JP2018050815A - 心筋梗塞検出方法及び心筋梗塞検出装置 - Google Patents

心筋梗塞検出方法及び心筋梗塞検出装置 Download PDF

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雄介 野崎
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Abstract

【課題】簡易に梗塞の有無を判定することができる心筋梗塞検出方法及び心筋梗塞検出装置を提供する。
【解決手段】本発明の心筋梗塞検出方法は、心筋温度を測定する温度測定ステップと、心筋の硬さを測定するステップと心筋の色情報を取得するステップと、それらのうち、少なくとも一つの情報に基づいて心筋梗塞の有無を判定する判定ステップと、を含む。
【選択図】図3

Description

本発明は、心筋梗塞検出方法及び心筋梗塞検出装置に関する。
心筋梗塞は、虚血性心疾患の一種であり、心筋に酸素や栄養を供給する冠動脈の血流が閉塞や狭窄などによって低下することで、心筋が虚血状態に陥り、壊死に至る疾患である。従来より、心筋梗塞を検出する方法が研究されている。例えば特許文献1には、患者に埋め込まれた装置を用いて心臓をモニタし、エレクトログラム信号などの信号を用いて心筋梗塞を検出する方法が開示されている。
特表2002−522103号公報
しかしながら、特許文献1に記載の方法では、測定データを解析するための複雑な処理が必要であるという点において課題があった。本願発明者は、鋭意検討を重ねた結果、心筋自体の物性を利用すればより簡易に梗塞の有無が判定できることを発見し、更に鋭意検討を重ねることで、本発明を完成させるに至ったものである。
本発明の目的は、簡易に梗塞の有無を判定することができる心筋梗塞検出方法及び心筋梗塞検出装置を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明の心筋梗塞検出方法は、心筋温度を測定する温度測定ステップと、前記心筋温度に基づいて梗塞の有無を判定する判定ステップと、を含むことを特徴とする。
ここで、本発明の心筋梗塞検出方法は、前記判定ステップでは、前記心筋温度が所定温度以下であるとき、又は所定温度以上であるとき、梗塞が有ると判定することが好ましい。
また、本発明の心筋梗塞検出方法は、前記心筋を加熱する加熱ステップを更に含み、前記判定ステップでは、加熱後の前記心筋温度の変化に基づいて、梗塞の有無を判定することが好ましい。
また、本発明の心筋梗塞検出方法は、心筋硬さを測定する硬さ測定ステップを更に含み、前記判定ステップでは、前記心筋硬さに基づいて梗塞の有無を判定することが好ましい。
また、本発明の心筋梗塞検出方法は、心筋の色情報を取得する色情報取得ステップを更に含み、前記判定ステップでは、前記心筋の色情報に基づいて梗塞の有無を判定することが好ましい。
また、本発明の心筋梗塞検出方法は、温度測定部を含む針部材を心臓内腔から心筋に穿刺する穿刺ステップを更に含み、前記温度測定ステップでは、前記針部材が前記心筋に穿刺された状態で、前記温度測定部により前記心筋温度を測定することが好ましい。
また、本発明の心筋梗塞検出方法は、前記針部材が、前記針部材の穿刺抵抗を測定する穿刺抵抗測定部を更に含み、前記穿刺ステップで前記針部材が前記心筋に穿刺されるときの穿刺抵抗を前記穿刺抵抗測定部により測定する穿刺抵抗測定ステップを更に含み、前記判定ステップでは、前記穿刺抵抗に基づいて梗塞の有無を判定することが好ましい。
また、本発明の心筋梗塞検出方法は、前記針部材が、周囲の色情報を取得する色情報取得部を更に含み、前記針部材が前記心筋に穿刺された状態で、前記色情報取得部により前記心筋の色情報を取得する色情報取得ステップを更に含み、前記判定ステップでは、前記色情報に基づいて梗塞の有無を判定することが好ましい。
また、上記目的を達成するために、本発明の心筋梗塞検出装置は、温度測定部を含み、心臓内腔から心筋に穿刺可能な針部材と、前記温度測定部により測定された心筋温度に基づいて梗塞の有無を判定する制御部と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、簡易に梗塞の有無を判定することができる心筋梗塞検出方法及び心筋梗塞検出装置を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る心筋梗塞検出装置の概要を示す図である。 図1の心筋梗塞検出装置の概略構成を示す機能ブロック図である。 図1の心筋梗塞検出装置を用いた心筋梗塞検出方法を示すフローチャートである。 図1の心筋梗塞検出装置の針部材を心筋に穿刺する様子を示す概略図である。 図3の心筋梗塞検出方法における心筋硬さの測定の別の例を示すフローチャートである。 図1の心筋梗塞検出装置の吸引部で心筋を吸引する様子を示す概略図である。 図3の心筋梗塞検出方法における心筋硬さの測定の更に別の例を示すフローチャートである。 図1の心筋梗塞検出装置の摘み部で心筋を摘む様子を示す概略図である。
以下、本発明の一実施形態に係る心筋梗塞検出装置及びこの心筋梗塞検出装置を用いた心筋梗塞検出方法について、図面を参照して説明する。各図において共通の部材には、同一の符号を付している。
図1は、本発明の一実施形態に係る心筋梗塞検出装置1の概要を示す図である。また、図2は、心筋梗塞検出装置1の概略構成を示す機能ブロック図である。
図1に示すように、心筋梗塞検出装置1は、情報処理部100と、測定部200と、情報処理部100と測定部200とを連結するカテーテル10とを備える。情報処理部100は、被検者の体外に設置され、コンピュータ等の情報処理装置によって構成される。測定部200は、不図示の留置カテーテルを介して心臓内腔に挿入され、心筋温度の測定、心筋硬さの測定、及び心筋の色情報の取得のために用いられる。なお、心筋温度、心筋硬さ、及び心筋の色情報は、それぞれ心筋の物性の一要素である。
図2に示すように、情報処理部100は、操作部110と、表示部120と、記憶部130と、制御部140と、通信部150とを備える。また、測定部200は、通信部210と、針部材220と、吸引部230と、吸引度合い測定部240と、摘み部250と、摘み度合い測定部260とを備える。
操作部110は、例えばキーボードやマウス等の入力装置で構成される。操作部110は、操作者による操作を受け付けて、受け付けた操作情報を制御部140に出力する。
表示部120は、例えば液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等の表示装置で構成される。表示部120は、制御部140により生成された表示画面を表示出力する。
記憶部130は、例えばRAMやROM等の記憶装置で構成され、制御部140に特定の機能を実行させるための種々の情報及びプログラムを記憶する。また、記憶部130は、測定部200により測定された心筋温度、心筋硬さ、及び心筋の色情報等の情報を記憶する。
制御部140は、例えばプロセッサで構成され、特定のプログラムを読み込むことにより特定の機能を実行する。制御部140は、心筋梗塞検出装置1を構成する各構成部の動作を制御する。
通信部150及び通信部210は、互いに通信して情報を送受信可能である。通信部150と通信部210との間の通信は、有線通信でもよいし、無線通信でもよい。通信部150と通信部210との間の通信に有線通信を用いる場合には、例えばカテーテル10の内部を通る配線によって通信することができる。なお、通信部150と通信部210との間の通信に無線通信を用いる場合には、測定部200は、情報処理部100から独立した装置で構成されてもよく、その場合、情報処理部100の制御部140及び記憶部130とは別に、制御部や記憶部等を備えてもよい。
針部材220は、例えば図4に示すように、測定部200の先端側(カテーテル10が接続される側とは反対側)から外部に露出させることができ、心臓内腔から心内膜を通って心筋に穿刺することが可能な、鋭利な先端を有する部材である。針部材220は、温度測定部221と、穿刺抵抗測定部222と、色情報取得部223と、加熱部224とを含み、これらは針部材220が心臓内腔から心内膜を通って心筋に穿刺された場合に、心筋に周囲が覆われる位置、すなわち針部材220の先端付近に配置される。なお、針部材220は、外部に露出しない位置に変位可能であってもよい。このように構成することで、例えば、測定部200を心臓内腔に挿入する際や排出する際などに、針部材220を外部に露出させずに安全に取り扱うことができる。
温度測定部221は、温度センサ等で構成され、周囲の温度を測定する。温度測定部221は、針部材220が心筋に穿刺された状態で、心筋温度を測定することができる。温度測定部221は、例えば、針部材220における針本体の先端部の外周面に取り付けられる温度センサにより構成される。
穿刺抵抗測定部222は、圧力センサ等で構成され、針部材220の穿刺抵抗を測定する。ここで、針部材220の穿刺抵抗は、例えば、針部材220が対象物に穿刺される際に針部材220の先端にかかる抵抗を測定することで得られる。穿刺抵抗測定部222は、例えば、針部材220における針本体の外周面又は先端に取り付けられる圧力センサにより構成される。
色情報取得部223は、周囲の色情報を取得する。色情報取得部223は、例えば撮像部を含み、撮像した画像から得られる色相、彩度及び明度等の情報をそれぞれ数値化して色情報として取得する。色情報取得部223は、色情報の取得を容易化するために、被写体を光で照射する発光部を含んでもよい。また、色情報取得部223は、例えば、針部材220における針本体の中空部に収容され、針本体の先端開口から心筋の色を撮像する撮像部により構成される。
加熱部224は、ヒータ等で構成され、周囲を加熱する。加熱部224は、針部材220が心筋に穿刺された状態で、心筋温度を上昇させることができる。
吸引部230は、例えば図6に示すように、測定部200の先端側から外部に露出させることができ、中央が基端側に凹んだカップ状となっており、中央で吸引口231を区画している。吸引部230は、吸引口231からの吸引力により、心臓内腔310から心筋330を吸引することができる。なお、図6は、測定部200を簡略化した図であり、針部材220及び摘み部250の図示を省略している。また、吸引部230は、外部に露出しない位置に変位可能であってもよい。このように構成することで、例えば、測定部200を心臓内腔に挿入する際や排出する際などに、吸引部230を外部に露出させずに安全に取り扱うことができる。
吸引度合い測定部240は、吸引部230の吸引による心筋の吸引度合いを測定する。心筋の吸引度合いとしては、例えば、吸引による心筋の変形量を用いることができる。この場合、吸引による心筋の変形量が大きいほど心筋の吸引度合いが大きくなる。また、例えば、心筋の吸引度合いとしては、心筋が所定量変形するのに必要な吸引力を用いることもできる。この場合、例えば吸引口231の開口端付近に接触センサを設けることで、接触センサに心筋が接触するのに必要な吸引力を測定することができ、必要な吸引力が大きいほど、心筋の吸引度合いは小さくなる。このように、吸引度合いを各種基準を用いて測定することができる。
摘み部250は、例えば図8に示すように、測定部200の先端側から外部に露出させることができ、先端で対象物を挟み込むことで摘めるように構成されている。摘み部250は、心臓内腔310から心筋330を摘むことができる。なお、図8は、測定部200を簡略化した図であり、針部材220及び吸引部230の図示を省略している。また、摘み部250は、外部に露出しない位置に変位可能であってもよい。このように構成することで、例えば、測定部200を心臓内腔に挿入する際や排出する際などに、摘み部250を外部に露出させずに安全に取り扱うことができる。
摘み度合い測定部260は、摘み部250による心筋の摘み度合いを測定する。心筋の摘み度合いとしては、例えば、心筋を摘んだ状態で、摘み部250で心筋を更に挟み込むときに、挟み込みの移動量に対する心筋からの反発力を用いることができる。この場合、挟み込みの移動量に対する心筋からの反発力が大きいほど、心筋の摘み度合いが小さくなる。このように、摘み度合いを各種基準を用いて測定することができる。
以下では、心筋梗塞検出装置1を用いた心筋梗塞検出方法について説明する。図3は、心筋梗塞検出装置1を用いた心筋梗塞検出方法を示すフローチャートである。
まず、操作者が、測定部200を心臓内腔に挿入する(ステップS110)。例えば、測定部200を被検者の大腿部から大腿動脈に挿入し、大動脈を通じて心臓内腔(例えば左心室内腔)に挿入する。以下、ステップS110の工程を、「挿入ステップ」とも記載する。
次に、操作者が、測定部200の針部材220を、心筋330に穿刺する(ステップS120)。具体的には、図4に示すように、心臓300の心臓内腔310に挿入された測定部200の先端から針部材220を露出させ、針部材220の先端229を、心内膜320を貫通させて心筋330に到達するように穿刺する。なお、針部材220を心筋330に穿刺する前に、制御部140が、例えば色情報取得部223の撮像部によって心臓内腔310の画像を取得し、表示部120に表示させてもよい。これにより、操作者は、針部材220を心筋330のどの位置に穿刺すればよいか判断することができる。以下、ステップS120の工程を、「穿刺ステップ」とも記載する。
ここで、針部材220が心筋330に穿刺される際、制御部140は、穿刺抵抗測定部222を用いて、穿刺抵抗を心筋硬さとして測定する(ステップS130)。制御部140は、測定された心筋硬さの情報を記憶部130に記憶する。ここで、本工程は、上述のステップS120の工程と同時に行われてもよい。なお、本工程では、心内膜320の穿刺抵抗の影響を排除して心筋330の穿刺抵抗を精度良く測定するために、例えば、針部材220が心内膜320に穿刺され始めてから所定時間経過後の穿刺抵抗を測定してもよい。以下、ステップS130の工程を、「硬さ測定ステップ」とも記載する。なお、本工程では穿刺抵抗を心筋硬さとして測定するため、特に「穿刺抵抗測定ステップ」とも記載する。
次に、針部材220が心筋330に穿刺された状態で、制御部140は、温度測定部221を用いて、心筋330の温度(心筋温度)を測定する(ステップS140)。制御部140は、測定された心筋温度の情報を記憶部130に記憶する。心筋温度の測定は、針部材220が心筋330に穿刺されたことをセンサ等で検知することで開始してもよいし、操作部110で受け付けた操作情報に基づいて開始してもよい。以下、ステップS140の工程を、「温度測定ステップ」とも記載する。
次に、針部材220が心筋330に穿刺された状態で、制御部140は、色情報取得部223を用いて、心筋330の色情報を取得する(ステップS150)。制御部140は、取得された色情報を記憶部130に記憶する。色情報の取得は、針部材220が心筋330に穿刺されたことをセンサ等で検知することで開始してもよいし、操作部110で受け付けた操作情報に基づいて開始してもよい。なお、本工程とステップS140の工程とは、行われる順番が逆でもよいし、同時でもよい。以下、ステップS150の工程を、「色情報取得ステップ」とも記載する。
次に、制御部140は、心筋温度、心筋硬さ、及び心筋330の色情報のうち、少なくとも1つの情報に基づいて、針部材220が穿刺された箇所における心筋330の梗塞の有無を判定する(ステップS160)。例えば、制御部140は、心筋温度に基づいて梗塞の有無を判定する場合、心筋温度が所定温度以下であるとき、又は所定温度以上であるとき、梗塞が有ると判定することができる。
また、例えば、温度測定ステップの前に加熱部224で心筋330を加熱する工程(加熱ステップ)を追加し、温度測定ステップでは加熱後の心筋温度の変化を測定しておくことで、制御部140は、加熱後の心筋温度の変化に基づいて梗塞の有無を判定することができる。加熱後の心筋温度の変化は、例えば、所定時間内での温度変化を測定することで得られる。
また、制御部140は、心筋硬さとしての穿刺抵抗に基づいて梗塞の有無を判定する場合、例えば、穿刺抵抗が所定値以上であるとき、心筋硬さが一定以上であり、梗塞が有ると判定することができる。また、制御部140は、心筋330の色情報に基づいて梗塞の有無を判定する場合、例えば、色相、彩度及び明度等の色情報の数値データが所定範囲内にあるとき、梗塞が有ると判定することができる。この梗塞有無の判定に用いる色情報の数値データの範囲は、例えば、梗塞が有る箇所では血流が下がることによって酸素分圧が低下するため、酸素分圧が所定値以下であるときに満たされる色情報の数値データの範囲とすることができる。また、例えばパルスオキシメーターのように赤外光と赤色光など複数の透過光比率から酸素飽和度を算出してもよい。
更に、制御部140は、心筋温度、心筋硬さ、及び心筋330の色情報のうち2以上の組み合わせに基づいて梗塞の有無を判定する場合、例えば上述の2以上の判定条件を満たした場合に、梗塞と判定することができる。このように、心筋についての複数の物性に基づいて判定することで、梗塞有無の判定の精度をより高めることができる。以下、ステップS160の工程を、「判定ステップ」とも記載する。なお、判定ステップで梗塞の有無の判定に用いない物性の情報は、測定又は取得しなくてもよい。
次に、制御部140は、判定ステップでの判定結果を、例えば表示部120に表示することで、出力する(ステップS170)。以下、ステップS170の工程を、「出力ステップ」とも記載する。
そして、測定を継続する場合には(ステップS180のNO)、操作者が針部材220を心筋330の他の位置に穿刺することで(ステップS120)、新たな位置での測定が継続される。一方、測定を終了する場合には(ステップS180のYES)、操作者が測定部200を被検者の体内から排出して(ステップS190)、本方法の工程を終了する。
このように、本実施形態に係る心筋梗塞検出方法によると、針部材220を心筋330に穿刺することで、心臓内腔310内の血液や心内膜320等の影響を排除することができるので、心筋330自体の物性を直接測定して心筋梗塞の有無を検出することができる。
また、本実施形態に係る心筋梗塞検出方法によると、心筋330の温度測定及び色情報取得のために心筋330に針部材220を穿刺することで、穿刺の際の穿刺抵抗から心筋硬さも同時に測定することができるので、心筋330自体の物性を効率的に測定することができる。
さらに、本実施形態に係る心筋梗塞検出方法によると、心筋330の任意の位置に針部材220を穿刺して穿刺位置における心筋330の梗塞の有無を検出することができ、必要に応じて穿刺位置を変更することで他の位置における心筋330の梗塞の有無も検出することができる。このように、心筋330の任意の複数の位置について、梗塞とは全く関係ない箇所すべてを事前にマッピングすること無しに、梗塞の有無を検出することができる。
ここで、図3に示した心筋梗塞検出方法における硬さ測定ステップ(ステップS130)の別の例として、針部材220の穿刺抵抗測定部222ではなく図6に示す吸引部230及び吸引度合い測定部240を利用して心筋硬さとしての吸引度合いを測定する例について、図5及び図6を参照して説明する。まず、図6に示すように、制御部140は、吸引部230を用いて、心臓内腔310から心筋330を心内膜320と共に吸引する(ステップS131’)。吸引部230による吸引は、例えば、操作部110で受け付けた操作情報に基づいて開始することができる。
次に、制御部140は、吸引度合い測定部240を用いて、吸引部230による心筋330の吸引度合いを心筋硬さとして測定する(ステップS132’)。測定された心筋硬さの情報は、制御部140に送信され、制御部140は心筋硬さの情報を記憶部130に記憶する。このように、針部材220の穿刺抵抗測定部222による心筋硬さ測定に代えて又は加えて、心筋硬さとして吸引度合いを測定することもできる。
なお、図6では、吸引部230が心筋330を心内膜320と共に吸引する例を示したが、このような構成には限定されない。例えば、吸引部230を針部材220の先端の位置で針部材220内に配置し、針部材220を心筋330に穿刺した状態で、針部材220の先端開口を通じて吸引部230からの吸引を開始してもよい。このような構成とすることで、心内膜320の影響を排除して心筋330自体の吸引度合いを直接測定することができる。
心筋硬さとして吸引度合いを測定する場合、判定ステップ(ステップS160)では、制御部140は、心筋硬さとしての吸引度合いに基づいて梗塞の有無を判定することができる。この場合、例えば、吸引度合いが所定値以下であるとき、心筋硬さが一定以上であり、梗塞が有ると判定することができる。
ここで、図3の心筋梗塞検出方法のフローチャートにおける硬さ測定ステップ(ステップS130)の更に別の例として、針部材220の穿刺抵抗測定部222ではなく図8に示す摘み部250及び摘み度合い測定部260を利用して心筋硬さとしての摘み度合いを測定する例について、図7及び図8を参照して説明する。まず、図8に示すように、制御部140は、摘み部250を用いて、心臓内腔310から心筋330を心内膜320と共に摘む(ステップS131’’)。摘み部250による摘みは、例えば、操作部110で受け付けた操作情報に基づいて開始することができる。
次に、制御部140は、摘み度合い測定部260を用いて、摘み部250による心筋330の摘み度合いを心筋硬さとして測定する(ステップS132’’)。測定された心筋硬さの情報は、制御部140に送信され、制御部140は心筋硬さの情報を記憶部130に記憶する。このように、針部材220の穿刺抵抗測定部222による心筋硬さ測定に代えて又は加えて、心筋硬さとして摘み度合いを測定することもできる。
心筋硬さとして摘み度合いを測定する場合、判定ステップ(ステップS160)では、制御部140は、心筋硬さとしての摘み度合いに基づいて梗塞の有無を判定することができる。この場合、例えば、摘み度合いが所定値以下であるとき、心筋硬さが一定以上であり、梗塞が有ると判定することができる。
本発明は、上述した実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲で記載された内容を逸脱しない範囲で、様々な構成により実現することが可能である。
本発明は、心筋梗塞検出方法及び心筋梗塞検出装置に関する。
1 心筋梗塞検出装置
10 カテーテル
100 情報処理部
110 操作部
120 表示部
130 記憶部
140 制御部
150 通信部
200 測定部
210 通信部
220 針部材
221 温度測定部
222 穿刺抵抗測定部
223 色情報取得部
224 加熱部
229 先端
230 吸引部
231 吸引口
240 吸引度合い測定部
250 摘み部
260 摘み度合い測定部
300 心臓
310 心臓内腔
320 心内膜
330 心筋
340 心外膜

Claims (9)

  1. 心筋温度を測定する温度測定ステップと、
    前記心筋温度に基づいて梗塞の有無を判定する判定ステップと、
    を含む心筋梗塞検出方法。
  2. 前記判定ステップでは、前記心筋温度が所定温度以下であるとき、又は所定温度以上であるとき、梗塞が有ると判定する、請求項1に記載の心筋梗塞検出方法。
  3. 前記心筋を加熱する加熱ステップを更に含み、
    前記判定ステップでは、加熱後の前記心筋温度の変化に基づいて、梗塞の有無を判定する、請求項1に記載の心筋梗塞検出方法。
  4. 心筋硬さを測定する硬さ測定ステップを更に含み、
    前記判定ステップでは、前記心筋硬さに基づいて梗塞の有無を判定する、請求項1から3のいずれか一項に記載の心筋梗塞検出方法。
  5. 心筋の色情報を取得する色情報取得ステップを更に含み、
    前記判定ステップでは、前記心筋の色情報に基づいて梗塞の有無を判定する、請求項1から4のいずれか一項に記載の心筋梗塞検出方法。
  6. 温度測定部を含む針部材を心臓内腔から心筋に穿刺する穿刺ステップを更に含み、
    前記温度測定ステップでは、前記針部材が前記心筋に穿刺された状態で、前記温度測定部により前記心筋温度を測定する、請求項1から3のいずれか一項に記載の心筋梗塞検出方法。
  7. 前記針部材は、前記針部材の穿刺抵抗を測定する穿刺抵抗測定部を更に含み、
    前記穿刺ステップで前記針部材が前記心筋に穿刺されるときの穿刺抵抗を前記穿刺抵抗測定部により測定する穿刺抵抗測定ステップを更に含み、
    前記判定ステップでは、前記穿刺抵抗に基づいて梗塞の有無を判定する、請求項6に記載の心筋梗塞検出方法。
  8. 前記針部材は、周囲の色情報を取得する色情報取得部を更に含み、
    前記針部材が前記心筋に穿刺された状態で、前記色情報取得部により前記心筋の色情報を取得する色情報取得ステップを更に含み、
    前記判定ステップでは、前記色情報に基づいて梗塞の有無を判定する、請求項6又は7に記載の心筋梗塞検出方法。
  9. 温度測定部を含み、心臓内腔から心筋に穿刺可能な針部材と、
    前記温度測定部により測定された心筋温度に基づいて梗塞の有無を判定する制御部と、
    を備える心筋梗塞検出装置。
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