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心容積及び心拍出量の推定装置

国内特許コード P170013599
整理番号 S2015-0937-N0
掲載日 2017年1月13日
出願番号 特願2015-087127
公開番号 特開2016-202516
出願日 平成27年4月21日(2015.4.21)
公開日 平成28年12月8日(2016.12.8)
発明者
  • 鈴木 哲
  • 古池 竜祐
  • 古角 剛士
出願人
  • 学校法人 関西大学
発明の名称 心容積及び心拍出量の推定装置
発明の概要 【課題】非接触かつ非拘束で測定対象者の心容積及び心拍出量の時系列変化を検出することができる心容積及び心拍出量の推定装置を提供する。
【解決手段】人体の心臓に向けてマイクロ波を照射する送信部12及び送信アンテナ13と、心臓を透過したマイクロ波を受信する受信アンテナ14及び受信部15と、 マイクロ波を検波して検波信号を検出する検波部16と、検波信号の振幅又は位相の変化に基づいて心容積及び心拍出量の変化を推定する推定部とを備え、送信した電波の強度をEとし、検波信号の強度をEとし、心臓を透過する電波の減衰定数をαとし、心容積をVとし、以下の数式1により推定された心容積Vの時系列変化を心容積の変化と推定する。
(数式1)V=-π/6・1/α・ln(E/E
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要


従来、心不全の診断、予後における治療効果又は投薬効果を確認するために、一回拍出量及び心拍出量を計測することが行われている。具体的な計測方法としては、Fick法、色素希釈法、スワンガンツカテーテルによる熱希釈法などに代表される観血式が挙げられる。非観血式の計測方法は、キュビチェクの四電極法や超音波エコーによる診断が提案されている。



しかし、これらの計測方法は、測定対象者を拘束する必要があったり、十分な精度がでないなどの問題があり、現在では使用されていない。



一方、本発明者は、心臓を透過したマイクロ波は、心臓の収縮、拡張の動きに応じて振幅や位相が変化することを発見し、このような発見に基づいて、心臓を透過したマイクロ波を解析することで心拍を得ることができる心拍検知装置を提案した(特許文献1参照)。



この特許文献1に係る心拍検知装置によれば、非接触かつ非拘束で測定対象者の心拍を得ることができる。しかしながら、心拍を得ることはできるものの、一回拍出量及び心拍出量やそれらの時系列変化を得ることについては検討されていなかった。



また、心不全の診断等の目的で、心臓の容積(以下、心容積)の変化を測定することも行われているが、非接触かつ非拘束で行うものは提案されていなかった。

産業上の利用分野


本発明は、非接触かつ非拘束で心容積及び心拍出量の変化を検出することができる心容積及び心拍出量の推定装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
測定対象者の心臓に向けて電波を照射する電波送信手段と、
前記測定対象者の心臓を透過した電波を受信する電波受信手段と、
前記電波受信手段で受信した電波を検波して検波信号を検出する検波手段と、
前記検波信号の振幅又は位相の変化に基づいて心容積及び心拍出量の変化を推定する推定手段と、を備える
ことを特徴とする心容積及び心拍出量の推定装置。

【請求項2】
請求項1に記載する心容積及び心拍出量の推定装置において、
前記推定手段は、
前記電波送信手段により送信された電波の強度をEとし、
前記検波信号の強度をEとし、
心臓を透過する電波の減衰定数をαとし、
心容積をVとし、
以下の数式1により推定された心容積Vの時系列変化を心容積の変化と推定する
ことを特徴とする心容積及び心拍出量の推定装置。
【数1】



【請求項3】
請求項1に記載する心容積及び心拍出量の推定装置において、
前記推定手段は、前記検波信号のうち所定周期内の最大値及び最小値を含む範囲を一回の心臓の鼓動に対応する心拍信号とし、前記最大値の時系列変化を一回拍出量の変化と推定する
ことを特徴とする心容積及び心拍出量の推定装置。

【請求項4】
請求項3に記載する心容積及び心拍出量の推定装置において、
所定期間分の心拍信号の前記最大値を積算して心拍出量推定値とし、
当該心拍出量推定値の時系列変化を心拍出量の変化と推定する
ことを特徴とする心容積及び心拍出量の推定装置。

【請求項5】
請求項1に記載する心容積及び心拍出量の推定装置において、
前記推定手段は、前記検波信号のうち所定周期内の最大値及び最小値を含む範囲を一回の心臓の鼓動に対応する心拍信号とし、前記最大値及び前記最小値の差分値の時系列変化を一回拍出量の変化と推定する
ことを特徴とする心容積及び心拍出量の推定装置。

【請求項6】
請求項5に記載する心容積及び心拍出量の推定装置において、
所定期間分の心拍信号の前記差分値を積算して心拍出量推定値とし、
当該心拍出量推定値の時系列変化を心拍出量の変化と推定する
ことを特徴とする心容積及び心拍出量の推定装置。

【請求項7】
請求項1~請求項6の何れか一項に記載する心容積及び心拍出量の推定装置において、
前記電波送信手段は、垂直偏波を心臓に向けて照射し、
前記電波受信手段は、心臓の右心室及び右心房又は左心室及び左心房を透過した垂直偏波を受信するように配置されている
ことを特徴とする心容積及び心拍出量の推定装置。

【請求項8】
請求項1~請求項6の何れか一項に記載する心容積及び心拍出量の推定装置において、
前記電波送信手段は、水平偏波を心臓に向けて照射し、
前記電波受信手段は、心臓の右心室及び左心室又は右心房及び左心房を透過した水平偏波を受信するように配置されている
ことを特徴とする心容積及び心拍出量の推定装置。

【請求項9】
請求項1~請求項8の何れか一項に記載する心容積及び心拍出量の推定装置において、
人体の胸回りに装着される筒状部材を備え、
前記筒状部材には、前記電波送信手段及び前記電波受信手段が対向するように取り付けられている
ことを特徴とする心容積及び心拍出量の推定装置。

【請求項10】
請求項1~請求項8の何れか一項に記載する心容積及び心拍出量の推定装置において、
寝具を備え、
前記寝具の床面側に、前記電波送信手段及び前記電波受信手段の一方を配置し、
前記寝具の上方に、前記電波送信手段及び前記電波受信手段の他方を配置した
ことを特徴とする心容積及び心拍出量の推定装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2015087127thum.jpg
出願権利状態 公開
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