JP2012529934A - 血行動態機能の測定 - Google Patents
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Abstract
Description
V=IR (式1)
であり、ただし、Vは電圧、Iは電流、およびRは抵抗である。電圧は全身灌流圧(SPP)に対応し、電流は心拍出量(CO)(すなわち流れ)に対応し、抵抗は全身血管抵抗(SVR)に対応する等価な変数を体循環から代用することによって以下の式が得られる。
SPP=CO×SVR (式2)
SPP=k(SVR) 式3)
になる。
CO=HR×SV (式4)
しかし、式4を式1に代入すると、
SPP=HR×SV×SVR (式5)
が与えられ、これは、脈拍mmHgの単位である。これは、SPPの実際(より詳細には、SPPを決定するものであるSVR)の測定値は、より完全な画像を与えるために、HRについての補正を必要とすることを示す。したがって、左心室の収縮ごとに変動についてSVRを補正することによって補正を行うことができる。補正したSVRは、拍動ごとの実際の全身血管抵抗(aSVR)と呼ばれ得るものであり、ただし、
aSVR=SVR×HR (式6)
である。
SPP=SV×aSVR (式7)
ただし、aSVRは、血流に対する抵抗の指標であり、左心室の収縮ごとの血管系(単位mmHg/L)によって示される。aSVRは、各心室収縮後に反動する血管系の能力によって影響され、したがって、循環の弾性の指標である。SVRの代わりにaSVRを利用することによって循環に関する既存の理解における流れを補正し、SVの値をaSVRに対してプロットする血行動態マッピングによって、医師が、血管系に対する薬剤の影響をより効果的に検査することが可能になるが、これは、例えばSPPまたは伝統的なSVRに対する、HRの血行動態調整の外部からの影響がないためである。症例研究1〜4は、本発明の実施形態による血行動態マッピングを実行するときに、HRを補正することに関連した利益を実証する。
圧力−流れマッピング、
圧力−抵抗マッピング、および
抵抗−流れマッピング
などで表すことができる。
移植術中に心臓は外的に圧縮されている間、心臓は、繰り返し起こる徐脈性不整脈を生じた。HRは、約40拍/分まで変化し、次いでより速い内因性速度約80拍/分まで跳ね戻る。SVRおよびaSVRがこの期間中に同時にグラフ化されると、それぞれの値の間にかなりの違いがあった(図25)。未調整のSVRに比べて、aSVRは、HRでほんの少し変化するだけである。
患者は、バイパス以前、8ml/時間のノルアドレナリンだった。バイパスをやめると、この患者は、5ml/時間のドブタミンで補充された。SVRに対するCOのグラフ(図26a)は、バイパス前(prebypass)の期間に比べて、患者はドブタミンの追加で血管拡張され、心拍出量にかなりの改善があったことを示す。これは、ドブタミンの知られた効果と一致し、ドブタミンは、バイパスをやめるときにノルアドレナリンに加えられ、SVRの減少およびCOの増加を見せる。圧力は変化しない(傾向線D参照)。
これは、アミオダロンを用いてうまく処置することができたものであり、患者は洞リズムに戻った。これまで、心房細動は、血行動態の妥協および末梢血管収縮(抵抗の増大)に関連していると臨床的に考えられていた。しかし、急性AFの存在下で、SVRが連続して計算される場合、血管抵抗が減少することがしばしば現れる。これは、図27aの等圧線ノモグラムに示される。しかし、SVおよびaSVRのマッピング(図27b)は、血管収縮の存在を確認する。SVRがaSVR/HRに等しいので、実際の血管抵抗が変化しないまたは実際には増加するときでも、患者が頻脈を生じると、SVRは減少する。
この患者は、麻酔中に低血圧になり、20mcgのアドレナリンが与えられ、それによってHRが増加し、SVRの低下が計算された(図28a)。後に、患者は、ノルアドレナリンの注入を30ml/時間(20mcg/分)までで開始された。HRに対してSVをマップすると(図28b)、アドレナリンとノルアドレナリンの両方が、SVを同程度まで増加させることが見られたが、アドレナリンは、HRの上昇を引き起こさず、ノルアドレナリンは、HRの低下に関連している。しかし、aSVRおよびSVのマッピングでは(図28c)、アドレナリンもノルアドレナリンも血管抵抗に影響を及ぼさない。HRが補正されると、これらの薬剤がこの患者の血管抵抗に及ぼす影響は、人工的なものに過ぎないことが分かる。
健康な肥満の57歳の年配男性の薬剤師は、腹腔鏡下胃緊縛法を受けた。13カ月後、上Gl徴候(upper Gl symptom)後、胃内視鏡検査は、胃管腔の中へのバンドの腐食を明らかにした。2日後、バンドは腹腔鏡下で除去され、初期の術後経過は平穏であった。手術後24時間、腹膜症の特徴を伴う患者は激しい腹痛の突然の発症を経験した。腹腔鏡検査では、バンドの箇所に胃に穴があり、膿が腹膜腔の中に滲み出ていた。傷は閉じていたが、患者は、後に横隔膜下膿瘍を発病した。感染した穿孔の操作中に得られた血行動態マッピングのデータは、SPPは基本的に正常のままであったが、血管抵抗の深い降下、およびCOの補償的上昇を示した。
この患者の導入前の血行動態の値は、CO3.7、SVR2480、MAP125、CVP11、(MAP−CVP114)であった。手術後4日間、COはほぼ一定のままであり、手術後72時間において0.1〜0.2L/分ほどで変動した。
Claims (53)
- 人間または動物の被験体の血行動態機能を決定するコンピュータで実施される方法であって、
全身灌流圧(SPP)、全身血管抵抗(SVR)、および心拍出量(CO)を含む群から選択される少なくとも2つの血行動態変数を直接的または間接的に得ることができる前記被験体から経時的に計測される第1の受信データをプロセッサで受け取ることと、
関係SPP=CO×SVRに従って前記少なくとも2つの血行動態変数を関係付ける視覚的マッピングを表示装置に提示させるようになされる表示信号を生成するように前記第1の受信データを処理することと、
前記視覚的マッピングを表示装置に表示させることと
を含む方法。 - 前記視覚的マッピングが、
(i)第1の次元のCO、および第2の次元のSVR、
(ii)第1の次元のSVR、および第2の次元のSPP、ならびに
(iii)第1の次元のCO、および第2の次元のSPP
のうちの1つをプロットする、請求項1に記載の方法。 - 対応する期間にわたって直接的または間接的に前記被験体から計測される心拍数(HR)および一回拍出量(SV)を含むさらなる血行動態変数を表すデータを前記プロセッサで受け取るステップと、
実際の全身血管抵抗(aSVR)を決定することによってHRを調整するように前記第1の受信データを処理するステップと
を含み、aSVR=SVR×HRおよびCO=HR×SVであり、請求項1に記載の前記SPPの関係が、SPP=SV×aSVRと再表現される、請求項1に記載の方法。 - 前記視覚的マッピングが、第1の次元のSVおよび第2の次元のaSVRをプロットする、請求項3に記載の方法。
- 前記プロセッサが、
前記データを処理して第2の表示信号を生成し、
前記表示装置に、前記CO=HR×SVの関係に従って前記第2の表示信号に基づいて第2の視覚的マッピングを同時に提示させる
請求項3または4に記載の方法。 - 前記視覚的マッピングが、第3の血行動態変数の値を決定するためのスケールを表す1つまたは複数の目印を含む、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の方法。
- 経過時間、介入、性別および年齢を含む群から選択される前記データの1つまたは複数の特色を示すように前記視覚的マッピングにおいて色で塗り分けるステップを含む、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記プロセッサが、前記受信データまたは前記受信データの一部に基づいて前記被験体に特有の自己調節ゾーンを見積もると共に前記表示器に提示するようにプログラムされている、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記プロセッサが、同様の生理学的プロフィールを有する被験体の集団に基づいて自己調節ゾーンを見積もると共に前記表示器に提示するようにプログラムされている、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記プロセッサが、生理学的症候群に関連した1つまたは複数のパターンを、前記データにおいて識別するようにさらにプログラムされている、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記生理学的症候群がショックであり、前記プロセッサが、識別された前記1つまたは複数のパターンに基づいて前記ショック症候群をタイプ1、タイプ2、タイプ3、またはそれらの組み合わせのうちの1つに分類するようにプログラムされている、請求項10に記載の方法。
- 前記プロセッサが、前記被験体から計測される1つまたは複数の血行動態変数の不足を定量化するようにさらにプログラムされている、請求項1乃至11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記プロセッサが、
(i)前記データと、前記被験体に特有の事前に決定された自己調節ゾーンとの間の差を決定すること、または
(ii)前記データと、固体集団を代表する事前に決定された自己調節ゾーンとの間の差を決定すること、または
(iii)データ値から前記被験体に特有の概念的な自己調節ゾーンを表す交点を推定すること
によって前記不足を定量化するようにプログラムされている、請求項12に記載の方法。 - 前記プロセッサが、前記被験体の最適でない血行動態機能を自動的に識別するようにプログラムされている、請求項1乃至13のいずれか1項に記載の方法。
- 前記プロセッサが、前記被験体の最適な血行動態機能を回復するための治療行為を推奨するようにプログラムされている、請求項14に記載の方法。
- 前記プロセッサが、被験体への治療の提供を制御するようにプログラムされており、前記プロセッサの前記制御の下で、前記治療の滴定が、前記被験体に適用可能な自動調整ゾーンに向けて血行動態機能を回復するように指示される、請求項1乃至15のいずれか1項に記載の方法。
- 前記プロセッサが、個体の被験体または固体集団の治療の有効性を評価するようにプログラムされている、請求項1乃至16のいずれか1項に記載の方法。
- 前記データをリアルタイムに得て処理する、請求項1乃至17のいずれか1項に記載の方法。
- 人間または動物の被験体の血行動態機能を評価するシステムであって、
全身灌流圧(SPP)、全身血管抵抗(SVR)、および心拍出量(CO)を含む群から選択される前記被験体の少なくとも2つの血行動態変数を直接的または間接的に経時的に連続してモニタし、1つまたは複数の対応する第1のデータ信号を生成する1つまたは複数の変換器と、
前記1つまたは複数の第1のデータ信号を受け取り、関係SPP=CO×SVRに従って前記少なくとも2つの血行動態変数がマップされる前記第1のデータの視覚的表現のための表示信号を生成するプロセッサと、
前記表示信号を受け取り、前記視覚的表現を生成する表示装置と
を備え、
血行動態機能が、前記視覚的表現の検査で決定可能であるシステム。 - 前記視覚的表現が、第3の血行動態変数の値を決定するためのスケールを表す1つまたは複数の目印を含む、請求項19に記載のシステム。
- 前記プロセッサが、対応する期間にわたって直接的または間接的に前記被験体から計測される心拍数(HR)および一回拍出量(SV)を表すデータ信号をさらに受け取り、実際の全身血管抵抗(aSVR)を決定することによってHRについて第1のデータを調整するものであり、aSVR=SVR×HRであり、CO=HR×SVであり、請求項19に記載の前記SPPの関係が、SPP=SV×aSVRと再表現される、請求項19または20に記載のシステム。
- 前記データの視覚的表現のモードを選択するモード選択器をさらに備え、前記モードが、
第1の次元のCO、および第2の次元のSVR、
第1の次元のSVR、および第2の次元のSPP、
第1の次元のCO、および第2の次元のSPP、
第1の次元のSV、および第2の次元のaSVR、ならびに
第1の次元のSV、および第2の次元のHR
から選択される、請求項19乃至21のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記プロセッサが、前記表示器に前記関係CO=HR×SVに従って変数の第2の視覚的マッピングを提示させる第2の表示信号を生成し、前記モード選択器によって選択可能な前記モードが、前記第2の視覚的マッピングの同時表示を含む、請求項22に記載のシステム。
- 受信データまたは前記受信データの一部に基づいて前記被験体に特有の自己調節ゾーンを見積もる分析モジュールを備える、請求項19乃至23のいずれか1項に記載のシステム。
- 生理学的症候群に関連した前記データの1つまたは複数のパターンを識別する診断モジュールを備える、請求項19乃至24のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記生理学的症候群がショックであり、前記診断モジュールが、識別された前記1つまたは複数のパターンを使用して前記ショック症候群をタイプ1、タイプ2、タイプ3、またはそれらの組み合わせのうちの1つに分類する、請求項25に記載のシステム。
- 前記被験体からモニタされた前記血行動態変数のうちの1つまたは複数の不足を定量化する分析モジュールを備える、請求項19乃至26のいずれか1項に記載のシステム。
- (a)前記不足が、前記データと、前記被験体に特有の事前に決定された自己調節ゾーンとの間の差を決定することによって定量化され、または
(b)前記不足が、前記データと、固体集団を代表する事前に決定された自己調節ゾーンとの間の差を決定することによって定量化され、
(c)前記不足が、データ値から前記被験体に特有の概念的な自己調節ゾーンを表す交点を推定するによって定量化される
請求項27に記載のシステム。 - 前記被験体に取り付けた治療セットと連通する治療滴定モジュールを備え、前記治療滴定モジュールが、前記治療セットからの治療の滴定を制御する、請求項19乃至28のいずれか1項に記載のシステム。
- 治療の投与中に収集された血行動態データを評価し、前記被験体の血行動態機能を維持または回復するときに前記治療の有効性の評価を行うように構成される評価モジュールを備える、請求項19乃至29のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記評価モジュールが、前記血行動態データのミクロ傾向を評価する、請求項30に記載のシステム。
- 前記評価モジュールが、前記血行動態データのマクロ傾向を評価する、請求項30または31に記載のシステム。
- 最適でない血行動態機能が検出されると、警報を自動的に作動させるように構成される警報モジュールを備える、請求項19乃至32のいずれか1項に記載のシステム。
- コンピュータ・プロセッサに請求項1に記載の前記方法を実行させる命令を含む記憶装置デバイスに具体化されるコンピュータ・プログラム・プロダクト。
- 人間または動物の被験体あるいは一群の人間または動物の被験体の血行動態機能を決定する方法であって、
前記被験体または一群の被験体から経時的に得られる血行動態変数を表すデータの視覚的表現を生成するステップであって、前記データが、(i)全身灌流圧(SPP)、(ii)全身血管抵抗(SVR)、および(iii)心拍出量(CO)を含む群から選択される2つの変数を表す、生成するステップと、
前記視覚的表現から前記被験体の血行動態機能を見積もるステップと
を含む方法。 - 前記視覚的表現が、第3の変数を定量化するための1つまたは複数の目印を含み、前記1つまたは複数の目印が、関係SPP=CO×SVRに従って決定される、請求項35に記載の方法。
- 視覚的表現のために選択される前記2つの変数が、垂直軸上のCOおよび水平軸上のSVRであり、前記1つまたは複数の目印が、SPPのスケールを表し、
視覚的表現のために選択される前記2つの変数が、垂直軸上のSVRおよび水平軸上のSPPであり、前記1つまたは複数の目印が、COのスケールを表し、または
視覚的表現のために選択される前記2つの変数が、垂直軸上のCOおよび水平軸上のSPPであり、前記1つまたは複数の目印が、SVRのスケールを表す、
請求項35または36に記載の方法。 - 前記視覚的表現中に表される血行動態の前記データが、実際の全身血管抵抗(aSVR)を決定することによって心拍数(HR)を補正するものであり、ただしaSVR=SVR×HRおよびCO=HR×SVであり、請求項35に記載の前記SPPの関係が、SPP=SV×aSVRと再表現される、請求項35乃至37のいずれか1項に記載の方法。
- 前記視覚的表現が、第1の次元の一回拍出量(SV)および第2の次元のaSVRを表すデータを提示する、請求項38に記載の方法。
- 前記視覚的表現が、SVおよびHRのマッピングを同時に含む、請求項38または39に記載の方法。
- 視覚的表示のデータが、経過時間、介入、性別および年齢を含む群から選択されるデータの1つまたは複数の特色を示すように視覚的マッピングを色で塗り分けさせる、請求項35乃至40のいずれか1項に記載の方法。
- 前記被験体に特有の自己調節ゾーンを見積もるステップを含む、請求項35乃至41のいずれか1項に記載の方法。
- リアルタイムに、血行動態の前記データを得て使用して前記視覚的表現を生成する、請求項35乃至42のいずれか1項に記載の方法。
- 生理学的症候群に関連した1つまたは複数のパターンを、前記データにおいて識別するステップを含む、請求項35乃至43のいずれか1項に記載の方法。
- 前記生理学的症候群がショックであり、識別された前記1つまたは複数のパターンを使用して前記ショック症候群をタイプ1、タイプ2、タイプ3、またはそれらの組み合わせのうちの1つに分類する、請求項44に記載の方法。
- 前記被験体の前記血行動態変数のうちの1つまたは複数の不足を定量化するステップを含む、請求項35乃至45のいずれか1項に記載の方法。
- (a)不足が、前記データと、前記被験体に特有の所定の自己調節ゾーンとの間の差を決定することによって定量化され、または
(b)前記不足が、前記データと、固体集団を代表する事前に決定された自己調節ゾーンとの間の差を決定することによって定量化され、
(c)前記不足が、データ値から前記被験体に特有の概念的な自己調節ゾーンを表す交点を推定することによって定量化される
請求項45に記載の方法。 - 前記被験体の自己調節ゾーンに向けて血行動態機能を回復するように前記被験体のために治療法を合わせることを含む、請求項1乃至18および36乃至47のいずれか1項に記載の方法。
- 前記被験体の最適でない血行動態機能を自動的に識別するステップを含む、請求項1乃至18および35乃至48のいずれか1項に記載の方法。
- 前記被験体の血行動態機能が最適でないときに、警報を自動的に作動させるステップを含む、請求項49に記載の方法。
- 血行動態機能に対する薬理学的治療の効果を評価する方法に使用されるときの、請求項1乃至18および36乃至50のいずれか1項に記載の方法。
- 処置計画を自動的に案出すること、または最適な状態に向けて最適でない血行動態機能を回復するための治療を示唆することを含む、請求項51に記載の方法。
- 視覚的表現が、血行動態機能の連続したマッピングをリアルタイムに与える、請求項1乃至18および35乃至52のいずれか1項に記載の方法。
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