(57)【要約】【課題】  熱変動の影響をほぼなくし、最小熱入力信号を使用できるようにし、それにより、測定を頻繁にあるいは連続的に行えるようにする、体内の血流量を求める装置を提供する。【解決手段】  血流経路中のある部位で熱エネルギーを所定の量だけ変化させ、この部位の上流側および下流側の位置での温度を検出することにより、生体中の血流量を求める技法。そのような位置での温度差が求められ、血流量が、エネルギーレベルの変化とエネルギーレベルが変化する前後に測定された温度差との関数として算出される。【選択図】      図１
2004195251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体中の血流量を求める方法であって、
前記生体の血流経路中の部位で熱エネルギーレベルを所定の量だけ変化させるステップと、
前記部位の上流側の第１の位置および前記部位の下流側の第２の位置の温度を検出するステップと、
あるエネルギーレベルでの前記第１の位置と前記第２の位置の間の温度差を求めるステップと、
変化させたエネルギーレベルでの前記第１の位置と前記第２の位置の間の温度差を求めるステップと、
エネルギーレベルの変化とエネルギーレベルが変化する前後に測定された温度差との関数として血流量を算出するステップとを含む方法。
【請求項２】
前記第１の位置が、前記部位で発生する熱エネルギーの変化から実質的に熱絶縁される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記血流経路が生体の心臓の少なくとも一部を含み、血流量が心拍出量を表す請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記部位が少なくとも部分的に、心臓の右心房に存在し、前記第１の位置が心臓の大静脈内にあり、第２の位置が心臓の肺動脈内またはその近くにある請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記部位が少なくとも部分的に、心臓の右心房に存在し、前記第１の位置が心臓の大静脈内にあり、第２の位置が心臓の右心室内またはその近くにある請求項３に記載の方法。
【請求項６】
血流経路内に位置決めされた、カテーテルによって支持された熱エネルギー源から熱エネルギーを印加することによって前記熱エネルギーが変化し、温度が、それぞれ前記第１の位置および第２の位置にある前記カテーテル中の温度センサによって検出される請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
生体中の血流量を求める方法であって、
前記生体の血流経路中の部位で熱エネルギーを第１のレベルから第２のレベルに変化させるステップと、
前記第１のレベルでの、前記部位の上流側の第１の位置での前記血流経路中の温度と前記部位の下流側の第２の位置での前記血流経路中の温度の間の温度差の特性を判定するステップと、
前記第２のレベルでの、第１の位置での前記血流経路中の温度と第２の位置での前記血流経路中の温度の間の温度差の特性を判定するステップと、
前記温度差の特性間の差を判定するステップと、
前記温度差の特性間の差と前記第１のレベルから前記第２のレベルへの熱エネルギーの変化との関数として血流量を算出するステップとを含む方法。
【請求項８】
前記各特性が、指定された期間にわたって判定される請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記各特性が、温度差の平均である請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
指定された期間が、少なくとも１呼吸サイクルである請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記血流経路が生体の心臓の少なくとも一部を含み、血流量が心拍出量を表す請求項７から請求項１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記部位が少なくとも部分的に、心臓の右心房に存在し、前記第１の位置が心臓の大静脈内にあり、第２の位置が心臓の肺動脈内またはその近くにある請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記部位が少なくとも部分的に、心臓の右心房に存在し、前記第１の位置が心臓の大静脈内にあり、第２の位置が心臓の右心室内またはその近くにある請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記各特徴温度差判定ステップが、
前記熱エネルギーが前記第１のレベルであるときと、前記熱エネルギーが前記第２のレベルであるときに、１呼吸サイクルまたは複数呼吸サイクルの各サイクル中に前記部位の上流側の前記第１の位置および前記部位の下流側の前記第２の位置での温度を検出するステップと、
前記熱エネルギーが前記第１のレベルであるときと、前記熱エネルギーが前記第２のレベルであるときに、各呼吸サイクルごとに前記温度間の温度差を求めるステップと、
複数呼吸サイクルにわたって前記温度差の平均を求めるステップとを含む請求項７に記載の方法。
【請求項１５】
前記熱エネルギーレベル変更ステップが、前記部位で所定量の電力Ｐを印加して前記熱エネルギーレベルを前記第１のレベルから前記第２のレベルに変化させ、前記心拍出量算出ステップが、
電力Ｐ、算出された平均上昇時温度差、血液の熱容量の関数として上昇時心拍出量成分を算出するステップと、
電力Ｐ、算出された平均下降時温度差、血液の熱容量の関数として下降時心拍出量成分を算出するステップと、
上昇時心拍成分および下降時心拍成分の関数として心拍出量を算出するステップとを含む請求項７に記載の方法。
【請求項１６】
ステップを複数回にわたって連続的に繰り返して、心拍出量を繰り返し算出し実際上連続的な心拍出量の算出を行うことができる請求項７から請求項１０または請求項１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
心拍出量の反復計算値を、選択された回数にわたって平均して、前記選択された回数の平均心拍出量を求めることができる請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
生体中の血流量を求めるシステムであって、
前記生体の血流経路中の部位で熱エネルギーレベルを所定の量だけ変化させる手段と、
前記部位の上流側の第１の位置および前記部位の下流側の第２の位置の温度を検出する手段と、
あるエネルギーレベルでの前記第１の位置と前記第２の位置の間の温度差を求める手段と、
変化させたエネルギーレベルでの前記第１の位置と前記第２の位置の間の温度差を求める手段と、
エネルギーレベルの変化とエネルギーレベルが変化する前後に測定された温度差との関数として血流量を算出する手段とを備えるシステム。
【請求項１９】
前記第１の位置が、前記部位で発生する熱エネルギーの変化から実質的に熱絶縁される請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記血流経路が生体の心臓の少なくとも一部を含み、血流量が心拍出量を表す請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記部位が少なくとも部分的に、心臓の右心房に存在し、前記第１の位置が心臓の大静脈内にあり、第２の位置が心臓の肺動脈内またはその近くにある請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記部位が少なくとも部分的に、心臓の右心房に存在し、前記第１の位置が心臓の大静脈内にあり、第２の位置が心臓の右心室内またはその近くにある請求項２０に記載のシステム。
【請求項２３】
前記システムがカテーテルを含み、前記熱エネルギー変更手段が、前記カテーテルによって保持され血流経路内に位置決めされた熱エネルギー源であり、前記温度検出手段が、前記カテーテルを前記血流経路内に位置決めしたときに、前記熱エネルギー源が前記部位に位置し、前記温度センサがそれぞれ、前記第１の位置および第２の位置に位置するように前記血流経路内に位置決めされる請求項１８から請求項２２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２４】
生体中の血流量を求めるシステムであって、
前記生体の血流経路中の部位で熱エネルギーレベルを第１のレベルから第２のレベルに変化させる手段と、
前記第１のレベルでの、前記部位の上流側の第１の位置での前記血流経路中の温度と前記部位の下流側の第２の位置での前記血流経路中の温度の間の温度差の特性を判定する手段と、
前記第２のレベルでの、第１の位置での前記血流経路中の温度と第２の位置での前記血流経路中の温度の間の温度差の特性を判定する手段と、
前記温度差の特性間の差を判定する手段と、
前記温度差の特性間の差と前記第１のレベルから前記第２のレベルへの熱エネルギーの変化との関数として血流量を算出する手段とを備えるシステム。
【請求項２５】
前記特性判定手段が、指定された期間にわたって前記特性を判定する請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記各特性が、温度差の平均である請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
指定された期間が、少なくとも１呼吸サイクルである請求項２５に記載のシステム。
【請求項２８】
前記血流経路が生体の心臓の少なくとも一部を含み、血流量が心拍出量を表す請求項２４から請求項２７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２９】
前記部位が少なくとも部分的に、心臓の右心房に存在し、前記第１の位置が心臓の大静脈内にあり、第２の位置が心臓の肺動脈内またはその近くにある請求項２０に記載のシステム。
【請求項３０】
前記部位が少なくとも部分的に、心臓の右心房に存在し、前記第１の位置が心臓の大静脈内にあり、第２の位置が心臓の右心室内またはその近くにある請求項２８に記載のシステム。
【請求項３１】
前記各特徴温度差判定手段が、
前記熱エネルギーが前記第１のレベルであるときと、前記熱エネルギーが前記第２のレベルであるときに、１呼吸サイクルまたは複数呼吸サイクルの各サイクル中に前記部位の上流側の前記第１の位置および前記部位の下流側の前記第２の位置での温度を検出する手段と、
前記熱エネルギーが前記第１のレベルであるときと、前記熱エネルギーが前記第２のレベルであるときに、各呼吸サイクルごとに前記温度間の温度差を求める手段と、
複数呼吸サイクルにわたって前記温度差の平均を求める手段とを含む請求項２４に記載のシステム。
【請求項３２】
前記熱エネルギーレベル変更手段が、前記部位で所定量の電力Ｐを印加して前記熱エネルギーレベルを前記第１のレベルから前記第２のレベルに変化させ、
前記心拍出量算出手段が、
電力Ｐ、算出された平均上昇時温度差、血液の熱容量の関数として上昇時心拍出量成分を算出する手段と、
電力Ｐ、算出された平均下降時温度差、血液の熱容量の関数として下降時心拍出量成分を算出する手段と、
上昇時心拍成分および下降時心拍成分の関数として心拍出量を算出する手段とを含む請求項２４に記載のシステム。
【請求項３３】
前記システムが、心拍出量を繰り返し算出して、実際上連続的な心拍出量の算出を行う請求項２４から請求項２７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３４】
さらに、心拍出量の反復計算に応答して、前記算出値を、選択された反復計算回数にわたって平均して、前記選択された計算回数の平均心拍出量を求める手段を含む請求項３３に記載のシステム。
【請求項３５】
生体中の血流量を求める方法であって、
前記生体の血流経路中の部位で、選択された血液パラメータの値を第１のレベルから第２のレベルに変化させるステップと、
前記第１のレベルでの、前記部位の上流側の第１の位置での前記血流経路中の選択されたパラメータの値と前記部位の下流側の第２の位置での前記血流経路中の選択されたパラメータの値の差を求めるステップと、
前記第２のレベルでの、第１の位置での前記血流経路中の選択されたパラメータの値と第２の位置での前記血流経路中の選択されたパラメータの値の差を求めるステップと、
前記第１の差測定ステップで得られた値と前記第２の差測定ステップで得られた値の差を求めるステップと、
前記第１の差測定ステップで得られた値と前記第２の差測定ステップで得られた値の差と、前記第１のレベルから前記第２のレベルへの選択されたパラメータの値の変化との関数として血流量を算出するステップとを含む方法。
【請求項３６】
前記血流経路が生体の心臓の少なくとも一部を含み、血流量が心拍出量を表す請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
生体中の血流量を求めるシステムであって、
前記生体の血流経路中の部位で、選択された血液パラメータの値を第１のレベルから第２のレベルに変化させる手段と、
前記第１のレベルで、前記部位の上流側の第１の位置での前記血流経路中の選択されたパラメータの値と前記部位の下流側の第２の位置での前記血流経路中の選択されたパラメータの値との差を求める手段と、
前記第１のレベルで、前記部位の上流側の第１の位置での前記血流経路中の選択されたパラメータの値と前記部位の下流側の第２の位置での前記血流経路中の選択されたパラメータの値との差を求める手段と、
前記第２のレベルで、第１の位置での前記血流経路中の選択されたパラメータの値と、第２の位置での前記血流経路中の選択されたパラメータの値との差を求める手段と、
前記第１の差測定手段で得られた値と前記第２の差測定手段で得られた値との差を求める手段と、
前記第１の差測定手段で得られた値と前記第２の差測定手段で得られた値との差と、前記第１のレベルから前記第２のレベルへの選択されたパラメータの値の変化との関数として血流量を算出する手段とを備えるシステム。
【請求項３８】
前記血流経路が生体の心臓の少なくとも一部を含み、血流量が心拍出量を表す請求項３７に記載のシステム。
【請求項３９】
生体中の瞬間血流量を求める方法であって、
前記生体の血流経路中の選択された位置での温度レベルを求めるステップと、
前記血流経路中の前記選択された位置を最終温度レベルに加熱するステップと、
最終温度レベルを求めるステップと、
前記選択された位置を前記最終温度レベルに加熱するために必要な加熱電力と前記選択された位置での温度レベルの変化との比を求めるステップとを含む方法。
【請求項４０】
前記表示ステップが、単一心拍サイクルにわたって前記比を積分することと、積分値を前記心拍サイクルの周期で除して前記心拍サイクルにわたる前記生体中の平均瞬間血流量を得ることとを含む請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記加熱ステップおよび前記最終温度レベル判定ステップが、
前記選択された位置を加熱する前に前記選択された位置での最初の温度レベルを求めておくことと、
前記選択された位置を前記最終温度レベルに加熱することと、
前記選択された位置をある時間にわたって加熱する間、前記最終温度レベルを一定の値に維持することと、
前記最終温度レベルを前記一定の値に維持するために必要とされる前記選択された位置での温度レベルの時変変化量を求めることとを含む請求項３９または請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記加熱ステップおよび前記最終温度レベル判定ステップが、
温度レベルを固定量だけ変化させることにより、前記選択された位置を最初の温度レベルから最終温度レベルに加熱することと、
変化させる温度レベルをある時間にわたって前記固定量に維持することと、
前記時間にわたる時変温度レベルを求めることとを含む請求項３９または請求項４０に記載の方法。
【請求項４３】
前記加熱ステップが、前記選択された位置に位置決めされたセンサを加熱することを含み、前記センサがその温度の関数として変動する抵抗Ｒを有し、前記方法がさらに、
前記センサを最終抵抗値に加熱し、それにより、前記センサの抵抗値を変化させるステップと、
加熱時に前記センサの変化する抵抗値をある時間にわたって固定量に維持するステップと、
前記時間にわたる加熱時の前記センサの時変最終抵抗値を求めるステップとを含み、
さらに、前記比判定ステップが、
前記センサを前記最終抵抗値に加熱するのに必要な加熱電力とセンサの固定された、変化する抵抗値との比を求めることを含む請求項３９または請求項４０に記載の方法。
【請求項４４】
生体の血流に挿入して生理学的データを得る装置であって、
生体の静脈系または動脈系に挿入するようになされた縦長の可とう性カテーテルと、
前記カテーテルによって保持された第１の温度検知手段と、
前記カテーテルによって保持され、使用時に前記第１の温度検知手段の上流側にくるように位置決めされた第２の温度検知手段と、
前記カテーテルによって前記第１の温度検知手段と前記第２の温度検知手段の間に保持され、使用時に前記第２の温度検知手段から実質的に熱絶縁されるように位置決めされた加熱手段とを備え、
前記第１および第２の温度検知手段ならびに前記加熱手段が、データ処理システムと通信するようになされた装置。
【請求項４５】
さらに、
前記カテーテルによって保持され、使用時に前記加熱手段の下流側にくるように位置決めされ、前記データ処理手段と通信するようになされたサーミスタ手段を備える請求項４４に記載の装置。
【請求項４６】
生体の血流に挿入して生理学的データを得る装置であって、
生体の静脈系または動脈系に挿入するようになされた縦長の可とう性カテーテルと、
前記カテーテルによって保持された温度検知手段と、
前記カテーテルによって保持され、使用時に前記温度検知手段の下流側にくるように位置決めされたサーミスタ手段とを備え、
前記温度検知手段および前記サーミスタ手段が、データ処理システムと通信するようになされた装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的には、体内の血流量を測定する技法に関し、さらに詳細には、好ましくは、心臓内を流れる血液の熱エネルギー変化を測定する一つまたは複数の温度センサを使用することと、この測定に応答して固有のデータ処理技法を使用して心拍出量を求めることに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、体内の様々な位置での血流量を測定するために一般的に使用できるが、心臓中の血流量を測定して心拍出量を測定できるようにするうえで特に有用である。心拍出量を測定する多数の技法が従来技術で提案されている。技術文献および特許文献に記載された典型的な熱希釈技法として、“A Continuous Cardiac Output Computer Based On Thermodilution Principles”，Ｎｏｒｍａｎｎ等，Annals of Biomedical Engineering，第１７巻，１９８９年、“Thermodilution Cardiac Output Determination With A single Flow-Directed Catheter”，００ｒｒｅｓｔｅｒ等，American Heart Journal，第８３巻，第３号，１９７２年、”Understanding Techniques for Measuring Cardiac Output ”，Ｔａｙｌｏｒ等，Biomedical Instrumentation & Technology ，１９９０年５月／６月、１９８５年４月２日に発行されたＭ．Ｌ．Ｙｅｌｄｅｒｍａｎの米国特許第４５０７９７４号、１９８８年１１月２２日に発行されたＥｇｇｅｒｓ他の米国特許第４７８５８２３号、１９９１年３月１９日に発行されたＪｏｈｎ  Ｈ．Ｐｅｔｒｅの米国特許第５０００１９０号が挙げられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
心拍出量の定量化における基本的な制限は、血流に固有の熱変動が存在することである。以前の方法は、そのような変動を防止することなしに、入力信号の効果を観測し心拍出量を算出するものである。本明細書に記載した本発明は、異なる測定技法を使用して、熱変動の影響をほぼなくし、最小熱入力信号を使用できるようにし、それにより、測定を頻繁にあるいは連続的に行えるようにする。
【０００４】
診断をより迅速に行い、患者の状態の変化を、現行の技法を使用した場合に可能なよりも連続的に監視することができるように、実際上連続的に、すなわち１分間に数回にわたって正確な心拍出量が得られることが望ましい。さらに、心拍出量を心拍ごとに瞬時に測定して、心拍ごとに発生する相対変化を評価すると共に、逆流が存在するかどうかを判定することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の全般的な原則によれば、指示物質また指示作因を、血流中の一対の検出器間に導入する技法を使用して血流量または心拍出量、あるいはその両方が迅速に求められる。検出器は、血流中の選択された指示作因の濃度または大きさに機能的に関係するパラメータを検知する。検出器は、選択されたパラメータが二つの検出器の間に存在する際に、測定値が、そのパラメータの差分値からなるようにするのに機能的に十分な距離だけ離して位置決めされる。指示作因はたとえば、血液のｐＨを変化させる物質でも、あるいは熱エネルギーを伝達する流体ボーラスでも、あるいは血液の選択された特性を変化させる物質でもよく、あるいは熱エネルギーを直接導入することもできる。
【０００６】
指示作因を導入する前に、選択した血液パラメータが二つの検出器の位置に存在するときのそのパラメータの値の差を求める（すなわち、第１の差分値）。次いで、選択した指示作因を所定の量だけ導入する。次いで再び、選択した血液パラメータが二つの検出器の位置に存在するときのそのパラメータの値の差を求める（すなわち、第２の差分値）。
【０００７】
次いで、検出器の特定の位置に応じて、血流量または心拍出量を、第１の差分値と第２の差分値の関数として求めることができる。血流量または心拍出量の最終的な測定値が二つの差の差に基づくものなので、システムは、非常に小さな指示作因を導入することによって効果的に動作する。このため、実際上連続的な測定が行われるように測定を迅速に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の好ましい実施例によればたとえば、低レベルの熱エネルギー入力で迅速に心拍出量を求めることができる。そのような動作を行うために、好ましい実施例では、本発明の技法は、生体の心臓内を流れる血液の経路に挿入されたカテーテル内の選択された二つの位置に位置決めされた一対の温度センサを使用する。このセンサは、二つの位置の間の温度差を検出する。循環系中の温度センサの位置に応じて、測定される温度差は、時間の経過と共に変動する。たとえば、一方のセンサがたとえば大静脈に位置し、第２のセンサが心室動脈または肺動脈に位置するように温度センサを心臓内に配置したとき、温度差が呼吸サイクルと同期して変動することが観測された。
【０００９】
したがって、本発明の好ましい実施例では、少なくとも１呼吸サイクルにわたる温度差を測定し平均して平均温度差が求められる。平均処理または積分処理により、心拍出量を求める際の交絡因子としての、循環・呼吸誘発変動などの瞬間血液温度変動の影響が実際上なくなる。
【００１０】
そのような測定を行うにはまず、熱エネルギーが血流量経路に導入されない少なくとも１呼吸サイクルの期間にわたって平均温度差を算出する。次いで、比較的小さな所定の大きさの熱エネルギーを血流量経路に導入して、この経路中の二つの温度センサの間の位置で加熱動作を行う。加熱によって誘発される温度上昇が安定した後、より高い方の温度レベルでの少なくとも１呼吸サイクルの期間にわたる温度差測定値から、二つの位置の間の平均温度差を再び算出する。熱エネルギーをオンにしたときに発生する、平均温度差間の差、すなわち上昇温度差を求める。熱エネルギーをオフにしたときの平均温度差間の差、すなわち下降温度変化を同様に求める。熱エネルギー入力と上昇温度変化および下降温度変化の関数として心拍出量を算出する。測定を行う際に使用される熱エネルギーレベルが比較的低いので、心拍出量を実際上連続的にあるいはほぼ連続的に求められるように測定シーケンス全体をたとえば毎分複数回にわたって安全に繰り返すことができる。
【００１１】
本発明の他の実施例によれば、熱エネルギー源としても働く温度センサ、たとえばサーミスタは、心臓血流経路中の第３の位置に位置決めされる。センサの温度を第１の温度レベルから第２の温度レベルに高めるのに十分な電力がセンサに供給される。本発明の一実施例では、センサに供給する電力を変動させることによってセンサの温度が第１のレベルから第２のレベルに変更され、第２のレベルで一定に維持される。そのような電力変動は、瞬間流速に比例し、したがって一定の流動面積を仮定すると、瞬間心拍出量に比例する。したがって、センサ加熱電力およびセンサでの温度増分の測定を使用して、瞬間心拍出量を連続的に求めることができる。さらにたとえば、下流側の一方の心室の出口にセンサを配置すると、心拍サイクルにわたる流出量の変動を分析して、心拍サイクルにわたる心臓出口弁の逆流特性を示すことができる。さらに、そのような瞬間心拍出量の測定をさらに改良し、近くの位置にある他の温度センサによって血液の瞬間温度を測定し、心拍出量を求める際にそのような温度を適切に考慮することにより、心臓内を流れる血液の温度の変動を補償することができる。
【００１２】
他の応用例では、前述の連続心拍出量の測定と瞬間心拍出量の測定を組み合わせることができる。したがって、三つの温度センサおよび熱エネルギー源をすべて組み合わせて使用して、時間平均心拍出量を正確にかつ実際上連続的に求め、同時に心拍サイクルの各瞬間ごとの瞬間心拍出量を求めることができる。他の応用例では、二つの温度センサおよび熱エネルギー源を妥当なシーケンスで使用して、平均心拍出量を求め、かつ瞬間心拍出量を求めることができる。
【００１３】
（発明の説明）
添付の図面を用いて、本発明をさらに詳しく述べる。
【００１４】
人間の心臓１０を非常に簡単な図で表す図１で分かるように、可とう性カテーテル１１は、静脈を通して心臓の右心房または心耳１２に挿入され、次いで右心室１３内を通り、最終的にカテーテルの端部は、肺に至る出口または肺動脈１４内またはその近くに位置する。周知のように、血液は（矢印で表したように）静脈１５、すなわち大静脈から右心房および右心室に流入し、次いで外側に肺へ流れ、その後肺から左心房１６内に戻り、左心室１７内を流れ、次いで外側に大動脈１８に流入する。
【００１５】
図１に関して示した本発明の実施例によれば、温度センサ、たとえばサーミスタは、カテーテルによって保持され、そのため、図１に示したように挿入されたときに、第１のセンサ１９は大静脈１５または右心房１２内の位置に位置決めされ、第２のセンサ２０は肺動脈１４内またはその近くの位置に位置決めされる。
【００１６】
話を簡単にするために、温度センサ１９および２０がそれぞれ、温度Ｔ１およびＴ２を測定する二つの異なる位置にある伸張状態の可とう性カテーテル１１を図２に示す。カテーテル１１によって支持または保持される熱エネルギーの出力源２１は、右心房中のセンサ１９とセンサ２０の間の位置に位置決めされる。特定の実施例では、カテーテルで支持される出力源はたとえば、カテーテル１１の表面上に配置され、あるいはその表面に埋め込まれ、熱エネルギーすなわち熱を生成するために制御可能なレベルでのＡＣ電圧またはＤＣ電圧（図示せず）が供給される抵抗線コイルである。熱エネルギーの大きさは、心臓内を流れる血液の温度を上げるためにその血液に伝達される所定の量の熱エネルギーを、選択された時間に挿入するように適切に制御することができる。エネルギー源は、センサ１９を熱エネルギー源の位置から実際上熱絶縁するのに十分な距離に位置決めされる。
【００１７】
センサ１９および２０ならびにエネルギー源２１の位置を図１に示すことができるが、代替位置を使用することもできる。したがって、センサ１９を大静脈１５内に位置決めすることができ、その場合、エネルギー源は右心房１２に配置され、センサ２０は右心房または右心室内に配置される。さらに、センサ１９を大静脈１５内に位置決めした場合、通常縦長のエネルギー源２１全体を右心房内に位置決めする必要はなく、大静脈中の位置および右心房中の位置を有することができる。そのようなエネルギー源は好ましくは、少なくとも部分的に右心房内に位置するべきである。さらに、センサ２０は、右心室中の肺動脈１４の近くに位置決めすることも、あるいは肺動脈自体中の右心室の近くに配置することもできる。
【００１８】
それぞれ、熱エネルギー源２１から上流側および下流側の位置１９および２０での温度Ｔ１およびＴ２は、ディジタルマイクロプロセッサによって適切に監視される。本発明によれば、瞬間温度はそれぞれ、温度センサ１９および２０の出力Ｔ１（ｔ）およびＴ２（ｔ）として得られる。これらの出力は、それらの間の温度差ΔＴ（ｔ）＝Ｔ１（ｔ）−Ｔ２（ｔ）に比例するアナログ信号を生成するように差分増幅器に接続される。温度差信号ΔＴ（ｔ）は、アナログディジタル／サンプリング回路によって、選択された時間間隔にディジタル化されサンプリングされる。ディジタル化されサンプリングされた温度差値と既知の熱エネルギー値は、ディジタルマイクロプロセッサに供給され、ディジタルマイクロプロセッサは次いで、データを処理して所望の心拍出量情報を提供する。ホストマイクロプロセッサで使用される処理段は、マイクロプロセッサの適切なプログラミングによって実施されるが、これについては下記で図３Ａから図６にしたがって論じる。
【００１９】
熱エネルギー源２１は交互にオンにされオフにされる。各変化の後に熱安定に達し、かつほぼ一定の血流量があると仮定した場合、各ケースで安定な温度差を測定することができる。熱エネルギー源よりも先へ流れる血液の量、すなわち心拍出量をそのような温度差測定値から導出することができる。しかし、そのような導出は、血流量の測定に影響を与える二つの因子によって複雑になる。第１に、心臓内の血流量は一定ではなく、心臓が収縮するたびにサージする。第２に、心臓内を流れる血液の温度は一定ではなく、各呼吸サイクルごとに変動する。好ましい実施例では、下記で論じるように、データの処理においてそのような因子を考慮に入れる。
【００２０】
心拍出量を求めるプロセスは、第１の実施例では、Ｔ１およびＴ２の検知温度に応答し、図３Ａから図５に示したフローチャートによって示したステップを実施するようにプログラムされたマイクロプロセッサ２で実施される。そのようなフローチャートの知識から、当業者なら、パーソナルコンピュータなど適当な既知のディジタルマイクロプロセッサを図のステップを実施するように適当にプログラムすることができよう。
【００２１】
図３Ａは、プロセスＩとして識別され、心拍出量を求めるために温度データの処理全体で使用される基本プロセスを示す。このプロセスは引き続き図４および図５に示されている。図３Ａに示した基本プロセスでは、時間ΔＴ（ｔ）の関数としての温度差は、Ｔ１（ｔ）およびＴ２（ｔ）に応答する差分増幅器によって求められる。そのような差は、心拍出量を求められている人の呼吸サイクルに主として依存する、時間の関数として循環的に変動する、図３Ｂに示した平滑な温度差曲線を生成するように、実際上平滑化し、あるいはフィルタすることができる。
【００２２】
各呼吸サイクルごとの周期τ１，τ２，．．．τｎは、ｎサイクルにわたって求められる。各サイクルでの温度差の特性が求められる。たとえば、そのような特性は好ましくは、各サイクル中の平均温度差（ΔＴγ１，ΔＴγ２．．．ΔＴγ２．．．ΔＴγｎ）である。
【００２３】
（ピーク温度差はたとえば、判定された特性であってもよい）。このような平均温度差（ΔＴγｎ）は、関与するｎサイクルにわたって加算され、ｎで除されサイクル（ΔＴγｎ）当たりの平均温度差が求められる。プロセスＩの使用法は、図４に示されプロセスＩＩとして識別された処理ステップに示されている。
【００２４】
図４で分かるようにまず、熱エネルギー源２１（すなわちヒータ）をオフにしたときにプロセスＩのステップが実施され、サイクル当たりの平均ΔＴｏｆｆ値が求められ適切に記憶される。そのような測定が行われるサンプリング時間を図６に期間Ｓ１として示す。
【００２５】
次いで、ヒータ２１が指定の期間中オンにされ、心臓内を流れる血液に既知の量の電力Ｐが供給され、したがって、ヒータよりも先へ流れる血液の温度が上がり、図６に示しＤ１として指定した遷移上昇期間または遅延上昇期間にわたって温度差ΔＴ（ｔ）が増加する。その後、温度差は、第２のサンプル期間Ｓ２にわたってほぼ安定する。図４で分かるように、ヒータ２１をオンにして温度が安定した後、プロセスＩが、この場合もｎサイクル、たとえば期間Ｓ２にわたって実施され、ヒータがオンのときの平均温度差ΔＴｏｎが求められ適切に記憶される。次いで、ヒータがオフにされ、温度が、図６に示しＤ２として指定した遷移下降期間または遅延下降期間ｔＦ１にわたって、ほぼ以前の値まで下降していく。
【００２６】
下記の関係により、エネルギーがオフのときの平均温度差と、エネルギーがオンのときの平均温度差を使用して心拍出量が求められる。
【数１】
2004195251.tif 000003
【００２７】
上式で、Ｆ＝流量
Ｐ＝電力
Ｃｐ  ＝熱キャパシタンス
ΔＴｏｎ＝電力オン時の平均温度
△Ｔｏｆｆ  ＝電力オフ時の平均温度
【００２８】
図５で分かるように、プロセスＩＩのステップは、それぞれ、図６に示したように期間Ｓ１、Ｄ１、Ｓ２、Ｄ２を含むものとして指定される、Ｎデータ収集サイクルにわたって無限に繰り返される。各データ収集サイクルごとに、Ｓ２での平均温度差ΔＴｏｎとＳ１での平均温度差ΔＴｏｆｆの間の上昇時温度差ΔＴＲと、Ｓ１での平均温度差ΔＴｏｆｆとＳ２での平均温度差ΔＴｏｎの間の下降時温度差ΔＴＦが求められる。
【００２９】
流量ＦＲは、各データ収集サイクルごとに、エネルギー源またはヒータ２１によって血流量流に導入される電力Ｐの既知の量、血液の既知の熱キャパシタンスＣｐ、下記の関係によってデータ収集サイクルＳ１＋Ｄ１＋Ｓ２にわたって発生する平均温度差ΔＴｏｎとΔＴｏｆｆの差から算出される。
【数２】
2004195251.tif 000004
【００３０】
同様に、流量ＦＲは、Ｐと、Ｃｐと、下記の関係によってデータ収集サイクルＳ１＋Ｄ１＋Ｓ２の後半部分にわたって発生する平均温度差ΔＴｏｎとΔＴｏｆｆの差から算出される。
【数３】
2004195251.tif 000005
【００３１】
図６に示したように、ＦＲとＦＦが平均され、１データ収集サイクルにわたる平均流量（Ｆ）が得られる。
【数４】
2004195251.tif 000006
【００３２】
適当な較正定数を使用してＦＲ、ＦＦ、Ｆの値を調整することができる。
【００３３】
したがって、二つの温度センサ１９および２０を使用することにより、図３Ａから図６によって毎分数回にわたって心拍出量を求め、実際上連続的な心拍出量値を得ることができる。比較的低い電力レベルを使用してそのような測定を行うことができるので、熱エネルギーを導入することによって心臓が損傷を受ける恐れはほぼなくなる。
【００３４】
指示作因としての熱の直接導入と温度の測定に関して前述の方法を説明したが、当業者なら、血流のｐＨに影響を及ぼし、あるいは他の血液パラメータを変更する指示作因を使用することにより、前述の技法を容易に実施することができることが明白であろう。
【００３５】
ある種の状況では、たとえば瞬間心拍出量や、個別の各心拍サイクル（すなわち各心拍）にわたって平均された心拍出量など、心拍出量をより頻繁に示すことが望ましい。そのような情報は、下記で図７および図８にしたがって論じる本発明の他の実施例を使用して提供することができる。（図７Ａに示したように）カテーテル３１の遠位端の近くの位置にある単一の温度センサ３０を使用して、瞬間血液速度または心拍間血液速度Ｖ（ｔ）を求めることができる。１データ収集サイクルまたは複数データ収集サイクルにわたって平均された心拍出量と血液速度を組み合わせて、瞬間心拍出量を算出することができる。使用するプロセスは、図７Ｂに示されプロセスＩＶとして識別されたプロセスに示されている。
【００３６】
図７Ｂで分かるように、温度センサ３０で時間の関数として検知された最初の温度Ｔ３ｉ（ｔ）が前記と同様に平滑化またはフィルタされ、最初の時間ｔ０で適切に測定され記憶される。温度センサ自体の温度ΔＴ３の所定の上昇が選択される。次いで、時間ｔ０で、温度センサ３０に接続された電源３０Ａから温度センサ３０に電力が供給され、温度Ｔ３（ｔ）が所定量だけ上がる。
【００３７】
電力は、特定の測定のニーズと必要な回路の相対的な簡単さまたは複雑さに従って異なるようにセンサに供給することができ、そのような三つの方法が図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃに示されている。
【００３８】
たとえば、第１の動作モード（図８Ａ）では、図９Ａに示したように、局所血液温度が時間と共に変化するときでも最終的なセンサ温度Ｔ３ｆ（ｔ）を、最初の温度Ｔ３ｉ（ｔ０）よりも最初のレベルΔＴ３だけ高い値で一定に維持し、すなわちＴ３ｆ＝Ｔ３ｉ（ｔ０）＋ΔＴ３であるように、センサに加熱電力を供給することができる。そのような条件の下では、センサは、瞬間局所血液温度Ｔｂ（ｔ）よりも時変温度増分ΔＴ３（ｔ）だけ高い値に維持される。
【００３９】
また、第２の動作モードでは、図９Ｂに示したように、時変局所血液温度よりも固定温度増分だけ高い値に連続的にセンサを維持するように、センサに電力を供給することができる。そのような条件の下では、ΔＴ３（ｔ）＝ΔＴ３、すなわち定数であり、センサ温度はＴ３ｆ（ｔ）＝ΔＴ３＋Ｔ３ｉ（ｔ）に従って変化する。
【００４０】
温度センサが温度検知抵抗器またはサーミスタであるとき、第３の加熱モードも好都合である。したがって、サーミスタを使用するとき、局所血液温度に対応するセンサの抵抗よりも一定抵抗増分だけ高い値にセンサを維持する電気加熱回路を設計すると好都合である。Ｒが、センサ温度Ｔに対応する抵抗である場合、このような条件は、ΔＲ３（ｔ）＝ΔＲ３、すなわち定数で表され、センサ抵抗は、図９Ｃに示したようにＲ３ｆ（ｔ）＝ΔＲ３＋Ｒ３ｉ（ｔ）に従って変動する。次いで、温度ΔＴ３（ｔ）の変化が、心拍サイクルにわたって積分された比で抵抗Ｒ３（ｔ）の変化と置き換えられる。そのような動作モードのさらに詳しい説明および例示的な装置は、１９７７年１１月２９日に発行された米国特許第４０５９９８２号に提示され記載されている。前述の三つの手法のどれを用いた場合でも、温度の上昇（ΔＴ）をもたらすために電力（Ｐ）が供給され、次いで、電力と温度上昇は共に、瞬間血液速度、したがって血流量に関係付けられる。
【００４１】
センサ加熱電力および温度を測定し、これを使用して心拍出量に関するさらに詳細な情報を提供する技法を下記で説明する。使用する技法は、瞬間心拍出量の測定に適用することも、個別の心拍サイクル中の心拍出量に測定に適用することもできる。そのような詳細な測定情報により、医者の診断機能が大幅に向上する。
【００４２】
まず、瞬間体積流量（前述の位置で測定した場合は心拍出量）を測定する方法について説明する。前述の特定の各実施態様ごとに、温度センサ３０に印加される電力Ｐ３（ｔ）は、センサの最終温度を所望の値Ｔ３ｆに維持するように制御される。温度センサ３０に印加される電力、またはさらに一般的には、センサに印加される電力と温度増分の比、すなわちＰ３（ｔ）／ΔＴ３（ｔ）は、センサの周りを流れる液体の流体特性および流動特性と直接相関する。
【００４３】
たとえば、必要なセンサ電力と局所流体速度Ｖ（ｔ）の間の関係は次式の形の相関によって与えられる。
Ｐ（ｔ）＝４πｋａΔＴ(ｔ)［１＋Ｃ１Ｐｒｎ（２ａρＶ（ｔ）／μ）ｍ ］
【００４４】
上式で、Ｐ（ｔ）＝センサへの瞬間電力
ｋ＝流体の熱伝導率
ａ＝センサ半径
ΔＴ（ｔ）＝加熱されたセンサと加熱されていない流体の温度の間の瞬間温度差
Ｃ１＝較正定数
Ｐｒ＝流体の粘度μ、熱容量Ｃｐ、熱導電率ｋに関係する無次元「プラントル」数
ｎ，ｍ＝実験データから求められる羃指数
ρ＝流体密度
μ＝粘度
Ｖ（ｔ）＝瞬間流体速度
【００４５】
センサ付近の流体流速は、必要なセンサ加熱電力から求めることができる。次いで、さらに血管内の流体流量の分布に関する一つの仮定を立てることにより、血管中の体積流量を求めることができる。たとえば、血管内の一様な速度プロフィルを仮定すると、体積流量Ｆ３は次式によって与えられる。
Ｆ３＝ＶＡ
【００４６】
上式で、Ｖは血管中の流体速度であり、Ａは流体面積である。流体流動面積Ａが未知である場合、血管中の平均体積流量を測定することによって推定することができる。そのような平均体積流量はたとえば、前述の本発明の技法を使用し、あるいは他の技法を使用して匹敵する情報を生成することによって求めることができる。たとえば、Ｆが、通常、前述のように数心拍サイクルにわたって測定された、平均心拍出量であり、Ｖが、少なくとも１心拍サイクルにわたる瞬間流動速度の平均値を算出することによって求められた平均流体速度である場合、平均流動面積Ａに関するそのような一つの推定は次式によって与えられる。
Ａ＝Ｆ／Ｖ
【００４７】
したがって、センサの測定加熱電力を与えた場合、所望の瞬間、すなわちＦ３（ｔ）＝Ｖ（Ｅ）Ａの流体速度を算出し、次いで体積流量を算出し、体積流量の瞬間測定値、すなわち心拍出量を得ることができる。
【００４８】
他の実施例における単一心拍サイクルにわたって心拍出量を測定する方法について説明する。前記でそれぞれの異なる実施態様で説明したように、温度センサ３０に印加される電力Ｐ３（ｔ）は、センサの温度を所望の信号値Ｔ３ｆに維持するように制御される。温度センサ３０に印加される電力、またはさらに一般的には、前述のように、センサに印加される電力と温度増分の比、すなわちＰ３（ｔ）／ΔＴ３（ｔ）は、センサ付近の液体流量の特性と直接相関する。したがって、１心拍サイクルにわたる電力・温度比の積分値は、その心拍サイクルにわたる平均心拍出量と直接相関し、すなわちそれに比例し、次式が成立する。
【数５】
2004195251.tif 000007
【００４９】
上式は、次式のように表すこともできる。
【数６】
2004195251.tif 000008
【００５０】
上式で、Ｔは、心拍サイクルの周期を表し、Ｆは、心拍サイクルにわたって平均された対応する心拍出量を表す。したがって次いで、センサからの測定され積分された電力信号および温度信号から、個別の心拍サイクルにわたる平均心拍出量Ｆを求めることができる。
【００５１】
さらに、心拍サイクルごとの心拍出量の変化を簡単に定性的に示す必要がある場合は、心拍サイクルにわたる積分された電力と平均心拍出量の明白な相関関係を省略することができる。そのような情報を得るには、所与の心拍出量測定値を、心拍サイクルにわたって積分されたセンサ信号に対応する測定値に関連するものとみなす。心拍出量の測定値は、本発明に記載した技法または他の類似の技法によって間欠的に得ることができる。心拍出量が、心拍サイクルにわたって積分されたセンサ信号の値と相関することが分かっているので、センサ信号の変化は、心拍出量の対応する変化を示す。
【００５２】
ある種の状況では、センサよりも先へ流れる血液の温度変動を補償することが望ましい。というのは、この変動によってＦ（ｔ）の値が影響を受けるからである。そのようの補償プロセスを図７ＢにプロセスＩＶとして示す。このプロセスでは、温度Ｔ２（ｔ）は、センサ３０（図７Ａ参照）から離れた位置で第２のセンサ（たとえば、センサ１９でもセンサ２０でもよい）によって検知される。たとえば、加熱されたセンサが、局所血液温度よりも一定の増分だけ高い値に維持されるプロセスでは、瞬間血液温度を知る必要がある。この場合、センサが加熱されないときに測定される温度Ｔ３（ｔ）の代わりに温度Ｔ２（ｔ）が使用される。
【００５３】
他の代替実施例では、（図２に示したように）二つのセンサ１９および２０しか使用されず、（図７Ａ中のセンサ３０と等価の）瞬間心拍出量を算出する際の一次センサとしてセンサ２０を使用し、二次温度補償センサとしてセンサ１９を使用することができる。そのような実施例では、センサ１９および２０を使用して、図３Ａから図６で述べたように平均心拍出量を求め、その後、図７Ｂと、図８Ａまたは図８Ｂまたは図８Ｃで述べたようにセンサ１９およびセンサ２０を使用して瞬間心拍出量を求めることができる。そのような平均心拍出量と瞬間心拍出量の測定は、必要に応じて心拍情報を両方の形で提供するためにマイクロプロセッサによって順次に行われる。
【００５４】
前述のように、前述のカテーテルを使用する際、前述のプロセスによって求められる様々な流量値は、流量に比例するが、適切に較正されない限り実際の流量値に等しくならないことがある。というのは、計算値と実際の値の対応が、特定のカテーテルが構築され使用される方法に依存するからである。特定のカテーテル用の較正定数は、次式の関係に従って計算流量と実際の流量を関係付ける曲線の勾配および切片によって表すことができる。
Ｆａｃｔｕａｌ＝ａＦｃａｌｃ．＋ｂ
【００５５】
上式で、図１０に示したように、“ａ”は直線３５の勾配であり、“ｂ”は垂直軸に沿った直線３５の切片である。曲線３５は、既知のカテーテルおよびそのカテーテルの既知の流量値を使用して曲線３６を構築することによって得ることができる。最良の直線適合は、線３５として求められる。この結果、勾配“ａ”および切片“ｂ”が求められる。“ａ”および“ｂ”に関してそのように求められた値を、各ケースの計算流量値と共に使用して、計算流量から実際の流量を求めることができる。
【００５６】
前記の説明は、本発明の好ましい実施例を論じたものであるが、当業者なら、本発明の趣旨および範囲内でこれらの実施例の修正が思いつこう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲で定義されるものを除いて、前述の特定の実施例に限ると解釈すべきものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】人間の心臓の概略図である。
【図２】本発明で使用されるカテーテルの概略図である。
【図３Ａ】本発明で使用されるプロセスのステップを示すフローチャートである。
【図３Ｂ】図３Ａで示したプロセスで得られた平滑な温度差曲線を示す図である。
【図４】本発明で使用される他のプロセスのステップを示すフローチャートである。
【図５】本発明で使用される他のプロセスのステップを示すフローチャートである。
【図６】本発明で使用される温度／時間関係を示すグラフである。
【図７Ａ】本発明で使用される他のカテーテルの概略図である。
【図７Ｂ】本発明の他のプロセスのステップを示すフローチャートである。
【図８Ａ】本発明の他のプロセスのステップを示すフローチャートである。
【図８Ｂ】本発明の他のプロセスのステップを示すフローチャートである。
【図８Ｃ】本発明の他のプロセスのステップを示すフローチャートである。
【図９Ａ】本発明で使用されるパラメータ関係のグラフである。
【図９Ｂ】本発明で使用されるパラメータ関係のグラフである。
【図９Ｃ】本発明で使用されるパラメータ関係のグラフである。
【図１０】本発明で使用されるカテーテルに関する流量値を較正するために使用されるグラフである。
【図１】
2004195251.tif 000009
【図２】
2004195251.tif 000010
【図３Ａ】
2004195251.tif 000011
【図３Ｂ】
2004195251.tif 000012
【図４】
2004195251.tif 000013
【図５】
2004195251.tif 000014
【図６】
2004195251.tif 000015
【図７Ａ】
2004195251.tif 000016
【図７Ｂ】
2004195251.tif 000017
【図８Ａ】
2004195251.tif 000018
【図８Ｂ】
2004195251.tif 000019
【図８Ｃ】
2004195251.tif 000020
【図９Ａ】
2004195251.tif 000021
【図９Ｂ】
2004195251.tif 000022
【図９Ｃ】
2004195251.tif 000023
【図１０】
2004195251.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成16年4月7日(2004.4.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心拍サイクルにわたる生体中の瞬間血流量を求めるための装置であって、
前記生体の血流経路中の選択された位置での温度を求める手段と、
前記血流経路中の前記選択された位置を最終温度に加熱する手段と、
（ａ）前記選択された位置を前記最終温度に加熱するために必要な加熱電力と前記選択された位置での温度の変化との比を求め、（ｂ）前記比を単一心拍サイクルにわたって積分し、（ｃ）積分値を前記心拍サイクルの周期で除する手段とを含む装置。
【請求項２】
前記選択された位置を加熱する手段が、前記選択された位置をある時間にわたって一定の値としての最終温度に維持するように動作し、装置が、前記最終温度レベルを前記一定の値に維持するために必要とされる前記選択された位置での加熱出力の時変変化量を求める手段をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記選択された位置を加熱する手段が、前記選択された位置をある時間にわたって微分した温度を固定量に維持するように動作し、
装置が、前記時間にわたる時変温度を求める手段をさらに含む請求項１に記載の装置。
【請求項４】
心拍サイクルにわたって生体の平均瞬間血流量を求める装置であって、前記生体の血流経路中の選択された位置に位置決めされるように構成されておりその温度の関数として変動する抵抗Ｒを有するセンサと、
前記センサを第１抵抗値から第２抵抗値に加熱する手段と、
加熱時に前記センサの変化する抵抗値をある時間にわたって維持する手段と、
前記時間にわたる加熱時の前記センサの時変第２抵抗値を求める手段と、
前記センサを前記第２抵抗値に加熱するのに必要な加熱電力とセンサの変化する抵抗値との比を求め、前記比を単一心拍サイクルにわたって積分し、積分値を前記心拍サイクルの周期で除する手段とを含む装置。
【請求項５】
生体の血流に挿入して生理学的データを得る装置であって、
生体の静脈系または動脈系に挿入するようになされた縦長の可とう性カテーテルと、
前記カテーテルによって保持された第１の温度検知手段と、前記カテーテルによって保持された第２の温度検知手段と、
前記カテーテルによって前記第１の温度検知手段と前記第２の温度検知手段の間に保持された、血流内で血液を加熱する加熱手段とを備え、
前記第２の温度検知手段が、使用時に前記加熱手段の上流にくるように前記カテーテルに位置決めされて、前記加熱手段から実質的に熱絶縁されており、
前記第１の温度検知手段が、使用時に前記加熱手段の下流にくるように前記カテーテルに位置決めされて、血流内で加熱される血液の温度を検知し、
前記第１および第２の温度検知手段ならびに前記加熱手段が、データ処理システムと通信するようになされた装置。
【請求項６】
さらに、
前記カテーテルによって保持され、使用時に前記加熱手段の下流側にくるように位置決めされ、前記データ処理手段と通信するようになされたサーミスタ手段を備える請求項５に記載の装置。
【請求項７】
生体の血流に挿入して生理学的データを得る装置であって、
生体の静脈系または動脈系に挿入するようになされた縦長の可とう性カテーテルと、
前記カテーテルによって保持された温度検知手段と、
前記カテーテルによって保持され、使用時に前記温度検知手段の下流側にくるように位置決めされたサーミスタ手段とを備え、
前記温度検知手段および前記サーミスタ手段が、それらの間に血流加熱手段を受け入れるように離間しており、血流加熱手段は前記温度検知手段が加熱されていない血液の温度を検知している間に前記加熱手段によって加熱される血流内の血液の温度を前記サーミスタ手段が感知することができるようにし、前記温度検知手段および前記サーミスタ手段がデータ処理システムと通信するようになされた装置。
【請求項８】
心拍サイクルにわたる生体中の瞬間血流量を求める装置であって、（ａ）前記生体の血流経路中の選択された位置での温度を検出する手段と、（ｂ）前記温度から最終温度まで前記選択された位置を加熱する手段と、（ｃ）（ｉ）前記選択された位置における温度の変化に対する、前記最終温度まで前記選択された位置を加熱するために要する加熱出力の比を求め、（ｉｉ）前記比を単一心拍サイクルにわたって積分する手段、とを有する装置。
【請求項９】
選択された時間周期にわたって血流量に対応する値を求めるシステムであって、
（ａ）電力を血液流路内のヒータへ供給してヒータの温度を血液の温度か、そうでなければヒータの位置に存在する温度を超えて上げる手段と、
（ｂ）ヒータに供給される電力と、ヒータの位置における血液流速に相関するヒータの位置における血液温度の変化との、比を定める電力制御手段と、
（ｃ）前記比を選択された時間周期にわたって積分する手段とを含むシステム。
【請求項１０】
心拍出量を求めるシステムであって、
（ａ）ヒータの位置における血液温度を上げる血液流路内のヒータと、
（ｂ）ヒータに供給される電力と、ヒータの位置における血液流速に相関する血液温度の増加との、比を定める電力制御手段と、
（ｃ）前記比を単一心拍サイクルにわたって積分する手段と、
（ｄ）単一心拍サイクルにわたる血液流速の積分の関数として、単一心拍サイクルにわたる心拍出量を求める手段とを含むシステム。
【請求項１１】
選択された時間周期にわたる心拍出量を求めるシステムであって、
（ａ）選択された時間周期にわたって血液流速を積分する手段と、
（ｂ）選択された時間周期にわたる血液流速の積分の関数として、選択された時間周期にわたる心拍出量を求める手段とを含むシステム。