JP5592314B2 - 生体モニタリングシステムとプログラム - Google Patents

Description

本発明は、生体状態を監視するための生体モニタリングシステムに関する。

近年、長寿、高齢化による高齢者の増加に伴い高血圧症や虚血性心疾患などの疾患を持つ患者に対して各種の治療が行なわれる場合が増加している。このような患者に対して麻酔を伴う治療や長時間の治療を行なうと不測の事態が起こる可能性が高くなる。

そのため、例えば歯科治療において、麻酔を伴う場合、患者の安全性を確保するために患者の生体状態をモニタリングするシステムが開発されている（例えば非特許文献１）。

また、生体機能が正常に働いているか否かを自律神経の状態を観測することにより判定するモニタリングシステムも提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

この特許文献１には、医療行為等に際して、自律神経の活動度合いの経時的変化を検出し、患者の異常反応が予測される場合には警告を行なって治療行為を中止する生体モニタリング方法が開示されている。

しかし、このような従来の生体モニタリングシステムでは、患者の脈拍数や血圧値、自律神経活動度指標等の生体情報を一定時間間隔で測定して表示するだけのものであった。

また、上記の特許文献１では、自律神経活動度指標等の生体情報を得るために心電計等により心電データを測定する必要があり、監視対象の生体に電極を装着する等の手間がかかるという問題がある。

特開２００５−２６１７７７号公報

金子譲他１名編集,「計る、観る、読む モニタリングガイド」,医歯薬出版株式会社,２００４年１０月２０日

上述した従来の生体モニタリングシステムでは、心電データ等の測定が必要であるため生体情報の測定に手間が多く、生体の状態監視を簡便に行うことができないという問題点があった。

本発明の目的は、生体における脳貧血等の異常の発生を心電データ等の測定を必要とすることなく容易に検出することが可能な生体モニタリングシステムを提供することである。

［生体モニタリングシステム］
上記目的を達成するために、本発明の生体モニタリングシステムは、生体の脈拍数を測定する脈拍測定手段と、
生体情報を表示するための表示手段と、
前記脈拍測定手段により測定された脈拍数に基づいて、脈拍数変動係数を算出するＣＶＰＲ算出手段と、
前記ＣＶＰＲ算出手段により算出された脈拍数変動係数に基づいて生体の快適度合いを表示させ、前記脈拍測定手段により測定された脈拍数の過去所定回数における増減に基づいて生体の緊張度合いを表示させるよう前記表示手段を制御し、前記脈拍測定手段により測定された脈拍数が予め設定された回数以上連続して減少し、前記脈拍数変動係数が予め設定されたしきい値以上となった場合、生体に異常が発生する可能性がある旨を報知する制御手段とを有する。

本発明によれば、生体には脈拍測定手段のみを装着すれば良いため、心電計等を装着する場合と比較して簡便に生体の状態監視を行うことができるとともに、ＣＶＰＲの値と脈拍数が連続的に減少していることに基づいて生体に異常が発生する可能性がある旨を表示するようにしているので、単に脈拍数のみを監視する場合と比較してより高い精度で生体の状態を監視することができる。

また、本発明の他の生体モニタリングシステムは、脈拍測定手段により測定された生体の脈拍数を受け付ける受付手段と、
生体情報を表示するための表示手段と、
前記受付手段により受け付けられた脈拍数に基づいて、脈拍数変動係数を算出するＣＶＰＲ算出手段と、
前記ＣＶＰＲ算出手段により算出された脈拍数変動係数に基づいて生体の快適度合いを表示させ、前記受付手段により受け付けられた脈拍数の過去所定回数における増減に基づいて生体の緊張度合いを表示させるよう前記表示手段を制御し、前記受付手段により受け付けられた脈拍数が予め設定された回数以上連続して減少し、前記脈拍数変動係数が予め設定されたしきい値以上となった場合、生体に異常が発生する可能性がある旨を報知する制御手段とを有する。

[プログラム]
また、本発明のプログラムは、生体の脈拍数を測定するステップと、
測定された脈拍数に基づいて、脈拍数変動係数を算出するステップと、
算出された脈拍数変動係数に基づいて生体の快適度合いを表示し、測定された脈拍数の過去所定回数における増減に基づいて生体の緊張度合いを表示するステップと、
測定された脈拍数が予め設定された回数以上連続して減少し、前記脈拍数変動係数が予め設定されたしきい値以上となった場合、生体に異常が発生する可能性がある旨を報知するステップとをコンピュータに実行させる。

さらに、本発明の他のプログラムは、測定された生体の脈拍数を受け付けるステップと、
受け付けた脈拍数に基づいて、脈拍数変動係数を算出するステップと、
算出された脈拍数変動係数に基づいて生体の快適度合いを表示し、受け付けた脈拍数の過去所定回数における増減に基づいて生体の緊張度合いを表示するステップと、
受け付けた脈拍数が予め設定された回数以上連続して減少し、前記脈拍数変動係数が予め設定されたしきい値以上となった場合、生体に異常が発生する可能性がある旨を報知するステップとをコンピュータに実行させる。

以上説明したように、本発明によれば、生体における脳貧血等の異常の発生を心電データ等の測定を必要とすることなく容易に検出することができるという効果を得ることができる。

本発明の一実施形態の生体モニタリングシステムの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態の生体モニタリングシステムの動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態の生体モニタリングシステムにおける表示例を示す図である。 監視している生体に異常が発生した場合の実際のデータの一例を示す図である。 本発明の一実施形態の生体モニタリングシステムにおいて生体の異常を検出した場合の表示例を示す図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態の生体モニタリングシステムの構成を示すブロック図である。

本実施形態の生体モニタリングシステムは、図１に示されるように、パルスオキシメータ８と、生体の脈拍数（ＰＲ：Pulse Rate）を測定する脈拍測定器１２と、ＣＶＰＲ（Coefficient of Variation of Pulse Rate：脈拍数変動係数）算出部１３と、制御装置１８と、記憶装置２０と、生体情報を表示するための表示装置２２とから構成されている。

脈拍測定器１２は、生体（被測定者、患者）の指先に装着されたパルスオキシメータ８からの脈拍信号に基づいて脈拍数を測定する。なお、パルスオキシメータ８の代わりに、生体の橈骨動脈にから脈拍数を測定する圧力センサや、血圧測定の際に利用されるマンシェット（またはカフ）等からの脈拍信号を用いて脈拍数を測定するようにしても良い。

ＣＶＰＲ算出部１３は、脈拍測定器１２により測定された脈拍数に基づいてＣＶＰＲを算出する。

ＣＶＰＲとは、脈拍数（ＰＲ）のばらつき度合いを示す係数である。このＣＶＰＲは、具体的には、下記のような式により算出される。
ＣＶＰＲ＝脈拍数の標準偏差／脈拍数の平均値×１００（％）

ここで、脈拍数の標準偏差とは、例えば、３０秒間という所定期間や４０拍というような心拍の所定回数における脈拍数の標準偏差である。また、脈拍数の平均値とは、例えば、所定期間や心拍の所定回数における脈拍数の平均値である。

制御装置１８は、例えばコンピュータからなり、脈拍測定器１２やＣＶＰＲ算出部１３により得られた生体情報を処理し、この処理した情報を記憶装置２０に記憶し、あるいは表示装置２２に表示する。

具体的には、制御装置１８は、ＣＶＰＲ算出部１３により算出されたＣＶＰＲ（脈拍数変動係数）に基づいて生体の快適度合いを表示させ、脈拍測定器１２により測定された脈拍数の過去８拍における増減に基づいて生体の緊張度合いを表示させるよう表示装置２２を制御する。

そして、制御装置１８は、脈拍測定器１２により測定された脈拍数が８拍以上連続して減少し、ＣＶＰＲ算出部１３により算出されたＣＶＰＲが予め設定されたしきい値、例えば、７％以上となった場合、生体に脳貧血等の異常が発生する可能性がある旨を報知する。制御装置１８が生体に脳貧血等の異常が発生する可能性がある旨を報知する方法としては、アラームを鳴動させて警告を行うような方法や表示装置２２上に警告表示を行うような方法が考えられる。

次に、本実施形態の生体モニタリングシステムの動作を図２を参照して詳細に説明する。図２は、本実施形態の生体モニタリングシステムの動作を示したフローチャートである。

治療が開始され生体の状態監視がスタートすると、脈拍測定器１２も脈拍数の測定を開始する（ステップＳ１０１）。そして、脈拍が検出されると（ステップＳ１０１においてＹｅｓ）、制御装置１８では、過去８拍分の脈拍数の変化方向をカウントする（ステップＳ１０２）。

具体的には、制御装置１８は、最新の８拍の脈波数の値が、それぞれ、１拍前の脈拍数の値よりも増加しているのか減少しているのかを判定して、増加している拍数と減少している拍数をそれぞれ算出する。なお、前回の脈拍数と変化がなく同じ値の場合には、その脈拍数については増減を判定せず除いて処理を行う。

なお、最初の８拍分の脈拍数が測定されるまでの間は、制御装置１８は、上記の処理を実行することはできない。

次に、ＣＶＰＲ算出部１３は、脈拍数測定器１２により測定された脈拍数に基づいて、ＣＶＰＲ（脈拍数変動係数）を算出する（ステップＳ１０３）。

そして、制御装置１８は、ＣＶＰＲ算出部１３により算出されたＣＶＰＲに基づいて生体の快適度合いを表示装置２２に表示させるとともに、脈拍数の過去８拍における増減に基づいて生体の緊張度合いを表示装置２２に表示させる（ステップＳ１０４）。

このようにして表示装置２２に表示される生体の快適度合いの表示および生体の緊張度合いの表示の一例を図３に示す。この図３に示した表示例では、生体の緊張度合いが表示３１に示されている。この表示３１では、脈拍数の減少を左方向の三角形で表し、脈拍数の増加を右方向の三角形で表している。つまり、図３に示した表示例では、過去８拍の脈拍数のうち、５拍が前回の値よりも減少しており、３拍が前回の値よりも増加していることが示されている。そのため、生体の状態はどちらかというと鎮静方向に向っていることが把握できるような表示となっている。

また、図３に示した表示例では、生体の快適度合いが表示３２に示されている。この表示３２では、例えば、ＣＶＰＲの値が７％以上の場合には生体の状態が不快であり、ＣＶＰＲの値が３．５％以上７％未満の場合には生体の状態は普通であり、ＣＶＰＲの値が３．５％未満の場合には生体の状態は快適であるという表示となっている。

そして、次に表示装置１８では、脈拍測定器１２により測定された脈拍数が８拍以上連続して減少し、ＣＶＰＲ算出部１３により算出されたＣＶＰＲが７％以上であるか否かの判定が行われる（ステップＳ１０５）。

このステップＳ１０５において、脈拍数が８拍以上連続して減少し、かつ、ＣＶＰＲが７％以上であると判定された場合、制御装置１８は、脳貧血等の異常が発生する可能性がある旨を報知する（ステップＳ１０６）。

このステップＳ１０５において、脈拍数が８拍以上連続して減少していないか、または、ＣＶＰＲが７％以上でないと判定された場合、制御装置１８は、ステップＳ１０１の処理に戻る。
そして、治療中等のように生体の状態監視を行っている間は、このステップＳ１０１〜Ｓ１０６の処理が繰り返される。

次に、監視している生体に異常が発生した場合の実際のデータの一例を図４に示す。

この図４に示す測定データは、脈拍数とＣＶＰＲの測定値の経時変化を示していて、ある時点で脈拍数が急激に減少し、ＣＶＰＲが急激に増加していることがわかる。本実施形態の生体モニタリングシステムでは、脈拍数の８拍連続減少と、ＣＶＰＲが７％を越えたことに基づいて生体に異常が発生している可能性があると判定するため、図４に示した測定データでは、３００〜４００拍の間で生体の異常を報知することが可能となる。

このように本実施形態の生体モニタリングシステムにおいて生体の異常を検出した場合の表示例を図５に示す。
この図５に示した表示例では、脈拍数が過去８拍連続して減少しているため、生体の緊張度合いを示す表示３１では、脈拍数の減少を示す左方向の三角形が８個点灯している。また、ＣＶＰＲが７％を越えているため、生体の快適度合いを示す表示３２では、矢印が「不快」を表す領域を指している。さらに、脳貧血の可能性がある旨の表示が行われている。

このように、本実施形態の生体モニタリングシステムによれば、単に最新の脈拍数が８拍連続して減少しているだけを検出するのではなく、またＣＶＰＲの値のみに基づいて判定を行うのではなく、脈拍数の８拍連続した減少と、ＣＶＰＲの値の増加を両方検出した場合に、生体の脳貧血等の異常が発生する可能性があることが報知される。

一般的に、生体が安静状態である場合には、脈拍数も安定しＣＶＰＲの値も小さな値となる。そして、生体に負荷が加わった場合、生体が正常であればＣＶＰＲとともに脈拍数も増加する。

これに対して、ＣＶＰＲが小さな値となっているのに脈拍数が増加しているような場合や、ＣＶＰＲが大きな値となっているのに脈拍数が減少しているような場合には、生体の健康状態に何等かの問題があることが予想される。特に、ＣＶＰＲが大きな値となっているのに脈拍数が連続して減少しているような場合には、脳貧血、嘔吐反射、過呼吸等の異常が発生している、または発生する可能性があることが予測される。

そして、本実施形態の生体モニタリングシステムでは、生体に装着するのはパルスオキシメータ８のみであり、非常に簡便に測定を行うことが可能である。被測定者の心電データを測定すれば心拍や自律神経機能の状態を測定することも可能であるが、被測定者の３箇所に電極を装着する必要があり、また血圧を測定するような場合には被測定者の上腕にカフを装着する必要がある。

つまり、本実施形態の生体モニタリングシステムによれば、心電データ等の測定を必要とすることなく非常に簡便な方法により、生体における脳貧血等の異常の発生を容易に検出することが可能になる。

[変形例]
なお、上記の実施形態では、パルスオキシメータ８や脈拍測定器１２を有し、これらの装置により測定された脈拍数に基づいて脈拍数（ＰＲ）の算出を行っているが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。パルスオキシメータ８や脈拍測定器１２を設けることなく、外部からの脈拍数のデータを受け付ける受付手段を設け、この受付手段により受け付けた脈拍数のデータに基づいて動作を行うような構成とすることもできる。このような構成とすることにより、生体モニタリングシステムにはパルスオキシメータ８や脈拍測定器１２のような脈拍測定手段を設ける必要がなくなる。

８ パルスオキシメータ
１２ 脈拍測定器
１３ ＣＶＰＲ算出部
１８ 制御装置
２０ 記憶装置
２２ 表示装置
３１ 生体の緊張度合いを示す表示
３２ 生体の快適度合いを示す表示

Claims (4)

1. 生体の脈拍数を測定する脈拍測定手段と、
   生体情報を表示するための表示手段と、
   前記脈拍測定手段により測定された脈拍数に基づいて、脈拍数変動係数を算出するＣＶＰＲ算出手段と、
   前記ＣＶＰＲ算出手段により算出された脈拍数変動係数に基づいて生体の快適度合いを表示させ、前記脈拍測定手段により測定された脈拍数の過去所定回数における増減に基づいて生体の緊張度合いを表示させるよう前記表示手段を制御し、前記脈拍測定手段により測定された脈拍数が予め設定された回数以上連続して減少し、前記脈拍数変動係数が予め設定されたしきい値以上となった場合、生体に異常が発生する可能性がある旨を報知する制御手段と、
   を有する生体モニタリングシステム。
2. 脈拍測定手段により測定された生体の脈拍数を受け付ける受付手段と、
   生体情報を表示するための表示手段と、
   前記受付手段により受け付けられた脈拍数に基づいて、脈拍数変動係数を算出するＣＶＰＲ算出手段と、
   前記ＣＶＰＲ算出手段により算出された脈拍数変動係数に基づいて生体の快適度合いを表示させ、前記受付手段により受け付けられた脈拍数の過去所定回数における増減に基づいて生体の緊張度合いを表示させるよう前記表示手段を制御し、前記受付手段により受け付けられた脈拍数が予め設定された回数以上連続して減少し、前記脈拍数変動係数が予め設定されたしきい値以上となった場合、生体に異常が発生する可能性がある旨を報知する制御手段と、
   を有する生体モニタリングシステム。
3. 生体の脈拍数を測定するステップと、
   測定された脈拍数に基づいて、脈拍数変動係数を算出するステップと、
   算出された脈拍数変動係数に基づいて生体の快適度合いを表示し、測定された脈拍数の過去所定回数における増減に基づいて生体の緊張度合いを表示するステップと、
   測定された脈拍数が予め設定された回数以上連続して減少し、前記脈拍数変動係数が予め設定されたしきい値以上となった場合、生体に異常が発生する可能性がある旨を報知するステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。
4. 測定された生体の脈拍数を受け付けるステップと、
   受け付けた脈拍数に基づいて、脈拍数変動係数を算出するステップと、
   算出された脈拍数変動係数に基づいて生体の快適度合いを表示し、受け付けた脈拍数の過去所定回数における増減に基づいて生体の緊張度合いを表示するステップと、
   受け付けた脈拍数が予め設定された回数以上連続して減少し、前記脈拍数変動係数が予め設定されたしきい値以上となった場合、生体に異常が発生する可能性がある旨を報知するステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。