JP3581975B2

JP3581975B2 - 血圧監視装置

Info

Publication number: JP3581975B2
Application number: JP00020597A
Authority: JP
Inventors: 義広須郷; 健相馬; 博光粕谷; 理恵田中
Original assignee: Nihon Kohden Corp
Current assignee: Nihon Kohden Corp
Priority date: 1997-01-06
Filing date: 1997-01-06
Publication date: 2004-10-27
Anticipated expiration: 2017-01-06
Also published as: DE69728849T2; US5876348A; EP0852126A2; EP0852126A3; EP0852126B1; DE69728849D1; JPH10192247A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、手術室、集中治療室、救急処置室、人工透析室などにおいて患者の連続的な血圧監視が必要な分野における血圧監視装置に係り、特に心電図、脈波及び血圧等の生体情報の監視を行なう血圧監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、血圧の他に心電図及び脈波等の生体情報を監視する血圧監視装置が知られている。これは一般的にバイタルサインモニタと呼ばれている。
この血圧監視装置には、被験者の腕や指に装着するカフおよびパルスオキシメータ用プローブ、被験者の胸部に装着する心電図電極がそれぞれ設けられており、夫々を被験者に装着して血圧、心電図及び脈波を測定し、夫々の測定結果を表示する。この場合、カフ圧による非観血血圧測定では、カフを巻いた部分の血管への負担を軽減するために一定間隔毎に測定するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の血圧監視装置にあっては、次のような問題点があった。
すなわち、カフ圧による非観血血圧測定では、測定中に被験者が動いたりカフ本体に触れたりなどした場合に測定値が異常な値になってしまうことがあるが、従来の血圧監視装置ではその異常値もそのまま取り込んでしまうので、測定後の解析に支障をきたしていた。
また、途中で異常に気付いたとしても、再測定を手動で行なうことになるので、操作性があまり良くなかった。
【０００４】
そこで本発明は、カフ圧による非観血血圧測定における測定結果の異常を検出することができると共に、異常を検出した場合には自動で再測定を行なう血圧監視装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明の基本的な考え方を説明する。
非観血血圧測定には、上述したカフによる方法の他に脈波伝播時間を利用する方法がある。この脈波伝播時間から血圧値を測定できる原理は次の通りである。図３に示すように、指や耳などの末梢血管側では脈波のボトム値が大動脈波のボトム値より時間的に遅れて現われるが、この遅れ時間が脈波伝播時間である。この場合、心電図波形のＲ波を基準とすれば、脈波伝播時間はＲ波のトップ値が出現してから末梢血管側の脈波のボトム値が出現するまでの時間になる。
【０００６】
脈波伝播時間を用いた血圧測定は、カフを用いるなど他の方法で血圧を測定し、この測定結果を参照して校正を行なう必要がある。校正を行なった後、例えば血圧が上がると伝播時間が短くなるので、このときの脈波伝播時間と校正時の脈波伝播時間との時間差で補正をかけることにより血圧値が得られる。
一方、血圧値は次式によっても求めることができる。
Ｐ＝αＴ＋β
この場合、Ｔは脈波伝播時間、α、βは被験者固有のパラメータ値である。
被験者固有のパラメータ値α、βは、脈波伝播時間の校正時に求めることができる。
脈波伝播時間の校正において、例えば安静時と運動負荷時のそれぞれにおいて血圧と脈波伝播時間を測定する。
【０００７】
ここで、安静時の血圧と脈波伝播時間をそれぞれＰ１、Ｔ１、運動負荷時の血圧と脈波伝播時間をそれぞれＰ２、Ｔ２とすると、血圧Ｐ１、Ｐ２は、
Ｐ１＝αＴ１＋β ……（１）
Ｐ２＝αＴ２＋β ……（２）
で表わされる。したがって、これらＰ１、Ｔ１、Ｐ２、Ｔ２を測定することにより、上記２式よってα、βを算出することができる。そして、このα、βを一度求めれば、以後脈波伝播時間を測定するだけでその被験者の血圧を測定することができる。なお、異なる２つの血圧値を測定するにあたっては、安静時と運動負荷時でなくてもよく、異なる血圧値が現われるときに２つの値を計測すれば良い。
【０００８】
このように、心電図と脈波とから血圧値を求めることができるので、従来の血圧監視装置における心電図とパルスオキシメータによる脈波との時間差と、カフ圧による非観血血圧測定における血圧値の夫々の変動状態に基づいて非観血血圧測定における血圧値が異常値か否かを判定することが可能になる。そして、該血圧値が異常値であれば再度血圧を測定を行なえば良い。
【０００９】
この原理に基づく請求項１の発明は、カフを用いて血圧測定を行なう血圧測定手段と、生体の大動脈側の脈波上の時間間隔検出基準点を検出する時間間隔検出基準点検出手段と、前記大動脈側の脈波より遅れて現われる末梢血管側の脈波を検出する脈波検出手段と、前記時間間隔検出基準点検出手段の検出出力と前記脈波検出手段の検出出力に基づいて脈波伝播時間を計測する脈波伝播時間計測手段と、前記血圧測定手段により測定された血圧値とこの血圧値が測定されたときの前記脈波伝播時間計測手段により計測された脈波伝播時間の夫々の変動状態に基づいて前記血圧測定手段により測定された血圧値が異常値か否かを判定し、該血圧値が異常値であると判断すると前記血圧測定手段を制御して再度血圧測定を行なう制御手段とを備えるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の血圧監視装置の実施の形態について説明する。Ａ．血圧監視装置の構成
図１は本発明に係る血圧監視装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。この図において、カフ２は血圧の測定に使用されるものであり、被験者の上腕部または指に装着する。カフ２は排気弁３によってその内部が大気に対して開放または閉塞され、また加圧ポンプ４によって空気が供給される。カフ圧力は圧力センサ５で測定され、その出力がカフ圧検出増幅部６によって検出され、増幅される。このカフ圧検出増幅部６の出力はＡ／Ｄ変換器７によってディジタル信号に変換された後、ＣＰＵ（中央処理装置）１に取り込まれる。ＣＰＵ１と排気弁３および加圧ポンプ４は出力インタフェース８により接続されている。
【００１２】
心電図電極９は心電図信号の測定に使用されるものであり、被験者の胸部等に装着される。心電図信号検出増幅部１０は心電図電極９によって被験者の心電図信号を検出し、増幅して出力する。この心電図信号検出増幅部１０の出力はＡ／Ｄ変換器１１によってディジタル信号に変換された後、ＣＰＵ１に取り込まれる。パルスオキシメータ用プローブ１２は血液中に溶け込んでいる酸素濃度の測定に使用されるものであり、被験者の指等に装着される。
【００１３】
このパルスオキシメータ用プローブ１２には、血液中のヘモグロビンに影響する波長λ１の光を出力するＬＥＤ（発光ダイオード）と、ヘモグロビンに影響しない波長λ２の光を出力するＬＥＤ（発光ダイオード）と、波長λ１の光を出力するＬＥＤからの光を検出するホトトランジスタと、波長λ２の光を出力するＬＥＤからの光を検出するホトトランジスタとが設けられている。この場合、一対のＬＥＤとホトトランジスタの夫々は、被験者の測定部位の大きさに応じた間隔で対向配置されている。
【００１４】
ＬＥＤ電流コントロール部１３はパルスオキシメータ用プローブ１２の波長λ１の光を出力するＬＥＤに流す電流を制御し、ＬＥＤ電流コントロール部１４はパルスオキシメータ用プローブ１２の波長λ２の光を出力するＬＥＤに流す電流を制御するものである。光電脈波信号検出増幅部１５は、パルスオキシメータ用プローブ１２の波長λ１の光を検出するホトトランジスタの出力から脈波信号を検出し、増幅して出力する。この光電脈波信号検出増幅部１５の出力はＡ／Ｄ変換器１７によってディジタル信号に変換された後、ＣＰＵ１に取り込まれる。
【００１５】
光電脈波信号検出増幅部１６は、パルスオキシメータ用プローブ１２の波長λ２の光を検出するホトトランジスタの出力から脈波信号を検出し、増幅して出力する。この光電脈波信号検出増幅部１６の出力はＡ／Ｄ変換器１８によってディジタル信号に変換された後、ＣＰＵ１に取り込まれる。入力部１９は脈波伝播時間の校正指示やその校正時に使用する校正用の血圧値Ｐ１、Ｐ２の入力、及びカフ２による非観血血圧測定の再測定の基準となる閾値△ＢＰの入力等に使用される。
【００１６】
ＣＰＵ１は、Ａ／Ｄ変換器７、１１、１７、１８からの出力及び入力部１９からの出力に基づいて処理プログラムを実行し、処理結果を出力手段の表示器２１に表示する。すなわち、ＣＰＵ１は、一定時間毎に排気弁３及び加圧ポンプ４を制御し、その際に得られるＡ／Ｄ変換器１１の出力に基づいて血圧値を算出して、その結果を表示器２２に表示する。また、Ａ／Ｄ変換器１１の出力を取り込んで心拍数を算出し、心電図波形と共に表示器２２に表示する。また、Ａ／Ｄ変換１７、１８の夫々の出力を取り込んで酸素飽和度を算出すると共に脈波を測定し、夫々を表示器２２に表示する。
【００１７】
また、ＣＰＵ１は、カフ２による非観血血圧測定時に、心電図波形のＲ波のピーク値の出現から脈波のボトム値の出現までの間の脈波伝播時間を計測し、その計測結果と脈波伝播時間の校正時に得られた被験者固有のパラメータ値α、βとから血圧値を算出する。そして、この脈波伝播時間から求めた血圧値とカフ２による非観血血圧測定値との差を求め、その差が予め決定した閾値以内であるか否かを判定し、閾値を超えていると判断すると、カフ２による非観血血圧測定を再度行なう。
ＣＰＵ１に接続されるメモリ（ＲＯＭ）２０には処理プログラムが格納されており、またメモリ（ＲＡＭ）２１には処理過程のデータが格納される。
【００１８】
上記カフ２、排気弁３、加圧ポンプ４、圧力センサ５、カフ圧検出増幅部６及びＡ／Ｄ変換器７は血圧測定手段を構成する。また、ＲＡＭ２１は閾値記憶手段に対応する。また、心電図電極９、心電図信号検出増幅部１０およびＡ／Ｄ変換器１１は時間間隔検出基準点検出手段を構成する。また、パルスオキシメータ用プローブ１２、ＬＥＤ電流コントロール部１３、１４、光電脈波信号検出増幅部１５、１６およびＡ／Ｄ変換器１７、１８は脈波検出手段を構成する。また、ＣＰＵ１は演算手段及び制御手段に対応する。
【００１９】
Ｂ．血圧監視装置の動作
次に、上記構成による血圧監視装置の動作について、図２に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、この説明においては、脈波伝播時間の校正が既に行なわれていて被験者固有のパラメータ値α、βがメモリ２１に書き込まれており、またカフ２による非観血血圧測定の再測定の基準となる閾値△ＢＰもメモリ２１に書き込まれているものとする。
【００２０】
まず、ＣＰＵ１は、ステップＳ１でカフ２による非観血血圧測定を開始するタイミングか否かを判定する。この判定において、非観血血圧測定開始タイミングでないと判断するとこのステップを繰り返し、同タイミングであると判断すると、ステップＳ２に進み、カフ２による非観血血圧測定を開始する。次いで、ステップＳ３で脈波伝播時間Ｔ１を計測し、その結果をメモリ２１に書き込む。
脈波伝播時間Ｔ１を計測した後、ステップＳ３で脈波伝播時間Ｔ１から血圧値ＢＰ１を算出し、その結果をメモリ２１に書き込む。すなわち、メモリ２１に書き込まれている脈波伝播時間Ｔ１と被験者固有のパラメータ値α、βとを次式に代入して血圧値ＢＰ１を算出する。
Ｐ＝αＴ＋β
【００２１】
脈波伝播時間Ｔ１から血圧値ＢＰ１を算出した後、ステップＳ５でカフ２による非観血血圧測定による血圧値ＮＩＢＰ１を得る。次いで、ステップＳ６で血圧値ＢＰ１と血圧値ＮＩＢＰ１との差をとり、その絶対値がメモリ２１に書き込んだ閾値△ＢＰ以上であるか否かを判定する。この判定において、血圧値ＢＰ１と血圧値ＮＩＢＰ１との差の絶対値が閾値△ＢＰ以上であれば、カフ２による非観血血圧測定結果が異常であると判断し、現在の測定値を排除した後、ステップＳ７で再度カフ２による非観血血圧測定を行なう。そして、ステップＳ８で再測定による血圧値ＮＩＢＰ１ ′を得ると、ステップＳ９でその血圧値ＮＩＢＰ１ ′を表示器２２に表示する。
一方、上記ステップＳ６の判定において、血圧値ＢＰ１と血圧値ＮＩＢＰ１との差の絶対値が閾値△ＢＰ以下であれば、カフ２による非観血血圧測定結果に異常がないものと判断して、ステップＳ９で血圧値ＮＩＢＰ１を表示する。
【００２２】
このように、この実施の形態では、カフ２による非観血血圧測定時に、心電図波形のＲ波のピーク値の出現から脈波のボトム値の出現までの間の脈波伝播時間Ｔ1 を計測し、その結果Ｔ1 と脈波伝播時間Ｔ1 の校正時に得られた被験者固有のパラメータ値α、βとから血圧値ＢＰ1 を算出する。そして、この血圧値ＢＰ1 とカフ２による非観血血圧測定により得られた血圧値ＮＩＢＰ1 との差の絶対値を求め、その値が予め決定した閾値ΔＢＰ以内であるか否かを判定し、該閾値ΔＢＰを超えていると判断すると、再度カフ２による非観血血圧測定を行ない、その結果得られた血圧値ＮＩＢＰ1 ′を表示器２２に表示する。
したがって、カフ圧による非観血血圧測定において異常値が生じても、この異常値を取り込まないので、信頼性の高い血圧測定値が得られ、測定後の解析に支障をきたすことが無くなる。また、異常値が生じた場合には自動的に再測定を行なうので、手動で再測定する手間が無くなり、操作性が良くなる。
【００２３】
なお、上記実施の形態では、カフ２による非観血血圧測定により得られた血圧値ＮＩＢＰ１と脈波伝播時間Ｔ１により得られた血圧値ＢＰ１との差が閾値△ＢＰ以内であるか否かを判定することでカフ２による非観血血圧測定結果が正常であるか否かを判断するようにしたが、カフ２による非観血血圧測定により得られる血圧値と脈波伝播時間の夫々について変動状態を判断するようにしても良い。例えば、次ような例が挙げられる。
【００２４】
▲１▼カフ２による非観血血圧測定を行なったときに、そのときの血圧値がある値を超えていたが、同時に脈波伝播時間もある値を超えていれば、双方ともある値を超えているので、カフ２による非観血血圧測定結果が正常であると判断する。
▲２▼脈波伝播時間の変動が殆どないにもかかわらず、カフ２による非観血血圧測定結果が変化していれば、非観血血圧測定結果が異常であると判断する。
▲３▼脈波伝播時間が変動しているにもかかわらず、カフ２による非観血血圧測定結果が変動していなければ、非観血血圧測定結果が異常であると判断する。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の請求項１に記載の血圧監視装置によれば、カフ圧による非観血血圧測定において異常値が生じても、この異常値を取り込まないので、信頼性の高い血圧測定値が得られ、測定後の解析に支障をきたすことが略無くなる。また、異常値が生じた場合には自動的に再測定を行なうので、手動で再測定する手間が無くなり、操作性が良くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る血圧監視装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施の形態の血圧監視装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】脈波伝播時間を説明するための波形図である。
【符号の説明】
１ＣＰＵ
２カフ
３排気弁
４加圧ポンプ
５圧力センサ
６カフ圧検出増幅部
７、１１、１７、１８Ａ／Ｄ変換器
９心電図電極
１０心電図信号検出増幅部
１２パルスオキシメータ用プローブ
１３、１４ＬＥＤ電流コントロール部
１５、１６光電脈波信号検出増幅部
１９入力部
２０ＲＯＭ
２１ＲＡＭ
２２表示器

Claims

カフを用いて血圧測定を行なう血圧測定手段と、
生体の大動脈側の脈波上の時間間隔検出基準点を検出する時間間隔検出基準点検出手段と、
前記大動脈側の脈波より遅れて現われる末梢血管側の脈波を検出する脈波検出手段と、
前記時間間隔検出基準点検出手段の検出出力と前記脈波検出手段の検出出力に基づいて脈波伝播時間を計測する脈波伝播時間計測手段と、
前記血圧測定手段により測定された血圧値とこの血圧値が測定されたときの前記脈波伝播時間計測手段により計測された脈波伝播時間の夫々の変動状態に基づいて前記血圧測定手段により測定された血圧値が異常値か否かを判定し、該血圧値が異常値であると判断すると前記血圧測定手段を制御して再度血圧測定を行なう制御手段と、
を備えたことを特徴とする血圧監視装置。