JPH05344957A - 急性イシェミー損傷を評価するための非侵入多重心電装置及び方法 - Google Patents
急性イシェミー損傷を評価するための非侵入多重心電装置及び方法Info
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Abstract
傷の評価において心臓で発生する電気信号を非侵入で検
出し、ディジタルで記録しそして処理することを目的と
する。 【構成】 心臓病患者の電気動作の検出、記録及び分析
のための装置は40から100の電極のアレー(10)
であってそれぞれが心臓鼓動のQ及び/又はST成分と
関連する電気的信号を検出できるものを具備する。アレ
ーはマイクロプロセッサで制御されるインタフェース
(11)に接続され、これは順にマイクロプロセッサで
制御される分析器及びディスプレー装置(12)に接続
される。
Description
急性心筋損傷の評価において心臓で発生する電気信号を
非侵入で検出し、ディジタルで記録しそして処理するた
めの装置及び方法に関する。
配置される洞房結節で自然な電気衝撃により開始する。
心臓を下に広げるこの減極波は心臓の筋肉の収縮を生じ
させて血液のポンプイングを引き起こす。心臓の筋肉の
秩序ある収縮は心臓自身の冠状動脈によって供給される
十分な血液に依存する。冠状動脈の封鎖状態「かたま
り」は血液「イシェミー(ischaemia)」を受
けることから心臓筋肉のある部分を奪いそして心筋梗塞
に至る。心筋イシェミーは心不全の主要原因でありそし
て心臓病に至り、又は患者の高い比率に対する死に至
る。現在の医療介在は「かたまり破裂」トロンボリティ
ック(thrombolytic)薬剤を与えて閉じた
冠状動脈でのかたまりを除去する。対かたまり剤はイシ
ェミー損傷を監視しながら静脈に与えられる。これらの
薬剤の効力又は吸収率は血液の影響によりイシェミーの
回復の急速な回復を確実にする。心不全の大部分は病院
外で生じるから心筋救助は患者を看護しかつトロンボリ
ティック治療を与えるのにかかる時間に依存する。
る典型的なグラフは図1に示され、P波を伴う等電平坦
部で心房の減極により発生するものと、QRS波パター
ンで心室の減極から生じるものと、心室の再極性及び心
臓の鼓動の終了を示すT波とからなる。初期のイシェミ
ー損傷は損傷筋肉の化学的不均衡を介して「損傷流れ」
の発生を生じさせる。これは図2に示すようにST周期
の高さとして鼓動に反映され、この高さは損傷の程度に
関する表示を与える。この電気的動作は心不全の時に最
大となり、梗塞が生じるにつれて又はもしトロンボリテ
ィックの治療が与えられれば変化するであろう。
ち最大9点からの表面電位を測定する。12−導線の心
電計記録計/分析器は第1にリズムの乱れの判断に関す
るのでイシェミー損傷の限定検出を行う。これまでは十
分な高さのSTレベルを示すいくつかの心電計を介して
心筋イシェミーを検出するために緊急の場合にある目的
で少数の心電計を監視することが必要であると考慮され
てきただけであった。この方法は、しかしながら、心臓
を介して全イシェミー領域を検出できず、初期の損傷の
程度とそのための以降の回復との評価を行えない。
ラジオ−アイソトープ画像形成が使用されるが、これは
侵入試験であり心不全時には使用できず事件の数時間後
に情報を与えるにすぎない。それらは、しかしながら、
心筋梗塞を知らせる標準的臨床方法である。体の表面を
マッピングするシステムが知られている。これらは、し
かしながら、詳細な等電−電位の輪郭プロットを形成す
ることに関し、200の導線の領域に使用する。一つの
システム、アメリカ合衆国、オクラホマシティのコラゾ
ニックス会社により製造されたコラゾニックス プレデ
ィクタ BM−32は32の導線を用いる。そのシステ
ムは32の心電図を検出し、外挿により、これらの導線
間の内挿で、192の導線システムのように地理的輪郭
型マッピングの高鮮明度を形成する。この型のマッピン
グシステムは識別マップを用いることにより不安定で異
常な又は梗塞患者と通常の患者の分布を識別するために
ある目的で使用されている。ユタ大学、医療学部のロバ
ート L.ラックス他の論文は多数のECG導線の使用
に関する。それらのその後仕事は空間的冗長性が達成さ
れて192の輪郭型導線システムを12の係数波形に減
少させている。より最近では、アーウイン R.ジョン
の1990(U.S.特許NO.4,974,598)
の特許は広い人口での広い範囲の心臓病条件の存在を決
定するシステム又は方法を提供するためにある目的で多
重心電図統計分析を用いている。これらの現在の方法は
輪郭型マップの問題に関してある目的で異常又は高度な
多重統計分析を特定し、広い範囲の心臓の乱れを特定す
る。これらの周知の方法のいずれも初期イシェミー損傷
の程度であって、特に心不全の開始数分以内でのものを
決定できる技術を提供していない。
ロンボリティック治療を必要と考えたきに徴候の始まり
にイシェミーの損傷の存在及び程度を至急決定するため
の非−侵入装置及び方法を提供することである。
ため、心臓病患者の電気動作の検出、記録及び分析のた
めの装置であって、その装置がn個の複数の電極のアレ
ーを具備し、ここにnは40−100からの整数であ
り、それらのそれぞれは心臓鼓動のST成分と関連する
電気信号を検出でき、そのアレーはマイクロプロセッサ
制御インタフェースに接続され、このインタフェースは
次にはマイクロプロセッサ制御分析及びディスプレイー
装置に接続される。
心臓により形成される心臓鼓動のQ又はST又は双方の
波形と関連する電気信号を検出し、分析し、表示する方
法であって、nが40−100からの整数である複数の
n個の電極のアレーを動物の胴に当てること;インタフ
ェース装置の各電極により検出された信号を増幅するこ
と;各グループが2から20の電極信号を有する複数の
グループの信号に前記信号を電気的にグループ化するこ
と;増幅信号をディジタル信号を供給しかつディスプレ
ー、格納部及び処理(DSP)装置であって該装置をイ
ンタフェースに接続するディジタルリンクを介するもの
にディジタル信号を供給すること;装置のディジタル信
号をディスプレーし、格納し、処理することからなるも
のに関する。
テップはその患者ためだけのメモリカードに信号を記録
するステップからなる。本発明に係る装置及び方法は客
観的な測定とQ又はST又は両方の高さマップのコンピ
ュータ分析とを可能にしそしてアナログECG波形又は
体の表面電位若しくは等電位輪郭地勢マップの主観的判
断には依存しない。医療の問題は心不全が通常病院外で
生じ、犠牲者は訓練された看護婦及び医者により看護さ
れなけらばならないことである。本発明はイシェミー損
傷又は梗塞サイズの評価をする際に実際的診断に使用す
る装置及び方法であって、心臓病犠牲者のいる場所で使
用され、かつ緊急の蘇生を妨害しないように至急情報を
提供するものを提供する。
位置に併置される。そのため、各電極は信号の異なる部
分から発生する異なる電位パターンを検出し、電位パタ
ーンは臨床医に心臓の状態の実質的な三次元画像を感知
させることを可能にするようにして信号の存在を提供で
き、これにより臨床医にイシェミーの程度を評価させる
ことを可能にする。連続信号鼓動は同様に監視され、し
たがって一定時間周期に関してイシェミーの回復の程度
を連続的に監視できる。この時間周期は数分から数時間
又は数日にまでも変化できる。
きるだけ早くイシェミーの検出を高め、その評価を大き
くすることを可能にするであろう。胸部表面の異なる点
に複数の電極を設けて、イシェミー領域の画像又はマッ
プ又は特徴となるものが形成されるのを可能にする。各
電極は心臓の異なる部分から源を発する電気的動作に関
する。再構成体表面STマップを次にイシェミーの領域
の深さ及び領域の大きさに関係させることができる。
施例の下記記載からより詳細にさらに以下の添付図面を
参照して理解されるであろう。さて図を説明する。図1
において、明細書で以前に説明した典型的な通常心臓の
単一の心臓鼓動のグラフ表示が示される。図2は明細書
で以前説明した心筋梗塞又はイシェミー心臓病の開始に
直接続く信号の単一の心臓鼓動のグラフ表示である。
の胴に配設された電極により検出される相対的に低い電
圧電気信号から得られる。これらの信号のQ及び/又は
ST成分はデータを形成して、本発明はイシェミー心臓
病の心筋梗塞の程度及び厳しさを検出することを可能に
する。本発明では、患者100の胴の前面表面に複数の
電極の可動二次元アレー10を取り付ける。アレーの電
極数は40−100に変化できる。
け、心臓鼓動のQ及び/又はST成分と関係して電気信
号を検出し、この電気信号はミリボルトの強さを有しそ
して記録が得られる前に高増幅(電圧比率>1000)
を要求する。マップ形成装置11はフロントエンド増幅
を行い、アナログからディジタルデータへの変換を(図
3)を行う。アレー10での各電極は、単一の心臓鼓動
の同一のQ及び/又はST成分を検出するけれど、相互
にまた心臓に関し異なる空間的併置に関して異なる電圧
をもつ電気信号を受けることが判断されるであろう。
通基準点に各電極又はアレー10を述べなければならな
いから、使用される増幅形態を差と呼ぶ。この点はリム
(limb)導線点の和の平均から得られる。使用され
る電極増幅器は計測差動増幅器33である。これらは超
高入力インピーダンス(>100M ohm)及び高共
通モード阻止比率(>80)で胸信号を緩和する。次に
フィルタリング装置34において0.05Hz−100
Hzまで前置増幅された信号を電気的にフィルタ処理し
てDC分極及び低/高周波放射及び伝導のようなノイズ
汚染を除去する。アレー10からの信号の全セットをチ
ャンネル(図4)当たり16信号のチャンネルに分割す
る。
る。各信号はサンプルだけ時間周期の間は凍結され、そ
して装置32はこれらの多重信号を逐次的にディジタル
化するときに信号位相歪みを防止するように保持する。
各チャンネルはそのため16層の増幅、フィルタリング
及びサンプル/ホルド装置を具備する。16−1アナロ
グ信号マルチプレクサ30を使用しこれは逐次的にサン
プル/ホルド周期にわたり16信号のそれぞれを切り換
えて通過させて単一のチャンネルディジタル変化を使用
できるようにする。ディジタル変換処理前にプログラマ
ブルゲイン回路35を使用し全体信号の強さを最大限に
するためにオペレータにより共通の信号設定の選択が選
べるようにできる。マイクロコントローラ21は16ア
ナログ信号を凍結する処理を制御し、そしてサンプル/
ホルド時間として知られるこの時間周期間に各ステップ
で16回アナログマルチプレクサを選択して逐次的に1
6信号の一つを介してプログラマブルゲイン回路35に
次にアナログディジタル変換器に切り換える。そのた
め、捕らえられた信号の全数は使用される多重のチャン
ネル数である。各モジュールに各チャンネル及び関連電
極を収容できアレー10に直接取り付けるコンパクトユ
ニットにモジュールの全てを取り付ける。
示し、電極全数に依存するけれど、これは典型的にはチ
ャンネル当たり2から20電極信号である。直接ディジ
タルリンク13を介してディスプレイー、格納、処理装
置12に同期され即時にサンプルされた多重データをデ
ィジタル的に送出する。装置12はマイクロコントロー
ラ板を具備しマイクロコントローラ板はチャンネル又は
モジュールのそれぞれを調査して全マップ記録のために
メモリカード14にサンプルされたデータを送出する。
ユーザー入力キー操作を処理しさらにディスプレーシス
テムに選択されたECGストリップを伝達するためにま
た装置12を使用する。ディスプレイーはゲイン選択又
はどちらかの電極が悪い皮膚接触を有するかのいずれか
に対して各グループチャンネルの信号の質を判断する手
段とし役に立たせるために必要である。一旦患者の接続
が十分に完了すると、記録方法は病院内の永久患者デー
タベースへの次の格納に対してメモリカード(典型的に
は512kビット)に予め選択された時間フレーム(典
型的には5秒)を格納する。
クロプロセッサコンピュータ部により実現されるこの分
析はアレー10から得られた信号から集められかつ処理
されたデータを使用してイシェミー損傷をグラフで評価
する技術に関する。図5は一般的なディジタルECGデ
ータフロー及び分析を示す。マイクロコントローラ21
はディジタルデータ20を受けこれを同時にメモリ22
及びディスプレーモジュール23に送出する。このデー
タも同時にマイクロプロセッサ分析器部に送出しこのマ
イクロプロセッサ分析器部には自動心臓鼓動検出器24
が各心臓鼓動と関連する多重ST高さを抽出するように
してある。心臓が収縮するとき各電極が異なる角度又は
観念的部分から心臓の電気的変化の総和を検出するにつ
れて各電極は心臓の独立電気画像を形成する。各画像又
は電気パターンは通常の収縮ではある心臓鼓動から次の
ものに対してなり一定のままである。心臓への損傷はこ
の電気的動作への歪み又は擾乱を生じさせ、損傷した領
域の情報を生じる電極の電位パターンの変化を生じるで
あろう。この損傷の広がり及び深さにより多くの電極が
その電位パターン及び各パターンでのST成分の高さを
変化するようにしてある。多重入力信号を処理してPQ
RST情報を抽出する。ST部分下の領域として又はS
波に関するST部への固定点で取られたST部分の単一
値又は平均値としてST高さ(図2)を計算しさらに選
択する。マトリックス値として又は三次元バー/ライン
若しくは魚網格子フォーマットでST高さの情報分布を
表示する。メモリカード22にこのデータも格納する。
イシェミー損傷を評価できるようにするこの方法を図6
に示す。標準12導線システムでのイシェミー損傷を検
出するときSTレベルとして知られるパラメータは受け
いられる測定である。アレー10を使ってイシェミー及
び心筋梗塞を検出し同様に損傷領域の大きさの評価を行
う精度をいま改善できる。ここに提示する方法は各電極
導線から処理されるSTレベルの三次元輪郭を生成する
ことからなる。バー高さ又はST導線高さはその特定の
電極位置から見た損傷の深さに言及する。そのために増
加するSTレベルを示す導線の数により全体の損傷の量
を定めることができる。これは医者により目で又は統計
的パラメータとして迅速に再調査できる。異なる時間周
期でSTマップを取り、これをこのグループフォーマッ
トで提示すると、イシェミー損傷を回復するためにトロ
ンボリティック薬剤を使用するときに生じるトラマティ
ックな変化により良い評価を与える。図6及び7に見る
ことができるように、異常電気動作の変化又は減少にお
いてこの回復を反映する。この情報はトロンボリティッ
ク剤の吸収率によりSTの分解率を示すが、もし心不全
の開始にECGを記録するならば、その情報を捕らえる
ことだけができる。診療室又は病院で基礎とするシステ
ムは、そのため、病院外での心不全を受ける患者に対し
て損傷領域の初期画像に関するこの情報を提供できな
い。
重ECGマップを記録する。胸部の胴体の全部及び後部
面の部分に電極アレー10を取り付ける。簡単化された
アレー10には胸部壁に多重電極側を迅速当てこれから
記録することを可能にしてある。もし心室でのフィブリ
ル化(fibrillation)が進むなら電極アレ
ーの緊急取り外しは可能である。急性の心筋梗塞の初期
周期間ではECGのST部分には直接のみの変化だけを
含む。この時等電位マップはあまり役に立たずこれはイ
シェミー領域はまだ進展していなかったためである。こ
の可搬システムから生成されたSTマップは急性心筋梗
塞の直接の患者管理を可能にし、またトロンボリティッ
クの薬剤で患者の取扱を能率的に利用できる。STマッ
プはイシェミー損傷の進展につれて通常変化しまたもし
心不全の発生した場所で使用されなければこのデータは
失われるであろう。
の直接的記録及び処理を可能にするシステム及び方法を
提供する。これらの多重の電気で書いたもののまた特に
STマップでの可搬処理イシェミー損傷の感度を増加
し、これによりトロンボリティック治療に対する必要性
を改善し、これらの薬剤の量を定める方法をも提供す
る。
方のマップの提示形態をも提供する。本発明は記載され
た特定実施例により又はこれに限定されず、本発明の範
囲か離れることなく著しい変形をすることができる。
不全の生じる場所で電気的動作の直接的記録及び処理を
可能にし、特にSTマップでの可搬処理イシェミー損傷
の感度を増加し、これによりトロンボリティック治療に
対する必要性を改善し、これらの薬剤の量を定めること
ができる。
示である。
く心臓の単一の心臓鼓動のQ及びST成分のグラフ表示
である。
である。
の増幅要求の概略図である。
ロック図である。
から得られた単一心臓鼓動のST成分の表示である。
が心筋梗塞の開始に続き90−120分のものである。
Claims (21)
- 【請求項1】 心臓筋肉の電気的動作の検出、記録及び
分析のための装置であって、複数のn個の電極アレーで
nが40から100の整数であるものを具備し、電極の
それぞれが心臓鼓動のQ及び/又はST成分と関連する
電気信号を検出でき、アレーがマイクロプロセッサで制
御されるインタフェースに接続され、インタフェースは
次にマイクロプロセッサで制御される分析器及びディス
プレー装置に接続される装置。 - 【請求項2】 インタフェースは各電気信号に対する増
幅及びサンプル/ホルド手段と、各サンプルされかつホ
ルドされた信号を順にアナログ−ディジタル変換器に通
過させるマルチプレクサ手段とを具備し、装置は生じた
ディジタル信号を分析器及びディスプレー装置に通過さ
せるディジタルリンクをさらに具備する請求項1記載の
装置。 - 【請求項3】 各チャンネルが各マルチプレクサを有す
るチャンネルに電気信号をグループ化する請求項2記載
の装置。 - 【請求項4】 各チャンネルが2から20の電気信号を
具備する請求項3記載の装置。 - 【請求項5】 分析器及びディスプレー装置が特定患者
だけのメモリカードにディジタル信号を記録する手段を
具備する請求項1から4の任意の一つに記載の装置。 - 【請求項6】 可搬できる請求項1から5の任意の一つ
に記載の装置。 - 【請求項7】 動物の生体内の心臓により生成される心
臓鼓動のQ又はST又は双方の成分と関連される電気的
動作の検出、記録及び分析のための方法であって、複数
のn個の電極アレーでnが40から100の整数である
ものを動物の胴体に当てること、インタフェース装置で
の各電極により検出される信号を増幅すること、前記信
号を複数のグループの信号であって各グループが2から
20の電極信号を有するものに電気的にグループ化する
こと、増幅信号をディジタル化しまたディスプレー、格
納及び処理装置であってインタフェースと該装置を接続
するディジタルリンクを介するものにディジタル信号を
供給すること、装置でディジタル信号をディスプレー
し、格納し、処理することとからなる方法。 - 【請求項8】 ディジタル信号を格納するステップはそ
の動物だけのメモリカードに信号を記録するステップか
らなる請求項7記載の方法。 - 【請求項9】 チャンネル当たり16信号のチャンネル
に前記信号を分割するステップからなる請求項7又は請
求項8に記載の方法。 - 【請求項10】 16から1へのアナログ信号マルチプ
レクサを用いて各チャンネルを通して多重化するステッ
プからなる請求項9に記載の方法。 - 【請求項11】 除去可能な基板にディジタル信号を格
納するステップからなる請求項7から10の任意の一つ
に記載の方法。 - 【請求項12】 各電極は異なる角度又は観念的部分か
ら心臓鼓動により生成される電気的データを形成する請
求項7から10の任意の一つに記載の方法。 - 【請求項13】 前記電気的データは心臓鼓動により生
成されるPQRST波形のST成分に関する請求項12
記載の方法。 - 【請求項14】 各電極からの電気的データは心臓によ
り生成される電気的信号の総和を表示する請求項13に
記載の方法。 - 【請求項15】 イシェミーの程度を決定できる電気的
データをグラフで提示するステップからなる請求項14
に記載の方法。 - 【請求項16】 心臓へのST成分とイシェミー損傷と
の間に積極的関係がある請求項15に記載の方法。 - 【請求項17】 動物が人間である請求項7から16の
任意の一つに記載の方法。 - 【請求項18】 動物の心臓機能を監視することに使用
するものとして心臓筋肉の電気的動作の検出、記録及び
分析のための装置を有する可搬装置であって、複数のn
個の電極アレーでnが40から100の整数であるもの
を具備し、各電極は心臓鼓動のQ又はST又は双方成分
と関連する電気信号を検出でき、アレーはマイクロプロ
セッサで制御されるインタフェースに接続され該インタ
フェースは次にマイクロプロセッサで制御される分析器
及びディスプレー装置に接続される装置。 - 【請求項19】 心臓筋肉の電気的動作の検出、記録及
び分析のための装置を具備する動物の心臓機能の監視装
置であって、複数のn個の電極アレーであってnが40
から100の整数であるものを具備し、各電極は心臓鼓
動のSTと関連する電気信号を検出でき、アレーはマイ
クロプロセッサで制御されるインタフェースに接続され
該インタフェースは次にマイクロプロセッサで制御され
る分析器及びディスプレー装置に接続されるものの使
用。 - 【請求項20】 動物の胴体に複数のn個の電極アレー
でnが40から100の整数であるものを当てること、
インタフェース装置での各電極により検出される信号を
増幅すること、複数のグループの信号であって各グルー
プが2から20の電極信号を有するものに前記信号を電
気的にグループ化すること、増幅信号をディジタル化し
またディスプレー、格納及び処理装置であってインタフ
ェースと装置を接続するディジタルリンクを介するもの
にディジタル信号を供給すること、装置でのディジタル
信号をディスプレーし、格納しさらに処理することのス
テップからなる動物の心臓機能監視する方法。 - 【請求項21】 添付図面に参照して実質的に記載した
心臓筋肉の電気的動作の検出、記録及び分析装置。
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
IE920491 | 1992-02-14 | ||
IE920491 | 1992-02-14 |
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