JP2020185320A - Vascular access abnormality detection device - Google Patents

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Abstract

To provide a vascular access abnormality detection device that enables detection of abnormality of a vascular access not depending on a medical worker's sensibility and is capable of being operated simply.SOLUTION: A vascular access abnormality detection device 10 includes: a flow (blood flow) sensor 11 that is disposed in the vicinity of a subject's vascular access 100 and measures a measurement value associated with a blood flow; a recording unit 13 for recording the measurement value of the flow sensor; a determination unit 12 for analyzing the measurement value recorded in the recording unit to determine the existence of abnormality of the vascular access; and a notification unit 14 for performing abnormality notification when it is determined by the determination unit that abnormality exists at the vascular access. The flow sensor includes: a light emission unit for irradiating a part to be measured of the vascular access with light; and a light reception unit for receiving reflection light from the part to be measured.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本願発明は、透析患者等のバスキュラーアクセスの異常検知装置に関するものである。 The present invention relates to an abnormality detection device for vascular access of dialysis patients and the like.

腎機能が低下した患者に対し、血液を体外に取り出し透析装置により浄化する治療法が用いられている。血液を体外に脱血したり返血したりする体外循環治療を行うための人体側の出入り口はバスキュラーアクセスと呼ばれている。 For patients with impaired renal function, a treatment method is used in which blood is taken out of the body and purified by a dialysis machine. The doorway on the human body side for performing extracorporeal circulation therapy such as removing or returning blood to the outside of the body is called vascular access.

バスキュラーアクセスは、透析療法をはじめ、体外循環による治療を行う際の重要な部位である。このバスキュラーアクセスで狭窄や閉塞などの血流障害が起こると体外循環療法ができなくなり死に至る可能性があるためバスキュラーアクセスの異常の検知は極めて重要である。 Vascular access is an important site for treatment by extracorporeal circulation, including dialysis therapy. If blood flow disorders such as stenosis and obstruction occur due to this vascular access, extracorporeal circulatory therapy cannot be performed and death may occur. Therefore, detection of abnormal vascular access is extremely important.

通常、バスキュラーアクセスの異常を調べるため、治療前後にバスキュラーアクセスを聴診と触診によってチェックする方法が行われている。聴診による検知では、治療前後において聴診器でバスキュラーアクセスの近傍を聴診し、音の大きさと音域を聞いて異常がないかを判断している。バスキュラーアクセスが正常な場合は、大きくかつ低い音で聴診することができるが、バスキュラーアクセスが狭窄すると低音は小さくなり高音が大きくなる。さらに狭窄が進むと音量は小さくなり、閉塞すると聴診できなくなる。聴診音が聞き取りにくい場合には、超音波ドップラ血流計で血流音を聞くこともあるが、その際にはプローブと皮膚の間にゼリーを塗布する必要があるため、患者に不快感を与える場合もある。 Usually, in order to check for abnormalities in vascular access, auscultation and palpation are used to check vascular access before and after treatment. In the detection by auscultation, before and after the treatment, the vicinity of the vascular access is auscultated with a stethoscope, and the loudness and range of the sound are heard to judge whether there is any abnormality. If the vascular access is normal, auscultation can be performed with a loud and low sound, but if the vascular access is narrowed, the bass becomes quiet and the treble becomes loud. As the stenosis progresses, the volume becomes lower, and when it becomes obstructed, auscultation becomes impossible. If the auscultatory sound is difficult to hear, the ultrasonic Doppler blood flow meter may be used to hear the blood flow sound, but in that case, jelly must be applied between the probe and the skin, which makes the patient uncomfortable. It may be given.

触診によるバスキュラーアクセスの異常の検知も行われている。バスキュラーアクセスにはいくつかの種類があり、最もよく用いられているものに内シャントがある。内シャントは、主に橈骨動脈と橈側皮静脈が用いられ、それらを吻合することにより形成される。この吻合箇所では圧力が高い動脈血が静脈血管に流し込まれるため乱流が発生し、血管壁をたたくことにより生じる振動(スリル)を触診することによりバスキュラーアクセスの異常を検知することができる。内シャントが狭窄から閉塞に近づいていくと血流量が減るためスリルは減少していき、内シャントが閉塞すると拍動を感じることはできるが、スリルを感じることができなくなるので、触診により異常を検知することができる。近年では、超音波エコーによる診断方法も普及している(例えば、特許文献1参照)。 Abnormal vascular access is also detected by palpation. There are several types of vascular access, the most commonly used is the inner shunt. The internal shunt is formed by anastomosing the radial artery and cephalic vein, which are mainly used. At this anastomotic site, arterial blood with high pressure is poured into the venous blood vessel, so that turbulence occurs, and the abnormality of vascular access can be detected by palpating the vibration (thrill) generated by hitting the blood vessel wall. As the inner shunt approaches the obstruction from the stenosis, the blood flow decreases and the thrill decreases, and when the inner shunt becomes obstructed, you can feel the pulsation, but you cannot feel the thrill. Can be detected. In recent years, a diagnostic method using ultrasonic echo has also become widespread (see, for example, Patent Document 1).

特開2002−336253号公報JP-A-2002-336253

聴診法や触診法による診断方法は、いずれも医療従事者の感覚による診断であるためバスキュラーアクセスの状態を定量化できず、正常あるいは異常であるかを定性的なデータで共有している。データの定量化のためディジタル聴診器が導入されている場合もあるが、高価であるため広く普及しておらず、正常/異常の判断は依然として、医療従事者の感覚に任されている。また、超音波エコーによる診断方法では、バスキュラーアクセスを画像で得ることができるため狭窄部位の特定も可能であるが、その操作は熟練者に限られる。また、測定機器が大型であり、全ての患者の治療前後に簡便に操作することは難しい。 Since both the auscultation method and the palpation method are diagnostic methods based on the sense of the medical staff, the state of vascular access cannot be quantified, and whether it is normal or abnormal is shared by qualitative data. Digital stethoscopes have been introduced to quantify data, but they are not widely used due to their high cost, and the judgment of normal / abnormal is still left to the sense of the medical staff. In addition, in the diagnostic method using ultrasonic echo, vascular access can be obtained by an image, so that the stenotic site can be identified, but the operation is limited to an expert. In addition, the measuring device is large, and it is difficult to easily operate it before and after the treatment of all patients.

本願発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、医療従事者の感覚によらないバスキュラーアクセスの異常検知を可能とし、簡便に操作可能なバスキュラーアクセス異常検知装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a vascular access abnormality detection device that enables easy operation of vascular access abnormality detection without the sense of a medical worker. The purpose is.

上記の課題を解決するため、本願発明のバスキュラーアクセス異常検知装置では、被験者のバスキュラーアクセスの近傍に配置され、血流に関わる測定値を測定する流量センサと、前記流量センサの前記測定値を記録する記録部と、前記記録部に記録された前記測定値を解析して、前記バスキュラーアクセスの異常の有無を判定する判定部と、前記判定部により前記バスキュラーアクセスに異常があると判定された場合に、異常通知する通知部とを有し、前記流量センサは、前記バスキュラーアクセスの測定部位に光を照射する発光部と、前記測定部位からの反射光を受光する受光部とを有する。 In order to solve the above problems, in the vascular access abnormality detection device of the present invention, a flow rate sensor that is arranged in the vicinity of the subject's vascular access and measures a measured value related to blood flow and the measured value of the flow rate sensor A recording unit that records the above, a determination unit that analyzes the measured value recorded in the recording unit to determine the presence or absence of an abnormality in the vascular access, and a determination unit that determines that the vascular access is abnormal. The flow sensor has a notification unit for notifying an abnormality when a determination is made, and the flow sensor includes a light emitting unit that irradiates the measurement portion of the vascular access with light and a light receiving portion that receives the reflected light from the measurement portion. Has.

前記判定部は、前記測定値を周波数解析することにより、前記バスキュラーアクセスにおいて発生するスリル波形を抽出し、前記スリル波形の振幅の変動に基づいて、前記バスキュラーアクセスにおける異常の有無を判定してもよい。 The determination unit extracts the thrill waveform generated in the vascular access by frequency analysis of the measured value, and determines the presence or absence of an abnormality in the vascular access based on the fluctuation of the amplitude of the thrill waveform. You may.

前記流量センサは、レーザドップラ方式の流量センサであってもよい。 The flow rate sensor may be a laser Doppler type flow rate sensor.

前記受光部のデータサンプリング周波数は、200kHz以上であってもよい。 The data sampling frequency of the light receiving unit may be 200 kHz or higher.

前記流量センサは、PPG(Photo Plethysmography)方式の流量センサであり、前記発光部は、吸収係数の異なる2以上の波長の光を発光してもよい。 The flow rate sensor is a PPG (PhotoPlethysmografy) type flow rate sensor, and the light emitting unit may emit light having two or more wavelengths having different absorption coefficients.

前記記録部には、50msec以下の時間間隔で測定された前記測定値が記録されていてもよい。 The measured value measured at a time interval of 50 msec or less may be recorded in the recording unit.

前記流量センサの測定値に応じた音を発生させる音発生部をさらに有してもよい A sound generating unit that generates a sound according to the measured value of the flow rate sensor may be further provided.

前記バスキュラーアクセスにおいて発生する音を集音する複数のマイクをさらに有してもよい。 It may further have a plurality of microphones that collect the sounds generated in the vascular access.

本願発明によれば、医療従事者の感覚によらないバスキュラーアクセスの異常検知を可能とし、簡便に操作可能なバスキュラーアクセス異常検知装置を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to detect an abnormality of vascular access without feeling of a medical worker, and it is possible to provide a vascular access abnormality detection device that can be easily operated.

図1は、バスキュラーアクセスを説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining vascular access. 図2は、レーザドップラ方式の流量センサの構成例である。FIG. 2 is a configuration example of a laser Doppler type flow rate sensor. 図3は、PPG方式の流量センサの構成例である。FIG. 3 is a configuration example of a PPG type flow rate sensor. 図4は、第1の実施の形態におけるバスキュラーアクセス異常検知装置の構成例である。FIG. 4 is a configuration example of the vascular access abnormality detection device according to the first embodiment. 図5は、バスキュラーアクセスにおける血流測定例である。FIG. 5 is an example of blood flow measurement in vascular access. 図6は、バスキュラーアクセスにおける血流波形の周波数解析例である。FIG. 6 is an example of frequency analysis of the blood flow waveform in vascular access. 図7は、フォトダイオードの受光量の時間応答データを周波数解析したものである。FIG. 7 is a frequency analysis of the time response data of the amount of light received by the photodiode.

以下、本願発明の実施の形態について説明する。尚、本願発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The present invention is not limited to the following embodiments.

<バスキュラーアクセス>
図1を用いて、本願発明における血流の測定対象であるバスキュラーアクセスを説明する。バスキュラーアクセスとは血液を体外に脱血したり返血したりする体外循環を行うための人体側の出入り口である。バスキュラーアクセスとしては、皮膚の下で動脈200と静脈300を吻合する内シャントが用いられることが多い。図1の内シャントでは、動脈200側の血液を静脈300側に流し、静脈300の血流量を増加させ、静脈300側に脱血する針を刺すことで、人工透析に必要となる200ml/min程度の血流を確保することができる。内シャントでは動脈200の流速の速い血流が静脈300に流れ込む際に乱流が発生し、その乱流による振動はスリルと呼ばれている。本願発明では、このバスキュラーアクセスにおいて発生するスリルを含む血流の測定値を解析することにより、バスキュラーアクセスの異常の有無を判定する。
<Vascular access>
The vascular access which is the object of measuring the blood flow in the present invention will be described with reference to FIG. Vascular access is a doorway on the human body side for extracorporeal circulation in which blood is removed or returned from the body. For vascular access, an internal shunt that anastomoses arteries 200 and veins 300 under the skin is often used. In the inner shunt of FIG. 1, blood on the artery 200 side is flowed to the vein 300 side, the blood flow in the vein 300 is increased, and a needle for removing blood is pierced on the vein 300 side, so that 200 ml / min required for artificial dialysis is performed. A certain degree of blood flow can be secured. In the inner shunt, turbulence occurs when the high-velocity blood flow of the artery 200 flows into the vein 300, and the vibration caused by the turbulence is called a thrill. In the present invention, the presence or absence of abnormalities in vascular access is determined by analyzing the measured values of blood flow including thrills generated in this vascular access.

<流量センサ>
図2、3を用いて、本願発明の実施の形態で用いる流量センサについて説明する。本願発明の実施の形態で用いる流量センサは、血流に関わる測定値を測定する血流センサである。本願発明の実施の形態では、血流センサで測定した血流に関わる測定値を解析することにより、バスキュラーアクセスの異常の有無を判定する。
<Flow sensor>
The flow rate sensor used in the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The flow rate sensor used in the embodiment of the present invention is a blood flow sensor that measures a measured value related to blood flow. In the embodiment of the present invention, the presence or absence of abnormalities in vascular access is determined by analyzing the measured values related to blood flow measured by the blood flow sensor.

図2は、レーザドップラ方式の流量センサの構成例である。血流センサ20は、発光部であるレーザダイオード21、受光部であるフォトダイオード22、フォトダイオード22の出力信号により血流量を演算する演算部23より構成される。血流センサ20は、バスキュラーアクセス100からの散乱反射された光を検出できるように、バスキュラーアクセス100の近傍の被験者の皮膚110に接して、またはほぼ接するように配置される。レーザダイオード21からの出射光は、測定部位における皮膚110の表面、皮膚内部の生体細胞120、皮膚内部の血管内部を流れる赤血球等の散乱物質130などの測定部位の各部において散乱反射される。 FIG. 2 is a configuration example of a laser Doppler type flow rate sensor. The blood flow sensor 20 is composed of a laser diode 21 which is a light emitting unit, a photodiode 22 which is a light receiving unit, and a calculation unit 23 which calculates a blood flow amount by an output signal of the photodiode 22. The blood flow sensor 20 is arranged in contact with or substantially in contact with the skin 110 of the subject in the vicinity of the vascular access 100 so that the diffusely reflected light from the vascular access 100 can be detected. The light emitted from the laser diode 21 is scattered and reflected at each part of the measurement site such as the surface of the skin 110 at the measurement site, the living cells 120 inside the skin, and the scattering substance 130 such as red blood cells flowing inside the blood vessels inside the skin.

フォトダイオード22は、これらの測定部位の各部からの反射光の干渉光を受光する。各部からの反射光の内、血管内部を流れる赤血球等の散乱物質130からの反射光は、散乱物質の流速に応じ光の波長がドップラシフトにより若干量変化することが知られている。一方、その他の反射光の波長は血液の流れと関係なく一定であるため、フォトダイオード22が受光する干渉光には、血流量の変化によるドップラシフト量に応じた光量変化が生じる。演算部23では、フォトダイオード22が受光した光量の時間応答データをフーリエ変換し、さらに周波数の重み付き積分である1次モーメントを算出して、光パワーでの規格化処理をすることで血流量に比例した出力を算出することができる。 The photodiode 22 receives the interference light of the reflected light from each part of these measurement sites. Among the reflected light from each part, it is known that the wavelength of the reflected light from the scattering substance 130 such as erythrocytes flowing inside the blood vessel changes slightly by Doppler shift according to the flow velocity of the scattering substance. On the other hand, since the wavelength of the other reflected light is constant regardless of the blood flow, the interference light received by the photodiode 22 changes in the amount of light according to the amount of Doppler shift due to the change in the blood flow. The calculation unit 23 Fourier transforms the time response data of the amount of light received by the photodiode 22, further calculates the first-order moment which is a weighted integral of the frequency, and performs standardization processing with optical power to perform the blood flow rate. The output proportional to can be calculated.

図3は、PPG(Photo Plethysmography)方式の流量センサの構成例である。血流センサ30は、発光部である第1のLED31、第1のLED31と異なる波長の光を発光する第2のLED32、受光部であるフォトダイオード33、フォトダイオード33の出力信号により血流量を演算する演算部34より構成されている。血流センサ30は、バスキュラーアクセス100からの散乱反射された光を検出できるように、バスキュラーアクセス100の近傍の被験者の皮膚110に接して、またはほぼ接するように配置される。 FIG. 3 is a configuration example of a PPG (PhotoPlethysmography) type flow rate sensor. The blood flow sensor 30 measures the blood flow amount by the output signals of the first LED 31 which is a light emitting unit, the second LED 32 which emits light having a wavelength different from that of the first LED 31, the photodiode 33 which is a light receiving unit, and the photodiode 33. It is composed of a calculation unit 34 for calculation. The blood flow sensor 30 is arranged in contact with or substantially in contact with the skin 110 of the subject in the vicinity of the vascular access 100 so that the diffusely reflected light from the vascular access 100 can be detected.

第1のLED31からの出射光は、測定部位における皮膚110の表面、皮膚内部の生体細胞120、皮膚内部の血管内部を流れる赤血球等の散乱物質130に到達して、吸収・散乱された後、フォトダイオード33で受光される。第1のLED31が発光する光としては、生体組織を透過しやすく、かつ赤血球中の酸化ヘモグロビンに対して吸収係数が大きい波長帯の波長である、赤外光(800〜900nm)や緑色光(500〜600nm)が用いられる。血液量が変化すると赤血球130により吸収される光量が変化し、フォトダイオード33での受光量が変化するので、それを利用して、血流量の変動を測定することができる。 The light emitted from the first LED 31 reaches the surface of the skin 110 at the measurement site, the living cells 120 inside the skin, and the scattering substance 130 such as red blood cells flowing inside the blood vessels inside the skin, is absorbed and scattered, and then is absorbed and scattered. The light is received by the photodiode 33. The light emitted by the first LED 31 includes infrared light (800 to 900 nm) and green light (800 to 900 nm), which are wavelengths in a wavelength band that easily penetrates living tissues and has a large absorption coefficient with respect to hemoglobin oxide in erythrocytes. 500-600 nm) is used. When the blood volume changes, the amount of light absorbed by the red blood cells 130 changes, and the amount of light received by the photodiode 33 changes. Therefore, it is possible to measure the fluctuation of the blood flow rate.

また、第2のLED32としては、第1のLED31と比較して吸収係数の異なる波長の光を発光するLEDを用いる。吸収係数の異なる波長の光を発光する第1のLED31と第2のLED32の受光量の差分を用いることで、被験者と血流センサ30の間の相対移動に起因するノイズを抑制しながら血流量を測定することができる。 Further, as the second LED 32, an LED that emits light having a wavelength different from that of the first LED 31 is used. By using the difference in the amount of light received between the first LED 31 and the second LED 32 that emit light of wavelengths with different absorption coefficients, the blood flow rate while suppressing the noise caused by the relative movement between the subject and the blood flow sensor 30. Can be measured.

<第1の実施の形態>
図4を用いて本願発明の第1の実施の形態を説明する。バスキュラーアクセス異常検知装置10は、血流センサ11、バスキュラーアクセスの異常を判定する判定部12、血流センサ11で測定された血流に関する測定値が記録される記録部13、バスキュラーアクセスの異常状態を通知する通知部14とから構成されている。血流センサ20は、バスキュラーアクセス100からの散乱反射された光を検出できるように、バスキュラーアクセス100の近傍に配置される。
<First Embodiment>
The first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The vascular access abnormality detection device 10 includes a blood flow sensor 11, a determination unit 12 for determining an abnormality in vascular access, a recording unit 13 for recording measured values related to blood flow measured by the blood flow sensor 11, and vascular access. It is composed of a notification unit 14 for notifying the abnormal state of. The blood flow sensor 20 is arranged in the vicinity of the vascular access 100 so that the scattered and reflected light from the vascular access 100 can be detected.

バスキュラーアクセス異常検知装置10において、前述の図2または図3の血流センサ11によりバスキュラーアクセス100の測定部位の血流を測定し、測定した血流を解析することにより、バスキュラーアクセス100の異常の有無を判定する。測定した血流の測定波形のデータは、記録部13に記録され、判定部12で解析される。解析の結果、バスキュラーアクセス100の狭窄や閉塞が疑われる場合、通知部14により、バスキュラーアクセス異常検知装置10の外部に異常状態が通知される。ここで、異常状態の通知はLED等を点灯させるような通知手段を用いてもよいし、無線通信手段を用いて外部の装置に異常状態を通知してもよい。 In the vascular access abnormality detection device 10, the blood flow at the measurement site of the vascular access 100 is measured by the blood flow sensor 11 of FIG. 2 or 3 described above, and the measured blood flow is analyzed to obtain the vascular access 100. Determine if there is any abnormality in. The measured waveform data of the measured blood flow is recorded in the recording unit 13 and analyzed by the determination unit 12. As a result of the analysis, when stenosis or blockage of the vascular access 100 is suspected, the notification unit 14 notifies the outside of the vascular access abnormality detection device 10 of the abnormal state. Here, the notification of the abnormal state may be performed by using a notification means such as turning on an LED or the like, or by using a wireless communication means to notify an external device of the abnormal state.

なお、バスキュラーアクセス異常検知装置10は、記憶部、I/F部および中央処理部を備えたコンピュータによって構成してもよく、判定部12、通知部14における処理を中央処理部のプログラムによって実施するように構成してもよい。その場合には、中央処理部に予めそのプログラムを搭載しておいてもよく、あるいは記憶部に記憶したプログラムを中央処理部にダウンロードするように構成してもよい。 The vascular access abnormality detection device 10 may be configured by a computer including a storage unit, an I / F unit, and a central processing unit, and the processing in the determination unit 12 and the notification unit 14 is performed by the program of the central processing unit. It may be configured to do so. In that case, the program may be mounted in the central processing unit in advance, or the program stored in the storage unit may be downloaded to the central processing unit.

図5は、バスキュラーアクセスにおける血流測定例である。血流は心拍に応じた周期1秒前後(周波数1Hz前後)の振幅が大きい心拍波形に、心拍波形において血流が減少する区間で顕著にみられる細かい振動波形が加わった波形となる。細かい振動波形は前述したスリルと呼ばれる振動に起因するものである。このスリル波形を含む血流波形を周波数解析することにより、バスキュラーアクセスの異常の有無を判定することができる。 FIG. 5 is an example of blood flow measurement in vascular access. The blood flow is a waveform in which a heartbeat waveform having a large amplitude with a cycle of about 1 second (frequency around 1 Hz) according to the heartbeat is added with a fine vibration waveform that is prominently seen in a section where the blood flow decreases in the heartbeat waveform. The fine vibration waveform is caused by the vibration called thrill described above. By frequency analysis of the blood flow waveform including this thrill waveform, it is possible to determine the presence or absence of an abnormality in vascular access.

図6は、バスキュラーアクセスにおける血流波形の周波数解析例である。最も低周波側の1Hz近傍のピークは心拍周波数によるものであり、血流波形には、心拍周波数に対し2〜10倍程度の高調波成分が更に含まれている。心拍周波数より高周波の周波数成分は、バスキュラーアクセスにおけるスリル波形に起因するものである。 FIG. 6 is an example of frequency analysis of the blood flow waveform in vascular access. The peak near 1 Hz on the lowest frequency side is due to the heartbeat frequency, and the blood flow waveform further contains a harmonic component of about 2 to 10 times the heartbeat frequency. The frequency component higher than the heart rate frequency is due to the thrill waveform in vascular access.

図6の解析例では、血流波形は約10Hz程度の周波数まで分布している。これらの波形からスリル波形を周波数解析で再現するためには、最低でも10Hz以上の帯域の血流センサで血流を測定する必要がある。10Hz以上の周波数成分の帯域を有する信号波形を周波数解析で再現するには、帯域の2倍の周波数すなわち20Hz以上の周波数でサンプリングすればよい。従って、バスキュラーアクセス異常検知装置では、50msec以下の時間間隔で測定された測定値を記録部に記録しておき、このデータを用いて周波数解析を行うことで、血流波形に含まれる心拍周波数より高周波のスリル波形を再現することが可能となる。 In the analysis example of FIG. 6, the blood flow waveform is distributed up to a frequency of about 10 Hz. In order to reproduce the thrill waveform from these waveforms by frequency analysis, it is necessary to measure the blood flow with a blood flow sensor in a band of at least 10 Hz or higher. In order to reproduce a signal waveform having a frequency component band of 10 Hz or higher by frequency analysis, sampling may be performed at a frequency twice the band, that is, a frequency of 20 Hz or higher. Therefore, in the vascular access abnormality detection device, the measured value measured at a time interval of 50 msec or less is recorded in the recording unit, and the frequency analysis is performed using this data to perform the heartbeat frequency included in the blood flow waveform. It is possible to reproduce a higher frequency thrill waveform.

透析装置で血液の体外循環を行う場合には、通常バスキュラーアクセスには200〜300ml/minの血流量が流れるので、血流センサでは300ml/minの血流量を測定可能とすることが望ましい。図2のレーザドップラ方式血流センサとしては、いくつかの装置が市販されており、例えば、ポータブル型の血流センサとしては、JMS製PocketLDFがあるが、この装置の最大測定流量は100ml/minである。本実施の形態で用いるレーザドップラ方式の血流センサでは、フォトダイオードのデータサンプリング周波数を高くして、さらに1次モーメントを算出する周波数範囲を広げることでより高速な血流量の測定を可能にしている。 When the extracorporeal circulation of blood is performed by a dialysis machine, a blood flow of 200 to 300 ml / min usually flows through vascular access, so it is desirable that a blood flow sensor can measure a blood flow of 300 ml / min. As the laser Doppler blood flow sensor of FIG. 2, several devices are commercially available. For example, as a portable blood flow sensor, there is a JMS PocketLDF, and the maximum measured flow rate of this device is 100 ml / min. Is. In the laser Doppler blood flow sensor used in the present embodiment, the data sampling frequency of the photodiode is increased, and the frequency range for calculating the primary moment is further expanded to enable faster blood flow measurement. There is.

図7は、図2の血流センサ20のフォトダイオード22が受光した光量の血流量毎の時間応答データを周波数解析したものである。図7によれば、300ml/minと150ml/minの血流量の交差する周波数、すなわち100kHz以上の成分を用いれば、を両者の流速の違いを判別することが可能になることがわかる。したがって、300ml/minの血流を測定するためには、少なくとも100kHz以上の帯域が必要となることがわかる。そのため、本実施の形態では、フォトダイオード22のデータサンプリング周波数を200kHz以上とすることで、より高速な300ml/minの血流量を測定することが可能となる。 FIG. 7 is a frequency analysis of the time response data for each blood flow rate of the amount of light received by the photodiode 22 of the blood flow sensor 20 of FIG. According to FIG. 7, it can be seen that the difference in the flow velocity between the two can be discriminated by using the frequency at which the blood flow rates of 300 ml / min and 150 ml / min intersect, that is, the component of 100 kHz or more. Therefore, it can be seen that a band of at least 100 kHz or more is required to measure the blood flow of 300 ml / min. Therefore, in the present embodiment, by setting the data sampling frequency of the photodiode 22 to 200 kHz or higher, it is possible to measure a blood flow rate of 300 ml / min at a higher speed.

本実施の形態では、バスキュラーアクセスに狭窄や閉塞が生じるとスリル波形に変化が生じるので、このスリル波形の信号を周波数解析することにより、バスキュラーアクセスの異常を自動判定することができる。バスキュラーアクセスに狭窄が生じるとスリル波形の振幅が低減し、さらに狭窄が進んで閉塞に至った場合にはスリル波形の振幅はほぼ0となるので、スリル波形の振幅の変動に基づいて、バスキュラーアクセスの異常の有無を判定することができる。 In the present embodiment, when the vascular access is narrowed or blocked, the thrill waveform changes. Therefore, the abnormality of the vascular access can be automatically determined by frequency analysis of the signal of the thrill waveform. When the vascular access is narrowed, the amplitude of the thrill waveform is reduced, and when the narrowing further progresses to obstruction, the amplitude of the thrill waveform becomes almost 0. Therefore, the bus is based on the fluctuation of the amplitude of the thrill waveform. It is possible to determine whether or not there is an abnormality in the circular access.

例えば、記録した血流波形を周波数解析することにより、心拍波形とスリル波形を分離してスリル波形の抽出を行い、このスリル波形の振幅が予め決めておいた所定の閾値以下になった場合に、異常状態であると判定することでバスキュラーアクセスの狭窄あるいは閉塞といった異常状態を自動判定することが可能になる。ここで、異常状態の有無の判定条件は、上述した例に限定されず、適宜設定することが可能である。例えば、スリル波形の振幅の閾値を複数設定しておき、バスキュラーアクセスの異常状態のレベルを段階的に判定するように構成してもよい。 For example, when the heartbeat waveform and the thrill waveform are separated by frequency analysis of the recorded blood flow waveform and the thrill waveform is extracted, and the amplitude of the thrill waveform becomes equal to or less than a predetermined threshold value set in advance. By determining that it is an abnormal state, it is possible to automatically determine an abnormal state such as a narrowed or blocked vascular access. Here, the condition for determining the presence or absence of an abnormal state is not limited to the above-mentioned example, and can be appropriately set. For example, a plurality of threshold values of the amplitude of the thrill waveform may be set so as to determine the level of the abnormal state of vascular access step by step.

<第2の実施の形態>
従来のバスキュラーアクセスの異常検知では、医療従事者がスリル音を聴診器により聞き、バスキュラーアクセスの異常を検知していた。経験豊富な医療従事者は、スリル音による異常を判別するスキルを有しており、このスキルを有効活用することは、異常状態を見落とさないためにも重要である。そこで、本願発明の第2の実施の形態では、血流センサで検知した血流量を音信号に変換し、スピーカで音を発生させる構成とする。第2の実施の形態によれば、血流量による判定に加えて、経験豊富な医療従事者によるスリル音による判定も可能となり、より信頼性の高い異常検知が可能となる。
<Second Embodiment>
In the conventional vascular access abnormality detection, a medical worker hears a thrilling sound with a stethoscope to detect an abnormality in vascular access. Experienced healthcare professionals have the skill to discriminate abnormalities due to thrilling sounds, and it is important to make effective use of this skill in order not to overlook abnormal conditions. Therefore, in the second embodiment of the present invention, the blood flow rate detected by the blood flow sensor is converted into a sound signal, and the speaker generates sound. According to the second embodiment, in addition to the determination based on the blood flow rate, the determination based on the thrill sound by an experienced medical worker becomes possible, and more reliable abnormality detection becomes possible.

<第3の実施の形態>
本願発明の第3の実施の形態では、血流センサに加えバスキュラーアクセスで発生するスリル音を集音する複数のマイクを備える。これらのマイクにより従来と同様のスリル音による判定が可能になる。また、複数のマイクから集音した信号を用いて周囲雑音の影響を低減することもできる。第3の実施の形態によれば、血流量による判定に加えて経験豊富な医療従事者によるスリル音による判定も可能となり、より信頼性の高い異常検知が可能となる。
<Third embodiment>
In the third embodiment of the present invention, in addition to the blood flow sensor, a plurality of microphones for collecting thrill sounds generated by vascular access are provided. With these microphones, it is possible to make a judgment based on the same thrill sound as before. It is also possible to reduce the influence of ambient noise by using signals collected from a plurality of microphones. According to the third embodiment, in addition to the determination based on the blood flow rate, the determination based on the thrill sound by an experienced medical worker becomes possible, and more reliable abnormality detection becomes possible.

以上のように、本願発明の実施形態のバスキュラーアクセス異常検知装置によれば、被験者のバスキュラーアクセスの近傍に配置され、血流に関わる測定値を測定する流量センサと、流量センサの測定値を記録する記録部と、記録部に記録された測定値を解析して、バスキュラーアクセスの異常の有無を判定する判定部と、判定部によりバスキュラーアクセスに異常があると判定された場合に、異常通知する通知部とを有し、流量センサは、バスキュラーアクセスの測定部位に光を照射する発光部と、測定部位からの反射光を受光する受光部とを有するように構成したので、医療従事者の感覚によらない定量的なバスキュラーアクセスの異常検知が可能となる。また、バスキュラーアクセス異常検知装置を、被験者のバスキュラーアクセスの近傍に設置すればよいので、従来と比較して、簡便に操作可能なバスキュラーアクセス異常検知装置を提供することができる。 As described above, according to the vascular access abnormality detecting device of the embodiment of the present invention, a flow rate sensor that is arranged in the vicinity of the subject's vascular access and measures a measured value related to blood flow and a measured value of the flow rate sensor. When the recording unit that records the data, the judgment unit that analyzes the measured values recorded in the recording unit to determine the presence or absence of an abnormality in the vascular access, and the determination unit determines that the vascular access is abnormal. The flow sensor is configured to have a light emitting unit that irradiates the measurement portion of the vascular access with light and a light receiving portion that receives the reflected light from the measurement portion. Quantitative vascular access abnormality detection is possible regardless of the sensory feeling of medical personnel. Further, since the vascular access abnormality detection device may be installed in the vicinity of the subject's vascular access, it is possible to provide a vascular access abnormality detection device that can be easily operated as compared with the conventional case.

また、流量センサとしてレーザドップラ方式の流量センサを用いて、流量センサの受光部のデータサンプリング周波数を200kHz以上にすることにより、より高速な血流量の測定が可能となり、より信頼性の高い異常検知が可能となる。 In addition, by using a laser Doppler type flow sensor as the flow sensor and setting the data sampling frequency of the light receiving part of the flow sensor to 200 kHz or higher, it is possible to measure the blood flow at a higher speed, and more reliable abnormality detection is possible. Is possible.

また、流量センサとしてPPG方式の流量センサを用いて、流量センサの発光部から吸収係数の異なる2以上の波長の光を照射することにより、被験者と血流センサの間の相対移動に起因するノイズを抑制しながら血流量を測定することができるので、より信頼性の高い異常検知が可能となる。 In addition, by using a PPG type flow sensor as the flow sensor and irradiating light of two or more wavelengths with different absorption coefficients from the light emitting part of the flow sensor, noise caused by relative movement between the subject and the blood flow sensor Since the blood flow rate can be measured while suppressing the above, more reliable abnormality detection becomes possible.

また、バスキュラーアクセス異常検知装置の記録部に、50msec以下の時間間隔で測定された測定値を記録することにより、スリル波形を正確に抽出することが可能となり、より信頼性の高い異常検知が可能になる。 In addition, by recording the measured values measured at time intervals of 50 msec or less in the recording unit of the vascular access abnormality detection device, it is possible to accurately extract the thrill waveform, and more reliable abnormality detection can be performed. It will be possible.

さらに、流量センサの測定値に応じた音を発生させる音発生部をさらに有することにより、血流量による判定に加えて、経験豊富な医療従事者によるスリル音による判定も可能となり、より信頼性の高い異常検知が可能となる。 Furthermore, by further having a sound generating part that generates a sound according to the measured value of the flow rate sensor, it is possible to make a judgment by a thrilling sound by an experienced medical worker in addition to the judgment based on the blood flow rate, which is more reliable. High abnormality detection is possible.

さらに、バスキュラーアクセスで発生する音を集音する複数のマイクをさらに有することにより、血流量による判定に加えて、経験豊富な医療従事者によるスリル音による判定も可能となり、より信頼性の高い異常検知が可能となる。 Furthermore, by having multiple microphones that collect the sounds generated by vascular access, it is possible to make judgments based on thrill sounds by experienced medical staff in addition to judgments based on blood flow rate, which is more reliable. Abnormality detection is possible.

なお、本願発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本願発明の技術的思想の範囲内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能である。例えば、血流量による判定、血流量に応じた音による判定、及びマイクで集音した音による判定を組み合わせて、バスキュラーアクセスの異常の有無を判定してもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and many modifications and combinations can be carried out by a person having ordinary knowledge in the art within the scope of the technical idea of the present invention. .. For example, the presence or absence of an abnormality in vascular access may be determined by combining the determination based on the blood flow rate, the determination based on the sound according to the blood flow rate, and the determination based on the sound collected by the microphone.

本願発明は、透析患者等のバスキュラーアクセスの異常を自動的に検知するための装置に用いられる。 The present invention is used in a device for automatically detecting abnormalities in vascular access of dialysis patients and the like.

10…バスキュラーアクセス異常検知装置、11…血流センサ、12…判定部、13…記録部、14…通知部、20…血流センサ(レーザドップラ方式)、21…レーザダイオード、22…フォトダイオード、23…演算部、30…血流センサ(PPG方式)、31…第1のLED、32…第2のLED、33…フォトダイオード、34…演算部、100…バスキュラーアクセス、110…皮膚、120…生体細胞、130…赤血球(散乱物質)、200…動脈、300…静脈。 10 ... Vascular access abnormality detection device, 11 ... Blood flow sensor, 12 ... Judgment unit, 13 ... Recording unit, 14 ... Notification unit, 20 ... Blood flow sensor (laser Doppler method), 21 ... Laser diode, 22 ... Photodiode , 23 ... Calculation unit, 30 ... Blood flow sensor (PPG method), 31 ... First LED, 32 ... Second LED, 33 ... Photodiode, 34 ... Calculation unit, 100 ... Vascular access, 110 ... Skin, 120 ... Living cells, 130 ... Red light (scattering substances), 200 ... Arteries, 300 ... Veins.

Claims (8)

被験者のバスキュラーアクセスの近傍に配置され、血流に関わる測定値を測定する流量センサと、
前記流量センサの前記測定値を記録する記録部と、
前記記録部に記録された前記測定値を解析して、前記バスキュラーアクセスの異常の有無を判定する判定部と、
前記判定部により前記バスキュラーアクセスに異常があると判定された場合に、異常通知する通知部と
を有し、
前記流量センサは、前記バスキュラーアクセスの測定部位に光を照射する発光部と、前記測定部位からの反射光を受光する受光部とを有する
バスキュラーアクセス異常検知装置。
A flow sensor located near the subject's vascular access to measure measurements related to blood flow,
A recording unit that records the measured value of the flow sensor and
A determination unit that analyzes the measured values recorded in the recording unit and determines the presence or absence of an abnormality in the vascular access.
It has a notification unit that notifies an abnormality when the determination unit determines that there is an abnormality in the vascular access.
The flow rate sensor is a vascular access abnormality detecting device having a light emitting unit that irradiates a measurement portion of the vascular access with light and a light receiving portion that receives the reflected light from the measurement portion.
前記判定部は、前記測定値を周波数解析することにより、前記バスキュラーアクセスにおいて発生するスリル波形を抽出し、前記スリル波形の振幅の変動に基づいて、前記バスキュラーアクセスにおける異常の有無を判定すること
を特徴とする請求項1に記載のバスキュラーアクセス異常検知装置。
The determination unit extracts the thrill waveform generated in the vascular access by frequency-analyzing the measured value, and determines the presence or absence of an abnormality in the vascular access based on the fluctuation of the amplitude of the thrill waveform. The vascular access abnormality detection device according to claim 1, wherein the device is characterized by the above.
前記流量センサは、レーザドップラ方式の流量センサであること
を特徴とする請求項1または2に記載のバスキュラーアクセス異常検知装置。
The vascular access abnormality detecting device according to claim 1 or 2, wherein the flow rate sensor is a laser Doppler type flow rate sensor.
前記受光部のデータサンプリング周波数は、200kHz以上であること
を特徴とする請求項3に記載のバスキュラーアクセス異常検知装置。
The vascular access abnormality detection device according to claim 3, wherein the data sampling frequency of the light receiving unit is 200 kHz or more.
前記流量センサは、PPG方式の流量センサであり、前記発光部は、吸収係数の異なる2以上の波長の光を発光すること
を特徴とする請求項1または2に記載のバスキュラーアクセス異常検知装置。
The vascular access abnormality detecting device according to claim 1 or 2, wherein the flow rate sensor is a PPG type flow rate sensor, and the light emitting unit emits light having two or more wavelengths having different absorption coefficients. ..
前記記録部には、50msec以下の時間間隔で測定された前記測定値が記録されていること
を特徴とする請求項1〜5のいずれか1項にバスキュラーアクセス異常検知装置。
The vascular access abnormality detection device according to any one of claims 1 to 5, wherein the recording unit records the measured values measured at time intervals of 50 msec or less.
前記流量センサの測定値に応じた音を発生させる音発生部をさらに有すること
を特徴とする請求項1〜6のいずれか1項にバスキュラーアクセス異常検知装置。
The vascular access abnormality detecting device according to any one of claims 1 to 6, further comprising a sound generating unit that generates a sound according to a measured value of the flow rate sensor.
前記バスキュラーアクセスにおいて発生する音を集音する複数のマイクをさらに有すること
を特徴とする請求項1〜7のいずれか1項にバスキュラーアクセス異常検知装置。
The vascular access abnormality detecting device according to any one of claims 1 to 7, further comprising a plurality of microphones for collecting sounds generated in the vascular access.
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