(57)【要約】【課題】消費電力を低減し、バッテリの消耗を抑制して、体内に埋め込んだ場合であっても、長期にわたり持続的に使用可能とする。【解決手段】心室Ａを挟んで配置された２つの電流電極２および２つの検出電極４と、電流電極２間に、一方が他方のｎ倍（ただし、ｎは２以上の整数である。）となるように設定された２つの周波数の電流を合成してなる合成交流電流を供給する電流制御部３と、電流電極２間に供給された合成交流電流と検出電極４間で検出された電圧値とに基づいて心室容積を演算する心室容積演算部６とを備え、電流制御部３は、低周波数側の電流の周期が、心室容積の測定に必要なサンプリング周期より小さい場合に、サンプリング周期のうち、低周波数側の電流の１周期分だけ合成交流電流を供給し、残りの期間は合成交流電流の供給を停止する心室容積測定装置１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
心室を挟んで配置された２つの電流電極および２つの検出電極と、
前記電流電極間に、一方が他方のｎ倍（ただし、ｎは２以上の整数である。）となるように設定された２つの周波数の電流を合成してなる合成交流電流を供給する電流制御部と、
前記電流電極間に供給された合成交流電流と前記検出電極間で検出された電圧値とに基づいて心室容積を演算する心室容積演算部とを備え、
前記電流制御部は、低周波数側の電流の周期が、心室容積の測定に必要なサンプリング周期より小さい場合に、前記サンプリング周期のうち、低周波数側の電流の１周期分だけ合成交流電流を供給し、残りの期間は合成交流電流の供給を停止する心室容積測定装置。
【請求項２】
前記電流制御部は、前記電流電極間への合成交流電流の供給開始時および電流の供給停止時における電流値が、合成交流電流の供給停止時の電流値と等しく、かつ、その一次微分値がゼロとなるように合成交流電流を供給する請求項１に記載の心室容積測定装置。
【請求項３】
前記電流制御部は、前記電流電極間への合成交流電流の供給停止中における電流値を基準として、供給中における合成交流電流の積分値が略ゼロとなるように合成交流電流を供給する請求項２に記載の心室容積測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心室容積測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、一方が他方のｎ倍（ただし、ｎは２以上の整数である。）となるように設定された２つの周波数の電流を合成してなる合成交流電流を心室を挟んで配置された電流電極間に供給し、心室を挟んで配置された検出電極間に検出される電圧値を、合成交流電流の正負ピークで低周波数側の１周期の間に２ｎ回取り込み、その電圧値に基づいて心室容積コンダクタンスを連続的に算出することで、心室容積の時間的変動を測定する心室容積測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２５３８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の心室容積測定装置は、心室容積コンダクタンスの測定に必要なサンプリング周期が低周波数側の電流の周期より大きい場合であっても、電流発生回路が常時作動して合成交流電流を供給しているため、消費電力が大きく、バッテリが消耗するという不都合がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、消費電力を低減し、バッテリの消耗を抑制して、体内に埋め込んだ場合であっても、長期にわたり持続的に使用することができる心臓容積測定装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、心室を挟んで配置された２つの電流電極および２つの検出電極と、前記電流電極間に、一方が他方のｎ倍（ただし、ｎは２以上の整数である。）となるように設定された２つの周波数の電流を合成してなる合成交流電流を供給する電流制御部と、前記電流電極間に供給された合成交流電流と前記検出電極間で検出された電圧値とに基づいて心室容積を演算する心室容積演算部とを備え、前記電流制御部は、低周波数側の電流の周期が、心室容積の測定に必要なサンプリング周期より小さい場合に、前記サンプリング周期のうち、低周波数側の電流の１周期分だけ合成交流電流を供給し、残りの期間は合成交流電流の供給を停止する心室容積測定装置を提供する。
【０００６】
本発明によれば、電流制御部から電流電極に合成交流電流を供給し、検出電極間に現れる電圧に基づいて心室容積を演算することができる。合成交流電流は、１の周波数とそのｎ倍の周波数の２つの電流を合成して構成されており、高周波数側の電流の正負ピークの電圧値を低周波数側の１周期の間に２ｎ回取り込むことで、心室容積を測定することができる。
【０００７】
この場合において、心室容積の時間変化を測定するには、心室容積の測定に必要なサンプリング周期の間に低周波数側の１周期分測定すれば足りるので、本発明においては、低周波数側の電流の周期が、心室容積の測定に必要なサンプリング周期より小さい場合には、低周波数側の電流の周期を超える時間については合成交流電流の供給を停止して、電力消費を最小限に抑制することができる。その結果、バッテリの消耗を抑制し、長期間にわたる持続使用が可能となる。
【０００８】
上記発明においては、前記電流制御部は、前記電流電極間への合成交流電流の供給開始時および電流の供給停止時における電流値が、合成交流電流の供給停止時の電流値と等しく、かつ、その一次微分値がゼロとなるように合成交流電流を供給することとしてもよい。
このようにすることで、合成交流電流の供給および停止によって、断続させられる合成交流電流に、供給開始時点および供給停止時点において高周波成分が含まれることを抑制し、簡易な回路で、かつ、少ない消費電力で合成交流電流を合成して供給することができる。その結果、バッテリの消耗をさらに抑制することができる。
【０００９】
また、上記発明においては、前記電流制御部は、前記電流電極間への合成交流電流の供給停止中における電流値を基準として、供給中における合成交流電流の積分値が略ゼロとなるように合成交流電流を供給することとしてもよい。
このようにすることで、合成交流電流に含まれる直流成分を低減し、直流成分を含む場合の不都合、例えば検出回路における直流カット回路を通過する際の波形の乱れの発生を防止して精度よく心室容積を測定することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、消費電力を低減し、バッテリの消耗を抑制して、体内に埋め込んだ場合であっても、長期にわたり持続的に使用することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の一実施形態に係る心室容積測定装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る心室容積測定装置１は、図１に示されるように、心室Ａを挟んで配置される２つの電流電極２と、該電流電極２間に電流を供給する電流制御部３と、同じく心室Ａを挟んで配置される２つの検出電極４と、該検出電極４間の電圧を検出する電圧検出部５と、該電圧検出部５により検出された電圧値に基づいて心室容積を算出する演算部６とを備えている。これら電流制御部３、電圧検出部５および演算部６は、図示しないバッテリにより駆動されるようになっている。
【００１２】
電流制御部３は、図２に示されるように、周波数がｎ倍異なる２つの波形の電圧を合成した合成交流電圧を発生する波形発生部７と、該波形発生部７において発生された合成交流電圧を合成交流電流に変換する変換部８と、該変換部８において変換された合成交流電流における直流成分をカットする直流カット回路９とを備えている。
【００１３】
電圧検出部５は、検出電極４間に現れる電圧の直流成分をカットする直流カット回路１０と、直流成分をカットされた交流電圧を増幅するアンプ１１と、増幅された交流電圧から、図３に符号Ｂで示されるように、合成交流電流の正負ピーク時における電圧値をサンプリングするサンプリング部１２とを備えている。
【００１４】
電流制御部３および電圧検出部５は、心室容積の測定に必要な周期Ｘが、供給する電流の低周波数側の周期Ｙより長い場合に、図２に示されるように、電流電極２間への電流供給および検出電極４を介した電圧測定および心室容積の演算動作を、供給する電流の低周波数側の１周期Ｙ分だけ行い、残りの期間Ｚについては電流電極２間への電流供給および検出電極４を介した電圧測定および心室容積の演算動作のすべてを停止するようになっている。
【００１５】
演算部６は、サンプリングされた電圧値を加減演算することにより２つの周波数に対応する検出電極４間の血液量に応じたコンダクタンスを算出することができる。心室容積と血液量とは略同等であり、これらの値と心室容積とは比例する。したがって、このコンダクタンス（以下、心室容積コンダクタンスという。）を精度よく求めることで心室容積を精度よく測定することができる。
【００１６】
このように構成された本実施形態に係る心室容積測定装置１の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る心室容積測定装置１を用いて心室容積を測定するには、心室Ａを挟んで２つの電流電極２および２つの検出電極４を配置し、電流制御部３の作動により電流電極２間に、２つの周波数の電流を合成した合成交流電流を供給する。検出電極４間には合成交流電流の値および心室容積コンダクタンスの値に応じた電圧が現れるので、合成交流電流の正負ピークの時点における電圧値をサンプリング部１２においてサンプリングする。そして、サンプリングされた電圧値を用いて演算部６において心室容積が算出される。
【００１７】
この場合において、本実施形態によれば、心室容積の測定に必要なサンプリングは、合成交流電流の低周波数側の１周期分で足りるので、それを超える期間Ｚに関しては、合成交流電流の生成、供給、電圧値の検出、サンプリングおよび心室容積の演算については不要となる。そこで、図２に示されるように、１周期を超える期間Ｚについては、電流制御部３、電圧検出部５および演算部６の動作を停止することとして、省電力を図り、バッテリの消耗を抑制することができる。図４に従来の合成交流電流波形を示す。
【００１８】
なお、心室容積を測定するために必要な周期Ｘが、供給する電流の低周波側の周期Ｙより短い場合には、低周波側の周波数を増加させて周期Ｙを短縮させることにすればよい。
また、本実施形態に係る心室容積測定装置１のように、電流電極２に加える合成交流電流を断続させる場合に、図５に示されるように、電流供給開始時Ｐと停止時Ｑの両方において、電流値が停止中の電流値Ｉ０に等しくかつ電流値の一次微分がゼロであることが好ましい。
【００１９】
電流供給開始時Ｐあるいは停止時Ｑにおいて、電流値が停止中の電流値Ｉ０と等しくない場合には、図６に示されるように、立ち上がりおよび立ち下がりが急峻な合成交流電流を合成しなければならず、高周波成分を含む合成交流電流を生成するための回路が複雑になる。これに対して、図５のような波形の合成交流電流を供給することで、低速な半導体素子を用いて回路を構成することが可能となり、安価でさらなる省電力を図ることができる。
【００２０】
また、供給する合成交流電流は、図５に示されるように、停止中の電流値Ｉ０を基準として、その積分値がほぼゼロとなるような波形を有していることが好ましい。
図７に示されるように、停止中の電流値Ｉ０に対して正負いずれかに偏る合成交流電流は、直流成分を含むため、電流制御部３内の直流カット回路９出口で波形が乱れてしまい、心室容積コンダクタンスを精度よく測定することができないという不都合がある。
【００２１】
直流カット部９，１０は、電流制御部３および電圧検出部５を構成する回路における仮想接地電位の生体への遮断および生体と電極２，４との接触による直流電位の回路への遮断のために必要である。
したがって、図５に示されるような合成交流電流の波形を採用することで、上記のような不都合はなく、精度よく心室容積を測定することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る心室容積測定装置を示すブロック図である。
【図２】図１の心室容積測定装置の電流制御部により供給される合成交流電流の波形の一例を示す図である。
【図３】図２の合成交流電流と、電圧検出位置の一例を示す図である。
【図４】図２の比較例として従来の合成交流電流を示す図である。
【図５】図１の心室容積測定装置の電流制御部により供給される合成交流電流の波形の他の一例を示す図である。
【図６】図１の心室容積測定装置の電流制御部により供給される合成交流電流の波形の比較例を示す図である。
【図７】図１の心室容積測定装置の電流制御部により供給される合成交流電流の波形の他の比較例を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  心室容積測定装置
２  電流電極
３  電流制御部
４  検出電極
６  演算部（心室容積演算部）
【図１】
2010082362.tif 000003
【図２】
2010082362.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010082362.tif 000006
【図５】
2010082362.tif 000007
【図６】
2010082362.tif 000008
【図７】
2010082362.tif 000009