JPH0562539B2 - - Google Patents
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- JPH0562539B2 JPH0562539B2 JP63281371A JP28137188A JPH0562539B2 JP H0562539 B2 JPH0562539 B2 JP H0562539B2 JP 63281371 A JP63281371 A JP 63281371A JP 28137188 A JP28137188 A JP 28137188A JP H0562539 B2 JPH0562539 B2 JP H0562539B2
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- cardiac output
- blood
- blood flow
- flow velocity
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
- A61B5/026—Measuring blood flow
- A61B5/029—Measuring blood output from the heart, e.g. minute volume
-
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Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、心機能検査、心臓手術等の術中、術
後の心拍出量管理を行う場合等に使用される心拍
出量測定装置に関するものである。
後の心拍出量管理を行う場合等に使用される心拍
出量測定装置に関するものである。
[従来の技術]
従来より、心機能検査のために右心カール法に
よつて心拍出量を測定するには指示薬希釈法が用
いられている。この指示薬希釈法には熱拡散法か
ら心拍出量を求める熱希釈法と、色素の拡散によ
る照度の変化から心拍出量を求める色素希釈法等
があるが、ここでは、本願出願との関連性が比較
的に高い熱希釈法について説明する。
よつて心拍出量を測定するには指示薬希釈法が用
いられている。この指示薬希釈法には熱拡散法か
ら心拍出量を求める熱希釈法と、色素の拡散によ
る照度の変化から心拍出量を求める色素希釈法等
があるが、ここでは、本願出願との関連性が比較
的に高い熱希釈法について説明する。
熱希釈法の一種である右心カテーテル法では、
カテーテル先端が肺動脈中にまた、カテーテルの
指示薬注入口が右心房に位置するようにされる。
カテーテル先端が肺動脈中にまた、カテーテルの
指示薬注入口が右心房に位置するようにされる。
第4図にカテーテルの導管される様子を示す。
第4図において、頸静脈、大腿静脈、肘帯静脈
等からカテーテルKが導管され、上大静脈あるい
は下大静脈、右心房RA、右心室RVを経て、そ
の先端が肺動脈中に位置するように保留される。
等からカテーテルKが導管され、上大静脈あるい
は下大静脈、右心房RA、右心室RVを経て、そ
の先端が肺動脈中に位置するように保留される。
一方、このカテーテルKには右心房RAに位置
するようにされた吐出口と、肺動脈に位置するよ
うにされたサーミスタTがそれぞれ配置されてい
る。
するようにされた吐出口と、肺動脈に位置するよ
うにされたサーミスタTがそれぞれ配置されてい
る。
仮に、吐出口から血液温度より高温もしくは低
温の指示液(薬)が右心房RAに注入される場合
に、この指示液は右心房RA、右心室RVにおい
て拡散されて希釈されることになる。この希釈さ
れた指示液の温度を肺動脈中に位置したサーミス
タTによつて検知し、第5図に示される温度の希
釈曲線(すなわち、時間に対する温度変化の曲
線)を得て、その曲線の面積等を、スチユワー
ト・ハミルトン法による下記の式に代入すること
によつて心拍出量を算出するようにしている。
温の指示液(薬)が右心房RAに注入される場合
に、この指示液は右心房RA、右心室RVにおい
て拡散されて希釈されることになる。この希釈さ
れた指示液の温度を肺動脈中に位置したサーミス
タTによつて検知し、第5図に示される温度の希
釈曲線(すなわち、時間に対する温度変化の曲
線)を得て、その曲線の面積等を、スチユワー
ト・ハミルトン法による下記の式に代入すること
によつて心拍出量を算出するようにしている。
CO=Si・Ci・(Tb−Ti)・Vi/Sb・Cb・∫∞/0ΔTb
、t CO:心拍出量、Si:指示液の比重、Ci:指示
液の比熱、Vi:指示液量、Ti:指示液の温度、
Tb:血液の温度、Sb:血液の比重、Cb:血液の
比熱、∫∞ 0ΔTbdt:熱希釈曲線の面積である。
、t CO:心拍出量、Si:指示液の比重、Ci:指示
液の比熱、Vi:指示液量、Ti:指示液の温度、
Tb:血液の温度、Sb:血液の比重、Cb:血液の
比熱、∫∞ 0ΔTbdt:熱希釈曲線の面積である。
以上の説明では熱希釈法を例に取り、希釈法に
よる心拍出量の測定方法の従来例について説明し
たが、本願出願人は、連続的に心拍出量の計測が
行えることを可能にした、心拍出量測定装置を特
開昭61−125329によつて開示している。
よる心拍出量の測定方法の従来例について説明し
たが、本願出願人は、連続的に心拍出量の計測が
行えることを可能にした、心拍出量測定装置を特
開昭61−125329によつて開示している。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、上記連続的に心拍出量の計測を
行う場合に、血液温度(体温)の変化により血流
速の測定値に誤差が生じて、心拍出量の測定精度
が低下するという問題がある。また、標準のプロ
ーブの特性と実際に用いられるプローブの特性と
が異なると、プローブの特性による熱平衡温度、
血流速の測定に誤差が混入する恐れがあり、心拍
出量の測定精度が低下するという不利益がある。
行う場合に、血液温度(体温)の変化により血流
速の測定値に誤差が生じて、心拍出量の測定精度
が低下するという問題がある。また、標準のプロ
ーブの特性と実際に用いられるプローブの特性と
が異なると、プローブの特性による熱平衡温度、
血流速の測定に誤差が混入する恐れがあり、心拍
出量の測定精度が低下するという不利益がある。
本発明は、上述の従来の問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、心拍出
量の連続的な計測が可能で、かつ被験者の負担軽
減及び感染の危険性の減少が図られるとともに、
血液温度(体温)の変化による測定精度の低下を
無くし、異なる特性のプローブを使用した場合に
も、測定者に余分な操作を行なわせないで測定精
度が確保できる心拍出量測定装置を提供すること
にある。
たものであり、その目的とするところは、心拍出
量の連続的な計測が可能で、かつ被験者の負担軽
減及び感染の危険性の減少が図られるとともに、
血液温度(体温)の変化による測定精度の低下を
無くし、異なる特性のプローブを使用した場合に
も、測定者に余分な操作を行なわせないで測定精
度が確保できる心拍出量測定装置を提供すること
にある。
[課題を解決するための手段]
上述の課題を解決し目的を達成するために、本
発明の心拍出量測定装置は、血管断面積と血流速
とを基に連続して心拍出量を求める心拍出量測定
装置において、血液温度及び熱平衡温度を求める
検出プローブと、前記血液温度の変化に基づいて
前記熱平衡温度の補正を行う温度補正手段と、前
記血液温度及び補正された熱平衡温度を用いて血
流速を算出する血流速算出手段と、算出された前
記血流速と予め求められた断面積とから、新たな
心拍出量を求める心拍出量算出手段とを備えるこ
とを特徴とする。
発明の心拍出量測定装置は、血管断面積と血流速
とを基に連続して心拍出量を求める心拍出量測定
装置において、血液温度及び熱平衡温度を求める
検出プローブと、前記血液温度の変化に基づいて
前記熱平衡温度の補正を行う温度補正手段と、前
記血液温度及び補正された熱平衡温度を用いて血
流速を算出する血流速算出手段と、算出された前
記血流速と予め求められた断面積とから、新たな
心拍出量を求める心拍出量算出手段とを備えるこ
とを特徴とする。
ここで、前記温度補正手段は、前記血液温度の
変化と前記検出プローブの持つ熱平衡温度の補正
に関連する特性値とにより前記熱平衡温度の補正
を行い、前記検出プローブは前記特性値を出力す
る特性値出力手段を有する。
変化と前記検出プローブの持つ熱平衡温度の補正
に関連する特性値とにより前記熱平衡温度の補正
を行い、前記検出プローブは前記特性値を出力す
る特性値出力手段を有する。
また、本発明の心拍出量測定装置は、血管断面
積と血流速とを基に連続して心拍出量を求める心
拍出量測定装置において、血液温度及び熱平衡温
度を求める検出プローブと、前記検出プローブに
設けられた熱平衡温度の補正に関連する特性値を
出力する特性値出力手段と、前記特性値に基づく
前記熱平衡温度の補正を行う温度補正手段と、前
記血液温度及び補正された熱平衡温度を用いて血
流速を算出する血流速算出手段と、算出された前
記血液温度と予め求められた断面積とから、新た
な心拍出量を求める心拍出量算出手段とを備える
ことを特徴とする。
積と血流速とを基に連続して心拍出量を求める心
拍出量測定装置において、血液温度及び熱平衡温
度を求める検出プローブと、前記検出プローブに
設けられた熱平衡温度の補正に関連する特性値を
出力する特性値出力手段と、前記特性値に基づく
前記熱平衡温度の補正を行う温度補正手段と、前
記血液温度及び補正された熱平衡温度を用いて血
流速を算出する血流速算出手段と、算出された前
記血液温度と予め求められた断面積とから、新た
な心拍出量を求める心拍出量算出手段とを備える
ことを特徴とする。
[実施例]
以下に本発明の一実施例を図面を参照しながら
説明する。
説明する。
第1図は一実施例の心拍出量測定装置のブロツ
ク図である。第1図において、心拍出量測定装置
の本体100には、本体100に対して後述する
コネクタを介して交換自在にされた心拍出量測定
用の第1カテーテル2及び第2カテーテル7が接
続されている。
ク図である。第1図において、心拍出量測定装置
の本体100には、本体100に対して後述する
コネクタを介して交換自在にされた心拍出量測定
用の第1カテーテル2及び第2カテーテル7が接
続されている。
この内、第1カテーテル2は熱希釈法に基づく
指示液注入用及び指示液温度検出用のカテーテル
として用いられるものであり、その内部には指示
液温度を検出するサーミスタ等で構成される感温
素子3と、この感温素子3の特性のバラツキを補
正する補正抵抗器4とから構成される不図示の指
示液検温用のプローブ回路を内蔵している。
指示液注入用及び指示液温度検出用のカテーテル
として用いられるものであり、その内部には指示
液温度を検出するサーミスタ等で構成される感温
素子3と、この感温素子3の特性のバラツキを補
正する補正抵抗器4とから構成される不図示の指
示液検温用のプローブ回路を内蔵している。
この指示液検温プローブ回路は第1カテーテル
2のコネクタ5と本体100に設けられたコネク
タ6を介して本体100の計測部100Aに電気
的に接続され、心拍出量測定の際は心臓の右心房
に位置するようにされる。
2のコネクタ5と本体100に設けられたコネク
タ6を介して本体100の計測部100Aに電気
的に接続され、心拍出量測定の際は心臓の右心房
に位置するようにされる。
一方、第2カテーテルは血液温度検出用と血流
速検出用として用いられるカテーテルである。こ
の第2カテーテル7の内部には、右心房、及び右
心室で熱希釈された血液温度を検出するためのサ
ーミスタ8と、このサーミスタ8の特性を補正す
る補正抵抗器9からなる不図示の血液検温プロー
ブ回路に加えて、血液速測定法により血流速を検
出するためのサーミスタ10(好ましくは自己発
熱型サーミスタ)で構成される不図示の血流速検
温プローブ回路が内蔵されている。
速検出用として用いられるカテーテルである。こ
の第2カテーテル7の内部には、右心房、及び右
心室で熱希釈された血液温度を検出するためのサ
ーミスタ8と、このサーミスタ8の特性を補正す
る補正抵抗器9からなる不図示の血液検温プロー
ブ回路に加えて、血液速測定法により血流速を検
出するためのサーミスタ10(好ましくは自己発
熱型サーミスタ)で構成される不図示の血流速検
温プローブ回路が内蔵されている。
この血流速検温プローブ回路には、血流速を検
出するサーミスタ10が周囲の血液温度の変化に
より変化するため、これを補正する補正値を決定
するための特性値を表した抵抗器13が接続され
ている。
出するサーミスタ10が周囲の血液温度の変化に
より変化するため、これを補正する補正値を決定
するための特性値を表した抵抗器13が接続され
ている。
これらの血液検温プローブ回路及び血流速検温
プローブ回路は、第2カテーテル7のコネクタ1
1と本体100に設けられたコネクタ12を介し
て、本体100の計測部100Aに電気的に接続
される。心拍出量測定の際には、この第2カテー
テル7は肺動脈中に位置する。
プローブ回路は、第2カテーテル7のコネクタ1
1と本体100に設けられたコネクタ12を介し
て、本体100の計測部100Aに電気的に接続
される。心拍出量測定の際には、この第2カテー
テル7は肺動脈中に位置する。
なお、第1カテーテル2と第2カテーテル7と
は外観上一体化されたものとして製造されるか、
もしくは、第1カテーテル2に設けられる不図示
の指示液注入機構部のみを第2カテーテル7に一
体化して設け、上述の第1カテーテル2の指示液
検温プローブ回路は独立した別の構成にして指示
液注入用タンクに挿入するように構成してもよ
い。
は外観上一体化されたものとして製造されるか、
もしくは、第1カテーテル2に設けられる不図示
の指示液注入機構部のみを第2カテーテル7に一
体化して設け、上述の第1カテーテル2の指示液
検温プローブ回路は独立した別の構成にして指示
液注入用タンクに挿入するように構成してもよ
い。
連続的なサーミスタの加熱による熱式流量測定
のための血流速の演算方法に関して、その原理と
方法を、特開昭61−125329号に基づいて以下に具
体的に示す。
のための血流速の演算方法に関して、その原理と
方法を、特開昭61−125329号に基づいて以下に具
体的に示す。
サーミスタ10の抵抗値をRtとし、定電流装
置22によつてサーミスタ10に与えられる電流
値をIcとすると、サーミスタ10が加熱され発生
する単位時間あたりの熱量はIc2・Rtになる。
置22によつてサーミスタ10に与えられる電流
値をIcとすると、サーミスタ10が加熱され発生
する単位時間あたりの熱量はIc2・Rtになる。
血流速νなる血液中に加熱されたサーミスタ1
0が置かれた場合、加熱されたサーミスタ10は
血流速νに依存して冷却され、その冷却される熱
量は血液温度をTb、加熱されたサーミスタ温度
をTt、比例定数をK0とすると、K0・ν・(Tt−
Tb)であり、加熱され発生する熱量と冷却され
る熱量とが等しくなるような温度にサーミスタ1
0が保たれることになる。上記のことを式で表わ
すと(2)式になる。
0が置かれた場合、加熱されたサーミスタ10は
血流速νに依存して冷却され、その冷却される熱
量は血液温度をTb、加熱されたサーミスタ温度
をTt、比例定数をK0とすると、K0・ν・(Tt−
Tb)であり、加熱され発生する熱量と冷却され
る熱量とが等しくなるような温度にサーミスタ1
0が保たれることになる。上記のことを式で表わ
すと(2)式になる。
Ic2・Rt=K0・ν・(Tt−Tb) …(2)
(2)式から、血流速を求める(3)式が導かれる。
ν=1/K0・Ic2・Rt/(Tt−Tb)
=1/K0・Ic・Vo/(Tt−Tb) …(3)
但し、Vo=Rt・Ic
尚、熱サーミスタは定電流装置22によつて駆
動されているため抵抗値を検出する代わりに加熱
サーミスタのリード線両端の電位差を検出しても
良い。
動されているため抵抗値を検出する代わりに加熱
サーミスタのリード線両端の電位差を検出しても
良い。
(3)式において明らかなように、加熱されたサー
ミスタの抵抗値Rtもしくは電位差V0および加熱
されたサーミスタ10の温度Tt、血液温度Tb、
定電流値Ic、比例定数K0によつて血流速νが求
められる。加熱されたサーミスタ10の抵抗値
Rtもしくは電位差V0および加熱されたサーミス
タ10の温度Ttは、平衡温度計測回路16及び
補正平衡温度演算手段18より、血液温度Tbは
血液温度計測回路15よより、血流速度演算手段
19に与えられ、血流速度演算手段19によつて
血流速が演算される。尚、定電流値Icは定電流装
置22の電流を検出しても対応できるが、比例定
数K0と同様に定数項として血流速度演算手段1
9に与えておくことも可能である。
ミスタの抵抗値Rtもしくは電位差V0および加熱
されたサーミスタ10の温度Tt、血液温度Tb、
定電流値Ic、比例定数K0によつて血流速νが求
められる。加熱されたサーミスタ10の抵抗値
Rtもしくは電位差V0および加熱されたサーミス
タ10の温度Ttは、平衡温度計測回路16及び
補正平衡温度演算手段18より、血液温度Tbは
血液温度計測回路15よより、血流速度演算手段
19に与えられ、血流速度演算手段19によつて
血流速が演算される。尚、定電流値Icは定電流装
置22の電流を検出しても対応できるが、比例定
数K0と同様に定数項として血流速度演算手段1
9に与えておくことも可能である。
血流速度演算手段19からの血流速値と熱希釈
心拍出量演算手段21からの心拍出量値とによ
り、血管断面積が演算される。
心拍出量演算手段21からの心拍出量値とによ
り、血管断面積が演算される。
いま、肺動脈の血管断面積をSとした場合、心
拍出量C.O.と血流速値νとの間には(4)式で示され
るような関係がある。
拍出量C.O.と血流速値νとの間には(4)式で示され
るような関係がある。
C.O.=S・ν ……(4)
したがつて、心拍出量値と血流速値とから血管
断面積Sが算出されてホールドされる。このとき
(3)式と(4)式とから導かれる(5)式中のS/K0をホ
ールドすることも可能である。
断面積Sが算出されてホールドされる。このとき
(3)式と(4)式とから導かれる(5)式中のS/K0をホ
ールドすることも可能である。
C.O.=S/K0・Ic2・Rt/(Tt−Tb)
=S/K0・Ic・Vo/(Tt−Tb) …(5)
血流速度演算手段19と熱希釈心拍出量演算手
段21とは連続心拍出量演算手段20に接続さ
れ、連続心拍出量演算手段20において、連続的
に計測される血流速に対してホールドされた血管
断面積あるいはS/Kを乗ずることにより、連続
的な心拍出量値を得ることが可能となる。
段21とは連続心拍出量演算手段20に接続さ
れ、連続心拍出量演算手段20において、連続的
に計測される血流速に対してホールドされた血管
断面積あるいはS/Kを乗ずることにより、連続
的な心拍出量値を得ることが可能となる。
次に、本体100は以下の構成要素に大別され
る。すなわち、上述の第1サーミスタ2と第2サ
ーミスタ7とに接続されて、電気的受動素子13
の抵抗値の計測と各種の温度計測とを実行する計
測部100Aと、この計測部100Aにオプトア
イソレーシヨン通信回路29を介して接続される
メインCPU部100Bと、電源部100Cと、
心拍出量入力手段14と、表示器35とである。
る。すなわち、上述の第1サーミスタ2と第2サ
ーミスタ7とに接続されて、電気的受動素子13
の抵抗値の計測と各種の温度計測とを実行する計
測部100Aと、この計測部100Aにオプトア
イソレーシヨン通信回路29を介して接続される
メインCPU部100Bと、電源部100Cと、
心拍出量入力手段14と、表示器35とである。
ここで、計測部100AとメインCPU部10
0Bと電源部100Cとは、電気的に分離されて
おり、各種の温度測定データに対してはノイズ等
の影響が無いようにされている。つまり、このオ
プトアイソレーシヨン通信回路29は、計測部1
00A側に設けられた不図示のフオトダイオード
回路及びフオトトランジスタ回路からなる光送受
信回路と、メインCPU部100B側に設けられ
た不図示のフオトダイオード回路及びフオトトラ
ンジスタ回路から構成される光送受信回路とを、
互いに電気的に絶縁した状態で備えており、これ
らの間の信号伝達媒体としてオプテイカルフアイ
バーグラス等が介在されて構成されるものであ
り、電気的なノイズ等は遮断されることになる。
0Bと電源部100Cとは、電気的に分離されて
おり、各種の温度測定データに対してはノイズ等
の影響が無いようにされている。つまり、このオ
プトアイソレーシヨン通信回路29は、計測部1
00A側に設けられた不図示のフオトダイオード
回路及びフオトトランジスタ回路からなる光送受
信回路と、メインCPU部100B側に設けられ
た不図示のフオトダイオード回路及びフオトトラ
ンジスタ回路から構成される光送受信回路とを、
互いに電気的に絶縁した状態で備えており、これ
らの間の信号伝達媒体としてオプテイカルフアイ
バーグラス等が介在されて構成されるものであ
り、電気的なノイズ等は遮断されることになる。
従つて、計測部100Aの電圧信号とメイン
CPU部100Bの電圧信号との電気的接続は完
全に遮断される結果、人体とメインCPU部10
0B側との間にはいかなる閉ループも形成される
心配がなくなり、安全かつ安定した計測が行える
ことになる。
CPU部100Bの電圧信号との電気的接続は完
全に遮断される結果、人体とメインCPU部10
0B側との間にはいかなる閉ループも形成される
心配がなくなり、安全かつ安定した計測が行える
ことになる。
熱希釈法によつて間欠的に心拍出量値を出力表
示する熱希釈法モードと、血液速測定法ならびに
補正熱平衡温度演算により連続的に心拍出量を演
算し、演算結果を出力する血液速測定法モードと
を実行するメインCPU部100Bには、求めら
れた心拍出量値を出力表示する表示器35と、設
定心拍出量値を入力するための心拍出量入力手段
14とが接続されている。
示する熱希釈法モードと、血液速測定法ならびに
補正熱平衡温度演算により連続的に心拍出量を演
算し、演算結果を出力する血液速測定法モードと
を実行するメインCPU部100Bには、求めら
れた心拍出量値を出力表示する表示器35と、設
定心拍出量値を入力するための心拍出量入力手段
14とが接続されている。
一方、各部に直流電源を供給する電源部100
Cは、外部電源に接続される電源トランス30に
よつて外部からの交流電源を降圧し、直流電源回
路31に供給する。直流電源回路31は、電源ト
ランス30の所定の交流出力電圧を平滑化し、か
つ安定化して直流電圧に変換し、そのうちDC/
DCコンバータ回路32には計測部100A用の
直流電圧電源を、またメインCPU部100Bに
はメインCPU部100B用の直流電圧を供給す
るようにしているので、特に、計測部100Aと
電源部100Cとの間ではノイズが遮断される。
Cは、外部電源に接続される電源トランス30に
よつて外部からの交流電源を降圧し、直流電源回
路31に供給する。直流電源回路31は、電源ト
ランス30の所定の交流出力電圧を平滑化し、か
つ安定化して直流電圧に変換し、そのうちDC/
DCコンバータ回路32には計測部100A用の
直流電圧電源を、またメインCPU部100Bに
はメインCPU部100B用の直流電圧を供給す
るようにしているので、特に、計測部100Aと
電源部100Cとの間ではノイズが遮断される。
計測部100Aにおいて、指示液温度計測回路
25は、第1カテーテル2の不図示の注入の開口
部から右心房中に吐出される指示液の指示液温度
を検出し、対応する電圧信号を出力するためのも
のである。
25は、第1カテーテル2の不図示の注入の開口
部から右心房中に吐出される指示液の指示液温度
を検出し、対応する電圧信号を出力するためのも
のである。
血液温度計測回路15は、第2カテーテル7の
サーミスタ8で血液温度を検出し、対応する電圧
信号を出力するためのものである。
サーミスタ8で血液温度を検出し、対応する電圧
信号を出力するためのものである。
平衡温度検出回路16は、第2カテーテル7の
自己発熱型のサーミスタ10で熱平衡温度を検出
し、対応する電圧信号を出力するためのものであ
る。この平衡温度検出回路16は、定電流装置2
2に接続されており、自己発熱型のサーミスタ1
0により定電流で加えた熱量と周囲の血液の流速
によつて奪われる熱量との熱平衡温度を検出し、
対応する電圧信号を出力するようにしている。
自己発熱型のサーミスタ10で熱平衡温度を検出
し、対応する電圧信号を出力するためのものであ
る。この平衡温度検出回路16は、定電流装置2
2に接続されており、自己発熱型のサーミスタ1
0により定電流で加えた熱量と周囲の血液の流速
によつて奪われる熱量との熱平衡温度を検出し、
対応する電圧信号を出力するようにしている。
一方、第2カテーテル7に接続される受動素子
特性値計測回路17は、血流速検温プローブ回路
に備えられた電気的受動素子である抵抗器から特
性値を検出し、対応する電圧信号を出力するもの
である。なお、この受動素子特性値検出回路17
は、血流速検温プローブ回路に備えられた電気的
受動素子である抵抗器と、指示液検温プローブ回
路または血液検温プローブ回路とをスイツチによ
つて切り換えて接続することによつて、指示液温
度計測回路25または血液温度計測回路15で代
用しても良い。
特性値計測回路17は、血流速検温プローブ回路
に備えられた電気的受動素子である抵抗器から特
性値を検出し、対応する電圧信号を出力するもの
である。なお、この受動素子特性値検出回路17
は、血流速検温プローブ回路に備えられた電気的
受動素子である抵抗器と、指示液検温プローブ回
路または血液検温プローブ回路とをスイツチによ
つて切り換えて接続することによつて、指示液温
度計測回路25または血液温度計測回路15で代
用しても良い。
次に、ローカルCPU28は、メインCPU部1
00Bからの指示に従うスレーブコンピユータと
して機能するものであり、指示を実行するための
各種の制御信号を上述の各検出回路に出力して、
上述の指示液温度計測回路25、血液温度計測回
路15、平衡温度計測回路16及び受動素子特性
値計測回路17における計測動作を制御するとと
もに、選択信号によりアナログスイツチ26に接
続される各入力信号を選択し、この選択された信
号をA/D変換器27によつてデジタルデータに
変換して、ローカルCPU28内に取り込むよう
に構成されている。
00Bからの指示に従うスレーブコンピユータと
して機能するものであり、指示を実行するための
各種の制御信号を上述の各検出回路に出力して、
上述の指示液温度計測回路25、血液温度計測回
路15、平衡温度計測回路16及び受動素子特性
値計測回路17における計測動作を制御するとと
もに、選択信号によりアナログスイツチ26に接
続される各入力信号を選択し、この選択された信
号をA/D変換器27によつてデジタルデータに
変換して、ローカルCPU28内に取り込むよう
に構成されている。
またローカルCPU28は、内部にシリアル通
信機能を備えており、このシリアル通信機能を介
してメインCPU部100Bからの各種の指令信
号を受け取るとともに、上記の各検出回路から取
り込んだデジタルデータをシリアル伝送データに
変換してオプトアイソレーシヨン通信回路29を
中継してメインCPU部100Bに送る様にして
いる。
信機能を備えており、このシリアル通信機能を介
してメインCPU部100Bからの各種の指令信
号を受け取るとともに、上記の各検出回路から取
り込んだデジタルデータをシリアル伝送データに
変換してオプトアイソレーシヨン通信回路29を
中継してメインCPU部100Bに送る様にして
いる。
次に、メインCPU部100Bにおいて、各ブ
ロツクは後述のプログラムを実行するための各種
の機能手段を示している。
ロツクは後述のプログラムを実行するための各種
の機能手段を示している。
ここで、熱希釈心拍出量演算手段21は、指示
液の温度及び熱希釈された血液温度が入力され
て、熱希釈心拍出量を演算し、その演算結果を連
続心拍出量演算手段20に出力するものである。
液の温度及び熱希釈された血液温度が入力され
て、熱希釈心拍出量を演算し、その演算結果を連
続心拍出量演算手段20に出力するものである。
なお、重篤な患者に使用される際に、熱希釈法
モードによる指示液の注入が行えない場合には、
血液速測定法モードとしての計測が行なわれる。
このモードでは、心拍出量入力手段14により相
応の心拍出量値が入力され、熱希釈法の心拍出量
値の代わりとして、連続心拍出量演算手段20に
出力するようにしている。
モードによる指示液の注入が行えない場合には、
血液速測定法モードとしての計測が行なわれる。
このモードでは、心拍出量入力手段14により相
応の心拍出量値が入力され、熱希釈法の心拍出量
値の代わりとして、連続心拍出量演算手段20に
出力するようにしている。
一方、補正平衡温度演算手段18は、加熱中の
サーミスタの熱平衡温度、およびプローブ回路に
備えられた電気的受動素子13である抵抗器の特
性が示す電圧値に対応した温度変化補正定数、な
らびに熱希釈法モード時に記憶保持させておく心
拍出量校正時の血液温度とを連続的に入力して、
加熱サーミスタの補正熱平衡温度を以下の式で
演算し、結果を連続的に出力する。
サーミスタの熱平衡温度、およびプローブ回路に
備えられた電気的受動素子13である抵抗器の特
性が示す電圧値に対応した温度変化補正定数、な
らびに熱希釈法モード時に記憶保持させておく心
拍出量校正時の血液温度とを連続的に入力して、
加熱サーミスタの補正熱平衡温度を以下の式で
演算し、結果を連続的に出力する。
Ttcor=Ttobs−(Tbobs−Tbcal)・K ……
ここで、
Ttcor:加熱サーミスタの補正熱平衡温度
Ttcor:加熱中のサーミスタの熱平衡温度
Ttobs:血液温度
Tbcal:心拍出量校正時血液温度
K:温度変化補正定数
なお、式は血流速を検出するための自己発熱
型サーミスタ10が周囲の血液温度変化によつて
変化するため、サーミスタからの熱平衡温度を補
正することを意図した式であり、式で示した他
に、上記周囲の血液温度変化に関係づけられるも
のであれば何でも構わない。
型サーミスタ10が周囲の血液温度変化によつて
変化するため、サーミスタからの熱平衡温度を補
正することを意図した式であり、式で示した他
に、上記周囲の血液温度変化に関係づけられるも
のであれば何でも構わない。
次に、血流速演算手段19は、前述の補正平衡
温度演算手段18で求められた加熱サーミスタの
補正熱平衡温度を連続的に入力して血流速度を演
算し、結果を出力するためのものである。
温度演算手段18で求められた加熱サーミスタの
補正熱平衡温度を連続的に入力して血流速度を演
算し、結果を出力するためのものである。
また、連続心拍出力演算手段20は、前述の熱
希釈心拍出量演算手段21が熱希釈法モードに基
づいて求めた熱希釈心拍出量と、前述の血流速演
算手段19が求めた血流速度和に基づいて肺動脈
にの血管断面積パラメータ(変化する血管断面積
を適宜校正して求められる値)を算出し、不図示
のレジスタに格納し、引続き血流速度演算手段1
9で求められる血流速度と、前述のレジスタに格
納されている血管断面積パラメータとに基づいて
連続心拍出量を演算し、結果を出力するためのも
のである。
希釈心拍出量演算手段21が熱希釈法モードに基
づいて求めた熱希釈心拍出量と、前述の血流速演
算手段19が求めた血流速度和に基づいて肺動脈
にの血管断面積パラメータ(変化する血管断面積
を適宜校正して求められる値)を算出し、不図示
のレジスタに格納し、引続き血流速度演算手段1
9で求められる血流速度と、前述のレジスタに格
納されている血管断面積パラメータとに基づいて
連続心拍出量を演算し、結果を出力するためのも
のである。
表示器35は、連続心拍出量演算手段20によ
つて求められた連続心拍出量を連続的に入力し
て、表示出力するための表示手段である。
つて求められた連続心拍出量を連続的に入力し
て、表示出力するための表示手段である。
次に、動作についてフローチヤート図を参照し
て説明する。第2図、第3図は心拍出量測定装置
の制御の一例を示したフローチヤート図である。
て説明する。第2図、第3図は心拍出量測定装置
の制御の一例を示したフローチヤート図である。
第2図において、心拍出量測定装置が起動され
ると、ステツプS1において、熱希釈法モードか
ら否かの判定が行なわれる。熱希釈法モードの判
定がなされると、ステツプS2に進み、ローカル
リCPU28によりアナログスイツチ26に切換
信号を出力して、ステツプS3で指示液温度計測
回路25の選択がなされる。
ると、ステツプS1において、熱希釈法モードか
ら否かの判定が行なわれる。熱希釈法モードの判
定がなされると、ステツプS2に進み、ローカル
リCPU28によりアナログスイツチ26に切換
信号を出力して、ステツプS3で指示液温度計測
回路25の選択がなされる。
次に、ステツプS4において、カテーテル2か
ら指示液が注入され、ステツプS5では指示液検
温プローブを作用させて指示液温度を検出する。
ステツプS6においては指示液温度計測回路25
が指示液温度に応じた電圧信号を出力する。
ら指示液が注入され、ステツプS5では指示液検
温プローブを作用させて指示液温度を検出する。
ステツプS6においては指示液温度計測回路25
が指示液温度に応じた電圧信号を出力する。
そして、ステツプS7に進み、A/D変換器2
7により電圧信号をデジタル変換する。このデジ
タル変換されたデジタルデータは、ステツプS8
においてオプトアイソレーシヨン回路で中継され
てメインCPU部100Bに送られ、ステツプS9
において、メインCPU部100B内の熱希釈心
拍出量演算手段21が熱希釈法モードに基づいて
求めた熱希釈心拍出量を算出する。
7により電圧信号をデジタル変換する。このデジ
タル変換されたデジタルデータは、ステツプS8
においてオプトアイソレーシヨン回路で中継され
てメインCPU部100Bに送られ、ステツプS9
において、メインCPU部100B内の熱希釈心
拍出量演算手段21が熱希釈法モードに基づいて
求めた熱希釈心拍出量を算出する。
ステツプS10においては、連続心拍出力演算手
段20により、熱希釈心拍出量に基づいて心拍出
量の演算が行なわれる。この演算結果は、ステツ
プS11において、最終的に出力表示される。以
下、同様のフローを繰り返す。
段20により、熱希釈心拍出量に基づいて心拍出
量の演算が行なわれる。この演算結果は、ステツ
プS11において、最終的に出力表示される。以
下、同様のフローを繰り返す。
一方、ステツプS1おいて、熱希釈法モードで
は無く血液速測定法モードが判定されると、重篤
な患者に使用される際には、ステツプS12におい
て、心拍出量入力手段14から設定心拍出量の入
力が行なわれる。この設定心拍出量はステツプ
S13において、連続心拍出演算手段20に校正値
として入力される。
は無く血液速測定法モードが判定されると、重篤
な患者に使用される際には、ステツプS12におい
て、心拍出量入力手段14から設定心拍出量の入
力が行なわれる。この設定心拍出量はステツプ
S13において、連続心拍出演算手段20に校正値
として入力される。
一方、ローカルCPU28は血液速測定法モー
ドを実行させるために、血液温度計測回路15と
平衡温度計測回路16と受動素子特性値計測回路
17とを選択する(ステツプS14)。次に、Bス
テツプS15において、第2カテーテル7による熱
平衡温度出力がなされ、この熱平衡温度出力に基
づいて平衡温度計測回路16で増幅、並びにバイ
アスの付加が行なわれる(ステツプS16)。
ドを実行させるために、血液温度計測回路15と
平衡温度計測回路16と受動素子特性値計測回路
17とを選択する(ステツプS14)。次に、Bス
テツプS15において、第2カテーテル7による熱
平衡温度出力がなされ、この熱平衡温度出力に基
づいて平衡温度計測回路16で増幅、並びにバイ
アスの付加が行なわれる(ステツプS16)。
ステツプS17では、第2カテーテル7による血
液温度の検出が行なわれる。次のステツプS18に
おいて、検出された血液温度に基づいて血液温度
計測回路15で増幅、並びにバイアスの付加が行
なわれる(ステツプS18)。
液温度の検出が行なわれる。次のステツプS18に
おいて、検出された血液温度に基づいて血液温度
計測回路15で増幅、並びにバイアスの付加が行
なわれる(ステツプS18)。
このようにして、計測された各種の検出信号
(熱平衡温度、血液温度等)は、アナログスイツ
チ26で切り換えながらA/D変換器27により
電圧信号をデジタル変換される(ステツプS19)。
このデジタル変換されたデジタルデータは、ステ
ツプS20においてオプトアイソレーシヨン回路で
中継されてメインCPU部10Bに送られ、メイ
ンCPU部100B内の補正平衡温度演算手段1
8において、前述の式に基づいての補正熱平衡
温度の算出がなされる(ステツプS21)。
(熱平衡温度、血液温度等)は、アナログスイツ
チ26で切り換えながらA/D変換器27により
電圧信号をデジタル変換される(ステツプS19)。
このデジタル変換されたデジタルデータは、ステ
ツプS20においてオプトアイソレーシヨン回路で
中継されてメインCPU部10Bに送られ、メイ
ンCPU部100B内の補正平衡温度演算手段1
8において、前述の式に基づいての補正熱平衡
温度の算出がなされる(ステツプS21)。
次のステツプS22においては、血流速演算手段
19が血流速の算出を行ない、ステツプS10に進
み、連続心拍出力演算手段20がすでに求めてあ
る断面積と算出された血流速とから新たな心拍出
量を演算する。
19が血流速の算出を行ない、ステツプS10に進
み、連続心拍出力演算手段20がすでに求めてあ
る断面積と算出された血流速とから新たな心拍出
量を演算する。
以上説明したように、血液温度の変化に対応し
て血流速検出用の自己加熱型サーミスタによつて
検出される熱平衡温度に対して補正演算を行う
が、さらに、プローブ(カテーテル)のコネクタ
内部に抵抗器等の電気的な受動素子を配置して、
装置本体内に受動素子の特性値を読み取る手段を
設けることによつて、受動素子の特性値を村装置
本体で読み取り、個々のプローブ(カテーテル)
の特性を自動的に認識し、個々のプローブの特性
に応じた補正演算を行うことにしたものであるか
ら、操作者が余分の操作を行うことなく、B心拍
出量測定の測定精度の向上が図れる効果がある。
て血流速検出用の自己加熱型サーミスタによつて
検出される熱平衡温度に対して補正演算を行う
が、さらに、プローブ(カテーテル)のコネクタ
内部に抵抗器等の電気的な受動素子を配置して、
装置本体内に受動素子の特性値を読み取る手段を
設けることによつて、受動素子の特性値を村装置
本体で読み取り、個々のプローブ(カテーテル)
の特性を自動的に認識し、個々のプローブの特性
に応じた補正演算を行うことにしたものであるか
ら、操作者が余分の操作を行うことなく、B心拍
出量測定の測定精度の向上が図れる効果がある。
[発明の効果]
以上詳述したように、本発明は、心拍出量の連
続的な計測が可能で、かつ被験者の負担軽減及び
感染の危険性の減少が図られるとともに、血液温
度(体温)の変化による測定精度の低下を無く
し、異なる特性のプローブを使用した場合にも、
測定者に余分な操作を行なわせないで測定精度が
確保できる心拍出量測定装置を提供することがで
きる。
続的な計測が可能で、かつ被験者の負担軽減及び
感染の危険性の減少が図られるとともに、血液温
度(体温)の変化による測定精度の低下を無く
し、異なる特性のプローブを使用した場合にも、
測定者に余分な操作を行なわせないで測定精度が
確保できる心拍出量測定装置を提供することがで
きる。
第1図は本発明の一実施例に係わる心拍出量測
定装置のブロツク図である。第2図、第3図は心
拍出量測定装置の制御の一例を示したフローチヤ
ート図、第4図はカテーテルの導管される様子を
示した図、第5図は温度の希釈曲線である。 図中、2……第1カテーテル、3……感温素
子、4……補正抵抗器、5……コネクタ、6……
コネクタ、7……第2重量%、8……サーミス
タ、9……補正抵抗器、10……サーミスタ、1
1……コネクタ、12……コネクタ、13……抵
抗器、14……心拍量入力手段、15……血液温
度計測回路、16……平衡温度計測回路、17…
…受動素子特性値計測回路、18……補正平衡温
度演算手段、19……血流速演算手段、20……
連続心拍出量演算手段、21……熱希釈心拍出量
演算手段、22……定電流装置、25……指示液
温度計測回路、26……アナログスイツチ、27
……A/D変換器、28……ローカルCPU、2
9……オプトアイソレーシヨン通信回路、30…
…電源トランス、31……直流電源回路、32…
…DC/DCBコンバータ回路、100……本体、
100A……計測部、100B……メインCPU
部、100C……電源部、K……カテーテルであ
る。
定装置のブロツク図である。第2図、第3図は心
拍出量測定装置の制御の一例を示したフローチヤ
ート図、第4図はカテーテルの導管される様子を
示した図、第5図は温度の希釈曲線である。 図中、2……第1カテーテル、3……感温素
子、4……補正抵抗器、5……コネクタ、6……
コネクタ、7……第2重量%、8……サーミス
タ、9……補正抵抗器、10……サーミスタ、1
1……コネクタ、12……コネクタ、13……抵
抗器、14……心拍量入力手段、15……血液温
度計測回路、16……平衡温度計測回路、17…
…受動素子特性値計測回路、18……補正平衡温
度演算手段、19……血流速演算手段、20……
連続心拍出量演算手段、21……熱希釈心拍出量
演算手段、22……定電流装置、25……指示液
温度計測回路、26……アナログスイツチ、27
……A/D変換器、28……ローカルCPU、2
9……オプトアイソレーシヨン通信回路、30…
…電源トランス、31……直流電源回路、32…
…DC/DCBコンバータ回路、100……本体、
100A……計測部、100B……メインCPU
部、100C……電源部、K……カテーテルであ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 血管断面積と血流速とを基に連続して心拍出
量を求める心拍出量測定装置において、 血液温度及び熱平衡温度を求める検出プローブ
と、 前記血液温度の変化に基づいて前記熱平衡温度
の補正を行う温度補正手段と、 前記血液温度及び補正された熱平衡温度を用い
て血流速を算出する血流速算出手段と、 算出された前記血流速と予め求められた断面積
とから、新たな心拍出量を求める心拍出量算出手
段とを備えることを特徴とする心拍出量測定装
置。 2 前記温度補正手段は、前記血液温度の変化と
前記検出プローブの持つ熱平衡温度の補正に関連
する特性値とにより前記熱平衡温度の補正を行
い、前記検出プローブは前記特性値を出力する特
性値出力手段を有することを特徴とする請求項1
記載の心拍出量測定装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63281371A JPH02128753A (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | 心拍出量測定装置 |
| US07/432,053 US4979514A (en) | 1988-11-09 | 1989-11-06 | Cardiac output measurement method and system for the application of same |
| EP89120730A EP0368296B1 (en) | 1988-11-09 | 1989-11-08 | Cardiac output measurement method and system for the application of same |
| DE68925673T DE68925673T2 (de) | 1988-11-09 | 1989-11-08 | Verfahren und Vorrichtung zur Messung des Herzzeitvolumens |
Applications Claiming Priority (1)
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