(57)【要約】【課題】  種々の医療関係目的のために人の心臓状態を監視し特徴化する方法およびシステムを提供する。【解決手段】  本方法は、（ａ）選択した人の音響的心臓徴候を取り込むステップと、（ｂ）実質的に同時に、同一人の電気的心臓徴候を取り込むステップと、（ｃ）これら２つの取り込んだ徴候から決定した対象要素を選択し、このような要素を選択的に処理し関係付けるステップと、（ｄ）当該人の心臓状態の特徴化において有用な心臓状態フィンガープリントを作成するために、関係付けるステップの結果を採用するステップとを含む。システム的観点からは、本システムは、（ａ）人から音響的および電気的データを収集するために採用可能な音響的および電気的データ収集デバイスと、（ｂ）これらのデバイスに動作的に接続され、かかるデータを収集した人の報告可能な心臓状態フィンガープリントを発生する目的で、これらのデバイスが収集したデータを処理し関係付けるように動作可能な処理構造と含む。【選択図】      図４
2008520340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
種々の医療関係目的のために人の心臓状態を監視し特徴化する方法であって、
選択した人の音響的心臓徴候を取り込むステップと、
実質的に同時に、その同一人の電気的心臓徴候を取り込むステップと、
これら２つの取り込んだ徴候から決定した対象要素を選択し、このような要素を選択的に処理し関係付けるステップと、
当該人の心臓状態の前記特徴化において有用な心臓状態フィンガープリントを作成するために、前記関係付けるステップの前記結果を採用するステップと、
を備えている、方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、更に、前記人との選択可能な医療関係相互作用の制御を行うために、前記作成したフィンガープリントを利用するステップを備えている、方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、少なくとも前記関係付けるステップがコンピュータ処理を利用することを伴うような態様で実現する、方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法において、前記２つの取り込むステップを所定の時間期間にわたって連続して実行し、前記選択、処理、および関係付けるステップは、時間依存関係結果を作成するために設計された態様で実行し、前記採用するステップは、時間依存、心臓状態フィンガープリントを発生するように設計された態様で実行する、方法。
【請求項５】
請求項３記載の方法において、前記２つの取り込むステップを所定の時間期間にわたって連続して実行し、前記選択、処理、および関係付けるステップは、時間依存関係結果を作成するために設計された態様で実行し、前記採用するステップは、時間依存、心臓状態フィンガープリントを発生するように設計された態様で実行する、方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法において、前記２つの取り込むステップを、前記人を選択したストレス状態に置いた状況の下で実行する、方法。
【請求項７】
請求項３記載の方法において、前記２つの取り込むステップを、前記人を選択したストレス状態に置いた状況の下で実行する、方法。
【請求項８】
請求項１記載の方法において、このような決定した対象要素、ならびに結果をこのように処理し関係付けることは、（ａ）心音Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、（ｂ）心音の（１）持続期間、（２）エネルギ含有量、（３）相対的振幅、（４）含有周波数、（５）相対的含有周波数、ならびに（ｃ）音／音、音／ＥＣＧ、ＥＣＧ／音、およびＥＣＧ／ＥＣＧ時間間隔および相対的比率を含む群から引き出した情報を含む、方法。
【請求項９】
請求項３記載の方法において、このような決定した対象要素、ならびに結果をこのように処理し関係付けることは、（ａ）心音Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、（ｂ）心音の（１）持続期間、（２）エネルギ含有量、（３）相対的振幅、（４）含有周波数、（５）相対的含有周波数、ならびに（ｃ）音／音、音／ＥＣＧ、ＥＣＧ／音、およびＥＣＧ／ＥＣＧ時間間隔および相対的比率を含む群から引き出した情報を含む、方法。
【請求項１０】
請求項１記載の方法であって、更に、異なる時点において作成した人の心臓状態フィンガープリント間において、時間的に離間した順次比較を実行するステップを備えている、方法。
【請求項１１】
請求項１記載の方法であって、更に、人の作成した心臓状態フィンガープリントを、規定した個人の母集団を用いて前記方法の実施によって予め得られているデータベースに収容されている同様のフィンガープリントと比較するステップを備えている、方法。
【請求項１２】
請求項１記載のステップを実現するシステムであって、
人から音響的および電気的データを収集するために採用可能な音響的および電気的データ収集デバイスと、
前記デバイスに動作的に接続され、かかるデータを収集した人の報告可能な心臓状態フィンガープリントを発生する目的で、これらのデバイスが収集したデータを処理し関係付けるように動作可能な処理構造と、
を備えている、システム。
【請求項１３】
請求項１２記載のシステムにおいて、前記デバイスは、各々、データ収集構造を含み、それぞれの関連するデータ収集構造は、（ａ）非侵襲的および（ｂ）侵襲的の内一方である、システム。
【請求項１４】
人の心臓状態を監視し特徴化する際に補助する方法であって、
選択した人の心臓に対して非侵襲的データ収集アクセスを供給するステップと、
前記供給するステップに続いて、このようなアクセスを利用し、当該人の心臓が発生する機械的および電気的挙動を反映するデータの選択部分を収集し、処理し、関係付けるステップと、
を備えている、方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の方法において、少なくとも前記関係付けるステップは、コンピュータ処理を利用することを伴う、方法。
【請求項１６】
人の心臓状態を監視し特徴化する際に補助する方法であって、
選択した人の心臓に対して侵襲的データ収集アクセスを供給するステップと、
前記供給するステップに続いて、このようなアクセスを利用し、当該人の心臓が発生する機械的および電気的挙動を反映するデータの選択部分を収集し、処理し、関係付けるステップと、
を備えている、方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の方法において、少なくとも前記関係付けるステップは、コンピュータ処理を利用することを伴う、方法。
【請求項１８】
人の心臓状態を監視し特徴化する際に補助する方法であって、
選択した人の心臓に対して（ａ）侵襲的および（ｂ）非侵襲的データ収集アクセスの一方を選択的に供給するステップと、
前記供給するステップに続いて、このようなアクセスを利用し、当該人の心臓が発生する機械的および電気的挙動を反映するデータの選択部分を収集し、処理し、関係付けるステップと、
を備えている、方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の方法において、少なくとも前記関係付けるステップは、コンピュータ処理を利用することを伴う、方法。
【請求項２０】
既知の異なる心臓苦痛を有する母集団に関して、人の心臓状態の監視および特徴化を促進するために、電気的および機械的心臓活動データの保有から得られる利点の前記の監視および特徴化を組み合わせて採用する方法であって、
選択した人の心臓に付随する心臓活動関係電気データの本体を収集し、このような電気データが、このような心臓苦痛のある種のものの第１分類に関して監視し特徴化する強さおよび弱さ双方を保有することを認識するステップと、
実質的に同時に、同一人の心臓に付随し、このように収集した電気データに関して時間に関係する心臓活動関係機械的データの本体を収集し、このような機械的データも、このような心臓苦痛のある種のものの異なる第２分類に関して監視し特徴化する強さおよび弱さ双方を保有することを認識するステップと、
監視および特徴化の目的のために、集合的に各データ本体の強さが、他のデータ本体の弱さを補うのに資するように、このように収集した電気および機械的データ本体を処理し、相関付けるステップと、
を含む、方法。
【請求項２１】
請求項２０記載の方法において、少なくとも前記関係付けるステップは、コンピュータ処理を利用することを伴う、方法。
【請求項２２】
急性心臓症候群状態と総合的に連携する心臓状態監視および特徴化方法であって、
共通時間枠の間に、（ａ）人の心臓活動が発生する電気的機能性徴候と、（ｂ）当該同一人の心臓活動が発生する機械的機能性徴候とを収集するステップと、
前記２つの徴候の選択した成分を相互および／または交互に関係付けることを含むように、このような徴候を処理するステップと、
前記処理から、前記人の心臓に関して急性冠動脈症候群の発現の有無を明確に示すバイナリ出力を生成するステップと、
を備えている、方法。
【請求項２３】
コンピュータに基づく心臓状態監視および特徴化方法であって、
共通時間枠の間に、（ａ）人の心臓活動が発生する電気的機能性徴候データと、（ｂ）当該同一人の心臓活動が発生する機械的機能性徴候データとを収集するステップと、
前記収集した徴候データをコンピュータに供給するステップと、
前記コンピュータを用いて、このような徴候データを収集した人の報告可能な心臓状態フィンガープリントを発生する目的のために、徴候データの前記２つの分類から選択した成分を、（ａ）コンピュータ測定、（ｂ）コンピュータ評価、および（ｃ）コンピュータ相互関係付けおよび／またはコンピュータ交互関係付けする内少なくとも１つを含むように、前記供給した徴候データを処理するステップと、
を備えている、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心臓病の異なる成分を識別することに関して、人の心臓状態を監視し特徴化する方法およびシステムに関する。加えて、本発明は、監視および特徴化活動の結果を、（ａ）診断、（ｂ）グラフや電子データベース・レコードのような様々な種類の現在有用な記録および保管用記録の作成、および（ｃ）ペースメーカ等のようなデバイスの動作挙動を制御するといような、様々な種類の選択可能な制御機能の実現その他を含む多数の目的に採用することができる、このような方法およびシステムに関する。
【０００２】
ある意味では、本発明は、心臓の音響音(acoustic sound)（ＰＣＧ様式）をＥＣＧデータ（ＥＣＧ様式）と共に収集し、次いで様々な種類の心臓状態を評価する目的のためにこれら２種類のデータの種々の成分を測定し、評価し、相互にそして交互に関係付け、組み合わせる特殊な有用性を認識する基本的な概念の上に立脚するものである。簡素化するために、相互および交互の関係付けおよび組み合わせの概念は、このような形態全ての音／音、ＥＣＧ／ＥＣＧ、音／ＥＣＧ、およびＥＣＧ／音のデータの診査を意味することが了解されているものとする。
【背景技術】
【０００３】
我々が判断できる限りにおいて、従来技術の慣例では、開業医が心臓の音響データ、即ち、心音をＥＣＧデータ（徴候）と共に収集した場合、心音データは本質的に種々のデータの時間的調節を目的として用いられることが多かった。言い換えると、相関付けることができる心音およびＥＣＧデータを収集し、これら２種類のデータを処理して人の心臓のステータスおよび挙動に対する新たな種類の検分を行うというような提案は、従来技術では全く知られていない。本発明の基礎となる概念の一部は、ＥＣＧ情報において見出される特徴を、音響情報において見出される特徴と共に突き止めて使用し、人の心臓の状態の理解および診断を改善することに関する。また、これら２種類のデータは、互いに「直交」すると考えられるという事実も認識する。「直交」とは、これらが心臓活動の異なる物理的領域において関連を持って動作することを意味する。これに関して、これら２種類のデータの各々は、有用で重要な心臓情報を供給することに関して、「強さおよび弱さ」双方を有するものとして特徴化することができる。ある意味では、これらは、注意深く試験すると、心臓状態に関して非常に有用な「相補」情報を提供することができる。この状況に対処するために、本発明は、事実上、これら２種類のデータの一方が他方の種類のデータにおいて「弱さを強化する」ために寄与する「強さ」を用いるというように考えることができる。勿論、これは、これら２つのデータ・エリアの「相補的」可能性を思い描く様式化の一方法に過ぎない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
当業者には周知のように、心音および心臓ＥＣＧ情報は、各々効果的に、心臓の異なる側面を調べ、これらに関する情報を提供する。ＥＣＧ情報を考慮することにより、心臓の電気的活動が観察される。この情報は、例えば、細胞の健康、心臓における導通経路および速度の特徴、ならびに電気的心臓活動に作用することが知られている、心臓における種々の物理的変化に関連するデータを与える。その他の周知の要素も、ＥＣＧ情報と関連付けられ、それを認識することができる。
【０００５】
心臓の音響情報は、主に心臓（およびその心室および弁）、血液、および関係する血管系の物理機械的および水力学的固有性(physical mechanical and hydraulic properties)を示す。
【０００６】
多くの心臓状態は、心臓の電気的および音響的徴候に作用し、本発明は、これらの徴候から引き出した情報を測定し、評価し、関係付け、そして組み合わせて心臓状態の監視および評価を強化する可能性を、独特な方法で利用する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
音響的および電気的心臓徴候を組み合わせることの有望性および効力を端的に例示すると、異常な拡張期Ｓ４またはＳ３心音があると、その人が貧血であることを正しく判断する確率が高まることは周知である。これは、心臓病の重要な側面即ち成分である。これら異常心音に関する情報をＥＣＧ情報と組み合わせると、診断および解釈が向上し貧血に関して決断を下すことが可能となる。
【０００８】
別の例では、Ｓ４心音は一般に硬直性左心室を示すという事実を伴う。つまり、これがあると、従来の心筋梗塞（ＰＭＩ）の存在、または左心室肥大（ＬＶＨ）の存在のいずれかの確率が高くなる。
【０００９】
本発明をその従来技術の状況(landscape)の設定において更に一般的に記述すると、心音とは、心臓およびその構造内における振動によって発生する音響的現象である。これらの振動は、個々の人によって異なる特性を有する。即ち、心室の大きさやその壁の厚さ、ならびに一過性の心室硬直増大というような心臓の機械的固有性の動的な変化による個人における変動というような特性である。人の心音の独特な特性、例えば、このような音を表す時間に基づく波形の特性は、種々の測定値およびパラメータによって「特性評価する」(fingerprint)または捕えることができ、次いで多数の重要な方面で用いることができる。
【００１０】
ある個人、そしてその個人の心臓固有性の血行力学状態が一定を維持する場合、伴う心音波形および伴うフィンガープリント(fingerprint)も比較的一定を維持すると予期することができる。経時的に変化を呈する個人の音響波形およびフィンガープリントは、心臓の機械的固有性、および／またはその人自身の血行力学状態の変化を示す。例えば、ある人が一過性の貧血状態になると、これは左心室の硬直増大、ならびに左心室拡張終期圧の上昇の原因となり、Ｓ３またはＳ４心音のような異常心音が発生すると予期することができる。異常心音の新たな発生に注目する以外に、特定のパラメータの変化は、人の変化を評価しているときには、有用となり得る。一例として、音響フィンガープリント(acoustic fingerprint)は、運動中における正常なＳ１心音の振幅を定量化するために用いることができ、健康な人の振幅は増大して表示され、振幅増大がない場合、病気の気配(sign)と解釈できることが予期される。
【００１１】
別の興味深い分野では、薬物治療を患者に投薬する間に起こる変化を定量化することを伴う。これを例示すると、利尿剤を用いて、心臓が悪い患者を処置することは一般的であり、利尿剤を用いた処置を受けている患者は、その人の血行力学状態が変化すると、音響フィンガープリントが変化すると予期することができる。
【００１２】
同一の人の変化を追跡するためにこのようなフィンガープリントを用いる有用性以外に、このようなフィンガープリントは、特定的に選択した母集団についての「正常な」フィンガープリントと比較するために用いることができる。つまり、左心室不全の診断において補助するために、警戒すべき左心室の機械的特性を有する人のフィンガープリントを、同じ年齢層での健康な人の母集団のフィンガープリントと比較することができ、これらのフィンガープリントの差異を用いると、左心室不全の存在を診断する際に役立てることができる。
【００１３】
個人に対して音響フィンガープリントを作成するプロセスは、一般的に言うと、人の音響的心音データ（徴候）をＥＣＧデータ（徴候）と共に取り込み、心音データを処理して特定の波形成分を検出し、次いで種々のパラメータおよび測定値を定量化することから成る。フィンガープリントを構成する可能性があるパラメータおよび測定値のリストは、（ａ）種々の心音Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ４の持続期間、（ｂ）これらの心音の振幅、（ｃ）同じ心音の相対的振幅、例えば、Ｓ１／Ｓ４比、（ｄ）心音間のタイミング関係、例えば、Ｓ４対Ｓ１心音間隔、（ｅ）心音成分とＥＣＧデータとの間のタイミング関係、例えば、Ｑ開始からＳ１までの間隔、（ｆ）心音の周波数成分（即ち、音響波形全体、またはその副成分のいずれかのエネルギ・プロット）、（ｇ）心臓雑音や狭窄の存在を含む、異常心音の存在、（ｈ）ＰＲ間隔のＳ４間隔に対する関係というような、多重パラメータ「空間」、および更に多くを含む。
【００１４】
以下に続く本発明の詳細な説明は、音響的および電気的心臓徴候を取り込み相関付けることに伴う種々の考慮点および利点を更に掘り下げて詳述する。また、本発明のその他の特徴や利点を類別して開示する。これによって、当業者には非常に明白となろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
これより図面に注目し、図１および図２から開始する。図１において全体的に１００で示すのは、本発明の構造および方法論を視覚化する一方法の上位全体図である。この視点は、本明細書にある他のシステムおよび方法論の図全てに関しても適用されるが、好適な最良の態様の実施形態、および本発明を実施する様式を図示する。
【００１６】
システムおよび方法論１００は、本発明にしたがって、種々の医療関係の目的のために、人の心臓状態を監視し特徴化するために設計されており、図１において、人即ち被験者が、破線１０２で非常に模式的に示されている。これより一層明確になるが、本発明のシステムおよび方法論は、（ａ）ここでは被験者の音響的心臓徴候と呼ぶものを取り込み、（ｂ）付加的に、同じ被験者から得られる利用可能な電気的心臓徴候情報をほぼ同時に取り込み、（ｃ）これら２つのシグネチャに含有される種々の選択可能な要素から、対象を選択し決定し、これらをいくつかの異なる様式で関係付け、（ｄ）その後、時間依存結果である、関係結果を用いて、心臓状態「フィンガープリント」を作成し、（ｅ）印刷形態および／または電子的形態で出力報告を作成する、取り付けたペースメーカの動作に対する制御を実施するというような、被験者との医療に関する相互作用の何らかの適した形態を通じて制御を実行する、というような、種々の目的のために、作成したフィンガープリントを利用し、（ｆ）とりわけ、現在のフィンガープリントの同じ被験者から以前に得たフィンガープリントとの比較、または現在のフィンガープリントの関連するフィンガープリント情報を収容する、特定の人の母集団からのデータベースとの比較を可能にすることを含むステップを通じて心臓状態の監視および特徴化を遂行する。好ましくは、本発明のステップの多くは、しかるべくプログラミングしたディジタル・コンピュータを利用して実行する。
【００１７】
つまり、図１において１０４、１０６でそれぞれ示すのは、適した音、即ち、音響センサ、およびＥＣＧセンサであり、ぞれぞれ、被験者１０２に対して非侵襲的に（図１に示すように）しかるべく「結合」されている。これらのセンサは、しかるべくプログラミングされているディジタル・コンピュータに情報を供給するように、しかるべく接続されている。ディジタル・コンピュータ１０８のことを、ここでは、処理構造とも呼ぶ。ここで、図１において大きく広い陰影付矢印１１０で表す異なる分類の出力または出力情報を生成する目的のために、以下に説明する種々の相互および交互に関係する処理ステップを実行する。
【００１８】
センサ１０４、１０６は、ここでは、音響的および電気的データ収集デバイスともそれぞれ呼ばれ、各場合に合わせて、デバイス１０４用のマイクロフォンおよびデバイス１０６用の電極というような、しかるべきデータ収集構造を含む。前述のように、図１に示す図では、そして好ましくは、本発明の実施に関して、音およびＥＣＧ電気データ、即ち徴候は、非侵襲的に収集されるが、後ほどここで説明するように、侵襲的データ収集の実施も、望ましいおよび／または必要であると見なされる場合には、採用してもよい。センサ１０４、１０６には異なる特定のデバイスを採用することができるが、音およびＥＣＧ徴候情報の双方を捕えるように設計された非常に実用的な統合デバイスが、現在同時係属中の米国特許出願第１０／３８９，４０２号に記載されている。この出願は、２００３年３月１４日に出願された"Method and Apparatus for Detecting and Transmitting Electrical and Related Audio Signals from a Single, Common Anatomical Site"（単一の共通解剖部位からの電気的および関係するオーディオ信号を検出し送信する方法および装置）と題する発明に適用され、現在は、２００３年９月１８日に公開された米国特許出願公開第２００３−０１７６８００−Ａ１として入手可能である。有用な背景情報という趣旨で、そしてこの種のデバイスは音響およびＥＣＧ電気データを収集するために実用的で非常に有用なやり方を提供すると確信するので、この現在係属中であり、公開されている米国特許出願の開示内容全てが、ここで引用したことにより、本願にも含まれるものとする。
【００１９】
既に述べたように、音響的および電気的心臓徴候は、本発明の実施にしたがって用いるために収集され、性質上時間に基づき、先程引用したばかりの同時係属中の米国特許出願に図示し記載されているようなデバイスを利用してこれらのシグネチャを収集することにより、これらのシグネチャを共通の解剖学的部位から効果的に収集し、同時にそのように行う非常に便利な方法が設けられる。センサ１０４、１０６は、いかなる形態であれ、図１に示すように、所望の音響的および電気的シグネチャを収集するために、被験者１０２に対してしかるべく位置付けられていると見なされる。
【００２０】
図１における破線のブロック１１２は、この図では、センサ１０４、１０６から来る「矢印が先頭に付いた出力線」対と共に設けられ、先に特徴化した強さおよび弱さの認識を強調する。これらの強さおよび弱さは、人の心臓挙動のある種の側面の各々において、そして各々から容易に認めることができることに関して、シグネチャの２つの分類、即ち、音響および電気の各々に付随する。本発明の重要な特徴の１つは、コンピュータ１０８が実行する処理が、各々の交互相補的(cross-complementary)な強さを効果的に利用して、他方の弱さを支えることである。この概念は、破線のサブブロック１１４によって、図１のコンピュータ１０８を表すブロックの中に模式的に図示されており、２本の逆方向を向いた矢印が先頭に付いた線１１６、１１８が、それぞれ、音響的徴候における弱さを支えるためのＥＣＧ徴候の強さの使用、およびＥＣＧ徴候の弱さを支えるための音響的徴候の強さの使用を象徴化している。
【００２１】
コンピュータ１０８を表すブロックに描いた別の破線のサブブロック１２０は、本発明の実施に応じて徴候処理および相関付けの種々のステップを実行するようにプログラミングされたコンピュータ１０８における構造およびソフトウェアを表す。
【００２２】
本発明の実施に関して、当業者は、認識および特定すると特徴化に役立つことができる他の心臓条件や、本発明の実施による他の目的も当然認めることができようが、図２におけるブロック１２２は、心臓病の異なる分類において広く認識されている群における主要な要素を示し、これらに関して本発明を用いることは、特に有用であることがわかっている。大きな見出し「心臓病」の下に例示する３つの主要な「群」は、「急性冠動脈症候群」（ＡＣＳ）１２４、「心房／心室不整脈」１２６、および「心不全」１２８を含む。
【００２３】
図２の群１２４において、分類ＡＣＳの下に具体的に示されているのは、貧血、急性心筋梗塞（ＡＭＩ）、事前心筋梗塞（ＰＭＩ）、安定狭窄症および不安定狭窄症である。分類「心房／心室不整脈」の下には、頻脈、粗動、および細動が列挙されている。心不全の下に列挙されているのは、慢性および急性非代償性心不全である。
【００２４】
図２の表には、他の心臓病の状態は具体的に明記されていない。これらに関しては、先に示唆したように、本発明のフィンガープリント法(fingerprinting)が有用である。これらに含まれるのは、機能不全と呼ばれる心臓病の分類であり、これには多数の例証があり、その１つは肥大として知られている。また、ブロック１２２には具体的に列挙されていないが、本発明の実施による容易に入手できるのが、心雑音、ならびに収縮期および拡張期機能不全、更にはその他状態に関する情報である。
【００２５】
これより図面の図３を注目すると、１３０で示すブロックには、いわゆる「対象要素」がある。これは、しかるべき信号処理およびデータ相関付けの種々の行為の結果として、心臓状態を監視および特徴化する際に特に有用と見なされる、収集した音響的および電気的心臓徴候から選択可能な要素である。これらの対象要素の内、３つの広い分類を総合的に図３において示し、（ａ）、（ｂ）および（ｃ）と付番する。最初に述べられている要素の分類は、周知のＳ１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ４心音を含む。第２分類の分類（ｂ）に含まれる要素は、異なる音の様々な側面およびそれらの間の関係であり、これら種々の側面および交差関係をブロック１３０に明確に列挙する。第３分類は、心雑音の徴候および種類に関する。
【００２６】
次に図面の図４に注目すると、本発明の構造および方法論的アーキテクチャの別のブロック／模式図が示されており、図４に示す構成全体を、全体的に１３２で示す。１３２で示す構成内に含まれているのは、被験者即ち人を表すブロック１３４、被験者の音響的心臓徴候を取り込むステップを表すブロック１３６、被験者の電気的心臓徴候を取り込むステップを表すブロック１３８、対象要素の選択、および相関付けのステップを含む、これらの要素に関与する後続の処理ステップを伴うステップを表すブロック４０、しかるべきフィンガープリントを作成するステップを表すブロック１４２、そして印刷および／または電気的形態の報告の作成というような、適した出力活動を表すブロック１４４である。
【００２７】
破線のブロック１４６は、望ましい場合に、被験者１３４に様々な種類のストレス状態を受けさせ、このような状態の音響的および電気的徴候に対する影響を評価する実例を表す。ブロック１４８、１５０は、括弧１５２および先頭に矢印が付いた線１５４と共に、選択的に非侵襲的または侵襲的な心臓徴候データの収集に対する選択可能な機会を一括して表す。
【００２８】
破線のブロック１５６は、作成したフィンガープリントを、同じ被験者１３４から前に取り込んだ以前のフィンガープリント（破線ブロック１５８）、または他の被験者の特定選択母集団から取り込んだ同様のフィンガープリントのデータベース（破線ブロック１６０）と比較する目的で、作成したフィンガープリントを用いる機会を表す。
【００２９】
ブロック１６２は、広い上下に長い括弧１６４が付随しており、前述のコンピュータ１０８のようなコンピュータを用いて、本発明の実施および使用にしたがって実行する、種々のデータ取り込み、信号処理、および相関付けステップを実行することを表す。
【００３０】
これより図５に注目を移すと、本発明の構造および方法論のある種の態様の更に別の視点が示されており、ここでこれより説明する組織には、全体的にこの図において１６６で示されている。
【００３１】
図５の左側に１６８で示す断片的な破線形状は、徴候データを収集する被験者を表し、非侵襲的音センサ１７０、非侵襲的ＥＣＧ電気センサ１７２、およびペースメーカの動作データの分類のような、いずれかのしかるべき分類の侵襲的に収集したデータの発生源１７４が、いわばまとまってこの被験者に付随する。
【００３２】
図５における１６６で示すものと連動する「コンピュータ世界」の中には、特定の音処理ブロック１７６、特定のＥＣＧ電気信号処理ブロック１７８、相関処理ブロック１８０、ならびに計算および出力処理ブロック１８２がある。ブロック１８２は、フィンガープリントの計算、および報告、または図１に見られる前述の出力１１０のような、別の形態の出力（広い陰影付の矢印１８４）を作成する責務を担っている。
【００３３】
２つの小さなブロック１８６、１８８の各々には大文字の「Ｇ」が印されており、データ取り込み利得の利点(data-acquisition gain advantage)を表す、接続性介在ブロック１７６、１７８であり、収集した徴候データの２つの分類の内一方の強さを用いて、データの他方の分類の弱さを支えるための、前述した本発明の実施に関する。ここでは、「利得(gain)」の概念は、このような徴候の強さを相互に用いる機会を視覚化する１つの方法を単に規定するに過ぎない。
【００３４】
図５の右上角に示す破線のブロック１９０は、図４におけるブロック１５６、１５８および１６０を集合的に表す。これらは、計算した徴候フィンガープリントに関して実行することができる様々な種類のデータ比較（シリアルまたはその他）に関する。
【００３５】
更に図５に示すのは、「フィードバック制御」と記されているブロック１９２、「ペースメーカ、徐細動機等」と記されているブロック１９４である。フィードバック制御ブロック１９２は、処理した音情報、処理したＥＣＧ情報、および処理した相関情報から効果的に情報を引き出し、これを用いて、ペースメーカ、徐細動機等のようなデバイスの修正、調節などを行うためというような、種々の選択可能な医療関連目的のためにフィードバック制御を供給可能にする。この種の制御環境を達成するためにこのようなフィードバック情報をどのように設計すればよいか、当業者であれば容易に理解できよう。
【００３６】
最後に図５に示すのは、広い陰影付矢印２００が伴う２つの破線ブロック１９６、１９８である。ブロック１９６、１９８は、侵襲的デバイス(invasive device)１７４と接続して連動し、ブロック１９６は、ブロック１９８に情報を供給する目的で、デバイス１７４からの侵襲的出力情報を処理するように結合されている。ブロック１９８は、好ましくは、矢印２００で表される追加出力および／またはフィードバック制御情報を供給するという最終目的のために、前述したコンピュータ１０８の一部をなす。ここでも、デバイス１７４のような侵襲的デバイスからの情報をどのようにして大いに活用することができるか、当業者には理解されよう。
【００３７】
フィンガープリント法の具体的な種々の例示、ならびにそれに関する論述および探求的所見
このフィンガープリント法の論述例を、本発明にしたがって収集し処理する徴候の２つの様式（ＥＣＧおよびＰＣＧ）の態様に関する短い注意、およびそれに関するある量の推敲(elaboration)から開始するが、各様式は、それ自体に、急性で、高危険度の心臓状態の特定に有用な情報を生み出す個々の強さを有するが、双方の様式およびそれらの情報内容は、心電図および／または監視／動向調査の用途における診断および予知診断の目的ではその感受性および特定性に関して限界がある。
【００３８】
即ち、ＥＣＧ徴候は、軽い貧血から生命を脅かす心筋梗塞または急性心臓死まで範囲の症状を起こし、心臓組織の損傷に至る、冠動脈疾患による急性および非急性の貧血に関する情報をもたらす。ＥＣＧ徴候における、例えば、ＡＣＳに対するエビデンスは、損傷した心筋エリアの大きさ、ＥＣＧ徴候が検出可能な電気ベクトルに関するその位置、および急性過程におけるＥＣＧ記録の時刻に依存する。心臓の電導系(electrical conduction system)における他の欠陥も、ＥＣＧ信号において同様の混同する変化を生ずる可能性があり、ＡＣＳを介して誘発される明確な構造的欠陥を指摘できるＥＣＧ徴候の機能を制限する。鬱血性心不全（ＣＦＨ）の診断に関しては、ＥＣＧ徴候は基本的に診断情報を全く提供しない。
【００３９】
ＰＣＧ音響徴候は、心音の存在および特性を通じて、ＡＣＳおよびＣＨＦに関する診断情報をもたらし、心血管系の血行力学的固有性の病理的変化に非常に敏感である。即ち、拡張期心音Ｓ３および／またはＳ４の存在は、心臓に病理的な血行力学変化が生じて、その機能を意図通りに実行するのが困難になっていることを指摘する。これらの血行力学の根本原因は多岐に渡る可能性があり、患者が診断評価のために立ち会って、臨床背景における心音情報を評価しなければならない。
【００４０】
ＰＣＧ徴候は、主に心臓の血行力学および機械的固有性を反映し、一方ＥＣＧ徴候は、電気信号の導通に関する情報を多く収容する。したがって、ＰＣＧおよびＥＣＧの情報は性質上殆ど直交であり、ＰＣＧおよびＥＣＧ信号からの診断情報をしかるべく組み合わせることによって、心臓拍動記録装置のおよび／または監視の目的のための双方の信号のコンピュータ化評価の感度および精度が高まる。ＰＣＧおよびＥＣＧ評価の組み合わせは、別個のＰＣＧおよびＥＣＧアルゴリズムの診断出力の組み合わせによって、または相互ＰＣＧ／ＥＣＧタイミング間隔および／または形態特性から構成される新たな診断測定値の生成によって、および／または新たな診断測定値（以下の表１参照）の組み合わせによって行うことができる。ＰＣＧおよびＥＣＧ情報を組み合わすことができる方法は、単純な線形代数方程式から、精巧な知識ベース・システムおよびニューラル・ネットワークの使用まで様々であり得る。
【００４１】
【表１】
2008520340.tif 000003
【００４２】
これより、フィンガープリント法の種々の例示を検討し、共通の理解を確保するために、以下の句について説明する。
拡張測定値：この用語は、心音およびそのＥＣＧに対する関係を定量化するために発生することができる追加パラメータの集合体を言う。その例には、時間間隔、エネルギ含有量または相対的比率、および含有周波数が含まれる。拡張測定値は、「フィンガープリント」を作成し、診断において補助するために用いられ、あるいは拡張表明(extended statement)（危険性または予知のような）、または追加表明（左心室機能不全のような）を生成するために用いられる。
【００４３】
フィンガープリント：ＥＣＧ／音フィンガープリントは、単一のＥＣＧおよび心音記録の特性を文書化するため、または単一の被験者内における変化を評価するために用いることができる心音および／またはＥＣＧを定量的に記述する拡張測定値の集合体を提供することを意図している。フィンガープリントに含まれる特定的な拡張測定値は、測定値の診断／予測において補助する、または変化を追跡する測定の能力を含む多くの考慮すべき事項に依存する。
【００４４】
拡張測定値：考慮する多くの拡張測定値がある。これらはいくつかの基本的分類に該当する。
間隔：評価する間隔は多いが、以下のものが最も高い潜在性を有すると思われる。これらの多くには、心拍数またはＰＲ間隔についてインデックス化または正規化する必要がある場合がある。
【００４５】
ＥＣＧにおけるＰ開始からＳ４まで：Ｐ開始からＳ４タイミングまでは、ＡＭＩの間に変化し、左心室端拡張期圧力（ＬＶＥＤＰ）に関係があることを示唆する過去の文献がある。
【００４６】
ＥＧＣにおけるＱ開始からＳ１まで（電気機械的遅延）：この測定値は、導通異常および疾患による影響を受ける。
Ｑ開始からＳ２まで（電気機械的収縮）：この間隔も、導通異常および疾患による影響を受ける。
【００４７】
Ｓ４からＳ１まで：上昇したＬＶＥＤＰの検知との関連において、可聴性には重要となるはずであるタイミング関係。
Ｓ２からＳ３まで：可聴性には重要となるはずである別のタイミング関係。
【００４８】
ＲからＲまで：心拍変動性はよく知られたＥＣＧパラメータである。
相対的振幅：数人の研究者および文献は、種々の心音の相対的振幅が情報を提供することを示唆している。
【００４９】
Ｓ１からＳ２まで：Ｓ１およびＳ２強度の間の可聴関係は、心室性頻脈対上室性頻脈の検出のための聴診に用いられる。
Ｓ４からＳ１まで：このパラメータは、可聴性に関係するはずであり、貧血の重度のような、他の情報も収容する可能性がある。
【００５０】
Ｓ２からＳ３まで：このパラメータも、可聴性に関係するはずであり、他の情報も収容する可能性がある。
相対的含有周波数：種々の心音の相対的含有周波数の重要性に関する情報は殆どないが、このパラメータはＳ３／Ｓ４の可聴性を規定するのに役立つはずである。ＬＶＥＤＰが高い程、壁内に大きな張力が生じ、高い含有周波数を生成する可能性がある。
【００５１】
Ｓ４からＳ１までおよびＳ２からＳ３まで：可聴性の決定のための最小値。
Ｓ３からＳ４まで：文献には引用がないが、各々の相対的可聴性、およびＬＶ（左心室）圧力に対する関係を決定する可能性がある。
【００５２】
相対的エネルギ含有量：エネルギ含有量は、振幅および周波数の寄与度を組み合わせる。これの正確な定義はまだ明確ではないが、周波数ドメインにおいて測定するパラメータと考えられる。相対的含有周波数との重複がある場合がある。
【００５３】
Ｓ１からＳ２、Ｓ４からＳ１、Ｓ２からＳ４、Ｓ３からＳ４まで：正常および疾患状態におけるこれらの関係は、検査を必要とする。
含有周波数：心音の含有周波数は、周波数ドメインにおいて決定することができる。
【００５４】
Ｓ４枠内：Ｓ４音がノイズまたはその他の外乱によるのではないことを確認するために現在行われているが、ＬＶＥＤＰの上昇度合いまたはコンプライアンス(compliance)の逸失にも関係する可能性がある。
【００５５】
Ｓ３枠内：Ｓ３音がノイズまたはその他の外乱によるのではないことを確認するため、または心膜ノックのような付加的な心音を検出するために現在行われているが、コンプライアンスの逸失にも関係する可能性がある。
【００５６】
Ｓ１に対する関係：練り上げる必要があり、左心室（ＬＶ）および／またはＬＶ圧力の収縮機能に関係あると予測される。
Ｓ２に対する関係：練り上げる必要があり、ＬＶおよび／またはＬＶ圧力の機能に関係すると予測される。
【００５７】
Ｓ３／Ｓ４の有無または振幅／エネルギの変化：これは、１０秒の記録１回では可能でないが、監視の用途には有用である。
心雑音：収縮期または拡張期の心雑音、ならびにそれらの形状および種類の検知用であり、心雑音の原因を指定することは意図していない。
【００５８】
疑似心尖拍動図：音響のロー・パス・フィルタ処理により、以前の心尖拍動信号と同等の信号を生成する。心尖拍動図は、前述の文献において徹底的に報告されており、主に圧力信号を図示し、心房性またはａ−波成分を定量化するために用いられる。
【００５９】
呼吸音：肺からの周波数が高い音が音響信号内に現れる。この情報は、心臓または呼吸の原因による息の短さの鑑別診断に役立つ可能性がある。
種々雑多：以下の領域も検討しているが、いくつかは前述の文献には証拠がない。
【００６０】
心拍数（ＨＲ）：休息時の高い心拍数は不吉な徴候である。何故なら、これは自律神経系の相補活動を反映するからである。心臓病（ＨＦ）の患者は、彼らの心拍数を高めることによって、低い心駆出量を補う。したがって、そして、比較的心拍数が高い患者におけるＳ３およびＳ４は、恐らく、正常に近いＨＲの患者よりも、重大な疾患を反映する。投薬はＨＲに影響を及ぼし、考慮に入れる必要はない。
【００６１】
Ｓ３／Ｓ４の持続期間：持続期間が長い音は、持続期間が短い音とは異なる病理を示す可能性がある。
音の輪郭：これは、心雑音には有意であることがわかっており、Ｓ３およびＳ４には重要である可能性がある。何故なら、急激に始まる音は、徐々に始まる音またはＳ１／Ｓ２と配合した音とは差別化することができるからである。
【００６２】
本発明の使用の可能性を検討し続けながら、関連する文献に対する引用を含む、以下の論述により、収集した音響的および電気的徴候におけるある対象要素を選択し、処理し、相関付けることに関する、本発明の調査力および有用性の裏付けを明らかにする。
間隔
Ｐ開始からＳ４まで：
要約：心房収縮（Ｐ−波の開始）後Ｓ４の発生が速い程、状態は一層異常である。ＡＭＩの患者において、そしてＬＶ圧力に関して、Ｐ開始タイミングからＳ４までを研究した。Ｐ開始からＳ４までは、ＡＭＩの急性段階の間は、ＬＶＥＤＰが高い程小さく、次いで回復の見込みが大きい患者における回復中に消散する。ＰＲ間隔は、種々のＰＲ持続期間に対して間隔を正規化するために用いることができる。Ｐ開始からＳ４までの間隔は、以下のように用いることができる。
【００６３】
１．異常性が高いＳ４（または上昇したＬＶＥＤＰに関係するＳ４）から良性のＳ４を区別する。
２．ＡＭＩまたは貧血の治療において補助するため（現閾値判断基準を満たさないがＳ４発生時のＳＴ変化）。
３．ＡＭＩによって予後を分類する（スナップショットで、またはＭＩの間における間隔を比較することによる）。
４．高いＬＶ圧力を示す場合にＡＭＩ／ＭＩ／ＬＶＨの重症度を判定する。
５．監視用途において、ＬＶ圧力または貧血事象の開始の変化を追跡する。
文献の要約：Ｓ４およびＡＭＩを呈する２０人の患者について研究した。Ｐ開始からＳ４までの間隔を、手作業で紙の上に線を描いて測定し、ＰＲ間隔の百分率で示した。間隔は、最初の日の８１％から４日目の８９％まで増加し、梗塞の消散により、心房音がＳ１に向かって移動した（診断）。複雑な回復を示した患者には、回復が複雑でない患者よりも早期にＳ４があった（予後）。この比率と肺動脈拡張期圧力の間には有意な相関があった（最も小さい比率は最も大きいＬＶ不全を意味することを示す）（過酷度）。（Bennet et al, Proceedings of the British Cardiac Society）
Ｐ開始からＳ４までを同時に手作業で紙の上に記録することによって測定し、心房ペーシング(atrial pacing)の前後に研究した冠動脈疾患（ＣＡＤ）のある１９人の患者においてＬＶＥＤＰを判定した。１３人の患者はアンギナおよびＬＶＥＤＰの著しい上昇を発症し、Ｐ−Ｓ４間隔では一貫して減少した。心房ペーシングを有し狭窄症のない６人の患者は、ＬＶＥＤＰやＰ−Ｓ４間隔に変化がなかった。安静時データ(resting data)は、ＬＶＥＤＰおよびＰ−Ｓ４間の逆相関を示した。加えて、Ｐ−Ｓ４は、正常および異常なＬＶＥＤＰ＞１５ｍｍ−Ｈｇの患者を判別した。Ｐ−Ｓ４間隔は、３つのゾーンに分割することができる。
【００６４】
１）≦１３０−ｍｓｅｃ。大抵の場合、異常なＬＶＥＤＰに伴う。
２）＞１３０−ｍｓｅｃであるが、＜１４０−ｍｓｅｃ。明確にＬＶＥＤＰを判別することはできない。
３）≧１４０−ｍｓｅｃ。大抵の場合、正常なＬＶＥＤＰに伴う。
【００６５】
以下の表は、狭窄症を誘発する心房ペーシングの前後における測定値を示す。Ｐ−Ｓ４間隔は、過度に早い拡張期Ｐ−波、非常に短いまたは長いＰＲ間隔、または心房間導通不良によって歪んだＰ−波のいずれにも適用できない可能性がある。
【００６６】
【表２】
2008520340.tif 000004
【００６７】
電気機械的収縮（Ｑ開始からＳ２まで）：
要約：Ｑ開始からＳ２までの間隔（即ち、電気機械的収縮）に関して多くの発表がある。この間隔を決定するためには、被験者は正常なＱＲＳ持続期間（例えば、広い複雑な頻脈でないことを意味する）を有していなければならず、平均値を作成するために異所性拍動を用いるべきではない。Ｑ開始からＳ２までの間隔は、等容性収縮時間および駆出時間の和にほぼ等しい。性別の相関が提案されており、心拍数を用いた正規化が必要である。この間隔は、投薬によって、特に、陽性変力作用薬によって影響を受けることが知られている。ＱＳ２は、駆出時間の短縮によって、ＡＭＩにおいて短縮することが示されている。ある研究者は、胸に痛みがある患者における短いＱＳ２は、貧血疾患を示すと述べている。ＡＭＩ患者では、短縮したＱＳ２は回復の間に長くなり、ＱＳ２が短い程、ＬＶ不全が多く現れることが、研究によって示されている。２つの研究では、ＡＭＩによるＱＳ２の短縮は解明されなかった。
【００６８】
ＨＦの研究により、ＱＳ２は正常時よりも長くなることが示されている。ＱＳ２の使用例は次の通りである。
１．ＡＭＩおよび貧血の診断における補助（ＱＳ２間隔の短縮による）。
２．ＡＭＩによる予後の分類（スナップショットで、またはＭＩの間における間隔を比較することによる）。
３．ＨＦの診断における補助（ＱＳ２間隔の延長による）。
４．ＨＦまたは貧血状態の変化、あるいはＡＭＩからの回復の評価。
【００６９】
文献の要約：全ての研究に対して、研究者は、正常なＱＲＳ持続期間（正常な導通パターン）の被験者のみを含んでいた。１００人の対照(control)および２０人のＡＭＩ患者について、呼出を維持し仰向けの状態で研究した。Ｑ開始からＳ２までの間隔は、２０人のＡＭＩ患者全てにおいて、対照と比較すると、短縮した。正常者では、運動の前後に測定値を取り、ＨＲに対する関係を調べた。この短縮は、３週間の回復期間の間に正常範囲に向かって戻る傾向があった。これは、恐らく、梗塞を成熟(age)させるために用いることができる。
【００７０】
ＡＭＩの患者５０人について順次研究した。Ｑ開始からＳ２までの値は、患者の８０％では、正常範囲外であった。この間隔が短い程、ＬＶ不全は重症であった。（Heikkila et al, Circulation）
症状の開始から最初の２４時間以内に心臓カテーテル法によって研究した、ＡＭＩの患者２４人を仰向けにして、ＱＳ２を研究した。２４人の患者を２つのグループ、ＬＶ不全のあるグループ（グループ２）およびＬＶ不全のないグループ（グループ１）に分割した。４２人の正常人についても研究した（２５〜７５歳）。正常人の回帰方程式は、ＱＳ２＝−０．００２０×ＨＲ＋０．５２２であった。
【００７１】
【表３】
2008520340.tif 000005
【００７２】
ＱＳ２は、一般に、正常人と比較すると、ＡＭＩにおいて短縮したが、２つのグループ間では、有意な差はなかった。(Hamosh et al, Circulation)
ＡＭＩの患者２０人について研究した。単純なクールの患者のＱＳ２は、２７．０±３．６−ｍｓであり、複雑なクールの患者では、５２．０±４．７−ｍｓであった。最も高い肺動脈拡張期圧力を有する患者は、最も短いＱＳ２間隔を有する傾向があった。(Bennett et al, Medical Research Society)
Samsonは、ＡＭＩの患者３１人について研究し、放射線肺浮腫(radiological pulmonary edema)および重い不整脈がない（グループ１、１５人の患者）またはある（グループ２、１６人の患者）によってグループ分けした。正常人についての値は、１９６８年Weisslerによって発表されたものである。各患者において、ＱＳ２間隔および駆出時間は、ある段階、大抵の場合急性フェーズ(phase)では異常に短縮した。値を、最大の短縮、放出(discharge)、および追跡において比較した。グループ２の患者は、平均３１−ｍｓｅｃ以上ＱＳ２が短縮する傾向があり、最大値は５１−ｍｓｅｃ以上であった。ＱＳ２の短縮は、主に、駆出時間の短縮に起因し、患者のＱＳ２は、病状が悪化する程、病状が軽度の患者よりも短くなる傾向があった。（Samson, British Heart Journal, 1970）
２０人の正常人および１６人の未治療のＨＦ患者について研究した。Weisslerが展開した回帰方程式を用いて、ＱＳ２をインデックス化した。
【００７３】
正常人においてインデックス化したＱＳ２の範囲は、５２１から５５１−ｍｓｅｃであった。（Wertheimer, Acute Cardiac Problems）
２１１人の正常人、および２７人の心不全の被験者について研究した。結果は以下の通りである。
【００７４】
【表４】
2008520340.tif 000006
【００７５】
ＨＦの患者は長い駆出前期間、短いＬＶ駆出時間、および正常なＱＳ２間隔を有した。駆出前期間は、ＱＳ１および等容性収縮間隔の延長のために長くなった。正常人では、ＱＳ２は女性の方が男性よりも長いが、ＱＳ１は男女共同様である。ＨＦにおけるＱＳ１が長い程、電気機械的遅延の増大、またはＳ１に先立つＬＶ圧力上昇比率の低下に反映される。（Weissler et al. Circulation, 1968）
痛みを伴わない症状の開始から３日において１５人のＡＭＩ患者について研究した。ＬＢＢＢ（左脚ブロック）の患者は除外した。Weisslerは２１１人の正常人について研究し、次の回帰方程式を展開した。
【００７６】
ＱＳ１  インデックス＝ＱＳ１＋０．４×ＨＲ−ｍｓｅｃ（男性および女性）
ＱＳ２  インデックス＝ＱＳ２＋２．１×ＨＲ−ｍｓｅｃ（男性）および
＝ＱＳ２＋２．０×ＨＲ（女性）
【００７７】
【表５】
2008520340.tif 000007
【００７８】
初期のＱＳ２インデックスは、Weisslerが正常人において調べたものと比較すると、ＡＭＩグループでは短かった。個々の患者についてのＱＳ２インデックスの日毎の変化は、５１−ｍｓｃｅの低下から２２−ｍｓｅｃの上昇までの範囲があった。平均ＱＳ１インデックスは、男性に対する９０−ｍｓｅｃおよび女性に対する８９−ｍｓｅｃといいう予測正常値からは殆ど差がなかった。
【００７９】
５１人のＡＭＩ患者、４０人の心臓疾患のない患者、胸の痛みはあるがＡＭＩではない２３人の患者、血管造影法で証明された１６人のＣＡＤの患者について研究した。ＡＭＩグループにおいて、順次測定した。ＡＭＩグループにおけるＱＳ２は、第４週目の入院期間まで著しく短縮した。
【００８０】
全てのグループにおいてＱＳ２およびＨＲ間に有意の相関があった。正常グループについての回帰方程式は、ＱＳ２＝−２．３３×ＨＲ＋５４８であった。インデックス化したＱＳ２は、次のように計算した。
ＱＳ２インデックス  ＝  ２．３３×ＨＲ＋ＱＳ２
【００８１】
【表６】
2008520340.tif 000008
【００８２】
ＱＳ２インデックスの順次測定値は、ＡＭＩグループについての平均値がＬＶ駆出時間インデックスと平行し、入院第４週目まで非常に低かったことを示す。最も低い値に至ったのは６日目であり、入院第４週目の間に徐々に正常に戻った。（Hodges et al. Circulation）
ＡＭＩの患者５０人について、症状開始の２４時間以内に研究した。これらを、単純ＭＩのグループ−１、梗塞がわずかに広がっているグループ−２、および重度の梗塞のグループ３に分割した。電気機械的収縮（ＱＳ２）および機械的収縮（Ｓ１からＳ２）を測定した。
【００８３】
ＱＳ２インデックス  ＝  ５４６−２．１×ＨＲ±１４ＳＤ
Ｓ１Ｓ２インデックス  ＝  ４５６−１．８×ＨＲ±１５ＳＤ
を用いて、これらを標準ＨＲである７０−ｂｐｍにインデックス化した。
【００８４】
ＱＳ２の値は、患者の８０％で正常範囲外にあり、Ｓ１Ｓ２の値は、８２％が正常範囲外にあった。正常からの最も大きな偏差は、５日目であった。重度の梗塞があるグループ３のＱＳ２は、初期において、他のグループよりも遥かに短く、このグループの予後は悪化した。
【００８５】
【表７】
2008520340.tif 000009
【００８６】
ＡＭＩにおけるＱＳ２の短縮は、慢性心不全におけるその正常な持続期間に対して、顕著に対照的である。（Heikkila et al, Circulation）
研究者は、健康な４５〜６５歳の男性におけるＬＶ機械的収縮期のフェーズの持続期間を評価した。全体的に、これらには、年齢と持続期間との関係は見られなかった。ＱＳ２の持続期間は、等容性収縮時間および駆出時間の和に「近い」。研究者は以下のことを発見した。
【００８７】
等容性収縮時間：５４±１２  （３５〜１００の範囲）
駆出時間：２７８±３０  （２００〜３４０の範囲）
(Luomanmaki and Heikkila, Annals of Clinical Reearch, 1969より)
Lewisは、次の値を報告した。
【００８８】
【表８】
2008520340.tif 000010
【００８９】
左脚ブロックおよび大動脈弁疾患ではＱＳ２が減少し、一方陽性変力薬はＱＳ２を減少させる。著者は、疾患状態においても、薬の効果が現れなければＱＳ２は正常から変化せずに留まる傾向があることを述べているが、アドレナリン作用の緊張(tone)増大の結果として、ＡＭＩでのＱＳ２の短縮を指摘している。ＱＳ２は、陽性変力作用薬の存在を評価するために用いることができる。胸に痛みがある患者においてＱＳ２Ｉが５１５−ｍｓｅｃ未満であると、貧血疾患であることを強く示唆し、他の研究では、ＱＳ２Ｉの値が短い患者は、最も未発達の側枝(most undeveloped collaterals)を有することを示唆した。（Lewis et al, Circulation, 1977）
電気機械的遅延（Ｑ開始からＳ１まで）：
【００９０】
要約：この間隔は、心筋収縮性に関係すると考えられており、異常導通による影響を受ける。測定値は、正常な導通（特に、ＬＢＢＢまたはｖ−ペーシングがない）を有する被験者においてのみ用いることができる。性別による調節は推奨されていない。ＡＭＩではＱＳ１に変化がないことが分かっている。僧帽弁狭窄症および高血圧弁膜症の患者では、ＱＳ１の短縮が示されている。長いＱＳ１は、心筋収縮性の悪化を暗示し、心臓病のある高齢被験者および心臓病のない高齢被験者に見られることが文書化されている。長いＱＳ１をＨＦに関係付ける原稿を未だ全く発見していないが、発見がある可能性もある。ＱＳ１間隔は、下記における使用が予期される。
【００９１】
１．ＨＦの診断における補助（延長したＱＳ１間隔による）、
２．心筋収縮性またはＨＦ状態の変化の評価、
３．ＬＢＢＢまたはｖ−ペーシングのモルタラ・コール(Mortara call)の確認、および心室律動の検出。
【００９２】
文献の要約：電気機械的遅延は、僧帽弁狭窄症および高血圧と関連付けられていることが示されている。１８人の正常者、２５人の高血圧弁膜症の患者、および１０人の僧帽弁狭窄症の患者について、洞調律および無顕性ＣＨＦを研究した。
【００９３】
【表９】
2008520340.tif 000011
【００９４】
【表１０】
2008520340.tif 000012
【００９５】
Friedmanは３つの被験者グループについて研究した。グループ１は、心臓病のエビデンスがない高齢の患者から成り、グループ２は心臓病であるが鬱血のエビデンスがない高齢の患者から成り、グループ３は若い健康な個人から成る。Ｓ１のタイミングおよび強度が、心室収縮（ｄＰ／ｄｔ）の力および素早さ、ならびに心筋層の拡張期調律に関係付けられている。ＱＳ１の増加は、心筋収縮性の機能障害を示す。
【００９６】
【表１１】
2008520340.tif 000013
【００９７】
エネルギ含有量
要約：Ｓ２の強度は、ＬＶの等容性弛緩およびＳ１を最大ｄＰ／ｄｔ（等容性圧力）に反映する。また、ＰＲ間隔は、Ｓ１の強度には非常に重要である。全身性高血圧および肺高血圧はＳ２の強度に影響を及ぼす。Ｓ１および／またはＳ２の強度の聴診の間の変化に対して多くの参考文献がある。絶対値は、患者の身体位置、センサ位置、および心臓とセンサとの間の身体質量によって影響を受ける。また、これらは弁膜および大動脈疾患による影響も受ける。大動脈弁膜疾患はＳ２を減少させ、全身性的高血圧はそれを増加させる可能性がある。有意な僧帽弁不全はＳ１を減少させる。Ｓ１のＳ２に対する比率は、したがって、我々の目的には一層有用であると言える。Ｓ１／Ｓ２エネルギ含有量に対する実用的な使用は、
１．ＡＭＩおよび恐らくはＨＦの診断、
２．ＡＭＩ患者の予後、
３．ＬＶ機能の変化を示す監視用途、
を含むことができる。
【００９８】
文献の要約：ＡＭＩにおけるＳ１およびＳ２：２５人のＡＭＩ患者、および２３人の対照について研究した。ＡＭＩの患者は、聴診によりＳ１およびＳ２が減少することを発見した。Ｓ１／Ｓ２の測定可能な減少が、Ｓ３欠如または異常な肺音において頻繁に発生した。ＭＩにおけるＳ２の減少は、ＬＶの等容積弛緩の機能障害を反映し、Ｓ１は最大ｄＰ／ｄｔ（等容圧力）に関係する。ＡＭＩからの回復の間、２５人中１９人の患者では、Ｓ２の強度が増大した。「この研究の結果は、弁膜が正常であり、音の伝達も正常な患者の胸壁における心音の強度は、ＭＩ後の患者において、測定可能に減少する。」（Stein et al, Chest, 1979）
【００９９】
Parmleyは、１４人のＡＭＩ患者について研究した。その内の７人は、生存していない。彼は、ＬＶＥＤＰは生き残った者をそうでなかった者から区別しないことを発見した。また、最大ＬＶ  ｄＰ／ｄｔ（Ｓ１の強度に関係する。前述の説明を参照のこと）は、生存者を非生存者から分離しないことも発見した。（Parmley et al, Circulation, 1972）
【０１００】
肺尖における心音の強度は、ＡＭＩの患者では減少し、これは年齢、ＢＰ、ＨＲ、ＰＲ間隔、または皮下脂肪差には拠らなかった。「このシリーズにおける予期せぬそして重要な発見は、心筋梗塞が心臓の後壁に関与する患者のグループでは、音強度が非常に低下したことである。」（Price et al, British Heart Journal）
【０１０１】
侵襲的に測定した犬を用いた実験により、Ｓ２の大動脈成分は、大動脈圧力、大動脈対ＬＶ差圧、重複切痕(dichrotic notch)の時点におけるこれらの圧力の導関数にも直接的に関係しないことが示された。大動脈対ＬＶ差圧勾配（第１導関数最大値）の展開の最大比率のみが、大動脈Ｓ２に対して一貫した関係を有していた。各動物は、それら自体の対照としての役割を果たし、基準線からのＳ２振幅の変化を判定した。Ｓ２振幅は、大まかに大動脈圧力に関係する。したがって、監視の用途では、差圧のｄＰ／ｄｔの変化に至るいずれの変化でも、Ｓ２振幅の変化に反映される。（Kusukawa et al, 1965）
【０１０２】
Luisadaは、Ｓ２の変化が、位置のずれ、および圧力変化によって生ずる大動脈または肺成分の大きさの変化、または血管壁の構造的変化によって生ずることを報告した。Ｓ２の振幅は、血管および心室間の圧力差のｄＰ／ｄｔのピーク値に比例する。大動脈または肺動脈における圧力上昇の結果、大抵の場合、Ｓ２の音が大きくなる。全身性高血圧では、大動脈成分が大きくなり、肺高血圧では、肺成分が大きくなる。肺高血圧（急性または慢性）はＳ２の分裂(splitting)が広くなる原因となる。Ｓ１およびＳ２は、弁膜欠陥により、それらのタイミングおよび成分の到達が変更する。逆分裂(reverse splitting)が、ＭＩ、貧血、ＣＡＤ、ＬＢＢＢ、および心筋症によって発生する場合がある。逆分裂は、健康な高齢被験者の２５％で発生する。（Luisada, American Journal of Cardiology, 1971）
【０１０３】
５１匹の犬で実験を行い、投薬および大血管の機械的障害によって、これらの血行力学状態を変更した。ＬＶ圧力は、ＬＶ内のカテーテルから直接得た。他の研究者は、Ｓ１振幅には最大ｄＰ／ｄｔと強い相関があることを発見した。これは、Ｓ１振幅の収縮の力強さ(vigor)に対する関係を指摘する。また、Ｓ１振幅は、壁張力の変化率にも関係し、壁張力のピーク変化率に定量的に関係する。右心室は、Ｓ１に対して殆ど寄与しないように思われた。（Sakamoto et al, Circulation, 1965）
相対的振幅
【０１０４】
要約：Ｓ１対Ｓ２の比率は、ＡＭＩと共に変化する程、一層受け入れられる。Ｓ１／Ｓ２の変化については、他の機構を理解する必要がある。相対的振幅測定値の使用は、
１．ＡＭＩの診断、
２．ＡＭＩ患者の予後、
３．ＬＶ機能の変化の監視、
を含むことができる。
【０１０５】
文献の要約：Ｓ４からＳ１まで：１００人の正常な被験者（年齢１〜８８）、および大動脈狭窄、全身性高血圧、または冠状動脈性心臓病のいずれかの４２人の患者について研究した。Ｓ１の１／２の大きさ、または３０Ｈｚの周波数は、異常なＳ４を示す傾向があり、２つの判断基準を組み合わせると、病理には非常に有意であると考えられる。大動脈狭窄の患者には、Ｓ４の振幅増大があったが、周波数は同様であった。中年の高血圧患者は、大きさが大きく、高齢の患者では周波数が高くなった。ＣＨＤの患者は、対照と比較すると、大きさおよび周波数が増大した。（Perez et al, Angiology）
【０１０６】
Ｓ１からＳ２まで：ＡＭＩの間の聴診−「心音は、弱い梗塞のある患者では、大抵の場合正常であるが、強い梗塞のある患者では、Ｓ１はぼんやりしている、即ち、不明瞭な場合があり、Ｓ２は強調される。」（Goldman and Braunwald, Primacy Cardiology）
【０１０７】
正常人の心音の強度は、測定間の１２週平均間隔の間、著しくは変化しなかった。梗塞直後の期間における患者では、正常人と比較すると、Ｓ１およびＳ２の振幅および強度は、共に小さく示された。Ｓ３がない場合には、音の強度低下は頻繁であった。ＡＭＩからの回復期間において、Ｓ２の振幅が増大した。Ｓ１の強度に影響を及ぼす僧帽弁狭窄症およびＰＲ間隔、ならびに大動脈狭窄および大動脈弁逆流によって影響を受けるＳ２を示す。(Stein et al, Chest)
【０１０８】
Ｓ３／Ｓ４の有無または相対的振幅／エネルギの変化
要約：文献は、血行力学のシーケンス、ＥＣＧ、および貧血に伴う患者の症状変化について記載する。心音が現れた後ＬＶＥＤＰの増大が生じ、ＥＣＧの変化が起こり、患者の症状は、あったとしても、起こるのが最後である。有用な情報は下記の通りである。
【０１０９】
１．心音は、貧血の検出を改善する。
２．心音は、ＥＣＧだけの場合よりも、貧血の早期検出を提供する。
３．監視用途では、心音およびＥＣＧは、貧血事象の時間経過を示す。
【０１１０】
文献の要約：血行力学およびＥＣＧは、貧血の間変化する。バルーン閉塞(balloon occlusion)の間に見られる変化のパターンが、いくつかの研究において報告されており、貧血事象の間に何が起こるか説明することを目的とする。ＬＶＥＤＰの最初の著しい増大には、１８±４−秒において気が付いた。閉塞の最初の１５秒においてｄＰ／ｄｔ  ｍａｘの一定の線形低下があった。ＤＰ／Ｄｔ  ｍａｘは、閉塞の２０秒後に一定となる傾向があり、等容性収縮時間の増大が伴った。負のピークｄＰ／ｄｔは、閉塞の最初の数秒の間に急速な低下を示した。狭窄症の症状の報告は、過度に不定であった。一般に、狭窄症は、閉塞の開始後２５秒未満（平均３４±９秒）、およびＬＶＥＤＰの初期増大の後に発生した。ＥＦの平均的減少は、対照値から３６％±１６％であった。ＬＶ機能のパラメータの内、弛緩の変数は、最も敏感に思われ、収縮性パラメータの変化よりも上位である。報告された事象の発生は、次の通りである。
【０１１１】
弛緩減退−閉塞の２秒後
収縮減退−閉塞の５秒後
充填圧力上昇−閉塞の１５秒後
ＥＣＧ変化−閉塞の１９秒後
狭窄症−閉塞の２５秒後
この無症状貧血は、短い過渡的な冠状動脈閉塞の後に全体的に可逆性があるＬＶ不全という劇的な徴候を伴った。(Sigwart et al)
【０１１２】
カテーテルによる冠状動脈閉塞(cath coronary artery occlusion)のエコー法(echo study)において、著者は、ディジナジ(dysynergy)が１９±８秒において開始し、過渡ＥＣＧが平均３０±５秒において変化し、狭窄症が閉塞後３９±１０秒において変化したことを観察した。各閉塞によりＥＣＧの変化が生じ、ＬＶ壁運動変化の開始後狭窄症が生じた。（Hauser, et al, JACC, 1985）
【０１１３】
心房ペーシングによって誘発された狭窄症の前、最中、および後において、７人の患者について研究した。平均ＬＶＥＤＰが１２から２９ｍｍＨｇに上昇し、ＥＦは４７％から３７％に低下した。狭窄症の間、ＬＶの硬直に著しい増大があった。変化は、狭窄症の消散により可逆性があった。（Barry et al, Circulation, 1974.）
大動脈弁狭窄症（ＡＳ）でのＳ４の存在
【０１１４】
心房収縮は、左心室流出に障害がある患者において特に強いことが注目された。研究者は、ＡＳ患者における収縮増大がＳ４の存在に反映されるか否か、そして、逆に、Ｓ４の欠如をＡ−波の高さおよび左心室の空虚という障害の過酷さと相関付けることができるか否か判断したかった。４６人のＡＳ患者の内３０人において、Ｓ４を記録した。Ｓ４は、Ｐ開始から０．０７から０．２０（平均０．０７８秒）であった。Ｓ４は主Ａ−波と関係があった。Ａ−波のピークが１３ｍｍＨｇを超過した２７人の患者全員、および１３ｍｍＨｇを超過しなかった３人のみにおいて、Ｓ４を記録した。ＬＶＥＤＰ≧１２ｍｍＨｇの患者２８人全員、およびＬＶＥＤＰ＜１２ｍｍＨｇの患者２人において、Ｓ４を記録した。彼らは、障害の度合い、ＬＶ厚化の量、およびＬＶＥＤＰ上昇の間にある関係を発見した。研究者の結論は、Ｓ４が、中程度および重い障害の患者を軽い障害の患者から分離できるということである。
【０１１５】
研究者は、続いて、Ｓ３を２つの成分に分割することを述べた。早期の低周波不可聴振動は、左心房収縮と同期し、恐らくその結果生じている。それより後の、高周波で、いくらか五月蝿い可聴振動が、心房収縮によって生ずる心室充填のフェーズで発生し、恐らく心房において発生している。（Goldblatt et al, Circulation, 1962）
心雑音
【０１１６】
要約：種々の収縮期心雑音の存在は周知である。我々の努力の目標は、中程度および厳しい収縮期心雑音、ならびに全ての拡張期心雑音を検出することである。収縮期心雑音の原因の差別化は行わない。
【０１１７】
ＡＭＩに収縮期心雑音が存在することも、文書化されていることが多く、それなりに伝わっている（報告された１７％）。ＡＭＩ患者に新たに収縮期心雑音が発生すると、予後が思わしくなく、梗塞が一層重くなることを示す。実用的な使用は、次の通りである。
【０１１８】
１．ＡＭＩの診断、
２．ＡＭＩで予後不良の患者の検出、
３．ＡＭＩ患者の収縮期心雑音の発現の監視、
４．収縮期ＨＦ（弁膜症）の共通原因の検出、
５．肥大型閉塞性心筋症の検出。
【０１１９】
文献の要約：収縮期心雑音およびＡＭＩ：ＡＭＩと関連がある重要な心雑音には３種類ある。乳頭筋機能不全による僧帽弁閉鎖不全症（収縮期の後半部分におけるクレシェンド−デクレシェンド形状）。乳頭筋断裂による僧帽弁閉鎖不全症（Ｓ１後に開始するデクレシェンド形状）。心室中隔の穿孔（全収縮雑音）。（Perloff et al, Progress in Cardiovascular disease）
【０１２０】
１６５３人のＡＭＩ患者について研究した。彼らの内、２８３人（１７％）は、僧帽弁閉鎖不全症を示唆する収縮期心雑音を有していた。非Ｑ−波ＡＭＩにおける方が、下方または前方Ｑ−波ＭＩにおけるよりも、収縮期心雑音の発生率は高かった。収縮期心雑音の患者の方が、収縮期心雑音のない患者（ｐ＜０．０１）よりも院内死亡率および１年死亡率は高く、２．５倍早く梗塞が再発する可能性が高い（ｐ＜０．０００１）。彼らは、非Ｑ−波およびＱ−波梗塞における１年死亡率の一変量予測子を調べた。検査した６５個の変数の内、収縮期心雑音は、非Ｑ−波梗塞（ｐ＝０．０２５）では１２番目にランクされたが、Ｑ−波ＭＩ（ｐ＝０．６７１）では５１番目であった。（Maisel et al, American Heart Journal）
【０１２１】
新たな軟らかい収縮期心雑音が肺尖において頻繁に聴取可能であり、乳頭機能不全に次ぐ僧帽弁逆流によって生ずる可能性がある。新たな、五月蝿い収縮期心雑音には、乳頭筋または心室中隔穿孔の頭部の断裂に次ぐ異常振動音が示唆する僧帽弁逆流(thrill suggest mitral regurgitation)が伴っていた。ＡＭＩ患者の約１５％において、心膜摩擦音(pricardial friction rub)が聞こえた。（Goldman and Braunwald, Primary Cardiology and Julian and Cowan, Cardiology）
【０１２２】
収縮期心雑音および大動脈狭窄症：大動脈狭窄症の患者４７人のグループについて研究した。患者を、狭窄症の重さによって２グループに分割した。正常人の２グループ（２０人の非選択グループ、および無害性収縮期心雑音がある２０人の患者のグループ）も同様に検討した。Ｓ１およびＱから心雑音のピークまでの時間、駆出時間、および頚動脈拍の最大上昇率を測定した。
【０１２３】
【表１２】
2008520340.tif 000014
【０１２４】
最も高く大動脈狭窄症と相関付けた測定値は、収縮期心雑音のピークのタイミングであった。無害性駆出心雑音がある正常な人で、Ｑからピーク時間までが０．２４秒よりも長い人はいなかった。大動脈狭窄症のグループでは、２４人の患者のＱ−ピーク時間が０．２４秒よりも長く、これらの内２２人には重度の狭窄症があった。著者は、Ｑ−ピーク時間が０．２４秒よりも長い場合、重度の大動脈狭窄症を強く示唆し、一方０．２０秒よりも短い短時間の場合、このような診断を強く否定すると結論付けた。（Bonner et al. Circulation, 1973）
【０１２５】
疑似心尖拍動図：２０数年前には心尖拍動図を記録することは非常に普及しており、文献にも多くの発表があった。Ａ−波高は、ＬＶ圧力に関係があり、異常なＳ４の存在を確認すると信じられていた。疑似心尖拍動図の実用的用途は、次の通りである。
【０１２６】
１．１つ以上の良性からの異常Ｓ４の判別。
２．Ｓ４の存在の確認。
３．ＬＶ圧力上昇およびＬＶの硬直度上昇の確認。
４．ＡＭＩおよび貧血の診断。
【０１２７】
現在のステータス：心尖拍動図を近似するように、音響信号をフィルタ処理することができる。Ｓ４を有する音響ファイルは、文献におけると同様のＡ−波を表示することが予期される。
【０１２８】
文献の要約：ある心臓状態において、左心室端拡張期圧力の上昇に伴う、心尖拍動図における大きなＡ−波が、研究によって示されている。「しかしながら、心尖拍動図における心房性奔馬調律または誇張Ａ−波によって記される状態を更に検討すると、共通分母は変化した圧力−体積関係であるかもしれないことが示唆される。」圧力体積ループの測定による実験の間、Ａ−波高とＬＶの硬直性の伸展性との間に（体積の単位変化当たりの圧力変化）は、ＬＶＥＤＰ自体よりも近い関係が維持されていた。心房収縮によって生ずる体積の小さな付加的な増分が圧力の活発な上昇を招くとき、心室が伸張性低下を示していたとき、Ｓ４は発生する。著者は、胸の痛みがある患者は、もともと心臓病であると判断するために用いることができると結論付けている。（Craige in The Fourth Heart Sound）
呼吸音
【０１２９】
要約：これは、短息患者において、心臓病を肺の原因から差別化する際に有用パラメータとなる。また、吸引および吐出（例えば、これらの相対的持続期間）間で区別すれば、左側の音と右側の音との間で区別することが可能となる。
【０１３０】
【表１３】
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【０１３１】
【表１４】
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【０１３２】
【表１５】
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【０１３３】
左心室機能を評価するための心音情報およびＥＣＧの使用
心臓病の人は、左心室機能の発現が弱い場合が多い。これは、生命の低品質化および高い死亡率に至る可能性が高い。心臓サイクルは、収縮期（心臓が能動的に収縮しているとき）および拡張期（心臓が弛緩し次の収縮のために充満しているとき）に分割される。人は、収縮期機能障害、拡張期機能障害、または双方を有する可能性がある。
【０１３４】
過去において、非侵襲的に左心室機能を評価する試みがなされている。（Weissle et al,人の心不全における収縮期時間間隔、1998, CIRCULATION, 37:149-159）他にも、心音論および心尖拍動図の組み合わせを用いた、収縮期時間期間の概念の研究がある。これらの研究者は、心臓状態の診察および予後において補助するために、収縮の種々の成分（駆出前時間、駆出期間など）のタイミングについて研究した。
【０１３５】
最近になって、Tei (Tei C, New non-invasive index for combined systolic and diastolic ventricular function （結合収縮期および拡張期心室機能に対する新たな非侵襲的インデックス）1995, J Cardiol, 26:396-404)、およびその他が、本願の図６に示すようなエコー・パラメータを用いて、左心室機能を評価するための他の方法を評価している。(Koyama et al, Circulation 2002)
【０１３６】
図６に関して、これは、ドップラー時間間隔、結合収縮期および拡張期心筋性能のドップラー派生インデックス（テイ・インデックス（Tei Index））、ならびに肺静脈流のインデックスの測定値を示す。以下で次に明記するが、テイ・インデックスを、等容性収縮時間および等容性弛緩時間の和を駆出時間で除算して計算した。ＰＣＧは心音図を示し、ＩＣＴは等容性収縮時間を示し、ＩＲＴは等容性弛緩時間を示し、ＥＴは駆出時間を示し、ＰＶＦは肺静脈流を示し、Ｓは収縮期波を示し、Ｄは拡張期波を示し、Ａは心房波を示す。      
テイ・インデックス= （ＩＣＴ＋ＩＲＴ）／ＥＴ
【０１３７】
テイ・インデックスの確定には比較的時間および費用がかかり、収縮期および拡張期時間間隔の組み合わせを用いて比率を計算し、これを用いて、左心室機能不全を診断するか、または駆出分画(ejection fraction)の評価のための非侵襲的手段として用いられている。（Lax et al, 収縮期および拡張期左心室機能の結合インデックスから得られた心筋梗塞の患者における駆出分画の評価、2000, J Am Soc Echocardiogr, 13(2): 116-123）。テイ・インデックスは、単に、等容性収縮期時間（電気的収縮の開始から駆出の開始時期までの時間）および等容性弛緩時間（駆出の終了から拡張期における充満の開始までの時間）の和を、収縮期中の駆出時間で除算した値に過ぎない。文献では、閾値として０．５近辺を用いて異常なＬＶ機能から正常が規定された。
【０１３８】
本発明の実施によって提案し実現する方法は、ＬＶ機能を評価するために、テイ・インデックスに多少数学的に類似するように、ＥＣＧおよび心音の組み合わせを用いる必要がある。これをＬＶＦインデックスと呼び、次のように定義する。
【０１３９】
ＬＶＦインデックス＝（ＱＳ１＋Ｓ２Ｓ３）／（ＱＳ２−ＱＳ１）
ＱＳ１は、ＥＣＧ上のＱ開始（収縮期における電気的収縮の開始）から最初の心音（Ｓ１）までの時間である。この時間間隔に小さなデルタ（デルタ−１）を加算すると、等容性収縮時間に等しくなる。Ｓ２Ｓ３は、２番目の心音Ｓ２から３番目の心音Ｓ３までの時間間隔である。この時間間隔は、等容性弛緩時間に小さなデルタ、デルタ−２を加算した値に等しい。ＱＳ２は、ＥＣＧ上におけるＱ開始から２番目の心音Ｓ２までの時間であり、駆出時間の終了マーカである。ＱＳ２からＱＳ１を減算した時間は、駆出時間に同じ小さなデルタ、デルタ−１を加算した値と同様である。
【０１４０】
Ｓ２Ｓ３間の小さなデルタ−２は、全体的な計算では有意ではなく、小さいデルタ−１は分子および分母双方にあり、したがってその影響は更に一層最小化されることが予期される。
【０１４１】
ＬＶＦインデックスの計算は、迅速で費用がかからない。このＬＶＦインデックスは、心臓機能不全のための投薬による人の改善を評価する手段として非侵襲的に用いることができ、例えば、その人の悪化するＬＶ機能の発現を追跡することができる。また、他の音およびＥＣＧパラメータと組み合わせて、ＬＶ機能不全または心不全の検出のための診断基準を創作するために用いることもできる。
【０１４２】
このように、人の電気的および音響的心臓徴候から選択した側面および要素を捕獲し、相関付け、そして更に試験し処理することによって、その人の心臓の状態についての多くを、非常に深く、監視し特徴化することができることが容易にわかる。このような徴候から引き出すことができ、協同的に互いに関係付けることができる種々の要素の有意性に関して確かに習得することは多いが、本発明は、心臓状態の試験のために新たなそして強力な扉を開いたことは明らかなはずである。
【０１４３】
文献の引用
以上の本文の多くにおいて、多数の人の研究を発表した関連する文献に対する様々な引用を行った。以下に、これらおよびその他の有用な刊行物の詳細な識別情報を明記する。
Bennett ED, Smithen CR, Sowton E、急性心筋梗塞における心房音の重要性、Proceedings of the British Cardiac Society, 34(2): 202, 1972。
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【０１４４】
本発明の説明の続き
図面の図８は、印刷した帯形記録状の出力報告、即ち、種々のその他の既知のグラフおよび絵図情報に加えて、本発明の実施によって提供および実現する音響的および電気的徴候およびフィンガープリント法の実用に基づいた、グラフィック要素２０２、およびテキスト成分２０４を含む、具体的な追加報告情報を、分離して焦点を絞って示す。
【０１４５】
種々のその他の種類の出力、報告等も、特定の被験者に関する、保管を目的とする電子ファイルのように、構築することもできる。例えば、本発明が提案する実施の１つが、個々の人の現在の徴候フィンガープリント情報を、以前に取り込んだ同様のフィンガープリントと比較することを伴うことを思い起こすと、本発明が、人の心臓状態の順次追跡に関して開業医に提供する付加価値を認めることができる。
【０１４６】
図９から図３２までは、ここでは被験者Ａで表す人の音響的および電気的徴候から引き出した、複数の時間に基づく、異なる具体的なフィンガープリントを示す。被験者Ａについて予め分かっている特性は、（ａ）男性、３６歳、（ｂ）現れている症状−胸の痛みおよび呼吸困難ＩＩ、（ｃ）エコーによる発見−正しい収縮期および拡張期がある正常な心臓組織、ＥＦ：４６、（ｄ）ＢＮＳ：１２である。
【０１４７】
この図面集合体における各フィンガープリントの図は、異なる被験者「状態」の下でどのようにフィンガープリントの特質が変化するかを示す。これらの状態には、（ａ）静止状態、加えて、ある数字列を逆に繰り返す要求から得られるような、（ｂ）レッグ・リフト(leg lift)、（ｃ）アイソメトリック・ハンド・グリップ(isometric hand grip)、および（ｄ）従来の精神的ストレス状態によって生ずる３種類の異なるストレス状態を含む。
【０１４８】
対照および比較のため、図３３から図５６までは、いくつかの同じ分類の複数の時間に基づくフィンガープリントを示すが、ここでは、音響的および電気的シグネチャ、ならびに、ここでは被験者Ｂで表す別の人から得たフィンガープリントから引き出している。被験者Ｂについて予め分かっている特徴化としては、（ａ）女性、７９歳、（ｂ）現れている症状−狭心症ＩＩ、動悸、外科手術前評価、（ｃ）エコーによる発見−大動脈硬変および境界線洞拡張症を伴う軽い大動脈弁閉鎖不全、（ｄ）正しい収縮機能、拡張期弛緩減少、正常なＬＶＥＤＰ、ＬＶなし、ＥＦ：６０、（ｅ）ＢＮＰ：１１０である。
【０１４９】
したがって、本発明は、その構造およびその方法論双方に関して、被験者の心臓状態を監視し、特徴化し、理解を補助するための深くロバストなツールを提供することが明確となるはずである。当技術分野に対する重要な寄与のなかでも、本発明は、紙に印刷したＥＣＧおよび音響データ表現に対して行われる不正確で別個の手作業による測定ではなく、正確なコンピュータおよびソフトウェア制御の下において、ＥＣＧおよび心臓音響パラメータの測定を行うという問題に取り組むという重要性がある。
【０１５０】
以上の本発明の説明から、そしてこれに付随する図面の検討から、本発明の構造的側面は、人から音響的および電気的データを収集するために採用可能な音響的および電気的データ収集デバイスと、これらのデバイスに動作的に接続され、このようなデータを収集した元の人との報告可能な心臓状態フィンガープリントを発生する目的のためにこれらのデバイスによって収集したデータを処理し相関付けるように動作可能な処理構造とを含むシステムと表現することができる。これらのデータ収集デバイスは、各々、しかるべきデータ収集構造を含み、それぞれの連動するデータ収集構造は、選択的に、（ａ）非侵襲的および（ｂ）侵襲的の一方である。
【０１５１】
方法論の視点からは、本発明は、種々の医療関連の目的のために人の心臓状態を監視し特徴化する方法として表現することができる。この方法は、（ａ）選択した人の音響的心臓徴候を取り込むステップと、（ｂ）実質的に同時に、同じ人の電気的心臓徴候を取り込むステップと、（ｃ）これら２つの取り込んだ徴候から、決定した対照要素を選択し、このような要素を選択的に処理および／または相関付けるステップと、（ｄ）処理および相関付け活動の結果を用いて、人の心臓状態の特徴化に有用な心臓状態フィンガープリント（少なくとも１つ）を作成するステップとを含む。好ましくは、そしてしかるべきときはいつでも、コンピュータ構造および活動を、本発明の実施の実現に採用する。
【０１５２】
前述の決定した対照要素、ならびに付随する処理および相関結果の間に非限定で含まれるのは、（ａ）心音Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ４、（ｂ）心音の（１）持続期間、（２）エネルギ含有量、（３）相対的振幅、（４）含有周波数、（５）相対的含有周波数、ならびに（ｃ）音／音、ＥＣＧ／ＥＣＧ、音／ＥＣＧ、およびＥＣＧ／音の時間間隔ならびに相対的比率である。
【０１５３】
本発明の方法論を表現する更に別の方法は、人の心臓状態を監視し特徴化する際に補助する方法を提供するものとしてこれを記載することである。この方法は、（ａ）選択した人の心臓に対して非侵襲的データ収集アクセスを供給するステップと、（ｂ）この供給活動に続いて、供給したアクセスを利用し、その人の心臓が発生する機械的および電気的挙動を反映するデータの選択部分を収集し、処理し、相関付けるステップとを含む。
【０１５４】
本発明の方法論を表現する更に別の方法は、人の心臓状態を監視し特徴化する際に補助する方法を提供するものとしてこれを記載することである。この方法は、（ａ）選択した人の心臓に対して非侵襲的データ収集アクセスを供給するステップと、（ｂ）その後、このように供給されたアクセスを利用し、選択した人の心臓が発生する機械的および電気的挙動を反映するデータの選択部分を収集し、処理し、相関付けるステップとを含む。
【０１５５】
本発明の方法論を考察する更に別の方法は、既知の異なる心臓の苦痛を有する母集団に関して、人の心臓状態の監視および特徴化を促進するために電気的および機械的心臓活動データを処理することから得られる利点の監視および特徴化を組み合わせて採用する方法として、これを見なすことである。この方法は、（ａ）選択した人の心臓に付随する心臓活動関係の電気データの本体を収集し、このような電気データが、このような心臓苦痛のある種のものの第１分類に関して監視し特徴化する強さおよび弱さ双方を保有することを認識するステップと、（ｂ）実質的に同時に、同じ人の心臓に付随し、このように収集した電気データに関して時間に関係する心臓活動関係の機械的データの本体を収集し、このような機械的データも、このような心臓苦痛のある種のものの異なる第２分類に関して監視し特徴化する強さおよび弱さ双方を保有することを認識するステップと、（ｃ）監視および特徴化の目的のために、集合的に各データ本体の強さが、他のデータ本体の弱さを補うのに資するように、このように収集した電気および機械的データ本体を相関付けるステップとを含む。
【０１５６】
以上のように、本発明を実施する好適なかつ最良の実施形態および態様について詳細に説明し図示した。更に、そうではあっても、当業者が本システムの多くの変形や変更について考え、実現することを選択するのは最もであることを最大限認識するが、その全ては本発明の範囲に該当するものとする。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】図１は、本発明のアーキテクチャの一観点を概略的に示す上位の、様式化した模式／ブロック図であり、具体的には、本発明の一視点のアーキテクチャを示し、特に、患者から得られるＥＣＧおよび音シグネチャ情報の強さについての、これら２つの異なる種類のデータの他方における、いわば、弱さを支えるための相互相関の使用を図で例証する。
【図２】図２は、本発明の実施および使用に応じて特別に識別可能とした心臓病状態の代表的かつ重要なリストを、全てのブロックに付番して示す。
【図３】図３も、図２に明記したような心臓状態を明らかにし特徴化するために非常に有用な処理および相互相関を実行する目的で、収集した音響的および電気的心臓徴候から選択／選出することができる、ここでは対象要素と呼ぶ事項を、全てのブロックに付番して示す。
【図４】図４は、図１に示した図を更に詳細に表し、本発明の方法論的および構造的アーキテクチャを、更に詳しく示すブロック／模式図である。
【図５】図５は、本発明の構造および方法論を示す別のブロック／模式図を表す。
【図６】図６は、本発明の一使用法を例証するのに有用な、関連する波形状の図である。
【図７】図７は、本発明の一使用法を例証するのに有用な、関連する波形状の図である。
【図８】図８は、本発明の実施に基づいて、グラフ、絵図、およびテキスト情報全てを含み、全体的に帯形記録の形態をなす、出力報告の非常に有用な一形態の図である。
【図９】図９は、第１被験者、即ち、被験者Ａに関して、本発明の実施によって行った「フィンガープリント法」を示すグラフである。この図は、被験者に誘発させた４つの異なる無ストレスおよびストレス状態の下で、いくつかの異なるフィンガープリントの分類の値を時間に基づいて示す。
【図１０】図１０は、第１被験者、即ち、被験者Ａに関して、本発明の実施によって行った「フィンガープリント法」を示すグラフである。この図は、被験者に誘発させた４つの異なる無ストレスおよびストレス状態の下で、いくつかの異なるフィンガープリントの分類の値を時間に基づいて示す。
【図１１】図１１は、第１被験者、即ち、被験者Ａに関して、本発明の実施によって行った「フィンガープリント法」を示すグラフである。この図は、被験者に誘発させた４つの異なる無ストレスおよびストレス状態の下で、いくつかの異なるフィンガープリントの分類の値を時間に基づいて示す。
【図１２】図１２は、第１被験者、即ち、被験者Ａに関して、本発明の実施によって行った「フィンガープリント法」を示すグラフである。この図は、被験者に誘発させた４つの異なる無ストレスおよびストレス状態の下で、いくつかの異なるフィンガープリントの分類の値を時間に基づいて示す。
【図１３】図１３は、第１被験者、即ち、被験者Ａに関して、本発明の実施によって行った「フィンガープリント法」を示すグラフである。この図は、被験者に誘発させた４つの異なる無ストレスおよびストレス状態の下で、いくつかの異なるフィンガープリントの分類の値を時間に基づいて示す。
【図１４】図１４は、第１被験者、即ち、被験者Ａに関して、本発明の実施によって行った「フィンガープリント法」を示すグラフである。この図は、被験者に誘発させた４つの異なる無ストレスおよびストレス状態の下で、いくつかの異なるフィンガープリントの分類の値を時間に基づいて示す。
【図１５】図１５は、第１被験者、即ち、被験者Ａに関して、本発明の実施によって行った「フィンガープリント法」を示すグラフである。この図は、被験者に誘発させた４つの異なる無ストレスおよびストレス状態の下で、いくつかの異なるフィンガープリントの分類の値を時間に基づいて示す。
【図１６】図１６は、第１被験者、即ち、被験者Ａに関して、本発明の実施によって行った「フィンガープリント法」を示すグラフである。この図は、被験者に誘発させた４つの異なる無ストレスおよびストレス状態の下で、いくつかの異なるフィンガープリントの分類の値を時間に基づいて示す。
【図１７】図１７は、第１被験者、即ち、被験者Ａに関して、本発明の実施によって行った「フィンガープリント法」を示すグラフである。この図は、被験者に誘発させた４つの異なる無ストレスおよびストレス状態の下で、いくつかの異なるフィンガープリントの分類の値を時間に基づいて示す。
【図１８】図１８は、第１被験者、即ち、被験者Ａに関して、本発明の実施によって行った「フィンガープリント法」を示すグラフである。この図は、被験者に誘発させた４つの異なる無ストレスおよびストレス状態の下で、いくつかの異なるフィンガープリントの分類の値を時間に基づいて示す。
【図１９】図１９は、第１被験者、即ち、被験者Ａに関して、本発明の実施によって行った「フィンガープリント法」を示すグラフである。この図は、被験者に誘発させた４つの異なる無ストレスおよびストレス状態の下で、いくつかの異なるフィンガープリントの分類の値を時間に基づいて示す。
【図２０】図２０は、第１被験者、即ち、被験者Ａに関して、本発明の実施によって行った「フィンガープリント法」を示すグラフである。この図は、被験者に誘発させた４つの異なる無ストレスおよびストレス状態の下で、いくつかの異なるフィンガープリントの分類の値を時間に基づいて示す。
【図２１】図２１は、第１被験者、即ち、被験者Ａに関して、本発明の実施によって行った「フィンガープリント法」を示すグラフである。この図は、被験者に誘発させた４つの異なる無ストレスおよびストレス状態の下で、いくつかの異なるフィンガープリントの分類の値を時間に基づいて示す。
【図２２】図２２は、第１被験者、即ち、被験者Ａに関して、本発明の実施によって行った「フィンガープリント法」を示すグラフである。この図は、被験者に誘発させた４つの異なる無ストレスおよびストレス状態の下で、いくつかの異なるフィンガープリントの分類の値を時間に基づいて示す。
【図２３】図２３は、第１被験者、即ち、被験者Ａに関して、本発明の実施によって行った「フィンガープリント法」を示すグラフである。この図は、被験者に誘発させた４つの異なる無ストレスおよびストレス状態の下で、いくつかの異なるフィンガープリントの分類の値を時間に基づいて示す。
【図２４】図２４は、第１被験者、即ち、被験者Ａに関して、本発明の実施によって行った「フィンガープリント法」を示すグラフである。この図は、被験者に誘発させた４つの異なる無ストレスおよびストレス状態の下で、いくつかの異なるフィンガープリントの分類の値を時間に基づいて示す。
【図２５】図２５は、第１被験者、即ち、被験者Ａに関して、本発明の実施によって行った「フィンガープリント法」を示すグラフである。この図は、被験者に誘発させた４つの異なる無ストレスおよびストレス状態の下で、いくつかの異なるフィンガープリントの分類の値を時間に基づいて示す。
【図２６】図２６は、第１被験者、即ち、被験者Ａに関して、本発明の実施によって行った「フィンガープリント法」を示すグラフである。この図は、被験者に誘発させた４つの異なる無ストレスおよびストレス状態の下で、いくつかの異なるフィンガープリントの分類の値を時間に基づいて示す。
【図２７】図２７は、第１被験者、即ち、被験者Ａに関して、本発明の実施によって行った「フィンガープリント法」を示すグラフである。この図は、被験者に誘発させた４つの異なる無ストレスおよびストレス状態の下で、いくつかの異なるフィンガープリントの分類の値を時間に基づいて示す。
【図２８】図２８は、第１被験者、即ち、被験者Ａに関して、本発明の実施によって行った「フィンガープリント法」を示すグラフである。この図は、被験者に誘発させた４つの異なる無ストレスおよびストレス状態の下で、いくつかの異なるフィンガープリントの分類の値を時間に基づいて示す。
【図２９】図２９は、第１被験者、即ち、被験者Ａに関して、本発明の実施によって行った「フィンガープリント法」を示すグラフである。この図は、被験者に誘発させた４つの異なる無ストレスおよびストレス状態の下で、いくつかの異なるフィンガープリントの分類の値を時間に基づいて示す。
【図３０】図３０は、第１被験者、即ち、被験者Ａに関して、本発明の実施によって行った「フィンガープリント法」を示すグラフである。この図は、被験者に誘発させた４つの異なる無ストレスおよびストレス状態の下で、いくつかの異なるフィンガープリントの分類の値を時間に基づいて示す。
【図３１】図３１は、第１被験者、即ち、被験者Ａに関して、本発明の実施によって行った「フィンガープリント法」を示すグラフである。この図は、被験者に誘発させた４つの異なる無ストレスおよびストレス状態の下で、いくつかの異なるフィンガープリントの分類の値を時間に基づいて示す。
【図３２】図３２は、第１被験者、即ち、被験者Ａに関して、本発明の実施によって行った「フィンガープリント法」を示すグラフである。この図は、被験者に誘発させた４つの異なる無ストレスおよびストレス状態の下で、いくつかの異なるフィンガープリントの分類の値を時間に基づいて示す。
【図３３】図３３は、異なる第２被験者、即ち、被験者Ｂに関して、図９において見られるのと同様のフィンガープリントを示すグラフである。
【図３４】図３４は、異なる第２被験者、即ち、被験者Ｂに関して、図１０において見られるのと同様のフィンガープリントを示すグラフである。
【図３５】図３５は、異なる第２被験者、即ち、被験者Ｂに関して、図１１において見られるのと同様のフィンガープリントを示すグラフである。
【図３６】図３６は、異なる第２被験者、即ち、被験者Ｂに関して、図１２において見られるのと同様のフィンガープリントを示すグラフである。
【図３７】図３７は、異なる第２被験者、即ち、被験者Ｂに関して、図１３において見られるのと同様のフィンガープリントを示すグラフである。
【図３８】図３８は、異なる第２被験者、即ち、被験者Ｂに関して、図１４において見られるのと同様のフィンガープリントを示すグラフである。
【図３９】図３９は、異なる第２被験者、即ち、被験者Ｂに関して、図１５において見られるのと同様のフィンガープリントを示すグラフである。
【図４０】図４０は、異なる第２被験者、即ち、被験者Ｂに関して、図１６において見られるのと同様のフィンガープリントを示すグラフである。
【図４１】図４１は、異なる第２被験者、即ち、被験者Ｂに関して、図１７において見られるのと同様のフィンガープリントを示すグラフである。
【図４２】図４２は、異なる第２被験者、即ち、被験者Ｂに関して、図１８において見られるのと同様のフィンガープリントを示すグラフである。
【図４３】図４３は、異なる第２被験者、即ち、被験者Ｂに関して、図１９において見られるのと同様のフィンガープリントを示すグラフである。
【図４４】図４４は、異なる第２被験者、即ち、被験者Ｂに関して、図２０において見られるのと同様のフィンガープリントを示すグラフである。
【図４５】図４５は、異なる第２被験者、即ち、被験者Ｂに関して、図２１において見られるのと同様のフィンガープリントを示すグラフである。
【図４６】図４６は、異なる第２被験者、即ち、被験者Ｂに関して、図２２において見られるのと同様のフィンガープリントを示すグラフである。
【図４７】図４７は、異なる第２被験者、即ち、被験者Ｂに関して、図２３において見られるのと同様のフィンガープリントを示すグラフである。
【図４８】図４８は、異なる第２被験者、即ち、被験者Ｂに関して、図２４において見られるのと同様のフィンガープリントを示すグラフである。
【図４９】図４９は、異なる第２被験者、即ち、被験者Ｂに関して、図２５において見られるのと同様のフィンガープリントを示すグラフである。
【図５０】図５０は、異なる第２被験者、即ち、被験者Ｂに関して、図２６において見られるのと同様のフィンガープリントを示すグラフである。
【図５１】図５１は、異なる第２被験者、即ち、被験者Ｂに関して、図２７において見られるのと同様のフィンガープリントを示すグラフである。
【図５２】図５２は、異なる第２被験者、即ち、被験者Ｂに関して、図２８において見られるのと同様のフィンガープリントを示すグラフである。
【図５３】図５３は、異なる第２被験者、即ち、被験者Ｂに関して、図２９において見られるのと同様のフィンガープリントを示すグラフである。
【図５４】図５４は、異なる第２被験者、即ち、被験者Ｂに関して、図３０において見られるのと同様のフィンガープリントを示すグラフである。
【図５５】図５５は、異なる第２被験者、即ち、被験者Ｂに関して、図３１において見られるのと同様のフィンガープリントを示すグラフである。
【図５６】図５６は、異なる第２被験者、即ち、被験者Ｂに関して、図３２において見られるのと同様のフィンガープリントを示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2008520340.tif 000032
【図１６】
2008520340.tif 000033
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
2008520340.tif 000043
【図２７】
2008520340.tif 000044
【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
2008520340.tif 000049
【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
2008520340.tif 000052
【図３６】
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【図３７】
2008520340.tif 000054
【図３８】
2008520340.tif 000055
【図３９】
2008520340.tif 000056
【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【国際調査報告】
2008520340.tif 000074
2008520340.tif 000075