JP2004503281A - 血圧測定のためのシステム - Google Patents

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Abstract

圧力信号(Uprise)に対応して動脈を閉塞するために動脈に圧力(P)を加圧するため及び圧力放出信号(Uprelease)に対応して再度開いた動脈に圧力を引き続き放出するための手段(4)、次ぎの圧力放出信号が加圧するための手段に供給されるべき後の基準点時間からの遅延時間(Tdelay1)を第一時間持続期間(T1)と第二時間持続期間(T2)を比較することにより、並びに次ぎの測定サイクルで動脈に供給される圧力(P2)を計算するために、並びに引き続く圧力信号(Uprise)及び加圧するための手段(4)に対する計算された圧力(P2)及び遅延時間(Tdelay1)に対応する圧力放出信号(Uprelease)を供給するために計算するための手段(11)からなる生物の動脈(3)に重なるエリア(2)での限られた数の血圧サイクル中に血圧を測定するためのシステム(1)。

Description

【0001】
本発明は、生物の動脈に重なるエリアでの限られた数の血圧サイクル中に血圧を測定するためのシステムに関する。
【0002】
序章にて定義されたこの種類のシステムは、米国特許出願番号4660566にて公知である。
【0003】
既知のシステムは、膨張式クッションに提供されたセンサを含む測定ユニット及び処理ユニットからなる。クッションは、使用者の腕に着用される柔軟な物質の腕輪からなるキャリアに提供される。かかる既知のシステムにおいて、圧力パルスは、動脈に対する妨害及び連続的な妨害しない状態若しくは動脈に対する妨害しない及び連続的な妨害状態を被験者の橈骨動脈に重なる局所的個別の外部ポイントへのクッションの手段によって適用される。センサがそれぞれの妨害しない若しくは妨害状態を検出する場合、クッション内圧力の瞬時値は、被験者の血圧の処理ユニット値を通して提供される目的のために測定される。既知のシステムの欠点は、システムによって与えられた収縮期及び心拡張期血圧の測定結果が、被験者圧力ラインに沿った測定は正確に確認することができず、収縮期における少なくとも一つの測定及び血圧サイクルの心拡張期の最低測定が存在するか知られていないために正確でないことである。この理由により、収縮期及び心拡張期血圧が起こるポイント時間で実行される測定が、高い統計的確立を有するために長い測定時間が必要とされる。
【0004】
本発明の目的は、収縮期及び心拡張期血圧のより正確で迅速な測定を供給するために改良された血圧測定システムを提供することである。
【0005】
かかる目的を達成するために、本発明によるシステムは
−圧力信号に対応して動脈を閉塞するために動脈に加圧するため、及び圧力放出信号に対応して再度開いた動脈に圧力を引き続き放出するための手段;
−基準点時間(reference point time)を決定するため、及び基準点時間に対応して基準時間信号(reference time signal)を提供するための手段;
−血圧サイクル中に最高圧力が起こる第一ポイント時間を検出するため、及び第一ポイント時間に対応して第一時間信号を提供するための手段;
−基準点時間から第一ポイント時間への第一時間持続期間を基準時間信号及び第一時間信号から計算するための手段;
−圧力の放出後動脈の開きが起こる第二ポイント時間を検出するため、及び第二ポイント時間と対応して第二時間信号を提供するための手段;
−第二ポイント時間での動脈に加圧する手段内の圧力を決定するための手段;
−基準点から第二ポイント時間への第二時間持続期間を基準時間信号及び第二時間信号から計算するための手段;
−次ぎの圧力放出信号が加圧するための手段に供給されるべき後の基準点時間からの遅延時間を第一時間持続期間と第二時間持続期間を比較することにより、及び次ぎの測定サイクルで動脈に供給される圧力を計算するために、並びに引き続く圧力信号及び加圧するための手段に対する計算された圧力及び遅延時間に対応する圧力放出信号を供給するために計算するための手段;
からなることを特徴とされる。
【0006】
血圧測定は、圧力により動脈が閉塞されるまで動脈に圧力を適用することによって開始される。その後、クッションでの圧力が動脈が再度開かれるまで引き続き放出されるポイント時間から、基準点時間が決定される。かかる圧力の放出中、最高圧力が起こるポイント時間が検出され、動脈の開きが起きるポイント時間が検出され、それぞれのポイント時間に対応する第一及び第二時間信号が提供される。動脈内での血圧を示唆する加圧手段内の圧力が動脈が開いている時間である第二ポイント時間にて決定される。次いで、基準点時間から最高圧力が起こるポイント時間への第一時間持続期間が、基準点時間から動脈の開きが起こるポイント時間への第二時間持続期間と比較される。この比較から遅延時間が計算される。この遅延時間は、次ぎの圧力放出信号が加圧するための手段に供給された後の基準点時間からの遅延時間である。さらに、次ぎの測定サイクルで動脈に適用される圧力は、上記比較に依存して計算される。次いで、上記の計算された遅延時間及び圧力に対応する信号が、動脈へ加圧するための手段に提供される。加圧する手段における遅延時間及び圧力は、限られたサイクル数の測定を繰り返すことによって精錬される。このように、第一時間持続期間と第二時間持続期間との比較は、所定の耐性時間間隔(tolerance time interval)内で最高圧力が起こるポイント時間と動脈の開きが一致するポイント時間まで繰り返される。この瞬間において加圧手段内で決定された圧力は、被験者の収縮期血圧の正確な示唆を与える。このようにして、収縮期血圧は正確さ及び迅速性を伴って得られる。
【0007】
本発明と一致するシステムの実施態様は、基準点時間が血圧サイクルが起こる収縮期の開始におけるポイント時間であることが特徴とされる。測定は、動脈内の血圧の上昇の開始と対応するポイント時間で開始し、このように、測定された圧力は収縮期血圧である最高圧力の近辺であると知られている。収縮期血圧を決定するために単に限られた回数の測定が必要であるため、収縮期血圧が測定される速度の増加において有利である。
【0008】
本発明と一致するシステムの実施態様は、動脈へ加圧する手段内の圧力パルスが所定の閾値を上回るポイント時間の作動中に検出するためのセンサからなる収縮期の開始を検出するための手段を特徴とする。このように、収縮期の開始は容易に決定される。
【0009】
本発明と一致するシステムの実施態様は、心拡張期血圧を測定するための次ぎの測定段階における加圧する手段に供給されるさらなる圧力放出信号後の基準点時間からのさらなる遅延時間を決定するために設計され、さらなる遅延時間と対応してさらなる圧力放出信号を供給するために計算するための手段、基準点時間から一つの圧力サイクルの終点と対応するエンドポイント時間までの心拍持続期間を被験者の少なくとも二つの脈拍のタイミングから決定するための手段、さらなる圧力放出信号に反応する圧力放出後の動脈の開きが起きるさらなるポイント時間を検出するため、及びさらなるポイント時間に対応して第三時間信号を提供するための手段、基準点時間からさらなるポイント時間までの第三時間持続期間を基準時間信号及びさらなる時間信号から計算するための手段、次ぎの測定段階において加圧する手段に次ぎの圧力放出信号が供給される後のさらなる遅延時間における次ぎの値を心拍持続期間と第三時間持続期間を比較することによって、及び加圧する手段へのさらなる遅延時間における次ぎの値と対応するさらなる圧力放出信号において引き続き次ぎの値を供給するために決定して計算するための手段からなることを特徴とされる。
【0010】
心拡張期血圧を決定するために、加圧する手段にさらなる圧力放出信号が供給される後の基準点時間からのさらなる遅延時間は次ぎの測定段階で決定される。次いで、さらなる遅延時間に対応するさらなる圧力放出信号が加圧する手段に供給され、クッション内の圧力は動脈が再度開くまで引き続き放出される。上記の圧力の放出中、動脈の開きが起こるポイント時間が検出され、上記ポイント時間に対応する第三時間信号が提供される。上記の次ぎには、基準点時間から一つの圧力サイクルの終点と対応するエンドポイント時間までの心拍持続期間が、少なくとも二つの脈拍のタイミングから決定される。上記の心拍持続期間と第三時間持続期間は比較される。上記の比較はさらなる遅延時間における次ぎの値を供給する。次いで、さらなる遅延時間における上記の計算された次ぎの値と対応する信号は、動脈へ加圧する手段に供給される。加圧する手段におけるさらなる遅延時間での続く次ぎの値は、限られたサイクル数の上記測定の繰り返しによって精錬される。このように、心拍持続期間と第三時間持続期間の比較は、最低圧力が起こるポイント時間である血圧サイクル終点のポイント時間を伴う所定の耐性時間間隔内で動脈の開きと一致するポイント時間まで繰り返される。この瞬間における加圧する手段で決められた圧力は被験者の心拡張期血圧の正確な示唆を与える。このようにして、心拡張期血圧は正確さと迅速性を伴って得られる。
【0011】
本発明と一致するシステムの実施態様は、作動中に動脈に加圧するための手段での圧力を測定するための圧力センサ及び圧力センサによって供給された信号からの第一ポイント時間を決定するためのプロセッサからなる第一ポイント時間を検出するための手段を特徴とする。圧力センサは動脈に加圧するための手段での圧力を測定し、上記に対応してプロセッサに信号を提供する。次いで、プロセッサは、上記信号からの第一時間を決定する。このようにして、第一ポイント時間は容易い方法で決定される。
【0012】
本発明と一致したシステムの実施態様は、動脈内の血液の存在を検出するための電子光センサ及び電子光センサによって提供された信号からの第二ポイント時間を決定するためのさらなるプロセッサからなる第二ポイント時間を検出するための手段を特徴とされる。電子光センサは、動脈の近くに位置し、センサによって照射された光の吸収を確認することにより動脈内の血液の存在を検出する。動脈が開いた場合、血液は光を吸収する動脈内に入り込む。電子光センサは、光の吸収の違いを検出し、上記に対応してプロセッサに信号を提供する。次いで、プロセッサは信号からの第二ポイント時間を決定する。
【0013】
本発明と一致するシステムの実施態様は、計算するための手段はまた、圧力が放出されることにより圧力−時間プロファイルを決定し、上記プロファイルに対応する圧力放出信号を計算し供給する手段を特徴とされる。加圧する手段で放出する圧力の圧力−時間プロファイルは、正確な測定を達成するために限られた数の測定サイクルを伴う手法で調節される。このように、少数の測定サイクルが必要とされ、より速い測定が達成される。
【0014】
本発明は、図と関連して下記により詳細に記述されるであろう。
【0015】
図1は、生物の動脈3に重なるエリア2での限られた数の血圧サイクル中に血圧を測定するためのシステム1を示している。システム1は、圧力信号アップライズ(Uprise)に応じて動脈3を塞ぐために動脈3に圧力Pを加えるため及び圧力放出信号アップリリース(Uprelease)に応じて動脈3を開く圧力を連続して放つための手段4からなる。例えば、圧力を加えるための手段4は、膨張し空気を抜くことができるエアーバックからなるが、代替型の加圧手段もまた可能である。システム1はまた、時間での基準点を決定し、時間での基準点に対応する基準時間信号Urefを提供するための手段5からなる。システム1はさらに、血圧サイクル中での最高圧力が発生した時間での第一ポイントを決定し、第一ポイントに対応する第一時間信号Umaxを提供するための手段6からなる。システム1はさらに、基準時間信号Uref及び第一時間信号Umaxから、基準点の時間から第一ポイントの時間への第一時間持続期間ΔT1を計算するための手段7からなる。システム1はさらに、圧力の放出後動脈3の開きが発生する時間における第二ポイントを決定し、第二ポイントの時間と対応して第二時間信号Uopen1を提供するための手段8及び第二ポイント時間で動脈3への加圧のための手段において圧力を決定するための手段9からなる。かかるシステムはさらに、基準時間信号Uref及び第二時間信号Uopen1から、基準点の時間から第二ポイントの時間への第二時間持続期間ΔT2を計算するための手段10からなる。かかるシステムはさらに、第一時間持続期間ΔT1を第二時間持続期間ΔT2と比較することによって、加圧するための手段4に適用するために供給される次ぎの圧力放出信号後の基準点の時間からの遅延時間Tdelay1を計算するため、及び次ぎの測定サイクルにおいて動脈3に適用される圧力P2を計算するため、及び計算された圧力P2と遅延時間Tdelay1に対応する圧力信号アップライズ及び圧力放出信号アップリリースを加圧するための手段4に引き続き供給するための手段11からなる。計算するための手段11は、次ぎの測定段階での加圧のための手段4に次の圧力放出信号3を供給された後のさらなる遅延時間Tdelay2における次の値を心拍持続期間ΔThrと第三時間持続期間ΔT3を比較し、及びさらなる遅延時間Tdelay2における次ぎの値に対応するさらなる圧力放出信号アップリリース2における引き続く次ぎの値を加圧するための手段4に供給するためにさらに決定する。プロファイルに対応する圧力放出信号アップリリースを供給して計算するための手段11である、計算するための手段11はまた、圧力が放出されたことにより、圧力−時間プロファイルを決定する。
【0016】
図2aは、図1のシステムからなる装置を示している。システム1´は、ここでは膨張可能で縮小できるエアバッグによって成形された加圧手段4´が提供されたバンド20からなるリスト血圧モニタ21に組み入れられる。この実施態様において、基準点の時間を決定し、基準点の時間に対応する基準時間信号Urefを提供するための手段5は、血圧サイクルにおいて収縮期の開始を検出するための手段5´からなる。かかる手段5´は、動脈へ加圧するための手段4´内の圧力パルス14が所定の閾値15を上回る作動期間を検出するためのセンサ25からなる。これは、図3aにてさらに示されている。この実施態様において、さらに、第一ポイント時間を検出するための手段6´は、圧力センサ26により提供された信号からの第一ポイント時間を検出するためのプロセッサ36と同様に、作動中に動脈3に加圧するための手段4´内の圧力を測定するための圧力センサ26からなる。
【0017】
この実施態様において、さらに、第二ポイント時間を検出するための手段8´は、動脈内の血液の存在を検出するための電子光センサ28及び電子光センサ28により提供された信号からの第二ポイント時間を決定するためのさらなるプロセッサ38からなる。この実施態様の電子光センサ28は、例えば、光照射ダイオードのような光供給源58を伴う電子光検出器48の形態からなる。作動中、光供給源58は、動脈に重なるエリアに光を照射する。動脈が加圧手段4´によって第一に接近した場合、動脈に重なるエリアは光供給源58からの光の特定量を反射する。加圧手段4´内の圧力が圧力放出信号に対応して放出された場合、動脈は再度開き、血液が動脈に再び入る。動脈内に存在する血液が光の特定量を吸収するため、エリアによる光の反射における変化が起こる。電子光検出器48は、上記の変化を検出し、電子光検出器48によって信号をプロセッサ38信号へ提供する。次いで、プロセッサ38は、動脈の開きが起こるポイント時間である第二ポイント時間を決定する。
【0018】
図3aは、第一測定サイクルでの図1のシステムを伴った収縮期血圧の測定のグラフを示す。グラフにおいて、加圧手段4内の圧力であるところの時間tと圧力Pがお互いに図示された。血圧波13がまた、グラフに示されている。図3aにおいて見られるように、加圧手段4´内の圧力Pは、加圧手段4´により閉塞された動脈でのポイント時間での第一レベルにおいて上昇している。加圧手段4´内の圧力Pは、特定のポイント時間にて再度開かれた動脈に引き続き放出される。加圧手段内の圧力は、グラフのPと血圧波13の交点にて見られるように、かかる放出中の特定ポイント時間での動脈内の圧力に等しいであろう。このポイントにおいて、動脈内の血圧Xが決定される。しかしながら、グラフに見られるように、この測定での動脈内の決められた圧力Xは、収縮期血圧Sを表さず、収縮期血圧Sが起こる以前に測定が行なわれるため、収縮期血圧Sの血圧よりも低い。したがって、次ぎの測定サイクルにおいて、加圧手段4´内の圧力Pは、加圧手段4´により閉塞された動脈でのレベルまで上昇される。さらなるポイント時間bにおいて、手段5´により基準点時間が決定され、基準時間信号Urefは、基準点時間に対応して提供される。この実施態様の基準点時間は、血圧サイクルでの収縮期の開始が起こる時間でのポイントである。この収縮期の開始は、加圧手段4´内の圧力パルス14が所定の閾値15を上回る時間でのポイントを検出するセンサ25によって検出される。かかるポイント時間は、収縮期の開始を示唆している。ポイント時間bから、加圧手段4´内の圧力Pは、再び開かれた動脈に引き続き放出される。圧力センサ26は、かかる放出中での加圧手段4´内の圧力を測定し、プロセッサ36は、圧力センサ26により提供された信号から最高圧力が起こる第一ポイント時間cを決定する。第一時間信号Umaxは、上記ポイント時間に対応して提供される。基準点時間bから第一ポイント時間cへの第一時間持続期間ΔT1は、基準信号Uref及び第一時間信号Umaxから計算される。これに続いて、動脈が開いている場合、手段8´の電子光センサ28が動脈3内の血液の存在を検出し、及びさらにプロセッサ38が電子光センサ28により提供される信号から開いた動脈3が起こる第二ポイント時間を決定する。ポイント時間dに対応して、第二時間信号Uopen1が提供される。基準点時間bから第二ポイント時間dへの第二時間持続期間ΔT2は、基準時間信号Uref及び第二時間信号Uopen1から計算される。
【0019】
第一時間持続期間ΔT1及び第二時間持続期間ΔT2の比較は、次ぎの圧力放出信号が加圧のための手段4´に提供され、次ぎの測定サイクルにて動脈に圧力P2が適用された後の基準点時間bからの遅延時間Tdelay1を計算するために提供する。圧力信号アップライズ及び圧力放出信号アップリリースは、計算された圧力P2及び遅延時間Tdelay1に対応して加圧手段4´へと引き続き供給される。加圧手段4´における遅延時間Tdelay1及び圧力Pは、限られたサイクル数の測定の繰り返しによって改良される。第一時間持続期間ΔT1と第二時間持続期間ΔT2の比較は、動脈の開きが最高圧力が起こるポイント時間を伴う所定の耐性時間間隔内で一致するポイント時間まで繰り返される。この瞬間における加圧手段4´で決められた圧力は、収縮期血圧Sの正確な示唆を与える。プロファイルに対応する圧力放出信号アップリリースを供給して計算するための手段11である、計算するための手段11は、圧力が放出されたことにより、圧力時間プロファイルを決定する。この図にて示されているように、加圧手段4による圧力−時間プロファイルの調節は放出され、限られたサイクル数における正確な測定を可能にする。
【0020】
図3bは、限られたサイクル数後の図3aの測定のグラフを示している。収縮期血圧Sの正確な測定は、この限られたサイクル数後に達成される。Tdelay1における計算された次ぎの値に一致した放出されるべき圧力後の遅延時間を調節することによって、若しくはP2における計算された次ぎの値と一致した動脈に加圧手段4´により適用された圧力を調節することによって行なわれる。計算に依存する圧力若しくは遅延時間、又は両者を調節することが可能であることは注意すべきである。
【0021】
図4は、さらなる測定段階での図1のシステムを伴った収縮期血圧の測定のグラフを示す。基準点時間bからエンドポイント時間fの心拍持続期間ΔThrは、被験者の少なくとも二つの心拍のタイミングから決定される。心拍持続期間ΔThr及び動脈の開きがおきる基準点時間からさらなるポイント時間eへの第三時間持続期間ΔT3は、加圧手段に供給されるべき次ぎの圧力放出信号後の基準点時間bからの計算された第二遅延時間Tdelay2と比較される。引き続き、計算された第二遅延時間Tdelay2と一致する第二圧力放出信号アップリリース2は加圧手段4´に供給される。加圧手段4´での遅延時間は、限られたサイクル数のかかる測定の繰り返しによって改良される。このように、心拍持続期間ΔThrと第三時間持続期間ΔT3との比較は、一つの心拍持続期間が終わりに達するまでのポイント時間を伴う所定の耐性時間間隔内で一致する動脈が開くポイント時間まで繰り返され、したがって最低血圧が起こる。この瞬間での加圧手段で決められた圧力は、被験者の収縮期血圧Dの正確な示唆を与える。
【図面の簡単な説明】
【図1】
本発明によるシステムの第一実施態様の機能的なブロック図を示している。
【図2a】
図1のシステムからなる装置の遠近図である。
【図2b】
図2aの装置のセンサを図形的に示している。
【図3a】
第一測定サイクルでの図1のシステムを伴う収縮期血圧測定のグラフである。
【図3b】
数サイクル後の図3aの測定のグラフである。
【図4】
さらなる測定段階における図1のシステムを伴う心拡張期血圧測定のグラフである。

Claims (7)

  1. 圧力信号に対応して動脈を閉塞するために該動脈に加圧するため、及び圧力放出信号に対応して再度開いた該動脈に圧力を引き続き放出するための手段と、
    基準点時間を決定するため、及び該基準点時間に対応して基準時間信号を提供するための手段と、
    血圧サイクル中に最高圧力が起こる第一ポイント時間を検出するため、及び該第一ポイント時間に対応して第一時間信号を提供するための手段と、
    該基準点時間から該第一ポイント時間への第一時間持続期間を該基準時間信号及び該第一時間信号から計算するための手段と、
    該圧力の放出後に該動脈の開きが起こる第二ポイント時間を検出するため、及び該第二ポイント時間と対応して第二時間信号を提供するための手段と、
    該第二ポイント時間での該動脈に加圧する手段内の該圧力を決定するための手段と、
    該基準点から該第二ポイント時間への第二時間持続期間を該基準時間信号及び該第二時間信号から計算するための手段と、
    次ぎの圧力放出信号が該加圧するための手段に供給されるべき後の該基準点時間からの遅延時間を該第一時間持続期間と該第二時間持続期間を比較することにより、及び次ぎの測定サイクルで該動脈に供給される圧力を計算するために、並びに引き続く圧力信号及び該加圧するための手段に対する該計算された圧力及び遅延時間に対応する圧力放出信号を供給するために計算するための手段と
    からなる生物の動脈に重なるエリアでの限られた数の血圧サイクル中に血圧を測定するためのシステム。
  2. 上記基準点時間は、血圧サイクルが起こる収縮期の開始におけるポイント時間であることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
  3. 前記動脈へ前記加圧する手段内の圧力パルスが所定の閾値を上回るポイント時間の作動中に検出するためのセンサからなる前記収縮期の開始を検出するための手段を特徴とする請求項2に記載のシステム。
  4. 心拡張期血圧を測定するための次ぎの測定段階における前記加圧する手段に供給されるさらなる圧力放出信号後の前記基準点時間からのさらなる遅延時間を決定するために設計され、該さらなる遅延時間と対応してさらなる圧力放出信号を供給するために計算するための手段と、
    前記基準点時間から一つの圧力サイクルの終点と対応するエンドポイント時間までの心拍持続期間を前記被験者の少なくとも二つの脈拍のタイミングから決定するための手段と、
    前記さらなる圧力放出信号に反応する前記圧力放出後の前記動脈の開きが起きるさらなるポイント時間を検出するため、及び該さらなるポイント時間に対応して第三時間信号を提供するための手段と、
    前記基準点時間から前記さらなるポイント時間までの第三時間持続期間を前記基準時間信号及び前記さらなる時間信号から計算するための手段と、
    前記次ぎの測定段階において前記加圧する手段に次ぎの圧力放出信号が供給される後の前記さらなる遅延時間における次ぎの値を前記心拍持続期間と前記第三時間持続期間を比較することによって、及び前記加圧する手段への前記さらなる遅延時間における前記次ぎの値と対応する前記さらなる圧力放出信号において引き続き次ぎの値を供給するためにさらに決定して計算するための手段と
    からなることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
  5. 作動中に前記動脈に前記加圧するための手段での圧力を測定するための圧力センサ及び該圧力センサによって供給された信号からの前記第一ポイント時間を決定するためのプロセッサからなる前記第一ポイント時間を検出するための手段を特徴とする請求項1に記載のシステム。
  6. 前記動脈内の血液の存在を検出するための電子光センサ及び該電子光センサによって提供された信号からの前記第二ポイント時間を決定するためのさらなるプロセッサからなる前記第二ポイント時間を検出するための手段を特徴とする請求項1に記載のシステム。
  7. 前記計算するための手段はまた、前記圧力が放出されることにより圧力−時間プロファイルを決定し、該プロファイルに対応する圧力放出信号を供給して計算する手段を特徴とする請求項1に記載のシステム。
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