JP3978924B2 - Continuous 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、動脈に対する最適な押圧力を迅速に決定し、さらに生体の血圧値を連続的に監視している状態では、動脈に対する押圧力を逐次修正する連続血圧監視装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
生体の動脈から発生する圧脈波を検出するためにその動脈の幅方向に配列された複数の圧力検出素子を押圧面に有する圧脈波センサと、その圧脈波センサを生体の皮膚上から動脈に向かって押圧する押圧装置と、圧脈波と推定血圧値との予め設定された関係から、前記圧脈波センサの圧力検出素子により検出された圧脈波の大きさに基づいてその生体の推定血圧値を逐次決定する推定血圧値決定手段とを備え、その推定血圧値によって前記生体の血圧値を連続的に監視する連続血圧監視装置が知られている。たとえば、特開平8−187230号公報などに記載された連続血圧監視装置がそれである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような連続血圧監視装置の連続血圧監視期間内においては、圧脈波センサを生体に装着している装着ベルトの緩み、圧脈波センサが連続的に押圧させられている押圧部位の皮膚および皮膚直下の組織のなじみ変形或いは凹みにより、当初の決定された最適押圧力による押圧でありながら最適押圧状態からずれてしまうことがあり、その結果、監視血圧の精度が低下するという不都合があった。
【0004】
さらに、前記圧脈波と推定血圧値との予め設定された関係を変化させるほどの体動が検出された場合や、逐次決定される推定血圧値が大幅に変化した場合などの所定の最適押圧力決定起動条件が成立した場合には、最適押圧力を再決定するために、圧脈波センサの押圧力を、圧脈波センサにより押圧されている血管が潰れる押圧力まで連続的に変化させる必要があり、その間は推定血圧値が決定できないので、推定血圧値による生体の血圧値の監視が比較的長い時間中断されるという問題があった。
【0005】
本発明は以上の事情を背景として為されたものであって、その目的とするところは、高い精度で連続的に血圧監視ができ、且つ血圧監視の中断時間が短い連続血圧監視装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための第1の手段】
かかる目的を達成するための第1発明の要旨とするところは、生体の動脈から発生する圧脈波を検出するためにその動脈の幅方向に配列された複数の圧力検出素子を押圧面に有する圧脈波センサと、その圧脈波センサを生体の皮膚上から動脈に向かって押圧する押圧装置と、圧脈波と推定血圧値との予め設定された関係に基づいて、予め設定された最適押圧力でその押圧装置により押圧された前記圧脈波センサの圧力検出素子により検出された圧脈波の大きさからその生体の推定血圧値を逐次決定する推定血圧値決定手段とを備え、その推定血圧値によって前記生体の血圧値を連続的に監視する連続血圧監視装置であって、(a) 前記圧脈波センサの押圧位置を前記動脈の幅方向に移動させる幅方向移動装置と、(b) 前記複数の圧力検出素子のうち最大脈波振幅を出力する最大圧力検出素子を決定する最大圧力検出素子決定手段と、(c) その最大圧力検出素子決定手段により決定された最大圧力検出素子が、両端の圧力検出素子から予め設定された第1距離以上中央側に位置する圧力検出素子となるように前記幅方向移動装置を制御する押圧位置制御手段と、(d) その押圧位置制御手段により圧脈波センサの押圧位置が制御された状態で、前記最大圧力検出素子から出力された圧脈波形と、その最大圧力検出素子からの距離が前記予め設定された第1距離である圧力検出素子から出力された圧脈波形との第1相関係数を算出する第1相関係数算出手段と、(e) その押圧位置制御手段により圧脈波センサの押圧位置が制御された状態で、前記最大圧力検出素子から出力された圧脈波形と、その最大圧力検出素子からの距離が前記第1距離よりも小さい距離に設定された第2距離である圧力検出素子から出力された圧脈波形との第2相関係数を算出する第2相関係数算出手段と、(f) その第1相関係数算出手段により算出された第1相関係数が、前記最適押圧力として許容される押圧力の上限値を判断するために予め設定された第1基準値以上となるように、且つその第2相関係数算出手段により算出された第2相関係数が、前記最適押圧力として許容される押圧力の下限値を判断するために予め設定された第2基準値以上となるように、前記最適押圧力を決定する最適押圧力決定手段とを、含むことにある。
【0007】
【第1発明の効果】
このようにすれば、幅方向移動装置が押圧位置制御手段により制御されて、最大圧力検出素子決定手段により決定された最大圧力検出素子が両端の圧力検出素子から予め設定された第1距離以上中央側に位置する圧力検出素子となるように、圧脈波センサの押圧位置が前記動脈の幅方向に移動させられた状態で、第1相関係数算出手段により、前記最大圧力検出素子から出力された圧脈波形と、第1圧力検出素子から出力された圧脈波形との第1相関係数が算出され、第2相関係数算出手段により、前記最大圧力検出素子から出力された圧脈波形と、第2圧力検出素子から出力された圧脈波形との第2相関係数が算出され、最適押圧力決定手段により、前記押圧装置が前記圧脈波センサを押圧する押圧力が変化させられて、第1相関係数が前記最適押圧力として許容される押圧力の上限値を判断するために予め設定された第1基準値以上となるように、且つ第2相関係数が前記最適押圧力として許容される押圧力の下限値を判断するために予め設定された第2基準値以上となるように、前記最適押圧力が決定されるので、最適押圧力の決定が短時間で終了し、推定血圧値決定手段による血圧監視が中断される時間を短くすることができる。
【0008】
【課題を解決するための第2の手段】
かかる目的を達成するための第2発明の要旨とするところは、生体の動脈から発生する圧脈波を検出するためにその動脈の幅方向に配列された複数の圧力検出素子を押圧面に有する圧脈波センサと、その圧脈波センサを生体の皮膚上から動脈に向かって押圧する押圧装置と、前記動脈の血管壁の一部が略平坦となるように、その押圧装置が前記圧脈波センサを押圧する最適押圧力を決定する最適押圧力決定手段と、圧脈波と推定血圧値との予め設定された関係から、前記圧脈波センサの圧力検出素子により検出された圧脈波の大きさに基づいてその生体の推定血圧値を逐次決定する推定血圧値決定手段とを備え、その推定血圧値によって前記生体の血圧値を連続的に監視する連続血圧監視装置であって、(a) 前記圧脈波センサの押圧位置を前記動脈の幅方向に移動させる幅方向移動装置と、(b) 前記複数の圧力検出素子のうち最大脈波振幅を出力する最大圧力検出素子を決定する最大圧力検出素子決定手段と、(c) その最大圧力検出素子決定手段により決定された最大圧力検出素子が、両端の圧力検出素子から予め設定された第1距離以上中央側に位置する圧力検出素子となるように前記幅方向移動装置を制御する押圧位置制御手段と、(d) その押圧位置制御手段により圧脈波センサの押圧位置が制御された状態で、前記最大圧力検出素子から出力された圧脈波形と、その最大圧力検出素子からの距離が前記予め設定された第1距離である圧力検出素子から出力された圧脈波形との第1相関係数を算出する第1相関係数算出手段と、(e) その押圧位置制御手段により圧脈波センサの押圧位置が制御された状態で、前記最大圧力検出素子から出力された圧脈波形と、その最大圧力検出素子からの距離が前記第1距離よりも小さい距離に設定された第2距離である圧力検出素子から出力された圧脈波形との第2相関係数を算出する第2相関係数算出手段と、(f) その第1相関係数算出手段により算出された第1相関係数が前記最適押圧力として許容される押圧力の上限値を判断するために予め設定された第1基準値以上となるように、且つその第2相関係数算出手段により算出された第2相関係数が前記最適押圧力の下限値を判断するために予め設定された第2基準値以上となるように、前記最適押圧力決定手段により決定された最適押圧力を逐次修正する押圧力修正手段とを、含むことにある。
【0009】
【第2発明の効果】
このようにすれば、幅方向移動装置が押圧位置制御手段により制御されて、最大圧力検出素子決定手段により決定された最大圧力検出素子が両端の圧力検出素子から予め設定された第1距離以上中央側に位置する圧力検出素子となるように、圧脈波センサの押圧位置が前記動脈の幅方向に移動させられた状態で、第1相関係数算出手段により、前記最大圧力検出素子から出力される圧脈波形と、第1圧力検出素子から出力された圧脈波形との第1相関係数が算出され、第2相関係数算出手段により、前記最大圧力検出素子から出力された圧脈波形と、第2圧力検出素子から出力された圧脈波形との第2相関係数が算出され、押圧力修正手段により、第1相関係数が予め設定された第1基準値以上となるように、且つ第2相関係数が予め設定された第2基準値以上となるように、前記最適押圧力決定手段により決定された最適押圧力が逐次修正されるので、推定血圧値決定手段により決定される推定血圧値の精度が高い状態に維持できる。
【0010】
【発明の他の態様】
ここで、好適には、前記押圧位置制御手段は、前記最大圧力検出素子決定手段により決定された最大圧力検出素子が、複数の圧力検出素子の配列方向において予め設定された略中央部に位置する圧力検出素子となるように前記幅方向移動装置を制御するものである。このようにすれば、圧脈波センサの押圧位置がずれた場合でも、前記最大圧力検出素子が前記押圧面の端部に位置することが少なくなるので、圧脈波センサの押圧位置を再決定する必要が少なくなる利点がある。
【0011】
【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。
【0012】
図1は、本発明の連続血圧監視装置の一構成例を示す図であって、たとえば手術中や手術後の患者の容態や、運動負荷試験中の生体などを監視するために用いられる。図において、10はゴム製袋を布製帯状袋内に有するカフであって、たとえば患者の上腕部12に巻回された状態で装着される。カフ10には、圧力センサ14、排気制御弁16、および空気ポンプ18が配管20を介してそれぞれ接続されている。排気制御弁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。
【0013】
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ており、圧力信号SPに含まれる定常的な圧力を表すカフ圧信号SKを弁別してそのカフ圧信号SKをA/D変換器26を介して演算制御装置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ており、圧力信号SPの振動成分である脈波信号SM1 を弁別してその脈波信号SM1 をA/D変換器30を介して演算制御装置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り、上記脈波弁別回路24はカフ脈波検出手段として機能している。
【0014】
上記演算制御装置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図示しない駆動回路を介して排気制御弁16および空気ポンプ18を制御する。カフ10を用いた血圧測定に際しては、たとえばカフ10内の圧力を所定の目標圧力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、その徐速降圧過程で逐次採取される脈波信号SM1 が表す脈波の変化に基づいてオシロメトリック法により最高血圧値および最低血圧値などの血圧値(基準血圧値)を決定し、その決定した血圧値を表示器32に表示させる。
【0015】
圧脈波検出プローブ34は、図2に詳しく示すように、容器状を成すセンサハウジング36を収容するケース37と、このセンサハウジング36を撓骨動脈56の幅方向に移動させるためにそのセンサハウジング36に螺合され且つケース37の駆動部39内に設けられた図示しないモータによって回転駆動されるねじ軸41とを備えている。上記ケース37には装着バンド40が取りつけられており、上記容器状を成すセンサハウジング36の開口端が人体の体表面38に対向する状態で装着バンド40によりカフ10が巻回されていない側たとえば左側の手首42に着脱可能に取り付けられるようになっている。上記センサハウジング36の内部には、ダイヤフラム44を介して圧脈波センサ46が相対移動可能かつセンサハウジング36の開口端からの突出し可能に設けられており、これらセンサハウジング36およびダイヤフラム44等によって圧力室48が形成されている。この圧力室48内には、空気ポンプ50から調圧弁52を経て圧力空気が供給されるようになっており、これにより、圧脈波センサ46は圧力室48内の圧力に応じた押圧力で前記体表面38に押圧される。なお、本実施例では、圧脈波センサ46の押圧力は圧力室48内の圧力(単位:mmHg)で示される。
【0016】
上記センサハウジング36およびダイヤフラム44は、圧脈波センサ46を撓骨動脈56に向かって押圧する押圧装置62を構成しており、押圧装置62は後述する最適押圧力PHDPOで圧脈波センサ46を押圧する。そして、上記ねじ軸41および図示しないモータは、圧脈波センサ46が押圧される押圧位置をその撓骨動脈56の幅方向に移動させて変更する押圧位置変更装置すなわち幅方向移動装置64を構成している。
【0017】
上記圧脈波センサ46は、たとえば、単結晶シリコン等から成る半導体チップから成る押圧面54に多数の半導体感圧素子(図示せず)が撓骨動脈56の幅方向すなわちねじ軸41と平行な圧脈波センサ46の移動方向に0.2mm程度の一定の間隔で配列されて構成されており、手首42の体表面38の撓骨動脈56上に押圧されることにより、撓骨動脈56から発生して体表面38に伝達される圧力振動波すなわち圧脈波を検出し、その圧脈波を表す圧脈波信号SM2 をA/D変換器58を介して演算制御装置28へ供給する。図3は、圧脈波センサ46により検出された圧脈波信号SM2 の一例を示している。
【0018】
演算制御装置28の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し、空気ポンプ50および調圧弁52へ図示しない駆動回路を介して駆動信号を出力して圧力室48内の圧力を調節する。演算制御装置28は、たとえば連続血圧監視に際しては、圧力室48内の徐速圧力変化過程で逐次得られる圧脈波に基づいて撓骨動脈56の血管壁の一部を略平坦とするための圧脈波センサ46の最適押圧力PHDPOを決定し、その最適押圧力PHDPOを維持するように調圧弁52を制御する。また、演算制御装置28は、カフ10を用いて測定された最高血圧値BPSYS および最低血圧値BPDIA と、上記最適押圧力PHDPOが維持された状態で圧脈波センサ46の半導体感圧素子のうちの撓骨動脈56の真上に位置する中心位置圧力検出素子(アクティブエレメントE0 )により検出された圧脈波の最高値PMmaxおよび最低値PMminとに基づいて、測定された血圧値BPと圧脈波の大きさPM (絶対値)との間の対応関係を求め、この対応関係から、圧脈波センサ46により逐次検出される圧脈波の大きさPM (mmHg)すなわち最高値(上ピーク値)PMmaxおよび最低値(下ピーク値)PMminに基づいて最高血圧値MBPSYS および最低血圧値MBPDIA (推定血圧値すなわち監視血圧値)を逐次決定し、表示器32においてその決定した最高血圧値MBPSYS および最低血圧値MBPDIA を1拍毎に数値表示させ、推定血圧値MBPを示す波形を連続的に表示させる。
【0019】
上記対応関係は、たとえば図4に示すものであり、数式1により表される。この数式1において、Aは傾きを示す定数、Bは切片を示す定数である。
【0020】
【数1】
MBP=A・PM +B
【0021】
図5は、上記のように構成された連続血圧監視装置における演算制御装置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、血圧測定に際して、カフ圧制御手段68により変化させられるカフ10の圧迫圧力が圧力センサ14により検出される。血圧値測定手段70は、カフ10による圧迫圧力を2〜3mmHg/sec程度の速度で徐々に変化させる過程で得られた脈拍同期信号、たとえば脈波振幅或いはコロトコフ音の変化に基づきオシロメトリック法或いはコロトコフ音法に従って生体の最高血圧値BPSYS 、平均血圧値BPMEAN、および最低血圧値BPDIA (基準血圧値)を測定する。
【0022】
最大圧力検出素子決定手段72は、圧脈波センサ46の押圧面54に配列された複数の圧力検出素子のうち撓骨動脈56の真上に位置し、最大脈波振幅、すなわち最大脈波強度を出力する最大圧力検出素子(アクティブエレメントE0 )を決定する。関係決定手段74は、最大圧力検出素子決定手段72により決定された最大圧力検出素子(アクティブエレメントE0 )により検出される圧脈波の大きさPM と血圧値測定手段70により測定された血圧値BPとの間の対応関係をたとえば図4に示すように予め決定する。推定血圧値決定手段76は、その対応関係から、圧脈波センサ46の押圧面54に配列された複数の圧力検出素子のうち、たとえば上記アクティブエレメントE0 により検出される圧脈波の大きさに基づいて生体の推定血圧値MBPを連続的に決定する。
【0023】
押圧位置制御手段78は、初回の装着時、或いは、押圧面54に配列された圧力検出素子のうちの最大振幅を検出するもの(すなわち最大圧力検出素子)が、配列位置のうちの端部に位置する場合、または後述する第1相関係数r1 および第2相関係数r2 が所定の押圧位置変更範囲内にある場合など、所定の押圧位置更新条件が成立した場合には、押圧装置62により圧脈波センサ46を後述の最適押圧力PHDPOよりも十分に小さい予め設定された比較的小さな第1押圧値P1 で押圧させ、その状態でその最大圧力検出素子が圧力検出素子の配列方向において予め設定された略中央部に位置するように、幅方向移動装置64を制御する。すなわち、所定の押圧位置更新条件が成立した場合には、圧脈波センサ46を体表面38から一旦離隔させるとともに、幅方向移動装置64により押圧装置62および圧脈波センサ46を移動させ、再び最大圧力検出素子が配列方向の略中央に位置するかどうかを判断する作動を繰り返すことにより、最大圧力検出素子が両端の圧力検出素子から予め設定された第1距離L1 以上中央側に位置するようにさせ、より好ましくは、最大圧力検出素子が配列方向の略中央部に位置するようにさせる。なお、最大圧力検出素子が配列方向の略中央部に位置する場合は、最大圧力検出素子は中央位置圧力検出素子ともいう。このように最大圧力検出素子を両端の圧力検出素子から予め設定された第1距離L1 以上中央側に位置するようにさせるのは、次に説明する第1相関係数算出手段80により第1相関係数r1 を算出するためであるので、上記第1距離L1 については第1相関係数算出手段80の説明において述べる。
【0024】
第1相関係数算出手段80は、押圧位置制御手段78により圧脈波センサ46の押圧位置が制御された状態で、最大圧力検出素子決定手段72により決定された最大圧力検出素子から出力された圧脈波形と、その最大圧力検出素子からの距離が予め設定された第1距離L1 である第1圧力検出素子E1 から出力された圧脈波形との第1相関係数r1 を逐次算出する。すなわち、圧脈波信号SM2 により表される圧脈波形は、図3に示すように、数ミリ秒或いは十数ミリ秒毎のサンプリング周期毎に入力される光電脈波信号SM2 の大きさを示す点の連なりにより構成されているので、所定区間(たとえば一拍分)の、最大圧力検出素子から出力される光電脈波信号SM2 と第1圧力検出素子E1 から出力される光電脈波信号SM2 とに基づいて、数式2に示す関係から第1相関係数r1 を逐次算出する。ここで、上記予め設定された第1距離L1 とは、一般的な血管外径に基づいて決定され、たとえば1mm程度である。なお、最大圧力検出素子から第1距離L1 離隔した位置は圧力検出素子の配列方向の両側にそれぞれ存在するので、上記第1圧力検出素子E1 は2つ存在し、第1相関係数r1 も逐次2つの値が算出される。
【0025】
【数2】
【0026】
第2相関係数算出手段82は、前記最大圧力検出素子から出力された圧脈波形と、その最大圧力検出素子からの距離が第1距離L1 よりも小さい距離に設定された第2距離L2 である第2圧力検出素子E2 から出力された圧脈波形との第2相関係数r2 を算出する。すなわち、上記第1相関係数算出手段80と同様に、所定区間(たとえば1拍分)の、最大圧力検出素子から出力される光電脈波信号SM2 と第2圧力検出素子E2 から出力される光電脈波信号SM2 とに基づいて、上記数式2に示す関係から第2相関係数r2 を逐次算出する。ここで、上記第2距離L2 は、一般的な血管内径に基づいて決定される値であり、たとえば第1距離L1 の1/5倍に設定される。なお、第2圧力検出素子E2 も第1圧力検出素子E1 と同様に2つ存在し、第2相関係数r2 も逐次2つの値が算出される。
【0027】
最適押圧力決定手段84は、押圧位置制御手段78により幅方向移動装置64が移動させられた場合、押圧位置制御手段78により押圧位置が制御された圧脈波センサ46から逐次出力される圧脈波信号SM2 に基づいて、最適押圧力PHDPOを決定する。すなわち、図6の圧力検出素子の位置と相関係数との関係を示す図にも示されるように、第1相関係数算出手段80により算出された2つの第1相関係数r1 が、最適押圧力PHDPOとして許容される押圧力の上限値を判断するために予め実験により決定された第1基準値TH1 (たとえば0.9)以上となるように、且つ第2相関係数算出手段82により算出された2つの第2相関係数r2 が、最適押圧力PHDPOとして許容される押圧力の下限値を判断するために予め実験により決定された第2基準値TH2 (たとえば0.95)以上となるように圧脈波センサ46の押圧力を制御し、第1相関係数r1 が第1基準値TH1 以上となり、第2相関係数r2 が第2基準値TH2 以上となったときの押圧力を最適押圧力PHDPOに決定する。
【0028】
すなわち、最適押圧力を決定する条件が満たされた場合には、まず押圧装置62による圧脈波センサ46の押圧力が予め設定された初期値、たとえば50mmHgとされ、その状態で第1相関係数r1 および第2相関係数r2 が算出され、第1相関係数r1 が第1基準値TH1 以下である場合は、押圧力が所定値(たとえば20mmHg)だけ強められ、第2相関係数r2 が第2基準値TH2 以下である場合は、押圧力が所定値(たとえば20mmHg)だけ弱められ、再び第1相関係数r1 および第2相関係数r2 が算出される。上記作動が第1相関係数r1 が第1基準値TH1 以上となり且つ第2相関係数r2 が第2基準値TH2 以上となるまで繰り返され、その条件を満たした時点の押圧力が最適押圧力PHDPOに決定される。
【0029】
第1相関係数r1 が第1基準値TH1 以下である場合は、押圧力が不足している場合である。すなわち、撓骨動脈56の血管壁の一部が略平坦となるほどには押圧されないため、最大圧力検出素子から出力される圧脈波に比べ、その最大圧力検出素子から第1距離L1 離れた第1圧力検出素子E1 から出力される圧脈波の強度が弱いので、第1相関係数r1 が低くなるのである。また、第2相関係数r2 が第2基準値TH2 以下である場合は、押圧力が強すぎる場合である。すなわち、押圧力が強すぎるために、第1圧力検出素子E1 よりも最大圧力検出素子に近い側に位置する第2圧力検出素子E2 により検出された圧脈波でさえも歪んでしまい第2相関係数r2 が低下するのである。従って、第1相関係数r1 が第1基準値TH1 以下である場合は押圧力を強める方向に圧脈波センサ46の押圧力を制御し、第2相関係数r2 が第2基準値TH2 以下である場合は、押圧力を弱める方向に圧脈波センサ46の押圧力を制御する。
【0030】
さらに詳細に上記最適押圧力決定手段84を説明すると、アクティブエレメントE0 の両側において、第1相関係数r1 および第2相関係数r2 がそれぞれ一つづつ、合計4つの相関係数r1 ・r2 が算出されるので、第1相関係数r1 が第1基準値TH1 より上か下か、および第2相関係数r2 が第2基準値TH2 より上か下かにより分類すると、図7に示すように16パターンが考えられる。なお、図7の「○」は、第1相関係数r1 および第2相関係数r2 がそれぞれ第1基準値TH1 または第2基準値TH2 以上であることを示し、「×」は、それぞれ基準値TH1 ・TH2 よりも下であることを示している。
【0031】
図7において、パターン1の場合は、押圧力は変更されない。従って、その時点の押圧力が最適押圧力とされる。パターン2の状態の場合、第1相関係数r1 および第2相関係数r2 が共に基準値以下であるので、最初は押圧力が増加させられ、第1相関係数r1 が増加しなければ、逆に押圧力が減少させられる。または、最初は押圧力が減少させられ、第2相関係数r2 が減少しなければ、逆に押圧力が増加させられる。
【0032】
パターン3〜5は、第2相関係数r2 はどちらも第2基準値TH2 以上であるが、少なくとも一方の第1相関係数r1 が第1基準値TH1 よりも小さい場合であるので、押圧力が強められる。パターン6〜8は、第1相関係数r1 はどちらも第1基準値TH1 以上であるが、少なくとも一方の第2相関係数r2 が第2基準値TH2 よりも小さい場合であるので、押圧力が弱められる。
【0033】
そして、パターン9〜16の場合は、押圧位置制御起動手段86により、押圧位置制御手段78が起動させられる。すなわち、押圧位置制御起動手段86は、第1相関係数r1 および第2相関係数r2 がパターン9〜16に示す押圧位置変更範囲内にある場合、押圧位置が不適切であると考えられるので、押圧位置制御手段78による幅方向移動装置の制御を起動させ、圧脈波センサ46の押圧位置を変更する。
【0034】
押圧力修正手段88は、最適押圧力決定手段84により決定された最適押圧力PHDPOを逐次修正する。すなわち、最適押圧力決定手段84により最適押圧力PHDPOが決定され、推定血圧値決定手段76により、アクティブエレメントE0 から出力される圧脈波信号SM2 に基づいて推定血圧値MBPが逐次決定されている状態において、第1相関係数算出手段80により逐次算出される第1相関係数r1 が第1基準値TH1 以下である場合は、押圧装置62による圧脈波センサ46の押圧力を所定値増加させ、第2相関係数算出手段82により逐次算出される第2相関係数r2 が第2基準値TH2 以下である場合、押圧装置62による圧脈波センサ46の押圧力を所定値減少させる。
【0035】
図8乃至図9は、上記演算制御装置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、図8はメインルーチンを示し、図9はメインルーチンにおいて最適押圧力を決定する必要があると判断された場合に実行される最適押圧力決定ルーチンを示している。
【0036】
図8のステップSA1(以下、ステップを省略する。)では、初回のSA1の実行であるか否か、および前回に対応関係が更新されてからの経過時間が十数分乃至数十分程度に予め設定されたキャリブレーション周期を超えたか否かが判断される。通常はそのSA1の判断が否定されるので、SA2において所定の押圧位置更新条件(APS起動条件)が成立したか否か、たとえば、圧脈波センサ46の押圧面54に配列された圧力検出素子のうちの最大振幅を検出するものが配列位置のうちの端部に位置する状態となったか否かなどが判断される。
【0037】
初回の装着時など、圧脈波センサ46の撓骨動脈56に対する押圧位置がずれ、所定の押圧位置変更条件(APS起動条件)が成立する場合には、上記SA2の判断が肯定されるので、前記押圧位置制御手段78に対応するSA3のAPS制御ルーチンが実行される。このAPS制御ル−チンは、圧脈波センサ46の各圧力検出素子によりそれぞれ検出された圧脈波信号SM2 の振幅分布曲線の最大振幅を検出する素子が、圧力検出素子の略中心位置になるような最適押圧位置が決定されるとともに、そのときの最大振幅を検出する素子を中心位置圧力検出素子すなわちアクティブエレメントE0 として設定する。従って、上記SA3は最大圧力検出素子決定手段72にも対応する。
【0038】
上記SA3のAPS制御ルーチンが実行されると、次に、前記最適押圧力決定手段84に対応するSA4のHDP制御ルーチンすなわち図9に詳しく示す最適押圧力決定ルーチンが実行される。
【0039】
図9において、まずSB1では、押圧装置62による圧脈波センサ46の押圧力が予め初期値として設定された50mmHgとされ、続くSB2では、1つの圧脈波が発生し、上記アクティブエレメントE0 、そのアクティブエレメントE0 の配列方向両側においてアクティブエレメントE0 から5つ隣に位置する2つの第1圧力検出素子E1 、およびアクティブエレメントE0 の両隣に位置する2つの第2圧力検出素子E2 から、それぞれ一脈波分の圧脈波信号SM2 が入力されたか否かが判断される。
【0040】
上記SB2の判断が否定された場合は、SB2が繰り返し実行されることにより待機させられるが、肯定された場合は、続く第1相関係数算出手段80に対応するSB3において、上記SB2においてアクティブエレメントE0 から入力された一拍分の圧脈波と、第1圧力検出素子E1 から入力された一拍分の圧脈波との第1相関係数r1 が、前記数式2に基づいて算出される。
【0041】
続く第2相関係数算出手段82に対応するSB4では、上記SB2においてアクティブエレメントE0 から入力された一拍分の圧脈波と、第2圧力検出素子E2 から入力された一拍分の圧脈波との第2相関係数r2 が、前記数式2に基づいて算出される。
【0042】
続くSB5では、上記SB3で算出された2つの第1相関係数r1 が、両方とも第1基準値TH1 として予め決定されている0.9以上であり、且つ、上記SB4で算出された2つの第2相関係数r2 が、両方とも第2基準値TH2 として予め決定されている0.95以上であるか否か、すなわち、図7のパターン1の状態であるか否かが判断される。このSB5の判断が肯定された場合は、押圧装置62による圧脈波センサ46の押圧力は最適であると判断され、その押圧力が最適押圧力PHDPOに決定されて本ルーチンは終了させられ、図8のメインルーチンに戻って、SA5以降が実行される。
【0043】
しかし、上記SB5の判断が否定された場合は、続くSB6において、前記2つの第1相関係数r1 が両方とも0.9より小さく、且つ、前記2つの第2相関係数r2 が両方とも0.95より小さいか否か、すなわち、図7のパターン2の状態であるか否かが判断される。この判断が肯定されると、続くSB7では、今回の最適押圧力決定ルーチンの実行において、上記SB6の判断が肯定されたのは最初であるか否かが判断される。
【0044】
上記SB7の判断が肯定された場合は、続くSB8において、押圧装置62による圧脈波センサ46の押圧力が予め設定された所定値(たとえば20mmHg)だけ増加させられて、前記SB2以降が繰り返される。一方、上記SB7の判断が否定された場合、すなわち、図7のパターン2の状態であると判断され、押圧力が所定値だけ増加させられたが、依然として図7のパターン2の状態であり、再び前記SB6の判断が肯定された場合は、SB9の判断が実行される。
【0045】
SB9では、直前に前記SB3で算出された第1相関係数r1 が、その一回前に前記SB3で算出された第1相関係数r1 よりも大きいか否かが判断される。すなわち、前記SB8により押圧力が所定値増加させられたことにより、第1相関係数r1 が第1基準値TH1 に近くなったか否かが判断される。このSB9の判断が肯定された場合は、さらに押圧力を増加させるため、前記SB8が実行される。
【0046】
しかし、上記SB9の判断が否定された場合、すなわち、押圧力を増加させたことにより、第1相関係数r1 が一層小さい値になってしまった場合は、押圧力の増減方向が逆であったと判断されて、続くSB10において、押圧装置62による圧脈波センサ46の押圧力が予め設定された所定値(たとえば20mmHg)だけ減少させられた後、前記SB2以降が繰り返される。
【0047】
前記SB6の判断が否定された場合、さらに続くSB11において、前記2つの第2相関係数r2 は両方とも0.95以上であり、且つ、前記2つの第1相関係数r1 のうち少なくとも一方が0.90より小さいか否か、すなわち、図7のパターン3〜5の状態であるか否かが判断される。
【0048】
このSB11の判断が肯定された場合は、前記SB8が実行されて、押圧力が所定値だけ増加させられる。一方、SB11の判断が否定された場合は、さらに続くSB12において、前記2つの第1相関係数r1 は両方とも0.90以上であり、且つ、前記2つの第2相関係数r2 のうち少なくとも一方が0.95より小さいか否か、すなわち、図7のパターン6〜8の状態であるか否かが判断される。この判断が肯定された場合は、前記SB10が実行されて、押圧力が所定値だけ減少させられる。
【0049】
しかし、上記SB12の判断も否定された場合、すなわち、上記SB5、SB6、SB11、およびSB12の判断が全て否定された場合は、図7のパターン9〜16のいずれかに該当する押圧位置が不適切な場合であるので、図8のSA3のAPS制御ルーチンが実行される。従って、上記SB5、SB6、SB11、SB12が押圧位置制御起動手段86に対応する。図9の最適押圧力決定ルーチンは、APS制御ルーチン(図8のSA3)により圧脈波センサ46の押圧位置が最適押圧位置に制御された直後に実行されることから、通常は、押圧位置を変更する必要はない。すなわち、図7のパターン1〜8のいずれかに該当するため、上記SB12の判断が否定されることはないのであるが、押圧力の決定作動中に体動等により圧脈波センサ46の押圧位置がずれた場合は、上記SB12の判断が否定される。
【0050】
図8に戻って、上記SA4のHDP制御ルーチンが終了した後、または、前回対応関係が決定されてからの経過時間が予め設定されたキャリブレーション周期を超え、前記SA1の判断が肯定された場合、SA5においてカフ10を用いた血圧測定が実行された後、SA6において対応関係が更新され、その後、SA7以下が実行される。すなわち、先ず、前記血圧値決定手段70に対応するSA5では、排気制御弁16を圧力供給状態に切り換え且つ空気ポンプ18を作動させてカフ10内の圧力を患者の予想される最高血圧値よりも高い目標圧力(たとえば180mmHg)まで昇圧した後、空気ポンプ18を停止させ且つ排気制御弁16を徐速排圧状態に切り換えてカフ10内の圧力を3mmHg/sec程度に予め定められた徐速降圧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 が表す圧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 (基準血圧値)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。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、排気制御弁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。
【0051】
次に、前記関係決定手段74に対応するSA6では、圧脈波センサ46のアクティブエレメントE0 からの圧脈波の大きさ(絶対値すなわち圧脈波信号SM2 の大きさ)と上記SA5において測定されたカフ10による血圧値BPSYS 、BPDIA との間の対応関係が求められ、更新される。すなわち、圧脈波センサ46のアクティブエレメントE0 からの圧脈波が1拍読み込まれ且つその圧脈波の最高値PMmaxおよび最低値PMminが決定されるとともに、それら圧脈波の最高値PMmaxおよび最低値PMminとSA5にてカフ10により測定された最高血圧値BPSYS および最低血圧値BPDIA とに基づいて、図4に示す圧脈波の大きさと血圧値との間の対応関係が決定されるのである。
【0052】
上記SA6において対応関係が決定された場合、または、撓骨動脈56に対する圧脈波センサ46の押圧位置が正常範囲であり、前記SA2の判断が否定された場合、続くSA7において1つの圧脈波が発生し、前記アクティブエレメントE0 、2つの第1圧力検出素子E1 、および2つの第2圧力検出素子E2 から、それぞれ一脈波分の圧脈波信号SM2 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SA1、SA2、SA7が繰り返し実行させられることにより待機させられる。しかし、1つの圧脈波が発生し、SA7の判断が肯定されると、前記推定血圧値決定手段76に対応するSA8において、最適押圧力PHDPOにて押圧されている圧脈波センサ46のアクティブエレメントE0 からの圧脈波信号SM2 から、その波動の最高値PMmaxおよび最低値PMminが決定され、図4の対応関係からその圧脈波の最高値PMmaxおよび最低値PMminに基づいて推定最高血圧値MBPSYS および推定最低血圧値MBPDIA が決定され、表示器32に一拍毎に逐次表示されるとともに、図4の対応関係と圧脈波信号SM2 から決定された推定血圧値の連続波形が表示器32に表示される。
【0053】
次に、押圧力修正手段88に対応するSA9の押圧力修正ルーチンが実行される。この押圧力修正ルーチンは、圧脈波センサ46の押圧力が前記SA4で決定された最適押圧力PHDPOである以外は、前述の図9に示した最適押圧力決定ルーチンと同様である。すなわち、押圧力修正ルーチンは、図9のSB3以降と同様である。このSA9が実行されることにより、前記SA4で決定された最適押圧力PHDPOが一拍毎に修正されるので、前記SA7では、歪みのない、正確な圧脈波が逐次入力される。
【0054】
上述のように、本実施例によれば、幅方向移動装置64が押圧位置制御手段78(SA3)により制御されて、最大圧力検出素子決定手段72(SA3)により決定されたアクティブエレメントE0 が両端の圧力検出素子から予め設定された第1距離L1 以上中央側に位置する圧力検出素子となるように、圧脈波センサ46の押圧位置が撓骨動脈56の幅方向に移動させられた状態で、第1相関係数算出手段80(SB3)により、アクティブエレメントE0 から出力された圧脈波形と、第1圧力検出素子E1 から出力された圧脈波形との第1相関係数r1 が算出され、第2相関係数算出手段82(SB4)により、アクティブエレメントE0 から出力された圧脈波形と、第2圧力検出素子E2 から出力された圧脈波形との第2相関係数r2 が算出され、最適押圧力決定手段84(SA4)により、押圧装置62が圧脈波センサ46を押圧する押圧力が変化させられて、第1相関係数r1 が最適押圧力PHDPOとして許容される押圧力の上限値を判断するために予め設定された第1基準値TH1 (0.9)以上となるように、且つ第2相関係数r2 が最適押圧力PHDPOとして許容される押圧力の下限値を判断するために予め設定された第2基準値TH2 (0.95)以上となるように、最適押圧力PHDPOが決定されるので、最適押圧力PHDPOの決定が短時間で終了し、推定血圧値決定手段76(SA8)による血圧監視が中断される時間を短くすることができる。
【0055】
また、本実施例によれば、幅方向移動装置64が押圧位置制御手段78(SA3)により制御されて、最大圧力検出素子決定手段72(SA3)により決定されたアクティブエレメントE0 が両端の圧力検出素子から予め設定された第1距離L1 以上中央側に位置する圧力検出素子となるように、圧脈波センサ46の押圧位置が撓骨動脈56の幅方向に移動させられた状態で、第1相関係数算出手段80(SB3)により、アクティブエレメントE0 から出力された圧脈波形と、第1圧力検出素子E1 から出力された圧脈波形との第1相関係数r1 が算出され、第2相関係数算出手段82(SB4)により、アクティブエレメントE0 から出力された圧脈波形と、第2圧力検出素子E2 から出力された圧脈波形との第2相関係数r2 が算出され、押圧力修正手段88(SA9)により、第1相関係数r1 が予め設定された第1基準値TH1 (0.9)以上となるように、且つ第2相関係数r2 が予め設定された第2基準値TH2 (0.95)以上となるように、最適押圧力決定手段84(SA4)により決定された最適押圧力PHDPOが逐次修正されるので、推定血圧値決定手段76(SA8)により決定される推定血圧値MBPの精度が高い状態に維持できる。
【0056】
また、本実施例によれば、押圧位置制御手段78(SA3)は、最大圧力検出素子決定手段72(SA3)により決定されたアクティブエレメントE0 が、複数の圧力検出素子の配列方向において予め設定された略中央部に位置する圧力検出素子となるように幅方向移動装置64を制御するものであることから、圧脈波センサ46の押圧位置がずれた場合でも、アクティブエレメントE0 が押圧面54の端部に位置することが少なくなるので、圧脈波センサ46の押圧位置を再決定する必要が少なくなる利点がある。
【0057】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【0058】
たとえば、前述の実施例では、カフ10が上腕に装着され且つ圧脈波センサ46が撓骨動脈の圧脈波を検出するために手首に装着されていたが、カフ10が大腿部に巻回され且つ圧脈波センサ46がそのカフ10が巻回されていない側の脚部の足背動脈の圧脈波を検出するために足に装着されていてもよいのである。
【0059】
また、前述の実施例では、押圧力修正手段88(SA9)により、一拍毎に押圧力が修正されたいたが、2拍以上または予め設定された所定時間毎に押圧力が修正されるものであってもよい。
【0060】
また、前述の実施例では、最適押圧力決定手段84は、第1相関係数r1 および第2相関係数r2 が基準値TH1 、TH2 以上となるように押圧力が調整されて、最適押圧力PHDPOが決定されていたが、従来のように、押圧力を連続的に変化させ、その変化過程で得た圧脈波に基づいて最適押圧力PHDPOを決定するものであってもよい。
【0061】
また、前述の実施例では、アクティブエレメントE0 から5つ隣に位置する素子が第1圧力検出素子E1 に決定されていたが、これは押圧面54の半導体感圧素子の間隔によって変わり得る。たとえば、押圧面に配列された半導体感圧素子の間隔が前述の実施例よりも広い場合は、アクティブエレメンE0 から2つ隣の素子が第1圧力検出素子E1 に決定されてもよい。
【0062】
その他、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々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連続血圧監視装置の構成を示すブロック図である。
【図2】図1の実施例の圧脈波検出プローブを一部を切り欠いて説明する拡大図である。
【図3】図1の実施例の圧脈波センサにより検出される圧脈波を例示する図である。
【図4】図1の実施例において用いられる対応関係を例示する図である。
【図5】図1の実施例の演算制御装置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6】圧力検出素子の位置と相関係数r1 、r2 との関係を示す図である。
【図7】第1相関係数r1 および第2相関係数r2 とそれぞれの基準値との関係を列挙した図である。
【図8】図1の実施例の演算制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、メインルーチンを示している。
【図9】図1の実施例の演算制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、最適押圧力決定ルーチンを示している。
【符合の説明】
46:圧脈波センサ
62:押圧装置
64:幅方向移動装置
72:最大圧力検出素子決定手段
76:推定血圧値決定手段
78:押圧位置制御手段
80:第1相関係数算出手段
82:第2相関係数算出手段
84:最適押圧力決定手段
86:押圧力修正手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a continuous blood pressure monitoring apparatus that quickly determines an optimal pressing force for an artery and successively corrects the pressing force for the artery in a state where the blood pressure value of a living body is continuously monitored.
[0002]
[Prior art]
A pressure pulse wave sensor having a plurality of pressure detection elements arranged in the width direction of the artery to detect a pressure pulse wave generated from a living artery, and the pressure pulse wave sensor from above the skin of the living body Based on the magnitude of the pressure pulse wave detected by the pressure detecting element of the pressure pulse wave sensor from the preset relationship between the pressure pulse wave and the estimated blood pressure value, the pressing device pressing toward the artery, the living body There is known a continuous blood pressure monitoring device that includes estimated blood pressure value determining means for sequentially determining the estimated blood pressure value, and continuously monitoring the blood pressure value of the living body using the estimated blood pressure value. For example, this is a continuous blood pressure monitoring apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-187230.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, within the continuous blood pressure monitoring period of the continuous blood pressure monitoring device as described above, the mounting belt that is mounting the pressure pulse wave sensor on the living body is loosened, and the pressure site where the pressure pulse wave sensor is continuously pressed Due to the familiar deformation or dent of the skin and the tissue directly under the skin, the pressure may be deviated from the optimal pressing state while being pressed by the optimal pressing force that was initially determined, and as a result, the accuracy of the monitored blood pressure is reduced. was there.
[0004]
Furthermore, when a body motion that changes a preset relationship between the pressure pulse wave and the estimated blood pressure value is detected, or when the estimated blood pressure value that is sequentially determined changes significantly, the predetermined optimal pressing When the pressure determination activation condition is satisfied, in order to redetermine the optimum pressing force, the pressing force of the pressure pulse wave sensor is continuously changed to the pressing force that collapses the blood vessel pressed by the pressure pulse wave sensor. In the meantime, since the estimated blood pressure value cannot be determined, monitoring of the blood pressure value of the living body by the estimated blood pressure value is interrupted for a relatively long time.
[0005]
The present invention has been made in the background of the above circumstances, and an object thereof is to provide a continuous blood pressure monitoring apparatus capable of continuously monitoring blood pressure with high accuracy and having a short interruption time of blood pressure monitoring. There is.
[0006]
[First Means for Solving the Problems]
The gist of the first invention for achieving this object is to have a plurality of pressure detecting elements arranged in the width direction of the artery on the pressing surface in order to detect pressure pulse waves generated from the artery of the living body. A pressure pulse wave sensor, a pressure device that presses the pressure pulse wave sensor toward the artery from the skin of the living body, and a preset optimum based on a preset relationship between the pressure pulse wave and the estimated blood pressure value An estimated blood pressure value determining means for sequentially determining an estimated blood pressure value of the living body from the magnitude of the pressure pulse wave detected by the pressure detecting element of the pressure pulse wave sensor pressed by the pressing device with a pressing force; A continuous blood pressure monitoring device that continuously monitors the blood pressure value of the living body based on the estimated blood pressure value, (a) a width direction moving device that moves the pressing position of the pressure pulse wave sensor in the width direction of the artery; b) The plurality of pressure sensing elements Maximum pressure detection element determination means for determining the maximum pressure detection element that outputs the maximum pulse wave amplitude, and (c) the maximum pressure detection element determined by the maximum pressure detection element determination means is preset from the pressure detection elements at both ends. A pressing position control means for controlling the width direction moving device so that the pressure detecting element is located on the center side more than the first distance, and (d) the pressing position of the pressure pulse wave sensor is controlled by the pressing position control means. In this state, the pressure pulse waveform output from the maximum pressure detection element and the pressure pulse waveform output from the pressure detection element whose distance from the maximum pressure detection element is the preset first distance. A first correlation coefficient calculating means for calculating a first correlation coefficient; and (e) a pressure output from the maximum pressure detecting element in a state where the pressing position of the pressure pulse wave sensor is controlled by the pressing position control means. Pulse waveform and its peak A second correlation coefficient for calculating a second correlation coefficient with the pressure pulse waveform output from the pressure detection element that is a second distance set at a distance smaller than the first distance from the large pressure detection element A first correlation coefficient calculated by the calculating means and (f) the first correlation coefficient calculating means is set in advance to determine an upper limit value of the pressing force allowed as the optimum pressing force. The second correlation coefficient calculated by the second correlation coefficient calculation means is set in advance so as to be equal to or higher than the reference value and to determine the lower limit value of the pressing force allowed as the optimum pressing force. And an optimum pressing force determining means for determining the optimum pressing force so as to be equal to or greater than the second reference value.
[0007]
[Effect of the first invention]
In this case, the width direction moving device is controlled by the pressing position control means, and the maximum pressure detection element determined by the maximum pressure detection element determination means is centered by a predetermined distance from the pressure detection elements at both ends. Output from the maximum pressure detecting element by the first correlation coefficient calculating means in a state in which the pressure pulse wave sensor is moved in the width direction of the artery so that the pressure detecting element is located on the side. The first correlation coefficient between the pressure pulse waveform and the pressure pulse waveform output from the first pressure detection element is calculated, and the pressure pulse waveform output from the maximum pressure detection element by the second correlation coefficient calculation means And the second correlation coefficient with the pressure pulse waveform output from the second pressure detecting element is calculated, and the pressing force by which the pressing device presses the pressure pulse wave sensor is changed by the optimum pressing force determining means. The first correlation coefficient is The lower limit of the pressing force permitted as the optimum pressing force so that the upper limit value of the pressing force allowed as the optimum pressing force is equal to or higher than a first reference value set in advance. Since the optimum pressing force is determined so as to be equal to or greater than a second reference value set in advance to determine the value, determination of the optimum pressing force is completed in a short time, and blood pressure monitoring by the estimated blood pressure value determining means Can be shortened.
[0008]
[Second means for solving the problem]
The gist of the second invention for achieving this object is to have a plurality of pressure detection elements arranged in the width direction of the artery on the pressing surface in order to detect a pressure pulse wave generated from the artery of the living body. A pressure pulse wave sensor, a pressing device that presses the pressure pulse wave sensor toward the artery from the skin of the living body, and the pressing device is configured to press the pressure pulse so that a part of a blood vessel wall of the artery is substantially flat. Pressure pulse wave detected by the pressure detection element of the pressure pulse wave sensor based on a preset relationship between the pressure pulse wave and the estimated blood pressure value, and the optimum pressure determining means for determining the optimum pressure force for pressing the wave sensor An estimated blood pressure value determining means for sequentially determining the estimated blood pressure value of the living body based on the magnitude of the blood pressure, and continuously monitoring the blood pressure value of the living body by the estimated blood pressure value, a) The pressing position of the pressure pulse wave sensor A width direction moving device for moving in the width direction of the artery; (b) a maximum pressure detecting element determining means for determining a maximum pressure detecting element that outputs a maximum pulse wave amplitude among the plurality of pressure detecting elements; The width direction moving device is controlled so that the maximum pressure detection element determined by the maximum pressure detection element determination means is a pressure detection element located on the center side at least a preset first distance from the pressure detection elements at both ends. (D) the pressure pulse waveform output from the maximum pressure detecting element in a state where the pressing position of the pressure pulse wave sensor is controlled by the pressing position control means, and from the maximum pressure detecting element A first correlation coefficient calculating means for calculating a first correlation coefficient with a pressure pulse waveform output from the pressure detecting element whose distance is the preset first distance; and (e) a pressing position control means. Pressing position of pressure pulse wave sensor The pressure pulse waveform output from the maximum pressure detection element and the pressure detection element that is a second distance in which the distance from the maximum pressure detection element is set to be smaller than the first distance A second correlation coefficient calculating means for calculating a second correlation coefficient with the pressure pulse waveform outputted from the first correlation coefficient, and (f) the first correlation coefficient calculated by the first correlation coefficient calculating means The second correlation coefficient calculated by the second correlation coefficient calculation means so as to be equal to or higher than a first reference value set in advance to determine the upper limit value of the pressing force allowed as the pressure is the optimum A pressing force correcting means for sequentially correcting the optimum pressing force determined by the optimum pressing force determining means so as to be equal to or greater than a second reference value set in advance to determine the lower limit value of the pressing force. It is in.
[0009]
[Effect of the second invention]
In this case, the width direction moving device is controlled by the pressing position control means, and the maximum pressure detection element determined by the maximum pressure detection element determination means is centered by a predetermined distance from the pressure detection elements at both ends. Output from the maximum pressure detecting element by the first correlation coefficient calculating means in a state in which the pressure pulse wave sensor is moved in the width direction of the artery so that the pressure detecting element is located on the side. The first correlation coefficient between the pressure pulse waveform and the pressure pulse waveform output from the first pressure detection element is calculated, and the pressure pulse waveform output from the maximum pressure detection element by the second correlation coefficient calculation means And a second correlation coefficient between the pressure pulse waveform output from the second pressure detecting element and the first correlation coefficient is equal to or higher than a first reference value set in advance by the pressing force correcting means. And the second correlation coefficient is preset. Since the optimum pressing force determined by the optimum pressing force determining means is successively corrected so as to be equal to or higher than the second reference value, the accuracy of the estimated blood pressure value determined by the estimated blood pressure value determining means is maintained at a high level. it can.
[0010]
Other aspects of the invention
Here, preferably, in the pressing position control means, the maximum pressure detection element determined by the maximum pressure detection element determination means is located at a substantially central portion preset in the arrangement direction of the plurality of pressure detection elements. The width direction moving device is controlled to be a pressure detecting element. In this way, even when the pressure pulse wave sensor pressing position is deviated, the maximum pressure detecting element is less likely to be located at the end of the pressing surface, so the pressure pulse wave sensor pressing position is determined again. There is an advantage that there is less need to do.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0012]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a continuous blood pressure monitoring apparatus according to the present invention, and is used for monitoring the condition of a patient during and after surgery, a living body during an exercise load test, and the like. In the figure,
[0013]
The
[0014]
The
[0015]
As shown in detail in FIG. 2, the pressure pulse
[0016]
The
[0017]
In the pressure
[0018]
The
[0019]
For example, the correspondence relationship is shown in FIG. In
[0020]
[Expression 1]
MBP = AP M + B
[0021]
FIG. 5 is a functional block diagram illustrating a main part of the control function of the
[0022]
The maximum pressure detecting
[0023]
The pressing position control means 78 detects the maximum amplitude of the pressure detecting elements arranged on the
[0024]
The first correlation coefficient calculating means 80 is output from the maximum pressure detecting element determined by the maximum pressure detecting element determining means 72 in a state where the pressing position of the pressure
[0025]
[Expression 2]
[0026]
The second correlation coefficient calculating means 82 is configured such that the pressure pulse waveform output from the maximum pressure detecting element and the distance from the maximum pressure detecting element are the first distance L. 1 The second distance L set to a smaller distance than 2 The second pressure detecting element E 2 Correlation coefficient r with the pressure pulse waveform output from 2 Is calculated. That is, similar to the first correlation coefficient calculating means 80, the photoelectric pulse wave signal SM output from the maximum pressure detecting element in a predetermined section (for example, for one beat). 2 And the second pressure detecting element E 2 Photoelectric pulse wave signal SM output from 2 Based on the above, the second correlation coefficient r 2 Are calculated sequentially. Here, the second distance L 2 Is a value determined based on a general blood vessel inner diameter, for example, the first distance L 1 Is set to 1/5. The second pressure detection element E 2 The first pressure detection element E 1 There are two as well as the second correlation coefficient r 2 Also, two values are calculated sequentially.
[0027]
When the width
[0028]
That is, when the condition for determining the optimum pressing force is satisfied, first, the pressing force of the pressure
[0029]
First correlation coefficient r 1 Is the first reference value TH 1 In the following cases, the pressing force is insufficient. That is, since a part of the vascular wall of the
[0030]
The optimum pressing force determining means 84 will be described in more detail. The active element E 0 On both sides of the first correlation coefficient r 1 And the second
[0031]
In FIG. 7, in the case of
[0032]
[0033]
In the case of the patterns 9 to 16, the pressing position
[0034]
The pressing
[0035]
8 to 9 are flowcharts for explaining the main part of the control operation of the arithmetic and
[0036]
In step SA1 in FIG. 8 (hereinafter, steps are omitted), it is determined whether or not the first SA1 is executed, and the elapsed time since the correspondence was updated last time is about ten minutes to several tens of minutes. It is determined whether or not a preset calibration cycle has been exceeded. Normally, the determination of SA1 is negative, so whether or not a predetermined pressing position update condition (APS activation condition) is satisfied in SA2, for example, a pressure detection element arranged on the
[0037]
Since the pressing position of the pressure
[0038]
When the SA3 APS control routine is executed, the SA4 HDP control routine corresponding to the optimum pressing force determining means 84, that is, the optimum pressing force determining routine shown in detail in FIG.
[0039]
In FIG. 9, first, in SB1, the pressing force of the pressure
[0040]
When the determination of SB2 is negative, the process is made to stand by by repeatedly executing SB2. However, when the determination is positive, in SB3 corresponding to the subsequent first correlation coefficient calculating means 80, the active element in SB2 E 0 Pressure pulse wave input from 1 and the first pressure detecting element E 1 The first correlation coefficient r with the pressure pulse wave for one beat input from 1 Is calculated based on
[0041]
In SB4 corresponding to the subsequent second correlation coefficient calculating means 82, the active element E in SB2 above. 0 Pressure pulse wave input from 1 and the second pressure detecting element E 2 Second correlation coefficient r with a pressure pulse wave of one beat input from 2 Is calculated based on
[0042]
In the subsequent SB5, the two first correlation coefficients r calculated in the above SB3. 1 Are both the first reference value TH 1 As two second correlation coefficients r that are not less than 0.9 and are calculated in SB4. 2 Are both the second reference value TH 2 It is determined whether it is 0.95 or more determined in advance, that is, whether it is the state of the
[0043]
However, if the determination in SB5 is negative, in the subsequent SB6, the two first correlation coefficients r 1 Are both less than 0.9 and the two second correlation coefficients r 2 Are both smaller than 0.95, that is, whether or not the state of the
[0044]
If the determination of SB7 is affirmed, in the following SB8, the pressing force of the pressure
[0045]
In SB9, the first correlation coefficient r calculated in SB3 immediately before is calculated. 1 Is the first correlation coefficient r calculated in SB3 one time before 1 It is judged whether it is larger. That is, when the pressing force is increased by a predetermined value by the SB8, the first correlation coefficient r 1 Is the first reference value TH 1 It is determined whether or not it is close to. When the determination of SB9 is affirmed, the SB8 is executed to further increase the pressing force.
[0046]
However, if the determination of SB9 is negative, that is, by increasing the pressing force, the first correlation coefficient r 1 Has become smaller, it is determined that the increasing / decreasing direction of the pressing force is reversed, and in subsequent SB10, the pressing force of the pressure
[0047]
If the determination in SB6 is negative, in the subsequent SB11, the two second correlation coefficients r 2 Are both 0.95 or more and the two first correlation coefficients r 1 It is determined whether or not at least one of them is smaller than 0.90, that is, whether or not the state is the
[0048]
If the determination at SB11 is affirmative, SB8 is executed, and the pressing force is increased by a predetermined value. On the other hand, if the determination in SB11 is negative, in the subsequent SB12, the two first correlation coefficients r 1 Are both 0.90 or more and the two second correlation coefficients r 2 It is determined whether or not at least one of them is smaller than 0.95, that is, whether or not the
[0049]
However, when the determination at SB12 is also denied, that is, when all the determinations at SB5, SB6, SB11, and SB12 are denied, the pressing position corresponding to any of patterns 9 to 16 in FIG. Since it is appropriate, the APS control routine of SA3 in FIG. 8 is executed. Therefore, SB5, SB6, SB11, and SB12 correspond to the pressed position control starting means 86. The optimum pressing force determination routine in FIG. 9 is executed immediately after the pressing position of the pressure
[0050]
Returning to FIG. 8, after the HDP control routine of SA4 is completed, or when the elapsed time since the previous correspondence was determined exceeds a preset calibration cycle, the determination of SA1 is affirmed After the blood pressure measurement using the
[0051]
Next, in SA6 corresponding to the relationship determining means 74, the active element E of the pressure
[0052]
When the correspondence is determined in SA6, or when the pressure
[0053]
Next, the SA9 pressing force correction routine corresponding to the pressing force correction means 88 is executed. In this pressing force correction routine, the pressing force of the pressure
[0054]
As described above, according to the present embodiment, the width
[0055]
Further, according to the present embodiment, the width
[0056]
Further, according to the present embodiment, the pressing position control means 78 (SA3) is the active element E determined by the maximum pressure detection element determination means 72 (SA3). 0 Is the pressure direction of the pressure
[0057]
As mentioned above, although one Example of this invention was described based on drawing, this invention is applied also in another aspect.
[0058]
For example, in the embodiment described above, the
[0059]
In the above-described embodiment, the pressing force is corrected every beat by the pressing force correcting means 88 (SA9). However, the pressing force is corrected every two beats or every predetermined time set in advance. It may be.
[0060]
Further, in the above-described embodiment, the optimum pressing
[0061]
In the above-described embodiment, the
[0062]
In addition, the present invention can be variously modified without departing from the gist of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a continuous blood pressure monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view illustrating a pressure pulse wave detection probe of the embodiment of FIG. 1 with a part cut away.
FIG. 3 is a diagram illustrating a pressure pulse wave detected by the pressure pulse wave sensor of the embodiment of FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram illustrating correspondence relationships used in the embodiment of FIG. 1;
FIG. 5 is a functional block diagram illustrating a main part of a control function of the arithmetic and control unit of the embodiment of FIG. 1;
FIG. 6 shows the position of the pressure detection element and the correlation coefficient r. 1 , R 2 It is a figure which shows the relationship.
FIG. 7 shows a first correlation coefficient r 1 And the second correlation coefficient r 2 FIG. 6 is a table listing the relationships between the reference values and the reference values.
FIG. 8 is a flowchart for explaining a main part of the control operation of the arithmetic and control unit of the embodiment of FIG. 1, and shows a main routine.
FIG. 9 is a flowchart for explaining a main part of the control operation of the arithmetic and control unit of the embodiment of FIG. 1, and shows an optimum pressing force determination routine.
[Explanation of sign]
46: Pressure pulse wave sensor
62: Pressing device
64: Width direction moving device
72: Maximum pressure detecting element determining means
76: Estimated blood pressure value determining means
78: Pressing position control means
80: First correlation coefficient calculating means
82: Second correlation coefficient calculating means
84: Optimal pressing force determining means
86: Pressing force correction means
Claims (2)
前記圧脈波センサの押圧位置を前記動脈の幅方向に移動させる幅方向移動装置と、
前記複数の圧力検出素子のうち最大脈波振幅を出力する最大圧力検出素子を決定する最大圧力検出素子決定手段と、
該最大圧力検出素子決定手段により決定された最大圧力検出素子が、両端の圧力検出素子から予め設定された第1距離以上中央側に位置する圧力検出素子となるように前記幅方向移動装置を制御する押圧位置制御手段と、
該押圧位置制御手段により圧脈波センサの押圧位置が制御された状態で、前記最大圧力検出素子から出力された圧脈波形と、該最大圧力検出素子からの距離が前記予め設定された第1距離である第1圧力検出素子から出力された圧脈波形との第1相関係数を算出する第1相関係数算出手段と、
該押圧位置制御手段により圧脈波センサの押圧位置が制御された状態で、前記最大圧力検出素子から出力された圧脈波形と、該最大圧力検出素子からの距離が前記第1距離よりも小さい距離に設定された第2距離である第2圧力検出素子から出力された圧脈波形との第2相関係数を算出する第2相関係数算出手段と、
該第1相関係数算出手段により算出された第1相関係数が前記最適押圧力として許容される押圧力の上限値を判断するために予め設定された第1基準値以上となるように、且つ該第2相関係数算出手段により算出された第2相関係数が前記最適押圧力として許容される押圧力の下限値を判断するために予め設定された第2基準値以上となるように、前記最適押圧力を決定する最適押圧力決定手段と
を、含むことを特徴とする連続血圧監視装置。A pressure pulse wave sensor having a plurality of pressure detection elements arranged in the width direction of the artery on the pressing surface to detect a pressure pulse wave generated from the artery of the living body, and the pressure pulse wave sensor from above the skin of the living body Pressure of the pressure pulse wave sensor pressed by the pressing device with a preset optimum pressing force based on a preset relationship between the pressing device pressing toward the artery and the pressure pulse wave and the estimated blood pressure value Continuous blood pressure, comprising: estimated blood pressure value determining means for sequentially determining an estimated blood pressure value of the living body from the magnitude of the pressure pulse wave detected by the detection element, and continuously monitoring the blood pressure value of the living body using the estimated blood pressure value A monitoring device,
A width direction moving device for moving the pressing position of the pressure pulse wave sensor in the width direction of the artery;
A maximum pressure detecting element determining means for determining a maximum pressure detecting element that outputs a maximum pulse wave amplitude among the plurality of pressure detecting elements;
The width direction moving device is controlled so that the maximum pressure detecting element determined by the maximum pressure detecting element determining means is a pressure detecting element located on the central side more than a preset first distance from the pressure detecting elements at both ends. Pressing position control means,
The pressure pulse waveform output from the maximum pressure detecting element and the distance from the maximum pressure detecting element in the state where the pressing position of the pressure pulse wave sensor is controlled by the pressing position control means are the first preset. First correlation coefficient calculating means for calculating a first correlation coefficient with the pressure pulse waveform output from the first pressure detection element that is a distance;
The pressure pulse waveform output from the maximum pressure detecting element and the distance from the maximum pressure detecting element are smaller than the first distance in a state where the pressing position of the pressure pulse wave sensor is controlled by the pressing position control means. Second correlation coefficient calculating means for calculating a second correlation coefficient with the pressure pulse waveform output from the second pressure detection element that is the second distance set to the distance;
The first correlation coefficient calculated by the first correlation coefficient calculating means is equal to or greater than a first reference value set in advance for determining an upper limit value of the pressing force allowed as the optimum pressing force. In addition, the second correlation coefficient calculated by the second correlation coefficient calculating means is equal to or greater than a second reference value set in advance for determining the lower limit value of the pressing force allowed as the optimum pressing force. A continuous blood pressure monitoring apparatus comprising: an optimum pressing force determining means for determining the optimum pressing force.
前記圧脈波センサの押圧位置を前記動脈の幅方向に移動させる幅方向移動装置と、
前記複数の圧力検出素子のうち最大脈波振幅を出力する最大圧力検出素子を決定する最大圧力検出素子決定手段と、
該最大圧力検出素子決定手段により決定された最大圧力検出素子が、両端の圧力検出素子から予め設定された第1距離以上中央側に位置する圧力検出素子となるように前記幅方向移動装置を制御する押圧位置制御手段と、
該押圧位置制御手段により圧脈波センサの押圧位置が制御された状態で、前記最大圧力検出素子から出力された圧脈波形と、該最大圧力検出素子からの距離が前記予め設定された第1距離である第1圧力検出素子から出力された圧脈波形との第1相関係数を算出する第1相関係数算出手段と、
該押圧位置制御手段により圧脈波センサの押圧位置が制御された状態で、前記最大圧力検出素子から出力された圧脈波形と、該最大圧力検出素子からの距離が前記第1距離よりも小さい距離に設定された第2距離である第2圧力検出素子から出力された圧脈波形との第2相関係数を算出する第2相関係数算出手段と、
該第1相関係数算出手段により算出された第1相関係数が前記最適押圧力として許容される押圧力の上限値を判断するために予め設定された第1基準値以上となるように、且つ該第2相関係数算出手段により算出された第2相関係数が前記最適押圧力として許容される押圧力の下限値を判断するために予め設定された第2基準値以上となるように、前記最適押圧力決定手段により決定された最適押圧力を逐次修正する押圧力修正手段と
を、含むことを特徴とする連続血圧監視装置。A pressure pulse wave sensor having a plurality of pressure detection elements arranged in the width direction of the artery on the pressing surface to detect a pressure pulse wave generated from the artery of the living body, and the pressure pulse wave sensor from above the skin of the living body A pressing device that presses toward the artery, and an optimal pressing force determination unit that determines an optimal pressing force by which the pressing device presses the pressure pulse wave sensor so that a part of the blood vessel wall of the artery becomes substantially flat. In addition, from the preset relationship between the pressure pulse wave and the estimated blood pressure value, the estimated blood pressure value of the living body is sequentially determined based on the magnitude of the pressure pulse wave detected by the pressure detection element of the pressure pulse wave sensor A continuous blood pressure monitoring device that continuously monitors the blood pressure value of the living body using the estimated blood pressure value,
A width direction moving device for moving the pressing position of the pressure pulse wave sensor in the width direction of the artery;
A maximum pressure detecting element determining means for determining a maximum pressure detecting element that outputs a maximum pulse wave amplitude among the plurality of pressure detecting elements;
The width direction moving device is controlled so that the maximum pressure detecting element determined by the maximum pressure detecting element determining means is a pressure detecting element located on the central side more than a preset first distance from the pressure detecting elements at both ends. Pressing position control means,
The pressure pulse waveform output from the maximum pressure detecting element and the distance from the maximum pressure detecting element in the state where the pressing position of the pressure pulse wave sensor is controlled by the pressing position control means are the first preset. First correlation coefficient calculating means for calculating a first correlation coefficient with the pressure pulse waveform output from the first pressure detection element that is a distance;
The pressure pulse waveform output from the maximum pressure detecting element and the distance from the maximum pressure detecting element are smaller than the first distance in a state where the pressing position of the pressure pulse wave sensor is controlled by the pressing position control means. Second correlation coefficient calculating means for calculating a second correlation coefficient with the pressure pulse waveform output from the second pressure detection element that is the second distance set to the distance;
The first correlation coefficient calculated by the first correlation coefficient calculating means is equal to or greater than a first reference value set in advance for determining an upper limit value of the pressing force allowed as the optimum pressing force. In addition, the second correlation coefficient calculated by the second correlation coefficient calculating means is equal to or greater than a second reference value set in advance for determining the lower limit value of the pressing force allowed as the optimum pressing force. A continuous blood pressure monitoring apparatus comprising: a pressing force correction unit that sequentially corrects the optimal pressing force determined by the optimal pressing force determination unit.
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