JPH0442009B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は体内の動脈、静脈の血管内の血圧を精
度よく検知することができる体内留置型血圧計に
関する。

現在、手術室やICU（集中治療室）CCU（心疾
患治療室）における患者の血圧測定は、患者の手
術後の経過の状態を把握する上において非常に重
要である。

近年、IC技術の発展に伴う小型圧力センサー
の開発により、患者の血圧測定に使用される対外
式血圧計は、患者の手首、上腕等に粘着テープ等
で手軽に取付けて測定することができる小型で便
利なものになつた。

しかし、実際の測定においては、第１図に示す
ように体外で血圧測定を行う血圧計は、患者の体
内Ｄに穿刺する穿刺部Ａと小型の圧力センサーＢ
とがある距離をおいて、チユーブＣで接続された
態様である。したがつて、測定時には予めチユー
ブ内の気泡抜きをしておいたり、血液凝固あるい
は測定中血圧計の離脱の取り扱いに不便さがあ
る。さらに従来の体外血圧計は穿刺針、チユーブ
および血圧計自体のコンプライアンスの影響を受
けるため正確な血圧に相応する電気的な波形を記
録することができない種々の困難な問題をかかえ
ていた。

本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたもの
で、その目的は患者の動脈、静脈の血管の所望の
位置に容易に穿刺することができ、しかも血管内
に留置した状態で長時間の連続の血圧測定が安定
した状態で検知することができる装置を提供しよ
うとするものである。

すなわち、本発明の体内留置型血圧形は、血圧
センサーと該血圧センサーを貫挿し保持しておく
ためのガイドチユーブとよりなり、上記血圧セン
サーは先端が封止され、その先端から近傍の側面
に受圧穴を設けた可撓性チユーブと、該チユーブ
内で前記受圧穴に向き合つた位置に大気を導入で
きる通孔を有する基台と、前記通孔と前記受圧穴
との間に受圧ダイヤフラムを設け、該受圧ダイヤ
フラム上には圧力を検知する歪ゲージを配置し、
該受圧ダイヤフラム外の外周面上に曲げを検知す
る歪ゲージを配置するとともに前記基台上に載置
してなる圧力素子と、前記受圧穴と前記圧力素子
との間に設けた電気絶縁性で弾力性を有する保護
膜とからなり、前記ガイドチユーブは先端が細
く、可撓性があり、内腔壁は凹溝を有するととも
に前記血圧センサーを挿入したとき気密性が保持
できる中腔壁からなることを特徴とするものであ
る。

しかして、本発明によれば、患者の体内血管へ
の穿刺はガイドチユーブを介して挿入するので、
血管の所望の位置に容易に穿刺することができ
る。しかも、体内での血圧センサーはガイドチユ
ーブによつて保護された状態で維持されることか
ら長時間の測定においても安定した状態で血圧測
定をすることができる。

さらに、本発明の血圧センサーは、受圧ダイヤ
フラムの内臓する先端部が、被測定体である血液
と直接接触できるので、血液の圧力が精度良く検
知できる。その上、従来の欠点である気泡ぬき及
び長いチユーブによるコンプライアンスの影響を
受けることがないので、得られる電気的な圧力波
形はひずみのない正確なものである。そのため、
血管内の血圧の解析に非常に便利な情報を得るこ
とができる。

また、本発明血圧センサーに使用しているガイ
ドチユーブ及び可撓性チユーブはともに可撓性を
有する材質である。しかも先端部を極力細く柔軟
性に富むようにして、被測定体である血管内に挿
入した後でも患者の動きになじむようにしてあ
る。

しかしながら、あまりにも極度の患者の動き、
すなわちガイドチユーブ及び可撓性チユーブに曲
げが生ずると、圧力素子の板厚が大へん薄いため
に、該圧力素子は変形し、曲げによる出力が生
じ、実際の血圧による出力か、曲げによる出力か
の区別がつかなくなる。本発明は、不具合が生ず
ればただちに認識できるようにし、より精度よく
血圧の測定ができるのである。

以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明
する。

本発明の実施例である体内留置型血圧計は第２
図に示す如く柔軟性のあるガイドチユーブ１と該
ガイドチユーブ１に挿入した血圧センサー２とか
らなる。また、同図において、３は測定値を表示
する専用モニター装置である。

前記ガイドチユーブ１はポリエチレン、テフロ
ン等の材質で形成し、その表面は平滑性に優れ、
先端から根もとにかけては次第に太径となるテー
パー状１１とし、根もとの部分にはポリエチレン
製のツバ１２を一体的に形成する。また、該ガイ
ドチユーブ１の内側は平滑にすぐれ長期間の測定
により血のりにより密着してしまうことを防ぐた
めその長さ方向に縦状の凹溝を形成してある。

上記血圧センサー２の先端部に配した血圧検知
部分は、第３図に示す如く中空の可撓性チユーブ
２１を配置し、その先端は基台２２の端部２２ａ
によつて封止される。該先端から所定の距離をお
いた側面には受圧穴２３が設けられている。該受
圧穴２３と向き合つた位置には圧力素子２４を設
置した絶縁基体２２ｂを設ける。

該圧力素子２４は第４図に示す如く、化学的エ
ツチングにより矩形状にエツチングされた受圧ダ
イヤフラム２５を有している。該圧力素子２４は
長さ1.5mm、幅0.5mm、厚さ0.15mmであり、前記受
感ダイヤフラム２５は長さ0.4mm、幅0.2mm、厚さ
8μｍ程度である。該受圧ダイヤフラム２５の上
には拡散手法によつて４個の歪ゲージ２５ａ，２
５ｂ，２５ｃ，２５ｄが形成され、そのうち２個
の歪ゲージ２５ａ，２５ｂは周辺部分に設置す
る。該歪ゲージ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ
の各両端には拡散手法を用いた低抵抗のリード部
分２６により接続するが、これらのリード部分と
ゲージは拡散過程において同時に一体的に形成す
る。このリード部分２６は拡散リードと呼ばれ、
該拡散リードの端部にアルミ電極２７が蒸着によ
つて設ける。

該アルミ電極２７を除いた圧力素子２４の上面
全体にSiO₂膜が形成され、歪ゲージ２５ａ，２
５ｂ，２５ｃ，２５ｄと拡散リード２６との間の
電気絶縁を行う。

アルミ電極２７にはそれぞれ直径が約50μｍの
金線２８が超音波ボンデングにより接続し、外部
には電気信号を取り出すようにする。電気信号を
取り出すためには第５図に示すように４個のゲー
ジ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄでフルブリツ
ジ回路２５ｅを構成する。

フルブリツジ回路２５ｅの入力電圧はアルミ電
極２７ｆ、２７ｇに印加し、出力電圧はアルミ電
極２７ｈ，２７ｉから取り出す。圧力が受圧ダイ
ヤフラム２５に加わると中央部分のゲージ２５
ａ，２５ｂの抵抗値は減少し、反対に周辺部のゲ
ージ２５ｃ，２５ｄは増加する。その変化量は圧
力に比例しているので、該フルブリツジ回路２５
ｅからは、効果的に圧力に比例した電気信号を検
出することができる。

また、圧力素子上で圧力素子２４に配置した受
圧ダイヤフラム２５外の外周面上に曲げ応力検知
用歪ゲージ２対２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃ，
２１４ｄを不純物ホウ素の熱拡散あるいはイオン
注入等で形成する。そして該歪ゲージ２１４ａ、
２１４ｂ，２１４ｃ，２１４ｄからはアルミ蒸着
線２１５で電極２１６まで配線するとともに一体
的にブリツジ回路２１４ｅを構成する。該ブリツ
ジ回路２１４ｅからは、効果的に曲げ応力に比例
した電気信号を検知することができる。

基台２２はステンレス製で、全体の形状は可撓
性チユーブ２１の内径1.17mmに合わせて直径1.15
mm、長さ6.2mmの円柱形とし、その一部に絶縁基
体２２を載置する平らな素子設置部を設け、受圧
ダイヤフラム２５が向き合う絶縁基板２２ｂおよ
び基台２２の素子設置部には基準圧力を導入する
ための直径0.5mmの導入穴２２ｃを設ける。また
導入穴２２ｃに連結して基準圧力導入のための導
入溝２２ｄが設けられ、該導入溝２２ｄは圧力素
子２４の零点を安定に保つため可撓性チユーブ２
１の内部を通して大気に連結され、受圧ダイヤフ
ラム２５の下面に大気圧を導入できるようにして
ある。従つて圧力測定は大気圧を基準として行
う。

また、基台２２の他端には直径0.5mmのリード
穴を２２ｅを素子設置部に向けて貫通させ、それ
にリード線２９を通してエポキシ系接着剤で固着
する。

前記素子設置部に載置する圧力素子２４は絶縁
基板２２ｂに、従来のように接着剤等によつて強
固に固定するものではなく、単に設置し、温度変
化にともなう熱膨張係数の差異による基台からの
影響をなくすべくしている。

圧力素子２４を設置した後、可撓性チユーブ２
１の側面に受圧穴２３の内側に設置された圧力素
子２４の上面および周辺にはシリコンゴムの保護
膜２１１を充填して圧力シールを行う。該保護膜
２１１は圧力シールだけでなく、電気絶縁の向上
と機械的安全性の向上のために用いる。

さらに、血圧センサー２その先端の受圧穴２３
が前記ガイドチユーブ１の先端より突出し、被測
定体である血管内の血液中に直接浸し、血圧測定
ができるように少し長くしてある。また、該セン
サー２の根もとの部分には内臓する圧力素子２４
から引き出されたリード線２９を中継する電気コ
ネクター２１２を配置するとともに、測定中血液
等の体液がガイドチユーブ１内を介して外部に洩
れないように密封する。さらに、前記ガイドチユ
ーブ１と該センサー２とが容易に嵌合、脱着でき
るように止め部２１３を配置し、両者を固定でき
るようにしてある。

前記電気コネクター２１２の出力は専用モニタ
ー装置３に入力する。該専用モニター装置３は第
５図に示す。該専用モニター装置３は前記センサ
ー２に安定な電力を供給するとともに該センサー
２から得られる出力と表示するものである。

すなわち、前記センサー２の血圧を検知するブ
リツジ回路２５ｅはその出力を所定の信号の大き
さに増巾する差動増巾器３１と該作動増巾器３１
の出力を安全に増幅する絶縁増巾器３２を接続す
るとともに該絶縁増巾器３２の出力を信号処理す
る信号処理回路３３を設け、さらに該信号処理回
路３３の出力を表示計３４に各々接続する。該表
示計３４には前記センサー２に付加させる圧力が
直接表示できるように刻示する。

さらに、前記センサー２の曲げ応力を検知する
ブリツジ回路２１４ｅはその出力を所定の信号の
大きさに増巾する差動増巾器３８と誤差動増巾器
３８の出力に対し作動範囲を設定したレベル設定
器３９を設け、該レベル設定器３９の出力を警報
器４０ａおよび警報ランプ４０ｂに各々接続す
る。

一方、100Vの商用電源からは安全性を向上さ
せるための絶縁トランス３５を介して安定化電源
回路３６を接続し、さらに大電流が前記センサー
２に流れないように制限する電流制限回路３７を
介して前記センサー２に接続したものである。

また、使用時の便利さよりガイドチユーブ１の
内挿には該ガイドチユーブ１の内径より小さく、
長さにおいてはガイドチユーブ１より少し長めで
先端部が鋭利で着脱自在の金属針４を用いる。そ
して被測定体である血管内に挿入する場合に使用
する。

本実施例は上記構成したことにより、次の作用
効果を有する。即ち、この体内留置型血圧計を用
いて測定するに当たつては、第６−ａないし６−
ｃ図に示すように、体内留置型血圧計を患者の皮
膚より皮下組織を経て動脈又は静脈の血管壁に穿
刺する場合、まずその準備段階としてガイドチユ
ーブ１内に中実の金属針４を挿入固定した状態で
斜め方向より血管内に穿刺する（第６−ａ図）。
この場合、金属針４の先端部４ａは先鋭で、さら
にガイドチユーブ１の先端部もテーパ状１１にな
つているため、被検者の目的とする穿刺部位には
極めて容易に穿刺することができる。次に血管Ｄ
中にガイドチユーブ１の先端が刺入した時点で前
記金属針４を抜きとり（第６−ｂ図）、変わりに
血圧センサー２をガイドチユーブ１内に挿入し固
定する（第６−ｃ図）。

前記ガイドチユーブ１及び血圧センサー２はい
ずれも柔軟性を有する材質で形成してあるため挿
入後は皮下組織及び血管壁に対して無理な応力を
与えることなく、該血管壁に沿つた状態で位置で
きる。この状態でガイドチユーブ１をサージカル
テープで固定すれば患者に大きな負担をかけず該
センサー２を体内に留置することができる。

血管内に留置した該センサー２の先端部の側壁
には受圧穴２３が設けてあり、該受圧穴２３の下
面には接着性のシリコンゴムの保護膜２１１を介
して圧力素子２４が位置している。

従つて、血管内の血圧は静水圧として、該圧力
素子２４に加わることにより、該圧力素子２４の
ダイヤフラムは変形する。こん変形は圧力素子２
上に形成した受圧ダイヤフラム２５のゲージ２５
ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄの抵抗値の変化とな
り圧力に比例した抵抗変化を生ずる。

そして、該ゲージ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２
５ｄの抵抗変化は電気信号として専用モニター３
に出力する。

前記専用モニター装置３に入力した信号は差動
増巾器３１に入力して一定の大きさに増巾され、
絶縁増巾器３２に入力する。該絶縁増巾器３２に
入力した信号は電圧信号として信号処理回路３３
に出力し、該信号処理回路３３では入力した信号
を平均化、最大値、最低値、波形等に処理すると
ともに、表示計３４に出力する。

また、体外留置血圧センサー２を被測定体の血
管内に挿入した際、患者より大きな曲げ応力を受
けると圧力素子に配した曲げ応力検知用歪ゲージ
２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃ，２１４ｄの抵抗
値が変化し、同時に出力信号が専用モニター３に
出力され、該専用モニターには警報器が付加され
ているので警報器の差動により測定状態の不備を
知ることができ、該警報器の作動範囲をあらかじ
め設定しておけは測定状態での不具合が生ずれば
ただちに認識することができより精度よく血圧の
測定ができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の体外血圧計の取付状態を示す態
様図、第２図ないし第６−ｃ図は本発明の実施例
１を示し、第２図は体内留置型血圧計の構成図、
第３図は血圧センサーの断面図、第４図は血圧セ
ンサーの圧力素子を示す概要図、第５図は専用モ
ニター装置の回路図、第６−ａ、第６−ｂ、第６
−ｃ図は血圧センサーの取付状態を示す図。 １……ガイドチユーブ、２……血圧センサー、
３……専用モニター装置、４……金属針、２１…
…可撓性チユーブ、２２……基台、２３……受圧
穴、２４……圧力素子、２５……受圧ダイヤフラ
ム、２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ……歪ゲー
ジ、２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃ，２１４ｄ…
…曲げ応力検知用歪ゲージ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 血圧センサーと該血圧センサーを貫挿し保持
   しておくためのガイドチユーブとよりなり、 上記血圧センサーは先端が封止され、その先端
   から近傍の側面に受圧穴を設けた可撓性チユーブ
   と、該チユーブ内で前記受圧穴に向き合つた位置
   に大気を導入できる通孔を有する基台と、前記通
   孔と前記受圧穴との間に受圧ダイアフラムを設
   け、該受圧ダイヤフラム上には圧力を検知する歪
   ゲージを配置し、該受圧ダイヤフラム外の外周面
   上に曲げを検知する歪ゲージを配置するとともに
   前記基台上に載置してなる圧力素子と、 前記受圧穴と前記圧力素子との間に設けた電気
   絶縁性で弾力性を有する保護膜とからなり、 前記ガイドチユーブは先端が細く、可撓性があ
   り、内腔壁は凹溝を有するとともに前記血圧セン
   サーを挿入したとき気密性が保持できる中腔壁か
   らなる、 ことを特徴とする体内留置型血圧計。