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【発明の名称】 体外循環用圧力計測装置及び体外循環用回路
【発明者】 【氏名】柴田 猛

【氏名】安部 道夫

【氏名】佐藤 光寿

【氏名】筏 宏臣

【氏名】阿部 隆行
【要約】 【課題】体外循環時の圧力を正確に測定できる体外循環用圧力計測装置及び体外循環用回路を提供すること。

【解決手段】本体２の液体流路２ｃの上部に薄膜５を介して受圧部６を配置し、次の（ａ）から（ｄ）のうちいずれかの手段を含む圧力計測装置１。（ａ）前記受圧部６にリード線７を介してアンプ９に接続する手段、（ｂ）前記受圧部６に発信器１４を接続して、発信器１４により受圧部６の圧力データ信号を無線で外部の受信部１５に送信する手段、（ｃ）前記受圧部６に管状体を介して圧力センサを配置したコネクタ８を装着し、該コネクタ８にアンプ９を装着する手段、（ｄ）前記受圧部６に管状体とコネクタ８を介して圧力計に接続する手段、
【特許請求の範囲】
【請求項１】本体２の液体流路２ｃの上部に薄膜５を介して受圧部６を配置し、次の（ａ）から（ｄ）のうちいずれかの手段を含むことを特徴とする圧力計測装置１。（ａ）前記受圧部６にリード線７を介してアンプ９に接続する手段、（ｂ）前記受圧部６に発信器１４を接続して、発信器１４により受圧部６の圧力データ信号を無線で外部の受信部１５に送信する手段、（ｃ）前記受圧部６に管状体を介して圧力センサを配置したコネクタ８を装着し、該コネクタ８にアンプ９を装着する手段、（ｄ）前記受圧部６に管状体とコネクタ８を介して圧力計に接続する手段、【請求項２】本体２の液体流路２ｃの上部に薄膜５を配置し、次の（ｅ）から（ｆ）のうちいずれかの手段を含むことを特徴とする圧力計測装置１Ｄ。（ｅ）前記本体２に管状体４５を介して圧力センサ５０を配置したコネクタ８を装着し、該コネクタ８にアンプ９を装着する手段、（ｆ）前記本体２に管状体４５とコネクタ８を介して圧力計に接続する手段、【請求項３】前記圧力計測装置１（１Ｄ）はディスポ部１Ａと圧力モニタ部１Ｂからなり、前記ディスポ部１Ａと圧力モニタ部１Ｂは次の（ａ）から（ｆ）のいずれかの組み合わせよりなることを特徴とする請求項１ないし請求項２に記載の圧力計測装置１（１Ｄ）。（ａ）ディスポ部１Ａが本体２、薄膜５、圧力モニタ部１Ｂが受圧部６、リード線７、アンプ９、（ｂ）ディスポ部１Ａが本体２、薄膜５、圧力モニタ部１Ｂが受圧部６、発信器１４、受信部１５、（ｃ）ディスポ部１Ａが本体２、薄膜５、圧力モニタ部１Ｂが受圧部６、圧力センサ、コネクタ８、アンプ９、（ｄ）ディスポ部１Ａが本体２、薄膜５、圧力モニタ部１Ｂが受圧部６、コネクタ８、圧力計、（ｅ）ディスポ部１Ａが本体２、薄膜５、圧力モニタ部１Ｂが管状体４５、圧力センサ５０、コネクタ８、アンプ９、（ｆ）ディスポ部１Ａが本体２、薄膜５、圧力モニタ部１Ｂが管状体４５、コネクタ８、圧力計、【請求項４】動脈側シャント２３と送液ポンプ２６間の動脈側回路２２の途中に請求項１ないし請求項３に記載の圧力計測装置１（１Ｄ）を装着したことを特徴とする体外循環用回路。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は体外循環時の血流不全や患者の血圧低下を迅速に感知し、早期対応を可能とする体外循環用圧力計測装置及び体外循環用回路の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】体外循環時の血流不全や患者の血圧低下を感知する方法としては、血液回路のシャント接続部と血液ポンプとの間に圧力計測装置を設けることで対応している。具体的な計測手段として例えば次の３つの方法が実施されている。
■軟らかい断面が楕円状に加工されたチューブのつぶれ具合により陰圧を測定するいわゆる陰圧ピロー手段、■枝管をつけて直接圧力計につなぐ手段、■枝管の先端を閉じて、枝管内の空気の圧縮具合により圧力を算出する手段（特開平１１−４８１２号参照）、等があるが、しかしながら前記■は（ａ）通常−３００ｍｍＨｇくらいになると、血液ポンプを止める仕組みになっているが、圧力は正確に計測できない。またピロー内のウェルダー部分で血液の滞留が発生する。また前記■は（ｂ）圧力は正確に計測できるが枝管に流入した血液がクロッティングするおそれがある。前記■は（ｃ）■と同様、枝管内に流入した血液がクロッティングするおそれがある。等の各々精度が悪かったり、クロッティングのおそれ等の問題がある。そこで本発明者らは以上の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果次の発明に到達した。
【０００３】
【課題を解決するための手段】［１］本発明は、本体２の液体流路２ｃの上部に薄膜５を介して受圧部６を配置し、次の（ａ）から（ｄ）のうちいずれかの手段を含む圧力計測装置１を提供する。
（ａ）前記受圧部６にリード線７を介してアンプ９に接続する手段、（ｂ）前記受圧部６に発信器１４を接続して、発信器１４により受圧部６の圧力データ信号を無線で外部の受信部１５に送信する手段、（ｃ）前記受圧部６に管状体を介して圧力センサを配置したコネクタ８を装着し、該コネクタ８にアンプ９を装着する手段、（ｄ）前記受圧部６に管状体とコネクタ８を介して圧力計に接続する手段、［２］本発明は、本体２の液体流路２ｃの上部に薄膜５を配置し、次の（ｅ）から（ｆ）のうちいずれかの手段を含む圧力計測装置１Ｄを提供する。（ｅ）前記本体２に管状体４５を介して圧力センサ５０を配置したコネクタ８を装着し、該コネクタ８にアンプ９を装着する手段、（ｆ）前記本体２に管状体４５とコネクタ８を介して圧力計に接続する手段、［３］本発明は、前記圧力計測装置１（１Ｄ）はディスポ部１Ａと圧力モニタ部１Ｂからなり、前記ディスポ部１Ａと圧力モニタ部１Ｂは次の（ａ）から（ｆ）のいずれかの組み合わせよりなる［１］ないし［２］に記載の圧力計測装置１（１Ｄ）を提供する。
（ａ）ディスポ部１Ａが本体２、薄膜５、圧力モニタ部１Ｂが受圧部６、リード線７、アンプ９、（ｂ）ディスポ部１Ａが本体２、薄膜５、圧力モニタ部１Ｂが受圧部６、発信器１４、受信部１５、（ｃ）ディスポ部１Ａが本体２、薄膜５、圧力モニタ部１Ｂが受圧部６、圧力センサ、コネクタ８、アンプ９、（ｄ）ディスポ部１Ａが本体２、薄膜５、圧力モニタ部１Ｂが受圧部６、コネクタ８、圧力計、（ｅ）ディスポ部１Ａが本体２、薄膜５、圧力モニタ部１Ｂが管状体４５、圧力センサ５０、コネクタ８、アンプ９、（ｆ）ディスポ部１Ａが本体２、薄膜５、圧力モニタ部１Ｂが管状体４５、コネクタ８、圧力計、［４］本発明は、動脈側シャント２３と送液ポンプ２６間の動脈側回路２２の途中に［１］ないし［３］に記載の圧力計測装置１（１Ｄ）を装着した体外循環用回路を提供する。
【０００４】
【発明の実施の形態】図１は本発明の体外循環用回路２１の概略図で、図２は図１の体外循環用回路２１に装着する圧力計測装置１の一実施例を示す拡大断面図である。体外循環用回路２１は動脈側シャント２３と送液ポンプ２６間の動脈側回路２２の途中に圧力計測装置１が配置されている。圧力計測装置１は図２に示すように本体２と薄膜５と受圧部６より構成されている。
【０００５】本体２は液体流路２ｃの上部が開口し、上部の側部に溝２ａと鍔２ｂが形成されている。アダプタ３は上部と下部が開口し、上部の側部に鍔３ｂ、下部の側部に溝３ａが形成されている。コネクタ４は内筒４ｃの上部と下部の中央が開口するとともに上部に内側に溝４ａを形成した外筒４ｂが形成され、内筒４ｃの下部に受圧部６が装着されている。本体２の鍔２ｂの内側にアダプタ３の溝３ａを装着するとともに本体２の溝２ａとアダプタ３の下部の間に薄膜５が挟持される。コネクタ４の内筒４ｃをアダプタ３の内部に装着するとともにコネクタ４の溝４ａにアダプタ３の鍔３ｂを装着する。受圧部６はリード線７、コネクタ８を介してアンプ９に接続される。
【０００６】さらに補足すると本体２の上部に小孔のような開口部を形成し、この開口部に軟らかくかつ極薄の薄膜５を気密状態を保持するように装着する。開口部の形状及び開口部への薄膜５の装着の仕方は本体２内を流れる液体が乱流とならないようにするのが良い。またその他の構造として、開口部に薄膜５を直接接着あるいは溶着することもできる。本体２の上部とアダプタ３の下部の装着並びにアダプタ３とコネクタ４の装着形状は図２に示したものに限定されず、本体２とアダプタ３は薄膜５を挟持できる形状、アダプタ３とコネクタ４は脱着できる形状であれば何でも採用することができる。またアダプタ３とコネクタ４は気密保持構造にすることで陰圧も測定できる。また薄膜５は例えばシリコーン等のような軟らかい薄膜で圧力を圧力センサーに伝導できるものであれば何でも使用することができる。
【０００７】図３は受圧部６内に組み込む圧力センサ１０の概略平面図で、図４は図３のＡ矢視図、図５は図３のセンサ回路図である。圧力センサ１０は半導体チップにより構成され、台座１０ａ上にシリコン製のダイヤフラム部１１が装着され、ダイヤフラム１１上は複数の抵抗１２（Ｒ）で、ブリッジを構成するゲージ部となっている。このゲージ部に印加された圧力がゲージ部に歪みを生じさせ、各抵抗１２（Ｒ）の抵抗値が変化し、この変化が出力電圧となって電気信号に変換される。また圧力センサ１０の被測定対象と接しない面は大気と連通し大気圧に保持され、測定圧は大気圧を基準として相対圧で表示される。また圧力センサ１０の測定圧力のバラツキを補償するため、リード線７を台座１０ａの端部で結線し、受圧部６間で圧力測定の特性が均一になるように別の抵抗体で調整する。他方、受圧部６で圧力センサ１０に圧力が加わると、アンプ９からの駆動用電圧との間で変化が惹起され、電気信号に変換されアンプ９より出力される。本発明の圧力計測装置１では印加圧力ＤＣ．５Ｖで圧力は最大３００ｍｍＨｇまで測定でき測定範囲は±３００ｍｍＨｇである。
【０００８】また圧力計測装置１の本体２は、動脈側回路２２の上部に開口部を形成して、動脈側回路２２をそのまま本体２として使用しても良いし、動脈側回路２２と別部品の管状体を本体２として、この管状体（本体２）の両側に動脈側回路２２を接続するようにしても良い。また圧力計測装置１では薄膜５と受圧部６の接触状態は（ａ）密着状態でも良いし、薄膜５と受圧部６の間に（ｂ）少量の空気または（ｃ）液体（生理食塩水、水）等の流体を介在させても良い。（ｂ）よりも（ｃ）のほうが薄膜５の圧力を受圧部６に伝達しやすいので好ましい。また圧力計測装置１では受圧部６にリード線７を接続する代わりに中空の管状体を接続し、コネクタ８側に圧力センサ１０を配置し、アンプ９に接続しても良い。圧力センサ１０は半導体に限定されず、その他の材料でも使用できる。またコネクタ８側に圧力センサ１０を配置してアンプ９に接続する代わりにコネクタ８に圧力計［例えば半導体圧力センサを利用した圧力計、ブルドン管式圧力計、抵抗線（半導体含む）歪計を利用した圧力計、液体（水、水銀等）を利用した圧力計］を接続することができる。
【０００９】次に圧力計測装置１と体外循環用回路２１による圧力測定方法の一例について簡単に説明する。液体流路２ｃの中を流れる流体圧力が増加して大気圧より大きくなると薄膜５が受圧部６方向へ膨張して受圧部６中の圧力センサ１０に圧力が印加され、これが電気信号に変換され、大気圧を基準として例えば＋１００ｍｍＨｇ等として測定される。他方、液体流路２ｃ中の流体圧力が減少して大気圧より小さくても感度良く圧力を測定できる。
【００１０】また本発明では、部品点数の削減を図るため前記アダプタ３とコネクタ４を一体化して本体２に装着することができる。図６は前記アダプタ３とコネクタ４を一体化したコネクタ４Ａを本体２の上部に装着した一実施例を示す。コネクタ４Ａは内筒４Ａｃの上部と下部を開口するとともに内筒４Ａｃの外周に溝４Ａａを形成した外筒４Ａｂが形成されている。本体２の鍔２ｂをコネクタ４Ａの溝４Ａａに装着し、薄膜５を内筒４Ａｃの下部または溝２ａに直接装着しても良いし溝２ａと内筒４Ａｃ下部の間に挟持しても良い。受圧部６は薄膜５に密着するかあるいは内筒４Ａｃの内周面に装着しても良い。
【００１１】また本発明ではリード線７を廃止してワイヤレスにすることができる。図７はワイヤレスタイプの圧力計測装置１の一例を示す概略図で、図２の圧力計測装置１を構成するコネクタ４の内部に発信器１４を配置し受圧部６に発信器１４を接続して発信器１４により受圧部６の圧力データ信号を無線で外部の受信部１５に送信するようにしたものである。受信部１５は受信した微弱信号を増幅し表示するアンプ９に接続される。発信器１４は中央に変換部４１が配置され、変換部４１の上部にはアンテナ４２が装着され、変換部４１の下部は結線４３を介して受圧部６に接続されている。受圧部６の圧力センサ１０の変化量を変換部４１で信号に変換しこれをアンテナ４２より受信部１５に送信し、アンプ９で出力する。また発信器１４は図６の圧力計測装置１を構成するコネクタ４Ａの内部に図７と同様に配置することができる。
【００１２】図８は本発明の圧力計測装置１のその他の実施例を示す圧力計測装置１Ｄの概略図で、本体２の液体流路２ｃの上部に薄膜５を配置し、本体２の上部にアダプタ４６、中空の管状体４５を連結して、これにアダプタ４７と圧力センサ５０を配置したコネクタ８を介してアンプ９を接続したものである。中空の管状体４５（必要に応じてアダプタ４６、４７）の中には空気または好ましくは液体（生理食塩液、水）を充填して、薄膜５から圧力センサ１０への圧力伝導能力をより良くすることができる。図８では本体２と管状体４５、管状体４５とコネクタ８の間にそれぞれアダプタ４６、４７を配置しているが本体２と管状体４５、管状体４５とコネクタ８は直接連結するようにしても良い。圧力センサ５０は半導体に限定されず、その他の材料でも使用できる。またコネクタ８側に圧力センサ５０を配置してアンプ９に接続する代わりにコネクタ８に圧力計［例えば半導体圧力センサを利用した圧力計、ブルドン管式圧力計、抵抗線（半導体含む）歪計を利用した圧力計、液体（水、水銀等）を利用した圧力計］を接続することができる。
【００１３】図９と図１０は本発明の圧力計測装置１のその他の実施例を示す圧力計測装置１の概略図で、コネクタ４の内筒４ｃの壁面内に下部から上部に亘って、薄膜５と内筒４ｃ下部及び受圧部６下部との間に形成される空間１６の圧逃孔１７を形成するとともに内筒４ｃの上部（圧逃孔１７の上部）に圧逃げ調整用の栓１８を装着したものである。図２（図７）の圧力計測装置１では、コネクタ４の内筒４ｃをアダプタ３の内部に装着する際、空気の逃げ場がないため空間１６が圧縮されないようにアダプタ３と内筒４ｃの隙間から空気を抜きながら装着しないと、空間１６に異常な圧力が加わり、薄膜５で正確な圧力を受圧部６に伝導できない懸念がある。また、異常な圧により、薄膜５または受圧部６に損傷を与える懸念もある。このため、図９（図１０）の圧力計測装置１は前記のように内筒４ｃに圧逃孔１７と栓１８を設け、これらの懸念を回避できるように改良したものである。例えば圧逃孔１７上部と栓１８にそれぞれネジ山とネジ溝を設け、栓１８を締めた時には圧逃孔１７と空間１６の気密性が保持され、栓１８を緩めた時には気密性がなくなり、空間１６内が圧逃孔１７を介して外気と連通し、空間１６内の圧縮された空気を外に排出することができる。圧逃孔１７上部と栓１８はネジ山とネジ溝の代わりに適切なテーパーを設けて気密性を調整できるようにしても良い。また前記圧逃孔１７はアダプタ３の壁面内に下部内側から外側に亘って形成しても良いし、内筒４ｃとアダプタ３の壁面内に内筒４ｃの下部からアダプタ３の下部外側に亘って形成しても良い。この場合、栓１８はアダプタ３の下部外側に装着される。また前記圧逃孔１７はアダプタ３と本体２の壁面内にアダプタ３の下部内側から本体２の上部外側（鍔２ｂも含む）に亘って形成しても良い。この場合、栓１８は本体２の上部外側（鍔２ｂも含む）に装着される。
【００１４】なお圧力計側装置１（１Ｄ）は、ディスポ部１Ａと圧力モニタ部１Ｂから構成され、それぞれに区分して使用することができる。ディスポ部１Ａは一回限りの使い捨て部分で圧力モニタ部１Ｂはディスポ部１Ａに着脱して反復して何度でも使用できる部分である。前記圧力計測装置１（１Ｄ）はディスポ部１Ａと圧力モニタ部１Ｂからなり、前記ディスポ部１Ａと圧力モニタ部１Ｂは次の（ａ）から（ｆ）のいずれかの組み合わせより選択することができる。
（ａ）ディスポ部１Ａが本体２、薄膜５、圧力モニタ部１Ｂが受圧部６、リード線７、アンプ９、（ｂ）ディスポ部１Ａが本体２、薄膜５、圧力モニタ部１Ｂが受圧部６、発信機１４、受圧部１５、（ｃ）ディスポ部１Ａが本体２、薄膜５、圧力モニタ部１Ｂが受圧部６、圧力センサ、コネクタ８、アンプ９、（ｄ）ディスポ部１Ａが本体２、薄膜５、圧力モニタ部１Ｂが受圧部６、コネクタ８、圧力計、（ｅ）ディスポ部１Ａが本体２、薄膜５、圧力モニタ部１Ｂが管状体４５、圧力センサ５０、コネクタ８、アンプ９、（ｆ）ディスポ部１Ａが本体２、薄膜５、圧力モニタ部１Ｂが管状体４５、コネクタ８、圧力計、【００１５】
【発明の作用効果】■体外循環時の圧力を正確に測定できるのでシャントトラブルや血圧低下を迅速に感知することができる。
■圧力測定部位（受圧部６）が滑らかでかつ空気との接触がない構造を採用することができるので血液のクロッティングが生じにくい。
【出願人】 【識別番号】０００２０００３５
【氏名又は名称】川澄化学工業株式会社
【出願日】 平成１２年４月４日（２０００．４．４）
【代理人】
【公開番号】 特開２００１−１３０２４（Ｐ２００１−１３０２４Ａ）
【公開日】 平成１３年１月１９日（２００１．１．１９）
【出願番号】 特願２０００−１０１７３７（Ｐ２０００−１０１７３７）