JP6189043B2 - 左心房圧計測装置の作動方法および左心房圧計測装置 - Google Patents

Description

本発明は、左心房圧の計測方法等に関する。

心機能を評価する上で、血圧・心拍出量のほかに左心房圧（left atrial pressure：ＬＡＰ）が重要とされる。そこで、左心房圧を計測するための様々な技術が考案されてきた。例えば、食道が左心房の丁度背中側を通っていることに着目し、先端にバルーンが装着されたカテーテルを食道に挿入し、左心房に隣接する位置で膨らませ、バルーン内圧を計測することで平均左心房圧を計測する技術が知られるところである（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００６−１４２０３８号公報

上記従来技術では、食道内にバルーンを留置しなければならないため、被検者に大きな負担をかけざるを得ない。

また、上記従来技術の他に、肺動脈カテーテル法や、超音波ドップラー心エコー法などが知られているが、それぞれに課題がある。

例えば、肺動脈カテーテル法では、カテーテルを頸静脈から右心房を経て肺動脈まで挿入する。そして、カテーテルに設けられたバルーンを肺動脈に楔入して一時的に血流を遮断し、その間にカテーテルの先端に作用した静圧力を計測する。計測された静圧力すなわち肺動脈楔入圧（pulmonary capillary wedge pressure：ＰＣＷＰ）が左心房圧（ＬＡＰ）の代用とされる。計測精度は高いとされるが極めて侵襲的である。また、カテーテルを適切な位置に挿入するにはオペレーターの高い熟練が要求される。

また、超音波ドップラー心エコー法では、経胸壁超音波ドップラー心エコーにより、僧帽弁口血流波形の拡張早期波高（Ｅ）と、僧帽弁輪運動速度波形の拡張早期波高（ｅ’）との比（Ｅ／ｅ’）を用いて左心房圧（ＬＡＰ）を推定する。しかし、最近の研究では様々な心疾患においてＥ／ｅ’が必ずしも肺動脈楔入圧（ＰＣＷＰ）に相関があるとは言えない場合があることが分かってきた。

本発明は、こうした背景のもとに考案されたものであり、新たな左心房圧（ＬＡＰ）の計測技術を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するための第１の発明は、右心室の運動能力を示す第１の指標値を計測することと、左心室の運動能力を示す第２の指標値を計測することと、前記第１の指標値および第２の指標値と、測定或いは推定された右心房圧とを用いて、左心房圧を推定することと、を含む左心房圧計測方法である。

また、第１の発明に係る別形態として、右心室の運動能力を示す第１の指標値と、左心室の運動能力を示す第２の指標値とを計測する計測部と、前記第１の指標値および第２の指標値と、測定或いは推定された右心房圧とを用いて、左心房圧を推定する推定部と、を備えた左心房圧計測装置を構成することができる。

第２の発明は、前記推定することは、前記第１の指標値および前記第２の指標値の相対比率を求めることと、前記相対比率と前記右心房圧とを用いて、前記左心房圧を推定することと、を含む、第１の発明の左心房圧計測方法である。

第１及び第２の発明によれば、右心房圧と、右心室の運動能力を示す第１の指標値と、左心室の運動能力を示す第２の指標値とから左心房圧を推定することができる。

第３の発明は、前記第１の指標値を計測することは、三尖弁輪の速度を計測して前記第１の指標値を求めることを含み、前記第２の指標値を計測することは、僧帽弁輪の速度を計測して前記第２の指標値を求めることを含む、第１又は第２の発明の左心房圧計測方法である。

第４の発明は、前記第１の指標値を計測することは、超音波を用いて拍動に伴う三尖弁輪の速度を計測し、収縮期の計測値の最大値又は平均値を前記第１の指標値とすることを含み、前記第２の指標値を計測することは、超音波を用いて拍動に伴う僧帽弁輪の速度を計測し、収縮期の計測値の最大値又は平均値を前記第２の指標値とすることを含む、第３の発明の左心房圧計測方法である。

第５の発明は、前記第１の指標値を計測することは、三尖弁輪の加速度を計測して前記第１の指標値を求めることを含み、前記第２の指標値を計測することは、僧帽弁輪の加速度を計測して前記第２の指標値を求めることを含む、第１又は第２の発明の左心房圧計測方法である。

第６の発明は、前記第１の指標値を計測することは、超音波を用いて拍動に伴う三尖弁輪の加速度を計測し、収縮期の計測値の最大値又は平均値を前記第１の指標値とすることを含み、前記第２の指標値を計測することは、超音波を用いて拍動に伴う僧帽弁輪の加速度を計測し、収縮期の計測値の最大値又は平均値を前記第２の指標値とすることを含む、第５の発明の左心房圧計測方法である。

第３〜第６の発明によれば、三尖弁輪及び僧帽弁輪の速度や加速度は、超音波ドップラー心エコー技術を用いることで計測が可能である。よって、低侵襲に左心房圧を計測できる。

第７の発明は、前記第１の指標値を計測することは、超音波を用いて拍動に伴う三尖弁輪の位置変化を連続的に計測することで前記第１の指標値を連続的に計測することを含み、前記第２の指標値を計測することは、超音波を用いて拍動に伴う僧帽弁輪の位置変化を連続的に計測することで前記第２の指標値を連続的に計測することを含み、前記左心房圧を推定することは、前記第１の指標値及び前記第２の指標値を用いて、前記左心房圧を連続的に推定することを含む、第３〜第６の何れかの発明の左心房圧計測方法である。

第８の発明は、前記三尖弁輪の位置変化の計測、及び、前記僧帽弁輪の位置変化の計測を、皮膚面に貼付した超音波センサー部を用いて行うことを含む、第７の発明の左心房圧計測方法である。

第７及び第８の発明によれば、三尖弁輪及び僧帽弁輪の位置変化は、超音波ドップラー心エコー技術を用いることで計測が可能である。よって、低侵襲に左心房圧を計測できる。

第９の発明は、頸静脈圧又は末梢静脈圧を計測することと、前記計測した頸静脈圧又は末梢静脈圧から前記右心房圧を推定することと、を更に含む第１〜第８の何れかの発明に記載の左心房圧計測方法である。

公知技術により、頸静脈圧又は末梢静脈圧の計測は非侵襲に計測できる。
よって、第９の発明によれば第１〜第８の何れかと同様の効果が得られるのは勿論のこと、右心房圧を非侵襲に計測できる。

心臓の概略断面図。 第１実施形態における左心房圧計測装置のシステム構成例を示す図。 第１実施形態における左心房圧計測装置の機能構成例を示す機能ブロック図。 第１実施形態における左心房圧計測装置の処理の流れを説明するためのフローチャート。 予備実験結果に基づく肺動脈楔入圧（ＰＣＷＰ）と頸静脈圧（ＪＶＰ）との関係を示すグラフ。 予備実験結果に基づく収縮期最大三尖弁輪速度（Ｓ_Ｔ）と収縮期最大僧帽弁輪速度（Ｓ_Ｍ）との比と、心臓の状態との関係を示すグラフ。 予備実験結果に基づく肺動脈楔入圧（ＰＣＷＰ）と、頸静脈圧（ＪＶＰ）にＳ_Ｔ／Ｓ_Ｍを乗じた値との関係を示すグラフ。 本実験で計測された頸静脈圧（ＪＶＰ）及びＳ_Ｔ／Ｓ_Ｍに基づいて式（Ｊ）から推定された左心房圧（ＬＡＰ）と肺動脈楔入圧（ＰＣＷＰ）との関係を示すグラフ。 末梢静脈圧と右心房圧の関係を示すグラフ。 左心房圧計測装置の変形例のシステム構成例を示す図。

先ず、本実施形態における左心房圧の推定原理について説明する。
図１は、心臓の構造を示す概略図である。血液は心臓から送出され、全身或いは肺を巡って心臓に戻る循環サイクルをとる。このため、右心室２から流れ出る血流量Ｆ２と、左心室４から流れ出る血流量Ｆ４とは同量と考えられる。そして、左心房圧（ＬＡＰ）は左心室４への血液充満圧になり、右心房圧（right atrial pressure：ＲＡＰ）は右心室２への血液充満圧になる。然るに、心房圧が増えれば心室から流れ出す血流量は増えることになる。

ここで、心室機能の良し悪しと心房圧との関係に着目すると、機能が良好な心室は所定の血流量を低い心房圧で送り出すことができるが、機能が低下した心室は所定の血流量を送り出すために高い心房圧が必要になる。従って、左右が同じ心拍出量と仮定すると、右心室機能が左心室機能に対して相対的に高い（良好）ならば、右心房圧は左心房圧より低くなる（＝左心房圧は右心房圧よりも高くなる）はずである。逆に、右心室機能が左心室機能に対して相対的に低いならば、右心房圧は左心房圧より高くなる（＝左心房圧は右心房圧より低くなる）はずである。

一方、三尖弁６の付け根に当たる部位である三尖弁輪８の速度（心尖部側へ近接／離間する方向に沿った速度）の収縮期の最大値、すなわち収縮期最大三尖弁輪速度（Ｓ_Ｔ）は、右心室機能と強く相関することが知られている（［参考文献］International Journal of Cardiology 2011;151:58-62）。そのため、収縮期最大三尖弁輪速度（Ｓ_Ｔ）は右心室の運動能力を表わす指標値（第１指標値）として用いることができる。
また、僧帽弁７の付け根に当たる部位である僧帽弁輪９の速度（心尖部側へ近接／離間する方向に沿った速度）の収縮期の最大値、すなわち収縮期最大僧帽弁輪速度（Ｓ_Ｍ）は左心室機能と強く相関することが知られている（［参考文献］American Journal of Cardiology 1996;77:979-984）。そのため、収縮期最大僧帽弁輪速度（Ｓ_Ｍ）は、左心室の運動能力を表わす指標値（第２指標値）として用いることができる。

従って、左右の心室の機能の強弱関係は、「第１指標／第２指標」すなわち「Ｓ_Ｔ／Ｓ_Ｍ」で表わすことが可能で有り、右心房圧と「Ｓ_Ｔ／Ｓ_Ｍ」とが分かれば左心房圧を良好に推定することができることになる。

当該原理を左心房圧・右心房圧・「Ｓ_Ｔ／Ｓ_Ｍ」間に存在する生理学的関係に基づいて求めると次のように記述できる。
すなわち、前述のように収縮期最大三尖弁輪速度（Ｓ_Ｔ）は、右心室機能である例えば駆出率（ＥＦ：Ejection Fraction＝１回拍出量／心室拡張末期容積）と線形相関する。また、収縮期最大僧帽弁輪速度（Ｓ_Ｍ）は左心室機能である例えば駆出率（ＥＦ）と線形相関する。従って、それぞれ式（Ａ）、式（Ｂ）と記述できる。
Ｓ_Ｔ＝α_Ｒ・右心室１回拍出量／右心室拡張末期容積 ・・・式（Ａ）
Ｓ_Ｍ＝α_Ｌ・左心室１回拍出量／左心室拡張末期容積 ・・・式（Ｂ）
（但し、α_Ｒ、α_Ｌは比例定数）

平衡状態では左心室と右心室の１回拍出量は同じなので、式（Ａ）、式（Ｂ）から式（Ｃ）と記述できる。
左心室拡張末期容積＝α_Ｌ／Ｒ・（Ｓ_Ｔ／Ｓ_Ｍ）・右心室拡張末期容積 ・・・式（Ｃ）
（但し、α_Ｌ／Ｒは、α_Ｌ／α_Ｒの比例定数）

ここで、左右の心室の拡張容積と拡張期圧の関係は、式（Ｄ）及び式（Ｅ）に近似できることが知られている（［参考文献］American Journal of Physiology 2006;291:H403-412）。
右心室拡張末期圧＝Ａ_Ｒ・右心室拡張末期容積^ＢＲ ・・・式（Ｄ）
左心室拡張末期圧＝Ａ_Ｌ・左心室拡張末期容積^ＢＬ ・・・式（Ｅ）
（但し、Ａ_Ｒ、Ａ_Ｌ、ＢＲ、ＢＬは定数で、ＢＲ、ＢＬはべき乗の指数（べき数）である。）

また、右心室拡張末期圧及び右心室拡張末期圧については、それぞれ式（Ｆ）、式（Ｇ）と記述できる。
右心室拡張末期圧≒右心房圧 ・・・式（Ｆ）
左心室拡張末期圧≒左心房圧 ・・・式（Ｇ）

よって、式（Ｃ）〜式（Ｇ）を統合すると、左心房圧は右心房圧と「Ｓ_Ｔ／Ｓ_Ｍ」に対して次式（Ｈ）が導かれる。
ｌｎ（左心房圧）＝Ｃ１・ｌｎ（右心房圧）＋Ｃ２・ｌｎ（Ｓ_Ｔ／Ｓ_Ｍ）＋Ｃ３
・・・式（Ｈ）

式（Ｈ）のＣ１、Ｃ２、Ｃ３は、α_Ｌ／Ｒ、Ａ_Ｒ、Ａ_Ｌ、ＢＲ、ＢＬから求められる定数であって、本実施形態では後述する予備実験の結果から回帰的に求めた値を用いる。

そして、式（Ｈ）を解くと式（Ｊ）が導かれる。
左心房圧＝ＥＸＰ［Ｃ１・ｌｎ（右心房圧）＋Ｃ２・ｌｎ（Ｓ_Ｔ／Ｓ_Ｍ）＋Ｃ３］
・・・式（Ｊ）

よって、右心房圧・収縮期最大三尖弁輪速度（Ｓ_Ｔ）・収縮期最大僧帽弁輪速度（Ｓ_Ｍ）の３つを計測すれば、それらの値に基づいて上記式（Ｊ）から左心房圧を良好に推定することができる。

〔第１実施形態〕
次に、本発明を適用した第１実施形態について説明する。
図２は、本実施形態における左心房圧計測装置８００のシステム構成例を示す図である。本実施形態の左心房圧計測装置８００は、
（１）頸静脈圧計測装置８１０と、
（２）経胸壁心エコー装置８２０と、
（３）心電図装置８３０と、
（４）左心房圧を推定算出して時系列に記憶する処理装置８４０と、を備えた、一種のコンピューターシステムである。

本実施形態の頸静脈圧計測装置８１０は、頸静脈圧計測カテーテル８１２により頸静脈圧（jugular venous pressure : ＪＶＰ）を計測する公知の装置であって、頸静脈圧のデータを逐次、処理装置８４０へ送信する。

経胸壁心エコー装置８２０は、「心エコー」と呼ばれる心臓超音波診断装置である。経胸壁超音波プローブ８２２から計測用の超音波を照射し、被検者１０からの反射波（超音波エコー）を受けて電気信号に変換する。経胸壁超音波プローブ８２２の装着位置は、超音波ビームの照射範囲内に三尖弁輪８と僧帽弁輪９とが含まれるように調整されるものとする。

本実施形態の経胸壁心エコー装置８２０では、オペレーターがタッチパネル８４４に表示されるエコー画面上でカーソルを用いて指定することで、カーソル指定位置の位置変位量、変位速度、加速度を連続的に算出できる。カーソル指定位置は、本実施形態では三尖弁輪８及び僧帽弁輪９の位置とされる。そして、心筋組織ドップラー法を用いて、周期的に、カーソル指定位置それぞれの速度から拍動周期におけるピーク値を抽出することで収縮期最大三尖弁輪速度（Ｓ_Ｔ）と収縮期最大僧帽弁輪速度（Ｓ_Ｍ）とを求め、処理装置８４０へそれらのデータを逐次送信することができる。また、経胸壁心エコー装置８２０は、心拍数や、三尖弁輪８及び僧帽弁輪９の速度波形データを送信することができる。

尚、本実施形態の経胸壁超音波プローブ８２２は、被検者１０の胸部に貼り付け可能な薄型平面状のパッドタイプ超音波プローブである。また、図示の例では、経胸壁心エコー装置８２０は一台としているが、収縮期最大三尖弁輪速度（Ｓ_Ｔ）を求める１台目と、収縮期最大僧帽弁輪速度（Ｓ_Ｍ）を求める２台目と言った具合に複数台を用いる構成としても良い。

心電図装置８３０は、被検者１０の胸部に取り付けられた電極８３２を用いて心電図を計測し、心拍数を処理装置８４０へ出力する。尚、心電図装置８３０は、頸静脈圧計測装置８１０や経胸壁心エコー装置８２０の一機能として実現される構成でもよい。経胸壁心エコー装置８２０の一機能とする場合には、例えば、三尖弁輪８の速度と僧帽弁輪９の速度の時系列波形から拍動周期を検出して心拍数を計測するとしてもよい。

処理装置８４０は、キーボード８４２（図の例ではスイングアップタイプ）と、タッチパネル８４４と、データロガー８４６と、制御基板８５０とを備える。

制御基板８５０は、ＣＰＵ（central processing unit）８５１やＧＰＵ（graphics processing unit）、ＤＳＰ（digital signal processor）などの各種マイクロプロセッサー、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）や電子回路、ＶＲＡＭやＲＡＭ，ＲＯＭ等の各種ＩＣメモリー８５２やハードディスクなどの記憶媒体、外部からのデータ送受を実現するインターフェースＩＣや接続端子、電源回路、通信装置８５３、などにより実現される。通信装置８５３は、経胸壁心エコー装置８２０や心電図装置８３０等との間でデータ通信を確立し、頸静脈圧、収縮期最大三尖弁輪速度（Ｓ_Ｔ）、収縮期最大僧帽弁輪速度（Ｓ_Ｍ）等の各データを受信することができる。

制御基板８５０は、ＩＣメモリー８５２やハードディスクなどの記憶媒体に記憶されているプログラムを実行し、キーボード８４２やタッチパネル８４４から入力された頸静脈圧計測装置８１０で計測された数値と、経胸壁心エコー装置８２０から得た収縮期最大三尖弁輪速度（Ｓ_Ｔ）と収縮期最大僧帽弁輪速度（Ｓ_Ｍ）から左心房圧を逐次算出し、データロガー８４６に時系列に記憶させる。

［機能ブロック図の説明］
図３は、本実施形態における左心房圧計測装置８００の機能構成例を示す機能ブロック図である。左心房圧計測装置８００は、操作入力部１００と、第１指標値計測部１０１と、第２指標値計測部１０２と、第３指標値計測部１０３と、処理部２００と、通信部３７０と、記憶部５００とを備える。

操作入力部１００は、左心房圧計測装置８００への操作や数値の入力を受け付け、入力信号を処理部２００へ出力する。キーボード（ハードウェアキーボード、ソフトウェアキーボード何れでも可）、スイッチ、レバー、ＣＣＤモジュールなどの入力デバイスで実現される。本実施形態では、図２のキーボード８４２やタッチパネル８４４がこれに該当する。

第１指標値計測部１０１は、右心室運動機能を表わす第１の指標値の計測制御及び算出を周期的に行い、第１指標値を処理部２００へ出力する。本実施形態では、図２の経胸壁心エコー装置８２０がこれに該当する。第１指標値計測部１０１は、三尖弁輪８の速度を計測し、収縮期最大三尖弁輪速度（Ｓ_Ｔ）を第１指標値として算出し、第１指標値を処理部２００へ出力する。

第２指標値計測部１０２は、左心室運動機能を表わす第２の指標値の計測制御及び算出を周期的に行い、第２指標値を処理部２００へ出力する。本実施形態では、図２の経胸壁心エコー装置８２０がこれに該当する。第２指標値計測部１０２は、僧帽弁輪９の速度を計測し、収縮期最大僧帽弁輪速度（Ｓ_Ｍ）を第２指標値として算出し、第２指標値を処理部２００へ出力する。

第３指標値計測部１０３は、右心房圧と相関性の高い第３指標値の計測制御及び算出を周期的に行い、第３指標値を処理部２００へ出力する。本実施形態では、図２の頸静脈圧計測装置８１０がこれに該当する。第３指標値計測部１０３は、頸静脈圧を計測し第３指標値として処理部２００へ出力する。

心拍計測部１０４は、連続的に心拍を計測し、処理部２００へ出力する。本実施形態では、図２の心電図装置８３０がこれに該当する。

処理部２００は、所定のプログラムを実行することにより、各種演算処理を実行して、左心房圧計測装置８００の動作を統合的に制御する。本実施形態では、右心房圧算出部２０４と、左心房圧算出部２０６と、画像生成部２６０とを有する。図２の制御基板８５０がこれに該当する。

右心房圧算出部２０４は、右心房圧と相関性の高い第３指標値から右心房圧を推定算出する。本実施形態では、頸静脈圧（jugular venous pressure : ＪＶＰ）から右心房圧を算出する。算出方法については公知文献（Drazner et al. "Value of clinician assessment of hemodynamics in advanced heart failure", Circ Heart Fail,2008;1:170-177）を適宜参照可能である。

左心房圧算出部２０６は、右心房圧算出部２０４で算出された右心房圧と、第１指標値計測部１０１で得られた収縮期最大三尖弁輪速度（Ｓ_Ｔ）と、第２指標値計測部１０２で得られた収縮期最大僧帽弁輪速度（Ｓ_Ｍ）とから左心房圧を上記式（Ｊ）に基づいて逐次算出し、算出された左心房圧を左心房圧データ５０６として記憶部５００に時系列に記憶させる。

画像生成部２６０は、左心房圧の計測結果を時系列に示す画像を生成し、当該画像の表示信号を生成して画像表示部３６０へ出力する。

画像表示部３６０は、フラットパネルディスプレイなどの画像表示デバイスにより実現され、モニター中の各種情報を画像表示する。図２のタッチパネル８４４がこれに該当する。

記憶部５００は、ＩＣメモリーや、ハードディスクなどの記憶媒体により実現される。図２のデータロガー８４６や、ＩＣメモリー８５２がこれに該当する。
本実施形態の記憶部５００はシステムプログラム５０２と、左心房圧計測プログラム５０４と、左心房圧データ５０６とを記憶する。また、各機能部で共有のデータ記憶領域として機能する。

システムプログラム５０２は、処理部２００をコンピューターとして機能させるための基本プログラムである。システムプログラム５０２を実行した状態で、左心房圧計測プログラム５０４を実行することにより、処理部２００が有する各機能部を実現することができる。

［処理の流れの説明］
図４は、本実施形態における左心房圧計測装置８００による左心房圧の計測に係る処理の流れを説明するためのフローチャートである。ここで説明する一連の処理は、処理部２００が左心房圧計測プログラム５０４を実行することにより実現される。

先ず、左心房圧計測装置８００は、心電図装置８３０による心電図の計測を開始し、心拍タイミング信号と心拍数のデータとを経胸壁心エコー装置８２０及び処理装置８４０に出力開始する（ステップＳ２）。もし、心電図装置８３０を独立した装置とする構成ならば、起動させて心電図計測を開始させるとともに、通信ケーブルを経胸壁心エコー装置８２０や処理装置８４０へ接続させ、それらの装置に心拍タイミング信号と心拍数のデータとを出力させればよい。

次いで、左心房圧計測装置８００は、頸静脈圧計測装置８１０による頸静脈圧の計測と計測データの出力とを開始し（ステップＳ４）、処理装置８４０による右心房圧の算出を開始する（ステップＳ６）。

次に、経胸壁心エコー装置８２０による第１指標値の計測と計測データの出力とを開始する（ステップＳ１０）。具体的には、三尖弁輪速度の計測を開始し（ステップＳ１２）、計測した三尖弁輪速度のうち収縮期の最大値すなわち収縮期最大三尖弁輪速度（Ｓ_Ｔ）を検出し、処理装置８４０へ出力する制御を開始する（ステップＳ１４）。

また、経胸壁心エコー装置８２０による第２指標値の計測と計測データの出力とを開始する（ステップＳ２０）。具体的には、僧帽弁輪速度の計測を開始し（ステップＳ２２）、計測した僧帽弁輪速度のうち収縮期の最大値すなわち収縮期最大僧帽弁輪速度（Ｓ_Ｍ）を検出し、処理装置８４０へ出力する制御を開始する（ステップＳ２４）。

尚、ここまでの心電図の計測の開始（ステップＳ２）と、頸静脈圧の計測の開始（ステップＳ４）及び右心房圧の算出の開始（ステップＳ６）と、第１指標値の計測及び計測データの出力の開始（ステップＳ１０）と、第２指標値の計測及び計測データの出力の開始（ステップＳ２０）とを順番に実行することとして図示・説明したが、開始の順番は任意である。また、これらが並列に実行されて同時に計測が行われている状態で、次のステップＳ３０以降の処理に続くこととなる。

すなわち、左心房圧計測装置８００は、右心房圧と、収縮期最大三尖弁輪速度（Ｓ_Ｔ）と、収縮期最大僧帽弁輪速度（Ｓ_Ｍ）とが算出されたならば（ステップＳ３０のＹＥＳ）、第１指標値と第２指標値の相対比率（Ｓ_Ｔ／Ｓ_Ｍ）を算出し、Ｓ_Ｔ／Ｓ_Ｍと右心房圧とに基づいて式（Ｊ）を用いて左心房圧を推定算出する（ステップＳ４０）。
次いで、算出した左心房圧を左心房圧データ５０６に格納し（ステップＳ４６）、左心房圧の時系列表示画像を生成して、タッチパネル８４４に表示させる（ステップＳ４８）。以降、ステップＳ３０〜Ｓ４８を繰り返す。

［実証実験の説明］
最後に、実証実験について説明する。先ず、式（Ｊ）の３つの定数Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を求めた予備実験について説明する。予備実験では、“正常状態”の１０頭の成犬について計測を行った後、一部の成犬については左冠動脈を閉塞させて“左心室不全状態”として計測を行い、残りの成犬については肺動脈を閉塞させて“右心室不全状態”として計測を行った。

計測にあたっては、（１）頸静脈圧計測装置８１０による頸静脈圧（ＪＶＰ）の計測と、（２）経胸壁心エコー装置８２０による収縮期最大三尖弁輪速度（Ｓ_Ｔ）及び収縮期最大僧帽弁輪速度（Ｓ_Ｍ）の計測と、（３）左心房圧の近似値として肺動脈カテーテル法による肺動脈楔入圧（ＰＣＷＰ）の計測と、を同時に行った。これらの計測データは対応づけて１個のデータセットとされる。そして、上記３つの状態毎に輸液／出血することによって、肺動脈楔入圧（ＰＣＷＰ）、頸静脈圧（ＪＶＰ）、収縮期最大三尖弁輪速度（Ｓ_Ｔ）、収縮期最大僧帽弁輪速度（Ｓ_Ｍ）を大きく変化させ、起こり得る臨床ケースを十分にカバーできるだけの大きな変化幅を有した総計１０２個のデータセットが取得できた。

予備実験の結果のうち、肺動脈楔入圧（ＰＣＷＰ）と頸静脈圧（ＪＶＰ）との関係をグラフにすると図５が得られた。肺動脈楔入圧（ＰＣＷＰ）と頸静脈圧（ＪＶＰ）は統計学的には有意に相関していると言える。しかし、その程度は弱く（Ｒ^２＝０．１５）、回帰式の標準誤差は７．９（mmHg）であった。

また、収縮期最大三尖弁輪速度（Ｓ_Ｔ）と収縮期最大僧帽弁輪速度（Ｓ_Ｍ）との比と、心臓の状態との関係をグラフにすると図６が得られた。Ｓ_Ｔ／Ｓ_Ｍは、“正常状態”に比べて“左心室不全状態”では増加し“右心室不全状態”では低下した。つまり、“左心室不全状態”では右心室機能が相対的に向上し、“右心室不全状態”では右心室機能が相対的に低下したことがわかる。本実施形態における左心房圧を求める考え方の前提が正しいことを示している。

そして、肺動脈楔入圧（ＰＣＷＰ）と、頸静脈圧（ＪＶＰ）にＳ_Ｔ／Ｓ_Ｍを乗じた値との関係をグラフにすると、図７のようになった。両者は強く相関し（Ｒ^２＝０．８０）、回帰式の標準誤差は３．８（mmHg）であり、図５と比べて誤差は概ね半減した。

本実施形態では、予備実験の計測結果から式（Ｊ）の３つの定数Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を回帰的に求めた値をＣ１，Ｃ２，Ｃ３として設定した。そして、予備実験とは別の成犬６頭について、予備実験と同様に、一部の成犬を“左心室不全状態”とし、残りの成犬を“右心室不全状態”として本実験を行った。本実験は、予備実験で定めた定数を前方視的に適用した実験である。予備実験で定めた定数と、本実験で計測された頸静脈圧（ＪＶＰ）及びＳ_Ｔ／Ｓ_Ｍとに基づいて式（Ｊ）から推定肺動脈楔入圧（推定ＰＣＷＰ）、すなわち左心房圧（ＬＡＰ）を算出した結果、図８のグラフが得られた。

式（Ｊ）で推定された左心房圧（推定ＬＡＰ）は、実測の肺動脈楔入圧（ＰＣＷＰ）と高く相関し（Ｒ^２＝０．８４）、回帰式の標準誤差も２．４（mmHg）となった。本実施形態における左心房圧の推定方法が有効であることは明らかと言える。

以上、本実施形態によれば、右心房圧と、収縮期最大三尖弁輪速度（Ｓ_Ｔ）と、収縮期最大僧帽弁輪速度（Ｓ_Ｍ）とに基づいて左心房圧を推定する左心房圧計測装置を実現できる。

また、本実施形態によれば、右心房圧の計測にあっては、従来の肺動脈カテーテル法のようにカテーテルを頸静脈から右心房を経て肺動脈まで挿入する必要がなく、またバルーンを肺動脈に楔入して一時的に血流を遮断する必要も無い。よって、被検者への負担を軽減できる。また、従来の肺動脈カテーテル法のようにカテーテルの挿入に高い熟練を必要とすることもない。これらのことは、左心房圧計測装置を広く医療現場に普及させる効果を生む。

〔変形例〕
以上、本発明を適用した実施形態について説明したが、本発明の形態がこれに限定されるものではなく、発明の本質を逸脱しない限りおいて適宜構成用の変更・追加・省略が可能である。

［その１］
例えば、上記実施形態では式（Ｊ）から左心房圧（ＬＡＰ）を求める構成であったが、次式（Ｋ）で推定する構成も可能である。
左心房圧＝Ｂ１・右心房圧・（Ｓ_Ｔ／Ｓ_Ｍ）＋Ｂ２ ・・・式（Ｋ）
（但し、Ｂ１，Ｂ２は予備実験等から回帰的に求められる定数）

［その２］
また、上記実施形態では右心房圧（ＲＡＰ）を頸静脈圧（ＪＶＰ）に基づいて算出する構成としているが、その他の生体情報から算出する構成に変更することも可能である。
具体的には、例えば、末梢静脈圧計測カテーテルを用いて計測される末梢静脈圧から算出する構成が可能である。末梢静脈圧は、右心房圧（ＲＡＰ）に相関することが知られており（［参考文献］Intensive Care Med. 2004；30: 627）、実施した動物実験によっても両者が高い相関を有することが実証された（図９参照。Ｒ^２＝０．８１０５。）。よって、図１０に示すように、上記実施形態における頸静脈圧計測装置８１０を、末梢静脈圧計測カテーテル８６２を用いる末梢静脈圧計測装置８６０に置き換えることができる。この構成の場合、右心房圧算出部２０４は末梢静脈圧に基づいて右心房圧を算出することができる。

［その３］
また、収縮期最大三尖弁輪速度（Ｓ_Ｔ）と収縮期最大僧帽弁輪速度（Ｓ_Ｍ）を、三尖弁輪８の収縮期平均速度と、僧帽弁輪９の収縮期平均速度に置き換えることができる。同様にして、収縮期最大三尖弁輪速度（Ｓ_Ｔ）と収縮期最大僧帽弁輪速度（Ｓ_Ｍ）を、三尖弁輪８の収縮期最大加速度と、僧帽弁輪９の収縮期最大加速度に置き換えることもできる。

２…右心室、４…左心室、６…三尖弁、７…僧帽弁、８…三尖弁輪、９…僧帽弁輪、１０…被検者、１００…操作入力部、１０１…第１指標値計測部、１０２…第２指標値計測部、１０３…第３指標値計測部、１０４…心拍計測部、２００…処理部、２０４…右心房圧算出部、２０６…左心房圧算出部、２６０…画像生成部、３６０…画像表示部、３７０…通信部、５００…記憶部、５０２…システムプログラム、５０４…左心房圧計測プログラム、５０６…左心房圧データ、８００…左心房圧計測装置、８１０…頸静脈圧計測装置、８１２…頸静脈圧計測カテーテル、８２０…経胸壁心エコー装置、８２２…経胸壁超音波プローブ、８３０…心電図装置、８３２…電極、８４０…処理装置、８４２…キーボード、８４４…タッチパネル、８４６…データロガー、８５０…制御基板、８５１…ＣＰＵ、８５２…ＩＣメモリー、８５３…通信装置

Claims (10)

1. 右心室の運動能力を示す第１の指標値を計測することと、
   左心室の運動能力を示す第２の指標値を計測することと、
   前記第１の指標値および第２の指標値と、測定或いは推定された右心房圧とを用いて、左心房圧を推定することと、
   を含む左心房圧計測装置の作動方法。
2. 前記推定することは、
   前記第１の指標値および前記第２の指標値の相対比率を求めることと、
   前記相対比率と前記右心房圧とを用いて、前記左心房圧を推定することと、
   を含む、請求項１に記載の左心房圧計測装置の作動方法。
3. 前記第１の指標値を計測することは、三尖弁輪の速度を計測して前記第１の指標値を求めることを含み、
   前記第２の指標値を計測することは、僧帽弁輪の速度を計測して前記第２の指標値を求めることを含む、
   請求項１又は２に記載の左心房圧計測装置の作動方法。
4. 前記第１の指標値を計測することは、超音波を用いて拍動に伴う三尖弁輪の速度を計測し、収縮期の計測値の最大値又は平均値を前記第１の指標値とすることを含み、
   前記第２の指標値を計測することは、超音波を用いて拍動に伴う僧帽弁輪の速度を計測し、収縮期の計測値の最大値又は平均値を前記第２の指標値とすることを含む、
   請求項３に記載の左心房圧計測装置の作動方法。
5. 前記第１の指標値を計測することは、三尖弁輪の加速度を計測して前記第１の指標値を求めることを含み、
   前記第２の指標値を計測することは、僧帽弁輪の加速度を計測して前記第２の指標値を求めることを含む、
   請求項１又は２に記載の左心房圧計測装置の作動方法。
6. 前記第１の指標値を計測することは、超音波を用いて拍動に伴う三尖弁輪の加速度を計測し、収縮期の計測値の最大値又は平均値を前記第１の指標値とすることを含み、
   前記第２の指標値を計測することは、超音波を用いて拍動に伴う僧帽弁輪の加速度を計測し、収縮期の計測値の最大値又は平均値を前記第２の指標値とすることを含む、
   請求項５に記載の左心房圧計測装置の作動方法。
7. 前記第１の指標値を計測することは、超音波を用いて拍動に伴う三尖弁輪の位置変化を連続的に計測することで前記第１の指標値を連続的に計測することを含み、
   前記第２の指標値を計測することは、超音波を用いて拍動に伴う僧帽弁輪の位置変化を連続的に計測することで前記第２の指標値を連続的に計測することを含み、
   前記左心房圧を推定することは、前記第１の指標値及び前記第２の指標値を用いて、前記左心房圧を連続的に推定することを含む、
   請求項３〜６の何れか一項に記載の左心房圧計測装置の作動方法。
8. 前記三尖弁輪の位置変化の計測、及び、前記僧帽弁輪の位置変化の計測を、皮膚面に貼付した超音波センサー部を用いて行うことを含む、
   請求項７に記載の左心房圧計測装置の作動方法。
9. 頸静脈圧又は末梢静脈圧を計測することと、
   前記計測した頸静脈圧又は末梢静脈圧から前記右心房圧を推定することと、
   を更に含む請求項１〜８の何れか一項に記載の左心房圧計測装置の作動方法。
10. 右心室の運動能力を示す第１の指標値と、左心室の運動能力を示す第２の指標値とを計測する計測部と、
    前記第１の指標値および第２の指標値と、測定或いは推定された右心房圧とを用いて、左心房圧を推定する推定部と、
    を備えた左心房圧計測装置。