JPH021249A - 心臓出力の検出のために人体に装着可能な装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は体外での心臓出力モニタに関し、詳細にはその
ようなモニタに長時間あるいは連続して用いる装置に関
する。

（従来の技術） ドツプラ超音波による大動脈血流速および誘導パラメー
タの連続モニタあるいはＥＣＧとドツプラ超音波の組合
せを用いたそのようなモニタはこれまで行われていない
。

心臓出力の体外モニタとは人体に器物を挿入することな
く、心臓により加圧される血液の量を決定することを意
味する。超音波装置の使用はこの目的に対し提案されて
いるが、これには大きな問題がある。

（発明が解決しようとする問題点） すなわち、この装置は心臓収縮による、すなわち望まし
い血流と、拡大による望ましくない血流との区別を行う
手段をもたないために、Ｗｌ定結果が信頼のおけないも
のとなる。更に、血流信号のＳ／Ｎ比を評価する手段を
この装置は有しておらず、Ｓ／Ｎ比が低いと誤測定が生
じるからこれは必要な機能である。更に、有意の測定を
行うには変換器を正確に位置ぎめしそして適正な圧力が
加わるようにそれを保持しておかなければならない。

例えば接着テープを用いて変換器を位置ぎめする方法が
せいぜい部分的に成功しているにすぎない。

更に、特に長時間の使用については、この位置ぎめ手段
は患者に不必要な苦痛を与えるものであってはならず、
そしてモニタを妨害することなく人体の動きを可能にす
るものでなければならない。

本発明は心収縮と心拡張による血流を区別し、Ｓ／Ｎ比
を評価し、そして長期間の変換器の位置ぎめを行うにつ
いての要求を満足し、そして臨床医に対し大きな利点を
与える装置を提供する。

一般に、超音波技術にもとづく心出力モニタは患者の上
脚骨のノツチに手で固定される超音波送／受信要素を有
する変換器を含む。この変換器はケーブルで主測定器に
接続する。この測定器はドツプラ先端系を有しこれが超
音波信号を発生してそれを送信するとともにその信号を
受信してドツプラシフトを受けた超音波の音響出力を与
える。

この音響信号はスペクトル分析器あるいはゼロ交叉カウ
ンタに送られ、大きいエネルギーをもつ最大周波数を実
時間で抽出する。この最大周波数は収縮中に大動脈血流
速を表わし、従って心拍毎にこの関数を積分すれば心拍
毎に血液が動く距離が得られる。一般にこれをストロー
ク距離と呼ぶ。

大動脈横断面が直接測定またはノモグラムを用いて得ら
れる。ストローク距離と大動脈横断面積と心拍の積が心
出力であり、この計算は一般にソフトウェアで行われる
。このようにして得られる心出力はＬＥＤまたはＬＣＤ
に表示される。使用に当っては、変換器が上脚骨のノツ
チに手で置かれて、例えばスピーカからの音のピッチ、
表示された心高力値またはバーグラフで表示されるピー
ク周波数のような成る予定の目安が最大となるまで操作
される。このようにして得られた心高力値が記録されて
変換器が取り除かれる。一般に、そのような測定器は医
療スタッフには受は入れられていない。主たる問題点の
一つはそれらの信頼度が低いことであり、すなわち変換
器に対する患者の他の組織の他の流れおよび動きの干渉
効果に対しこれら測定器が感応することである。ユーザ
が気づかぬ誤りが生じうる。他の大きな問題は、超音波
法に替られようとしている体内に用いる技術におけるご
と（、測定が間欠的になるという点である。心出力の連
続モニタ法は例えば治療処理やテストを通してのモニタ
を可能にするために極めて望ましいことである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、一端またはその近辺に変換器用マウントを有
する柔軟な長いアームの他端に接続した、人体への設置
のための支持部材と、この人体に対し固定位置に上記ア
ームを固定する手段と、を特徴とする、人体に対し変換
器を位置ぎめ保持するための装置を提供する。

一般にこのアームは１本のワイヤにねじ止めされる複数
の相互に係合するセグメントから成る。

このワイヤは固体であるが、好適には編組されており、
その場合には張力を変えるための軸方向のよりは最少と
される。これらセグメントはねじとレバーの形あるいは
カムとレバーの形でもよい張力手段により所定位置に固
定される。これらセグメントの材料はすべて同一である
かあるいは異なった材料でつくられ、またすべてが一方
を凸とし他方を凹として形成されても、あるいは両端を
凸としたセグメントと両端を凹としたセグメントを交互
に配置してもよい。

本発明はまたドツプラ超音波と本発明の装置からなるＥ
ＣＧとの組合せて大動脈血流速および誘導されたパラメ
ータをモニタする装置を提供するものであり、そして更
にそのような装置の使用方法を提供するものである。

（作　用） 本発明によれば、心出力の体外モニタに特に適したセン
サ装置が得られる。一般に、本発明の装置は上脚骨のノ
ツチに緊密に、例えば従来の超音波変換器である変換器
を位置ぎめし保持する装置である。本発明によれば、一
つの変換器が柔軟な固定しうるアームの一端に装着され
る。このアームは自在に屈曲出来、しかも屈曲状態を維
持出来るものである。そしてこの変換器は計１ｇｌ器内
のドツプラ先端に接続してもよい。このアームはねじ付
きのセグメントからなり、夫々のセグメントが好適には
凸面と凹面を有し、それらが隣接するセグメントの面と
整合する。これらセグメントはガラス繊維入りのポリカ
ーボネートからなる。一般にそのようなセグメントは適
当なワイヤにより長いものとされる。変換器とは反対側
のこのアームの端部に張力手段があり、このワイヤに張
力が与えられるまではこれらセグメントは互いに対して
動くことが出来、所望の位置ぎめを可能にする柔軟なア
ームとなる。所定のように変換器が配置されてしまうと
、ワイヤに張力が与えられてセグメントか互いに係合し
アームの形を固定する。張力は種々の方法で与えること
が出来るが、一般にはねじとレバーとカムの調整により
行う。この張力手段は支持部材に装着される。例えば、
３脚のプラスチック支持部材を使用することが出来、こ
れは変換器が所望のように位置ぎめしうるように患者の
胸の上に固定しつる。この支持部材は種々の方法で胸に
固定出来る。接着バットで固定してもよく、あるいは弾
性ストラップまたはそれらの組合せで固定してもよい。

特に適した組合せは単ネックストラップと共に接着法に
より標準的なＥＣＧ電極を用いるものである。これはド
ツプラ信号を出すセンサから主測定器に必要なＥＣＧ信
号を与えるものである。あるいはＥＣＧ信号を標準型の
別のＥＣＧリード線から得てもよい。

（実施例） 第１図に示す一実施例において、支持部材１１は張力手
段１２を支持している。この張力装置は、アームを構成
する一般に円筒球形のセグメント１４と１５が交互に配
置されるワイヤ１３に張力を与える。このアームの遠端
には変換器１６が装着されており、これは適当なモニタ
装置（図示せず）に接続される。

これに対応する参照数字が第２図にも用いられている。

この実施例から明らかなように、支持部材１１は患者の
体に合うような形とすることが出来そしてアームを保持
することが出来る。同じく図示のように、セグメント１
５は断面が球形である。

第３図は第１図および第２図の張力装置の詳細である。

基本的にピボット部材（３５でピボットする）が、ワイ
ヤ１３が変換器を有するアームに最も近い部材３１を通
りそして他方の部材３２に固定されるようにして設けで
ある。このピボット部材を開または閉することにより、
張力が与えられあるいは取りはられれる。ねじ構成３３
が有利であり、これはノブ３４により調節される。

そのような場合には、本装置は各アームに１個の、２個
の弾性ストラップを用いて胸に固定出来るのであり、そ
れらの端部が支持部材のよう端に装着される。

第４，５図において、支持体４１または５１が張力装置
４２または５２を支持する。この張力装置は、夫々部分
的に球形の凹面を有してアームを構成するセグメントを
支持するワイヤ４３または５３の張力を制御する。アー
ムの遠端には変換器４４または５４が装着され、これが
適当なモニタ装置（図示せず）に接続する。

更に、この実施例の支持部材の３本の脚の夫々の先端に
プレススタッドソケット４５または５５が設けられ、そ
の寸法は標準形のＥＣＧ電極プレススタッドが入るよう
なものとされている。

ＥＣＧ電極はこのようにして支持部材に接続しあるいは
それから切離すことが出来る。ＥＣＧ信号を得るために
このプレススタッドソケットには内部的な電気接続がな
されている。

第６図は第４．５図の張力装置の詳細である。

基本的に固定部材６１が設けられ、これはレバー６３で
回転される回転部材６２を有している。この回転部材は
長平方向に偏心穴を設けてあり、この穴は石突を有しそ
こにワイヤ６４の端部が固定される。この回転部材はか
くしてカムを形成し、これが下がると張力を与える。

ドツプラ超音波とＥＣＧ技術の組合せを用いることによ
り、大動脈血流速、従って心田力の、より信頼性の高い
７Ｉｌｌｊ定が可能であることがわかった。

本発明によれば、心出力の外的モニタに特に適したドツ
プラ超音波とＥＣＧからのデータを用いたソフトウェア
アルゴリズムが得られる。

ＥＣＧ信号のＱＲ５複合が収縮と拡大の区別を行う時間
基準として使用出来る。例えば収縮はインタービート期
間の前半により、そして拡張はその後半により定義出来
る。ドツプラセンサからの所望の大動脈血流速信号はこ
の収縮期に例外なく生じる。しかしながら、拡大期間中
にはドツプラセンサからの信号は例えば大動脈血流以外
の流れや動きあるいは電気的雑音のような望ましくない
ものである。各ハートビートについて、振幅または周波
数またはこれらの両者であろうとなかろうと、ドツプラ
信号の特性がＥＣ０時間基準を用いて収縮および拡大に
つき夫々分析される。まず、収縮期に得られるドツプラ
信号のみが心出力計算に用いられる。次にこのドツプラ
信号のパラメータの比が、信号品質従って信頼度の目安
として収縮と拡大の間にとられる。例えば、有意のエネ
ルギーの最大周波数を収縮期について積分し、これを同
一時間の拡大期に積分したものと比較する。

もしこれらの値の比が成るしきい値に達しないならば、
そのビートは無効または雑音として無視される。そうで
ない場合は有効として受は入れられる。

雑音ビートと明確なビートの区別を行うこのｉ＊＋定の
能力はその信頼性を著しく高めるものである。

収縮／拡大の区別の他の利点はドツプラ信号路内のＡＧ
Ｃシステムが収縮期にのみ作動されるようにしうるとい
うことである。これはそのレスポンスの効率と速度を改
善するものである。

他の例として本発明を用いる測定器の基本的変更例を次
に述べる。第７図はそのような４ｐ１定器のブロック図
である。この図の左側部分でプローブすなわち変換器が
従来の先端に接続する。これら信号の記録と再生用の手
段がある。ドツプラ信号とＥＣＧ信号を夫々２５　Ｋ　
Ｈｚと１００Ｈｚでサンプリングし、これらデータが２
重バッファメモリシステムを介してＣＰＵにとり込む。

ここではスペクトル分析が行われており、心出力計算に
必要なすべてのアルゴリズムと計算が行われる。数値的
結果は７素子ＬＥＤに送られて表示され、方ドツプラと
ＥＣＧの信号の図形表示がＣＲＴユニットに送られる。

ビデオ出力が得られる。

使用に当っては、（図示の好適なセンサを参照する）標
章形ＥＣＧ電極がセンサの脚の夫々のコネクタにさし込
まれる。このセンサと電極は次に胸に置かれ、超音波変
換器が上胸骨のノツチに入るようにする。ネックストラ
ップを次に患者の首の後に配置し夫々の端部がセンサの
上側の２脚の一方に接続するようにする。

この主測定器のスイッチをオンにしモしてセンサを接続
する。患者の詳細情報をキーボードで入れて測定器が大
動脈の横断面積を推定しうるようにする。次にモニタを
開始し、ＥＣＧのトレースをスクリーン上に生じさせる
。その後、ドツプラ超音波センサが配置される。

変換器をロックレベルを上げることによりアンロックし
、超音波ゲルを変換器表面につけ、そして変換器を上脚
骨のノツチに配置する。次に変換器が最適な収縮血流信
号が入るまで垂直および水平の走査を行う。このための
目安は最大ピーク収縮速度と加速度およびＣＲＴに表示
される最少拡大雑音である。変換器が最適配置となると
、ロックレバ−が押し下げられてその変換器をその位置
に固定し手をはなしてのモニタの開示が可能になる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、心臓の収縮期と拡大期が明瞭に区別し
つるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の平面図、第２図はその側面図、
第３図は張力装置の詳細図、第４図、第５図および第６
図は一実施例の同様の図、第７図は本発明を用いる６ｐ
１１定器のブロック図である。 １１・・・支持部材、１２・・・張力装置、１３・・・
ワイヤ、１４．１５・・・セグメント、１６・・・変換
器。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 Ｆｉｇ、３ Ｆｉｇ、Ｌ ７面力沖、与ｌ内４：変更なし） Ｆｉｇ、６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一端またはそれの近辺に変換器用マウントを有する
   柔軟な長いアームの他端に接続した、人体への設置のた
   めの支持部材と、この人体に対し固定位置に上記アーム
   を固定する手段と、を特徴とする、人体に対し変換器を
   位置ぎめ保持するための装置。 ２、前記アームはワイヤにねじ止めされる複数の相互に
   係合したセグメントから成る請求項１に記載の装置。 ３、前記固定手段は前記セグメントの相対位置を固定す
   るために前記ワイヤの張力を増加させることができる、
   請求項２に記載の装置。 ４、前記固定手段はねじ・レバー構成またはカム・レバ
   ー構成からなる請求項１乃至３の１に記載する装置。 ５、前記セグメントは夫々すべてがほぼ凸面およびそれ
   に対向するほぼ凹面を有するか、あるいは両面を凸面と
   したものと両面を凹面としたものとを交互に配置したも
   のである請求項２乃至４の１に記載する装置。 ６、前記支持部材は一般に蝶形、三角形または三脚形で
   ある請求項１乃至５の１に記載の装置。 ７、前記支持部材はそれを人体に対して保持する手段を
   有する請求項１乃至６の１に記載する装置。 ８、前記保持手段は接着性のＥＣＧ電極そしてまたはス
   トラップである請求項７記載の装置。 ９、請求項１乃至８の１に記載する装置を特徴として有
   する、ドップラ超音波および必要に応じてＥＣＧを用い
   た大動脈血の流速および誘導パラメータをモニタするた
   めの装置。 １０、ドップラ超音波および必要に応じて ＥＣＧを用いての大動脈血流速および誘導パラメータの
   モニタへの請求項９記載の装置の応用。