JP2017148534A - 血流動態を監視する方法およびシステム - Google Patents
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Abstract
Description
以下の例を参照する。これらの例は上の説明と合わせて、本発明のいくつかの実施形態を説明する(ただし本発明はこれらの例に制限されない)。
本発明のいくつかの実施形態に従って、プロトタイプシステムを構築した。このシステムに含まれている回路は、出力信号を生成して送信し、入力信号を受信して復調する。この回路は図8に示してある。
実験には、体重55kgの2匹のブタと、体重9Kgの2匹のビーグル犬を使用した。
(i) 基準となる定常状態の血流動態データを10分間記録した。
(ii) 静脈内輸液の注入:血液量およびCOを増大させるため、生理食塩水500cc/200cc(それぞれブタ/イヌ)を10分間かけて注入した。
(iii) PEEP試験:COを低下させる目的で、終末呼気陽圧(PEEP)を10〜15cmH2Oの範囲内まで高めた。PEEP試験は、COを急激に低下させるための一般に認識されている方法であり、この生理学的メカニズムが機能するのは、より高い陽圧環境を胸部に形成することで、心臓に戻る静脈血流が減少するためである。
(iv) ブタにドブタミン、イヌにフェニレフリンを注入:ドブタミン/フェニレフリンは、すぐに効果が出て作用時間の短い心臓刺激剤であり、一般的には投与前の2倍のレベルまでCOを徐々に高める。5〜10分後に注入を停止した。
(v) エスモロールの注入:エスモロールはすぐに効果が出て作用時間の短いβ遮断薬であり、ドブタミン/フェニレフリンの効果を無効にし、COを急速に減少させる。
(vi) オレイン酸の注入:60分間にわたりオレイン酸を注入して肺水腫を形成し、結果として血流が減少して右心不全となった。
(vii) 安楽死と組織の採取:飽和塩化カリウム溶液を心臓に注入し、瞬間的に心臓を停止させた。大動脈流値のオフセット(offset)を記録した。
図9Aは、微圧計によって導かれた左心室の容積信号(単位:ml)(青)(ECG信号(黒)に同期している)を、時間(単位:秒)の関数として示している。ECGは、適切に表示されるようにスケーリング処理してある。
本出願は、米国仮特許出願第61/511,163号(出願日:2011年7月25日)の優先権を主張し、この文書の内容はその全体が参照によって本明細書に組み込まれている。
Claims (57)
- 被験者の血流動態を監視するシステムであって、
少なくとも出力電気信号を提供し、前記被験者の器官に前記出力信号を送信するように構成されている信号生成システムと、
前記出力電気信号に応えて前記器官から検出される入力電気信号を受信し、前記入力信号を前記出力信号を使用して変調し、前記入力信号の同相成分および直交成分を提供するように構成されている復調システムと、
前記同相成分および前記直交成分に基づいて前記血流動態を監視するように構成されている処理システムと、
を備えている、システム。 - 前記処理システムが、前記同相成分と前記直交成分を合成することでハイブリッド信号を生成するように構成されており、前記監視が、少なくとも部分的に、前記ハイブリッド信号に基づく、請求項1に記載のシステム。
- 前記ハイブリッド信号が、前記成分の線形合成である、請求項2に記載のシステム。
- 前記ハイブリッド信号が、前記成分の非線形合成である、請求項2に記載のシステム。
- 前記信号生成システムが、第1の出力電気信号および第2の出力電気信号を提供し、前記出力信号それぞれを前記器官の個別の部分に送信するように構成されており、
前記復調システムが、それぞれの出力電気信号に応えて前記器官の各部分から検出される入力電気信号を受信し、前記信号を変調して、前記入力信号それぞれの同相成分および直交成分を提供するように構成されている、
請求項1に記載のシステム。 - 前記第1の出力電気信号および前記第2の出力電気信号が従属電気信号である、請求項5に記載のシステム。
- 前記第1の出力電気信号および前記第2の出力電気信号が独立電気信号である、請求項5に記載のシステム。
- 前記処理システムが、各入力信号について、それぞれの同相成分とそれぞれの直交成分を合成することで、前記入力信号に対応するハイブリッド信号を生成するように構成されており、前記監視が、少なくとも部分的に、前記ハイブリッド信号に基づく、請求項5から請求項7のいずれかに記載のシステム。
- 前記処理システムが、前記ハイブリッド信号を合成することで、合成されたハイブリッド信号を提供するように構成されており、前記監視が、少なくとも部分的に、前記合成されたハイブリッド信号に基づく、請求項8に記載のシステム。
- 前記処理システムが、一回拍出量(SV)、心拍出量(CO)、心室駆出時間(VET)、心指数(CI)、胸部体液容量(TFC)、総抹消血管抵抗指数(TPRI)、血管コンプライアンス、からなる群から選択される少なくとも1つの特性を、前記合成されたハイブリッド信号に基づいて評価するように構成されている、請求項9に記載のシステム。
- 前記処理システムが、前記合成されたハイブリッド信号に基づいて、前記被験者の運動能力を推定するように構成されている、請求項9に記載のシステム。
- 前記処理システムが、前記合成されたハイブリッド信号に基づいて、睡眠時無呼吸イベントを識別するように構成されている、請求項9に記載のシステム。
- 前記処理システムが、前記合成されたハイブリッド信号に基づいて、前記被験者が敗血症を発症している可能性を評価するように構成されている、請求項9に記載のシステム。
- 前記処理システムが、前記合成されたハイブリッド信号に基づいて、電気収縮解離の発症を予測するように構成されている、請求項9に記載のシステム。
- 前記処理システムが、前記合成されたハイブリッド信号に基づいて、血液のヘマトクリットを評価するように構成されている、請求項9に記載のシステム。
- 前記処理システムが、第1の入力信号の同相成分と第2の入力信号の同相成分を合成して、合成された同相信号を提供するように構成されており、前記監視が、少なくとも部分的に、前記合成された同相信号に基づく、請求項5から請求項9のいずれかに記載のシステム。
- 前記処理システムが、第1の入力信号の直交成分と第2の入力信号の直交成分を合成して、合成された直交信号を提供するように構成されており、前記監視が、少なくとも部分的に、前記合成された直交信号に基づく、請求項5から請求項16のいずれかに記載のシステム。
- 前記処理システムが、各入力信号について、位相成分と、振幅成分と、前記位相成分と前記振幅成分の合成として定義される位相・振幅ハイブリッド信号とを、計算するように構成されており、前記監視が、少なくとも部分的に、前記合成に基づく、請求項5から請求項17のいずれかに記載のシステム。
- 前記処理システムが、第1の入力信号に対応する位相・振幅ハイブリッド信号と、第2の入力信号に対応する位相・振幅ハイブリッド信号を合成することで、合成された位相・振幅ハイブリッド信号を提供するように構成されており、前記監視が、少なくとも部分的に、前記合成された位相・振幅ハイブリッド信号に基づく、請求項18に記載のシステム。
- 前記処理システムが、一回拍出量(SV)、心拍出量(CO)、心室駆出時間(VET)、心指数(CI)、胸部体液容量(TFC)、総抹消血管抵抗指数(TPRI)、血管コンプライアンス、からなる群から選択される少なくとも1つの特性を、前記合成された位相・振幅ハイブリッド信号に基づいて評価するように構成されている、請求項19に記載のシステム。
- 前記処理システムが、前記合成された位相・振幅ハイブリッド信号に基づいて、前記被験者の運動能力を推定するように構成されている、請求項19に記載のシステム。
- 前記処理システムが、前記合成された位相・振幅ハイブリッド信号に基づいて、睡眠時無呼吸イベントを識別するように構成されている、請求項19に記載のシステム。
- 前記処理システムが、前記合成された位相・振幅ハイブリッド信号に基づいて、前記被験者が敗血症を発症している可能性を評価するように構成されている、請求項19に記載のシステム。
- 前記処理システムが、前記合成された位相・振幅ハイブリッド信号に基づいて、電気収縮解離の発症を予測するように構成されている、請求項19に記載のシステム。
- 前記処理システムが、前記合成された位相・振幅ハイブリッド信号に基づいて、血液のヘマトクリットを評価するように構成されている、請求項19に記載のシステム。
- 被験者の血流動態を監視する方法であって、
少なくとも出力電気信号を生成し、前記被験者の器官に前記出力信号を送信するステップと、
前記出力電気信号に応えて前記器官からの入力電気信号を検出するステップと、
前記入力信号を前記出力信号を使用して変調し、前記入力信号の同相成分および直交成分を提供するステップと、
前記同相成分および前記直交成分に基づいて前記血流動態を監視するステップと、
を含んでいる、方法。 - 前記同相成分と前記直交成分を合成してハイブリッド信号を生成するステップ、
をさらに含んでおり、
前記監視が、少なくとも部分的に、前記ハイブリッド信号に基づく、
請求項26に記載の方法。 - 前記ハイブリッド信号が、前記成分の線形合成である、請求項27に記載の方法。
- 前記ハイブリッド信号が、前記成分の非線形合成である、請求項27に記載の方法。
- 前記生成および前記送信が、第1の出力電気信号および第2の出力電気信号を提供し、前記出力信号それぞれを前記器官の個別の部分に送信するステップを含んでおり、
前記検出が、それぞれの出力電気信号に応えて前記器官の各部分からの入力電気信号を検出するステップを含んでおり、
前記変調が、各入力信号を変調して入力信号の同相成分および直交成分を提供するステップを含んでいる、
請求項26に記載の方法。 - 各入力信号について、それぞれの同相成分とそれぞれの直交成分を合成して、前記入力信号に対応するハイブリッド信号を生成するステップ、
をさらに含んでおり、
前記監視が、少なくとも部分的に、前記ハイブリッド信号に基づく、
請求項30に記載の方法。 - 前記ハイブリッド信号を合成して、合成されたハイブリッド信号を提供するステップ、
をさらに含んでおり、
前記監視が、少なくとも部分的に、前記合成されたハイブリッド信号に基づく、
請求項31に記載の方法。 - 一回拍出量(SV)、心拍出量(CO)、心室駆出時間(VET)、心指数(CI)、胸部体液容量(TFC)、総抹消血管抵抗指数(TPRI)、血管コンプライアンス、からなる群から選択される少なくとも1つの特性を、前記合成されたハイブリッド信号に基づいて評価するステップ、
をさらに含んでいる、請求項32に記載の方法。 - 前記合成されたハイブリッド信号に基づいて、前記被験者の運動能力を推定するステップ、
をさらに含んでいる、請求項32に記載の方法。 - 前記合成されたハイブリッド信号に基づいて、睡眠時無呼吸イベントを識別するステップ、
をさらに含んでいる、請求項32に記載の方法。 - 前記合成されたハイブリッド信号に基づいて、前記被験者が敗血症を発症している可能性を評価するステップ、
をさらに含んでいる、請求項32に記載の方法。 - 前記合成されたハイブリッド信号に基づいて、電気収縮解離の発症を予測するステップ、
をさらに含んでいる、請求項32に記載の方法。 - 前記合成されたハイブリッド信号に基づいて、血液のヘマトクリットを評価するステップ、
をさらに含んでいる、請求項32に記載の方法。 - 第1の入力信号の同相成分と第2の入力信号の同相成分を合成して、合成された同相信号を提供するステップ、
をさらに含んでおり、
前記監視が、少なくとも部分的に、前記合成された同相信号に基づく、
請求項30から請求項32のいずれかに記載の方法。 - 第1の入力信号の直交成分と第2の入力信号の直交成分を合成して、合成された直交信号を提供するステップ、
をさらに含んでおり、
前記監視が、少なくとも部分的に、前記合成された直交信号に基づく、
請求項30から請求項39のいずれかに記載の方法。 - 各入力信号について、位相成分と、振幅成分と、前記位相成分と前記振幅成分の合成として定義される位相・振幅ハイブリッド信号とを、計算するステップ、
をさらに含んでおり、
前記監視が、少なくとも部分的に、前記合成に基づく、
請求項30から請求項40のいずれかに記載の方法。 - 第1の入力信号に対応する位相・振幅ハイブリッド信号と、第2の入力信号に対応する位相・振幅ハイブリッド信号を合成して、合成された位相・振幅ハイブリッド信号を提供するステップ、
をさらに含んでおり、
前記監視が、少なくとも部分的に、前記合成された位相・振幅ハイブリッド信号に基づく、
請求項41に記載の方法。 - 一回拍出量(SV)、心拍出量(CO)、心室駆出時間(VET)、心指数(CI)、胸部体液容量(TFC)、総抹消血管抵抗指数(TPRI)、血管コンプライアンス、からなる群から選択される少なくとも1つの電気的特性を、前記合成された位相・振幅ハイブリッド信号に基づいて評価するステップ、
をさらに含んでいる、請求項42に記載の方法。 - 前記合成された位相・振幅ハイブリッド信号に基づいて、前記被験者の運動能力を推定するステップ、
をさらに含んでいる、請求項42に記載の方法。 - 前記合成された位相・振幅ハイブリッド信号に基づいて、睡眠時無呼吸イベントを識別するステップ、
をさらに含んでいる、請求項42に記載の方法。 - 前記合成された位相・振幅ハイブリッド信号に基づいて、前記被験者が敗血症を発症している可能性を評価するステップ、
をさらに含んでいる、請求項42に記載の方法。 - 前記合成された位相・振幅ハイブリッド信号に基づいて、電気収縮解離の発症を予測するステップ、
をさらに含んでいる、請求項42に記載の方法。 - 前記合成された位相・振幅ハイブリッド信号に基づいて、血液のヘマトクリットを評価するステップ、
をさらに含んでいる、請求項42に記載の方法。 - 被験者の血流動態を監視するシステムであって、第1の出力電気信号および第2の出力電気信号を提供し、前記出力信号それぞれを前記被験者の器官の個別の部分に送信するように構成されている信号生成システムと、
それぞれの出力電気信号に応えて前記器官の各部分から検出される入力電気信号を受信し、前記入力電気信号に基づいて前記血流動態を監視するように構成されている処理システムと、
を備えている、システム。 - 前記処理システムが、前記入力信号を合成することで、合成された信号を提供するように構成されており、前記監視が、少なくとも部分的に、前記合成された信号に基づく、請求項49に記載のシステム。
- 前記処理システムが、一回拍出量(SV)、心拍出量(CO)、心室駆出時間(VET)、心指数(CI)、胸部体液容量(TFC)、総抹消血管抵抗指数(TPRI)、血管コンプライアンス、からなる群から選択される少なくとも1つの電気的特性を、前記合成された信号に基づいて評価するように構成されている、請求項50に記載のシステム。
- 被験者の血流動態を監視する方法であって、
第1の出力電気信号および第2の出力電気信号を生成し、前記出力信号それぞれを前記被験者の器官の個別の部分に送信するステップと、
それぞれの出力電気信号に応えて前記器官の各部分からの入力電気信号を検出するステップと、
前記入力電気信号に基づいて前記血流動態を監視するステップと、
を含んでいる、方法。 - 前記入力信号を合成して、合成された信号を提供するステップ、
をさらに含んでおり、
前記監視が、少なくとも部分的に、前記合成された信号に基づく、
請求項52に記載の方法。 - 一回拍出量(SV)、心拍出量(CO)、心室駆出時間(VET)、心指数(CI)、胸部体液容量(TFC)、総抹消血管抵抗指数(TPRI)、血管コンプライアンス、からなる群から選択される少なくとも1つの電気的特性を、前記合成された信号に基づいて評価するステップ、
をさらに含んでいる、請求項52または請求項53に記載の方法。 - 前記合成が線形合成である、請求項50、請求項51、請求項53または請求項54のいずれかに記載のシステムまたは方法。
- 前記合成が非線形合成である、請求項50、請求項51、請求項53または請求項54のいずれかに記載のシステムまたは方法。
- 前記被験者の運動能力を推定する、睡眠時無呼吸イベントを識別する、前記被験者が敗血症を発症している可能性を評価する、血液のヘマトクリットを評価する、および、電気収縮解離の発症を予測する、のうちの少なくとも1つを目的として、前記合成された信号が使用される、請求項50、請求項51、請求項53または請求項54のいずれかに記載のシステムまたは方法。
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