JP2001299707A - 検出した心拍数細変動に対応する非観血的血圧測定の開始 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 患者の血圧が危険なレベルへ降下（又は上
昇）する前に、患者の心拍数細変動（ＨＲＶ）における
変化を検知して、血圧の変化を予測し、並びにＮＩＢＰ
血圧測定を開始する。 【解決手段】 本発明の自動化血圧測定装置は、患者の
血圧を測定する血圧測定装置、患者の心拍数における変
化をモニターする心拍数細変動モニター装置、及び予め
設定された時間で患者の心拍数が予め設定された程度で
変動したことを心拍数変動モニター装置が示す場合に、
血圧測定装置による血圧測定を開始する制御手段を有し
てなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動化血圧モニタ
リング、特に患者の血圧測定を行うための空気圧式カフ
を用いる自動化血圧モニター装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動化血圧モニター装置の血圧測定のク
ラスでは、制御されたカウンター・プレッシャー（coun
ter pressure）を患者の血管系に作用させる膨張式のカ
フが用いられている。そのようなモニター装置の１つの
大きなクラスでは、米国特許第４,３４９,０３４号及び
第４,３６０,０２９号（いずれもMaynard Ramsey,IIIの
発明であり、共通して譲渡されている）に記載されてい
るものに代表されるように、オシロメトリーの原理が用
いられている。Ramsey特許によれば、膨張式のカフを患
者の手足に適切に配し、収縮期血圧以上の所定の圧力ま
で空気を供給する。それからカフ圧を、所定の減少率に
て低下させ、各レベルにて圧力の変動をモニター（観察
及び記録）する。その結果として得られる信号は、一般
に、動脈血圧の脈動によって引き起こされる直流電圧に
小さな変動成分を重ね合わて（以下、「振動コンプレッ
クス（oscillation complex）」又は、単に、「振動」
と称する）構成されている。直流電流成分を除去し及び
増幅するのに適当なフィルタリングを行った後、所定の
ベースラインより上方のピークパルス振幅（ＰＰＡ（pe
ak pulse amplitudes))を測定し、記憶機構に記録す
る。圧力の低下を続けると、通常、ピーク振幅はより低
いレベルから相対的極大へ増大し、その後低下する。従
って、これらの振幅は患者についてのオシロメトリー的
血圧包絡線（envelop）を形成する。振動が極大値とな
る場合における最低カフ圧は、患者の平均動脈血圧（Ｍ
ＡＰ）を示すものであることが見出されている。心臓の
収縮期及び拡張期の血圧は、ＭＡＰの所定のフラクショ
ンとして、又は振動コンプレックスを直接的に処理する
より精密な方法によって誘導される。

【０００３】Ramsey特許において説明されるような段階
的に収縮させる技術は、操作の商業的規格となってい
る。臨床的に許容される自動化血圧モニター装置の大部
分のものは段階的収縮原理を利用している。自動化モー
ドで使用する場合には、患者に血圧測定用カフを取り付
けて、オペレーターは、血圧測定を行う間隔を一般に１
〜９０分の時間の間隔で設定する。非観血的血圧（ＮＩ
ＢＰ（noninvasive blood pressure))モニター装置は、
設定された時間の間隔の終了時に血圧の測定を自動的に
開始する。一般に、使用者は患者が安定な状態ではない
場合には、安定な状態でない場合の血圧は短時間で危険
なレベルへと変化し得るために短い間隔を選択し、患者
がより安定な状態になるとより長い間隔（一般に５〜１
５分）を選択する。すべての場合に短い間隔を用いない
理由は、測定の頻度が増加すると、カフの膨張によって
手足に外傷を生じる可能性が増大するためである。同様
に、患者の血圧がより不安定な状態になると、血圧測定
の頻度は増加する。

【０００４】残念ながら、血圧測定の間隔を設定するこ
とは、実際には科学的な事項ではない。仮に、患者の血
圧が安定であると誤って考えられて、長い間隔が設定さ
れると、血圧の危険な変化が検知されるまでに危機的な
時間が経過する可能性がある。反対に、患者の血圧が変
化しやすいと誤って考えられた場合には、患者の手足は
必要以上に回数の多いカフの膨張を受け、そのようなカ
フの膨張によって外傷を受ける可能性が生じる。患者の
血圧は急速に変動し得るので、血圧が危険なレベルへ降
下（又は上昇）する前に、患者の生理的条件が変化して
いることを早期に示すことが望まれている。

【０００５】患者の生理的条件の変化に基づいて、振動
方式の血圧測定をいつ開始すべきということを判定する
１つの技術は、同様に本出願の出願人に譲渡されている
米国特許第５,６０６,９７７号にRamsey IIIらによって
開示されており、参照することによってその全体をこの
明細書に含ませることとする。そのシステムでは、患者
のカフを拡張期血圧まで膨張させるのに止め、拡張期血
圧での振動の読み値をその前の全体的な振動方式測定に
ついて得られた読み値と比較することによって、患者の
血圧のスポット的チェックを行うという、いわゆる「ガ
ードモード（guard mode）」が用いられている。読み値
が実質的に変動した場合には全体的な振動方式血圧判定
を迅速に行い、そうでない場合には、設定時間が経過し
て次の全体的な振動方式血圧測定まで、又は次の「ガー
ドモード」スポット・チェックまでモニターをアイドリ
ングさせる。この方法によれば全体的な振動方式血圧測
定と次の測定までの時間的間隔を長くすることができ、
そうすることによって患者の不快感を軽減することがで
きる。

【０００６】今日利用することができるマルチ・パラメ
ーター患者モニター装置、例えば、Johnson & Johnson
Medical, Inc.から入手可能である「ＤＩＮＡＭＡＰ
（登録商標）ＭＰＳ Select Monitor」は、患者の血圧
の他に、患者についての多くのパラメーターを測定す
る。例えば、「ＤＩＮＡＭＡＰ（登録商標）ＭＰＳ Sel
ect Monitor」は、患者の心拍数も測定する。「ＤＩＮ
ＡＭＡＰ（登録商標）ＭＰＳ Select Monitor」におい
て、患者の心拍数は患者の心電図（ＥＣＧ）、観血的血
圧（ＩＰ）信号、パルス・オキシメトリー信号（ＳｐＯ
2）、及び非観血的血圧（ＮＩＢＰ）信号などから導き
出すことができる。測定した心拍数をそれからディスプ
レイに表示し、選択した上限値及び下限値を心拍数が外
れる場合には、警報が鳴るようになっている。

【０００７】患者の状態に関して有用な生理学的情報
は、心拍数から得られる。例えば、図１に示すように、
心拍数細変動は（ＨＲＶ）は、拍動から拍動までのＲ−
Ｒ間隔（heart period）における変化の尺度である。Ｈ
ＲＶは、標準偏差を取ることによって、若しくは、心拍
数ＨＲ（ｔ）の変動の係数を計算することによって、図
１に示すように時間領域について測定することもできる
し、又はＦＦＴ、自動回帰的方法などを用いるＨＲ
（ｔ）のスペクトル解析を行って、各度数毎のパワーを
判定し、心拍数信号のパワースペクトル密度を得ること
によって、図２に示すように、周波数領域について測定
することもできる。心拍数及びＨＲＶを評価することに
よって、患者の自律神経系の機能の状態、特に交感神経
の神経支配と副交感神経の神経支配との均衡についての
情報がもたらされる。更に、低下したＨＲＶ及び変化し
た血圧細変動（ＢＰＶ）は、心臓血管系の疾患、代謝性
症候群（metabolic syndrome）又は神経系の障害を有す
る患者について危険を示すファクターとして利用されて
いる。

【０００８】当業者には知られているように、人体は中
枢性及び末梢性の機構によって血圧を制御している。中
枢性の機構には、心臓の変力的（収縮性の）状態及び変
時的（心拍）状態を変化させることが含まれる。末梢性
の機構には、大動脈、小動脈及び微小血管の抵抗及び／
又は伸展性を変化させることが含まれる。これらの機構
の一部は、神経系の機構によって制御される。外科手術
の間での著しい失血によって、血圧の低下を生じること
がある。上述したような人体の制御機構は、失血を補っ
て、定常的な血圧を維持しようとして反応することにな
る。これらの補償的機構による１つの結果は、末梢性の
抵抗性を向上させようとするものである。これらの末梢
性の抵抗の向上を引き起こすのに必要とされる神経系の
変化によって、ＨＲＶの変化がもたらされることにな
る。

【０００９】突然の心停止の危険を評価すること、糖尿
病の自動機能を評価すること、及び麻酔の深さを評価す
ることにＨＲＶを用いることができるということが、多
くの研究によって示されている。「Short-Term Variabi
lity of Systolic Blood Pressure and Heart Rate in
Normotensive Subjects」（Clinical Physiology, Vol.
10, ３８９-４０１頁（１９９０年))という標題のTurj
anmaaらによる論文、「Spectral and Cross-Spectral A
nalysis of Heart Rate and Arterial Blood Pressure
Variability Signals」（Computer and Biomedical Res
earch, Vol. 19, ５２０-５３４頁（１９８６年))とい
う標題のBaselliらによる論文、及び「Hemodynamic Reg
ulation: Investigation By Spectral Analysis」（Am.
J. Physiol., Vol. 249 （Heart Circ. Physiol. 1
8）, H867-H875（１９８５年))という標題のAkselrodら
による論文などの発表された研究によっても、ＨＲＶの
変化は血圧の変化に関連があるということが示されてい
る。Zaphらは、米国特許第５,２１５,０９６号におい
て、振動方式での各血圧レベルにて、振動コンプレック
ス（oscillometric complexes）を判定するための測定
の時間は、患者の心拍数に従って変動し得るということ
を開示しているが、この出願の発明者らは、血圧の周期
的な変化を予測すること及び血圧判定を開始すること
に、ＨＲＶの検出された変化が用いられていたというこ
とを認識していなかった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の第１
の目的は、患者の血圧が危険なレベルへ降下（又は上
昇）する前に、患者の心拍数細変動（ＨＲＶ）における
変化を検知して、血圧の変化を予測し、並びにＮＩＢＰ
血圧測定を開始させることである。

【００１１】本発明のもう１つの目的は、ＨＲＶにおけ
る著しい変化を検知して新たな血圧判定を迅速に行うこ
とができるように、患者のＨＲＶが直前の血圧判定から
著しく変化したか否かを自動的に判定することである。

【００１２】本発明の更にもう１つの目的は、血圧判定
の間での患者の生理学的状態における変化が検知されな
いでいることがないように、患者のＨＲＶをモニタリン
グすることによって、血圧測定の間での患者の血圧の状
態をモニタリングするための技術を提供することであ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、患者の心
拍数細変動（ＨＲＶ）における著しい変動を検知して血
圧判定を開始する自動化血圧計を提供することによっ
て、本発明により達成される。ＨＲＶは、ＮＩＢＰ信号
から直接的に測定することもできるし、或いは、マルチ
パラメーター・モニターを使用する場合には、ＥＣＧ信
号又はＮＩＢＰ信号からＨＲＶを測定することもでき
る。好ましい態様において、ＨＲＶは、マルチパラメー
ター・モニター装置でＥＣＧ信号をモニタリングし、ベ
ースラインＨＲＶ値をベースラインＢＰ値と関連づける
ことによって連続的にモニタリングされる。ＨＲＶにお
ける変化は連続的にディスプレイに表示されるので、Ｎ
ＩＢＰ測定を開始するか否かを臨床医が決定することも
できるし、或いは、他方において、臨床医の介入を伴わ
ずに、ＨＲＶの変化に自動的に対応してＮＩＢＰ測定を
開始させることもできる。別の態様として、本発明によ
る患者モニター装置には、ＨＲＶ変化とＢＰ変化との相
関関係を「学習（learning）」し、著しい変化が生じた
場合のみ臨床医に警告を発するための手段を組み込むこ
ともできる。

【００１４】ＥＣＧ信号からのＨＲＶ測定は患者に対し
て外傷を与えるものではなく、患者に対して更にセンサ
ーを付けることを要求するものでもない。むしろ、ＥＣ
Ｇモニタリングは既に治療の標準である。従って、本発
明のシステムは、臨床医に、患者の血圧の急激な変化を
モニタリングし、又は血圧変化の早期のインジケータを
提供し、並びにいずれかの起こり得る危険又は頻繁なカ
フの膨張に伴う不快感を伴うことなく血圧判定を開始す
るための手段を提供する。更に、本発明の技術によれ
ば、臨床医は、生理学的に重要な血圧の変化を見落とす
ことを問題とすることなく、そして、ガードモードにお
ける「膨張のチェック」を必要とすることなく、より少
ない頻度の間隔にてＮＩＢＰをモニターすることができ
るようになる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明については、添付図面を参
照しながら、以下の本発明の好ましい態様についての詳
細な説明を読むことによって、より良好に理解すること
ができるであろう。

【００１６】本発明の好ましい態様の詳細な説明上記の
目的を達成し、この明細書において例示する本発明の好
ましい態様によるその他の利点である特徴を提供する方
法及びシステムを、図３〜７を参照しながら、以下説明
する。当業者ならば、それらの図面に関連して本明細書
に開示される説明は、単に例示するだけの目的のもので
あって、本発明の範囲を些かも限定しようと意図するも
のではないことが容易に理解できるであろう。従って、
特許請求の範囲の記載を参照することによって、本発明
の範囲に関する疑問点はすべて解消するであろう。

【００１７】米国特許第４,３６０,０２９号（Ramsey）
には、本発明の原理を、利点と共に適用することができ
る振動方式血圧モニタリングのシステムについて非常に
詳細に開示されている。同様に譲渡されたRamsey'029特
許の開示内容は、参照することによって本明細書に含め
ることとする。図３についての以下の説明は、そのシス
テムの操作についての簡単な概要となる。

【００１８】図３には、十分に膨張させた場合に上腕動
脈を閉塞する、常套の膨張及び収縮可能な可撓性カフ１
０１を装着しているヒトの腕１００が示されている。排
出口１０３を有する収縮バルブ１０２を用いてカフ１０
１を収縮させると、動脈の閉塞は徐々に解除される。以
下、より詳細に説明するように、収縮バルブ１０２によ
って行うカフ１０１の収縮は、コントロールライン１１
６を介してマイクロプロセッサー１０７によって制御す
る。

【００１９】カフ１０１中の圧力を検知するため、管路
１０５によってカフ１０１に圧力変換器１０４が連結さ
れている。従来の振動方式技術に従って、動脈内の圧力
の振動（拍動）をカフ１０１のカウンター・プレッシャ
ーの変化によって検知し、これらの圧力の振動を圧力変
換器１０４によって電気的信号に変換し、経路１０６を
介してマイクロプロセッサー１０７に伝えて処理する。
更に、管路１１０、膨張バルブ１１１及び管路１１２を
通して、加圧カフ１０１に加圧空気の供給源１０９を接
続する。膨張バルブ１１１の電気的な制御は、マイクロ
プロセッサー１０７からの接続部１１３を介して行う。
カフ１０１に連絡する導管１１２には、管路１１４及び
分岐接続部１１５によって収縮バルブ１０２が接続され
ている。また、以下においてより十分に説明するよう
に、心拍数細変動（ＨＲＶ）に著しい変化が検知された
場合には、患者に接続されたリード線１１７を有する心
電図測定装置（ＥＣＧ）・モジュール１０８によって心
拍数信号がマイクロプロセッサー１０７へ送られ、血圧
判定を開始する。

【００２０】本発明の原理の観点から、血圧のデータを
作成し、及び場合によっては、人為的なデータを排除す
るために、上述した先行技術のRamsey'029及び'034特許
の教示に従って、マイクロプロセッサー１０７による圧
力変換器１０４からの信号の処理を行うことができる。
その他に、血圧の測定は、いずれも共通して譲渡されて
いる、Mederoらの米国特許第４,５４３,９６２号、Mede
roの米国特許第４,５４６,７７５号、Hood, Jr.らの米
国特許第４,４６１,２６６号、Ramsey, IIIらの米国特
許第４,６３８,８１０号、Ramsey, IIIらの米国特許第
４,７５４,７６１号、Ramsey, IIIらの米国特許第５,１
７０,７９５号、Ramsey, IIIらの米国特許第５,０５２,
３９７号、Mederoの米国特許第５,５７７,５０８号及び
Hershらの米国特許第５,５９０,６６２号の教示に従っ
て行うことができ、これらの特許の開示内容は参照する
ことによって本明細書に含めることとする。いずれにし
ても、血圧判定が、人工のデータではなく、実際の血圧
データを用いて行なわれるように、各レベルにおいて与
えられた振動コンプレックスの特質を判断するために、
既知のあらゆる技術を用いることが望ましい。

【００２１】図３を参照すると、上に説明した装置は、
マイクロプロセッサー１０７のプログラミングを除い
て、Ramsey, IIIらの'０２９号特許及び'０３４号特許
に開示された装置と実質的に同じものであってもよい。
従って、図３に示す装置の操作の間、約８〜１０p.s.i.
（ポンド／平方インチ）までの圧力の空気を加圧空気の
供給源１０９において利用することができる。血圧の判
定を開始しようとする場合には、膨張バルブ１１１を開
けるための信号がマイクロプロセッサー１０７から経路
１１３を介して送られる。収縮バルブ１０２は閉じられ
る。加圧空気の供給源１０９からの空気は、膨張バルブ
１１１及び管路１１２を通って流通し、カフ１０１を所
定のレベル、好ましくは患者の推定収縮期圧以上のレベ
ルへ膨張させる。カフ１０１内の圧力が患者の推定収縮
期圧以上の所定の値に達すると、マイクロプロセッサー
１０７は、経路１０６における、圧力変換器１０４から
の、カフ１０１における瞬間的な圧力を示す信号に反応
して、カフ１０１の膨張を中断させる。そのような中断
は、経路１１３を通して膨張バルブ１１１を閉じるよう
に指示する信号を送ることによって行われる。一旦、膨
張バルブ１１１を閉じると、収縮の手順（routine）を
開始することによって血圧測定を行うことができる。

【００２２】上述したように、圧力変換器１０４で検知
するように収縮バルブ１０２及びマイクロプロセッサー
１０７を制御して血圧を実際に測定することは、上述し
た特許に開示されているようないずれかの好適な手法で
行うことができる。更に、カフ１０１の収縮は、いずれ
も本出願人に譲渡されているBoothらの米国特許第５,５
１８,０００号及びMederoの米国特許第４,５７９,７７
６号に開示されているように制御することができ、これ
らの特許の開示内容は参照することによって本明細書に
含めることとする。各測定サイクルが終了すると、排出
口１０３を通してカフ１０１の圧力を実質的に十分に開
放させるのに十分な長さの時間で収縮バルブ１０２を再
び開けることができる。その後、新たな測定サイクルを
開始するために、収縮バルブ１０２は閉じられる。

【００２３】要約すると、血圧測定を行おうとする場合
には、カフ圧力が所定のレベルに達するまで、カフ圧力
を圧力変換器１０４によって監視しながら、膨張バルブ
１１１を開ける。それから、膨張バルブ１１１を閉じ
る。その後、マイクロプロセッサー１０７からの信号１
１６によって収縮バルブ１０２を作動させて、血圧測定
が行われる。

【００２４】典型的な自動化血圧測定デバイスでは、カ
フ収縮操作は等しい減少率、通常は約８mmHg／ステップ
にて行われる。従来技術を示す図４は、時間に対する圧
力のグラフを示しており、従来のカフの段階的（ステッ
プ）収縮及び従来のＮＩＢＰモニター装置についての測
定サイクルを説明している。図示するように、カフ１０
１は収縮期圧力を越える圧力まで膨張させられ、それか
らカフ１０１は約８mmHg／ステップの等しい時間のステ
ップで収縮させられる。タイムアウト時間ｄは、各ステ
ップにおいて、その間に信号処理回路が、共通して譲渡
された上述の特許に開示されている事項に従って、振動
コンプレックスを求めるように設けられている。タイム
アウト時間ｄの終わりでは、振動コンプレックスが全く
検出されない場合であっても、カフ圧力は減少される。
このように振動コンプレックスを求め、及び圧力を減少
させるプロセスは、少なくともＭＡＰ及び／又は振動包
絡線２００が決められるまで繰り返される。全血圧判定
プロセスは予め設定された間隔にて繰り返され、そのよ
うな設定は一般に使用者によって行われる。

【００２５】この点に関して、図３のモニター装置は常
套の方式で操作される。本発明は、患者の心拍数をモニ
ターし、並びに患者の血圧が変動したこと又は変動しそ
うな状態であることが心拍数（ＨＲＶ）の変化から判定
される場合には、設定された時間の間隔以外の時間で、
上述したような振動方式血圧測定プロセスを開始するこ
とを臨床医に指示するか、又は自動的に開始する技術に
関するものである。

【００２６】本発明のＮＩＢＰ測定ルーチンを示してい
る図５のフローチャートを参照することによって、本発
明によるＨＲＶ ＮＩＢＰトリガリング技術の操作につ
いて説明する。当業者であれば、図５のフローチャート
は、一般に、膨張／収縮及び血圧測定サイクルの開始を
制御する図３のマイクロプロセッサー１０７のソフトウ
ェアにおいて実施されるということが理解できるであろ
う。

【００２７】上述したように、心拍数細変動（variabil
ity）における著しい変動（change）に基づいて血圧測
定を開始するという本発明の思想の背景には、ＨＲＶの
変動は血圧の変動と関連しており、ＨＲＶの変動を利用
して、血圧の変動を予測し、従って血圧の著しい変動が
生じたときに又はその前に血圧判定を開始することがで
きるということを発明者らが認識したことがある。所望
するＮＩＢＰ測定の間隔は、図５のＮＩＢＰ測定ルーチ
ンに入る前に設定される。上述したように、患者が安定
な状態でない場合には比較的短いＮＩＢＰタイミングの
間隔を設定し、その一方で、患者がより安定な状態にな
るにつれて徐々に長いＮＩＢＰタイミングの間隔を設定
する。その後、図５に示すように、ステップ３００でマ
イクロプロセッサー１０７のＮＩＢＰ測定のルーチンを
開始し、ステップ３０２でＥＣＧモジュール１０８によ
ってもたらされる最も新しい心拍数信号を読み取る。一
般に、この心拍数は、ステップ３０４で、患者を監視し
ている臨床医に対して示される。

【００２８】次に、ステップ３０６にて、連続的な方式
にて、ベースライン心拍数細変動を判定し、対応するベ
ースライン血圧値と関連付けられる。特に、ＨＲＶが計
算され、システムメモリ内に記録されている最新のＮＩ
ＢＰ測定において判定された血圧値との関連付けが行わ
れる。当業者であれば、ＨＲＶは、周波数領域又は時間
領域のいずれかにおいて、１又はそれ以上の方法で計算
することができる。

【００２９】十分な処理出力を利用することができる場
合には、心拍数信号（ＨＲ（ｔ))のFast Fourier Trans
form（ＦＦＴ）を取ることによって、自動回帰的（auto
regressive）技術を用いて、又は信号の周波数を解析す
るためのその他の既知の技術を用いて、心拍数信号（Ｈ
Ｒ（ｔ))のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）を判定し、
その後、得られたパワースペクトル密度（ＰＳＤ（ｆ))
における変化を、以下の式（１）〜（４）の全部又はい
ずれかを用いて判定することによって、ＨＲＶを計算し
得ることが好ましい。

【００３０】例えば、心拍数のＰＳＤ（ｆ）の平均周波
数は以下のような式（１）：

【数１】 によって求めることができ、図６に示すように、予め設
定した心拍数閾値を心拍数が越える場合に、ＮＩＢＰ判
定を開始することができる。それから、心拍数細変動
（ＨＲＶ）は、以下のような式（２）：

【数２】 によってＰＳＤ（ｆ）の標準偏差を取ることによって計
算することもでき、図７に示すように、予め設定したＨ
ＲＶ閾値をＨＲＶが越える場合に、ＮＩＢＰ判定を開始
することができる。所望する場合には、以下のような式
（３）：

【数３】 によって、特定の周波数帯ｆ1−ｆ2における平均周波数
を最初に求めることによって、周波数帯ｆ1−ｆ2におい
てＨＲＶを測定することができ、それから以下のような
式（４）：

【数４】 によって、周波数帯ｆ1−ｆ2についてＰＳＤ（ｆ）の標
準偏差を求めることもできる。

【００３１】当然のことながら、ＨＲＶのモニタリング
は、特定の患者の心臓の特性に応じていくつかの周波数
帯について行うことができる。心拍数細変動が最も明確
であるか又は血圧の変化に最も良好に関連している周波
数帯を選ぶことが好ましい。他方で、利用できる処理出
力がより小さい場合、以下のような式（５）：

【数５】 により、平均心拍数ＨＲを計算することによって時間領
域においてＨＲＶを計算することもでき、図６に示すよ
うに、予め設定した心拍数閾値を心拍数が越える場合
に、ＮＩＢＰ判定を開始することもできる。それから、
ＨＲＶは、以下のような式（６）：

【数６】 によって、平均心拍数の標準偏差として計算することも
でき、図７に示すように、予め設定したＨＲＶ閾値をＨ
ＲＶが越える場合に、ＮＩＢＰ判定を開始することがで
きる。

【００３２】いずれかの計算の結果として、心拍数又は
ＨＲＶに著しい変動が生じた場合には、これらの計算の
全て又は一部を行って判定することができる。ＮＩＢＰ
測定を開始すべきか否かを臨床医が経験的に判定するこ
とができるように、そのようにして得られた心拍数又は
ＨＲＶの変動は臨床医に対して連続的に示されるのが理
想的である。

【００３３】心拍数又はＨＲＶ信号の周波数コンテント
における変動を評価する他の既知の方法を用いて、ＮＩ
ＢＰ測定を開始するための閾値を求めることもできる。
１つの例は、既知の生理学的機構を示す特定の周波数帯
の中での心拍数又はＨＲＶ信号の出力コンテントにおけ
る変動を比較することである。

【００３４】ステップ３０６において、測定されたＨＲ
Ｖの変動について対応する血圧の変化を予測することが
できるように、そのようにして判定された心拍数細変動
の値を、既知の技術を用いて、記録されている血圧値と
関連付けることが好ましい。

【００３５】次に、ステップ３０８では、図７の例に示
すように、ＨＲＶが所定の閾値を超える値であるか否
か、及びＨＲＶがＮＩＢＰ判定を開始するのに十分であ
るか否かを判定する。例えば、ＨＲＶが、ＮＩＢＰ判定
を迅速に開始することを是認するのに十分なだけ、平均
心拍数から所定の割合（例えば、２０％）の変化を示し
ているか否かが判定（determine）される。心拍数（Ｈ
ＲＶ）の著しい変化が判定された場合（例えば、変化が
予め設定された閾値を越える場合）、ステップ３１０
で、ＮＩＢＰ測定信号を発生させ、場合によっては警報
を鳴らし、臨床医に対して、ステップ３１２でＮＩＢＰ
測定を開始すべきであることを警告することができる。
それから、ステップ３１２で、血圧の変化に相関するＨ
ＲＶの著しい変化が生じたことが判定された場合には、
ＮＩＢＰ判定が自動的に開始される。他方で、ディスプ
レイモニター装置にてＨＲＶの著しい変化を観察して、
ステップ３１２で、臨床医は、ＮＩＢＰ判定を開始する
ことができる。いずれの場合にも、図３及び４を参照し
て上に説明したように、ステップ３１２でＮＩＢＰ判定
が行われる。ステップ３１２でＮＩＢＰ判定の結論を出
す際に、ステップ３１４でＮＩＢＰ間隔タイマーを再開
始させて、臨床医によって設定されたＮＩＢＰ測定タイ
ミングが終了するまで、１つのＮＩＢＰ判定を行ってい
ることを反映させ、並びに次に予定されているＮＩＢＰ
判定を行わないようにする。別の態様として、通常の予
定通りのＮＩＢＰ判定に加えて、ＨＲＶの変化によって
開始されるＮＩＢＰ判定を加えることができるように、
ＮＩＢＰタイミングの間隔を計算することもできる。

【００３６】ステップ３０８で、ＨＲＶに著しい変化が
生じなかったと認定された場合、又はステップ３１２
で、ＮＩＢＰ判定が開始された直後である場合、その後
にステップ３１６で、もう１つのＮＩＢＰ判定を開始す
る時点であるか否かということの判定をマイクロプロセ
ッサー１０７がチェックする。そのような場合には、ス
テップ３１２でＮＩＢＰ判定を開始するか、そうでない
場合（例えば、動力オフ信号が受け取られておらず、そ
してカフ１０１が分離されていない場合）には、ステッ
プ３１８で、ＮＩＢＰモニタリングを続けるべきかとい
うことの判定をマイクロプロセッサー１０７がチェック
する。ＮＩＢＰモニタリングを続ける場合、ステップ３
０２で心拍数を再度測定して、プロセスを繰り返す。そ
うでない場合には、ステップ３２０でＮＩＢＰモニタリ
ングのルーチンを終了する。

【００３７】本発明の好ましい態様において、ＨＲＶの
変化が２０mmHgよりも大きい血圧値の変動に関連付けら
れ、それに応じて所定の閾値が設定されている場合、ス
テップ３１２で血圧判定が自動的に開始される。当然の
ことながら、偽陽性(false positive)の数及び偽陰性(f
alse negative)の数を小さくするために、所望に応じ
て、これ以外の閾値を設定することができる。

【００３８】当業者には、本発明によるＨＲＶの変化に
基づいてＮＩＢＰ判定を開始することによって、常套の
ＮＩＢＰ判定についての設定時間が延長され、従って、
患者の四肢に与え得る外傷をより少なくし、患者に与え
る危険及び不快感をより減らすことができるということ
が理解されるであろう。

【００３９】上述した事項は本発明を説明するための態
様例を記載したのであるが、本発明の新しい教示事項か
ら離れることなく多様な変更態様が可能であるというこ
とも当業者には理解されるであろう。例えば、例えばHo
od等の米国特許第４,４６１,２６６号に開示されている
ように収縮期血圧から圧力を増大させる血圧モニタリン
グに、本発明の技術を用いることができるということ
が、当業者には理解されるであろう。同様に、Ramseyら
によって開示された振幅対応技術（amplitude matching
techniques）を用いないで、十分な品質の振動コンプ
レックスが与えられたか否かを判定する血圧モニター装
置に、本発明の技術を用いることができるということも
当業者には理解されるであろう。本発明の方法は、脈波
速度技術などのような振動方式方法以外の血圧測定技術
を用いる血圧モニター装置にも適用することができる。
更に、心拍数は、マルチパラメーター患者モニターのＥ
ＣＧモニターによって検知されるＱＲＳコンプレックス
から検知されることが好ましいが、プレスチモグラフ、
酸素飽和度トランスデューサ、又は心拍数の変化を測定
することができるその他の好適なデバイスを用いて、心
拍数を検知することもできる。従って、そのような変更
例は全て、本発明の範囲の中に含まれる。

【００４０】本発明には、自動化血圧計が、非観血的血
圧測定用カフを用いて患者の血圧を測定する血圧測定装
置、前記血圧測定用カフを膨張させずに患者の心拍数に
おける細変動をモニタリングする心拍数細変動モニター
装置、並びに予め設定された時間で患者の心拍数が予め
設定された程度で変動したことを心拍数変動モニター装
置が示す場合に、血圧測定装置による血圧測定を開始
し、所定の程度の心拍数細変動を予め設定された患者の
血圧の変化の割合に関連付ける制御手段を有してなる態
様も含まれる。本発明の装置は、特許請求の範囲の第２
項〜第７項に記載した１又はそれ以上の特徴をも含み得
る。

【００４１】本発明には、自動化振動方式血圧モニター
装置が、加圧カフ、前記カフを膨張及び収縮させる手
段、前記カフ内の時間変化する圧力を測定することによ
って動脈血圧振動コンプレックスを測定する手段、患者
の推定収縮期血圧を越える圧力レベルになるまで患者の
動脈の周囲でカフを膨張させ、及び予め設定された圧力
の減少率にてカフを収縮させるように前記膨張及び収縮
させる手段に指示すること、各圧力レベルにて動脈圧力
振動コンプレックスを求めること、並びにそのような動
脈圧力振動コンプレックスから、患者の振動包絡線の少
なくとも一部を表すパラメーターを判定することによっ
て、予め設定された間隔にて患者の血圧を判定する手
段、前記カフを膨張させずに患者の心拍数における変化
を検知する手段、並びに患者の血圧における所定の割合
の変化に関連付けられる患者の心拍数における変化を前
記検知手段が検知する場合に、予め設定されたいずれか
の間隔が終了する前に、前記血圧判定手段によって血圧
判定を迅速に開始するための前記心拍数変化検知手段に
反応する手段を有してなる態様も含まれる。本発明のモ
ニター装置は、特許請求の範囲の第９項〜第１３項に記
載した１又はそれ以上の特徴をも含み得る。

【００４２】本発明には、患者の血圧をモニタリングす
る方法が、非観血的血圧測定カフを用いて、予め設定さ
れた間隔で患者の血圧を判定するステップ、前記カフを
膨張させずに、心拍数における変化を連続的にモニタリ
ングし、患者の心拍数を連続的に判定するステップ、患
者の心拍数における変化を患者の血圧の変化に関連付け
るステップ、前記患者の血圧における所定の割合での変
化に関連付けを行う関連付けステップにおいて、患者の
心拍数における変化が判定された場合に、いずれかの所
定の間隔が終了する前に血圧判定を開始するステップを
有してなる態様も含まれる。更に、本発明には、患者の
血圧をモニタリングする方法が、加圧カフ、前記カフを
膨張及び収縮させる手段、前記カフ内の時間変化する圧
力を測定することによって動脈血圧振動コンプレックス
を測定する手段、並びに患者の推定収縮期血圧を越える
圧力レベルになるまで患者の動脈の周囲でカフを膨張さ
せ、及び予め設定された圧力の減少率にてカフを収縮さ
せるように前記膨張及び収縮させる手段に指示するこ
と、各圧力レベルにて動脈圧力振動コンプレックスを求
めること、並びにそのような動脈圧力振動コンプレック
スから患者の振動包絡線を判定することによって予め設
定された間隔にて患者の血圧を判定する手段を有してな
る自動化振動方式血圧モニター装置において、前記カフ
を膨張させずに患者の心拍数を判定するステップ、患者
の心拍数の変化をモニターするステップ、患者の心拍数
の変化を患者の血圧の変化に関連付けるステップ、並び
に患者の心拍数の変化を、患者の血圧における所定の割
合での変化に関連付ける場合に、予め設定されたいずれ
かの間隔が終了する前に、振動方式血圧モニター装置に
よって血圧判定を開始するステップを含む態様も含まれ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、時間領域における心拍数細変動を示
している。

【図２】 図２は、周波数領域における心拍数細変動を
示している。

【図３】 図３は、本発明を実施している非観血的血圧
（ＮＩＢＰ）測定モニター装置を摸式的に示している。

【図４】 図４は、本発明に従ってＮＩＢＰモニター装
置を用いて測定した、段階的収縮ステップ及び対応する
振動コンプレックスを含む測定サイクルを示す、時間に
対する圧力のグラフである。

【図５】 図５は、本発明に従って患者の心拍数細変動
（ＨＲＶ）によって開始するＮＩＢＰモニタリングの操
作を示すフローチャートである。

【図６】 図６は、時間の経過に伴って、患者の心拍数
における変化に基づいてＮＩＢＰ測定を開始するための
閾値を示している。

【図７】 図７は、時間の経過に伴って、患者の心拍数
細変動における変化に基づいてＮＩＢＰ測定を開始する
ための閾値を示している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ローレンス・ティ・ハーシュ アメリカ合衆国33624フロリダ州タムパ、 パイニー・レイン・ドライブ5812番 (72)発明者 リチャード・メデロ アメリカ合衆国フロリダ州タムパ、マッケ ロイ・アベニュー4849番 Ｆターム(参考） 4C017 AA02 AA08 AC03 AC16 AD07 BC16 BD01 BD06 DD14 FF08 4C027 AA02 BB05 CC06 GG11 GG16

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 患者の血圧を測定する血圧測定装置；患
   者の心拍数における変化をモニターする心拍数細変動モ
   ニター装置；及び予め設定された時間で患者の心拍数が
   予め設定された程度で変動したことを心拍数変動モニタ
   ー装置が示す場合に、血圧測定装置による血圧測定を開
   始する制御手段を有してなる自動化血圧測定装置。
2. 【請求項２】 振動測定式の血圧モニター装置における
   血圧測定装置であって、 膨張及び収縮可能な加圧カフ；前記カフに対して中程度
   の圧力を選択的に加えて、前記カフを膨張及び加圧させ
   るように操作可能なように前記カフに組み合わせられた
   膨張手段；いずれかの血圧の振動を含めて、カフ圧力を
   検知するために、前記カフに組み合わせられたカフ圧検
   知手段；及び前記カフから選択的に圧力を除去するよう
   に操作可能なように前記カフに組み合わせられた収縮手
   段を有してなる請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 心拍数細変動モニター装置は、患者の心
   拍数を表示するディスプレイ装置及び心電図測定装置を
   有してなる請求項１記載の装置。
4. 【請求項４】 制御手段は、予め設定された時間で患者
   の心拍数について所定の程度の変化を検出すると、血圧
   測定装置に対して開始信号を発することによって血圧測
   定を自動的に開始する請求項１記載の装置。
5. 【請求項５】 制御手段は、予め設定された時間で平均
   心拍数を計算し、並びに予め設定された時間で平均心拍
   数の標準偏差として前記心拍数の細変動を計算する請求
   項４記載の装置。
6. 【請求項６】 制御手段は、予め設定された周波数範囲
   で心拍数の出力スペクトル密度を計算し、予め設定され
   た周波数範囲で平均周波数を計算し、並びに予め設定さ
   れた周波数範囲で平均周波数の標準偏差として心拍数の
   細変動を計算する請求項４記載の装置。
7. 【請求項７】 制御手段は、前記心拍数細変動を、測定
   した血圧値に関連付けを行い、心拍数細変動が血圧の所
   定の割合での変化と関連付けられる場合には、開始信号
   を発する請求項４記載の装置。
8. 【請求項８】 加圧カフ；前記カフを膨張及び収縮させ
   る手段；前記カフ内の時間変化する圧力を測定すること
   によって動脈血圧振動コンプレックスを測定する手段；
   患者の推定収縮期血圧を越える圧力レベルになるまで患
   者の動脈の周囲でカフを膨張させ、及び予め設定された
   圧力の減少率にてカフを収縮させるように前記膨張及び
   収縮させる手段に指示すること、各圧力レベルにて動脈
   圧力振動コンプレックスを求めること、並びにそのよう
   な動脈圧力振動コンプレックスから、患者の振動包絡線
   の少なくとも一部を表すパラメーターを判定することに
   よって、予め設定された間隔にて患者の血圧を判定する
   手段；患者の心拍数における変化を検知する手段；並び
   に患者の血圧における所定の割合の変化に関連付けられ
   る患者の心拍数における変化を前記検知手段が検知する
   場合に、予め設定されたいずれかの間隔が終了する前
   に、前記血圧判定手段によって血圧判定を迅速に開始す
   るための前記心拍数変化検知手段に反応する手段を有し
   てなる自動化振動方式血圧モニター装置。
9. 【請求項９】 患者の血圧について予め設定された変化
   は２０％である請求項８記載のモニター装置。
10. 【請求項１０】 前記心拍数変動検知手段は、心電図測
    定装置及び患者の心拍数を表示するディスプレイ装置を
    有してなる請求項８記載のモニター装置。
11. 【請求項１１】 前記血圧判定開始手段は、患者の血圧
    について所定の割合の変化に関連付けられる心拍数の変
    化を検知すると、膨張及び収縮させる手段に対して開始
    信号を発することによって血圧判定を自動的に開始する
    請求項８記載のモニター装置。
12. 【請求項１２】 予め設定された時間で平均心拍数を計
    算し、並びに予め設定された時間で平均心拍数の標準偏
    差として心拍数の変化を計算する請求項８記載のモニタ
    ー装置。
13. 【請求項１３】 前記血圧判定開始手段は、予め設定さ
    れた周波数範囲で心拍数のパワースペクトル密度を計算
    し、予め設定された周波数範囲で平均周波数を計算し、
    予め設定された周波数範囲で前記平均周波数の標準偏差
    として心拍数の変化を計算する請求項８記載のモニター
    装置。
14. 【請求項１４】 患者の血圧をモニタリングする方法で
    あって、 予め設定された間隔で患者の血圧を判定するステップ、
    心拍数における変化を連続的にモニタリングし、患者の
    心拍数を連続的に判定するステップ、 患者の心拍数における変化を患者の血圧の変化に関連付
    けるステップ、 前記患者の血圧における所定の割合での変化に関連付け
    を行う関連付けステップにおいて、患者の心拍数におけ
    る変化が判定された場合に、いずれかの所定の間隔が終
    了する前に血圧判定を開始するステップを有してなる方
    法。
15. 【請求項１５】 加圧カフ、前記カフを膨張及び収縮さ
    せる手段、前記カフ内の時間変化する圧力を測定するこ
    とによって動脈血圧振動コンプレックスを測定する手
    段、並びに患者の推定収縮期血圧を越える圧力レベルに
    なるまで患者の動脈の周囲でカフを膨張させ、及び予め
    設定された圧力の減少率にてカフを収縮させるように前
    記膨張及び収縮させる手段に指示すること、各圧力レベ
    ルにて動脈圧力振動コンプレックスを求めること、並び
    にそのような動脈圧力振動コンプレックスから患者の振
    動包絡線を判定することによって予め設定された間隔に
    て患者の血圧を判定する手段を有してなる自動化振動方
    式血圧モニター装置において、 患者の心拍数を判定するステップ、 患者の心拍数の変化をモニターするステップ、 患者の心拍数の変化を患者の血圧の変化に関連付けるス
    テップ、並びに患者の心拍数の変化を、患者の血圧にお
    ける所定の割合での変化に関連付ける場合に、予め設定
    されたいずれかの間隔が終了する前に、振動方式血圧モ
    ニター装置によって血圧判定を開始するステップを含む
    患者の血圧をモニタリングする方法。