JPH04102035A - 肺毛細血管圧測定用肺動脈カテーテル - Google Patents

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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、肺毛細血管圧（以下、Ｐｃということもある
。）を正確に測定するための肺動脈カテーテルに関する
。

更に詳しくは、本発明は肺水腫、成人呼吸窮迫症候群、
急性肺傷害などの患者管理の指標として極めて重要であ
る肺毛細血管圧（Ｐｃ）を正確かつ再現性よく測定する
ことができる肺毛細血管圧測定用の肺動脈カテーテルに
関するものである。

（従来技術） 肺毛細血管圧（Ｐｃ）は、原毛細血管から原毛細血管外
へ水分を移動させる最も重要な因子である。

このことは、臨床の場において肺毛細血管圧（Ｐｃ）の
正確な測定が可能になれば、急性肺傷害、成人呼吸窮迫
症候群（ＡＲＤＳ）、肺水腫など肺内において水分増加
を特徴とする病態の診断、評価、治療の指標を確立する
うえで極めて有用であることを示す。

一般に肺動脈系の診断情報を入手するために肺動脈カテ
ーテルが使用され、特に標準的なものは第３図に示され
るものである。

第３図に示される従来の標準的な肺動脈カテーテル（１
′）は、カテーテル本体（２′）の先端部位にバルーン
（ａ）を有するとともに、肺動脈系の圧力を測定するた
めの先端孔（ｂ）を有するものである。

前記バルーンは、カテーテルを例えば右向頚静脈より挿
入、血流により心臓の右心室を経由させ、肺動脈に到達
させるために必須のものである。なお、第３図には、心
拍出量を測定するためのサミスタ（Ｃ）や右心房の圧測
定・薬液注入用側孔（ｄ）が設けられたものが示されて
いる。

前記したバルーン（８）、肺動脈系の圧力を測定するた
めの先端孔（ｂ）、更にはサーミスタ（Ｃ）、右心房の
圧測定・薬液注入用側孔（ｔりは、カテテル本体（２′
）内の多室ルーメンを通してカテーテル本体外の操作系
や測定系に接続されることはいうまでもないことである
。第３図においては、バルーン（ａ）はバルーン膨脹用
ハブ（ａ′）、先端孔（ｂ）は先端孔（ｂ）用ハブ（ｂ
′）、サーミスタ（ｃ）はサーミスタ用コネクタ（Ｃ′
）に接続されている。

前記した、従来の肺動脈カテーテル（１′）の使用態様
が第４図に示される。

即ち、従来の肺動脈カテーテル（１′）は、血流によっ
て運搬されるようにバルーン（ａ）を膨脹させ、カテー
テル先端の圧をモニターしつつ大静脈を通して、右心房
→右心室を経由させ、肺動脈に至らしめる。更に進める
と膨脹したバルーン（３）が肺動脈に楔入し、肺動脈圧
波形が低下する。カテーテルの位置をここに定め、−旦
バルーン（ａ）の膨脹を解除すると再び元の肺動脈圧波
形が得られる。

第４図は、特にカテーテル本体のバルーン膨脹により肺
動脈から血流を停止させたとき、肺毛細管系の血圧がど
のように変化するかを示している。

即ち、第４図には、右心房、右心室、肺動脈、肺毛細管
、肺静脈、左心房における血圧（ｍｍＨｇ）の状態が示
されている。

第４図かられかるように、バルーン（ａ）の膨脹により
、肺動脈の血流は停止し、それ以後の血圧変化は第４図
の肺動脈→肺毛細管→肺静脈の部位に示される圧波形、
即ち、次第に漸減し、ついには左心房において最小圧と
なる圧波形で示されるものとなる。左心房部位における
最小圧は、肺動脈楔（きつ）入圧　ＰＣＷＰ（Ｐｕ１ｍ
ｏｎ！ｒｙ　ｃａｐｉｌｌａｒ７ｗｅｄｇｅ　ｐｒｅｓ
ｓｕｒｅ）　　と呼ばれるものである。

前記した従来の肺動脈カテーテル（１′）を用いて肺毛
細管系の圧力の変化（第４図の前述した血圧が漸減する
閉塞圧波形）をみることによって、肺毛細管系の状態が
正常であるのか異常であるのかを検出できる可能性があ
る。

その場合、例えば、前記したバルーン膨脹後の漸減する
閉塞圧波形を所定の時間（１）を変数とした単指数関数
に適合させ、これを閉塞時（１＝　Ｏ）に外挿して肺毛
細血管圧（Ｐｃ）とみなすことが可能である。

しかしながら、前記したようなアプローチにより肺毛細
血管圧（Ｐｃ）を求めようとする場合、バルーンによる
閉塞の瞬間の正確な決定がもつとも重要なポイントとな
る。というのは、前記のようにして単指数関数を閉塞時
に外挿してＰｃを決定しようとする場合、閉塞の瞬間の
決定が０．３秒ずれただけでＰｃの値に５０％の誤差を
生じてしまうからである（正常肺における計算）。従っ
て病的な肺においては、さらに誤差の程度は増大し、測
定の信頼性と臨床的価値をまったく失わせてしまうこと
になる。この点を第４図により説明すると、従来の肺動
脈カテーテルを用いて、閉塞前の肺動脈圧波形を念頭に
置いて、その波形から変化を始めた時点として閉塞の瞬
間を決定する方法は、以下の理由から非常に曖昧で不正
確でなものである。１）閉塞による圧波形の変化が必ず
しも急激でないこと（特に肺動脈拡張期）、２）肺動脈
圧自体が不整脈などにより必ずしも前心拍の正確な繰り
返してはないこと、３）バルーン膨脹による肺血流の変
化や、カテーテルの振動や末梢への移動が閉塞時点の付
近の圧波形に乱れを生じることなどである。

従って、この方法は閉塞の瞬間の決定が不正確であるた
め、Ｐｃの信頼性が低く臨床的に価値のある指標にはな
りえない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、前記した従来型の先端部位により肺動脈を閉
塞するバルーンを有する肺動脈カテーテルを用いて肺毛
細血管圧（Ｐｃ）を測定しようとする場合の欠点を解消
しようとするものであり、本発明により、正確かつ再現
性に優れたＰｃデータを入手することができる肺毛細血
管圧（Ｐｃ）測定用の肺動脈カテーテルが提供される。

また、本発明は本発明のＰｃ測定用の肺動脈カテーテル
を用いてＰｃデタを測定する測定方法をも提供しようと
するものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明を概説すれば、本発明は第１に先端部位に膨脹に
より肺動脈を閉塞するバルーンを有する肺動脈カテーテ
ルにおいて、 （Ｉ）、バルーン膨脹による肺動脈閉塞後に肺毛細管系
の圧力状態を検出するためにカテーテルの先端部に設け
られた第１ポート、 （Ｉ）、バルーン膨脹による肺動脈閉塞後に肺動脈系の
圧力状態を検出するためにバルーンの近傍部位に設けら
れた第２ポート、 の第１ポート及び第２ポートを有することを特徴とする
肺毛細血管圧測定用肺動脈カテーテルに関し、第二に前
記肺毛細血管圧測定用肺動脈カテテルを使用して、 （Ｉ）、バルーン膨脹後、第１ポートの圧測定系により
肺毛細管系の圧波形を求めること、（Ｉｉ）、バルーン
膨脹後、第２ポートの圧測定系により肺動脈系の圧波形
を求めること、 （ＩｉＤ　、前記（Ｉ）と（Ｉｉ）の圧波形を重合し、
二つの圧波形が解離する瞬間を検出してバルーンによる
肺動脈閉塞時点を求めること、 横、肺動脈閉塞後、所定時間後の第１ポートにより検出
される肺毛細管系の圧波形を下記単指数関数（１）に曲
線適合させること、Ｐ　（ｔ）　＝　Ａ−ｅｘｐ　（−
ｋｌ）　＋　ＰＣＷＰ−−（１）但し、＾、にはパラメ
ータを示す。

ｐｃｗｐは、肺動脈閉塞後の第１ポートにより測定され
る肺毛細管系の圧波 形の最小値を示す。

（■）、前記単指数関数（１）を肺動脈閉塞の瞬間に外
挿（１・０）　　して、下式（２）により肺毛細血管圧
Ｐｃを求めること、 Ｐｃｍ　Ａ　十ＰＣＷＰ・・・・・・・・・・旧・・（
２）よりなることを特徴とする肺毛細血管圧の測定方法
に関するものである。

以下、本発明の構成を具体的に説明する。

従来の肺動脈カテーテル、例えば標準的な５ｖｕ−Ｇａ
ｎｒカテーテルを用いて肺毛細血管圧（Ｐｃ）を測定し
ようとするとき、正確かつ再現性に優れたデータを入手
することができないことは前述した通りである。

即ち、肺動脈→肺毛細管→肺静脈系において、肺動脈閉
塞により第４図に示されるような漸減する閉塞圧波形が
得られるが、これを所定の時間（１）を変数とした単指
数関数に適合させ、ｌ＝Ｑに外挿してその初期条件から
Ｐｃを算出しようとする場合、肺動脈の閉塞時（ｔ　＝
　Ｏ）の設定が困難であるとともに、閉塞直後の閉塞圧
波形の乱れを除去するために、どのような所定時間後の
閉塞圧波形をもって単指数関数に曲線適合させるべきで
あるかが問題となる。

本発明は、これら問題点を解決するために、従来の先端
部位に膨脹により肺動脈を閉塞するバルーンを有し、か
つ、先端に肺動脈閉塞後に原毛細血管系の圧力を検出す
るための第１ポートを有する肺動脈カテーテルにおいて
、該バルーンの後方部位に肺動脈閉塞後に肺動脈系の圧
力を測定するための第２ポートを設ける点に最大の特徴
を有する。より具体的には、カテーテルの先端部の第１
ポートのほかにバルーンの近傍部位、例えば１ａｌ＋近
位に第２ポートを設けるものである。そして、第１及び
第２ポートを通して圧測定を行なうには、カテーテル本
体内部の圧測定ルーメンによって行なってもよいし、半
導体マイクロ圧トランスデユーサをその部位に設置して
行なってもよい。また、通常、心拍出量測定のために５
ｖａｎ−Ｇａｎｒカテーテルの右心房ポートを肺動脈に
移行させて第２ボトとしてもよく、更にはトリプルルー
メンにしてその１つを第２ポート用にしてもよい。

本発明において、肺動脈カテーテルを前記したように構
成し、バルーンを膨脹させた後、第１ポトを介して肺毛
細管系の圧力を、第２ポートを介して肺動脈系の圧力を
測定し、比較解析することにより、正確に肺動脈の時刻
（瞬間）を検出することができる。以下、この点につい
て詳しく説明する。

本発明においては、例えば第１及び第２ポートによる圧
測定系（血圧トランスデユーサ、アンプ）は、信号処理
、演算システム、液晶デイスプレィから構成される肺毛
細血管圧解析コンピュータに接続され所要の解析がなさ
れる。より具体的には、前例の場合、二つの圧測定系は
大気に解放され圧測定系のゼロバランスがとられる。次
いで第１及び第２ポートの肺動脈圧波形が表示され、バ
ルーンが膨脹していないときは両ポートは同一の圧を測
定しているので解析コンピュータは二つのトランスデユ
ーサの感度補正を行ない、二つの肺動脈圧波形を自動的
に重ね合せるようにする。即ち、第１ポートによる肺動
脈閉塞後の肺毛細管系の圧波形と第２ポートによる肺動
脈閉塞後の肺動脈系の圧波形を重合する。

二つの圧波形の重合により、肺動脈閉塞時に第１ポート
からの圧波形が第２ポートからの圧波形から解離（分離
）して急速に低下するため、肺動脈閉塞の瞬間を正確に
検出することができる。

第１図に前記した、本発明の肺毛細血管圧測定用肺動脈
カテーテル（１）の概略を示す。第１図のカテーテル（
１）は、外径約２■のカテーテル本体（２）、カテーテ
ル本体（２）の先端部位に固定された外径約１ａｎのバ
ルーン（３）、先端部で開口した第１ポート（４）、該
バルーンよりｌａｎの距離をおいてカテーテル本体に開
口して設けた第２ポート（５）からなるものである。第
１図のフラッシュラインは生理食塩水を流通させるもの
である。

なお、第１図には、第１ポート及び第２ポートの圧測定
系（圧トランスデユーサで測定）からのデータが、肺毛
細血管圧解析コンピュータに取込まれる点も示されてい
る。これらの圧データは、例えば２ＱＯＬでコンピュー
タに取込み、前記した処理、解析を行なえばよい。

次に多くの症例により検証された第１ポートによる圧波
形の特徴について説明する。

肺動脈閉塞直後、第１ポートからの圧波形（後述する第
２図の■圧波形を参照）は急速に低下しく急速低下相）
、以後肺動脈楔入圧に向かって緩かに低下する（緩除低
下相）。閉塞後早期の急速低下相は、閉塞された肺動脈
から肺毛細血管への血液の放出に対応しており、またこ
の時期の圧波形にはバルーンの影響も無視できないもの
である。

前記急速低下相の所要時間は、症例により０．１秒〜０
．２秒とバラツキがみられるものの、全例において０．
３秒以前には完結することが確かめられた。

一方、緩除低下相は肺毛細血管から肺静脈の方向へのゆ
っくりとした血液の放出に対応しておりこの緩除低下相
の圧変化を閉塞時点まで逆に外挿すれば、閉塞の瞬間に
おける肺毛細血管圧（Ｐｃ）を決定することができる。

なお、全例の第２ポートからの圧波形（後述する第２図
の■圧波形を参照）において、バルーン閉塞後に有意な
上昇がみられ、これは肺血流が非閉塞肺血管にシフトし
たことによるものである。前記した閉塞によりバルーン
近位部の肺動脈圧が変化するという事実は、従来の肺動
脈カテーテルで肺動脈近位部の圧が変化しないという前
提のもとて閉塞時点を決定することの矛盾を指摘するも
のである。

以上のことから、急速低下が完結する時間（（１）、具
体的には　＋＋＝０．３秒以降の圧波形を前記単指数関
数（１）に曲線適合させ、パラメータ（人、Ｋ）を決定
しく２）式によりＰｃを求めることができる。

なお、単指数関数（１）のｐｃｗｐは、肺毛細管系の最
小値、即ち、第４図に示されるように肺静脈から左心房
にかけて漸減し、左心房か示す最小圧である。

本発明において、前記したように肺動脈閉塞時（ｔ　＝
　Ｏ）が正確に求められ、かつ圧波形の単指数関数（１
）が正確に決定されることから、前記単指数関数開口（
１）をｌ＝ｏに外挿して、目的とする肺毛細血管圧（Ｐ
ｃ）を正確に決定することができる。

第２図に、第１ポート及び第２ポートの圧測定系で入手
された圧データを１＝０で重ね合せ、目的とする肺毛細
血管圧（Ｐｃ）を求める方法が図示されている。

第２図において、圧波形■は肺動脈閉塞後に第２ポート
で検出されるもので、圧波形■は第１ボトで検出される
ものである。

また、１−０以降の全区間の閉塞波形に対して、例えば
下記関数（複合指数関数）（３）を曲線適合させて、前
記（２）式または下記（３）式によりＰｃを決定するこ
とも、煩雑さや信頼性は別として可能である。

Ｐ（１）＝＾・ｅｘｐ　（−ｋｌ）　＋Ｂ−ｅｘｐ　（
−Ｉｔ）　＋　ＰＣＷＰ’・−（３）（但し、人、　ｋ
、　Ｂ、　ｌ　はパラメータを示す。１〉ｋ）Ｐｃｍ　
　（１−に／Ｉ）・＾＋ＰＣＷＰ・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（４）（実
施例） （Ｉ）　　第１図に示される第１ポートのほかに、バル
ーンのｌａｎ近位に第２ポートを有する肺動脈カテーテ
ルを開腹術または開心術患者を対象に、右向頚動脈より
挿入した。二つのポートを同一構成の圧測定系（スペク
トラメラド社製圧トランスデユーサ）に接続し、両ポー
トの周波数特性がマツチし適正であるかを調べた。両ポ
ートの周波数特性が適正でない場合は、可変ダンピング
装置により調整し、両ポートの周波数特性をマツチさせ
た。

次に、全身麻酔が安定した後、無呼吸下に５秒間の肺動
脈閉塞圧波形を数回反復測定し、解析装置で解析した。

即ち、肺動脈閉塞後、０３秒以降の閉塞圧波形（第２図
の■）に対し、前記単指数関数（１）に曲線適合して、
パラメータのＡ−ｋを決定し、次いて１＝０に外挿して
肺毛細血管圧（Ｐｃ）を求める前記関係式（２）により
Ｐｃを決定した。

（Ｉ）ＰＣ測定データ 症例により下記の第１表の平均データが求められた。

（以下余白） 第１表のデータから、肺血管外水分量が増加する病態に
はＰｃ（原毛細血管圧）の異常な上昇が密接に関係して
いることが明かである。従って、その治療の原毛細血管
圧を可及的に低く保つことが重要になる。現在、従来の
肺動脈カテーテルを用いて測られているｐｃｗｐは６原
性肺水腫の時には異常な上昇を示し、その診断や治療の
有用な指標として用いられている。しかし、もっと難治
性で死亡率の高い急性肺傷害やＡＲＤＳでは、ＰＣＷＰ
は正常値をとり、病態の重症度の評価や治療の指標とし
てまったく役立たない。これに対しＰｃ（原毛細血管圧
）は原水分量を増加させるもっとも直接的な因子であり
、このような病態においても異常な上昇を示し、臨床上
極めて有用な指標であるといえる。

〔発明の効果〕

本発明の肺毛細血管圧測定用の肺動脈カテーテルは、原
毛細血管圧を正確に、かつ再現性よく測定することがで
きる。従って、本発明のカテーテルは原毛細血管圧と極
めて相関の高い肺内の水分増加を特徴とする病態の診断
、評価、治療の指標を確立するうえて、極めて有用なも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の肺毛細血管圧測定用肺動脈カテーテ
ルの概略を示すものである。 第２図は、本発明により原毛細血管圧（Ｐｃ）を求める
方法を説明する図である。 第３図は、従来の標準的な肺動脈カテーテルの概略図で
ある。 第４図は、従来の肺動脈カテーテルを使用して検出され
る各部位における肺動脈圧波形を示す下記略図である。 １・・・・・・肺毛細血管圧測定用肺動脈カテーテル２
・・・・・・カテーテル本体 ３・・・・・・バルーン ４・・・・・・第１ポート ５・・・・・・第２ポート 第 第 図 ２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、先端部位に膨脹により肺動脈を閉塞するバルーンを
   有する肺動脈カテーテルにおいて、 （ I ）、バルーン膨脹による肺動脈閉塞後に肺毛細管
   系の圧力状態を検出するためにカテーテルの先端部に設
   けられた第１ポート、 （II）、バルーン膨脹による肺動脈閉塞後に肺動脈系の
   圧力状態を検出するためにバルーンの近傍部位に設けら
   れた第２ポート、 の第１ポート及び第２ポートを有することを特徴とする
   肺毛細血管圧測定用肺動脈カテーテル。 ２、バルーンの近傍部位に設けられた第２ポートが、バ
   ルーンより所望の距離をおいて設けられたものである請
   求項第１項に記載の肺毛細血管圧測定用肺動脈カテーテ
   ル。 ３、バルーンの近傍部位に設けられた第２ポートが、バ
   ルーンより１ｃｍの距離をおいて設けられたものである
   請求項第２項に記載の肺毛細血管圧測定用肺動脈カテー
   テル。 ４、第１ポート及び第２ポートが圧電素子に接続された
   ものである請求項第１項に記載の肺毛細血管圧測定用肺
   動脈カテーテル。 ５、第１ポート及び第２ポートが半導体マイクロ圧トラ
   ンスデューサである請求項第４項に記載の肺毛細血管圧
   測定用肺動脈カテーテル。 ６、請求項第１項に記載の肺毛細血管圧測定用肺動脈カ
   テーテルを使用して、 （ I ）、バルーン膨脹後、第１ポートの圧測定系によ
   り肺毛細管系の圧波形を求めること、 （II）、バルーン膨脹後、第２ポートの圧測定系により
   肺動脈系の圧波形を求めること、 （III）、前記（ I ）と（II）の圧波形を重合し、二つ
   の圧波形が解離する瞬間を検出してバルーンによる肺動
   脈閉塞時点を求めること、 （IV）、肺動脈閉塞後、所定時間後の第１ポートにより
   検出される肺毛細管系の圧波形を下記単指数関数（１）
   に曲線適合させること、 ｐ（ｔ）＝Ａ・ｅｘｐ（−ｋｔ）＋ＰＣＷＰ・・・・・
   ・・・・（１）但し、Ａ、ｋはパラメータを示す。 ＰＣＷＰは、肺動脈閉塞後の第１ポート により測定される肺毛細管系の圧波 形の最小値を示す。 （Ｖ）、前記単指数関数（１）を肺動脈閉塞の瞬間に外
   挿（ｔ＝０）して、下式（２）により肺毛細血管圧Ｐｃ
   を求めること、 Ｐｃ＝Ａ＋ＰＣＷＰ・・・・・・・・・・・・・・・（
   ２）よりなることを特徴とする肺毛細血管圧の測定方法
   。 ７、肺動脈閉塞後、０．３秒以降に第１ポートにより検
   出される肺毛細管系の圧波形を、前記単指数関数（１）
   に曲線適合させる請求項第６項に記載の肺毛細血管圧の
   測定方法。