JP2010104750A - Method and device for regulation of heart rate and blood pressure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、心拍数増加あるいは血圧上昇の必要性の有無を判定して生体に所定の刺激を加えて心拍数の増加あるいは血圧上昇を図り、場合によってはその時にアラームを発生する心拍数血圧判定調節方法及び装置に関する。The present invention determines whether or not there is a need for an increase in heart rate or an increase in blood pressure and applies a predetermined stimulus to the living body to increase the heart rate or increase the blood pressure. The present invention relates to an adjustment method and apparatus.
除水を行う血液透析の途中では血圧低下が生じる。この血圧低下は、透析低血圧と呼ばれ、透析患者の数十%で生じるといわれる。問題は血圧透析の途中で中止を余儀なくされる場合があることである。この場合は生命の危険もあるため、良い治療法が望まれている。
透析低血圧の治療法としては薬物による方法がある。しかし、この薬物により血圧を上昇させる方法は、徐脈性心房細動等の心拍数減少に伴う低血圧の場合の治療に適しているとはいえない。心拍数減少に伴う血圧低下の治療は、心拍数を増加させることにより血圧を上昇させる治療法が妥当と考えられる。現在、徐脈性心房細動の患者の心拍数を上昇させる機能を有するペースメーカが市販されている。この原理は、ペースメーカ本体とペースメーカリードとの間のインピーダンス(心筋インピーダンス)により、心筋収縮力を測定し、このインピーダンス変化をもとに心拍数を調節(上昇)させるというものである。実際、ペースメーカ装着前には透析低血圧により中止を余儀なくされた徐脈性心房細動患者のペースメーカ装着後の血液透析中の血圧は、途中で血圧低下の傾向が認められたものの、すぐに心拍数の上昇が認められた。この結果、この心拍数上昇に伴い血圧低下から上昇に転じ、中止することなく透析を無事終了したとの報告がある。
一方血圧低下は、血液透析中のほかに、手術中の麻酔が原因でも生じる。このような麻酔等が原因で生じる血圧低下は、手術の中止につながる場合があり、ひいては生命の危険につながり大きな問題になっている。
心疾患がない健常者の場合は、血圧透析中に血圧低下が認められても自律神経が働き交感神経が優位となり、心拍数の調節が行われ、心拍数が上昇し血圧を上昇させることができる。しかし、徐脈性心房細動等の心疾患患者骨の場合はこのような心拍数調節ができない。
このような背景において、心拍数増加あるいは血圧上昇の必要性の有無を判定してフィードバックをかけて、生体に所定の刺激を加えて心拍数の増加あるいは血圧上昇を図り、場合によってはその時にアラームを発生する心拍数血圧判定調節方法及び装置の開発が望まれている。Blood pressure decreases during hemodialysis when water is removed. This decrease in blood pressure is called dialysis hypotension and is said to occur in tens of percent of dialysis patients. The problem is that it may be forced to stop during dialysis. In this case, there is a risk of life, so a good treatment is desired.
There is a drug method as a treatment method for dialysis hypotension. However, this method of increasing blood pressure with a drug is not suitable for the treatment of hypotension accompanying heart rate reduction such as bradycardic atrial fibrillation. A treatment method that increases blood pressure by increasing the heart rate is considered appropriate for the treatment of blood pressure reduction associated with heart rate reduction. Currently, pacemakers that have the function of increasing the heart rate of patients with bradycardic atrial fibrillation are commercially available. This principle is to measure the myocardial contraction force by the impedance (myocardial impedance) between the pacemaker main body and the pacemaker lead, and adjust (increase) the heart rate based on this impedance change. In fact, the blood pressure during hemodialysis after pacemaker wearing in patients with bradycardic atrial fibrillation who had to be stopped due to dialysis hypotension before wearing the pacemaker showed a tendency to decrease in blood pressure, but immediately An increase in numbers was observed. As a result, it has been reported that the dialysis was successfully completed without stopping from the decrease in blood pressure with the increase in heart rate.
On the other hand, blood pressure reduction is caused not only by hemodialysis but also by anesthesia during surgery. Such a decrease in blood pressure caused by anesthesia or the like may lead to the discontinuation of the operation, which in turn leads to life threatening and is a serious problem.
For healthy individuals without heart disease, autonomic nerves work and sympathetic nerves predominate even if blood pressure decreases during dialysis, and heart rate adjustment is performed, increasing heart rate and increasing blood pressure. it can. However, in the case of bones of patients with heart diseases such as bradycardic atrial fibrillation, such heart rate adjustment cannot be performed.
In such a background, it is judged whether there is a need for an increase in heart rate or blood pressure, and feedback is given to increase the heart rate or blood pressure by applying a predetermined stimulus to the living body, and in some cases an alarm is given at that time It is desired to develop a method and an apparatus for determining and adjusting a heart rate and a blood pressure that generate blood pressure.
透析低血圧が生じて透析中止を余儀なくされた場合は、透析低血圧の原因を究明することが重要である。透析低血圧の原因が、徐脈性心房細動等の心疾患がある場合は、この対策が必要になる。ひとつは上記の機能を有するペースメーカの植え込みである。
しかしながら、何らかの原因でペースメーカの植え込みを実施できない場合がある。また手術中の麻酔が原因で生じる血圧低下の場合は、心疾患が原因でないため、ペースメーカ植え込みが適応にならない。従って、本発明は心拍数増加あるいは血圧上昇の必要性の有無を判定して生体に所定の刺激を加えて心拍数の増加あるいは血圧上昇を図り、場合によってはその時にアラームを発生する心拍数血圧判定調節方法及び装置を提供することを目的とする。When dialysis hypotension occurs and dialysis is forced to stop, it is important to investigate the cause of dialysis hypotension. If the cause of dialysis hypotension is heart disease such as bradycardic atrial fibrillation, this measure is necessary. One is implantation of a pacemaker having the above functions.
However, pacemaker implantation may not be performed for some reason. In the case of blood pressure reduction caused by anesthesia during surgery, pacemaker implantation is not indicated because heart disease is not the cause. Therefore, the present invention determines whether or not there is a need for an increase in heart rate or an increase in blood pressure and applies a predetermined stimulus to the living body to increase the heart rate or increase the blood pressure, and in some cases, an alarm is generated at that time. It is an object of the present invention to provide a determination adjustment method and apparatus.
本発明の請求項1に記載の心拍数血圧判定調節方法は、生体の所定部位から心拍数および血圧を検出し(検出手段)、血圧透析前あるいは麻酔下の手術前または、これらを開始した直後の心拍数および血圧を検出して記憶(記憶手段)すると共に、血液透析開始後あるいは麻酔下の手術開始後の心拍数および血圧を検出して(検出手段)、記憶し(記憶手段)、記憶した血液透析前、麻酔下手術前あるいは血液透析開始直後、麻酔下手術開始直後の心拍数および血圧から、血液透析開始後あるいは麻酔下手術開始後の心拍数および血圧の任意のレベルに閾値を設定し(閾値設定手段)、経時的に変動する心拍数および血圧とこれらの閾値との比較(比較手段)を行って電気刺激あるいは磁気刺激その他の刺激を所定の時間間隔で生体に加える必要があるか否かを判定(判定手段)し、この判定結果に基づいて電気刺激あるいは磁気刺激を生体に加え(刺激手段)、同時に警報を発生する警報発生手段とを具えるものであることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項2に記載の心拍数血圧判定調整装置は、例えば図1に示すように、生体の所定部位に装着された電極と血圧センサを用いて心拍数および血圧を検出し(検出手段)、血圧透析前あるいは麻酔下の手術前あるいは、これらを開始した直後の心拍数および血圧を検出して記憶する(記憶手段)と共に、血液透析開始後または麻酔下の手術開始後の心拍数および血圧を検出して記憶し(記憶手段)、記憶した血液透析前、麻酔下手術前あるいは血液透析開始直後、麻酔下手術開始直後の心拍数および血圧から、血液透析開始後あるいは麻酔下手術開始後の心拍数および血圧の任意のレベルに閾値を設定し(閾値設定手段)、経時的に変動する心拍数および血圧とこれらの閾値との比較を行って電気刺激あるいは磁気刺激その他の刺激を所定の時間間隔で生体に加える必要があるか否かを判定し(判定手段)、この判定結果に基づいて電気刺激あるいは磁気刺激を生体に加え(刺激手段)、同時に警報を発生する警報手段とを具えるものであることを特徴とする心拍数血圧判定調整装置である。The heart rate and blood pressure determination adjustment method according to claim 1 of the present invention detects a heart rate and blood pressure from a predetermined part of a living body (detection means), and before blood pressure dialysis or before surgery under anesthesia or immediately after the start thereof. The heart rate and blood pressure are detected and stored (memory means), and the heart rate and blood pressure after the start of hemodialysis or after surgery under anesthesia are detected (detection means), stored (memory means), and stored. Threshold is set to any level of heart rate and blood pressure after starting hemodialysis or starting under anesthesia, based on heart rate and blood pressure immediately before starting hemodialysis, before surgery under anesthesia or immediately after starting hemodialysis, and immediately after starting surgery under anesthesia (Threshold setting means), and compares the heart rate and blood pressure, which fluctuates with time, with these threshold values (comparison means) to apply electrical stimulation, magnetic stimulation or other stimulation to the living body at predetermined time intervals. Judgment is made (determination means) whether or not there is a necessity, and an electrical or magnetic stimulus is applied to the living body based on the determination result (stimulation means), and alarm generation means for simultaneously generating an alarm is provided. It is characterized by.
Moreover, the heart rate blood pressure determination adjustment apparatus according to
電気刺激式の場合は、心拍数血圧判定調整装置内の電気刺激装置より出力される。磁気刺激式の場合は、心拍数血圧判定調整装置内の磁気刺激装置より出力される。
特に磁気刺激式は、パルス電流が供給されて磁束を発生する磁気刺激コイルを介して、心筋あるいは交感神経に渦電流を加えて心拍数調節治療を行う方法であるため、無侵襲であり痛みもなく患者に与える負担が少ない。In the case of the electrical stimulation type, it is output from the electrical stimulation device in the heart rate blood pressure determination adjustment device. In the case of the magnetic stimulation type, it is output from the magnetic stimulation device in the heart rate blood pressure determination adjustment device.
In particular, the magnetic stimulation method is a non-invasive and painless method because it applies eddy current to the myocardium or sympathetic nerve through a magnetic stimulation coil that generates magnetic flux when supplied with a pulse current. Less burden on patients.
特開2007−075304号公報の電気刺激装置の目的は骨盤内臓の機能不全・疼痛性疾患の治療および骨盤内臓機能不全・疼痛治療であり、心拍数血圧調節に関する開示はない。
また、特開昭57−22770号公報で、磁気刺激コイルへの電流供給が、直流電源で充電されたコンデンサの充電電圧を所定の繰返し周波数でスイッチング制御されるスイッチング素子を通して磁気刺激コイルに放電させる磁気治療器が開示されている。しかしながら、この磁気治療器の目的は、磁気刺激コイルは吸盤等で身体に装着して、血流を良くすることで肩こり、筋肉疲労、関節リュウマチ等の治療を行うことを狙ったもので、心拍数あるいは血圧調節についての対応は開示されていない。
一方、特開平09−276418号公報で、(磁気刺激式)尿失禁治療装置が開示されている。しかし、この公報においても心拍数血圧調節については開示されていない。The purpose of the electrical stimulation device disclosed in JP-A-2007-075304 is to treat pelvic visceral dysfunction / painful disease and pelvic visceral dysfunction / pain, and there is no disclosure regarding heart rate blood pressure regulation.
Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-22770, current supply to a magnetic stimulation coil causes the charging voltage of a capacitor charged by a DC power source to be discharged to the magnetic stimulation coil through a switching element that is switching-controlled at a predetermined repetition rate. A magnetic therapy device is disclosed. However, the purpose of this magnetic therapy device is to attach a magnetic stimulation coil to the body with a sucker or the like and improve the blood flow to treat stiff shoulders, muscle fatigue, rheumatoid arthritis, etc. No response to number or blood pressure regulation is disclosed.
On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 09-276418 discloses a (magnetic stimulation type) urinary incontinence treatment device. However, this publication does not disclose heart rate blood pressure regulation.
本発明の電気刺激式心拍数調節治療装置は、この目的を達成するために、請求項1により、生体表面の心臓を挟む位置に生体刺激用電極を2個以上セットさせて心筋刺激電流を発生させる心筋刺激電流発生手段を備えたことを特徴とする。
また電気刺激式の場合、このような装置を病院の透析治療室あるいは手術室に据置き、心筋刺激用電極を心臓を挟むようにセットさせてパルス状電流を発生させると、心臓の心筋がパルス電流で容易に刺激される。特に、パルス電流のピーク値は最大30mAで、パルス状電流の繰り返し周波数60〜150ppmのパルス状電流を発生させることにより、良好な心拍数血圧調節効果が得られる。パルス幅は最大1ms程度である。
また、判定装置で心電図を自動的に観察しながら、患者の心筋収縮のタイミングを判定して患者の自己の心筋収縮時と心筋収縮時との間に適宜、心拍数血圧調整装置内の電気刺激装置より生体(心筋あるいは交感神経)に自動的に加えて、心拍数の増加を図り、ひいては血圧の上昇を図る。In order to achieve this object, the electrical stimulation type heart rate adjustment treatment device of the present invention generates a myocardial stimulation current by setting two or more biostimulation electrodes at a position sandwiching the heart on the surface of the living body. And a means for generating a myocardial stimulation current.
In the case of electrical stimulation, if such a device is placed in a dialysis treatment room or operating room of a hospital and the myocardial stimulation electrode is set so as to sandwich the heart to generate a pulsed current, the heart myocardium is pulsed. Easily stimulated by electric current. In particular, the peak value of the pulse current is 30 mA at the maximum, and a good heart rate blood pressure regulation effect can be obtained by generating a pulsed current having a pulsed current repetition frequency of 60 to 150 ppm. The maximum pulse width is about 1 ms.
In addition, by automatically observing the electrocardiogram with the determination device, the timing of the patient's myocardial contraction is determined, and the electrical stimulation in the heart rate blood pressure adjusting device is appropriately performed between the patient's own myocardial contraction and myocardial contraction. The device automatically adds to the living body (myocardium or sympathetic nerve) to increase the heart rate and thus increase blood pressure.
本発明の磁気刺激式心拍数血圧調節装置は、この目的を達成するために、生体外の心臓付近にセットさせて磁束を発生する磁気刺激コイルを備え、コイル据置具と、磁気刺激コイルに繰返しパルス状の磁束を発生させるように給電するコイル給電手段とを備えたことを特徴とする。
磁気刺激式の場合、このようなコイル据置具を病院の透析治療室又は手術室に据置き、磁気刺激コイルを心臓付近の、心臓の上、下、あるいは横にセットさせて磁束を発生させると、磁束は体内に侵入し、心臓の心筋が渦電流で容易に刺激される。特に、最大3テスラの磁束密度のパルス状磁束を発生させることにより、良好な心拍数血圧調節効果が得られる。パルス状の磁束は繰り返し周波数60〜150ppmとするか、あるいは患者の自己脈を観察しながら自己脈と自己脈との間に自動的にパルス状磁束を適宜加えてもよい。なおパルス幅の最大は1ms程度である。またコイルに流れるパルス電流のピーク値は、100A〜3000Aである。In order to achieve this object, the magnetic stimulation heart rate blood pressure control apparatus of the present invention includes a magnetic stimulation coil that is set near the heart outside the living body to generate magnetic flux, and is repeatedly applied to the coil stationary tool and the magnetic stimulation coil. Coil feeding means for feeding power so as to generate a pulsed magnetic flux is provided.
In the case of the magnetic stimulation type, if such a coil stationary device is placed in a dialysis treatment room or operating room of a hospital and the magnetic stimulation coil is set near, above, below, or next to the heart, magnetic flux is generated. , Magnetic flux penetrates into the body and the heart muscle is easily stimulated by eddy currents. In particular, by generating a pulsed magnetic flux having a maximum magnetic flux density of 3 Tesla, a good heart rate blood pressure regulation effect can be obtained. The pulsed magnetic flux may have a repetition frequency of 60 to 150 ppm, or a pulsed magnetic flux may be automatically added appropriately between the self pulse and the self pulse while observing the patient's self pulse. The maximum pulse width is about 1 ms. The peak value of the pulse current flowing through the coil is 100A to 3000A.
生体刺激法が電気刺激法の場合は、正負の2つの刺激用電極を右心房の心筋あるいは右心室の心筋を挟むように配置し、また生体刺激法が磁気刺激法の場合は、N極、S極の2つのコイルを右心房の心筋あるいは右心室の心筋を挟むように配置してもよい。When the biostimulation method is an electrical stimulation method, two positive and negative stimulation electrodes are arranged so as to sandwich the myocardium of the right atrium or the right ventricle, and when the biostimulation method is a magnetic stimulation method, the N pole, Two coils of the S pole may be arranged so as to sandwich the myocardium of the right atrium or the myocardium of the right ventricle.
生体刺激法が電気刺激法の場合は、正負の2つの刺激用電極を生体の胸側と背中側に配置し、また生体刺激法が磁気刺激法の場合は、N極、S極の2つのコイルを胸側と背中側に配置してもよい。When the biostimulation method is an electrical stimulation method, two positive and negative stimulation electrodes are arranged on the chest side and the back side of the living body, and when the biostimulation method is a magnetic stimulation method, two electrodes, N pole and S pole, are arranged. Coils may be placed on the chest and back sides.
生体刺激法が電気刺激法の場合は、正負の2つの刺激用電極を右心房の心筋の心耳あるいは右心室の心筋の心尖部に刺激電流が流れるように配置し、また生体刺激法が磁気刺激法の場合は、N極、S極の2つのコイルを右心房の心筋の心耳あるいは右心室の心筋の心尖部に変動磁場による渦電流が流れるように配置してもよい。When the biostimulation method is an electrical stimulation method, two positive and negative electrodes are placed so that the stimulation current flows through the right atrial myocardium or the apex of the right ventricular myocardium. In the case of the method, two coils of N pole and S pole may be arranged so that an eddy current caused by a varying magnetic field flows through the atrial appendage of the myocardium of the right atrium or the apex of the myocardium of the right ventricle.
心拍数の変化を測定し、測定した心拍数の変化をもとに所定時間内の生体刺激の回数あるいは刺激と刺激の時間間隔を調節する刺激時間調節手段を有してもよい。
刺激を開始するための最低血圧を設定するための最低血圧設定手段を有してもよい。また心筋収縮力の変化をもとに心拍数を調節することを目的とする心筋収縮力測定心拍数調節手段を有してもよい。心筋収縮力を心筋電気的インピーダンスにより測定してもよい。さらに刺激回数および刺激と刺激の時間間隔の上限と下限を設定する刺激上限下限設定手段を有してもよい。
血圧が低下するとき刺激回数が増し血圧が上昇するときに刺激回数が減る刺激回数調節手段を有しても良い。あるいは心拍数の変化を測定し、測定した心拍数の変化をもとに所定時間内の生体刺激の回数あるいは刺激と刺激の時間間隔を調節する刺激時間調節手段を有してもよい。
さらに血圧の時間低下率測定手段を有し血圧の時間低下率に基いて単位時間あたりの刺激数を増加させる、あるいは刺激と刺激の時間間隔を調節する刺激時間間隔調節手段を有してもよい。表示を単位時間ごとに測定した血圧また測定値の移動平均とし、心拍数にはこの移動平均の値に基づいて心拍数を調節される心拍数調整手段を有しても良い。
以上の手段はいずれも、適切な血圧を維持するための手段であって、つまり、適切なタイミング、刺激時間間隔および刺激回数を提供し、最適な刺激方法を選択するための手段である。There may be provided stimulation time adjusting means for measuring a change in heart rate and adjusting the number of biological stimulations within a predetermined time or the time interval between stimulations based on the measured change in heart rate.
You may have the minimum blood pressure setting means for setting the minimum blood pressure for starting irritation | stimulation. In addition, a heart rate adjusting means for measuring myocardial contraction force for adjusting the heart rate based on a change in myocardial contraction force may be provided. The myocardial contractile force may be measured by myocardial electrical impedance. Furthermore, you may have a stimulation upper limit lower limit setting means which sets the upper limit and the minimum of the frequency | count of stimulation and the time interval of a stimulus and a stimulus.
There may be provided a stimulation frequency adjusting means for increasing the number of stimulations when the blood pressure decreases and decreasing the number of stimulations when the blood pressure increases. Alternatively, it may have a stimulation time adjusting means for measuring a change in heart rate and adjusting the number of biological stimulations within a predetermined time or the time interval between stimulations based on the measured change in heart rate.
Further, it may have a blood pressure time reduction rate measuring means and a stimulation time interval adjusting means for increasing the number of stimuli per unit time based on the blood pressure time reduction rate or adjusting the time interval between stimulations. . The display may be a blood pressure measured every unit time or a moving average of measured values, and the heart rate may have a heart rate adjusting means for adjusting the heart rate based on the value of the moving average.
All of the above means are means for maintaining appropriate blood pressure, that is, means for providing an appropriate timing, stimulation time interval, and number of stimulations, and selecting an optimal stimulation method.
透析時間は3〜4時間、また手術時間は8時間を超える場合が考えられる。
このように長時間連続的に心拍数の調節が行われる場合は、磁気刺激コイルが発熱するため、冷却手段で磁気刺激コイルを冷却する必要がある。The dialysis time may be 3 to 4 hours, and the operation time may exceed 8 hours.
When the heart rate is adjusted continuously for a long time as described above, the magnetic stimulation coil generates heat, and therefore it is necessary to cool the magnetic stimulation coil by the cooling means.
請求項1及び2に記載の発明において、生体の所定部位に装着された電極と血圧センサを用いて心拍数および血圧を検出し(検出手段)、血圧透析前あるいは麻酔下の手術前または、これらを開始した直後の心拍数および血圧を検出して記憶する(記憶手段)と共に、血液透析開始後あるいは麻酔下の手術開始後の心拍数および血圧を検出して記憶し(記憶手段)、記憶した血液透析前、麻酔下手術前あるいは血液透析開始直後、麻酔下手術開始直後の心拍数および血圧から、血液透析開始後あるいは麻酔下手術開始後の心拍数および血圧の任意のレベルに閾値を設定し(閾値設定手段)、経時的に変動する心拍数および血圧とこれらの閾値との比較を行って電気刺激あるいは磁気刺激その他の刺激を所定の時間間隔で生体に加える必要があるか否かを判定し(判定手段)、この判定結果をフィードバックさせて刺激周波数、刺激のタイミング、刺激時間間隔および刺激の大きさ等を調整して設定し、(心拍数調整手段)電気刺激あるいは磁気刺激を生体に加え(刺激手段)、同時に警報を発生する警報手段とを具えるものである。従って、血圧透析時あるいは麻酔下の手術時に、患者の心拍数あるいは血圧を容易に判定、調節を行うことができる。In the invention according to
以下、図面を参照して本発明の心拍数血圧判定調節方法及び装置の実施例について説明する。図1は、本発明の心拍数血圧調整装置の一実施例の構成を示すブロック図である。図1AおよびBは、患者に電極および血圧センサを装着して電気刺激を加えて心拍数あるいは血圧を調整している状況を示す図である。図1CおよびDは、患者に電極および血圧センサを装着して磁気刺激を加えて心拍数あるいは血圧を調整している状況を示す図である。図3は、心電計の心拍数出力と血圧計の出力を入力したうえで動作させる心拍数血圧判定調整部のブロック図である。図2AおよびBはそれぞれ、電気刺激装置、磁気刺激装置が搭載されている。また、いずれの装置でも、警報装置、表示装置および記録装置が搭載されている。図3は、本発明の心拍数血圧判定調整の流れを示すフローチャートであり、図4は、生体の所定の部位で測定された心拍数、血圧のトレンドグラフおよび、心拍数閾値(下限値、上限値)および血圧閾値(上限値、下限値)を示した図である。
なお図示しないが、心拍数血圧判定調整部は、心拍数記憶手段11、心拍数閾値設定手段12、対閾値心拍数比較手段13、心拍数増加必要性判定手段14、心拍数調整手段15、血圧記憶手段16、血圧閾値設定手段17、対閾値血圧比較手段18、血圧上昇必要性判定手段19などで構成される。Embodiments of the heart rate blood pressure determination adjustment method and apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a heart rate blood pressure adjusting apparatus according to the present invention. 1A and 1B are diagrams showing a situation in which an electrode and a blood pressure sensor are attached to a patient and an electric stimulus is applied to adjust a heart rate or blood pressure. 1C and 1D are diagrams showing a situation in which an electrode and a blood pressure sensor are attached to a patient and a heart rate or blood pressure is adjusted by applying magnetic stimulation. FIG. 3 is a block diagram of a heart rate blood pressure determination adjustment unit that operates after inputting the heart rate output of the electrocardiograph and the output of the sphygmomanometer. 2A and 2B are each equipped with an electrical stimulation device and a magnetic stimulation device. In any device, an alarm device, a display device, and a recording device are mounted. FIG. 3 is a flowchart showing the flow of heart rate blood pressure determination adjustment according to the present invention. FIG. 4 shows a heart rate and blood pressure trend graph measured at a predetermined part of a living body, and heart rate threshold values (lower limit value, upper limit value). Value) and blood pressure threshold values (upper limit value, lower limit value).
Although not shown, the heart rate blood pressure determination adjustment unit includes a heart
図1において、1は、例えば生体増幅器等を内蔵する心電計で、生体の所定部位、右手、左手、足に装着された電極E1〜E3、または右鎖骨付近、左鎖骨付近、足に装着された電極E1〜E3から導出された心電図を検出し、心拍数を測定する。In FIG. 1, 1 is an electrocardiograph having a built-in bioamplifier or the like, for example, electrodes E1 to E3 attached to a predetermined part of a living body, right hand, left hand, foot, or right clavicle, left clavicle, or foot The electrocardiogram derived from the electrodes E1 to E3 thus detected is detected, and the heart rate is measured.
図1では、電極を装着して心電図を測定することにより心拍数を測定しているが、光を応用したパルスオキシメータあるいは脈波計により脈拍数を測定して心拍数測定の代用としてもよい。心電図は電磁波の影響を受けて雑音が入りやすいが、光を応用して測定する脈波は、電磁波の影響が少ないと考えられ、本装置では有用である。In FIG. 1, the heart rate is measured by attaching an electrode and measuring the electrocardiogram. However, the pulse rate may be measured by a pulse oximeter or pulse wave meter using light to substitute for the heart rate measurement. . An electrocardiogram is susceptible to noise due to the influence of electromagnetic waves, but pulse waves measured by applying light are considered to be less affected by electromagnetic waves and are useful in this apparatus.
図1に示す血圧計2は、カフ型、フィナプレス型のいずれを用いても良いが、所定の時間間隔で血圧変動を測定する必要がある。また、大腿部あるいは足首の動脈の血圧を直接測定して血圧変動を連続測定してもよい。The
4は、心拍数血圧判定調整部で、例えばRAM、ROMを有するCPU等により構成され、2で測定される心拍数あるいは血圧から、血液透析前あるいは開始直後の心拍数あるいは血圧レベルを検出し、これらを考慮して設定された心拍数あるいは血圧の閾値との比較を行って、その結果により心拍数および血圧の調節を行うか否かの判定を行う。この判定に基づき生体に刺激を加えるか否かの制御を行い、場合によっては9よりアラーム信号を出力するか否かの制御も行う。心拍数血圧の調整を行うか否かの判定を自動的に行う場合には、ROMに予め心拍数血圧調整判定プログラムを格納しておくことにより判定を行うことができる。或いは、次に説明する操作部3の設定操作による手動判定も可能である。また、RAMには、検出した血液透析あるいは麻酔下手術の前の心拍数データ、血圧データおよび血液透析あるいは麻酔下手術開始後の心拍数、血圧データ、手動判定の場合の閾値レベルや所要とするデータ等を一時的に記憶する。アラーム信号は、心拍数あるいは血圧レベルが下限閾値レベルより低い場合あるいは上限閾値レベルより高い場合、判定調整部4から出力されるようになっている。4 is a heart rate blood pressure determination adjustment unit, which is constituted by, for example, a CPU having RAM, ROM, etc., and detects the heart rate or blood pressure level before hemodialysis or immediately after the start from the heart rate or blood pressure measured in 2; A comparison is made with a heart rate or blood pressure threshold set in consideration of these, and it is determined whether or not to adjust the heart rate and blood pressure based on the result. Based on this determination, control is performed as to whether or not a stimulus is applied to the living body. In some cases, control is performed as to whether an alarm signal is output from 9. When automatically determining whether or not to adjust the heart rate and blood pressure, the determination can be made by storing a heart rate and blood pressure adjustment determination program in the ROM in advance. Alternatively, manual determination by a setting operation of the
図2において3は、例えばキーボード、或いは押しボタンを有する操作パネル等により構成される操作部で、自動判定或いは手動判定の選択、心電計1および血圧計2で測定される心拍数あるいは血圧の閾値の設定、これらのアラームレベルの設定、アラームの解除及び所要とする各種データの設定等を行う。8は表示装置で、例えばCRT或いは液晶表示装置等で構成され、心拍数および血圧のトレンド、アラームレベル、所要のデータ等を表示する。In FIG. 2,
9は警報部で、例えば発光ダイオード(LED)等の発光素子及びその駆動部から構成され、判定部調整4から出力されるアラーム信号により点灯或いは点滅による警報を発生する。或いは、警報装置9は、例えばブザー又は小形スピーカ等の音響素子とその駆動部により構成してもよい。また、警報装置9は、LEDと、ブザー又はスピーカのいずれかとを組み合わせて、光及び音による警報を同時に発する様に構成することもできる。Reference numeral 9 denotes an alarm unit, which includes a light emitting element such as a light emitting diode (LED) and a driving unit thereof, and generates an alarm by lighting or blinking by an alarm signal output from the
また、7は記録装置であり、後の解析や分析のため、判定部調整4から出力される心拍数あるいは血圧に基づく信号、アラームレベル等の経時的な変化の記録を行う。
5あるいは6はそれぞれ、電気刺激装置、磁気刺激装置で、判定調整部4の指示により、生体の心筋あるいは交感神経に所定の時間間隔で電気刺激あるいは磁気刺激を加える機能を有する。
次に、上記構成について、図3のフローチャート及び図4の心拍数および血圧のトレンドグラフを参照して、心拍数の増加の必要性あるいは血圧増加の必要性の有無の判定の処理を説明する。なお、図3の処理は、血圧心拍数判定調整部4により自動判定が選択された場合の処理である。更に、図4に示す測定された心拍数あるいは血圧のトレンドグラフは、例えば血液透析を開始後のグラフで、横軸が時間軸で血液透析の場合は振るスケールで3時間〜4時間である。左側の縦軸が収縮期圧を示し、右側の縦軸は心拍数を示す。このグラフでは約1時間経過時点で収縮期圧が顕著に低下し、その直後から心拍数が増し、収縮期圧の低下が抑制され、その結果収縮期圧が下がりすぎることなく透析困難に陥ることを防ぐことができ、透析を続行できた。つまり血圧が閾値以下になることを防ぐことができた。これらの増加の必要性の有無の判定は一定時間内における血圧率により行ってもよい。Next, with reference to the flowchart of FIG. 3 and the heart rate and blood pressure trend graph of FIG. 4, the processing for determining whether or not the heart rate needs to be increased or whether the blood pressure needs to be increased will be described. Note that the processing in FIG. 3 is processing when automatic determination is selected by the blood pressure heart rate
図1の電極E1及びE2、心電計1を経由して電図を取り込む(ステップS1−1)。判定調整部4に取り込まれた心電図あるいは心拍数データは、表示装置8に送られて画面上に心拍数のトレンド波形が表示される(ステップS2−1)。同様に血圧センサ、血圧計を経由して血圧データを取り込む(ステップS1−2)。判定調整部4に取り込まれた血圧データは、表示装置8に送られて画面上に血圧のトレンド波形が表示される(ステップS2−2)。
図4は、例えば血液透析開始後、検出される血圧値が、当初130mmHg程度であることを示す。時間経過に連れて低下し、透析開始約1時間後には70mmHg程度まで低下した。
この間の心拍数はほぼ60〜65bpm程度である。An electrogram is taken in via the electrodes E1 and E2 of FIG. 1 and the electrocardiograph 1 (step S1-1). The electrocardiogram or heart rate data captured by the
FIG. 4 shows that, for example, after the start of hemodialysis, the detected blood pressure value is initially about 130 mmHg. It decreased with time, and decreased to about 70 mmHg about 1 hour after the start of dialysis.
The heart rate during this period is approximately 60 to 65 bpm.
判定調整部4は、取り込まれた心拍数および血圧から、血液透析前あるいは血液透析開始直後の心拍数最小値および血圧最大値を検出して記憶する(ステップS3)。
なお、事前に操作部において心拍数上限閾値、収縮期血圧上限閾値、心拍数最低閾値および収縮期血圧最低閾値を手動で入力し、判定調整部4にこれらを記憶させておく。更に血液透析開始後の心拍数および血圧を検出して所定に時間間隔で判定調整部4に自動的に記憶する(ステップS4)。The
Note that the heart rate upper limit threshold value, systolic blood pressure upper limit threshold value, heart rate minimum threshold value and systolic blood pressure minimum threshold value are manually input in advance in the operation unit, and stored in the
次に、判定調整部3は、記憶した心拍数最大値、収縮期血圧最大値、心拍数最低値(閾値)および収縮期血圧最低値(閾値)をアラームレベルとして自動的に設定し(ステップS5)、心拍数および血圧の測定を継続する(ステップS5)。このアラームレベルは、血液透析時間、除水量その他血液透析条件、透析前の患者の血圧値、患者の状態等を考慮して任意に設定することができる。麻酔下の手術の場合は、麻酔薬の種類、手術予定時間、患者の血圧値(手術前)、患者の状態等を考慮して任意に設定できる。Next, the
判定調整部4は、順次自動的に入力される収縮期血圧を監視して、収縮期血圧閾値(アラームレベル)より低いか否かを検出し(ステップS10)、収縮期血圧閾値(例えば80mmHg)より低い場合、警報部6にアラーム信号を送り、警報部9から、例えば光の点滅による警報を発生する(ステップS11)。同時に、判定調整部4は、電気刺激装置5あるいは磁気刺激装置6に、所定の刺激周波数あるいは所定のタイミングで生体刺激を心筋あるいは交感神経に加えるように指示信号を送出する。この指示により、図5から明らかなように、その直後に心拍数が増加し、その後収縮期血圧が90mmHgから100mmHg程度まで上昇して維持され、血液透析中止を回避できた。The
ステップS15において収縮期血圧値が閾値(アラームレベル)以上であると判定された場合は、刺激を中止し(ステップS16)、アラームも中止して(ステップS17)、ステップS18に進み収縮期血圧の測定を行い、ステップS19の血圧のトレンド波形の表示を継続する。If it is determined in step S15 that the systolic blood pressure value is equal to or greater than the threshold value (alarm level), the stimulation is stopped (step S16), the alarm is also stopped (step S17), and the process proceeds to step S18 to determine the systolic blood pressure. Measurement is performed, and the display of the blood pressure trend waveform in step S19 is continued.
ステップS20において、判定調整部4は、再度収縮期血圧がアラームレベルより低下したか否か判定し、アラームレベル以上である場合は引き続き血圧検出(ステップS21)、血圧トレンド表示(ステップS22)を続ける。In step S20, the
ステップS20で血圧が依然としてアラームレベルより低いと判定された場合には、ステップS11に戻ってアラームを発生し、刺激周波数をさらに増すか、自己脈を自動的に観察しながら刺激を加えるタイミングを決めて、刺激頻度あるいは刺激強度(刺激電圧あるいは磁束密度)を増す。If it is determined in step S20 that the blood pressure is still lower than the alarm level, the process returns to step S11 to generate an alarm and further increase the stimulation frequency or determine the timing for applying the stimulus while automatically observing the self pulse. The stimulation frequency or stimulation intensity (stimulation voltage or magnetic flux density) is increased.
なおステップS17でアラームを終了させながら、血圧の測定を継続し(ステップS18)、表示装置8の画面上に血圧トレンドの表示を行い、或いは記録装置7で記録を行う(ステップS19)。The blood pressure measurement is continued while terminating the alarm in step S17 (step S18), the blood pressure trend is displayed on the screen of the
測定を継続するか判定し(ステップS23)、継続しない場合は、電気刺激装置5あるいは磁気刺激装置6を停止して心拍数および血圧の測定を終了し、継続する場合は、ステップS8に戻り、ステップS8以降の上記処理を繰り返して行う。なおステップS13の刺激後は、心拍数が上昇したかの判定も同時に行い(ステップS14)、上昇していない場合はさらに刺激に関する調整を判定調整部4で行い(ステップS12)、刺激を継続する(ステップS13)。心拍数が上昇した場合は、心拍数の検出を継続し(ステップS18)、心拍数トレンドを表示する(ステップS19)。It is determined whether or not to continue the measurement (step S23). If not, the
上述したように、図3に示すフローチャートの処理は自動判定であるが、図3のステップS3、S4及びS5の血圧の閾値あるいはアラームレベルの設定を、表示装置8の画面上に表示された心拍数トレンドあるいは血圧トレンドを観測しながら手動で行うことができる。この場合、画面上のトレンド表示から、医師或いは看護師が、血液透析や透析開始直後及び血液透析開始後の収縮期最低血圧の値を読み取って、操作部3のキーによりそれらの数値データを入力すると共に、収縮期血圧閾値あるいはアラームレベルを入力し設定する。As described above, the processing in the flowchart shown in FIG. 3 is automatic determination, but the blood pressure threshold value or alarm level setting in steps S3, S4 and S5 in FIG. 3 is displayed on the screen of the
このように、本発明では、心拍数あるいは収縮期血圧の調節を行うことができるので、血液透析時の低血圧による透析中止を回避し、血液透析を最後まで行うことができる。また、麻酔下での手術において麻酔その他の影響により血圧が低下し、手術を続けることが難しくなった場合に、心筋あるいは交感神経に電気刺激あるいは磁気刺激を加えることにより、心拍数および血圧を上昇させることができ、手術を中止することなく最後まで行うことができる。なお、さらに安全を考慮するなら、心拍数と血圧のトレンドに加えて心拍数の時間積分値計算手段により計算して横軸を時間軸として縦軸に心拍数時間積分値を同時表示してもよい。心拍数の時間積分値は心拍出量に関連し、透析における除水量によって変化すると考えられる。つまり、時間とともに心拍数積分値が所定の角度で増加していけば患者の血圧を含めた状態は良好と考えられ、一方、増加傾向を示さず一定あるいは低下傾向であれば患者の血圧を含めた状態に注意が必要であることを監視することができる。心電計あるいは脈拍計で測定した心拍数のトレンドおよび心拍数時間積分値のみのトレンドを同時表示してもよいし、血圧トレンドを加えてもよい。また、心拍数時間積分値の時間増加率、時間低下率、時間ごとの目標値の設定手段を有し、各時刻ごとの目標値と比較する手段により比較し、各時刻で目標値を下回った場合はアラーム手段によりアラームを発生させてもよい。
このようにすれば、心拍出量計が無くても患者の透析時等の安全確保の補助手段になりうる。また血圧測定をしなくても心拍数と心拍数時間積分値のトレンド表示のみで患者状態をモニタできる。As described above, in the present invention, since the heart rate or systolic blood pressure can be adjusted, the dialysis stop due to low blood pressure during hemodialysis can be avoided, and hemodialysis can be performed to the end. In addition, when blood pressure drops due to anesthesia or other effects during anesthesia surgery, and it becomes difficult to continue surgery, heart rate and blood pressure are increased by applying electrical or magnetic stimulation to the myocardium or sympathetic nerve. It can be done to the end without stopping the operation. For further safety considerations, it is possible to calculate heart rate and time blood pressure in addition to the heart rate time integral value calculation means and display the heart rate time integral value on the vertical axis at the same time. Good. The time-integrated value of heart rate is related to cardiac output and is considered to change with the amount of water removed during dialysis. In other words, if the heart rate integrated value increases at a predetermined angle with time, the condition including the patient's blood pressure is considered to be good. It is possible to monitor that attention needs to be paid to the situation. The trend of the heart rate measured with an electrocardiograph or a pulse meter and the trend of only the heart rate time integral value may be displayed simultaneously, or a blood pressure trend may be added. It also has means for setting the rate of time increase, time decrease, and target value for each time of the heart rate time integrated value, and compared with the target value for each time, and it was below the target value at each time. In this case, an alarm may be generated by alarm means.
In this way, even without a cardiac output meter, it can be an auxiliary means for ensuring safety during dialysis of the patient. Moreover, the patient state can be monitored only by the trend display of the heart rate and the heart rate time integral value without measuring blood pressure.
電気刺激方法による刺激電流は体内深い部位に入りにくいが、磁気刺激法による磁束は体内深く侵入して渦電流が深部でも発生することができるという利点がある。しかし、パルス状の磁束は目的の部位以外の生体周囲にも発生するため、透析室あるいは手術室内の他の機器にも雑音として影響する。したがって、透磁率の大きいパーマロイ、珪素鋼板その他の磁性体で刺激コイルの周囲を囲み、磁束が漏れないようにする必要がある。このためには、刺激コイルをベッドの内部(底部あるは側面部)内蔵させるのがよい。一方、磁気刺激法は問題無いが、電気刺激法では刺激電極装着部における火傷の危険がある。しかし、面積が大きすぎると電流密度が小さくなり有効な刺激を心筋に流すことができないことを考慮すると、刺激電極の面積は直径3cm〜5cm程度が望ましい。Although the stimulation current by the electrical stimulation method is difficult to enter a deep part of the body, the magnetic flux by the magnetic stimulation method has an advantage that it can penetrate deep into the body and an eddy current can be generated even in the deep part. However, since the pulsed magnetic flux is also generated around the living body other than the target site, it affects other devices in the dialysis room or the operating room as noise. Therefore, it is necessary to surround the stimulation coil with permalloy, silicon steel plate or other magnetic material having a high magnetic permeability so that the magnetic flux does not leak. For this purpose, the stimulation coil is preferably built in the bed (bottom or side). On the other hand, there is no problem with the magnetic stimulation method, but there is a risk of burns at the stimulation electrode mounting portion with the electrical stimulation method. However, in consideration of the fact that if the area is too large, the current density becomes small and effective stimulation cannot flow to the myocardium, the area of the stimulation electrode is desirably about 3 cm to 5 cm in diameter.
本発明は、心拍数増加あるいは血圧上昇の必要性の有無を判定して生体に所定の刺激を加えて心拍数の増加あるいは血圧上昇を図り、場合によってはその時にアラームを発生する心拍数血圧判定調節方法及び装置として使用可能であるため、病院の血液透析時に透析困難症を防ぐために使用される可能性がある。The present invention determines whether or not there is a need for an increase in heart rate or an increase in blood pressure and applies a predetermined stimulus to the living body to increase the heart rate or increase the blood pressure. Since it can be used as an adjustment method and apparatus, it may be used to prevent dialysis difficulties during hospital hemodialysis.
1心電計(脈波計、脈拍計)
2血圧計
3操作部
4血圧心拍数判定調整部
5電気刺激装置
6磁気刺激装置
7記録装置
8表示装置
9警報装置
10ベッド
A1カフ型血圧センサ
A2フィナプレス型血圧センサ
A3動脈血圧測定用カテーテル
E1刺激用電極(正あるいは負)
E2刺激用電極(負あるいは正)
E3アース電極
M生体1 electrocardiograph (pulse meter, pulse meter)
2 Blood pressure monitor 3
E2 stimulation electrode (negative or positive)
E3 earth electrode M
Claims (2)
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JP2008305479A JP2010104750A (en) | 2008-10-31 | 2008-10-31 | Method and device for regulation of heart rate and blood pressure |
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