JP4382323B2 - 生体の生理学的に制御された測定を実施するための装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は生体における生理学的に制御された測定を実施するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生体における一連の検査では有効かつ信憑性のある測定は、生理学的周期内の特定の時点もしくは特定の相中に行うことでのみ得られる。たとえば心拍動もしくは呼吸の律動時に動く内臓などのＣＴ検査では、臓器運動の比較可能な相中に撮影された断層投影図のみが信憑性のあるトモグラフィー像として有効に編成されると容易に想定される。このためこの種の測定は適当に選択された生理学的信号によって時間的に制御される。この場合生理学的信号に基づき、測定の時間制御のために利用される1個もしくは複数個の相対時点が定められる。
【０００３】
このような相対時点を決定するために、いわゆるトリガ方式がある。この方式では生理学的信号におけるトリガパルスが参照時点として用いられる。次に、このトリガパルスと時間的に関連させて相対時点が定められる。この定義はたとえば、各トリガパルス後の待機時間（ｄｅｌａｙ ｔｉｍｅ）を入力することにより、また、待機時間の経過後に開始する本来の測定時間ウィンドー（ｓｃａｎ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ）（この時間ウィンドー内に測定データが採取される）の長さを規定することにより行われる。“ｄｅｌａｙ ｔｉｍｅ”および“ｕｓｅｒ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ”のパラメータは通常ユーザーがキーボードを介して数字の形で入力する。“ｓｃａｎ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ”は、たとえば測定時間ウィンドーごとに実施すべきである多数の部分測定によりユーザーが設定できる複数の別のパラメータから生じる。この場合測定時間ウィンドーの長さは、この部分測定の回数に、各測定に費やるされ場合によっては調整可能な時間（反復時間）を掛けることにより算出される。
【０００４】
そのほかにいわゆるゲーティング方式もある。この方式では測定を制御する時間ウィンドー（ｇａｔｅ）は通常、生理学的信号の振幅閾値により決められる。生理学的信号がこの閾値を通過すると、それが時間ウィンドーのオンもしくはオフ時点とみなされる。呼吸の制御下にある測定方法の場合は、たとえば呼吸運動の適正なパーセンテージを閾値として選択できる。
【０００５】
生理学的に制御される測定で問題となるのは、参照として用いられる生理学的信号の信号パラメータが多くの場合一定でないこと、それどころか著しい変動がみられることにある。特に、たとえば信号期間、最大信号振幅、平均信号振幅などの信号パラメータは測定準備相と本来の測定実施相との間で、たとえば心拍動や呼吸の加速などにより、互いに偏位するおそれがある。上述のパラメータ、すなわち待機時間、測定時間ウィンドーの長さ、閾値などに適当な数値を準備相に設定した場合、これらのパラメータがその後の測定実施相においてはもはや適当でなくなり、また信憑性の低い測定結果しか得られないという事態が生じるおそれもある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の課題は、測定の時間制御に用いられる少なくとも一つの相対時点が、いったん設定されたなら、測定を有効に実施するために生理学的信号の実際的経過と比較してなお十分に適正であるか否かを確実に管理するための簡単な方法をユーザーに提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明によれば、生体でトモグラフィー測定を実施するための測定装置と、生体の生理学的信号を検出するための信号検出装置と、生理学的信号の時間的経過をグラフ表示するための表示装置と、生理学的信号内の測定時間ウィンドーの長さおよび相対的位置の設定をユーザーによって実施するための時間設定装置と、トモグラフィー測定が設定された測定時間ウィンドー中にのみ行なわれるように測定装置を制御するための測定制御装置とを備えた、生体の生理学的に制御された測定を実施するための装置において、表示装置は、生理学的信号に対して相対的に測定時間ウィンドーの時間的位置および大きさを認識可能であるように測定時間ウィンドーを生理学的信号と時間的に関連させてグラフ表示するために設けられ設けられており、設定された測定時間ウィンドーの終了前に次の測定時間ウィンドーを開始させる生理学的信号が発生した場合には、設定された測定時間ウィンドーの中断時点以降に、ユーザーによって設定された最大時間の終了まで延びている時間ウィンドーを、設定された測定時間ウィンドーの終了前に次の測定時間ウィンドーを開始させる生理学的信号が発生したことを表わす信号カラーで表示することにより解決される。
【０００８】
本発明によれば、少なくとも一つの相対時点のグラフ表示を同時に行うことでユーザーは、表示された相対時点と表示された生理学的信号の実際の信号経過とを比較することにより、その時の相対時点が最適に設定されているかあるいは調整する必要があるか否かを継続的かつ視覚的に管理することが可能となる。このことは、相対時点が生理学的信号と時間的に関連させて表示される、すなわち同一の時間尺度を基礎としているので一目で確認できる。すなわち、相対時点を示す単純な数値が入力されるだけでなく、生理学的信号と比較した相対時点の時間的位置も明瞭化される。
【０００９】
本発明の望ましい実施形態によれば、時間設定装置により少なくとも二つの異なる相対時点を設定することができ、これらの二つの相対時点の間に存在する時間ウィンドーを生理学的信号と時間的に関連させてグラフ表示するために表示装置が設けられている。さらにこの表示装置は、相対時点と生理学的信号の関連時点との間に存在する時間ウィンドーを生理学的信号との時間的関連でグラフ表示するためにも設けられている。時間ウィンドーが時間バーの形で表示されると、時間ウィンドーは視覚的に特に認識しやすい。複数の時間ウィンドーを同時に表示する場合、時間バー用にたとえば異なったカラーを用いることができる。
【００１０】
幾つかのケースでは、表示装置が生理学的信号と少なくとも一つの相対時点とを固定的時間軸と共に表示することが所望される場合がある。また別のケースでは、表示装置が生理学的信号と少なくとも一つの相対時点とを移動性時間軸と共に表示することが所望される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明による測定装置の実施例について添付の図面に基づき以下に詳細に説明する。
【００１２】
図１には検査すべき人体もしくは動物の身体が１０で示されている。検出器１２は身体１０の生理学的信号を受信し、この信号を電子測定制御装置１４に伝達する。検出器１２は、たとえば心電図（ＥＣＧ）に用いられているように心電流を生理学的信号として受信する。その他に身体の呼吸運動、拍動、横隔膜運動などがある。測定制御装置１４は、トモグラフィー測定もしくは任意のその他の測定法の時間制御のために生理学的信号を用いるが、これらの測定は身体１０に対して測定器１６を用いて行われる。測定器１６はたとえば磁気共鳴トモグラフィー装置もしくはＸ線コンピュータトモグラフィー装置などである。この種のトモグラフィー検査が周期的ではあるが必ずしも規則的な運動をしているわけではない内臓（たとえば心臓や肺など）に対して行われる場合は、トモグラフィー像の再構成に必要な複数の個別測定が相応の周期相、たとえば心安静相中に実施される場合に限り、信憑性のあるトモグラフィー像が得られる。この理由から測定制御装置１４は、測定器の起動が検出された生理学的信号の周期内の特定の測定時間ウィンドー中にのみ行われるように、測定器１６を制御する。
【００１３】
この測定時間ウィンドーは測定制御装置１４によって自動的に決定されるのではない。むしろユーザーが測定制御装置１４に接続されたキーボード１８を介して一つもしくは複数のパラメータに関する数値を入力することにより、信号周期内における測定時間ウィンドーの長さおよび相対的位置（すなわち開始時点と終了時点）を決定する。これらのパラメータにはたとえば次のようなものがある。すなわち、生理学的信号の一つもしくは複数の振幅閾値（ゲーティング方式の場合）、トリガとして用いられている生理学的信号のパルスピーク後における測定時間ウィンドーの開始までの待機時間、測定時間ウィンドー中に実施される個別測定の回数、個別測定毎に必要な測定時間（トリガ方式の場合）である。
【００１４】
次にユーザーは、パラメータ値の入力により決定される測定時間ウィンドーを測定制御装置１４によって制御されるディスプレイ２０上でグラフとして見ることができる。この場合ディスプレイ２０上には生理学的信号だけでなく、測定時間ウィンドーも表示され、特に測定時間ウィンドーは生理学的信号に対して相対的に測定時間ウィンドーの時間的位置および大きさが直接認識されるように表示される。有利には、測定時間ウィンドーはバーもしくは線で表示され、これは生理学的信号と同一の時間尺度でこの信号に沿って延びている。ユーザーが測定時間ウィンドーの位置および大きさに満足できない場合は、ユーザーは設定されている測定時間ウィンドーが所望通りになるまでパラメータ値を修正することができる。
【００１５】
図２には、ディスプレイ２０上に表示された，ＥＣＧ‐トリガ後測定の場合のグラフの一例を示している。この場合、生理学的参照信号としてはＥＣＧ信号２２が用いられている。この信号はディスプレイ２０上に水平時間軸２４に沿って表示される。ＥＣＧ信号２２のほかに、ディスプレイ２０上には有利には異なるカラーを使って水平バー２６、２８、３０の配列が表示されており、これらのバーのうち中央のバー２８は測定実施用の設定測定時間ウィンドーを示し、左側のバー２６はトリガパルスとして用いられるＥＣＧ信号のＲピーク３２後の待機時間を示し、さらに右側のバー３０は残余時間を表示している。この残余時間は、ユーザーが補助パラメータとして前もって設定可能な全体として使用可能な最大時間（"ｕｓｅｒ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ"）と、待機時間と測定時間ウィンドーとの合計との差から算出される。
【００１６】
測定準備相では表示された生理学的信号曲線２２は、たとえば各トリガパルス３２後にもしくは前もって設定された時間後（たとえば３秒後）にそれぞれ周期的に現れる。その際必ず曲線２２があらたに表示され、トリガパルス３２の時点（ＥＣＧ信号におけるＱＲＳ複合波の中間ピーク）はディスプレイ２０の表示窓の固定点にとどまる。生理学的参照信号としてたとえば呼吸信号が用いられるゲーティング方式の場合には、閾値への到達が固定点とみなされる。したがって時間軸２４が固定している場合は、ディスプレイ２０上に生理学的信号の静的であるが繰り返し現れる像が生じる。ユーザーがそれに基づいて測定パラメータの実際の設定を認識することのできるバー２６，２８，３０を一覧できるように追加表示することにより、ユーザーはこれらのパラメータに関する最適な値を見出すことが特に容易となる。
【００１７】
図２のグラフ例では矢印３４は、トリガパルスとして用いられているＥＣＧ信号２２における２つの連続するＲピークを示しており、ｘ印３６は検出された期外収縮を示している。２本の垂直線３８（うち左側の垂直線はグラフ表示のために固定点として用いられているトリガパルス３２の時点に存在する）はＥＣＧ信号２２の二つの連続するＲピークの間の平均的間隔を示している。左側の直線３８と破線４０との間の領域は、長時間統計のためユーザーに推奨されている総時間ウィンドー（“ｓｙｓｔｅｍ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ”）であり、この領域内で測定プロセスを行う必要がある。この総時間ウィンドーは、平均Ｒ‐Ｒ間隔から標準偏差の２倍を引いたものである。後者は直線４０と右側の直線３８との間の領域に相当する。より良好な視覚化を行うために、総時間ウィンドーと標準偏差の２倍の領域を異なったカラーで色分けすることもできる。
【００１８】
バー２６，２８，３０と共に信号曲線２２は測定準備中だけでなく、本来の測定実施中にもディスプレイ２０上に表示される。この場合、ディスプレイ２０上には測定準備と測定実施のために分割された表示ウィンドーを設け、測定の実施と同時に次の測定の準備を行うことも可能である。図３は、測定実施のためにディスプレイ２０上に表示されたグラフの一例を示している。この場合は図２と対応するものは同一の符号で示されている。測定実施中には信号曲線２２が連続する形で表示される。すなわち、移動可能な時間軸２４と共に表示ウィンドー中を（ここでは矢印４２に沿って右から左へ）できるだけ真正時間に近い形で動かされる。同時にこの場合もバー２６、２８、３０は、信号曲線２２に対する相対的位置および大きさで共に表示され、やはり表示ウィンドー中を動かされる。このためユーザーは、測定準備相中に行われたパラメータ設定が適正か、もしくはたとえば心拍動が速いので調整が必要か否かについてきわめて容易に認識することができる。
【００１９】
設定された測定時間ウィンドーが経過する前に（バー２８の終了前に相当）予期せずに次のトリガパルスがＥＣＧ信号２２のＲピーク３２の形で発生することがありうる。この点については図３の右半分に示されている。このようなケースは、特にこのために保存されている信号カラー（たとえば赤）で中断時点以降に、ユーザーが設定した最大時間（“ｕｓｅｒ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ”）の終了まで延びているバー４４を表示することによりユーザーに気づかせることができる。したがってユーザーは、心調律もしくは一般に生理学的信号のリズムが著しく加速され、その結果測定を中断し、パラメータ値を変更し設定した後に再スタートする必要がある時点が何時なのかを一目で認識できる。
【００２０】
バー２６、２８、３０に追加して、バーの開始時点もしくは終了時点をマーキングするような時点のための数字をディスプレイ２０上に表示することも当然のことながら可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】測定装置の概略構成図。
【図２】測定準備相中に測定装置のディスプレイ上に表示されたグラフの一例。
【図３】測定実施相中にディスプレイ上に表示されたグラフの一例。
【符号の説明】
１０ 身体
１２ 検出器
１４ 測定制御装置
１６ 測定器
１８ キーボード
２０ ディスプレイ
２２ ＥＣＧ信号
２４ 時間軸
３２ トリガパルス

Claims (6)

1. 生体（１０）でトモグラフィー測定を実施するための測定装置（１６）と、生体（１０）の生理学的信号（２２）を検出するための信号検出装置（１２）と、生理学的信号（２２）の時間的経過をグラフ表示するための表示装置（２０）と、生理学的信号（２２）内の測定時間ウィンドー（２６，２８）の長さおよび相対的位置の設定をユーザーによって実施するための時間設定装置（１８）と、トモグラフィー測定が設定された測定時間ウィンドー（２６，２８）中にのみ行なわれるように測定装置（１６）を制御するための測定制御装置（１４）とを備えた、生体（１０）の生理学的に制御された測定を実施するための装置において、表示装置（２０）は、生理学的信号（２２）に対して相対的に測定時間ウィンドー（２６，２８）の時間的位置および大きさを認識可能であるように測定時間ウィンドー（２６，２８）を生理学的信号（２２）と時間的に関連させてグラフ表示するために設けられており、
   設定された測定時間ウィンドー（２８）の終了前に次の測定時間ウィンドー（２６，２８）を開始させる生理学的信号（３２）が発生した場合には、設定された測定時間ウィンドー（２６，２８）の中断時点以降に、ユーザーによって設定された最大時間の終了まで延びている時間ウィンドー（４４）を、設定された測定時間ウィンドー（２８）の終了前に次の測定時間ウィンドー（２６，２８）を開始させる生理学的信号（３２）が発生したことを表わす信号カラーで表示する
   ことを特徴とする生体の生理学的に制御された測定を実施するための装置。
2. 測定時間ウィンドーを設定するために時間設定装置（１８）を用いて少なくとも二つの異なる相対時点を設定し、表示装置は二つの相対時点の間に存在する測定時間ウィンドー（２８）を生理学的信号（２２）と時間的に関連させてグラフ表示するために設けられていることを特徴とする請求項1記載の装置。
3. 表示装置（２０）は、相対時点と生理学的信号（２２）の基準時点（３８）との間に存在する時間ウィンドー（２６）を生理学的信号（２２）と時間的に関連させてグラフ表示するために設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の装置。
4. 表示装置（２０）は、時間ウィンドー（２６，２８）を時間バーの形で表示するために設けられていることを特徴とする請求項２または３記載の装置。
5. 表示装置（２０）は、生理学的信号（２２）および測定時間ウィンドー（２６，２８）を固定的な時間軸（２４）と共に表示するために設けられていることを特徴とする請求項１ないし４の１つに記載の装置。
6. 表示装置（２０）は、生理学的信号（２２）および測定時間ウィンドーを移動可能な時間軸（２４）と共に表示するために設けられていることを特徴とする請求項１ないし４の１つに記載の装置。

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