JP2002263076A - 生体の生理学的に制御された測定を実施するための装置 - Google Patents

生体の生理学的に制御された測定を実施するための装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 生体における生理学的制御測定を実施するた
めの装置において設定された相対時点の視覚的監視を改
善する。 【解決手段】生体（１０）の生理学的信号（２２）を検
出するための信号受信装置（１２）、生理学的信号（２
２）の時間的経過をグラフ表示するための表示装置（２
０）ならびに測定の時間的経過の制御のために用いられ
る少なくとも一つの相対時点を生理学的信号（２２）の
時間的経過と関連させて設定するための時間設定装置
（１８）を備え、少なくとも一つの相対時点を生理学的
信号（２２）と時間的に関連させて、少なくとも一つの
時間バー（２６，２８，３０）を画面に表示することに
よりグラフ表示するためにディスプレイ（２０）が設け
られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は生体における生理学
的に制御された測定を実施するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】生体における一連の検査では有効かつ信
憑性のある測定は、生理学的周期内の特定の時点もしく
は特定の相中に行うことでのみ得られる。たとえば心拍
動もしくは呼吸の律動時に動く内臓などのＣＴ検査で
は、臓器運動の比較可能な相中に撮影された断層投影図
のみが信憑性のあるトモグラフィー像として有効に編成
されると容易に想定される。このためこの種の測定は適
当に選択された生理学的信号によって時間的に制御され
る。この場合生理学的信号に基づき、測定の時間制御の
ために利用される1個もしくは複数個の相対時点が定め
られる。
【０００３】このような相対時点を決定するために、い
わゆるトリガ方式がある。この方式では生理学的信号に
おけるトリガパルスが参照時点として用いられる。次
に、このトリガパルスと時間的に関連させて相対時点が
定められる。この定義はたとえば、各トリガパルス後の
待機時間（ｄｅｌａｙ ｔｉｍｅ）を入力することによ
り、また、待機時間の経過後に開始する本来の測定時間
ウィンドー（ｓｃａｎａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｗｉｎ
ｄｏｗ）（この時間ウィンドー内に測定データが採取さ
れる）の長さを規定することにより行われる。“ｄｅｌ
ａｙ ｔｉｍｅ”および“ｕｓｅｒ ａｃｑｕｉｓｉｔ
ｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ”のパラメータは通常ユーザーが
キーボードを介して数字の形で入力する。“ｓｃａｎ
ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ”は、たとえば
測定時間ウィンドーごとに実施すべきである多数の部分
測定によりユーザーが設定できる複数の別のパラメータ
から生じる。この場合測定時間ウィンドーの長さは、こ
の部分測定の回数に、各測定に費やるされ場合によって
は調整可能な時間（反復時間）を掛けることにより算出
される。
【０００４】そのほかにいわゆるゲーティング方式もあ
る。この方式では測定を制御する時間ウィンドー（ｇａ
ｔｅ）は通常、生理学的信号の振幅閾値により決められ
る。生理学的信号がこの閾値を通過すると、それが時間
ウィンドーのオンもしくはオフ時点とみなされる。呼吸
の制御下にある測定方法の場合は、たとえば呼吸運動の
適正なパーセンテージを閾値として選択できる。
【０００５】生理学的に制御される測定で問題となるの
は、参照として用いられる生理学的信号の信号パラメー
タが多くの場合一定でないこと、それどころか著しい変
動がみられることにある。特に、たとえば信号期間、最
大信号振幅、平均信号振幅などの信号パラメータは測定
準備相と本来の測定実施相との間で、たとえば心拍動や
呼吸の加速などにより、互いに偏位するおそれがある。
上述のパラメータ、すなわち待機時間、測定時間ウィン
ドーの長さ、閾値などに適当な数値を準備相に設定した
場合、これらのパラメータがその後の測定実施相におい
てはもはや適当でなくなり、また信憑性の低い測定結果
しか得られないという事態が生じるおそれもある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の課
題は、測定の時間制御に用いられる少なくとも一つの相
対時点が、いったん設定されたなら、測定を有効に実施
するために生理学的信号の実際的経過と比較してなお十
分に適正であるか否かを確実に管理するための簡単な方
法をユーザーに提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によれ
ば、生体の生理学的信号を検出するための信号受信装
置、生理学的信号の時間的経過をグラフ表示するための
表示装置、生理学的信号の時間的経過と関連して測定の
時間的経過の制御のために用いられる少なくとも一つの
相対時点を設定するための時間設定装置を有する生体に
おける生理学的に制御された測定を実施するための装置
において、少なくとも一つの相対時点を生理学的信号と
時間的に関連させてグラフ表示するために表示装置が設
けられることにより解決される。
【０００８】本発明によれば、少なくとも一つの相対時
点のグラフ表示を同時に行うことでユーザーは、表示さ
れた相対時点と表示された生理学的信号の実際の信号経
過とを比較することにより、その時の相対時点が最適に
設定されているかあるいは調整する必要があるか否かを
継続的かつ視覚的に管理することが可能となる。このこ
とは、相対時点が生理学的信号と時間的に関連させて表
示される、すなわち同一の時間尺度を基礎としているの
で一目で確認できる。すなわち、相対時点を示す単純な
数値が入力されるだけでなく、生理学的信号と比較した
相対時点の時間的位置も明瞭化される。
【０００９】本発明の望ましい実施形態によれば、時間
設定装置により少なくとも二つの異なる相対時点を設定
することができ、これらの二つの相対時点の間に存在す
る時間ウィンドーを生理学的信号と時間的に関連させて
グラフ表示するために表示装置が設けられている。さら
にこの表示装置は、相対時点と生理学的信号の関連時点
との間に存在する時間ウィンドーを生理学的信号との時
間的関連でグラフ表示するためにも設けられている。時
間ウィンドーが時間バーの形で表示されると、時間ウィ
ンドーは視覚的に特に認識しやすい。複数の時間ウィン
ドーを同時に表示する場合、時間バー用にたとえば異な
ったカラーを用いることができる。
【００１０】幾つかのケースでは、表示装置が生理学的
信号と少なくとも一つの相対時点とを固定的時間軸と共
に表示することが所望される場合がある。また別のケー
スでは、表示装置が生理学的信号と少なくとも一つの相
対時点とを移動性時間軸と共に表示することが所望され
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明による測定装置の実施例に
ついて添付の図面に基づき以下に詳細に説明する。
【００１２】図１には検査すべき人体もしくは動物の身
体が１０で示されている。検出器１２は身体１０の生理
学的信号を受信し、この信号を電子測定制御装置１４に
伝達する。検出器１２は、たとえば心電図（ＥＣＧ）に
用いられているように心電流を生理学的信号として受信
する。その他に身体の呼吸運動、拍動、横隔膜運動など
がある。測定制御装置１４は、トモグラフィー測定もし
くは任意のその他の測定法の時間制御のために生理学的
信号を用いるが、これらの測定は身体１０に対して測定
器１６を用いて行われる。測定器１６はたとえば磁気共
鳴トモグラフィー装置もしくはＸ線コンピュータトモグ
ラフィー装置などである。この種のトモグラフィー検査
が周期的ではあるが必ずしも規則的な運動をしているわ
けではない内臓（たとえば心臓や肺など）に対して行わ
れる場合は、トモグラフィー像の再構成に必要な複数の
個別測定が相応の周期相、たとえば心安静相中に実施さ
れる場合に限り、信憑性のあるトモグラフィー像が得ら
れる。この理由から測定制御装置１４は、測定器の起動
が検出された生理学的信号の周期内の特定の測定時間ウ
ィンドー中にのみ行われるように、測定器１６を制御す
る。
【００１３】この測定時間ウィンドーは測定制御装置１
４によって自動的に決定されるのではない。むしろユー
ザーが測定制御装置１４に接続されたキーボード１８を
介して一つもしくは複数のパラメータに関する数値を入
力することにより、信号周期内における測定時間ウィン
ドーの長さおよび相対的位置（すなわち開始時点と終了
時点）を決定する。これらのパラメータにはたとえば次
のようなものがある。すなわち、生理学的信号の一つも
しくは複数の振幅閾値（ゲーティング方式の場合）、ト
リガとして用いられている生理学的信号のパルスピーク
後における測定時間ウィンドーの開始までの待機時間、
測定時間ウィンドー中に実施される個別測定の回数、個
別測定毎に必要な測定時間（トリガ方式の場合）であ
る。
【００１４】次にユーザーは、パラメータ値の入力によ
り決定される測定時間ウィンドーを測定制御装置１４に
よって制御されるディスプレイ２０上でグラフとして見
ることができる。この場合ディスプレイ２０上には生理
学的信号だけでなく、測定時間ウィンドーも表示され、
特に後者は生理学的信号と相対的にその時間的位置およ
び大きさが直接認識されるように表示される。有利に
は、測定時間ウィンドーはバーもしくは線で表示され、
これは生理学的信号と同一の時間尺度でこの信号に沿っ
て延びている。ユーザーが測定時間ウィンドーの位置お
よび大きさに満足できない場合は、ユーザーは設定され
ている測定時間ウィンドーが所望通りになるまでパラメ
ータ値を修正することができる。
【００１５】図２には、ディスプレイ２０上に表示され
た，ＥＣＧ‐トリガ後測定の場合のグラフの一例を示し
ている。この場合、生理学的参照信号としてはＥＣＧ信
号２２が用いられている。この信号はディスプレイ２０
上に水平時間軸２４に沿って表示される。ＥＣＧ信号２
２のほかに、ディスプレイ２０上には有利には異なるカ
ラーを使って水平バー２６、２８、３０の配列が表示さ
れており、これらのバーのうち中央のバー２８は測定実
施用の設定測定持間ウィンドーを示し、左側のバー２６
はトリガパルスとして用いられるＥＣＧ信号のＲピーク
３２後の待機時間を示し、さらに右側のバー３０は残余
時間を表示している。この残余時間は、ユーザーが補助
パラメータとして前もって設定可能な全体として使用可
能な最大時間（“ｕｓｅｒ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ
ｗｉｎｄｏｗ”）と、待機時間と測定時間ウィンドーと
の合計との差から算出される。
【００１６】測定準備相では表示された生理学的信号曲
線２２は、たとえば各トリガパルス３２後にもしくは前
もって設定された時間後（たとえば３秒後）にそれぞれ
周期的に現れる。その際必ず曲線２２があらたに表示さ
れ、トリガパルス３２の時点（ＥＣＧ信号におけるＱＲ
Ｓ複合波の中間ピーク）はディスプレイ２０の表示窓の
固定点にとどまる。生理学的参照信号としてたとえば呼
吸信号が用いられるゲーティング方式の場合には、閾値
への到達が固定点とみなされる。したがって時間軸２４
が固定している場合は、ディスプレイ２０上に生理学的
信号の静的であるが繰り返し現れる像が生じる。ユーザ
ーがそれに基づいて測定パラメータの実際の設定を認識
することのできるバー２６，２８，３０を一覧できるよ
うに追加表示することにより、ユーザーはこれらのパラ
メータに関する最適な値を見出すことが特に容易とな
る。
【００１７】図２のグラフ例では矢印３４は、トリガパ
ルスとして用いられているＥＣＧ信号２２における２つ
の連続するＲピークを示しており、ｘ印３６は検出され
た期外収縮を示している。２本の垂直線３８（うち左側
の垂直線はグラフ表示のために固定点として用いられて
いるトリガパルス３２の時点に存在する）はＥＣＧ信号
２２の二つの連続するＲピークの間の平均的間隔を示し
ている。左側の直線３８と破線４０との間の領域は、長
時間統計のためユーザーに推奨されている総時間ウィン
ドー（“ｓｙｓｔｅｍ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｗｉ
ｎｄｏｗ”）であり、この領域内で測定プロセスを行う
必要がある。この総時間ウィンドーは、平均Ｒ‐Ｒ間隔
から標準偏差の２倍を引いたものである。後者は直線４
０と右側の直線３８との間の領域に相当する。より良好
な視覚化を行うために、総時間ウィンドーと標準偏差の
２倍の領域を異なったカラーで色分けすることもでき
る。
【００１８】バー２６，２８，３０と共に信号曲線２２
は測定準備中だけでなく、本来の測定実施中にもディス
プレイ２０上に表示される。この場合、ディスプレイ２
０上には測定準備と測定実施のために分割された表示ウ
ィンドーを設け、測定の実施と同時に次の測定の準備を
行うことも可能である。図３は、測定実施のためにディ
スプレイ２０上に表示されたグラフの一例を示してい
る。この場合は図２と対応するものは同一の符号で示さ
れている。測定実施中には信号曲線２２が連続する形で
表示される。すなわち、移動可能な時間軸２４と共に表
示ウィンドー中を（ここでは矢印４２に沿って右から左
へ）できるだけ真正時間に近い形で動かされる。同時に
この場合もバー２６、２８、３０は、信号曲線２２に対
する相対的位置および大きさで共に表示され、やはり表
示ウィンドー中を動かされる。このためユーザーは、測
定準備相中に行われたパラメータ設定が適正か、もしく
はたとえば心拍動が速いので調整が必要か否かについて
きわめて容易に認識することができる。
【００１９】設定された測定時間ウィンドーが経過する
前に（バー２８の終了前に相当）予期せずに次のトリガ
パルスがＥＣＧ信号２２のＲピーク３２の形で発生する
ことがありうる。この点については図３の右半分に示さ
れている。このようなケースは、特にこのために保存さ
れている信号カラー（たとえば赤）で中断時点以降に、
ユーザーが設定した最大時間（“ｕｓｅｒ ａｃｑｕｉ
ｓｉｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ”）の終了まで延びている
バー４４を表示することによりユーザーに気づかせるこ
とができる。したがってユーザーは、心調律もしくは一
般に生理学的信号のリズムが著しく加速され、その結果
測定を中断し、パラメータ値を変更し設定した後に再ス
タートする必要がある時点が何時なのかを一目で認識で
きる。
【００２０】バー２６、２８、３０に追加して、バーの
開始時点もしくは終了時点をマーキングするような時点
のための数字をディスプレイ２０上に表示することも当
然のことながら可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】測定装置の概略構成図。
【図2】測定準備相中に測定装置のディスプレイ上に表
示されたグラフの一例。
【図3】測定実施相中にディスプレイ上に表示されたグ
ラフの一例。
【符号の説明】
１０ 身体 １２ 検出器 １４ 測定制御装置 １６ 測定器 １８ キーボード ２０ ディスプレイ ２２ ＥＣＧ信号 ２４ 時間軸 ３２ トリガパルス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲルハルト ゼング ドイツ連邦共和国 91074 ヘルツォーゲ ンアウラッハ コンラート‐グロース‐シ ュトラーセ 10 Ｆターム(参考） 4C027 AA02 GG02 HH03 KK05

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 生体（１０）の生理学的信号（２２）を
    検出するための信号受信装置（１２）、生理学的信号
    （２２）の時間的経過をグラフ表示するための表示装置
    （２０）、生理学的信号（２２）の時間的経過と関連し
    て測定の時間的経過の制御のために用いられる少なくと
    も一つの相対時点を設定するための時間設定装置（１
    ８）を有する生体（１０）における生理学的に制御され
    た測定を実施するための装置において、少なくとも一つ
    の相対時点を生理学的信号（２２）と時間的に関連させ
    てグラフ表示するために表示装置（２０）が設けられて
    いることを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 時間設定装置（１８）を用いて少なくと
    も二つの異なる相対時点を設定し、二つの相対時点の間
    に存在する時間ウィンドー（２８）を生理学的信号（２
    ２）と時間的に関連させてグラフ表示するために表示装
    置が設けられていることを特徴とする請求項1記載の装
    置。
  3. 【請求項３】 相対時点と生理学的信号（２２）の基準
    時点（３８）との間に存在する時間ウィンドー（２６）
    を生理学的信号（２２）と時間的に関連させてグラフ表
    示するために表示装置（２０）が設けられていることを
    特徴とする請求項１または２記載の装置。
  4. 【請求項４】 時間ウィンドー（２６，２８）を時間バ
    ーの形で表示するために表示装置が設けられていること
    を特徴とする請求項２または３記載の装置。
  5. 【請求項５】 生理学的信号（２２）および少なくとも
    一つの相対時点を固定的な時間軸と共に表示するために
    表示装置（２０）が設けられていることを特徴とする請
    求項１ないし４の１つに記載の装置。
  6. 【請求項６】 生理学的信号（２２）および少なくとも
    一つの相対時点を移動可能な時間軸と共に表示するため
    に表示装置（２０）が設けられていることを特徴とする
    請求項１ないし５の１つに記載の装置。
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