JP2003534867A - 電気インピーダンス・トモグラフィのデータにより得られる情報を表示するための方法及び装置 - Google Patents
電気インピーダンス・トモグラフィのデータにより得られる情報を表示するための方法及び装置Info
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Abstract
Description
体の一部から得られる情報を表示するための方法及び装置に関する。
を利用する。人体組織の比導電率は、脳脊髄液の15.4mS/cmから骨の0.06mS/cmま
で様々である。この導電率の値における違いは、異なる組織の間では大きなもの
となる。このため、導電率ないし比抵抗分布の断層像は、良好なコントラストを
呈する。電気インピーダンス・トモグラフィの目的は、このようなコントラスト
の像を生成することである。
周りに配置し、例えば5nAのピーク間振幅で50kHzの交流電流を隣接する電極に
それぞれ印加する。残りの電極はそれぞれ、上記交流電流を用いて所定の参照電
位を基準にインピーダンスの測定を行うために使用される。全ての電極が順に通
電用電極として使用され次第、データ検出のサイクルは終了する。統計上の乱れ
をなくすため、複数のデータ検出サイクルは平均化されるのが原則である。こう
して、対応する画像が得られる。
しにより引き起こされる。この意味で、電極により測定される上記インピーダン
スの変化は肺の容積の変化の尺度であることが判る。このため、EIT法によると
、肺の圧力と容積の関係についての測定も行うことができる。
程における各工程は線形である。繰返しの最初の工程のみを用いて再構成される
像では、像の構成は線形工程と扱われる。これは、一様な状態からの導電率の小
さな変化に関しては、ほぼ正当な推定である。現在生成される臨床像の大部分は
、単一工程の再構成アルゴリズムを用いている。
像は、絶対像として知られている。しかし、これには前述の問題が高い精度で解
決可能であることを要し、困難を伴う可能性がある。電極又は電極間にて測定さ
れる電圧信号の大きさは、体形・電極の形や位置・内部の導電率分布により決ま
る。実際には、この信号の大きさを支配するのは導電率よりもむしろ初めの2つ
の効果である。しかし、導電率変化が物体内で生じれば、多くの場合、表面電圧
の変化はこの導電率変化により支配されると推測することができる。差分画像化
では、上記目的は絶対値よりもむしろ導電率変化を画像化することである。
絶対的な導電率分布は、この方法を用いて生成することはできない。更に、電極
をどのように交差移動しても、電極を取り外して元に戻すことが必要になるため
又は患者を大きく動かすことにすらなるため、この技法を変化の長期測定のため
に用いることは困難である。経時変化に代わるものとして、差分アルゴリズムは
周波数を用いて導電率変化を画像化することができる。測定はある周波数範囲上
で行うことが可能であり、差分像は期間中の最も低い周波数とそれ以外の周波数
からのデータを使用して生成することができる。こうして、多周波式測定は周波
数により決まる組織の複雑な抵抗を利用する。
析は膨大な量のデータを生み出す。EITの像は、複数のピクセルから成る。この
複数のピクセルでは、各ピクセルは上記のような様々な再構成の技法、即ち、絶
対分布、相対分布、又は、ある周波数範囲上での分布により決定することができ
る。
在する。これは、肺には4通りのタイプの肺胞が理論上存在するという事実に由
来する。この事実を図1に示す。正常な肺胞(A)は換気されると共に血液で灌
流される。換気されるが灌流されない肺胞(B)がある。このような肺胞は、生
理学的死腔の重大な原因となる。換気されないが灌流される肺胞(C)がある。
このような肺胞は、呼吸ガスの交換を行わない。最後に、十分に換気も灌流もさ
れない肺胞(D)がある。このような肺胞は、高濃度の二酸化炭素・窒素・酸素
を含む。この肺胞は、洗い出し検査で排出される二酸化炭素と窒素の量が最も少
ない。
Tデータを使用することは可能である。これは、上記の絶対分布、相対分布、又
は、所定の周波数範囲上での分布に従った様々はタイプの再構成像を分析するこ
とにより、これまで成されている。しかし、経験のある医者にとってさえ、満足
のいく結果を得るためにEITのモニタを使用することは、依然として非常に時間
を費やす。
いることが可能な、電気インピーダンス・トモグラフィのデータにより上記部分
から得られる情報を表示するための方法を提供することが本発明の目的である。
る。本発明の方法は、以下の工程を含む。 複数の所定の処理モードを用いて上記EITのデータを処理する工程と、 上記所定の処理モードの結果に従い特定の病理学的状態を決定する工程と、 上記特定の肺の状態に従い複数の所定の画面モードから少なくとも1つの画面
モードを選択する工程と、 上記選択された画面モードに従い上記EITのデータを表示する工程。
を例に説明する。これらのモードは、以下の通りである。 相対モードと、 位相遅れモードと、 灌流モードと、 絶対モードと、 時定数モードと、 局所肺活量測定モード。
を算出する。このインピーダンスの局所変化は、インピーダンスの相対分散を推
定することが可能な技法(例えば、パーセント分散)を利用しながら、電気イン
ピーダンス・トモグラフィによりオフラインで離散的な時間間隔ごとに得られる
。インピーダンスの相対分散は、上記領域の簡易モデルを使用すること、即ち、
電極を含む胸郭の断層面を数学的に示すことにより算出される。この簡易モデル
は、有限要素法や有限差分、更には固有関数の重ね合わせといった様々な方法を
通じて得られる。インピーダンスの相対変化の計算には、基準の選択が必要であ
る。この基準は関心領域における1組の境界電圧又はインピーダンス分布の1つ
のベクトルであればよく、過去のある瞬間又はある時間間隔内において得られる
。このような基準となる特定の瞬間又は間隔は、手動又は自動で選択される。所
定の時間が終了した後、各ピクセルに対する一続きの相対インピーダンス変化が
入手可能となり、この時間におけるその分散の何らかの度合が算出される。この
ような分散の推定は、較差や標準偏差、或いはその他といった散布度の統計的測
度である。
吸息、呼息、又は、呼吸サイクル全体について、値を表示することが可能である
。狭い値域は、健康な気道と肺胞を備えた肺の標準である均一な活動を示す。比
較的広い値域は、気道が深刻な状況にあること及び肺胞が病気であることを示す
。
ド関数又は何か他の近似関数と比較しながら、各ピクセルの位相角は算出される
。ピクセル全体が肺領域を示すことを考えると、上記全インピーダンス変動は平
均インピーダンス変動を示す。個々のピクセルの変動は、位相遅れを検知するた
めにこの全変動と比較される。この全インピーダンス変動は、個々のピクセルの
変動と同様、相対電気インピーダンス・トモグラフィにより離散的な時間間隔ご
とに算出されるが、これは上記の通りである。負の位相角は、所定のピクセルが
上記平均肺変動よりも早くに膨張/収縮していることを意味する。その一方、正
の位相角は、上記ピクセルが遅延した膨張/収縮パターンを有する肺地帯である
ことを意味する。各ピクセルは、自身を示す位相角を有する。
前述の)相対モードに対して使用される原理と同じ原理が、ここでは適用される
。これに特有の唯一の性状は、次の通りである。サンプリングレートは、20Hzよ
りも高くなければならない。肺における抵抗率の心臓関連変化は比較的小さく(
呼吸運動に関連する変化の約5〜10%)、又、10倍高い変動周波数で発生する。
肺灌流変動の全サイクルは、電気的な心臓周期と正確に同じ長さである(通常は
、0.5〜1秒の範囲)。所定の時間ウィンドウが終了した後、一続きの心臓関連
相対インピーダンス変化が入手可能となり、この時間におけるその分散の何らか
の度合がオフラインで算出される。このような分散の推定には、標準偏差や分散
それ自体、或いはその他といった散布度の統計的測度を任意に用いることができ
る。ピクセル値は、問題となっている時間内における(各ピクセルに対する)こ
の散布度の推定値に比例する。
、上記散布度の度合は上記局所灌流に比例することが推測される。これに代わる
方法としては、患者を心拍数よりも十分に遅い(1/3未満)呼吸速度で呼吸させ
、インピーダンスの呼吸関連変化を除去するためにハイパス・フィルタを使用す
ることが可能である。
の振幅は所定の肺領域への相対血液灌流に比例する。同じ大きさの2個の肺領域
又はピクセルを考えた場合、より大きな心臓周期に関連する変動を呈する方が心
拍出量をより大きな割合で享受する。
の構成要素に分けることが望ましい。例として、心拍数が60拍/分でサンプリン
グレートが50Hzである患者を考える。一続きのインピーダンス分布セットの等時
間間隔の仮想的集合体は、QRS(心電図にて検知される心室に関連する電気的脱
分極)のピークから始まり次のQRS複合部の20msec前に終わるが、ここにはイン
ピーダンス変化の3個の波が現れる。
縮に関連する。2番目のインピーダンスの大きな落ち込みは、右心室により肺動
脈へと運ばれる1回心拍出量に関連する。最後3番目の中間の落ち込みは、肺動
脈に蓄えられたエネルギーの弾性回復に起因する。この弾性回復は、血液を肺毛
細血管と肺静脈に押し通す。このような全サイクルは繰り返され、次のQRS複合
部から始まる。これら心臓周期の各局面の分析は、別のモードに対する前述の表
示関数と同じ表示関数を用いて、別個に行うことができる。
クセルの推定された絶対インピーダンスを処理する。インピーダンスの相対変化
を算出するためのアルゴリズムとは異なり、反復的な数理アルゴリズムが正解(
例えば、関心領域におけるインピーダンス分布として定義され、予測された境界
電圧と実測された境界電圧との間の最小2乗誤差を生成する)への段階的収束の
ために適用される。この収束は、何らかのノイズ分析により導かれてもよい。ピ
クセル値は、各ピクセルに対する絶対インピーダンスの推定値、即ち、データ収
集時間内におけるその平均値を示す。
する。インピーダンスの相対変化は、1つの段階から成る方法により直接計算さ
れる。しかし、絶対インピーダンスの大きさは反復的な数理アルゴリズムにより
得られる。最も正確に推定された分布は常に、所定の誤差指標を最小にするよう
な関心領域のインピーダンス分布である。この誤差指標は、予測された境界電圧
と実測された境界電圧との間にて観測される差に従い、様々な方法で定義されて
よい。上記収束アルゴリズムは、カルマンフィルタ・アルゴリズムにおけるよう
に、何らかのノイズ分析により導かれてもよい。測定された電圧の特異値切り捨
て又はコヒーレント平均としてノイズ除去を行うため、幾つかの手順を踏んでも
よい。
必要がある、又は、データ取得間隔を呼吸サイクルに比較して短くする。その代
わり、長いデータ取得時間を利用して、何らかのローパス・フィルタによる処理
を行うことは可能である。
リズムを2個以上併せて使用し、2又はそれよりも多い数の算出手順を並行して
作用させることを提案する。比較的遅いが正確なアルゴリズムは、より速いアル
ゴリズムに対するチェック手順として用いることができる。遺伝アルゴリズム、
ニューラルネットワーク、ニュートンラプソン法、カルマンフィルタに基づくア
ルゴリズムが利用可能である。速いアルゴリズムの解における曖昧性は、遺伝ア
ルゴリズムにより解決することができる。この遺伝アルゴリズムは、上記時間内
においてそのパフォーマンスを次第に向上させる。ニューラルネットワークは、
従来のCTから収集されるデータ又は臨床データを従前に学習させておけば、胸郭
内の一般的な構造の定義を改善することができる。
ス分布は2個の連続する絶対分布の差を代数的に求めることにより得ることがで
きる。前述の非線形モデルにより計算される相対インピーダンス変化は、従来の
逆投影法により算出される変化よりも真の変化を正確に推定している。
その一方、液体/固体地帯には低いインピーダンス値が割り当てられる。このこ
とは、周期性呼吸中のこの値の分散とは関係がない。捕捉された気泡(例えば、
気胸、気腫の泡)は、高いインピーダンス値により示される。もっとも、上記相
対モードにおける分散/散布度に対しては、低い値が割り当てられる。
て絶対数として定義することができるため、その色や色調や高さは絶対的な度合
を持つことができる。このため、関心領域内の肺の色全体は、肺の通気/浮腫の
程度についての情報を即座に提供することができる。伸び計又はプレチスモグラ
フの助けを借りて、胸囲・皮下脂肪・筋肉に対する適切な補正を提供することが
できる。
覚めていて自発呼吸している患者における特殊な動作(例えば、努力性肺活量動
作)の間は、特殊な指数関数近似関数が使用される。
に対してだけでなく、インピーダンスの変化全体(関心領域全体)に対しても適
用される。ゆっくりと息を吐き出す間に指数関数近似を用いることにより、時定
数全体と各ピクセルに対する時定数、即ち、長い呼息(これはインピーダンスの
安定期を実現するには十分である)の間における全インピーダンス変化の63.2%
に対応する変化までの時間、を推定することができる。実行中のウィンドウは、
手動又は自動トリガを利用することにより呼息の始まりと同期させることができ
る
或いは、3次元表示ではZ軸上の高さにより)示す。時定数は、秒という次元を
用いて絶対数として定義することができるため、その色や色調や高さは絶対的な
度合を持つことができる。このため、関心領域内の肺の色全体は、肺閉塞の程度
についての情報を即座に提供する。又、地帯を分離して比率を計算することは可
能である。
した散布度の統計的測度はいずれも、この目的のために用いることができる。
在は、深刻な気道疾患であることを示す。
定は、吸入又は呼出された呼吸ガスの限定された基準となる分量(例えば、1回
換気量)を決定するために用いられる。このような分量を1又はそれよりも多い
数だけ付加することにより、肺活量(VC)といった肺容量が決定される。これま
で、これら分量及び容量の局所分析は、侵襲性又は放射性を有する手段がないと
可能ではなかった。
、従来の肺活量測定を改善することができる。従来の肺活量測定と同様、全体的
な分量(volume)や容量(capacity)だけでなく局所的な分量や容量もEITによ
り得ることができる。1秒量(1秒間に呼出した努力性呼気量)といった時間に
より決まる分量は、全体的な基準だけでなく局所的な基準に基づいても決定する
ことができる。時間に対する分量の変化を観測すると、肺全体だけでなく肺内の
比較的小さい関心領域についても流量を算出してこれを分析することができる。
こうして、圧縮率や抵抗に関する異変は肺全体のレベルだけでなく肺の局所的な
レベルでも検知され、このような異変が局所的に優勢であるか否かが識別可能と
なる。
決定することができる。後者の場合、その領域に蔓延する肺状態は、より正確に
決定することができる。例えば、患者の肺は4個の関心領域に区分することがで
きる。ここでは、上記処理モードの全てをそれぞれ実行することにより、各関心
領域に対して、各肺状態の十分な決定が行われる。その結果、関心領域それぞれ
に対して、これら複数の関心領域の間では異なる各肺状態が決定される。
状態の決定は、特定の肺状態それぞれに対する決定規則を含むような知識集約型
データバンクに基づくことが可能である。このような決定規則は、例えばファジ
ー理論に基づくことが可能である。
患者の肺を分析する場合を例に説明する。 機能像と、 図形と、 数値と、 その他。
である。こうして機能像は、上記特定の肺状態を自動的に決定するための基礎と
なるデータの図示である画面モードを形成する。各ピクセルは、その分布に従い
表示され、例えば5〜30秒の実行中のウィンドウを適用することにより時間平均
されるのが好ましい。この機能像における各ピクセルの位置は、その平面が全て
の電極を含むことを考えると、胸郭の内側におけるその空間的位置の推定を表す
。これに代わる方法として3次元表示を用いると、ピクセル値は第3の軸に基づ
くその評価により示すことが可能となる。
考えた場合、全ての電極を含む上記2次元平面内の各ピクセルには、電気インピ
ーダンスの上記局所変化が割り当てられる。所定の時間ウィンドウが終了した後
、各ピクセルに対する一続きの相対インピーダンス変化が入手可能となり、この
時間におけるその分散の何らかの度合が算出可能となる。ピクセル値は、2次元
図形表示では色又は色調により示すことができる。
値を、異なる上記基本モードの間における任意の数学的及び/又は論理的演算に
より決定することも可能である。これにより、例えば、換気/灌流、時定数にお
ける散布度、及び/又は、2通りのモードの比較による画像差分、が得られる。
とことが分かる。一般的に、処理モードの対応する機能像は、対応する処理モー
ドが悪い肺状態の決定をもたらす場合には、常に表示されるようにすることが可
能である。他方、健康な肺状態が決定される場合は、基本的な機能像ではなく適
当な図形や数値が表示されるように、データ量を更に減らすことが望ましい。
肺状態が決定される場合に選択されるのが好ましい。図形は、選択された関心領
域を示す測定又は算出されたデータのオンラインによる表示である。図形の形状
は、線形や棒形等任意に選ぶことができる。
る指数関数的曲線。
体又は選択された関心領域に関する圧縮された情報を示す測定又は算出された値
のオンラインによる表示である。図形に対して適用されるように、数値は、健康
な肺状態が上記所定の処理モードの結果に従い決定される場合に、選択された画
面モードとして選ばれる。
えば、肺下部のインピーダンス変化の使用部分における換気率で除した肺上部の
インピーダンス変化の使用部分における換気率と、 肺全体内の灌流に対する均一性指数と、 関心領域内の灌流に対する均一性指数と、 上部/下部の比率といった肺の選択された部分における灌流の比率と、 肺全体内の位相遅れの対する均一性指数と、 関心領域内の位相遅れに対する均一性指数と、 上部/下部の比率といった肺の選択された部分における灌流の比率と、 肺全体及び/又は任意の関心領域に対する肺機能検査の際の努力性肺活量動作
を特徴づけるための数値又は時定数。
示することは可能である。その可能性を有する画面モードの1つが、予め選択及
び/又は調整することが可能な調整用決定サポート表示である。調整用決定サポ
ート表示の1つの形態は、終末呼気陽圧(PEEP)の臨床測定を容易にするための
表示である。この表示は、有色の垂直又は水平の棒から成ることが可能である。
この色は、ちょうど中央の緑から黄色及び橙色を挟んで棒の両端の暗赤色まで、
対称を成して広がる。赤色は、PEEPのレベルが高過ぎる又は低過ぎることを示す
。その一方、緑色は最適なPEEPの範囲にあることを指す。他の如何なる色の組み
合わせを用いてもよいし、単一の色に濃淡を付けてもよい。上記棒の内側にある
印は、PEEPの現在のレベルを示す。PEEPのレベルが高過ぎると、この印は上部又
は真赤色のフィールドに位置する。その一方、PEEPのレベルが低過ぎると、この
印は下又は左へと移動する。人工換気装置を操作する場合、その使用者は上記印
が棒の内側を移動するのをただ監視する。この印が上記緑色の地帯に一旦達する
と、PEEPは最適なレベルに達したことになる。
れる。このことは、選択された画面モードの表示は、使用者がこの表示の基礎と
なるデータの更なる更新を要求するまでは固定されることを意味する。
新される。このことは、各表示は患者の体から実際に取得されるデータを用いる
ことを意味する。必要ならば、実行中の時間ウィンドウを更なるノイズ除去を実
現するために用いることができる。
この場合、上記EITデータの処理は、この推定された病理学的状態に応じた上記
所定の処理モードの組み合わせを用いて実行される。医者が患者の体の診察部分
の病理学的状態を既に知っている場合は、対応する入力フォーマットを提供する
ことによりこの知識を利用することができる。
患者の肺である。胸郭の地帯が良好なコントラストを呈するよう、胸郭の地帯で
は空気の吸い込みと吐き出しにより非常に高いインピーダンス変化が引き起こさ
れる。このため、電気インピーダンス・トモグラフィの方法を用いると、患者の
肺を診察するのに非常に有利であるが、これは既に示した通りである。処理モー
ドとして前述の相対モードと位相遅れモードと灌流モードと絶対モードを用いる
と、次の論理を特定の肺状態を決定するために適用することができる。
ードが低い結果を生み出す場合には、肺梗塞という肺状態が決定される。
モードが正常な結果を生み出す場合には、肺塞栓という肺状態が決定される。
ードが低い結果を生み出す場合には、限局性肺炎という肺状態が決定される。
ードが高い結果を生み出す場合には、気腫性地域という肺状態が決定される。
し、絶対モードが不安定な結果を生み出す場合には、周期性気道閉鎖という肺状
態が決定される。
生み出し、絶対モードが不安定な結果を生み出す場合には、空気トラッピングを
伴う持続性気道閉鎖という肺状態が決定される。
み出し、絶対モードが非常に低い結果を生み出す場合には、再吸収無気肺を伴う
持続性気道閉鎖という肺状態が決定される。
づくことが可能である。「低い」及び「高い」という用語はそれぞれ、処理モー
ドごとに定められた数値範囲の中で説明する必要がある。これは例えば、健康な
肺を有する患者を診察し、健康な状態に対して適用することが可能な処理モード
ごとの数値範囲を決定することにより成すことができる。これら参照値からの「
低い」偏差及び「高い」偏差を、所定の数値範囲により表すことも可能である。
して予め記憶されていて、対応する画面モードが選択されると即座にこのデータ
記憶域から取り出される図形要素から成る。これにより、時間を費やす表示の組
み立てを含む図形要素が既に予め記憶されているため、より速い図形表示を実現
することができる。この場合、実際のEITデータに関する変更のみを予め記憶さ
れた表示において更新する必要がある。
して決定された特定の肺状態に従った画面モードの選択を示す。このような特定
の肺状態の決定と画面モードの選択に対しては、図表を使用する。この図表の各
フィールドの内側では、インジケータが処理モードの正常な結果又は画面モード
の正常な範囲からの偏りを示す。上向きのエラーは、この正常な値よりも高い値
への偏りを意味する。その一方、下向きのエラーは、上記正常値からより低い値
への偏りを意味する。2又はそれよりも多い数のエラーは、強い偏りを示す。反
対向きのエラーは、上記正常値周辺に対する強い偏りを示す。
常である病理学的状態に言及する。このため、図4から7に係る原則全体として
、決定された肺状態が悪い、即ち、健康でない場合、上記選択された画面モード
は上記処理モードに対応する。これは、悪い肺状態の場合、この決定された肺状
態を診察して認定するために、医者は上記肺状態の自動的な決定を導いた情報と
同じ情報を入手できたからである。しかし、如何なる悪い肺状態も図4から7に
従い決定されない場合は、更なるデータの減少をもたらす図形全体又は数値全体
を表示することを一般的には提案する。適当な図形及び数値の例は、既に上に挙
げられている。
態の決定である。この場合、次の値を表示に付加することにより、このような肺
状態をより明確に特徴づけることができる。 換気均一性全体に対する数値と、 位相遅れ均一性全体に対する数値と、 上部/下部での肺換気の比率に対する数値と、 インピーダンス分散の使用部分と、 上部/下部での肺位相遅れの比率に対する数値。
ードに基づく特定の肺状態の決定を示す。これにより、肺梗塞、肺塞栓、限局性
肺炎、及び/又は、気腫性地域の診断が可能になる。特定の肺状態が図4(a)に
従い決定されると即座に、同図(b)に係る機能像が、この決定された特定の肺状
態と同図(b)に係る限定された範囲に従い提供される。
対モードと上記灌流モードの比率をピクセルごとに算出することで双方のモード
から得られる相対/灌流モード(V/Q)を付加的に用いることにより、実現する
ことができる。こうして、図4(a)に係る状態のより良好な識別を実現すること
ができる。上記特定の肺状態の対応する決定を、図5(a)に示す。同図(b)に係る
画面モードの選択も又、対応する処理モードに関係する機能像をもたらす。
の例を示す。より具体的には、この特定の肺状態は、気胸・胸水・無気肺・過膨
張である。
気胸又は胸水の決定が可能になる。どちらの病状も、低分散の地帯、即ち、相対
モードにおけるいわゆる無音地帯により示される。気胸は絶対モードにおける高
いインピーダンス値の囲繞地帯により特徴づけられる一方、胸水は低い値に関連
する。絶対モードにて得られる像は、他のモードにて得られる像と重ね合わされ
る又は比較される。高い相対散布度(相対インピーダンスの大きな周期性変動)
の地帯の外側に広がる通気された地域(高い絶対値)は、圧外傷(人工換気によ
る肺組織の破壊又はそのような病変の過程)に起因する可能性がある空気の集積
を示す。(相対インピーダンスにおける)高い周期性変動の地帯の外側に広がる
、液体が示すような絶対インピーダンスを有する圧縮された地域は、液体の集積
を示す。このような液体の集積として最も可能性が高いのは、胸水又は肺の全崩
壊した部分である。
ことによる特定の肺状態に関する処理の改善を示す。この場合、各ピクセルは、
相対モードにおけるピクセル値と灌流モードにおける対応するピクセル値との間
の比率をピクセルごとに示す。しかし、前述の肺状態については、気胸及び胸水
の地域は換気も灌流も示さないため、このような相対/灌流モードの付加は表示
情報を全く増やさない。更に、この相対/灌流モードは無気肺と過膨張との識別
に役立つこともない。このため、図7(b)では、相対モードと灌流モードと絶対
モードに係る機能像のみ提案されている。
続性気道閉鎖・再吸収無気肺を伴う持続性気道閉鎖の決定のための相対モードと
位相遅れモードと絶対モードの組み合わせを示す。
としても、重大な位相遅れは末梢気道に幾つかの問題が存在する可能性があるこ
と(例えば、気腫・慢性閉塞性肺疾患・表面活性物質欠乏症・成人呼吸促迫症候
群に起因する末梢気道閉塞)を意味する。肺実質全体に渡る開放気道の存在は、
双方のモード(相対モードと位相遅れモード)が均一の肺膨張/収縮を示す場合
に保証されるに過ぎない。このため、論理的なインピーダンスの相対分散を示す
地域内での位相遅れと位相後退の同時発生は、周期性気道閉鎖の兆候として用い
られる。
なく、相対モードと位相遅れモードに係る機能像のみを表示することを提案する
。
ドの選択の一例を示す。更に次の例のように、これと同じ表示が、様々な情報を
画面の様々な部分に同時に表示するようにしてもよい。 分布度(例えば、各ピクセルにおける換気の標準偏差やインピーダンス変化の
使用部分)の機能像と、 全体的な機能性を表示する数値(例えば、肺全体の換気の均一性指数全体)と
、 算出された全体的又は局所的な機能性(例えば、肺全体の換気及びインピーダ
ンス変化の使用部分)を示す図形と、 算出された局所的な機能性(例えば、肺下部の換気率及びインピーダンス変化
の使用部分で除した肺上部の換気率及びインピーダンス変化の使用部分)を示す
数値。
場合、決定サポート表示は、PEEP(終末呼気陽圧)の減圧を行う際の、肺上部と
肺下部の時間に対するインピーダンス変化の図形である。
プ1では、別に設けたスタートボタンを押すか単にEITモニタのスイッチを入れ
るかにより、EITモニタを起動する。ステップ2では、所定の処理モードを特定
の肺状態を決定するために実行する。前述の通り、適当な処理モードは相対モー
ド・灌流モード・絶対モード・位相遅れモードである。このような特定の肺状態
の決定は、図4(a)・5(a)・6(a)・7(a)・8(a)に関して述べた通りに行うこ
とができる。
。従って、複数の決定された肺状態を入手することができる。更に、この肺状態
の決定は深刻な問題を伴う肺状態と健康な状態を伴う他の肺状態の双方を導き出
すのが通常である、ということに注目する必要がある。このためステップ3では
、全ての決定された肺状態をその深刻度の観点から選別する。この目的は、対応
する画面モードをその重大度に従い表示することである。ステップ4では、少な
くとも1つの悪い肺状態が決定されたか否かについての決定を行う。「はい」な
ら、ステップ5で更なる処理を行う。「いいえ」なら、ステップ7で処理を続行
する。ステップ4でこのような決定を行うのは、画面モードを選択する場合に、
完全で健康な肺に対しては更なるデータの縮減を行うことが望ましいからである
。しかし、悪い肺状態が少なくとも1つある場合は、画面モードの選択はこの悪
い結果を導き出した処理モードに従い行われるべきである。
する機能像が画面モードとして選択される。必要であれば、使用者はステップ4
に係る選別シーケンスに従い様々な画面モードをスクロールさせることができる
。
のための画面モードの選択を行う。更なるデータ縮減のための適当な画面モード
は、例えば、図形・数値・他の調整用決定サポート表示である。ステップ6に関
して既に述べた通り、ステップ8でもステップ4におけるような選別シーケンス
に従い、要求に基づいて次の画面まで表示をスクロールさせることができる。
本発明に係るEITモニタは閉ループ制御のために換気装置が用いることができる
全ての必要なデータを既に生み出している、ということに注意する必要がある。
肺の開閉のための呼吸圧に関する極限値を入力するため、医者に入力フォーマッ
トを提供することも可能である。
(a)に係る特定の肺状態に従った画面モードの選択を示す。
(a)に係る特定の肺状態に従った画面モードの選択を示す。
(a)に係る特定の肺状態に従った画面モードの選択を示す。
(a)に係る特定の肺状態に従った画面モードの選択を示す。
(a)に係る特定の肺状態に従った画面モードの選択を示す。
。
Claims (40)
- 【請求項1】 以下の工程を含む、電気インピーダンス・トモグラフィ(EIT
)のデータにより患者の体の一部から得られる情報を表示するための方法。 複数の所定の処理モードを用いて上記EITのデータを処理する工程と、 上記所定の処理モードの結果に従い上記部分の特定の病理学的状態を決定する
工程と、 上記特定の病理学的状態に従い複数の所定の画面モードから少なくとも1つの
画面モードを選択する工程と、 上記選択された画面モードに従い上記EITのデータを表示する工程。 - 【請求項2】 請求項1に記載の方法において、上記画面モードは使用者の要
求に基づき更新されることを特徴とする方法。 - 【請求項3】 請求項1に記載の方法において、表示された上記EITのデータ
はリアルタイムに更新されることを特徴とする方法。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1つに記載の方法において、病理学的
状態の推定は使用者により入力され、上記EITデータの処理はこの推定された肺
状態に応じた上記所定の処理モードの組み合わせを用いて実行されることを特徴
とする方法。 - 【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1つに記載の方法において、診察され
るべき上記部分は患者の肺であることを特徴とする方法。 - 【請求項6】 請求項5に記載の方法において、換気に起因するインピーダン
ス変化の平均分散を結果として生み出す所定の処理モードとして相対モードが設
けられていることを特徴とする方法。 - 【請求項7】 請求項5又は6に記載の方法において、換気変化に関するイン
ピーダンス変化の平均位相遅れを結果として生み出す所定の処理モードとして位
相遅れモードが設けられていることを特徴とする方法。 - 【請求項8】 請求項5〜7のいずれか1つに記載の方法において、肺灌流に
起因するインピーダンス変化の平均分散を結果として生み出す所定の処理モード
として灌流モードが設けられていることを特徴とする方法。 - 【請求項9】 請求項5〜8のいずれか1つに記載の方法において、平均絶対
インピーダンスを結果として生み出す所定の処理モードとして絶対モードが設け
られていることを特徴とする方法。 - 【請求項10】 請求項6及び8に記載の方法において、上記相対モードの結
果と上記灌流モードの結果の比率を算出し、該換気/灌流の比率を結果として生
み出す灌流比モードが設けられていることを特徴とする方法。 - 【請求項11】 請求項5〜10のいずれか1つに記載の方法において、上記
EITデータは実行中のデータウィンドウに基づき算出されることを特徴とする方
法。 - 【請求項12】 請求項5〜11のいずれか1つに記載の方法において、上記
EITデータは肺の所定の関心領域に対して算出されることを特徴とする方法。 - 【請求項13】 請求項12に記載の方法において、上記相対モードが低い結
果を生み出し、上記灌流モードが低い結果を生み出し、上記絶対モードが低い結
果を生み出す場合に、肺梗塞という肺状態が決定されることを特徴とする方法。 - 【請求項14】 請求項12又は13に記載の方法において、上記相対モード
が正常な結果を生み出し、上記灌流モードが低い結果を生み出し、上記絶対モー
ドが正常な結果を生み出す場合に、肺塞栓という肺状態が決定されることを特徴
とする方法。 - 【請求項15】 請求項12〜14のいずれか1つに記載の方法において、上
記相対モードが低い結果を生み出し、上記灌流モードが高い結果を生み出し、上
記絶対モードが低い結果を生み出す場合に、限局性肺炎という肺状態が決定され
ることを特徴とする方法。 - 【請求項16】 請求項12〜15のいずれか1つに記載の方法において、上
記相対モードが低い結果を生み出し、上記灌流モードが低い結果を生み出し、上
記絶対モードが高い結果を生み出す場合に、気腫性地域という肺状態が決定され
ることを特徴とする方法。 - 【請求項17】 請求項12〜16のいずれか1つに記載の方法において、上
記相対モードが高い結果を生み出し、上記位相遅れモードが非常に高い結果を生
み出し、上記絶対モードが不安定な結果を生み出す場合に、周期性気道閉鎖とい
う肺状態が決定されることを特徴とする方法。 - 【請求項18】 請求項12〜17のいずれか1つに記載の方法において、上
記相対モードが非常に低い結果を生み出し、上記位相遅れモードが非常に高い結
果を生み出し、上記絶対モードが不安定な結果を生み出す場合に、空気トラッピ
ングを伴う持続性気道閉鎖という肺状態が決定されることを特徴とする方法。 - 【請求項19】 請求項12〜18のいずれか1つに記載の方法において、上
記相対モードが非常に低い結果を生み出し、上記位相遅れモードが不安定な結果
を生み出し、上記絶対モードが非常に低い結果を生み出す場合に、再吸収無気肺
を伴う持続性気道閉鎖という肺状態が決定されることを特徴とする方法。 - 【請求項20】 請求項12〜19のいずれか1つに記載の方法において、画
面モードは、データ記憶域に図形パターンとして予め記憶されていて且つ対応す
る画面モードが選択されると即座に該データ記憶域から取り出される図形要素か
ら成ることを特徴とする方法。 - 【請求項21】 以下のものを含む、電気インピーダンス・トモグラフィ(EI
T)のデータにより患者の体の一部から得られる情報を表示するための装置。 複数の所定の処理モードを用いて上記EITのデータを処理し、該所定の処理モ
ードの結果に従い上記部分の特定の病理学的状態を決定するための処理手段と、 上記特定の病理学的状態に従い複数の所定の画面モードから少なくとも1つの
画面モードを選択するための選択手段と、 上記選択された画面モードに従い上記EITのデータを表示するための表示手段
。 - 【請求項22】 請求項21に記載の装置において、上記選択手段は、使用者
による上記画面モードを更新することに対する要求に基づき始動されることを特
徴とする装置。 - 【請求項23】 請求項21に記載の装置において、表示された上記EITのデ
ータはリアルタイムに更新されることを特徴とする装置。 - 【請求項24】 請求項21〜23のいずれか1つに記載の装置において、病
理学的状態の推定は使用者により入力され、上記EITデータの処理はこの推定さ
れた肺状態に応じた上記所定の処理モードの組み合わせを用いて実行されること
を特徴とする装置。 - 【請求項25】 請求項21〜24のいずれか1つに記載の装置において、診
察されるべき上記部分は患者の肺であることを特徴とする装置。 - 【請求項26】 請求項25に記載の装置において、換気に起因するインピー
ダンス変化の平均分散を結果として生み出す所定の処理モードとして相対モード
が設けられていることを特徴とする装置。 - 【請求項27】 請求項25又は26に記載の装置において、換気変化に関す
るインピーダンス変化の平均位相遅れを結果として生み出す所定の処理モードと
して位相遅れモードが設けられていることを特徴とする装置。 - 【請求項28】 請求項25〜27のいずれか1つに記載の装置において、肺
灌流に起因するインピーダンス変化の平均分散を結果として生み出す所定の処理
モードとして灌流モードが設けられていることを特徴とする装置。 - 【請求項29】 請求項25〜28のいずれか1つに記載の装置において、平
均絶対インピーダンスを結果として生み出す所定の処理モードとして絶対モード
が設けられていることを特徴とする装置。 - 【請求項30】 請求項26及び28に記載の装置において、上記相対モード
の結果と上記灌流モードの結果の比率を算出し、該換気/灌流の比率を結果とし
て生み出す灌流比モードが設けられていることを特徴とする装置。 - 【請求項31】 請求項25〜30のいずれか1つに記載の装置において、上
記EITデータは実行中のデータウィンドウに基づき算出されることを特徴とする
装置。 - 【請求項32】 請求項25〜31のいずれか1つに記載の装置において、上
記EITデータは肺の所定の関心領域に対して算出されることを特徴とする装置。 - 【請求項33】 請求項32に記載の装置において、上記相対モードが低い結
果を生み出し、上記灌流モードが低い結果を生み出し、上記絶対モードが低い結
果を生み出す場合に、肺梗塞という肺状態が決定されることを特徴とする装置。 - 【請求項34】 請求項32又は33に記載の装置において、上記相対モード
が正常な結果を生み出し、上記灌流モードが低い結果を生み出し、上記絶対モー
ドが正常な結果を生み出す場合に、肺塞栓という肺状態が決定されることを特徴
とする装置。 - 【請求項35】 請求項32〜34のいずれか1つに記載の装置において、上
記相対モードが低い結果を生み出し、上記灌流モードが高い結果を生み出し、上
記絶対モードが低い結果を生み出す場合に、限局性肺炎という肺状態が決定され
ることを特徴とする装置。 - 【請求項36】 請求項32〜35のいずれか1つに記載の装置において、上
記相対モードが低い結果を生み出し、上記灌流モードが低い結果を生み出し、上
記絶対モードが高い結果を生み出す場合に、気腫性地域という肺状態が決定され
ることを特徴とする装置。 - 【請求項37】 請求項32〜36のいずれか1つに記載の装置において、上
記相対モードが高い結果を生み出し、上記位相遅れモードが非常に高い結果を生
み出し、上記絶対モードが不安定な結果を生み出す場合に、周期性気道閉鎖とい
う肺状態が決定されることを特徴とする装置。 - 【請求項38】 請求項32〜37のいずれか1つに記載の装置において、上
記相対モードが非常に低い結果を生み出し、上記位相遅れモードが非常に高い結
果を生み出し、上記絶対モードが不安定な結果を生み出す場合に、空気トラッピ
ングを伴う持続性気道閉鎖という肺状態が決定されることを特徴とする装置。 - 【請求項39】 請求項32〜38のいずれか1つに記載の装置において、上
記相対モードが非常に低い結果を生み出し、上記位相遅れモードが不安定な結果
を生み出し、上記絶対モードが非常に低い結果を生み出す場合に、再吸収無気肺
を伴う持続性気道閉鎖という肺状態が決定されることを特徴とする装置。 - 【請求項40】 請求項32〜39のいずれか1つに記載の装置において、画
面モードは、データ記憶域に図形パターンとして予め記憶されていて且つ対応す
る画面モードが選択されると即座に該データ記憶域から取り出される図形要素か
ら成ることを特徴とする装置。
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