JP3751114B2 - Blood pressure monitoring device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体の動脈内を伝播する脈波の伝播速度或いは伝播時間等の脈波伝播速度情報に基づいて、生体の血圧を監視する血圧監視装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
生体の動脈内を伝播する脈波の伝播速度情報である伝播速度VM (m/s )或いは伝播時間TDRP(sec)は、生体の血圧値BP(mmHg)と比例或いは反比例の関係を有することが知られている。そこで、予め測定される生体の血圧値BPと伝播速度VM から、たとえばBP=A(VM )+Bで表されるような関係式における係数A及びBを予め決定し、その関係式から、逐次測定される伝播速度VM に基づいて、生体の血圧値BPを監視する血圧監視装置が提案されている。ところで、上記伝播速度VM は、生体の心臓、動脈或いは末梢動脈上の2部位に装着される一対の脈拍同期波センサ等によりそれぞれ検出される一対の脈拍同期波の周期毎に発生する所定の部位間の時間差に基づいて所定の関係から算出される。一般には、時間差を大きくして伝播速度VM の測定精度を向上させるために、第1の脈波検出装置はより中枢側の心臓或いは動脈上に、また第2の脈波検出装置は末梢動脈上に装着される。
【0003】
【発明が解決すべき課題】
しかしながら、たとえば、動脈のうちの特に末梢動脈は精神的な緊張等によって収縮することが知られており、末梢動脈が収縮すると伝播速度VM は増大することから、監視期間内に付与される物理的刺激や投与される薬剤などの影響によって自律神経の緊張度が変化することにより動脈壁の硬さが変化するので、脈波伝播速度情報と血圧値との対応関係が変化して、血圧監視期間内において必ずしも充分な血圧監視精度が得られない場合があった。
【0004】
本発明は以上のような事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、生体の動脈内を伝播する脈波の伝播速度情報に基づいて生体の血圧値を監視する血圧監視装置において、高い血圧監視精度が得られるようにすることにある。
【0005】
【課題を解決するための第1の手段】
本発明者は以上の事情を背景として種々検討を重ねた結果、心拍周期の変動成分のうち、生体の呼吸周波数と略等しい比較的高い周波数成分から成る心拍周期変動高周波成分と、生体の呼吸周波数よりも所定割合だけ低い比較的低い周波数成分から成る伝播速度情報変動低周波成分とが生体の自律神経の活動状態に密接に反映することを利用して、それら心拍周期変動高周波成分および伝播速度情報変動低周波成分に基づいて前記対応関係を修正すると、好適な血圧監視精度が得られることを見いだした。本発明はこのような知見に基づいて為されたものである。
【0006】
すなわち、本第1発明の要旨とするところは、生体の血圧値とその生体の脈波伝播速度情報を表す値との予め求められた対応関係から、その生体の実際の脈波伝播速度情報を表す値に基づいてその生体の血圧を監視する血圧監視装置であって、(a)前記生体の心拍周期の変動からその生体の呼吸周波数と略等しい比較的高い周波数成分から成る心拍周期変動高周波成分を抽出する心拍周期変動高周波成分抽出手段と、(b)前記脈波伝播速度情報を表す値の変動からその生体の呼吸周波数よりも所定割合だけ低い比較的低い周波数成分から成る伝播速度情報変動低周波成分を抽出する伝播速度情報変動低周波成分抽出手段と、(c)前記心拍周期変動高周波成分抽出手段により抽出される心拍周期変動高周波成分および前記伝播速度情報変動低周波成分抽出手段により抽出される伝播速度情報変動低周波成分のそれぞれの信号強度に基づいて、前記対応関係を修正する対応関係修正手段とを、含むことにある。
【0007】
【第1発明の効果】
このようにすれば、心拍周期変動高周波成分抽出手段により生体の心拍周期の変動から生体の呼吸周波数と略等しい周波数成分から成る心拍周期変動高周波成分が抽出され、伝播速度情報変動低周波成分抽出手段により生体の呼吸周波数よりも低い所定の周波数成分から成る伝播速度情報変動低周波成分が抽出されると、対応関係修正手段により、これら心拍周期変動高周波成分と伝播速度情報変動低周波成分とのそれぞれの信号強度に基づいて前記対応関係が修正される。したがって、心拍周期変動高周波成分と伝播速度情報変動低周波成分のそれぞれの信号強度が変化した場合、すなわち、被測定者の自律神経の状態が変化した場合には、その変化傾向に基づいて前記対応関係が修正されることから、被測定者の自律神経の状態に拘らず常に正確な血圧値を決定することが可能になる。
【0008】
【発明の他の形態】
ここで、好適には、前記第1発明の血圧監視装置には、前記生体の一部を圧迫するカフを用いてその生体の血圧値を測定する血圧測定手段と、前記生体の血圧値とその生体の脈波伝播速度情報を表す値との予め求められた対応関係から、その生体の実際の脈波伝播速度情報を表す値に基づいて監視血圧値を逐次決定する監視血圧値決定手段と、その監視血圧値決定手段により逐次決定された監視血圧値が予め設定された判断基準値を越える異常値であるか否かを判定し、異常値を判定した場合には前記血圧測定手段により血圧測定を起動させる監視血圧値異常判定手段とが、さらに備えられる。このようにすれば、監視血圧値異常判定手段により監視血圧値が異常であると判定されると、前記血圧測定手段によるカフを用いた血圧測定が起動されることから、監視血圧異常時において自動的にカフを用いた血圧測定値が得られるので、血圧監視の信頼性が一層高められる。
【0009】
また、好適には、前記監視血圧値決定手段により逐次決定される監視血圧値を表示する表示器が備えられる。このようにすれば、表示器に表示される監視血圧値を見ることにより、上記血圧測定手段による血圧測定が行われない期間において、カフの圧迫による負担を与えない状態で生体の血圧値を連続的に監視できる。
【0010】
【課題を解決するための第2の手段】
また、前記課題を達成するための本第2発明の要旨とするところは、所定の周期で生体に装着されたカフの圧迫圧力を変化させ、その圧迫圧力の変化過程において発生する脈波の大きさの変化に基づいてその生体の血圧値を測定する血圧測定手段と、前記生体の2部位に装着した第1脈波検出装置および第2脈波検出装置によりそれぞれ検出される脈波検出の時間差に基づいて、その生体の動脈を伝播する脈波伝播速度情報を表す値を逐次算出する脈波伝播速度情報算出手段と、その脈波伝播速度情報算出手段により算出された脈波伝播速度情報を表す値の変化値が、予め設定された判断基準値を越えたことに基づいて前記血圧測定手段による血圧測定を起動させる監視血圧値変化判定手段とを備えた血圧監視装置であって、(a)前記生体の心拍周期の変動からその生体の呼吸周波数と略等しい比較的高周波の周波数成分から成る心拍周期変動高周波成分を抽出する心拍周期変動高周波成分抽出手段と、(b)前記脈波伝播速度情報を表す値の変動からその生体の呼吸周波数よりも所定割合だけ低い比較的低周波の周波数成分から成る伝播速度情報変動低周波成分を抽出する伝播速度情報変動低周波成分抽出手段と、(c)前記心拍周期変動高周波成分抽出手段により抽出される心拍周期変動高周波成分と前記伝播速度情報変動低周波成分抽出手段により抽出される伝播速度情報変動低周波成分とのそれぞれの信号強度に基づいて、前記監視血圧値変化判定手段による判定のための判断基準値を修正する判定修正手段とを、含むことにある。
【0011】
【第2発明の効果】
このようにすれば、監視血圧値変化判定手段により、脈波伝播速度情報算出手段により逐次算出された脈波伝播速度情報を表す値の変化値が予め設定された判断基準値を超えたことに基づいて前記血圧測定手段による血圧測定が起動させられる。このとき、心拍周期変動高周波成分抽出手段により生体の心拍周期の変動から生体の呼吸周波数と略等しい周波数成分から成る心拍周期変動高周波成分が抽出され、伝播速度情報変動低周波成分抽出手段により生体の呼吸周波数よりも低い所定の周波数成分から成る伝播速度情報変動低周波成分が抽出されると、判定修正手段により、これら心拍周期変動高周波成分と伝播速度情報変動低周波成分とのそれぞれの信号強度に基づいて前記監視血圧値変化判定手段による判定のための判断基準値が修正される。したがって、心拍周期変動高周波成分と伝播速度情報変動低周波成分のそれぞれの信号強度が変化した場合、すなわち、被測定者の自律神経の状態が変化した場合には、その変化傾向に基づいて監視血圧値変化判定手段による判定のための判断基準値が修正されることから、被測定者の自律神経の状態に拘らず常に正確な血圧値を監視することが可能になる。
【0012】
【発明の好適な実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明が適用された血圧監視装置8の回路構成を説明するブロック線図である。
【0013】
図1において、血圧監視装置8は、ゴム製袋を布製帯状袋内に有して、たとえば患者の上腕部12に巻回されるカフ10と、このカフ10に配管20を介してそれぞれ接続された圧力センサ14、切換弁16、および空気ポンプ18とを備えている。この切換弁16は、カフ10内への圧力の供給を許容する圧力供給状態、カフ10内を徐々に排圧する徐速排圧状態、およびカフ10内を急速に排圧する急速排圧状態の3つの状態に切り換えられるように構成されている。
【0014】
圧力センサ14は、カフ10内の圧力を検出して、その圧力を表す圧力信号SPを静圧弁別回路22および脈波弁別回路24にそれぞれ供給する。静圧弁別回路22はローパスフィルタを備え、圧力信号SPに含まれる定常的な圧力すなわちカフ圧を表すカフ圧信号SKを弁別してそのカフ圧信号SKをA/D変換器26を介して電子制御装置28へ供給する。脈波弁別回路24はバンドパスフィルタを備え、圧力信号SPの振動成分である脈波信号SM1 を周波数的に弁別してその脈波信号SM1 をA/D変換器30を介して電子制御装置28へ供給する。この脈波信号SM1 が表すカフ脈波は、患者の心拍に同期して図示しない上腕動脈から発生してカフ10に伝達される圧力振動波である。
【0015】
上記電子制御装置28は、CPU29、ROM31、RAM33、および図示しないI/Oポート等を備えた所謂マイクロコンピュータにて構成されており、CPU29は、ROM31に予め記憶されたプログラムに従ってRAM33の記憶機能を利用しつつ信号処理を実行することにより、I/Oポートから駆動信号を出力して切換弁16および空気ポンプ18を制御する。
【0016】
心電誘導装置34は、生体の所定の部位に貼り着けられる複数の電極36を介して心筋の活動電位を示す心電誘導波、所謂心電図を連続的に検出するものであり、その心電誘導波を示す信号SM2 を前記電子制御装置28へ供給する。なお、この心電誘導装置34は、心臓内の血液を大動脈へ向かって拍出開始する時期すなわち大動脈内圧の脈波起始部に対応する心電誘導波のうちのQ波或いはR波を検出するためのものであることから、第1脈波検出装置として機能している。
【0017】
パルスオキシメータ用光電脈波検出プローブ38(以下、単にプローブという)は、毛細血管を含む末梢動脈へ伝播した脈波を検出する第2脈波検出装置として機能するものであり、例えば、被測定者のたとえば指尖部などの体表面40に図示しない装着バンド等により密着した状態で装着されている。プローブ38は、一方向において開口する容器状のハウジング42と、そのハウジング42の底部内面の外周側に位置する部分に設けられ、LED等から成る複数の第1発光素子44a および第2発光素子44b (以下、特に区別しない場合は単に発光素子44という)と、ハウジング42の底部内面の中央部分に設けられ、フォトダイオードやフォトトランジスタ等から成る受光素子46と、ハウジング42内に一体的に設けられて発光素子44及び受光素子46を覆う透明な樹脂48と、ハウジング42内において発光素子44と受光素子46との間に設けられ、発光素子44から前記体表面40に向かって照射された光のその体表面40から受光素子46に向かう反射光を遮光する環状の遮蔽部材50とを備えて構成されている。
【0018】
上記第1発光素子44a は、例えば660nm程度の波長の赤色光を発光し、第2発光素子44b は、例えば800nm程度の波長の赤外光を発光するものである。これら第1発光素子44a 及び第2発光素子44b は、一定時間づつ順番に所定周波数で発光させられると共に、それら発光素子44から前記体表面40に向かって照射された光の体内の毛細血管が密集している部位からの反射光は共通の受光素子46によりそれぞれ受光される。なお、発光素子44の発光する光の波長は上記の値に限られず、第1発光素子44a は酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとの吸光係数が大きく異なる波長の光を、第2発光素子44b はそれらの吸光係数が略同じとなる波長の光をそれぞれ発光するものであればよい。
【0019】
受光素子46は、その受光量に対応した大きさの光電脈波信号SM3 をローパスフィルタ52を介して出力する。受光素子46とローパスフィルタ52との間には増幅器等が適宜設けられる。ローパスフィルタ52は、入力された光電脈波信号SM3 から脈波の周波数よりも高い周波数を有するノイズを除去し、そのノイズが除去された信号SM3 をデマルチプレクサ54に出力する。この光電脈波信号SM3 が表す光電脈波は、患者の脈拍に同期して発生する容積脈波である。なお、この光電脈波は前記脈拍同期波に対応している。
【0020】
デマルチプレクサ54は、電子制御装置28からの信号に従って第1発光素子44a 及び第2発光素子44b の発光に同期して切り換えられることにより、赤色光による電気信号SMR をサンプルホールド回路56及びA/D変換器58を介して、赤外光による電気信号SMIRをサンプルホールド回路60及びA/D変換器62を介して、それぞれ電子制御装置28の図示しないI/Oポートに逐次供給する。サンプルホールド回路56、60は、入力された電気信号SMR 、SMIRをA/D変換器58、62へ出力する際に、前回出力した電気信号SMR 、SMIRについてのA/D変換器58、62における変換作動が終了するまでに、次に出力する電気信号SMR 、SMIRをそれぞれ保持するためのものである。
【0021】
電子制御装置28のCPU29は、RAM33の記憶機能を利用しつつROM31に予め記憶されたプログラムに従って測定動作を実行し、駆動回路64に制御信号SLVを出力して発光素子44a 、44b を順次所定の周波数で一定時間づつ発光させる一方、それら発光素子44a 、44b の発光に同期して切換信号SCを出力してデマルチプレクサ54を切り換えることにより、前記電気信号SMR をサンプルホールド回路56に、電気信号SMIRをサンプルホールド回路60にそれぞれ振り分ける。上記CPU29は、血中酸素飽和度を算出するために予め記憶された演算式から上記電気信号SMR 、SMIRの振幅値に基づいて生体の血中酸素飽和度を算出する。なお、この酸素飽和度の決定方法としては、例えば、本出願人が先に出願して公開された特開平3−15440号公報に記載された決定方法が利用される。
【0022】
図2は、上記血圧監視装置8における電子制御装置28の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図2において、血圧測定手段70は、カフ圧制御手段72によってたとえばカフ10の圧迫圧力が所定の目標圧力値PCM(たとえば、180mmHg程度の圧力値)まで急速昇圧させた後に3mmHg/sec程度の速度で徐速降圧させられる徐速降圧期間内において、順次採取される脈波信号SM1 が表す脈波の振幅の変化に基づきよく知られたオシロメトリック法を用いて最高血圧値BPSYS および最低血圧値BPDIA などを決定する。
【0023】
脈波伝播速度情報算出手段として機能する脈波伝播速度算出手段74は、図3に示すように心電誘導装置34により逐次検出される心電誘導波の周期毎に発生する所定の部位たとえばR波から、プローブ38により逐次検出される光電脈波の周期毎に発生する所定の部位たとえば立ち上がり点或いは下ピーク点までの時間差(伝播時間)TDRPを逐次算出する時間差算出手段を備え、その時間差算出手段により逐次算出される時間差TDRPに基づいて、予め記憶される数式1から、被測定者の動脈内を伝播する脈波の伝播速度VM (m/sec )を逐次算出する。この逐次算出される伝播速度VM には、図4に示されるような変動が存在する。尚、数式1において、L(m)は左心室から大動脈を経て前記プローブ38が装着される部位までの距離であり、TPEP (sec)は心電誘導波形のR波から大動脈起始部脈波の下ピーク点までの前駆出期間である。これらの距離Lおよび前駆出期間TPEP は定数であり、予め実験的に求められた値が用いられる。
【0024】
【数1】
VM =L/(TDRP−TPEP )
【0025】
伝播速度情報血圧対応関係決定手段として機能する伝播速度血圧対応関係決定手段76は、血圧測定手段70により測定された最高血圧値BPSYS とそれぞれの血圧測定期間内における伝播速度VM 、たとえばその期間内における伝播速度VM の平均値に基づいて、数式2で表される伝播速度VM と最高血圧値BPSYS との関係式における係数A及びBを、また同じく血圧測定手段70により測定された最低血圧値BPDIA と血圧測定期間内における伝播速度VM に基づいて、数式3で表される伝播速度VM と最低血圧値BPDIA との関係式における係数C及びDを予め決定する。
【0026】
【数2】
BPSYS =A(VM )α+B
【0027】
【数3】
BPDIA =C(VM )α+D
【0028】
監視血圧値決定手段78は、生体の血圧値とその生体の脈波伝播速度との間の上記対応関係(数式2および数式3)から、脈波伝播速度算出手段74により逐次算出される生体の実際の脈波伝播速度VM に基づいて監視血圧値MBPSYS およびMBPDIA を逐次決定し、それを表示器32にそれぞれ表示させる。監視血圧値異常判定手段80は、上記監視血圧値決定手段78により逐次決定された監視血圧値MBPSYS が予め設定された判断基準値を越える異常値であるか否かを判定し、異常値を判定した場合には前記血圧測定手段70によるカフ10を用いた血圧測定作動を起動させる。
【0029】
心拍周期変動高周波成分抽出手段82は、心電誘導装置34により逐次検出される生体の心電誘導波の時間間隔たとえばR波間の時間間隔から生体の心拍周期TRRを1拍毎に連続的に算出する心拍周期算出手段を備えている。この心拍周期TRRは、図4に示されるような変動が存在する。心拍周期TRRの変動から、図5に示されるように、生体の呼吸周波数と略等しい周波数成分から成る心拍周期変動高周波成分HFC1 を逐次抽出する。また、伝播速度情報変動低周波成分抽出手段として機能する伝播速度変動低周波成分抽出手段84は、上記脈波伝播速度算出手段74により連続的に算出された生体の伝播速度VM の変動から、図5に示されるように、生体の呼吸周波数よりも所定割合だけ低い伝播速度変動低周波成分LFC2 を逐次抽出する。上記心拍周期変動高周波成分抽出手段82および伝播速度変動低周波成分抽出手段84は、たとえば高速フーリエ変換(FFT)法或いは自己回帰(AR)法などを用いて心拍周期TRRおよび伝播速度VM を周波数解析する。なお、連続的に測定される血圧値の変動から抽出される低周波数成分、すなわち伝播速度VM の変動は連続的に測定された監視血圧値の変動と略等しいという既知の事実から、上記伝播速度VM の変動から抽出される低周波数成分LFC2 は、生体の交感神経の活動度を定量的に表し、また、心拍周期TRRの変動から抽出される高周波数成分HFC1 は、生体の副交感神経の活動度を定量的に表している。
【0030】
対応関係修正手段86は、上記心拍周期変動高周波成分抽出手段82および伝播速度変動低周波成分抽出手段84によりそれぞれ逐次抽出される、生体の副交感神経の活動度を定量的に表す指標である心拍周期変動高周波成分HFC1 および生体の交感神経の活動度を定量的に表す指標である伝播速度変動低周波成分LFC2 との比較値、たとえばそれらの信号強度比SR〔=LFC2 /HFC1 〕或いは信号強度差SD〔=LFC2 −HFC1 〕を逐次算出し、その比較値のうち一周期前に算出された比較値と今回算出された比較値との変化量ΔSR〔SRn −SRn-1 〕、或いはΔSD〔=SDn −SDn-1 〕に基づいて、たとえば図6に示されるような表から、数式2で表される伝播速度VM と最高血圧値BPSYS との関係式の修正係数α、或いは数式3で表される伝播速度VM と最低血圧値BPDIA との関係式の修正係数αをそれぞれ決定する。尚、図6に表される関係は予め実験的に求められるものであり、ΔSRとαとの関係は実線で、ΔSDとαとの関係は破線で示されている。
【0031】
図7は、上記血圧監視装置8の電子制御装置28における制御作動の要部を説明するフローチャートである。図7において、ステップSA1(以下、ステップを省略する。)において図示しないカウンタやレジスタをクリアする初期処理が実行された後、脈波伝播速度算出手段74に対応するSA2では、カフ昇圧期間において、心電波形のR波からプローブ38により逐次検出される光電脈波の立ち上がり点までの時間差すなわち伝播時間TP(=TDRP−TPEP )が決定され、前記数式1からその伝播時間TPに基づいて脈波伝播速度VM (m/sec )がカフ昇圧の直前において算出される。
【0032】
次いで、前記カフ圧制御手段72に対応するSA3では、切換弁16が圧力供給状態に切り換えられ且つ空気ポンプ18が駆動されることにより、血圧測定のためにカフ10の急速昇圧が開始される。
【0033】
続くカフ圧制御手段72に対応するSA4では、カフ圧PC が180mmHg程度に予め設定された目標圧迫圧PCM以上となったか否かが判断される。このSA4の判断が否定された場合は、上記SA2以下が繰り返し実行されることによりカフ圧PC の上昇が継続される。しかし、カフ圧PC の上昇により上記SA4の判断が肯定されると、前記血圧測定手段70に対応するSA5において、血圧測定アルゴリズムが実行される。すなわち、空気ポンプ18を停止させ且つ切換弁16を徐速排圧状態に切り換えてカフ10内の圧力を予め定められた3mmHg/sec程度の緩やかな速度で下降させることにより、この徐速降圧過程で逐次得られる脈波信号SM1 が表す脈波の振幅の変化に基づいて、良く知られたオシロメトリック方式の血圧値決定アルゴリズムに従って最高血圧値BPSYS 、平均血圧値BPMEAN、および最低血圧値BPDIA が測定されるとともに、脈波間隔に基づいて脈拍数などが決定されるのである。そして、その測定された血圧値および脈拍数などが表示器32に表示されるとともに、切換弁16が急速排圧状態に切り換えられてカフ10内が急速に排圧される。
【0034】
次に、前記伝播速度血圧対応関係決定手段76に対応するSA6では、SA2において求められた脈波伝播速度VM と、SA5において測定されたカフ10による血圧値BPSYS 、BPMEAN、またはBPDIA との間の対応関係が求められる。すなわち、SA5において血圧値BPSYS 、BPMEAN、およびBPDIA が測定されると、それら血圧値BPSYS 、BPMEAN、またはBPDIA のうちの1つと、脈波伝播速度VM とに基づいて、脈波伝播速度VM と監視血圧値MBPとの間の対応関係(数式2、数式3)が決定されるのである。
【0035】
上記のようにして伝播速度血圧対応関係が決定されると、SA7において、心電誘導波形のR波および光電脈波が入力されたか否かが判断される。このSA7の判断が否定された場合はSA7が繰り返し実行されるが、肯定された場合は、前記脈波伝播速度算出手段74に対応するSA8において、新たに入力された心電誘導波形のR波および光電脈波についての脈波伝播速度VM がSA2と同様にして算出される。
【0036】
そして、監視血圧値決定手段78に対応するSA9において、上記SA6において求められた伝播速度血圧対応関係から、上記SA8において求められた脈波伝播速度VM に基づいて、監視血圧値MBP(最高血圧値および/または最低血圧値)が決定され、且つ一拍毎の監視血圧値MBPをトレンド表示させるために表示器32に出力される。
【0037】
次いで、前記監視血圧値異常判定手段80に対応するSA10では、SA9において決定された監視血圧値MBPが予め設定された判断基準範囲を越えたか否かが判断される。このSA10の判断が否定された場合はSA11が実行されるが、肯定された場合は、SA12において表示器32に血圧異常表示が行われた後、伝播速度血圧対応関係を再決定させるためにSA2以下が再び実行される。
【0038】
上記SA11では、SA5においてカフ10による血圧測定が行われてからの経過時間が予め設定された15乃至20分程度の設定周期すなわちキャリブレーション周期を経過したか否かが判断される。このSA11の判断が否定された場合には、前記SA7以下の血圧監視ルーチンが繰り返し実行され、監視血圧値MBPが1拍毎に連続的に決定され、且つその決定された監視血圧値MBPが表示器32において時系列的にトレンド表示される。しかし、このSA11の判断が肯定された場合には、前記対応関係を再決定するために前記SA2以下のカフキャリブレーションルーチンが再び実行される。
【0039】
図8は、図7と並列的に実行される関係修正ルーチンを示している。図8のSB1では、心電誘導装置34から逐次検出される心電誘導波のR波が検出されたか否かが判断される。この判断が否定された場合は、SB4以下が実行される。しかし、そのSB1の判断が肯定された場合には、前記心拍周期変動高周波成分抽出手段82に対応するSB2およびSB3において、心電誘導装置34により逐次検出される生体の心電誘導波の時間間隔たとえばR波間の時間間隔から生体の心拍周期TRRが逐次算出されるとともに、それまでに求められた所定区間内の心拍周期TRRの変動から、生体の呼吸周波数と略等しい周波数成分から成る心拍周期変動高周波成分HFC1 が、高速フーリエ変換(FFT)法或いは自己回帰(AR)法により逐次抽出される。
【0040】
次いで、SB4では、プローブ38から光電脈波が1拍検出されたか否かが判断される。このSB4の判断が否定された場合には本ルーチンが終了させられる。しかし、このSB4の判断が肯定された場合には、前記伝播速度変動低周波成分抽出手段84に対応するSB5およびSB6において、R波と光電脈波の立ち上がり点との時間差TDRPに基づいて、予め記憶された数式1から生体の動脈内を伝播する脈波の伝播速度VM が算出されるとともに、たとえば高速フーリエ変換(FFT)法或いは自己回帰(AR)法などが用いられることにより、それまで求められた所定区間の伝播速度VM の変動が周波数解析されることにより、生体の呼吸周波数よりも低い所定の周波数成分から成る伝播速度変動低周波成分LFC2 が抽出される。
【0041】
次いで、対応関係修正手段86に対応するSB7において、上記心拍周期変動高周波成分HFC1 と伝播速度変動低周波成分LFC2 との比較値すなわちそれぞれの信号強度の比SR〔=LFC2 /HFC1 〕、或いは差SD〔=LFC2 −HFC1 〕が算出されると共に、前回算出された比較値と今回算出された比較値の変化量ΔSR〔=SRn −SRn-1 〕或いはΔSD〔=SDn −SDn-1 〕に基づいて、たとえば図6に表されるような関係から予め記憶される数式2および数式3における係数αが決定される。
【0042】
上述のように本実施例によれば、心拍周期変動高周波成分抽出手段82に対応するSB2、SB3において、生体の心拍周期TDRPの変動から生体の呼吸周波数と略等しい周波数成分から成る心拍周期変動高周波成分HFC1 が抽出され、伝播速度変動低周波成分抽出手段84に対応するSB5、SB6において、生体の伝播速度VM の変動から生体の呼吸周波数よりも所定割合だけ低い伝播速度変動低周波成分LFC2 が抽出されると、対応関係修正手段86に対応するSB7により、これら心拍周期変動高周波成分HFC1 および伝播速度変動低周波成分LFC2 のそれぞれの信号強度の比或いは差の変化に基づいて前記伝播速度血圧対応関係決定手段76に対応するSA6により決定された血圧値MBPと伝播速度VM との対応関係が修正される。したがって、心拍周期変動高周波成分HFC1 および伝播速度変動低周波成分LFC2 のそれぞれの信号強度の比或いは差が変化した場合、すなわち、被測定者の自律神経の状態が変化した場合には、その変化値に基づいて前記対応関係が修正されることから、被測定者の自律神経の状態に拘らず常に正確な血圧値を決定することが可能になる。
【0043】
また、本実施例によれば、監視血圧値異常判定手段80(SA10)により、監視血圧値決定手段78により逐次決定される監視血圧値が異常であると判定されると、血圧測定手段70によるカフ10を用いた血圧測定が起動されることから、監視血圧異常時において自動的にカフを用いた血圧測定値が得られるので、血圧監視の信頼性が一層高められる。
【0044】
また、本実施例によれば、監視血圧値決定手段78により逐次決定される監視血圧値を表示する表示器32が備えられているので、表示器32に表示される監視血圧値を見ることにより、上記血圧測定手段70による血圧測定が行われない期間において、カフ10の圧迫による負担を与えない状態で生体の血圧値を連続的に監視できる。
【0045】
次に、本発明の他の実施例について図面に基づいて詳細に説明する。尚、上記実施例と同一の構成を有する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【0046】
図9、図10および図11は、第2発明に対応する実施例である血圧監視装置の要部を説明する機能ブロック線図およびフローチャートである。本実施例の血圧監視装置では、装置の機構および回路構成は前述の図1の実施例と共通するが、電子制御装置28による血圧監視方法が相違する。すなわち、本実施例の血圧監視装置では、予め設定された血圧測定周期TB 毎にカフ10による血圧測定が行われる一方、血圧測定が行われない測定休止期間において、脈波伝播速度VM の変化値ΔVM が所定の判断基準値γを越えたか否かに基づいて血圧変動を監視し、変化値ΔVM が所定の判断基準値γを越えたと判定された場合には、カフ10による血圧測定を実行させて最新の血圧測定値が得られるようになっている。
【0047】
図9は、本実施例の血圧監視装置における電子制御装置28の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図において、血圧測定手段70は、予め設定された血圧測定周期TB 毎に血圧測定が起動されることによりカフ10を用いる血圧測定作動を実行し、表示器32に表示される血圧値を更新する。伝播速度情報変化値算出手段として機能する伝播速度変化値算出手段88は、脈波伝播速度算出手段74により一拍毎に算出された脈波伝播速度VM の変化値ΔVM を算出する。この変化値ΔVM は、たとえば脈波伝播速度算出手段74により逐次求められる脈波伝播速度VM の移動平均値VM AV或いは血圧測定手段70により前回血圧測定が実行されたときの脈波伝播速度VM に対する変化率或いは変化量である。監視血圧値変化判定手段90は、上記伝播速度変化値算出手段88により算出された脈波伝播速度VM の変化値ΔVM が予め設定された判断基準値γを超えたことに基づいて生体の血圧変化を判定し、その生体の血圧変化を表示器32に表示させるとともに、カフ10を用いた血圧測定値を得るために血圧測定手段70の血圧測定動作を起動させる。すなわち、上記監視血圧値変化判定手段90は、脈波伝播速度VM の変化値ΔVM が予め設定された判断基準値γを超えたときに血圧測定手段70の血圧測定動作を起動させる起動手段としても機能しているのである。
【0048】
判定修正手段92は、心拍周期変動高周波成分抽出手段82により抽出される心拍周期変動高周波成分HFC1 と前記伝播速度変動低周波成分抽出手段84により抽出される伝播速度変動低周波成分LFC2 とのそれぞれの信号強度に基づいて、上記監視血圧値変化判定手段90による判定を修正する。判定修正手段92は、たとえば心拍周期変動高周波成分HFC1 と伝播速度変動低周波成分LFC2 との比較値すなわちそれぞれの信号強度の比SR〔=LFC2 /HFC1 〕、或いは差SD〔=LFC2 −HFC1 〕を算出すると共に、前回算出された比較値と今回算出された比較値の変化量ΔSR〔=SRn −SRn-1 〕或いはΔSD〔=SDn −SDn-1 〕に基づいて、前記判断基準値γを修正する。
【0049】
図10は、本実施例の電子制御装置28の制御作動の要部を説明するフローチャートである。図において、SC1ではSA1と同様の初期処理が実行された後、SC2では、心電誘導波形のR波および光電脈波が発生したか否かが判断される。このSC2の判断が否定された場合は、SC3において、SC8によるカフを用いた前回の血圧測定から予め設定された血圧測定周期TB が経過したか否かが判断される。この血圧測定周期TB は、たとえば十数分乃至数十分というように比較的長時間に設定される。このSC3の判断が否定された場合は本ルーチンが終了させられて、SC1以下が繰り返し実行されるが、肯定された場合は、周期的に到来する血圧測定期間であるので、前記血圧測定手段70に対応するSC8において、カフ10を用いてオシロメトリック法により血圧測定が実行されることにより、最高血圧値BPSYS および最低血圧値BPDIA が決定され且つ表示されてから、本ルーチンが終了させられる。
【0050】
上記SC2の判断が肯定された場合は、SC4において、心電誘導波形のR波および光電脈波がそれぞれ読み込まれるとともに、脈波伝播速度算出手段74に対応するSC5において、SA8と同様にして脈波伝播速度VM が算出される。次いで、伝播速度変化値算出手段88に対応するSC6において、上記脈波伝播速度VM の変化値ΔVM が算出される。この変化値ΔVM としては、移動平均値PWVAV〔=VM i-n +・・・+VM i-1 +VM i /(n+1)〕に対する変化量(=VM i −VM AV)、或いは変化率〔=(VM i −VM AV)/VM AV〕、または、前回カフによる血圧測定が実行されたときの脈波伝播速度VM m に対する変化量(=VM i −VM m )、或いは変化率〔=(VM i −VM m )/VM m 〕などが用いられる。
【0051】
そして、前記監視血圧値変化判定手段90に対応するSC7では、上記脈波伝播速度VM の変化値ΔVM が予め設定された判断基準値γ以上であるか否かが判断される。この判断基準値γは、患者の血圧値が生体の容体監視の上で問題となる程に変化したか否かを判断するために予め実験的に求められたものである。
【0052】
上記SC7の判断が否定された場合は、患者の血圧値が安定している状態であるので、SC8のカフ10を用いた血圧測定を実行させないで、SC3以下が実行される。しかし、上記SC7の判断が肯定された場合は、患者の血圧値が比較的大きく変化した状態であるので、SC8のカフ10を用いた血圧測定が直ちに開始され、監視血圧値の変化を示す文字或いは記号とカフ10を用いて測定された血圧値とが表示器36に表示される。
【0053】
図11は、上記図10のルーチンと並列的に実行される判定修正ルーチンである。図11のSD1乃至SD6は、図8のSB1乃至SB6と同様に実行される。判定修正手段92に対応するSD7では、心拍周期変動高周波成分抽出手段82に対応するSD3により抽出された心拍周期変動高周波成分HFC1 と前記伝播速度変動低周波成分抽出手段84に対応するSD6により抽出された伝播速度変動低周波成分LFC2 とのそれぞれの信号強度に基づいて、上記監視血圧値変化判定手段90による判定を修正する。たとえば心拍周期変動高周波成分HFC1 と伝播速度変動低周波成分LFC2 との比較値すなわちそれぞれの信号強度の比SR〔=LFC2 /HFC1 〕、或いは差SD〔=LFC2 −HFC1 〕の、前回算出された値と今回算出された値との間の変化量ΔSR〔=SRn −SRn-1 〕或いはΔSD〔=SDn −SDn-1 〕に基づいて、たとえば図6と同様の関係から前記判断基準値γが修正される。
【0054】
本実施例によれば、伝播速度変化値算出手段88(SC6)により、脈波伝播速度算出手段74(SC5)により算出された脈波伝播速度VM の変化値ΔVM が算出されると、監視血圧値変化判定手段90(SC7)により、その伝播速度変化値算出手段88により算出された脈波伝播速度VM の変化値ΔVM が予め設定された判断基準値γを超えたことに基づいて生体の血圧変化が判定され、血圧測定手段70に対応するSC8においてカフ10を用いた血圧測定が直ちに実行され、測定された血圧値が表示器32に表示される。このとき、心拍周期変動高周波成分抽出手段82(SD2、SD3)により生体の心拍周期TDRPの変動から生体の呼吸周波数と略等しい周波数成分から成る心拍周期変動高周波成分HFC1 が抽出され、伝播速度変動低周波成分抽出手段84(SD5、SD6)により生体の伝播速度情報である伝播速度VM の変動から生体の呼吸周波数よりも所定割合だけ低い伝播速度変動低周波成分LFC2 が抽出されると、判定修正手段手段92(SD7)により、監視血圧値変化判定手段90による判定が修正されることから、心拍周期変動高周波成分HFC1 と伝播速度変動低周波成分LFC2 のそれぞれの信号強度が変化した場合、すなわち、被測定者の自律神経の状態が変化した場合には、その変化傾向に基づいて監視血圧値変化判定手段90による判定が修正されることから、被測定者の自律神経の状態に拘らず常に正確な血圧値を監視することが可能になる。
【0055】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【0056】
たとえば、前述の実施例では、脈波伝播速度VM が脈波伝播速度情報として用いられ、血圧値との対応関係、監視血圧値等が決定されていたが、脈波伝播速度と一対一に対応する心電誘導波形のR波から光電脈波の周期毎に発生する所定の部位までの時間差(脈波伝播時間)TDRPを脈波伝播速度情報として用いても差し支えない。この場合、たとえば図2の脈波伝播速度算出手段74に代えて脈波伝播時間算出手段(時間差算出手段)により時間差TDRPが算出される。また、伝播速度血圧対応関係決定手段76の代わりに、伝播時間血圧対応関係決定手段が用いられ、数式4、数式5に基づいて伝播時間TDRPと最高血圧値BPSYS 或いは最低血圧値BPDIA との対応関係を決定し、その対応関係から、伝播時間TDRPに基づいて監視血圧値決定手段78において監視血圧値を決定する。また、伝播速度変動低周波成分抽出手段84の代わりに、伝播時間変動低周波成分抽出手段が用いられることにより伝播速度情報変動低周波成分として伝播時間変動低周波成分LFC2 ’が抽出され、対応関係修正手段86では上記伝播時間TDRPと血圧値との対応関係が修正される。なお、ここで抽出される伝播時間変動低周波成分LFC2 ’は、伝播速度と伝播時間が一対一に対応するため、前記伝播速度変動低周波成分LFC2 と実質的に同一である。
【0057】
【数4】
BPSYS =A((L/(TDRP−TPEP ))α+B
【0058】
【数5】
BPDIA =C((L/(TDRP−TPEP ))α+D
【0059】
また、この場合、他の実施例についても、たとえば図9における脈波伝播速度算出手段74に代えて脈波伝播時間算出手段(時間差算出手段)により時間差TDRPが算出される。また、伝播速度変化値算出手段88に代えて伝播時間変化値算出手段が用いられ、伝播時間TDRPの変化値ΔTDRPが算出され、監視血圧値変化判定手段90において伝播時間TDRPの変化値ΔTDRPが、判断基準値γ’を超えたかどうかが判断される。また、伝播速度変動低周波成分抽出手段84の代わりに、伝播時間変動低周波成分抽出手段が用いられ、伝播時間変動低周波成分LFC2 ’が抽出され、判定修正手段92において前記判断基準値γ’が修正される。
【0060】
また、前述の図2の実施例において、対応関係修正手段86は、数式2および数式3に示す伝播速度血圧対応関係に含まれる修正係数αを、図6の関係から心拍周期変動高周波成分HFC1 と伝播速度変動低周波成分LFC2 に基づいて修正するものであったが、数式2および数式3に用いられる伝播速度VM を予め修正するものであっても差し支えない。
【0061】
また、前述の図9の実施例において、判定修正手段92は、監視血圧値変化判定手段90において用いられる判断基準値γを心拍周期変動高周波成分HFC1 と伝播速度変動低周波成分LFC2 に基づいて修正するものであったが、その監視血圧値変化判定手段90において用いられる伝播速度VM を予め修正するものであっても差し支えない。
【0062】
また、前述の図8、図11の実施例では、R波および光電脈波が発生する毎に心拍周期変動高周波成分HFC1 および伝播速度変動低周波成分LFC2 が抽出されていたが、所定数のR波および光電脈波が発生する毎に抽出されるようにしてもよい。
【0063】
また、前述の実施例では、心電誘導装置34が第1脈波検出装置として機能していたが、頸動脈を押圧して脈波を検出する形式の脈波センサなどの他の形式のものが用いられ得る。
【0064】
また、前述の実施例では、オキシメータ用の光電脈波検出プローブ38が第2脈波検出装置として機能していたが、所定圧を保持したカフ10からカフ脈波を検出するカフ脈波センサ、撓骨動脈を押圧して脈波を検出する形式の圧脈波センサ、腕や指先などのインピーダンスを電極を通して検出するインピーダンス脈波センサ、指先に装着されて光電脈波を検出する形式の光電脈波センサなどの他の形式のものが用いられ得る。
【0065】
また、前述の実施例において、脈波伝播速度VM はR波から光電脈波の立ち上がり点までの時間差に基づいて算出されていたが、心電波形のQ波から光電脈波の立ち上がり点までの時間差を用いるなどの他の算出方式が用いられる。
【0066】
また、前述の実施例において、R波或いは光電脈波の1拍毎に血圧監視されていたが、2以上の拍数毎に血圧監視されるものであってもよい。
【0067】
なお、本発明はその主旨を逸脱しない範囲においてその他種々の変更が加えられ得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である血圧監視装置の回路構成を説明するブロック線図である。
【図2】図1の実施例における電子制御装置28の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図3】図1の実施例における電子制御装置28の制御作動により求められる時間差TDRPを例示する図である。
【図4】図1の実施例における電子制御装置28の制御作動により求められる伝播速度VM と心拍周期TRRの変動を例示する図である。
【図5】図1の実施例における電子制御装置28の制御作動により求められる伝播速度VM と心拍周期TRRの変動が周波数解析されることにより抽出される心拍周期変動高周波成分HFC1 及び伝播速度変動低周波成分LFC2 を例示する図である。
【図6】伝播速度VM と血圧値BPとの対応関係を修正するための修正値αと、前回算出された心拍周期変動高周波成分HFC1 と伝播速度変動低周波成分LFC2 の信号強度比SRの変化量ΔSR或いは信号強度差SDの変化量ΔSDとの関係を例示する図である。尚、図において変化量ΔSRと修正値αとの関係は実線で、変化量ΔSDと修正値αとの関係は破線で示されている。
【図7】図1の実施例における電子制御装置28の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、血圧監視ルーチンを示す図である。
【図8】図1の実施例における電子制御装置28の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、関係修正ルーチンを示す図である。
【図9】本発明の他の実施例における電子制御装置28の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図であって、図2に相当する図である。
【図10】図9の実施例における電子制御装置28の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、血圧監視ルーチンを示す図である。
【図11】図9の実施例における電子制御装置28の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、血圧変化判定修正ルーチンを示す図である。
【符号の説明】
70:血圧測定手段
74:脈波伝播速度算出手段
76:伝播速度血圧対応関係決定手段
78:監視血圧値決定手段
80:監視血圧異常判定手段
82:心拍周期変動高周波成分抽出手段
84:伝播速度変動低周波成分抽出手段
86:対応関係修正手段
88:伝播速度変化値算出手段
90:監視血圧値変化判定手段
92:判定修正手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a blood pressure monitoring apparatus that monitors blood pressure of a living body based on pulse wave propagation speed information such as the propagation speed or propagation time of a pulse wave propagating in a living artery.
[0002]
[Prior art]
Propagation speed V which is propagation speed information of pulse wave propagating through living body artery M (M / s) or propagation time TD RP (Sec) is known to have a proportional or inversely proportional relationship with the blood pressure value BP (mmHg) of the living body. Therefore, the blood pressure value BP and the propagation velocity V of the living body measured in advance. M From BP = A (V M ) Coefficients A and B in a relational expression represented by + B are determined in advance, and the propagation velocity V sequentially measured from the relational expression. M Based on the above, a blood pressure monitoring device for monitoring the blood pressure value BP of a living body has been proposed. By the way, the propagation velocity V M Is based on a time difference between predetermined parts generated for each period of a pair of pulse synchronous waves detected by a pair of pulse synchronous wave sensors or the like attached to two parts on a living body heart, artery or peripheral artery. Calculated from a predetermined relationship. In general, the propagation speed V is increased by increasing the time difference. M In order to improve the measurement accuracy, the first pulse wave detection device is mounted on the more central heart or artery, and the second pulse wave detection device is mounted on the peripheral artery.
[0003]
[Problems to be Solved by the Invention]
However, it is known, for example, that peripheral arteries, in particular arteries, contract due to mental tension or the like. M Since the stiffness of the arterial wall changes due to changes in the tension of the autonomic nerves due to the effects of physical stimulation or drugs administered during the monitoring period, pulse wave velocity information In some cases, sufficient blood pressure monitoring accuracy cannot be obtained within the blood pressure monitoring period due to a change in the correspondence between the blood pressure value and the blood pressure value.
[0004]
The present invention has been made in the background as described above. The purpose of the present invention is to monitor blood pressure of a living body based on propagation speed information of a pulse wave propagating in a living artery. In the device, high blood pressure monitoring accuracy is to be obtained.
[0005]
[First Means for Solving the Problems]
As a result of various investigations on the background of the above circumstances, the present inventor has found that, among the fluctuation components of the heartbeat cycle, the heartbeat cycle fluctuation high-frequency component composed of a relatively high frequency component substantially equal to the breathing frequency of the living body, By utilizing the fact that the propagation velocity information fluctuation low frequency component consisting of relatively low frequency components lower than the predetermined ratio is closely reflected in the activity state of the autonomic nerve of the living body, these heartbeat cycle fluctuation high frequency components and propagation velocity information It has been found that when the correspondence is corrected based on the fluctuating low frequency component, a suitable blood pressure monitoring accuracy can be obtained. The present invention has been made based on such findings.
[0006]
That is, the gist of the first invention is that the actual pulse wave velocity information of the living body is obtained from the correspondence relationship obtained in advance between the blood pressure value of the living body and the value representing the pulse wave velocity information of the living body. A blood pressure monitoring device that monitors the blood pressure of the living body based on the value represented, (a) a heartbeat cycle fluctuation high frequency component comprising a relatively high frequency component substantially equal to the breathing frequency of the living body from the fluctuation of the heartbeat cycle of the living body And (b) a propagation velocity information fluctuation low comprising a relatively low frequency component that is lower than the respiratory frequency of the living body by a predetermined rate from the fluctuation of the value representing the pulse wave propagation velocity information. A propagation speed information fluctuation low frequency component extraction means for extracting a frequency component; and (c) a heartbeat period fluctuation high frequency component extracted by the heartbeat period fluctuation high frequency component extraction means and the propagation speed information fluctuation. Based on the respective signal strengths of the propagation velocity information fluctuation low frequency component extracted by the low-frequency component extraction unit, and a correspondence relation modification means for modifying the relationship is to contain.
[0007]
[Effect of the first invention]
In this way, the heartbeat cycle fluctuation high-frequency component extraction means extracts the heartbeat cycle fluctuation high-frequency component composed of a frequency component substantially equal to the breathing frequency of the living body from the fluctuation of the heartbeat cycle of the living body, and the propagation speed information fluctuation low-frequency component extraction means. When the propagation speed information fluctuation low frequency component consisting of a predetermined frequency component lower than the breathing frequency of the living body is extracted by the correspondence relationship correction means, the heartbeat cycle fluctuation high frequency component and the propagation speed information fluctuation low frequency component are respectively The correspondence relationship is corrected based on the signal strength of the. Therefore, when the signal intensity of each of the heartbeat cycle fluctuation high frequency component and the propagation speed information fluctuation low frequency component changes, that is, when the state of the subject's autonomic nerve changes, the above-mentioned response is made based on the change tendency. Since the relationship is corrected, it is possible to always determine an accurate blood pressure value regardless of the state of the autonomic nerve of the measurement subject.
[0008]
Other forms of the invention
Preferably, in the blood pressure monitoring device according to the first aspect of the present invention, blood pressure measuring means for measuring the blood pressure value of the living body using a cuff that compresses a part of the living body, the blood pressure value of the living body, and the blood pressure value thereof Monitoring blood pressure value determining means for sequentially determining a monitoring blood pressure value based on a value representing the actual pulse wave propagation velocity information of the living body from a correspondence relationship obtained in advance with a value representing the pulse wave propagation velocity information of the living body; It is determined whether or not the monitored blood pressure value sequentially determined by the monitored blood pressure value determining means is an abnormal value exceeding a preset criterion value, and if the abnormal value is determined, the blood pressure measuring means determines the blood pressure. And a monitoring blood pressure value abnormality determining means for activating. In this way, if the monitored blood pressure value is determined to be abnormal by the monitored blood pressure value abnormality determining means, the blood pressure measurement using the cuff by the blood pressure measuring means is started. Since the blood pressure measurement value using the cuff is obtained, the reliability of blood pressure monitoring is further enhanced.
[0009]
Preferably, a display for displaying the monitored blood pressure value sequentially determined by the monitored blood pressure value determining means is provided. In this way, by monitoring the monitored blood pressure value displayed on the display, the blood pressure value of the living body can be continuously obtained without a burden due to cuff compression during a period in which blood pressure measurement by the blood pressure measuring means is not performed. Can be monitored.
[0010]
[Second means for solving the problem]
Further, the gist of the second invention for achieving the above object is that the pressure of the cuff attached to the living body is changed at a predetermined cycle, and the magnitude of the pulse wave generated in the process of changing the pressure. Blood pressure measurement means for measuring the blood pressure value of the living body based on the change of the height, and the time difference between the pulse wave detections respectively detected by the first pulse wave detecting device and the second pulse wave detecting device attached to the two parts of the living body The pulse wave velocity information calculating means for sequentially calculating the value representing the pulse wave velocity information propagating through the artery of the living body, and the pulse wave velocity information calculated by the pulse wave velocity information calculating means A blood pressure monitoring apparatus comprising monitoring blood pressure value change determining means for activating blood pressure measurement by the blood pressure measuring means based on a change value of a value to be expressed exceeding a preset criterion value; ) The living body A heartbeat cycle fluctuation high frequency component extracting means for extracting a heartbeat cycle fluctuation high frequency component consisting of a relatively high frequency component substantially equal to the respiratory frequency of the living body from the fluctuation of the heartbeat cycle; Propagation speed information fluctuation low frequency component extracting means for extracting a propagation speed information fluctuation low frequency component consisting of a relatively low frequency frequency component lower than the breathing frequency of the living body by a predetermined rate from the fluctuation of the signal, and (c) the heartbeat period Based on the respective signal strengths of the heartbeat period fluctuation high frequency component extracted by the fluctuation high frequency component extraction means and the propagation speed information fluctuation low frequency component extracted by the propagation speed information fluctuation low frequency component extraction means, the monitored blood pressure value Judgment by change judgment means Criteria value for And a determination correction means for correcting.
[0011]
[Effect of the second invention]
According to this configuration, the change value of the value representing the pulse wave propagation speed information sequentially calculated by the pulse wave propagation speed information calculation means by the monitoring blood pressure value change determination means exceeds the preset judgment reference value. Based on this, blood pressure measurement by the blood pressure measurement means is activated. At this time, the heartbeat cycle fluctuation high-frequency component extraction means extracts a heartbeat cycle fluctuation high-frequency component composed of a frequency component substantially equal to the breathing frequency of the living body from the fluctuation of the heartbeat cycle of the living body, and the propagation speed information fluctuation low-frequency component extraction means When the propagation speed information fluctuation low frequency component consisting of a predetermined frequency component lower than the breathing frequency is extracted, the judgment correction means converts the signal intensity of the heartbeat cycle fluctuation high frequency component and the propagation speed information fluctuation low frequency component into the respective signal intensities. Based on the monitoring blood pressure value change determining means based on Criteria value for Is fixed. Therefore, when the signal intensity of the heartbeat cycle fluctuation high frequency component and the propagation speed information fluctuation low frequency component change, that is, when the state of the subject's autonomic nerve changes, the monitored blood pressure is based on the change tendency. Judgment by value change judgment means Criteria value for Therefore, it is possible to always monitor an accurate blood pressure value regardless of the state of the subject's autonomic nerve.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a circuit configuration of a blood
[0013]
In FIG. 1, the blood
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
The photoelectric pulse
[0018]
The first light emitting element 44 a Emits red light having a wavelength of about 660 nm, for example, and the second light emitting element 44. b Emits infrared light having a wavelength of about 800 nm, for example. These first light emitting elements 44 a And the second light emitting element 44. b The light emitted from the light emitting elements 44 toward the
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
FIG. 2 is a functional block diagram for explaining a main part of the control function of the
[0023]
The pulse wave velocity calculating means 74 functioning as the pulse wave velocity information calculating means, as shown in FIG. Time difference (propagation time) TD from a wave to a predetermined portion, such as a rising point or a lower peak point, generated every period of photoelectric pulse wave sequentially detected by the
[0024]
[Expression 1]
V M = L / (TD RP -T PEP )
[0025]
The propagation speed blood pressure
[0026]
[Expression 2]
BP SYS = A (V M ) Α + B
[0027]
[Equation 3]
BP DIA = C (V M ) Α + D
[0028]
The monitoring blood pressure
[0029]
The heartbeat cycle fluctuation high-frequency component extraction means 82 detects the heartbeat cycle T of the living body from the time interval of the electrocardiographic induction wave of the living body, which is sequentially detected by the
[0030]
Correspondence correction means 86 is a heartbeat period that is an index that quantitatively represents the activity of the parasympathetic nerve of the living body, which is sequentially extracted by heartbeat period fluctuation high frequency component extraction means 82 and propagation speed fluctuation low frequency component extraction means 84, respectively. Fluctuating high frequency component HFC 1 Propagation velocity fluctuation low frequency component LFC, which is an index that quantitatively represents the degree of sympathetic nerve activity 2 For example, their signal strength ratio SR [= LFC 2 / HFC 1 ] Or signal strength difference SD [= LFC 2 -HFC 1 ], And a change amount ΔSR [SR between the comparison value calculated one cycle before the comparison value and the comparison value calculated this time n -SR n-1 ] Or ΔSD [= SD n -SD n-1 ], For example, from the table as shown in FIG. M And maximum blood pressure BP SYS The correction coefficient α in the relational expression or the propagation velocity V expressed by the expression 3 M And minimum blood pressure BP DIA The correction coefficient α of the relational expression is determined respectively. The relationship shown in FIG. 6 is experimentally obtained in advance, and the relationship between ΔSR and α is indicated by a solid line, and the relationship between ΔSD and α is indicated by a broken line.
[0031]
FIG. 7 is a flowchart for explaining a main part of the control operation in the
[0032]
Next, in SA3 corresponding to the cuff pressure control means 72, the switching
[0033]
In SA4 corresponding to the subsequent cuff pressure control means 72, the cuff pressure P C Is a target compression pressure P set in advance to about 180 mmHg cm It is determined whether or not the above has been reached. If the determination of SA4 is negative, the above-mentioned SA2 and subsequent steps are repeatedly executed, so that the cuff pressure P C Will continue to rise. However, cuff pressure P C When the determination of SA4 is affirmed due to the increase in the blood pressure, the blood pressure measurement algorithm is executed in SA5 corresponding to the blood pressure measurement means 70. That is, by stopping the
[0034]
Next, in SA6 corresponding to the propagation velocity / blood pressure
[0035]
When the propagation velocity / blood pressure correspondence is determined as described above, it is determined in SA7 whether or not the R wave and the photoelectric pulse wave of the electrocardiographic induction waveform are input. If the determination of SA7 is negative, SA7 is repeatedly executed. If the determination is positive, in SA8 corresponding to the pulse wave velocity calculation means 74, the newly input R wave of the electrocardiographic induction waveform. And pulse wave velocity V for photoelectric pulse wave M Is calculated in the same manner as SA2.
[0036]
In SA9 corresponding to the monitored blood pressure
[0037]
Next, in SA10 corresponding to the monitored blood pressure value abnormality determining means 80, it is determined whether or not the monitored blood pressure value MBP determined in SA9 exceeds a preset determination reference range. If the determination of SA10 is negative, SA11 is executed. If the determination is positive, after the blood pressure abnormality is displayed on the
[0038]
In SA11, it is determined whether or not a preset period of about 15 to 20 minutes, that is, a calibration period has elapsed since the blood pressure measurement by the
[0039]
FIG. 8 shows a relationship correction routine executed in parallel with FIG. In SB1 of FIG. 8, it is determined whether or not an R wave of the electrocardiographic induction wave sequentially detected from the
[0040]
Next, in SB4, it is determined whether or not one beat of photoelectric pulse wave is detected from the
[0041]
Next, in SB 7 corresponding to the correspondence correction means 86, the heartbeat cycle fluctuation high frequency component HFC 1 And propagation speed fluctuation low frequency component LFC 2 Value of each signal strength ratio SR [= LFC 2 / HFC 1 ] Or the difference SD [= LFC 2 -HFC 1 ] And a change amount ΔSR [= SR between the comparison value calculated last time and the comparison value calculated this time n -SR n-1 ] Or ΔSD [= SD n -SD n-1 ], For example, the coefficient α in Formula 2 and Formula 3 stored in advance is determined from the relationship shown in FIG.
[0042]
As described above, according to the present embodiment, in SB2 and SB3 corresponding to the heartbeat cycle fluctuation high-frequency
[0043]
Further, according to the present embodiment, when the monitored blood pressure value determining unit 80 (SA10) determines that the monitored blood pressure value sequentially determined by the monitored blood pressure
[0044]
Further, according to the present embodiment, the
[0045]
Next, another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which has the same structure as the said Example, and description is abbreviate | omitted.
[0046]
9, FIG. 10 and FIG. 11 are a functional block diagram and a flowchart for explaining a main part of a blood pressure monitoring apparatus which is an embodiment corresponding to the second invention. In the blood pressure monitoring apparatus of this embodiment, the mechanism and circuit configuration of the apparatus are the same as those in the embodiment of FIG. 1 described above, but the blood pressure monitoring method by the
[0047]
FIG. 9 is a functional block diagram illustrating a main part of the control function of the
[0048]
The
[0049]
FIG. 10 is a flowchart for explaining a main part of the control operation of the
[0050]
If the determination of SC2 is affirmed, the R wave and the photoelectric pulse wave of the electrocardiographic induction waveform are respectively read in SC4, and the pulse is calculated in the same manner as SA8 in SC5 corresponding to the pulse wave velocity calculation means 74. Wave propagation velocity V M Is calculated. Next, in the SC6 corresponding to the propagation velocity change value calculation means 88, the pulse wave propagation velocity V M Change value ΔV M Is calculated. This change value ΔV M As the moving average value PWV AV [= V M in + ... + V M i-1 + V M i / (N + 1)] change amount (= V M i -V M AV ) Or rate of change [= (V M i -V M AV ) / V M AV ] Or pulse wave propagation velocity V when blood pressure measurement was performed by the cuff last time M m The amount of change with respect to (= V M i -V M m ) Or rate of change [= (V M i -V M m ) / V M m ] Is used.
[0051]
In SC7 corresponding to the monitored blood pressure value
[0052]
If the determination in SC7 is negative, the blood pressure value of the patient is stable, so that the blood pressure measurement using the
[0053]
FIG. 11 is a determination correction routine executed in parallel with the routine of FIG. SD1 to SD6 in FIG. 11 are executed in the same manner as SB1 to SB6 in FIG. In SD7 corresponding to the determination correction means 92, the heartbeat period fluctuation high frequency component HFC extracted by SD3 corresponding to the heartbeat period fluctuation high frequency component extraction means 82. 1 And the propagation velocity fluctuation low frequency component LFC extracted by SD6 corresponding to the propagation velocity fluctuation low frequency component extraction means 84. 2 Based on the respective signal intensities, the determination by the monitoring blood pressure value
[0054]
According to the present embodiment, the pulse wave propagation velocity V calculated by the pulse wave propagation velocity calculating means 74 (SC5) by the propagation velocity change value calculating means 88 (SC6). M Change value ΔV M Is calculated by the monitoring blood pressure value change determining means 90 (SC7), and the pulse wave propagation speed V calculated by the propagation speed change value calculating means 88 is calculated. M Change value ΔV M The blood pressure change of the living body is determined based on the fact that the predetermined reference value γ exceeds a preset value, and the blood pressure measurement using the
[0055]
As mentioned above, although one Example of this invention was described in detail based on drawing, this invention is applied also in another aspect.
[0056]
For example, in the above-described embodiment, the pulse wave velocity V M Is used as the pulse wave velocity information, and the correspondence relationship with the blood pressure value, the monitored blood pressure value, and the like have been determined, but the photoelectric pulse wave is detected from the R wave of the electrocardiographic waveform corresponding to the pulse wave velocity one to one. Time difference (pulse wave propagation time) TD to a predetermined part generated every cycle RP May be used as pulse wave velocity information. In this case, for example, the time difference TD is replaced by a pulse wave propagation time calculation means (time difference calculation means) instead of the pulse wave propagation speed calculation means 74 of FIG. RP Is calculated. Further, instead of the propagation velocity / blood pressure
[0057]
[Expression 4]
BP SYS = A ((L / (TD RP -T PEP )) Α + B
[0058]
[Equation 5]
BP DIA = C ((L / (TD RP -T PEP )) Α + D
[0059]
In this case, also in the other embodiments, for example, the time difference TD is replaced by a pulse wave propagation time calculation means (time difference calculation means) instead of the pulse wave velocity calculation means 74 in FIG. RP Is calculated. Further, instead of the propagation speed change value calculation means 88, a propagation time change value calculation means is used, and the propagation time TD RP Change value ΔTD RP Is calculated, and the monitored blood pressure value
[0060]
Further, in the embodiment of FIG. 2 described above, the correspondence correction means 86 calculates the correction coefficient α included in the propagation velocity / blood pressure correspondence shown in Equation 2 and Equation 3 from the relationship of FIG. 1 And propagation speed fluctuation low frequency component LFC 2 The propagation velocity V used in Equations 2 and 3 is corrected based on M May be corrected in advance.
[0061]
Further, in the embodiment of FIG. 9 described above, the
[0062]
Further, in the above-described embodiments shown in FIGS. 8 and 11, every time the R wave and the photoelectric pulse wave are generated, the heartbeat cycle fluctuation high frequency component HFC is generated. 1 And propagation velocity fluctuation low frequency component LFC 2 However, it may be extracted every time a predetermined number of R waves and photoelectric pulse waves are generated.
[0063]
In the above-described embodiment, the
[0064]
In the above-described embodiment, the photoelectric pulse
[0065]
In the above-described embodiment, the pulse wave velocity V M Is calculated based on the time difference from the R wave to the rising point of the photoelectric pulse wave, but other calculation methods such as using the time difference from the Q wave of the electrocardiographic waveform to the rising point of the photoelectric pulse wave are used.
[0066]
In the above-described embodiment, blood pressure is monitored every beat of R wave or photoelectric pulse wave. However, blood pressure may be monitored every two or more beats.
[0067]
The present invention can be modified in various other ways without departing from the spirit of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a circuit configuration of a blood pressure monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a functional block diagram illustrating a main part of a control function of the
3 is a time difference TD determined by the control operation of the
4 is a propagation velocity V obtained by the control operation of the
5 is a propagation velocity V obtained by the control operation of the
FIG. 6 Propagation velocity V M Correction value α for correcting the correspondence between the blood pressure value BP and the heart rate cycle fluctuation high frequency component HFC calculated last time 1 And propagation speed fluctuation low frequency component LFC 2 It is a figure which illustrates the relationship with the variation | change_quantity (DELTA) SR of signal strength ratio SR, or the variation | change_quantity (DELTA) SD of signal strength difference SD. In the figure, the relationship between the change amount ΔSR and the correction value α is indicated by a solid line, and the relationship between the change amount ΔSD and the correction value α is indicated by a broken line.
7 is a flowchart for explaining a main part of the control operation of the
FIG. 8 is a flowchart for explaining a main part of the control operation of the
FIG. 9 is a functional block diagram for explaining the main part of the control function of the
10 is a flowchart for explaining a main part of the control operation of the
11 is a flowchart for explaining a main part of the control operation of the
[Explanation of symbols]
70: Blood pressure measurement means
74: Pulse wave propagation velocity calculation means
76: Propagation speed blood pressure correspondence determining means
78: Monitoring blood pressure value determining means
80: Monitoring blood pressure abnormality determination means
82: Heartbeat cycle fluctuation high-frequency component extraction means
84: Propagation speed fluctuation low frequency component extraction means
86: Correspondence correction means
88: Propagation speed change value calculation means
90: Monitoring blood pressure value change determining means
92: Determination correction means
Claims (3)
前記生体の心拍周期の変動から該生体の呼吸周波数と略等しい比較的高周波の周波数成分から成る心拍周期変動高周波成分を抽出する心拍周期変動高周波成分抽出手段と、
前記脈波伝播速度情報を表す値の変動から該生体の呼吸周波数よりも所定の割合だけ低い比較的低周波の周波数成分から成る伝播速度情報変動低周波成分を抽出する伝播速度情報変動低周波成分抽出手段と、
前記心拍周期変動高周波成分抽出手段により抽出される心拍周期変動高周波成分と前記伝播速度情報変動低周波成分抽出手段により抽出される伝播速度情報変動低周波成分とのそれぞれの信号強度に基づいて、前記対応関係を修正する対応関係修正手段と
を、含むことを特徴とする血圧監視装置。Based on the correspondence relationship obtained in advance between the blood pressure value of the living body and the value representing the pulse wave propagation speed information related to the pulse wave propagation speed of the living body, the blood pressure value is based on the value representing the actual pulse wave propagation speed information of the living body. A blood pressure monitoring device for monitoring the blood pressure of a living body,
A heartbeat cycle fluctuation high frequency component extracting means for extracting a heartbeat cycle fluctuation high frequency component composed of a relatively high frequency component substantially equal to the breathing frequency of the living body from the fluctuation of the heartbeat cycle of the living body;
Propagation speed information fluctuation low frequency component for extracting a propagation speed information fluctuation low frequency component composed of a relatively low frequency frequency component lower by a predetermined rate than the breathing frequency of the living body from fluctuations in the value representing the pulse wave propagation speed information Extraction means;
Based on the signal strengths of the heartbeat cycle fluctuation high frequency component extracted by the heartbeat cycle fluctuation high frequency component extraction means and the propagation speed information fluctuation low frequency component extracted by the propagation speed information fluctuation low frequency component extraction means, A blood pressure monitoring apparatus comprising: correspondence correction means for correcting the correspondence.
前記生体の心拍周期の変動から該生体の呼吸周波数と略等しい比較的高周波の周波数成分から成る心拍周期変動高周波成分を抽出する心拍周期変動高周波成分抽出手段と、
前記脈波伝播速度情報を表す値の変動から該生体の呼吸周波数よりも所定割合だけ低い比較的低周波の周波数成分から成る伝播速度情報変動低周波成分を抽出する伝播速度情報変動低周波成分抽出手段と、
前記心拍周期変動高周波成分抽出手段により抽出される心拍周期変動高周波成分と前記伝播速度情報変動低周波成分抽出手段により抽出される伝播速度情報変動低周波成分とのそれぞれの信号強度に基づいて、前記監視血圧値変化判定手段による判定のための判断基準値を修正する判定修正手段と
を、含むことを特徴とする血圧監視装置。A blood pressure measuring means for changing the pressure of the cuff attached to the living body at a predetermined cycle and measuring the blood pressure value of the living body based on a change in the magnitude of the pulse wave generated in the process of changing the pressure; A pulse wave related to a pulse wave propagation velocity propagating through an artery of the living body based on a time difference between pulse wave detections respectively detected by the first pulse wave detecting device and the second pulse wave detecting device attached to two parts of the living body Pulse wave velocity information calculating means for sequentially calculating a value representing propagation velocity information, and a change criterion for the value representing the pulse wave velocity information calculated by the pulse wave velocity information calculating means is a predetermined criterion. A blood pressure monitoring apparatus comprising monitoring blood pressure value change determining means for starting blood pressure measurement by the blood pressure measuring means based on exceeding the value,
A heartbeat cycle fluctuation high frequency component extracting means for extracting a heartbeat cycle fluctuation high frequency component composed of a relatively high frequency component substantially equal to the breathing frequency of the living body from the fluctuation of the heartbeat cycle of the living body;
Propagation speed information fluctuation low frequency component extraction for extracting a propagation speed information fluctuation low frequency component consisting of a relatively low frequency frequency component lower by a predetermined rate than the respiratory frequency of the living body from fluctuations in the value representing the pulse wave propagation speed information Means,
Based on the signal strengths of the heartbeat cycle fluctuation high frequency component extracted by the heartbeat cycle fluctuation high frequency component extraction means and the propagation speed information fluctuation low frequency component extracted by the propagation speed information fluctuation low frequency component extraction means, A blood pressure monitoring apparatus comprising: a judgment correction means for correcting a judgment reference value for judgment by the monitoring blood pressure value change judgment means.
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