JPH0326044B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 流体の流入測定および流出測定を正確にそして
矛盾なく行なうことは、重症患者を処置するさい
に非常に重要な問題である。必要な治療効果がえ
られるように、非経口液／内服液の規定された体
積と率を確実にうるためには、流入測定は重要で
ある。過剰注入の結果生ずる流体過重負荷、低心
臓拍出量、または腎臓疾患が確実に起こらないよ
うに、正確で矛盾のない流出測定を行なうことは
重要である。尿量の急激な変化は、患者の悪化し
た臨床状態の血圧、体温、脈、または呼吸の重要
な徴候の変化の前でも、初期の兆候であることが
ある。

原発性腎疾患をもたない重症患者に対して、腎
臓によつてつくられる尿の流量と体積は、腎血流
が妥当であるかどうかに依存する。心臓の拍出量
は腎血流の主要因子であから、尿の排出量の変化
は心臓拍出量と関連している。したがつて、尿流
量率および尿体積の時間率を正確に測定すること
により、潜在的血液循環阻害と急性腎疾患に関す
る情報を医者に与えることができる。患者の正常
血圧の66％までの５分間だけの高血圧が短時間あ
ることは、短期間の急性腎疾患をもたらすのに十
分であることがある。

さらに、尿排出量の変化によつて観察される静
脈内流体または血液の浸出に対する腎臓系の応答
は、低尿排出量の原因となる病理学的変化に関す
る情報を医者に与えることができる。低尿排出量
の原因のうち最も多いものはあまりに多い流体体
積により生ずる心臓拍出量の低下であるが、他の
原因として原発性腎疾患、心臓疾患、または後期
腎臓阻害がある。

重症患者に対して、動脈血圧、中央静脈圧、お
よび左動脈圧のような心臓拍出量の血脈力学的測
定の変化は、もしこれらの変化が腎臓のような主
要器管の潅流の変化と関連していないならば、無
意味である。尿体積の変化の形で腎臓潅流につい
ての間接的情報を医者に与えることができる尿測
定および表示装置は、医者に必要な生理学的デー
タを与え、正しい診断を行なうことをできるよう
にする。

市販されているカテーテル式患者排出量測定お
よび蓄積装置は、３つの主要な設計のものがあ
る。古い装置は、25ミリリツトルまたは50ミリリ
ツトルで目盛られた容量2000ミリリツトルの可撓
袋容器または半剛体透明プラスチツク使い捨て蓄
積容器である。第２の装置は、典型的には、2000
ミリリツトルの透明な可撓袋容器であつて、この
袋容器は固体で透明なプラスチツク200ミリリツ
トル蓄積容器を有しており、この蓄積容器は最初
は２ミリリツトルで目盛られている。これらの装
置では、尿は排出管を通つて固体蓄積容器の中へ
と排出される。30分毎にまたは１時間毎に、医師
は尿排出量を測定しそして記録し、それから尿を
小さな固体蓄積容器から大きな可撓袋容器に移
し、それで測定を再び始めることができる。この
ような装置では高い精度はえられない。排出量を
高い精度で記録するには、正確な時間間隔の測定
と高い精度の記録が必要である。容器はベツトの
下に吊されているので、その読取りはむつかし
い。また、尿を固体蓄積容器からより大きな容器
に移し、そして測定サイクルが再び始まるのであ
るから、余分の時間がかかる。

第３のタイプの尿排出監視装置は、尿を使い捨
て装置内の10個の小容器のうちの１つに毎時間毎
に電気機械装置により移す。この装置では30分毎
または１時間毎に尿を尿蓄積容器に移すことはし
なくてよいが、しかしまた高い精度はえられな
い。その目盛を読取るのがむつかしく、そして30
分の時間間隔で排出量を測定するように設計する
ことはむつかしく、その結果、看護婦は８時間毎
にまたは勤勤務交替時に排出量を点検しないかも
知れない。この装置はまた高価である。

本発明は、再利用できる電子装置から成る装置
を用いることにより、従来の装置の前記欠点を解
決した。本発明の装置は、超音波技術を用いるこ
とにより、排出尿体積を、プラスまたはマイナス
２ミリリツトルの精度で、測定することができ
る。現在の時刻と先行時刻との両方について、尿
排出量と時刻がデジタル表示される。

発明の概要 本発明により、カテーテルを装着した患者から
の尿排出量を自動的にそして正確に測定すること
ができ、そしてそれを表示することができる医療
用流体測定装置がえられる。本発明の方法によ
り、尿は透明で使い捨て可能な固体容器内に集め
られる。この容器内の尿は外から見えるが、隔離
されていて汚染されないようになつている。

例示的実施例では、この装置は３つの主要部品
を有している。保持組立体は、既知で一定の寸法
をもつた取はずし可能でかつ使い捨て可能の容器
を収納しており、この容器の中にカテーテルが装
着された患者からの尿が集められる。この保持組
立体の頂部に、超音波測定トランシーバー、マイ
クロプロセツサおよび表示装置をそなえた測定お
よび制御装置が取付けられる。マイクロプロセツ
サは、容器内に蓄積された尿の表面に超音波を送
り、その反射波を観測することにより、容器内に
蓄積された尿の高さを周期的に決定するために、
トランシーバのタイミングと動作を制御する。こ
れらの測定と、容器の既知である寸法とに基づい
て、マイクロプロセツサは蓄積された流体の体積
を時間と共に計算し、そして現在の時刻と以前の
時刻とに対するこれらの情報を表示する。高い精
度をうるために、この保持組立体はジンバル取付
けがなされていて、それにより装置の取付けが変
動しても蓄積された流体の表面が常に水平を保つ
ようにされる。１つの実施例では、蓄積された液
体の高さがかなりの空気空間を超音波が伝わりそ
の反射波を観測して決定されるので、容器内の空
気温度と湿度が変化した時、流体表面までの測定
距離を補正するために、尿容器内にあつてトラン
シーバのトランスジユーサから既知の距離の位置
に配置したターゲツトを用い、および同時にマイ
クロプロセツサが比較装置としても用いられる。
第２実施例では、蓄積された液体の高さは、この
蓄積された液体の内部から、深さの距離にわたつ
て、超音波を送りその反射波を観測することによ
つて決定される。この場合には、ターゲツトは不
必要である。

本発明の目的は新規で改良された医療用流体測
定装置をうることである。この装置は隔離された
尿容器内の流体の体積を、時間と共に、自動的に
そして正確に決定する。この装置は使いやすく、
そして現在の時刻と以前の時刻に対する情報がデ
ジタルで表示されて観測が容易であり、それによ
り患者の腎機能を容易に探知することができる。
この装置の動作は自動的であり、測定を継続する
ために排出を行なう必要はなく、その結果、確実
な測定を行なうことができ、そして貴重な医師の
時間を節約することができる。集められた尿は容
易にそのままで観察することができ、そしてこの
装置から取出された試料をさらに検査に用いるこ
とができる。この装置は比較的廉価である。

本発明の他の目的および付随する多くの利点は
以下の図面を用いての詳細な説明からより明らか
となるであろう。

第１図は本発明の身体流体測定装置１０の実施
例を例示したものである。この装置は保持組立体
１２を有している。この保持組立体を患者のベツ
ドに、または都合のよいすぐ近くの位置に取付け
ることができる。保持組立体１２は装着フレーム
１４と流体容器ホールダ１６とから成る。このホ
ールダは回転アーム１８によつて装着フレーム１
４に回転可能に連結される。ホールダ１６内にあ
る容器収納凹所２２から容器２０を取出したりお
よび挿入しうるように、アーム１８がフレームの
ストツプ１９に達する位置まで、ホールダをフレ
ーム１４から下げることができる。この下げられ
た位置にある容器ホールダ１６が第４図に示され
ている。ホールダ１６の正面には50ミリリツトル
毎の検定された目盛がついていて、容器２０内の
尿量を目で見て測定することができる。

第４図および第７図にさらに示されているよう
に、制御および測定装置２４は容器ホールダ１６
の頂部に蝶番２３によつて取付けられる。この取
付けは容器２０の頂部と間隔があるように、また
は容器２０を取替えるために回転して凹所２２か
ら取出せるように行なわれる。流体測定位置１０
が上配置にある時、すなわち、測定配置にある
時、ホールダ１６は止め金２５により取付けフレ
ーム１４に固定される。

第３図および第４図に示されているように、容
器２０内に集められた流体の表面２６を水平に保
つために、流体測定装置１０のジンバル取付けが
できるように取付けフレーム１４が設計される。
このことは、ピボツトピン３０を有する取付けフ
レーム１４の中心に回転可能に付属アーム２８を
取付け、そしてこのピボツトピン３０を取付け耳
状部品３２の間に取付けることによつて行なわれ
る。付属アーム２８はこの付属アーム２８にあけ
られた穴３６に連結された支持フツク３４によつ
て保持され、それで測定装置１０が必要な位置に
保持される。このように設計にすることにより、
流体の表面２６を水平に保つように測定装置１０
がその垂直軸と水平軸のまわりに十分に回転し、
それにより表面の高さを正確に測定することがで
きる。

制御スイツチと制御および測定位置２４の表示
装置が第１図に示されている。これらは流体測定
装置の正面で操作および観察することができる。
電源スイツチ３８は装置２４を動作させる電源を
制御し、一方、スイツチ４０は表示装置をリセツ
トする。デジタル表示カウンタ４２は測定装置１
０の運転の先行時間内に容器２０内に蓄積された
流体の全体積を表す。デジタル表示装置４４は現
在の時刻に容器２０内に蓄積された流体量を指示
し、そしてこれは測定の現時刻までの経過時間を
指示する表示４６と共に用いられる。

容器２０の詳細な構造は第２図および第５図に
示されている。この実施例の容器の流体容量は
2000ミリリツトルであり、そして透明なプラスチ
ツクでつくられた剛体構造体であり、したがつ
て、容器内の流体量を目で見て観察することがで
きる。容器２０は、以下で説明されるように、内
部にある流体の体積を正確に求めることができる
ために、一定の内法寸法をもつようにつくられ
る。容器２０はテーパ付側面２１を有していて
（第２図）、容器ホールダ１６の凹所２２に容器２
０を入れたり出したりすることが容易にできる。
容器２０はその頂部付近にカテーテル流入管連結
部４８を有し、および容器ドレイン連結部５０を
有している。ある長さの可撓管５２がドレイン連
結部５０に永久連結されている。ドレイン管ホー
ルダ５４が容器２０の正面に取付けられていて、
そこに管部分５２の開放端５６が収納される。管
部分５２はドレイン連結部５０の近くで曲つてい
る。容器２０は流体測定装置１０の使い捨て可能
な素子として設計される。したがつて、前記ドレ
イン装置はこの装置の測定機能にとつて本質的で
はないが、集められた尿の試料は後でさらに検査
を行なうことができる。細菌フイルタ６４によつ
て保護された容器通気孔６２が容器２０の頂部近
くにそなえられていて、カテーテルから尿が入つ
てきて容器が一杯になる時、容器内の圧力が上昇
するのが防止される。カラー形キヤツプ５８およ
び６０が容器２０の頂部にあり、このキヤツプは
制御および測定装置２４の中に組込まれているこ
の測定装置１０の他の部品と共にインタフエイス
の役割を果たす。可撓隔膜６６および６８はそれ
ぞれキヤツプ５８および６０の穴を密封し、容器
２０の内部と装置の他の部分とを隔離している。

第２図および第５図に示されているように、容
器２０はその内部にターゲツト棒７０をそなえて
いる。このターゲツト棒は隔膜６６および６８か
ら既知の距離のところに配置される。ターゲツト
棒７０は、この装置の動作中に容器２０内の温度
および湿度の変化によつて生ずる流体高さの測定
値の補正を計算するために、既知の基準距離とな
る。この実施例の測定装置１０は、流体体積測定
のさい２ミリリツトル精度を保持するために、音
速を補正するための前記ターゲツトまでの実際の
距離と測定された距離との差に基づいて、測定さ
れた流体の高さの測定値を補正するための装置
（比較装置）を有している。

第６図および第８図に示されているように、前
記制御スイツチおよび表示装置の他に、超音波ト
ランシーバ部７２およびマイクロプロセツサ部７
４を有している。この実施例では、超音波トラン
シーバ７２は、送信トランスジユーサ７６および
受信トランスジユーサ７８は共に、200KHzの周
波数で動作する。しかし、他の適当な動作周波数
を用いることも可能であることを断つておく。こ
れらのトランスジユーサは、アルミニウム板に接
着された圧電素子でつくられたセラミツク・ベン
ド形トランスジユーサである。トランスジユーサ
７６および７８の面が容器２０のキヤツプ５８お
よび６０をそれぞれ覆つている隔膜６６および６
８の中心を向くように、トランスジユーサ７６お
よび７８が支持部品８０および８２に取付けられ
る。送信および受信される音波は隔膜をも伝搬す
るので、トランシーバ部７２内で発生した音波パ
ルスは、容器２０の内部７３の空気媒体の中を伝
搬していく。第６図に示されているように、送信
されたパルス８４および８６は容器２０内の流体
表面２６とターゲツト棒７０の両方で反射され、
それからこれらの反射波が受信トランスジユーサ
７８で受信され、そしてさらにトランシーバ部７
２およびマイクロプロセツサ部７４で処理され
る。この実施例では送信トランスジユーサと受信
トランスジユーサの２つを用いているけれども、
適当なマルチプレツクス回路を用いれば、この機
能を１個のトランスジユーサで実行できることを
断つておく。

医療用流体測定装置の別の実施例が第９図、第
１０図、および第１１図に示されている。この第
２実施例の利点は、容器２０内に集められた尿を
通して空気と尿の界面２６に送られた音波の反射
波から、蓄積された尿の高さを測定できることで
ある。このことを達成するために、容器ホールダ
１６の底板のところにある小さい空間１０４内の
支持棒１０２に、１個の送信および受信トランス
ジユーサ１００が取付けられる。トランシーバ部
７２とトランスジユーサ１００は導線１０６によ
つて電気的に接続される。導線１０６は容器ホー
ルダ１６の外側に配置される。この第２実施例の
使い捨て可能容器２０は前記と同じ機能を実行
し、そして前記と同じ保持組立体１２の中に納め
ることができる。けれども、この実施例では、容
器２０は底板の中央に凹所１０８を有しており、
この凹所にはデイスク形板１１０が挿入されてい
て、それによつて、トランスジユーサ１００と容
器２０のプラスチツクとの界面がえられ、容器内
の流体ヘトランスジユーサ１００からおよびトラ
ンスジユーサ１００へ音波エネルギが容易に送信
される。挿入板１１０は約30ジユロメートルとい
う小さな硬度をもつたシリコンゴムでつくられ
る。

第９図に示された実施例では、音波パルス１１
２は、トランスジユーサ１００から、容器２０内
に蓄積された流体の表面２６に向けて、上向きに
送信される。トランスジユーサ１００はまた反射
音波１１４を受信する。この第２実施例では、パ
ルスの送信経路１１２および１１４には空気はほ
とんどないから、空気の温度や湿度により補正を
行なう装置は不必要であり、したがつて、前記第
１実施例で用いられたターゲツト７０やその他の
補正装置は用いられていない。この第２実施例で
は、パルスの伝搬路が流体内であることおよび要
求される精度から、トランシーバ７２およびトラ
ンスジユーサ１００に対する動作周波数をより高
く選択することが必要である。５メガヘルツ程度
の周波数が用いられる。

動 作 第１図の装置全体の動作を第６図および第８図
で説明しよう。第８図は制御および測定装置２４
の機能ブロツク図である。身体流体測定装置１０
が患者の近くに装着され、そして運転状態にある
とし、容器２０の入力連結部４８にカテーテル管
８５が連結されている（第４図）とする。電源ス
イツチ３８を入れるとこの装置が動作を開始し、
そしてスイツチ４０によつてカウンタ表示を０に
セツトする。クロツク９８は、超音波トランシー
バ７２の制御のために、マイクロプロセツサにお
よび経過時間表示装置４２および４６に、経過時
間を入力する。前記実施例では、４秒間の時間間
隔で、マイクロプロセツサは持続時間100ナノ秒
のパルスをトランシーバ７２に送る。しかし、こ
の他の適当なパルス間隔および他の適当なパルス
持続時間を用いることも可能であることを断つて
おく。トランシーバはこのパルスを超音波信号に
変換し、そしてこの超音波信号は、トランスジユ
ーサ７６により隔膜６６を通して、容器２０の内
部に送信される。第６図の直線８４および８６に
よつて表わされた超音波エネルギの送信パルス
は、ターゲツト棒７０およびカテーテルドレイン
から入つてきて蓄積された尿の表面２６によつて
反射される。直線８８および９０によつて表わさ
れた反射超音波は、隔膜６８を通つて受信トラン
スジユーサ７８によつて受信され、そしてトラン
シーバ７２によつて処理されてマイクロプロセツ
サ７４に送られ、そこで送信されたパルスと流体
表面２６で反射されたパルスの時間差から流体の
高さが決定される。ターゲツト７０までの超音波
の往復時間の測定値をメモリ９２内に記憶された
情報とを処理プログラム９４に従つて比較装置で
もあるマイクロプロセツサ７４で比較することに
より、蓄積容器２０内の温度や湿度による尿表面
高さを補正するための音速補正が行なわれる。流
体高さ測定の信頼性と精度をよくするために、マ
イクロプロセツサ処理プログラムによつて実行さ
れ、そして送信されたパルスの始動と連動した電
子受信窓が、偽反射パルスを処理して消去するた
めに用いられる。

尿容器２０の内法寸法がわかつているので、メ
モリ９６は容器内の流体の高さの測定値から流体
体積に関するデータを有している。処理プログラ
ム９４、クロツク９８およびメモリ９６を用い
て、マイクロプロセツサは容器２０内に蓄積され
た尿の体積を時間と共に決定し、そしてその体積
と時間をデジタルカウンタ表示装置４４および４
６に表示する。１時間動作した後、先行時間尿蓄
積量がカウンタ４２に表示され、そして現在時刻
尿体積と時間がカウンタ４４および４６に表示さ
れる。

第２実施例を用いた医療用流体測定装置の動作
は、本質的には、前記と同じである。けれども、
第２実施例の場合、容器２０内の流体レベル２６
の高さが直後に測定されてそのデータがマイクロ
プロセツサ７４に送られ、そこで処理プログラム
９４とメモリ９６を用いて流体体積が計算され
る。処理プログラム９４を変更して前記空気中の
音速に対する補正計算を省略することができ、そ
してメモリ９６を用いないことができる。

尿容器２０を取去るまたは取替えることが必要
である時、電源スイツチ３８およびリセツトスイ
ツチ４０によつて、この装置をオフにする。第４
図および第７図に示されているように、容器ホー
ルダ１６は止め金２５を押すことによつて固定か
らはずされ、そしてアーム１８を回すことによつ
て下に下げられる。それから、この制御および測
定装置２４が回転されて、蝶番２３から取りはず
される。それから、使用された尿容器２０がホー
ルダ１６内の凹所２２から取出される。新しい容
器を所定の位置に取付け、容器ホールダ１６を上
に上げて固定し、動作状態に配置して、この装置
が再び始動する。

【図面の簡単な説明】

第１図は流体測定装置の立体図、第２図は使い
捨て尿容器の立体図、第３図は本装置の正面図、
第４図は尿容器を取りはずすためにホールダを引
き出した状態の本装置の側面図、第５図は第４図
の線５−５に沿つてとられた断面図、第６図は超
音波動作を示すために一部分を取去つたホールダ
および尿容器の正面図、第７図は尿容器を取出す
ために開かれた頂部蝶番を有するホールダの側面
図、第８図はこの装置による測定および制御装置
の機能ブロツク図、第９図は第６図と同様の図で
あつて、別の超音波トランスジユーサ配置図、第
１０図は第９図の構造体の側面図、第１１図は第
９図および第１０図の装置と共に用いられる使い
捨て容器の立体図。 ２８，３０，３２，３４，３６……ジンバル容
器取付け装置、１０……容器、７２，７４……超
音波測定装置、７４，９２，９４，９６，９８…
…制御装置、４２，４４，４６……表示装置、４
８，８５……連結装置、７４……マイクロプロセ
ツサ（比較装置）、９６……メモリ装置（体積）、
９２……メモリ装置（補正）、９８……クロツク
装置、９４……メモリ装置（処理）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 医療用流体測定装置であつて、 前記装置を水平に保つためのジンバル容器取付
   け装置と、 前記容器取付け装置に取付けることができ測定
   されるべき流体を集めるための容器と、 前記容器取付け装置に取付けることができそし
   て前記容器内に蓄積されて流体の表面までの距離
   を測定するために前記容器に対し動作可能なよう
   に、ある距離だけ隔てられて配置された超音波測
   定装置と、 前記測定装置の出力に応答して前記容器内の流
   体の体積を時間に関して決定するための制御装置
   と、 前記制御装置によつて決定されて前記容器内の
   流体の体積を目で見えるように表示する表示装置
   と、 前記容器を測定されるべき流体の源に連結する
   ための装置とを有する装置において、 前記容器内の温度および湿度の変動に対し前記
   測定装置の出力を補正するために、前記容器内で
   前記超音波測定装置から既知の距離の位置に配さ
   れた超音波ターゲツトを設け、このターゲツトま
   での実際の距離と測定された距離との差に基づい
   て、測定された流体の高さの測定値を補正するた
   めの比較装置とを設けるとともに、 過去および現在の時刻における前記容器内に蓄
   積された身体流体の体積を前記表示装置により周
   期的に表示し得るように構成したことを特徴とす
   る医療用流体測定装置。 ２ 前記容器の内部が生物学的に隔離されていて
   それにより前記容器内に蓄積された流体による汚
   染が防止される特許請求の範囲第１項記載の医療
   用流体測定装置。 ３ 前記制御装置がマイクロプロセツサを有する
   特許請求の範囲第１項ないし第２項記載の医療用
   流体測定装置。 ４ 前記容器内の変動する高さの流体が占める前
   記容器内の体積を記憶するためのメモリ装置と、 ターゲツト装置までの測定されて距離と実際の
   距離との変化に基づいて測定された流体高さに対
   する補正を記憶するためのメモリ装置と、 時間の情報を供給するためのクロツク装置と、 処理プログラムを記憶するためのメモリ装置
   と、 温度および湿度に対して補正された前記容器内
   の流体レベルまでの距離を周期的に供給しそして
   前記容器内の流体の体積を決定しおよび表示する
   ために、前記メモリ装置、超音波測定装置、表示
   装置およびクロツク装置に接続されたプロセツサ
   装置とを前記制御装置がさらに有する特許請求の
   範囲第１項ないし第３項記載の医療用流体測定装
   置。 ５ 前記容器が取替え可能である特許請求の範囲
   第１項ないし第４項記載の医療用流体測定装置。 ６ 前記超音波測定装置が薄い可撓隔膜によつて
   前記容器の内部と物理的に分離されている特許請
   求の範囲第１項ないし第５項記載の医療用流体測
   定装置。 ７ 測定されるべき流体を蓄積するために既知の
   内部寸法の容器をそなえることと、 前記容器内に蓄積された流体の高さを超音波を
   用いて周期的に測定することと、 前記容器内の既知の距離のところに超音波ター
   ゲツトを配置し、前記ターゲツトまでの実際の距
   離と測定された距離との間の差に基づいて測定さ
   れた流体の高さに対する補正を行うことと、 前記容器内の流体の測定された高さに基づいて
   過去および現在の時刻における前記容器内に蓄積
   された身体流体の体積を表示装置で周期的に表示
   することとの各段階を有する放出された身体流体
   の蓄積された体積を時間と共に決定する方法。