JP5585955B2 - Jugular vein pressure calculation system and jugular vein pressure calculation method - Google Patents
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Description
本発明は、心臓の右心機能を把握するために外耳道内圧の変化を測定する頸静脈圧演算システム及び頸静脈圧演算方法に関する。 The present invention relates to a jugular vein pressure calculation system and a jugular vein pressure calculation method for measuring changes in internal ear canal pressure in order to grasp the right heart function of the heart.
三尖弁狭窄症、右室肥大、右心不全、肺高血圧症、三尖弁閉鎖不全症、心不全等の各種疾患を診断・治療を行うためには心臓の右心機能の的確な把握が必要不可欠である。現在、心臓の右心機能を非侵襲、非観血的に直接測定する装置は無く、その代わりとして、頸静脈の脈動や怒張を医師が目視で観察することで、間接的に右心機能を把握し、上述の各種疾患の可能性を診断する方法が一般的に行われている。また、右心機能を正確に測定する方法としては、心臓に観血的にカテーテルを挿入する心臓カテーテル法や、中心静脈に観血的にカテーテルを挿入する中心静脈カテーテル法がある。 In order to diagnose and treat various diseases such as tricuspid stenosis, right ventricular hypertrophy, right heart failure, pulmonary hypertension, tricuspid regurgitation, heart failure, it is essential to accurately grasp the right heart function of the heart It is. Currently, there is no device that directly measures the right heart function of the heart noninvasively and noninvasively. Instead, the right heart function is indirectly monitored by a doctor visually observing the pulsation and anger of the jugular vein. A method of grasping and diagnosing the possibility of the above-mentioned various diseases is generally performed. As a method for accurately measuring the right heart function, there are a cardiac catheterization method in which a catheter is invasively inserted into the heart and a central venous catheterization method in which a catheter is invasively inserted into a central vein.
特許文献1には、非侵襲、非観血的に被験者の状態を計測する装置に関する発明として、密閉外耳道内圧測定装置が記載されている。この密閉外耳道内圧測定装置は、非侵襲的に被験者の頭蓋内圧変化を検知して頭蓋内疾患の治療に役立てるための装置であり、外耳道の開放部分に密閉して取り付けられるプルーフチップと、チューブと、密閉外耳道内圧検知部と、信号処理部と、信号記録部と、チューブ内に一定量の体積を注入加算又は注出減算する内圧調整器とを備えている。
この密閉外耳道内圧測定装置によれば、内圧調整器によりチューブを介して外耳道を含む密閉された空間に一定量の体積を注入加算又は注出減算し、空間内の圧力を高めたり減らしたりすることにより空間の密閉状態を確認した後に、密閉された外耳道の内圧変化を測定するので、密閉された外耳道内の圧力変化を高い精度で測定することができ、非侵襲的に頭蓋内圧変化を検知することができる。 According to this sealed external ear canal pressure measuring device, a certain amount of volume is injected and added to or subtracted from a sealed space including the external auditory canal via a tube by an internal pressure regulator to increase or decrease the pressure in the space. After confirming the sealed state of the space, the internal pressure change of the sealed external auditory canal is measured, so the pressure change in the sealed external auditory canal can be measured with high accuracy, and the intracranial pressure change is detected non-invasively be able to.
しかしながら、頸静脈の脈動や怒張の目視での観察は、医師の経験に依存するところが大きく、診断結果は正確性に欠ける。また、血流や血流量の変化を観察する方法として超音波法があるが、超音波法では頸静脈の圧変動までは捉えることができない。 However, visual observation of jugular vein pulsation and anger is highly dependent on the experience of the doctor, and the diagnostic results are inaccurate. In addition, there is an ultrasonic method as a method for observing a change in blood flow or blood flow volume, but the ultrasonic method cannot catch even pressure fluctuations in the jugular vein.
また、心臓カテーテル法もしくは中心静脈カテーテル法は、非常に高度な技術を必要とし、挿入時や直後の合併症として、動脈穿刺、血腫、気胸、血胸、乳糜胸水、頸動脈叢損傷、不整脈、空気塞栓、カテーテル位置異常等が起こる可能性がある。さらには、カテーテルの閉塞、感染、血栓がらみ、動静脈瘻、血管・心臓損傷等がカテーテル挿入後に生じることもある。 In addition, cardiac catheterization or central venous catheterization requires very advanced techniques, and complications at the time of insertion and immediately after, such as arterial puncture, hematoma, pneumothorax, hemothorax, chylous pleural effusion, carotid plexus injury, arrhythmia, Air embolization, abnormal catheter position, etc. may occur. Furthermore, catheter obstruction, infection, thrombus, arteriovenous fistula, blood vessel / heart damage, etc. may occur after catheter insertion.
さらに、特許文献1に記載の密閉外耳道内圧測定装置は、右心機能ではなく頭蓋内疾患の治療を目的としているため、密閉性の確保、鼓膜内外における等しい圧力、及び鼓膜の中立位といった条件を満たして測定を行う必要があり、外耳道圧検知センサのイヤーピースの部分を外耳道に挿入するだけで、外耳道の内圧が高くなってしまうため、被験者の外耳道の内圧変化を正確に測定するために、測定前に内圧調整器によって外耳道を含む空間の密閉状態が測定可能な状態かどうか確認する操作を行う必要がある。さらに、密閉状態を維持した状態での測定は、被験者への負担が大きく、長時間にわたって連続的に測定することは困難であるという問題がある。
Furthermore, since the sealed external ear canal pressure measuring device described in
本発明は上述した従来技術の問題点を解決するもので、医師による高度な技術や経験に頼ることなく、正確、容易、且つ非侵襲、非観血的に心臓の右心機能を把握することが可能な頸静脈圧演算システム及び頸静脈圧演算方法を提供することを課題とする。なお、本発明において、発明者は外耳道の内圧変化が頸静脈圧の変動に対応しており、外耳道内圧を測定することにより、非侵襲、非観血的に心臓の右心機能を把握することができることを初めて実験的に明らかにした。 The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and accurately and easily grasps the right heart function of the heart noninvasively and noninvasively without relying on advanced techniques and experience by a doctor. It is an object of the present invention to provide a jugular vein pressure calculation system and a jugular vein pressure calculation method. In the present invention, the inventor understands the right heart function of the heart noninvasively and noninvasively by measuring the internal pressure of the external auditory canal, because the internal pressure change of the external auditory canal corresponds to the fluctuation of the jugular vein pressure. It was clarified experimentally for the first time.
本発明に係る頸静脈圧演算システムは、上記課題を解決するために、被験者側に設けられ、前記被験者の外耳道内圧の状態を測定する被験者側ユニットと、前記被験者側ユニットにより測定された外耳道内圧をモニタリングするモニタリング側ユニットとを備え、前記被験者側ユニットは、前記被験者の外耳道に挿入されるイヤーチップと、前記イヤーチップに接続され、前記イヤーチップを介して前記外耳道の内圧変化を測定するとともに、測定結果に応じたアナログ電気信号を出力する外耳道内圧測定部と、前記外耳道内圧測定部により出力されたアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する変換部と、前記変換部により変換されたデジタル電気信号を外部に送信する送信部とを有し、前記モニタリング側ユニットは、前記送信部により送信されたデジタル電気信号を受信する受信部と、前記受信部により受信されたデジタル電気信号に基づいて前記被験者の外耳道内圧変化のデータを取得するデータ処理部と、前記データ処理部により取得されたデータを表示する表示部と、前記外耳道の内圧波形と前記被験者の頸静脈圧のa波、c波、x波、v波、y波との対応に基づいて、前記外耳道内圧変化を示す波形の変化から前記頸静脈圧の変化を求める演算部とを有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a jugular vein pressure calculation system according to the present invention is provided on the subject side, and measures a state of the subject's external auditory canal pressure, a subject side unit, and the ear canal pressure measured by the subject side unit A monitoring-side unit for monitoring the ear-side unit, the subject-side unit being connected to the ear tip and measuring an internal pressure change of the ear canal via the ear tip. , An external auditory canal pressure measurement unit that outputs an analog electrical signal according to the measurement result, a conversion unit that converts the analog electrical signal output by the external ear pressure measurement unit into a digital electrical signal, and the digital electrical signal converted by the conversion unit A transmission unit for transmitting a signal to the outside, and the monitoring unit is connected to the transmission unit. A receiver for receiving a digital electrical signal transmitted Ri, and a data processing unit that acquire the data of the ear canal pressure change of the subject based on the digital electric signal received by the receiving unit, acquired by the data processing unit A waveform indicating the change in internal ear pressure based on the correspondence between the internal pressure waveform of the ear canal and the a wave, c wave, x wave, v wave, and y wave of the jugular vein pressure of the subject. And a calculation unit for obtaining a change in the jugular vein pressure from the change in the above .
本発明に係る頸静脈圧演算方法は、上記課題を解決するために、被験者の外耳道に挿入されるイヤーチップを介して前記外耳道の内圧変化を測定するとともに、測定結果に応じたアナログ電気信号を出力する外耳道内圧測定ステップと、前記外耳道内圧測定ステップにより出力されたアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する変換ステップと、前記変換ステップにより変換されたデジタル電気信号を外部に送信する送信ステップと、前記送信ステップにより送信されたデジタル電気信号を受信する受信ステップと、前記受信ステップにより受信されたデジタル電気信号に基づいて前記被験者の外耳道内圧変化のデータを取得するデータ処理ステップと、前記データ処理ステップにより取得されたデータを表示する表示ステップと、前記外耳道の内圧波形と前記被験者の頸静脈圧のa波、c波、x波、v波、y波との対応に基づいて、前記外耳道内圧変化を示す波形の変化から前記頸静脈圧の変化を演算部により求める演算ステップとを備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the jugular vein pressure calculation method according to the present invention measures an internal pressure change of the ear canal via an ear tip inserted into the ear canal of a subject, and outputs an analog electric signal according to the measurement result. An external ear canal pressure measurement step to output, a conversion step for converting the analog electrical signal output by the external ear canal pressure measurement step into a digital electrical signal, and a transmission step for transmitting the digital electrical signal converted by the conversion step to the outside, a receiving step of receiving the digital electric signal transmitted by the transmission step, and a data processing step of get the data of the ear canal pressure change of the subject based on the digital electric signal received by the receiving step, the data processing step a display step of displaying the acquired data by the Based on the correspondence between the internal pressure waveform of the ear canal and the a-wave, c-wave, x-wave, v-wave, and y-wave of the subject's jugular vein pressure, the change in the jugular vein pressure from the change in the waveform indicating the change in the external ear canal pressure And a calculation step for obtaining the value by a calculation unit .
本発明によれば、医師による高度な技術や経験に頼ることなく、正確、容易、且つ非侵襲、非観血的に心臓の右心機能を把握することができる。 According to the present invention, the right heart function of the heart can be grasped accurately, easily, non-invasively and noninvasively without relying on advanced techniques and experiences by a doctor.
以下、本発明の頸静脈圧演算システム及び頸静脈圧演算方法の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of a jugular vein pressure calculation system and a jugular vein pressure calculation method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例1の頸静脈圧演算システムの構成を示すブロック図である。また、図2は、本実施例の頸静脈圧演算システムにおけるセンサ12及びイヤーチップ11の構成の一例を示す斜視図である。図1,2を参照して、頸静脈圧演算システムの構成を説明する。本実施例の頸静脈圧演算システムは、図1に示すように、被験者側ユニット1aとモニタリング側ユニット2aとを備えている。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a jugular vein pressure calculation system according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing an example of the configuration of the
被験者側ユニット1aは、被験者側に設けられ、被験者の外耳道内圧の状態を測定するユニットであり、イヤーチップ11、センサ12、及びA/D変換装置13により構成される。また、モニタリング側ユニット2aは、被験者側ユニット1aにより測定された外耳道内圧をモニタリングするユニットであり、情報処理装置3により構成される。
The
イヤーチップ11は、被験者の耳(外耳道)に挿入される。このイヤーチップ11の材質は、シリコン樹脂やアクリル樹脂が例として挙げられるが、挿入時に外耳道を損傷しないような弾性を有するものであれば特に限定されない。
The
センサ12は、取得部121、比較部122、増幅部123、及び基準電圧記憶装置124により構成される。このセンサ12は、本発明の外耳道内圧測定部に対応し、被験者の外耳道に挿入されるイヤーチップ11に接続され、イヤーチップ11を介して外耳道の内圧変化を測定するとともに、測定結果に応じたアナログ電気信号を出力する。
The
具体的に説明すると、取得部121は、イヤーチップ11を介して外耳道の内圧を電圧値として取得する。比較部122は、基準電圧記憶装置124に記憶されている基準電圧を読み出して、取得部121が取得した電圧値と比較することにより電圧の変化を求める。さらに増幅部123は、比較部122が求めた外耳道の内圧変化を示す電気信号を増幅する。
More specifically, the
A/D変換装置13は、A/D変換部131により構成され、センサ12に接続されている。A/D変換部131は、本発明の変換部に対応し、センサ12により出力されたアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する。また、本実施例において、A/D変換部131は、本発明の送信部にも対応し、デジタル電気信号を外部に送信する。
The A /
被験者側ユニット1aは、例えば図2に示すように構成することができる。図2において、イヤーチップ11は、エアーチューブ16を介してセンサ12に接続されている。また、センサ12は、フック18を用いて被験者の耳に装着することができる。ここで、センサ12は、差圧センサを意味する。差圧センサとしては、低周波センサ(セントランド技研製、SUAシリーズ)を用いることが好ましいが、高感度で低周波領域(0.3〜200Hzの周波数帯域)に特性を有する差圧センサであれば特に限定されない。
The
また、イヤーチップ11は、市販のイヤホンの釣鐘状の外耳道挿入部位であって、外耳道挿入時に外耳道内に形成される空間が完全な密閉状態にならないものを用いることができるが、外耳道挿入部位にエアーベント構造を有するものを用いることが特に好ましい。なお、本発明で言うところのエアーベント構造とは、空気抜き構造を意味し、具体的には、イヤーチップ11の表面に空気の通り道となる溝が形成されている構造を指す。エアーベント構造を備えることにより、イヤーチップ11を外耳道に挿入することによる外耳道の内圧の上昇をより効果的に抑えられるため、被験者がイヤーチップ11を長時間にわたって装着し続けることができ、外耳道の内圧変化を容易に連続的に測定することができる。
The
図3は、本実施例の頸静脈圧演算システムにおけるイヤーチップ11及びエアーチューブ16の断面図である。なお、図3におけるイヤーチップ11及びエアーチューブ16は、図2のA−A方向から見た断面図に対応する。図3に示すように、エアーチューブ16は、イヤーチップ11の中心軸を貫通してイヤーチップ11の先端まで到達しており、エアーチューブ16の先端には、空気パッドが設けられておらず、開口したままとなっている。すなわち、本実施例の頸静脈圧演算システムにおける被験者側ユニット1aは、被験者の外耳道にイヤーチップ11を挿入することで鼓膜とイヤーチップ11とに囲まれた外耳道腔を形成させる。センサ12は、この外耳道腔とエアーチューブ16とで形成される気密空間の圧力変化を外耳道の内圧変化として測定する。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
また、図4は、本実施例の頸静脈圧演算システムにおけるセンサ12及びイヤーチップ11の構成の一例を示す斜視図であり、図2の場合と若干異なる。図4において、センサ12は、イヤーチップ11と一体的に構成されている。本実施例の頸静脈圧演算システムにおいては図4に示すような一体型の構成を有するイヤーチップ11及びセンサ12も用いることもできる。
FIG. 4 is a perspective view showing an example of the configuration of the
一般的に、測定位置とセンサとの間に距離があるほど、測定データ中のノイズは増加する傾向にある。したがって、図4に示すようにエアーチューブ16を介さない構成を有する場合には、エアーチューブ16の長さ分、センサ12と測定する位置との距離が縮まるため、図2,3に示すようなエアーチューブ16を介する場合と比較して、図4の構成を有する頸静脈圧演算システムは、測定データ中のノイズの発生をさらに抑えられる。なお、センサ12の種類や、イヤーチップ11の材質等に関しては、図2で示したものと同様のものを用いることができ、イヤーチップ11は表面にエアーベント構造を備えることもできる。
In general, the noise in the measurement data tends to increase as the distance between the measurement position and the sensor increases. Therefore, in the case where the configuration does not include the
情報処理装置3は、被験者側ユニット1aから送信されてくるデジタル電気信号を受信し、計測結果として表示する装置であり、図1に示すように、入出力インターフェース31、CPU32、入出力インターフェース33、入力装置34、出力装置35、表示装置36、及びデータ記憶装置37により構成される。
The information processing device 3 is a device that receives a digital electrical signal transmitted from the subject-
入出力インターフェース31は、本発明の受信部に対応し、A/D変換部131により送信されたデジタル電気信号を受信する。
The input /
CPU(演算制御装置)32は、本発明のデータ処理部に対応し、入出力インターフェース31により受信されたデジタル電気信号に基づいて、被験者の外耳道内圧変化のデータを取得する。このCPU32は、図1に示すように、データ処理部321とデータ表示部322とにより構成される。
A CPU (arithmetic control device) 32 corresponds to the data processing unit of the present invention, and acquires data on the change in the external auditory canal pressure of the subject based on the digital electrical signal received by the input /
また、CPU32は、入出力インターフェース31により受信されたデジタル電気信号に対してローパス処理を施す。具体的には、データ処理部321は、被験者側ユニット1aから送信されてくる外耳道内圧変化のデータを入出力インターフェース31を介して受信し、ローパス処理あるいはバンドパス処理等によってノイズを除去し、データ記憶装置37に格納する。さらにデータ表示部322は、外耳道内圧変化のデータをデータ記憶装置37から読み出し、後述する表示装置36の画面において波形データとして表示させる。
In addition, the
なお、CPU32は、物理的には、演算をする演算論理装置(ALU)、データを一時記憶するレジスタ(置数器)やバッファ(緩衝用記憶装置)、データや命令等の情報を伝達するバス(情報運搬路)、外部記憶装置(メモリ)や周辺機器との入出力を行うインターフェース、CPU全体を制御する制御部分、この制御に必要なクロック信号を生成するクロック(時計)回路等で構成されるマイクロプロセッサ等が使用可能であることは周知のコンピュータシステムと同様である。
Note that the
データ記憶装置37は、CPU32に接続され、外耳道の内圧変化のデータを記憶する。また、入力装置34は、データ記憶装置37に記憶される外耳道内圧変化のデータを呼び出す際等に、ユーザが必要な指示を外部から入力する装置である。さらに、出力装置35は、外耳道内圧変化のデータを出力する装置であり、プリンタ等である。
The
表示装置36は、本発明の表示部に対応し、CPU32により取得されたデータを表示するディスプレイ等の装置である。入出力インターフェース33は、入力装置34、出力装置35、及び表示装置36がCPU32とデータの送受信を行う際にデータの仲介を行う。すなわち、情報処理装置3は、ノイマン型コンピュータシステムと同様な構造を有する。なお、図1は、論理的な構成を示すブロック図であるので、データ記憶装置37は、物理的にはCPU32の内部に内蔵されていてもよいし、CPU32の外部に接続されていてもよい。
The
次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。図5は、本実施例の頸静脈圧演算システムの動作を示すフローチャートである。まず、被験者(あるいは測定者)は、例えば図2や図4に示すようなイヤーチップ11を被験者の外耳道に装着させる(ステップS101)。ここで、外耳道の内圧測定時の被験者の体勢としては、仰臥位(横になっている状態から上半身を起こした状態)の体勢をとることが一例として挙げられるが、これに限定されず、イスに腰掛けた状態や、ベッドに横になった状態でも測定を行うことができる。
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described. FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the jugular vein pressure calculation system of this embodiment. First, the subject (or the measurer) attaches the
次に、センサ12は、被験者の外耳道に挿入されるイヤーチップ11を介して外耳道の内圧変化を測定するとともに、測定結果に応じたアナログ電気信号を出力する(ステップS102)。このセンサ12の動作は、本発明の外耳道内圧測定ステップに対応する。
Next, the
次に、A/D変換部131は、センサ12により出力されたアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する(ステップS103)。このA/D変換部131の動作は、本発明の変換ステップに対応する。さらに、A/D変換部131は、デジタル電気信号を外部のモニタリング側ユニット2aに送信する(ステップS104)。このA/D変換部131の動作は、本発明の送信ステップに対応する。
Next, the A /
なお、送信部であるA/D変換部131は、赤外線方式と無線電波方式と光通信方式と有線通信方式との中から少なくとも1つの方式によりデジタル電気信号を受信部である入出力インターフェース31に送信する。本実施例においては、A/D変換部131は、有線通信方式により接続コード17を介してデジタル電気信号を入出力インターフェース31に送信するものとする。
The A /
また、A/D変換部131は、インターネットを含む通信回線網を介して入出力インターフェース31にデジタル電気信号を送信してもよい。
Further, the A /
入出力インターフェース31は、A/D変換部131により送信されたデジタル電気信号を受信する(ステップS105)。この入出力インターフェース31の動作は、本発明の受信ステップに対応する。
The input /
CPU32は、入出力インターフェース31により受信されたデジタル電気信号に基づいて、被験者の外耳道内圧変化のデータを取得する。このCPU32の動作は、本発明のデータ処理ステップに対応する。
Based on the digital electrical signal received by the input /
その際に、CPU32は、入出力インターフェース31により受信されたデジタル電気信号に対してローパス処理を施す(ステップS106)。具体的には、データ処理部321は、被験者側ユニット1aから送信されてくる外耳道内圧変化のデータを入出力インターフェース31を介して受信し、ローパス処理あるいはバンドパス処理等によってノイズを除去し、データ記憶装置37に格納する。
At that time, the
次に、データ表示部322は、外耳道内圧変化のデータをデータ記憶装置37から読み出し、表示装置36の画面において波形データとして表示させる(ステップS107)。すなわち、表示装置36は、CPU32により取得されたデータを表示する(本発明の表示ステップに対応)。
Next, the
図6は、本実施例の頸静脈圧演算システムにおける外耳道内圧変化を表す波形を示すグラフである。図6において、本発明の実施の形態にかかる頸静脈圧演算システムにおいて得られた被験者の外耳道内圧変化を表すグラフの一例を外耳道内圧波形eとして示している。よって、表示装置36に表示される波形は、外耳道内圧波形eである。また、外耳道内圧と同時に測定した心電図波形f、心音図波形gもそれぞれ示した。図6におけるグラフの横軸は時間(秒)で、縦軸は電圧(V)である。
FIG. 6 is a graph showing waveforms representing changes in the external auditory canal pressure in the jugular vein pressure calculation system of the present embodiment. In FIG. 6, an example of a graph representing the change in the external auditory canal pressure of the subject obtained in the jugular vein pressure calculation system according to the embodiment of the present invention is shown as an external auditory canal pressure waveform e. Therefore, the waveform displayed on the
また、図7は、本実施例の頸静脈圧演算システムにおける外耳道内圧変化を表す波形の一拍分を模式的に表したグラフである。具体的には、図7には頸静脈圧波形o、外耳道内圧波形e及び心電図波形fの一拍分の波形の模式図が示されている。図7におけるグラフの縦軸(図示省略)はそれぞれ電圧である。なお、図6及び7で示したデータの内、頸静脈圧波形oを除くデータは、被験者を仰臥位の体勢にして測定したものである。また、図7における頸静脈圧波形oは、従来から知られている観血的なカテーテル法で測定された典型的な波形を模式的に表したものである。図6における心電図波形fにおいて、P波は心房の収縮時に、QRS波は心室が収縮し始める時に、T波は心室の興奮が収まる時に発生することが知られている。また、心音図波形gにおいて、I音(第I心音)は房室弁(三尖弁、僧房弁)が閉まる時に、II音(第II心音)は動脈弁(大動脈弁、肺動脈弁)が閉まる際に発生することが知られている。 FIG. 7 is a graph schematically showing one beat of a waveform representing a change in external auditory canal pressure in the jugular vein pressure calculation system of the present embodiment. Specifically, FIG. 7 shows a schematic diagram of waveforms for one beat of the jugular vein pressure waveform o, the ear canal pressure waveform e, and the electrocardiogram waveform f. The vertical axis (not shown) of the graph in FIG. Of the data shown in FIGS. 6 and 7, the data excluding the jugular vein pressure waveform o was measured with the subject in the supine position. Further, the jugular vein pressure waveform o in FIG. 7 schematically represents a typical waveform measured by a conventionally known invasive catheter method. In the electrocardiogram waveform f in FIG. 6, it is known that a P wave is generated when the atrium contracts, a QRS wave is generated when the ventricle begins to contract, and a T wave is generated when the ventricular excitement subsides. In the heart sound waveform g, the I sound (I heart sound) closes the atrioventricular valve (tricuspid valve, mitral valve), and the II sound (second heart sound) closes the arterial valve (aortic valve, pulmonary valve). Is known to occur.
本発明の実施の形態に係る頸静脈圧演算システムにおいて得られた外耳道内圧波形eは、図7に示すように、頸静脈圧波形oのa波、c波、x波、v波、y波に対応した特徴ある波形を示すことがわかった。ここで、頸静脈圧波形oにおいて、a波は右房収縮時に生じることが知られている。より詳しく言えば、a波は外頸静脈へ伝わった右房圧により生じるものであり、第I心音発生時あるいは直前にピークに達し、心室駆出前に生じる。右房拡張(弛緩)はa波の減少とともに始まり、c波の発生により通常終了する。c波は右室収縮の開始、三尖弁の閉鎖により生じる。a波、c波に引き続き、下降波xは、右房の弛緩によって引き起こされる。また、右室駆出の間に、三尖弁の下方への変位が右房圧の低下をもたらすことも関係していると考えられている。下降波xの終了がv波であり、v波は右房・外頸静脈圧の増加、三尖弁がまだ閉鎖している間の心室収縮中の静脈系への血流流入により生じる。v波のピークは左室収縮直後であり、ピーク圧が低下した後の内頸動脈の下降と通常同時である。y波初期は右房の急速充満期に生じ、右心系第III心音がy波に一致する。なお、a波の上昇は三尖弁狭窄症、右室肥大、右心不全、肺高血圧症を示唆し、v波の上昇は三尖弁閉鎖不全症、心不全を示唆することが知られている。 The external auditory canal pressure waveform e obtained in the jugular vein pressure calculation system according to the embodiment of the present invention is a wave, c wave, x wave, v wave, y wave of the jugular vein pressure waveform o as shown in FIG. It was found that a characteristic waveform corresponding to was shown. Here, in the jugular vein pressure waveform o, it is known that the a wave is generated when the right atrium contracts. More specifically, the a wave is generated by the right atrial pressure transmitted to the external jugular vein, reaches a peak at the time of or immediately before the first heart sound, and occurs before ventricular ejection. Right atrial dilation (relaxation) begins with the decrease of the a wave and usually ends with the generation of the c wave. The c wave is caused by the onset of right ventricular contraction and the closure of the tricuspid valve. Following the a and c waves, the falling wave x is caused by relaxation of the right atrium. It is also believed that during the right ventricular ejection, the downward displacement of the tricuspid valve leads to a decrease in right atrial pressure. The end of the descending wave x is a v-wave, which is caused by an increase in right atrial / external jugular vein pressure, blood flow into the venous system during ventricular contraction while the tricuspid valve is still closed. The peak of the v wave is immediately after the left ventricular contraction, and is usually coincident with the lowering of the internal carotid artery after the peak pressure has decreased. The early y-wave occurs during the rapid filling period of the right atrium, and the right heart system third heart sound coincides with the y-wave. It is known that an increase in a wave suggests tricuspid stenosis, right ventricular hypertrophy, right heart failure and pulmonary hypertension, and an increase in v wave suggests tricuspid regurgitation and heart failure.
本発明の実施の形態に係る頸静脈圧演算システムを用いることで得られる外耳道内圧波形eは、図7で示したように、頸静脈圧波形oと同様に特徴あるa波、c波、x波、v波、y波がそれぞれ見られ、且つ図6で示したように、心電図波形f及び心音図波形gとの関係も、上述の頸静脈圧波形oと心電図波形f及び心音図波形gとの関係に極めて類似していることから、外耳道内圧波形eも頸静脈圧波形oと同様に、a波は右房の収縮、c波は三尖弁の右房への膨隆、x波は右房の弛緩、v波は右房への血流流入、y波は血液の右室への流入を示していることが考えられる。 As shown in FIG. 7, the external ear canal pressure waveform e obtained by using the jugular vein pressure calculation system according to the embodiment of the present invention has the characteristic a wave, c wave, x As shown in FIG. 6, the relationship between the electrocardiogram waveform f and the electrocardiogram waveform g is also related to the above-described jugular vein pressure waveform o, the electrocardiogram waveform f, and the electrocardiogram waveform g. As with the jugular vein pressure waveform o, the a-wave is the contraction of the right atrium, the c-wave is the bulge of the tricuspid valve to the right atrium, and the x-wave is It is considered that relaxation of the right atrium, v-wave indicates blood flow into the right atrium, and y-wave indicates blood inflow into the right ventricle.
すなわち、本実施例の頸静脈圧演算システムは、センサ12によって外耳道内圧変化を連続的に測定することにより、頸静脈圧の変動を測定することと同様の効果が得られ、外耳道内圧変化を示す波形データから非侵襲、非観血的に右心機能を捉えることが可能となる。
That is, the jugular vein pressure calculation system according to the present embodiment continuously measures changes in the external auditory canal pressure by the
上述のとおり、本発明の実施例1の形態に係る頸静脈圧演算システム及び頸静脈圧演算方法によれば、医師による高度な技術や経験に頼ることなく、正確、容易、且つ非侵襲、非観血的に心臓の右心機能を把握することができる。 As described above, the jugular vein pressure calculation system and the jugular vein pressure calculation method according to the first embodiment of the present invention are accurate, easy, non-invasive, and non-invasive without relying on advanced techniques and experience by a doctor. The right heart function of the heart can be grasped invasively.
すなわち、頸静脈の視診には多くの経験と熟練が必要とされているが、本実施例の外耳道内圧測定システムは、簡便且つ非侵襲的に外耳道内圧変化を測定し、心臓の右心機能を捉えることが可能となるので、外来やベッドサイドで日常的に利用することができ、臨床的価値が大いに期待できる。 That is, a lot of experience and skill are required for visual inspection of the jugular vein, but the external ear canal pressure measurement system of this embodiment measures the change in the external ear canal pressure in a simple and non-invasive manner, and the right heart function of the heart. Since it can be captured, it can be used on a daily basis at the outpatient or bedside, and clinical value can be greatly expected.
また、CPU32は、入出力インターフェース31により受信されたデジタル電気信号に対してローパス処理を施してノイズを除去するので、さらに正確に心臓の右心機能を把握することができる。
In addition, since the
さらに、センサ12とイヤーチップ11とが一体的に構成されている場合には、センサ12と測定する位置との距離が縮まるため、測定データ中のノイズの発生を抑えられるという利点を有する。
Further, when the
図8は、本発明の実施例2の頸静脈圧演算システムの構成を示すブロック図である。図1に示す実施例1の構成と異なる点は、被験者側ユニット1bがA/D変換装置13の代わりに送信用無線モジュール14を備えている点と、モニタリング側ユニット2bが受信用無線モジュール21を備えている点である。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of the jugular vein pressure calculation system according to the second embodiment of the present invention. 1 differs from the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1 in that the subject-side unit 1b includes a
送信用無線モジュール14は、図8に示すように、A/D変換部131と近距離送信部141とにより構成され、センサ12により測定されたデータを近距離無線通信でモニタリング側ユニット2bに送信する。
As shown in FIG. 8, the
実施例1においては、A/D変換部131は、本発明の変換部と送信部との双方の機能を兼ね備えたものであったが、本実施例におけるA/D変換部131は、本発明の変換部にのみ対応し、センサ12により出力されたアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する。
In the first embodiment, the A /
近距離送信部141は、本発明の送信部に対応し、A/D変換部131により変換されたデジタル電気信号を外部のモニタリング側ユニット2bに送信する。ここで、近距離送信部141は、近距離無線通信(無線電波方式)によりデジタル電気信号をモニタリング側ユニット2b内の受信用無線モジュール21に送信する。
The short-
受信用無線モジュール21は、USBポート等を介して情報処理装置3に接続されており、近距離受信部211を備えている。実施例1においては入出力インターフェース31が本発明の受信部に対応していたが、本実施例においては近距離受信部211が本発明の受信部に対応する。近距離受信部211は、近距離送信部141により送信されたデジタル電気信号を受信する。
The
その他の構成は、実施例1と同様であり、重複した説明を省略する。 Other configurations are the same as those of the first embodiment, and redundant description is omitted.
次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。A/D変換部131による動作までは実施例1と同様である。近距離送信部141は、A/D変換部131により変換されたデジタル電気信号を近距離無線通信で外部のモニタリング側ユニット2bに送信する。
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described. The operations up to the operation by the A /
受信用無線モジュール21内の近距離受信部211は、近距離送信部141により送信されたデジタル電気信号を受信するとともに、受信した信号を入出力インターフェース31を介してCPU32に出力する。
The
CPU32は、近距離受信部211により受信されたデジタル電気信号に基づいて、被験者の外耳道内圧変化のデータを取得する。
Based on the digital electrical signal received by the short
その他の作用は、実施例1と同様であり、重複した説明を省略する。 Other operations are the same as those in the first embodiment, and redundant description is omitted.
上述のとおり、本発明の実施例2の形態に係る頸静脈圧演算システム及び頸静脈圧演算方法によれば、実施例1と同様の効果を得られるのみならず、被験者がモニタリング側ユニット2bから離れていても右心機能を把握することができる。すなわち、被験者側ユニット1bは、比較的近距離であれば測定した外耳道内圧変化のデータを無線でモニタリング側ユニット2bへと送信することが可能となる。
As described above, according to the jugular vein pressure calculation system and the jugular vein pressure calculation method according to the form of the second embodiment of the present invention, not only can the same effect as the first embodiment be obtained, but also the subject can be monitored from the
図9は、本実施例の頸静脈圧演算システムにおける被験者側ユニット1bを装着したときの外観の一例を示す斜視図である。図9に示すように、イヤーチップ11は被験者の耳(外耳道)に挿入されており、エアーチューブ16を介してイヤーチップ11に接続されているセンサ12は、耳にフック等で装着される。また、センサ12に接続されている送信用無線モジュール14は、首からぶら下げることができる。なお、送信用無線モジュール14には、センサ12や送信用無線モジュール14の電源となる電池を収納するスペースが備わっている(図示省略)。
FIG. 9 is a perspective view showing an example of an appearance when the subject-side unit 1b is worn in the jugular vein pressure calculation system of the present embodiment. As shown in FIG. 9, the
図9に示すように、被験者は、近距離無線通信でデータを送信することができるため、被験者側ユニット1bが有線でモニタリング側ユニット2bに接続されている場合に比して、より自由な行動が可能となる。
As shown in FIG. 9, since the subject can transmit data by short-range wireless communication, the subject can move more freely than when the subject-side unit 1b is connected to the monitoring-
図10は、本発明の実施例3の頸静脈圧演算システムの構成を示すブロック図である。図1に示す実施例1の構成と異なる点は、被験者側ユニット1bがA/D変換装置13の代わりに送信用無線モジュール14と携帯端末15とを備えている点である。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of the jugular vein pressure calculation system according to the third embodiment of the present invention. The difference from the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1 is that the subject unit 1 b includes a
ただし、送信用無線モジュール14は、実施例2と同様に、A/D変換部131と近距離送信部141とにより構成され、センサ12により測定されたデータを近距離無線通信で携帯端末15に送信する。
However, the
実施例1においては、A/D変換部131は、本発明の変換部と送信部との双方の機能を兼ね備えたものであったが、本実施例におけるA/D変換部131は、本発明の変換部にのみ対応し、センサ12により出力されたアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する。また、近距離送信部141は、A/D変換部131により変換されたデジタル電気信号を近距離無線通信で携帯端末15に送信する。
In the first embodiment, the A /
なお、送信用無線モジュール14から携帯端末15へのデータ送信は、例えばブルートゥース(Bluetooth、登録商標)等の近距離通信規格を適用することができる。
Note that, for data transmission from the
携帯端末15は、本発明の送信部に対応し、A/D変換部131により変換されたデジタル電気信号を外部に送信する。具体的には、携帯端末15は、送信用無線モジュール14により送信されたデータを一旦受信し、通信プロトコルを変換して改めて送信する。この携帯端末15は、近距離受信部211、プロトコル変換部152、及び遠距離送信部153により構成され、例えば携帯電話等を用いることができる。
The
携帯端末15内の近距離受信部211は、近距離送信部141により送信されたデジタル電気信号を受信する。プロトコル変換部152は、近距離受信部211により受信されたデジタル電気信号に基づくデータの通信プロトコルをTCP/IPプロトコルに変換する。
The short
遠距離送信部153は、プロトコル変換部152によりプロトコル変換されたデータを携帯回線を通じてインターネット上に送信する。
The long-distance transmission unit 153 transmits the data subjected to protocol conversion by the
一方、モニタリング側ユニット2aの情報処理装置3は、例えばLANに接続され、LANがルータを通じてインターネットに接続されることで、インターネットを経由して被験者側ユニット1cから送られてくるデータを受信することができる。
On the other hand, the information processing device 3 of the
なお、情報処理装置3内の入出力インターフェース31は、実施例1と同様に本発明の受信部に対応し、携帯端末15により送信されたデジタル電気信号を受信する。
The input /
その他の構成は、実施例1と同様であり、重複した説明を省略する。 Other configurations are the same as those of the first embodiment, and redundant description is omitted.
次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。A/D変換部131による動作までは実施例1と同様である。近距離送信部141は、A/D変換部131により変換されたデジタル電気信号を近距離無線通信で携帯端末15に送信する。
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described. The operations up to the operation by the A /
携帯端末15内の近距離受信部211は、近距離送信部141により送信されたデジタル電気信号を受信するとともに、受信した信号をプロトコル変換部152に出力する。プロトコル変換部152は、近距離受信部211により受信されたデジタル電気信号に基づくデータの通信プロトコルをTCP/IPプロトコルに変換する。さらに、遠距離送信部153は、プロトコル変換部152によりプロトコル変換されたデータを携帯回線を通じてインターネット上に送信する。
The short
入出力インターフェース31は、携帯端末15により送信されたデジタル電気信号をインターネットを介して受信する。
The input /
CPU32は、入出力インターフェース31により受信されたデジタル電気信号に基づいて、被験者の外耳道内圧変化のデータを取得する。
Based on the digital electrical signal received by the input /
その他の作用は、実施例1と同様であり、重複した説明を省略する。 Other operations are the same as those in the first embodiment, and redundant description is omitted.
上述のとおり、本発明の実施例3の形態に係る頸静脈圧演算システム及び頸静脈圧演算方法によれば、実施例1,2と同様の効果を得られるのみならず、被験者側ユニット1c内の携帯端末15が通信回線網(インターネット)を介してモニタリング側ユニット2aに信号を送信するので、被験者とモニタリングを行う人間とが互いに遠く離れた場所にいても、インターネットを介して被験者側ユニット1cからモニタリング側ユニット2aにデータを送信することが可能となる。
As described above, according to the jugular vein pressure calculation system and the jugular vein pressure calculation method according to the form of the third embodiment of the present invention, not only the same effects as in the first and second embodiments can be obtained, but also in the subject-
特に、被験者側ユニット1cが複数ある場合でも、医師等のモニタリングを行う人間は、モニタリング側ユニット2aを1つ有していることにより、インターネット等の通信回線網を介して多くの被験者の右心機能を把握することができる。
In particular, even if there are a plurality of subject-
上記のように、本発明を実施の形態、変形例及び実施例によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではなく、この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなると考えられる。 As described above, the present invention has been described by way of embodiments, modifications, and examples. However, it should not be understood that the description and drawings that constitute a part of this disclosure limit the present invention. From this, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
例えば、本発明の実施の形態に係る頸静脈圧演算システムでは被験者側ユニットがA/D変換装置(A/D変換部)を備えるが、これに限定されるわけではなく、A/D変換装置はモニタリング側ユニットが備えるようにしても良い。このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。 For example, in the jugular vein pressure calculation system according to the embodiment of the present invention, the subject-side unit includes an A / D converter (A / D converter), but the present invention is not limited to this, and the A / D converter is not limited thereto. May be provided in the monitoring unit. As described above, the present invention naturally includes various embodiments not described herein.
本発明に係る頸静脈圧演算システムは、心臓の右心機能を把握するために外耳道内圧の変化を測定する頸静脈圧演算システム及び頸静脈圧演算方法に利用可能である。 The jugular vein pressure calculation system according to the present invention can be used in a jugular vein pressure calculation system and a jugular vein pressure calculation method for measuring changes in the external auditory canal pressure in order to grasp the right heart function of the heart.
1a,1b,1c 被験者側ユニット
2a,2b モニタリング側ユニット
3 情報処理装置
11 イヤーチップ
12 センサ
13 A/D変換装置
14 送信用無線モジュール
15 携帯端末
16 エアーチューブ
17 接続コード
18 フック
21 受信用無線モジュール
31,33 入出力インターフェース
32 演算制御装置(CPU)
34 入力装置
35 出力装置
36 表示装置
37 データ記憶装置
121 取得部
122 比較部
123 増幅部
124 基準電圧記憶装置
131 A/D変換部
141 近距離送信部
152 プロトコル変換部
153 遠距離送信部
211 近距離受信部
321 データ処理部
322 データ表示部
1a, 1b, 1c
34
Claims (8)
前記被験者側ユニットにより測定された外耳道内圧をモニタリングするモニタリング側ユニットとを備え、
前記被験者側ユニットは、
前記被験者の外耳道に挿入されるイヤーチップと、
前記イヤーチップに接続され、前記イヤーチップを介して前記外耳道の内圧変化を測定するとともに、測定結果に応じたアナログ電気信号を出力する外耳道内圧測定部と、
前記外耳道内圧測定部により出力されたアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する変換部と、
前記変換部により変換されたデジタル電気信号を外部に送信する送信部とを有し、
前記モニタリング側ユニットは、
前記送信部により送信されたデジタル電気信号を受信する受信部と、
前記受信部により受信されたデジタル電気信号に基づいて前記被験者の外耳道内圧変化のデータを取得するデータ処理部と、
前記データ処理部により取得されたデータを表示する表示部と、
前記外耳道の内圧波形と前記被験者の頸静脈圧のa波、c波、x波、v波、y波との対応に基づいて、前記外耳道内圧変化を示す波形の変化から前記頸静脈圧の変化を求める演算部と、
を有することを特徴とする頸静脈圧演算システム。 A subject-side unit that is provided on the subject side and measures the state of the ear canal pressure of the subject; and
A monitoring side unit that monitors the external ear canal pressure measured by the subject side unit,
The subject side unit is:
An ear tip inserted into the ear canal of the subject;
Connected to the ear tip, measures the change in internal pressure of the ear canal via the ear tip, and outputs an analog electrical signal according to the measurement result,
A conversion unit that converts the analog electrical signal output by the external ear canal pressure measurement unit into a digital electrical signal;
A transmission unit that transmits the digital electric signal converted by the conversion unit to the outside,
The monitoring unit is
A receiver that receives the digital electrical signal transmitted by the transmitter;
A data processing unit that acquire the data of the ear canal pressure change of the subject based on the digital electric signal received by the receiving unit,
A display unit for displaying data acquired by the data processing unit;
Based on the correspondence between the internal pressure waveform of the ear canal and the a-wave, c-wave, x-wave, v-wave, and y-wave of the subject's jugular vein pressure, the change in the jugular vein pressure from the change in the waveform indicating the change in the external ear canal pressure An arithmetic unit for obtaining
A jugular vein pressure calculation system comprising:
前記イヤーチップは、前記エアーチューブを介して前記外耳道内圧測定部に接続されていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の頸静脈圧演算システム。 Comprising an air tube formed so as to penetrate the central axis of the ear tip and reach the tip of the ear tip and open at the tip.
3. The jugular vein pressure calculation system according to claim 1, wherein the ear tip is connected to the ear canal internal pressure measurement unit via the air tube.
前記外耳道内圧測定ステップにより出力されたアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する変換ステップと、
前記変換ステップにより変換されたデジタル電気信号を外部に送信する送信ステップと、
前記送信ステップにより送信されたデジタル電気信号を受信する受信ステップと、
前記受信ステップにより受信されたデジタル電気信号に基づいて前記被験者の外耳道内圧変化のデータを取得するデータ処理ステップと、
前記データ処理ステップにより取得されたデータを表示する表示ステップと、
前記外耳道の内圧波形と前記被験者の頸静脈圧のa波、c波、x波、v波、y波との対応に基づいて、前記外耳道内圧変化を示す波形の変化から前記頸静脈圧の変化を演算部により求める演算ステップと、
を備えることを特徴とする頸静脈圧演算方法。 Measuring the internal pressure change of the ear canal via an ear tip inserted into the ear canal of the subject, and outputting an analog electric signal according to the measurement result,
A conversion step of converting the analog electrical signal output by the external ear canal pressure measurement step into a digital electrical signal;
A transmission step of transmitting the digital electric signal converted by the conversion step to the outside;
Receiving the digital electrical signal transmitted by the transmitting step; and
A data processing step of get the data of the ear canal pressure change of the subject based on the received digital electrical signal by the reception step,
A display step for displaying the data acquired by the data processing step;
Based on the correspondence between the internal pressure waveform of the ear canal and the a-wave, c-wave, x-wave, v-wave, and y-wave of the subject's jugular vein pressure, the change in the jugular vein pressure from the change in the waveform indicating the change in the external ear canal pressure Calculating step by the calculating unit;
A method of calculating jugular vein pressure, comprising :
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