KR20220112745A - 심장 대상부전 상태에 관한 정보를 결정하기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

사용자(2)의 심장 대상부전 상태에 관한 정보(74)를 결정하며 정보(74)가 심장 파라미터(27)의 분석에 의해 취득되는, 결정 장치(1)를 개시하며, 이 결정 장치는, 사용자(2)의 적어도 하나의 가속도계 신호 곡선(35)에 의해 신호값(34)을 결정하도록 설계된 하나의 측정 장치(3)를 포함하고, 신호값(34)은 심장 모니터(40)에 의한 측정으로부터 발생하는 추가 신호값(44)과 비교하기 위한 것이며, 측정 장치(3)는, 이를 위해, 가속도계 신호 곡선(35)을 결정하도록 설계된 적어도 하나의 가속도계(30)를 포함하고, 측정 장치(3)는 사용자(2) 내부의 임플란트(6)에 수용되도록 설계된 것을 특징으로 한다.

Description

심장 대상부전 상태에 관한 정보를 결정하기 위한 장치

본 발명의 분야는 신체의 심장 파라미터를 측정하기 위한 장치의 분야이다.

알려진 방식으로, 심부전은 인간에 있어서 심장 대상부전(cardiac decompensation)으로 발전할 수 있다. 상기 심장 대상부전은, 안정시에도 급성 피로가 발생하고 부종의 출현을 동반하여 전신 상태의 변화를 초래하여, 인체에 필수적인 산소와 이산화탄소의 기체 교환의 질을 저하시키는 원인이 된다.

따라서, 심장 대상부전은 흉부, 특히, 폐 조직의 심장성 부종을 유발할 수 있다. 호흡 문제 및 호흡곤란은 폐의 보상으로 인해 유발되는 일부 증상이며, 호흡 작업을 증가시키며 특히 흉통을 유발한다. 이러한 증상들은, 액체 축적이 조기에 검출되지 않으면 주요 호흡 장애 지점까지 악화된다. 폐 부종은, 의학적으로 생명을 위협하는 응급 상황으로 간주되며, 첫 증상부터 효과를 발휘하여 치료되어야 하며, 치료는 진단 이후에 더욱 광범위하고, 초기 단계에서는 조직이 덜 충혈된다.

따라서, 심장 질환의 위험이 있는 모든 환자는 경계해야 한다. 위험이 있는 환자는, 일반적으로 심장 문제를 식별하기 위해 의사가 실시하는 청진 유형의 정기 건강 검진, 심전도, 혈액 검사, 및/또는 폐 방사선 촬영으로 모니터링된다. 예방적 방식으로, 환자는, 심장 대상부전의 원인이 되는 합병증을 피하기 위해 자신의 생활 방식을 면밀히 모니터링하고 심장 질환을 치료하도록 강제된다.

그러나, 의료적 모니터링은, 환자의 폐 및 심장 상태의 평가를 수행하는 의료 부문과 의사에 의존하기 때문에 환자에 대해 제한적이다. 다른 단점은, 정기적인 모니터링으로서, 악화되는 합병증을 예방하기 위해 환자가 의료 부문에 빈번하게 통제되어야 한다는 점이다. 또한, 모든 환자, 특히, 양호한 수준의 독립성을 유지하는 환자에 대해 장기간의 수일에 걸쳐 모니터링을 합리적으로 수행할 수 없다.

따라서, 본 발명의 목적은 심장 대상부전 상태의 시작을 식별할 수 있는 장치를 제안하는 것이며, 상기 장치는, 사용이 간편하고, 심장 대상부전의 위험이 있는 환자의 심장 문제의 모니터링 및 조기 검출을 위한 반복 사용과 양립될 수 있다.

본 발명은, 사용자의 심장 대상부전 상태에 관한 정보를 결정하기 위한 장치에 있어서, 상기 정보가 심장 파라미터의 분석에 의해 취득되는, 결정 장치에 관한 것으로서, 이 결정 장치는, 사용자의 적어도 하나의 가속도계 신호 곡선에 의해 신호값을 결정하도록 설계된 적어도 하나의 측정 장치를 포함하고, 상기 신호값은 심장 모니터에 의한 측정으로부터 발생하는 추가 신호값과 비교하기 위한 것이며, 측정 장치는, 이를 위해, 사용자의 상기 가속도계 신호 곡선을 결정하도록 설계된 적어도 하나의 가속도계를 포함하고, 측정 장치는 사용자 내부의 임플란트(implant)에 수용되도록 설계된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 장치는, 한편으로는 가속도 신호 및 다른 한편으로는 심전도 유형의 심장 신호를 고려하는 바이모달 분석과, 적절한 임플란트에 적어도 하나의 가속도계를 구현함을 통한 침습적 측정을 결합할 수 있게 한다는 점에서 특히 유리하다. 또한, 심장 대상부전 상태에 관한 정보는 두 항목의 데이터를 비교하는 간단한 방식으로 취득된다는 점에 주목할 수 있으며, 알고리즘의 단순화는 적용 가능한 경우 임플란트에 해당 계산 수단의 통합을 용이하게 할 수 있다.

심전도는, 심장의 기계적 활동, 즉, 수축의 기초를 형성하는 심장의 전기적 활동을 그래프로 나타낸 것인 한편, 기계적 활동은 다시 가속도계를 통해 모니터링된다.

상기 이식된 측정 장치에 의해, 가속도계 신호 곡선 및 심장 파라미터는 재현 가능하고 신뢰할 수 있는 방식으로 취득될 수 있다. 실제로, 임플란트는, 임플란트에 내장된 가속도계의 고정된 위치를 제공하는 데 참여하고, 적어도 측정 후 측정을 위한 안정적인 위치를 제공하는 데 참여한다.

측정 장치는 가속도계 신호 곡선을 생성하는 가속도계를 포함한다. 상기 가속도계 신호 곡선은, 심장 파라미터를 추론하기 위해 다른 데이터, 이 경우, 심장 모니터에 의해 취득된 심전도와 비교하도록 의도된 것이다. 가속도계는 적어도 하나의 축을 따라 가속도를 측정한다. 가속도계는, 예를 들어, 1개 내지 3개의 상호 직교하는 축을 갖는 가속도계이다.

가속도계 신호 곡선에서 결정된 신호값은, 가속도계 신호 곡선의 양의 피크에 해당하며, "대동맥 진폭"이라고 하는 사용자의 대동맥 판막의 최대 개방을 의미한다. 신호의 출현은 심장 파라미터의 결정에 있어서 시간 표지(marker)를 구성한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 결정 장치는 추가 신호값을 측정하도록 설계된 측정 수단을 포함하고, 측정 수단은 적어도 심장 모니터를 포함하고, 결정 장치는, 신호의 출현과 추가 신호의 출현 사이의 시간에 따라 심장 파라미터의 값을 결정하도록 설계된 계산 장치를 더 포함하고, 계산 장치는, 심장 파라미터를, 임계값에 비교하도록 설계되어 초과시 심장 대상부전을 나타낸다.

심장 모니터를 사용하면 사용자의 심장 활동에 의해 생성된 전기 신호를 반영하는 심전도 트레이스를 취득할 수 있다. 측정 장치가 임플란트에 수용된다는 사실과 관련하여 위에 특정된 것과 보완적인 방식으로, 심장 모니터 자체도, 임플란트에 내장될 수 있거나, 임플란트에 대해 외부에 배치될 수 있으며, 보다 구체적으로는 사용자와 관련하여 외부적으로 배치될 수 있다.

보다 구체적으로, 심장 모니터는, 홀터 모니터 유형(Holter monitor type)의 외부에 있을 수 있으며 휴대용일 수 있고, 비교적 자율적인 방식으로 심장 활동을 지속적으로 기록할 수 있다. 심장 모니터는, 휴대할 수 없고 의료진의 개입이 필요한 외부 스코프(scope)일 수 있다. 심장 모니터는, 예를 들어, 임플란트에 내장되어 내부에 있을 수 있으므로, 일단 상기 임플란트가 이식되면 자율적으로 동작할 수 있다.

추가 신호값은 심전도의 트레이스로부터 결정된다. 상기 추가 신호값은, 심전도 상에서 식별된 파동(R), 즉, 사용자의 심실 탈분극을 나타내는 파동(P) 다음에 출현하는 심전도의 제2 양의 파동에 해당한다. 추가 신호의 출현은 심장 파라미터의 결정에 있어서 시간적 표지를 구성한다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 고려되는 심장 파라미터는 사전-박출 기간(pre-ejection period) 또는 "PEP"라고도 하는 기간에 해당한다. 사전 박출 기간에 해당하는 심장 파라미터는 적어도 동시에 취득되는 가속도계 신호 곡선과 심전도의 트레이스에 의해 결정된다. 사전 박출 기간은 파동(R)의 출현과 대동맥 판막의 최대 개방의 출현 사이의 시간 간격에 해당한다. 다시 말하면, 본 발명에 따라 고려되고 임플란트에 가속도계가 있기 때문에 재현 가능하고 신뢰할 수 있는 방식으로 결정된 심장 파라미터는, 심전도에서 결정된 추가 신호의 출현과 가속도계 신호 곡선에서 결정된 신호의 출현 사이의 시간 차이다. 심장 모니터에 의해 취득된 값을 연구하면 사전 박출 기간의 시작을 결정할 수 있고, 심전도에 의해 취득된 값을 연구하면 사전 박출 기간의 종료를 결정할 수 있다.

사용자의 심장 대상부전 상태에 관한 정보를 결정하기 위한 장치는 심장 파라미터를 취득하기 위한 다중 모드 접근을 허용한다는 점을 이해할 것이다. 이는 심장 파라미터를 취득하기 위해 신뢰할 수 있고 재현 가능한 가속도계 신호 곡선을 심전도의 트레이스와 비교하게 할 수 있다. 심장 파라미터와 임계값 간의 비교를 통해 사용자의 심장 활동을 평가할 수 있으므로 심장 대상부전 상태를 조기에 검출할 수 있다. 이러한 비교는 계산 장치에 의해 수행된다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 측정 장치는, 가속도계가 적어도 배복 축, 측방향 축, 및 상하방향 축 중 하나의 축을 따른 가속도를 측정할 수 있도록 임플란트에서의 위치를 추정하도록 설계된다. 가속도계는, 상기 3개의 축 중 적어도 하나를 포함하여 한 개 내지 세 개의 축을 갖는 가속도계이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 측정 장치는 사용자의 위내에 이식되도록 설계된다. 위내 이식의 경우와 같이, 사용자의 심장에 가깝게 이식하면 사용자의 심장 활동에 대한 특정 가속도계 신호 곡선을 취득할 수 있다. 언급한 바와 같이, 심전도는 심장의 기계적 활동의 기초를 형성하는 심장의 전기적 활동을 그래프로 나타낸 것이다. 심장 근육의 세포는, 자극의 임펄스를 받게 되면, 탈분극화하고 전기 자극을 심장을 통해 점차적으로 전달한다. 상기 전기적 임펄스를 측정하는 것은 유리하게는 심장에 가깝게 위치한 기관인 위에서 수행될 수 있다. 이를 달성하기 위해, 서로 몇 센티미터 떨어진 두 개의 전극이 위벽 조직과 접촉하도록 위치한다. 이들 전극은 전극들에 의해 측정된 신호를 조절하는 통합 전자 모듈에 연결된다. 시각 t에서, 각 전극은 서로 다른 전위를 측정한다. 시간이 지남에 따라, 두 개의 전극 사이의 전위차를 측정하면 심전도를 얻는다.

예를 들어, 측정 장치는 내시경을 통해 위내에 이식된다. 예를 들어, 측정 장치는 위벽에 고정되거나 위벽 내에 삽입되도록 이식된다. 예를 들어, 측정 장치는 위의 상부, 위저의 영역 또는 이에 가까운 곳에 이식된다.

본 발명의 일 양태에 따르면 그리고 전술한 바와 같이, 심장 모니터는 임플란트에 수용되도록 설계될 수 있다. "임플란트에 수용"은, 모니터가 임플란트에 내장됨을 의미한다. 따라서, 심장 모니터는, 임플란트 내부에 대부분 수용될 수 있으며, 임플란트의 표면에 위치한 측정 수단의 전극에 연결될 수 있거나 임플란트에 연결될 수 있고, 전극은 사용자의 조직과 접촉하는 것이 필요하다.

따라서, 임플란트는 측정 수단에 포함된 심장 모니터 및 가속도계를 포함하는 측정 장치를 모두 수용한다. 다시 말하면, 외부 연결 없이 임플란트 부위에서 가속도계 신호 곡선과 심전도 트레이스가 취득된다. 이는, 심장 모니터와 측정 장치의 위치가 고정되어 있으므로 심장 모니터 및/또는 측정 장치의 가변 위치에서 고유한 바이어스와는 무관한 가속도계 신호 곡선과 심전도 트레이스를 취득하는 데 기여한다. 가속도계 신호 곡선과 심전도 트레이스는, 사용자에게 추가로 설치할 필요 없이 연속적으로 동시에 측정될 수 있다. 이러한 종류의 구성은, 특히 신호 및 추가 신호의 측정이 동기화되는 것을 보장하여, 동일한 시간 기반에서 이들 측정의 트리거링을 제어할 수 있게 한다.

전술한 바와 같이, 전기적 심장 활동과 기계적 심장 활동은 연결되어 있다. 전술한 심장 파라미터를 신뢰성 있게 결정하기 위해, 한편으로는 측정 수단에 포함된 심장 모니터와 다른 한편으로는 가속도계를 포함하는 측정 장치에 의해 이루어진 측정의 시간적 동기화를 통함으로써, 심장의 전기적 및 기계적 활동을 병행하여 분석할 수 있다.

이를 위해, 그 다음에 수신된 신호는, 장치의 내장된 프로세서에 의해 직접 전처리되거나 원시 데이터의 전송에 이어서 중앙 서버에서 전처리된다. 전처리는, 필터링 방법(푸리에 변환, 웨이블릿 변환, 경험적 방법 등)에 해당하므로, 분석 전에 신호대잡음비를 개선할 수 있게 한다.

본 발명의 대체 양태에 따르면, 심장 모니터는 비침습적으로 설계될 수 있다. 심장 모니터와 측정 수단은 측정 장치로부터 물리적으로 분리된다. 이러한 종류의 구성은 보다 컴팩트한 임플란트를 제안할 수 있게 하지만, 침습적 방식으로 수행되는 신호의 측정과 비침습적 방식으로 수행되는 추가 신호의 측정이 동일한 시간 기반을 공유하도록 더욱 복잡한 동기화 수단을 제공해야 한다. 심장 모니터는 심장의 전기적 활동을 측정하고자 하는 순간에 특정하게 설치되어 있어야 한다. 심전도는 와이어에 의해 심장 모니터에 연결된 측정 전극들을 사용자의 흉부에 배열함으로써 취득된다. 측정 수단은, 임플란트에서 사용자에게 통합되는 측정 장치에 비해, 사용자에게 부착된다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 계산 장치는 임플란트에 수용되도록 설계된다. 계산 장치는 측정 장치와 함께 내장된다. 이러한 구성은 결정 장치의 구현 및 반복 사용을 용이하게 한다. 계산 장치는, 예를 들어, 가속도계와 함께 임플란트에 배열되도록 설계된다.

계산 장치가 비침습적이어서 임플란트로부터 거리를 두고 배치되는 본 발명의 대체 양태에 따르면, 측정 장치는 계산 장치에 적어도 하나의 신호를 전송하도록 설계된 통신 부재를 포함한다. 통신 부재는 임플란트의 측정 장치, 즉, 적어도 가속도계와 계산 장치 모두에 연관되어 있음을 이해할 것이다. 통신 부재는 신호를 계산 장치에 포함된 수신기에 전송하기 위한 송신기를 포함한다. 예를 들어, 통신 부재의 하나 이상의 송신기는 임플란트에 내장되고, 하나 이상의 수신기는 상기 신호의 외부화 처리를 고려하여 계산 장치의 영역에서 신호를 수신하도록 설계된다. 측정 장치로부터 수신된 신호는 적어도 가속도계 신호 및/또는 신호의 출현에 대응하는 시간 표지를 포함한다. 측정 수단, 즉, 심전도를 취득할 수 있게 하는 수단이 임플란트에 수용될 때, 통신 부재에 의해 계산 장치로 전송되는 신호는, 유리하게 가속도계 신호, 사용자의 심장 활동에 의해 생성되는 전기 신호, 및/또는 신호의 출현에 대응하는 시간 표지 및/또는 추가 신호의 출현에 대응하는 시간 표지를 동시에 포함한다.

송신기와 수신기를 연결하는 기술은 다양하다. 예를 들어, Bluetooth 또는 Wi-Fi를 사용하는 기술과 같은 웨이브 기반 무선 통신 기술이 인용될 수 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 임플란트는 적어도 측정 장치를 공급할 수 있는 에너지 저장 장치를 포함한다. 에너지 저장 장치는 유리하게는 임플란트 내부에 있으므로 소형화된다. 일 실시예에서, 이것은 외부 전원에 연결될 필요가 없는 리튬-요오드 배터리 유형의 장수명 배터리와 같은 고도로 자율적인 에너지 저장 장치이다. 다른 일 실시예에서, 이것은 외부 소스로부터 무선으로 재충전될 수 있는 에너지 저장 장치이다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 에너지 저장 장치는 측정 수단도 공급할 수 있다.

본 발명은, 또한, 사용자의 심장 대상부전 상태에 관한 정보를 결정하는 방법에 관한 것으로서, 이 결정 방법은 전술한 바와 같은 결정 장치를 구현하며, 이 결정 방법에서 신호를 측정하는 단계는 적어도 신호값 및 추가 신호값을 취득할 수 있게 하며, 신호값은 적어도 가속도계를 포함하는 측정 장치에 의해 취득되고, 추가 신호값은 적어도 심장 모니터를 포함하는 측정 수단에 의해 취득된다.

한편, 신호를 측정하는 단계는 신호값을 취득할 수 있게 한다. 이를 달성하기 위해, 가속도계는, 신호를 측정하는 단계 동안, 가속도계 신호를 측정하여 가속도계 신호 곡선을 취득한다. 측정하는 단계 동안, 측정 장치는, 가속도계 신호 곡선에서, 신호값에 해당하는 사용자의 대동맥 판막의 최대 개방을 식별한다.

다른 한편, 신호를 측정하는 단계는 추가 신호값을 취득할 수 있게 한다. 이를 달성하기 위해, 심장 모니터는, 신호를 측정하는 단계와 동시에, 특히, 동기 방식으로, 즉, 동일한 시간 기반에서 진행하여 사용자의 심장 활동에 의해 발생하는 전기적 활동을 측정하여 심전도를 취득한다. 측정하는 단계 동안, 측정 수단은 심전도에서 추가 신호값에 해당하는 파동(R)을 식별한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 신호를 측정하는 단계는, 심장 대상부전 상태에 관한 정보를 취득할 수 있게 하는 심장 파라미터를 계산하는 단계가 후속하며, 상기 계산하는 단계는 신호를 측정하는 단계에서 측정된 신호의 출현의 시간 지연을 고려한다. 상기 계산하는 단계 동안 고려된 시간 지연은, 신호와 추가 신호의 동기 측정, 즉, 두 개의 신호와 동일한 시간 기반을 가짐으로 인해 즉시 판독된다. 다시 말하면, 가속도계 신호 곡선과 심전도를 동일한 시간 기준으로 비교함으로써, 신호값의 출현과 추가 신호값의 출현 사이의 시간 지연에 해당하는 심장 파라미터를 취득할 수 있다. 파동(R)은 사전 박출 기간의 시작을 나타내고, 사용자의 대동맥 판막의 최대 개방은 사전 박출 기간의 종료를 나타낸다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 결정 방법은 측정 장치를 교정하는 단계를 포함하고, 교정하는 단계는 신호를 측정하는 단계에 선행한다. 교정 단계를 통해 기준값인 임계값을 취득할 수 있으며, 이러한 임계값을 초과하면 심장 대상부전이 나타난다. 심장 파라미터는, 사용자에 따라 구체적인 심장 활동으로 인해 그리고 측정 장치의 위치, 특히, 사용자마다 그리고 임플란트마다 가변될 수 있는 가속도계의 위치로 인해 각 사용자에게 고유한 것이다. 본 발명에 따르면 그리고 임플란트에 가속도계를 이식하면, 측정 장치의 상기 위치가 고정되고 주어진 사용자에 대해 시간이 지남에 따라 재생된다는 점에 주목해야 한다.

교정 단계를 통해 결정 방법을 개인화할 수 있다. 특히, 교정 단계를 통해 사용자 고유의 기준 신호값을 취득할 수 있다. "신호값"은 사용자의 기본 상황을 충분히 대표하는 값들의 평균을 의미한다는 점을 이해할 것이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 결정하는 방법 동안, 심장 대상부전 상태에 관한 정보를 취득할 수 있게 하는 심장 파라미터를 계산하는 단계는, 신호값 및 해당하는 추가 신호값에 대한 심장 파라미터의 계산으로 이루어진 즉각적인 방안에 의해 수행되지 않고, 평균화된 방안에 의해 수행된다. 보다 구체적으로, 사전 박출 기간에 해당하는 심장 파라미터의 측정은, 30초에 걸쳐 취득되는 신호의 평균을 나타내는 코히런트 평균에 대하여 수행되고, 따라서 동일한 기간에 걸쳐 동기적으로 취득되는 추가 신호의 평균을 나타내는 추가 코히어런트 평균에 대해서도 수행된다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 제한 없이, 특히 위에서 설명된 평균화된 방안에 의한 주어진 순간에서의 심장 파라미터 계산의 결과가 전체 임상 사진에 기록된다. 이전 임상 사진 또는 교정하는 단계에서 취득된 참조 임상 사진과 비교하기 위해 일일 임상 사진을 생성할 수도 있다. 보다 구체적으로, D일의 파라미터 값은 D-1일의 값과 비교되며, 며칠에 걸친 값들의 트레이스는, 주요 혈역학적 변화가 없음을 나타내는 안정적인 라인 또는 문제를 나타낼 수 있는 하향 또는 상향 추세를 반영한다.

본 발명의 대체 양태에 따르면, 계산 장치는, 계산하는 단계 동안, 심장 파라미터를 임계값과 비교할 수 있으며, 이러한 임계값은 특히 교정하는 단계 동안 사용자에 대해 조정될 수 있다. 계산 장치는, 심장 대상부전 상태에 관한 정보를 취득하기 위해 심장 파라미터와 임계값을 포함하는 파라미터들의 통합을 관리한다. 임계값은 기준 신호값으로부터 추론된다. 예를 들어, 임계값은, 장치 구현 전의 교정하는 단계에 따라 가변적인, 기준 신호값의 백분율을 나타낸다.

계산하는 단계 동안, 심장 파라미터가 계산되고 또한 교정하는 단계 동안 결정된 임계값과 비교된다. 심장 파라미터/임계값 비교를 통해 사용자의 심장 대상부전 상태를 예민하게 결정할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 결정 장치의 전체 개략도;
도 2는 다른 일 실시예에서 본 발명에 따른 결정 장치의 전체 개략도;
도 3은, 본 발명에 따른 결정 장치를 구현하는, 사용자의 심장 대상부전 상태에 관한 정보를 결정하는 방법을 예시하는 도면;
도 4는 도 3의 결정 방법을 예시하는 흐름도.

먼저 도면은 본 발명을 구현하기 위한 상세한 방식으로 본 발명을 개시하며, 물론, 적용가능한 경우 상기 도면이 본 발명을 더 잘 정의하는 역할을 할 수 있다는 점에 주목해야 한다.

설명의 나머지 부분에서, "내부/내측" 및 "외부/외측"이라는 명칭은, 본 발명에 따른 결정 장치, 특히, 상기 결정 장치의 일부를 형성하는 임플란트를 지칭한다. 결정 장치의 임플란트에 통합된 모든 요소는, 내부/내측 또는 내부화된 것으로 설명되고, 임플란트의 외부에 있는 모든 요소는 외부/외측 또는 외부화된 것으로 설명된다.

먼저 도 1을 참조하면, 사용자(2)의 심장 대상부전 상태에 관한 정보를 결정하기 위한 장치(1)를 볼 수 있다. 심장 대상부전 상태에 관한 관련된 정보는 도 3에 도시된 심장 파라미터를 분석함으로써 취득된다.

결정 장치(1)는 적어도 하나의 측정 장치(3), 측정 수단(4), 및 계산 장치(5)를 포함한다. 적절한 경우에, 측정 장치(3)를 포함하는 결정 장치(1)의 일부는 내부화되고, 측정 수단(4)과 계산 장치(5)를 포함하는 결정 장치(1)의 다른 일부는 외부화된다.

측정 장치(3)는 도 3에 도시된 사용자(2)의 가속도계 신호 곡선을 결정하도록 설계된 적어도 하나의 가속도계(30)를 포함한다. 측정 장치(3)는 도 3에 또한 도시된 신호값을 결정하도록 설계된다.

가속도계(30)를 포함하는 측정 장치(3)는 사용자(2) 내측의 임플란트(6)에 수용된다. 임플란트(6)는 중공, 생체 적합성 및 밀봉 구획부에 해당한다. 임플란트(6)는 내시경 장치에 의해 이식될 수 있는 치수를 갖는다. 도 1의 임플란트(6)의 도면은 개략적이고, 임플란트(6)는, 임플란트의 이식, 이의 기능, 및 결정 장치(1)의 동작과 양립할 수 있는 임의의 형상과 치수를 가질 수 있다. 또한, 임플란트의 이식 방법은 본원에서 고려되지 않고 어떠한 수단으로든 구현될 수 있음을 이해할 것이다.

임플란트(6)는, 도 1의 실시예에서 사용자(2)의 위(21)의 안저(20) 영역에서 사용자(2)의 심장(26)에 가까운 위치에 있는 위내 임플란트이다. 임플란트(6)는, 예를 들어, 위 점막의 표면 또는 위 점막 내부, 위(21)의 안저(20) 영역, 또는 위장관(25)의 임의의 조직 영역에 고정된다.

임플란트(6)는 적어도 측정 장치(3)를 공급할 수 있는 에너지 저장 장치(60)를 포함한다. 에너지 저장 장치(60)는, 이 경우에 임플란트(6) 내부에 있는 것과 같이 사용자(2)의 조직으로부터 격리되고 소형화된다. 에너지 저장 장치(60)는 필요에 따라 측정 장치(3)를 공급할 수 있도록 수년의 서비스 수명을 갖도록 설계된다.

측정 장치(3)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 가속도계(30)가 적어도 배복 축(22), 측방향 축(23) 및 상하방향 축(rostro-caudal axis)(24) 중 적어도 하나의 축에 따른 가속도를 측정할 수 있게 임플란트(6)의 위치를 추정하도록 설계된다.

측정 수단(4)은, 도 3에 도시된 추가 신호값을 측정하도록 설계되며, 이를 위해, 적어도 하나의 심장 모니터(40)를 포함한다. 도 1에 도시된 본 실시예에서 외부화된 심장 모니터(40)는 도 3에 도시된 바와 같이 심전도의 트레이스를 표시할 수 있는 표시 화면(41)을 구비한다.

심장 모니터(40)는, 측정 수단(4)의 유선 센서(42)에 의해 이 경우에 심장 모니터(40)에 개별적으로 각각 연결되고 사용자(2)에 고정되는 3개의 전극(43)의 세트에 연결된다. 측정 수단(4)의 이러한 표현은, 특히, 사용되는 전극(43)의 수와 관련하여 제한되지 않으며, 추가 신호값을 측정할 수 있는 한 측정 수단(4)은 임의의 형태를 취할 수 있다.

계산 장치(5)는 신호값과 추가 신호값으로부터 심장 파라미터의 값을 결정하도록 설계된다. 계산 장치(5)는, 또한, 심장 파라미터를 임계값과 비교하도록 설계될 수 있으며, 이러한 임계값을 초과하면, 심장 대상부전이 나타난다.

도 1의 실시예에서, 계산 장치(5)는 외부에 있다. 한편으로, 계산 장치는 추가 신호값을 수신하기 위해 케이블링(50)에 의해 심장 모니터(40)에 전기적으로 연결된다. 다른 한편으로, 계산 장치는 측정 장치(3)에 무선으로 연결된다. 이를 달성하기 위해, 측정 장치(3)는, 적어도 하나의 신호, 이 경우에는 신호값을 계산 장치(5)에 전송하도록 설계된 통신 부재(31)를 포함한다. 측정 장치(3)는, 특히, 파동(33)의 송신기(32)를 포함하고, 송신기(32)는 임플란트(6) 내부에 있고 측정 장치(3)에 연결된다. 계산 장치(5)는, 통신 부재(31)의 송신기(32)에 의해 송신된 파동(33)을 수신할 수 있는 수신기(51)를 포함한다.

다음으로, 본 발명에 따라 사용자의 가능한 심장 대상부전 상태에 관한 신뢰할 수 있는 정보를 결정하기 위해, 계산 장치(5)에 의해 수행되는 다양한 계산을 특히 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.

도 2는 측정 수단(4)이 내부에 있는 본 발명의 다른 일 실시예를 도시한다. 다시 말하면, 임플란트는, 신호값을 취득하기 위한 측정 장치(3)를 형성하는 가속도계와 추가 신호값을 취득하기 위한 측정 수단(4)을 형성하는 심장 모니터를 모두 통합한다. 도시된 실시예에서, 결정 장치(1)는 부분적으로 컴팩트화되고, 측정 장치(3)와 측정 수단(4)은 임플란트(6)에 내장되고, 이 경우에는 계산 장치(5)만이 외부화된다. 도 1의 설명은, 도 2에 준용하여 적용되며, 본 발명을 이해하고 구현하기 위해 참조될 수 있다.

도 2의 실시예에서, 심장 모니터(40)는 임플란트(6)에 수용되도록 설계된다. 심장 모니터는, 측정 장치(3)와 마찬가지로, 에너지 저장 장치(60)에 의해 공급된다. 통신 부재(31)는, 측정 장치(3)와 측정 수단(4) 간에 공유되어, 가속도계(30)로부터 발생하는 신호와 심장 모니터(40)로부터 발생하는 신호 모두를 전달한다. 예를 들어, 측정 장치(3)와 측정 수단(4) 각각은, 파동(33)을 통해 신호값 및 추가 신호값을 계산 장치(5)의 하나 이상의 수신기를 향해 전송하는 통신 부재(31)의 송신기(32)를 포함한다.

임플란트에 통합되는 계산 모듈이 없다는 사실은, 모든 가속도계 신호와 심장의 모든 전기적 활동 신호가 임플란트로부터 떨어진 계산 모듈로 전송된다는 것을 의미한다. 이러한 두 개의 전송된 신호로부터, 계산 모듈은, 이러한 두 개의 이벤트의 시간적 값을 찾고 후속하여 동일한 시간 기반으로 정의된 상기 두 개의 신호 간의 시간차의 계산을 수행하기 위해, 가속도계 신호에서의 대동맥 판막의 개방 지점 및 심전도에서 피크(R)의 최대값의 검색을 수행한다.

이러한 종류의 이중 통합 장치, 즉, 임플란트에 내장된 가속도계와 심장 모니터를 갖는 것에 대한 관심은 측정의 동기화를 용이하게 하고 두 개의 측정을 동시에 수행하기 위한 동일한 시간 기반을 공유하는 것에 대한 관심임을 이해할 것이다.

이러한 맥락에서, 계산 장치가 임플란트(6)에 적어도 부분적으로 또는 전체적으로 통합되게 할 수 있다. 특히, 계산 장치는, 임플란트에서 수행될 계산의 일부, 즉, 두 개의 시간 신호의 출현에 대한 측정과 검출을 위해 그리고 이들 시간 신호의 값들만이 외부 데이터베이스에 전송되기 위해 제공될 수 있다.

도 3은 결정 장치(1)에 의해 측정되고 결정된 상이한 심장 데이터를 도시한다.

신호값(34)은, 적어도 가속도계(30)에 의해 취득된 사용자(2)의 가속도계 신호 곡선(35)에 의해 결정되는 시간 값에 해당한다. 가속도계 신호 곡선(35)은 사용자(2)의 대동맥 판막의 최대 개방을 포함하는 양의 피크와 음의 피크를 포함한다. 대동맥 판막의 상기 최대 개방이 식별될 때, 이것은 가속도계 신호 곡선(35) 상의 신호값(34)에 해당하는 것으로서 정의된다. 계산 장치(5)는, 이로부터, 예를 들어, 주어진 시간 기반의 시각(t1)에서 시간 표지(36)를 도출한다.

추가 신호값(44)은, 또한, 적어도 심장 모니터(40)에 의해 취득된 사용자(2)의 심전도(45)에 의해 결정되는 시간 값에 해당한다. 심전도(45)는, 파동(P)(450), 파동(Q)(451), 파동(R)(452), 파동(S)(453), 파동(T)(454), 파동(U)(455)을 포함할 수 있는 양의 파동과 음의 파동을 포함한다. 파동(R)(452)의 최대값이 식별되는 경우, 이것은 심전도(45) 상의 추가 신호값(44)에 해당하는 것으로 정의된다. 계산 장치(5)는, 이로부터, 예를 들어, 제1 시간 표지(36)를 결정하기 위해 사용되는 것과 공통된 시간 기반으로 시각(t0)에서의 시간적 표지(46)를 도출한다.

신호(34)의 출현은 시간순으로 추가 신호(44)의 출현과 비교되도록 의도된다. 다시 말하면, 전술한 바와 같은 계산 장치는 시간 표지(36)의 값과 시간적 표지(46)의 값 사이의 지속기간을 계산하도륵 설계된다. 사전 박출 기간의 값, 즉, 심장 파라미터(27)의 값은 시간 표지(36)와 시간적 표지(46) 사이의 시간 기간에 해당한다. 따라서, 계산 장치(5)는 [PEP = t1-t0]에 따른 공식을 적용한다. 본 발명에 따르면, 이러한 결정은, 두 개의 신호의 동기 측정, 즉, 이들 두 개의 측정을 수행하기 위한 동일한 시간 기반의 사용자에 의해 용이하게 이루어진다는 것을 이해할 것이다.

도 4는 사용자(2)의 심장 대상부전 상태에 관한 정보를 결정하기 위한 방법(7)을 나타내는 흐름도를 도시하며, 결정 방법(7)은 도 1에서 상술한 바와 같은 결정 장치(1)를 구현한다. 결정 방법(7)은 신호를 측정하는 적어도 하나의 단계(70) 및 계산 단계(71)를 포함한다. 유리하게, 결정 방법(7)은 적어도 하나의 교정 단계(72)를 포함한다. 각 단계는 도 4에서 직사각형으로 표시되며, 화살표(100)로 표시된 시간순에 따라 연속적인 단계들로 이루어진다.

교정 단계(72)는 적어도 측정 장치(3)를 교정할 수 있게 한다. 장치가 연속적인 측정을 수행하기 위해 동작가능하기 전에 교정 단계가 이론적으로 한 번 수행되며, 교정 단계의 목적은 기본 상태를 고정하는 것이며, 상기 상태는 후속하는 각 측정 단계에 대해 유지된다는 점을 이해할 것이다. 상이한 측정 단계들을 시작하기 전에, 측정 장치(3)의 복수의 교정 단계(72)가, 예를 들어, 이식 후 측정 장치(3)의 구현 동안 또는 임플란트(6)의 배치로부터 떨어진 거리에서 구상될 수 있다.

교정 단계(72)는, 사용자(2)의 기준 심장 활동과 가속도계(30)의 위치 지정 모두를 나타내는 임계값(73)을 결정할 수 있게 한다. 보다 구체적으로, 교정 단계(72)는, 기준 신호값(37)을 도출하기 위해 심장 파라미터의 측정값들의 곱과 이들 측정값의 평균값의 계산으로 이루어진다. 기준 신호값(37)으로부터 진행하여, 기준 신호값(37)의 백분율에 해당하는 임계값(73)이 결정되고, 상기 임계값(73)은 교정 단계(72)에 후속하는 측정 단계 동안 취득되는 심장 파라미터(27)와 비교되도록 의도된다.

신호를 측정하는 단계(70) 동안, 적어도 신호값(34) 및 추가 신호값(44)이 취득된다. 측정 단계(70)에 포함된 제1 측정 하위 단계(700) 동안, 측정 장치(3), 특히, 가속도계(30)는 신호값(34)을 취득하기 위해 구현된다. 측정 단계(70)에 포함된 제2 측정 하위 단계(701) 동안, 추가 신호값(44)을 취득하기 위해 측정 수단(4), 특히, 심장 모니터(40)가 구현된다. 도시된 실시예에서, 제1 측정 하위 단계(700)와 제2 측정 하위 단계(701)는 병행 발생하여, 취득된 값들이 동일한 시간 기준으로 비교되어 계산 단계(71) 동안 심장 파라미터(27)를 계산할 수 있다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 특히 신호들 중 하나의 신호의 측정이 다른 신호의 측정을 손상시킬 수 있는 경우, 상기 두 개의 하위 단계가 엇갈린 방식으로 수행될 수 있다는 점을 이해할 것이다.

신호를 측정하는 단계(70)는 심장 파라미터(27)를 계산하는 단계(71)가 후속하며, 계산 단계(71)는 계산 장치(5)에 의해 구현된다. 계산 단계(71)는, 주기적으로 또는 정기적으로, 또는 신호를 측정하는 각 단계(70)에 후속하여, 및/또는 사용자(2) 또는 의료진의 요청에 따라 수행될 수 있다.

계산 단계(71)는 시간 표지(36)와 시간적 표지(46)를 식별하고 이로부터 심장 파라미터(27)를 추론할 수 있게 한다. 제1 계산 하위 단계(710) 동안에는, 시간 표지(36)가 식별된다. 제2 계산 하위 단계(711) 동안에는, 시간적 표지(46)가 식별된다.

제1 계산 하위 단계(710) 및 제2 계산 하위 단계(711) 후에 발생하는 제3 계산 하위 단계(712) 동안, 심장 파라미터(27)는 계산 장치(5)에 의해 추론된다.

계산 단계(71)의 제4 계산 하위 단계(713) 동안, 계산 장치(5)는, 심장 파라미터(27)를 교정 단계(72) 동안 결정된 임계값(73) 또는 계산 장치에서 이론적인 방식으로 구현된 임계값과 비교한다.

계산 단계(71)가 종료되면, 정보 단계(75) 동안 사용자(2)의 심장 대상부전 상태에 관한 정보(74)가 취득된다. 검출된 심장 파라미터(27)가 임계값을 초과하는 값에 해당한다면, 사용자(2)는, 예를 들어, 심장 대상부전의 초기 상태에 있고 이에 대해 경고를 받을 수 있다.

상술한 바를 읽으면, 본 발명이 심장 대상부전의 초기 상태를 경고하도록 설계된 결정 장치를 제안한다는 점을 이해할 것이다. 사용자에게 특히 적어도 부분적으로 이식되도록 의도된 상기 결정 장치는, 사전 박출 기간을 결정하는 데 참여하는 적어도 하나의 가속도계를 포함하여, 추가 신호와 비교될 신호값의 신뢰성 있는 검출을 허용하며, 임플란트에 상기 가속도계를 통합함으로써 상기 신뢰성 있는 측정을 가능하게 한다. 이러한 종류의 결정 장치에 의해 취득되는 정보는 신뢰될 수 있도록 의도되며 자주 사용될 수 있으므로, 심장 합병증의 위험이 있는 사용자를 간단하고 반복적으로 모니터링하는 것을 보장할 수 있다.

그러나, 본 발명은, 본원에 설명되고 예시된 수단 및 구성으로 제한되지 않으며, 또한 임의의 등가 수단 또는 구성, 및 이러한 수단의 임의의 동작가능한 기술 조합으로도 확장된다. 특히, 결정 장치의 형태는, 결정 장치가 궁극적으로 본원에 기술된 것과 동일한 기능을 수행하는 한, 본 발명에 악영향을 미치지 않고 수정될 수 있다.

Claims (12)

1. 사용자(2)의 심장 대상부전(cardiac decompensation) 상태에 관한 정보(74)를 결정하기 위한 결정 장치(1)로서,
   상기 정보(74)는 심장 파라미터(27)의 분석에 의해 취득되되,
   상기 사용자(2)의 적어도 하나의 가속도계 신호 곡선(35)에 의해 신호값(34)을 결정하도록 설계된 적어도 하나의 측정 장치(3)를 포함하고,
   상기 신호값(34)은 심장 모니터(40)에 의한 측정으로부터 발생하는 추가 신호값(44)과 비교하기 위한 것이며, 상기 측정 장치(3)는, 이를 위해, 상기 사용자(2)의 상기 가속도계 신호 곡선(35)을 결정하도록 설계된 적어도 하나의 가속도계(30)를 포함하고, 상기 측정 장치(3)는 상기 사용자(2) 내부의 임플란트(implant; 6)에 수용되도록 설계된 것을 특징으로 하는 결정 장치(1).
2. 제1항에 있어서, 상기 추가 신호값(44)을 측정하도록 설계된 측정 수단(4)을 포함하고, 상기 측정 수단(4)은 적어도 상기 심장 모니터(40)를 포함하고, 상기 결정 장치(1)는, 상기 신호의 출현과 상기 추가 신호의 출현 사이의 시간에 따라 상기 심장 파라미터(27)의 값을 결정하도록 설계된 계산 장치(5)를 더 포함하고, 상기 계산 장치(5)는, 상기 심장 파라미터(27)를 임계값(73)에 비교하도록 설계되어 초과시 심장 대상부전을 나타내는, 결정 장치(1).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 측정 장치(3)는, 상기 가속도계(30)가 적어도 배복 축(22), 측방향 축(23), 및 상하방향 축(24) 중 하나의 축을 따른 가속도를 측정할 수 있도록 상기 임플란트(6)에서의 위치를 추정하도록 설계된, 결정 장치(1).
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정 장치(3)는 상기 사용자(2) 내부의 위내 임플란트에 수용되도록 설계된, 결정 장치(1).
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 심장 모니터(40)는 상기 임플란트(6)에 수용되도록 설계된, 결정 장치(1).
6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계산 장치(5)는 상기 임플란트(6)에 수용되도록 설계된, 결정 장치(1).
7. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정 장치(3)는 적어도 하나의 신호를 상기 계산 장치(5)에 전달하도록 설계된 통신 부재(31)를 포함하는, 결정 장치(1).
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 임플란트(6)는 적어도 상기 측정 장치(3)를 공급할 수 있는 에너지 저장 장치(60)를 포함하는, 결정 장치(1).
9. 사용자(2)의 심장 대상부전 상태에 관한 정보(74)를 결정하는 결정 방법(7)으로서,
   상기 결정 방법(7)은 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 결정 장치(1)를 구현하되, 신호를 측정하는 단계(70)에 의해, 적어도 상기 신호값(34)과 상기 추가 신호값(44)을 취득할 수 있고, 상기 신호값(34)은 적어도 상기 가속도계(30)를 포함하는 상기 측정 장치(3)에 의해 취득되고, 상기 추가 신호값(44)은 적어도 상기 심장 모니터(40)를 포함하는 상기 측정 수단(4)에 의해 취득되는, 결정 방법(7).
10. 제3항과 조합되는 제9항에 있어서, 적어도 상기 계산 장치(5)를 구현하되, 상기 신호를 측정하는 단계(70)에 이어서 상기 심장 대상부전 상태에 관한 정보(74)를 취득할 수 있게 하는 심장 파라미터(27)를 계산하는 단계가 후속되며, 상기 계산하는 단계는, 상기 신호를 측정하는 단계(70)에서 측정되는 신호들의 출현의 시간 지연을 고려하는, 결정 방법(7).
11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 측정 장치(3)를 교정하는 단계(72)를 포함하고, 상기 교정하는 단계(72)는 상기 신호를 측정하는 단계(70)에 선행하는, 결정 방법(7).
12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 계산 장치(5)는, 상기 계산하는 단계(71) 동안, 상기 심장 파라미터(27)를 상기 교정하는 단계(72) 동안 결정된 임계 값(73)과 비교하는, 결정 방법(7).

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