JPH0792397B2

JPH0792397B2 - 流体情報計測用チユ−ブ

Info

Publication number: JPH0792397B2
Application number: JP62053143A
Authority: JP
Inventors: 邦雄堀内; 新一仁田
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1987-03-10
Filing date: 1987-03-10
Publication date: 1995-10-09
Anticipated expiration: 2010-10-09
Also published as: JPS63221220A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、超音波を利用してチユーブ本体内を流れる
被計測用流体の流速を測定するための流体情報計測用チ
ユーブに関する。

［従来の技術］従来、チユーブ内を流れる被計測流体の流速や流量を超
音波を利用して測定する場合、超音波流量計等のプロー
ブをチユーブの外壁に固定して使用するようにしてい
る。また、近年において、開心術やその他の手術の際
に、体外において補助的に、または一時的に心臓または
心肺機能を代行するための人工心肺、補助心臓、または
人工心臓装置の開発が進められている。そして、このよ
うな人工心肺、補助心臓、または人工心臓装置は、実際
の治療に際して、患者に対しての臨床応用においても効
果を上げている。

このような臨床応用において、特に血液流量の測定は、
重要なモニタリング要素であり、超音波流量計は、血液
に直接接触することなく流量の測定を可能にする点で、
有効であるとされている。

［発明が解決しようとする問題点］このような超音波流量計を用いる際においては、超音波
振動子を有するプローブをチユーブの外壁に接着剤を介
して接着したり、バンドや特殊なホルダを介してチユー
ブの外壁に固着しなければならず、その操作が大変に面
倒なものである。特に、超音波振動子と血液との間に、
チユーブ外壁や、プローブの接着層等の音響インピーダ
ンスの異なる物質が介在することになる。このため、超
音波振動子において発信された超音波が減衰し、又は反
射されて、有効に血液からのエコーを受信し難くなる。
このようにして、このエコーを利用して精度良く流速を
測定できなくなる問題点が有る。また、プローブの取り
付け時における取り付け方の不具合により、超音波の発
信角度等の誤差が生じ、測定精度に悪影響を及ぼす問題
点が指摘されている。

この発明は、上述した問題点に鑑みてなされたもので、
この発明の目的は、被計測流体の流速の測定を迅速に、
且つ、測定精度を確実に向上することのできる流体情報
計測用チユーブを提供することである。

［問題点を解決するための手段］上述した問題点を解決し、目的を達成するため、この発
明に係わる流体情報計測用チユーブは、内部を清浄性の
高い被計測流体が流れるチューブ本体と、該チューブ本
体の外壁に一体的に設けられたセンサ保持部と、該セン
サ保持部に固定された状態で配設され、前記チューブ本
体内を流れる被計測流体に向けて超音波を出力すると共
に反射した超音波を受けて少なくとも流速に関するデー
タを検出する検出手段とを具備する事を特徴としてい
る。

また、この発明に係わる流体情報計測用チユーブの第１
の実施態様によれば、前記チユーブ本体は、前記検出手
段が配設された部分を超音波が透過可能な樹脂材料で形
成されており、この検出手段が上記樹脂材料上に固定的
に配設されることにより、検出手段から入出力される超
音波の入出力方向は、一定に維持されている事を特徴と
している。

また、この発明に係わる流体情報計測用チユーブの第２
の実施態様によれば、前記被計測流体が流れるチユーブ
本体は、人工心肺装置、人工心臓装置、または、補助心
臓装置に接続された血液回路の一部を構成している事を
特徴としている。

また、この発明に係わる流体情報計測用チユーブの第３
の実施態様によれば、前記チユーブ本体の内周面は、抗
血栓処理されている事を特徴としている。

［作用］以上のように構成される流体情報計測用チユーブにおい
ては、チユーブ本体内を流れる被計測流体の流速の測定
に際して、超音波を出力する検出手段は、予めチユーブ
本体の外壁に一体的に設けられたセンサ保持部に固定さ
れた状態で配設されているので、この検出動作は、検出
手段からの超音波の出力の開始に伴なって開始され、迅
速な検出動作が実現される。また、超音波を出力する検
出手段と血液との間に、チユーブ外壁や、プローブの接
着層等の音響インピーダンスの異なる物質が介在しない
ので、検出手段から出力された超音波が減衰し、又は反
射されて、有効に血液からのエコーを受信し難くなる状
態が改善される。このようにして、このエコーを利用し
て精度良く流速を測定できるようになる。また、検出手
段の配設状態は、固定されているので、超音波の発信角
度等の誤差を生じることなく、測定精度に悪影響を及ぼ
すことは無い。

［実施例］以下に、この発明に係わる流体情報計測用チユーブの一
実施例の構成を、添付図面を参照して、詳細に説明す
る。

第１図に示すように、流量測定用チユーブ10は、被計測
流体としての血液が流れるチユーブ本体12と、このチユ
ーブ本体12の外壁に、センサ保持部14が一体に取着され
ている。このセンサ保持部14内には、第2A図及び第2B図
に示すように、チユーブ本体12内を流れる血液の流速を
超音波を介して検出する検出手段としての超音波センサ
16が、その取り付け状態を固定された状態で配設されて
いる。

この超音波センサ16は、第３図に示すように、ケーブル
18を介して演算装置20に電気的に接続されており、この
演算装置20は、超音波センサ16により検出された流速に
基づいてチユーブ本体12内を流れる血液の流量を演算す
るように構成されている。

上述した超音波センサ16は、第2A図及び第2B図に、夫々
異なつた断面により示すように、被計測流体としての血
液が流れるチユーブ本体12の外壁に一体に取着されたセ
ンサ保持部14には、チユーブ本体12の内周面に開口した
凹所22が形成されている。この凹所22内には、このチユ
ーブ本体12に固着されたアクリル樹脂製のセンサブロッ
ク24が配設されている。尚、上述した超音波センサ16、
凹所22、並びにセンサブロック24により、本願発明の検
出手段が構成されている。

このセンサブロック24上には、チユーブ本体12内を流れ
る血液に向けて超音波を出力する超音波発信器16aと、
流れている血液において反射した超音波を受けて、流速
に関するデータを検出する超音波受信器16bとを、互い
の軸を交差させた状態で備えられている。前述したケー
ブル18の一端は、これら超音波発信器16aと超音波受信
器16bとに夫々接続されている。

これら超音波発信器16a及び超音波受信器16bにより流速
に関するデータを検出する超音波センサ16が構成されて
いる。

一方、このような超音波センサ16が装着されるチユーブ
本体12は、軟質の塩化ビニル系樹脂から形成されてい
る。また、センサブロツク24の底面は、チユーブ本体12
の内周面に沿つた曲面から構成されいる。また、チユー
ブ本体12の全内周面には、このチユーブ本体12内を流れ
る血液が凝固しないように、抗血栓剤26が添着されてお
り、所謂抗血栓処理が施されている。

この一実施例においては、流体情報計測用チユーブ14
は、人工心肺装置28における血液回路の管路の一部を構
成している。即ち、この人工心肺装置28においては、脱
血ライン30を介して患者の静脈から脱血された静脈血
液、及び開心術の際に患者の切開箇所から出血した血液
であつて、吸引されてカーディオトミーリザーバ32にお
いて消泡された上でここから送られてきた血液は、共
に、静脈リザーバ34に一端収容され、この静脈リザーバ
34に溜められた静脈血液は、血液ポンプ36の駆動によ
り、熱交換器38及び人工肺40を順次介して、熱交換され
ると共に、酸素を付加され、この後、送血ライン42を介
して患者の動脈に返血されるように構成されている。

尚、この流体情報計測用チユーブ10は、このような人工
心肺装置28に適用される場合のみならず、例えば、第４
図に変形例として示すように、補助心臓用の血液回路44
において、血液流速を測定するために用いられることも
できるものである。即ち、補助心臓用のポンプ46に患者
からの血液を送る脱血用カニユーラ48の一部が、前述し
た被計測流体としての血液が流れるチユーブ10として採
用されている。尚、この補助心臓用のポンプ46には、こ
こで付勢された血液を患者に戻すための送血カニユーラ
50が取り付けられている。そして、この流体情報計測用
チユーブ10は、この補助心臓用のポンプ46において、送
血カニユーラ50の一部として採用することも可能であ
る。

以上のように構成される人工心肺装置28において、流体
情報測定用チユーブ10を用いる動作について説明する。

開心術において、人工心肺装置28が用いられている場合
に、この送血用のポンプ36の駆動状態を制御するため
に、脱血した血液の流速が、この流速測定チユーブ10に
より測定される。この測定に際して、先ず、演算装置20
の電源が投入される。ここで、この超音波センサ16は予
じめチユーブ本体12の管壁中に固定された状態で配設さ
れている。従つて、この検出動作において、チユーブ本
体12とセンサブロック24との間に空気や気泡が入り込
み、超音波の減衰が大きくなることを防止するため、予
じめゼリー状の液体を塗布する必要が無くなる。また、
従来のように、このゼリーの塗布後、流体情報計測用の
ブローブが、被計測流体としての血液が流れるチユーブ
本体に被装着部分に嵌め込む必要も無くなる。

また、このように、ブローブの装着動作が省略されてい
るので、操作者は、この被装着位置を間違えることが無
くなる。

このようにして、演算装置20の作動を開始することによ
り、超音波センサ16の超音波発信器16aから超音波が、
例えば、5MHzの連続波として発信される。このように発
信された超音波は、チユーブ本体12内を流れている血液
により反射され、この反射された超音波は、ドツプラ効
果により異なる周波数を備えた状態で、超音波受信器16
bで受信される。

この超音波受信器16bにおいて受信された所の流速に関
するデータは、ケーブル18を介して演算装置20に送ら
れ、この演算装置20において、情報処理がなされ、チユ
ーブ本体12内を流れる血液の流量が算出される。

以上詳述したように、この一実施例においては、流体情
報計測用チユーブ10においては、被計測用流体としての
血液が流れるチユーブ本体12と、超音波センサ16とを一
体に形成するように構成している。このようにして、超
音波振動子16aから血液に至る間における、音響インピ
ーダンスの異なる材料の存在を最小限に抑えることが出
来るようになる。従つて、この一実施例によれば、流速
の測定における測定精度が大幅に向上することになる。

また、この一実施例においては、超音波センサ16は、チ
ユーブ本体12の管壁中に固定された状態で配設されてい
る。このようにして、超音波振動子16aから出力される
超音波の放出角度は、常に一定となり、精度の良い測定
状態が実現されることになる。

ここで、一般に、血液の流路において、チユーブとコネ
クタとの接続部のように、段差若しくは、非連続部が存
在していると、この段差や非連続部において、血栓が生
じ易い事が知られている。しかしながら、この一実施例
においては、上述したように、この流体情報計測用チユ
ーブ10は、血液回路の一部を構成するチユーブ本体12を
備えているので、これを血液回路に組み入れる際に、別
途コネクタ等の接続部材を用いる必要は無く、血液回路
への接続部が最小に抑えられることになる。従つて、こ
の一実施例によれば、血液の流路において血栓が生じる
可能性を極力抑えることが出来るようになる。

この発明は、上述した一実施例の構成に限定されること
なく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能
であることは言うまでもない。

［発明の効果］以上詳述したように、この発明に係わる流体情報計測用
チユーブは、内部を清浄性の高い被計測流体が流れるチ
ューブ本体と、該チューブ本体の外壁に一体的に設けら
れたセンサ保持部と、該センサ保持部に固定された状態
で配設され、前記チューブ本体内を流れる被計測流体に
向けて超音波を出力すると共に反射した超音波を受けて
少なくとも流速に関するデータを検出する検出手段とを
具備する事を特徴としている。

従つて、この発明によれば、被計測流体の流速の測定を
迅速に、且つ、測定精度を確実に向上することのできる
流体情報計測用チユーブが提供されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係わる流体情報計測用チユーブの一
実施例を概略的に示す斜視図；第2A図及び第2B図は、流体情報計測用チユーブを夫々異
なった切断面で切断して示す正面断面図、及び側断面
図；第３図はこの流体情報計測用チユーブが適用される人工
心肺装置の血液回路を概略的に示す回路図；第４図はこ
の発明に係わる一実施例の流体情報計測用チユーブを、
補助心臓のポンプに適用した場合の変形例を示す斜視図
である。図中、10……流体情報計測用チユーブ、12……チユーブ
本体、14……センサ保持部、16……超音波センサ、16a
……超音波発信器、16b……超音波受信器、18……ケー
ブル、20……演算装置、22……凹所、24……センサブロ
ック、26……抗血栓剤、28……人工心肺装置、30……脱
血ライン、32……カーディオトミーリザーバ、34……静
脈血リザーバ、36……送血ポンプ、38……熱交換器、40
……人工肺、42……送血ライン、44……補助心臓用の血
液回路、46……補助心臓用のポンプ、48……脱血用カニ
ユーラ、50……送血用カニユーラである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部を清浄性の高い被計測流体が流れるチ
ユーブ本体と、該チユーブ本体の外壁に一体的に設けられたセンサ保持
部と、該センサ保持部に固定された状態で配設され、前記チユ
ーブ本体内を流れる被計測流体に向けて超音波を出力す
ると共に反射した超音波を受けて少なくとも流速に関す
るデータを検出する検出手段とを具備する事を特徴とす
る流体情報計測用チユーブ。
【請求項２】前記チユーブ本体は、前記検出手段が配設
された部分を超音波が透過可能な樹脂材料で形成されて
おり、この検出手段は、上記樹脂材料上に固定的に配設
されることにより、入出力される超音波の入出力方向を
一定に維持されている事を特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載の流体情報計測用チユーブ。
【請求項３】前記被計測流体が流れるチユーブ本体は、
人工心肺装置、人工心臓装置、または、補助心臓装置に
接続された血液回路の一部を構成している事を特徴とす
る特許請求の範囲第２項に記載の流体情報計測用チユー
ブ。
【請求項４】前記チユーブ本体の内周面は、抗血栓処理
されている事を特徴とする特許請求の範囲第３項に記載
の流体情報計測用チユーブ。