JP5718946B2 - 心臓不整脈診断装置 - Google Patents
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Description
不整脈の場合には大半が発病後に発見され、治療を行っているのが現状である。
心臓組織において活動電圧(電気的興奮に対応する)の伝導現象を記述する支配方程式は、下記式1のように表される。式1は、心臓細胞の電気的活動状況を総合して組織レベルで電気的波動現象を記述する方程式である。
[式1]
により無次元化された変数である。
は特性電圧であり、Lは心臓の特性長さ(心臓表面積の2乗根又は心臓体積の3乗根)であり、Tは特性時間であって、L/vで表され、vは活動電圧の伝導速度(cm/s)である。従って、Tは電気的パルスが組織の大きさLまで到達するのにかかる時間になる。
は特性電流であって、
で表される。ここで、lは単位心筋細胞の長さであり、Asは心筋細胞の表面積であり、Aは心筋細胞の断面積である。
心臓電気波動の支配方程式が式1であり、これを無次元化する場合、無次元方程式である式2では無次元数[Sh]が誘導される。従って、心臓電気波動は根本的に無次元数[Sh]によって決定され、心臓病理的現象もこれに左右される。即ち、深刻な不整脈症状である頻脈、細動現象に対する危険度の予測及び診断に無次元数[Sh]が使用され得る。また、不整脈でない正常な場合であっても、心臓組織の電気波動の進行が正常であるかを予測し判断する根拠としても活用され得る。即ち、老化や肥満など多様な要因により発生する初期の肥大型心筋症の場合にも無次元数[Sh]の変化があり、これから心筋肥大などを逆推論することができる。そして、不整脈患者らの治療効果を定量化するのに使用され得る。即ち、治療或いは薬物の投与前後[Sh]を比較することで、該当患者が回復しているか否かを定量的に判断できるようになる。
ここでは、簡単に心臓表面組織を2次元的に単純化して説明する。もちろん、実際の心筋の場合、3次元的な特性と組織伝導性の異方性があるが、2次元的な分析も心臓病の分析のためのモデルとして普遍的に活用されている。本研究では、以下の参考文献に提示されたように、2次元的な組織を対象に分析を行った。ここで議論の焦点は、果して心臓組織でShim数によって心筋組織上で頻脈や細動の形成が変化したかを分析することである。
ten Tusscher,K.H.,D.Noble,P.J.Noble,and A.V.Panfilov,A model for human ventricular tissue.Am J Physiol Heart Circ Physiol,2004.286(4):p.H1573−89.
[式5]
[式8]
ここで、[Sh]は無次元数であり、fは心臓電気波動の周波数であり、Lは心臓の寸法であり、CVは心臓電気波動の伝導速度である。
Claims (11)
- 心臓の寸法を測定する第1測定部と、
前記心臓の電気波動の周波数を測定する第2測定部と、
前記心臓の電気波動の伝導速度を測定する第3測定部と、
前記第1測定部、第2測定部及び第3測定部で測定された値に基づいて前記心臓が不整脈であるか否かを判断する判断部と、を備え、
前記判断部は、前記心臓の寸法、心臓の電気波動の周波数及び心臓の電気波動の伝導速度を処理して無次元数を演算し、前記演算された無次元数を用いて前記心臓が不整脈であるか否かを判断し、
前記無次元数は、下記式8により演算されることを特徴とする心臓不整脈診断装置;
[式8]
前記式8において、Shは無次元数であり、fは心臓電気波動の周波数であり、Lは心臓の寸法であり、CVは心臓電気波動の伝導速度である。 - 外部装置とのデータ通信のためのインターフェース部と、
前記インターフェース部を通じて入力された心臓の寸法、前記心臓の電気波動の周波数及び前記心臓の電気波動の伝導速度に基づいて前記心臓が不整脈であるか否かを判断する判断部と、を備え、
前記判断部は、前記心臓の寸法、心臓の電気波動の周波数及び心臓の電気波動の伝導速度を処理して無次元数を演算し、前記演算された無次元数を用いて前記心臓が不整脈であるか否かを判断し、
前記無次元数は、下記式8により演算されることを特徴とする心臓不整脈診断装置;
[式8]
前記式8において、Shは無次元数であり、fは心臓電気波動の周波数であり、Lは心臓の寸法であり、CVは心臓電気波動の伝導速度である。 - 前記判断部は、前記無次元数Shが予め設定された基準値以上であれば、前記心臓が不整脈であると判断することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の心臓不整脈診断装置。
- 前記心臓の電気波動の周波数は、ECG信号を用いて測定され、
前記心臓の電気波動の伝導速度は、ECG信号又はECG信号及び心臓の寸法を共に用いて測定されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の心臓不整脈診断装置。 - 前記判断部は、前記無次元数Shが800〜1200の範囲中の特定の値より大きければ、前記心臓が不整脈であると判断することを特徴とする請求項5に記載の心臓不整脈診断装置。
- 心臓の寸法を測定する第1測定部と、
前記心臓を測定してECG信号を出力する第2測定部と、
前記ECG信号を用いて前記心臓の電気波動の周波数を演算し、前記ECG信号を用いるか、前記ECG信号及び心臓の寸法を共に用いて前記心臓の電気波動の伝導速度を演算し、前記心臓の寸法、心臓の電気波動の周波数及び心臓の電気波動の伝導速度に基づいて前記心臓が不整脈であるか否かを判断する判断部と、を備え、
前記判断部は、前記心臓の寸法、心臓の電気波動の周波数及び心臓の電気波動の伝導速度を処理して無次元数を演算し、前記演算された無次元数を用いて前記心臓が不整脈であるか否かを判断し、
前記無次元数は、下記式8により演算されることを特徴とする心臓不整脈診断装置;
[式8]
前記式8において、Shは無次元数であり、fは心臓電気波動の周波数であり、Lは心臓の寸法であり、CVは心臓電気波動の伝導速度である。 - 外部装置とのデータ通信のためのインターフェース部と、
前記インターフェース部を通じて入力された心臓のECG信号を用いて前記心臓の電気波動の周波数を演算し、前記インターフェース部を通じて入力された前記ECG信号を用いるか、前記ECG信号及び心臓の寸法を共に用いて前記心臓の電気波動の伝導速度を演算し、前記心臓の寸法、心臓の電気波動の周波数及び心臓の電気波動の伝導速度に基づいて前記心臓が不整脈であるか否かを判断する判断部と、を備え、
前記判断部は、前記心臓の寸法、心臓の電気波動の周波数及び心臓の電気波動の伝導速度を処理して無次元数を演算し、前記演算された無次元数を用いて前記心臓が不整脈であるか否かを判断し、
前記無次元数は、下記式8により演算されることを特徴とする心臓不整脈診断装置;
[式8]
前記式8において、Shは無次元数であり、fは心臓電気波動の周波数であり、Lは心臓の寸法であり、CVは心臓電気波動の伝導速度である。 - 前記判断部は、前記無次元数Shが予め設定された基準値以上であれば、前記心臓が不整脈であると判断することを特徴とする請求項7または請求項8に記載の心臓不整脈診断装置。
- 前記判断部は、前記無次元数Shが800〜1200の範囲中の特定の値より大きければ、前記心臓が不整脈であると判断することを特徴とする請求項10に記載の心臓不整脈診断装置。
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