JP2016209020A - Biological information monitoring device and method for controlling the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は生体情報監視装置およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a biological information monitoring apparatus and a control method thereof.
例えば、手術中の患者や重症の患者の状態を監視するために用いられる生体情報モニタでは、連続的に計測される種々の生体信号を実時間で解析し、異常が検出されると音や光などで報知するアラーム機能を有するものが知られている（特許文献１）。このような生体情報モニタにおいては、血圧値が予め定められた値を下回ると、血圧異常として検出することが知られている。 For example, in a biological information monitor used to monitor the state of a patient during surgery or a serious patient, various biological signals measured continuously are analyzed in real time, and when an abnormality is detected, sound or light is detected. What has an alarm function to notify by such as is known (Patent Document 1). Such a biological information monitor is known to detect a blood pressure abnormality when the blood pressure value falls below a predetermined value.
血圧が低下すると心拍数が増加するといったように、人体の血圧は自律神経系によって制御されている。そして、血圧を維持するための機序の１つに、血管の収縮（血管平滑筋の収縮）があり、例えば、脳や心臓といった重要な臓器における血液の環流が低下した場合、末梢の血管を収縮させてこれらの臓器に血液を集めようとしたりする現象が知られている。 The blood pressure of the human body is controlled by the autonomic nervous system such that the heart rate increases when the blood pressure decreases. One of the mechanisms for maintaining blood pressure is blood vessel contraction (constriction of vascular smooth muscle). For example, when blood circulation in important organs such as the brain and heart is reduced, peripheral blood vessels A phenomenon is known in which blood is contracted to collect blood in these organs.
血圧値の変化が観察される前には血管の収縮や弛緩が発生しているものと考えられる。そのため、従来は血圧値が異常値に低下したことが検出されるまでアラームが報知されなかったが、血管の収縮や弛緩を監視することができれば、例えば血圧値が変化する予兆に関する報知の実現が期待され、手術中の患者や重症の患者の監視において有用である。しかしながら、従来、血管の収縮や弛緩について監視が可能な生体情報監視装置は知られていなかった。 It is considered that blood vessel contraction or relaxation has occurred before changes in blood pressure are observed. Therefore, conventionally, an alarm has not been notified until it is detected that the blood pressure value has decreased to an abnormal value. However, if blood vessel contraction or relaxation can be monitored, for example, notification regarding a sign that the blood pressure value will change can be realized. Expected and useful in monitoring patients during surgery and critically ill. However, conventionally, no biological information monitoring apparatus that can monitor blood vessel contraction or relaxation has been known.
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、血管の収縮や弛緩について監視が可能な生体情報監視装置およびその制御方法を実現することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to realize a biological information monitoring apparatus and a control method thereof capable of monitoring blood vessel contraction and relaxation.
上述の目的は、複数の部位における血圧信号を観血的に計測する計測手段と、血圧信号から、血管の硬さを表す指標を逐次算出する算出手段と、指標の値もしくは値の変化について監視する監視手段と、を有することを特徴とする生体情報監視装置によって達成される。 The above-mentioned purpose is to monitor a blood pressure signal at a plurality of sites in an open manner, a calculation means for sequentially calculating an index representing the hardness of the blood vessel from the blood pressure signal, and monitoring an index value or a change in the value. And a biological information monitoring device characterized by having a monitoring means.
このような構成により、本発明によれば、血管の収縮や弛緩について監視が可能な生体情報監視装置およびその制御方法を実現できる。 With such a configuration, according to the present invention, it is possible to realize a biological information monitoring apparatus and a control method thereof that can monitor blood vessel contraction and relaxation.
以下、図面を参照して、本発明をその例示的な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る生体情報監視装置としての生体情報モニタの機能構成例を示すブロック図である。生体情報モニタ１００は、各種のセンサや計測モジュールを接続可能な入力部１１０を有し、センサから逐次得られる生体信号を表示したり、異常を検出したりすることにより、患者の状態を常時監視するための装置である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on exemplary embodiments with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration example of a biological information monitor as a biological information monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention. The biological information monitor 100 includes an input unit 110 to which various sensors and measurement modules can be connected. The biological information monitor 100 constantly monitors a patient's state by displaying biological signals sequentially obtained from the sensors and detecting abnormalities. It is a device for doing.
入力部１１０は、各種のセンサや計測モジュールを機械的および電気的に接続するコネクタやインターフェースを備える。本実施形態では例示として以下のセンサおよび計測モジュールが接続されているものとする。
心電電極１１１は患者の四肢および／または胸部表面の所定部位に装着される複数の電極からなり、装着部位に応じた誘導波形を検出する。心電電極１１１の数や種類は計測する誘導波形の数や種類により異なる。血圧トランスデューサ１１２は患者の血管内に挿入されたカテーテルの端部に取り付けられ、血圧を電気信号に変換する。本実施形態においては、２つの部位で血圧を測定するため、必要に応じて血圧トランスデューサ１１２を複数用いる。
The input unit 110 includes connectors and interfaces that mechanically and electrically connect various sensors and measurement modules. In the present embodiment, it is assumed that the following sensors and measurement modules are connected as an example.
The electrocardiogram electrode 111 is composed of a plurality of electrodes attached to a predetermined part of the patient's limbs and / or chest surface, and detects an induced waveform corresponding to the attachment part. The number and type of electrocardiographic electrodes 111 vary depending on the number and type of induced waveforms to be measured. A blood pressure transducer 112 is attached to the end of a catheter inserted into the patient's blood vessel and converts blood pressure into an electrical signal. In this embodiment, in order to measure blood pressure at two sites, a plurality of blood pressure transducers 112 are used as necessary.
脈波・ＳpＯ２センサ１１３はいわゆるパルスオキシメータであり、酸素飽和度（ＳpＯ２）及び指尖容積脈波を光学的に検出して入力する。酸素と結びついているかどうかによってヘモグロビンの光の吸収度が異なること、また光の波長によっても吸収度が異なることを利用し、一般には赤色光と赤外光の２波長を用いて酸素飽和度を測定する。また、透過光又は反射光のＡＣ成分が血液量に応じて変化することから、このＡＣ成分を光学指尖容積脈波（ＰＴＧ:photoplethysmograph）として検出する。 The pulse wave / SpO 2 sensor 113 is a so-called pulse oximeter, which optically detects and inputs oxygen saturation (SpO 2 ) and fingertip volume pulse wave. Utilizing the fact that the light absorbance of hemoglobin differs depending on whether it is associated with oxygen, and the light absorbance also varies depending on the wavelength of light, in general, oxygen saturation is determined using two wavelengths of red light and infrared light. taking measurement. Further, since the AC component of the transmitted light or reflected light changes according to the blood volume, this AC component is detected as an optical fingertip volume pulse wave (PTG: photoplethysmograph).
体温センサ１１４は例えば患者に装着されたサーミスタ温度センサであり、温度に応じた抵抗値を示す。心拍出量センサ１１５は患者の血管内に留置したサーミスタ温度センサであり、血液温度を計測する。血液温度の時間変化から熱希釈曲線を求め、注入液温度とStewart-Hamilton の公式を応用した式から心拍出量（ＣＯ）を得ることができる。また、心拍出量と血圧値とから、血管抵抗（ＳＶＲ）を求めることができる。なお、心拍出量はインピーダンス法によって非侵襲的に求めてもよい。呼吸ガスセンサ１１６は呼気中のＣＯ２濃度を計測する。なお、図１に示した、入力部１１０に接続されるセンサおよびモジュールは単なる例示であって、他のものが含まれていてもよいし、図示したもののいくつかがなくてもよい。 The body temperature sensor 114 is, for example, a thermistor temperature sensor attached to a patient, and indicates a resistance value corresponding to the temperature. The cardiac output sensor 115 is a thermistor temperature sensor placed in the blood vessel of the patient, and measures the blood temperature. A thermodilution curve is obtained from the time change of the blood temperature, and the cardiac output (CO) can be obtained from an equation applying the infusate temperature and the Stewart-Hamilton formula. Further, vascular resistance (SVR) can be obtained from the cardiac output and the blood pressure value. The cardiac output may be obtained non-invasively by the impedance method. The respiratory gas sensor 116 measures the CO 2 concentration in exhaled breath. Note that the sensors and modules connected to the input unit 110 illustrated in FIG. 1 are merely examples, and other components may be included, or some of the illustrated components may be omitted.
前処理部１２０は、入力部１１０に入力した生体信号に対し、Ａ／Ｄ変換処理や電源ノイズ除去フィルタの適用など、信号に応じて予め定められた前処理を実行し、バッファメモリ１３０に保存する。前処理部１２０はＤＳＰやＡＳＩＣなどのハードウェアで構成してもよいし、制御部１４０によって少なくとも一部の機能をソフトウェアで実現してもよい。バッファメモリ１３０は信号の一時的な記憶や、制御部１４０のワークエリアやビデオメモリとして用いる。 The preprocessing unit 120 performs preprocessing predetermined according to a signal, such as application of an A / D conversion process or a power supply noise removal filter, on the biological signal input to the input unit 110 and saves the same in the buffer memory 130. To do. The preprocessing unit 120 may be configured by hardware such as a DSP or an ASIC, or at least a part of functions may be realized by software by the control unit 140. The buffer memory 130 is used as a temporary storage of signals, a work area of the control unit 140, and a video memory.
制御部１４０は例えば中央処理装置（ＣＰＵ）などのプログラマブルプロセッサとＲＡＭ、ＲＯＭを有し、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭにロードしてＣＰＵで実行することにより、生体情報モニタ１００の動作を制御して全体的な機能を実現する。なお、ＲＯＭの少なくとも一部は書き換え可能であってよい。 The control unit 140 has a programmable processor such as a central processing unit (CPU), a RAM, and a ROM, and controls the operation of the biological information monitor 100 by loading a program stored in the ROM into the RAM and executing it by the CPU. To achieve the overall functionality. Note that at least a part of the ROM may be rewritable.
外部インターフェース（Ｉ／Ｆ）１５０は、外部装置と有線および／または無線通信を行うための１つ以上のインターフェースであり、イーサネット（登録商標）やＩＥＥＥ８０２．１１ｘに準拠したネットワークインターフェースや、ＵＳＢインターフェースなどであってよい。 The external interface (I / F) 150 is one or more interfaces for performing wired and / or wireless communication with an external device, such as a network interface compliant with Ethernet (registered trademark) or IEEE802.11x, a USB interface, and the like. It may be.
アラームインジケータ１６０は制御部１４０により、機器の動作、生体信号の波形や数値などが予め定められた条件に基づいて異常と判定された際に、例えば光や音によって警報を出力して報知するための１以上の出力デバイスである。アラームインジケータ１６０は、代表的には発光素子やスピーカであってよい。警報は重要度（レベル）によりレベル分けし、重要度に応じた警報を出力することができる。なお、警報はアラームインジケータ１６０だけでなく、表示部１７０に対するメッセージ表示などと組み合わせることもできる。制御部１４０は、例えば操作部１８０に対する所定の操作が検出されると警報の出力を停止する。 The alarm indicator 160 is used to output a warning by, for example, light or sound when the control unit 140 determines that the operation of the device, the waveform or numerical value of the biological signal, or the like is abnormal based on a predetermined condition. One or more output devices. The alarm indicator 160 may typically be a light emitting element or a speaker. Alarms can be classified according to importance (level), and alarms according to importance can be output. The warning can be combined with not only the alarm indicator 160 but also a message display on the display unit 170. For example, when a predetermined operation on the operation unit 180 is detected, the control unit 140 stops outputting the alarm.
表示部１７０は代表的にはカラー液晶ディスプレイであり、制御部１４０は予め定められたレイアウトにより、例えば心電波形、血圧値、心拍数といった重要な生体情報をリアルタイムで表示部１７０に表示させる。また、制御部１４０は、操作部１８０の指示に応答して、表示部１７０の表示内容やレイアウトを変更する。表示部１７０は生体情報モニタ１００の筐体に内蔵されていてもよいし、生体情報モニタ１００の本体と有線もしくは無線により通信可能に接続された外部表示装置であってもよい。表示部１７０が外部装置である場合、表示情報は外部Ｉ／Ｆ部１５０を通じて供給される。 The display unit 170 is typically a color liquid crystal display, and the control unit 140 causes the display unit 170 to display important biological information such as an electrocardiogram waveform, a blood pressure value, and a heart rate in real time according to a predetermined layout. In addition, the control unit 140 changes the display content and layout of the display unit 170 in response to an instruction from the operation unit 180. The display unit 170 may be built in the housing of the biological information monitor 100, or may be an external display device connected to the main body of the biological information monitor 100 in a wired or wireless manner. When the display unit 170 is an external device, display information is supplied through the external I / F unit 150.
操作部１８０は電源スイッチをはじめとしたキー、スイッチ群であり、ユーザが生体情報モニタ１００に指示や情報の入力を行うことを可能にする。なお、スイッチやキーの少なくとも一部は、表示部１７０に設けられたタッチパネルと、制御部１４０によるＧＵＩ表示とを組み合わせたソフトウェアスイッチとして実現されてもよい。また、操作部１８０は外付けのキーやスイッチを含んでもよい。 The operation unit 180 is a key and switch group including a power switch, and allows the user to input instructions and information to the biological information monitor 100. Note that at least some of the switches and keys may be realized as a software switch that combines a touch panel provided on the display unit 170 and a GUI display by the control unit 140. The operation unit 180 may include an external key or switch.
なお、図示した構成以外にも、メモリカードを取り扱うための構成（メモリカードスロットなど）、カフを用いるための構成（ポンプ、圧力センサなど）、プリンタ（レコーダ）などを有してもよい。また、生体情報モニタ１００は、商用電源だけでなく、充電池で動作可能であってよい。 In addition to the illustrated configuration, a configuration for handling a memory card (such as a memory card slot), a configuration for using a cuff (such as a pump and a pressure sensor), and a printer (recorder) may be included. The biological information monitor 100 may be operable with a rechargeable battery as well as a commercial power source.
このような構成を有する生体情報モニタ１００では、例えば操作部１８０を通じて電源が投入されると、入力部１１０を通じて入力される生体信号に対する処理を開始する。具体的には、前処理部１２０がＡ／Ｄ変換等を行って各種の生体信号をバッファメモリ１３０に保存し始める。そして、制御部１４０は、バッファメモリ１３０に保存された生体信号について、各種パラメータの算出処理、波形や計測値の表示処理、生体信号の波形や値、各種パラメータ値の評価処理や異常判定処理などを開始する。 In the biological information monitor 100 having such a configuration, for example, when the power is turned on through the operation unit 180, processing for a biological signal input through the input unit 110 is started. Specifically, the preprocessing unit 120 performs A / D conversion or the like and starts storing various biological signals in the buffer memory 130. Then, the control unit 140 performs various parameter calculation processing, waveform and measurement value display processing, biological signal waveform and value, various parameter value evaluation processing, abnormality determination processing, and the like for the biological signal stored in the buffer memory 130. To start.
本実施形態の生体情報モニタ１００は、血管の収縮や弛緩を監視する機能を有する。血管の収縮や弛緩は、血管の硬さの変化として計測することができる。血管の硬さを表す指標としては、脈波伝播速度（ＰＷＶ）または脈波伝播時間（ＰＷＴ）が従来知られている。ＰＷＶやＰＷＴは血圧によって変化する値であるため、これらの値を用いる場合には、血圧値に応じた補正が必要となる。 The biological information monitor 100 of this embodiment has a function of monitoring blood vessel contraction and relaxation. The contraction or relaxation of the blood vessel can be measured as a change in the hardness of the blood vessel. As an index indicating the hardness of a blood vessel, a pulse wave velocity (PWV) or a pulse wave propagation time (PWT) is conventionally known. Since PWV and PWT are values that vary depending on blood pressure, when these values are used, correction according to the blood pressure value is required.
一方、血圧に依存しない血管の硬さの指標として、以下の式（１）で算出される評価値β’を用いることができ、評価値β’はＰＷＶやＰＷＴよりも血管の硬さを精度良く反映する。
β’＝（２ρ／ΔＰ）・ｌｎ（Ｐs／Ｐd）・ＰＷＶ2 （１）
（ただし、ρは血液密度（定数）、Ｐsは収縮期血圧、Ｐdは拡張期血圧、ΔＰ＝Ｐs−Ｐd、ｌｎ（）は自然対数である）
以下の説明では、血管の硬さを表す指標（動脈弾性指標）として評価値β’を用いるものとする。
On the other hand, the evaluation value β ′ calculated by the following equation (1) can be used as an index of blood vessel hardness that does not depend on blood pressure, and the evaluation value β ′ is more accurate than the PWV or PWT. Reflect well.
β ′ = (2ρ / ΔP) · ln (P s / P d ) · PWV 2 (1)
(Where ρ is blood density (constant), P s is systolic blood pressure, P d is diastolic blood pressure, ΔP = P s −P d , ln () is a natural logarithm)
In the following description, the evaluation value β ′ is used as an index (arterial elasticity index) indicating the hardness of the blood vessel.
また、血圧を計測する２つの部位は、例えば心臓側（上流側）は大動脈起始部（弁口部）と腹部大動脈のうちの１カ所、末梢側（下流側）は腹部大動脈、橈骨動脈、足背動脈のうちの１カ所とすることができる。腹部大動脈が末梢側となるのは心臓側が大動脈起始部の場合のみである。血管平滑筋の動きが起こりやすいと考えられる橈骨動脈や足背動脈で末梢側の計測を行うことで、腹部大動脈とした場合よりも早期の検知が期待できる。 The two sites for measuring blood pressure are, for example, the heart side (upstream side) is one of the aortic root (valve) and the abdominal aorta, and the peripheral side (downstream side) is the abdominal aorta, radial artery, It can be one of the dorsal arteries. The abdominal aorta is the distal side only when the heart side is the aortic root. By measuring the peripheral side of the radial artery or the dorsal artery where vascular smooth muscle movement is likely to occur, detection can be expected earlier than when the abdominal aorta is used.
なお、評価値β’を算出する際に用いる収縮期血圧と拡張期血圧は、２カ所で計測した血圧の一方を用いてもよいし、平均値を用いてもよい。なお、以下の説明において、特に明記しない限り、血圧の代表値は収縮期血圧を指すものとする。 As the systolic blood pressure and the diastolic blood pressure used when calculating the evaluation value β ′, one of blood pressures measured at two locations may be used, or an average value may be used. In the following description, unless otherwise specified, the representative value of blood pressure refers to systolic blood pressure.
なお、ＰＷＶを計測する際に必要となる血圧測定部位間の血管長は、スケール等を用いて計測した値を用いてもよいし、被検者の身長に該当する統計値を自動的に用いるようにしてもよい。いずれにせよ、計測の開始前に設定しておく。 Note that the blood vessel length between blood pressure measurement sites required when measuring PWV may be a value measured using a scale or the like, or a statistical value corresponding to the height of the subject is automatically used. You may do it. In any case, set it before starting the measurement.
（評価値β’算出処理）
次に、評価値β’の算出処理および評価処理について説明する。制御部１４０は、バッファメモリ１３０に記憶されている、２カ所で計測された血圧信号（観血的動脈圧信号）のそれぞれの１心拍分から、収縮期血圧と拡張期血圧とを検出する。なお、１カ所の血圧のみを用いる場合には、いずれか一方の血圧信号について収縮期血圧と拡張期血圧とを検出すればよい。そして制御部１４０は、検出した収縮期血圧と拡張期血圧の平均値を求める。
(Evaluation value β ′ calculation process)
Next, calculation processing and evaluation processing of the evaluation value β ′ will be described. The control unit 140 detects the systolic blood pressure and the diastolic blood pressure from one heartbeat of each of the blood pressure signals (invasive arterial pressure signal) measured at two locations stored in the buffer memory 130. When only one blood pressure is used, the systolic blood pressure and the diastolic blood pressure may be detected for either one of the blood pressure signals. And the control part 140 calculates | requires the average value of the detected systolic blood pressure and diastolic blood pressure.
次に制御部１４０は、２カ所で計測された血圧信号の同一心拍に係る血圧信号波形から同一特徴点（区分点）を検出する。ここでは、特徴点として、血圧信号の立ち上がり点を検出するものとするが、切痕点など他の特徴点であってもよい。そして、制御部１４０は、血圧信号における同一特徴点の時間差（ＰＷＴ）を検出し、計測部位間の距離（血管長）ＬをＰＷＴで除算することによってＰＷＶ（＝Ｌ／ＰＷＴ）を算出する。さらに制御部１４０は、上述の式（１）に、収縮期血圧、拡張期血圧、ＰＷＶを代入し、評価値β’を算出する。 Next, the control unit 140 detects the same feature point (segmentation point) from the blood pressure signal waveforms related to the same heart rate of the blood pressure signals measured at two locations. Here, the rising point of the blood pressure signal is detected as the feature point, but may be another feature point such as a notch point. And the control part 140 calculates PWV (= L / PWT) by detecting the time difference (PWT) of the same feature point in a blood-pressure signal, and dividing the distance (blood vessel length) L between measurement parts by PWT. Furthermore, the control unit 140 substitutes systolic blood pressure, diastolic blood pressure, and PWV into the above-described equation (1) to calculate the evaluation value β ′.
制御部１４０は、血圧信号の１心拍分ごとに収縮期血圧と拡張期血圧の検出、ＰＷＶおよび評価値β’を逐次算出する。そして、制御部１４０は、例えば図２（ａ）に示すように、血圧信号波形、血圧値、ＰＷＶと評価値β’とを同時に表示部１７０に表示する。なお、図２（ａ）に例示した以外にも、心拍数、血流量（心拍出量）、血管抵抗といった血行動態に関する他の計測情報の１つ以上も併せて表示するようにしてもよい。なお、実際には、生体情報モニタ１００が計測、監視している様々な生体情報のリアルタイム表示および評価結果等の表示を行う画面の一部に、図２（ａ）に例示したような表示を行う。 The control unit 140 sequentially calculates systolic blood pressure and diastolic blood pressure detection, PWV, and evaluation value β ′ for each heartbeat of the blood pressure signal. Then, for example, as shown in FIG. 2A, the control unit 140 displays the blood pressure signal waveform, the blood pressure value, the PWV, and the evaluation value β ′ on the display unit 170 at the same time. In addition to the example illustrated in FIG. 2A, one or more of other measurement information related to hemodynamics such as heart rate, blood flow (cardiac output), and vascular resistance may be displayed together. . Actually, a display as illustrated in FIG. 2A is displayed on a part of a screen for displaying various biological information measured and monitored by the biological information monitor 100 in real time and evaluation results. Do.
図３は、本実施形態の生体情報モニタ１００が実行する監視処理の概要を示すフローチャートである。
Ｓ３０１では、入力部１１０を通じて入力される各種の生体信号に対して前処理部１２０がＡ／Ｄ変換やノイズ除去等の処理を適用し、バッファメモリ１３０への保存を開始する。以後、前処理部１２０の動作は他の処理と並行して継続的に実行される。
FIG. 3 is a flowchart showing an overview of the monitoring process executed by the biological information monitor 100 of this embodiment.
In step S <b> 301, the preprocessing unit 120 applies processing such as A / D conversion and noise removal to various biological signals input through the input unit 110 and starts saving in the buffer memory 130. Thereafter, the operation of the preprocessing unit 120 is continuously executed in parallel with other processes.
Ｓ３０３において制御部１４０は、バッファメモリ１３０に記憶された各種の生体信号について、所定時間または期間（例えば１〜数拍分）のデータを取得する。この所定時間または期間は、例えば心電信号に基づいて区分することができる。以下、Ｓ３０３で取得する生体信号の区間を評価区間という。なお、生体信号の種類に応じて評価期間が異なっていてもよい。 In S303, the control unit 140 acquires data of a predetermined time or period (for example, one to several beats) for various biological signals stored in the buffer memory 130. This predetermined time or period can be divided based on, for example, an electrocardiogram signal. Hereinafter, the section of the biological signal acquired in S303 is referred to as an evaluation section. The evaluation period may be different depending on the type of biological signal.
Ｓ３０５で制御部１４０は、評価区間の生体信号から値を検出したり、所定のパラメータを算出したりする。上述の収縮期血圧および拡張期血圧の検出、ＰＷＶの算出、評価値β’の算出はここで行われる処理の一部である。過去の値（例えば直近の値）との差なども算出することができる。
そして、Ｓ３０６で制御部１４０は、Ｓ３０５で検出したり算出したりした値（最新値）や、値の経時変化などを、表示部１７０の所定領域に表示する（表示内容を更新する）。図４（ａ）は、評価値β’、ＰＷＶ、収縮期血圧および拡張期血圧の経時変化の表示（トレンド表示）例を示す。
In step S305, the control unit 140 detects a value from the biological signal in the evaluation section or calculates a predetermined parameter. The above-described detection of systolic blood pressure and diastolic blood pressure, calculation of PWV, and calculation of evaluation value β ′ are part of the processing performed here. A difference from a past value (for example, the latest value) can also be calculated.
In step S306, the control unit 140 displays the value detected or calculated in step S305 (latest value), the change over time of the value, and the like in a predetermined area of the display unit 170 (updates the display content). FIG. 4A shows an example of display (trend display) of changes over time in the evaluation value β ′, PWV, systolic blood pressure, and diastolic blood pressure.
また、Ｓ３０５およびＳ３０６の処理と並行して、制御部１４０は心電信号、血圧信号、ＳpＯ２、呼気中のＣＯ２濃度等の生体信号の波形などの表示処理（画面内で各生体信号に割り当てられた領域内の表示内容を更新する処理）を実行する。従って、図２（ａ）に例示した表示は、Ｓ３０６およびＳ３０７で実行される。 In parallel with the processing of S305 and S306, the control unit 140 displays the electrocardiogram signal, the blood pressure signal, SpO 2 , the waveform of the biological signal such as the CO 2 concentration in the exhaled breath, etc. Execute processing for updating the display contents in the allocated area. Therefore, the display illustrated in FIG. 2A is executed in S306 and S307.
Ｓ３０９で制御部１４０は、Ｓ３０５で検出もしくは算出された値が、予め定められたアラーム出力条件を満たしているかどうかを確認し、満たしていると判定されていればＳ３１１へ処理を進め、判定されていなければＳ３０３へ処理を戻して次の評価区間に関する処理を行う。 In S309, the control unit 140 checks whether or not the value detected or calculated in S305 satisfies a predetermined alarm output condition. If it is determined that the value is satisfied, the process proceeds to S311 and is determined. If not, the process returns to S303 to perform the process for the next evaluation section.
例えば本実施形態においては、
（１）１拍ごとの評価値β’の値が閾値を超えた場合
（２）閾値を超える評価値β’が所定拍数連続した場合
（３）評価値β’の値の変化量が閾値を超えた場合。ここで、評価値β’の値の変化量としては、例えば、以下のいずれかであってよい。
（３−１）Δβ’／ΔＰ（または、ｄβ’／ｄＰ） 血圧（収縮期血圧または拡張期血圧）変化に対する評価値β’の変化の割合
（３−２）Δβ’／ΔＴ（または、ｄβ’／ｄｔ） 所定の単位時間あたりの評価値β’の変化量
（４）１拍（もしくは所定の連続する複数拍）に関する評価値β’と、１拍（もしくは所定の連続する複数拍）に関する血圧との組み合わせが所定の条件を満たす場合
のいずれか１つ以上に、アラーム出力条件を満たすものと判定することができる。なお、複数のアラーム出力条件を用いる場合、１つが満たされればアラーム出力条件が満たされたと判定してもよいし、所定の複数が満たされた場合のみアラーム出力条件が満たされたと判定してもよい。
For example, in this embodiment,
(1) When the value of the evaluation value β ′ for each beat exceeds the threshold value (2) When the evaluation value β ′ exceeding the threshold value continues for a predetermined number of beats (3) The amount of change in the value of the evaluation value β ′ is the threshold value If exceeded. Here, the amount of change in the evaluation value β ′ may be any of the following, for example.
(3-1) Δβ ′ / ΔP (or dβ ′ / dP) Ratio of change in evaluation value β ′ to change in blood pressure (systolic blood pressure or diastolic blood pressure) (3-2) Δβ ′ / ΔT (or dβ '/ Dt) Change amount of evaluation value β' per predetermined unit time (4) Evaluation value β 'relating to 1 beat (or predetermined continuous plural beats) and 1 beat (or predetermined continuous plural beats) It can be determined that the alarm output condition is satisfied in any one or more of cases where the combination with blood pressure satisfies a predetermined condition. When a plurality of alarm output conditions are used, it may be determined that the alarm output condition is satisfied if one is satisfied, or it may be determined that the alarm output condition is satisfied only when a predetermined plurality is satisfied. Good.
Ｓ３１１で制御部１４０は、満たされていると判定されたアラーム出力条件に応じたアラーム出力処理を実行する。上述したように、アラーム出力処理で出力される警報はアラームインジケータ１６０の発光や鳴動、表示部１７０に対するメッセージ表示などである。警報は重要度によりレベル分けし、重要度に応じた警報を出力することができる。また、アラーム出力条件を満たしたと判定された場合には、その内容や関連する生体信号のデータなどを、検出時刻などとともにイベント情報として記録したり、外部機器に通信したりするようにしてもよい。 In S <b> 311, the control unit 140 executes an alarm output process according to the alarm output condition determined to be satisfied. As described above, the alarm output in the alarm output process includes light emission and ringing of the alarm indicator 160, message display on the display unit 170, and the like. Alarms can be classified according to the level of importance, and an alarm corresponding to the level of importance can be output. In addition, when it is determined that the alarm output condition is satisfied, the content thereof or related biosignal data may be recorded as event information together with the detection time, or may be communicated to an external device. .
図２（ｂ）は、本実施形態の生体情報モニタ１００において、アラーム出力条件として上述の（４）を用いた場合のアラーム出力を実現する方法の一例を模式的に示している。図示するように個々の領域が、血圧と評価値β’（またはその変化量）の特定の範囲の組み合わせを表すように２次元領域を分割したインジケータ２００の表示領域を画面内に設ける。なお、血圧および評価値β’の範囲を分割する境界値は、各領域に該当する計測値が表す状態に対応するように定めることが好ましい。また、血圧と評価値β’（またはその変化量）の少なくとも一方について、範囲の分割数は３以上であってもよい。本実施形態においてインジケータ２００の各領域が対応する状態は「正常」、「注意」、および「危険」のいずれかであるが、これは例示である。 FIG. 2B schematically shows an example of a method for realizing the alarm output when the above-described (4) is used as the alarm output condition in the biological information monitor 100 of the present embodiment. As shown in the drawing, a display area of an indicator 200 is provided on the screen, which is a two-dimensional area divided so that each area represents a combination of a specific range of blood pressure and evaluation value β ′ (or its variation). Note that the boundary value for dividing the range of blood pressure and evaluation value β ′ is preferably determined so as to correspond to the state represented by the measurement value corresponding to each region. In addition, the number of divisions of the range may be three or more for at least one of blood pressure and evaluation value β ′ (or its change amount). In this embodiment, the state corresponding to each area of the indicator 200 is one of “normal”, “caution”, and “danger”, but this is an example.
そして、制御部１４０は、評価区間について得られた１拍（もしくは所定の連続する複数拍に関する）評価値β’と血圧の組み合わせに対応するインジケータ２００内の領域を特定可能なように、他の領域とは異ならせて表示する。例えば該当する領域の背景色および／または輝度を他の領域と異ならせて表示（点灯）することができる。この際、領域に対応する状態に応じた背景色および／または輝度を用いることができる。例えば、「正常」に対応する領域であれば緑、「注意」に対応する領域であれば黄、「危険」に対応する領域であれば赤を用いて表示することができる。また、計測値の組み合わせに該当しない領域については、グレーや白といった無彩色を用いて表示することができる。アラーム出力条件を満たした場合、制御部１４０は満たした条件に応じて「注意」や「危険」に対応する領域が特定できるようにインジケータ２００の表示を更新する。 Then, the control unit 140 determines other regions in the indicator 200 corresponding to the combination of the evaluation value β ′ obtained with respect to the evaluation section (or a predetermined continuous plurality of beats) evaluation value β ′ and blood pressure. It is displayed differently from the area. For example, the background color and / or luminance of the corresponding area can be displayed (lighted) different from other areas. At this time, a background color and / or luminance corresponding to a state corresponding to the region can be used. For example, the area corresponding to “normal” can be displayed using green, the area corresponding to “caution” using yellow, and the area corresponding to “danger” using red. An area that does not correspond to a combination of measurement values can be displayed using an achromatic color such as gray or white. When the alarm output condition is satisfied, the control unit 140 updates the display of the indicator 200 so that an area corresponding to “caution” or “danger” can be specified according to the satisfied condition.
なお、「正常」に対応する領域を特定可能に表示する動作はＳ３１１のアラーム出力処理ではなく、Ｓ３０６における表示処理や、Ｓ３０９で評価値β’に関するアラーム出力条件が満たされないと判定された場合に実行される。一方、Ｓ３１１のアラーム出力処理として「注意」または「危険」に対応する領域を特定可能に表示する場合には、アラームインジケータ１６０の発光や鳴動を併せて実行してもよい。このように、インジケータ２００は、アラーム出力の表示としてのみならず、被検者の血圧に関する状態を監視するための表示として機能する。 Note that the operation for displaying the region corresponding to “normal” in an identifiable manner is not the alarm output process in S311 but the display process in S306 or when it is determined in S309 that the alarm output condition related to the evaluation value β ′ is not satisfied. Executed. On the other hand, when the area corresponding to “caution” or “danger” is displayed in an identifiable manner as the alarm output process in S311, the alarm indicator 160 may be lit or ringed together. Thus, the indicator 200 functions not only as an alarm output display, but also as a display for monitoring a state relating to the blood pressure of the subject.
なお、ここでは説明および理解を容易にするため、１区間の判定結果によってアラーム出力処理を実行するものとしたが、所定回数連続して（もしくは所定の割合で）アラーム出力条件を満たしていると判定されている場合にアラーム出力を実行するように構成してもよい。 Here, for ease of explanation and understanding, the alarm output process is executed based on the determination result of one section. However, if the alarm output condition is satisfied a predetermined number of times (or at a predetermined rate), An alarm output may be executed when it is determined.
なお、図２（ｂ）のように計測値が該当する領域を明示する代わりに（あるいはそれに加えて）、実際の計測値やその経時変化を表示するようにしてもよい。図２（ｃ）は、血圧と評価値β’の計測値を監視するための表示方法の別の例を模式的に示した図である。インジケータ２１０は、表示画面の一部領域に表示されること、一方の軸に血圧、他方の軸に評価値β’（またはその変化量）が割り当てられた２次元領域（直交座標空間）であって、血圧と評価値β’（またはその変化量）の値の範囲の組み合わせに応じてた複数の領域２１１〜２１４に分割されていること、各領域が「正常」、「注意」、および「危険」のいずれかの状態に対応していることは図２（ｂ）のインジケータ２００と共通している。 Note that instead of (or in addition to) clearly indicating the region to which the measurement value corresponds as shown in FIG. 2B, the actual measurement value and its change over time may be displayed. FIG. 2C is a diagram schematically showing another example of a display method for monitoring the measured values of blood pressure and evaluation value β ′. The indicator 210 is a two-dimensional area (orthogonal coordinate space) that is displayed in a partial area of the display screen, in which blood pressure is assigned to one axis and the evaluation value β ′ (or its change amount) is assigned to the other axis. Are divided into a plurality of regions 211 to 214 according to the combination of the range of values of blood pressure and evaluation value β ′ (or its change amount), and each region is “normal”, “caution”, and “ Corresponding to any state of “danger” is the same as the indicator 200 in FIG.
インジケータ２１０がインジケータ２００と異なるのは、領域２１１〜２１４のそれぞれが、対応する状態に応じて予め色分けされていることと、所定期間における計測値２２０がインジケータ２１０内の該当する位置に表示（プロット）されることである。図２（ｃ）の右側に、計測値２２０の表示例を拡大して示している。インジケータ２１０には、直近の計測値２２１を含む、所定期間内の計測値２２２を時系列的に表示する。また、プロットされた複数の計測値２２２の経時変化が分かりやすいよう、各計測値の軌跡２２３を、時間の経過方向を示すマーク（ここでは矢印）とともに表示している。また、直近の計測値２２１については他の（過去の）計測値２２２と異なる表示を行い、視認性を向上させている。 The indicator 210 is different from the indicator 200 in that each of the regions 211 to 214 is color-coded in advance according to the corresponding state, and the measured value 220 for a predetermined period is displayed (plotted) in the indicator 210. ) On the right side of FIG. 2C, a display example of the measurement value 220 is enlarged. The indicator 210 displays the measurement values 222 within a predetermined period including the latest measurement values 221 in time series. In addition, the trace 223 of each measurement value is displayed together with a mark (here, an arrow) indicating the passage direction of time so that changes over time of the plotted measurement values 222 can be easily understood. Further, the latest measured value 221 is displayed differently from the other (past) measured values 222 to improve the visibility.
手術中など、リアルタイムで監視を行う場合、インジケータ２１０には直近の計測値２２１から過去の所定数の（もしくは過去の所定期間内に計測された）計測値２２２については全て表示する。それより過去の計測値については、所定数ごと（あるいは所定時間あたり１つ）を表示するなど、表示される計測値間の計測時間を伸ばしてもよい。また、インジケータ２１０に表示する計測値のタイムスケールが異なる複数の表示モードを操作部１８０から切り替え可能に構成してもよい。例えば、リアルタイムモードでは最新の所定数の計測値全てを表示し、トレンドモードでは数分、１時間、数時間、または１日ごとに１計測値を表示するといったように構成することができる。 When monitoring is performed in real time such as during an operation, the indicator 210 displays all the past predetermined values (or measured within a predetermined period in the past) from the latest measured values 221. For past measurement values, the measurement time between displayed measurement values may be extended, for example, by displaying a predetermined number (or one per predetermined time). Further, a plurality of display modes having different time scales of measurement values displayed on the indicator 210 may be configured to be switchable from the operation unit 180. For example, all the latest predetermined number of measurement values are displayed in the real time mode, and one measurement value is displayed every few minutes, one hour, several hours, or one day in the trend mode.
このように、計測値を時系列表示することにより、今後おこりうる状況変化について事前に想定したり、必要な対処をいち早く実行することを支援できる。例えば、計測値が「正常」に対応する領域２１１から「注意」に対応する領域２１２へ変化して来ており、かつ血圧も下降し始めている場合、血管の収縮による血圧の維持が限界に近づいている可能性がある。従って短時間のうちに有意な血圧低下が発生する可能性があることが把握でき、そのような事態を回避したり、対処の準備を行うことが可能になる。 In this way, by displaying the measurement values in time series, it is possible to support in advance assumptions about situation changes that may occur in the future and to quickly perform necessary countermeasures. For example, when the measurement value has changed from the region 211 corresponding to “normal” to the region 212 corresponding to “caution” and the blood pressure is also starting to drop, the maintenance of blood pressure due to the contraction of blood vessels approaches the limit. There is a possibility. Therefore, it is possible to grasp that there is a possibility that a significant blood pressure decrease may occur in a short time, and it becomes possible to avoid such a situation and prepare for countermeasures.
図２（ｃ）のインジケータ２１０を用いる場合も、アラーム出力条件が満たされた場合には、アラーム出力処理の一環として、図２（ｂ）の場合と同様の表示制御を行ってもよい。例えば、計測値が「危険」に対応する領域２１３に該当する場合には、領域２１３の全体を点滅表示させてもよい。 Even when the indicator 210 in FIG. 2C is used, if the alarm output condition is satisfied, display control similar to that in FIG. 2B may be performed as part of the alarm output process. For example, when the measured value corresponds to the region 213 corresponding to “danger”, the entire region 213 may be displayed in a blinking manner.
図４（ｂ）は、収縮期血圧、拡張期血圧、および評価値β’の経時変化の例を示している。このように、収縮期血圧および拡張期血圧についてはほとんど変化が観察できない場合でも、評価値β’の値には変化が観察される場合がある。従って、本実施形態において説明したように、評価値β’の監視を行うことで、血圧を維持しようとする自律神経系の機序による血管の収縮や弛緩についての監視が実現でき、有用な情報を提供することができる。 FIG. 4B shows an example of changes over time in systolic blood pressure, diastolic blood pressure, and evaluation value β ′. As described above, even when almost no change is observed in the systolic blood pressure and the diastolic blood pressure, a change may be observed in the evaluation value β ′. Therefore, as described in the present embodiment, by monitoring the evaluation value β ′, it is possible to monitor blood vessel contraction and relaxation by the mechanism of the autonomic nervous system to maintain blood pressure, and useful information Can be provided.
（他の実施形態）
上述の実施形態においては、生体情報モニタの構成要素である表示部１７０に各種表示を行う構成について説明したが、表示はセントラルモニタの様な、生体情報モニタとは別個の装置で行う構成であってもよい。この場合、表示部１７０に表示する代わりに（あるいはそれと並行して）外部Ｉ／Ｆ部１５０を通じて、外部装置へ表示データを送信すればよい。あるいは、生体情報モニタ１００からは外部装置に計測値のみを送信し、外部装置側で図２に示したような各種の表示を実現してもよい。この場合、外部装置は上述した制御部１４０の表示制御動作を実行することになり、外部装置と生体情報モニタとは本発明に係る生体情報監視システムを構成する。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the configuration in which various displays are performed on the display unit 170 that is a component of the biological information monitor has been described. However, the display is performed by a device separate from the biological information monitor, such as a central monitor. May be. In this case, display data may be transmitted to the external device through the external I / F unit 150 instead of (or concurrently with) the display unit 170. Alternatively, only the measurement value may be transmitted from the biological information monitor 100 to the external device, and various displays as shown in FIG. 2 may be realized on the external device side. In this case, the external device executes the display control operation of the control unit 140 described above, and the external device and the biological information monitor constitute a biological information monitoring system according to the present invention.
本発明は、上述の実施形態に係る処理を、システム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサによって実施させるプログラムとしても実現可能である。従って、このようなプログラムや、プログラムを記録したコンピュータ可読記録媒体もまた本発明を構成する。また、上述の実施形態に係る処理を、ハードウェア（例えばＡＳＩＣやプログラマブルロジックなど）を用いて実施することもできる。 The present invention can also be realized as a program that causes the processing according to the above-described embodiment to be performed by one or more processors in the computer of the system or apparatus. Therefore, such a program and a computer-readable recording medium recording the program also constitute the present invention. Further, the processing according to the above-described embodiment can be performed using hardware (for example, ASIC, programmable logic, or the like).
１００…生体情報モニタ、１１０…入力部、１２０…前処理部、１３０…バッファメモリ、１４０…制御部、１７０…表示部、１８０…操作部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Biometric information monitor, 110 ... Input part, 120 ... Pre-processing part, 130 ... Buffer memory, 140 ... Control part, 170 ... Display part, 180 ... Operation part
Claims (12)
前記血圧信号から、血管の硬さを表す指標を逐次算出する算出手段と、
前記指標の値もしくは値の変化について監視する監視手段と、
を有することを特徴とする生体情報監視装置。 A measuring means for invasively measuring blood pressure signals at a plurality of sites;
A calculating means for sequentially calculating an index representing the hardness of the blood vessel from the blood pressure signal;
Monitoring means for monitoring the value of the index or a change in the value;
A biological information monitoring apparatus comprising:
前記血圧信号から検出した収縮期血圧と拡張期血圧と、
前記血圧信号と前記複数の部位間の距離とに基づいて算出した脈波伝播速度（PWV）と、
を用いて、前記指標を算出することを特徴とする請求項１記載の生体情報監視装置。 The calculating means includes
Systolic blood pressure and diastolic blood pressure detected from the blood pressure signal;
Pulse wave velocity (PWV) calculated based on the blood pressure signal and the distance between the plurality of parts,
The biological information monitoring apparatus according to claim 1, wherein the index is calculated by using a computer.
β’＝（２ρ／ΔＰ）・ｌｎ（Ｐs／Ｐd）・ＰＷＶ2
（ただし、ρは血液密度（定数）、Ｐsは収縮期血圧、Ｐdは拡張期血圧、ΔＰ＝Ｐs−Ｐd、ｌｎ（）は自然対数）であることを特徴とする請求項２に記載の生体情報監視装置。 The indicator is
β ′ = (2ρ / ΔP) · ln (P s / P d ) · PWV 2
Wherein ρ is blood density (constant), P s is systolic blood pressure, P d is diastolic blood pressure, ΔP = P s −P d , and ln () is a natural logarithm. The biological information monitoring apparatus according to 1.
請求項７から９のいずれか１項に記載の表示手段を有する外部装置と、
が通信可能に接続されてなる生体情報監視システム。 The biological information monitoring apparatus according to any one of claims 1 to 6,
An external device having the display means according to any one of claims 7 to 9,
Is a biological information monitoring system connected to be communicable.
前記血圧信号から、血管の硬さを表す指標を逐次算出する算出工程と、
前記指標の値もしくは値の変化について監視する監視工程と、
を有することを特徴とする生体情報監視装置の制御方法。 A measurement process for invasively measuring blood pressure signals at a plurality of sites;
A calculation step of sequentially calculating an index representing the hardness of the blood vessel from the blood pressure signal;
A monitoring step for monitoring the value of the index or a change in the value;
A control method for a biological information monitoring apparatus, comprising:
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