JP2016025935A - 血圧測定のデジタル式制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2009年10月29日提出の米国仮特許出願第61/256,081号および2009年10月29日提出の米国仮特許出願第61/256,110号による優先権を請求するものである。ここに引用することで、これらの出願の内容全体が本明細書に取り入れられるものとする。
以下で、本発明の一実施例を図面につき説明する。
精確に読み取れるように、光源の発光器/検出器(光電流を発生させる1つ以上のフォトダイオードを含む)は、通常、できるだけ動脈近くに配置される。測定に必要な他の電子素子、例えば信号処理素子および/または電源は、発光器および検出器から離れたところに配置される。通常、これらの素子は、1つ以上の導体(電線)を介して発光器/検出器に電気接続される。
少なくとも一実施例では、この周波数への光の変換が光/周波数変換器と呼ばれる装置で行われる。この装置は、周波数への光の変換(LFC)と呼ばれる作業を実施できる。少なくとも一実施例では、少なくともこの目的のために、テキサス・インストルメント社製のTSL245を使用できる。LFCは、光の強度が比較的高い場合、比較的高い周波数を生じさせる。LFCは、光の強度が比較的低い場合には、比較的低い周波数を生じさせる。
f(t)=H(l(t)) (1)
T/2=l/f(t)=l/H(l(t)) (2)
更に、本発明の方法の利点を備えた制御システムには、高価な電子素子、例えば良好なCMRRを有する計装増幅器や電磁遮蔽体を使用する必要がない。本発明の方法の少なくとも一実施例では、光信号がタイマー値として表され、その後の何らかの処理にデジタル・データとして利用できる。
幾つかの実施例では、LFC装置202は、矩形波信号を(出力として)発生する。この信号は、光情報を含み、幾つもの他の電気素子または計算装置、例えばマイクロコントローラμC204に接続できる。光/デジタル変換ユニットは、少なくとも、マイクロコントローラを実装したタイマーの形式をとり、その後の処理に用いられる時系列デジタル信号を発生する。周囲光制御ユニット208はLED104の脈動を制御できる。周囲光の検出は、LEDパルスの「オフ」期間(「空白の合い間」と呼ばれる)に行われる。
VUT法によれば、PPG信号は一定に維持されるのが望ましい。PPG信号(反射照射光)はLFC周波数(f(t))によって符号化されるので、この周波数は、対圧pcuffのため、同じように一定に維持されるのが望ましい。
図2および図4に示したように、PPGシステムは、周囲光制御方法により周囲光の効果を調整できる。したがって、ノイズの低減されたPPG信号が、カフ内部の対圧により一定に維持されるLFC周波数に符号化される。1つ以上のLEDと該システムのLFC装置とが、直接にカフ内に統合できる。
加えて、次の要素、すなわち、上腕BP値較正用の標準NPB、指(センサ・レベル)/心レベル間の静水圧差の修正用高さ修正システム、少なくとも1モニタ装置へのBP信号スケーリング用の少なくとも1外部モニタ装置からの励起電圧、BP信号を表示するためのディスプレーのいずれもが既述の実施例のいずれとも統合できる。
また、既述のシステムおよび方法により、BP信号(pcuff(t))のスケーリングされた測定値が得られる一方、制御システムは、BP信号pcuff(t)、較正装置からの単一BP値、高さ修正の入力、標準的な患者モニタからの励起電圧を変換できる。
きわめて基本的な構成601の場合、計算装置600は、通常、1つ以上のプロセッサ610と、システム・メモリとを含んでいる。メモリ・バス630は、プロセッサ610とシステム・メモリ間の通信に使用できる。
Claims (20)
- 連続的に血圧を測定する装置において、該血圧測定装置が、
ヒトの指動脈に装着するようにされた圧力カフ、それも、少なくとも1光源と少なくとも1光検出器とを有するPPGシステムを含む圧力カフと、
少なくとも1ポンプ、少なくとも1つの弁または弁システム、少なくとも1圧力センサを含む圧力システムと、
前記弁または弁システムの動作を変更することによりカフ内の圧力を制御する制御器とを含み、
しかも、前記1つ以上の光検出器が少なくとも1つの光/周波数変換(LFC)装置と関係づけられている、血圧測定装置。 - 前記制御器が計算装置(computing device)である、請求項1記載の血圧測定装置。
- 前記LFC装置が、計算装置のデジタル入力に電気接続されている、請求項2記載の血圧測定装置。
- 前記LFC装置が、1つ以上の光検出器からの測定光強度に基づき周波数出力を発生させ、かつその周波数出力が、カフ内圧の変更により事実上一定に維持される、請求項3記載の血圧測定装置。
- 前記少なくとも1つの弁または弁システムが、計算装置からの出力を介して制御される、請求項2記載の血圧測定装置。
- 前記デジタル出力がパルス幅変調(PWM)信号である、請求項5記載の血圧測定装置。
- 前記少なくとも1光源と前記少なくとも1光検出器が、計算装置のデジタル出力を介して制御される、請求項2記載の血圧測定装置。
- 光源の空白の合い間が周囲光の検出に利用される、請求項7記載の血圧測定装置。
- 前記計算装置が較正装置から情報を受け取る、請求項2記載の血圧測定装置。
- 前記血圧測定装置が静水圧修正システムからの情報を受け取る、請求項1記載の血圧測定装置。
- 前記血圧測定装置が少なくとも1つの他の装置からのスケーリング情報を受け取る、請求項1記載の血圧測定装置。
- 前記血圧測定装置が、スケーリングされた血圧曲線を計算し、かつその血圧曲線を他の装置へ伝送する、請求項11記載の血圧測定装置。
- 連続的に血圧を測定する方法において、前記方法が、
光容積測定(PPG)システムを、ヒトの指の動脈または静脈の外部に配置する作業を含み、該PPGシステムが動脈または静脈の容積に基づくPPG信号を発生させ、また該PPGシステムが少なくとも1光源と少なくとも1光検出器とを含み、前記方法が、さらに
ポンプおよび圧力センサに接続された弁または弁システムの動作を変更することによりカフの内圧を変化させるのに計算装置を利用する作業を含んでおり、
その場合、動脈または静脈の測定血液量に基づいて、周波数信号が光/周波数変換(LFC)装置により発生させられ、かつ
前記計算装置が、カフ圧力の変更により周波数信号を事実上一定に維持する、連続的に血圧を測定する方法。 - 前記計算装置が、周波数信号に基づいて弁または弁システムの動作を変更する、請求項13記載の方法。
- 前記LFC装置が、前記1つ以上の光検出器により測定された光強度に基づいて周波数出力を生じさせる、請求項13記載の方法。
- 更に、光源の空白の合い間に周囲光を検出する作業を含む、請求項13記載の方法。
- 連続的な血圧測定用のセンサにおいて、該センサが、
ヒトの指の動脈の外側に配置するようにされた圧力カフと、
少なくとも1光源および少なくとも1光検知器を有するカフ内のPPGシステムと、
電気デジタル信号および給電信号を受信し送信する少なくとも1計算装置と、
カフに与圧するための1つ以上の空気コネクタとを含んでおり、
その場合、前記少なくとも1光検出器が光/周波数変換(LFC)装置として構成されており、更に
前記LFC装置が、測定光に基づいて、前記少なくとも1計算装置への、それもセンサの制御ユニットへの周波数信号を発生させる、連続的な血圧測定用のセンサ。 - 前記少なくとも1計算装置が、
プロセッサと、
命令を記憶させたプロセッサに結合された記憶装置(memory storage)とを含み、該命令がプロッセッサによって実行されると、前記計算装置が諸機能を実行し、該諸機能には、
カフ内圧を変化させることにより周波数信号を事実上一定に維持する機能が含まれる、請求項17記載のセンサ。 - カフ内圧を変化させる作業が、ポンプおよび圧力センサに接続された弁または弁システムの動作を変更する作業を含む、請求項18記載のセンサ。
- ポンプおよび圧力センサに接続された弁または弁システムの動作を変更する作業が、パルス幅変調(PWM)信号を使用して弁または弁システムを制御する作業を含み、その場合、弁または弁システムの開閉がPWM信号のデューティ・サイクルの一機能である、請求項19記載のセンサ。
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