JP2020516387A

JP2020516387A - 患者が身に付けることができる血圧測定装置

Info

Publication number: JP2020516387A
Application number: JP2019555676A
Authority: JP
Inventors: ブレイク・ダブリュー・アクセルロッド; アレクサンダー・エイチ・シーモンズ
Original assignee: Edwards Lifesciences Corp
Current assignee: Edwards Lifesciences Corp
Priority date: 2017-04-11
Filing date: 2018-02-07
Publication date: 2020-06-11
Also published as: CN110536631A; EP3609394A1; WO2018190942A1; US20180289271A1; EP3609394A4

Abstract

容積クランピングを利用し、患者が身に付けることができる血圧測定装置について開示する。この血圧測定装置は、プレチ信号を測定するための発光ダイオード(LED)/フォトダイオード(PD)対、および指を包み込むブラダを含む、患者の指に装着可能な指カフと、指カフコネクタを介してブラダに連結されてブラダに空気圧を供給する血圧測定コントローラとを備えることができる。血圧測定コントローラは、患者が身に着けることができ得る。血圧測定コントローラは、指カフコネクタに連結されているポンプと、弁と、圧力センサと、ポンプ、弁、圧力センサ、およびLED/PD対に連結されている制御回路機構とを含むことができる。

Description

本発明の諸実施形態は、容積クランピングを利用し、患者が身に付けることができる血圧測定装置に関する。

容積クランピングは、血圧を非侵襲的に測定するための技法であり、ここでは、静脈流が完全に遮断され、時間とともに変化する圧力によって動脈圧が一定の動脈容積を維持するように均衡化され得るような形に、被験者の指に圧力が加えられる。適切に嵌合され較正されたシステムでは、この加えられた、時間とともに変化する圧力は、指の動脈血圧に等しい。加えられた、時間とともに変化する圧力を測定して、患者の動脈血圧の読取り値を提供することが可能である。

これは、患者の指の周りに配置されている指カフによって達成され得る。指カフは、赤外光源、赤外センサ、および膨張式ブラダを含むことができる。赤外光は、指動脈が存在する指を通して送ることができる。赤外センサは、赤外光を捕捉し、センサによって記録される赤外光の量は、動脈直径に反比例し、動脈内の圧力を示すことができる。

指カフ実装にあたっては、指カフ内のブラダを膨張させることによって、圧力が、指動脈に対して与えられる。圧力が十分に高い場合、それにより動脈が圧迫されることになり、センサによって記録される光量は増加することになる。動脈を圧迫するために膨張式ブラダに必要な圧力量は、血圧に依存する。指動脈の直径が一定に保たれるように膨張式ブラダの圧力を制御することによって、血圧は、膨張式ブラダ内の圧力が血圧と直接、結び付いているので、非常に精度高く詳細に監視され得る。

通常の現在の指カフ実装にあたっては、容積クランプシステムが、指カフとともに使用されている。容積クランプシステムは、通常、圧力発生システムおよび調整システムを含み、この調整システムは、動脈容積の測定とともに使用されるポンプと、弁と、圧力センサとを閉ループフィードバックシステムで含む。血圧を正確に測定するには、フィードバックループは、被験者の血圧の圧力振動に合わせるのに十分な圧力の生成機能および解放性能を提供する。

期待に反して、現在の指カフシステムは、圧力発生システムが容積クランプシステムの空気圧を生成するのに、回転ポンプ、ブロアポンプ、および関連の装置など、非常に大きい装置に依存している。そのようなポンプ装置は、比較してみると、指カフそれ自体よりもはるかに大きく、指カフに圧力を提供するために離れた場所に置かれている。したがって、これらのタイプのポンプは、かなりの電力を消費し、物理的に患者から取り外され、それによって、長い空気通路が生み出され、それにより、性能が妨げられ、結果的には正確でない血圧測定結果がもたらされる可能性がある。さらには、大型のポンプシステムおよび支持用ハードウェアにより、病院、救急処置室、集中治療室(ICU)、診療所、救急車、および他の患者治療場所における混乱が拡大し、可動性が妨げられる。その上、このタイプの大型のポンプシステムには、ポンプが連続的に動作する結果として高いエネルギー消費量が必要になり、ポンプに起因する騒音および空気の定期的排出に関してさらなる不利点がもたらされる。エネルギー使用量が高いこと、構成部品が大きいこと、および騒音があることからなるこれらの性質は、外来使用、救急処置室、集中治療室(ICU)、検査室など、特定の医療環境内、および患者が眠っている間に測定が行われる病室内では望ましくない。

本発明の諸実施形態は、容積クランピングを利用し、患者が身に付けることができる血圧測定装置に関することができる。血圧測定装置は、プレチ信号(pleth signal)を測定するための発光ダイオード(LED、light emitting diode)/フォトダイオード(PD、photodiode)対、および指を包み込むブラダを含む、患者の指に装着可能な指カフと、指カフコネクタを介してブラダに連結されてブラダに空気圧を供給する血圧測定コントローラとを備えることができる。血圧測定コントローラは、患者が身に着けることができ得る。血圧測定コントローラは、指カフコネクタに連結されているポンプと、弁と、圧力センサと、ポンプ、弁、圧力センサ、およびLED/PD対に連結されている制御回路機構とを含むことができる。制御回路機構は、ポンプによって指カフコネクタを介してブラダに加えられる空気圧を制御してプレチ信号の測定に基づく患者の血圧を再現し、弁の開放を制御してブラダから空気圧を解放し、圧力センサによりブラダの圧力を監視することによって患者の血圧を測定するように構成され得る。

本発明の1つの実施形態による血圧測定装置の一例の略図である。本発明の1つの実施形態による指カフおよび血圧管理コントローラの構成部品を示す略図である。本発明の1つの実施形態による、固定オリフィスを備えた指カフおよび血圧管理コントローラの構成部品を示す略図である。本発明の1つの実施形態による、容積クランプモードを実施するための、プレチ信号および圧力を考慮して指カフおよび血圧測定コントローラの動作原理を示すグラフの略図である。本発明の1つの実施形態による、容積クランプモードを実施するための、圧力、ポンプコマンド、および弁コマンドを示すグラフの略図である。本発明の1つの実施形態による、容積クランプモードを実施するための、固定オリフィス実装形態における圧力、およびポンプコマンドを示すグラフの略図である。本発明の1つの実施形態による、指カフに対する第1のタイプのコネクタを含む血圧測定コントローラの斜視図である。本発明の1つの実施形態による、図4Aの血圧測定コントローラの内部構成部品を示す図である。本発明の1つの実施形態による、指カフに対する接続固定具を含む血圧測定コントローラの斜視図である。本発明の1つの実施形態による、図5Aの血圧測定コントローラの内部構成部品を示す図である。

本発明の諸実施形態は、指カフとともに使用される、容積クランプ血圧測定のための圧力調整フィードバックループに関することができる。このフィードバックループは、指カフのブラダ内で圧力を生成して被験者の動脈を圧迫するためのポンプと、ブラダから圧力を解放するための弁とを含んでいることができる。フィードバックループは、指カフのブラダ内の圧力を測定する圧力センサと、たとえば赤外発光ダイオード(LED)/フォトダイオード(PD)を利用することによって、締め付けられた動脈の容積を測定するためのシステムとをさらに含んでいることができる。

具体的には、本発明の諸実施形態は、容積クランピングを利用し、患者が身に付けることができる血圧測定装置に関することができる。この血圧測定装置は、プレチ信号を測定するための発光ダイオード(LED)/フォトダイオード(PD)対、および指を包み込むブラダを含む、患者の指に装着可能な指カフと、指カフコネクタを介してブラダに連結されてブラダに空気圧を供給するための血圧測定コントローラとを備えることができる。血圧測定コントローラはまた、患者が身に付けることができ得る。血圧測定コントローラは、指カフコネクタに連結されているポンプと、弁と、圧力センサと、ポンプ、弁、圧力センサ、およびLED/PD対に連結されている制御回路機構とを含むことができる。後述するように、制御回路機構は、ポンプによって指カフコネクタを介してブラダに加えられる空気圧を制御してプレチ信号の測定に基づく患者の血圧を再現し、弁の開放を制御してブラダから空気圧を解放し、圧力センサによりブラダの圧力を監視することによって患者の血圧を測定するように構成され得る。

後述するように、本発明の諸実施形態によれば、指カフは、患者の指に装着可能であり、ポンプ、弁、およびセンサを含む血圧測定コントローラは、患者の指、手、手首、腕、もしくは患者の身体の他の一部に連結されていてもよく、または患者の身体に接していなくてもよいが、患者の血圧を監視するコンパクトでエネルギー効率の高いシステムでは、指カフにきわめて近接していてもよい。

図1Aを参照して、血圧測定装置102の一例について説明する。図1Aに示されているように、血圧測定装置102は、患者の指に装着可能である、適切な筐体および適切な指コネクタを有する(たとえば、ブラダを含む)指カフ104と、患者の身体(たとえば、患者の手)に装着可能である血圧測定コントローラ120とを含むことができる。血圧測定装置102は、患者監視装置130および心臓基準センサ(HRS、heart reference sensor)134にさらに接続され得る。指カフ104および血圧測定コントローラ120を含む血圧測定装置102の動作については、本明細書において以降、より詳細に説明する。

この例を続けると、図1Aに示されているように、患者の手は、肘掛け112の面110上に置かれて、血圧測定装置102により患者の血圧を測定することができる。後述するように、血圧測定装置102の血圧測定コントローラ120は、指カフコネクタ122を介して指カフ104のブラダに連結されて、血圧測定に使用するための空気圧をブラダに供給することができる。血圧測定コントローラ120は、電力/データケーブル132を介して患者監視装置130に、およびHRSコネクタ136を介してHRS134に連結され得る。患者監視装置130は、血圧を含む患者の生理学的読取り値/データ、ならびに任意の他の適切な、患者の生理学的読取り値を読み取ること、収集すること、処理すること、表示することなどを行うことができる任意のタイプの医療電子装置とすることができる。したがって、電力/データケーブルは、患者監視装置130との間でデータを伝送することができ、また患者監視装置130から血圧測定コントローラ120および指カフ104に電力を供給することもできる。HRS134は、患者の心臓レベル付近に置かれ、HRSコネクタ136によって血圧測定装置102の血圧測定コントローラ120に接続されて、血圧測定結果の計算における指カフ104と心臓レベルとの間の高さの差に起因する潜在的誤差の補償を可能にし得る。

図1Aでわかり得るように、1つの例では、指カフ104は、患者の指に装着可能であり、血圧測定コントローラ120は、患者の手首の周りに巻き付く装着ブレスレット123により患者の手に装着可能である。しかしながら、血圧測定コントローラ120のサイズは小さいので、幅広い多様な装着構成が利用可能であることを認識すべきである。たとえば、血圧測定コントローラ120は、便利な方式で指カフ104に局所的に取り付けられ、または置かれるように、患者の指(たとえば、指カフ104と同じ指、あるいは1つまたは複数の異なる指)、手、手首、腕、または他の箇所に置かれ得る。1つの特定の例としては、血圧測定コントローラ120は、患者の他の指の対に(たとえば、装着ブレスレットまたはベルクロ(登録商標)ストリップを利用して)クリップ留めされてもよい。

代替としては、血圧測定コントローラ120は、患者の身体に接しないように置かれていてもよいが、指カフ104にきわめて近接して置かれ、または取り付けられていてもよい。たとえば、血圧測定コントローラ120は、指カフ104付近の肘掛け112に締め付けまたは装着されていても(たとえば、クリップにおいて置かれていても、もしくはベルクロ(登録商標)留めされていても)よく、あるいは指カフ104から単にぶら下がっていてもよく、何かに装着されていなくてもよい。患者の身体から血圧測定コントローラ120を取り除くことによって、患者の動脈および静脈へのアクセスが、完全に自由になる。加えて、図1Aに示されている血圧測定コントローラ120のほぼ長方形の構造は単なる設計上の実装形態にすぎず、任意の適切な形状が使用され得ることを認識すべきである。血圧測定コントローラ120のサイズは小さいので、幅広い多様な装着構成が利用可能であり、これらが単なる例にすぎないこともさらに認識すべきである。

本明細書において以降、より詳細に説明するように、ポンプ、弁、圧力センサ、および制御回路機構を含む血圧測定コントローラ120とともに、指カフ104は、圧力センサによりブラダの圧力を監視することによって患者の血圧を測定するのに利用され得、患者の血圧を患者監視装置130上に表示することができる。具体的には、指カフ104および血圧測定コントローラ120のサイズが小さいことに起因して、コンパクトで、可動で、エネルギー効率が高く、低騒音のシステムにより患者の血圧を監視する技法が提供される。

図1Bをさらに参照すると、図1Bは、本発明の1つの実施形態による血圧測定装置の一例の略図である。

指カフ104は、発光ダイオード(LED)150とフォトダイオード(PD)152とを含んで、LED/PD対を創出することができる。指を包み込み、患者の動脈160に対して圧迫する、または締め付けるブラダ156と協働してLED/PD対を含む指カフ104は、後述するように、プレチ信号を測定して患者の血圧を測定するのに使用され得る。

血圧測定コントローラ120は、指カフコネクタ175を介して指カフ104のブラダ156に連結されて、ブラダ156に空気圧を供給することができる。血圧測定コントローラ120は、ポンプ172、弁174、およびセンサ176を含むことができる。さらには、血圧測定コントローラ120は、本明細書において以降、より詳細に説明するように、制御回路機構180、ならびに入力/出力回路機構およびインターフェース182を含むことができる。インターフェースの例としては、HRS134に対するHRSコネクタ136とのインターフェース、および患者監視装置130に対する電力/データケーブル132とのインターフェースを利用することができる。

前述したように、血圧測定コントローラ120は、患者が身に付けることができ得、患者の指、手、手首、腕、または患者の身体の他の一部に取り付けられていてもよく、または患者が身に付けていなくてもよいが、指カフ104にほんの局所的に置かれていてもよい(たとえば、肘掛けに置かれている、患者の指からぶら下がっている、など)。さらには、前述したように、血圧測定コントローラ120は、血圧測定コントローラ120のポンプ172から指カフ104のブラダ156に空気圧を供給するためのチューブ部分(ならびにLED駆動を指カフに、および指カフ104からプレチ信号を制御回路機構180に供給するためのケーブル部分)を含む適切なコネクタ122とすることができる指カフコネクタ175によって、または血圧測定コントローラ120のポンプ172から指カフ104のブラダ156に空気圧を直接、接続するための(ならびに指カフ104からプレチ信号を制御回路機構180に供給するための)接続固定具によって、指カフ104に連結され得、それにより、血圧測定コントローラ120は、指カフ104の上部に取り付け可能になる。したがって、血圧測定コントローラ120は、チューブによって局所的に接続されていても、または使用者の指上に接続固定具によって指カフ104の上部に直接、接続されていてもよい。これらの例については、本明細書において以降、より詳細に説明する。また、指カフコネクタ175は、LED/PD対の出力部を制御回路機構180に電子的に接続することも認識すべきである。

そのため、1つの実施形態では、血圧測定コントローラ120は、指カフコネクタ175に連結されてブラダ156に空気圧を供給する空気取入口173を含むポンプ172と、空気圧流に連結されてブラダ156から空気圧を解放するための通気孔177を備えた弁174と、空気圧流に連結されてブラダ156の空気圧を監視するための圧力センサ176と、ポンプ172、弁174、およびセンサ176に連結された制御回路機構180とを含むことができる。血圧測定コントローラ120の構成部品は、図1に示されている血圧測定コントローラ120の筐体内に適切に含められ、相互接続され得るが、任意の適切な筐体が利用されてもよいことを認識すべきである。

制御回路機構180は、ポンプ172、弁174、センサ176、およびLED/PD対に連結されて指カフ104のブラダ156を制御し、LED/PD対からのプレチ信号を測定することができ、それにより、血圧測定コントローラ120の制御回路機構180は、患者の血圧を測定することが可能になる。

具体的には、制御回路機構180は、(たとえば、空気取入口173から)ポンプ172によって指カフコネクタ175を介して(たとえば、出力として指定されている)ブラダ156に加えられる空気圧を制御して指カフ104のLED/PD対から受け取ったプレチ信号の測定に基づく患者の血圧を再現するように構成され得る。さらには、制御回路機構180は、通気孔177を介して弁174の開放を制御してブラダ156から空気圧を解放するように構成され得る。加えて、制御回路機構180は、ブラダ156の圧力を監視することによって、患者の血圧と同じになるべき圧力センサ176からの入力に基づく患者の血圧を測定するように構成され得る。

患者の測定血圧は、制御回路機構180によって、I/O回路機構およびインターフェース182を介してデータ/電力ケーブル132を通って患者監視装置130に送信されて患者の測定血圧を表示するように命令され得る。さらには、HRSコネクタ136を通ってI/O回路機構およびインターフェース182を介して受け取ったHRS134および他のソースからの入力に基づいて制御回路機構180は、血圧測定結果の計算における指カフ104と心臓レベルとの間の高さの差に起因する潜在的誤差の補償を可能にし得る。

血圧測定コントローラ120の制御回路機構180は、ポンプ172(たとえば、出力)によって指カフコネクタ175を介してブラダ156に加えられる空気圧を制御して指カフ104のLED/PD対から受け取った測定プレチ信号に基づいて患者の血圧を再現し、併せて、弁174の開放を制御してブラダ156から空気圧を解放し、圧力センサ176によりブラダ156の圧力を監視することによって患者の血圧を測定し、同時に、計算された血圧測定結果が患者監視装置130によって表示されるように命令するためのコンピュータ計算アルゴリズムを実施することができることを認識すべきである。さらには、ポンプ172を介して加えられる空気圧が、空気などの適切な気体であってもよく、または他の実装形態では、適切な液体を利用してもよいことを認識すべきである。

図1Cをさらに参照すると、図1Cは、本発明の1つの実施形態による血圧測定装置の一例の略図であり、ここでは、先に説明したように制御回路機構によって制御される弁ではなく、固定オリフィス179が利用される。この実施形態では、通気孔177を含む固定オリフィス179は、弁の代わりに、ブラダ156から空気圧を受動的に解放するのに使用される。したがって、固定オリフィス179がブラダ156から空気圧を受動的に解放するので、弁を開閉する必要はなく、制御回路機構180による弁の開閉の制御が必要でない。この実装形態では、ブラダ156に加えられる空気圧は、制御回路機構180によって制御されるポンプ172によって完全に制御され、調節されることになるが、固定オリフィス179を使用すると、それは制御されない。この固定オリフィス179実装形態の例については、本明細書において以降、より詳細に説明する。図1Cの残りの構成部品およびそれらの機能は、図1Bについての先の説明と同様であり、簡潔にするために繰り返さない。

指カフ104および血圧測定コントローラ120によって実施される動作のタイプの例については、本明細書において以降、説明する。

図2をさらに参照して、指カフ104および血圧測定コントローラ120の動作原理、ならびに容積クランプモードの簡潔な説明について記載する。図2では、X軸は、時間(秒)を示し、Y軸は、圧力(mmHg)およびプレチ計数を示している。線202は、線204によって示されているブラダ156における圧力が、ポンプ172による空気圧の増加/減少(たとえば、圧力センサ176によって測定される)によって変化するときに、制御回路機構180が受け取った指カフ104のLED/PD対からのプレチ信号を示している。プレチ信号202は、動脈容積に反比例する。図2でわかり得るように、圧力204は、ポンプ172によって段階的に指カフ104のブラダ156に対して増加し得(圧力センサ176によって測定される)、プレチ信号202は、それにしたがって、すなわち、動脈が圧縮されるにつれて増加する。血圧拍動は、この上昇中のプレチ信号に見ることができる。

具体的には、図2でわかり得るように、血圧測定コントローラ120の制御回路機構180は、LED/PD対から受け取った望ましいプレチ信号202を選択し、容積クランプモードに切り替え、ここでは、ブラダ圧力は、動脈160における血圧を平衡化することによってプレチ信号202を一定に保つように、(制御回路機構180によって制御される)ポンプ172によってブラダ156に加えられる空気圧によって制御される。たとえば、区間220によってわかり得るように、圧力信号204は絶えず変化しているが、プレチ信号202は一定である。具体的には、ポンプ172は、制御回路機構180によって、指カフコネクタ175を介して指カフ104のブラダ156に空気圧を可変的に加えるように命令され、通気孔177を介して弁174は、可変的に開放するように命令されてブラダ156から空気圧を解放し、それにより、容積クランプモードでは、ブラダに加えられる圧力信号204は、区間220に示されているように、患者の血圧(たとえば、約120/80)に等しくなる。

図3Aをさらに参照して、容積クランプモードの一例について説明する。この例では、弁174の開閉は、制御回路機構180によって制御される。図3Aでは、X軸は、時間(秒)を示し、Y軸は、圧力(mmHg)およびコマンド値(たとえば、0〜1)を示している。たとえば、線302は、時間に応じて、制御回路機構180の制御の下、ポンプ172が空気圧を加えることによって指カフ104のブラダ156内に生成される圧力を示している。線302によって示されているブラダ圧力の下には、線310により、ポンプ172がオンにされたときのポンプ駆動信号命令、およびポンプ172が制御回路機構180によって命令されるように駆動していることの難しさ(たとえば、0〜1コマンド値)について示されている。ポンプ172は、ブラダ156の圧力が上昇しているときのみオンにされることに留意すべきである。ポンプ駆動信号310とともに、制御回路機構180によって命令される弁コマンド信号320は、弁174が開放すべきと命令されたとき、およびそれがどの程度まで開放すべきと命令されているか(たとえば、0〜1コマンド値)について示している。弁174は、図3Aに示されているように、圧力が降下しているときのみ開放されることに留意すべきである。

図3Bをさらに参照して、容積クランプモードの別の例について説明し、ここでは、制御回路機構180によって開閉を制御してブラダ156から空気圧を解放する弁は利用されず、制御回路機構180によって制御せずにブラダ156から空気圧を受動的に解放する通気孔177を含む固定オリフィス179が利用される。図3Bでは、X軸は、時間(秒)を示し、Y軸は、圧力(mmHg)およびコマンド値(たとえば、0〜1)を示している。たとえば、線352は、時間に応じて、制御回路機構180の制御の下、ポンプ172が空気圧を加えることによって指カフ104のブラダ156内に生成される圧力を示している。線352によって示されているブラダ圧力に隣接して、線360により、ポンプ172がオンにされたときのポンプ駆動信号命令、およびポンプ172が制御回路機構180によって命令されるように駆動していることの難しさ(たとえば、0〜1コマンド値)について示されている。ポンプ172は、ブラダ156の圧力が急激に上昇したときに完全にオンにされ(たとえば、コマンド値1)、次いで、ポンプ駆動コマンドは、ブラダ圧力352が低下すると、より低いコマンドレベルにおいて上下に変動361することに留意すべきである。固定オリフィス179がブラダから空気圧を受動的に解放すると、弁コマンドは必要でないことに留意すべきである。

様々なタイプのポンプ172を利用して、本発明の前述の実施形態を実施することができることを認識すべきである。たとえば、1つの実施形態では、圧電ポンプがポンプ172として利用され得る。圧電ポンプ172は、相対的にサイズが小さく、電力消費量が低くてよく、ヒトの聴覚範囲のかなり外側の高い動作周波数において動作することができる。そのため、サイズが小さく、電力消費量が低い圧電ポンプ172は、先に説明したように、指カフ104にきわめて非常に近接して患者の指、手、手首などに容易に取り付け可能な前述の血圧測定コントローラ120において使用するのに適している。また、圧電ポンプ172は、相対的に静かなので、患者の睡眠を妨げない。加えて、指カフ104のブラダ156に加えられる空気圧を制御するように調節できる(たとえば、迅速にオンにし、オフにする)圧電ポンプ172の性能により、電力の使用量を最小限に抑え、制御および効率を最大限に高めることがさらに可能になる。

ボイスコイルポンプ、ピストンポンプ、ダイヤフラムポンプ、電解ポンプ、または蠕動ポンプなど、サイズが小さく、電力消費量が低く、静音である他のタイプのポンプ172も利用可能である。これらのタイプのポンプは、圧電ポンプと同じこれらのタイプの利点とともに利用され得る。

1つの実施形態では、弁174は、通気孔177を含む圧電弁とすることができる。圧電弁は、圧電ポンプと同様であり、サイズが小さく、電力消費量が低く、作動速度が高いという利点を有する。1つの特定の例としては、圧電弁177は、圧電セラミックアクチュエータ区間と、圧電セラミックアクチュエータ区間に接続されている固定梁区間と、固定梁区間に接続されているゴムスリーブ部分とを含むことができる。圧電セラミックアクチュエータ区間、固定梁区間、およびゴムスリーブ部分は、線状に接続され得、ゴムスリーブ部分は、通気孔177にわたって延在し得る。このようにして、制御回路機構180からの弁コマンド信号により、圧電セラミックアクチュエータ区間が移動/作動することになり得、それにより、ゴムスリーブ部分は、通気孔177から離れるように移動(開放)し、または通気孔177にわたるように移動(閉鎖)して、通気孔の開放および閉鎖が制御される。前述したように、一例としては、どの程度、圧電弁を開放すべきか(たとえば、通気孔を開放するために、どの程度、圧電セラミックアクチュエータ区間を移動/作動して、同時に、ゴムスリーブ部分を通気孔から離れるように移動するように命令すべきか)について命令するコマンド信号(0〜1)が送信され得る。これは、ほんの一例にすぎないことを認識すべきである。電磁弁、電気機械弁など、他のタイプの弁が、圧電弁の同様の特性(たとえば、サイズが小さく、電力消費量が低く、作動速度が高い)を有する。任意のタイプの適切な弁が利用され得ることを認識すべきである。

患者が身に付けることができる前述の血圧測定装置を実装するのに使用され得る様々な例について、本明細書において以降、説明する。

たとえば、図4Aは、前述の血圧測定コントローラ120の斜視図であり、ここでは、指カフコネクタ175は、血圧測定コントローラ120のポンプ172から指カフ104のブラダ156に空気圧を供給するためのチューブ部分(ならびに指カフ104からプレチ信号を制御回路機構180に供給するためのケーブル部分)を含む適切なコネクタ122とすることができる。また図4Bを参照すると、図4Bは、先に説明したように、血圧測定コントローラ120の筐体内に含められている血圧測定コントローラ120の構成部品を示している。

図4Aでわかり得るように、血圧測定コントローラ120は、端部が湾曲したほぼ長方形の筐体を有することができ、上部に、ポンプ172によって生成される空気圧用の空気を供給するために空気取入口173を有することができる。この例では、説明したように、コネクタ122が、取付け用コネクタ121によって血圧測定コントローラ120に連結され得、ここでは、コネクタ122は、血圧測定コントローラ120のポンプ172から指カフ104のブラダ156に空気圧を供給するための適切なチューブを含むことができる。さらには、血圧測定コントローラ120は、取付け用コネクタ131によって接続されている電力/データケーブル132を介して患者監視装置130に、および取付け用コネクタ135によって接続されているHRSコネクタ136を介してHRS134に連結され得る。患者監視装置130は、血圧を含む患者の生理学的読取り値/データ、ならびに任意の他の適切な、患者の生理学的読取り値を読み取ること、収集すること、処理すること、表示することなどを行うことができる任意のタイプの医療電子装置とすることができる。

この例では、指カフコネクタ175は、血圧測定コントローラ120のポンプ172から指カフ104のブラダ156に空気圧を供給するための適切なコネクタ122であってよく、血圧測定コントローラ120の動作は、先に説明したように進行する。具体的には、制御回路機構180は、(たとえば、空気取入口173から)ポンプ172によってコネクタ122を介してブラダ156に加えられる空気圧を制御して指カフ104のLED/PD対から受け取ったプレチ信号の測定に基づく患者の血圧を再現するように構成され得る。さらには、制御回路機構180は、弁174の開放を制御してブラダ156から空気圧を解放するように構成され得る。しかしながら、いくつかの実施形態では、先に説明したように、制御回路機構180によって開閉を制御してブラダ156から空気圧を解放する弁は利用されず、制御回路機構180によって制御せずにブラダ156から空気圧を受動的に解放する固定オリフィスが利用され得る。加えて、制御回路機構180は、ブラダ156の圧力を監視することによって、患者の血圧と同じになるべき圧力センサ176からの入力に基づく患者の血圧を測定するように構成され得る。患者の測定血圧は、制御回路機構180によって、I/O回路機構およびインターフェース182を介してデータ/電力ケーブル132を通って患者監視装置130に送信されて患者の測定血圧を表示するように命令され得る。さらには、HRSコネクタ136を通ってI/O回路機構およびインターフェース182を介して受け取ったHRS134および他のソースからの入力に基づいて制御回路機構180は、血圧測定結果の計算における指カフ104と心臓レベルとの間の高さの差に起因する潜在的誤差の補償を可能にし得る。

別の例としては、図5Aを参照すると、図5Aは、前述の血圧測定コントローラ120の斜視図であり、ここでは、指カフコネクタ175は、血圧測定コントローラ120のポンプ172から指カフ104のブラダ156に空気圧を直接、接続するための相対的に短い接続固定具とすることができる。この例では、血圧測定コントローラ120は、接続固定具により指カフ104の上部に直接、接続され得、それにより、全システム(血圧測定コントローラ120と指カフ104の両方)が、患者の指の上部に直接、置かれることになる。接続固定具は、相対的に小さく血圧測定コントローラ120の筐体を指カフ104の筐体に確実に接続するのに十分な強度を有するとともに血圧測定コントローラ120のポンプ172から指カフ104のブラダ156に出力された空気圧を供給するための、および指カフ104から制御回路機構180にプレチ信号を供給するためのケーブル部分を支持するための相対的に小さい内部チューブ部分を含むことができる、機械的固定具構造体(たとえば、金属、プラスチックなど)の任意の適切な形態とすることができることを認識すべきである。また図5Bを参照すると、図5Bは、先に説明したように、血圧測定コントローラ120の筐体内に含められている血圧測定コントローラ120の構成部品を示している。

図5Aでわかり得るように、血圧測定コントローラ120は、端部が湾曲したほぼ長方形の筐体を有することができ、上部に、ポンプ172によって生成される空気圧用の空気を供給するために空気取入口173を有することができる。この例では、説明したように、指カフコネクタ175が、血圧測定コントローラ120のポンプ172から指カフ104のブラダ156に空気圧を直接、接続するための接続固定具とすることができる。さらには、血圧測定コントローラ120は、取付け用コネクタ131によって接続されている電力/データケーブル132を介して患者監視装置130に、および取付け用コネクタ135によって接続されているHRSコネクタ136を介してHRS134に連結され得る。患者監視装置130は、血圧を含む患者の生理学的読取り値/データ、ならびに任意の他の適切な、患者の生理学的読取り値を読み取ること、収集すること、処理すること、表示することなどを行うことができる任意のタイプの医療電子装置とすることができる。

この例では、指カフコネクタ175は、血圧測定コントローラ120のポンプ172から指カフ104のブラダ156に空気圧を供給するための接続固定具であってよく、血圧測定コントローラ120の動作は、先に説明したように進行する。具体的には、制御回路機構180は、(たとえば、空気取入口173から)ポンプ172によって接続固定具175を介してブラダ156に加えられる空気圧を制御して指カフ104のLED/PD対から受け取ったプレチ信号の測定に基づく患者の血圧を再現するように構成され得る。さらには、制御回路機構180は、弁174の開放を制御してブラダ156から空気圧を解放するように構成され得る。しかしながら、いくつかの実施形態では、先に説明したように、制御回路機構180によって開閉を制御してブラダ156から空気圧を解放する弁は利用されず、制御回路機構180によって制御せずにブラダ156から空気圧を受動的に解放する固定オリフィス179が利用され得る。加えて、制御回路機構180は、ブラダ156の圧力を監視することによって、患者の血圧と同じになるべき圧力センサ176からの入力に基づく患者の血圧を測定するように構成され得る。患者の測定血圧は、制御回路機構180によって、I/O回路機構およびインターフェース182を介してデータ/電力ケーブル132を通って患者監視装置130に送信されて患者の測定血圧を表示するように命令され得る。さらには、HRSコネクタ136を通ってI/O回路機構およびインターフェース182を介して受け取ったHRS134および他のソースからの入力に基づいて制御回路機構180は、血圧測定結果の計算における指カフ104と心臓レベルとの間の高さの差に起因する潜在的誤差の補償を可能にし得る。

様々な他の代替の実装形態が利用され得ることを認識すべきである。たとえば、1つの代替の実装形態では、弁174は、単にブラダ156から空気圧を解放するための固定オリフィスであってもよい。この実装形態では、そのため、弁174が単にオリフィスにすぎないので、弁174の開閉は、先に説明したように制御回路機構180によって制御されないことになる。この事例では、ブラダ156に加えられる空気圧は、制御回路機構180によって制御されるポンプ172によって完全に制御され、調節されることになる。別の実装形態では、ポンプ172を電源オフしてブラダ156から空気圧の解放が可能になったとき、ポンプ172から外への空気圧の後方漏れが可能であり得る。

また、ワイヤードのデータケーブル132が、測定された患者の血圧をワイヤードの接続部を介して患者監視装置130に送信するように示されているが、ワイヤードの接続部ではなく、ワイヤレスの接続部を利用して、データを患者監視装置130との間で伝送することができることを認識すべきである。

先に説明したように、内部制御可能弁174と、内部制御可能ポンプ172と、センサ176とを含む相対的に小さく、コンパクトな血圧測定コントローラ120とともに指カフ104を利用する血圧測定装置102は、連続的非侵襲の血圧監視システムの非常にコンパクトな圧力駆動システムおよびフィードバックループを可能にする。さらには、このタイプの血圧測定装置102は、単に患者の手首、手、もしくは指に置くだけでよく、またはそれらにきわめて近接して置くことができる(たとえば、血圧測定コントローラ120は、指カフ104付近の隣接する固定具に取り付けられても、または指カフ104からぶら下がっていてもよい)。

その上、血圧測定装置102が患者の指、手、手首などに取り付け可能なように、指カフ104に近接して連結される血圧測定コントローラ120において利用されている内部制御可能ポンプ172(たとえば、圧電ポンプ)および内部制御可能弁174(たとえば、圧電弁)のサイズがコンパクトであることにより、患者が病院内(たとえば、手術室(OR)から集中治療室(ICU)に、または救急車から救急処置室(ER)、ICUなどに、または病院、診療、もしくは自宅の環境などにおけるいずれかの場所と場所との間)を移動するときに、携帯型で、患者が連続して身に付けることができる連続的血圧測定システムが可能になる。そのため、血圧測定装置102における内部制御可能ポンプ172(たとえば、圧電ポンプ)および内部制御可能弁174(たとえば、圧電弁)を利用することによって、小さく、コンパクトで、携帯型の血圧測定システムが可能になる。このタイプのよりコンパクトな血圧測定装置は、現行のシステムに関する様々な利点を有し、たとえば、高忠実度フィードバックループを提供し、OR、ER、ICUなどにおいてあまり目立ち過ぎず、費用がより低く、携帯性が非常に高く、エネルギーをあまり使用せず、静音をもたらす、すなわち、より静かである、などである。具体的には、1つの実装形態では、前述の血圧測定装置が、サイズが小さく、軽量であることにより、医療施設の周囲だけでなく、医療施設の内外における患者の移動を容易にすることが可能になる。

先に説明した本発明の態様が、制御回路機構180、I/O回路機構182など、プロセッサ、回路機構、コントローラ、制御回路機構などによる命令の実行とともに実施され得ることを認識すべきである。一例としては、制御回路機構180は、先に説明した本発明の実施形態による方法または処理を実行するためのプログラム、アルゴリズム、ルーチンの制御または命令の実行の下、動作することができる。たとえば、そのようなプログラムは、ファームウェアまたはソフトウェア(たとえば、メモリおよび/あるいは他の場所に記憶されている)において実施され得、プロセッサ、制御回路機構、および/または他の回路機構によって実施され得、これらの用語は、交換可能に利用される。さらには、プロセッサ、マイクロプロセッサ、回路機構、制御回路機構、回路板、コントローラ、マイクロコントローラなどの用語が、本発明の実施形態を実行するのに利用可能な論理、コマンド、命令、ソフトウェア、ファームウェア、機能などを実行することができる任意のタイプの論理部または回路機構を示していることを認識すべきである。

本明細書に開示される実施形態に関連して説明した様々な例示の論理ブロック、プロセッサ、モジュール、および回路機構は、汎用のプロセッサ、専用のプロセッサ、回路機構、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)もしくは他のプログラマブル論理装置、個別のゲートもしくはトランジスタ論理部、個別のハードウェア構成部品、または本明細書に説明した機能を行うように設計されたそれらの任意の組合せとともに実施すること、あるいは行うことができる。プロセッサは、マイクロプロセッサであっても、または任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、回路機構、もしくは状態機械であってもよい。プロセッサはまた、コンピューティング装置の組合せ、たとえば、DSPと1つのマイクロプロセッサ、複数のマイクロプロセッサとの組合せ、DSPコアと併せた1つまたは複数のマイクロプロセッサ、あるいは任意の他のそのような構成として実装されてもよい。

本明細書に開示される実施形態に関連して説明した方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウェアにおいて、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュール/ファームウェア、またはそれらの任意の組合せにおいて直接、具現化され得る。ソフトウェアモジュールは、RAMメモリ、フラッシュメモリ、ROMメモリ、EPROMメモリ、EEPROMメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、CD-ROM、または当技術分野において知られている記憶媒体の任意の他の形態で常駐し得る。例示的な記憶媒体は、プロセッサに連結され、それにより、プロセッサは、記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことが可能になる。代替形態では、記憶媒体は、プロセッサと一体であってもよい。

開示の実施形態についての先の説明は、当業者なら誰でも本発明を作製し、または使用することができるように提供されている。これらの実施形態に対する様々な修正形態は、当業者に容易に明らかになり、本明細書に規定される概括的な原理は、本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく、他の実施形態に適用可能である。したがって、本発明は、本明細書に示されている実施形態に限定することを意図しておらず、本明細書に開示の原理および新規の特徴に一致する最も広い範囲を与えるべきである。

102 血圧測定装置
104 指カフ
110 面
112 肘掛け
120 血圧測定コントローラ
121 取付け用コネクタ
122 指カフコネクタ、コネクタ
123 装着ブレスレット
130 患者監視装置
131 取付け用コネクタ
132 電力/データケーブル
135 取付け用コネクタ
136 HRSコネクタ
134 心臓基準センサ、HRS
136 HRSコネクタ
150 発光ダイオード、LED
152 フォトダイオード、PD
156 ブラダ
160 動脈
172 ポンプ、圧電ポンプ、内部制御可能ポンプ
173 空気取入口
174 弁、内部制御可能弁
175 指カフコネクタ
176 センサ
177 通気孔、圧電弁
179 固定オリフィス
180 制御回路機構
182 入力/出力回路機構およびインターフェース
202 プレチ信号、線
204 圧力、圧力信号、線
220 区間
302 線
310 ポンプ駆動信号、線
320 弁コマンド信号
352 ブラダ圧力、線
360 線
361 上下の変動

Claims

患者が身に付けることができる血圧測定装置であって、
プレチ信号を測定するための発光ダイオード(LED)/フォトダイオード(PD)対、および前記指を包み込むブラダを含む、前記患者の指に装着可能な指カフと、
指カフコネクタを介して前記ブラダに連結されて前記ブラダに空気圧を供給し、前記患者が身に付けることができる血圧測定コントローラとを備え、前記血圧測定コントローラが、前記指カフコネクタに連結されているポンプと、弁と、圧力センサと、前記ポンプ、前記弁、前記圧力センサ、および前記LED/PD対に連結されている制御回路機構とを含み、前記制御回路機構が、
前記ポンプによって前記指カフコネクタを介して前記ブラダに加えられる前記空気圧を制御して前記プレチ信号の測定に基づく前記患者の血圧を再現し、
前記弁の開放を制御して前記ブラダから空気圧を解放し、
前記圧力センサにより前記ブラダの圧力を監視することによって前記患者の血圧を測定する
ように構成されている、
血圧測定装置。
前記血圧測定コントローラが、前記患者の指、手、手首、または腕のうちの少なくとも1つに連結可能である、請求項1に記載の血圧測定装置。
前記指カフコネクタが、チューブを含む、請求項1に記載の血圧測定装置。
前記指カフコネクタが、前記血圧測定コントローラから前記指カフの前記ブラダに前記空気圧を直接、接続するための接続固定具を含み、前記血圧測定コントローラが、前記指カフの上部に取り付け可能である、請求項1に記載の血圧測定装置。
前記ポンプが、圧電ポンプを含む、請求項1に記載の血圧測定装置。
前記圧電ポンプ出力が、空気圧を制御し電力使用量を最小限に抑えるように調節される、請求項5に記載の血圧測定装置。
前記ポンプが、ボイスコイルポンプ、ピストンポンプ、ダイヤフラムポンプ、電解ポンプ、または蠕動ポンプのうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の血圧測定装置。
前記弁が、圧電弁を含む、請求項1に記載の血圧測定装置。
前記弁が、電磁弁、または電気機械弁のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の血圧測定装置。
前記弁が、前記ブラダ内の空気圧を解放するための固定オリフィスを含み、空気圧が、前記ポンプによって調節される、請求項1に記載の血圧測定装置。
前記ポンプを電源オフして前記ブラダ内の空気圧が解放されたとき、前記ポンプから外への空気圧の後方漏れを可能にするステップをさらに含む、請求項1に記載の血圧測定装置。
前記制御回路機構が、前記測定された患者の血圧をワイヤードまたはワイヤレスの接続部を介して送信するためのデータインターフェースをさらに含む、請求項1に記載の血圧測定装置。
患者の指に装着可能な指カフを利用して血圧を測定するための方法であって、前記指カフが、プレチ信号を測定するための発光ダイオード(LED)/フォトダイオード(PD)対、および前記指を包み込むブラダを含み、前記方法が、
血圧測定コントローラを前記患者に装着するステップであって、前記血圧測定コントローラが、指カフコネクタを介して前記指カフの前記ブラダに連結されて前記ブラダに空気圧を供給し、前記血圧測定コントローラが、前記指カフコネクタに連結されているポンプ、弁、および圧力センサを含む、ステップと、
前記ポンプによって前記指カフコネクタを介して前記ブラダに加えられる前記空気圧を制御して前記プレチ信号の測定に基づく前記患者の血圧を再現するステップと、
前記弁の開放を制御して前記ブラダから空気圧を解放するステップと、
前記圧力センサにより前記ブラダの圧力を監視することによって前記患者の血圧を測定するステップと
を含む方法。
前記血圧測定コントローラが、前記患者の指、手、手首、または腕のうちの少なくとも1つに連結可能である、請求項13に記載の方法。
前記指カフコネクタが、チューブを含む、請求項13に記載の方法。
前記指カフコネクタが、前記血圧測定コントローラから前記指カフの前記ブラダに前記空気圧を直接、接続するための接続固定具を含み、前記血圧測定コントローラが、前記指カフの上部に取り付け可能である、請求項13に記載の方法。
前記ポンプが、圧電ポンプを含む、請求項13に記載の方法。
前記圧電ポンプ出力が、空気圧を制御し電力使用量を最小限に抑えるように調節される、請求項17に記載の方法。
前記ポンプが、ボイスコイルポンプ、ピストンポンプ、ダイヤフラムポンプ、電解ポンプ、または蠕動ポンプのうちの少なくとも1つを含む、請求項13に記載の方法。
前記弁が、圧電弁を含む、請求項13に記載の方法。
前記弁が、電磁弁、または電気機械弁のうちの少なくとも1つを含む、請求項13に記載の方法。
患者が身に付けることができる血圧測定コントローラであって、プレチ信号を測定するための発光ダイオード(LED)/フォトダイオード(PD)対を含む前記患者の指に装着可能な指カフ、および前記指を包み込むブラダに連結されており、
指カフコネクタを介して前記指カフの前記ブラダに連結されて前記ブラダに空気圧を供給するポンプと、
弁と、
圧力センサと、
前記ポンプ、前記弁、前記圧力センサ、および前記LED/PD対に連結されている制御回路機構とを備え、前記制御回路機構が、
前記ポンプによって前記指カフコネクタを介して前記ブラダに加えられる前記空気圧を制御して前記プレチ信号の測定に基づく前記患者の血圧を再現し、
前記弁の開放を制御して前記ブラダから空気圧を解放し、
前記圧力センサにより前記ブラダの圧力を監視することによって前記患者の血圧を測定する
ように構成されている、
血圧測定コントローラ。
前記患者の指、手、手首、または腕のうちの少なくとも1つに連結可能である、請求項22に記載の血圧測定コントローラ。
前記指カフコネクタが、チューブを含む、請求項22に記載の血圧測定コントローラ。
前記指カフコネクタが、前記血圧測定コントローラから前記指カフの前記ブラダに前記空気圧を直接、接続するための接続固定具を含み、前記血圧測定コントローラが、前記指カフの上部に取り付け可能である、請求項22に記載の血圧測定コントローラ。
前記ポンプが、圧電ポンプを含む、請求項22に記載の血圧測定コントローラ。
前記圧電ポンプ出力が、空気圧を制御し電力使用量を最小限に抑えるように調節される、請求項26に記載の血圧測定コントローラ。
前記ポンプが、ボイスコイルポンプ、ピストンポンプ、ダイヤフラムポンプ、電解ポンプ、または蠕動ポンプのうちの少なくとも1つを含む、請求項22に記載の血圧測定コントローラ。
前記弁が、圧電弁を含む、請求項22に記載の血圧測定コントローラ。
前記弁が、電磁弁、または電気機械弁のうちの少なくとも1つを含む、請求項22に記載の血圧測定コントローラ。
前記弁が、前記ブラダ内の空気圧を解放するための固定オリフィスを含み、空気圧が、前記ポンプによって調節される、請求項22に記載の血圧測定コントローラ。
前記ポンプを電源オフして前記ブラダ内の空気圧が解放されたとき、前記ポンプから外への空気圧の後方漏れを可能にするステップをさらに含む、請求項22に記載の血圧測定コントローラ。
前記制御回路機構が、前記測定された患者の血圧をワイヤードまたはワイヤレスの接続部を介して送信するためのデータインターフェースをさらに含む、請求項22に記載の血圧測定コントローラ。
患者が身に付けることができる血圧測定装置であって、
プレチ信号を測定するための発光ダイオード(LED)/フォトダイオード(PD)対、および前記指を包み込むブラダを含む、前記患者の指に装着可能な指カフと、
指カフコネクタを介して前記ブラダに連結されて前記ブラダに空気圧を供給し、前記患者が身に付けることができる血圧測定コントローラとを備え、前記血圧測定コントローラが、前記指カフコネクタに連結されているポンプと、固定オリフィスと、圧力センサと、前記ポンプ、前記圧力センサ、および前記LED/PD対に連結されている制御回路機構とを含み、前記制御回路機構が、
前記ポンプによって前記指カフコネクタを介して前記ブラダに加えられる前記空気圧を制御して前記プレチ信号の測定に基づく前記患者の血圧を再現し、
前記圧力センサにより前記ブラダの圧力を監視することによって前記患者の血圧を測定する
ように構成されている、
血圧測定装置。
前記血圧測定コントローラが、前記患者の指、手、手首、または腕のうちの少なくとも1つに連結可能である、請求項34に記載の血圧測定装置。
前記指カフコネクタが、チューブを含む、請求項34に記載の血圧測定装置。
前記指カフコネクタが、前記血圧測定コントローラから前記指カフの前記ブラダに前記空気圧を直接、接続するための接続固定具を含み、前記血圧測定コントローラが、前記指カフの上部に取り付け可能である、請求項34に記載の血圧測定装置。
前記ポンプが、圧電ポンプを含む、請求項34に記載の血圧測定装置。
前記圧電ポンプ出力が、空気圧を制御し電力使用量を最小限に抑えるように調節される、請求項38に記載の血圧測定装置。
前記固定オリフィスが、前記ブラダ内の空気圧を解放し、一方、前記ブラダに対する空気圧が、前記ポンプによって調節される、請求項34に記載の血圧測定装置。
前記ポンプを電源オフして前記ブラダ内の空気圧が解放されたとき、前記ポンプから外への空気圧の後方漏れを可能にするステップをさらに含む、請求項34に記載の血圧測定装置。
前記制御回路機構が、前記測定された患者の血圧をワイヤードまたはワイヤレスの接続部を介して送信するためのデータインターフェースをさらに含む、請求項34に記載の血圧測定装置。