JP2022059291A - 生体情報監視装置、生体情報監視システム及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】機械的閾値の範囲を超える臨床的閾値が設定された場合であっても、患者の異常の有無の監視を信頼性が担保された形で行えるようにする。【解決手段】生体情報監視装置２は、検出手段１が検出した患者の生体情報信号に基づいて患者の異常の有無を監視するものであって、生体情報信号に基づいて患者の生体情報値を算出する算出手段と、算出手段による演算の信頼性が担保される生体情報値の範囲を特定する機械的閾値を記憶する記憶手段２２と、生体情報値が異常であるか否かを判定するための臨床的閾値の入力を受け付ける受付手段２１と、記憶手段２２に記憶されている機械的閾値及び受付手段２１が受け付けた臨床的閾値に基づいて、異常通報の信頼性を担保するための制御を実行する制御手段２１と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、生体情報監視装置、生体情報監視システム及びプログラムに関する。

患者の生体情報信号に基づく生体情報値（例えば、呼吸数や心拍数）が閾値を超えたか否かを監視し、値が閾値を超えた場合に患者に異常が生じた旨を通報する技術が従来知られている。
例えば特許文献１には、生体情報算出手段が生体情報として呼吸数を算出し、呼吸数の下限閾値と上限閾値とを記憶する条件判定テーブルを更に有し、呼吸数が上限閾値以上であると条件判定手段が判定した場合には第１の基準を用いて通報を行い、呼吸数が下限閾値以下であると条件判定手段が判定した場合には第２の基準を用いて通報を行う異常通報システムについて記載されている。

特許第６５５６７８３号公報

患者の異常の有無を判定するための閾値は、臨床的閾値と呼ばれる。この臨床的閾値は、通常、医師又は医師の指示のもと看護師によって設定される。
一方、臨床的閾値に基づいて患者の異常の有無を判定する装置には、信頼性が担保される（装置として正確であると保証できる）生体情報値の範囲というものがある。そして、多くの装置は、この範囲を特定する機械的閾値と呼ばれる数値を記憶している。
しかしながら、特許文献１に記載されたような従来の異常通報システムの多くは、臨床的閾値を機械的閾値の範囲を超えて設定することができてしまう。このため、機械的閾値の範囲を超える（信頼性を担保できない）臨床的閾値が設定されていることに医師や看護師が気づいていない状態で、装置が監視を開始してしまうことがあった。
そして、このような状態で監視を開始しても、装置が行う異常報知は信頼性に欠けたものとなってしまう。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、機械的閾値の範囲を超える臨床的閾値が設定された場合であっても、患者の異常の有無の監視を信頼性が担保された形で行えるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る生体情報監視装置は、
検出手段が検出した患者の生体情報信号に基づいて前記患者の異常の有無を監視するものであって、
前記生体情報信号に基づいて前記患者の生体情報値を算出する算出手段と、
前記算出手段による演算の信頼性が担保される前記生体情報値の範囲を特定する機械的閾値を記憶する記憶手段と、
前記生体情報値が異常であるか否かを判定するための臨床的閾値の入力を受け付ける受付手段と、
前記記憶手段に記憶されている前記機械的閾値及び前記受付手段が受け付けた前記臨床的閾値に基づいて、異常通報の信頼性を担保するための制御を実行する制御手段と、を備える。

また、本発明に係る生体情報監視システムは、
患者の生体情報信号に基づいて前記患者の異常の有無を監視するものであって、
患者の生体情報信号を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した前記生体情報信号に基づいて前記患者の生体情報値を算出する算出手段と、
前記算出手段による演算の信頼性が担保される前記生体情報値の範囲を特定する機械的閾値を記憶する記憶手段と、
臨床的閾値の入力を受け付ける受付手段と、
前記記憶手段に記憶されている前記機械的閾値及び前記受付手段が受け付けた前記臨床的閾値に基づいて、異常通報の信頼性を担保するための制御を実行する制御手段と、を備える。

また、本発明に係るプログラムは、
検出手段が検出した患者の生体情報信号に基づいて前記患者の異常の有無を監視する生体情報監視装置の制御部に、
前記生体情報信号に基づいて前記患者の生体情報値を算出する算出処理と、
前記算出手段による演算の信頼性が担保される前記生体情報値の範囲を特定する機械的閾値を記憶する記憶処理と、
前記生体情報値が異常であるか否かを判定するための臨床的閾値の入力を受け付ける受付処理と、
前記記憶手段に記憶されている前記機械的閾値及び前記受付手段が受け付けた前記臨床的閾値に基づいて、異常通報の信頼性を担保するための制御を実行する制御処理と、を実行させる。

本発明によれば、機械的閾値の範囲を超える臨床的閾値が設定された場合であっても、患者の異常の有無の監視を信頼性が担保された形で行うことができる。

本実施形態に係る生体情報監視システムを示すブロック図である。 図１の生体情報監視システムが備える生体情報監視装置を示すブロック図である。 図２の生体情報監視装置が実行する基本動作の流れの一例を示すフローチャートである。 図２の生体情報監視装置が実行する基本動作の流れの他の例を示すフローチャートである。 図２の生体情報監視装置が実行する基本動作の流れの他の例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、本発明の範囲は、以下の実施形態や図面に記載されたものに限定されるものではない。

〔１．生体情報監視システム〕
まず、本実施形態に係る生体情報監視システム（以下、システム１００）の概略構成について説明する。
図１は、システム１００を示すブロック図である。

システム１００は、センサー１と、生体情報監視装置（以下、監視装置２）と、を備えている。
また、本実施形態に係るシステム１００は、モニター３と、入力装置４と、を備えている。
各装置１～４は、有線又は無線で互いに通信可能となっている。

（センサー）
本実施形態に係るセンサー１は、患者の生体情報信号を検出する検出手段をなすものである。
センサー１には、患者の呼吸を検出する呼吸センサー、患者の心拍を検出する心拍センサー等が含まれる。
本実施形態に係るセンサー１は、患者の生体情報信号を検出し続けることにより、横軸が時間、縦軸が生体情報信号の強度として表される波形データを生成する。

（生体情報監視装置）
監視装置２は、センサー１が検出した患者の生体情報信号に基づいて患者の異常の有無を監視するものである。
本実施形態に係る監視装置２は、生体情報信号の波形データに基づいて、患者の異常の有無を継続的に監視するようになっている。
監視装置２は、ＰＣや専用の装置で構成されている。
この監視装置２の詳細については後述する。

（モニター）
モニター３は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等のモニターにより構成され、監視装置２から入力される表示信号の指示に従って、各種画像や各種情報等を表示するようになっている。

（入力装置）
入力装置４は、カーソルキーや、数字入力キー、各種機能キー等を備えたキーボードや、マウス等のポインティングデバイス、モニター３の表面に積層されたタッチパネル等で、ユーザーが操作可能に構成されている。
そして、入力装置４は、ユーザーによってなされた操作に基づく制御信号を監視装置２に出力するようになっている。

（生体情報監視システムの概略動作）
なお、図１には、モニター３と、入力装置４と、を備えるシステム１００を例示したが、これらの装置３，４のうちの少なくとも一方を備えずに、監視装置２が表示部及び操作部のうちの少なくとも一方を備えていてもよい。

〔２．生体情報監視装置〕
次に、上記システム１００が備える監視装置２の詳細について説明する。
図２は監視装置２の具体的構成を示すブロック図、図３は監視装置２が実行する基本動作の流れを示すフローチャートである。

（生体情報監視装置の構成）
監視装置２は、制御部２１と、記憶部２２と、通信部２３と、を備えている。

制御部２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory
）等により構成されている。
そして、制御部２１のＣＰＵは、記憶部２２に記憶されている各種プログラムを読み出してＲＡＭ内に展開し、展開されたプログラムに従って各種処理を実行し、生体情報監視装置２各部の動作を集中制御するようになっている。

記憶部２２は、不揮発性の半導体メモリーやハードディスク等により構成されている。
また、記憶部２２は、制御部２１が各種処理を実行するためのプログラムや、プログラムの実行に必要なパラメーター等を記憶している。
なお、記憶部２２は、センサー１から受信した生体情報信号の波形データを記憶することが可能となっていてもよい。

また、記憶部２２は、機械的閾値を記憶する記憶手段をなしている。
この「機械的閾値」は、制御部２１による演算の信頼性が担保される（監視装置２として正確であると保証できる）生体情報値（詳細後述）の範囲を特定する閾値である。
本実施形態に係る機械的閾値には、正確に算出することができる生体情報値の上限値である第一機械的閾値と、正確に算出することができる生体情報値の下限値である第二機械的閾値と、が含まれる。
機械的閾値は、センサー１が検出した生体情報信号の波形データから、前記算出手段が、呼吸の成分、心拍の成分、体動の成分、及びノイズ成分のうちの少なくともいずれかの成分を分離することが可能となる限界値である。 波形データからの各種成分の分離は、波形の振幅、周波数、波形の形状等に基づいて行うことができる。

例えば、センサー１が呼吸センサーである場合、機械的閾値は、例えば６～３５ｂｐｍの範囲内とするのが好ましい。
ここで、上限値を３５ｂｐｍとするのは、患者の心拍の周波数が３５ｂｐｍ以上になると、呼吸の周波数が通常４０ｂｐｍ以下であることから、波形としての分離が困難になってしまうためである。従って、機械的閾値を３５ｂｐｍ以下に設定することで、心拍の周波数との分離を比較的容易に行うことができる。
一方、下限値を６ｂｐｍとするのは、患者が２秒程度の長さの呼吸を６ｂｐｍ未満の頻度で行うと、呼吸と呼吸との間で１０秒程度の沈黙が続く等、呼吸の連続性がほぼなくなり、単発的に発生するノイズとの分離が困難になってしまうためである。従って、機械的閾値を６ｂｐｍ以上に設定することで、単発的に発生するノイズとの分離を比較的容易に行うことができる。

通信部２３は、有線通信モジュールや無線通信モジュール等で構成され、他の装置（センサー１、モニター３、入力装置４等）との間で各種信号や各種データを有線又は無線で送受信することが可能となっている。

（生体情報監視装置の動作）
このように構成された監視装置２の制御部２１は、所定条件が成立したことを契機として、例えば図３に示すような基本動作を実行する機能を有している。
所定条件の成立には、例えば、監視装置２の電源がオンにされたこと、アプリケーションが起動したこと、他の装置（センサー１等）から生体情報信号を受信したこと、入力装置４に所定操作がなされたこと等が含まれる。

この基本動作において、制御部２１は、まず、受付処理を実行する（ステップＳ１）。
この受付処理において、制御部２１は、臨床的閾値の入力を受け付ける。
この「臨床的閾値」は、制御部２１が算出する生体情報値が異常であるか否かを判定するための閾値である。
本実施形態に係る臨床的閾値には、正常な生体情報値の上限値である第一臨床的閾値と、正常な生体情報値の下限値である第二臨床的閾値と、を含む。
本実施形態に係る受付処理において、制御部２１は、入力装置４から受信した制御信号に応じた数値を臨床的閾値として受け付けるようになっている。
なお、本実施形態に係る受付処理において、制御部２１は、受け付けた臨床的閾値をモニター３に表示させるようになっていてもよい。
制御部２１は、以上説明してきた受付処理を実行することにより受付手段をなす。

臨床的閾値の入力を受け付けた後、制御部２１は、制御処理を実行する（ステップＳ２）。
この制御処理において、制御部２１は、記憶部２２に記憶されている機械的閾値及び受付処理において受け付けた臨床的閾値に基づいて、異常通報の信頼性を担保するための制御を実行する。

制御処理において、制御部２１は、まず、判断処理を実行する（ステップＳ２１）。
この判断処理において、制御部２１は、受付処理において受け付けた臨床的閾値が、記憶部２２に記憶されている機械的閾値の範囲内であるか否かを判断する。
上述したように、本実施形態に係る機械的閾値には第一，第二機械的閾値があり、臨床的閾値には第一，第二閾値があるため、本実施形態に係る判断処理において、制御部２１は、第一，第二臨床的閾値がそれぞれ第二機械的閾値以上第一機械的閾値以下となっているか否かを判断する。
なお、第一，第二臨床的閾値の少なくとも一方が第二機械的閾値以上第一機械的閾値以下となっていれば、臨床的閾値が機械的閾値の範囲内であると判断するようになっていてもよい。

この判断処理において、受け付けた臨床的閾値が機械的閾値の範囲内ではないと判断した場合、制御部２１は、報知処理を実行する（ステップＳ２２）。
報知処理において、制御部２１は、受け付けた臨床的閾値が機械的閾値の範囲内ではない旨、及び臨床的閾値の再設定を求める旨のうちの少なくとも一方を報知手段に報知させる。
この「報知手段に報知させる」には、例えば、モニター３に表示させること、図示しないランプを所定の態様で点灯させること、図示しないスピーカーから音声を出力させること等が含まれる。

なお、判断処理において、受け付けた臨床的閾値が機械的閾値の範囲内ではないと判断した場合、制御部２１は、変更処理を実行するようになっていてもよい（ステップＳ２２Ａ）。
変更処理を実行する場合、制御部２１は、例えば図４に示すように、受け付けた臨床的閾値を機械的閾値の範囲内となるように変更する。
また、報知処理において、受け付けた臨床的閾値が機械的閾値の範囲内ではない旨を報知手段に報知させる場合、制御部２１は、変更処理を並行して実行するようになっていてもよい。

一方、判断処理において、受け付けた臨床的閾値が機械的閾値の範囲内であると判断した場合、制御部２１は、図３，４に示したように、受け付けた臨床的閾値を設定する（ステップＳ３）。
制御部２１は、以上説明してきた制御処理を実行することにより判断手段、制御手段をなす。

異常通報の信頼性を担保するための制御を実行した後、制御部２１は、監視処理を実行する（ステップＳ４）。
この監視処理において、制御部２１は、まず、算出処理を実行する（ステップＳ４１）。
この算出処理において、制御部２１は、患者の生体情報信号を検出する検出手段が検出した前記生体情報信号に基づいて前記患者の生体情報値を算出する。
制御部２１は、以上説明してきた算出処理を実行することにより算出手段をなす。

生体情報値を算出した後、制御部２１は、判定処理を実行する（ステップＳ４２）。
この判定処理において、制御部２１は、算出した生体情報値が、設定された臨床的閾値の範囲内であるか否かを判定する。

この判定処理において、算出した生体情報値が設定された臨床的閾値の範囲内ではない判断した場合（ステップＳ４２；Ｎｏ）、制御部２１は、患者に異常が生じている旨を、通報手段に通報させる（ステップＳ４３）
この「通報手段に通報させる」には、例えば、モニター３に表示させること、図示しないランプを所定の態様で点灯させること、図示しないスピーカーから音声を出力させること等が含まれる。

一方、判定処理において、算出した生体情報値が設定された臨床的閾値の範囲内であると判断した場合（ステップＳ３２；Ｙｅｓ）、制御部２１は、所定時間経過後にステップＳ３２の処理に戻る。
こうすることで、患者に異常が発生するまで監視処理が繰り返される（当該患者の監視が継続される）。

なお、上記基本動作において、受付処理（ステップＳ１）を実行する前に、例えば図５に示すように、第二受付処理及び第二制御処理を実行するようになっていてもよい（ステップＳ５，Ｓ６）。

第二受付処理を実行する場合、制御部２１は、機械的閾値の入力を受け付ける。
本実施形態に係る第二受付処理において、制御部２１は、入力装置４から受信した制御信号に応じた数値を機械的閾値として受け付ける。

また、機械的閾値の入力を受け付けた後の第二制御処理において、制御部２１は、第二判断処理を実行する（ステップＳ６１）。
この第二判断処理において、制御部２１は、第二受付処理において受け付けた機械的閾値が、記憶部２２に記憶されている設定可能範囲の範囲内であるか否かを判断する。

この第二判断処理において、受け付けた機械的閾値が設定可能範囲の範囲内ではないと判断した場合、制御部２１は、第二報知処理及び第二変更処理のうちの少なくとも一方の処理を実行する（ステップＳ６２）。
第二報知処理を実行する場合、制御部２１は、受け付けた機械的閾値が設定可能範囲の範囲内ではない旨、又は機械的閾値の再設定を求める旨を報知手段に報知させる。
一方、第二変更処理を実行する場合、制御部２１は、受け付けた機械的閾値を設定可能範囲の範囲内となるように変更する。

一方、第二判断処理において、受け付けた機械的閾値が設定可能範囲の範囲内であると判断した場合、制御部２１は、受け付けた機械的閾値を設定して（ステップＳ７）、ステップＳ１の処理へ進む。

〔３．効果〕
以上説明してきた、監視装置２、及びこの監視装置２を備えるシステム１００は、記憶部２２に記憶されている機械的閾値及び受付処理において受け付けた臨床的閾値に基づく制御処理を実行するようになっている。

この制御処理において、受け付けた臨床的閾値が機械的閾値の範囲内ではない旨を報知手段に報知させれば、ユーザー（医師又は看護師）は、入力した臨床的閾値が機械的閾値の範囲内ではないことに気づくことができる。このため、信頼性が担保されていない生体情報値や異常発生の報知に対し、これらが正確ではない可能性を意識することで、患者へ正確な処置を施すことができる。
また、制御処理において、臨床的閾値の再設定を求める旨を報知手段に報知させれば、多くの場合、入力した臨床的閾値が機械的閾値の範囲内ではないことに気づくことができるだけでなく、ユーザーが臨床的閾値を変更する可能性が高まる。このため、信頼性が担保されていない生体情報値が算出されたり異常発生が報知されたりする可能性を低減することができる。
また、制御処理において、受け付けた臨床的閾値を機械的閾値の範囲内となるように変更すれば、医師や看護師が特に意識しなくても、信頼性が担保されていない生体情報値が算出されたり異常発生が報知されたりするのを防ぐことができる。

このため、監視装置２又はシステム１００によれば、機械的閾値の範囲を超える臨床的閾値が設定された場合であっても患者の異常の有無の監視を信頼性が担保された形で行うことができる。

〔４．その他〕
なお、本発明は上記の実施形態等に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは言うまでもない。

例えば、上記実施形態においては、監視装置２が、判断処理、報知処理、変更処理等を実行するようになっていたが、これらの処理を監視装置２から独立した他の装置が実行するようになっていてもよい。
また、上記実施形態においては、センサー１と監視装置２とが分かれていたが、これらは一体になっていてもよい。

また、上記の説明では、本発明に係るプログラムのコンピューター読み取り可能な媒体
としてハードディスクや半導体の不揮発性メモリー等を使用した例を開示したが、この例に限定されない。その他のコンピューター読み取り可能な媒体として、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。
また、本発明に係るプログラムのデータを通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ（搬送波）も適用される。

１００ 生体情報監視システム
１ センサー（検出手段）
２ 生体情報監視装置
２１ 制御部（受付手段、制御手段）
２２ 記憶部（記憶手段）
２３ 通信部
３ モニター
４ 入力装置

Claims (9)

1. 検出手段が検出した患者の生体情報信号に基づいて前記患者の異常の有無を監視する生体情報監視装置であって、
   前記生体情報信号に基づいて前記患者の生体情報値を算出する算出手段と、
   前記算出手段による演算の信頼性が担保される前記生体情報値の範囲を特定する機械的閾値を記憶する記憶手段と、
   前記生体情報値が異常であるか否かを判定するための臨床的閾値の入力を受け付ける受付手段と、
   前記記憶手段に記憶されている前記機械的閾値及び前記受付手段が受け付けた前記臨床的閾値に基づいて、異常通報の信頼性を担保するための制御を実行する制御手段と、を備える生体情報監視装置。
2. 前記受付手段が受け付けた前記臨床的閾値が、前記記憶手段に記憶されている前記機械的閾値の範囲内であるか否かを判断する判断手段を備える、請求項１に記載の生体情報監視装置。
3. 前記制御手段は、前記受付手段が受け付けた前記臨床的閾値が前記機械的閾値の範囲内ではないと前記判断手段が判断した場合、その旨を報知手段に報知させる、請求項２に記載の生体情報監視装置。
4. 前記制御手段は、受け付けた前記臨床的閾値が前記機械的閾値の範囲内ではないと前記判断手段が判断した場合、前記受付手段が受け付けた前記臨床的閾値を前記機械的閾値の範囲内となるように変更する、請求項２又は請求項３に記載の生体情報監視装置。
5. 前記制御手段は、受け付けた前記臨床的閾値が前記機械的閾値の範囲内であると前記判断手段が判断した場合、受け付けた前記臨床的閾値を設定する、請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の生体情報監視装置。
6. 前記検出手段は、呼吸センサーであり、
   前記機械的閾値は、６～３５ｂｐｍの範囲内である、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の生体情報監視装置。
7. 前記機械的閾値は、前記検出手段が検出した前記生体情報信号の波形データから、前記算出手段が、呼吸の成分、心拍の成分、体動の成分、及びノイズ成分のうちの少なくともいずれかの成分を分離することが可能となる限界値である、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の生体情報監視装置。
8. 患者の生体情報信号に基づいて前記患者の異常の有無を監視する生体情報監視システムであって、
   前記患者の生体情報信号を検出する検出手段と、
   前記検出手段が検出した前記生体情報信号に基づいて前記患者の生体情報値を算出する算出手段と、
   前記算出手段による演算の信頼性が担保される前記生体情報値の範囲を特定する機械的閾値を記憶する記憶手段と、
   臨床的閾値の入力を受け付ける受付手段と、
   前記記憶手段に記憶されている前記機械的閾値及び前記受付手段が受け付けた前記臨床的閾値に基づいて、異常通報の信頼性を担保するための制御を実行する制御手段と、を備える生体情報監視システム。
9. 検出手段が検出した患者の生体情報信号に基づいて前記患者の異常の有無を監視する生体情報監視装置の制御部に、
   前記生体情報信号に基づいて前記患者の生体情報値を算出する算出処理と、
   前記生体情報値が異常であるか否かを判定するための臨床的閾値の入力を受け付ける受付処理と、
   記憶手段に記憶されている、前記算出処理における演算の信頼性が担保される前記生体情報値の範囲を特定する機械的閾値、及び前記受付処理において受け付けた前記臨床的閾値に基づいて、異常通報の信頼性を担保するための制御を実行する制御処理と、を実行させるプログラム。

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