JP3114142B2 - 血圧の測定と不整脈の検出とを同時に行うための装置 - Google Patents

血圧の測定と不整脈の検出とを同時に行うための装置

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    • A61B5/349—Detecting specific parameters of the electrocardiograph cycle
    • A61B5/361—Detecting fibrillation

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、身体に挿入しない
血圧の測定方法および装置および、それと同時に行う不
整脈の検出方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】動脈血圧の臨床測定の標準的な方法とし
ては、上腕動脈の肘の部分で、空気を吹き込んだ加圧帯
から空気を抜いている間に、可聴音の聴診を行う方法が
行われている。この方法は、いわゆるコロトコフ（Ｋｏ
ｒｏｔｋｏｆｆ）脈拍音の分析によるリーヴァ／ロッチ
（Ｒｉｖａ／Ｒｏｃｃｉ）法と呼ばれる。当初、身体に
挿入しない血圧の測定装置は、加圧帯にマイクロホンを
内蔵させることにより、自動的にコロトコフ音を記録し
た。装置は、非常に正確なものであることが分かった
が、マイクロホンの設置位置により測定結果が大きく異
なり、人工音が発生するので、この方法は、限られた場
合にしか臨床的に使用できなかった。不整脈の検出は、
心臓病の予防にとって重要なパラメータであることが分
かっている。不整脈症状の心電図による診断法は、当業
者には周知である。不整脈も慢性高血圧も、動脈硬化お
よび脳虚血のような、心血管疾患を引き起こす重大な危
険と関連しているので、患者の血圧を計ると同時に、心
電図を使って不整脈の症状を検出する方法が広く行われ
ている。
【０００３】米国特許第４，２６２，６７４号は、コロ
トコフ音に基づく血圧の測定と、二つの連続脈拍の間の
時間的な違いの同時測定を開示している。この米国特許
の同時測定は、実際に行うのが難しい。何故なら、すで
に説明したように、マイクロホンの設置位置により測定
結果が大きく変わり、人工音が発生するからである。さ
らに、上記米国特許の方法は、測定した脈拍の精密な連
続処理に基づいている。この処理は、測定期間中の全体
の脈拍パターンを分析対象にしていない。
【０００４】振動計による身体に挿入しない動脈血圧の
測定は、１９８０年代の初頭に臨床分野に導入された。
この測定技術は、空気圧脈拍検出システムおよびマイク
ロコンピュータをベースとする信号分析を必要とした。
半導体分野での急速な技術的進歩により、装置は、より
小型であるが、より強力なマイクロコンピュータ、プロ
グラムおよびメモリを内蔵するようになった。そのた
め、身体に挿入しない動脈血圧測定の精度および安定性
は次第に改善された。
【０００５】振動計による方法は、脈拍音を検出するの
ではなく、空気圧を抜いていく間の加圧帯内の圧力の変
化を検出する。圧力パルスは、部分的に膨らんだ加圧帯
の下の血管を通って流れる少量の血液により発生する。
振動計装置は、マイクロホンを使用しないで、患者の適
用箇所に加圧帯を卷くだけでよい。そのため、この技術
は、臨床の分野に広く導入されたばかりでなく、家庭用
のますます普及が進んでいる小型の血圧測定装置にも設
置された。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】１９８０年代の終わり
にかけて、身体に挿入しない、家庭用の振動計による動
脈血圧測定ユニットが広く普及した。これら装置は、三
つの数値、すなわち、動脈心収縮圧、動脈心拡張圧、お
よび最期に脈拍数を測定し、表示する。すべてのパラメ
ータは、加圧帯を卷いた場所から得られる。これら装置
は広く医療に使用されている。装置は、予防手段として
定期的な測定が望ましい人々、および高血圧または低血
圧の治療を受けている患者に使用される。工業国におい
ては、年令が高くなるほど高血圧になる率が高いので、
定期的な血圧測定は、医者の診断結果を補う重要な診断
手段である。
【０００７】慢性高血圧は、例えば、動脈硬化、脳虚血
のようなある種の心血管疾患を起こす重大な危険に関連
しているので、動脈血圧、特に拡張動脈血圧の生理的調
整は、上記疾患の危険を非常に効率的に低減させると考
えられてきた。さらに、広い範囲の心臓および心臓以外
の疾患は、心臓のリズムの乱れを伴う。このような心臓
のリズムの乱れは、例えば、冠状動脈疾患、心筋疾患、
心臓の興奮の乱れの場合に起こる。ある場合には、不整
脈は、ある種の重大な心臓の障害を引き起こす危険が増
大していることを示す、有意な初期症状である。
【０００８】いくつかの関連不整脈の心臓症状の特徴
は、周辺圧力パルス曲線の病理学的変化である。それ
故、心臓のある種の不整脈の事象を識別するために、圧
力パルス曲線が使用される。圧力の脈動は、振動計によ
る測定中モニタされるので、パルス・パターンの分析を
不整脈の事象を識別するために使用することができる。
パルス・リズムの分析は、二つの対応するパルス特性の
間の時間的間隔である、パルス時間差の分析に基づく。
【０００９】病理学的リズム状態の場合には、パルス時
間差が、ＮＩＢＰ（身体に挿入しない血圧）測定中に、
有意に変化する場合があり、または基本的に生理学上の
範囲を超える場合がある。このことは、パルス時間差
が、有意に変化するか、高すぎるかまたは低すぎること
を示す。このことが、臨床関連不整脈症状の検出の基礎
になっている。
【００１０】−上室性早発性収縮：パルス欠落により変
動大 −心室性早発性収縮：パルス欠落により変動大 −動脈細動：絶対的不整脈により変動大 −発作心拍上室性頻脈：短い平均時間差 −血脈洞−頻脈：短い平均時間差 −血脈洞−徐脈：長い平均時間差 −心室性徐脈：長い平均時間差 都合の悪いことに、患者はある種の不整脈症状について
自覚症状を持たない。何故なら、関連症状が最小限度の
まま悪化しないからである。しかし、いくつかのタイプ
は、重大なやがて来る心臓障害を示す。そのため、早期
診断をし、早期治療をすれば、重大な合併症を軽減する
ことができる。不整脈は、工業国の住民によく見られる
症状である。例えば、すべての成人の約０．５％、６０
才以上のすべての人々の３％および７０才以上のすべて
の人々の１５％は、動脈細動を起こしている。
【００１１】本発明の一つの目的は、従来技術の欠点を
克服することであり、特に、信頼性が高く、また使用方
法も簡単で、家庭で使用することができ、製造および実
行が容易な、同時に、血圧を測定し、不整脈の症状を検
出する装置および方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、独立請求項記載の方法および装置により達成する
ことができる。本発明によれば、パルス分布は、上記装
置により測定され、分析される。パルス分布は、装置に
記憶している、生理学的状態または病理生理学的状態を
示す、周知の医学的基準により調査される。これら基準
は、ＮＩＰＳ測定中に、不整脈症状の診断を行うべきか
どうかを決定する。変換、計算および比較をアナログ的
に、デジタル的にまたは曲線の直接ＥＤＰ比較により行
うことができる。信号の記憶、バッチ処理またはオンラ
イン処理を行うことができる。
【００１３】本発明の方法によれば、血圧は、好適に
は、振動計による測定技術により、動脈の血液の圧力パ
ルスを測定することにより、測定することが好ましい。
振動計による技術による圧力パルスの測定および分析に
より、血圧、特に拡張期および収縮期の圧力を計算する
ことができる。不整脈を表示するために、連続パルスの
間の時間差のすべての数値が測定される。複数の連続し
たパルス時間差は、記憶ユニットに記憶される。その
後、パルス時間差の分布が、計算ユニットで計算され
る。不整脈症状の存在を決定するために、パルス時間差
の数値および分布が、比較ユニットで、パルス時間差の
所定の基準数値および所定の基準分布と比較される。不
整脈症状の存在を表示するために、一方では、パルス時
間差の数値および／または分布が、他方では、所定の不
整脈の特定の数値および分布が、相互に十分近接してい
る場合には、比較ユニットが信号を生成する。信号は、
光学的信号でもよいし、任意の他の種類の信号であって
もよい。
【００１４】本発明の方法は、広い範囲の医療用途に使
用するためのものである。上記医療用途としては、臨床
用、緊急用および家庭用医療などがある。不整脈症状の
存在が表示された場合には、患者は、医者からより詳細
な心臓の診断を受ける必要がある。振動計による測定の
場合に必要とする圧力パルス信号は、好適には、パルス
圧力アンプにより増幅することが好ましい。アンプは、
増幅した信号を生成する。その後、増幅した信号を濾過
して、アナログ−デジタル変換器により、デジタル信号
に変換することができる。増幅およびアナログ−デジタ
ル変換は、当業者には周知のものであり、本発明の目的
ではない。
【００１５】好適な実施例の場合には、計算ユニット
で、パルス時間差ヒストグラムが作成される。ヒストグ
ラムのパルス時間差分布の表示により、不整脈症状の存
在を非常に高い信頼性で、正確に検出することができ
る。本発明の装置は、実質的には、血圧値を表示するた
めの血圧モニタ、および身体に挿入しないで血圧をオシ
ログラフで測定するための加圧帯を備える。加圧帯は、
血圧モニタに接続している。時間差測定ユニットは、二
つの連続パルスの間の時間パルス差の数値を測定するの
に使用される。本発明の装置は、さらに、時間差測定ユ
ニットにより測定した、複数の連続時間パルス差を記憶
するための記憶ユニットを備える。本発明の装置は、さ
らに、時間パルス差の統計的分布を計算するための計算
ユニットと、時間パルス差の数値および統計的分布を所
定の基準値および基準分布と比較するための比較ユニッ
トを含む。比較ユニットは、一方では、時間パルス差の
数値および／または分布が、他方では、病態生理学上の
状態を示す所定の数値または基準分布が、相互に十分近
接している場合には、信号を生成することができる。測
定したパラメータと、生理学上の数値を表す基準との間
の違いが、ある数値を超えた場合には、信号を生成する
ようにすることもできる。
【００１６】本発明の装置は、好適には、増幅パルス信
号を生成するパルス圧力アンプを備えることが好まし
い。本発明の装置は、さらに、信号フィルタ、またそう
したい場合には、増幅した信号をデジタル信号に変換す
るフィルタを備える。計算装置は、パルス時間差ヒスト
グラムを計算することができる。計算ユニットは、当業
者には周知であり、本発明の目的ではない。本発明の装
置は、好適には、不整脈の存在を表示するための表示手
段を含むことが好ましい。好適には、例えば、信号ラン
プ、ＬＥＤまたはＬＣＤディスプレイであることが好ま
しい、任意の種類の周知の表示手段を使用することがで
きる。音響表示手段を使用することもできる。
【００１７】装置は、身体に挿入しないで行う動脈血圧
の測定中に、不整脈症状を検出する。装置は、患者の上
肢、下肢、足の指、上腕、前腕または手の指の周囲に卷
かれる加圧帯を使用する。加圧帯に空気を吹き込んだ後
で、圧力パルスを検出することにより、動脈の脈拍を測
定するために、圧力が次第に抜き取られる。内蔵メモリ
が、各パルスの振幅、関連加圧帯圧力および二つの連続
パルスの間の時間差を記憶する。収縮、平均および拡張
動脈血圧を測定するために、第一および第二ののパラメ
ータが使用され、患者の不整脈パルス状態を検出するた
めに、第三のパラメータが使用される。上記検出対象に
は、早発性心室性および上室性収縮、絶対不整脈および
頻脈および徐脈等がある。装置は、リズム分析の結果を
表示し、ユーザにその結果に従って行動するよう勧め
る。
【００１８】振動計による測定のパルス時間差の分析
は、平均パルス時間差および一つの完全な測定サイクル
のパルス時間差の拡散を示す。それ故、起こる可能性の
ある不整脈症状を検出する目的で、完全な各測定を知る
ために、パルス時間差の調査が行われる。本発明は、パ
ルス・オシログラムのパルスからのパルス時間差信号を
分析する。上記分析結果は、従来の数値の横に表示され
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】振動計による動脈パルス信号は、
図１の身体に挿入しない血圧測定装置１０によるもので
ある。測定パルス信号を十分増幅するために、装置１０
はパルス圧力アンプ１１を含む。そのため、種々のノイ
ズ信号の影響が低減し、弱いパルス信号を識別すること
ができる。この段階で、有効なパルスの基準に適合しな
い信号は抑制される。例えば、弱すぎるパルス、または
余りに急速に増大／減少するパルスは、運動人工物によ
るものであるから抑制される。
【００２０】低雑音の増幅された信号は、信号フィルタ
１２により濾過され、その後、アナログ−デジタル変換
器１３によりデジタル信号に変換される。アナログ−デ
ジタル変換器１３が供給するデジタル信号は、その後、
時間パルス差測定ユニット１４で、二つの連続パルス間
のパルス時間差を測定するために使用される。時間パル
ス差の数値は、記憶ユニット１５に記憶される。計算ユ
ニット１６は、時間パルス差の統計的分布を計算するた
めのものである。パルス時間差の分布および数値は、そ
の後、比較ユニット１７で、基準分布および所定の基準
数値を使用して分析される。測定分布が、病態生理学上
の状態を示す、記憶した分布とよく似ている場合には、
不整脈表示信号が発生する。測定分布が、記憶した生理
学上の分布に似ていない場合には、信号は発生しない。
【００２１】パルス・アンプ１１、フィルタ１２、アナ
ログ−デジタル変換器１３、時間パルス差測定ユニット
１４、記憶ユニット１５、計算ユニット１６、および比
較ユニット１７は、全体で、信号処理ユニット２０を形
成することができる。信号処理ユニット２０の構成要素
は、当業者には周知であるので、詳細な説明は省略す
る。信号処理ユニット２０が供給する信号は、血圧モニ
タ２１に送られる。血圧モニタ２１は、脈拍数ディスプ
レイ関連の第二の表示フィールド２３、および不整脈症
状が存在することを示すための第三の表示フィールド１
９と一緒に、血圧値を表示するための第一の表示フィー
ルド１８を含む。第一の表示フィールド１８は、ＬＥＤ
またはＬＣＤディスプレイからなり、第三の表示フィー
ルド１９は、比較ユニットが、不整脈症状を検出した場
合に作動する、信号ランプまたは信号ＬＥＤからなる。
【００２２】さらに、装置は、ユーザキー２２、任意の
電子制御ポンプ５および空気圧システム６を備える。空
気圧システムは、嚢２を持つ加圧帯１、多くの場合、自
動制御解放弁である弁３、加圧帯１からシステム圧力を
瞬間的に解放するために、能動的に使用される、高速切
り替え弁４を備える。圧力測定、アナログ／デジタル変
換および信号増幅は、例えば、圧力−周波数変換、直接
圧力−電圧変換（圧電素子）または任意の他の周知の方
法のような、いくつかの技術的方法により行うことがで
きる。不整脈検出システムは、ハードウェアおよびソフ
トウェア・システム構成要素を使用して実行することが
できる。不整脈検出は、パルス時間差の分析に基づいて
いる。パルス時間差は、Ｔp で表す。パルス時間差が変
化する理由は二つある。
【００２３】１．パルス時間差Ｔp が、何時でも生理学
上の範囲内に存在するとは限らないこと。
【００２４】２．パルス時間差Ｔp の変化が高すぎる場
合。
【００２５】測定したパルス時間差Ｔp の判断は、計算
ユニット１６での身体に挿入しない血圧測定の間の、振
動計によるパルス測定中に行われる、比較ユニット１７
でのパルス時間差ヒストグラムを分析することにより行
われる。
【００２６】図２は、生理学上のパルスのオシログラム
の一例である。パルスは、０．８〜１．１秒の間のパル
ス時間差Ｔp の周囲に分布している。０．９〜１．０秒
間のパルスの数が最も多い。この生理学上の分布は、約
０．９〜１．０秒の基準値の付近の基準分布を表す。パ
ルス時間差のスケールａｄ、およびパルスの数の両方
で、一つの例を示す。
【００２７】図３および図４においては、パルス時間差
は、生理学上の制限範囲を超えている。図３において
は、中央の脈拍数は、１分間１００を超えている。患者
の脈拍数を安静状態で測定した場合、この数値は、臨床
学的に頻脈の基準に適合している。
【００２８】図４においては、パルス時間差ヒストグラ
ムは、徐脈の一例を示す。中央の脈拍数は、５０ｂｐｍ
以下である。
【００２９】図５においては、パルスは、認められない
か、システムのフィルタ基準によりキャンセルされる
（無効パルスの除外）。これにより、パルス時間差登録
を見ればはっきり分かる、二倍のパルス時間差が登録さ
れることになる。パルス時間差ヒストグラムには、二つ
のピークが存在する。この例の場合には、８０ｂｐｍに
等しい、約０．７５秒の時間差のところに、第一のヒス
トグラム・ピークがある。さらに、約４０ｂｐｍの、他
のピークが約１．５秒のところに存在する。この後者の
脈拍数は、人工的なもので、脈拍が欠落していることに
よるものである。基準脈拍数の二倍の数値のところで、
第二のピークを検出することにより、脈拍の欠落を識別
することができる。
【００３０】脈拍の欠落は、臨床学的には関連があり、
また一つの脈拍症状である。特に、早発性心室性および
上室性収縮は、脈拍欠落の原因である。図６において
は、パルス時間差が大きく変化している。この例の場合
には、脈拍数は、４５ｂｐｍから約９５ｂｐｍへ連続的
に変化している。この大きな変動は、いわゆる絶対不整
脈に関連している。このタイプの不整脈は、動脈細動に
より起こる場合がある。動脈細動は、通常治療を必要と
するよく起こる臨床学上の症状である。
【００３１】パルス時間差ヒストグラムのパルス分布
は、パルス・オシログラムの不整脈症状を調査するのに
使用される。比較装置１７は、図３−図６の例示として
のヒストグラムによるパルス時間差の分布およびパルス
時間差の数値を、関連基準ヒストグラムである、ある基
準と比較する。短いパルス時間差の方向へのシフト（図
３に示すように）が検出され、頻脈のための臨床学上の
基準が満たされた場合には、表示ランプ１９が作動し、
不整脈症状の存在を示す。ヒストグラムが、図４に示す
ように、高いパルス差の方向にシフトし、徐脈に対する
臨床学上の基準が満たされている場合には、信号ランプ
１９が同様に作動する。
【００３２】図５に示すように、脈拍の欠落が検出され
るか、または図６に示すように、絶対頻脈により分布が
広がった場合にも、信号ランプ１９が作動する。図３−
図６のいずれかに示す頻脈のタイプにより、異なる信号
ランプを作動することもできる。これらすべての表示
は、システムに記憶している、病態生理学上および／ま
たは生理学上の状態を示す、周知の臨床学上の基準によ
るものである。
【００３３】図７は、本発明の一般的な原理を示す。血
圧パルスは、ＣＰＵ２５に接続している加圧帯１によ
り、オシログラフで測定され、パルス信号に変換され
る。ＣＰＵ２５により処理されたパルス信号は、一時的
にメモリ２６に記憶され、所定のパルス信号と比較され
る。
【００３４】血圧および脈拍数は、ディスプレイ１８上
に表示され、測定パルス信号と所定のパルス信号との間
の差が、ある数値を超えた場合には、信号が作動する。
システムは、さらに、パルス・オシログラムを分析する
ことにより、収縮血圧および動脈血圧、および脈拍数を
測定するためのユニットを備えることができる。この装
置は、また測定結果を表示し、ユーザにより制御され
る。
【図面の簡単な説明】
下記の図面を参照すれば、本発明をもっとはっきりと理
解することができるだろう。
【図１】本発明の装置の略図である。
【図２】標準的生理学上の分布を示すパルス時間差のヒ
ストグラムである。
【図３】頻脈を示すパルス時間差ヒストグラムである。
【図４】徐脈を示すパルス時間差ヒストグラムである。
【図５】脈拍がない状態を示すパルス時間差ヒストグラ
ムである。
【図６】絶対不整脈を示すパルス時間差ヒストグラムで
ある。
【図７】本発明の一般的原理を示す図である。
【符号の説明】
１１ パルス圧力アンプ １２ 信号フィルタ １３ アナログ−デジタル変換器 １４ 時間パルス差測定ユニット １５ 記憶ユニット １６ 計算ユニット １７ 比較ユニット １８ 第一の表示フィールド １９ 第三の表示フィールド ２０ 信号処理ユニット ２１ 血圧モニタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−191338（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−212004（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−66358（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−284482（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−89029（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−33638（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 5/02 - 5/0265 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 血圧の測定と不整脈の検出とを同時に行
    うための装置（１０）であって、 血圧モニタ（２１）と、 前記血圧モニタ（２１）に接続し、身体に挿入しない振
    動記録的に血圧を測定するための加圧帯（１）と、 二つの連続パルスの間のパルス時間差（Ｔp ）の値を測
    定するための時間差測定ユニット（１４）と、 前記血圧モニタ（２１）により測定した、複数の連続パ
    ルス時間差（Ｔp ）を記憶するための記憶ユニット（１
    ５）と、 前記パルス時間差（Ｔp ）の、統計的分布を計算するた
    めの計算ユニット（１６）と、 前記パルス時間差（Ｔp ）の前記値及び前記統計的分布
    を所定の基準値及び分布と比較するための比較ユニット
    （１７）とを備え、 前記パルス時間差（Ｔp ）の前記値または前記分布と、
    前記所定の基準値または分布との間の差が、所定の数値
    を超えた場合、前記比較ユニット（１７）が信号を生成
    することを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の装置において、 前記装置が、パルス圧力アンプ（１１）を備えることを
    特徴とする装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の装置に
    おいて、 前記装置が、信号フィルタ（１２）およびアナログ−デ
    ジタル変換器（１３）を備えることを特徴とする装置。
  4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３の何れかに記載の
    装置において、 前記計算ユニット（１６）がパルス時間差ヒストグラム
    を計算することができることを特徴とする装置。
  5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４の何れかに記載の
    装置において、 前記装置（１０）が、不整脈の存在を表示するための表
    示手段（１９）を備えることを特徴とする装置。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の装置において、 前記表示手段が、少なくとも一つの光学的ディスプレイ
    （１８）からなることを特徴とする装置。
JP11072757A 1998-05-28 1999-03-17 血圧の測定と不整脈の検出とを同時に行うための装置 Expired - Fee Related JP3114142B2 (ja)

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