心臓内圧を評価するために超音波を用いる方法および装置

专利摘要:
実施形態は、血行動態の分野に関し、より詳細には、心臓内圧評価の非侵襲性の方法に関する。いくつかの実施形態は、被験者における右内頸（ＩＪ）静脈の超音波画像データを収集することと、超音波画像データを処理し、ＩＪ静脈に対する脈管特性データを決定することと、脈管特性データから右側心臓内圧を決定することとを含む。一実施形態は、ＩＪ静脈に対応する呼吸データを収集することと、脈管特性データおよび呼吸データの両方から心臓内圧を決定することとをさらに包含する。その方法を実行するシステムおよび装置もまた開示される。
公开号:JP2011513008A
申请号:JP2010549938
申请日:2009-03-09
公开日:2011-04-28
发明作者:アントニー；ワイ． キム，
申请人:オレゴン ヘルス アンド サイエンス ユニバーシティ；
IPC主号:A61B8-04

专利说明:

[0001] （関連出願の参照）
本出願は、２００８年３月７日に出願された、名称が「ＵＬＴＲＡＳＯＵＮＤ ＢＡＳＥＤＡＰＰＲＯＡＣＨ ＴＯ ＤＩＡＧＮＯＳＩＮＧＨＥＡＲＴＦＡＩＬＵＲＥ」である米国仮特許出願第６１／０３４，９０９号に対する優先権を主張し、この仮出願の内容全体は、本明細書によって参照により援用される。]
[0002] （技術分野）
本明細書における実施形態は、血行動態の分野に関し、より詳細には、心臓内圧評価のための非侵襲性の方法および装置に関する。]
背景技術

[0003] （背景）
右側心臓内圧測定の現在の標準は、右心カテーテル法（ＲＨＣ）である。右側心臓内圧の評価は、急性心不全および慢性心不全（ＣＨＦ）の患者における右心機能および容積状態を評価するとき、不可欠である。右側心臓内圧の評価はまた、慢性透析患者および集中治療室における危篤状態の患者の容積管理など広範囲の臨床環境において重要である。しかしながら、ＲＨＣ処置は侵襲性であり、連続的ＲＨＣを行うことは非現実的である。従って、ＲＨＣは、日々患者の管理に必要な即時最新の臨床情報を提供するのに適切な技術ではない。]
発明が解決しようとする課題

[0004] 代替の非侵襲性処置である頸静脈拍動（ＪＶＰ）の評価もまた、多くの制約を有し、信頼性がない。従って、これもＲＨＣの適切な代用ではない。]
図面の簡単な説明

[0005] 実施形態は、添付の図面と連係して以下の詳細な説明によって、容易に理解される。実施形態は、添付の図面の図において、例として示されるのであり、制限するものとしてではない。
図１Ａおよび図１Ｂは、様々な実施形態に従って、水銀のミリメートル単位による頸静脈拍動（ＪＶＰ）評価の標準方法と心臓内血行動態右心房圧（ＲＡ）との相関関係（図１Ａ）、および水銀のミリメートル単位の頸静脈拍動（ＪＶＰ）評価の標準方法と右心室拡張終期圧（ＲＶＥＤＰ）との相関関係（図１Ｂ）を例示する。ＪＶＰ評価と比較するために、心臓内圧を水のセンチメートルに変換するために補正係数１．３６が用いられた。
図１Ａおよび図１Ｂは、様々な実施形態に従って、水銀のミリメートル単位による頸静脈拍動（ＪＶＰ）評価の標準方法と心臓内血行動態右心房圧（ＲＡ）との相関関係（図１Ａ）、および水銀のミリメートル単位の頸静脈拍動（ＪＶＰ）評価の標準方法と右心室拡張終期圧（ＲＶＥＤＰ）との相関関係（図１Ｂ）を例示する。ＪＶＰ評価と比較するために、心臓内圧を水のセンチメートルに変換するために補正係数１．３６が用いられた。
図２Ａおよび図２Ｂは、様々な実施形態に従って、ＮＩＣＨＥＴＭアルゴリズムと血行動態ＲＡとの相関関係（図２Ａ）、およびＮＩＣＨＥＴＭアルゴリズムとＲＶＥＤＰとの相関関係（図２Ｂ）を例示する。
図２Ａおよび図２Ｂは、様々な実施形態に従って、ＮＩＣＨＥＴＭアルゴリズムと血行動態ＲＡとの相関関係（図２Ａ）、およびＮＩＣＨＥＴＭアルゴリズムとＲＶＥＤＰとの相関関係（図２Ｂ）を例示する。
図３Ａおよび図３Ｂは、様々な実施形態に従って、ＮＩＣＨＥＴＭアルゴリズムの予測力（図３Ａ）、およびＲＶＥＤＰとＮＩＣＨＥＴＭアルゴリズムとの相関関係（図３Ｂ）を例示する。
図３Ａおよび図３Ｂは、様々な実施形態に従って、ＮＩＣＨＥＴＭアルゴリズムの予測力（図３Ａ）、およびＲＶＥＤＰとＮＩＣＨＥＴＭアルゴリズムとの相関関係（図３Ｂ）を例示する。
図４は、様々な実施形態に従って、水銀のミリメートル単位の肺動脈拡張圧（ＰＡＤＰ）および水銀のミリメートル単位の肺毛細管楔入圧（ＰＣＷＰ）の両方によって測定されるように、ＮＩＣＨＥＴＭグループと左心室充満圧との間の相関を例示する。
図５Ａ、図５Ｂ、および図５Ｃは、様々な実施形態に従って、吸気および呼気の代表的な超音波画像を例示する。図５ＡはＮＩＣＨＥＴＭ ＧＲＯＵＰ １（ＶＣ）からの代表的な超音波画像を例示し、図５ＢはＮＩＣＨＥＴＭ ＧＲＯＵＰ ２（ＶＲ）からの代表的な超音波画像を例示し、図５ＣはＮＩＣＨＥＴＭ ＧＲＯＵＰ ３（ＮＶ）からの代表的な超音波画像を例示する。略語：ＩＪ、内頸静脈；ＶＣ、虚脱を伴う呼気のＩＪ変動；ＶＲ、虚脱を伴わない呼気のＩＪ変動；ＮＶ、ＩＪが呼気に伴う変動を有しない。
図５Ａ、図５Ｂ、および図５Ｃは、様々な実施形態に従って、吸気および呼気の代表的な超音波画像を例示する。図５ＡはＮＩＣＨＥＴＭ ＧＲＯＵＰ １（ＶＣ）からの代表的な超音波画像を例示し、図５ＢはＮＩＣＨＥＴＭ ＧＲＯＵＰ ２（ＶＲ）からの代表的な超音波画像を例示し、図５ＣはＮＩＣＨＥＴＭ ＧＲＯＵＰ ３（ＮＶ）からの代表的な超音波画像を例示する。略語：ＩＪ、内頸静脈；ＶＣ、虚脱を伴う呼気のＩＪ変動；ＶＲ、虚脱を伴わない呼気のＩＪ変動；ＮＶ、ＩＪが呼気に伴う変動を有しない。
図５Ａ、図５Ｂ、および図５Ｃは、様々な実施形態に従って、吸気および呼気の代表的な超音波画像を例示する。図５ＡはＮＩＣＨＥＴＭ ＧＲＯＵＰ １（ＶＣ）からの代表的な超音波画像を例示し、図５ＢはＮＩＣＨＥＴＭ ＧＲＯＵＰ ２（ＶＲ）からの代表的な超音波画像を例示し、図５ＣはＮＩＣＨＥＴＭ ＧＲＯＵＰ ３（ＮＶ）からの代表的な超音波画像を例示する。略語：ＩＪ、内頸静脈；ＶＣ、虚脱を伴う呼気のＩＪ変動；ＶＲ、虚脱を伴わない呼気のＩＪ変動；ＮＶ、ＩＪが呼気に伴う変動を有しない。
図６Ａ、図６Ｂ、および図６Ｃは、様々な実施形態に従って、血行動態を評価する際のＮＴ−ＰｒｏＢＮＰレベルの信頼性の欠如を例示する。図６Ａは、Ｎ末端前脳型ナトリウム排泄増加症ペプチド（ＮＴ−ｐｒｏＢＮＰ）対ＲＡを例示する。図６Ｂは、ＮＴ−ｐｒｏＢＮＰ対ＲＶＥＤＰを例示し、図６Ｃは、ＢＮＰ対ＰＣＷＰを例示する（略語：ｒ、Ｓｐｅａｒｍａｎの順位相関）。
図６Ａ、図６Ｂ、および図６Ｃは、様々な実施形態に従って、血行動態を評価する際のＮＴ−ＰｒｏＢＮＰレベルの信頼性の欠如を例示する。図６Ａは、Ｎ末端前脳型ナトリウム排泄増加症ペプチド（ＮＴ−ｐｒｏＢＮＰ）対ＲＡを例示する。図６Ｂは、ＮＴ−ｐｒｏＢＮＰ対ＲＶＥＤＰを例示し、図６Ｃは、ＢＮＰ対ＰＣＷＰを例示する（略語：ｒ、Ｓｐｅａｒｍａｎの順位相関）。
図６Ａ、図６Ｂ、および図６Ｃは、様々な実施形態に従って、血行動態を評価する際のＮＴ−ＰｒｏＢＮＰレベルの信頼性の欠如を例示する。図６Ａは、Ｎ末端前脳型ナトリウム排泄増加症ペプチド（ＮＴ−ｐｒｏＢＮＰ）対ＲＡを例示する。図６Ｂは、ＮＴ−ｐｒｏＢＮＰ対ＲＶＥＤＰを例示し、図６Ｃは、ＢＮＰ対ＰＣＷＰを例示する（略語：ｒ、Ｓｐｅａｒｍａｎの順位相関）。
図７Ａおよび図７Ｂは、様々な実施形態に従って、右側および左側の充満圧力の両方を有するＮＩＣＨＥＴＭグループ間の相関関係を例示する。図７Ａは、ＲＡ対ＰＷＣＰを例示し、図７Ｂは、ＮＩＣＨＥＴＭグループ別のＲＡ対ＰＷＣＰを例示する。
図７Ａおよび図７Ｂは、様々な実施形態に従って、右側および左側の充満圧力の両方を有するＮＩＣＨＥＴＭグループ間の相関関係を例示する。図７Ａは、ＲＡ対ＰＷＣＰを例示し、図７Ｂは、ＮＩＣＨＥＴＭグループ別のＲＡ対ＰＷＣＰを例示する。] 図１Ａ 図１Ｂ 図２Ａ 図２Ｂ 図３Ａ 図３Ｂ 図４ 図５Ａ 図５Ｂ 図５Ｃ
実施例

[0006] （開示される実施形態の詳細な説明）
以下の詳細な説明において、本明細書の一部を形成する添付の図面に参照がなされ、実施され得る実施形態が例示として図面に示される。他の実施形態が利用され得、構造的または論理的変更が本範囲から逸脱することなくなされ得ることは理解されるべきである。従って、以下の詳細な説明は限定する意味でとられるべきではなく、実施形態の範囲は添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される。]
[0007] 実施形態を理解する際に助けとなり得る態様で、様々な施行が複数の個別の施行として順番に説明され得る。しかしながら、説明の順序は、これらの施行が順序依存であることを意味するように解釈されるべきではない。]
[0008] 説明は、上に／下に、後／前、および上部／下部など斜視に基づく説明を用い得る。そのような説明は、単に考察を容易にするために用いられ、開示される実施形態の適用を制限することは意図されない。]
[0009] 本説明の目的のために、「Ａ／Ｂ」の形式または「Ａおよび／またはＢ」の形式であるフレーズは、（Ａ）、（Ｂ）、または（ＡおよびＢ）を意味する。本説明の目的のために、「Ａ、Ｂ、およびＣのうちの少なくとも１つ」の形式であるフレーズは、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（ＡおよびＢ）、（ＡおよびＣ）、（ＢおよびＣ）、または（Ａ、ＢおよびＣ）を意味する。本説明の目的のために、「（Ａ）Ｂ」の形式であるフレーズは、（Ｂ）または（ＡＢ）、すなわちＡはオプションの要素であることを意味する。]
[0010] 本説明は、用語「一実施形態」または「複数の実施形態」を用い得、それらの用語は各々、１つ以上の同じ実施形態または異なる実施形態をいい得る。さらに、用語「備えている、包含する、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」などは、実施形態に関して用いられる場合、同意語である。]
[0011] 様々な実施形態において、方法、装置、およびシステムは、右内頸（ＩＪ）静脈特性の評価によって心臓内圧の非侵襲性超音波評価のために提供される。例示的な実施形態において、計算デバイスは、開示される装置および／またはシステムの１つ以上の構成要素が授けられ得、本明細書において開示される１つ以上の方法を実行するために用いられ得る。]
[0012] 本明細書における実施形態は、心臓内圧の非侵襲性超音波評価のための方法、システム、および装置を提供する。実施形態は、非侵襲性心臓血行動態の評価（ＮＩＣＨＥＴＭ）アルゴリズムである予測モデルを用いる、右内頸（ＩＪ）静脈特性の評価を提供する。これらの超音波評価は、右心臓カテーテル法（ＲＨＣ）測定の心臓内圧と相関する。]
[0013] 様々な実施形態に従って、方法は、被験者の右側心臓内圧を測定しかつ／または被験者の心不全を評価するために用いられ得る。方法は、被験者の右ＩＪ静脈の超音波画像データを収集することと、超音波画像データを処理し、ＩＪ静脈に関する脈管特性データを決定することと、脈管特性データから右側心臓内圧を決定することとを伴う。いくつかの実施形態において、方法はまた、ＩＪ静脈に対応する呼吸データを収集することと、脈管特性データおよび呼吸データの両方から心臓内圧を決定することとを含む。別の実施形態において、方法は、ＩＪにおける血流の速度を示すデータを収集することと、脈管特性データおよび血流速度データの両方から心臓内圧を決定することとを含む。]
[0014] いくつかの実施形態に従って、脈管特性データは、ＩＪ静脈管腔の最大断面積と、最小断面積とを含み得、超音波画像データを処理し、脈管特性データを決定することは、ある期間、例えば被験者に対する完全な呼気と吸気のサイクルにわたり、ＩＪ静脈腔の最大断面積と最小断面積との間の差を計算することを含み得る。他の実施形態は、例えばＮＩＣＨＥＴＭアルゴリズムを用いて、被験者の少なくとも１回の完全な呼気と吸気のサイクルにわたり、ＩＪ静脈の虚脱の程度を計算することを含む。すなわち、]
[0015] である。]
[0016] 非侵襲性圧力感知が望まれる、右内頸静脈または他の脈管を画像化することが可能な超音波デバイスを用いて、技術は、様々な実施形態に従って実装され得る。超音波デバイスは、統合期間（例えば、吸気−呼気サイクル）にわたり、ＩＪの断面積変動を画像化することが可能であり得、その変動が、いくつかの実施形態において最大断面積および最小断面積に対応する。実施形態に従って、画像は、次いで、収集された超音波画像データに基づいて脈管特性を決定するために、画像プロセッサまたは他の計算デバイスに提供され得る。]
[0017] さらに、特定の実施形態において、超音波画像化中、例えば被験者の呼吸の期および量を測定中、被験者の呼吸状態を評価し、記録し、その結果として呼吸データを得るために、呼吸計が用いられ得る。呼吸計は、画像プロセッサデバイスと通信する別個のデバイスであり得るか、または超音波デバイスと結合され得る。呼吸データは、次いで画像プロセッサデバイス上で実行する予測モデルに提供され得る。]
[0018] ＮＩＣＨＥＴＭアルゴリズムは、超音波評価からの脈管特性データと共にこの呼吸データを分析する。この分析から、画像プロセッサ上で実行されるアルゴリズムは、ＩＪにおける予測圧を決定し、そのデータは、画像プロセッサに接続されたディスプレイ上に表示され、医者に報告され得る。他の実施形態において、予測モデルは、計算されたデータに基づいて心臓状態評価を別個に決定し得る。その評価は、性質が定性的であり得、医者に見えるように表示され得るか、またはその評価は、診断過程または外科手術過程を自動的に制御するために用いられ得る。]
[0019] 一実施形態において、ＩＪにおける血流の速度を示すデータが収集され得る。そのようなデータは、ＮＩＣＨＥＴＭアルゴリズムに組み込まれ得、ＩＪにおける圧力の予測を高める。血流速度データは、心臓内圧を決定するために、脈管特性データと連係して、そして一実施形態において呼吸データとも連係して、用いられ得る。]
[0020] 血流速度の決定は、本明細書に説明されるような超音波デバイスを用いて提供されるような、ドップラーを用いて達成され得る。血流速度を決定する際に、周波数シフトもしくは位相シフトのいずれかまたはその両方が、検出され得、定量化され得る。]
[0021] 心臓血行動態の臨床上の評価は、常に難しく、しかも患者の適切な管理にとって不可欠であった。この開示の前に、血行動態評価のための利用可能な方法は、厄介であるか、侵襲性であるか、または信頼性がなかった。例えば、右側圧力評価のための一般的に用いられる身体検査測定指標は、頸静脈拍動（ＪＶＰ）である。従来、ＪＶＰ評価は中心静脈圧（ＣＶＰ）を確かに予測し、ＣＶＰが、次に循環量および右心室機能のマーカである右心房圧（ＲＡ）と比較的同等であると考えられてきた。しかしながら、ＪＶＰ評価は、被験者の体型、首位置、および手術者の解釈および技能レベルなど多数の要因、すなわちこの測定規準の信頼性に影響を及ぼすすべての要因によって制限される。さらに、ＪＶＰの評価のみに頼る臨床上の意思決定および管理は、不適切であり得、危険であり得る。]
[0022] 現在、心臓内圧の測定に関する黄金律の最も直接の方法は、右心臓カテーテル法（ＲＨＣ）である。しかしながら、この処置は、心臓における直接の圧力測定の理由で、侵襲性である。ほとんどの侵襲性処置の場合のように、ＲＨＣは、特に病人の患者集団に関して付随するリスクおよび欠点を有する。またＲＨＣは、臨床上のシナリオに従って、概して安全であるが、しばしば厄介であり、時間がかかり、費用がかかる。連続的ＲＨＣを行うことも非現実的であり、従って、その技術は、日々患者の管理に必要な即時最新の臨床情報を提供しない。慢性心不全（ＣＨＦ）の患者の右心臓機能および容量状態を評価する際に、右側心臓内圧の評価は重要である。右側心臓内圧の評価はまた、慢性透析患者および集中治療室における危篤状態の患者の容積管理など広範囲の臨床環境においても重要である。最後に、ＲＨＣの侵襲性処置の性質を考慮に入れると、ＲＨＣは、外来患者または臨床環境などの様々な環境に役立つ適切なポータブルツールではない。従って、本明細書に説明されるものなど、心臓内血行動態評価の信頼性がありかつポータブルな非侵襲性方法が多くの臨床上の実用性を有する。]
[0023] 従って、様々な実施形態において本明細書に開示されるものは、内頸静脈（ＩＪ）の超音波（Ｕ／Ｓ）評価の方法であり、この方法は、ＲＨＣによる直接測定の心臓内圧と相関する予測アルゴリズムを用いる。非侵襲性心臓血行動態評価（ＮＩＣＨＥＴＭ）と称されるアルゴリズムは、心臓内血行動態と確かに相関する右側心臓内圧を予測し、代替の非侵襲性の方法およびバイオマーカより優れている。様々な実施形態において説明されるように、ＮＩＣＨＥＴＭアルゴリズムの精度および妥当性は、ＲＨＣを同時に受けている被検者に対してＵ／Ｓを行うことによって証明された。]
[0024] 特定の非限定の実施形態において、ＲＨＣの心臓カテーテル法実験室に現れた４２人の連続した被験者にＮＩＣＨＥＴＭ法が提供された。頚動脈内膜切除術および甲状腺外科手術を含む事前に首の外科手術を受けた被験者、および内在の首カテーテルまたは既知のＩＪ血栓を有するものは除外された。Ｔｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｃａｇｏ Ｍｅｄｉｃａｌ ＣｅｎｔｅｒのＩｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｂｏａｒｄによって承認されたプロトコルに従って、インフォームドコンセントが得られた。被験者の年齢、性、身長、体重、および薬物治療が記録された。次いですべての測定および臨床上の評価が、心臓カテーテル法実験室においてなされた。]
[0025] この実施形態において、標準化を確実にするために、ＪＶＰの臨床上の評価および推定が、４５°の楔形枕に横たわった被検者に対してなされた。被験者は、右ＩＪを露出するように頭を左に向けるように指示された。頸静脈柱の拍動の高さは、Ｌｏｕｉｓの角度からセンチメートル単位で測定され、この測定値に標準の５ｃｍが追加され、ｃｍＨ２Ｏ単位のＪＶＰとして記録された。１．３６の補正係数（水に対する水銀の密度の変換係数）が、（ｃｍＨ２Ｏ単位の）ＪＶＰ推定と比較するために、（ｍｍＨｇ単位の）心臓内圧を変換するために用いられた。従って、５ｍｍＨｇのＲＡ圧は、７ｃｍＨ２Ｏと同等であると考えられる。被験者は、次いで枕なしの完全にあお向けの位置に置かれた。]
[0026] 右ＩＪの超音波評価は、脈管プローブ（Ｓｉｔｅ Ｒｉｔｅ ６ ３〜１０ＭＨｚ用の固体相Ｌ−ＶＡ直線脈管プローブ）を有するポータブルＵ／Ｓデバイス（Ｓｉｔｅ〜Ｒｉｔｅ（登録商標）Ｖ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ、ＢＡＲＤ Ａｃｃｅｓｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｓａｌｔ ＬａｋｅＣｉｔｙ，ＵＴ）を用いて行われた。プローブは、被験者の頭が左に向けられた状態で胸鎖乳突三角の基底に配置され、断面の右ＩＪの画像においてデジタルで捕獲された。被験者のサブグループにおいて、ＩＪの静止および呼気のＵ／Ｓ画像がデジタルで捕獲され、オフライン分析のために記録された。ＩＪの深さ（ｃｍ）および直径（ｃｍ）もまた、Ｕ／Ｓ画像から記録された。被験者は、次いで深く息を吸って、短く呼吸停止するように求められた吸気中ＩＪの繰返しのＵ／Ｓ画像もまた、呼吸相の（ｒｅｓｐｉｒｏｐｈａｓｉｃ）平面面積測定変化のオフライン分析のために捕獲された。Ｕ／ＳによるＩＪのリアルタイムの管腔（ｌｕｍｉｎａｌ）特性が、次いで分類され、以下のように３つのグループに記録された。すなわち、ＧＲＯＵＰ１では、近位脈管の断面および遠位脈管壁の断面が同様の状態でＩＪが拡張し、虚脱した場合、これは、虚脱を伴う呼吸の変動（ＶＣ）と判断され、記録された。ＧＲＯＵＰ２では、ＩＪ管腔が呼吸と共に変化するが、２つの壁の虚脱または同様ではなく、管腔の破壊もない場合、呼吸に伴う変動を有している（ＶＲ）と判断された。最後に、ＧＲＯＵＰ３では、呼吸に伴うＩＪの管腔直径に実質的に目に見える変化がない場合、呼吸に伴う変動がないと判断され、記録された（ＮＶ）。]
[0027] この実施形態において、右側心臓内圧を予測するために、ＩＪのリアルタイムの目に見える特性を用いてアプリオリアルゴリズムが生成された。アルゴリズムは、上で説明されるように、ＩＪのＵ／Ｓ特性を３つのグループに分類し、次いでグループの分類に基づいてＲＡ圧範囲を予測する。このアルゴリズムは、下記の表１に表示される。ＮＩＣＨＥＴＭ ＧＲＯＵＰ１（またはＶＣ）は、０〜５ｍｍＨｇのＲＡ圧に関連すると予測された。ＮＩＣＨＥＴＭ ＧＲＯＵＰ２（またはＶＲ）は、５ｍｍＨｇ＜ＲＡ圧≦１５ｍｍＨｇに相関すると予測された。ＮＩＣＨＥＴＭ ＧＲＯＵＰ３（またはＮＶ）は、１５ｍｍＨｇより大きいＲＡ圧に相関すると予測された。すべての被験者は、このアルゴリズムに基づく、ＩＪのＵ／Ｓ評価に続いて、３つのグループのうちの１つに分類された。]
[0028] Ｕ／Ｓ画像化および記録の直後に、被験者はあお向けの位置のままで、ＲＨＣが実行された。中心静脈へのアクセスは、修正されたＳｅｌｄｉｎｇｅｒ技術を用いて、右ＩＪを介して、７Ｆｒｅｎｃｈ １０ｃｍ ＩＪイントロデューサシース（Ｃｏｒｄｉｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｉａｍｉ Ｌａｋｅｓ，ＦＬ）を用いて得られた。血液試料は、臨床的に処置を必要とされている場合、実験室試験のために得られた。血液の試料は、Ｎ末端ｐｒｏ−Ｂ型ナトリウム排泄増加性ペプチド（ＮＴ−ＰｒｏＢＮＰ）の分析のために２６人の被験者の部分集合から得られた。７Ｆｒ Ｓｗａｎ Ｇａｎｚカテーテル（ＥｄｗａｒｄｓＬｉｆｅｓｃｉｅｎｃｅｓＬＬＣ，Ｉｒｖｉｎｅ，ＣＡ）が、必要に応じ血行動態および補足的（ｃｏｍｐｌｉｍｅｎｔａｒｙ）蛍光透視鏡の案内を用いることによって、静脈鞘を通って導入され、肺毛細管楔入位置に前進させられた。いわば、心拍数、鼓動、呼吸測定（ｒｅｓｐｉｒｏｍｅｔｒｙ）、および心臓の中心温度と同様の非侵襲性上腕動脈血圧が測定された。以下の心臓内圧が記録された。すなわち、平均右心房圧（ＲＡ）、右心室収縮期圧（ＲＶＳＰ）および拡張終期圧（ＲＶＥＤＰ）、肺動脈収縮期圧および拡張期圧（ＰＡＰ）、平均肺動脈圧（ＭＰＡ）、および肺毛細管楔入圧（ＰＣＷＰ）である。心拍出量（ＣＯ）は、ＧＥ Ｍａｒｑｕｅｔｔｅ Ｐｕｒｋａコンピュータシステムを用いる熱希釈によって、三重に決定され、肺動脈酸素飽和度も得られた。右心室圧の測定時点で、少量の血液試料が、Ｎ末端ｐｒｏ−Ｂ型ナトリウム排泄増加性ペプチド（ＮＴ−ＰｒｏＢＮＰ）の分析のために１４人の被験者の部分集合から再びとられた。血圧は、収縮期圧（ＳＢＰ）および拡張期圧（ＤＢＰ）ならびに平均動脈圧（ＭＡＰ）として記録された。]
[0029] 心臓機能を評価し、三尖逆流を含む弁異常の存在および範囲を決定するために、被験者の最近の経胸腔的心エコー図（Ｐｈｉｌｌｉｐｓ，Ａｎｄｏｖｅｒ、ＭＡ）が調査された。]
[0030] 短軸横断面でのＩＪの静的デジタル画像は、被験者の正常な呼吸サイクル中に捕獲され、周囲および面積のために較正（ｃａｌｉｂｒａｔｅ）された。吸気および呼気中のＩＪ脈管の断面の管腔表面積は、ＳｉｇｍａＳｃａｎ Ｐｒｏ ５．０ソフトウェア（Ｓｙｓｔａｔ Ｓｏｆｔｗａｒｅ，Ｉｎｃ．Ｓａｎ Ｊｏｓｅ，ＣＡ）を用いて測定された。ＩＪ脈管の管腔表面積の変化は、以下の式によって計算され、虚脱指数を与えた。]
[0031] ＩＪのサイズにおける変化を補償するために、表面積は各々、各被験者の脈管周囲に対して正規化された。管腔表面積の平均変化は、別個の断面から決定され、各ＮＩＣＨＥＴＭカテゴリー対する群平均を計算するために用いられる。]
[0032] 静脈鞘から引かれる血液は、標準の臨床介護の一部として実験室の試験のために送られる。試験は、ＭＤＲＤ（腎臓病における食事の修正）による、ヘモグロビン、クレアチニンおよび糸球体のろ過速度計算を含む。２６人の被験者の無作為部分集合からのＩＪから引かれた血液は、Ｎ末端ｐｒｏ−Ｂ型ナトリウム排泄増加性ペプチド（ＮＴ−ＰｒｏＢＮＰ）濃度に関して試験された。右心室からの血液試料もまた、回収され、ＮＴ−ＰｒｏＢＮＰ濃度に関して測定され、ＩＪからのＮＴ−ＰｒｏＢＮＰ濃度と比較された。血漿ＮＴ−ＰｒｏＢＮＰ濃度は、Ｒｏｃｈｅ Ｅｌｅｃｓｙｓプラットフォーム（スイスのＢａｓｅｌ）上の２つの部位の電気化学発光アッセイを用いて決定された。]
[0033] 統計的分析は、ＳｉｇｍａＰｌｏｔ（Ｓｙｓｔａｔ Ｓｏｆｔｗａｒｅ、Ｉｎｃ．Ｓａｎ Ｊｏｓｅ，ＣＡ）およびＳＴＡＴＡ １０（ＳｔａｔａＣｏｒｐ，Ｃｏｌｌｅｇｅ Ｓｔａｔｉｏｎ，ＴＸ）を用いて行われた。血行動態圧測定は、平均値±ＳＥＭとして表される。ＮＩＣＨＥＴＭアルゴリズムと、測定されたＪＶＰと、心臓内血行動態との相互関係は、ＡＮＯＶＡおよびＳｐｅａｒｍａｎの順位相関によって比較された。ｐ値≦０．０５が統計的に有意であると考えられる。]
[0034] 表１は、ＮＩＣＨＥＴＭアルゴリズムを表す。２１人の被験者はＵ／Ｓ評価における虚脱を伴う呼吸変動のあるＧＲＯＵＰ１であり（ＶＣ）、１７人の被験者は虚脱のない呼吸変動を有し（ＶＲ）、４人の被験者はＩＪにおける呼吸変動を示さなかった（ＮＶ）。類似のＢＭＩを有するこれらの３つのグループ間において臨床上の特性に実質的な相違はなかった（ｐ＝０．７９）。]
[0035] 表２は、４２人の被験者すべての基準線特性を要約する。被験者の平均年齢は５３歳である。３８人の被験者（９０％）は男であり、平均体格指標（ＢＭＩ）は、２７．５であり、これは太りすぎであると考えられる。４２人の被験者のうちの２人を除いてすべてが、心臓移植レシピエントである。利用された移植外科手術技術は、慣例の同時発生ＤｅＶｅｇａ三尖輪状形成術による全吻合または上下大静脈吻合（ｂｉｃａｖａｌ ａｎａｓｔｏｍｏｓｅ）のいずれかである。３つのＮＩＣＨＥＴＭグループ間において腎臓機能を含む臨床の特性に統計上の差はなかった。３つのＪＶＰのグループ間においても統計上の差はなかった。]
[0036] ＪＶＰ推定の精度を決定するために、ＪＶＰは、すべての被験者においてカテーテルベースの血行動態圧と比較された。ＪＶＰ推定の標準方法と心臓内血行動態との間の相互関係は、表３および図１に見られ得る。ＪＶＰ推定をＲＡ圧の３つのＮＩＣＨＥＴＭカテゴリーグループ（ＲＡ≦５ｍｍＨｇ、５ｍｍＨｇ＜ＲＡ≦１５ｍｍＨｇ、１５ｍｍＨｇ＜ＲＡ）と比較するために、上記に説明されるように単位を標準化するために、変換係数１．３６が用いられた。調整されたＮＩＣＨＥＴＭＲＡ圧グループは以下のとおりである：ＲＡ＜７ｃｍＨ２Ｏ、７ｃｍＨ２Ｏ≦ＲＡ＜２０ｃｍＨ２Ｏおよび２０ｃｍＨ２Ｏ＜ＲＡ。ＪＶＰは、２７人の被験者において７ｃｍＨ２Ｏ未満であることが推定された。１２人の被験者において、ＪＶＰは、７ｃｍＨ２Ｏ≦ＲＡ＜２０ｃｍＨ２Ｏであることが推定され、３人の被験者において、ＪＶＰは、２０ｃｍＨ２Ｏより大きいことが推定された。これらのグループ間の中間のＢＭＩにおいて差はなかった（ｐ＝０．４２）。表３および図１に示されるように、ＪＶＰは、侵襲性心臓内血行動態にあまり相互に関係していない。推定されたＪＶＰと実際に測定されたＲＡ圧との間の平均差は、５．３±４．９ｃｍＨ２Ｏであった。ＲＡが＜７ｃｍＨ２Ｏであるということを２７のＪＶＰ推定のうちわずか１４（５２％）が正確に予測し、一方、ＲＡが７ｃｍＨ２Ｏ≦ＲＡ＜２０ｃｍＨ２Ｏであるということを１２のＪＶＰ推定のうちわずか７（５８％）が正確に予測し、最後に、ＪＶＰ推定のうちわずか１／３がＲＡ＞２０ｃｍＨ２Ｏを正確に識別した。同様に、ＪＶＰ推定は、ＲＶＥＤＰとうまく相関しなかった（図１）]
[0037] ＮＩＣＨＥＴＭアルゴリズムが右側血行動態を正確に予測することを証明するために、
ＮＩＣＨＥＴＭグループは、カテーテルベースの血行動態と比較された。ＪＶＰ推定とは異なり、特にＲＡおよびＲＶＥＤＰに関してＮＩＣＨＥＴＭアルゴリズムと血行動態との間に強い相関があった（表４および図２）。実際には、ＮＩＣＨＥＴＭＧＲＯＵＰ１に配置されたどの被験者も（虚脱による呼吸変動）、ＲＡ圧≦５ｍｍＨｇを有した。ＮＩＣＨＥＴＭＧＲＯＵＰ１（ＲＡ＜５ｍｍＨｇ）に対するＮＩＣＨＥＴＭアルゴリズムの予測力は、図３Ａに示されるように、９０％感受的であり、９１％特異的である（ＰＰＶ８３％、ＮＰＶ８９％）。関連する強さは、ＲＶＥＤＰに対してはるかに大きい。ＮＩＣＨＥＴＭＧＲＯＵＰ１に配置される２１人の被験者のうち２０人がＲＶＥＤＰ≦５ｍｍＨｇを有した。１７人の被験者のうち１５人において、ＲＶＥＤＰが５ｍｍＨｇ＜ＲＶＥＤＰ≦１５ｍｍＨｇであるということをＮＩＣＨＥＴＭＧＲＯＵＰ２が正確に予測し、ＮＩＣＨＥＴＭＧＲＯＵＰ３に配置された４人の被験者すべてが、ＲＶＥＤＰ＞１５ｍｍＨｇを有した。ＲＶＥＤＰとＮＩＣＨＥＴＭアルゴリズムとの間の相関は、図３Ｂに示されるように、ＮＩＣＨＥＴＭＧＲＯＵＰ１に関して８６％の感受性および１００％の特異性を示した（ＰＰＶ１００％およびＮＰＶ８８％）。ＲＶ収縮期圧および肺動脈収縮圧は、３つのグループ間で統計上差はなかった。但し、ＲＶ収縮期圧および肺動脈収縮圧は、より高い拡張期充満圧を有する被験者においてより高かった（表４）。驚くことに、ＮＩＣＨＥＴＭグループはまた、ＰＡＤＰおよびＰＣＷＰの両方によって測定される左心室充満圧に関連することを示した（図４）。] 図３Ａ 図３Ｂ 図４
[0038] 右心室（ＲＶ）機能は、心不全の前兆として重要であり、ＲＶ機能不全は、運動能力および生存性の減少を予測するように示されている。ＲＶ機能を評価する非侵襲性方法は、心エコー検査磁気共鳴画像法と、高周波熱希釈と、コントラスト心室機能造影と、放射性ヌクレオチド（ｒａｄｉｏｎｕｃｌｉｏｔｉｄｅ）心室機能造影とを含む。しかしながら、これらの技術のどれも、右心室機能のための信頼性ある有効な方法であるとは証明されていない。標準の経胸的心エコー検査が、ＲＶ機能を評価するための現在最も一般的な造影モダリティである。]
[0039] 本明細書において説明されるように、ＮＩＣＨＥＴＭアルゴリズムとＲＶＥＤＰとの間に強い相関がある。心室拡張中、ＩＪ容積は右心室の圧力および容積を表すはずである。動物モデルにおいて、ＲＡ圧は、容積負荷および昇圧負荷の後、下大静脈および上大静脈（ＳＶＣ）の両方よりも早く基準線に戻る。同様に、極微重力におけるＲＡ圧の研究は、無重量中、低いＣＶＰ（またはＳＶＣ）圧にもかかわらず、心房圧の増加を示した。理論に縛られることなく、ＮＩＣＨＥＴＭアルゴリズムのＲＶＥＤＰとの相関がＲＡとの相関よりもはるかに強固であるという事実は、櫛状筋のネットワークを有するＲＡの解剖学的性質を示し得る。櫛状筋は、容易に膨張可能であり、その形に順応性があり、右心室および左心臓への一様で一定の静脈還流を提供する。]
[0040] 血行動態データは、ＲＶがＳｔａｒｌｉｎｇ曲線に沿って機能を果たし、右心室の前負荷が不十分であるとき、ＲＶが適切に満たされているときより、心拍出量が少ないことを示す。敗血症の治療に向けた早期目標のための良く説明されたアルゴリズムは、積極的な容積取替えの臨床上の基準としてＣＶＰ＜８ｍｍＨｇを介入の分岐点の１つとして用いた。特定の実施形態において、ＮＩＣＨＥＴＭアルゴリズムは、この分岐点を非侵襲的に決定するために用いられ得る。]
[0041] Ｕ／ＳによるＮＩＣＨＥＴＭグループへのＩＪ脈管の分類化は、上での説明のように何人かのオペレータによって視覚的により行われた。ＮＩＣＨＥＴＭアルゴリズムグループの割当ての正確な数量化が可能でありかつ同等であるかどうかを決定するために、デジタルプラニメトリがＩＪ脈管に対して行われた。デジタル画像が、２６人の被験者において捕獲され、次いでオフライン分析のために記録された。２３人の被験者において、吸気および呼気両方の画像の適切なセットがあった。吸気および呼気の代表的なＵ／Ｓ画像は、図５に示される。ＩＪの２３個の呼気画像において、平均表面積は、１．１３±０．６３ｃｍ２であった。２３個の吸気画像の平均表面積は、０．４２±０．５２ｃｍ２であった。画像のすべてのセットの表面積の総平均パーセント変化は、６３．３±２９．８３％であった。ＮＩＣＨＥＴＭ ＧＲＯＵＰ１に対する表面積の平均パーセント変化は６４．４８±３２．０７％であり、一方、ＮＩＣＨＥＴＭ ＧＲＯＵＰ２に対する表面積の平均パーセント変化は６５．２９±２７．５８％であった。ＮＩＣＨＥＴＭ ＧＲＯＵＰ３における１人のみの被験者は適切な画像を有し、平均パーセント変化は３０．３２％であった。]
[0042] 血行動態の血清バイオマーカであるＮＴ−ｐｒｏＢＮＰが心臓内圧に正確に相関しているかどうかを決定するために、ＮＴ−ｐｒｏＢＮＰ測定値が、引かれ、そして分析された。ＩＪから測定されたＮＴ−ｐｒｏＢＮＰとＲＶから測定されたＮＴ−ｐｒｏＢＮＰとの間に有意な差はなかった。ＮＴ−ｐｒｏＢＮＰレベルをカテーテル測定のＲＡ圧およびＮＩＣＨＥＴＭアルゴリズムと比較すると、それぞれｒ＝０．２９およびｒ＝０．１４であり明らかな相関はなかった（図６）。これらの結果は、ＮＴ−ｐｒｏＢＮＰレベルが、特に特定の母集団において血行動態を評価する際にあてにならないことを確認する。]
[0043] 特定の実施形態が本明細書において例示され、説明されたが、同じ目的を達成するために計算される種々様々な代替および／または均等の実施形態または実装が、本範囲から逸脱することなく、示されかつ説明される実施形態の代わりに用いられることは当業者によって理解される。当業者は、実施形態が非常に種々様々な方法で実装され得ることを容易に理解する。本出願は、本明細書において考察される実施形態のどんな改造または変形もカバーするように意図される。従って、実施形態は、特許請求の範囲およびその均等物によってのみ限定されることが明白に意図される。]

权利要求:

請求項1
被験者における右側心臓内圧を評価する方法であって、該被験者における右内頸（ＩＪ）静脈の超音波画像データを収集することと、該超音波画像データを処理し、該ＩＪ静脈に対する脈管特性データを決定することと、該脈管特性データから該右側心臓内圧を決定することとを包含する、方法。
請求項2
前記ＩＪ静脈に対応する呼吸データを収集することと、前記脈管特性データおよび該呼吸データの両方から前記心臓内圧を決定することとをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
請求項3
前記ＩＪ静脈における血流速度を示すデータを収集することと、前記脈管特性データおよび該血流速度データの両方から前記心臓内圧を決定することとをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
請求項4
前記心臓内圧を超音波モニタに表示することをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
請求項5
前記心臓内圧を記録することをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
請求項6
前記脈管特性データは、ＩＪ静脈管腔の最大断面積および最小断面積を含む、請求項１に記載の方法。
請求項7
前記超音波画像データを処理し、脈管特性データを決定することは、ある期間にわたり、前記ＩＪ静脈管腔の前記最大断面積と最小断面積との差を計算することを包含する、請求項６に記載の方法。
請求項8
前記期間は、前記被験者に対する少なくとも１回の全呼気および吸気サイクルにおよぶ、請求項７に記載の方法。
請求項9
超音波画像データを処理することは、前記被験者の前記少なくとも１回の全呼気および吸気サイクルにわたり、前記ＩＪ静脈の虚脱の程度を計算することをさらに包含する、請求項８に記載の方法。
請求項10
前記ＩＪ静脈の虚脱の程度を計算することは、吸気表面積と呼気表面積との差を該吸気表面積で割ることを計算することを包含する、請求項９に記載の方法。
請求項11
被験者における心臓機能を評価する方法であって、該方法は、該被験者の脈管の超音波画像データを収集することと、統合期間にわたり、該超音波画像データを処理し、ＩＪ脈管サイズデータを識別することと、該ＩＪ脈管サイズデータから心臓の状態のインジケータを決定することとを包含する、方法。
請求項12
前記心臓の状態の前記インジケータは、ＩＪ脈管虚脱の測定値である、請求項１１に記載の方法。
請求項13
前記統合期間は、前記被験者の少なくとも１回の全呼気および吸気サイクルを包含する、請求項１１に記載の方法。
請求項14
前記心臓の状態の前記インジケータは、右側心臓内圧の推定値である、請求項１１に記載の方法。
請求項15
前記心臓の状態の前記インジケータは、心不全の測定値である、請求項１１に記載の方法。
請求項16
請求項１に記載の方法を実行するシステム。
請求項17
超音波画像データを捕獲する超音波造影装置と、該超音波画像データを受信し、分析する画像プロセッサと、ディスプレイとを備えている、請求項１６に記載のシステム。
請求項18
コンピュータ読み取り可能媒体であって、計算デバイスによって実行されたとき、該計算デバイスが、ＩＪ静脈の超音波画像データを収集することと、該超音波画像データを処理し、ＩＪ静脈に対する脈管特性データを決定することと、該脈管特性データから右側心臓内圧を決定することを包含する演算を実行することを可能にする命令を含む、コンピュータ読み取り可能媒体を備えている、装置。
請求項19
右側心臓内圧を決定することは、少なくとも１回の全呼気および吸気サイクルにわたり、前記ＩＪ静脈の虚脱の程度を計算することを包含する、請求項１８に記載の装置。