JPH021230A

JPH021230A - 流量測定用カテーテル

Info

Publication number: JPH021230A
Application number: JP63143364A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Miyata; 伸一宮田; Takashi Kawabata; 隆司川端; Kiyoshi Takagi; 清高木; Susumu Miyahara; 宮原　将
Original assignee: Nippon Zeon Co Ltd
Current assignee: Zeon Corp
Priority date: 1988-06-10
Filing date: 1988-06-10
Publication date: 1990-01-05
Also published as: JPH0533623B2

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】イ、産業上の利用分野本発明は流量測定用カテーテル、特に熱希釈法に基づく
血流量測定用カテーテルに関するものである。

口、従来技術従来、血液の流速を測定する方法としては、レーザード
プラー法、パルス変調ドプラー法、超音波ドプラー法、
ピトー管カテーテル法、ホットフィルム法等がある。ま
た、心拍出量（トータル流量）を原理的に測定できる方
法として、インピーダンス法、電磁流１計法、アドミタ
ンスプレスモグラフィー等がある。

他方、血管径の変化や血管内の流速分布の影響を受けず
に血流量（特に心拍出量）を測定できる優れた方法とし
て、フィック（Ｆｉｃｋ）の法則を利用した熱希釈法や
色素希釈法が用いられている。

これらの方法は、冷水塊による低温や色素による着色の
如き体外から注入された物理量が血液によって希釈され
る速度を測定し、この測定値から心拍出量を求めるもの
である。

熱希釈法によれば、第７図のように、大静脈１を通して
カテーテル２を心臓３の右心房４、更には右心室５を経
て肺動脈６にまで導き、右心房４内へ冷水７を注入し、
先端付近のセンサ（通常はサーミスタ）８によって血液
の温度変化を測定する。即ち、冷水７による低温状態か
ら血流により回復する様子をサーミスタ８により抵抗変
化として測定する。なお、図中の９は左心房、１０は左
心室、１１は肺静脈、１２は大動脈である。カテ−チル
２は、第７図、第８図、第９図及び第１０図に示すよう
に、その本体１３には冷水注入用の側孔１４をはじめ、
サーミスタ８、バルーン１６、バルーン１６への送気・
排気用の側孔３１が夫々設けられ、かつこれらに対応し
て冷水供給用のルーメン（図示せず）、サーミスタ８の
配線３４用のルーメン１８、圧力測定用のルーメン１９
、バルーン１６への空気送り込み用のルーメン２０、更
には上流側の血圧測定用の第２の圧力測定用のルーメン
（図示せず）が夫々形成されたものである。

そして、第９図の如くにカテーテル２を挿入（通常は経
皮挿入）して血流に乗せるに際し、バルーン１６を膨ら
ませて（第１０図では一点鎖線のように）カテーテル２
を運ぶ。

生体内に挿入されたカテーテル２に対し、名コネクタ３
３．３５．３６を介して夫々、血流量演算表示装置３７
、バルーン拡張・収縮用のシリンジ４１、輸液ボトル４
２（注射筒４３及び除菌フィルタ４４が付属）が接続さ
れている。血流量演算表示装置３７には、血流量針４７
や条件設定キー４６等が設けられている。上記に使用す
る注入液７は所定温度に冷却されて注入されるが、その
種類として患者の体液維持に用いられる維持液、又は栄
養補給のための輸液を使用するのが望ましい。即ち、そ
うした維持液又は輸液を用いることにより、血流量の測
定と同時に維持液等の補給も行え、非常に効率的であり
、体液のバランスを失うことなしに熱希釈法の実施に必
要な注入液を供給できる。

上記において、センサ８によって得られた血液の温度変
化を下記式（１）により心拍出量に換算する。

〔但し、ｖｂｉｂｉｂｂｉ心拍出量（血液流量）注入された冷水の量（ｍｌ）血液の冷水注入前の温度（°Ｃ）注入された冷水の温度　（°Ｃ）血液の比熱血液の比重注入水の比熱Ｓｉ：注入水の比重Ｌ　二時間（秒） ΔＴｂ：血液の温度変化この場合、血流量の測定において第９図に示すフローに
沿って信号が処理される。即ち、カテーテル２への注入
液の温度を測定する測温部２１の測定値をＡ／Ｄ変換器
２６へ入れてデジタル化すると共に、カテーテル２のサ
ーミスタ８で血液温度を電気抵抗変化として検出し、こ
れをブリッジ回路２３で電流信号として取出して地中回
路２４で増巾し、更に経時的なドリフトを補償する自動
ゼロ調整回路２５を経て上記Ａ／Ｄ変換器２６へ入力さ
れる。そして、Ａ／Ｄ変換器２６の出力は中央演算ユニ
ッ）　（ＣＰＵ）４５で処理され、血流量が表示装置３
７で表示され、更にはプリンタ２７で記録される。

ところで、上記のカテーテル２においては、測温部２８
を構成するセンサ８が第９図、第１０図に示すようにカ
テーテル本体１３に直接接触した状態で接着剤２９で固
定された構造になっているために、これらと外部を流れ
る血液との間の熱伝導（即ち、血液からセンサ８への伝
熱は、本体１３及び接着剤２９を介して伝導されること
）によってセンサ８による測温が行われることになる。

しかし、本体１３及び接着剤を介しての伝熱では、伝熱
量の一部が本体１３及び接着剤２９を加温又は冷却する
のに使われてしまい、結果として伝熱速度が低下してし
まうので、サーミスタからなるセンサ８が所定の温度を
検知するまでに要する応答時間が長くなる。即ち、セン
サ８が応答し難い構造であるため、例えば第３図（Ｂ）
に示す如くに温度Ｌ１に達するまでの時間Ｔが１．０〜
２．０秒と長くなってしまう（ここで、最高温度ｔ、Ｉ
を１．０としたとき、温度が０から（１−４−）に達す
る迄の時間をＴとする）。

従って、センサ８の応答性が悪いため、作動中の温度変
化は第４図（Ｂ）のように、真の血液温度に対しセンサ
８による温度出力（検出温度情報）は大きくずれてしま
い、毎拍動毎（６０ｂρｍならば１秒毎）に温度が変化
する血管内の温度測定は大きな誤差を含む結果しか得ら
れない。換言すれば、第４図（日）に示した温度出力を
積分し、上述のフィックの法則に基づいて血流量を算出
しても、これは真の血：４を量からかなり誤差の大きな
ものとなってしまう。この傾向は、特に心拍数が増える
に伴って著しくなる。

ハ０発明の目的本発明の目的は、測定誤差を大きく減らし、正確な測定
を可能にする流量測定用カテーテルを提供することにあ
る。

二０発明の構成即ち、本発明は、熱希釈法による流体の流量測定に用い
るカテーテルにおいて、前記流体の温度を測定するため
の測温部がカテーテル本体とは実質的に断熱された状態
で設けられていることを特徴とする流量測定用カテーテ
ルに係るものである。

ホ、実施例以下、本発明の詳細な説明する。

第１図〜第２図は、本発明の第１の実施例による熱希釈
法に基づく血流量測定用カテーテル２２を示すものであ
る。但し、第７図〜第１０図で述べた部分と共通の部分
には共通符号を付し、その説明を省略することがある。

このカテーテル２２は、既述した従来のカテーテル２と
は根本的に異なり、特に血流量測定のためのセンサ（即
ち、サーミスタ）８をカテーテル本体１３とは実質的に
断熱された状態で設けていることが特徴的である。

即ち、本体１３の所定箇所にてその外周にリング状凹部
５０を形成し、この凹部内に多孔質の断熱材５１　（例
えば高分子材料、無機材料を用いた発泡体など）を充填
し、サーミスタからなるセンサ８を断熱材５１に固定し
ている。サーミスタ８からは既述した測定回路系へ導か
れる配線３４が延びている。なお、サーミスタ８は実線
のように血液側に露出していてもよいが、仮想線で示す
如くに非断熱性のカバー材５３（例えばステンレス鋼板
など）をサーミスタの近傍に被着すると伝熱性を良好に
しながら周面を平坦化できる効果もある。

上記のように、本実施例の構造によれば、センサ８（従
って血液の測温部２８）は、断熱材５１によってカテー
テル本体１３とは実質的に断熱された状態で固定されて
いるため、測定時にセンサ８と血液との間の熱伝達はも
はやカテーテル本体１３を介しては行われず、直接的に
血液との間で、又はカバー材５３を介して行われること
になる（これは、血液による加熱、冷却のいずれの場合
にも行われる）。この結果、センサ８が血液の温度変化
に迅速に応答してその変化を検出できることになるから
、いわば測温時の熱的時定数が小さくなり、例えば第３
図（Ａ）のように所定温度に達する迄の時間Ｔが０．２
〜１　、０ｓｅｃと著しく短くなる。これは、サーミス
タ単体の熱的時定数が０．０５〜０．５ｓｅｃ位である
ことを考慮すれば、この時定数に近いか若しくは同じで
あることを意味し、測定の精度が向上する。

即ち、センサ８の応答速度が早いために、第４図（Ａ）
のように、その温度出力は真の血液温度にほぼ追随した
誤差の著しく少ないものとなる。

これは特に、心拍数が増える場合に顕著となり、第５図
に示すように、従来例では心拍数に応じて測定誤差が大
となっているのに対し、本発明に基づくカテーテルの使
用によって測定誤差が小さくなる上に誤差の分布範囲も
小さくなることが分かった。

なお、本実施例においては、上記した金属板５３に対す
るセンサ８の固定域の接触面積も小さい（即ち、固定に
接着剤を用いてもその使用量が少ない）ために、接着剤
による測定への影響は全くない。

第６図は、本発明の他の実施例を示すものである。

この例によれば、第１図の例とは異なり、断熱材５１を
充填せずに同領域を空洞５４（即ち、空気のみ）とし、
カバー材５３の周辺だけでカテーテル本体１３と接着し
ている。この例でも、やはり熱応答性が良くなり、測定
誤差が少なくなる上に、センサ８をカバー材５３を介し
て取り付は可能であってその取り付けが容易である。

以上、本発明を例示したが、上述の例は本発明の技術的
思想に基づいて更に変形が可能である。

例えば、上述の測温部の構造は種々変更してよく、セン
サ８をカバー材５３に設けた開口（図示せず）に嵌め込
み固定してよい。断熱材５１や金属板５３の設ける領域
は上述の例のようにセンサ８の存在領域及びこの近傍の
みならず、カテーテル本体の外周面の全周に設けてもよ
い。金属板５３の取り付けは嵌め込みによってよいし、
接着によってもよい。

金属板５３自体は、センサ８の熱的応答性を助長するた
めに熱伝導率の良い材質であることが望ましく、ステン
レス鋼（例えばＳ　Ｕ　３３０４．３１６．３１６Ｌ）
以外にも、金、銀、白金等が挙げられる。

断熱材５１として他に、高分子材料、無機材料の発泡体
が使用できる。また、センサ８もサーミスタ以外に熱電
対を使用することができる。上述の金属板５３は場合に
よっては使用しなくてもよい。

また、カテーテルの各部分の種類、サイズ、構造、材質
等は種々変更できる。

なお、本発明のカテーテルは、上述の如くに心臓に挿入
するだけでなく、他の部位にも適用可能である。

へ１発明の作用効果本発明は上述した如く、血液等の流体の測温部がカテー
テル本体とは実質的に断熱された状態で設けられている
ため、測定時に測温部と流体との間の熱伝導はもはやカ
テーテル本体を介しては行われず、効率的に流体との間
で行われることになる。この結果、流体の温度変化に迅
速に応答してその変化を検出できることになるから、誤
差を少なくして正確に流量を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の実施例を示すものであって、第１図はカテーテルの主要部の拡大断面図、第２図は第
１図の■−■線断面図、第３図は熱的応答性を比較して示すグラフ、第４図は温
度出力を比較して示すグラフ、第５図は心拍数による測
定誤差を比較して示すグラフ、第６図は他の例によるカテーテルの第１図と同様の断面
図である。第７図〜第１０図は従来例を示すものであって、第７図
は血流量測定時のカテーテル挿入状態を示す概略断面図
、第８図はカテーテルの概略正面図、第９図は血管内でのカテーテルを回路系と共に示す第８
図のＩＸ−ＩＸ線拡大断面図、第１０図は第８図のＸ−
Ｘ線拡大断面図である。なお、図面に示す符号において、１・・・・・・・・・大動脈２．２２・・・・・・・・・カテーテル４・・・・・・
・・・右心房５・・・・・・・・・右心室６・・・・・・・・・肺動脈７・・・・・・・・・注入液８・・・・・・・・・センサ（サーミスタ）１３・・・
・・・・・・カテーテル本体２８・・・・・・・・・測
温部３４・・・・・・・・・配線５０・・・・・・・・・凹部５１・・・・・・・・・断熱材５３・・・・・・・・・カバー材である。

Claims

【特許請求の範囲】

１、熱希釈法による流体の流量測定に用いるカテーテル
において、前記流体の温度を測定するための測温部がカ
テーテル本体とは実質的に断熱された状態で設けられて
いることを特徴とする流量測定用カテーテル。