JP2002518122A - 超音波心臓出力モニタ - Google Patents

超音波心臓出力モニタ

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JP2002518122A
JP2002518122A JP2000555527A JP2000555527A JP2002518122A JP 2002518122 A JP2002518122 A JP 2002518122A JP 2000555527 A JP2000555527 A JP 2000555527A JP 2000555527 A JP2000555527 A JP 2000555527A JP 2002518122 A JP2002518122 A JP 2002518122A
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cardiac
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フィリップス、ロバート
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アスコム・ピーティーワイ・リミテッド
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Abstract

(57)【要約】 （ａ）患者の心臓内の血流を示す情報信号を決定するために患者に取付けられた外部超音波トランスデューサ素子を使用し、（ｂ）心臓機能に関連する生理学パラメータを決定するために情報信号を処理するステップを有する心臓生理学監視方法が開示されている。生物学的パラメータは、大動脈横断ピーク速度、平均弁横断圧力勾配、時間速度積分、ストローク量、心臓出力、または出力のアナログとしての他の結果のうちの少なくとも１つを含むことができる。この方法は情報信号の連続的な監視により生理学的パラメータの時間変化を監視することを含むことが好ましい。監視ステップは、パラメータが好ましい予め定められた範囲外にあるならば警報状態を決定することを含むことができる。外部超音波トランスデューサは患者の心臓に予め定められた方向でトランスデューサを位置付けるように動作可能である取付けられたハンドルを含むことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は心臓監視の分野、特に超音波心臓監視において外部トランスデューサ
素子を使用する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
正確な心臓の生理学的な監視プロセスが、急性の病気および麻酔期間中に重要
なプロセスであることは明らかである。特に、心臓機能の変化の早期検出は患者
の病状と死亡率の減少に重要である。
【０００３】 現在の直接心臓監視方法は高価であり、動作することが技術的に困難であり
、結果が変動する。
【０００４】 監視の１つの通常の形態は、電気的に心臓動作を監視する心電図である。残
念ながら、この方法は血液流ではなく心臓の筋肉の伝導性の間接的な監視を行う
だけである。また現在使用されている超音波による心臓の生理学的な監視方法は
２Ｄ（２次元）食道横断心電計心室切断を使用する方法である。しかしながら、
この方法は侵襲性で高価であり、技術上の難点のために不正確であり、１６心筋
セグメントのうちの６だけしか任意の時間にイメージされない。残念ながら、正
常の左心室の心筋機能は相互に、時間的に、交差して変化し、壁の運動の２Ｄ評
価は多面にわたる高価な専門家の訓練のプログラム後にのみ得られる空間的およ
び時間的な統合技術を必要とする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
それ故、改良され、さらに便利な形態の心臓生理学監視が必要とされる。
【０００６】 本発明の目的は、超音波技術を使用して、改良された心臓生理学監視形態を
提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の特徴によれば、（ａ）患者の心臓内の血流を示す情報信号を決
定するために患者に取付けられた外部超音波トランスデューサ素子を使用し、（
ｂ）心臓機能に関連する生理学パラメータを決定するために情報信号を処理する
ステップを有する心臓生理学監視方法が提供される。
【０００８】 生物学的パラメータは、大動脈横断（transaortic ）ピーク速度、平均弁横
断（transvalvular ）圧力勾配、時間速度積分、ストローク量、心臓出力、また
は出力のアナログとしてのその他の結果のうちの少なくとも１つを含むことがで
きる。
【０００９】 この方法は、情報信号の連続的な監視により生物学的パラメータの時間変化
を監視することを含むことが好ましい。 監視のステップは好ましくは、パラメータが予め定められた範囲外であるなら
ば警報状態を決定することを含むことができる。 外部超音波トランスデューサは好ましくは患者の心臓に対して予め定められた
方向でトランスデューサを位置付けるように動作する取付けられたハンドルを含
むことができる。
【００１０】 本発明のさらに別の特徴によれば、患者の心臓内の血流を示す情報信号を与
えるために患者に取付けられた外部超音波トランスデューサ素子と、トランスデ
ューサ素子に接続され、心臓に関連する生物学的パラメータを決定するために情
報信号を処理するように構成されたコンピュータ処理手段とを具備している心臓
監視システムが提供される。
【００１１】 生物学的パラメータは、大動脈横断ピーク速度、平均弁横断圧力勾配、時間
速度積分、ストローク量、心臓出力、または血流のアナログとしての他の結果の
うちの少なくとも１つを含むことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の技術的範囲内に入るその他の形態にもかかわらず、本発明の好ましい
形態を添付図面を参照して例示によってのみ説明する。 好ましい実施形態では、心臓血流の簡単なドップラ心電図評価が正確で再生可
能な心臓出力情報を与えるために使用され、これは設計が簡単で耐久性があり、
製造が廉価で、動作が容易である装置の利用を可能にする。
【００１３】 好ましい実施形態では、大動脈横断（transaortic ）および肺横断（transpu
lmonary）連続波（ＣＷ）ドップラ解析は心臓監視装置として使用するために適
合されている。連続波ドップラは良好に確認され、日常の反響心臓図方法は観察
者間および観察者中の低い可変性で心臓出力を計量する。
【００１４】 図１を参照すると、時間にわたる血液速度の測定を行う７７７７装置からの
ＣＷスクリーングラブ出力１の１例が示されている。ＣＷ方法は反射された超音
波ビームの周波数変化を測定し、これを図１で示しているように時間速度流プロ
フィールとして表示することにより個人の血液細胞の速度を検出する。
【００１５】 先端（心尖）または胸骨上の音響窓からの適切に誘導されたドップラインソ
ネーション（insonation）は大動脈横断流の時間速度プロフィールを与え、胸骨
傍窓からのインソネーションは肺横断流プロフィールを与える。この流動プロフ
ィールは心臓出力のアナログであり、心臓生理学のストロ−ク測定に対する実時
間ストロークである。
【００１６】 好ましい実施形態は、時間による流動プロフィールの対応する変化の監視を
発生するため流動プロフィールを使用する。大動脈横断ピーク速度（Ｖｐｋ）と
心臓速度（ＨＲ）と、平均弁横断圧力勾配（Ｐｍｎ）と、時間速度積分（ｔｖｉ
）と、２Ｄ試験からの予め測定された大動脈横断（Ａｏ）または肺動脈（ＰＡ）
直径による心臓出力（ＣＯ）または出力のアナログとしての他の結果の実時間計
算された読出しが決定されることができるならば、スペクトル流動プロフィール
は正確にエッジを検出されるように処理されたイメージである。測定（Ｖｐｋ）
、ｔｖｉ、およびＨＲが図２に示されている。
【００１７】 動脈弁と肺弁を横切る心臓内流動は、重大な逆流または隔膜を横切る流動（
シャント）が存在しないならば等しくなければならず、両者は心臓出力の変化を
示すために使用されることができるから、肺横断または大動脈横断監視が選択さ
れるか否かの選択は信号アクセスの容易さだけに依存できる。
【００１８】 ２Ｄ心電計エコー検査から得られた動脈弁または肺動脈直径を使用して絶対
流動が決定されることができるが、これは生理学的監視の関連が出力の時間変化
の検出に依存するので必要とされない。それ故、ベースラインの大動脈横断また
は肺横断プロファイルからの変化は、インソネーションの角度の大きな変化が存
在しないならば、ベースラインパラメータ（ｔｖｉ、Ｐｍｎ、Ｖｐｋ、ＣＯ）等
の変化に比例する出力の変化を表す。
【００１９】 好ましい実施形態では、血行力学パラメータの通常の変化範囲は基準サイク
ルからユーザが選択することが好ましく、それによって信号がこの範囲を超えた
ならば、警報音が出る。図３で示されているように、（Ｖｐｋ）の警報付勢の許
容度は個人のベースラインのストローク対ストロークの可変性（−１５％、−２
０％、−３０％等）を補償するためにセットされた段階化されたユーザ選択変数
である。
【００２０】 不整脈は心臓病に関連され、血行力学パラメータの高いストローク対ストロ
ーク可変性を発生でき、自動化された１サイクル信号解析を無表示にする。これ
は多サイクル信号平均化を使用して実行され、それによってユーザが選択した可
変数のサイクルは警報検出のための平均値Ｖｐｋ、Ｐｍｎ、ｔｖｉ、ＣＯパラメ
ータと、ストロークの可変性に対するストロークの広い警報パラメータの設定を
与えるように平均化される。
【００２１】 肺横断流の直接測定は、接着ゲル結合層により肋間の空間内の胸骨に隣接し
た左胸骨傍音響窓の皮膚表面へ小さいＣＷトランスデューサを与えることにより
実現されることができ、大動脈横断流は明白な心室心尖ビートに関連する肋間空
間からまたは胸骨上窪みから検出されることができる。トランスデューサはトラ
ンスデューサの皮膚接触を確実にするために薄いゲル結合層を使用して、接着テ
ープまたはシートまたは胸部横断ベルトにより位置に固定されることができる。
【００２２】 図４では、コンピュータ信号処理装置12と接続されるトランスデューサ素子1
1を使用して監視される患者10に対する装置の１例が示されている。
【００２３】 図５では、トランスデューサ素子11の拡大断面図が示されており、これはト
ランスデューサの位置を最初に設定するために使用されることができる位置付け
装置16に取付けられたトランスデューサ15を含んでいる。トランスデューサ15と
個人の皮膚17との間に、超音波トランスデューサの振動を皮膚17へ結合するゲル
結合層18が位置されている。
【００２４】 図６を参照すると、機能ブロック図の形態で、図４のコンピュータシステム1
2の構造の１形態が示されている。システム12は主発振器20を含んでおり、これ
はトランスデューサ11へ発振を送信するように応答可能な送信機21へ接続されて
いる。トランスデューサ11は復調素子23へ接続されている受信機22を含んでおり
、この復調素子23は主発振器20からの位相出力を使用して受信機22からの受信さ
れた信号を復調し、スペクトル解析装置24へ転送されるスペクトル出力を与え、
スペクトル解析装置24は出力信号を処理するためのコンピュータデジタル信号プ
ロセッサ装置を含むことができ、それによって関連するパラメータを決定する。
スペクトル解析装置24は適切なＤＳＰハードウェアを有するコンピュータタイプ
の装置を具備することができる。スペクトル解析装置24はスペクトルディスプレ
イ25へ出力し、これは関連情報の標準的なユーザインターフェイスを含むことが
できる。例えば図７では、種々の感度と警報範囲を設定するためのボタンを含み
十分な心臓生理学監視を行うディスプレイ出力の１例が示されている。
【００２５】 連続波超音波トランスデューサ（１．０乃至３．０Ｍｈｚ）11は角度調節用
の小さい隆起したトグルを含むことができる。トランスデューサは左心室の頂点
の肋間窓と、左胸骨傍の肋間窓または胸骨上窪みに付けられ、接着シートまたは
テープおよびベルトで位置に固定される。
【００２６】 図８を参照すると、ＤＳＰプロセッサによる必須の特徴抽出方法が含まれた
ステップが示されている。ステップ30はコンピュータイメージ処理の当業者によ
く知られた標準的なイメージ処理技術に依存する。
【００２７】 最初に、第１のＣＷイメージがステップ31で捕捉される。このイメージから
、エッジはステップ32で抽出され、関連パラメータを決定するようにステップ33
で解析される。多数のフレームでプロセス31−33を反復することによって、タイ
ムベースパラメータ34の変化を決定することができる。これらの変化は表示およ
び監視のためにステップ35で記憶されるかステップ36で出力される。
【００２８】 明らかに、システムの多数の異なる構成が可能である。システムは酸素測定
法、ＥＣＧ等と一体化された独立型の生理学モニタとして、または機上解析また
は遠隔送信による遠隔モニタを与えるために使用される。
【００２９】 種々の変形および／または変化が、広い意味で説明した本発明の技術的範囲
から逸脱することなく特別な実施形態で示されているように本発明に対して行わ
れてもよいことが当業者により認識されよう。それ故、本発明の実施形態は技術
的範囲を限定するものではなく全て例示として考えるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 心室インソネーションの出力の１例。
【図２】 図１の出力の種々の特性図。
【図３】 図１の出力の種々の特性図。
【図４】 患者の監視に使用されるときの好ましい実施形態の装置の斜視図。
【図５】 トランスデューサ素子の断面図。
【図６】 好ましい実施形態の機能ブロック図。
【図７】 好ましい実施形態で使用するのに適したユーザインターフェイスの１実施形態
の図。
【図８】 ＤＳＰプロセッサによる特徴抽出方法のフロー図。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年５月２２日（２０００．５．２２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ Ｆターム(参考） 4C017 AA11 AB04 AC23 BC14 BC17 BC30 BD06 CC03 CC04 FF30 4C301 AA03 DD01 DD03 EE11 EE13 GC04 HH60 JA01 JB03 JB34 JB50 JC08 JC16 KK40 LL05 LL17

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）患者の心臓内の血液流を示す情報信号を決定するため
    に患者に取り付けられた外部超音波トランスデューサ素子を使用し、 （ｂ）心臓機能に関連する生理学パラメータを決定するために前記情報信号を
    処理するステップを有する心臓生理学監視方法。
  2. 【請求項２】 前記生物学的パラメータは、大動脈横断ピーク速度、平均弁
    横断圧力勾配、時間速度積分、ストローク量、心臓出力、または出力のアナログ
    としての他の結果のうちの少なくとも１つを含んでいる請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 （ｃ）前記情報信号の連続的な監視により前記生理学的パラ
    メータの時間的な変化を監視するステップをさらに有している請求項１記載の方
    法。
  4. 【請求項４】 前記監視ステップは、前記パラメータが予め定められた範囲
    外にあるならば警報状態を決定することを含んでいる請求項３記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記外部超音波トランスデューサは前記患者の心臓に対して
    予め定められた方向で前記トランスデューサを位置付けるように動作可能である
    取付けられたハンドルを含んでいる請求項１記載の方法。
  6. 【請求項６】 患者に取り付けられ、患者の心臓内の血流を示す情報信号を
    与えるように構成された外部超音波トランスデューサ素子と、 前記トランスデューサ素子に接続され、心臓に関連する生物学的パラメータを
    決定するために前記情報信号を処理するように構成されたコンピュータ処理手段
    とを具備している心臓監視システム。
  7. 【請求項７】 前記生理学的パラメータは大動脈横断ピーク速度、平均弁横
    断圧力勾配、時間速度積分、ストローク量、心臓出力、または出力のアナログと
    しての他の結果のうちの少なくとも１つを含んでいる請求項６記載の心臓監視シ
    ステム。
  8. 【請求項８】 前記コンピュータ処理手段に接続され、前記パラメータが予
    め定められた範囲外にあるならば、警報を発生するように構成された警報手段を
    さらに含んでいる請求項６記載の心臓監視システム。
  9. 【請求項９】 前記外部超音波トランスデューサ素子は前記患者の心臓に対
    して予め定められた方向で前記トランスデューサを位置付けるように動作可能で
    ある取付けられたハンドルを含んでいる請求項６記載の心臓監視システム。
JP2000555527A 1998-06-24 1999-06-23 超音波心臓出力モニタ Pending JP2002518122A (ja)

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