JP6974308B2 - 脳の膨張と移動の少なくとも一方の亢進を検出する装置および方法 - Google Patents
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Description
超音波トランスデューサを前記患者の脳に隣接するように配置すること、
第一組織部分の第二組織部分に対する位置と動きの少なくとも一方を、前記超音波トランスデューサによって受信された情報に基づいて判断すること、および
前記第一組織部分の第二組織部分に対する位置と動きの少なくとも一方の増加が目標量を上回ると判断されたとき、頭蓋内圧亢進アラームを提供すること、
を含みうる。
変位’(t)=θ’(t)λ/2/2π−θ’(t0)λ/2/2π
θ’(t)=arg[IQデータ(t)−IQ中心点]
ここで、変位’(t)は、IQデータに基づく組織変位(膨張/移動)であり、θ’(t)は、IQ中心点からのIQプロット偏角(IQ位相角)であり、IQデータ(t)は、時刻tにおけるIQデータであり、IQ中心点は、IQ軌跡の中心点である。
超音波トランスデューサと、
前記脳の連続的モニタリングのために、前記超音波トランスデューサを前記患者に装着するように構成された装着構造と、
前記超音波トランスデューサからの情報に基づいて脳組織の変位を計算し、前記患者の心周期と呼吸周期の少なくとも一方に起因して当該超音波トランスデューサにより検知されたデータを除去するように構成されたコントローラと、
を備えうる。
変位’(t)=θ’(t)λ/2/2π−θ’(t0)λ/2/2π
θ’(t)=arg[IQデータ(t)−IQ中心点]
ここで、変位’(t)は、IQデータに基づく組織変位(膨張/移動)であり、θ’(t)は、IQ中心点からのIQプロット偏角(IQ位相角)であり、IQデータ(t)は、時刻tにおけるIQデータであり、IQ中心点は、IQ軌跡の中心点である。
脳頭蓋は、「半固体」の神経組織などの固体物に加えて血液と脳脊髄液を含む一定の容積を有している。唯一の大きな出口は、大後頭孔である。大後頭孔は、脳幹を収容している。脳幹は、脳室と心室を繋ぐCSFの流路を含んでいる。血管もまた頭蓋冠と外部を接続している。頭蓋内病変を評価する現在の標準手法は、頭蓋内圧(ICP)の測定を含んでいる。頭蓋内圧は、様々な時間単位で観察されうる。時間単位の例としては、秒(C波)、分(B波)、時間(A波)、日が挙げられる。これにより、起こりうる事態についての情報や治療に必要な情報が提供される。ICPは、様々な疾患において測定される。当該疾患の例としては、脳卒中、浸透圧代謝性疾患、原因不明の昏睡、水頭症、頭部外傷などが挙げられる。激しい頭痛、歩行障害、尿失禁、および認知症の評価に際してICPの測定が有用である旨が様々な文献において示されている。
変位(t)=θ(t)λ/2/2π−θ(t0)λ/2/2π (1)
λ=1000c/f (2)
ここで、tは時間であり、変位(ゲート、t)は、組織変位(膨張または移動)[μm]であり、θ(t)は、IQプロット偏角(IQ位相角)であり、λは、超音波の波長[μm]であり、cは、超音波の速度(1.54[mm/μs])であり、fは、超音波の周波数(2[MHz])である。
変位’(t)=θ’(t)λ/2/2π−θ’(t0)λ/2/2π (3)
θ’(t)=arg[IQデータ(t)−IQ中心点] (4)
ここで、変位’(t)は、IQデータに基づく組織変位(膨張/移動)[μm]であり、θ’(t)は、IQ中心点からのIQプロット偏角(IQ位相角)であり、IQデータ(t)は、時刻tにおけるIQデータであり、IQ中心点は、IQ軌跡の中心点である。
仮説を立証するために、以下のテストを行なった。
・ヴァルサルヴァ法テスト
・仰臥位(−20度)テスト
ヴァルサルヴァ法は、通常は患者の口を閉じて鼻をつまむことによって気道を閉じた状態で、風船を膨らませるかのように、やや強制的に息を吐こうとすることによって行なわれる。
プローブ位置:側頭窓
手順:約10秒の安静 → 約30秒のヴァルサルヴァ法 → 約30秒の安静
仰臥位の間、頭蓋内静脈血量は増加し、脳組織が膨張する。本出願人は、頭に装着された超音波センサを用いて、患者が仰臥位でいる間に脳膨張が測定できると考えた。
プローブ位置:側頭窓
手順:約20秒の座位 → 約60秒の仰臥位(−20度) → 約40秒の座位
ヴァルサルヴァ法
図10から図12は、ヴァルサルヴァ法が行なわれている間の脳組織データを示している。頭表面からの測定深度は、それぞれ25mm、50mm、および75mmである。
図13から図15は、仰臥位である間の脳組織データを示している。頭表面からの測定深度は、それぞれ25mm、50mm、および75mmである。
Claims (7)
- 患者の脳の膨張と移動の少なくとも一方を判断する装置であって、
超音波トランスデューサを前記患者の脳に隣接する頭部に装着する装着構造と、
前記患者の第一脳組織部分の第二脳組織部分に対する位置を示す情報を、前記超音波トランスデューサを通じて取得し、当該情報の経時変化に基づいて前記患者の頭蓋内圧が亢進するかを判断するように構成されたコントローラと、
前記患者の頭蓋骨の位置と向きの少なくとも一方をモニタする加速度計と、
を備えており、
前記コントローラは、前記頭蓋骨の位置と向きの少なくとも一方と前記情報とに基づいて、前記脳の膨張と移動の少なくとも一方が正常であるかを判断する、
装置。 - 前記コントローラは、前記情報が前記頭蓋骨の位置と向きの少なくとも一方に合致した経時変化を示す場合、前記脳が正常に脳脊髄液内に浮いていると判断する、
請求項1に記載の装置。 - 前記超音波トランスデューサを固定する弾性バンドをさらに備えている、
請求項1または2に記載の装置。 - 前記コントローラは、前記患者の心周期と呼吸周期の少なくとも一方に起因して当該超音波トランスデューサにより検知されたデータを除去するように構成されている、
請求項1から3のいずれか一項に記載の装置。 - 前記コントローラは、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、高電圧源、送信器、T/Rスイッチ、低ノイズ増幅器(LNA)、プログラマブルゲイン増幅器(PGA)、差動増幅器、バンドパスフィルタ(BPF)、アナログデジタル変換器(ADC)、トランスデューサコネクタ、および通信インターフェースコネクタを備えている、請求項1から4のいずれか一項に記載の装置。
- 患者の脳の膨張と移動の少なくとも一方を判断する装置であって、
超音波トランスデューサを前記患者の脳に隣接する頭部に装着する装着構造と、
前記患者の第一脳組織部分の第二脳組織部分に対する位置を示す情報を、前記超音波トランスデューサを通じて取得し、当該情報の経時変化に基づいて前記患者の頭蓋内圧が亢進するかを判断するように構成されたコントローラと、
前記患者の頭部と胸部に配置されて当該頭部と当該胸部の動きをモニタする加速度計と
を備えており、
前記コントローラは、前記第一脳組織部分と前記第二脳組織部分の位置関係を計算するために前記動きを使用する、
装置。 - 前記コントローラが内蔵されるとともに、有線接続と無線接続の一方を介して前記超音波トランスデューサに接続される患者モニタをさらに備えている、
請求項1から6のいずれか一項に記載の装置。
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