JP2005516656A - パラメトリックスを使用して血行力学パラメータを非侵襲的に測定するための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、同じ発明の名称で2002年2月5日に出願された米国特許出願第10/072508号、参照によりその全体が本明細書に組み込まれ、2004年5月4日に公布された米国特許第6730038号、およびPCT出願第PCT/US03/03486号に対する優先権を主張するものである。
基本的な一態様では、本発明は、最適圧平および生のまたはスケーリングされていない測定値のスケーリングを使用して1つまたは複数の血行力学パラメータを正確に測定する方法を含む。一般的に言えば、このような圧平は、血行力学パラメータの測定位置で血管、組織、筋肉、および皮膚からなる複合系に適用される非侵襲的(たとえば、圧力計の)測定技法によりもたらされる伝達損失およびその他の誤差を軽減する。たとえば、以下により詳細に記載するように、本発明は、人間の橈骨動脈の上に配置された圧力計または表面圧力センサを使用して血圧を正確に測定するために有用であり、その測定した圧力波形は潜在的に橈骨動脈自体の内部で実際に経験されるものから実質的に変化する。一実施形態では、特別に構成された圧平(加圧)装置が開示され、組織およびそれに応じてそこに含まれる血管を加圧するかまたは偏らせるために圧平エレメントが使用される。有利なことに関連の圧力変換器を備えたこの圧平装置は、本明細書で詳細に記載する通り単独で使用するか、または、たとえば、2003年4月29日に公布され、「Method and apparatus for assessing hemodynamic properties within the circulatory system of a living subject」という発明の名称の共有米国特許第6554774号および2002年10月29日に公布され、「Method and apparatus for the noninvasive determination of arterial blood pressure」という発明の名称の共用米国特許第6471655号、ならびに2001年3月22日に出願され、「Method and Apparatus for the Noninvasive Assessment of Hemodynamic Parameters Including Blood Vessel Location」という発明の名称の同時係属米国特許出願第09/815982号および同じく2001年3月22日に出願され、「Method and Apparatus for Assessing Hemodynamic Parameters within the Circulatory System of a Living Subject」という発明の名称の同時係属米国特許出願第09/815080号に記載された装置を含む、血行力学パラメータ測定のために適合された文字通りどのタイプの他の装置とも併用して使用することができ、これらの特許および特許出願のいずれも本明細書の譲受人に譲渡され、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
次に図4〜4aを参照して、本発明の圧平装置の第1の実施形態について詳細に説明する。
次に図5を参照し、上記の装置を使用して血管および局所組織を最適に圧平または加圧する一般的な方法について詳細に説明する。
次に図5d〜5hを参照して、前述の図5の方法を使用して得られた生のまたはスケーリングされていない血行力学データをスケーリングまたは修正するための方法の例示的な一実施例について説明する。図5d〜5hの実施形態については、マイクロプロセッサまたは信号プロセッサを有するディジタル・コンピュータ・システムとともに使用されると思われるようなアルゴリズムに関して説明するが、本発明の方法は部分的にまたは全体的にこのようなアルゴリズムまたはコンピュータ・システムとは無関係に実施可能であることが認識されるであろう。たとえば、アルゴリズムの各種部分は、ハードウェア(ASICまたはFPGAで実施されるゲート論理回路など)を介してあるいはオペレータの直接または間接制御により手動で実施することができる。したがって、図5d〜5hという代表例は単により広範な概念の例証に過ぎない。
式中:
BMI=肥満度指数(Kg/m2)
W=被検者の体重(kgf)
H=被検者の身長(m)
人間種の典型的なBMI値は約15Kg/m2からおおよそ50Kg/m2までの範囲であるが、この範囲外の値が発生する可能性もある。被検者の体重(W)および身長(H)の値は、本明細書でこれ以上説明しない従来の測定技法を使用して容易に得られる。
式中:
PPT=脈圧(圧力計)
PPA=脈圧(実際)
M=傾き
b=切片
この式を操作すると、以下の式が得られる。
および
式5は、実際の血管内圧力(PPA)とBMIに基づく圧力計圧力(PPT)に関する一般化された関係である。PPA(修正した脈圧PPCともいう)は現在の間隔(たとえば、拍動)に基づくものであり、PPTは前の「n」個の脈拍にわたる平均脈圧に基づくものであることに留意されたい。この場合、「n」は任意の数(たとえば、10)にすることができ、あるいは被検者から測定されたかまたは望ましい場合にはこの計算プロセスで他に導出された他の数量に基づくものなどの決定的なものにすることができる。このため、実際には、PPC/PPTという比率は、圧力計方式で得られた圧力波形の後続サンプルに適用されるスケール係数になる。「n」間隔の移動ウィンドウが確立され、そこで各間隔(拍動)について同じスケール係数が適用される。
次に図5iを参照し、スケーリングの方法(図5dのステップ514)の第2の例示的な実施形態について説明する。この第2の実施形態では、第2の生理的パラメータは、測定点における被検者の手首(WC)の外周を含む。これは、以下により詳細に記載するように、スケーリング指数を発生するために前述したBMIに関数的に関連するものである。
式中:
IS=スケーリング係数(無次元と見なされる)
BMI=肥満度指数(Kg/m2)
WC=手首の外周(cm)
ISの「典型的」な値は約2〜10の範囲であるが、この範囲外の値が観察される場合もある。しかし、「典型的」という用語はこの場合、一般的な母集団の広範な断面について観察される値を指し、身体タイプ、骨のサイズ、体重、体脂肪率などの変化により2人の個人間でISの重大な変化が発生する可能性があることに留意されたい。
被検者の測定血圧に適用されるKS値が限られた数の離散間隔(すなわち、IS値の範囲)から選択されるので、表1の実施形態はKS決定プロセスを単純化するという利点を有する。たとえば、2.8というIS値を有する被検者について検討する。表1を使用すると、生の血圧測定値のスケーリングが不要であることが分かる。これは主として、その被検者がそのBMIに対して比較的大きい手首の外周を有することに関連し、測定部位(すなわち、橈骨動脈)に重大な量の脂肪組織が存在しないことを示す場合が多い。脂肪組織が少ないと、圧力変換器と血管壁との「結合」がより完全になり(伝達損失が少なくなる)、それにより修正スケーリングがあまり必要ではない。
次に図7を参照し、圧平器402の変換器アセンブリの横方向位置決めの方法について説明する。前に述べた通り、前述の最適圧平、測定、およびスケーリング手順を実行する前に、関係のある血管(たとえば、橈骨動脈)のすぐ上に変換器422を適切に配置することが望ましい。このような適切な横方向配置は、血管壁と変換器の前面との高レベルの結合を保証するのを支援し、いくつかの点においては伝達損失を軽減するのを支援する。
次に図8を参照し、生体被検者の血管内の血行力学特性を測定するための装置について説明する。図示した実施形態では、この装置は、人間の橈骨動脈内の血圧の測定用に適合されているが、最も広範な意味の本発明とともに他の血行力学パラメータ、モニター部位、および生体タイプを使用できることが認識されるであろう。
式中:
Pts=「ストレッチした」または修正した圧力計圧力
Ptu=未修正の圧力計圧力
Pth=未修正の圧力計圧力(高域フィルタ処理済み)
SBMI=BMIストレッチ係数
この関数は、BMIストレッチ係数によってスケーリングされた未修正データの高域フィルタ処理済み成分に未修正の圧力データを加えることにより、修正した圧力計圧力データを効果的に生成する。経験的データに基づき、この実施形態のBMIストレッチ係数は約0.0〜+0.6の範囲になるように設定されるが、他の値も使用することができる。
次に図9を参照して、前述の方法を使用して被検者に治療を施す方法を開示する。図9に図示した通り、方法900の第1のステップ902は、モニターすべき血管と位置を選択することを含む。たいていの人間被検者の場合、これは橈骨動脈(手首の内部部分でモニターする)を含むことになるが、橈骨動脈が傷ついているかまたはその他の点で使用不能である場合、他の位置を使用することができる。
Claims (1)
- 生体被検者の血管内の圧力を測定する方法において、
それに加えられる圧力を決定するために適合されたセンサを前記血管に近接して配置するステップと、
前記センサを使用して、少なくとも1つの圧力値を決定するステップと、
少なくとも1つの生理的パラメータに基づいて前記少なくとも1つの圧力値をスケーリングして修正した値を生成するステップであって、前記修正した値が実質的に前記血管内の実際の圧力を表すステップとを含む方法。
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