JPH04156823A

JPH04156823A - 心不全用診断治療システム

Info

Publication number: JPH04156823A
Application number: JP2280752A
Authority: JP
Inventors: Takashi Takishima; 滝島　任; Yoshio Koiwa; 喜郎小岩
Original assignee: Research Development Corp of Japan
Current assignee: Japan Science and Technology Agency
Priority date: 1990-10-19
Filing date: 1990-10-19
Publication date: 1992-05-29
Anticipated expiration: 2011-03-06
Also published as: JPH0822277B2

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、低周波の振動を胸壁から入力して心不全の診
断、治療を行う心不全用診断治療システムに関する。

〔従来の技術及び発明か解決しようとする課題〕筋細胞
は、筋原繊維からなり、筋原繊維を形成するアクチンと
ミオシンという２つの高分子蛋白質がエンジンのシリン
ダーとピストンのように互いに出入りすることで心臓の
収縮、弛緩か起こる。

しかし、この２つの高分子蛋白質の働きがうまくいかな
くなると、心筋の柔軟性が失われて機能が低下する。心
筋症殊に肥大型心筋症や虚血性心疾患、大動脈弁閉鎖不
全症等の心不全は、上記のような心筋の機能低下により
心臓の弛緩、収縮か弱まる病気であり、自覚症状が少な
いため、これまで早期発見と治療が困難とされてきた。

本発明は、上記の課題を解決するものであって、心不全
の早期発見、治療が可能な心不全用診断治療システムを
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本発明は、低周波の振動を胸壁から入力して
心不全の診断、治療を行う心不全用診断治療システムで
あって、胸壁に当てて振動を入力する加振手段、該加振
手段に加える低周波の信号を発生する信号発生手段、加
振手段に加える信号発生手段の出力タイミングを制御す
る制御手段、心周期の収縮期と拡張期の検出情報を含む
信号等を検出する検出手段、及び検出信号をモニターす
るモニター手段を備え、心周期の収縮期、拡張期に応じ
て入力振動を制御することによって心不全の診断、治療
を行うように構成したことを特徴とし、さらには、検出
手段の信号から心周期の収縮期又は拡張期を検出して制
御手段に出力タイミング信号を供給するデータ処理手段
を備えたことを特徴とするものである。

〔作用〕

本発明の心不全用診断治療システムでは、信号発生手段
で低周波の信号を発生し、制御手段でその出力タイミン
グを制御して加振手段に加え低周波の振動を胸壁から入
力するので、検出手段で心周期の収縮期、拡張期を検出
し、それに応じて入力振動を制御することによって心不
全の診断、治療を行うことができる。タイミングは、モ
ニター手段をみて医師等か判断して制御してもよいし、
データ処理手段で自動的に判断して制御してもよい。

〔実施例〕

以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。

第１図は本発明に係る心不全用診断治療システムの１実
施例を示す図であり、ｌは発振器、２はコントロール装
置、３はパワーアンプ、４は加振器、５と７は振動セン
サー、６は超音波プローブ、８は振動制御器、９は電極
、ＩＯはデータ処理装置、１１はモニタ装置、１２は血
圧測定器、１３は血圧検査装置を示す。

第１図において、発振器ｌは、低周波、例えば５０Ｈｚ
程度の正弦波信号を発生するものであり、コントロール
装置２は、発振器１で発生した連続信号の出力タイミン
グを制御するものである。パワーアンプ３は、コントロ
ール装置２の出力を増幅するものであり、その出力で心
臓に振動を入力するのが加振器４である。

振動センサー７は、食道内で実際に左室に加えられる振
動の大きさを検出するものであり、振動制御器８は、実
際に左室に加えられる振動の大きさか一定になるように
発振器１の出力を制御するものである。

振動センサー５は、例えば加振器４のシャフトに取り付
け、入力振動を検出するものである。超音波プローブ６
は、大動脈弁パターンを検出するものであり、電極９は
、心電図をとるためのものである。データ処理装置１０
は、振動センサー５から得られる振動検出信号、超音波
プローブ６から得られる大動脈弁パターン検出信号、電
極９から得られる心電図信号を処理し、モニタ装置ｔ（
心エコー装置）１１にこれら入力振動、心電図、超音波
心機図を表示すると共に、これらの信号から加振器４へ
の出力タイミングを制御するための信号を抽出しコント
ロール装置２へ送る処理を行うＣＰＵである。

血圧測定器１２は、指に装着して指尖血圧を測定するも
のであり、血圧検査装置ｔ１３は、血圧の変化、例えば
予め設定される基準値との比較により血圧が所定の値よ
り低下したか否か等、を検出して判定するものである。

コントロール装置ｌｔ２ては、例えば大動脈弁閉鎖（モ
ニタ装置１１の画面ａ）と心電図のＲ波（モニタ装置１
１の画面ｂ）の間に振動か入力されるように出力タイミ
ングを制御する。したかつて、この場合には、データ処
理装置１０で大動脈弁閉鎖と心電図のＲ波を検出すれば
よい。また、コントロール装置２て検出してもよい。

第２図は本発明に係る心筋障害用治療診断装置の他の実
施例を示す図である。

この実施例は、心カテーテル中で大動脈圧と左室圧か測
定できる心内圧力センサ−１５を用いたものである。こ
の場合には、左室圧が大動脈圧の大動脈切痕（モニター
のａ’）の高さと同じ高さになるポイントを入力振動の
開始タイミングとし、左室拡張末期圧（モニターのｂ’
）を入力振動の中断タイミングとするものである。なお
、左室拡張末期圧（モニターのｂ’）は、心電図のＲ波
のポイントとほぼ同じになるので、入力振動の中断タイ
ミングは、この心電図のＲ波のポイントを検出すること
によって制御するようにしてもよい。

次に上記の心不全用診断治療システムを利用した心不全
の診断と治療について説明する。

心不全の診断では、心周期で、収縮期に振動を入力し、
左室圧の低下の大きさで心不全の程度を判定する。また
、全心周期に振動を加え、左室圧の低下の大きさで心不
全の程度を判定してもよい。

この場合、第２図に示す例では左室圧が検出できるか、
第１図に示す例では、血圧検査装置１３を用いて行う。

すなわち、コントロール装置２のタイミング信号により
振動入力前後の指動脈血圧の変化を観ることによって診
断する。したかって、血圧測定器１２の信号は、データ
処理装置ＩＯに入力するように構成し、データ処理袋ｆ
ｔ１ｏで同様の処理を行ってもよい。

また、心不全の治療は、心周期で、上記実施例のように
拡張期にのみ振動を加える。この振動入力により、収縮
期の左室圧か増大する。

次に加振制御系の動作を詳述する。

第３図は加振制御系のブロックダイヤグラム、第４図は
加振制御系の動作を説明するための波形図である。

第３図において、超音波断層装置２１は、時間Ｔ１、Ｔ
２、・・・・・・で第４図ｆａｌに示すような大動脈弁
の超音波エコー信号ｙｃｔ、”ｒ）を得るものである。

大動脈弁開閉信号検出部２２は、第４図（ａ＋の超音波
エコー信号てｔ。≦ｔ≦ｔ１の範囲ての反射パルスの個
数をカウントし、同図（ｂｌに示すような大動脈弁開始
点から大動脈弁閉鎖点までの信号パルスｎ　（Ｔ）を生
成して大動脈弁の閉じる時刻ＴＡを検出するものである
。この時刻ＴＡの検出では、まず信号パルスｎ　（Ｔ）
を１同機分し、その微分信号ｄ　（Ｔ）か第４図（Ｃ１
に示すように予め設定したレベルｄ、（＜０）より小さ
い区間の最小値の時刻を求める。

心電図Ｒ波検出部２３は、心電図波形ｅ　（ｔ）に関し
て一心拍毎の最大値を求めて第４図（ｃｌ）に示すＲ波
のタイミングＴ、（Ｒ波同期パルス）を検出するもので
ある。

コントロール装置２は、モード切換信号によりオートモ
ードかマニュアルモードて動作し、オートモードては、
大動脈弁開閉信号検出部２２の検出信号と心電図Ｒ波検
出部２３の検出信号を用い、マニュアルモードでは、心
電図Ｒ波検出部２３の検出信号と設定信号を用いて加振
のタイミング、時間幅を制御するものである。

例えばオートモードでは、第４図（ｅｌに示すように大
動脈弁開閉信号検出部２２て検出した時刻Ｔ、と心電図
Ｒ波検出部２３て検出した時刻Ｔ、どの間を１とする信
号を生成し、その間だけ発振器ｌの出力信号をパワーア
ンプ３へ送り、マニュアルモードでは、設定信号による
設定タイミングと時間だけ発振器ｌの出力信号をパワー
アンプ３へ送るものである。マニュアルモードては、例
えば心電図Ｒ波検出部２３て心電図波形より生成された
Ｒ波同期パルスを用い、これをトリガーとして遅延時間
（ＤＥＲＡＭ）と加振時間（ＤＵＲＡＴＩＯＮ）を設定
信号により制御することによって、加振のスタートポイ
ントとストップポイントをマニュアルで設定する。した
かって、マニュアルモードによれば、加振信号と血圧波
形とを同時にモニターし、設定信号により拡張期だけと
か、収縮期だけとか、加振したい時期、時間幅を自由に
設定することができる。

上記のように機械的微小振動を胸壁上から入力すると、
その入力は神経反射や末梢神経反射を変えることなく、
収縮蛋白に直接作用して、心筋クロスブリッジの解離を
促進し、入力のタイミングを心周期上拡張期に限定する
と、特発性心筋症、虚血性心疾患等の諸疾患、そして心
不全において主要な病態をなしている拡張障害を改善し
収縮機能を向上させることができる。

これまでの実験的な検討により、拡張期への正弦波振動
入力は、左室拡張期圧の低下と共に心機能の改善が確認
されている。この現象は、振動により左室の拡張期コン
プライアンスか改善し、それにより拡張期の左室への流
入か増大することにより、収縮期の圧が上昇することに
よる。

なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではな
く、種々の変形が可能である。例えば上記の実施例では
、ＣＰＵ等を使ったデータ処理装置で入力振動の開始、
停止タイミング等を自動的に制御するように構成したが
、入力振動波形図や、心電図、超音波心機図、大動脈圧
・左室圧のモニターを見ながら、医師かつまみ等を手動
で調整して入力振動の開始、停止のタイミングを制御す
るようにしてもよいことをいうまでもない。また、デー
タ処理装置（ＣＰＵ）を備えるので、各モニターデータ
を記録し、適宜プリントアウトできるようにしてもよい
。

コントロール装置２は、発振器とパワーアンプの間に接
続して発振器の出力を出力タイミングによりゲートする
ように構成したが、直接発振器の発揚開始、停止の制御
を行うように構成してもよい。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、モニ
ターを見なから、或いはモニターの信号から心周期の収
縮期、拡張期を検出し、それに応じて入力振動を制御し
、心不全の診断、治療を行うことかできるので、従来困
難とされてきた心不全の早期診断、治療か可能になる。

振動入力のタイミングは、モニター手段をみて医師等が
判断して制御してもよいし、データ処理手段で自動的に
判断して制御してもよいので、症状や状況に応じた診断
、治療が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る心不全用診断治療システムの１実
施例を示す図、第２図は本発明に係る心不全用診断治療
システムの他の実施例を示す図、第３図は加振制御系の
ブロックダイヤグラム、第４図は加振制御系の動作を説
明するための波形図である。ｌ・・・発振器、２・・・コントロール装置、３・・・
パワーアンプ、４・・・加振器、５と７・・・振動セン
サー、６・・・超音波プローブ、８・・・振動制御器、
９・・・電極、１０・・・データ処理装置、１１・・・
モニタ装置、１２・・・血圧測定器、１３・・・血圧検
査装置、１５・・・心内圧センサー、２１・・・超音波
断層装置、２２・・・大動脈弁開閉信号検出部、２３・
・・心電図Ｒ波検出部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）低周波の振動を胸壁から入力して心不全の診断、
治療を行う心不全用診断治療システムであって、胸壁に
当てて振動を入力する加振手段、該加振手段に加える低
周波の信号を発生する信号発生手段、加振手段に加える
信号発生手段の出力タイミングを制御する制御手段、心
周期の収縮期と拡張期の検出情報を含む信号等を検出す
る検出手段、及び検出信号をモニターするモニター手段
を備え、心周期の収縮期、拡張期に応じて入力振動を制
御することによって心不全の診断、治療を行うように構
成したことを特徴とする心不全用診断治療システム。
（２）検出手段は、心電図をとる手段と超音波プローブ
で大動脈弁パターンを検出する手段からなることを特徴
とする請求項１記載の心不全用診断治療システム。
（３）血圧測定手段を有することを特徴とする請求項２
記載の心不全用診断治療システム。
（４）検出手段は、心電図をとる手段と大動脈圧・左室
圧が測定可能な心内圧力センサーからなることを特徴と
する請求項１記載の心不全用診断治療システム。
（５）検出手段の信号から心周期の収縮期又は拡張期を
検出して制御手段に出力タイミング信号を供給するデー
タ処理手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至４の
いずれかに記載の心不全用診断治療システム。
（６）データ処理手段は、左室圧の増減を検出し、心不
全の程度を判定するように構成したことを特徴とする請
求項５記載の心不全用診断治療システム。
（７）食道内振動センサーにより左室に加えられる振動
の大きさをモニターし、該大きさが一定になるように信
号発生手段を制御するように構成したことを特徴とする
請求項１記載の心不全用診断治療システム。