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医療用圧力測定装置の周波数特性校正方法及び周波数特性校正装置 実績あり

国内特許コード P110003010
整理番号 Y02-P086
掲載日 2011年6月10日
出願番号 特願2002-155946
公開番号 特開2003-344208
登録番号 特許第3870373号
出願日 平成14年5月29日(2002.5.29)
公開日 平成15年12月3日(2003.12.3)
登録日 平成18年10月27日(2006.10.27)
発明者
  • 八木 晋一
  • 渡辺 広昭
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 医療用圧力測定装置の周波数特性校正方法及び周波数特性校正装置 実績あり
発明の概要 【課題】 簡便、かつ、正確にカテーテル式圧力測定計の校正ができる、医療用圧力測定装置の周波数特性校正方法及び周波数特性校正装置を提供する。
【解決手段】 液体2を満たしたカテーテル1の一端にパルス圧力発生手段3を設け、このパルス圧力発生手段3により液体1にパルス圧力を印加してパルス圧力波を形成すると共に、パルス圧力波をカテーテル1の一端の外側に密着して設けた第1の圧力・電気トランスデューサ4により入力電気信号4Aに変換し、カテーテル1の他端に伝搬した液体2のパルス圧力波形をカテーテル1の他端の外側に密着して設けた第2の圧力・電気トランスデューサ5により出力電気信号5Aに変換し、出力電気信号5Aのフーリエ変換を入力電気信号4Aのフーリエ変換で除算することによりカテーテル1の周波数特性曲線を得る。
従来技術、競合技術の概要


医療用として、一般に用いられているカテーテルと圧力トランスデューサからなる血圧(静脈、動脈)等の圧力測定装置は、観血式直接血圧測定が可能で、非観血式間接血圧測定に比べて高精度で血圧波形の観察が可能であり、また臓器の圧力として心臓の内圧等が測定可能であるという特徴を有している。
図9は、従来のカテーテル式圧力測定装置の構成を示す図である。図示のように、カテーテル式圧力測定装置50は、患者の比較的浅い血管52へ生理的食塩水を満たしたカテーテル53の先端部53Aが挿入され、カテーテル53の他端の側面部に圧力トランスデューサ54が設けられている。図中のカテーテルの長さL1は、おおよそ30cmから2m程度である。
この圧力トランスデューサ54は、圧力を電気信号に変換するセンサである。圧力トランスデューサ54からの電気信号は、ケーブル54Aに出力され、アンプ56からのケーブル55と、コネクタ54B,55Aにより接続される。この電気信号が、アンプ56において増幅され、血圧波形信号が出力される。
また、圧力トランスデューサ54が設けられているカテーテル53の他端部には、血液による閉塞を防ぐための抗血栓剤であるヘパリンを添加し、持続的に加圧されたヘパリン添加生理食塩水65を少量ずつ流す装置(フラッシュ装置)66が配設されている。



ここで、圧力トランスデューサ54の出力は、カテーテル53と、カテーテル53中を満たす液体と、圧力トランスデューサ54とからなる圧力測定回路の機械的フィルター特性のために適切な組合わせを用いないと入力波形、すなわち血圧波形が歪んで測定され、血圧値に誤差が生じることが知られている。
また、このカテーテル53の内部に気泡が入り易く、この気泡も入力波形を歪ませる大きな要因となり、測定誤差を生じさせることが知られている。



実際に使用されているカテーテル53と、カテーテル53の中を満たす液体65と、圧力トランスデューサ54とからなる圧力測定回路が、どの程度血圧波形を変化させているかは、この圧力測定回路の周波数特性曲線を測定して校正を行っている。
図10は、従来の周波数特性曲線を求める校正回路の構成を示す図である。図において、校正用発振器61により駆動される圧力波形発生装置62がカテーテル60の一端に接続されている。圧力発生装置62の出力部及びカテーテル60の他端には、圧力トランスデューサ63及び64が接続されている。カテーテル60の中には液体が満たされている。



従来の周波数校正曲線を求める第1の方法は、校正用発振器61から、正弦波信号を圧力波形発生装置62に入力すると正弦波の圧力波形が得られる。この正弦波の圧力を液体を満たしたカテーテル60に入力し、周波数を変えながら入力波形63Aとカテーテル60の出力波形64Aの振幅比を求めるものである。



また、従来の周波数校正曲線を求める第二の方法は、校正用発振器61を広帯域な信号発生器として、パルス状や変調波状の圧力波形を用いてカテーテル60に対する入力波形63Aと出力波形64Aを、A/D変換器65によりディジタル化し、コンピュータ66で処理することで、周波数特性曲線を描く方法が取られている。
このように、従来の校正方法においては、校正用発振器61と、この校正用発振器61により駆動される圧力波形発生装置62を必ず使用することが必要であった。



図11は、従来法の周波数特性曲線において、正常な状態と、気泡が入ることにより異常が発生したときの周波数特性曲線の概略を示す図である。
図示されるように、気泡や大きな気泡が入ることにより、正常な周波数特性曲線が得られないことが分かる。

産業上の利用分野


本発明は、医療用圧力測定装置の周波数特性校正方法及び周波数特性校正装置に関し、さらに詳しくは、校正用発振器とこの発振器により駆動される圧力発生装置を必要としないで、簡便、かつ、正確にカテーテル式圧力測定計の校正ができる、医療用圧力測定装置の周波数特性校正方法及び周波数特性校正装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】液体を満たしたカテーテルの一端にパルス圧力発生手段を設け、このパルス圧力発生手段により上記液体にパルス圧力を印加してパルス圧力波を形成すると共に、このパルス圧力波を上記カテーテルの一端の外側に密着して設けた第1の圧力・電気トランスデューサにより電気信号に変換し、
上記カテーテルの他端に伝搬した上記液体のパルス圧力波形を上記カテーテルの他端の外側に密着して設けた第2の圧力・電気トランスデューサにより電気信号に変換し、
上記第1の圧力・電気トランスデューサによる電気信号を入力電気信号とし、上記第2の圧力・電気トランスデューサによる電気信号を出力電気信号とし、
上記出力電気信号のフーリエ変換を上記入力電気信号のフーリエ変換で除算することにより上記カテーテルの周波数特性曲線を得ることを特徴とする、医療用圧力測定装置の周波数特性校正方法。
【請求項2】前記入力電気信号のフーリエ変換は、前記入力電気信号の区間切り出しと微分フィルタ処理した後のフーリエ変換であり、
前記出力電気信号のフーリエ変換は、前記出力電気信号の前記入力電気信号と同一の区間切り出しと微分フィルタ処理した後のフーリエ変換であることを特徴とする、請求項1に記載の医療用圧力測定装置の周波数特性校正方法。
【請求項3】前記パルス圧力発生手段は、測定者の手動によりパルス圧力を発生させることを特徴とする、請求項1に記載の医療用圧力測定装置の周波数特性校正方法。
【請求項4】液体を満たしたカテーテルの一端に設けられるパルス圧力発生手段と、
上記カテーテルの一端に設けられる上記パルス圧力発生手段からのパルス圧力を入力電気信号に変換するための入力圧検出用圧力トランスデューサと、
上記パルス圧力を上記カテーテルの他端に伝搬させたときのパルス圧力を出力電気信号に変換する出力圧検出用圧力トランスデューサと、
上記出力電気信号のフーリエ変換を上記入力電気信号のフーリエ変換で除算することにより上記カテーテルの周波数特性曲線を得る信号処理部と、
からなることを特徴とする、医療用圧力測定装置の周波数特性校正装置。
【請求項5】前記信号処理部は、前記出力電気信号用のA/D変換器と前記入力電気信号用のA/D変換器とコンピュータと、を備えていることを特徴とする、請求項4に記載の医療用圧力測定装置の周波数特性校正装置。
【請求項6】前記信号処理部は、前記入力電気信号のフーリエ変換を、前記入力電気信号の区間切り出しと微分フィルタ処理した後のフーリエ変換により計算し、かつ前記出力電気信号のフーリエ変換を、前記出力電気信号の前記入力電気信号と同一の区間切り出しと微分フィルタ処理した後のフーリエ変換により計算することを特徴とする、請求項4または5に記載の医療用圧力測定装置の周波数特性校正装置。
【請求項7】前記入力圧検出用圧力トランスデューサと前記出力圧検出用圧力トランスデューサは、圧電素子、半導体、光学式の何れかに1つによる圧力トランスデューサであることを特徴とする、請求項4に記載の医療用圧力測定装置の周波数特性校正装置。
【請求項8】前記パルス圧力発生手段は、測定者の手動によりパルス圧力を発生させることを特徴とする、請求項4に記載の医療用圧力測定装置の周波数特性校正装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
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