JP3092027B2 - 心室容積測定方法及び測定用カテ−テル - Google Patents

心室容積測定方法及び測定用カテ−テル

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JP3092027B2 JP04065102A JP6510292A JP3092027B2 JP 3092027 B2 JP3092027 B2 JP 3092027B2 JP 04065102 A JP04065102 A JP 04065102A JP 6510292 A JP6510292 A JP 6510292A JP 3092027 B2 JP3092027 B2 JP 3092027B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、心臓の心室の容積を正
確に測定する方法及びこの測定に用いるカテ−テルに関
する。
【0002】
【従来の技術】拍動する生体心臓の心室の収縮及び拍出
特性を、心室の内圧や容積との関係から解析しようとす
る試みは古くからなされている。更に近年は、心室の内
圧や容積について、心臓の力学的機能を解析する上で極
めて有効な因子であるとして見直されている。しかし
て、心室の内圧の測定に関しては、近年の医療機器の著
しい進歩により、高精度に連続して測定が可能となって
いる。しかし一方、心室内の血液の容積の測定に関して
は、今まで、エコ−法、アンギオグラフィ法、MRI法
等が採用されているが、これらの測定方法は非常に手数
が掛り、また手数を掛けてもその割には精度が上がら
ず、しかも測定装置が高価であるといった問題点があ
る。そして、この心室容積の測定の困難性が、心臓機能
の解析に最大の障害となっていた。
【0003】そこで、近年、心室の容積の測定に、コン
ダクタンスカテ−テルシステムを用いる方法が提案され
ている。このコンダクタンスカテ−テルシステムを用い
た測定法は、リアルタイムに連続して心室容積を測定す
ることができる利点があり、今後、医学や医療の現場で
利用され、心臓機能の解析、心臓病の治療方針の決定及
び心臓薬の開発等、医学及び医療の発展に貢献するもの
と期待される。
【0004】しかし、コンダクタンスカテ−テルシステ
ムを用いた心室容積の測定法には、測定値が測定対象の
心室の形状に影響されて個体差が生じ、正確に測定する
ことが困難であると言う問題点があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、コンダクタ
ンスカテ−テルシステムを用いた心室容積の測定法にお
ける上記の問題点を解消し、心室の形状に影響されるこ
とが少なく、正確に測定できる測定方法、及びその測定
に使用するカテ−テルを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明の一つ
は、複数の電極を埋設したカテ−テルを心室内に挿入
し、1対又は2対以上の電極間に微弱な交流電流を定常
的に流し、残りの電極間を流れる微弱電流のインピ−ダ
ンス変化を継続的に計測して心室容積を測定するコンダ
クタンスカテ−テルシステム測定法において、心室内で
電気絶縁性のバル−ンを膨張させ、その際のバル−ンの
膨張容量と膨張前後の心室容積測定値の差との比を用い
て心室容積測定値を更正することを特徴とする心室容積
測定方法であり、またもう一つは、複数の電極を埋設し
たカテ−テルを心室内に挿入し、1対又は2対以上の電
極間に微弱な交流電流を定常的に流し、残りの電極間で
微弱電流により生じたインピ−ダンス変化を継続的に計
測して心室容積を測定するコンダクタンスカテ−テルシ
ステムに用いるカテ−テルであって、該カテ−テルは電
気絶縁性の膨張自在のバル−ンを有することを特徴とす
る心室容積測定用カテ−テルである。
【0007】本発明について詳しく説明する。コンダク
タンスカテ−テルシステムを用いた心室容積の測定法
は、心室内の血液の電気伝導性を利用する測定法であ
る。この方法で用いるカテ-テルは、その先端の心室内
に挿入される部分に複数個の電極が埋設されている。図
3は従来から用いられているカテ-テルの一例を示す斜
視図である。図3において、1は中空のカテ−テルチュ
−ブである。2はカテ−テルの先端、3〜10はカテ−
テルに埋設された電極であり、この図3の例においては
4対、計8個の電極が埋設されている。それぞれの電極
の配線はカテ−テルの中を通り測定器に接続されてい
る。
【0008】図3の8個の電極を埋設したカテ−テルの
先端部を大動脈弁から心室に挿入し、心尖部に向かって
導入して心室内に留置する。そして、8個の電極のうち
の両端電極3、10間に20KHz、30μAの微弱電
流を定常的に流す。この定常微弱電流により心室内血液
を媒体として三次元的な電場が形成される。この電場の
変化すなわちコンダクタンス変化を、中間の各隣接電極
間、すなわち4−5間、5−6間、6−7間、7−8
間、8−9間及び9−10間の5区間で連続的に計測す
る。
【0009】この際、時々刻々変化する心室の容積と計
測されたコンダクタンス値との間には、次式の関係が成
立する。 V(t)=C×ρ×L2×G(t)+Vc (1) (ただし、式中、V(t)は時刻tにおける心室容積、
Cは定数、ρは血液抵抗値、Lは電極間距離、G(t)
は時刻tにおけるコンダクタンス、Vcは補正値を表
す。)
【0010】したがって、心室容積V(t)は、電極間
距離Lを決め、また血液抵抗値ρを実測しておくと、上
式(1)を用いてコンダクタンスの計測値G(t)から
算出することができる。現在市販されている測定器にお
いては、上式における定数Cを予め定め、また実測した
電極間距離L及び血液抵抗値ρ並びに補正値Vcを入力
しておくと、G(t)及びV(t)が自動的に表示され
るようになっている。
【0011】しかして、このコンダクタンスカテ−テル
システム測定法において前述したように問題点がある。
それは上式の定数Cが、測定対象である心室の形状によ
り変化し、その個体差によりバラツキがあって、おおよ
そ0.8〜1.2の範囲で変化し、そのため測定精度を
確保することが困難なことである。すなわち、この定数
Cについて、個体それぞれの適切な値を決めることがで
きないため、心室容積を正確に測定することが困難であ
った。
【0012】本発明は、これら問題点を解消した測定法
である。本発明は、従来コンダクタンスカテ−テルシス
テムで使用するカテ−テルに、更に電気絶縁体で形成さ
れた膨張自在のバル−ンを備えたカテ−テルを用いて測
定する。図1は本発明で用いるカテ−テルの一例の斜視
図である。図1において、符号1〜10は前記図3と同
じである。11は電気絶縁体で形成された膨張自在のバ
ル−ンである。このバル−ン11は、カテ−テルの電極
6、電極7間に固定されている。そして、カテ−テル1
の電極6と電極7の間には孔12があけられており、こ
の孔12には細い中空チュ−ブが接続され、この中空チ
ュ−ブはカテ−テルの中を通ってその末端は液体ポンプ
に接続されている。なお、容量の大きなバル−ンを取り
付けたい場合は、電極6と電極7の間隔を拡げ大きなバ
ル−ンを固定できるようにするとよい。
【0013】しかして、カテ−テルの先端部を心室内に
導入した後、ポンプを作動させ中空チュ−ブを通して例
えば生理食塩水を送ることにより、随時バル−ン11を
膨張させることができる。図2はこのバル−ン11を膨
張させた状態を示している。また、カテ−テルと共にバ
ル−ンを心室に入れるには、カテ−テルの先端部に、電
気絶縁体で形成された膨張自在のバル−ンを紐等で固定
し、このバル−ンに、バル−ン内に生理食塩水を送るた
めの細い中空チュ−ブを取り付けてもよい。
【0014】本発明においては、上記したバル−ンを有
するカテ−テルを体内に挿入し、複数対の電極を埋設し
たカテ−テル先端部を心室内に導入留置し、両端の電極
間に微弱電流を流し、この微弱電流によって一定の電場
が形成されている心室血液中で、上記のバル−ン内に中
空チュ−ブを通じて、或る量の例えば生理食塩水Xml
を送り出しバル−ンを膨張させる。この際、まず或る程
度バル−ンを膨張させておき、次いでXmlの生理食塩
水を送り、更にバル−ンを膨張させてもよい。
【0015】このようにバル−ンを膨張させると、その
バル−ンの膨張容量Xml分だけ血液中に電気的な空洞
が生じ、またこの空洞に対応する容積分Xmlだけ心室
の血液容積が減少する。このバル−ンを膨張させる前及
び膨張させた後のそれぞれの容積の測定値(読み値)V
(t)、V’(t)を読み取り、この両者の読み取り値
の差とバル−ン自体の膨張容積量Xmlとを対比する。
この対比により、測定対象である心室の形状に適合する
補正定数Crを求めることができる。そしてここで得た
定数Crを用いて心室容積を測定することによって、正
確な測定を行うことができる。
【0016】この点について更に詳しく説明する。今、
上記したバル−ンを膨張させる前の測定器の心室容積と
コンダクタンスの測定値(読み値)がそれぞれV(t)
及びG(t)であり、また、バル−ン内にXmlの生理
食塩水をいれて膨張させた後の測定器の心室容積とコン
ダクタンスの測定値(読み値)がそれぞれV'(t)及
びG'(t)であったとすると、前述の式から、 V(t)=C×ρ×L2×G(t)+Vc (1) V'(t)=C×ρ×L2×G'(t)+Vc (2) である。そして、バル−ン膨張前後の心室容積測定値
(読み値)の差をΔV(t)とすると、ΔV(t)は、式
(1)、(2)から、 ΔV(t)=V(t)−V'(t) =(C×ρ×L2)(G(t)−G'(t)) (3) である。
【0017】しかして、上記の測定器による読み値V
(t)とV'(t)との差であるΔV(t)は、測定器
に予め設定された前述の標準定数Cに基づく値である。
ところが実際にはバル−ン膨張容量はXmlであり、こ
のとき定数Cは真の定数、即ち前記補正定数Crとして
置き換えることができる。 X=(Cr×ρ×L2)〔G(t)−G’(t)〕 (4) 前記式(3)、(4)より Cr/C=X/△V (5) この更正された定数Crと元の定数Cとの比を用い、こ
れによって、測定器の読み値を更正することにより正確
な心室容積値を得ることができる。
【0018】
【実施例】複数対の電極を埋設したカテ−テルを心室内
に挿入し、1対又は2対以上の電極間に微弱な交流電流
を定常的に流し、残りの電極間を流れる微弱電流のイン
ピ−ダンス変化を継続的に計測して心室容積を測定する
コンダクタンスカテ−テルシステム測定器として、オラ
ンダレイコム社製のSIGMA5を用いた。この測定器
において、カテ−テルの電極間距離Lを定め、また定数
Cを定め、更に血液抵抗値ρを実測しておくと、時々刻
々変化するコンダクタンスG(t)を検出し、次式 V(t)=C×ρ×L2×G(t)+Vc (1) に基づいて、実時間でボリュウムV(t)を算定し、そ
の値を刻々表示する。
【0019】しかして、本発明においては、上記定数C
を、的確な値に更正し、正確な心室容積を測定するもの
であるが、この定数Cの更正は次のようにして行った。
図2に示すバル−ン付きのカテ−テルを心室に導入し
た。その後バル−ンに生理食塩水入れて膨張させた。こ
の膨張容量は3.5mlであった。また、膨張前後でS
IGMA5の測定器の容積値V(t)が28.0mlか
ら23.8mlに変化した。
【0020】この容積測定値の差△V=28.0−2
3.8=4.2、及びX=3.5を、前記(5)式に代
入すると、 Cr/C=3.5/4.2≒0.83 となる。この数値0.83を元のCに乗算すれば、更正
した定数が得られる。また、測定器SIGMA5に表示
された容積値V(t)に、0.83を乗ずれば、更正さ
れた心室の更正値が得られる。更に、この数値をCに乗
ずる代わりに血液抵抗値ρに乗じ、その値ρ’を設定し
てもよい。
【0021】
【発明の効果】本発明の心室容積測定法を用いると、心
臓の形状個体差による容積測定誤差が簡単に補正でき、
したがって従来のコンダクタンスカテ−テルシステムに
よる測定法の問題点を解消し、心室の形状にもとづく測
定値の誤差の少ない、正確な測定を行うことができる。
また、この方法は従来のコンダクタンスカテ−テルシス
テムのカテ−テルに単に電気絶縁性の膨張可能なバル−
ンを組み合わせて用いればよいので極めて簡単である。
しかして、本発明の測定法及びこの測定に用いるカテ−
テルは、今後の心臓機能を解明し且つ定量化するうえで
大いに役立つものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のカテ−テルの一例の斜視図
【図2】本発明のカテ−テルのバル−ンを膨張させたと
きの斜視図
【図3】従来のカテ−テルの斜視図
【符号の説明】
1 カテ−テルチュ−ブ 2 カテ−テルの先端 3〜10 電極 11 バル−ン 12 孔

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の電極を埋設したカテ−テルを心室
    内に挿入し、1対又は2対以上の電極間に微弱な交流電
    流を定常的に流し、残りの電極間を流れる微弱電流のイ
    ンピ−ダンス変化を継続的に計測して心室容積を測定す
    るコンダクタンスカテ−テルシステム測定法において、
    心室内で電気絶縁性のバル−ンを膨張させ、その際のバ
    ル−ンの膨張容量と膨張前後の心室容積測定値の差との
    比を用いて心室容積測定値を更正することを特徴とする
    心室容積測定方法。
  2. 【請求項2】 複数の電極を埋設したカテ−テルを心室
    内に挿入し、1対又は2対以上の電極間に微弱な交流電
    流を定常的に流し、残りの電極間を流れる微弱電流によ
    り生じたインピ−ダンス変化を継続的に計測して心室容
    積を測定するコンダクタンスカテ−テルシステムに用い
    るカテ−テルであって、該カテ−テルは電気絶縁性の膨
    張自在のバル−ンを有することを特徴とする心室容積測
    定用カテ−テル。
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