電気心拍測定

電気心拍測定
電気的心拍出量測定法を用いた非侵襲性心拍出量モニター
目的	非侵襲的に拍出量を測定

電気的心拍測定法は、電気速度測定法のモデルに基づいた方法で、4つの表面心電図電極を使用して、一回拍出量（SV）、心拍出量（CO）、およびその他の血行動態パラメータを非侵襲的に測定します。電気的心拍測定法は、Cardiotronic, Inc. によって商標登録された方法で、成人、小児、新生児への使用が米国 FDA によって承認されています。^[1]

• 電気的心電図測定法では、4つの心電図電極が必要であり、2つは首の左側に、2つは胸郭下部に装着する。^[2]
• 一定振幅の交流電流 (AC) が一対の外側電極を介して胸部、特に上行大動脈と下行大動脈に向けて流されます。
• 胸部の中で最も伝導性の高い物質は血液であるため、電流は大動脈に向かって流れます。
• 印加電流と測定電圧の比は導電率（または生体インピーダンス）に等しく、時間の経過とともに記録されます。^[2]
• 心拍ごとに見られる伝導率の急激な増加は、赤血球の配向に起因します。傾斜が最も急になる時間は、大動脈の血液の加速のピークに直接関係しています。
• 電気心拍測定法は、両方の方法が胸部電気生体インピーダンス (TEB) を測定するという点でインピーダンス心拍記録法と似ています。これらの方法は、心拍あたりの TEB の急激な増加の原因となる現象が何であるかによって異なります。

測定された生体インピーダンスは、3つの成分の重ね合わせとして表すことができます。^[3]

${\displaystyle Z(t)=Z_{0}+\デルタ Z_{R}+\デルタ Z_{C}}$

ここで、Z _0は電気インピーダンスの準静的部分（ベースインピーダンス）、ΔZ _Rは呼吸周期によるインピーダンスの変化、ΔZ _{C は}心拍周期によるインピーダンスの変化です。ΔZ _{R は}、拍出量の推定に似たアーティファクトであると考えられるため、抑制されます。導出された容積データを除外すると、全体的な製品の品質が低下する可能性があります。

ΔZ _C (dZ(t)) を適時に測定すると、動脈圧波形に似た形状の波形が明らかになります。計算された dZ(t) の 1 次微分が波形であり、左室駆出時間 (LVET) と大動脈血流のピーク加速度を判定できるランドマークが含まれています。大動脈血流のピーク加速度は、dZ(t) 波形の最も急な傾斜と波形のピークで発生します。^{[引用が必要]}${\displaystyle {\frac {dZ(t)}{dt}}}$${\displaystyle {\frac {dZ(t)}{dt}}}$

電気速度測定法（EV）は、電気心拍測定法のベースとなるモデルです。EVは、大動脈内の血液の伝導率が心拍周期中に変化するという事実に基づいています。EVは、胸部の生体インピーダンス信号を解釈するための新しいモデルとして、2001年にBernstein博士とOsypka博士によって開発されました。^[3]

大動脈弁が開く前は、赤血球はランダムな方向を向いています（大動脈には血流がありません）。外側の電極から電流を流すと、電流はこれらの赤血球の周囲を流れるため、電圧測定値が高くなり、導電率が低下します。大動脈弁が開いて間もなく、脈動血流により赤血球は血流と平行に並びます。その後電流を流すと、大動脈内の赤血球を簡単に通過できるため、電圧が低くなり、導電率が高くなります。大動脈弁が開くと、赤血球がランダムな方向から整列する方向に変化すると、導電率または dZ(t) が急激に増加します（インピーダンスの急激な減少に対応）。これは拍動ごとに見られます。^[3]

このモデルでは、ピーク振幅をベースインピーダンスZ ₀で割った値を、大動脈のピーク加速度の指標、および心臓の収縮力の指標、つまりICONとみなしています。胸部電気インピーダンスによって拍出量を推定する一般的な方程式は、患者定数C _P (ml単位)、平均血流速度指数_FT (流量時間中のs ⁻¹で測定)、およびFT (流量時間、s単位) の積を計算します。^[3]${\displaystyle {\frac {dZ(t)}{dt}}}$${\displaystyle {\bar {v}}}$

${\displaystyle SV_{TEB}=C_{P}\cdot {\bar {v}}_{FT}\cdot FT}$

電気速度測定モデルは、測定された大動脈のピーク加速度指数ICONから平均血流速度指数_{FTを導出します。} ^[4] 血流時間中の平均血流速度が高いほど、左心室が駆出するSVが大きくなります。「電気的に関与する組織の容積」（V _EPT）は患者定数として使用されます。V _EPTは主に体重から導出されます。^[3]${\displaystyle {\bar {v}}}$

インピーダンス心電図法は、首と胸部に 4 つのデュアル センサーを配置して、血行動態を非侵襲的に監視する方法です。インピーダンス心電図法と電気心電図法はどちらも TEB の測定値から SV と CO を算出しますが、その基礎となるモデルが異なります。インピーダンス心電図法モデルは、大動脈弁が開いた直後に起こる生体インピーダンスの急激な変化が、柔軟な上行大動脈の拡張に寄与すると考えており、上行大動脈に一時的に蓄えられる血液量が増えると生体インピーダンスが減少 (または胸郭の伝導性が高まる) すると考えられます。基礎となるモデルは、心拍出量の少ない患者では正確であることが証明されなかったため、米国 FDA は小児や新生児への使用を承認しませんでした。^{[引用が必要]}

電気信号とインピーダンス信号が処理され、心拍出量、拍出量、全身血管抵抗、胸水指数、ICON（収縮性指数）、収縮期時間比などの血行動態パラメータの測定と計算に使用されます。