(57)【要約】  本発明は、血管内の血流を特徴付ける血流量の値を決定するための信号処理ユニットに関するものである。該信号処理ユニットは、２つの異なる時間において血管内振動センサから血管内血流の血流振動により生じる振動センサ信号成分を有する振動センサ信号を受信するように構成された振動センサ信号入力部と、各測定時間に関して前記振動センサ信号を用いて振動センサ信号成分を決定し、該振動センサ信号成分を用いて前記血流振動の各振動周波数を決定し、該決定された振動周波数の周波数比を血流量の値として決定及び供給するように構成された血流決定ユニットとを有する。
2020511254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
血管内の血流を特徴付ける血流量の値を決定する信号処理ユニットであって、
２つの異なる測定時間において血管内振動センサから、これら測定時間の各々において血管内血流の血流振動により生じる振動センサ信号成分を含む振動センサ信号を受信する振動センサ信号入力部と、
前記振動センサ信号を用いて前記２つの異なる測定時間における前記振動センサ信号成分を決定し、該振動センサ信号成分を用いて前記２つの異なる測定時間における前記血流振動の各振動周波数を決定し、且つ、該決定された血流振動の振動周波数を用いて前記２つの異なる測定時間における前記決定された振動周波数の周波数比を前記血流量の値として決定及び供給する血流決定ユニットと、
を有する、信号処理ユニット。
【請求項２】
前記血流決定ユニットが、所定の測定期間の間に受信される前記振動センサ信号の周波数ドメイン表現を決定すると共に該周波数ドメイン表現を用いて前記血流振動の振動周波数を決定する信号変換ユニットを有する、請求項１に記載の信号処理ユニット。
【請求項３】
前記血流決定ユニットが、前記振動センサ信号における心拍周波数に関連する周波数成分をフィルタ除去するフィルタユニットを有する、請求項２に記載の信号処理ユニット。
【請求項４】
振動センサ信号入力部は前記振動センサ信号を通常の血流の状態に対応する第１測定時間において及び充血の状態に対応する第２測定時間において受信し、
前記血流決定ユニットが、前記周波数比として決定される冠動脈血流予備能の値を前記血流量として決定及び出力する、
請求項１に記載の信号処理ユニット。
【請求項５】
ユーザが当該信号処理ユニットに第１振動センサ信号を供給するための測定を起動するためのユーザ入力を供給することを可能にするユーザインターフェース、
を更に有し、
前記血流決定ユニットが、前記ユーザ入力を受信することに応答して、異なる測定時間における一連の振動センサ信号を受信すると共に、所与の異なる測定時間に関して決定される振動周波数の前記第１振動センサ信号から決定された振動周波数に対する周波数比を決定及び供給する、請求項１又は請求項４に記載の信号処理ユニット。
【請求項６】
更に、前記振動センサ信号を無線キャリア信号から抽出する、請求項１に記載の信号処理ユニット。
【請求項７】
血管内挿入のためのガイドワイヤ又はカテーテルと、
血流振動の振動周波数を示す振動センサ信号を供給する振動センサと、
を有する血管内血流センサを含む、血管内血流センサシステムであって、
請求項１に記載の信号処理ユニットを更に含む、
血管内血流センサシステム。
【請求項８】
前記血管内挿入のためのガイドワイヤ又はカテーテルが、血管内血流の主方向に沿って伝搬する渦を発生するように成形された鈍頭部分を有する、請求項７に記載の血管内血流センサシステム。
【請求項９】
前記振動センサ信号を受信すると共に、無線キャリア信号を介して該振動センサ信号を前記信号処理ユニットに送信する信号通信ユニット、
を更に有し、
前記信号処理ユニットが請求項６に記載の信号処理ユニットである、請求項７に記載の血管内血流センサシステム。
【請求項１０】
前記振動センサは前記ガイドワイヤ又はカテーテルの先端部分に配置され、該先端部分が前記血流振動により血管内血流の主方向に対して垂直な方向に弾性的に変形可能である、請求項７に記載の血管内血流センサシステム。
【請求項１１】
前記振動センサが、前記カテーテル又はガイドワイヤから血管内血流の主方向に延びると共に前記血流振動により前記血管内血流の主方向に対して垂直な方向に弾性的に変形可能な鞭毛を有する、請求項７に記載の血管内血流センサシステム。
【請求項１２】
前記鞭毛が反射性ファイバ片先端へ光を導くと共に該反射性ファイバ片先端から光を受光する光ファイバ片であり、
前記ファイバ片に導入するための光を供給する光源と、
前記ファイバ片先端から反射されると共に前記ファイバ片の振動的変形により強度が変調された光を受光し、前記振動センサ信号を時間的に変化する反射光強度を示す光センサ信号の形で供給する光センサと、
を更に有する、請求項１１に記載の血管内血流センサシステム。
【請求項１３】
前記振動センサが、前記カテーテル又はガイドワイヤの表面上に配置され、前記血流振動により前記血管内血流の主方向に対して垂直な方向に発生される時間的に変化する圧力を測定すると共に、前記振動センサ信号を該測定された圧力に依存する時間的に変化する電気信号の形で発生及び供給する１以上の圧力センサを有する、請求項７に記載の血管内血流センサシステム。
【請求項１４】
前記鈍頭部分が、前記血管内血流の主方向に沿って伝搬する渦を発生するために前記カテーテル又はガイドワイヤから前記血管内血流の主方向に対して垂直な方向に突出した障壁部分を有する、請求項１１に記載の血管内血流センサシステム。
【請求項１５】
コンピュータのプログラマブルプロセッサにより実行された場合に、血管内の血流を特徴付ける血流量の値を決定するための信号処理ユニットを動作させる方法を実行するための実行可能なコードを有するコンピュータプログラムであって、前記方法が、
血管内血流センサから２つの異なる測定時間において、血管内血流の血流振動により生じた振動センサ信号成分を有する振動センサ信号を受信するステップと、
前記振動センサ信号を用いて、前記２つの異なる測定時間における前記振動センサ信号成分を決定するステップと、
前記振動センサ信号成分を用いて、前記２つの異なる測定時間における前記血流振動の各振動周波数を決定するステップと、
前記血流振動の振動周波数を用いて、前記２つの異なる測定時間における前記決定された振動周波数の周波数比を前記血流量の値として決定及び供給するステップと、
を有する、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血行力学センシングの分野、特には血流関連パラメータの感知法におけるものである。特に、本発明は、信号処理ユニット、血管内血流センサシステム、血管内の血流を特徴付ける血流量の値を決定するための信号処理ユニットを動作させる方法、及びコンピュータプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
米国特許出願公開第2014/0276137号は、安静時及び充血時に得られる血流予備能指標を用いて冠動脈血流予備能（ＣＦＲ）を決定するシステム及び方法を記載している。該文献に記載された方法は、患者から血流予備能指標に関する安静値を取得するステップ、該患者から血流予備能に関する充血値を取得するステップ、これら安静値及び充血値に基づいて冠動脈血流予備能を計算するステップ、及び該冠動脈血流予備能をユーザに提供するステップを含む。
【発明の概要】
【０００３】
血流量を決定するための代替的方法を提供することが望ましいであろう。
【０００４】
本発明の第１態様によれば、血管内の血流を特徴付ける血流量の値を決定する信号処理ユニットが提供される。該信号処理ユニットは、
−  ２つの異なる測定時間において血管内振動センサから、これら測定時間の各々において血管内血流の血流振動により生じる振動センサ信号成分を含む振動センサ信号を受信するように構成された振動センサ信号入力部と、
−  前記振動センサ信号を用いて前記２つの異なる測定時間における前記振動センサ信号成分を決定し、該振動センサ信号成分を用いて前記２つの異なる測定時間における血流振動の各振動周波数を決定し、且つ、該決定された血流振動の振動周波数を用いて前記２つの異なる測定時間における前記決定された振動周波数の周波数比を前記血流量の値として決定及び供給するように構成された血流決定ユニットと、
を有する。
【０００５】
血管内の血流を特徴付ける血流量の値を決定するための上記信号処理ユニットは、血流量の特に高速、容易且つ信頼性のある決定を可能にする。
【０００６】
当該信号処理ユニットは、血流量を振動センサ信号、特に血管内血流の血流振動により生じる振動センサ信号成分を用いて決定することができるという認識に基づいている。血流の流れパターン及び速度に影響を与える適切な血管内装置により、又は単に血管の該血管の狭まり若しくは曲がりを含む自然発生的非流線型部分の存在により、限定されるものではないが渦等の血流振動が発生され得る。血流内に斯かる乱流が発生され、これらは上記振動センサ信号成分により示される。流量センサ動作の既知の原理は、斯かる効果を、流線型形状を用いると共に血管内装置の寸法を最小にすることにより最小化するよう試みるが、発明者は、血流における当該血管内装置及び／又は当該血管構造により生じる斯様な擾乱を示す振動センサ信号を用いて、本発明の第１態様の信号処理ユニットの助けで血流速度等の血流量を決定することが実際に可能であることを見出した。
【０００７】
特に、当該信号処理ユニットは、振動センサ信号入力部において、血管内血流センサから２つの異なる測定時間において振動センサ信号を受信する。該振動センサは当該信号処理ユニットの一部ではない。該振動センサは、振動センサ信号を当該信号処理ユニットに供給する外部血流センサの一部を形成することができる。第１態様の当該信号処理ユニットにおいて、前記血流決定ユニットは、振動センサ信号入力部に接続され、該振動センサ信号を用いて、前記測定時間の各々における血管内血流の血流振動により生じた振動センサ信号成分を決定する。当該血管内で発生される血流振動は、当該振動センサ信号の振動センサ信号成分を生じさせる。信号成分は、例えば、非流線型物体の存在による渦放出により、血管の非流線型部分により、心拍による血流変化により、又は当該血管内血流センサの、該センサが血管内に配置される生体に対する相対運動により発生されるものを含む。
【０００８】
前記血流決定ユニットは、上記振動センサ信号成分を用いて前記２つの異なる測定時間における前記血流振動の各振動周波数も決定し、更に、該決定された振動周波数を用いて、前記２つの異なる測定時間における該決定された振動周波数の周波数比を前記血流量の値として決定及び供給する。
【０００９】
当該第１態様の信号処理ユニットは、時間にわたる血流の相対的変化が、当該血流が測定されるべき血管の未知の幾何学構造及び寸法に拘わらず流速比の値を決定することを可能にするという発明者の認識を利用する。特に、発明者は、血流量の値を決定するために要するパラメータ、当該血管の特徴的寸法は、絶対値が分からなくても、測定の間において当該血管内装置が移動されない限り、時間にわたり十分に安定しているという事実を利用することができるということを認識した。このような認識は、前記振動センサが、２つの異なる測定時間において測定される血管内血流の（例えば、渦により発生された）血流振動に起因する振動センサ信号成分を有する各振動センサ信号を供給するような血流測定の実施態様をもたらす。このような実施態様において、上記振動センサ信号を受信する当該信号処理ユニットは、少なくとも２つの異なる測定時間における血流振動の各振動周波数を決定し、且つ、斯かる２つの測定時間における該決定された振動周波数の周波数比を前記血流量の値として決定すると共に出力として供給するように構成される。
【００１０】
このように、血流量に関する新たな情報源が、本発明の信号処理ユニットにより利用可能となる。
【００１１】
以下では、該信号処理ユニットの実施態様が説明される。
【００１２】
当該信号処理ユニットを用いて決定することが可能な幾つかの血流量が分かる。例えば、例えばｍｌ／ｓの単位で与えられる体積流量、ｍ／ｓの単位で表される流速量、又はＣＦＲを決定することができる。
【００１３】
２つの測定時間において決定された振動周波数の周波数比（ｒ）の決定は、流速比等の血流量又は、特定の実施態様では、冠動脈血流予備能（ＣＦＲ）に対する直接的結論を特に容易且つ高信頼度で可能にする。特に、上述した仮定の適応可能性に基づけば、当該流速比は、以下の式に示されるように、２つの異なる時間において測定される振動周波数の比に等しい。即ち、
【数１】
2020511254.tif 000003
ここで、ｖＡ及びｖＢは、２つの異なる時間Ａ及びＢにおける血管内の血液の血流速度の値であり、
ｆＡ及びｆＢは、これら２つの異なる時間において決定された振動周波数である。
【００１４】
このような血流量は、血管の現在の生理学的状態に関する重要な情報を提供すると共に、特に狭窄の又は冠微少循環の識別及び量的特徴付けを有利に支援する。
【００１５】
当該信号処理ユニットの幾つかの実施態様において、前記血流決定ユニットは、所定の測定期間の間に受信される前記振動センサ信号の周波数ドメイン表現を決定すると共に該周波数ドメイン表現を用いて血流振動の振動周波数を決定するように構成された信号変換ユニットを有する。上記周波数ドメイン表現は、例えば、受信された振動センサ信号のフーリエ変換、好適には高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を適用する信号変換ユニットにより決定及び供給することができる。
【００１６】
典型的な冠動脈血流及び幾何学構造の場合、数１００Ｈｚの血流振動に関連する振動周波数が予測されるべきである。これらの血流振動は、典型的に（必ずしもではないが）渦により発生される（即ち、血管内の非流線型物体の存在により発生される）か、又は血管の狭まり若しくは曲がりを含む該血管の自然発生的非流線型部分の存在により発生される。しかしながら、これには心拍（１Ｈｚ付近）又は他の妨害に起因する他の周波数が重畳されるであろう。従って、好ましい実施態様において、当該信号処理ユニットの血流決定ユニットは、当該振動センサ信号における心拍周波数に関連する周波数成分をフィルタ除去するように構成されたフィルタユニットを有する。一例においては、当該振動センサ信号にＦＦＴを施した後、該振動センサ信号における１００Ｈｚより低い全ての周波数成分はフィルタユニットにより減衰され又は該振動センサ信号から完全に除去される。残存する所望の周波数範囲内の振動センサ信号成分は、次いで、例えば渦発生血流振動に関連する周波数成分を識別するために使用することができる。好適には、１００Ｈｚより高い周波数成分を有する残存するフィルタ処理された信号に対して最強の振幅を持つ振動センサ信号成分を、渦発生血流振動等の適切な血流振動に関連するものとして識別することができる。このように、周波数フィルタ処理を施すことにより、当該血流量の決定にとり重要な周波数が更なる信号処理のために識別及び選択されることが確かなものとされる。
【００１７】
当該血流量の値として血流速度の絶対値を供給するために、幾つかの実施態様においては、当該血管の振動センサの測定位置における特徴的寸法（特性寸法）等の幾何学的データが供給される。このような実施態様において、前記血流決定ユニットは、好ましくは更に、前記振動センサの血管内位置における当該血管の特徴的寸法を示す幾何学的データを保持又は受信するように構成される。一般的に、血管内応用の場合、とり得る特徴的寸法は、非円形断面の導管内の流れを特徴付ける際に使用される通常の量である水力直径と等価である。略円形直径の血管の場合、水力直径はチューブ又は導管の直径により近似することができる。
【００１８】
幾つかの実施態様において、前記血流決定ユニットは、更に、測定の間の前記振動センサの現在の血管内位置における血管の特徴的寸法を示す幾何学的データを保持又は受信するように構成される。該幾何学的データは幾つかの実施態様では記憶ユニットに保持又は記憶される一方、他の実施態様において該幾何学的データは入力ユニットにより受信される。該入力ユニットは、例えば、該幾何学的データの手動入力を可能にするユーザインターフェースとすることができる。更に他の実施態様において、該幾何学的データは、その場において（即ち、前記振動センサを有する血管内血流センサの現在の血管内位置において）当該血管から撮られた画像データから特徴的寸法を決定するように構成された外部画像処理装置により供給される。
【００１９】
例えば、幾つかの実施態様において、前記血流決定ユニットは、前記決定された渦発生血流振動の振動周波数及び前記幾何学的データを用いて、流速としての血流量の値を、
【数２】
2020511254.tif 000004
により決定及び供給するように構成され、ここで、
ｖは流速であり、
ｆは前記渦発生血流振動の振動周波数であり、
ｄは当該血管の特徴的寸法であり、
Ｓは所与の血管における血流に適用可能なストローハル数を表す定数である。
【００２０】
ストローハル数は、振動する流れのメカニズムを記述する無次元数である。血液に適用可能な間隔をカバーするレイノルズ数の範囲に対して、ストローハル数は一定の値（好適には、０.２なる値）により適切に近似される。ストローハル数の該値において、流体の流れにおける振動は、以下に更に説明される適切に成形された血流センサ等の、血管内の鈍頭部の存在による渦の形成及び後続の急速な放出により特徴付けられる。
【００２１】
発明者により得られた実験データは、血流振動が渦により発生されるものでないような状況においても前記式が有効な近似となることを示している。このような場合においても、振動周波数は流速に対しておおよそ線形な依存性を示す。
【００２２】
一実施態様の前記信号処理ユニットは、前記周波数比からＣＦＲの値を、通常の血流状態に対応する第１測定時点（特に、当該患者の安息時）及び充血状態に対応する第２測定時点において受信される各振動センサ信号を用いて決定するように構成される。前記血流決定ユニットは、前記周波数比から冠動脈血流予備能の値、ＣＦＲ値を、前記２つの異なる状態に対して決定された振動周波数の間の比を決定することにより決定及び出力（特に、表示）するように構成される。しかしながら、これは特別な例に過ぎない。如何なる他の流速比も、一般的に状態Ａ及び状態Ｂとして参照される如何なる２つの異なる状態おける対応する測定値を用いて決定することもできる。
【００２３】
これらの実施態様の幾つかにおいて、前記血流決定ユニットは、２つの測定時点において決定された振動周波数の周波数比を、複数の測定反復サイクルにおける各２つの測定時点において決定された振動周波数の周波数比からの平均値として決定するよう構成される。このことは、当該振動センサ信号を１心周期若しくは複数心周期にわたり又は時間分解的に測定することにより実行することができる。一般的に、及び特にＣＦＲが決定されるべきであり、且つ、状態Ａが通常の血流状態である一方、状態Ｂが充血状態である場合において、２つの状態Ａ及びＢの各々において適切な数の周波数サンプルを取得するために、患者にとり各状態を１回だけ生じさせると共に複数の各測定を実行することが一層良好である。状況が許せば、当該測定値は、２以上の反復サイクルを実行することにより、即ち、状態Ａ及びＢの間を反復的に変更することにより決定することができる。
【００２４】
ユーザに個々の測定時間を制御するための可能性を提供するために、幾つかの実施態様の前記信号処理ユニットはユーザインターフェースを付加的に有する。該ユーザインターフェースは、好ましくは、ユーザが測定を起動すると共に第１（最初の）測定時間に関連する第１振動センサ信号を供給することを可能にするように構成される。前記血流決定ユニットは、斯かるユーザ入力を受信することに応答して、異なる測定時間における振動センサ信号の系列を受信すると共に、前記第１振動センサ信号から決定される振動周波数に対する、所与の測定時間に関して決定される振動周波数の周波数比を決定及び供給するように構成される。典型的に、前記信号処理ユニットの操作において、医療要員等のユーザは、前記第１測定時間を選択し、それ以降、該信号処理ユニットは当該血流量の現在の値を相対値として供給する。他の実施態様において、ユーザは、状態Ａ及びＢに対応する両測定時間を適切なユーザ入力によりマークする。
【００２５】
これらの実施態様の幾つかにおいて、前記信号処理ユニットは、更に、ユーザにより定められた基準時点と比較した、時間にわたる血流の相対的変化を供給するように構成される。このような実施態様において、該信号処理ユニットは、ユーザ入力を受信することに応答して、ユーザにより定められた第１測定時間で始まると共に該第１測定時間後の後続する各測定時間（これら時間は、準連続的とすることができるか又は事前設定サンプリング周波数により自動的に決定され得る）における一連の振動センサ信号を受信するように適切に構成される。該信号処理ユニットは、最初の振動センサ信号から決定される振動周波数に対する、異なる測定時間に関して決定される振動周波数の各周波数比を決定及び供給する。言い換えると、ユーザは当該血流が１００％と見なされるべき最初の測定時間又は最初の測定期間を選択することができ、当該信号処理ユニットは、その後、現在の血流を該選択された最初の測定時間における血流に対する相対値として決定及び供給する。
【００２６】
他の実施態様において、当該信号処理ユニットは、更に、前記振動センサ信号を無線キャリア信号から抽出するように構成される。
【００２７】
本発明の第２態様によれば、血管内血流センサシステムが提供される。該血管内血流センサシステムは、
−  血管内挿入のためのガイドワイヤ又はカテーテルと、
−  血流振動の振動周波数を示す振動センサ信号を供給するように配置及び構成される振動センサと、
を有する血管内血流センサを含む。該血管内血流センサシステムは、本発明の第１態様又は該態様の実施態様の何れかによる信号処理ユニットを更に含む。
【００２８】
流量の決定は、血流振動全般の及び特に渦により発生される血流振動の周波数が、当該流速にストローハル数として知られたパラメータ及び当該血流を導く血管の特徴的（特性）寸法により関係付けられる測定可能な量であるという事実を利用する。
【００２９】
以下、本発明の第２態様の実施態様を説明する。これらの異なる実施態様は、前記振動センサ信号を供給するための異なる技術に基づくものである。
【００３０】
当該血管内血流センサシステムの幾つかの実施態様において、前記血管内挿入のためのガイドワイヤ又はカテーテルは、血管内血流の主方向に沿って伝搬する渦を発生するように成形された鈍頭部分を有する。
【００３１】
冠動脈における血流は、５０〜１０００の間の既知のレイノルズ数を有する。本発明は、典型的に５０より大きなレイノルズ数を有する流体は、該流体が当該血管の適切に成形された部分、又は流線型の本体を有する血管内血流センサとは反して血管内血流センサ本体上若しくは内の急崖若しくは障壁等の該血管内血流センサの適切に成形された鈍頭障部分（bluff part）を経て移動する際に渦放出（vortex shedding）を示す傾向があるという、それ自体既知の事実を利用する。カテーテル又はガイドワイヤの斯様な適切に成形された部分が、当該血管内血流センサに設けられる。このような鈍頭部分は、異なる実施態様では、血管内ガイドワイヤ又はカテーテル、特にマイクロカテーテルの一部とすることができる。
【００３２】
前述した渦放出は、血管内血流センサに含まれるカテーテル又はガイドワイヤの鈍頭部の背後における周期的な渦の形成（カルマン渦としても知られている）を記述するもので、ここで、“鈍頭部の背後”とは該鈍頭部分における血流の主方向で見て示すものである。渦は、血流方向により与えられる主方向に沿って伝搬する。如何なる所与の時点においても、渦は、対応する空間的分布を示すように当該鈍頭部分の背後に分布される。一般的に、血管内血流の渦により発生される血流振動（渦発生血流振動）は、当該血管に沿う血流の主方向に対して実質的に垂直な方向において検出することができる。
【００３３】
渦発生血流振動を生じさせるために、血管内血流の主方向に沿って伝搬する渦を発生するように成形される前記鈍頭部分は、好ましくは、前記カテーテル又はガイドワイヤから前記血管内血流の主方向に対して垂直な方向に突出する障壁部分を有する。特定の実施態様において、該障壁部分は球状体部分等の鈍頭体部分を形成する。一般的に、当該渦の形成を促進するために如何なる非流線型形状を用いることもできる。
【００３４】
当該血管内血流センサシステムの幾つかの実施態様において、前記振動センサは前記ガイドワイヤ又はカテーテルの先端部分に配置される。
【００３５】
これら実施態様の幾つかにおいて、上記先端部分は血流振動により血管内血流の主方向に対して垂直な方向に弾性的に変形可能である。
【００３６】
他の実施態様において、前記血管内挿入のためのガイドワイヤ又はカテーテルの先端部分は、それ自体、血流振動により前記血管内血流の主方向に対して垂直な方向に弾性的に変形可能である。この場合、当該ガイドワイヤの先端部分に適切に配置される振動センサは、例えば、前記血管内血流の主方向に対して垂直な方向の渦発生血流振動に応答して、該ガイドワイヤ又はカテーテルの先端部分の振動、即ち、該先端部分の振動周波数を測定する。
【００３７】
当該血管内血流センサシステムの他の実施態様において、前記振動センサは、前記カテーテル又はガイドワイヤから血管内血流の主方向に延びると共に、前記血流振動により前記血管内血流の主方向に対して垂直な方向に弾性的に変形可能な鞭毛（flagellum）を有する。これらの実施態様においては、前記鈍頭部分の背後における振動の周波数が、鞭毛を有する振動センサを用いて決定される。該鞭毛は、当該血管内血流センサの前記カテーテル又はガイドワイヤから血管内血流の主方向に延びると共に、前記血流振動により前記血管内血流の主方向に対して垂直な方向に弾性的に変形可能である。該鞭毛は、血管組織に対する如何なる損傷の危険性も課さないように柔らかい。
【００３８】
これらの実施態様の一群のものにおいて、前記鞭毛は電気活性ポリマ（electro-active polymer）材料から形成され、前記振動センサ信号を前記血管内血流の主方向に対して垂直な方向の変形量に依存した振幅を有する時間的に変化する電気信号の形で発生及び供給するように構成される。この種の鞭毛は、前記振動センサ信号を、前記血管内血流の主方向に対して垂直な方向の現在の変形量に依存した振幅を有する時間的に変化する電気信号の形で発生及び供給するように構成される。この電気信号の時間の関数として振動する振幅から、血流振動の周波数を決定することができる。
【００３９】
代わりに、当該振動周波数を測定するために光電子的解決策を採用することもできる。例えば、これら実施態様の他の一群のものにおいて、前記鞭毛は反射性ファイバ片先端へ光を導くと共に該反射性ファイバ片先端から光を受光するように構成された光ファイバ片であり、当該血管内血流センサシステムは、前記ファイバ片に導入するための光を供給するように構成された光源と、前記ファイバ片先端から反射されると共に前記ファイバ片の振動的変形により強度が変調された光を受光し、前記振動センサ信号を時間的に変化する反射光強度を示す光センサ信号の形で供給するように構成された光センサと、を更に有する。このように、上記ファイバ片先端から反射される光強度の変調は、前記血流振動の振動周波数の評価のために使用することができる電気的振動センサ信号を提供する。
【００４０】
第２態様の更に他の実施態様において、前記振動センサは、前記カテーテル又はガイドワイヤの表面上に配置され、前記血流振動により前記血管内血流の主方向に対して垂直な方向に発生される時間的に変化する圧力を測定すると共に前記振動センサ信号を該測定された圧力に依存する時間的に変化する電気信号の形で発生及び供給するように配置及び構成された１以上の圧力センサを有する。このように、この実施態様の圧力センサは、好ましくは、前記ガイドワイヤ又はカテーテルの先端における前側表面部上にではなく、当該血管内血流センサの周面上に配置される。圧力感知を用いる幾つかの実施態様は、有利には、血流予備量比（ＦＦＲ）の値を付加的に決定するように構成される。この決定は、前記圧力センサにより供給され、測定された圧力に依存する時間的に変化する電気信号の低周波帯域に基づくものである。当該振動センサ信号内の渦誘起周波数成分等の関連する成分は、典型的に、数１００Ｈｚの周波数におけるものであり、心拍に関連する低周波数信号成分が重なる。後者の成分は、１Ｈｚ周辺の周波数を有する。このように、ＦＦＲは心周期にわたる圧力変化を示す低周波数の圧力信号から決定することができる一方、血流比は前記２つの測定時間において得られる一層高い周波数帯域における振動周波数から決定することができる。
【００４１】
他の実施態様において、前記鈍頭部分は、前記血管内血流の主方向に沿って伝搬する渦を発生するために前記カテーテル又はガイドワイヤから前記血管内血流の主方向に対して垂直な方向に突出した障壁部分を有する。
【００４２】
他の実施態様において、当該血管内血流センサシステムは、前記振動センサ信号を受信すると共に、無線キャリア信号を介して該振動センサ信号を前記信号処理ユニットに送信するように構成された信号通信ユニットを更に有する。これらの実施態様において、上記信号処理ユニットは、更に、前記振動センサ信号を前記キャリア信号から抽出するように構成される。
【００４３】
前記血管内血流センサは、ガイドワイヤ又はカテーテルシャフトに機械的及び電気的に取り付けることができる付加装置として実施化することができる。しかしながら、好ましい実施態様において、血管内血流センサにおける少なくとも血管内血流の主方向に沿って伝搬する渦を発生するように適切に成形される鈍頭部分、並びに血流振動の振動周波数を示す信号センサ信号を供給するように配置及び構成される振動センサは、血管内挿入のためのガイドワイヤ又はカテーテルの一体部分を形成する。
【００４４】
当該信号処理ユニットは、好ましくは、前記血管内血流センサに含まれるガイドワイヤ又はカテーテルの外部に配置される。斯様な血管内挿入のためでない外部制御及び／又は評価装置のユニットとして実施化される場合、当該信号処理ユニットは、プログラムされたプロセッサユニットの形態で適切に設けられると共に、有線又は無線通信チャンネルを介して前記振動センサ信号を受信するために血管内操作の間において前記振動センサと通信的に接続されるように構成される（これらの構成自体は当業技術において既知である）。このように、当該血管内血流センサの血管内部分も、振動センサ信号の有線又は無線通信のための適切な通信ユニットを有する。
【００４５】
このように、当該血管内血流センサの幾つかの実施態様は、前記振動センサ信号を受信すると共に、該振動センサ信号を前記信号処理ユニットに、特に有効な場合は適切なキャリア信号を用いて、有線又は無線（即ち、電気的又は電磁的）信号として送信するように構成された信号通信ユニットを付加的に有する。これらの実施態様において、該信号処理ユニットは、更に、前記振動センサ信号を前記キャリア信号から抽出するように構成される。異なる実施態様は、IEEE 802.11規格（Wi-Fi、ＷＬＡＮ）、ジグビ、ブルートゥース（登録商標）、赤外周波数帯域における無線通信及びその他の何れかに基づくもの等の異なる無線通信技術を利用する。斯かる無線通信技術の選択は、なかでも、当該信号通信ユニットが血管内使用のためであるか又は生体外での使用のためであるかに依存する。前者の場合、無線ラジオ波通信技術が好ましい。後者の場合、赤外データ伝送に基づくもの等の他の無線通信技術も使用することができる。
【００４６】
他の実施態様において、前記血管内血流センサは、血管内超音波撮像のための血管内超音波装置上に配置され、又は斯かる装置内に埋め込まれる。
【００４７】
本発明の第３態様によれば、血管内の血流を特徴付ける血流量の値を決定するための信号処理ユニットを動作させる方法が提供される。該方法は、
−  ２つの異なる測定時間において血管内血流センサから、血管内血流の血流振動により生じた振動センサ信号成分を有する振動センサ信号を受信するステップと、
−  前記振動センサ信号を用いて、前記２つの異なる測定時間における前記振動センサ信号成分を決定するステップと、
−  前記振動センサ信号成分を用いて、前記２つの異なる測定時間における血流振動の各振動周波数を決定するステップと、
−  前記血流振動の決定された振動周波数を用いて、前記２つの異なる測定時間における前記決定された振動周波数の周波数比を前記血流量の値として決定及び供給するステップと、
を有する。
【００４８】
本発明の第４態様は、コンピュータのプログラマブルプロセッサにより実行された場合に本発明の第３態様の方法を実施するための実行可能なコードを有するコンピュータプログラムにより形成される。
【００４９】
本発明の第５態様によれば、血管内血流センサシステムの動作を制御する方法が提供される。該方法は、
−  血管内の血流を測定するための血管内血流センサを設けるステップであって、前記血管内血流センサが血管内挿入のためのガイドワイヤ又はカテーテルと血流振動の振動周波数を示す振動センサ信号を供給するように配置及び構成される振動センサとを有するステップと、
−  ２つの異なる測定時間において前記振動センサからの振動センサ信号を測定するステップと、
−  前記２つの異なる測定時間における前記血流振動の各振動周波数を決定するステップと、
−  前記２つの異なる測定時間における前記決定された振動周波数の周波数比を決定するステップと、
を有する。
【００５０】
請求項１の信号処理ユニット、請求項７の血管内血流センサシステム及び請求項１５のコンピュータプログラムは、特に従属請求項に記載されるような同様の及び／又は同一の好ましい実施態様を有すると理解されるべきである。
【００５１】
本発明の好ましい実施態様は、従属請求項又は上記実施態様と各独立請求項との如何なる組み合わせとすることもできると理解されるべきである。
【００５２】
本発明の上記及び他の態様は、後述する実施態様から明らかとなり、斯かる実施態様を参照して解説されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１Ａ】図１Ａは、流線型物体の周囲における媒体の流れの概要図を示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、流れに渦を発生する急崖（鈍頭）又は障壁の周囲における上記媒体の同じ流れの概要図を示す。
【図２】図２は、信号処理ユニット及び血管内血流センサを有する血管内血流センサシステムの一実施態様を示す。
【図３】図３は、血管内血流センサシステムの他の実施態様を示す。
【図４】図４は、血管内血流センサシステムの他の実施態様を示す。
【図５】図５は、血管内血流センサシステムの他の実施態様を示す。
【図６】図６は、血管内血流センサの動作を制御する方法のフローチャートである。
【図７】図７は、血管内の血流を特徴付ける血流量の値を決定するための信号処理ユニットを動作させる方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
図１Ａ及び図１Ｂは、一定時間における血管１０１内の流線型物体100.aの周囲及び鈍頭体（bluff body）100.bの周囲における血流の概要図を示す。矢印１０３により示された血流の主方向の入力血流１０２は、両図において同一であり、上記鈍頭体の上流側において真っ直ぐな流線により概ね示されている。図１Ａにおいて、物体100.aの流線形状は、該物体の背後の血流104.aに渦を発生させることはない。図１Ｂの場合、鈍頭体100.bは、該物体の背後の血流に渦放出（vortex shedding）を発生させる。
【００５５】
一般的に、渦放出は、それ自体、流体が鈍頭体を超えて流れる場合において、適した環境下で生じる振動的流れとして知られている。渦放出が発生することに関連するパラメータは、当該流体の粘性、流速並びに当該物体の寸法及び形状を含む。前者は、例えば、レイノルズ数により特徴付けることができる。血流１０２内の鈍頭体100.bの存在により誘起される渦放出は、該鈍頭体100.bの下流に所謂カルマン渦列104.bを発生させる。既存の渦は当該鈍頭体から矢印１０２により示される血流の主方向に沿って一層遠くの位置へと伝搬する一方、新たな渦は該物体100.bの近くで発生される。渦は、当該物体の交互の側で発生され、当該血流における上記主流れ方向に対して垂直な方向の振動に関連される。所与の時点において、発生された渦は図１Ｂに例示的に示されたように分布される。
【００５６】
渦により発生される血流の振動の使用は、１つの有利な実施態様を形成することに注意されたい。しかしながら、他の原因により発生される血流振動も、他の実施態様において同様の趣旨で用いることができる。このような血流の振動の発生は、挿入されたガイドワイヤ若しくはカテーテルによるものであり得、又は当該血管の幾何学構造等の内因的原因によるものであり得る。図面を参照する実施態様の本説明は、幾つかの部分では、本発明の範囲を斯様なケースに限定することを意図せずに、渦により発生される振動の例に焦点を合わせる。
【００５７】
図２は、血管２０１内の血流を測定するための血管内血流センサシステム２００の一実施態様の概要図である。該血管内血流センサシステム２００は、血管内血流センサ２０３と、血管２０１内の血流を特徴付ける血流量の値を決定するための信号処理ユニット２０８とを有している。該信号処理ユニット２０８は振動センサ信号入力部２１１を有し、該入力部は２つの異なる測定時間において血管内血流センサから振動センサ信号を受信する。これら振動センサ信号は、前記測定時間の各々において例えば血管内血流の渦により発生された血流振動（渦発生血流振動）により生じる振動センサ信号成分を有する。一般的に、斯かる渦発生血流振動により生じる該振動センサ信号成分は、血流の主方向に対して垂直な方向の成分である。信号処理ユニット２０８は血流決定ユニット２１３を更に有し、該血流決定ユニットは、前記振動センサ信号を用いて２つの異なる時間における振動センサ信号成分を決定し、該振動センサ信号成分を用いて前記２つの異なる測定時間における渦発生血流振動の振動周波数を決定し、該決定された振動周波数を用いて前記２つの異なる測定時間において決定された振動周波数の周波数を血流量の値として決定及び供給するように構成される。この例示的信号処理ユニット２０８において、これらの個別の作業は、３つの対応するユニット213.1、213.2及び213.3により実行される。他の信号処理ユニットにおいては、上述した３つの作業はプロセッサにより実行される。
【００５８】
幾つかの信号処理ユニットは信号変換ユニット２１２を付加的に有する血流決定ユニットを含み、該信号変換ユニットは、所定の測定期間の間に受信される振動センサ信号の周波数ドメイン表現を決定し、該周波数ドメイン表現を用いて（例えば、渦により発生された）血流振動の振動周波数を決定するように構成される。この目的のために、信号変換ユニット２１２は、所与の測定時間に関連付けられた所定の測定期間にわたり前記振動センサ信号入力部から振動センサ信号を受信する。該信号変換ユニット２１２は上記所与の測定時間に対する振動周波数を、対応する測定期間の間における振動センサ信号の周波数ドメイン表現を用いて決定する。好適には、信号変換ユニット２１２は当該振動センサ信号のフーリエ変換を決定する高速フーリエ変換ユニットとする。変換された振動センサ信号から、振動周波数を、簡単な態様で、予測される１００Ｈｚより高い振動周波数範囲内に（典型的には、数百Ｈｚの範囲内に）最大振幅を持つフーリエ成分の周波数として決定することができる。
【００５９】
振動周波数の検出を一層容易にするために、本実施態様の幾つかの信号処理ユニットは、当該振動センサ信号から心拍周波数に関連する周波数成分をフィルタ除去するように構成されたフィルタユニット２１４を更に有する。心拍周波数範囲は、典型的に、１００Ｈｚより低い。
【００６０】
当該信号処理ユニットは、２つの測定時間において決定された振動周波数の周波数比を決定する。このようにして、血流量を決定することができる。このような血流量は、血管の現在の生理学的状態に関する重要な情報を提供すると共に、狭窄の識別及び量的特徴付けを支援する。ＣＦＲ値の計算及び出力のために、当該測定は、充血（hyperemia）の状態において及び通常の血流の状態において（例えば、安静時に）行われる。この場合、冠動脈血流予備能（ＣＦＲ）は、特別な容易さ及び信頼性で、当該信号処理ユニットにより充血の状態に対応する測定時における及び通常の血流の状態に対応する測定時における各振動センサ信号の周波数比として決定及び供給される。
【００６１】
幾つかの信号処理ユニットにおいては、前記振動センサ信号入力部の動作を制御することにより当該振動測定を起動する等のための制御信号のユーザ入力のために、及び決定された血流量の値の出力のためにユーザインターフェース２１０が設けられる。該ユーザインターフェースは、幾つかの実施態様では、当該血管内血流センサの現在の血管内位置における血管の特徴的寸法（特性寸法）を示す幾何学的データを提供するために使用され、このデータは、
【数３】
2020511254.tif 000005
により流速の値を供給するために必要とされ、ここで、ｖは流速であり；ｆは渦発生血流振動の決定された振動周波数であり；ｄは当該血管の特徴的寸法であり、Ｓは当該所与の血管における血流に適用可能なストローハル数を表す定数である。
【００６２】
他の信号処理ユニットにおいては、上記幾何学的データが記憶ユニット２１５内にローカルに記憶され、該データは流速ｖの値を決定するために血流決定ユニット２１３によりアクセスされる。
【００６３】
他の実施態様において、当該信号処理ユニットは該幾何学的データを、前記血管内血流センサの現在の血管内位置において血管を撮像すると共に該位置における幾何学的データを決定及び供給する外部撮像装置又は外部画像処理装置から受信する。
【００６４】
ＣＦＲの決定の代わりとしてユーザにとり利用可能な他の動作モードとして、信号処理ユニット２０８は、或る系列の測定値から時間にわたる血流の相対的変化を、ユーザ入力によりトリガすることができる該系列の第１測定値と比較して決定及び供給する。
【００６５】
当該血管内血流センサシステム２００は血管内血流センサ２０３を有する。この特定の血管内血流センサシステムにおいて、上記血管内血流センサは非外傷性先端部204.1を備えたガイドワイヤ本体２０４を有する血管内ガイドワイヤ２０２を含み、前記先端部は、血管内血流の主方向Ｌに沿って伝搬する渦の発生のために適切に成形された鈍頭部分２０５を有している。該血管内血流センサの鈍頭部分２０５は渦の形成を可能にするためにガイドワイヤ本体２０４の他の部分と形状が必ずしも異なる必要はないことに注意されたい。しかしながら、低い血流速度においても渦の信頼性のある発生を促すために、典型的なガイドワイヤ又はカテーテルの本体を、例えば鈍頭部分を有するガイドワイヤ又はカテーテルを提供する如くに、余り流線型的でない態様に成形する特徴構造を追加することが有利である。
【００６６】
ガイドワイヤ本体２０４は、図２では方向Ｌに対応する自身の長軸に沿って回転対称性を有することができる。しかしながら、他の実施態様（図示略）において、渦の発生は、代わりに又は加えて、マイクロカテーテル又はガイドワイヤの少なくとも先端の一部において回転対称性の毀損を呈する形状を設けることにより可能にされ又は促進されるようにする。
【００６７】
先端部204.1は、振動センサ２０６を含む。該振動センサ２０６は、先端部204.1の前面から当該血管内血流の主方向Ｌに延びる鞭毛206.1を有している。鞭毛206.1は、Ｌに対して垂直な方向Ｐ（本例では、２つの互いに反対の方向Ｐ）に弾性的に変形可能である。図１Ｂを参照して説明したように、Ｐ方向における鞭毛206.1の振動的曲げ運動は当該渦により発生される血液の振動運動により駆動される。所与の時点において、伝搬する渦は、かくして、渦を先端部204.1の長手方向Ｌにおける異なる下流位置に交互に位置させるような各分布を示す（図１Ｂに例示的に示されるように）。渦により発生される振動は、長手方向Ｌに対して垂直となる如何なる方向にも発生し得る。
【００６８】
実際の３Ｄ血管においては、図１Ａ及び図１Ｂ等の２Ｄ図では忠実に表すことができない、もっと複雑な渦構造が起こり得る。このように、当該振動センサは必ずしも渦の伝搬方向のものとは限らない血流振動を示す振動センサ信号を供給するように構成される。
【００６９】
図２には、鞭毛206.1が、該鞭毛206.1の２つの異なる曲げ位置に対応する振動曲げ運動の２つの異なるフェーズで示されている。該振動運動の第１フェーズは実線で表される一方、第２フェーズは点線で表されている。
【００７０】
振動センサ２０６に含まれる鞭毛206.1は、電気活性ポリマ（electro-active polymer）材料から形成することができ、前記振動センサ信号を血管内血流の主方向に対して垂直な方向の変形量に依存する振幅を持つ時間的に変化する電気信号の形態で発生及び供給するように構成することができる。
【００７１】
図２の血管内血流センサの変形例において、振動センサ２０６に含まれる鞭毛は、反射性ファイバ片先端へ光を導き及び該先端から光を受光するように構成された光ファイバ片である。この特定の血管内血流センサは、当該ファイバ片に導入するための光を供給するように構成された光源、及び上記ファイバ片先端から反射されると共に該ファイバ片の振動的変形により強度が変調された光を受光するように構成された光センサも有している。該光センサは、前記振動センサ信号を、時間的に変化する反射光強度を示す電気的な光センサ信号の形で供給するように構成される。
【００７２】
図２の血管内血流センサの図示されていない他の変形例は、ガイドワイヤ２０２の代わりに、自身の先端部に鞭毛型の振動センサ２０６が設けられたマイクロカテーテルを有する。それ以外では、該変形例に前記説明が等しく適用可能である。
【００７３】
図３は、血管３０１内の血流を測定するための血管内血流センサシステム３００の他の例示的実施態様を図示している。該血流センサシステム３００は、血管内挿入のためのマイクロカテーテル３０２を有する。該マイクロカテーテルのカテーテル本体３０４は、図３では方向Ｌに対応する該カテーテル本体の長手方向に沿って回転対称性を有することができる。カテーテル本体３０４の先端部304.1は、鈍頭体部分を形成し、血管内血流の主方向Ｌに沿って伝搬する渦を発生するために適切に成形される。該先端部304.1は、渦発生血流振動により血管内血流の主方向Ｌに対して垂直な方向Ｐに弾性的に変形可能である。当該先端部304.1内には振動センサ３０６が配置される。該振動センサ３０６は、運動センサ、好適には加速度センサである。かくして、該振動センサは、先端部304.1の位置における血管３０１内の血流の渦発生振動により駆動される該先端部304.1の振動的曲げ運動を示す電気的センサ信号を供給する。このように、この信号は、方向Ｌに伝搬する渦発生血流振動の振動周波数を示す好適な振動センサ信号を形成する。
【００７４】
該振動センサ信号は、振動センサ３０６により供給され、患者の身体の外側に配置される信号処理ユニット３０８により受信される。信号通信及び信号処理の詳細は、図２の実施態様の前後関係において説明されており、ここでも同様に適用可能である。ユーザは、図２を参照して先に一層詳細に説明したように、当該血管内血流センサシステム３００とユーザインターフェース３１０を介して対話することができる。
【００７５】
図３の血管内血流センサシステムの図示されていない変形例は、マイクロカテーテル３０２の代わりに、先端部に振動センサ３０６が設けられたガイドワイヤを有する。それ以外では、該変形例に上記説明が等しく適用可能である。
【００７６】
図３の血管内血流センサシステムの変形例は、マイクロカテーテル３０２のマイクロカテーテル本体３０４に付加的な鈍頭部分３１２を有する。該鈍頭部分３１２は、当該マイクロカテーテル３０２の近端の方向に向かって先端部分304.1から短い距離に配置される。該鈍頭部分３１２の存在は、振動センサ３０６が配置された先端部分304.1の振動を誘起するような渦放出を更に向上させる。
【００７７】
図４は、血管４０１内の血流を測定するための血管内血流センサシステムの他の実施態様４００を示す。
【００７８】
該血管内血流センサシステム４００は、血管内挿入のためのカテーテル本体４０４を備えたマイクロカテーテル４０２を有している。当該カテーテル本体の先端部分404.1は、血管内血流の主方向Ｌに沿って伝搬する渦の発生を向上させるために該カテーテル本体から該血管内血流の主方向に対して垂直な方向Ｐに突出する障壁部分４０５を有する。このような障壁４０５は、図１〜図３の実施態様の変形例における先端部分にも存在することができる。該障壁部分４０５の形状は、図４では概略的にのみ示されている。カテーテル本体４０４の先端部分404.1に沿う層状血流にわたる渦の発生に寄与するのに適した如何なる形状も用いることができる。
【００７９】
振動センサは、カテーテル本体４０４の先端部分404.1の表面上に配置された圧力センサ４０６の形で設けられる。該圧力センサ４０６は、乱れた血管内血流の主方向Ｌに対して垂直な方向Ｐに生じる圧力を測定するように配置及び構成され、かくして、特に渦発生血流振動を対応する圧力振動として検出する。圧力センサ４０６は、振動センサ信号を、現在感知される圧力に依存する時間的に変化する電気信号の形で発生する。圧力センサ４０６は該振動センサ信号を信号処理ユニット４０８に、図２の実施態様の前後関係で説明した信号通信技術の１つを用いて供給する。ユーザは該血管内血流センサシステム４００と、これも前述したようなユーザインターフェース４１０を介して対話することができる。
【００８０】
圧力センサ４０６等の１以上の圧力センサを有する血管内血流装置は、血流予備量比（ＦＦＲ）の値を付加的に決定することができる。血流予備量比は、狭窄の後の（即ち、該狭窄の遠端側の）血圧及び前の血圧の比である。この決定は、測定された時間変化的電気信号の低周波帯域を評価することに基づくものである。前述したように、当該振動信号内の渦誘起周波数は、典型的に、数１００Ｈｚの範囲内の周波数であり、心拍と関連する低周波数信号成分と重なり合う。後者の成分は、１００Ｈｚより明らかに低い周波数、典型的には１Ｈｚ周辺の周波数を有する。このように、ＦＦＲは心周期にわたる圧力変化を示す低周波数の圧力信号から決定することができる一方、ＣＦＲは高周波数の渦誘起成分から決定することができる。
【００８１】
図４の血管内血流センサシステムの図示されていない変形例は、ガイドワイヤ本体４０４の相反する側上に２つの圧力センサを有する。この場合、これらセンサは、各圧力センサにより決定される２つの圧力信号の間の差を決定することにより流量感知周波数信号を導出することができる。この場合、当該血管内血流センサシステムは、上記２つの圧力センサの各々により決定される２つの信号を平均化することにより血圧信号（ＦＦＲのための）を計算するように構成される。
【００８２】
図４の血管内血流センサシステムの図示されていない変形例は、マイクロカテーテル４０２の代わりに、その先端部分内に圧力センサ４０６が設けられたガイドワイヤを有する。それ以外では、該変形例に上記説明が等しく適用可能である。
【００８３】
図５は、血管５０１内に挿入された状態の血管内血流センサシステム５００の他の実施態様を示す。該血流センサシステム５００は、ガイドワイヤ本体５０４を備えたガイドワイヤ５０２を有している。該血流センサシステム５００は、図２〜図４の実施態様を参照して説明した異なる種類の振動センサの何れかとして実施化された振動センサ５０６も有する。
【００８４】
当該血流センサシステム５００は信号通信ユニット５０８を更に有し、該信号通信ユニットは振動センサ５０６から振動センサ信号を受信すると共に該振動センサ信号の信号処理ユニット５１０へのキャリア信号を用いた無線送信を実行するように構成される。この場合、信号処理ユニット５１０は、少なくとも２つの異なる測定時間における渦発生血流振動の各振動周波数を決定すると共に、該２つの測定時間における決定された振動周波数の周波数比を出力として決定及び供給する。ユーザは、前述したように、血流センサシステム５００とユーザインターフェース５１２を介して対話することができる。ユーザ入力は、無線通信を用いて供給することもできる。
【００８５】
図５に示されるように、信号通信ユニット５０８は検査下の生体の外部に配置されねばならない。しかしながら、変形例（図示略）においては、信号通信ユニット５０８はガイドワイヤ本体５０４に組み込まれ、かくして、作業の間において血管内に挿入される。これらのケースにおいて、前記振動センサ信号の送信は、好適には、例えば、無線通信のためのIEEE 801.11規格、ブルートゥース（登録商標）に基づく無線通信プロトコル及び他の電波に基づく無線通信プロトコルの何れか等の電波通信プロトコルを用いて実行される。
【００８６】
図６は、血管内血流センサシステムの動作を制御するための方法６００のフローチャートを示す。該方法は、血管内の血流を測定するための血管内血流センサが設けられるステップ６０２を有する。該血管内血流センサは、血管内血流の主方向に沿って伝搬する渦を発生するように成形された鈍頭部を有する血管内挿入のためのガイドワイヤ又はカテーテルと、前記血管内血流の主方向に対して垂直な方向の渦発生血流振動の振動周波数を示す振動センサ信号を供給するように配置及び構成された振動センサとを有する。
【００８７】
ステップ６０４においては、振動センサ信号が前記振動センサを用いて２つの異なる測定時間において測定される。ステップ６０６において、上記２つの異なる測定時間における渦発生血流振動の各振動周波数が決定される。最終ステップ６０８において、上記２つの測定時間における決定された振動周波数の周波数比が決定される。
【００８８】
図７は、血管内の血流を特徴付ける血流量の値を決定するための信号処理ユニットを動作させる方法７００のフローチャートを示す。該方法は、信号処理ユニットが２つの異なる時間において血管内振動センサから振動センサ信号を受信するステップ７０２を有し、該振動センサ信号は上記測定時間の各々において血管内血液の渦発生血流振動により生じた振動センサ信号成分を有する。ステップ７０４において、信号処理ユニットは上記２つの異なる測定時間における振動センサ信号成分を、前記振動センサ信号を用いて決定する。ステップ７０６において、信号処理ユニットは上記２つの異なる測定時間における前記渦発生血流振動の各振動周波数を、上記振動センサ信号成分を用いて決定する。最後に、ステップ７０８において、信号処理ユニットは血流量の値を、上記渦発生血流振動の振動周波数を用いて決定及び供給する。要約すると、血管内の血流を特徴付ける血流量の値を代替的方法で決定する信号処理ユニットは、２つの異なる測定時間において血管内振動センサから血管内血流の血流振動により生じる振動センサ信号成分を有する振動センサ信号を受信するように構成された振動センサ信号入力部と、各測定時間に関して前記振動センサ信号を用いて前記振動センサ信号成分を決定し、該振動センサ信号成分を用いて前記血流振動の各振動周波数を決定し、該決定された振動周波数の周波数比を前記血流量の値として供給するように構成された血流決定ユニットと、を有する。
【００８９】
尚、開示された実施態様の他の変形例は、当業者によれば、請求項に記載された本発明を実施するに際して図面、当該開示及び添付請求項の精査から理解し、実施することができるものである。
【００９０】
また、請求項において、“有する”なる文言は他の要素又はステップを排除するものではなく、単数形は複数を排除するものではない。
【００９１】
また、コンピュータプログラムは、光記憶媒体又は他のハードウェアと一緒に若しくは他のハードウェアの一部として供給される固体媒体等の適切な媒体により記憶／分配することができるのみならず、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介してのように、他の形態で分配することもできる。
【００９２】
また、請求項における如何なる符号も、当該範囲を限定するものと見なしてはならない。
【図１Ａ】
2020511254.tif 000006
【図１Ｂ】
2020511254.tif 000007
【図２】
2020511254.tif 000008
【図３】
2020511254.tif 000009
【図４】
2020511254.tif 000010
【図５】
2020511254.tif 000011
【図６】
2020511254.tif 000012
【図７】
2020511254.tif 000013
【国際調査報告】
2020511254.tif 000014
2020511254.tif 000015
2020511254.tif 000016