。RAM46
には制御に必要なデータを一時的に格納する。これらの
信号は、後述する伝送形式にてオプトアイソレーシヨン
通信回路を介して伝えられる。また、ローカルCPU30は
前記各計測回路からの計測データを選択するために、ア
ナログスイツチ27に選択信号を送る。その結果、各計測
回路からの計測データはアナログスイツチを介してA/D
変換器28に達し、そこでデジタルデータに変換された後
ローカルCPU30に取り込まれる。そして、ローカルCPU30
は、ROM29に格納されたプログラムに従い、自己の有す
るシリアル通信機能により受信データをシリアルデータ
としてオプトアイソレーシヨン通信回路35に送る。
オプトアイソレーシヨン通信回路35は、計測部20とメ
インCPU部40間のデータの送受信を電気的に完全に絶縁
した状態で行ない、計測部20側及びメインCPU40側それ
ぞれに、フオトダイオード回路及びフオトトランジスタ
回路から成る光送受信回路36,37と、前記光送受信回路
を互いに電気的に絶縁させ、両者の信号伝達媒体となる
光フアイバグラス38とで構成される。従つて、計測部20
の電圧信号とメインCPU部40の電圧信号との電気的接続
は完全に遮断され、被検者とメインCPU側とは如何なる
閉ループも形成されることがないので、安全な計測が行
なえる。
インCPU部40間のデータの送受信を電気的に完全に絶縁
した状態で行ない、計測部20側及びメインCPU40側それ
ぞれに、フオトダイオード回路及びフオトトランジスタ
回路から成る光送受信回路36,37と、前記光送受信回路
を互いに電気的に絶縁させ、両者の信号伝達媒体となる
光フアイバグラス38とで構成される。従つて、計測部20
の電圧信号とメインCPU部40の電圧信号との電気的接続
は完全に遮断され、被検者とメインCPU側とは如何なる
閉ループも形成されることがないので、安全な計測が行
なえる。
次に、メインCPU部40の動作を説明する。オプトアイ
ソレーシヨン通信回路35からのシリアルデータは、メイ
ンCPU44にて受信される。心拍出量校正手段41は、心拍
出量の校正が熱希釈法によつて行なわれる場合を例にと
ると、冷却された、あるいは暖められた注入液の注入に
よつて生じる血液の温度変化を計測する前記血液温度計
測回路25から、熱希釈された血液温度に関する信号をメ
インCPU44から受け取る。同時に心拍出量校正手段41
は、スチユワート・ハミルトンの式（１）に基づいて注
入液温度、注入液比熱、注入液比重、血液比重、血液比
熱、及び熱希釈された血液温度から熱希釈心拍出量を演
算し、結果を校正時心拍出量信号として校正時信号記憶
手段42に出力する。尚、重篤な患者で熱希釈法による指
示薬の注入が行なえない場合には、サムホイールスイツ
チやデジタルスイツチ等の設定スイツチ、並びにキーボ
ードより成る心拍出量入力手段50により相応の心拍出量
の値が入力され、校正時の心拍出量値として校正時信号
記憶手段42に出力するという方法を採る。
ソレーシヨン通信回路35からのシリアルデータは、メイ
ンCPU44にて受信される。心拍出量校正手段41は、心拍
出量の校正が熱希釈法によつて行なわれる場合を例にと
ると、冷却された、あるいは暖められた注入液の注入に
よつて生じる血液の温度変化を計測する前記血液温度計
測回路25から、熱希釈された血液温度に関する信号をメ
インCPU44から受け取る。同時に心拍出量校正手段41
は、スチユワート・ハミルトンの式（１）に基づいて注
入液温度、注入液比熱、注入液比重、血液比重、血液比
熱、及び熱希釈された血液温度から熱希釈心拍出量を演
算し、結果を校正時心拍出量信号として校正時信号記憶
手段42に出力する。尚、重篤な患者で熱希釈法による指
示薬の注入が行なえない場合には、サムホイールスイツ
チやデジタルスイツチ等の設定スイツチ、並びにキーボ
ードより成る心拍出量入力手段50により相応の心拍出量
の値が入力され、校正時の心拍出量値として校正時信号
記憶手段42に出力するという方法を採る。
校正時信号記憶手段42は、熱希釈法による心拍出量
値、あるいは前記心拍出量入力手段50によつて入力され
た心拍出量値を校正時心拍出量として記憶保持すると共
に、血液温度計測回路25からの血液温度信号と平衡温度
計測回路26からの平衡温度信号を、それぞれ校正時血液
温度、校正時平衡温度として保持記憶する。そして、連
続心拍出量演算手段43から要求があつた場合、記憶保持
したデータを出力する。
値、あるいは前記心拍出量入力手段50によつて入力され
た心拍出量値を校正時心拍出量として記憶保持すると共
に、血液温度計測回路25からの血液温度信号と平衡温度
計測回路26からの平衡温度信号を、それぞれ校正時血液
温度、校正時平衡温度として保持記憶する。そして、連
続心拍出量演算手段43から要求があつた場合、記憶保持
したデータを出力する。
定数選択手段47は、前記校正時信号記憶手段42が記憶
保持している校正時心拍出量に基づいて連続心拍出量の
算出に用いる定数を選択し、結果を連続心拍出量演算手
段43に送る。
保持している校正時心拍出量に基づいて連続心拍出量の
算出に用いる定数を選択し、結果を連続心拍出量演算手
段43に送る。
連続心拍出量演算手段43は、前記校正時信号記憶手段
42が記憶保持している校正時心拍出量、校正時血液温
度、校正時平衡温度、並びに計測時の血液温度、計測時
の平衡温度および定数とから、以下の算出式に基づいて
連続心拍出量を演算する。
42が記憶保持している校正時心拍出量、校正時血液温
度、校正時平衡温度、並びに計測時の血液温度、計測時
の平衡温度および定数とから、以下の算出式に基づいて
連続心拍出量を演算する。
連続心拍出量の算出式として、 CO＝COCAL×（（TtR−Ｋ・（TB−TBCAL））／TtCAL）
1/A （２） ここで、 CO:心拍出量、COCAL：校正時の心拍出量 TtR：計測時の平衡温度、TB:血液温度 TBCAL：校正時の血液温度、K:温度補正定数 TtCAL：校正時の平衡温度、A:定数 があり、本式により校正時からの血液温度変化に伴う平
衡温度変化の補正も成されていることがわかる。
1/A （２） ここで、 CO:心拍出量、COCAL：校正時の心拍出量 TtR：計測時の平衡温度、TB:血液温度 TBCAL：校正時の血液温度、K:温度補正定数 TtCAL：校正時の平衡温度、A:定数 があり、本式により校正時からの血液温度変化に伴う平
衡温度変化の補正も成されていることがわかる。
そこで、上記（２）式を得る過程を一連の関連式を参
照しながら説明する。
照しながら説明する。
心拍出量は、一般的に、 CO＝ｓ・ｖ …………（３） 但し、CO:心拍出量、s:血管断面積 v:血流速 にて表現され、また血流速と平衡温度とは実験的に以下
のように定めることができる。
のように定めることができる。
logTt＝Ａ・logv＋Ｂ （４） 但し、Tt:平衡温度、A,B:定数 上記（３）、（４）式より、校正時の心拍出量をC
OCAL、同じく校正時の平衡温度をTtCALとした場合、次
の関係式が得られる。
OCAL、同じく校正時の平衡温度をTtCALとした場合、次
の関係式が得られる。
CO＝COCAL・(Tt/TtCAL)1/A （５） 一方、校正時からの血液温度変化に伴う平衡温度変化
の補正は、次式により行なう。
の補正は、次式により行なう。
Tt＝TtR−Ｋ・（TB−TBCAL） （６） 但し、TtR：計測時の平衡温度 TB:血液温度、K:温度補正定数 TBCAL：校正時の血液温度 よつて、（５）式に対して（６）式の温度補正を行な
うと、連続心拍出量の演算式である（２）式が得られ
る。
うと、連続心拍出量の演算式である（２）式が得られ
る。
上記（２）式にて得られる連続心拍出量の演算の精度
をさらに上げるために、心拍出量の校正値の大きさによ
り定数Ａの場合分けを行なう。つまり、式（２）、
（４）及び（５）にてＡを一つの定数としていたが、こ
れを流速に依存する特性値として扱い、本実施例では校
正時の心拍出量値がある基準（本実施例では2.75）に対
して大きい場合にはAH、小さい場合はALとして場合分け
を行なう。そして、これら二つに分割された定数を演算
に用いた場合について説明する。
をさらに上げるために、心拍出量の校正値の大きさによ
り定数Ａの場合分けを行なう。つまり、式（２）、
（４）及び（５）にてＡを一つの定数としていたが、こ
れを流速に依存する特性値として扱い、本実施例では校
正時の心拍出量値がある基準（本実施例では2.75）に対
して大きい場合にはAH、小さい場合はALとして場合分け
を行なう。そして、これら二つに分割された定数を演算
に用いた場合について説明する。
上記（５）式を変形すると、 Tt＝TtCAL・(CO/COCAL)A （７） を得るので、心拍出量の校正値がCOCAL≧2.75の場合の
連続心拍出量の演算式を以下に示す。
連続心拍出量の演算式を以下に示す。
心拍出量COが2.75のときの平衡温度Tt2.75は、（７）
式から定数ＡをAHとして Tt2.75＝TtCAL・(2.75/COCAL)AH （８） となる。そして、実際の計測時には（６）式により平衡
温度Ttが容易に求まるので、そのTtの値と上記（８）式
より得たTt2.75の値を比較した結果で次に示す場合分け
を行ない、連続心拍出量の演算を行なう。即ち、 （ａ）Tt≧Tt2.75のとき、COCAL＝2.75とすると（８）
式からTtCAL＝Tt2.75となるので、 CO＝2.75・(Tt/Tt2.75)1/AL （９） が得られ、また （ｂ）Tt≦Tt2.75のとき、COCALは校正時の値をそのま
ま用い、 CO＝COCAL・(Tt/TtCAL)1/AH （10） により、連続心拍出量を演算する。
式から定数ＡをAHとして Tt2.75＝TtCAL・(2.75/COCAL)AH （８） となる。そして、実際の計測時には（６）式により平衡
温度Ttが容易に求まるので、そのTtの値と上記（８）式
より得たTt2.75の値を比較した結果で次に示す場合分け
を行ない、連続心拍出量の演算を行なう。即ち、 （ａ）Tt≧Tt2.75のとき、COCAL＝2.75とすると（８）
式からTtCAL＝Tt2.75となるので、 CO＝2.75・(Tt/Tt2.75)1/AL （９） が得られ、また （ｂ）Tt≦Tt2.75のとき、COCALは校正時の値をそのま
ま用い、 CO＝COCAL・(Tt/TtCAL)1/AH （10） により、連続心拍出量を演算する。
一方、心拍出量の校正値がCOCAL＜2.75の場合の連続
心拍出量の演算式は、以下のようになる。
心拍出量の演算式は、以下のようになる。
この場合、心拍出量COが2.75のときの平衡温度Tt2.75
は、（７）式の定数ＡをALとして、 Tt2.75＝TtCAL・(2.75/COCAL)AL （11） となる。そして、実際の計測時には（６）式により平衡
温度Ttを求め、そのTtの値と上記（11）式より得たTt
2.75の値を比較した結果で次に示す場合分けを行ない、
連続心拍出量の演算を行なう。即ち、 （ａ）Tt≧Tt2.75のとき、COCALは校正時の値を用い、 CO＝COCAL・(Tt/TtCAL)1/AL （12） が得られ、また （ｂ）Tt＜Tt2.75のとき、COCAL＝2.75とすると
（８）式からTtCAL＝Tt2.75となるので、 CO＝2.75・(Tt/Tt2.75)1/AH （13） により、連続心拍出量を演算する。従つて、血流速の絶
対値を計測しなくても、連続的に高精度な心拍出量の測
定が可能となる。
は、（７）式の定数ＡをALとして、 Tt2.75＝TtCAL・(2.75/COCAL)AL （11） となる。そして、実際の計測時には（６）式により平衡
温度Ttを求め、そのTtの値と上記（11）式より得たTt
2.75の値を比較した結果で次に示す場合分けを行ない、
連続心拍出量の演算を行なう。即ち、 （ａ）Tt≧Tt2.75のとき、COCALは校正時の値を用い、 CO＝COCAL・(Tt/TtCAL)1/AL （12） が得られ、また （ｂ）Tt＜Tt2.75のとき、COCAL＝2.75とすると
（８）式からTtCAL＝Tt2.75となるので、 CO＝2.75・(Tt/Tt2.75)1/AH （13） により、連続心拍出量を演算する。従つて、血流速の絶
対値を計測しなくても、連続的に高精度な心拍出量の測
定が可能となる。
第２図は、流速に対する平衡温度の関係を示してお
り、従来の理論式、 但し、Ic：電流値、Vo：出力電位 Tb：血液温度、K:定数 であり、Tbは一定 から得られる特性曲線、及び（２），（９），（10），
（12）そして（13）式を導入するための基本式で実験的
に定めた（４）式から得られる特性曲線、並びに実測デ
ータ（図中の黒丸印）を示しており、実験的に定めた式
の方が実測値に良く一致していることがわかる。
り、従来の理論式、 但し、Ic：電流値、Vo：出力電位 Tb：血液温度、K:定数 であり、Tbは一定 から得られる特性曲線、及び（２），（９），（10），
（12）そして（13）式を導入するための基本式で実験的
に定めた（４）式から得られる特性曲線、並びに実測デ
ータ（図中の黒丸印）を示しており、実験的に定めた式
の方が実測値に良く一致していることがわかる。
電源部60では、電源トランス61が外部からの交流電源
を降圧し、それを直流電源回路62に供給する。直流電源
回路は、電源トランスからの交流出力電圧を平滑し、且
つ安定化した直流電圧に変換し、DC/DCコンバータ回路6
3には計測部20用直流電圧を、メインCPU部にはメインCP
U部用の直流電圧をそれぞれ供給する。
を降圧し、それを直流電源回路62に供給する。直流電源
回路は、電源トランスからの交流出力電圧を平滑し、且
つ安定化した直流電圧に変換し、DC/DCコンバータ回路6
3には計測部20用直流電圧を、メインCPU部にはメインCP
U部用の直流電圧をそれぞれ供給する。
ここで、本実施例の心拍出量測定装置における連続心
拍出量の測定処理手順について、第３図に示すフローチ
ヤートを参照して説明する。
拍出量の測定処理手順について、第３図に示すフローチ
ヤートを参照して説明する。
連続心拍出量の測定を開始するにあたり、ステツプS1
で心拍出量の校正が必要か否かの判定が行なわれる。校
正が必要とあらばステツプS2で校正の方法を選択し、ス
テツプS3にて指示薬希釈法による心拍出量の測定をす
る。
で心拍出量の校正が必要か否かの判定が行なわれる。校
正が必要とあらばステツプS2で校正の方法を選択し、ス
テツプS3にて指示薬希釈法による心拍出量の測定をす
る。
一方、校正が必要と判断されても指示薬希釈法が実行
できない場合は、ステツプS9にて心拍出量入力手段を用
いて相応の心拍出量をマニユアル操作にて入力する。
できない場合は、ステツプS9にて心拍出量入力手段を用
いて相応の心拍出量をマニユアル操作にて入力する。
次に、ステツプS4では血液温度計測回路にて血液温度
を測定し、続くステツプS5では平衡温度計測回路にて平
衡温度を測定する。以上の測定結果を心拍出量の校正
値、血液温度の校正値、平衡温度の校正値として、ステ
ツプS6,S7,S8で校正時信号記憶手段に記憶保持し、校正
の処理を終了する。また、ステツプS14で平衡温度の校
正値をもとに心拍出量算出の定数を選択する。
を測定し、続くステツプS5では平衡温度計測回路にて平
衡温度を測定する。以上の測定結果を心拍出量の校正
値、血液温度の校正値、平衡温度の校正値として、ステ
ツプS6,S7,S8で校正時信号記憶手段に記憶保持し、校正
の処理を終了する。また、ステツプS14で平衡温度の校
正値をもとに心拍出量算出の定数を選択する。
前記ステツプS1で校正が不要と判断されれば、直ちに
ステツプS10の血液温度計測回路での血液温度の測定、
及びステツプS11の平衡温度計測回路での平衡温度の測
定に入る。これらの測定結果並びに演算定数をもとにス
テツプS12で連続心拍出量の演算が行なわれ、次のステ
ツプS13で演算結果が連続心拍出量として表示器に表示
される。
ステツプS10の血液温度計測回路での血液温度の測定、
及びステツプS11の平衡温度計測回路での平衡温度の測
定に入る。これらの測定結果並びに演算定数をもとにス
テツプS12で連続心拍出量の演算が行なわれ、次のステ
ツプS13で演算結果が連続心拍出量として表示器に表示
される。
以上説明した如く、本実施例によれば、交換自在な用
途の異なるカテーテルを用意して、一方で熱希釈法に基
づき指示薬温度（注入液温度）を、他方で血液温度及び
平衡温度をそれぞれ校正時、計測時に測定し、得られた
値を電気信号に変換して電気的な演算によつて連続的な
心拍出量を求めることができるという効果がある。
途の異なるカテーテルを用意して、一方で熱希釈法に基
づき指示薬温度（注入液温度）を、他方で血液温度及び
平衡温度をそれぞれ校正時、計測時に測定し、得られた
値を電気信号に変換して電気的な演算によつて連続的な
心拍出量を求めることができるという効果がある。
また、血流速の変化を温度変化として検出し、その温
度変化情報から直接心拍出量の変化を求め、実験的にプ
ローブ出力に合わせた関数、パラメータによつて演算す
るので、血流速の絶対値を計測せずに連続的に心拍出量
の測定が行なえ、しかも計測範囲に応じた定数を演算に
用いるので測定精度の向上も図れるという効果がある。
度変化情報から直接心拍出量の変化を求め、実験的にプ
ローブ出力に合わせた関数、パラメータによつて演算す
るので、血流速の絶対値を計測せずに連続的に心拍出量
の測定が行なえ、しかも計測範囲に応じた定数を演算に
用いるので測定精度の向上も図れるという効果がある。
さらに、被験者に対する熱希釈法による指示薬の注入
が行なえない場合、心拍出量をマニユアル入力でき、ま
た、人体に直接的に関わる計測部と電気的な演算を実行
するメインCPU部とが電気的に遮断されているので、測
定に対する被験者の負担軽減、及び感染の危険性の減少
が図れ、安全な計測が行なえるという効果がある。
が行なえない場合、心拍出量をマニユアル入力でき、ま
た、人体に直接的に関わる計測部と電気的な演算を実行
するメインCPU部とが電気的に遮断されているので、測
定に対する被験者の負担軽減、及び感染の危険性の減少
が図れ、安全な計測が行なえるという効果がある。
尚、カテーテル２とカテーテル７を外観上一体したも
のとして製造することなく、カテーテル２の指示薬注入
機構部のみをカテーテル７に一体して設け、指示薬検温
プローブ回路は独立した構成にして指示薬注入用タンク
に挿入するようにしてもよい。
のとして製造することなく、カテーテル２の指示薬注入
機構部のみをカテーテル７に一体して設け、指示薬検温
プローブ回路は独立した構成にして指示薬注入用タンク
に挿入するようにしてもよい。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、血流速の絶対
値を計測することなく連続的に、しかも高精度で心拍出
量の測定できる効果がある。
値を計測することなく連続的に、しかも高精度で心拍出
量の測定できる効果がある。
第１図は本発明に係る一実施例である心拍出量測定装置
のブロツク図、 第２図は流速に対する平衡温度の関係を示す図、 第３図は本実施例に係る心拍出量測定装置の連続心拍出
量の測定処理手順を示すフローチヤートである。 図中、１……心拍出量測定装置、２……指示薬注入用及
び指示薬温度検出用カテーテル、３……感温素子、4,9
……補正抵抗器、5,6,11,12……コネクタ、７……血液
温度・平衡温度検出用カテーテル、8,10……サーミス
タ、13……抵抗器、15……指示薬検温プローブ回路、16
……血液検温プローブ回路、17……平衡温度検温プロー
ブ回路、20……計測部、21……定電圧回路、22……特性
値計測回路、23……定電流源回路、24……注入液温度計
測回路、25……血液温度計測回路、26……平衡温度計測
回路、27……アナログスイツチ、28……A/D変換器、29,
45……ROM、30……ローカルCPU、31,46……RAM、35……
オプトアイソレーシヨン通信回路、36,37……光送受信
回路、38……光フアイバグラス、40……メインCPU部、4
1……心拍出量校正手段、42……校正時信号記憶手段、4
3……連続心拍出量演算手段、44……メインCPU、47……
定数選択手段、50……心拍出量入力手段、51……表示
器、60……電源部、61……電源トランス、62……直流電
源回路、63……DC/DCコンバータ回路である。
のブロツク図、 第２図は流速に対する平衡温度の関係を示す図、 第３図は本実施例に係る心拍出量測定装置の連続心拍出
量の測定処理手順を示すフローチヤートである。 図中、１……心拍出量測定装置、２……指示薬注入用及
び指示薬温度検出用カテーテル、３……感温素子、4,9
……補正抵抗器、5,6,11,12……コネクタ、７……血液
温度・平衡温度検出用カテーテル、8,10……サーミス
タ、13……抵抗器、15……指示薬検温プローブ回路、16
……血液検温プローブ回路、17……平衡温度検温プロー
ブ回路、20……計測部、21……定電圧回路、22……特性
値計測回路、23……定電流源回路、24……注入液温度計
測回路、25……血液温度計測回路、26……平衡温度計測
回路、27……アナログスイツチ、28……A/D変換器、29,
45……ROM、30……ローカルCPU、31,46……RAM、35……
オプトアイソレーシヨン通信回路、36,37……光送受信
回路、38……光フアイバグラス、40……メインCPU部、4
1……心拍出量校正手段、42……校正時信号記憶手段、4
3……連続心拍出量演算手段、44……メインCPU、47……
定数選択手段、50……心拍出量入力手段、51……表示
器、60……電源部、61……電源トランス、62……直流電
源回路、63……DC/DCコンバータ回路である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−125329（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−207435（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−216536（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−70024（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】校正時および計測時における血液温度をそ
れぞれ検出する手段と、 一定電流により加温を行ない、血液によって冷却されて
平衡状態に達したときの平衡温度を校正時および計測時
においてそれぞれ検出する手段と、 指示薬液を注入して校正時における心拍出量を測定する
手段と、 血流速ｖと平衡温度Ttとの関係を定める式 logTt＝Ａ・logv＋Ｂ の定数A,Bを決定する手段と、 前記検出された校正時における平衡温度および心拍出量
をそれぞれTtCAL,COCAL、前記基準として設定した心拍
出量をCOとした場合、前記定数Ａを含む第１の式 Tt＝TtCAL(CO/COCAL)A より第１の平衡温度Ttを求める手段と、 前記検出された校正時における血液温度をTBCAL、前記
検出された計測時における血液温度および平衡温度をそ
れぞれTB,TtR、補正定数をＫとした場合、第２の式 Tt＝TtR−Ｋ（TB−TBCAL） より第２の平衡温度Ttを求める手段と、 前記検出された校正時における心拍出量に基づき計測範
囲を複数に分割する手段と、 前記検出された校正時における心拍出量をもとに、前記
定数Ａを流速に依存する値として複数個の定数に場合分
けする手段と、 前記複数に分割された計測範囲の各々において、前記第
１の式を変形して得られる第３の式 CO＝COCAL(Tt/TtCAL)1/A に、前記第２の平衡温度Ttと前記場合分けした複数個の
定数を当てはめることで、該第３の式より連続心拍出量
を求める手段とを備えることを特徴とする心拍出量測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1268223A JP2511153B2 (ja) | 1989-10-17 | 1989-10-17 | 心拍出量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1268223A JP2511153B2 (ja) | 1989-10-17 | 1989-10-17 | 心拍出量測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03131227A JPH03131227A (ja) | 1991-06-04 |
| JP2511153B2 true JP2511153B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=17455624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1268223A Expired - Fee Related JP2511153B2 (ja) | 1989-10-17 | 1989-10-17 | 心拍出量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2511153B2 (ja) |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61125329A (ja) * | 1984-11-21 | 1986-06-13 | テルモ株式会社 | 心拍出量測定装置 |
| JPS62207435A (ja) * | 1986-03-07 | 1987-09-11 | テルモ株式会社 | 心拍出量測定用カテ−テル |
| JPS63216538A (ja) * | 1987-03-05 | 1988-09-08 | テルモ株式会社 | 心拍出量の連続測定記録装置 |
| JPS6470024A (en) * | 1987-03-05 | 1989-03-15 | Terumo Corp | Cardiac output measuring apparatus equipped with automatic starting function of measurement |
| JPS63216539A (ja) * | 1987-03-05 | 1988-09-08 | テルモ株式会社 | 心拍出量の相対的変化の連続測定装置 |
| JPS63216537A (ja) * | 1987-03-05 | 1988-09-08 | テルモ株式会社 | 心拍出量の測定装置 |
| JPS63216536A (ja) * | 1987-03-05 | 1988-09-08 | テルモ株式会社 | 心拍出量の測定装置 |
| JPS63216540A (ja) * | 1987-03-05 | 1988-09-08 | テルモ株式会社 | 心拍出量の測定装置 |
-
1989
- 1989-10-17 JP JP1268223A patent/JP2511153B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03131227A (ja) | 1991-06-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |