JPH0889549A

JPH0889549A - 虚血性心疾患治療システム

Info

Publication number: JPH0889549A
Application number: JP23388094A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Koiwa; 喜郎小岩; Hideyuki Honda; 英行本田; Tahei Naya; 太平納谷
Original assignee: Research Development Corp of Japan
Current assignee: Japan Science and Technology Agency
Priority date: 1994-09-28
Filing date: 1994-09-28
Publication date: 1996-04-09

Abstract

(57)【要約】携帯型加振器（２０）からの振動を胸型から入力して虚
血性心疾患における冠血流量を増大させる治療システム
であって、この携帯型加振器（２０）は把手部（２１）
とともに、電気信号によって作動するアクチュエータ部
（２２）と、これに接続する振動軸（２３）並びに振動
軸先端のアタッチメント部（２４）とを備え、アタッチ
メント部（２４）は、前胸型エルブ領域から振動入力さ
れるべく配置され、心電図トリガーにより拡張期に振動
が入力されて冠血流量を増大させる。患者の苦痛をとも
なうことなく、簡便に、臨床的に、虚血性心疾患に対し
てその治療システムとして、極めて有効な手段となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、虚血性心疾患治療シ
ステムに関するものである。さらに詳しくは、この発明
は、虚血性心疾患を簡便に、かつ患者の苦痛をともなう
ことなく、冠血流量を増大させることのできる、新しい
虚血性心疾患治療システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術とその課題】従来から、虚血性心疾患症、
肥大症心筋症、および、大動脈弁閉鎖不全症などの心不
全が、病死の要因として依然と高い比率を占めているこ
とは、周知の通りであり、医学、および、医療工学の分
野において、このような心不全の早期治療方法が研究さ
れつつある。

【０００３】心不全を引き起こす原因疾患のうち、最も
数の多い虚血性心疾患について、心筋の繊維化などの他
に、正常部と虚血部との収縮の不均一性および、虚血部
心筋での左室拡張期におけるクロスブリッジ活性の持続
などにより、左室拡張障害を引き起こし、このような左
室拡張障害が、冠灌流に対する血管外圧の増大、内外心
筋層血流の不均等、および、心筋酸素消費量増大などの
影響を引き起こし、心筋虚血を悪化させるという悪循環
を形成することが明らかにされてきている。

【０００４】このような虚血性心疾患の心筋状態を考慮
して、薬物療法を主とする虚血性心疾患治療方法が、現
在まで一般的に行われてきているが、薬物療法による虚
血状態の改善には限界があるため、これらと併用可能
で、かつ、作用機序の異なる新しい虚血性心疾患治療方
法が待ち望まれていた。このような状況において、最
近、骨格筋での急速伸展がクロスブリッジ結合を解離せ
しめるというHuxleyの報告以来、骨格筋、平滑筋、およ
び心筋などのさまざまな筋肉について、機械的振動を入
力し、その時の筋収縮力の応答を検討する試みが注目さ
れている。

【０００５】しかしながら、このような機械的振動に対
する筋収縮力応答は、各筋肉の摘出標本を用い、入力周
波数、および、入力振幅を変えたときに、どのような影
響を与えるかを調べた基礎的な研究がほとんどであり、
機械的振動入力を用いて、臨床的に虚血性心疾患の治療
に役立てる方法まで発展させようとした試みはほとんど
ない。

【０００６】そこで、この発明の発明者らは、この振動
入力の手法に注目し、心不全用診断治療についての基礎
的な技術を検討し、その成果を提案した。例えば図１に
示したものが、その成果としての心不全用診断治療装置
である。この装置は、５０Ｈｚ程度の低周波の正弦波信
号を発生する発信器（１）、その発信器（１）で発生し
た連続信号の出力タイミングを制御するコントロール装
置（２）、そのコントロール装置（２）の出力を増幅す
るパワーアンプ（３）、そのパワーアンプ（３）の出力
により心臓に機械的振動を入力する加振器（４）、食道
内で実際に左室に加えられる機械的振動の大きさを検出
する振動センサー（７）、例えば加振器（４）のシャフ
トに取り付け、入力機械的振動を検出する振動センサー
（５）、大動脈弁パターンを検出する超音波ブローブ
（６）、実際に左室に加えられる機械的振動の大きさが
一定となるように発信器（１）の出力を制御する振動制
御器（８）、心電図をとるための電極（９）、データ処
理装置（１０）、モニタ装置（１１）、血圧測定器（１
２）、血圧検査装置（１３）などからなっている。

【０００７】しかしながら、このような心不全用診断治
療装置を用いて、虚血性心疾患を治療する場合、臨床面
における技術的手段についての知見が非常に乏しく、よ
り簡便な操作で、患者に苦痛を与えることなく、虚血性
心疾患にとって大きな問題である冠血流量を増大させる
ための方策は見出されておらず、実際には、このような
従来の心不全用診断治療装置を用いて虚血性心疾患を治
療することは難しいのが実情であった。

【０００８】この発明は、以上の通りの事情に鑑みてな
されたものであり、外部からの振動入力の手段をより発
展させ、臨床的に実用化することのできる新しい虚血性
心疾患治療システムを提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、携帯型加振器からの振動を胸型
から入力して虚血性心疾患における冠血流量を増大させ
る治療システムであって、この携帯型加振器は把手部と
ともに電気信号によって作動するアクチュエータ部と、
これに接続する振動軸並びに振動軸先端のアタッチメン
ト部とを備え、アタッチメント部は、前胸型エルブ領域
から振動入力されるべく配置され、心電部トリガーによ
り拡張期に入力されて冠血流量を増大させることを特徴
とする虚血性心疾患治療システムを提供する。

【００１０】また、この発明は、上記システムにおい
て、経食道パルスドップラーによて冠動脈血流速度を測
定し、この測定に基づいて振動入力を制御することをも
その一つの態様としてもいる。

【００１１】

【作用】虚血性心疾患においては左室拡張障害が見ら
れ、その左室拡張障害自体が、心筋灌流量を低下させる
要因であり、つまり、虚血性心疾患では、虚血と左室拡
張障害とが、互いに虚血を悪化させるという悪循環を形
成している。そこで、この発明の発明者は、虚血性心疾
患患者の胸壁上、または心外膜側から機械的振動を入力
し、その時の心室応答と冠血流速度との関係を理論的か
つ実験的に検討し、臨床的に実用化することを目的にこ
の発明を完成した。

【００１２】すなわち、この発明は、１）左室拡張期機
械的振動入力法による、左室拡張機能の改善と冠血流増
大効果を検討し、繊維化などの器質的変化と、クロスブ
リッジ活性の持続という機能的変化が、これら機械的振
動入力時の応答の差から区別され、２）虚血性心疾患に
おいてクロスブリッジ活性持続と繊維化が左室拡張障害
上重要な意味を有するとの知見からの、３）虚血性心疾
患患者に対するこの機械的振動入力法の臨床応用の検討
に基づいている。

【００１３】システムの構成としては、基本的には図１
に示したものを踏まえているが、臨床応用にとって欠か
せない手段として、携帯型加振器を使用している。この
携帯型加振器は、患者による個体差に随時機敏に対応
し、かつ、治療過程にあっても医師の診断に沿って、そ
の中断、変更が容易であり、しかも患者に苦痛を与える
ことなく、操作も容易であるという特徴を有している。
従って、診療機関における入院時および外来における使
用のみならず、自宅あるいは職場等においても使用可能
である。

【００１４】この携帯型加振器は、上記の通り、把手部
とアクチュエータ部と、振動軸とアタッチメント部とを
有し、このアタッチメント部は、パッド等を介して、患
者の前胸型エルブ領域から振動入力されるべく配置され
る。そして、この携帯型加振器により、冠血流量の増大
が用いられる。この場合、虚血性心疾患に対する臨床上
の機動性を確保するために、径食道パルスドップラーに
より冠動脈血流速度を測定し、この測定に基づいて振動
入力を制御することが望ましい。

【００１５】以下、実施例を示し、さらに詳しくこの発
明について説明する。

【００１６】

【実施例】図２は、この発明のシステムの携帯型加振器
（２０）を例示したものである。この例では、携帯型加
振器（２０）は、略円筒形の把手部（２１）とアクチュ
エータ部（２２）、振動軸（２３）とアタッチメント部
（２４）とによって構成されている。アクチュエータ部
（２２）には、コード（２５）によって電気信号が送ら
れ、アクチュエータ部（２２）が作動する。所要の振動
は、振動軸（２３）を介して、アタッチメント部（２
４）より、患者の前胸型エルブ領域から入力される。振
動は、振動軸（２３）の前後方向に発生することにな
る。

【００１７】把手部（２１）を片手で持ち、たとえば軟
質なシリコンラバーを患者の前胸型に軽くあてて入力す
ることができる。心電図トリガーにより任意の心時相で
振動の入力が可能で、各周波数の正弦波、矩形波のほか
に、外部信号による制御で任意の波形の入力も可能であ
る。以上の携帯型加振器を行い、心時相を制御した機械
的振動を胸壁上から加えて、冠血流量の増大を経食道パ
ルスドップラー法を用いた冠血流速度評価により検討し
た。

【００１８】冠動脈性心疾患患者３名（平均年齢５９．
７歳、男性２名、助成１名）を被験者とした。これらの
すべての患者は、胸痛の既往があり、さらに、冠動脈造
影により左前行枝に狭窄を認めた。一方、これらの患者
の対象として、検診で正常であることがわかっている成
人９名（平均年齢４６．４歳、うち男性７名、女性２
名）、についても試験を行った。すなわち、これらの健
康な被験者は、高血圧、心疾患、糖尿病、および、高脂
血症いずれも認めず、さらに、生化学検査成績も正常で
あった。

【００１９】検査方法は、前処置として、ジアゼパム５
ｍｇを筋注し、キシロカインビスカスにより咽頭を麻酔
した。測定項目としては、経食道パルスドップラー法に
より、冠血流速度を測定し、同時に心電図、心音図、お
よび、ネーザルサーミスタによる呼吸曲線をモニターし
つつ、随時、右上腕で血圧を測定した。

【００２０】携帯型加振器を用いて、振幅２ｍｍ、周波
数５０Ｈｚの正弦波機械的振動を、心電図トリガーによ
り、左室拡張期に制御し、被験者の前胸壁エルブ領域か
ら入力した。このポータブル加振器の利用に関しては、
左冠動脈主幹部と前下行枝とを測定部とし、加振前およ
び加振時において、経食道パルスドップラー法により、
冠動脈血流速度を同一呼吸時相で比較し評価した。

【００２１】図３（Ａ）（Ｂ）は、経食道心エコー法に
よる左冠動脈の描出を示したものである。この図３
（Ａ）は、Ｂモード像を示したものであり、図３（Ｂ）
は左主幹部のパルスドップラー像を示したものである。
図３（Ａ）を参照すると、Ｂモード像においては、大動
脈Ａｏ自身よりも、その大動脈Ａｏより分岐する左冠動
脈手段部ＬＭＴ、および、左前下行枝ＬＡＤが明瞭に描
出される。

【００２２】また、図３（Ｂ）は、上から、冠動脈血流
速度波形、呼吸曲線、心音図、および、心電図を示して
いる。図４（Ａ）（Ｂ）は、左室後壁および前壁のＭモ
ード像を示したものであり、図４（Ａ）は加振前、図４
（Ｂ）は加振時の壁運動である。この図４（Ａ）（Ｂ）
から明らかなように、加振前と比べると、加振後は、後
壁、および、前壁ともに凹凸の激しい曲線がみられる
が、入力に応じた機械的振動をしていることがわかる。
従って、この図４（Ａ）（Ｂ）から、胸壁からの機械的
振動が、確実に心臓へ伝達されていることがわかる。

【００２３】図５は５２歳の健常男性の左主幹部血流速
度を示したものであり、図５（Ａ）は加振前、図５
（Ｂ）は加振時の連続記録である。この図５に示したよ
うに、各呼吸時相で、これらのグラフを比べると、加振
時には明らかに左室拡張期の血流速度が増大しているこ
とがわかる。またさらに、図６は、５６歳男性患者で、
冠動脈造影で３５％の狭窄のあった症例において、左主
幹部での測定を示したものであり、加振前と、拡張期振
動入力時の血流速度を示したものである。この図６に示
したように、加振前に比べて、加振時には、血流速度が
左室拡張期の機械的振動入力により増大していることが
わかる。

【００２４】さらに、加振前と加振時において、この症
例における血流速度波形を、図形的に重ね合せ比較し
た。図７はその結果であり、この図の灰色の部分は加振
前の血流速度波形、黒の部分は加振時の血流速度波形で
あり、この図７から明らかなように、加振時には左室拡
張期早期より血流速度の増大が始まり、左室拡張前半の
血流速度が増大する。

【００２５】さらに、表１は個々の被験者における測定
結果を示したものである。この表に示すように、血圧、
および、心拍数は、加振前後で有意な差はなく、さら
に、左主幹部の内径計測においても、その値に加振前後
において変化はなかった。

【００２６】

【表１】

【００２７】この表からわかるように、加振時の加振前
に対する最高血流速度の割合は、健康な人間に対して
は、主幹部において、最小例で２％、最大例で１９％の
増加が見られた。一方、虚血性心疾患を患った患者に対
しては、主幹部において、最小例で１１％、最大例で３
４％の増加が見られた。さらに、図８は主幹部での加振
時における最高血流速度の増加率を示したものである。
この図８に示すように、健康な人間においては、平均
９．０％の増加にとどまり、一方、患者に対しては、平
均２０．３％の増加がみられた。

【００２８】以上詳しく述べたように、１）左室拡張期
に限定して機械的振動を入力する時は、左心室左室拡張
障害が改善すること、２）虚血性心疾患において、左室
拡張障害の度合いがひどい時ほど、左室拡張障害の改善
効果は著しいこと、３）虚血性心疾患においては、収縮
の不均一性の是正と、冠血流の改善が同時に発言し、機
械的振動中止後も効果はしばらく持続すること、４）臨
床的にも胸壁上から機械的振動入力により左室拡張性を
改善しうることなどを見出した。

【００２９】これらの結果から、携帯型加振器による機
械的振動入力が、臨床的に、虚血性心疾患において、左
室拡張期冠血流量を増大させる可能性を示し、薬剤の虚
血領域への到達を容易にする可能性とも併せて、虚血性
疾患患者の治療上、極めて有効な手段となりうることを
示唆した。一方、図１に例示した従来のシステムにおい
ては患者に苦痛を与えることがあり、治療システムとし
ては必ずしも万全なものではなかった。

【００３０】

【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この発明によ
り、１）左室拡張期に限定して機械的振動を入力する時
は、左心室左室拡張障害が改善され、２）虚血性心疾患
において、左室拡張障害の度合いがひどい時ほど、左室
拡張障害の改善効果は著しいこと、３）虚血性心疾患に
おいては、収縮の不均一性の是正と、冠血流の改善が同
時に発現し、機械的振動中止後も効果はしばらく持続す
ることが確認された。

【００３１】これらのことから、振動入力によるこの発
明は、臨床的に、虚血性心疾患において、虚血性疾患を
治療するシステムとして極めて有効な手段となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の心不全診断治療装置を示した概念構成図
である。

【図２】この発明の携帯型加振器を例示した側面図であ
る。

【図３】（Ａ）および（Ｂ）は、この発明の実施例にお
いて、経食道心エコー法による左冠動脈の描出状態画面
を示した図面に代わる写真図である。

【図４】（Ａ）および（Ｂ）は、この発明の実施例にお
いて、左室後壁および前壁のＭモード像画面を示した図
面に代わる写真図である。

【図５】この発明の実施例において、左主幹部血流速度
の状態を示した図である。

【図６】この発明の実施例において、左主幹部血流速度
を示した状態図である。

【図７】この発明の実施例において、左主幹部血流速度
を示した状態図である。

【図８】この発明の実施例において、冠血流の増大割合
を示した比較図である。

【符号の説明】

１発信器２コントロール装置３パワーアンプ４加振器５振動センサー６超音波プローブ７振動センサー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２０携帯型加振器２１把手部２２アクチュエータ部２３振動軸２４アタッチメント部２５コード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】携帯型加振器からの振動を胸型から入力
して虚血性心疾患における冠血流量を増大させる治療シ
ステムであって、この加振器は把手部とともに電気信号
によって作動するアクチュエータ部と、これに接続する
振動軸並びに振動軸先端のアタチメント部とを備え、ア
タッチメント部は、前胸型エルブ領域から振動入力され
るべく配置され、心電図トリガーにより拡張期に振動が
入力されて冠血流量を増大させることを特徴とする虚血
性心疾患治療システム。
【請求項２】請求項１のシステムにおいて、経食道パ
ルスドップラーにより冠動脈血流速度を測定し、この測
定に基づいて振動入力を制御することを特徴とする虚血
性心疾患治療システム。