JP6615180B2 - 振動非侵襲血圧(nibp)測定に対する方法及びnibp装置に対する制御ユニット - Google Patents
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Description
1)カフの(粘弾性)壁における圧力低下、
2)軟組織における圧力伝達、
3)カフのサイズ、
4)異なる対象の間の腕の機械的特性のばらつき、
5)異なる対象の間の腕サイズのばらつき、
6)カフ配置のばらつき、
7)カフの特性のばらつき(すなわち圧力依存コンプライアンス(compliance))、
8)管の流れ抵抗及び管における圧力低下
である。
測定期間中にNIBP装置のカフ内の空気の体積を次第に変更するステップと、
前記測定期間中に前記カフの中/外への空気の流量の複数の測定値を得るステップと、
前記測定期間中に前記カフ内の空気圧の複数の測定値を得るステップと、
前記測定期間中に得られた前記流量の測定値及び前記空気圧の測定値に基づいて、前記測定期間中の複数の時点における準静的カフコンプライアンスを計算することにより前記準静的カフコンプライアンスとカフ圧との間の関係を決定するステップと、
を有する。
前記膨張期間及び前記収縮期間の各々の間の複数の時点において前記カフの体積を計算するステップと、
前記膨張期間中の所定の体積におけるカフ圧と前記収縮期間中の前記所定の体積におけるカフ圧との間の差を計算するステップと、
を有する。
前記NIBP測定装置及び流量計に制御信号を送信する少なくとも1つの出力部と、
前記NIBP測定装置及び前記流量計から測定値を受信する少なくとも1つの入力部と、
処理ユニットであって、
測定期間中にカフ内の空気の体積を次第に変更し、前記測定期間中に前記カフ内の空気圧の複数の測定値を得るように前記NIBP測定装置を制御し、
前記測定期間中に前記カフの中/外への流量の複数の測定値を得るように前記流量計を制御し、
前記NIBP測定装置により得られた前記空気圧測定値及び前記流量計により得られた前記流量測定値を受信し、
前記受信された流量測定値及び前記受信された空気圧測定値に基づいて、前記測定期間中に複数の時点において前記カフコンプライアンスを計算することにより準静的カフコンプライアンスとカフ圧との間の関係を決定するように構成された処理ユニットと、
を有する。
対象の身体部分に巻きつける膨張可能カフを持つNIBP測定装置と、
前記カフの中/外への空気の流量を測定するように構成された流量計と、
本発明の第2の態様による制御ユニットと、
を有する。
は、標準的な条件下(すなわち、大気圧及び大気温度)の空気体積流量であり、Psは標準(すなわち大気)圧であり、Pambientは環境気圧であり、Rは前記流れ制限要素の抵抗である。大気圧及び大気温度における体積空気流は、
は、前記カフ内への空気体積流であり、PCは前記カフ圧であり、γは、等温過程に対して1の値を取り、断熱過程に対して1.4の値を取る定数である。前記方法が準静的である(すなわち本発明による方法における典型的な使用に対する)実施例において、γは近似的に1に等しい。
及び
は、それぞれ、空気体積の時間微分dV/dt及び圧力の時間微分dP/dtに対する代替表記である。流れ圧力センサは、式4の圧力が絶対圧力であるので、絶対圧力を測定すべきである。
は、ステップ603からわかる。カフブラダ体積が、圧力ランプアップの開始時に無視されることができる(代替的には、この体積は既知である)と仮定される。時間tにおけるカフ体積は、空気体積流
の積分により得られる(これは、管内の空気体積を含む)。一部の実施例において、測定されたカフ圧及び空気流データは、(例えばfc=0.5Hzを使用して)ローパスフィルタされる。このような実施例において、カフ体積は、前記ローパスフィルタされたデータを使用して計算される。(例えば、異常値、欠けている心拍、不整脈等による)アーチファクトが、前記測定されたデータ内に存在する場合、適切な修正が適用されることができる。
はカフ圧の時間微分である。
前記カフの膨張が圧力制御されている場合、管57の圧力が測定(及び制御)され、カフ内の圧力PCは、
(例えばポンプ51が固定流ポンプである、又は代わりにサーボ制御されるので)空気流が制御されている場合、RTubeは、ランプ期間の終了時に推定されることができる。空気流が停止する場合、管57において測定された圧力は、前記管における圧力低下が消えるので低下する。観測された圧力低下及びランプアップの終了時における既知の空気流から、前記管抵抗は、式9を使用して推定されることができる。この方法の欠点は、前記カフの機械的ヒステリシスによる第2の圧力低下である。結果的に、速い過渡的な圧力低下のみが考慮されるべきである。一部の代替実施例において、この方法は、カフ膨張の初期フェーズにおいて適用される。このような実施例において、前記ポンプを間欠的に動作し、結果として生じる圧力変化を測定することは、流れが既知であるので、前記管抵抗が(オームの法則を使用して)測定されることを可能にする。
本発明によると、管57における圧力(PTube)及びカフ57内への空気体積流(
)は、両方とも、カフ56の膨張及び収縮中に高い精度で測定される。カフ体積VCが、次いで、図6のステップ604に関連して上で説明されたように、積分により得られる。計算されたVCがPTubeに対してプロットされる場合、ヒステリシスループが観察される。このようなループ90の一例が、図11に示される(ここでVCはy軸上にあり、PTubeはx軸上にある)。図9において、前記ループの下側部分91が膨張を表し、前記ループの上側部分92が収縮を表す。破線93は、静的カフ体積−カフ圧関係である。前記ヒステリシスループは、部分的に管57の流れ抵抗により引き起こされる(他の寄与は、カフ材料ヒステリシスによってもたらされ、静脈流のブロックにより腕体積において増大する)。機械的ヒステリシス及び腕体積の変化の効果を減少させるために、収縮は速くなくてはならない。
Claims (15)
- カフベースの振動非侵襲血圧(NIBP)測定に使用する方法において、
測定期間中にNIBP測定装置のカフ内の空気の体積を次第に変更するステップと、
前記測定期間中に前記カフの中/外への空気の体積流量の複数の測定値を得るステップと、
前記測定期間中に前記カフ内の空気圧の複数の測定値を得るステップと、
前記カフ内の空気圧の測定値を使用して、前記カフの中/外への空気の体積流量の測定値をカフ圧における体積流量に変換するステップと、
前記カフ内の空気圧の測定の時間微分を決定するステップと、
前記測定期間中の複数の時点における準静的カフコンプライアンスを計算することにより前記準静的カフコンプライアンスとカフ圧との関係を決定するステップであって、前記準静的カフコンプライアンスが、前記時間微分に対する前記カフ圧における体積流量の比として計算される、ステップと、
を有する方法。 - 前記測定期間は、前記カフ内の空気の体積が次第に増大される膨張期間と、前記カフ内の空気の体積が次第に減少される収縮期間とを有する、請求項1に記載の方法。
- 前記膨張期間中に前記カフ内の空気の体積が変更される速度が、前記収縮期間中に前記カフ内の空気の体積が変更される速度と異なる、請求項2に記載の方法。
- 前記収縮期間中に前記カフ内の空気の体積が変更される速度が、一定ではない、請求項2又は3に記載の方法。
- 前記カフの中又は外に流れる空気により通過される管の抵抗を決定するのに前記得られた体積流量の測定値を使用するステップを有する、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記測定期間中に前記カフ内の空気の体積を次第に変更するステップは、前記膨張期間中に前記カフ内の圧力が所定の速度で増大するように前記カフ内への空気の流れを制御し、この後に、前記収縮期間中に前記カフ内の圧力が所定の速度で減少するように前記カフの外への空気の流れを制御するステップを有し、
前記管抵抗を決定するステップが、
前記膨張期間及び前記収縮期間の各々の間の複数の時点において前記カフの体積を計算するステップと、
前記膨張期間中の所定の体積におけるカフ圧と前記収縮期間中の前記所定の体積におけるカフ圧との間の差を計算するステップと、
を有する、請求項2を引用する場合の請求項5に記載の方法。 - 前記測定期間中に前記カフ内の空気の体積が変更される速度は、前記測定期間が、対象の少なくとも所定の最小数の心拍を含むように選択される、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記NIBP測定装置が、対象の血圧の測定を取得するように構成され、前記方法が、
前記測定期間中に得られた前記空気圧の測定値及び前記準静的カフコンプライアンスとカフ圧との間の前記決定された関係に基づいて、前記対象の収縮期血圧、前記対象の拡張期血圧及び前記対象の平均血圧の1つ又は複数を計算するステップ、
を有する、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の方法。 - 前記対象の収縮期血圧、前記対象の拡張期血圧及び前記対象の平均血圧の1つ又は複数の計算が、追加的に前記決定された管抵抗に基づく、請求項5を引用する場合の請求項8に記載の方法。
- 前記測定期間中に前記カフ内の圧力が変更される速度が、10mmHg/sより大きい、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の方法。
- 対象の身体部分に巻きつける膨張可能カフを持つNIPB測定装置に対する制御ユニットにおいて、前記制御ユニットは、
前記NIBP測定装置及び流量計に制御信号を送信する少なくとも1つの出力部と、
前記NIBP測定装置及び前記流量計から測定値を受信する少なくとも1つの入力部と、
処理ユニットであって、
測定期間中に前記カフ内の空気の体積を次第に変更し、前記測定期間中に空気圧の複数の測定値を得るように前記NIBP測定装置を制御し、
前記測定期間中に前記カフの中/外への空気の体積流量の複数の測定値を得るように前記流量計を制御し、
前記NIBP測定装置により得られた前記空気圧の測定値及び前記流量計により得られた前記流量の測定値を受信し、
前記カフ内の空気圧の測定値を使用して、前記カフの中/外への空気の体積流量の測定値をカフ圧における体積流量に変換し、
前記カフ内の空気圧の測定値の時間微分を決定し、
前記測定期間中の複数の時点におけるカフコンプライアンスを計算することにより準静的カフコンプライアンスとカフ圧との間の関係を決定し、ここで前記準静的カフコンプライアンスが、前記時間微分に対する前記カフ圧における体積流量の比として計算される、
当該処理ユニットと、
を有する制御ユニット。 - 振動非侵襲血圧(NIBP)測定に使用するシステムにおいて、
対象の身体部分に巻きつける膨張可能カフを持つNIBP測定装置と、
前記カフの中/外への空気の体積流量を測定する流量計と、
請求項11に記載の制御ユニットと、
を有するシステム。 - 前記流量計が、少なくとも1つの圧力センサを有し、前記NIBP測定装置が、少なくとも1つの圧力センサを有し、前記流量計に含まれる少なくとも1つの圧力センサが、前記NIBP測定装置にも含まれる、請求項12に記載のシステム。
- 前記流量計が、2つの圧力センサを有し、前記NIBP測定装置が、2つの圧力センサを有し、前記流量計の2つの圧力センサが、前記NIBP測定装置の2つの圧力センサと同じである、請求項13に記載のシステム。
- 適切なコンピュータ又はプロセッサにより実行される場合に、前記コンピュータ又はプロセッサが請求項11に記載の制御ユニットとして動作するように構成されたコンピュータ可読コードを有するコンピュータプログラム。
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