JPH0243364Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は生体の組織血流を計測するときに用い
る組織血流量計測用センサに関する。

（従来の技術） 組織血流量測定法としては、熱伝導率法、クリ
アランス法、ドプラー法など各種の方法が開発さ
れているが、このうち熱伝導率法は特に脳外科領
域において広く臨床応用されている。この熱伝導
率法にはコンスタントカレントヒーテイング法
（CC法）と、セルフアジヤストカレントヒーテイ
ング法（SC法）とがある。CC法は、生体の組織
表面に密着させた１対の熱伝導部材の一方に一定
の熱量を与え、また他方から一定の熱量を奪い、
または上記１対の熱伝導部材の一方にのみ一定の
熱量を与え、この一対の熱伝導部材間の温度差を
測定し、この温度差が熱伝導率に反比例し、また
熱伝導率が血流量に比例することから血流量を測
定する方法である。SC法は生体の組織表面に密
着させた１対の熱伝導部材の一方に熱を与えると
共に他方から熱を奪い、この１対の熱伝導部材間
の温度差が一定になるように上記一方に与える熱
量と上記他方から奪う熱量を制御してこれらの熱
量から血流量を求めるか、または上記１対の熱伝
導部材の一方にのみ熱を与え、この１対の熱伝導
部材間の温度差が一定になるように上記一方に与
える熱量を制御し、これらの熱量から血流量を求
める方法である。これらの方法において、１対の
熱伝導部材の一方に熱を与え、他方から熱を奪う
素子としては、例えばペルチエスタツクが用いら
れ、上記１対の熱伝導部材の一方のみに熱を与え
る素子としては例えば抵抗線、サーミスタが用い
られている。

第５図及び第６図にペルチエスタツクを用いた
従来の組織血流量計測用センサを示す。第５図は
センサの断面図、第６図はその底面を示す図であ
る。ペルチエスタツクとはペルチエ効果、すなわ
ち２種の異なる金属の接合点に電流が流れると熱
の発生あるいは吸収が生じる効果を有する素子の
ことである。第５図、第６図に示すようにペルチ
エスタツク１の発熱側及び吸熱側にはそれぞれ断
面Ｌ字形の金属板２，３が取付けられている。セ
ンサ内部においてコンスタンタン線１１の両端に
は夫々銅線９，１０が接続され、コンスタンタン
線１１と銅線９、コンスタンタン線１１と銅線１
０は夫々熱電対４，５を構成し、夫々の接続点は
金属板２，３の基部の裏側（センサの内部側）中
央部に対し絶縁された状態で接着されている。ペ
ルチエスタツク１からは銅線７，８が引出されて
いる。銅線７，８，９，１０は１つにまとめら
れ、センサケーブル１５となつている。そしてこ
れらのペルチエスタツク１、金属板２，３、コン
スタンタン線１１、銅線９，１０の一部は円柱状
の合成樹脂部材６によつて一体に成形封止されて
いる。

前記ペルチエスタツク１に銅線７，８を介して
一定の電流を通電すると、金属板２は一定の熱を
発生し金属板３は一定の熱を吸収して金属板２，
３間に温度勾配が発生する。このセンサを生体の
組織の測定部位に密着させて通電すると、通電に
よつて生じた金属板２，３間の温度勾配が組織血
流量に応じて変化す。この血流量は組織への熱伝
導率に比例し熱伝導率は金属板２，３間の温度差
に反比例するので、血流量はこの温度差に反比例
する。従つてこの温度差を熱電対４，５により熱
起電力差として測定することにより組織血流を測
定することができる。以上の方法が前述したCC
法である。

一方SC法の場合は金属板２，３間の温度差が
一定になるようにペルチエスタツク１に通電する
電流を制御し、この電流値から血流量を求めるこ
とになる。

（考案が解決しようとする問題点） 上述した従来の組織血流量計測用センサは、例
えば直径13mm、高さ３mmの場合には重量が0.6gr
と極めて軽量であつた。このため第５図に示すよ
うに、生体の組織１６の表面に金属板２，３を密
着させるためには生理食塩水を含ませたガーゼ１
７（または綿）をセンサの上に載せたり、スプリ
ングで押えたり、またはフツクに糸で縫いつけて
ハウジングしたりせねばならず、センサの生体へ
の装着が困難あるという問題があつた。またセン
サにガーゼや綿を載せるとセンサと組織との接触
状態が目視できないという欠点もあつた。さらに
また計測中に体液や血液がセンサの周りに付着し
てセンサの周囲の状況が変化したり、生食ガーゼ
などが乾燥状態になると組織表面への接触状態が
変化したり、センサ内の金属板、ペルチエスタツ
ク、あるいは抵抗線が周囲からの熱の影響を受
け、正確な測定ができないという問題があつた。

本考案はこのような従来のセンサの欠点に鑑み
なされたもので、その目的は、温度差検出のため
の１対の熱伝導部材が生体の組織表面に確実に密
着し、このような熱伝導部材や、これを加熱また
は冷却する素子が周囲の熱の影響を容易には受け
ないようにすることである。

（問題点を解決するための手段） そこで本考案では、所定の間隔をあけて配置さ
れる温度差検出用の１対の熱伝導部材と、この１
対の熱伝導部材の一方を加熱し他方を冷却する吸
発熱素子あるいは上記１対の熱伝導部材の一方の
みを加熱するための発熱素子を金属製のハウジン
グ内にこのハウジングの内壁との間に空隙を有し
た状態で断熱材により固定し、上記１対の熱伝導
部材の生体と接触する面を上記ハウジングの外側
に露出させた状態で上記ハウジングの開口部を密
閉して組織血流量計測用センサを作成した。

（作用） 上記の構成のセンサを生体の組織表面に装着す
れば、ハウジングの自重により熱伝導部材を生体
側に押圧することになるので、一定の圧力で熱伝
導部材を生体組織に密着させることができる。ま
た熱伝導部材及び吸発熱素子または熱伝導部材及
び発熱素子とハウジング内壁との間に空気層が形
成されているため断熱効果がよく、このセンサの
周囲に体液や血液が付着するなどして周囲の条件
が変化しても、測定結果に与える影響は非常に少
なくなる。

（実施例） 以下、本考案に係る組織血流量計測用センサの
一実施例を図面を参照して説明する。

第１図及び第２図に本考案の一実施例を示す。
第２図は本考案の組織血流量計測用センサの斜視
図、第１図はその−断面図である。これらの
図において第５図及び第６図に示す従来例と同一
または同等部分には同一符号を付して示す。ステ
ンレス鋼で有底中空円筒状に形成されたハウジン
グ２２内にペルチエスタツク１が収納されてお
り、このペルチエスタツク１の発熱側及び吸熱側
にはそれぞれ断面Ｌ字形の金属板２，３が取付け
られている。本実施例ではこのように温度差検出
用の熱伝導部材として金を使用している。これら
の金属板２，３の基部はその底面が外部に露出し
た状態で合成樹脂板２３に固定されている。この
合成樹脂板２３は、同じく合成樹脂製のリング２
６によつてハウジング２２の内周に固定されてい
る。合成樹脂板２３およびリング２６によつて、
ハウジング２２の開口部は密閉されている。この
ように合成樹脂板２３およびリング２６は、ペル
チエスタツク１および金属板２，３をハウジング
２２に固定する固定手段と、ハウジング２２の開
口部を密閉する密閉手段とを兼ねている。金属板
２，３及びペルチエスタツク１とハウジング２２
の内壁との間には空気層が形成されている。ペル
チエスタツク１からは銅線７，８が引出されてい
る。センサ内部においてコンスタンタン線１１の
両端には夫々銅線９，１０が接続され、コンスタ
ンタン線１１と銅線９、コンスタンタン線１１と
銅線１０は夫々熱電対４，５を構成し、夫々の接
続点は金属板２，３の基部の裏側（センサの内部
側）中央部に対し絶縁された状態で接着されてい
る。銅線７，８，９，１０はセンサケーブル１５
として１つにまとめられており、このセンサケー
ブル１５はハウジング２２に設けられた孔１７か
らハウジング２２の外側へ引出されている。孔１
７において、センサケーブル１５とハウジング２
２との間隙は合成樹脂の充填材１８で充填されて
いる。本実施例では、ハウジング２２は、外径12
mm、高さ６mm、厚さ２mmであり、このセンサの総
重量は約４ｇである。

このように構成されたセンサの使用にあたつて
は、このセンサを生体組織の測定部位に載置す
る。そして、測定部位に載置されたセンサは、自
重により生体組織に押し付けられ、その底面に設
けられた金属板２，３は生体組織と密着した状態
とされる。

本実施例によれば、常に一定の圧力で金属板
２，３を組織に密着させることができる。従つて
従来のように、ガーゼや綿などをセンサの上にの
せる必要がないため、これらの乾燥による変動を
なくすことができる。さらにセンサと組織面の接
触状態を目視で直接確認することができる利点も
ある。またセンサを例えば、脳組織に載置した場
合、脳圧が上下したり体動があつたりした後で
も、センサの自重により、変動前の圧力と同じ圧
力で金属板２，３を組織表面に密着させることが
できる。また測定中に体液や血液がセンサに付着
しても、ハウジング２２内には空気層が形成され
ているため断熱効果があり、これらがセンサ出力
に影響を及ぼすことは非常に少なくなる。

上述した実施例の効果はCC法、SC法のいずれ
においても同様である。上述した実施例ではペル
チエスタツクを用いたセンサであるが、抵抗線や
サーミスタを用いたセンサであつても本実施例と
同等の構成とすれば同様の効果を得ることができ
る。なお、本実施例ではハウジング２２がステン
レス鋼であり、金属板２，３が金である場合につ
いて説明したが、これらの材質はステンレス鋼及
び金に限定されるものではない。さらにまたハウ
ジング２２の形状も円筒状に限定されるものでは
なく、例えば多角形状のものであつてもよい。な
お、ハウジング２２の底面の周縁部に両面粘着テ
ープを設けて取付ければ、このセンサの装着はさ
らに安定する。

第４図に熱伝導率法に用いられるセンサの重さ
と、そのセンンサの出力電圧との関係を得るため
に行なつた実験結果を示す。この実験は、第３図
に示すように、動物実験で予め校正されたセンサ
で校正された熱伝導板３１上にセンサ３０を置
き、その上に分銅３２を載せ、その分銅３２の重
さを増やしていつた場合のセンサ出力電圧の逆数
の変化を記録したものである。このセンサ３０
は、直径８mm、高さ４mm、重さ0.5ｇ、リード線
横出し方式である。熱伝導板３１にはネオプレン
ゴムが用いられている。第４図に示すように、自
重（0.5ｇ）のみではセンサ３０の底面と熱伝導
板３１との接触が確実でないので、センサ出力電
圧は高くなる。このため血流換算値は実際の血流
よりも低い値を採ることになる。次に分銅３２を
１ｇとする（総重量1.5ｇとなる）と、センサ出
力電圧は安定するが、次に分銅３２を２ｇとする
（総重量2.5ｇとなる）場合よりも、センサ出力電
圧の逆数は低くなつている。分銅３２を２ｇ以上
とした場合（総重量2.5ｇ以上）ではセンサ出力
電圧が略一定している。従つて、この結果から総
重量が2.5ｇ以上であれば正確でかつ安定したセ
ンサ出力電圧を得ることができる。しかし、生体
実験から、5.5ｇ程度以上になると脳に対する圧
迫が強すぎて、脳が陥没する事態となる。このた
め、センサの総重量としては2.5ｇ〜５ｇ程度が
適当である。

［考案の効果］ 上述したように、本考案によれば、温度差が発
生する１対の熱伝導部材をハウジングの自重によ
り生体側に押圧するようにしたので、これらの熱
伝導部材を確実に生体組織に密着させることがで
きる。更にこれらの熱伝導部材とこれらの熱伝導
部材の一方を加熱し他方を冷却する素子またはこ
れらの熱伝導部材の一のみを加熱する発熱素子を
空気による断熱層を介してハウジングで被覆する
構成としたので、これらの熱伝導部材および素子
が外部から受ける熱の影響を少なくすることがで
きる。このため、本考案によれば、正確に組織血
流量を計測することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る組織血流量計測用センサ
の一実施例を示す断面図、第２図は第１図に示し
たセンサの外観斜視図、第３図は組織血流量計測
用センサの重さと出力電圧との関係を明らかにす
るため行なつた実験の説明図、第４図はその実験
結果を示す図、第５図および第６図は従来の組織
血流量計測用センサを示す図である。 １…ペルチエスタツク、２，３…金属板（熱伝
導部材）、４，５…熱電対、２２…ハウジング、
２３…合成樹脂板、２６…リング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 所定の間隔をあけて配置された１対の熱伝導部
   材と、この１対の熱伝導部材の一方を加熱し他方
   を冷却する吸発熱素子あるいは前記１対の熱伝導
   部材の一方のみを加熱する発熱素子を備えた組織
   血流量計測用センサにおいて、開口部を有する金
   属製のハウジングと、前記１対の熱伝導部材と前
   記吸発熱素子または前記１対の熱伝導部材と前記
   発熱素子を前記ハウジング内に前記ハウジングの
   内壁との間に空隙を有するようにして断熱材によ
   り固定する固定手段と、前記１対の熱伝導部材の
   生体と接触する面を前記ハウジングの外側に露出
   させた状態で前記開口部を密閉する密閉手段とを
   具備することを特徴とする組織血流量計測用セン
   サ。