JP4441132B2 - 血圧モニタリング方法および装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、血圧をモニタリングするための方法および装置に関する。具体的には、そうした方法および装置は人体に対して非侵襲的であり、またその装置は好ましくは持ち運び可能である。
【0002】
【従来の技術】
シンガポールだけで、1時間に少なくとも1人が脳卒中にかかっている。その数は年々増加している。さらに、シンガポールにおける脳卒中による死亡は、1996年以来、全ての死亡原因の12%以上を占めている。これを心臓病と合わせると、1996年以来、全ての死亡原因の32%以上を占めており、結局、シンガポールにおける全ての死亡の3分の1以上をこれらが占めることになる。
【0003】
また、毎年約27000〜30000人の妊婦が無事に出産しているが、そのうち数千人の妊娠が子かん前症と呼ばれる病気を患っている。これは、母親が妊娠期間中に血圧の上昇を起こす病気である。血圧は前兆なく危険なレベルに上昇することがあり、これが母親に対して痙攣や脳損傷を引き起こしたり、赤ん坊の子宮内突然死を引き起こしたりする。子かん前症の罹患率および死亡率は、患者の血圧レベルおよびそのコントロールに直接関係している。
【0004】
上記3つの主要な病気に共通する中心事象は、血圧である。実際、脳卒中や心臓発作の多くの症例において、破滅的一撃の前には、血圧が突然危険なレベルに上昇する過程を最後に経るのが普通である。それゆえ、この最後の過程における血圧のさらなる上昇または下降を検出し防止することが、脳卒中、心臓発作および子かんを予防し患者数を減らす鍵を握っている。
【0005】
現在、上記の病気を病む患者は、外来患者または入院患者のいずれかとして、病院でモニタリングされている。大多数の患者は外来患者である。月に1回または2週間に1回、患者が医師を訪れた際に、カフ血圧計を用いて血圧値を得ている。これには閉塞法が使用されており、すなわち、空気をカフに圧入して動脈を閉塞させ、次いで徐々に空気を放出することにより血液が最終的に抵抗に打ち勝って流れるようにしている。流れの撹乱をこうして作り出し、それを医師が聴き取ることによりピックアップするのである。そして、血圧を記録する。市場で入手可能な自動モニタリング装置は、そのほとんど全てが閉塞法を使用しており、聴診との違いは、撹乱をさまざまな方法で、たとえばマイクロフォンを介して、ピックアップする点にある。換言すれば、読みの数は動脈が閉塞される回数に完全に依存しており、これは手動であろうと電子的にプリセットするものであろうと変わらない。したがって、このようなモニタリングは、拍動ごとの読みを有するという意味での連続的なものではない。
【0006】
さらに悪いことに、医師が自分の診察において正常すなわち「良好」な血圧であると診断した時は、通常、常に次の3つの仮定をするのである。
1.前回の検査の時以来、患者の血圧は「良好」に違いない。
2.次回の検査の時まで、血圧は「良好」であろう。
3.したがって患者は、子かん前症の場合のような、脳卒中、心臓発作またはけいれんを起こさないであろう。
【0007】
不幸にも、前記に明らかにしたように、これらの仮定は真実とはほど遠い。したがって、人の血圧を連続してモニタリングし、適切な時に警報を鳴らして破滅的事態を防ぐようにして、血圧/脈拍の突然の変化という「最後の過程」をとらえることができるようにすることは、有益であると思われる。
【0008】
連続して血圧をモニタリングする1つの方法は、米国特許第5485848号に提案されている。この特許は、ユーザの動脈血圧をモニタリングするための、非侵襲的かつ非貫入的で持ち運び可能な装置を開示する、と主張している。しかし、この装置は、ストラップ張力を一定にすることにより公称またはベース圧力を一定にする必要がある、という欠点をもっている。また較正もユーザに特異的である。そして、較正機能が働くようにベース圧力は一定に維持できる、と仮定されている。記載された方法により、動く手首のベース圧力を固定することは実際には不可能である。せいぜい、圧力を一定に保つのではなく、ストラップの一周長さを一定に保つにすぎない。ストラップの一周長さを一定にすれば、手の動きや位置の変化によって圧力変化は一層大きくなる。したがって、手首の位置を変えてはならない。実際には、手首圧力やセンサ位置のわずかの変化が読みにかなりの影響を与えるため、圧力を一定に保つのは難しい。さらに、較正は読みの外挿および内挿を含む。それゆえ、直線的関係が存在しなくてはならないが、ユーザの状態が一様でなければそのような関係は存在しないから、ユーザの状態は一様でなければならない。血圧を計算するための記載された式によれば、圧電膜トランスデューサで検知された圧力は、接触面積、動脈からの距離および信号源に依存する。しかしながら、これらのファクタは、記載された装置では実際には固定できないものである。
【0009】
モニタリングに連続性をもたらすためには、動脈内モニタリングのように、血圧を拍動ごとに計測しなければならない。
【0010】
血圧データは、時計による計時機能と一体化されるべきである。そうすれば、ある期間にわたって観察され記録された血圧の傾向またはパターンについて、意味のある解釈ができる。ある期間にわたるデータをダウンロードすることは、装着者の死という不運な事態において重要となることがあろう。
【0011】
同様に、センサによるデータの収集においては、センサの位置およびセンサの固定を考慮しなければならない。心臓の全ての拍動から正確にデータを収集するためには、センサコンパートメントは、手首を異なる位置に置いても、信頼性のあるデータを得ることができなくてはならない。従来技術においては、手をある位置に固定すなわち拘束しなければ、信頼性のあるデータを収集することができなかった。従来技術では、ストラップ圧を上げることにより、ストラップの動きを克服することを試みるかもしれない。しかしながら、静脈を強く圧迫すれば、ほんの数分でその末端側の手に深刻なうっ血を引き起こすため、通常、これは実際的でないばかりでなく望ましくない。これは、麻痺あるいはさらなる医療合併症を引き起こす惧れがある。
【0012】
手根トンネルの正中神経が圧迫されると、数分で指の麻痺が生ずる。そうなると手または指がむくみ、さらにうっ血を生ずる。これは、信号に大きく影響するだけでなく、装着者にとって有害でもある。それゆえ、長期間にわたって装着しても快適であり、手や手首の自然な動きが許されるようにセンサを所定位置に保持し、しかもデータを正確に収集するようなストラップシステムを設計することが要求されることになる。
【0013】
手首モニタの装着および較正は簡単で使いやすくなければならず、そうでなくては医療訓練を受けていない人にとって価値があることにはならない。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
こうした医療的背景および臨床的欠陥に対し、本発明は、動脈血圧の連続的かつ非侵襲的なモニタリングのための改善された装置および方法を提供することを課題とする。そのような装置は、好ましくは、ユーザの血圧の有害な上昇または下降を、ユーザに警告できるようなものであるべきである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明の1つの局面によれば、ユーザの動脈血圧を連続的にモニタリングするための装置であって、
動脈に隣接する位置でユーザの体の外表面と接触することにより、前記血圧を連続的に検出して血圧を表す信号を生成するセンサ手段と、
前記位置において、センサ手段をユーザの体と動作可能に接触させた状態で、しっかりと保持する取り付け手段と、
センサ手段により生成された前記信号を解釈して、実際の動脈血圧を求めるマイクロプロセッサ手段とを含み、
センサ手段が、血圧変化を検出して伝達する突起部を含み、突起部が、前記位置で動脈の少なくとも部分的な閉塞を起こさせるように構成された装置が提供される。
【0016】
本発明の好ましい実施形態においては、取り付け手段は、突起部をユーザの体の表面に突き刺さずに押し込むことにより、突起部が動脈に隣接する位置で動作可能に接触するように構成される。
【0017】
また、本発明の好ましい実施形態においては、センサ手段はトランスデューサを含み、検出された血圧変化をセンサ手段の突起部がトランスデューサに伝達するように構成される。センサ手段の突起部は、好ましくは、トランスデューサに接続されたドーム形のプランジャである。
【0018】
本発明の他の局面によれば、ユーザの動脈血圧を連続的にモニタリングする方法であって、
動脈に隣接する位置でユーザの体の外表面と接触することにより、前記血圧を連続的に検出して血圧を表す信号を生成するセンサ手段を用意するステップと、
前記位置において、センサ手段が動脈の少なくとも部分的な閉塞を起こすように、センサ手段をユーザの体に動作可能に接触させておくステップと、
センサ手段により生成された信号を解釈するように構成されたマイクロプロセッサ手段を用いて、センサ手段により検出された実際の動脈血圧を計算するステップとを含む方法が提供される。
【0019】
本発明の好ましい実施形態においては、センサ手段をユーザの体に動作可能に接触させておくステップが、センサ手段の突起部をユーザの体の表面に突き刺さずに押し込むステップを含む。
【0020】
また、本発明の好ましい実施形態においては、センサ手段をユーザの体に動作可能に接触させておくステップが、ストラップのような取り付け手段によりセンサ手段を前記位置にしっかりと保持するステップを含む。
【0021】
本発明の最も好ましい実施形態に従って血圧モニタリング装置を開発するにあたっては、種々の設計上の要請を満足すべきことを考慮しなければならない。真に効果的な連続血圧モニタリング装置は、以下の基本的必要条件を満足すべきである。
1.携帯性。
2.連続性。
3.較正およびデータ収集の正確性、ならびに日常の活動を妨げることなく自然な環境で機能できること。
4.操作が容易で、装置を操作するのに医療訓練を受けた職員が必要ないこと。
5.他の医療合併症を引き起こしてはならないこと。
6.収集されたデータを管理するために、好ましくは、通信ツールとしても使用できること。
【0022】
以降において、添付の図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。添付の図面は、本発明の1つの特に好ましい実施形態を例示するものである。図面および関連する説明における具体的な特定は、本発明を広く特定するための一般性を放棄するものではないと理解されたい。
【0023】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施形態によれば、装置の設計にはいくつかの主要なコンポーネントが必要である。それらは、血圧を計測するセンサシステム、動脈に対してセンサを固定するストラップシステム、ならびに較正等の目的でインタフェースを介する情報転送を行うための時計ヘッドである。
【0024】
血圧の計測
本発明の構成の背景をなす原理は、血圧の動脈内計測を模擬することである。この血圧計測の動脈内方法は、現在、人の体にとって侵襲的である。
【0025】
図1は、従来技術の動脈内血圧モニタリング装置1の説明図である。動脈内血圧モニタリング装置1は、一般に、患者の手首7のとう骨動脈6に挿入される動脈内カニューレ2を有する。図1から明らかなように、とう骨動脈6は、とう骨8に隣接する。動脈内カニューレ2は、液体カラムを含む液体インタフェース3につながっている。液体インタフェース3は、チューブでマイクロプロセッサおよびセンサユニット4につながっている。マイクロプロセッサおよびセンサユニット4は、とう骨動脈6の血圧変化を検出し、この情報は圧力表示ユニット5に伝達される。
【0026】
動脈内血圧計測装置1において、とう骨動脈6の血圧は、誘導カニューレ2内の血液カラムにより拍動ごとに検知される。この拍動ごとの変化は液体カラムに作用し、液体カラムは圧縮性がないため当該圧力変化をマイクロプロセッサに忠実に伝える。信号の電子的な変化は次いでディジタル形式に変換され、ディスプレイ5のグラフ上に表示される。収縮期圧は心臓がポンピングする時の圧力であり、拡張期圧はカラムが静止している時の圧力である。
【0027】
動脈内血圧モニタリング装置1の主要な欠点は、それが侵襲的であることである。動脈内カニューレ2を皮膚9および動脈6に挿入する時、患者は不快感および苦痛を感じる。また、装置1は持ち運び可能でないため、通常は病院内でのみ使用される。日常活動を普通に行っている人の血圧を連続的にモニタリングすることはできない。手首の動きがある状態では動脈内計測を行うことはできないのである。それゆえ、手術中のように、手首全体を固定しなければならない。
【0028】
本発明の設計においては、動脈内カニューレ2との原理的類似性を持たせるため、ストラップ、センサおよび時計ヘッドを含むシステム全体を一緒に考えなければならない。
【0029】
センサシステムのコンポーネント
図2は、本発明の好ましい実施形態に従ったセンサ10を横から見たものである。センサ10は、ダイアフラム14上に働く圧力変化に応じた電圧出力を生成するトランスデューサ12を含む。プランジャ16は、トランスデューサ12のダイアフラム14の隣に固着される。
【0030】
プランジャ16は、特別に設計された、金属製の半球状部品である。プランジャ16は、トランスデューサ12のダイアフラム14上に位置し、実質的にトランスデューサ12のベース部を覆うのが好ましい。プランジャ16の目的は、ダイアフラム14に静止(ベース)重量を与えて一定の値を得ることである。またプランジャ16は、手首に押し込まれて部分的にとう骨動脈を閉塞する。有利なことに、ピックアップされるとう骨動脈20の脈動は、装着者の手の位置がいろいろと変わっても伝達可能である。
【0031】
ダイアフラム14とプランジャ16の間にはゲル層18が存在し、不自然な動きによる妨害や急激な変化がとり除かれる。また、ゲル層18はノイズ比を減衰させる。プランジャの深さは、多くの通常の手首24に対してストラップを快適に装着した時に、プランジャがとう骨動脈20の直径のせいぜい半分を閉塞するように、特別に設計される。このことにより動脈の脈動を十分かつ忠実に伝達することが可能となり、動脈壁の拡張、流れの攪乱、動脈壁に沿って心臓から伝わってくる振動なども伝達されることになる。
【0032】
図3は、図2のセンサを横から見たものであり、センサは装着者の手首24に取り付けられ、とう骨動脈20に隣接しているため、とう骨動脈を部分的に閉塞している。図4は、ユーザが手を曲げた時における、とう骨動脈に隣接しておかれたセンサ10の様子を示す説明図である。
【0033】
説明図は、センサ10がとう骨動脈20に隣接しておかれるのが好ましいことを示している。手首24のとう骨動脈20を選んだ理由は、第1に、その背面側がとう骨22上に位置しているからである。とう骨は硬く、また軟組織におけるような補償を全く考慮する必要がないため、感受すべき脈動を十分に伝達することができる。センサシステム10は時計ストラップおよび時計ヘッドとともに、1つの動いたり伸びたりしないユニットとして、垂直方向に固定される。こうしてプランジャ16は、動脈内カニューレ2あるいは液体カラム3と同様に振る舞う。プランジャ16およびダイアフラム14が脈動のたびに動く唯一のユニットであるため、動脈圧は心拍がとう骨動脈に達するたびに1つの波形として正確にピックアップされる。それにしても、このシステムは侵襲的である必要がなく、しかも持ち運び可能であるということが、有利な点である。
【0034】
以下の理由により、センサシステムの機能が改善される。
1.変動幅0mmHg〜300mmHgの圧力において、ダイアフラムの変位は圧力変動に対して直線的関係をなす。そのような関係式のもとでのセンサの電圧変化の範囲は、信号の増幅後において0.5V〜4Vである。
2.半球状プランジャ16を採用したことにより、手首の位置をいろいろと変えても忠実な伝達が行われる。
3.このシステムでは、ストラップ圧力を固定する必要がない。ソフトウェアプログラムで較正と血圧値の計算をするため、このシステムの役割は主として動脈内の圧力波形をピックアップすることである。
【0035】
ストラップシステム
図5は、腕時計(ウォッチ)の形に好ましく具体化された、本発明のポータブル型血圧モニタリング装置の斜視図であり、センサの位置と湾曲したストラップの断面も示されている。
【0036】
ウォッチ26は、ウォッチヘッド/フェース28と、液晶ディスプレイ上の設定を調整するボタン29とを有する。2本のウォッチストラップがついているので、それぞれ便宜上、とう骨ストラップ30および尺骨ストラップ32と呼ぶことにする。センサ10は、好ましくは、とう骨ストラップ30上に位置する。ウォッチヘッド28とセンサの間では、とう骨ストラップ30はほぼ平坦な面形状34を有する。とう骨ストラップ30は、センサ10を搭載した位置の先では、全体的に湾曲した面形状36を有する。
【0037】
図6は、手首に血圧モニタリング装置を装着した状態を示す図であり、とう骨ストラップ30の一部が湾曲していることが示されている。図7は、図6に示す手を、図6に示すAの方向から見たものである。
【0038】
手首24の曲げ伸ばしを考慮しなくてはならない。ストラップ30および32あるいは動脈に当接するセンサ10の押圧力の変化に影響を与える動きは、主として曲げ、すなわち、手首24の前方向への曲げである。硬くて剛性のある従来技術のストラップが補償していないのは、この動きである。ストラップの周長が固定されているときには、ストラップ30および32の押圧力の変化が大きいことがある。こうした動きは、一時的にセンサ10を皮膚から離してしまうことさえある。こうした曲げを許容するために、尺骨ストラップ32およびとう骨ストラップ30の両方について、さらなる特徴が施されている。これは、両方のストラップにおいて、ウォッチヘッドから約3cmのところで、ストラップをわずかにへこませることである(図5、6および7を参照)。この特徴により、手首24の曲げ伸ばしによる位置の変化がうまく補償され、ウォッチ26あるいはセンサ10の位置を相対的に一定に保つことができる。
【0039】
センサ10の圧電抵抗ダイによりピックアップされた電圧変化は、ポリウレタン樹脂材料で作られたとう骨ストラップ30の2つの層の間に埋め込まれた4本のケーブル38を介してウォッチヘッド28に伝達される。ケーブルは、とう骨ストラップ30の射出成形の間に埋め込まれる。
【0040】
手首が動いても、とう骨動脈上にセンサシステムを固定し続けるために、発明者は3点固定システムを工夫した。
【0041】
第1に、ウォッチヘッド28の裏側は湾曲した表面をもち、好ましくは人の手首にぴったりとはまるようにへこんでいる。図8は、ウォッチヘッド28を横から見たものであり、ウォッチヘッド28の下面40、とう骨ストラップ30および尺骨ストラップ32を固定点とする、ウォッチ26の3点固定の原理を示す。これにより主としてウォッチヘッド28の位置が安定する。柔軟なゴム材料でできた帯状のシート42が、ウォッチ26の湾曲した下面40の外周近くに取り付けられている。ウォッチヘッド28をそっと押すことにより吸引圧が生じ、ゴム吸引カップと同様にしてウォッチヘッド28を手首24上に配置する。
【0042】
第2に、ウォッチのストラップは、とう骨ストラップ30および尺骨ストラップ32から成り、それぞれが固定点として働く。図9は、ここで説明している形態のウォッチ26のとう骨ストラップ30を上から見たものであり、ウォッチヘッド/フェース28に対するセンサ10の位置を示している。また図10は、図9に示すウォッチ26を、図9に示すBの位置から見たところを示す。
【0043】
とう骨ストラップ30は、トランスデューサ12、ダイアフラム14、ゲル18および半球状プランジャ16を含むセンサ10を収容する。プランジャ16の半球状突起は、とう骨動脈20に隣接する。とう骨動脈20に隣接するプランジャ16のこの位置は、圧力変化を検出するために、相対的に一定に保たれなければならない。このため、円形帯状の貼着パッド44がプランジャ16を取り囲んで設けられている。とう骨動脈20の位置がわかったら、プランジャ16をその位置の真上に配置し、確実かつ穏やかな圧力を加えてセンサの位置を固定する。
【0044】
尺骨ストラップ32は、伸びずに柔らかく、しかし強いナイロン材料で作られており、手首にぴったりと付着する。肌の上を簡単には動かないようなものである。尺骨ストラップ32は、快適だがしっかりした張力で、最後に固定する。ベルクロ材料でできた部分(図5では33として示される)を用いて、とう骨ストラップ30を尺骨ストラップ32に貼着してもよい。
【0045】
好ましい実施形態についての上記の説明によれば、血圧モニタリング装置を装着するステップは、以下の通りである。
1.とう骨動脈20の位置を見つける。
2.センサ10をその位置の真上に配置する。
3.しっかりと押さえて貼着パッド44を保持する。
4.ウォッチヘッド28の手首24の外側に配置する。
5.しっかりと押さえて吸引効果を生じさせる。
6.ベルクロストラップ33(尺骨ストラップ32およびとう骨ストラップ30上にある)を快適な張力で締める。
【0046】
データ収集
図11は、上述の実施形態によるセンサ10に圧力を加えたときに、その圧力に応じてセンサ10により生成された電圧出力を示すサンプルグラフである。上述したように、センサはトランスデューサ12を含む。トランスデューサは、加えた圧力の大きさに直接比例する電圧変化を生じ、図11に示すものと同様な直線のグラフを形成するものが好ましい。フォクスボロICT社製の1865型式(Foxboro/ICT Model 1865)トランスデューサは、好ましいものであることがわかった。
【0047】
センサシステム10を使用し、ウォッチヘッド28にマイクロプロセッサを内蔵させて、センサ10により生成された読みを計算したところ、装置のテストにおいて1秒当たり19個までの値が得られた。検出の間隔、すなわち、1秒当たりの測定値の数を変えることにより、発明者は、1秒当たり10個の読みで最適な波形を得ることができた。従来のドプラー装置を同時に使用して読みを比較したところ、これらの波形は心臓の収縮/拡張周期に対応することがわかった。
【0048】
図12は、6秒間にわたってとられた、装着者の血圧のセンサによる読みを示すサンプルチャートである。6個の収縮期圧および6個の拡張期圧の値が示されている。収縮期圧および拡張期圧の読みは、以下に述べる較正手順において平均化される。
【0049】
較正
図13は、血圧モニタリング装置(ウォッチ26)の較正のために、自動較正器50を接続した様子を示す斜視図である。
【0050】
自動較正器50は、従来の閉塞法を用いて血圧の絶対値を与えるように設計された。概要を述べると、別の血圧計測装置(リストバンド)52を手首24のウォッチ26の隣に巻き付ける。リストバンド52はカフシステムを採用し、自動的に膨らんで血圧モニタリング装置(ウォッチ26)の基準値となる絶対血圧を計測する。
【0051】
前記自動較正器50は、リストバンドで読みとったデータを液晶ディスプレイに示す代わりに、これを不図示のマイクロプロセッサにより即座に処理し、3ピン出力端子54を介してウォッチ26にダウンロードすることによりシステムの較正を行ってもよい。
【0052】
手首レベルで設定された、電子的に動作するカフ型非連続血圧モニタは、既に市場で入手可能である。本発明者は、ウォッチヘッド28に収縮期圧および拡張期圧の読みをダウンロードするためのソフトウェアプログラムおよびマイクロプロセッサを設計した。較正器50が収縮期圧および拡張期圧の読みをとるのと同時並行的に、ウォッチ26のセンサ10が最後の6秒間の血圧の読みおよび波形をとる。上述したように、1秒当たり10個の読みが得られる。したがって、6秒間では60個の読みが得られる。図12に、サンプル波形を示す。精度を上げるために、サンプリング後にピークの読み(収縮期圧)の平均を計算する。サンプリングには、期待する波形に対応しない(たとえば、筋肉収縮は鋭く、対称的な形状を持つピークを生成する)読みを取り除くステップも含まれる。同じようにして、谷の読み(拡張期圧)の平均も計算する。収縮期圧および拡張期圧の読みの平均値を、それぞれ自動較正器50からの収縮期圧および拡張期圧の読みと比較することにより、電圧レベルに関するセンサの読みに対して絶対値を割り当てる。次いで、この割り当て結果の妥当性を、センサ10の特性により決まってくる電圧変化と圧力との間の直線的関係(直線的関係を示すチャートは図11に示される)をガイドとして用いたソフトウェアプログラムにより確認する。
【0053】
ここで較正器50を取り外すことができ、連続血圧モニタリングが始まる。いつどんな時でも、血圧の値をチェックしたり、較正器50により確認することができる(較正の読みをウォッチヘッド28上に表示するようにしてもよい)。これは、たとえば、血圧が所定の範囲から外れたり、事前に設定した値に達した時に、警報が鳴るようにすると有用である。
【0054】
2つの収縮期圧または2つの拡張期圧の間の時間間隔を60秒で割ることにより、簡単に脈拍速度を計算することもできる。この値は拍動ごとの心拍速度を与えるから、ある期間にわたるデータが得られれば心拍の規則性が確認できる。
【0055】
較正ステップ
図14は、較正手順に含まれるステップを要約するフローチャートである。手短に言えば、以下のステップから成る。
1.手首を中立位置に置き、ウォッチに隣接して自動較正器を装着する。
2.物理インタフェースを介してウォッチに較正器を接続する。
3.較正器の電源を入れ、カフを自動的に膨張および収縮させ、それにより収縮期圧および拡張期圧の読みを得る。これらの読みをウォッチヘッドに表示させ、絶対値をセンサの読みに割り当てる。
4.較正が完了したら自動較正器を取り外す。
【0056】
データの採取および記憶
データの採取および記憶の主な目的は、所定の期間において、傾向を見出し、血圧変化の危険点を決定できることである。データは、印刷してもよいし、あるいは、その期間の間、記憶装置にダウンロードしてもよい。血圧の読みは時間と関係づけた形でウォッチメモリモジュールに記憶されるため、一定期間にわたる血圧変化の傾向をモニタすることができる。図15は、血圧の読みを得ることに関連するステップを要約したフローチャートである。
【0057】
通信ツール
ウォッチは、パーソナルコンピュータに接続してデータをダウンロードさせたり、プリンタに接続してデータを印刷させることができる。図16は、本発明のデータ伝達および通信の局面に関連するステップを要約したフローチャートである。ウォッチは、RS232、ユニバーサルシリアルバス(USB)または他の同様なインタフェースを介する直接ケーブル接続によりパーソナルコンピュータに直接接続してもよいが、無線接続のためのブルートゥース装置に接続できることを予定している。
【0058】
警報の設定
多くの破滅的なできごとは、患者の血圧が突然急激に増加または減少する時におこると考えられる。このことは、一部の脳卒中患者に当てはまり、子かん前症患者についてはかなり確かである。連続モニタリングの目的は、第1に、血圧の状況を把握し、そのコントロールを助けることである。第2に、突然で急激な変化を検出する警報システムがあれば、場合によっては悲劇が防げるかもしれないということである。警報は、工場で事前設定してもよいし、個人で設定してもよい。また、複数の警報を、血圧や脈拍速度に対して設定してもよい。図17は、危険性のある血圧レベルを警告するために、ウォッチの警報を設定することに関連するステップを要約したフローチャートである。
【0059】
図18は、本発明の好ましい実施形態に従って設計された血圧モニタリング装置の概略ブロック図である。血圧の読み60はセンサ10で採取され、マイクロコントローラ/マイクロプロセッサ64で読み取ることができる値にまで増幅される。本装置とともに使用するのに適したマイクロコントローラ/マイクロプロセッサ64の例は、モトローラ(Motorola)68シリーズのマイクロプロセッサである。必要に応じて、当技術分野で慣用の温度センサを装置に組み込み、体温を読みとってその読みをマイクロコントローラ/マイクロプロセッサ64に送るようにしてもよい。そうした読みは、上述したように、記憶コンポーネント66に記憶させておくのが好ましい。マイクロコントローラ/マイクロプロセッサ64は、血圧、体温あるいは心拍アラームのような各種警報器68につないで、所定の値に達した時にユーザに警告を発するようにしてもよい。装置には電源から電力を供給する。読みは、リアルタイムで採取したものであれ、記憶コンポーネント66に記憶させたものであれ、パーソナルコンピュータ72または他の通信装置にダウンロードすることができる。
【0060】
図19は、図18に示す好ましい実施形態に従って設計された血圧モニタリング装置の概略回路図である。図は、装置の主要コンポーネント間の回路接続を示し、圧力センサ入力74、体温入力76、マイクロプロセッサ78、装置上に表示するための液晶表示モジュール80、EEPROM記憶部82、血圧アラーム84、トランシーバ86および電源88を含む。
【0061】
本発明の特定の実施形態を示して説明してきたが、当業者にとっては、本発明の変更および修正が、広い態様において、本発明から逸脱することなく行われうことが明白である。本発明の範囲は本明細書において説明された特定の実施形態および特定の構成に制限されるものではなく、添付する特許請求の範囲の記載およびそれと均等な範囲により規定されるべきである。したがって、添付する特許請求の範囲は、本発明の精神および範囲に入るすべての変更および修正を含むことを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術の動脈内血圧モニタリング装置の説明図である。
【図2】本発明の好ましい実施形態によるセンサの側面図である。
【図3】装着者の手首に使用され、装着者のとう骨動脈に隣接して配置され、とう骨動脈を部分的に閉塞させる、図2のセンサの側面図である。
【図4】ユーザの手が曲げられた時のとう骨動脈の隣に配置されたセンサの説明図である。
【図5】時計で好ましく具体化され、また、センサおよび湾曲したストラップの位置を断面で示す、本発明の持ち運び可能な血圧モニタリング装置の斜視図である。
【図6】血圧モニタリング装置が装着された手の説明図で、時計ストラップの一部が湾曲していることを示す説明図である。
【図7】図6の方向Aから見た図6の手の図である。
【図8】時計の3点固定原理を示し、時計ヘッドの下面の固定点、とう骨ストラップおよび尺骨ストラップを含む、時計ヘッドの側面図である。
【図9】時計面に関してセンサの位置を説明する、上述の実施形態の時計の1つのストラップの上面図である。
【図10】図9の位置Bから見た図9で説明された時計の側面図である。
【図11】センサに加えられた圧力に応じて、上述の実施形態によるセンサにより生成された電圧出力を示すサンプル図である。
【図12】6秒にわたって収集された装着者の血圧のセンサの読みを示すサンプル図である。
【図13】較正の目的で、血圧モニタリング装置に接続された自動較正器の斜視図である。
【図14】較正手順に含まれるステップを要約する流れ図である。
【図15】血圧の読みを収集する時に含まれるステップを要約する流れ図である。
【図16】本発明のデータの伝達および通信の態様に含まれるステップを要約する流れ図である。
【図17】時計に含まれる、危険な血圧レベルの可能性を警告するために、警報を鳴らすかどうかを判断するステップを要約する流れ図である。
【図18】本発明の好ましい実施形態により設計された血圧モニタリング装置の概略ブロック図である。
【図19】図18で示した好ましい実施形態により設計された血圧モニタリング装置の概略回路図である。
Claims (8)
- 生体の動脈血圧を連続的かつ非侵襲的にモニタリングするための装置であって、
検出した血圧に対応する電圧信号を生成するセンサ手段と、
加えられた圧力を該センサ手段の少なくとも一部に伝達することができる、突起部を有するプランジャと、
動脈の少なくとも部分的な閉塞を起こさせるように、該突起部を生体の手足上の所定の位置に当接させる手段と、
該センサ手段により生成された電圧信号を解釈して、実際の動脈血圧を求めるマイクロプロセッサ手段と、
該プランジャと該センサ手段の間に配置されたゲル層とを含み、
該ゲル層により不自然な動きによる妨害がとり除かれ、動脈の脈動が手足の動きに拘らず伝達されることを特徴とする装置。 - 該突起部がドーム形である、請求項1に記載の装置。
- 該突起部が半球状である、請求項2に記載の装置。
- 該突起部が実質的な剛性構造を有する、請求項1〜3のいずれかに記載の装置。
- 該プランジャが、加えられた圧力を該センサ手段の実質的にベース部全体に伝達することができる、請求項1〜4のいずれかに記載の装置。
- 生体に対する該センサ手段の動きを封じるための安定化パッドをさらに含む、請求項1〜5のいずれかに記載の装置。
- 該マイクロプロセッサが、装置の他のコンポーネントから離れており、該センサ手段により生成された電圧信号が、着脱可能なケーブルでマイクロプロセッサに送信される、請求項1〜6のいずれかに記載の装置。
- 該マイクロプロセッサが、装置の他のコンポーネントから離れており、該センサ手段により生成された電圧信号が、無線でマイクロプロセッサに送信される、請求項1〜7のいずれかに記載の装置。
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