JP4795731B2 - 血圧監視装置 - Google Patents
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Description
これは、生体の2点間を脈波が伝播するのに要する時間(脈波伝播時間)又は、この2点間の血管長を脈波伝播時間で割ることで得られる脈波伝播速度が、血圧値と相関を有することを利用したものである。そして、例えば脈波伝播時間を連続的に測定し、予め校正した係数を有する算出式に適用することで推定血圧値を連続的に算出し、その値を監視する(例えば特許文献1参照)。
図1は、本発明の実施形態に係る血圧監視装置としての生体情報モニタ装置の機能構成例を示すブロック図である。
図において、カフ10は帯状の形態を有し、ポンプ14による給排気により膨張と収縮を行うゴム嚢を内蔵する。カフ10は通常患者の四肢のいずれか、代表的には上腕部に装着される。圧力センサ12はカフ10内のゴム嚢内部に充たされた気体に加わる圧力の変化を検出し、圧力信号を電気信号に変換して制御部100へ出力する。
本実施形態の生体情報モニタ装置は、ECGと指尖容積脈波とを用いて脈波伝播速度を連続的に算出し、予め係数を構成した算出式を適用して推定血圧値を連続的に算出する点、また推定血圧値を用いてカフによる血圧測定の必要性を判定する点において従来技術と共通している。
まず、ステップS101で、ECGと脈波の取得を開始する。また、初期化処理として、カフを用いた血圧の初期測定と、加速度脈波パラメータの初期値及び推定血圧値の初期値を以下に説明する方法と同様にして算出し、記憶部90に記憶しておく。以降、加速度脈波の処理(ステップS111〜S115)と、脈波伝播速度に基づく血圧推定処理(ステップS121〜S125)とは並列に処理される。
D1(%)=1−{b/a(current)}/{b/a(ref)}×100
D2(%)=1−{d/a(current)}/{d/a(ref)}×100
とし、
|D1|>Thb (1a)
|D2|>Thd (1b)
のいずれか、あるいは両方、または予め定めた一方が満たされるかどうかにより、異常かどうかを調べることができる。ただし、b/aは中枢側の状態を表すパラメータであるため、少なくともb/aの値は考慮することが望ましい。ステップS115において、異常判定する対象のパラメータと、異常判定するための式、使用する閾値は予め定めておくものとするが、固定である必要はなく、随時変更可能であってよい。
また、変動量は比率(パーセンテージ)である必要はなく、差分であってもよい。
ステップS121では、心電図電極20により検出されるECGと、指センサ30が検出する指尖容積脈波とに基づいて、脈波伝播時間を算出する。より具体的には、制御部100は、ECGや指尖容積脈波に対して通常行われるノイズ除去や波形整形などの信号処理を行った後、両者の各心拍中の特徴点間の時間差を脈波伝播速度として算出する。この場合、ECGの特徴点としては例えばR波のピーク位置、指尖容積脈波の特徴点は例えば波形の立ち上がり位置とすることができる。また、上述したように、R波の出現から実際の脈波発生までには時間差(駆出前期間)が存在するため、特徴点間の時間差から、予め統計的に求めた駆出前期間に相当する時間を減じることで、補正を行うことも可能である。
すなわち、脈波伝播時間を、例えば特許文献1に示されるような、
推定血圧値=α×(脈波伝播時間[msec])+β (2)
(α、βは係数であり、α<0、β>0)
という式に適用することにより、推定血圧値を求める。
これら上限値、下限値又は変動量は、波形パラメータにおける閾値と同様、カフによる血圧測定値に対して固定的に設定されても良いし、測定値の具体的な値に応じて動的に変更するように構成してもよい。
ステップS130では、カフによる血圧測定を実行する条件が満たされたかどうか判定する。すなわち、
(1)所定期間継続して、脈波パラメータ及び推定血圧値の両方が異常であると判定された
(2)直近のカフによる血圧測定から予め定めた時間が経過した
のいずれかに該当するかどうかを判定する。
以後、監視の終了が指示されるまで上述の処理を繰り返す。
図4において、ESYSが脈波伝播時間に基づいて算出した推定血圧値、ISYSが観血的に測定した血圧値をそれぞれ示している。また、これら血圧値の上下に引かれた直線は、時刻t0、t1及びt2においてカフによる測定が行われたものとした場合の、カフ測定値から+20%の値と−20%の値を示している。
また、図4には、波形パラメータb/a及びd/aが閾値を超えたかどうかをそれぞれBPA_OVER及びDPA_OVERとして示している。
時刻t1を過ぎると、推定血圧値は下限値及び上限値を外れる期間があるが、波形パラメータはいずれも正常値であるため、やはりカフ起動は行われていない。しかし、その後、推定血圧値及び波形パラメータ(b/a)の両方が異常値を示すようになり、時刻t2でカフによる血圧測定が実行されている。ここで、(t1−t0)>(t2−t1)であり、時刻t2でのカフ起動は定期的な間隔よりも短い。
その後、時刻t2の後、しばらくの間波形パラメータ(b/a)が異常値を示しているが、推定血圧値は正常範囲内であるため、カフ起動は行われていない。
上述のように、カフによる血圧測定を行った結果が少なくとも定期的に得られる場合、この測定結果を基にして推定血圧値を求めるための算出式の校正(係数α、βの校正)を行うことができる。この際、上述した加速度脈波の波形パラメータの変動量を考慮することができる。
推定血圧値=α×(脈波伝播時間[msec])+β (2)
(α、βは係数であり、α<0、β>0)
と表すことができるが、これらの係数を実測値と推定値の差分(誤差)や、前回の実測値と今回の実測値との差に応じて校正することで、その後の処理において、より精度の高い推定血圧値を算出することが可能になる。
推定血圧値=(α+γ)×(脈波伝播時間[msec])+β (2’)
(α、β、γは係数であり、α<0、β>0)
とし、新たな係数γを導入する。係数γは係数αの補正項であり、加速度脈波から得られる波形パラメータの変動量に応じた値を有する。すなわち、加速度パラメータの波形パラメータの変動が大きい場合には、血管の機能的な変化が生じた可能性があるため、波形パラメータの変動が小さい場合よりも補正の程度を強めることが好ましいと考えられるからである。
<表1>
d αの補正量
30<d 再計算
20<d≦30 +10
10<d≦20 + 5
−10≦d≦10 0(補正なし)
−20≦d<−10 − 5
−30≦d<−20 −10
d<−30 再計算
ただし、dは(推定血圧値−実測値)又は(実測値(t-1)−実測値(t))[mmHg]である。
また、校正された係数αと実測値を用い、係数βも校正がなされる。
D(D1及び/又はD2) γ
30<D +3
20<D≦30 +2
10<D≦20 +1
−10≦D≦10 0
−20≦D<−10 −1
−30≦D<−20 −2
D<−30 −3
(差分で判定する場合)
|推定血圧値−実測値|>Th1
|実測値(t-1)−実測値(t)|>Th2
(変動比で判定する場合)
|(推定血圧値/実測値)−1|>Th3
|(実測値(t-1)/実測値(t))−1|>Th4
等の条件に基づいて、変動量が多い場合には校正が必要であると判定する。
校正の必要がない(推定血圧値の精度が十分である)と判定される場合には、処理を終了する。
Claims (9)
- 血圧測定指示に応答して血圧測定を行う血圧測定部と、
生体の所定部位における脈波を取得する脈波取得手段と、
前記所定部位における脈波と、心電図又は前記所定部位とは異なる部位で取得した脈波とから、脈波伝播時間を算出する脈波伝播時間算出手段と、
前記脈波伝播時間に基づいて推定血圧値を算出する推定血圧値算出手段と、
前記所定部位における脈波から加速度脈波を算出する加速度脈波算出手段と、
前記加速度脈波に含まれる波形から、収縮期前方成分に関するパラメータと、収縮期後方成分に関するパラメータの少なくとも一方を含む所定の波形パラメータを算出する波形パラメータ算出手段と、
前記推定血圧値と前記所定の波形パラメータの両方が異常である場合に、前記血圧測定指示を前記血圧測定部に与えて血圧測定を実施させる制御手段とを有することを特徴とする血圧監視装置。 - 前記所定の波形パラメータが、前記加速度脈波に含まれる特徴波形の波高比であることを特徴とする請求項1記載の血圧監視装置。
- 前記所定の波形パラメータが、前記加速度脈波に含まれるb波のa波に対する波高比と、d波のa波に対する波高比であることを特徴とする請求項2記載の血圧監視装置。
- 前記制御手段が、前記推定血圧値と前記所定の波形パラメータとの値とは無関係に、予め定められた所定時間経過毎に前記血圧測定部による血圧測定を実施させることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の血圧監視装置。
- 前記制御手段が、
前記所定のパラメータの値と予め定めた正常範囲とを比較して前記所定のパラメータが異常であるかどうかを判定し、
前記予め定めた正常範囲が、直近に前記血圧測定部により測定された血圧値に応じて決定されることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の血圧監視装置。 - 直近に前記血圧測定部により測定された血圧値が所定値以下の値である場合、前記所定値を上回る場合よりも前記正常範囲を規定する下限値を高く設定することを特徴とする請求項5記載の血圧監視装置。
- 前記血圧測定部が、連続的には測定が行えない方法により血圧測定を行うことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の血圧監視装置。
- 前記血圧測定部が、カフを用いたオシロメトリック法により血圧測定を行うことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の血圧監視装置。
- 前記脈波取得手段が、指尖容積脈波を取得することを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の血圧監視装置。
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