(57)【要約】  血管内のフロー速度又はフローボリュームなど、血液フロー量を測定するための血液フロー測定システムは、拡大可能本体部分を備える本体をもつ血管内血液フロー測定デバイスを備える。制御ユニットは、拡大可能本体部分によって仮定されるべき少なくとも２つの所定の拡大可能サイズの各々を示すサイズ制御信号を連続的に与える。圧力センサーユニットは、心臓サイクル期間に関して定義された測定時間スパンにわたる血圧信号のそれぞれのシーケンスを測定する。フロー決定ユニットは、拡大可能本体部分の断面積の値と、関連付けられた圧力信号と、血液の密度の知られている値とを使用して、ベルヌーイの法則に基づいて血管内の血液フロー量の値を計算する。
2020508756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物の血管内に配置するのに好適であり、長手方向に沿って延びる本体と、
前記長手方向に長手方向延長部と前記長手方向に垂直な方向に断面積とを有する、前記本体の拡大可能本体部分であって、前記拡大可能本体部分の拡大断面積の少なくとも２つのそれぞれの値に関連付けられる少なくとも２つの異なる所定の拡大サイズの各々を仮定するために、制御可能に及び可逆的に拡大可能である、拡大可能本体部分と、
前記拡大可能本体部分を前記少なくとも２つの異なる所定の拡大サイズのうちの１つに設定する制御可能アクチュエータと、
前記拡大可能本体部分の前記長手方向延長部内であって前記本体上に設置された少なくとも１つの圧力センサーを備える圧力センサーユニットであって、前記圧力センサーユニットが、前記拡大可能本体部分の前記拡大断面積の少なくとも２つの前記値を含む、前記本体の断面積の少なくとも３つの値の各々について、心臓サイクル期間に関して定義された所定の測定時間スパンにわたる前記血管中の血液フローの圧力を示す圧力信号のそれぞれのシーケンスを与える、圧力センサーユニットと
を備える、血管内血液フロー測定デバイス。
【請求項２】
前記拡大可能本体部分を含む前記本体が、前記血管内の層流血液フローを維持する流線形形状を有する、請求項１に記載の血管内血液フロー測定デバイス。
【請求項３】
前記拡大可能本体部分が、電気的拡大制御信号を受信したことに応答して、形状又はボリュームを制御可能に変化させる電気活性ポリマーを備える、請求項１に記載の血管内血液フロー測定デバイス。
【請求項４】
前記拡大可能本体部分が、ボリューム範囲内でボリュームを制御可能に変化させる膨張可能バルーンを備え、前記制御可能アクチュエータが、前記膨張可能バルーンの中へ又は前記膨張可能バルーンの中から、加圧された流体又はガスを制御可能にポンピングする、請求項１に記載の血管内血液フロー測定デバイス。
【請求項５】
前記圧力センサーユニットが、少なくとも２つの圧力センサーを備え、
前記圧力センサーのうちの少なくとも１つが、前記拡大可能本体部分の前記長手方向延長部外の測定ヘッド本体上に設置された、請求項１に記載の血管内血液フロー測定デバイス。
【請求項６】
生物の血管内の血液フロー量を測定するための血液フロー測定システムであって、前記血液フロー測定システムは、
請求項１に記載の血管内血液フロー測定デバイスと、
前記拡大可能本体部分によって仮定されるべき前記少なくとも２つの異なる所定の拡大サイズの各々を示すサイズ制御信号を前記制御可能アクチュエータに順次に与える制御ユニットと、
前記圧力センサーユニットによって与えられた前記圧力信号を受信することと、前記本体の断面積の前記少なくとも３つの値と、前記本体の断面積の前記少なくとも３つの値に関連付けられ、前記心臓サイクルの同等の位相に対応するそれぞれの測定時間においてとられる前記圧力信号と、血液の密度の知られている値とを使用して、前記血管内の血液フロー量の値を計算することとを行う、フロー決定ユニットと
を備える、血液フロー測定システム。
【請求項７】
前記圧力センサーユニットが、１つの圧力センサーのみを備え、
前記制御ユニットが、前記拡大可能本体部分によって仮定されるべき少なくとも３つの所定のサイズのうちの各々を示すサイズ制御信号を前記制御可能アクチュエータに与える、請求項６に記載の血液フロー測定システム。
【請求項８】
前記フロー決定ユニットが、ベルヌーイの法則と、前記本体の断面積の前記少なくとも３つの値と、前記圧力信号の関連付けられたシーケンスと、血液の密度の知られている値とを使用して、２つ又はそれ以上の式の系を解いて、前記血管の前記断面積の値と、前記断面積のそれぞれの値におけるボリュームフロー速度の値とを決定する、請求項６に記載の血液フロー測定システム。
【請求項９】
前記拡大可能本体部分が、前記拡大可能本体部分の拡大断面積の少なくとも３つのそれぞれの値に関連付けられる少なくとも３つの異なる所定の拡大サイズを仮定するために、制御可能に及び可逆的に拡大可能であり、
前記圧力センサーユニットが、前記拡大可能本体部分の前記拡大断面積の前記少なくとも３つのそれぞれの値を含む、前記本体の断面積の少なくとも４つの値の各々について、前記圧力信号のそれぞれのシーケンスを与え、
前記フロー決定ユニットが、所定の適合モデルを使用して、受信された前記圧力信号から決定された圧力値を前記本体の断面積の関数として適合させる較正曲線パラメータを決定することと、前記圧力値と前記本体の前記断面積の関連付けられる値とを使用して、適合誤差測度を決定することと、前記適合誤差測度を所定の誤差しきい値と比較することと、前記適合誤差測度が前記誤差しきい値を超える場合、超えたことを示す誤差出力信号を与えることとを行う、請求項８に記載の血液フロー測定システム。
【請求項１０】
前記誤差出力信号を受信することと、前記誤差出力信号を受信すると、ユーザに出力情報を与えることとを行うユーザインターフェースをさらに備え、前記出力情報は、前記血管内血液フロー測定デバイスによって誘発された血液フロー制限が、前記血管における所定の最大血液フロー制限量を超えることを示す、請求項９に記載の血液フロー測定システム。
【請求項１１】
前記制御ユニットは、前記誤差出力信号を受信したことに応答して、補正サイズ値範囲内の少なくとも２つの補正サイズ値が、前記誤差出力信号を受信する前に前記制御ユニットによって設定された前記拡大可能本体部分の最大サイズ値と比較して小さい補正された最大サイズ値を有することを示す補正サイズ制御信号を決定し、前記制御可能アクチュエータに与える、請求項９に記載の血液フロー測定システム。
【請求項１２】
請求項１に記載の血管内血液フロー測定デバイスの動作を制御するための方法であって、前記方法が、
前記血管内血液フロー測定デバイスの前記本体の前記拡大可能本体部分によって仮定されるべき少なくとも２つの所定の拡大サイズの各々を示すサイズ制御信号を前記血管内血液フロー測定デバイスの前記制御可能アクチュエータに順次に与えるステップと、
前記拡大可能本体部分の長手方向延長部内の前記血管内血液フロー測定デバイスの前記本体上に設置された少なくとも１つの圧力センサーを備える圧力センサーユニットによる、前記拡大可能本体部分の前記拡大断面積の前記少なくとも２つのそれぞれの値を含む、前記本体の断面積の少なくとも３つの値の各々について、心臓サイクル期間に関して定義された所定の測定時間スパンにわたる前記血管中の血液フローの圧力を示す圧力信号のそれぞれのシーケンスを与えることを制御するステップと
を有する、方法。
【請求項１３】
生物の血管内の血液フロー量の決定のための方法であって、前記方法が、
請求項１２に記載の方法を実施するステップと、
前記本体の断面積の前記少なくとも３つの値と、前記本体の断面積の前記少なくとも３つの値に関連付けられ、前記心臓サイクルの同等の位相に対応するそれぞれの測定時間においてとられる前記圧力信号と、血液の密度の知られている値とを使用して、前記血管内の血液フロー量の値を計算するステップと
を有する、方法。
【請求項１４】
前記血管内の血液フロー量の値を前記計算するステップは、
ベルヌーイの法則と、前記本体の断面積の前記少なくとも３つの値と、前記圧力信号の関連付けられたシーケンスと、血液の密度の知られている値とを使用して、２つの式の系を解くステップであって、各式が、
【数８】
2020508756.tif 000010
という形を有し、ここで、
Ａ０が、前記本体の断面積の前記所定の値のうちの第１の値であり、
Ａｉが、前記本体の断面積の前記所定の値のうちのそれぞれの第２の値であり、前記２つの式において、断面積の２つの異なる所定の値が使用され、
Ａが、決定されるべき、前記血管の断面積の値であり、
ｐ０が、前記心臓サイクルの前記同等の位相に対応する前記それぞれの測定時間においてとられる、断面積のそれぞれの前記第１の値Ａ０に関連付けられた第１の圧力値であり、
ｐｉが、前記心臓サイクルの前記同等の位相に対応する前記それぞれの測定時間においてとられる、断面積の前記それぞれの値Ａｉに関連付けられた第２の圧力値であり、前記２つの式において、圧力の２つの異なる測定された値が使用され、
ρが、前記血液の密度であり、
ｖ０が、決定されるべき、断面積の前記第１の値Ａ０における前記ボリュームフロー速度であり、
指数０及びｉが、前記拡大可能本体部分の前記異なる断面積値と、前記関連付けられた測定された圧力値とに任意に割り当て可能である、
解くステップ
を有し、
前記血液フロー量を決定するステップが、
（Ａ−Ａ０）ｖ０＝Ｑ
を計算することによって、フローレートＱの値を決定するステップを有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
コンピュータのプロセッサによって実行されたとき、請求項１２又は１３に記載の方法を実行するための実行可能コードを備える、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、血管内血液フロー測定デバイスと、血液フロー測定システムと、血管内血液フロー測定デバイスの動作を制御するための方法と、生物の血管内の血液フロー量の決定のための方法と、コンピュータプログラムとに関する。
【背景技術】
【０００２】
血管内フロー測定は、心臓学における、及び末梢動脈の医学的検査における、重要な臨床用途を見い出している。冠血流予備能（ＣＦＲ）を測定することが、冠動脈における狭窄がフロー制限しているかどうかを決定するための認識されたやり方である。ＣＦＲは、安静時及び充血中の狭窄した動脈中のフローを測定することに関与する。フロー測定は、狭窄を特徴づけるのに特に好適であると考えられている。しかしながら、フローを測定することは、圧力を測定することと比較して難しい。たとえば、ドップラー超音波測定は、血管中にセンサーワイヤを正確に、時間をかけて配置することを必要とする。
【０００３】
米国特許出願公開第２０１５／０３１３４７８（Ａ１）号は、圧力及びフローデータなど、様々なタイプのデータの血管内データ分析及び測定を実施するのに好適なコンピュータベースの方法、デバイス、及びシステムについて説明している。本開示は、ピークフロー、その一部部分などのフローしきい値、他の血管内パラメータ、或いはピークフロー又はパラメータのうちの１つの変化が発生する時点などの心臓サイクルにおけるイベントを決定するのに好適なプローブ及び方法に関する。プローブは、圧力センサー、抵抗器、フローセンサーのうちの１つ又は複数を備え、測定された血管内パラメータ及び他のパラメータに基づいて診断データを生成するために使用され得る。血管内圧力及びフローデータ又は場合によってはそれらと相関されたデータのうちの１つ又は複数に応答して、冠血流予備能値を決定するのに好適な方法及びシステムが説明される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、血管内の血液のフローレートを決定するための既存の血管内血液フロー測定デバイスの、より単純な、したがってよりコスト効果的な代替を与えることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様によれば、血管内血液フロー測定デバイスが与えられる。血管内血液フロー測定デバイスは、
−  生物の血管内に配置するのに好適であり、長手方向に沿って延びる本体と、
−  長手方向における長手方向延長部と長手方向に垂直な断面積とを有する、本体の拡大可能本体部分であって、拡大可能本体部分の拡大される断面積の少なくとも２つのそれぞれの値に関連付けられた少なくとも２つの異なる所定の拡大されるサイズの各々を仮定するために、長手方向において徐々に変化しており、制御可能に及び可逆的に拡大可能である、拡大可能本体部分と、
−  拡大可能本体部分を少なくとも２つの異なる所定の拡大されるサイズのうちの１つに設定するように設置及び構成された制御可能アクチュエータと、
−  拡大可能本体部分の長手方向延長部内の本体上に設置された少なくとも１つの圧力センサーを備える圧力センサーユニットであって、圧力センサーユニットが、拡大可能本体部分の拡大される断面積の少なくとも２つのそれぞれの値を含む、本体の断面積の少なくとも３つの値の各々について、心臓サイクル期間に関して定義された所定の測定時間スパンにわたる血管中の血液フローの圧力を示す圧力信号のそれぞれのシーケンスを与えるように構成された、圧力センサーユニットと
を備える。
【０００６】
本発明の第１の態様の血管内血液フロー測定デバイスは、人工可変狭窄内の圧力の低下の測定を伴う、血管内血液フローを測定する新規のやり方を実施する。可変であるが知られている断面を有する、本体の拡大可能本体部分は可変チョークとして働く。チョークエリア内の、すなわち、拡大可能本体部分の長手方向延長部内の、本体上に設置された少なくとも１つの圧力センサーをもつ圧力センサーユニットは、心臓サイクル期間に関して定義された所定の測定時間スパンにわたる血圧を測定する。圧力測定は、本体の断面積の少なくとも３つの値の各々について実施される。これらの少なくとも３つの値は、拡大可能本体部分の拡大される断面積の少なくとも２つの値を含む。
【０００７】
この目的で、拡大可能本体部分は、拡大可能本体部分の拡大される断面積のそれぞれの値に関連付けられた異なる所定の拡大されるサイズを仮定するために、制御可能に及び可逆的に拡大可能である。そのサイズは、拡大可能本体部分の制御される拡大又は収縮によって変更可能である。
【０００８】
本発明は、本体の拡大可能本体部分によって引き起こされる人工狭窄にわたる圧力低下が、狭窄の発散部分における乱流によって大部分引き起こされるという発明者の認識を利用する。拡大可能本体部分によって作り出された人工狭窄内では、ベルヌーイ／ベンチュリ効果による圧力低下がある。なぜならば、血液は、狭窄された部分を通ってより高速に流れなければならないからである。この圧力低下は、本発明によれば、フロー速度を決定するために使用される。本発明は、測定デバイスがなお一層血液フローを妨げることになるので、患者の自然狭窄内に測定デバイスを配置することについて考慮しないということが指摘される。本発明の血管内血液フロー測定デバイスは、この血管内血液フロー測定デバイスが、フロー制限しないように制御され得る人工狭窄を与えるという点で、この点について有利である。したがって、動作中、患者の自然狭窄を調査するために、血管内血液フロー測定デバイスは、調査されるべき狭窄の近位に好適に配置される。
【０００９】
次いで、血液フロー速度など、血液フロー量の値が、血管内血液フロー測定デバイスを動作させることによって与えられた、断面積の異なる値における測定された圧力値を使用して決定され得る。これは、本発明の第２の態様の血液フロー測定デバイスの説明のコンテキストにおいて、以下でさらにより詳細に説明される。
【００１０】
以下では、本発明の第１の態様の血管内血液フロー測定デバイスの実施形態が提示される。
【００１１】
いくつかの実施形態の血管内血液フロー測定デバイスは、カテーテルデバイス又はガイドワイヤと機械的に及び電気的に接続されるか又はそれから分離され得る、アドオンユニットの形態で与えられる。他の実施形態では、血管内血液フロー測定デバイスは、そのようなカテーテルデバイス、好ましくはマイクロカテーテル又はガイドワイヤの一体部分を形成する。
【００１２】
拡大可能本体部分を含む、血管内血液フロー測定デバイスの本体は、好ましくは、血管内の層流血液フローを維持するための流線形形状を、好ましくは、拡大可能本体部分の長手方向延長部に沿って有する。狭窄にわたる圧力低下は、狭窄の下流の発散部分において乱流を伴うが、ベルヌーイの法則が適用されるように、狭まり自体の前に及び特に狭まり自体内に層流を維持することが有利である。
【００１３】
それを達成するために、拡大可能本体部分は、最大断面積値に達する前及び後に、長手方向に沿って徐々に変化している断面積値を好適に有する。これは、フロー測定の実施中に動作のために選択され得るすべてのサイズの拡大可能本体部分に適用される。このようにして、血管中の血管内血液フロー測定デバイスの存在による血液フロー中の乱流は回避され得、これは、フロー決定の品質を改善する。
【００１４】
拡大可能本体部分は、異なるやり方で実施され得る。サイズの拡大、及び収縮の逆方向プロセスが、拡大可能本体部分の形状又はボリュームの任意の好適な増加又は減少によって実施され得る。いくつかの実施形態では、形状の変化は、拡大可能本体部分のボリュームの変化と組み合わせられる。他の実施形態では、サイズの変化は、形状の変化のみによって実施され、拡大可能本体部分のボリュームは不変のままである。いくつかの他の実施形態では、サイズの増加にもかかわらず、拡大可能本体部分のボリュームは、拡大の過程において一層減少され、収縮の過程において増加される。重要なことは、血管内の可変人工狭窄を形成する、拡大可能本体部分の能力である。
【００１５】
血管内血液フロー測定デバイスのいくつかの実施形態では、拡大可能本体部分の拡大及び収縮は、電気活性ポリマー（ＥＡＰ）を使用して達成される。それ自体よく知られているように、ＥＡＰは、好適な電気信号によって刺激されるとき、サイズ又は形状の変化を呈する。本主題の実施形態の拡大可能本体部分によって備えられた電気活性ポリマーは、電気的拡大制御信号を受信したことに応答してその形状又はボリュームを変化させることによって、そのサイズを制御可能に変化させるように構成される。したがって、サイズの変化は、ＥＡＰのボリュームの変化又は形状の変化、或いは、材料選択及びこのようにして実施された拡大可能本体部分の好適に設計された形状によってあらかじめ決定され得る範囲内のボリュームの変化を同時に伴う形状の変化を伴う。異なる実施形態において使用される好適なＥＡＰの非限定的なリストは、圧電ポリマー、電気機械ポリマー、リラクサ強誘電体ポリマー、電歪ポリマー、誘電体エラストマー、液晶エラストマー、共役ポリマー、イオン性ポリマー金属複合物、イオン性ゲル、ポリマーゲルなどを含む。
【００１６】
他の実施形態では、拡大可能本体部分の拡大及び収縮は、膨張可能バルーンを使用することによって達成され、したがって、膨張可能バルーンは、ボリューム拡大可能本体部分を形成する。これらの実施形態では、膨張可能バルーンは、好ましくは、所定のボリューム範囲内でそのボリュームを制御可能に変化させるように構成される。ボリューム範囲は、このようにして実施されたボリューム拡大可能本体部分の好適に設計された形状によって、及び加圧された流体又はガスを使用してボリューム拡大を駆動するための好適な材料並びに好適な圧力範囲の選択によって決定され得る。制御可能アクチュエータは、これらの実施形態では、好ましくは、現在ボリュームの拡大が望まれるのか低減が望まれるのかに応じて、膨張可能バルーンの中に又は中から、加圧された流体又はガスを制御可能にポンピングするように構成される。
【００１７】
本発明の概念による血液フロー決定を実施するために設定されるべき異なるサイズの数は、異なる実施形態では異なる。それは、圧力センサーユニットの圧力センサーの数及びロケーションに依存する。
【００１８】
一実施形態では、圧力センサーユニットは、少なくとも２つの圧力センサーを備え、圧力センサーのうちの少なくとも１つは、拡大可能本体部分の長手方向延長部の外側の本体上に設置される。したがって、この実施形態による特に単純な構成は、拡大可能本体部分の長手方向延長部内の本体上に設置された第１の圧力センサーと、拡大可能本体部分の長手方向延長部の外側の本体上に設置された第２の圧力センサーとを有する。したがって、少なくとも２つのセンサーは、差圧センサーを構築し、固定断面値を有する血管内血液フロー測定デバイスの位置（すなわち、拡大可能本体部分の長手方向延長部の外側に設置された圧力センサー）において、基準圧力がさらに測定されるので、これらの実施形態は、血液フローの圧力における心拍間隔変動に対して特にロバストである。さらに、この構成では、第１の圧力センサーを使用する圧力測定のための、拡大可能本体部分の拡大される断面積の２つの値を与えるために、必要とされる拡大可能本体部分のサイズ設定の必要とされる最小数が２に低減される。拡大可能本体部分の長手方向延長部の外側の本体の断面積の値が、拡大可能本体部分の拡大される断面積値のいずれとも異なる限り、拡大可能本体部分の長手方向延長部の外側の本体の断面積は、第２の圧力センサーを使用する圧力測定のための、本体の断面積の第３の値を与える。このようにして、（拡大可能本体部分の拡大される断面積の少なくとも２つの値を含む）本体の断面積の最小総数の３つの値は、最小のサイズ変化で達成され、したがって、特に高速な測定を達成する。
【００１９】
拡大可能本体部分の長手方向延長部内の本体上に設置された単一の圧力センサーを利用する他の実施形態では、本体の断面積の最小数の３つの値は、拡大可能本体部分を３つの異なる拡大されるサイズに設定することによって達成される。
【００２０】
（１つ又は複数の）圧力センサーは、心臓サイクル期間に関して定義された所定の測定時間スパンにわたる血管中の血液フローの圧力を示す圧力信号のそれぞれのシーケンスを与える。好ましくは、異なる測定時間スパンが、全心臓サイクルにわたって分散され、これは、心臓サイクルにわたるフロープロファイルを決定することを可能にする。
【００２１】
他の実施形態では、以下でさらに説明されるように、さらなる利点を達成するために、本体のより多くの断面積値が利用される。このより多くの４つ又はそれ以上の測定は、単一の圧力センサーを使用すること、又は上記で説明された構成における２つ又はそれ以上の圧力センサーを使用することのいずれかによって達成され得、拡大可能本体部分の長手方向延長部の外側の異なる圧力センサーは、それぞれの圧力センサーのロケーションにおける本体の異なる局所断面積値に関連付けられ得る。
【００２２】
血管内血液フロー測定デバイスの設計が、異なる変形態で実施され得る。好ましい変形態では、血管内血液フロー測定デバイスは、遠位端部分、近位端部分、及び遠位端部分と近位端部分との間の中央部分において、その長手方向延長部に沿って固定断面積値を有する非拡大可能本体を備える。拡大可能本体部分は、好ましくは、非拡大可能本体の中央部分に設置される。その長手方向延長部に沿って異なる固定断面積値をもつ非拡大可能本体を有する変形態は、好ましくは、遠位端部分の異なる小区分においてそのような変形を呈する。
【００２３】
本発明の第２の態様によれば、生物の血管内の血液フロー量を測定するための血液フロー測定システムが与えられる。血液フロー測定システムは、
−  本発明の第１の態様又はその実施形態のうちの１つによる血管内血液フロー測定デバイスと、
−  拡大可能本体部分によって仮定されるべき少なくとも２つの異なる所定の拡大されるサイズの各々を示すサイズ制御信号を制御可能アクチュエータに連続的に与えるように構成された制御ユニットと、
−  圧力センサーユニットによって与えられた圧力信号を受信することと、本体の断面積の少なくとも３つの値と、本体の断面積の少なくとも３つの値に関連付けられ、心臓サイクルの同等の位相に対応するそれぞれの測定時間においてとられる圧力信号と、血液の密度の知られている値とを使用して、血管内の血液フロー量の値を計算することとを行うように構成された、フロー決定ユニットと
を備える。
【００２４】
本発明の第１の態様の血管内血液フロー測定デバイスの特徴に加えて、第２の態様の血液フロー測定システムは、制御ユニット及びフロー決定ユニットで実施される、制御及び評価機能を備える。
【００２５】
制御ユニット及びフロー決定ユニットは、小さいサイズを有する電子チップ製品の形態で与えられ得、それらのいずれか又はその両方は、適用事例の特定の設計要件に従って、血管内血液フロー測定デバイス、特に本体内に位置し得る。
【００２６】
また、制御ユニット又はフロー決定ユニットのいずれか、或いはその両方は、血管内挿入及び動作のためにカテーテルデバイスの一体部分として一体型形態で実施される。したがって、本発明の一実施形態は、制御ユニット及びフロー決定ユニットを備える、血管内カテーテルによって形成される。これらの２つのユニットは、たとえば、カテーテルデバイスの近位端に設置され得る。いくつかの実施形態では、カテーテルは、好ましくは、マイクロカテーテルである。
【００２７】
血管内挿入のためのものではない、外部制御及び／又はフロー決定デバイスのそれぞれのユニットとして実施されるとき、制御ユニット及び／又はフロー決定ユニットは、コンピュータの形態で与えられ得、これは、血管内血液フロー測定デバイスの血管内動作中に、血管内血液フロー測定デバイスと通信接続するように構成される。
【００２８】
通信接続は、いくつかの実施形態では、コンピュータを血管内血液フロー測定デバイスと接続するパッチケーブルを介して通信することによって達成される。他の実施形態では、通信接続は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、赤外線ベース通信プロトコルなどのうちのいずれかなど、任意の無線通信プロトコルに従うワイヤレス通信チャネルを使用して、エアインターフェースにわたって達成される。
【００２９】
技術的に、より単純な実装形態を提供する血液フロー測定システムのいくつかの実施形態では、圧力センサーユニットは、１つの圧力センサーのみを備える。これらの実施形態では、制御ユニットは、拡大可能本体部分によって仮定されるべき少なくとも３つの所定のサイズの各々を示すサイズ制御信号を制御可能アクチュエータに与えるように構成される。
【００３０】
以下では、フロー決定ユニットの特に有利な実装形態を有する実施形態が説明される。一実施形態では、フロー決定ユニットは、ベルヌーイの法則と、本体の断面積の少なくとも３つの値と、圧力信号の関連付けられたシーケンスと、血液の密度の知られている値とを使用して、２つ又はそれ以上の式の系を解くことと、血管の断面積の値と、断面積のそれぞれの値におけるボリュームフロー速度の値とを決定することとを行うように構成される。ベルヌーイの法則、
【数１】
2020508756.tif 000003
から、結果として、密度ρの媒体中の２つの異なる圧力値ｐ０及びｐｉと、２つの対応する異なるフロー速度ｖ０及びｖｉとについて、以下の式が成り立つ。
【数２】
2020508756.tif 000004
【００３１】
したがって、好ましくは、フロー決定ユニットは、２つの式の系を解くように構成され、各式は、
【数３】
2020508756.tif 000005
という形を有する。
【００３２】
この式中のシンボルは、以下の意味を有する。
Ａ０は、本体の断面積の所定の値のうちの第１の値であり、
Ａｉは、本体の断面積の所定の値のうちのそれぞれの第２の値であり、２つの式において、断面積の２つの異なる所定の値が使用され、
Ａは、（決定されるべき）血管の断面積の値であり、
ｐ０は、心臓サイクルの同等の位相に対応するそれぞれの測定時間においてとられる、断面積のそれぞれの第１の値Ａ０に関連付けられた第１の圧力値であり、
ｐｉは、心臓サイクルの同等の位相に対応するそれぞれの測定時間においてとられる、断面積のそれぞれの値Ａｉに関連付けられた第２の圧力値であり、２つの式において、圧力の２つの異なる測定された値が使用され、
ρは、血液の密度であり、
ｖ０は、決定されるべき、断面積の第１の値Ａ０におけるボリュームフロー速度である。
【００３３】
指数０及びｉは、拡大可能本体部分の異なる断面積値と、関連付けられた測定された圧力値とに任意に割り当て可能であることに留意されたい。
【００３４】
好ましくは、フロー決定ユニットは、
（Ａ−Ａ０）ｖ０＝Ｑ、又は（Ａ−Ａｉ）ｖｉ＝Ｑ    （４）
を計算することによって、血液フロー量としてのフローレートＱの値を決定するように構成される。
【００３５】
必要とされる最小数よりも多くの圧力測定を使用する、さらに有利な実施形態では、血管内血液フロー測定デバイスが、動作されるとき、血管内に望ましくなく強い障害を形成するかどうかをさらに決定することが可能である。一般に、そのようなデバイスにおける圧力低下は小さく、血液フローを制限している可能性は低いが、所与の測定設定におけるこの仮定の有効性のテストは、少なくとも４つの測定を使用することによって行われ得る。この実施形態では、
−  拡大可能本体部分は、拡大可能本体部分の拡大される断面積の少なくとも３つのそれぞれの値に関連付けられた少なくとも３つの異なる所定の拡大されるサイズを仮定するために、制御可能に及び可逆的に拡大可能であり、
−  圧力センサーユニットは、拡大可能本体部分の拡大される断面積の少なくとも３つのそれぞれの値を含む、本体の断面積の少なくとも４つの値の各々について、圧力信号のそれぞれのシーケンスを与えるように構成され、
−  フロー決定ユニットは、所定の適合モデルを使用して、受信された圧力信号から決定された圧力値を本体の断面積の関数として適合させる、較正曲線パラメータを決定することと、圧力値と本体の断面積の関連付けられた値とを使用して、適合誤差測度を決定することと、適合誤差測度を所定の誤差しきい値と比較することと、適合誤差測度が誤差しきい値を超える場合、それを示す誤差出力信号を与えることとを行うように構成される。
【００３６】
一例として、式（３）は、血液フローが制限されない場合、４つ又はそれ以上のデータポイントを単にうまく適合させることになる。その結果、たとえば、測定されたデータポイントに関する適合の平均２乗誤差によって表される適合の正確さが、適合誤差測度として使用され得る。このようにして、デバイス自体がフローを低減しているかどうかを検出することができる。この適合誤差測度は、心臓サイクル間の変動、すなわち、測定及び評価のために使用される心臓サイクルの位相の不正確さが、フロー値決定をゆがめる場合をも有利に検出する。
【００３７】
この実施形態は、測定動作にフィードバックを与えることによって拡張され得る。１つのそのような実施形態では、制御ユニットは、誤差出力信号を受信したことに応答して、補正サイズ値範囲内の少なくとも２つの補正サイズ値が、誤差出力信号を受信する前に制御ユニットによって設定された拡大可能本体部分の最大サイズ値と比較して小さい補正された最大サイズ値を有することを示す補正サイズ制御信号を決定し、制御可能アクチュエータに与えるように構成される。この実施形態は、サイズ値が所定の連続サイズ範囲から選択可能である場合、特にうまく機能し、血管内血液フロー測定デバイスの拡大可能本体部分のサイズの微調整を可能にする。
【００３８】
そのようなフィードバックループを仮定すれば、決定された適合品質が、フロー制限がないことを示す場合、フロー制限が適合誤差測度に基づいて検出されるまで、拡大の増大が同様の様式で好適に実施される。このようにして、説明されたフィードバックループは、血液フローがデバイス自体によって制限されないことを確認しながら、フロー測定の信号対雑音比を最大にするために使用され得る。
【００３９】
さらに又は代替的に、これらの実施形態のうちのいくつかは、誤差出力信号を受信することと、誤差出力信号を受信すると、ユーザに出力情報を与えることとを行うように構成されたインターフェースであるユーザインターフェースを備え、出力情報は、血管内血液フロー測定デバイスによって誘発された血液フロー制限が、血管における所定の最大血液フロー制限量を超えることを示す。
【００４０】
血管内血液フロー測定デバイスが挿入されていない血管中の血液フローと比較して、血管内血液フロー測定デバイスの存在が血液フローを制限し過ぎない場合、決定された血液フローの値は一般に関連がある。したがって、これらの実施形態は、ユーザとの対話を可能にし、計算された血液フロー量の関連性をユーザが評価するのを助けるように好適に構成される。
【００４１】
本発明の第３の態様によれば、第１の態様による血管内血液フロー測定デバイスの動作を制御するための方法が提示される。本方法は、
−  血管内血液フロー測定デバイスの本体の拡大可能本体部分によって仮定されるべき少なくとも２つの所定の拡大サイズの各々を示すサイズ制御信号を血管内血液フロー測定デバイスの制御可能アクチュエータに順次に与えるステップと、
−  拡大可能本体部分の長手方向延長部内の血管内血液フロー測定デバイスの本体上に設置された少なくとも１つの圧力センサーを備える圧力センサーユニットによる、拡大可能本体部分の拡大断面積の少なくとも２つのそれぞれの値を含む、本体の断面積の少なくとも３つの値の各々について、心臓サイクル期間に関して定義された所定の測定時間スパンにわたる血管中の血液フローの圧力を示す圧力信号のそれぞれのシーケンスを与えることを制御するステップと
を有する。
【００４２】
本方法は、本発明の第２の態様の血液フロー測定システムの利点を共有し、したがって、本発明の第１の態様の血管内血液フロー測定デバイスの説明のコンテキストにおいて説明される利点をも共有する。
【００４３】
第４の態様によれば、生物の血管内の血液フロー量の決定のための方法が提示される。本方法は、
−  本発明の第３の態様による方法を実施するステップと、
−  本体の断面積の少なくとも３つの値と、本体の断面積の少なくとも３つの値に関連付けられ、心臓サイクルの同等の位相に対応するそれぞれの測定時間においてとられる圧力信号と、血液の密度の知られている値とを使用して、血管内の血液フロー量の値を計算するステップと
を有する。
【００４４】
したがって、本方法は、第３の態様の血管内血液フロー測定デバイスの動作を制御するための方法の利点を共有する。
【００４５】
第４の態様の方法の一実施形態では、血管内の血液フロー量の値を計算するステップは、
−  ベルヌーイの法則と、本体の断面積の少なくとも３つの値と、圧力信号の関連付けられたシーケンスと、血液の密度の知られている値とを使用して、２つ又はそれ以上の式の系を解くステップであって、各式が式（３）の形を有する、解くステップ
を有する。この実施形態では、血液フロー量を決定するステップは、好ましくは、式（４）による計算によってフローレートの値を決定するステップ
を有する。
【００４６】
本発明の第５の態様が、コンピュータのプロセッサによって実行されたとき、本発明の第３又は第４の態様による方法を実行するための実行可能コードを備えるコンピュータプログラムによって形成される。
【００４７】
したがって、本発明の他の実施形態は、本発明の第１の態様による血管内血液フローセンサーを備える血管内カテーテルデバイスによって形成される。
【００４８】
請求項１に記載の血管内血液フロー測定デバイスと、請求項７に記載の血液フロー測定システムと、請求項１２に記載の血管内血液フロー測定デバイスの動作を制御するための方法と、請求項１３に記載の生物の血管内の血液フロー量の決定のための方法と、請求項１２又は１３に記載の方法を実行するための請求項１５に記載のコンピュータプログラムとは、特に従属請求項において定義されている、同様及び／又は同等の好ましい実施形態を有することを理解されたい。
【００４９】
本発明の好ましい実施形態はまた、従属請求項又は上記実施形態とそれぞれの独立請求項との任意の組合せであり得ることを理解されたい。
【００５０】
本発明のこれら及び他の態様は、以下で説明される実施形態から明らかになり、これらを参照して解明されよう。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１Ａ】血管内血液フロー測定デバイスを使用して生物の血管内の血液フロー量を測定するための血液フロー測定システムの一実施形態を示す図である。
【図１Ｂ】血管内に配置された、図１Ａに示されている血管内血液フロー測定デバイスの断面図である。
【図２Ａ】より大きいサイズに拡大されている、図１Ａに示されている血管内血液フロー測定デバイスを使用した血液フロー測定システムの実施形態を示す図である。
【図２Ｂ】血管内に配置された、図２Ａに示されている血管内血液フロー測定デバイスの断面図である。
【図３Ａ】血管内血液フロー測定デバイスの別の実施形態を備える、生物の血管内の血液フロー量を測定するための血液フロー測定システムの別の実施形態を示す図である。
【図３Ｂ】血管内に配置された、図３Ａに示されている血管内血液フロー測定デバイスの断面図である。
【図４】１つの心臓サイクルをカバーする所定の時間スパンにわたって血液フローの主方向に垂直な方向における血液フローの圧力を測定することによって取得され、正規化及びシフトされた心臓サイクル時間に対してプロットされた、４つの圧力曲線を示す図である。
【図５】図４に示されている測定された圧力値を使用して適合され、それらが測定された拡大可能本体部分の断面積の最大値の関数としてプロットされた曲線の一例を示す図である。
【図６】血管内血液フロー測定デバイスの動作を制御するための方法の一実施形態の流れ図である。
【図７】生物の血管内の血液フロー量の決定のための方法の一実施形態の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
図１Ａは、血管内血液フロー測定デバイス１０２を使用して生物の血管１０１内の血液フロー量を測定するための血液フロー測定システム１００の一実施形態を示す。図１Ｂは、Ａによって与えられる断面積の値を有する血管１０１内に配置された、血管内血液フロー測定デバイス１０２の断面図を示す。
【００５３】
血管１０１は、図１Ｂでは下線付きの文字Ａによって明示的に示され、図１Ａでは血管の直径を示すＡと標示された両矢印によって間接的に示された、断面積値Ａを有する。
【００５４】
血管内血液フロー測定デバイス１０２は、生物の血管１０１内に配置するのに好適であり、その測定デバイスが血管内にうまく整合される場合、血液フローの主方向と実質的に一致する長手方向Ｌに沿って延びる本体１０３を備える。
【００５５】
血管１０１中の血管内血液フロー測定デバイス１０２の存在は、血液フロー速度の値を変える。より詳細には、位置Ｐにおける血液フロー速度の値は、同じ長手方向位置Ｐにおける血管内血液フロー測定の断面積の実効値に依存する。血管内血液フロー測定の断面積が大きいほど、その位置における血液フロー速度は速くなり、長手方向位置Ｐに対して血液フローによって加えられる圧力は低くなる。
【００５６】
血管内血液フロー測定デバイス１０２は、遠位端部分１０３．ａ、近位端部分１０３．ｂ、及び中央部分１０３．ｃにおいて、その長手方向延長部に沿って固定断面積値を有する本体１０３、たとえばガイドワイヤ又はカテーテルを備える。中央部分は、遠位端部分と近位端部分との間に位置する。本体１０３は、中央部分１０３．ｃに設置された拡大可能本体部分１０４を備える。拡大可能本体部分１０４は、長手方向Ｌにおいて徐々に変化している、長手方向に垂直な断面積を有する。拡大可能本体部分が、拡大されていない状態にある拡大可能本体部分の拡大されていない断面積の値に関連付けられた所定の拡大されていないサイズを提示するとすれば、拡大可能本体部分は、拡大可能本体部分１０４の拡大される断面積の少なくとも２つのそれぞれの値に関連付けられた少なくとも２つの異なる所定の拡大されるサイズの各々を仮定するために、制御可能に及び可逆的に拡大可能である。したがって、拡大可能本体部分１０４は、少なくとも３つの異なるサイズを採用するように構成され、そのうちの少なくとも２つは、拡大されるサイズである。
【００５７】
本実施形態では、拡大可能本体部分１０４の拡大及び収縮は、電気活性ポリマー（ＥＡＰ）を使用して達成される。ＥＡＰは、本明細書では電気的拡大制御信号とも呼ばれる、好適な電気的駆動信号によって刺激されるとき、サイズ又は形状の変化を呈する。電気活性ポリマーは、電気的拡大制御信号を受信したことに応答して、そのサイズ又は形状を制御可能に変化させる。好適なＥＡＰは、圧電ポリマー、電気機械ポリマー、リラクサ強誘電体ポリマー、電歪ポリマー、誘電体エラストマー、液晶エラストマー、共役ポリマー、イオン性ポリマー金属複合物、イオン性ゲル、ポリマーゲルなどを含む。
【００５８】
図１Ａ及び図１Ｂに示されている状態では、拡大可能本体部分１０４は、現在、Ａ０の断面積の値に関連付けられたサイズに設定されており、Ａ０は、図１Ｂでは明示的に示されており、図１Ａでは、同じくＡ０と標示された両矢印によって示されている、位置Ｐにおける拡大可能本体部分の直径によって間接的に参照される。
【００５９】
少なくとも３つのサイズのうちの１つ（たとえば、拡大されていないサイズ又は少なくとも２つの拡大されるサイズのうちの１つのいずれか）を、対応するサイズ制御信号に応答して拡大を与えるために、制御可能アクチュエータ１０６が、拡大可能本体部分１０４に好適な駆動電圧を与えるように設置及び構成される。サイズ制御信号は、制御ユニット１１０によって与えられる。
【００６０】
拡大可能本体部分の拡大及び収縮が、膨張可能バルーンを使用することによって達成される、他の実施形態（図示せず）では、アクチュエータ１０６は、ボリューム拡大を駆動することによって、特に、現在ボリュームの拡大が望まれるのか低減が望まれるのかに応じて、膨張可能バルーンの中に又は中から、加圧された流体又はガスをポンピングすることによって、サイズを変化させるように構成される。
【００６１】
この場合、血液は、血管１０１内で所定の長手方向位置Ｐを、ｖ０によって与えられる血液フロー速度で流れる。
【００６２】
圧力センサーユニットが、この特定の血管内血液フロー測定デバイスにおいて、長手方向位置Ｐにおいて拡大可能本体部分１０４の長手方向延長部１０３．ｃ内の本体１０３上に設置された単一の圧力センサー１０８を備える。圧力センサーユニット１０８は、（拡大可能本体部分の拡大される断面積の少なくとも２つのそれぞれの値を含む）本体の断面積の少なくとも３つの値の各々について、心臓サイクル期間に関して定義された所定の測定時間スパンにわたる血管中の血液フローの圧力を示す圧力信号のそれぞれのシーケンスを与える。次いで、圧力信号のシーケンスは、フロー決定ユニット１１２に与えられる。
【００６３】
以下では、図２Ａ及び図２Ｂへの追加の参照が行われる。図２Ａは、拡大されるサイズの拡大可能本体部分をもつ、図１Ａに示されている血管内血液フロー測定デバイス１０２を使用した血液フロー測定システム１００を示す。図２Ｂは、Ａの断面積値を有する血管内に配置された、図２Ａに示されている血管内血液フロー測定デバイス１０２の断面図を示す。
【００６４】
したがって、図２Ａ及び図２Ｂは、より大きい最大断面値Ａｉに設定された後の血管内血液フロー測定デバイス１０２を示す。この状況では、血液は、血管１０１内で所定の長手方向位置Ｐを、ｖｉによって与えられる増加された速度で流れ、したがって、図１Ａ及び図１Ｂを参照しながら説明された状況と比較すると、位置Ｐにおいて圧力低下を生じる。
【００６５】
フロー決定ユニット１１２は、以下で説明されるように、血液フロー量Ｑの値を計算するように構成される。
【００６６】
血液フローの計算は、拡大可能本体部分１０４の拡大される断面積の少なくとも２つの値を含む、本体の断面積の少なくとも３つの値と、これらの値に関連付けられ、心臓サイクルの同等の位相に対応するそれぞれの測定時間においてとられるそれぞれの圧力信号と、血液の密度の知られている値とを使用することによって実施される。この計算のために、ベルヌーイの法則が使用される。
【００６７】
ベルヌーイの法則によれば、２つの異なる圧力値ｐ０及びｐｉと、２つの対応する異なるフロー速度ｖ０及びｖｉとについて、以下の式が成り立つ。
【数４】
2020508756.tif 000006
【００６８】
拡大可能本体部分の３つの異なるサイズが、Ａ０、Ａ１及びＡ２の断面積値に割り振られ、それにより、圧力センサーの位置Ｐにおける血液フロー速度が、それぞれ値ｖ０、ｖ１及びｖ２を有することと、心臓サイクル期間に関して定義された所定の測定時間スパンにわたる血管中の血液フローの圧力を示す圧力信号の対応するシーケンスが、ｐ０（ｔ）、ｐ１（ｔ）及びｐ２（ｔ）によって与えられることとを仮定すると、血液フロー量Ｑの値は、以下の式のうちの１つから計算され得る。
（Ａ−Ａ０）ｖ０＝（Ａ−Ａｉ）ｖｉ＝（Ａ−Ａ２）ｖ２＝Ｑ    （６）
【００６９】
これらの式のいずれかを解くために、Ａの値及び血液フロー速度のうちの１つの値が決定されなければならない。
【００７０】
そのために、前の式から２つの式の系が取得され得る。
【数５】
2020508756.tif 000007
【数６】
2020508756.tif 000008
【００７１】
この系は、Ａ及びｖ０の値を取得するために解かれ得る。代替的に、値の他のセットが、対応する式の系をもたらし、それにより、Ａ及びｖ１、又はＡ及びｖ２の値が生じる。
【００７２】
これらの値が決定されると、それらは一致式（６）に対する入力として使用されて、血液フロー量Ｑの値を取得することができる。
【００７３】
図３Ａは、血管３０１内の血液フロー量を測定するための血液フロー測定システム３００の別の実施形態を示す。血液フロー測定システム３００は、血管内血液フロー測定デバイス３０２の別の実施形態を備える。図３Ｂは、血管３０１内に配置された、図３Ａに示されている血管内血液フロー測定デバイスの断面図を示す。
【００７４】
図３Ａは、図１及び図２の実施形態に極めて似ている血管内血液フロー測定デバイス３０２を示す。以下の説明は、本実施形態を前に説明された実施形態と区別する特徴に焦点を当てる。血管内血液フロー測定デバイス３０２は、２つの圧力センサー３０８．１及び３０８．２を備える、圧力センサーユニット３０８を備える。圧力センサー３０８．１は、拡大可能本体部分３０４の長手方向延長部内の本体３０２上に設置されるが、圧力センサー３１０．２は、拡大可能本体部分３０４の長手方向延長部の外側の本体３０２上に設置される。拡大可能本体部分のサイズは、制御ユニット３１０によって与えられる対応するサイズ制御信号に応答して、制御可能アクチュエータ３０６によって設定される。
【００７５】
フロー決定ユニット３１２が、圧力検出器３０８．１及び３０８．２から圧力信号のシーケンスを受信し、また、血管１０２内の血液フロー量の値を決定するように構成される。
【００７６】
拡大可能本体部分３０４は、拡大可能本体部分の断面積の少なくとも２つのそれぞれの値に関連付けられた少なくとも２つの異なる所定のサイズの各々を仮定するために、制御可能に及び可逆的に拡大可能である。２つの異なる所定のサイズは、１つの拡大されていないサイズ及び拡大されるサイズ、又は２つの拡大されるサイズであり得る。制御可能アクチュエータ３０６は、拡大可能本体部分を少なくとも２つのサイズのうちの１つに設定するように構成される。圧力センサーユニット３０８は、本体３０２の断面積の少なくとも３つの値の各々について、心臓サイクル期間に関して定義された所定の測定時間スパンにわたる血管中の血液フローの圧力を示す圧力信号のそれぞれのシーケンスを与えるように構成される。この場合、シーケンスのうちの２つは、拡大可能本体部分３０４の２つの異なる関連付けられたサイズにおいて、圧力センサーユニット３０８．１によって与えられるが、第３のシーケンスは、長手方向延長部の外側の本体の断面積値に関連付けられ、Ａ０によって与えられる固定サイズにおいて、センサー３０８．２によって与えられる。
【００７７】
したがって、血管内血液フロー測定デバイス３０２は、異なる断面積値（図３ＢではＡ０及びＡｉ）を有する測定ヘッド本体の２つの異なる長手方向位置において取得された２つの圧力信号を同時に与える。したがって、血管内血液フロー測定デバイス３０２は、圧力値の２つのシーケンスがフロー決定ユニットに同時に与えられ得るので、心臓サイクル間の変動に対してロバストである。
【００７８】
血管内血液フロー測定デバイス３０２は、制御ユニット３１０及びフロー決定ユニット３１２とともに、血液フロー量Ｑ又は式１〜３による血液フロー速度ｖ０を測定するための血液フロー測定システムの特定の実施形態を形成する。
【００７９】
動作中、デバイス自体が血液フローを制限しないように特に注意しなければならない。いくつかの血液フロー測定システムでは、したがって、評価ユニットが、安全な動作をサポートするようにさらに構成される。これは、適合誤差測度の決定を伴う特定の評価を使用して行われ得る。この評価は、少なくとも３つの異なる所定の拡大されるサイズを仮定した拡大可能本体部分を使用することに基づく。
【００８０】
図４及び図５を参照しながら以下で詳細が説明される。図４は、１つの心臓サイクルをカバーする所定の時間スパンにわたって血管中の血液フローの圧力を測定することによって取得され、正規化及びシフトされた心臓サイクル時間に対してプロットされた、４つの曲線ｐ０（ｔ）、ｐ１（ｔ）、ｐ２（ｔ）及びｐ３（ｔ）を示す。各曲線は、拡大可能本体部分が、測定ヘッド本体の所定の長手方向位置における最大断面積の値によって与えられる異なるサイズを採用するように設定されながら、測定される。ベルヌーイの法則によれば、拡大可能本体部分のより大きい断面値において測定された曲線は、心臓サイクル内の所与の相対時間（たとえばｔｃ）について、より小さい断面積値において測定された曲線の圧力値よりも低い圧力値を示す。
【００８１】
フローレートの値が、図５に示されているように、同等の正規化された心臓サイクル時間ｔｃにおいて取得された圧力値を適合させることによって取得され得る。図５は、式４に従う、及び図４に示されている値ｐｉ（ｔｃ）（ｉ＝０、１、２、及び３）を使用した、適合された曲線の一例を示し、値ｐｉ（ｔｃ）は、それらが測定された拡大可能本体部分の断面積値σ（Ａｉ、ｉ＝０、１、２、及び３）に対してプロットされている。したがって、血管の断面積Ａの値及びフロー速度ｖ０の値が取得され、式（６）によってフローレートＱを計算するためにさらに使用され得る。
【００８２】
安全な動作に関して、発明者は、式（３）によって与えられる、式（７．１）又は（７．２）の一般的な形は、血液のフローが血管内血液フロー測定デバイスの存在によって制限されない場合、断面積と測定された圧力との４つ又はそれ以上のペア（ｐｉ，Ａｉ）を単に適合させることになることを認識した。したがって、限定はしないが、平均２乗誤差など、適合の品質値が、測定誤差のためのインジケータとして使用され得る。
【００８３】
いくつかの実施形態では、血液フロー測定システム３００は、誤差出力信号を受信し、誤差出力信号を受信すると、ユーザに出力情報を与えるユーザインターフェース３１４をさらに備える。出力情報は、血管内血液フロー測定デバイスによって現在誘発されている血液フロー制限が、血管における所定の最大血液フロー制限量を超えることを示し、したがって、設定を調整することを可能にする。そのような調整は、手動制御によって又は自動的に行われ得る。
【００８４】
図６は、血管内血液フロー測定デバイスの動作を制御するための方法６００の一実施形態の流れ図を示す。この方法は、血管内血液フロー測定デバイスの本体の拡大可能本体部分によって仮定されるべき少なくとも２つの所定の拡大されるサイズの各々を示すサイズ制御信号が、血管内血液フロー測定デバイスの制御可能アクチュエータに連続的に与えられる、ステップ６０２を有する。この方法は、圧力センサーユニットによる圧力信号のシーケンスを与えることが制御される、ステップ６０４をも有する。圧力センサーユニットは、拡大可能本体部分の長手方向延長部内の血管内血液フロー測定デバイスの本体上に設置された少なくとも１つの圧力センサーを備える。圧力信号のシーケンスは、拡大可能本体部分の拡大される断面積の少なくとも２つの値を含む、本体の断面積の少なくとも３つの値の各々について与えられる。圧力信号のシーケンスは、心臓サイクル期間に関して定義された所定の測定時間スパンにわたる血管中のそれぞれの血液フローを示す。
【００８５】
図７は、生物の血管内の血液フロー量の決定のための方法７００の流れ図を示す。
【００８６】
この方法は、血管内血液フロー測定デバイスの動作を制御するための方法６００を実施するステップを有する。さらに、方法７００は、血管内の血液フロー量の値が計算される、ステップ７０２を有する。この計算のために、本体の断面積の少なくとも３つの値と、本体の断面積の少なくとも３つの値に関連付けられ、心臓サイクルの同等の位相に対応するそれぞれの測定時間においてとられる圧力信号と、血液の密度の知られている値とが使用される。
【００８７】
さらに、方法７００の特定の実施形態では、ステップ７０２は、ベルヌーイの法則と、本体の断面積の少なくとも３つの値と、圧力信号の関連付けられたシーケンスと、血液の密度の知られている値とを使用して、
【数７】
2020508756.tif 000009
という形を有する２つの式の系を解くステップと、
（Ａ−Ａ０）ｖ０＝Ｑ
又は拡大可能本体部分の断面積の所与の値と血液フロー速度のそれぞれの値とを使用した任意の等価な式を計算することによって、血液フロー量Ｑを決定するステップとを有する。
【００８８】
したがって、要約すれば、血管内の血液フロー量を測定するための血液フロー測定システムが、拡大可能本体部分を備える本体をもつ血管内血液フロー測定デバイスを備える。制御ユニットが、拡大可能本体部分によって仮定されるべき少なくとも２つの所定の拡大可能サイズの各々を示すサイズ制御信号を連続的に与える。圧力センサーユニットが、心臓サイクル期間に関して定義された測定時間スパンにわたる血圧信号のそれぞれのシーケンスを測定する。フロー決定ユニットが、拡大可能本体部分の断面積の値と、関連付けられた圧力信号と、血液の密度の知られている値とを使用して、ベルヌーイの法則に基づいて血管内の血液フロー量の値を計算する。
【００８９】
開示された実施形態に対する他の変形形態が、請求される本発明を実施する際に当業者によって、図面、本開示、及び添付の特許請求の範囲の検討により理解され、実施され得る。
【００９０】
特許請求の範囲において、「備える／有する／含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という単語は他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞「１つの（ａ）」又は「１つの（ａｎ）」は複数を除外しない。
【００９１】
コンピュータプログラムは、他のハードウェアとともに又はそれの一部として供給される、光記憶媒体又はソリッドステート媒体など、好適な媒体上に記憶／配信されるが、インターネット或いは他のワイヤード又はワイヤレス電気通信システムを介してなど、他の形態でも配信される。
【００９２】
本特許請求の範囲の中のいかなる参照符号も、その範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【図１Ａ】
2020508756.tif 000011
【図１Ｂ】
2020508756.tif 000012
【図２Ａ】
2020508756.tif 000013
【図２Ｂ】
2020508756.tif 000014
【図３Ａ】
2020508756.tif 000015
【図３Ｂ】
2020508756.tif 000016
【図４】
2020508756.tif 000017
【図５】
2020508756.tif 000018
【図６】
2020508756.tif 000019
【図７】
2020508756.tif 000020
【国際調査報告】
2020508756.tif 000021
2020508756.tif 000022