JP2005523066A - 末梢部位の心音信号の記録のための方法と装置 - Google Patents

Abstract

生体の心臓血管パラメータを決定する方法および装置である。好適な適用例では、患者の体上の心臓からの第１末梢部位に心音センサを設け、圧脈波センサを第２の末梢部位に設ける。それらのセンサから第１波形および第２波形が得られる。信号処理又は信号調整作動が上記第１波形および第２波形を用いて実行されることにより、ダイクロティックノッチとＳ２信号との間の遅れ時間が決定される。患者の心臓弁閉鎖時刻と第１末梢部位でのＳ２信号の到達時間との間の遅れ時間を示すＳ２Ｄを、ダイクロティックノッチとＳ２信号との間の遅れ時間に対して加算することにより、圧脈波伝播時間が算出される。心臓血管パラメータは、決定された圧脈波伝播時間と大動脈と圧脈波センサとの間の動脈距離を示す少なくとも１つの生体パラメータとを用いることにより決定される。

Description

本発明は、心臓から末梢部位の位置における心音（心音図：ＰＣＧ）信号の記録のための装置及び方法に関するものである。

心臓からの記録された心音信号は、心音図（ＰＣＧ）信号と呼ばれる。健康な心臓は心臓弁の閉鎖と同時に起こる二つの異なる音を発生する。これらの二つの音は、第１心音（Ｓ１）と第２心音（Ｓ２）と呼ばれる。特に、第２心音は、大動脈弁の閉鎖と同時に起こる。大動脈弁の閉鎖は、ダイクロティックノッチと呼ばれる動脈圧脈波の波形における明確な特徴をも引き起こす。
圧脈波の伝播時間（ＰＴＴ）は、心臓からその末梢部位までの動脈血圧波すなわち圧脈波の伝播に必要な時間を示す。ＰＴＴは、大動脈弁の閉鎖と末梢部位の測定点におけるダイクロティックノッチの到達との間の時間遅れを決定することによって測定され得る。この測定は大動脈付近の胸部に心音センサ（ＰＣＧセンサ）を取り付けることによって可能となり、弁の閉鎖と胸部における第２音Ｓ２の測定時点との間の遅れはわずかであると仮定する。上記動脈の圧脈波速度ＰＷＶは、心臓と測定点との間の動脈の長さをＰＴＴで割ることにより算出される。そして、ＰＷＶは、動脈の硬さに依存するため、例えば動脈硬化といった心臓血管の健康状態を決定する有用なパラメータとなる。

従来の方法及び装置は、胸部の通常の位置におけるＰＣＧセンサと、心臓から末梢部位における圧脈波測定とを用いてＰＷＶを測定する。しかし、末梢部位におけるＰＣＧセンサを用いてＰＴＴ或いはＰＷＶを測定する場合、正確なＰＴＴ或いはＰＷＶを測定するには、以下に説明する伝播遅れＳ２Ｄについて考慮しない限り算定することはできない。ここでＳ２Ｄとは、弁の閉鎖と末梢部位における第２心音Ｓ２との間の遅れを測定したものをいう。ＰＴＴ或いはＰＷＶの測定値の正確さは上記ＳＤ２の正確さに比例する。

患者の生理学的パラメータを測定するために用いられる方法又は技術は、補償作業を用いて個々の患者についてのＳ２Ｄ値を決定することを含む。そして、そのＳＤ２値は、それに続く遅れ時間ＤＴに加えられてＰＴＴ値が決定される。

患者の生理学的なパラメータを測定するために用いられ得るもうひとつの方法又は技術は、一般的な人々（母集団）の情報からのＳＤ２値を決定することを含む。そして、このＳ２Ｄ値は個々の身長や他の身体的なパラメータにあわせて調節される。Ｓ２Ｄ値は、ＰＴＴを決定するためにそのＳ２Ｄに続くＤＴ測定値に加えられる。

患者の生理学的なパラメータを測定するために用いられ得る、さらにもうひとつの方法又は技術は、Ｓ２Ｄ値を決定することが不可欠ではない。遅れ時間ＤＴそれ自体とそれから導かれる例えば圧脈波伝播速度指数ＰＷＶＩといった測定値は、ある一定の患者のために重要な経過情報を提供することに用いられる。遅れ時間ＤＴとＰＷＶは、実際の伝播パラメータではないが、それらに極めて依存したものである。

本発明は、心臓からの末梢部位における心音信号を得るための装置及び方法を提供するものである。

本発明は、心臓弁の閉鎖のタイミングを得るための装置及び方法を独立して提供するものである。

本発明は、末梢部位における心音の記録を明確にするための装置及び方法を独立して提供するものである。

本発明は、正確な圧脈波伝播時間ＰＴＴを決定するための装置及び方法を独立して提供するものである。

本発明は、動脈の圧脈波速度ＰＷＶを決定するための装置及び方法を独立して提供するものである。

本発明は、動脈の圧脈波速度指数ＰＷＶＩを決定するための装置及び方法を独立して提供するものである。

本発明は、心臓の前駆時間ＰＥＰ又は等容積収縮期間を決定するための装置及び方法を独立して提供するものである。

本発明は、Ｓ２Ｄを決定するための装置又は方法を独立して提供するものであり、Ｓ２Ｄとは患者の心臓弁の閉鎖と末梢部位における患者の第２心音Ｓ２の到達との間の遅れ時間をいう。

本発明は、ＤＴを決定するための装置又は方法を独立して提供するものであり、ＤＴとはダイクロティックノッチ信号とＳ２信号との間の遅れ時間をいう。

本発明による装置及び方法の種々の具体例においては、ＰＣＧ信号は、振動センサ、圧力センサ、変位センサ又はそれと同様のものを心臓からの末梢部位に位置する骨の上に設置することにより得られる。

本発明による装置及び方法の種々の具体例においては、ＰＣＧ信号は、振動センサ、圧力センサ、変位センサ又はそれと同様のものを心臓からの末梢部位に位置する組織の上に設置することにより得られる。

本発明による装置及び方法の種々の具体例においては、心臓弁閉鎖のタイミングは、心臓からの末梢部位における骨又は組織の上で測定される心音（ＰＣＧ）信号を用いることにより得られる。

本発明による装置及び方法の様々な好適な具体例においては、増幅された末梢部位からの心音（ＰＣＧ）の記録（心音図）は、ＥＣＧ（心電図）のＲ波によって引き起こされた信号の信号調整（制御）又は信号処理作動を用いることで実行される。

本発明による装置及び方法の種々の具体例においては、信号調整又は信号処理作動を用いて増幅された末梢部位の心音（ＰＣＧ）の記録（心音図）は、ＥＣＧ（心電図）のＲ波によって引き起こされた全体的平均処理を用いることにより実行される。

本発明による装置及び方法の様々な好適な具体例においては、増幅された末梢部位からの心音（ＰＣＧ）の記録（心音図）は、圧脈波の波形のダイクロティックノッチによって引き起こされた心音信号の信号調節又は処理作動を用いて実行される。

本発明による装置及び方法の種々の具体例においては、末梢部位の他のＰＣＧセンサにより得られた第２音Ｓ２は、トリガ信号として用いられる。

本発明による装置及び方法の種々の具体例においては、信号調節又は処理作動を用いて増幅された末梢部位のＰＣＧの記録は、圧脈波の波形のダイクロティックノッチにより引き起こされたＰＣＧ信号の全体的平均処理を用いて実行される。

本発明による装置及び方法の種々の具体例においては、ダイクロティックノッチ信号とＳ２信号との間の遅れ時間ＤＴは、圧脈波の波形の記録とＰＣＧ信号の記録とを用いることによって決定される。両者は共に、心臓からの末梢部位において得られたものである。

本発明による装置及び方法の種々の具体例においては、正確なＰＴＴはＤＴにＳ２Ｄを加えることで決定される。

本発明による装置及び方法の種々の具体例においては、ＰＷＶは正確なＰＴＴと動脈の長さを用いることで決定される。

本発明による装置及び方法の種々の具体例においては、ＰＥＰは、ＥＣＧ信号と組み合わせて末梢部位で得られた弁の閉鎖時間と圧脈波の波形とを用いることで決定される。

本発明による装置及び方法の種々の具体例においては、ＰＷＶはＤＴを用いて決定される。

本発明による装置及び方法の種々の具体例においては、例えばＰＴＴ、ＰＷＶ、ＰＷＶＩ、ＰＥＰといった心臓血管のパラメータを決定することは、心臓からの末梢部位において密接して存在する複数のセンサを有する装置を用いて実行される。

本発明による装置及び方法の種々の具体例においては、Ｓ２Ｄ、ＤＴ及びそれと同様のものを測定することは、心臓からの末梢部位において近接して存在する複数のセンサを有する装置を用いて実行される。

本発明による装置及び方法の種々の具体例においては、Ｓ２Ｄ、ＤＴ及びそれと同様のものを測定することは、心臓の末梢部位において密接して存在する複数のセンサを有する装置を用いて実行され、そしてそれは患者の心臓に近接した胸部に設置されたＰＣＧセンサと組み合わせられている。

以下に説明するように、本発明は心臓から離れた位置又は末梢部位において有用なＰＣＧの情報を得るための装置及び方法を提供する。

心音は、動脈の圧脈波伝播速度ＰＷＶよりも速い速度で末梢部位に至る。骨に沿った末梢部位への伝達が最も速い。一般的な生体の組織を通ってなされる伝達は、骨による伝達と比べて多少遅い。しかしまだＰＷＶよりは速い。したがって、本発明は骨や一般的な生体組織、或いはそれと同様のものを通って末梢部位へ至るＰＣＧ信号を用いて実行される。

図１は、胸部で測定された典型的な人間のＥＣＧ、ＰＣＧと例えばひじの骨（olecranon）といった心臓の末梢部位で測定されたＰＣＧのプロットとを示している。図１に示すようにＳ１信号とＳ２信号は、例えばひじのような末梢部位から得られたデータによって同定することは困難である。図１に示されているＰＣＧデータは、コンデンサーマイクロフォン技術を用いた商業的に入手可能なＰＣＧセンサを用いて得られる。同じような結果は、圧電材料や加速度計といったほかの技術を用いても得ることができる。図に示された波形データは、２５から５５ヘルツ（Ｈｚ）の周波数帯の周波数信号成分を通過させるデジタルバンドパスフィルターによって強調される。

本発明は、信号処理を改良することで、入力され又は測定された心音の信号とノイズのＳＮ比（ＳＮＲ）を改良する装置及び方法を提供する。種々の好適な具体例において、信号調節又は処理を改良すること、このように入力され又は測定された心音の信号とノイズのＳＮ比（ＳＮＲ）を改良することは、二つ又はそれ以上の連続した１心拍サイクルの波形を全体的に平均することにより実行され、そしてそれは全体的平均処理（ensemble averaging）とも呼ばれる。

上記全体的平均処理を実行するために、まず個々の心拍サイクルを確認しなければならない。これは、それぞれの心拍サイクルにおける固有の特徴を検出することでなし得る。ひとつの好適な具体例において、ＥＣＧ信号のＲ波は、心拍サイクルの区間設定（区間開始）点（delimiter ）として用いられる。これは、全体的平均のＲ波トリガと称される。図２は図１のデータのＲ波トリガに結果を示している。この平均心拍周期情報を得るために約１０秒間のデータが用いられた。図２に示すように、ノイズは末梢部位またはひじのＰＣＧデータにおいて大幅に減少されている。その上、図２に示すように遅れ時間（Ｓ２Ｄと記載）はＰＣＧ波形である胸部におけるＳ２信号と末梢部又はひじにおけるＳ２信号との間に存在する。

もうひとつの好適な具体例においては、胸部ＰＣＧセンサのＳ２信号が、心拍サイクルの範囲を定めるために用いられ得る。図３は、全体的平均処理を開始させるために胸部ＰＣＧのＳ２信号を用いた結果を示す。約１０秒間のデータが、その平均心拍周期の情報を得るために用いられた。第２音をＳ２トリガを用いることは、平均されたＳ２信号のために高いＳＮ比（信号とノイズの比率ＳＮＲ）が得られる点でＲ波トリガよりも有用である。なぜならこれは、Ｒ波とＳ２信号との間の時間は心拍サイクル毎に可変性があるからである。この可変性は、Ｒ波トリガを用いる場合にＳ２信号の乱れを引き起こし、したがっていくつかの信号の振幅が平均されてしまう。

Ｒ波トリガは、容易に実行される点で有用である。ＥＣＧのＲ波は、非常に容易に確認可能な信号である。そして、全体的平均処理の効果は図４に示されている。この全体的平均処理は、Ｒ波トリガと共に実行され、その信号は平均に先立って２５乃至５５へルツ（Ｈｚ）のバンドパスフィルターを通される。グラフ下部の信号は、図４において下部の信号の上に図示された10個の信号を全体的平均処理した信号である。図４に示すように、グラフ下部の平均された信号のＳＮ比は、個々の平均されていない信号よりも、より改善されている。

Ｓ２トリガによる全体的平均処理の利点は、トリガとして圧脈波の波形のダイクロティックノッチを用いることによっても得ることができる。ダイクロティックノッチとＳ２信号とは共に大動脈弁の閉鎖により起こることから、そのタイミングは同じであるからである。

本発明による装置と方法の種々の具体例においては、全体的平均処理は、心臓の末梢部位におけるＳ２信号を検出するために実行される上で不可欠のものではない。例えば図５は、胸部において測定された典型的な人体のＥＣＧ、ＰＣＧと、例えばひじの骨(olecranon)など末梢部位で測定されたＰＣＧを示す。図５に示すように、Ｓ２信号は全体的平均処理作動といった信号調節又は処理作動を実行することなしに、例えばひじなどの末梢部位において得られたデータから簡単に確定又は決定され得る。末梢部位でのＳ２信号のＳＮ比は、心臓弁以外の身体内での他の原因や建物の振動による比較的低いノイズよりも高い。すなわち、もし建物のノイズ及び・又は身体の振動が低いか僅かである場合には、全体的平均処理は必要ではないといえる。

上述したように、ＰＴＴは胸部において測定されたＳ２信号と動脈の圧脈波の波形のダイクロティックノッチの間の時間として、既存技術で測定される。本発明にシステムと方法の様々な好適な具体例において、ＰＴＴは末梢部位において測定されたＳ２信号とＳ２Ｄを加えたダイクロティックノッチとの間の時間として測定される。ここでＳ２Ｄとは心臓弁の閉鎖と末梢部位におけるＳ２信号到達の間の遅れを測定したものである。

ひとつの好適な具体例において、Ｓ２Ｄ値は全体の母集団（可能であれば生体の動脈の長さに関して調整される）のための平均値として決定される。もうひとつの好適な具体例においては、特定の個体のために前もって決定されたＳ２Ｄ値が用いられる。更にもうひとつの好適な具体例において、Ｓ２Ｄ値は、患者の人口統計学に基づいて、実験的に決定され得る。

前もって決定されたＳ２Ｄ値は、個人のために例えば胸部ＰＣＧセンサなどの最初のＰＣＧセンサを測定の間中用いることにより得ることができる。Ｓ２Ｄは、胸部でのＰＣＧ測定と末梢部位でのＰＣＧ測定との間の遅れ時間として測定される。Ｓ２Ｄのためそれぞれに測定された値は、装置の使用に際して余分な初期作業を付加するが、しかし母集団に基づいた標準化された値を使うよりもより正確な測定ができる。しかしながら、いくつかの適用において標準化されたＳ２Ｄ値は十分正確な結果をもたらす。

本発明による装置及び方法の様々な好適な具体例において、例えばＰＷＶといった患者の生理学的パラメータは、Ｓ２Ｄ信号を用いなくてもダイクロティックノッチとＳ２信号の間の遅れ時間DTを用いることにより得ることができる。すなわち、例えばＰＷＶといったＰＷＶの指数はＳ２Ｄ信号を決定しなくても決定され得る。時間中モニターされているＰＷＶは、ＰＷＶの増加又は減少を示す。

図６は、本発明による測定装置１００の好適な具体例を示したものである。そして測定装置１００では、腕において動脈の圧脈波の波形とＰＣＧとが記録される。圧脈波の波形は、既存の技術を用いて血圧測定用のカフ１２０から検出される。すなわち、カフ１２０は一定の圧力にまでふくらみ、そしてカフ１２０内の変化した圧力は信号取得・信号処理・表示装置１１０により記録される。カフ１２０内の変化した圧力は、カフの下の上腕動脈内の圧力変化に相当する。ＰＣＧセンサ１３０を用いるこの具体例において、ＰＣＧ信号はひじ（olecranon)１３５の所定部分において測定される。信号は、接続線１２１、１３１、１４１を通って信号取得・信号処理・表示装置１１０へ伝達される。

図６に示すように、ＥＣＧ電極１２５と１４０は、心臓の電気的信号をモニターするために用いられる。これは、もし全体的平均処理においてＲ波トリガが必要とされるのであれば、必要なことである。前述のように、なんら全体的平均処理がなされないか、圧脈波の波形のダイクロティックノッチがトリガとして使われるのであれば、ＥＣＧの接続は任意的である。カフ装置１２０、ＰＣＧセンサ１３０、ＥＣＧ電極１２５、１４０が検出する血圧波形関連の複数の信号は、接続線１２１、１３１、１４１を通って信号取得・信号処理・表示装置１１０へ伝達される。ＥＣＧ電極１２５と１４０は、例えば腕なども含む患者の身体の様々な場所に設置される。さらにＥＣＧ電極には、腕のカフ装置又はそれと同様のものの一部も同じように含まれる。

図６に示される測定装置１００が、本発明が用いられる装置の一形式におけるひとつの好適な具体例であることについて、当業者によって認識されるであろう。さらに、他の好適な具体例は、腕（手首）のほかの部分又は足といった身体のほかの部分においても用いられ得る。

例えば、ひとつの好適な具体例において、圧脈波（血圧波形）を記録するためのデバイスには、血圧カフ装置を含む。もうひとつの好適な具体例において、血圧波形の記録は、例えば動脈圧力計といった装置を用いることで実行される。

図７は、Ｓ２Ｄを決定するための方法のひとつの好適な具体例を概略したフローチャートである。図７に示された様々な段階は、一般にしばしば各々個人のためだけに実行される。

図７に示すように、Ｓ５００において方法がスタートし、そしてＳ５１０へと続く。そしてＳ５１０には、患者の胸部に第１のＰＣＧセンサが設置され、心臓からの末梢部位に第２のＰＣＧセンサが設置される。次に、Ｓ５２０において、例えば第１のＰＣＧセンサによって第１のＰＣＧ信号が得られるか取得され、また第２のＰＣＧセンサによって第２のＰＣＧ信号が得られるか取得されるというように、データは両方のセンサから取得される。データは、互いに同時又は近接して取得される。

そして、Ｓ５３０において信号処理又は信号調整作動は、得られた第１及び第２のＰＣＧ信号を用いて実行される。本発明による装置と方法の好適な具体例において、全体的平均処理作動は、第１及び第２のＰＣＧ信号を用いて実行される。そして、本発明による装置と方法のもうひとつの好適な具体例において、信号処理又は信号調節することは（Ｓ５３０）、バンドパスフィルターを用いて実行される。更にもうひとつの好適な具体例において、信号処理は末梢部位又はひじにおけるＳ２信号を検出する安定したポイントを決定するために実行される。

次にＳ５４０において、例えば全体的平均処理作動といった信号処理又は信号調整作動による結果を用いることでＳ２Ｄが決定される。そして、図７に示した方法はＳ５５０まで続き終了する。

図８は、末梢部位で測定された心音を用いて、例えばＥＣＧ、ＰＥＰやそれと同様のものを含む生理学的パラメータを決定するための方法で、ひとつの好適な具体例を概略したフローチャートを示す。ひとつの好適な具体例において、ＥＣＧ、血圧波形と組み合わさった大動脈弁の閉鎖のタイミングは、心臓のＰＥＰを計算するために用いられ得る。ＰＥＰは、等容積収縮期間（isovolumetric contraction period）としても知られており、大動脈弁がまだ閉じている間に心室の圧力が増加する間の時間である。心室内の圧力が大動脈の圧力を上回る場合、大動脈弁が開き、ＰＥＰは終了する。特に心室の排出時間との比率に用いられる場合には、ＰＥＰは心臓血管の健康状態を含むその他の重要なパラメータとなる。

図８に示すように、Ｓ６００において方法がスタートし、Ｓ６１０へと続く。そして、Ｓ６１０では心音センサが患者の身体の心臓からの第１の末梢部位において設置され、圧脈波センサが第２の末梢部位に設置される。次にＳ６２０において、第１の波形は心音センサから得られる。そして第２の波形もまた圧脈波センサから得られる。

そして、Ｓ６３０において例えば全体的平均処理作動といった信号調整・信号処理作動は、Ｓ６２０において得られた第１及び第２の波形を用いて任意的に実行される。その作動はＳ６４０まで続き、そのＳ６４０ではダイクロティックノッチ信号とＳ２信号との間の遅れ時間ＤＴが決定される。

Ｓ６５０において、圧脈波伝播時間（ＰＴＴ）値は、ダイクロティックノッチ信号と末梢部位でのＳ２信号との間の遅れ時間DTに、予め決定又は知られているＳ２Ｄを加えることにより決定される。そして、Ｓ２Ｄは患者の心臓弁の閉鎖時間と第１末梢部におけるＳ２信号の到達時間の間の遅れ時間を表したものである。

次に、Ｓ６６０において患者の様々な心臓血管のパラメータは、Ｓ６５０において計算された圧脈波伝播時間と、心音センサと圧脈波センサの間の動脈の距離を表す少なくともひとつの生理学的パラメータを用いることで決定される。そして図８に示す方法は、Ｓ６７０へと続き、終了する。

ひとつの好適な具体例において図８に示した方法は、心臓と末梢部位の測定ポイントとの間の動脈の長さをＰＴＴで割ることによって動脈の圧脈波速度（ＰＷＶ）を決定するためのものである。そして、圧脈波速度は動脈の硬さに依存することから、ＰＷＶは動脈硬化などの心臓血管システムの健康状態を決定する有用なパラメータとなる。

本発明による方法のうちひとつの好適な具体例において、Ｓ６３０で例えば全体的平均処理作動といった信号調節・信号処理作動の実行は、患者の個々の心拍サイクルを決定することをも含む。ひとつの好適な具体例において、患者の個々の心拍サイクルの決定は、患者の個々の心拍サイクルの区間設定（開始）点を決定することを含む。心拍サイクルの区間設定点の決定は、第１のＥＣＧ信号を用いてＲ波を決定することにより実行される。一方、心拍サイクルの区間設定点の決定は、第１のＰＣＧ信号から、心臓弁の閉鎖と関係のある第２心音を表すＳ２信号を決定することにより実行される。

本発明によるシステムと方法の様々な好適な具体例において、例えば全体的平均処理作動といった信号調節・信号処理作動を実行することはトリガとしての動脈の圧脈波の波形のダイクロティックノッチを用いることも含む。

末梢部位に患者のひじ部分或いは体の他の部分が含まれることは、当業者により明らかであろう。その上、ＰＣＧセンサ１３０は、骨、骨の構造又は組織の上又は周りに設置され得る。

さらに、圧脈波センサが血圧測定用カフ１２０、動脈圧力計、或いは他の高感度の圧脈波センサを含む点は当業者により明らかであろう。

図９は、末梢部位で測定された心音を用いて、例えばＰＷＶやそれと同様のものを含む生理学的パラメータを決定するためのもうひとつの好適な具体例を概略したフローチャートを示す。

図９に示すように、Ｓ７００において方法がスタートし、Ｓ７１０へ続く。Ｓ７１０では、心音センサ１３０が患者の身体のうちの第１の末梢部に設置され、圧脈波センサが第２の末梢部に設置される。次にＳ７２０において、第１波形が心音センサ１３０から得られる。そして第２波形もまた圧脈波センサから得られる。

そしてＳ７３０では、例えば全体的平均処理作動といった信号調節・信号処理作動が、Ｓ７２０で得られた第１及び第２の波形を用いて適宜に実行される。信号処理作動はＳ７４０へと続き、そこでダイクロティックノッチ信号とＳ２信号との間の遅れ時間ＤＴが決定される。

次にＳ７５０において、患者の様々な心臓血管パラメータが、Ｓ７４０で計算されたＤＴを用いて決定される。ひとつの好適な具体例においては、図９に示される方法が動脈の圧脈波伝播速度指数（ＰＷＶＩ）を決定するために用いられる。ところで圧脈波速度は動脈の硬さに依存するため、ＰＷＶは動脈硬化などの心臓血管システムの健康状態を決定する有用なパラメータといえる。そして、図９に示される信号処理作動はＳ７６０へ続き、終了する。

本発明による方法のひとつの好適な具体例において、Ｓ７３０で例えば全体的平均処理作動といった信号調節・信号処理作動を実行することは、患者の個々の心拍サイクルを決定することを含む。ひとつの好適な具体例において、患者の個々の心拍サイクルを決定することは、患者の個々の心拍サイクルの区間設定（開始）点を決定することを含む。心拍サイクルの区間設定点の決定は、第１のＥＣＧ信号を用いたＲ波を決定することによって実行される。一方で、心拍サイクルの区間設定点の決定は、心臓弁の閉鎖に関連する第２心音を示すＳ２信号を決定することによっても実行される。

本発明による装置と方法の様々な好適な具体例において、例えば全体的平均処理作動といった信号調節・信号処理作動を実行することはトリガとして動脈の圧脈波の波形のダイクロティックノッチを用いることを含むものである。

本発明は、上記に示した特定の具体例と共に説明されているが、他の手段、具体例を修正し或いは変形したものは当業者によって自明であるであることは明らかである。したがって、上述の本発明の好適な具体例は、限定とならないことを意図して記載されたものである。以下のクレームにおいて示した本発明の趣旨及び範囲から外れることなく様々な変更がなされ得る。本発明の様々な好適な具体例は、以下の図に関して詳細に説明する。

胸部で測定された典型的な人のＥＣＧ、ＰＣＧと例えばひじの骨（olecranon）といった心臓の末梢部位で測定されたＰＣＧをプロットしたグラフである。 図１に示されたデータのＲ波のトリガを用いた１心拍毎の全体的平均処理の結果をプロットしたグラフである。 図１に示されたデータのＳ２のトリガを用いた１心拍毎の全体的平均処理の結果をプロットしたグラフである。 Ｒ波トリガを用いた１０個の測定信号の１心拍毎の全体的平均処理の結果をプロットしたグラフである。 全体的平均処理なしでのＥＣＧ、胸部でのＰＣＧと末梢部でのＰＣＧの信号測定の結果をプロットしたグラフである。 例えばＰＴＴ、ＰＷＶ、ＰＷＶＩ、ＰＥＰといった心臓血管のパラメータを決定するために用いられる装置の好適な一具体例の実例を図解により示したものである。 患者のためにＳ２Ｄを決定する方法の好適な一具体例の作動の要部を示すフローチャートである。Ｓ２Ｄは、弁の閉鎖と末梢部位の第２心音（S2）の到達との間の遅れ時間をいう。 定められたＳ２Ｄ値を用いて、例えばＰＴＴ、ＰＷＶ、ＰＥＰといった心臓血管のパラメータを含む患者の生理学的なパラメータを決定及び／又は測定するための方法の好適な一具体例を概略示すフローチャートである。 定められたＳ２Ｄ値を用いないで、例えばＰＷＶといった心臓血管のパラメータを含む患者の生理学的なパラメータを決定及び／又は測定するための方法の好適な一具体例を概略示すフローチャートである。

符号の説明

１００：測定装置
１１０：信号取得・信号処理・表示装置
１２０：カフ（脈波検出装置）
１２５、１４０：ＥＣＧ電極
１３０：ＰＣＧセンサ（心音センサ）
１３５：ひじ（末梢部位）

Claims (23)

1. 患者の心臓弁の閉鎖と心臓からの末梢部位における第２心音Ｓ２の到達との間の遅れ時間Ｓ２Ｄを決定するための方法であって、
   患者の胸部において第１の心音センサを設置する工程と、
   心臓からの末梢部位において第２の心音センサを設置する工程と、
   前記第１の心音センサから第１の心音信号を得る工程と
   前記第２の心音センサから第２の心音信号を得る工程と
   前記第１及び第２の心音信号を用いて信号処理又は信号調整作動を実行する工程と、
   該信号処理又は調整作動から得られた結果に基づいた遅れ時間Ｓ２Ｄを決定する工程と
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記信号処理又は信号調整作動を実行する工程は、前記患者の個々の心拍サイクルを決定するものである請求項１の方法。
3. 前記患者の個々の心拍サイクルを決定することにより、該患者の個々の心拍サイクルの区間開始点を決定するものである請求項２の方法。
4. 前記心拍サイクルの区間開始点を決定する工程は、前記患者の身体に設置された少なくともひとつのＥＣＧセンサから得られた第１のＥＣＧ信号を用いてＲ波を決定することにより行われるものである請求項３の方法。
5. 前記心拍サイクルの区間開始点の決定は、第１の心音信号からの心臓弁の閉鎖に関係する第２音信号であるＳ２信号を決定することである請求項３の方法。
6. 前記信号処理又は信号調整作動を実行する工程は、トリガとして動脈血圧波形のダイクロティックノッチを用いることを含むものである請求項６の方法。
7. 前記末梢部位は患者のひじである請求項１の方法。
8. 前記末梢部位に第２の心音センサを設置する工程は、該末梢部位における骨又は組織に該第２の心音センサを設置することを含むものである請求項１の方法。
9. 前記信号処理又は信号調整作動を実行する工程は、全体的平均処理作動の実行、バンドパスフィルター処理、末梢部位におけるＳ２信号の安定した検出ポイント決定のうちのひとつ又はそれ以上を実行するものである請求項１の方法。
10. 患者の心臓血管パラメータを決定するための方法であって、
    心臓に対して末梢側に位置する第１の末梢部において患者の身体に心音センサを設置する工程と、
    心臓に対して末梢側に位置する第２の末梢部において圧脈波センサを設置する工程と、
    前記心音センサから第１の波形を得る工程と、
    前記圧脈波センサから第２の波形を得る工程と、
    前記第１及び第２の波形を用いて信号処理又は信号調整作動を実行する工程と、
    ダイクロティックノッチ信号とＳ２信号との間の遅れ時間を決定する工程と、
    患者の心臓弁の閉鎖時間と前記第１の末梢部におけるＳ２信号の到達時間との間の遅れ時間を表す前記ダイクロティックノッチ信号とＳ２信号との間の遅れ時間Ｓ２Ｄを加えることで、血圧パルス通過時間値を決定する工程と、
    該工程で決定された血圧パルス通過時間と、心臓の大動脈弁の位置と圧脈波センサの位置との間の動脈距離を表す少なくともひとつの生理学的パラメータを用いて、患者の心臓血管パラメータを決定する工程と
    を、含むことを特徴とする方法。
11. 前記心臓血管パラメータは、圧脈波速度、患者の心臓の等容積収縮期間又はそれと同様のものを含むものである請求項１０の方法。
12. 前記信号処理又は信号調整作動を実行する工程は、全体的平均処理作動の実行、バンドパスフィルター処理、末梢部位におけるＳ２信号の安定した検出ポイント決定のうちのひとつ又はそれ以上を実行するものである請求項１０の方法。
13. 末梢部位におけるＳ２信号とダイクロティックノッチ信号との間の遅れ時間ＤＴを決定するための方法であって、
    患者の身体の心臓に対して末梢側に位置する第１末梢部において心音センサを設置する工程と、
    前記患者の身体の第２末梢部において圧脈波センサを設置する工程と、
    前記心音センサから第１の波形を得る工程と、
    前記圧脈波センサから第２の波形を得る工程と、
    前記圧脈波センサからの第２の波形のダイクロティックノッチ信号と前記心音センサからの第１の波形のＳ２信号との間の遅れ時間ＤＴを決定する工程と
    を、含むことを特徴とする方法。
14. 前記第１の波形および第２の波形の少なくともひとつの信号処理又は信号調整作動を実行するものである請求項１３の方法。
15. 全体的平均処理作動の実行、バンドパスフィルター処理、末梢部位におけるＳ２信号の安定した検出ポイント決定のうちのひとつ又はそれ以上を実行する信号処理又は信号調整作動を実行する工程を含む請求項１４の方法。
16. 患者の心臓血管パラメータを決定するための方法であって、請求項１３のプロセスによるパルス波速度指数を決定する工程を含む方法。
17. 患者の正確な血圧パルストランジットタイムを決定するための方法であって、
    患者の身体の心臓に対して末梢側に位置する第１末梢部において心音センサを設置する工程と、
    前記患者の身体の末梢部位において圧脈波センサを設置する工程と、
    前記心音センサから第１の波形を得る工程と、
    前記圧脈波センサから第２の波形を得る工程と、
    前記第１の波形および第２の波形を用いて信号処理又は信号調整作動を実行する工程と、
    ダイクロティックノッチ信号とＳ２信号との間の遅れ時間を決定する工程と、
    前記ダイクロティックノッチ信号とＳ２信号との間の遅れ時間に、患者の心臓弁の閉鎖時間と第１末梢部におけるＳ２信号の到達時間との間の遅れ時間Ｓ２Ｄを加えることで、修正された血圧パルス伝播時間を決定する工程と
    を、含むことを特徴とする方法。
18. 全体的平均処理作動の実行、バンドパスフィルター処理、末梢部位におけるＳ２信号の安定した検出ポイント決定のうちのひとつ又はそれ以上を実行する信号処理又は信号調整作動を実行する工程を含む請求項１７の方法。
19. 患者の心臓血管パラメータを決定するための装置であって、
    信号入力及び処理装置と、
    該信号入力及び処理装置と接続された圧脈波測定装置と、
    該信号入力及び処理装置と接続された少なくともひとつの心音センサと
    を、含むことを特徴とする装置。
20. 前記信号入力及び処理装置は表示装置を含むものである請求項１９の装置。
21. 前記信号入力及び処理装置に接続された少なくともひとつの心音センサをさらに含む請求項１９の装置。
22. 前記圧脈波測定装置は血圧カフ装置を含む請求項１９の装置。
23. 前記圧脈波測定装置は血圧測定装置を含む請求項１９の装置。
    
    
    
    

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