JP5252520B2

JP5252520B2 - 隔離型検査用生体情報センサーおよび生体検査装置並びに生体検査方法

Info

Publication number: JP5252520B2
Application number: JP2006249927A
Authority: JP
Inventors: 茂庄司; 和男吉田
Original assignee: Yoshida Dental Mfg Co Ltd
Current assignee: Yoshida Dental Mfg Co Ltd
Priority date: 2006-09-14
Filing date: 2006-09-14
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2026-09-14
Also published as: JP2008067931A

Description

本発明は隔離型検査用生体情報センサーおよび該生体情報センサー搭載検査装置並びに生体検査方法に関するものである。

各種の生体検査、特に、隔離を必要とする生体検査、例えば磁気（核磁気共鳴）を使用するMRI検査、放射性アイソトープを使用するSPECT検査、陽電子を使用するPET検査、Ｘ線を使用するCT検査、多重検出器列を使用するMDCT検査、高エネルギー放射線治療、又は高気圧室内で行う高気圧酸素治療等には、検査者の安全を考慮する必要があるために、被検者を夫々隔離室内に収容して上述した検査や治療を行うようにしている。

この際、被検者は、隔離検査室内に一人となり、比較的長時間不動の姿勢を強いられ、さらに、装置や撮影の不安から精神状態が不安定になることが考えられ、容態が急変して生命にも危険が及ぶようになる場合が往々にして発生する。しかし、検査者は隔離室外の離れた位置にいるため、かかる被検者の容態変化に気付かないことが多い。

しかし、容態変化に気付いて検査を中断するにしても、容態変化に気付くまでに容態変化発生時からタイムラグがあり、検査室内に検査者が直ちに入るには強力な磁気やＸ線、或は放射性アイソトープ、陽電子の照射を解除する必要があり、更に時間がかかる。

また、被検者に生体情報センサーを付けるにしても生体情報センサーに金属部材が用いられていると、MRI装置では、高磁気中で使用できず、更にCT系装置では、生体情報センサーが放射能を浴びると、測定不良を起したり、人体に危険を及ぼして、繰り返し使用できなくなる等の欠点がある。

また、被検者の心拍状況を把握する装置としては特開2003-310584号（特許文献１）に記載されている装置が提案されている。しかし、この装置はMRI検査、SPECT検査、PET検査、CT検査、MDCT検査、高エネルギー放射線治療、高気圧酸素治療等、何らかの被検者隔離を必要とする装置には適用することができない。
特開2003-310584号公報特許第３２４２６３１号

本発明は上述した点に鑑みなされたもので、磁気、Ｘ線、ラジオアイソトープ等の放射線、高気圧下で行なわれる種々の被検者隔離を必要とする検査や治療に好適に用いられる隔離型検査用生体情報センサーおよび該センサー搭載生体検査装置を提供せんとするものである。

本発明隔離型検査用生体情報センサーは、検査ベッドの架台に設けられた複数の生体情報センサーパッドユニットと、被検者の生体情報を検知する複数の生体情報センサーと、上記生体情報センサーパッドユニットおよび生体情報センサー間を連結する複数のチューブと、前記生体情報センサーから得た生体情報を計測処理する生体情報処理部と備えるＸ線および／または磁気を使用する隔離型生体検査装置に用いる生体情報センサーにおいて、前記生体情報センサーパッドユニットは空気、水等の磁界に影響されない媒体の圧力変動に鋭敏な非磁性・Ｘ線透過材質により構成すると共に前記生体検査装置の隔離検査室内の検査ベッドに配置し、前記生体情報センサーおよび前記生体情報処理部は前記生体検査装置の隔離検査室外に配置し、さらに前記生体情報処理部は少なくとも生体情報センサーに接続された遅延補正回路を含み、前記チューブによって隔離検査室内の生体情報センサーパッドユニットと前記隔離検査室外の生体情報センサーおよび前記生体情報処理部とを連結するようにしたことを特徴とする。

前記チューブは生体情報を伝達するに充分な長さおよび直径を有し、且つ圧力変動を吸収しない材質で構成する。

前記生体情報は心拍（脈拍）、呼吸、体動とする。

前記生体情報センサーパッドユニットは放射線の影響を受け難い材質より成る生体情報センサーパットとする。

前記生体情報センサーパッドユニットは複数個を１枚の可撓性で硬質なシート上に並置し、既存の検査装置のベッド上に着脱自在に設置し得るようにする。

前記生体情報センサーパッドユニットおよび生体情報センサーは１対または複数個の対で構成し、これら対のうちの最適感度の少なくとも１対を選択して生体検査に使用する

本発明隔離型検査用生体情報センサーを使用する生体情報検査方法は、隔離型検査用生体情報を測定し、検査するに当たり、生体情報センサーから計測される生体情報を取得し、該取得した生体情報から被検者の安定状態、異常状態を把握し、異常状態発生時に警告を発して検査者に知らせるか、もしくは、検査装置を停止することを特徴とする。

本発明は、隔離型検査用生体情報センサーを使用して隔離型検査用生体情報を測定し、検査する生体情報検査装置において、生体情報センサーから計測される生体情報を取得する手段と、取得した情報から被検者の安定状態、異常状態を把握する手段と、異常状態発生時に警告を発して検査者に知らせる手段、もしくは、検査装置を停止する手段とを具えることを特徴とする。

通常MRI撮影を行う場合、被検者は隔離撮影室内に一人となり、さらに装置や撮影の不安から被検者の精神状態が不安定になることが考えられ、また、撮影室内で被検者の状態が急変してしまうことがあるが、本発明によれば、生体情報センサーからの情報により、いち早く被検者の状態を把握することができる。

隔離型検査用生体情報を測定し、検査するに当たり、生体情報センサーから計測される生体情報を取得する手段と、取得した情報から被検者の安定状態、異常状態を把握する手段と、異常状態発生時に警告を発して検査者に知らせる手段、もしくは、検査装置を停止する手段とを具える。

本発明隔離型検査用生体情報センサーはMRI装置を例に取って説明する。図１に示すように、MRI装置は磁界を発生する円筒状コイル装置１と、検査ベッド２上に装着され、コイル装置１の円筒内に挿脱自在に設けられた被検者３の摺動自在の架台４とを備える。

図２に示すように、本発明隔離型検査用生体情報センサーを備える生体情報検査装置は、架台４の表面上または内部に設けられた複数個の生体情報センサーパッドユニット５と、被検者３の生体情報、即ち、心拍（脈拍）、呼吸、体動を感知する複数個の生体情報センサー６と、前記生体情報センサーパッドユニット５および生体情報センサー６間を連結する複数個のチューブ７と、これら生体情報センサー６に接続された複数個の遅延補正回路８と、該遅延補正回路８の出力側に接続され生体情報センサー選択回路９と、その出力側に接続された生体情報計測回路１０と、該生体情報計測回路１０の一方の出力側に設けられた基準値設定回路１１と、該基準値設定回路１１の出力側に接続された異常検出回路１２とを備え、該異常検出回路１２には変化量比較回路１３を設け、該変化量比較回路１３はその一方の入力端子を前記基準値設定回路１１の出力端子に接続し、他方の入力端子を前記生体情報計測回路１０の他方の出力端子に接続する。

変化量比較回路１３は基準値設定回路１１で設定された被検者の生体情報の基準値と、生体情報計測回路１０から時々刻々到来する計測情報とを比較し、その変化量が＜１、＝１、＞１の場合を検知して、被検者の状態が正常、異常、危険であるか否かを判定するものである。

更に前記異常検出回路１２は３つの出力端子を有し、その第１の出力端子は正常信号を発生して検査を継続し、第２の出力端子は検出された異常信号のうちの比較的値の小さな信号を発生し、これを警報装置１４に供給して、例えば音声または光により検査技師または医師等の検査者に被検者の異常状態発生を知らせて、注意を促し、何等かの処置を施した後検査継続の可否を判断し、第３の出力端子は検出された異常信号のうちの比較的値の大きな信号を発生し、これにより急激に変化する被検者の異常状態を感知し、これを緊急停止信号としてMRI制御部１５に供給し、MRI装置の作動を緊急中断し、この場合も被検者に何等かの処置を施した後検査継続の可否を判断し、継続不可の場合には検査を停止させるようにする。

本発明では、かかる隔離型検査用生体情報センサーを備える生体情報検査装置の複数個の生体情報センサーパッドユニット５および前記チューブ７の一部分のみを隔離検査室、本例ではMRI検査室（シールドルーム）１６内に配置し、その他の構成部分の生体情報処理部１７はその全部をMRI検査室１６の外部に配設するようにしている。即ち、前記チューブ７の他の部分および生体情報センサー６はMRI検査室１６の外部に配設し、本例では、生体情報センサー６を、図２に示すように、生体情報処理部１７内に配置するようにしている。従って、検査技師または医師等の検査者が磁気の影響、または放射線の影響を受けることはない。

また、前記チューブ７は圧力変動を吸収しない硬度を有する材質のものを使用する。

更に、センサー６としては例えば無指向性マイクロフォンまたは圧力センサーを使用することができる。

前記生体情報センサーパッドユニット５としては特許第３２４２６３１号に開示されている空気袋センサー部、特に、ゴムまたはプラスチック類より成る非磁性・Ｘ線透過材質の空気袋を用いることができる。

遅延補正回路８は種々の生体情報センサー６の出力信号にばらつきが存在する場合にこれら出力信号が生体情報センサー選択回路９にほぼ同時に到達し得るように時間調整をするものである。
また、生体情報の実際のデータと一致させるために距離による遅延を補正するものである。

次に、図３のフローチャートを参照して、本発明生体情報検査装置の作動を説明する。

被検者３をＭＲＩ検査室（シールドルーム）１６内の検査ベッド２の架台３上に設置された生体情報センサーパッドユニット５上に固定させ（ステップS1）, 検査技師または医師等の検査者はＭＲＩ検査室（シールドルーム）１６の外に出て生体情報の計測開始スイッチをon状態にする（ステップS2）。この時点で何等かの事情があり、検査者が再びＭＲＩ検査室（シールドルーム）１６内に入る必要がある場合には計測開始スイッチをoff状態にする。計測開始スイッチをon状態にする場合には、生体情報センサーからの信号を観察して最高の安定した信号変化を呈するセンサーパッドユニットを少なくとも１つ選択する（ステップS3）。また、センサーパッドユニットを２つ以上選択することも可能である。

次いで、ステップS4で生体情報を計測し、被検者３の正常状態にある安定した計測値を基準値と設定し（ステップS5）、ステップS6の比較回路の一方の入力端子に供給し、その他方の入力端子にはステップS4から時々刻々計測されてくる生体情報を直接供給し、その大きさを比較し、判定I（ステップS8）に供給し、ここで比較値が１よりも小さい（＜１）か、１に等しい（＝１）か、或は１よりも大きい（＞１）かを判定する。また、この判定値としては、生体情報変化量を計測し、正常状態にある変化量基準値を設定し、その大きさを比較し、判定I（ステップS8）に供給することもできる。

上記判定が１よりも小さい（＜１）か、或は１に等しい（＝１）場合には、被検者の状態が正常であると判断して、ステップS4に戻り、生体情報計測を継続する。

上記判定が１よりも大きい（＞１）場合には、判定II（ステップS10）で判定値の大小を比較し、即ちステップS5からの被検者の測定基準値を基準として心拍の変動が±１０％あった場合には、判定値の判定が「中」であると判断し、即ち、異常発生と判断（ステップS11）して音声または光（ステップS12）により検査技師または医師等の検査者に警報し、検査者は被検者の状態を確認し、何等かの処置を施した後再計測の可否を判定し、計測が不可能な場合（No）には検査の一時中断或は中止を判断し、計測が可能な場合（Yes）には、再びステップS4に戻って計測を続行する(ステップS15)。

また、被検者の測定基準値を基準として心拍の変動が±３０％乃至５０％、或は、それ以上あった場合や、痙攣などの異常体動があった場合には、判定値の判定が「大」であると判断し、即ち、被検者の状態が危険であると判断してステップS13で緊急停止信号を発信し、MRI制御部１５を作動させて検査を一時中断し、検査者は被検者の状態を確認し、何等かの処置を施した後再計測の可否を判定し、計測が不可能な場合（No）には検査を中止と判断し、装置の電源をoff状態とし、計測が可能な場合（Yes）には再びステップS4に戻って計測を続行する（ステップS16）。

次に、図２に示す複数の生体情報センサーパッドユニット５の設置状態を図４、５、６につき説明する。
本発明では、複数の生体情報センサーパッドユニット５、例えば生体情報センサーパッドユニットA、B、C、Dを図示のように、即ち生体情報センサーパッドユニットAを被検者の胸部に配置し、生体情報センサーパッドユニットB、C、Dを被検者の臀部に配置し、図４の青年男子平均（1713mm）の場合には、生体情報センサーパッドユニットAとCとを選択して使用し、図５の高齢男子平均（1590mm）の場合には生体情報センサーパッドユニットAとCとを選択して使用し、１２歳男児平均（1498mm）の場合には生体情報センサーパッドユニットAとBとを選択して使用する。

本発明では、上記複数個のセンサーパッドユニット５はMRI装置の検査ベッド４上に並置して示したが、これらセンサーパッドユニット５は１枚の可撓性で硬質なシート上に図４、図５および図６に示すような位置に固着し既存のMRI装置またはCT装置等の検査ベッド上に簡単に着脱自在に設置することができ、極めて経済的である。

斯様に、本発明では４個の生体情報センサーパッドユニットを使用したが、胸部および臀部の生体情報センサーパッドユニットの使用個数を増やせば、幼児から高身長の青年男子まで、あらゆる身長の被検者に対し最適な生体情報センサーパッドユニットを選択して最適な生体情報を得ることができる。

また、最適な生体情報センサーを選択するに当たって、心拍（脈拍）、呼吸には或る一定の周波数があり、この周波数が良好かつ安定して感知できる生体情報センサーを使用するものとする。

上述したようにして、最適な生体情報センサーパッドユニットを選択して、上述した図２および図３につき説明した信号処理を行って、得た生体情報を図７および図８に示す。
図７および図８において、図７は被検者の正常時に得られた波形であり、図８は被検者の異常発生時に得られた波形である。図中、波形aは胸部生体情報センサーパッドユニットにおける心拍、波形bは胸部生体情報センサーパッドユニットにおける呼吸、波形cは臀部生体情報センサーパッドユニットにおける心拍、波形dは臀部生体情報センサーパッドユニットにおける呼吸を示す。
生体情報センサーパッドユニットが被検者に対して的確な位置（例えば胸部）に配置されていない場合には、図７に示すような被検者の正常時での胸部生体情報センサーパッドユニットにおける心拍波形aのような、データ（波形）を得ることはできない。

また、本発明は上述した例にのみ限定されるものではなく、図９に示すように、被検者の頭部を固定するU字状固定部内にも細分化された生体情報センサーパッドユニットを敷き詰め被検者の頭部を包囲して固定すれば、被検者の心拍（脈拍）を有効に読取ることができ、一層正確な生体情報を得ることができる。

本発明は上述した磁気（核磁気共鳴）を使用するMRI装置に限定されるものではなく、放射性アイソトープを使用するSPECT検査、陽電子を使用するPET検査、Ｘ線を使用するCT検査、多重検出器列を使用するMDCT検査、高エネルギー放射線治療、又は高気圧室内で行う高気圧酸素治療等に適用することができる。この場合には、使用する生体情報センサーパッドユニットの材料は使用媒体の放射線等の影響を受け難い材質のものを使用するものとする。

即ち、MRI検査室（シールドルーム）16内に設置するセンサーパッドユニット（空気袋）とチューブとは、その材質を非磁性材料とするため、MRI装置の磁気に対しては長期の使用に耐えることができるが、CT装置等の放射線に対しては放射能を少量ずつ蓄積して使用が不可能になる可能性があるため、例えば、人体に悪影響を及ぼさない程度の使用回数後、これらセンサーパッドユニット（空気袋）およびチューブのみを新規なものと交換する必要があるが、本発明によるこれらセンサーパッドユニット（空気袋）およびチューブは比較的廉価であるため、経済的採算は充分とれるものである。

本発明隔離型検査用生体情報センサーを搭載するMRI検査装置の構成を示す説明図である。本発明隔離型検査用生体情報センサー搭載検査装置の構成を示すブロック図である。本発明隔離型検査用生体情報センサー搭載検査装置における被検者の身体状態変化を検出するためのフローチャート図である。本発明隔離型検査用生体情報センサー搭載検査装置により検査する被検者に対する複数の生体情報センサーパッドユニットのベッド架台上における配置を示す説明図である。本発明隔離型検査用生体情報センサー搭載検査装置により検査する被検者に対する複数の生体情報センサーパッドユニットのベッド架台上における配置を示す説明図である。本発明隔離型検査用生体情報センサー搭載検査装置により検査する被検者に対する複数の生体情報センサーパッドユニットのベッド架台上における配置を示す説明図である。本発明隔離型検査用生体情報センサー搭載検査装置により検査する被検者の正常時に得られる生体情報を示す種々の波形図である。本発明隔離型検査用生体情報センサー搭載検査装置により検査する被検者の異常発生時に得られる生体情報を示す種々の波形図である。生体情報センサーパッドユニットの検査ベッドへの取付け状態を示す斜視図である。

符号の説明

１ MRI装置の磁界を発生する円筒状コイル装置
２検査ベッド
３被検者
４架台
５生体情報センサーパッドユニット
６生体情報センサー
７チューブ
８遅延補正回路
９生体情報センサー選択回路
１０生体情報計測回路
１１基準値設定回路
１２異常検出回路
１３変化量比較回路
１４警報装置
１５ MRI制御部
１６ MRI検査室（シールドルーム）
１７生体情報処理部

Claims

検査ベッドの架台に設けられた複数の生体情報センサーパッドユニットと、被検者の生体情報を検知する複数の生体情報センサーと、上記生体情報センサーパッドユニットおよび生体情報センサー間を連結する複数のチューブと、前記生体情報センサーから得た生体情報を計測処理する生体情報処理部と備えるＸ線および／または磁気を使用する隔離型生体検査装置に用いる生体情報センサーにおいて、前記生体情報センサーパッドユニットは空気、水等の磁界に影響されない媒体の圧力変動に鋭敏な非磁性・Ｘ線透過材質により構成すると共に前記生体検査装置の隔離検査室内の検査ベッドに配置し、前記生体情報センサーおよび前記生体情報処理部は前記生体検査装置の隔離検査室外に配置し、さらに前記生体情報処理部は少なくとも生体情報センサーに接続された遅延補正回路を含み、前記チューブによって隔離検査室内の生体情報センサーパッドユニットと前記隔離検査室外の生体情報センサーおよび前記生体情報処理部とを連結するようにしたことを特徴とする隔離型検査用生体情報センサー。
前記チューブは生体情報を伝達するに充分な長さおよび直径を有し、且つ圧力変動を吸収しない材質で構成することを特徴とする請求項１に記載の隔離型検査用生体情報センサー。
前記生体情報は心拍（脈拍）、呼吸、体動とすることを特徴とする請求項１に記載の隔離型検査用生体情報センサー。
前記生体情報センサーパッドユニットは放射線の影響を受け難い材質により構成することを特徴とする請求項１に記載の隔離型検査用生体情報センサー。
前記生体情報センサーパッドユニットは複数個を１枚の可撓性で硬質なシート上に並置し、既存の検査装置のベッド上に着脱自在に設置し得るようにしたことを特徴とする請求項１に記載の隔離型検査用生体情報センサー。
前記生体情報センサーパッドユニットおよび生体情報センサーより成る対を複数対用意し、これら対のうちの最適感度の少なくとも１対を選択して生体検査に使用することを特徴とする請求項１に記載の隔離型検査用生体情報センサー。
隔離型検査用生体情報を測定し、検査するに当たり、請求項１に記載の生体情報センサーを使用し、該生体情報センサーから計測される生体情報を取得し、該取得した情報から被検者の安定状態、異常状態を把握し、異常状態発生時に警告を発して検査者に知らせるか、もしくは、検査装置を停止することを特徴とする生体情報検査方法。
隔離型検査用生体情報を測定し、検査する装置において、請求項１に記載の生体情報センサーを使用し、該生体情報センサーから計測される生体情報を取得する手段と、該取得した情報から被検者の安定状態、異常状態を把握する手段と、異常状態発生時に警告を発して検査者に知らせる手段、もしくは、検査装置を停止する手段とを具えることを特徴とする生体情報検査装置。