JPH11226045A

JPH11226045A - 被検体生理状態制御装置

Info

Publication number: JPH11226045A
Application number: JP10037482A
Authority: JP
Inventors: Hidehiro Watanabe; 英宏渡邉; Masaaki Umeda; 匡朗梅田; Yasutoshi Ishihara; 康利石原; Kazuya Okamoto; 和也岡本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-02-19
Filing date: 1998-02-19
Publication date: 1999-08-24

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、被検体の生理状態を医師や看
護婦等を煩わせることなく、制御できる被検体生理状態
制御装置を提供することにある。【解決手段】本発明の被検体生理状態制御装置は、被検
体から生理状態に関する生理状態情報を得る監視装置１
００と、生理状態情報に基づいて被検体の生理状態を調
整する調整装置２００とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検体の生理状態
を監視する監視装置から得られる被検体の生理状態を示
す情報に基づいて被検体の生理状態を調整する被検体生
理状態制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、脳血管障害、頭部外傷、心肺停止
時の低酸素脳症等に対する脳低体温療法が盛んに行われ
るようになってきている。この方法は上記障害に対して
低体温により脳を保護した後に、３６゜Ｃ程度の通常の
温度に脳温を復温するという方法であり、従来の治療法
では考えられないような症例での社会復帰等が報告され
ている。

【０００３】現在行われている治療法では、まず全身麻
酔下で調節呼吸として、水冷式のブランケットによって
被検体の脳温を管理する。但し、現状の治療装置では脳
温計測が行えないため、血液温度を脳温として管理して
いる。低体温の導入時では、まず３５゜Ｃまで比較的速
く体温を下げる。３５゜Ｃまで下げた以後は、心機能や
不整脈に注意しながら、緩やかに３３゜Ｃ近辺まで下げ
ていく。この３３゜Ｃ近辺の状態を数日間保持する。こ
の後、脳波、ＣＴ画像等々より判断して正常な温度への
復帰を行う。

【０００４】上記治療に関する従来の装置では、上記の
脳温、脳波、Ｘ線断層撮影画像（ＣＴ画像）等といった
監視装置から得られる被検体の生理状態に関する情報を
基に、医師が低温導入、低温維持期間あるいは復温スケ
ジュール等の治療プロトコルを判断していたため、医師
あるいは看護婦等が常に上記監視装置を注視している必
要があり、医師、看護婦等に極度の緊張状態を強いると
いう問題があった。

【０００５】また、脳温を直接観測することができなか
ったため、血管温度を脳温の代わりとして上記治療プロ
トコル判断材料の一つとしており、脳温の正確な管理が
できないという問題があった。また、脳内の酸素供給に
関する情報や脳内のグルタミン酸等の脳内物質の情報を
取得することができないため、治療プロトコルである温
度可変プロトコルに対する十分な情報が得られないとい
う問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、被検
体の生理状態を医師や看護婦等を煩わせることなく、制
御できる被検体生理状態制御装置を提供することにあ
る。本発明の目的は、詳細には、監視装置から得られる
被検体の生理状態に関する情報を、例えば被検体の温度
コントロールを可能とする温度可変装置といった被検体
の生理状態を調整する調整装置にフィードバックするこ
とによって、例えば低温導入、低温維持、復温といった
被検体の生理状態を制御することを可能とする被検体生
理状態制御装置を提供することにある。

【０００７】本発明の目的は、詳細には、磁気共鳴装置
等を用いることによって脳内の温度の情報を取得し、上
記被検体状態の調整装置にフィードバックすることによ
って、正確な脳温の管理を行うことを可能とする被検体
生理状態制御装置を提供することにある。

【０００８】本発明の目的は、詳細には、磁気共鳴装置
により酸素飽和度計測、グルタミン酸等の脳内物質計測
を行うことにより、確度の高い治療プロトコルを実施可
能な被検体生理状態制御装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の被検体生理状態
制御装置は、請求項１に示すように、被検体から生理状
態に関する生理状態情報を得る監視装置と、前記生理状
態情報に基づいて、前記被検体の生理状態を調整する調
整装置とを具備する。

【００１０】また、請求項２に示すように、前記調整装
置は冷却装置と加温装置との少なくとも一方である。ま
た、請求項３に示すように、前記調整装置の動作状態を
オペレータが入力するための入力装置と、前記調整装置
の動作状態を表示するための表示装置とをさらに備え
る。

【００１１】また、請求項４に示すように、前記監視装
置と前記調整装置との少なくとも一方に動作異常が生じ
たときに警報を発する警報装置と、前記調整装置の動き
を緊急停止する緊急停止装置とをさらに備える。

【００１２】また、請求項５に示すように、前記監視装
置は磁気共鳴装置である。また、請求項６に示すよう
に、前記磁気共鳴装置は、温度情報、酸素飽和度情報、
Ｔ２^*情報、脳内物質情報、磁気共鳴画像から導かれ得
る情報の少なくとも１つを、前記生理状態情報として取
得する。

【００１３】また、請求項７に示すように、前記磁気共
鳴装置は、被検体の頭部の一部を覆う形状のプローブを
有する。（作用）請求項１の発明によれば、監視装置で取得した
被検体の生理状態を示す情報に基づいて、調整装置によ
り自動的に被検体の生理状態を調整するようになるた
め、医師や看護婦等が常時監視装置を注視しその生理状
態変化に対処するように調整装置を操作するといった手
間が必要なくなり、また、操作ミス等の問題も解決す
る。

【００１４】また、請求項２によれば、被検体の体温を
自動的に調整することができる。また、請求項３によれ
ば、医師や看護婦等による調整装置への動作状態の入力
ミスを防ぐことが可能となる。

【００１５】また、請求項４によれば、監視装置や調整
装置の動作異常を検知して警報を発することができるの
で、医師や看護婦等は調整装置の動作を緊急停止するこ
とができる。

【００１６】また、請求項５によれば、磁気共鳴装置に
より被検体の生理状態を高精度で検知することができ
る。また、請求項６によれば、温度情報、酸素飽和度情
報、Ｔ２^*情報、脳内物質情報、磁気共鳴画像から導か
れ得る情報から、生理状態を高精度に制御することがで
きる。

【００１７】また、請求項７によれば、プローブを被検
体の頭部の一部分を覆うような形状に構成することによ
り、医師等が被検体の様子を伺うことが可能となり、且
つ治療等のための被検体へのアクセスが容易に行えるよ
うになる。さらに、このような形状にプローブを構成し
たことにより、このプローブをヘッドレストとして使用
することも可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
よる被検体生理状態制御装置を、好ましい実施形態によ
り説明する。図１に示すように、この被検体生理状態制
御装置は、被検体の生理状態を検知して、この生理状態
に関する情報を取得する監視装置１００と、被検体の生
理状態を示す情報に基づいて、被検体の生理状態を調整
する調整装置２００とから構成される。

【００１９】監視装置１００としては、制御対象の生理
状態に応じて適宜使い分けられるものであり、図１にも
示したとおり、制御対象が体温であれば、脳波計、心電
計、血圧計、呼吸モニター、頭蓋内圧モニター、体温
計、酸素濃度計、Ｘ線断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ）、磁気
共鳴装置（ＭＲＩ）等の複数種類の装置が組み合わされ
て使われる。

【００２０】また、調整装置２００としては、制御対象
の生理状態に応じて適宜使い分けられるものであり、例
えば制御対象が体温であれば、冷水循環式のブランケッ
トを備えた冷却装置と、温水循環式のブランケットを備
えた加温装置と、その両方の機能を備えた冷却／加温装
置とのいずれかである。この調整装置２００には、内部
に、情報処理部が装備されており、この情報処理部にお
いて監視装置１００からの生理情報を処理して、この処
理結果に従って冷却や加温の動作状態を制御するように
している。

【００２１】例えば、制御対象が体温であれば、被検体
の脳波、心電、血圧、呼吸、頭蓋内圧、体温、血液酸素
濃度、Ｘ線断層撮影装置で得られた断層画像、磁気共鳴
装置で得られた画像に基づいて適当に被検体を冷却し、
または加温しながら、被検体の生理状態、ここでは体温
を所定温度又は温度幅内に維持する。例えば、冷却装置
の場合には、ブランケットの循環水の水温を制御して、
被検体の体温（脳温）の下降や、上昇や、保持といった
制御を行う。

【００２２】なお、図１では、生理情報の処理を、調整
装置２００の内部の情報処理部で行うようになっていた
が、図２に示すように、被検体の生理状態を示す生理情
報を計算機３００で処理し、この処理結果に基づいて計
算機３００が調整装置２００の動作状態を制御するよう
にしてもよい。

【００２３】この調整装置２００で被検体の生理状態を
制御しているとき、被検体の生理状態に異常が生じる可
能性がないとはいえない。ただし、この異常は、監視装
置１００の動作異常に因るものなのか、調整装置２００
の動作異常に因るものなのか、両方に因るものなのか断
定する必要がある。このために、図３に示すように、監
視装置１００と調整装置２００にそれぞれ警報装置４０
０，５００を設けて、それぞれ個別に動作異常を検知す
るようにしている。これら、警報装置４００、５００の
出力は、例えばナースセンターや医師のポケットベルに
通じており、アラーム音や警告メッセージ表示によって
看護婦や医師等にそれぞれの動作異常を知らせるように
なっている。

【００２４】そして、これら警報装置４００，５００か
ら動作異常の警報を看護婦や医師等が受け取ったとき、
看護婦や医師等が調整装置２００の動作を遠隔操作によ
り又は装置側スイッチ操作により手動で緊急停止するこ
とができるように、緊急停止装置６００が調整装置２０
０に対して設けられている。また、このとき、看護婦や
医師等が調整装置２００の動作状態を再入力したり、設
定を変更することができるように、入力装置７００が調
整装置２００に対して設けられている。

【００２５】また、上述したように、調整装置２００に
内蔵されている情報処理部あるいは図２に示した計算機
３００により生理情報が処理され、この処理結果に従っ
て調整装置２００の動作状態が自動的に決定されるが、
上述した入力装置７００から調整装置２００の動作状態
を医師等が手動で入力するとき、この入力された動作状
態と、処理結果に従って自動的に決定された動作状態と
が不一致になる場合がないとはいえない。この場合、当
該不一致を医師等に提示して、いずれを優先させるのか
を問い合わせる必要が生じる。このため、図４に示すよ
うに、両方の動作状態を、不一致であることを示すメッ
セージと一緒に表示し、いずれを優先するかを問い合わ
せる画面を表示するために、調整装置２００に対して表
示装置８００が設けられている。

【００２６】もちろん、これら入力装置７００や表示装
置８００を、図２の計算機３００に対して設けるように
してもよい（図５）。上述したように、監視装置１００
の一例として磁気共鳴装置が考えられる。図６に、この
磁気共鳴装置の構成を示している。周知の通り、磁気共
鳴装置には、静磁場磁石１がメインコイルとして装備さ
れて。そして、この静磁場磁石１の内側には、シムコイ
ル４が設けられ、さらにこのシムコイル４の内側には勾
配コイル２が設けられている。これら３種のコイルシス
テムにより、磁場強度が一様な静磁場と、勾配の向きが
互いに直交する３種類の勾配磁場とが図示しない被検体
に印加される。通常は、３種類の勾配磁場の中の１つの
勾配の向きが静磁場の向きと同じになるように設定され
ている。勾配コイル２は、勾配コイル電源５により駆動
され、シムコイル４はシムコイル電源６により駆動され
る。

【００２７】そして、勾配コイル２の内側には、高周波
コイル（ＲＦコイル）とこのＲＦコイルの共振周波数を
同調するためのチューニング要素とからなるプローブ３
が設けられている。

【００２８】ＲＦ送信部７は、プローブ３の共鳴周波数
に応じた周波数の高周波磁場パルス（ＲＦパルス）をプ
ローブ３から発生させるために、当該周波数の高周波電
流パルスをプローブ３に供給する。ＲＦ受信部９は、被
検体からの磁気共鳴信号をプローブ３を介して受信し、
これを増幅し、また検波する。なお、プローブ３は送受
信兼用でも、送信専用コイルと受信専用コイルとを別々
に備えていてもよい。データ収集部１０は、ＲＦ受信部
９で受信された磁気共鳴信号をディジタル信号に変換
し、計算機システム１１に転送する。

【００２９】シーケンス制御部８は様々なパルスシーケ
ンスを実行するために、勾配コイル電源５、シムコイル
電源６、ＲＦ送信部７、ＲＦ受信部９およびデータ収集
部１１をパルスシーケンスデータに従ってシーケンシャ
リーに制御する。このシーケンス制御部８は、計算機シ
ステム１１の制御下にあって、入力装置１２から入力さ
れた各種指令が計算機システム１１を介して必要に応じ
て選別され加工されて伝達されるようになっている。

【００３０】計算機システム１１は、データ収集部１０
からの磁気共鳴信号にフーリエ変換等の処理を施し、そ
の結果に基づいて被検体内の所望スピンの画像データあ
るいはスペクトルデータを再構成する。このデータは表
示装置１３に送られ、画像あるいはスペクトル等々とし
て表示される。

【００３１】プローブ３、ＲＦ送信部７およびＲＦ受信
部９は、例えば ¹Ｈの共鳴周波数に対応した高周波装置
であり、その他、例えば³¹Ｐ、¹³Ｃに対応した高周波装
置とすることも可能である。あるいは、複数の高周波装
置であり、それぞれが ¹Ｈ、³¹Ｐ、¹³Ｃに対応している
といった装置構成とすることも可能である。

【００３２】このような磁気共鳴装置を用いて、生体内
の水の情報を調べることにより、生体内の温度計測を行
うことが可能となる。例えば、水の化学シフトは温度に
依存することが知られており、化学シフト変化を周波数
あるいは位相によって取得することにより、生体内の温
度計測を行うことができる。また、近年多く用いられて
いるフェーズマップ法を用いて各画素の水の位相情報を
求め、生体内の温度分布を求めることができる。また、
水の拡散定数、縦緩和時間Ｔ１、横緩和時間Ｔ２もそれ
ぞれ温度に依存して変化することが知られており、これ
らの情報によって生体内の温度を分布として又は局部的
に計測することが可能となる。

【００３３】図７には、この磁気共鳴装置に、調整装置
２００を接続した被検体生理状態制御する装置のブロッ
ク図を示す。まず被検体の体温、例えば脳温を１ポイン
トで局部的に又は分布として磁気共鳴装置により計測す
る。計算機システム１１では、この計測結果を処理し、
調整装置２００の動作状態を制御する内容を決定する。
この制御内容に従って調整装置２００が動作して、脳温
を所定温度に維持するように、または所定の温度範囲に
収めるように、冷却又は加温する。図７からシムコイル
４およびシムコイル電源６を除いた簡略化した磁気共鳴
装置でも上記制御が可能となる。

【００３４】また、図８には、被検体内の体温を局部的
に取得して、調整装置２００を制御するための被検体生
理状態制御装置の構成を示すブロック図を示した。この
装置構成により、被検体内の１ポイントの温度計測結果
から調整装置２００を制御して、被検体の生理状態を制
御することが可能となる。

【００３５】また、図７および図８の装置構成により、
例えばグルタミン酸のような脳内物質の情報を用いて調
整装置を制御することも可能となる。あるいは、Ｔ２＊
強調画像等より得られる磁化率の差から酸素飽和度を求
め、この情報により調整装置を制御することも可能とな
る。また、例えば¹³Ｃ標識グルコースを被検体に投与し
た後のグルタミン酸等の脳内物質の¹³Ｃの取り込みの様
子を捉えることによりＴＣＡ回路の代謝回転を求めるこ
とができるが、この情報を用いて、調整装置を制御する
ことも可能となる。

【００３６】図９（ａ）乃至図９（ｄ）には、図６の磁
気共鳴装置のプローブ（高周波コイル装置）の構成を示
している。このようにプローブを被検体の頭部の一部
分、ここでは頭部の下半分を覆うような形状に構成する
ことにより、医師等が被検体の様子を伺うことが可能と
なり、且つ治療等のための被検体へのアクセスが容易に
行えるようになる。さらに、このような形状にプローブ
を構成したことにより、このプローブをヘッドレストと
して使用することも可能となる。本発明は、上述した実
施形態に限定されることなく、種々変形して実施可能で
ある。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、医師や看護婦等をわず
らわすことがなく、監視装置からの情報により自動的に
調整装置を制御して、被検体の生理状態を制御すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態による被検体生理状態制御装
置のブロック図。

【図２】図１の被検体生理状態制御装置の第１変形例の
ブロック図。

【図３】図１の被検体生理状態制御装置の第２変形例の
ブロック図。

【図４】図１の被検体生理状態制御装置の第３変形例の
ブロック図。

【図５】図１の被検体生理状態制御装置の第４変形例の
ブロック図。

【図６】図１の監視装置としての磁気共鳴装置のブロッ
ク図。

【図７】図６の磁気共鳴装置と調整装置との接続関係を
示す図。

【図８】図６の磁気共鳴装置と調整装置との接続関係を
示す図。

【図９】図６の磁気共鳴装置のプローブの構成例を示す
図。

【符号の説明】

１…静磁場磁石、２…勾配コイル、３…プローブ、４…シムコイル、５…勾配コイル電源、６…シムコイル電源、７…ＲＦ送信部、８…シーケンス制御部、９…ＲＦ受信部、１０…データ収集部、１１…計算機システム、１２…入力装置、１３…表示装置、１００…監視装置、２００…調整装置、３００…計算機、４００…第１警報装置、５００…第２警報装置、６００…緊急停止装置、７００…入力装置、８００…表示装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡本和也神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検体から生理状態に関する生理状態情報
を得る監視装置と、前記生理状態情報に基づいて、前記被検体の生理状態を
調整する調整装置とを具備したことを特徴とする被検体
生理状態制御装置。
【請求項２】前記調整装置は冷却装置と加温装置との少
なくとも一方であることを特徴とする請求項１記載の被
検体生理状態制御装置。
【請求項３】前記調整装置の動作状態をオペレータが入
力するための入力装置と、前記調整装置の動作状態を表
示するための表示装置とをさらに備えることを特徴とす
る請求項１記載の被検体生理状態制御装置。
【請求項４】前記監視装置と前記調整装置との少なくと
も一方に動作異常が生じたときに警報を発する警報装置
と、前記調整装置の動きを緊急停止する緊急停止装置と
をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の被検体
生理状態制御装置。
【請求項５】前記監視装置は、磁気共鳴装置であること
を特徴とする請求項１記載の被検体生理状態制御装置。
【請求項６】前記磁気共鳴装置は、温度情報、酸素飽和
度情報、Ｔ２^*情報、脳内物質情報、磁気共鳴画像から
導かれ得る情報の少なくとも１つを、前記生理状態情報
として取得することを特徴とする請求項５記載の被検体
生理状態制御装置。
【請求項７】前記磁気共鳴装置は、被検体の頭部の一部
を覆う形状のプローブを有することを特徴とする請求項
５記載の被検体生理状態制御装置。