JP3237844B2 - 心筋虚血のモニタ装置 - Google Patents

心筋虚血のモニタ装置

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JP3237844B2
JP3237844B2 JP50786992A JP50786992A JP3237844B2 JP 3237844 B2 JP3237844 B2 JP 3237844B2 JP 50786992 A JP50786992 A JP 50786992A JP 50786992 A JP50786992 A JP 50786992A JP 3237844 B2 JP3237844 B2 JP 3237844B2
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アダムス，ジヨン・エム
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は概して人間の心臓の心筋虚血の診断を助ける
ための装置および方法に関する。より特定的には、本発
明は人間の心臓の活性に関するデータを供給する装置お
よび方法に向けられており、該方法において、その装置
は患者の皮膚の下に完全に埋没可能（implantable）で
あり、供給されたデータは人間の心臓における虚血の有
無を判定するために効果的に利用され得る。
一般に心臓発作と呼ばれるものを病んでいる患者はよ
く心筋梗塞のエピソードを経験する。心筋梗塞は、動脈
の閉塞か、動脈の血栓かに起因する梗塞領域への血流の
減少により引き起される心臓組織のえ死である。一般に
心筋梗塞を病んでいる患者は、薬を与えられたり、動脈
の開口や、閉塞や血栓がある動脈部をバイパスするため
に冠動脈バイパス移植手術を施される外科治療を受けた
りする。
上記の各治療技術は、治癒した動脈を通って血流を復
旧させるのに効果的である。しかし、各療法に対して、
療法を受けた後で再発狭搾症（動脈の再閉鎖）を経験す
る一部の患者がいる。再発狭搾症は大抵予測不可能なこ
とであり、再閉鎖が発生するに要する時間は数時間から
数年の範囲にわたる可能性がある。
心筋梗塞を病んでいる患者をモニタするために、医師
は、患者に取り付ける誘導を通常10も必要とする定期的
なECG（心電図）に依存するかもしれない。通常ECGの後
で医師は更に、患者が本質的に疲れきって心臓が圧迫さ
れるまで踏み車の上を走らせるストレステストを患者に
課す必要がある。踏み車運動の最中または後で、ストレ
ス状態にある間に心臓が適切な血液の供給を受け続けて
いるかどうかを確認するために、12の誘導が使用され
る。そのようなモニタは明らかに患者には不都合であ
る。医師はまた、24時間から48時間まで続く可能性のあ
るホルタモニタ記録（Holtor monitoring recordings）
に依存するかもしれない。これらの付加モニタ技術もま
た同様に不都合であり、しかも迷惑なものでもある。こ
れら全てのモニタ技術は実用事項としてせいぜい定期的
に施され得るだけであり、再発狭搾症、従って心筋梗塞
の将来のエピソードは予測不能なことがらなので、再発
狭搾症問題は、患者が痛みを経験するか、心筋梗塞のエ
ピソードに苦しむまで検出されないことが非常に多い。
不幸にして痛みが虚血の信頼できる指標ではないという
ことがリサーチによって示されている。
前述したことから当該技術には、心筋虚血にかかった
ことがあり、従って潜在的再発狭搾症問題をかかえる患
者をモニタする新規且つ改善されたモニタおよび方法の
必要があることがわかる。本発明はそのような装置およ
び方法を提供する。というのは、その装置が患者の皮膚
の下に完全に埋没可能であると共に、例えば心臓または
その近くに取り付けられることにより心臓と電気的な接
触をし且つ各電極用の電気曲線図の形態で心臓の活性を
モニタするように準備された電極を備えているからであ
る。更に特定的には、本発明のモニタは、心臓の特定領
域からの電気曲線図、さらに特定的には人間の心臓の虚
血を指示するのに信頼し得ることが示されているそのよ
うな各領域での所定の電気曲線図をモニタする。本装置
は、定期的に、また外部の発信機によりなされた命令を
通しての医師による要求に従って、医師が検索するため
の電気曲線図データを記憶するように準備されている。
その結果、医師には患者の冠動脈の循環状態についての
早期警告モニタシステムが与えられている。下記でわか
るように、虚血が所定の限度を越えると、本装置は、患
者が自分の医師に診察を受けるべきであるということを
患者に知らせる検出可能な警告信号を患者に与える。
発明の要約 従って、本発明は人間の心臓の心筋虚血の診断の助け
となる装置を提供する。該装置は患者の皮膚の下に完全
に埋没可能であると共に、心臓と電気的な接触を確立す
るように準備された少なくとも一つの電極を備えてい
る。本装置は更に、患者の皮膚の下に埋没可能であると
共に、少なくともその一つで心臓の活性を表す電気曲線
図を作り出すために少なくとも一つの電極に結合されて
いる感知手段を備えており、該電気曲線図は電圧の大き
さを有するST部分を備えている。本装置は更に、電気曲
線図ST部分の電圧の大きさを読み取るために患者の皮膚
の下に埋没可能な読み取り手段と、患者の皮膚の下に埋
没可能であると共に、電気曲線図ST部分の電圧の大きさ
を記憶するために読み取り手段に結合されているメモリ
手段と、患者の皮膚の下に埋没可能であると共に、埋没
されていない外部の受信機に電気曲線図ST部分の大きさ
を送信するためにメモリ手段に結合されている通信手段
とを備えている。
本装置は、感知されたST部分の電圧と基線電圧との間
の差を測定するために、またその差の一つの絶対的大き
さが命令された限度を越えるときに警告手段を起動させ
るように準備されたマイクロプロセッサを更に備えても
よい。マイクロプロセッサは更に、その対応する差の絶
対的大きさが命令された限度を越えるときのみにST部分
電圧がメモリ手段に記憶されるように準備されてもよ
い。
本発明は更に、人間の心臓の心筋虚血の診断に使用さ
れるデータを供給する方法を提供する。該方法は、少な
くとも一つの電極を準備する段階と、少なくとも一つの
電極を患者の皮膚の下に埋没させる段階と、少なくとも
一つの電極と患者の心臓との間に電気的接触を確立する
段階と、少なくとも一つの電極に結合されて患者の皮膚
の下に埋没される感知手段を準備する段階と、少なくと
も一つの電極で心臓の活性を表す電気曲線図を作り出す
段階とを含んでおり、該電気曲線図はST部分を含んでい
る。該方法は更に、患者の皮膚の下に埋没させる電圧読
み取り手段を準備する段階と、電気曲線図ST部分の電圧
の大きさを読み取る段階と、電圧読み取り手段に結合さ
れて患者の皮膚の下に埋没されるメモリ手段を準備する
段階と、電気曲線図のST部分の電圧の大きさをメモリ手
段に記憶させる段階と、メモリ手段に結合されて患者の
皮膚の下に埋没される通信手段を準備する段階と、電気
曲線図ST部分の大きさを埋没されていない外部受信機に
送信する段階とを含んでいる。
本発明は更に、人間の心臓の心筋虚血の診断に使用さ
れるデータを供給する方法を提供する。該方法は、複数
の電極を準備する段階と、該電極を患者の皮膚の下に埋
没させる段階と、該電極と患者の心臓のそれぞれ異なる
領域との間に電気的接触を確立する段階とを含んでい
る。該方法は更に、電極に結合されて患者の皮膚の下に
埋没される感知手段を準備する段階と、各々の電極での
心臓の活性をST部分を含む電気曲線図で表す各電極用の
電気曲線図を作り出す段階とを含んでいる。該方法は更
に、患者の皮膚の下に埋没される電圧読み取り手段を準
備する段階と、各電気曲線図のST部分の電圧の大きさを
読み取る段階と、電圧読み取り手段に結合されて患者の
皮膚の下に埋没されるメモリ手段を準備する段階と、該
メモリ手段に各電気曲線図のST部分の電圧の大きさを記
憶させる段階とを含んでいる。該方法はまた、メモリ手
段に結合されて患者の皮膚の下に埋没される通信手段を
準備する段階と、埋没されていない外部受信機に電気曲
線図ST部分の大きさを送信する段階とを含んでいる。
図面の簡単な説明 新規であると考えられる本発明の特徴は、付帯請求の
範囲に詳細に述べられている。本発明は、該発明の他の
目的および利点と共に、添付図面と関連した下記記述を
参照することにより、最も良く理解されよう。図面のい
くつかの図において、同じ参照番号は同一の部品を示し
ている。
図１は健康な人間の心臓の代表的な電気曲線図を示し
ている。
図２は虚血を病んでいる人間の心臓の代表的な電気曲
線図を示している。
図３は、人間の心臓の心筋虚血の診断を助けるための
本発明を具体化しており、虚血をモニタする必要がある
人間の心臓と関連して示されている、完全に埋没可能な
装置の概略ブロック図である。
好ましい実施例の説明 図１を参照すると、健康な心臓の電気的活性を表す電
気曲線図10が示されている。図でわかるように、電気曲
線図10は基線14の後、且つST部分16の前にあるQRS群12
を含んでいる。電気曲線図10からわかるように、ST部分
16の電圧の大きさ（ST）は健康な心臓の基線区14の電圧
の大きさ（BL）にほぼ等しい。
図２を参照すると、虚血を病んでいる人間の心臓の代
表的な電気曲線図20が示されている。電気曲線図10と同
様な電気曲線図20は、基線24の後且つST部分26の前にあ
るQRS群22を含んでいる。図２からわかるように、ST部
分の電圧の大きさ（ST）は基線24の電圧の大きさ（BL）
より大きい。基線24の電圧とST部分26の電圧との間の差
は、ST部分電圧変移として当該技術に引用されている。
ST部分の電圧変移は、使用される電極（２極または単
極）および虚血組織に対する電極の位置により正方向に
も負方向にもなり得る。図２に示されているように、電
圧変移は、通常単極電極によって生じる正方向である。
従って、虚血を病んでいる人間の心臓はST部分電圧で検
出される負または正変移を有するであろう。その結果、
基線電圧とST部分の電圧との間の差の絶対的大きさまた
は絶対値は人間の心臓の潜在的虚血の信頼できる指標で
あると考えられ、例えば、ほぼ５ミリボルトの所定限界
差または変移が人間の心臓における虚血の状態を示すも
のと考えてよい。下記に見られるように、本発明の虚血
モニタは、QRS群に続くST部分の電圧の大きさを読み取
る。
図３を参照すると、心筋虚血のモニタを必要とする概
略的に表された人間の心臓32と関連して示された本発明
を具体化する虚血モニタ30が示されている。図３に示さ
れている心臓32は、全体的に右心房34、右心室36、左心
房38および左心室40を含むように示されている。右心室
36および左心室40は、虚血を病んでいる可能性がある心
筋領域42および44を現すように断面で示されている。
本装置30は全体として、複数の電極50、52および54、
感知手段56、読み取り手段58、メモリ60および通信手段
62を備えている。本装置30の全部品は、共通のエンクロ
ージャ64の外側に延びている電極50、52および54の部分
以外は点線で示されている共通エンクロージャ64内に収
容されている。
図３に示されているように、電極50、52および54は心
外膜電極であり、従って心臓の外表面の心筋42および44
の領域に取り付けられるように準備されている。潜在的
心筋虚血領域の位置がわかれば、再発狭搾症が最も発生
し易いと考えられる各心筋梗塞または虚血領域の上また
は近くに電極50、52および54を設置するのが好ましい。
そのような領域は、例えば冠動脈バイパス移植手術など
の間に移植が行われる部位である。電極50、52および54
はそれぞれ極66、68および70を有する単極電極である。
極66、68および70は、心臓上に直接設置されるか、また
は電気的活性化のような心臓32内の電気的活性を見つけ
だすために心臓の近くの組織に設置されるかによって、
心臓と電気的に接触して設置される。
感知手段56は、電極50、52および54に結合された入力
を有する感度増幅器72、74および76を備えた複数の感度
増幅器72、74、76および78を含んでいる。三つの電極が
図３に示されているが、三つ以上またはそれ以下の電極
も本発明から逸脱すること無しに利用され得ることが本
発明により予測される。その結果、各々の電極の極で
の、それゆえにモニタされている心臓の各領域での心臓
32の活性を別々に表すそれぞれの電気曲線図を有して、
電気曲線図が各電極用に作り出される。
読み取り手段58は、マルチプレクサ82によって同時に
一つずつ感度増幅器72、74、76および78の出力に結合さ
れるアナログ／デジタル変換器80であるのが好ましい。
アナログ／デジタル変換器80は、エンクロージャ64の電
圧のような参照電圧に対する心電図電圧を読み取って、
該心電図電圧を並列ビットフォーマットの多重ビットワ
ードに変換する。電気曲線図電圧の多重ビット表現はマ
イクロプロセッサ84によって処理される。
図３に示されているように、マイクロプロセッサ84は
クロック情報源86およびマルチプレクサ82に結合されて
いる。マイクロプロセッサはまた、多重ビットアドレス
バス88および２方向多重ビットデータバス90によってメ
モリ60に結合されている。アドレスバス88は、読み書き
操作を実行するために、マイクロプロセッサ84がメモリ
60内の所望のメモリ場所にアドレスすることを可能にす
る。書き込み操作の間に、マイクロプロセッサは、バス
88上に伝えられた多重ビットアドレスによって規定され
たアドレスでメモリ60にデータを記憶させ、多重ビット
バス90上のメモリ60にデータを伝える。読み取り操作の
間に、マイクロプロセッサ84は、バス88上に供給された
多重ビットアドレスによって識別された記憶場所からメ
モリ60からのデータを得ると共に、２方向バス90上のメ
モリ60からそのデータを受信する。
マイクロプロセッサ84は電気曲線図電圧の読み取り
と、ST部分の電圧の大きさなどのデータのメモリ60への
記憶とを制御する。クロック86およびマルチプレクサ82
に結合されることにより、マイクロプロセッサ84は、マ
ルチプレクサのどの入力がアナログ／デジタル変換器80
の入力に結合されるべきかを選択し、且つそのデータを
メモリ60に同期的に記憶させることができる。マイクロ
プロセッサは、感度増幅器72、74および76により供給さ
れ、高速でアナログ／デジタル変換器80によってデジタ
ル化された電気曲線図電圧を標本抽出し、電気曲線図の
勾配がいつ図１および図２の電気曲線図に見られるよう
な急激な正勾配であるか、または負勾配であるかを検出
する。電気曲線図で検出された急激な正勾配または負勾
配に引き続き、マイクロプロセッサは次いでアナログ／
デジタル変換器80からのST部分電圧を得るべく感度増幅
器72、74および76を調べる。マイクロプロセッサは、電
気曲線図における急激な正勾配または負勾配の検出によ
ってQRS群22が検出される所定時間後に、ST部分電圧を
得るのが好ましい。そのような所定の時間は、例えば80
ミリ秒であってよい。
図３に示されている構成の代替えとして、マルチプレ
クサ82の入力は、電極50、52および54に直接結合され、
マルチプレクサの出力が更に単一の感度増幅器に結合さ
れてもよい。こうすることによって、電力消費が小さく
なり、且つ同一の増幅利得が各電気曲線図に与えられる
ことを確実にするという利益があるであろう。しかし、
このことはまた電圧整定時間のせいで電圧の標本化が遅
れるという結果となるであろう。
通信手段62は受信機／送信機63と、送信コイル65とを
備えている。そのような通信手段は、当該技術において
は周知であり、埋没可能なエンクロージャ64の外部から
の命令を受信し、且つ埋没されたエンクロージャ64の外
にある受信機にデータを送信するのに利用され得る。そ
のような通信システムの一つが、例えば、米国特許第4,
586,508号に開示されている。受信機／送信機が、命令
をマイクロプロセッサに伝えると共に、マイクロプロセ
ッサがメモリ60から得るマイクロプロセッサからのデー
タを受信するために、マイクロプロセッサ84に結合され
ている。
埋没されたエンクロージャ64の外部からの命令を受信
しているマイクロプロセッサは、医師により基線電圧の
ような患者の所定電圧レベルを与えられてよい。マイク
ロプロセッサがST部分電圧を識別すると、マイクロプロ
セッサはすぐST部分電圧と基線電圧との間の差を測定す
る。結果として得られた差の絶対的大きさが、これもま
た医師によりエンクロージャの外部から供給され得る所
定限界より大きいと、マイクロプロセッサは次いでST部
分電圧または所定の差（ST部分変移）をメモリ60に入力
させる。このように、計測された全てのデータが入力さ
れるのではないので、メモリ60内のメモリスペースは、
医師には重要であると考えられるST部分の読み取りのみ
のために保存されてもよい。更に、メモリ60に入力され
たST部分電圧または電圧差に対して、医師が読み取ると
すぐ、いつ有意事象が発生するか医師にわかるように、
マイクロプロセッサは各入力をタイムスタンプしてよ
い。
マイクロプロセッサは、また基線電圧を自身で測定す
るようにプログラムしてもよい。これは基線電圧を記憶
させ、次いでQRS群の検出後、計測された基線電圧用の
メモリをQRS群の第２の所定時間前にアクセスすること
により達成される。そのような第２の所定時間は80ミリ
秒であってよい。一度基線電圧を測定し、対応するST部
分電圧を得た後で、マイクロプロセッサは更にST部分電
圧変移の絶対値を計算し得る。もう一つの代替えとし
て、マイクロプロセッサが観測する基線電圧を０ボルト
にさせるように容量結合が利用されてもよい。
埋没されたモニタ30からデータを得るために、医師は
エンクロージャ64の外部からのデータを要求する。命令
が、受信機／送信機63によって検出され、次いでマイク
ロプロセッサに伝えられる。外部命令の受信に応答し
て、マイクロプロセッサ84はメモリ60に記憶されたデー
タを得るべくメモリ60のアドレス指定をする。次いでマ
イクロプロセッサはそのデータを受信機／送信機に伝
え、該受信機／送信機は更にそのデータを医師による読
み出しのために外部の受信機に送信する。
更に図３において、装置30がマイクロプロセッサ84に
結合されている警告手段100を備えているのが認められ
よう。警告手段100は、患者が検出し得る検出可能な警
告を与えるような音声変換器102または機械的変換器で
あってよい。マイクロプロセッサによって測定された少
なくとも一つのST部分変移が予設定限度以上の場合に
は、マイクロプロセッサは、警告手段100が患者に自分
の医師に診断を受けるべきであると知らせるべく警告を
与えるように更に準備されてもよい。この場合、予設定
限度は医師によって装置30の外部からマイクロプロセッ
サ84中に組み込まれてもよい。あるいは、より低い感度
が所望される場合には、マイクロプロセッサ84は、例え
ば、五つのST部分変移のような所定数のST部分変移が予
設定限度を越えた後のみに警告装置が起動するようにプ
ログラムされてもよい。その結果、装置30は潜在的心筋
梗塞エピソードに対してそれが発生する前に患者に警告
することが可能である。
本発明の特定な実施例が示され且つ記述されてきた
が、修正も可能であり、従って本発明の真の精神および
範囲内に属する全てのそのような変更や修正が付帯請求
の範囲に包括されるように意図されている。
フロントページの続き (72)発明者 アレフアーネス，クリフオード・エイ アメリカ合衆国、ワシントン・98053、 レドモンド、トウハンドレツドアンドサ ーテイフイフス・プレイス・2022 (56)参考文献 特開 平２−31735（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−119842（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−68303（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 5/0452 A61B 5/04

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】人間の心臓の心筋虚血の診断を助けるため
    の装置であって、該装置が患者の皮膚の下に埋没可能で
    あり、 患者の皮膚の下に埋没可能であると共に、心臓と電気的
    な接触を確立するように準備されている少なくとも一つ
    の電極と、 患者の皮膚の下に埋没可能であると共に、電圧の大きさ
    を有するST部分を含み且つ前記少なくとも一つの電極で
    心臓の活性を表す電気曲線図を作り出すべく前記少なく
    とも一つの電極に結合されている感知手段と、 前記電気曲線図ST部分の電圧の大きさを読み取るべく患
    者の皮膚の下に埋没可能な読み取り手段と、 患者の皮膚の下に埋没可能であると共に、前記電気曲線
    図ST部分の電圧の大きさを記憶させるべく前記読み取り
    手段に結合されているメモリ手段と、 患者の皮膚の下に埋没可能であると共に、前記電気曲線
    図ST部分の前記の大きさを埋没されていない外部受信機
    に送信するべく前記メモリ手段に結合されている通信手
    段 とを含む、人間の心臓の心筋虚血の診断を助けるための
    装置。
  2. 【請求項２】複数の前記電極を含んでおり、前記感知手
    段が各々の前記電極用に電気曲線図を作り出すように準
    備されている請求の範囲１に記載の装置。
  3. 【請求項３】前記電極が人間の心臓に取り付けられるよ
    うに準備されている請求の範囲２に記載の装置。
  4. 【請求項４】前記読み取り手段がアナログ／デジタル変
    換器を含む請求の範囲１に記載の装置。
  5. 【請求項５】前記感知手段が複数の感度増幅器を含んで
    おり、各々の該感度増幅器が前記電極のそれぞれに結合
    されている請求の範囲２に記載の装置。
  6. 【請求項６】各々の前記感度増幅器を同時に一つずつ前
    記読み取り手段に結合するべく、前記感度増幅器に結合
    された複数の入力と前記読み取り手段に結合された出力
    とを有するマルチプレクサを更に備えている請求の範囲
    ５に記載の装置。
  7. 【請求項７】前記読み取り手段がアナログ／デジタル変
    換器を含む請求の範囲６に記載の装置。
  8. 【請求項８】前記感知手段と、前記読み取り手段と、前
    記メモリ手段と、前記通信手段とが共通のエンクロージ
    ャ内に封入されている請求の範囲１に記載の装置。
  9. 【請求項９】前記電極が単極電極である請求の範囲２に
    記載の装置。
  10. 【請求項１０】前記電気曲線図ST部分の電圧読み取りを
    制御し且つ前記ST部分の電圧の大きさを前記メモリ手段
    に記憶させるべく、前記読み取り手段と前記メモリ手段
    との間に結合されているマイクロプロセッサを更に含む
    請求の範囲１に記載の装置。
  11. 【請求項１１】前記マイクロプロセッサが前記メモリ手
    段と前記通信手段との間に結合されている請求の範囲10
    に記載の装置。
  12. 【請求項１２】前記通信手段が外部源から命令を受信す
    るように準備されている請求の範囲11に記載の装置。
  13. 【請求項１３】前記マイクロプロセッサが、前記感知さ
    れたST部分電圧と基線電圧との間の差を測定すると共
    に、前記差の少なくとも一つの絶対的大きさが命令され
    た限度を越えるときには、前記警告手段を起動させるよ
    うに準備されている請求の範囲12に記載の装置。
  14. 【請求項１４】前記マイクロプロセッサが、前記感知さ
    れたST部分電圧と前記基線電圧との間の差を測定すると
    共に、その対応する差の絶対的大きさが命令された限度
    を越えるときのみに、ST部分の電圧の大きさを前記メモ
    リ手段に記憶させるように準備されている請求の範囲12
    に記載の装置。
  15. 【請求項１５】前記マイクロプロセッサが更に、前記メ
    モリ手段に入力された各ST部分電圧の大きさに対してタ
    イムスタンプを与えるように準備されている請求の範囲
    14に記載の装置。
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