JPH0357431A - 圧脈波検出装置 - Google Patents
圧脈波検出装置Info
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- JPH0357431A JPH0357431A JP1194542A JP19454289A JPH0357431A JP H0357431 A JPH0357431 A JP H0357431A JP 1194542 A JP1194542 A JP 1194542A JP 19454289 A JP19454289 A JP 19454289A JP H0357431 A JPH0357431 A JP H0357431A
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
ら発生する心拍同期波を検出する心拍同期波検出装置が
知られている。脈波検出装置等がそれである。
ける患者の循環動態を監視するために用いられる場合に
おいて、電気メスが使用されると、その電気メスから患
者の身体に流される高周波電流の一部がブローブに流れ
ることにより、微弱な電気信号を扱う心拍同期波検出装
置においてはノイズが混入して心拍同期波を精度良く検
出し得なくなる場合があり、斯かる電気メス使用時の不
正確な心拍同期波に基づいて患者の循環動態が誤認され
る虞があった, 本発明は以上の事情を背景として為されたものであって
、その目的とするところは、電気メス使用時の心拍同期
波をキャンセルして生体の循環動態の誤認を防止し得る
心拍同期波検出装置を提供することにある。
り付けられたプローブによりその生体から発生する心拍
同期波を検出する心拍同期波検出装置であって、第1図
のクレーム対応図に示すように、(a)電気メスから前
記生体に流される高周波電流の一部がその生体を伝って
前記プローブに流れることに基づいて、その電気メスの
使用中であることを検知する電気メス検知手段と、(b
)前記電気メスの使用中であるときには前記心拍同期波
の検出を中断するか又は検出した心拍同期波を不採用と
するキャンセル手段とを含むことを特徴とする。
から生体に流される高周波電流の一部がその生体を伝っ
てブローブに流れることに基づいて、電気メス検知手段
により、電気メスの使用中であることが検知されるとと
もに、その電気メスの使用中であるときには、キャンセ
ル手段により、心拍同期波の検出が中断されるか又は心
拍同期波が検出されても不採用とされるので、電気メス
使用時には心拍同期波による循環動態の監視は行われな
いこととなり、これにより、電気メス使用時の不正確な
心拍同期波に基づいて生体の循環動態が誤認されるのを
防止し得る。
明する。
検出装置を備えた血圧モニタ装置の構威を示す図である
。図において、10は、たとえば人体の上腕部l2など
に巻回されてそれを圧迫するゴム袋状のカフである。カ
フlOには、圧カセンサ14,切換弁16,および電動
ポンプ18が配管20を介してそれぞれ接続されている
。電動ボンブ18は、カフ10内に空気等の流体を供給
してそれを昇圧する。圧カセンサI4は、カフ■0内の
圧力(カフ圧)を検出してそのカフ圧を表すカフ圧信号
SKをA/D変換器22を介してCPU2 4へ出力す
る。切換弁16は、カフ10内への圧力の供給を許容す
る圧力供給状態,カフ10内を徐々に排圧する徐速排圧
状態,およびカフlO内を急速に徘圧する急速排圧状態
の3つの状態に切り換えられるようになっている。
RAM28,出力インタフェース30と連結されており
、ROM26に予め記憶されたプログラムに従ってRA
M28の記憶機能を利用しつつ信号処理を実行し、図示
しない駆動回路をそれぞれ介して電動ポンプl8を制御
し且つ切換弁16の切換状態を制御することにより、カ
フ圧を調節するとともに、カフ10内の徐速昇圧過程で
検出されるカフ圧の変動或分の大きさの変化に基づいて
最高血圧値および最低血圧値を決定する。
、脈波検出装置の一部を構成する脈波検出用ブローブ3
3が装着されている。この脈波検出用プローブ33は有
底円筒状を成す金属製のハウジング34を備えており、
そのハウジング34の開口端が手首32の体表面36に
対向する状態でバンド38により手首32に着脱可能に
取り着けられるようになっている。本実施例においては
、上記脈波検出用ブロープ33がプローブに、体表面3
6が生体の表面にそれぞれ相当する。ハウジング34の
内部には、ダイヤフラム40を介して脈波センサ42が
相対移動可能かつハウジング34の開口端からの突出し
可能に設けられており、これらハウジング34とダイヤ
フラム40とによって圧力室44が形威されている。こ
の圧力室44内には、前記電動ポンプ18から切換弁4
6を経て圧力流体が供給されるようになっており、これ
により、脈波センサ42は圧力室44内の圧力Pに応じ
た押圧力で前記体表面36に押圧される。
力を供給する状態,圧力室44内の圧力を維持する状態
,および圧力室44内を排圧する排圧状態の3つの状態
に切り換えられるようになっている。切換弁46と圧力
室44との間には圧力センサ47が設けられており、こ
の圧カセンサ47は圧力室44内の圧力Pを検出してそ
の圧力Pを表す圧力信号SPをA/D変換器49を介し
てCPU2 4へ出力する。
38の両取付部とそれぞれ対応する位置には、円弧状を
威す一対のゴム袋48.50が脈波センサ42との間に
おいてそれぞれ挟まれた状態で固着されており、これら
ゴム袋48.50内には、前記電動ポンプ18から切換
弁52を経て圧力流体が供給されるようになっている。
し且つゴム袋50内を排圧する状態,ゴム袋48内を排
圧し且つゴム袋50内への圧力の供給を許容する状態,
ゴム袋48.50内の徘圧を共に阻止する状態,および
ゴム袋48.50内を共に排圧する状態の4つの状態に
切り換えられるようになっており、ゴム袋48.50内
へ択一的に圧力を供給することによって脈波センサ42
が撓骨動脈(以下、単に動脈という)54と略直交する
方向において移動させられるようになっている。
とえば単結晶シリコン等の半導体チップ56と、その半
導体チップ56の押圧面58に形威されて互違いに2列
で配列された多数の凹所59と、それら凹所59の底部
薄肉部分にそれぞれ形威された感圧ダイオード60と、
それら凹所59内にそれぞれ埋設されたゴム弾性体62
とを備えて構威されている。そして、この脈波センサ4
2が、感圧ダイオード60の配列方向が動脈54と略直
交するように手首32の体表面36に押圧されることに
より、動脈54から発生する脈波の圧力振動がゴム弾性
体62を介して感圧ダイオード60に伝達されて感圧ダ
イオード60の接合部に脈波に対応する圧力変動が生じ
、その圧力変動に対応する電気信号が図示しない共通の
端子と各感圧ダイオード60毎に設けられた図示しない
出力端子との間から取り出されて脈波信号SMとしてA
/D変換器66を介してCPU24へ供給されるように
なっている。本実施例においては、上記脈波が心拍同期
波に相当する。CPU2 4は、脈波信号SMが表す脈
波の波形を表示器67に表示させるとともに、脈波信号
SMの大きさに基づいて血圧値を決定し且つその決定し
た血圧値を表示器67に表示させる。なお、上記凹所5
9の底部は、たとえば15mμ程度と極めて薄くされる
が、第5図においては便宜上厚く描かれている。
感温抵抗体6日が設けられている。この感温抵抗体68
は感圧ダイオード60の温度補償用に従来から設けられ
ているものであり、手首32の脈波センサ42により押
圧された部分の体温を測定してその体温を表す体温信号
STをA/D変換器70を介してCPU24へ出力する
。CPU24は、体温信号STの経時的変化に基づいて
後述の電気メス72の使用の有無を判断することにより
、電気メス72の使用中であるときには脈波の検出およ
びその脈波による血圧モニタを中断し且つ電気メス72
の使用が終了したときには脈波の検出および血圧モニタ
を再開する。
術中における患者の循環動態を監視するために用いられ
る。そして、斯かる手術中においては、たとえば第6図
に示すように、電気メス72が用いられる場合がある。
が接触させられており、これら電気メス72および極板
74が高周波電1fX76の端子にそれぞれ接続されて
いるとともに、極板74側が接地されている。これによ
り、電気メス72により患者を切開する際には、その電
気メス72から患者の体内を通って極板74に高周波電
流が流れることにより電気メス72の先端部が発熱して
切開部分の止血および殺菌等が行われる。このとき、そ
の高周波電流の一部が患者の腕を伝って脈波センサ42
の半導体チップ56を介して感圧抵抗体68へ流れるた
め、この高周波電流による感温抵抗体68の両端子間の
電圧変化を体温信号STの変化として検出することによ
り、電気メス72の使用中であることを検知することが
できる。なお、脈波センサ42に前記高周波電流が流れ
込むと脈波信号SMにノイズが混入して脈波を精度良く
検出し難くなる。
ートに従って説明する。
3を手首32にそれぞれ装着した後、図示しない電源が
投入されると、初期処理(図示せず)が実行されるとと
もにステップS1が実行されて図示しない手動起動スイ
ッチがON操作されたか否かが判断される。この判断が
否定されると待機状態とされるが、肯定されるとステッ
プS2が実行されて、電動ポンプ18が駆動されるとと
もに切換弁46が圧力供給状態に切り換えられることに
より、圧力室44の比較的緩やかな昇圧が開始されて脈
波センサ42による体表面36に対する押圧が開始され
るとともに、ステップS3が実行されることにより、斯
かる徐速昇圧過程において1つの脈波に対応する脈波信
号SMが圧力室44内の圧力Pを表す圧力信号SPと共
に読み込まれる。次のステップS4においては、圧力P
が予め定められた圧力P1に達したか否かが判断さ?、
未だ達しない場合にはステップS3およびステップS4
が繰り返し実行されて脈波が圧力Pと共に逐次読み込ま
れるが、圧力P■に達した場合には続くステップS5が
実行されて、ステップS3にて読み込まれた各脈波の最
高値Mlllmll ( m V)および最低値M.
=fi( m v )がそれぞれ求められるとともに、
それら最高値M a a Xおよび最低値M +a i
nの差をそれぞれ算出することにより各脈波の振幅A
がそれぞれ求められる。ステップS6においては、各感
圧ダイオード60毎の振幅Aの最大値が決定されて、そ
れら振幅八のうちの最大の振幅A1の脈波を検出した感
圧ダイオード60が最適感圧ダイオード60aとして決
定される。
S6にて決定された最適感圧ダイオード60aが感圧ダ
イオード60の配列範囲只の略中央に位置するものであ
るか否かが判断され、この判断が否定された場合には、
脈波センサ42を動脈54と略直交する方向において位
置決めするために、ステップS8が実行されて切換弁4
6が俳圧伏態に切り換えられることにより圧力室44内
が排圧された後、ステップS9が実行される。このステ
ンプS9においては、動脈54を前記配列範囲Rの略中
央に位置させるために、切換弁52を制御してゴム袋4
8あるいはゴム袋50に圧力を供給することにより、脈
波センサ42が動脈54と略直交する方向において駆動
される。このようにして脈波センサ42が駆動された後
、再びステップ32以下が実行される。
配列範囲Rの略中央に位置するものであると判断された
場合には、ステップS10が実行されることにより、最
適感圧ダイオード60aにより最大の振幅八〇の脈波が
検出されたときの圧力室44内の圧力P1が脈波センサ
42の最適押圧力に対応する圧力として決定されるとと
もに、圧力室44内の圧力Pが圧力P0に調整された後
切換弁46が圧力維持状態に切り換えられて最適押圧力
に維持される。
ック方式による血圧測定が行われる。すなわち、切換弁
16を圧力供給状態に切り換えてカフ圧を患者の予想さ
れる最高血圧値よりも高い圧力(たとえば180mmH
g程度の圧力)まで昇圧した後、電動ポンプl8を停止
させ且つ切換弁16を徐速排圧状態に切り換えてカフ圧
をゆっくりと下降させることにより、斯かる降圧過程で
検出されるカフ圧信号SKの変動戒分の大きさの変化に
基づいて最高血圧値H (mmHg)および最低血圧値
L(+a+aHg)が決定されるのである。このように
して血圧値が測定されると、切換弁16が急速排圧状態
に切り換えられてカフ10内が急速に排圧される。
適押圧力において最適感圧ダイオード60aにより検出
される実際の脈波の最高値M 41 3 Xおよび最低
値M m r n′″から、最高血圧値SYSおよび最
低血圧値DrA等の血圧値P,を求めるための、血圧値
P8と脈波信号SMの大きさMとの関係を示す関係式(
1)が次式(2)および(3)に従って決定される。す
なわち、ステップ311においてカフ10により測定さ
れた最高血圧値Hおよび最低血圧値Lと、ステップS5
にて求められた最高値M m a xおよび最低値M
m i nのうち、最適押圧力に対応する最高値M。X
′および最低値M m i n′とに基づいて、(1)
式における定数a,bが(2)式および(3)式からそ
れぞれ決定されるのである。
Ma+sx ” + b ” ’(2)L=a−
M*,,1m +b l H ・(3)次いで、ス
テップ313が実行されることにより、最新の体温信号
ST.の大きさT7と、その体温信号ST,よりもたと
えば150ms前に入力された体温信号ST,の大きさ
T,との差の絶対値が予め定められた一定値CIより大
きいかが判断される。この一定値C1は、たとえば、そ
の一定値C,に相当する体温信号STの上昇または下降
をもたらす電気メス72からの高周波電流による脈波信
号SMへの影響が最も大きい感圧ダイオード40におい
て、その脈波信号SMを圧力換算?た場合にたとえば1
5mmllg相当の変化をもたらす値に設定される。な
お、上記体温信号ST,の大きさTflおよび体温信号
ST,の大きさT,は、好適には、安定した値とするた
めにたとえば5ms毎の4つのデータの平均値が用いら
れる。ステップS13の判断が否定された場合には、電
気メス72は使用されていないと判定されて続くステッ
プ314が実行される。
ド60aにより1つの脈波に相当する脈波信号SMが検
出される。次に、ステップS15が実行されることによ
り、ステップS14にて検出された脈波の最高値M s
a X。および最低{! M m t9が求められる
とともに、ステップ316が実行されることにより、そ
れら最高値M■X′および最低値M■,,′に基づいて
前記(1)式に示す関係から最高血圧値SYSおよび最
低血圧値DIAが決定され、かつそれら血圧値が表示器
67に表示される。この表示器67にはステップSI4
にて検出された脈波の波形が前記血圧値と共に表示され
る。次のステップ517においては、前記手動起動スイ
ッチがOFF操作されたか否かが判断される。未だOF
F操作されていない場合にはステンプS13以下が繰り
返し実行されて血圧値がモニタされるが、OFF操作さ
れた場合にはステップ318が実行されて、圧力室44
およびゴム袋48.50内が共に排圧された後、血圧モ
ニタが終了させられる。
、ステップ319が実行されることにより、ステップ3
13の判断が肯定されてから連続してたとえば40ms
経過したか否かが判断される.このステップS13の判
断は当初は否定されてステップS13およびステップS
l9が繰り返し実行されるが、ステップS19の判断が
肯定された場合には、電気メス72の使用中であると判
定されて続くステップS20が実行される。したがって
、本実施例においては、感温抵抗体68,ステップS1
3,およびステップ319等が電気メス検知手段に相当
する。
lの大きさT7と、電気メス72の使用が検知されたと
きに入力された体温信号ST.の大きさT.との差の絶
対値がC,/2よりも小さくなったか否かが判断される
。ステップS20の判断は当初は否定されてステップS
20が繰り返し実行されるが、ステップ320の判断が
肯定された場合にはステップ321が実行される。この
ステップ321においては、ステップS20の判断が今
回肯定されてから連続してたとえば250ms経過した
か否かが判断される。当初は経過していないのでステッ
プS20およびステップ321が繰り返し実行されるが
、ステップS21の判断が肯定された場合には、体温信
号STの大きさが電気メス72使用前の大きさに略戻っ
たと判定されて、続くステップ322が実行される。
の大きさT7と、その体温信号ST,よりもたとえば1
50ms前に入力された体温信号ST2の大きさT2と
の差の絶対値がCI /4よりも小さくなったか否かが
判断される。ステップS22の判断が否定された場合に
はステップ322が繰り返し実行されるが、肯定された
場合には続くステップ323が実行される。このステッ
プS23においては、ステンプ322の判断が今回肯定
されてから連続してたとえば5秒経過したか否かが判断
される。当初は経過していないのでステノプS22およ
びステップ323が繰り返し実行されるが、ステップ3
23の判断が肯定された場合には、体温信号STの大き
さが電気メス72使用前の大きさに略戻った状態で充分
に安定することにより電気メス72の使用が終了したと
判定されて上記ステップ314以下が実行される。これ
により、脈波の検出およびその脈波による血圧モニタが
再開されることとなる。なお、電気メス72の使用が検
知されてから上記ステップS20乃至ステップS23が
実行されている間は脈波の検出および血圧モニタが中断
されることとなるため、これらステップS20乃至ステ
ップ323が本実施例のキャンセル手段に対応する。上
記脈波の検出および血圧モニタが中断されている間にお
いては、通常、電気メス72の使用が検知される以前に
検出された脈波の波形が表示器67に表示されていると
ともに、電気メス72の使用が検知される直前の血圧値
が表示器67に表示されている。
体内に流される高周波電流の一部がその患者の腕を伝っ
て脈波検出用ブローブ33の脈波センサ42に設けられ
た感温抵抗体68に流れたときにその感温抵抗体68か
ら出力される体温信号STの変化を検出することに基づ
いて、電気メス72の使用中であることが検知されると
ともに、その電気メス72の使用中であるときには脈波
の検出および血圧モニタが中断されるので、電気メス7
2の使用時には血圧値による循環動態の監視は行われな
いこととなり、これにより、電気メス72の使用時の不
正確な脈波やその不正確な脈波により求められる血圧値
に基づいて生体の循環動態が誤認されるのを防止するこ
とができるのである。
或する感温抵抗体68は感圧ダイオード60の温度補償
用に従来から設けられているものが流用されるので、コ
ストをそれ程増大させることがない利点がある。
メス72の使用前の大きさに略戻った状態で充分に安定
したときに電気メス72の使用が終了したと判定されて
脈波の検出および血圧モニタが再開されるので、瞬間的
に元の体温信号STの大きさに戻っただけである場合に
おいて脈波の検出および血圧モニタが再開されるのを防
止することができる。
テップS23は必ずしも必要なものではなく、それら両
ステップを削除しても本発明の一応の効果が得られる。
ときには脈波の検出および血圧モニタが中断させられて
いるが、必ずしもそのように構或する必要はなく、たと
えば第7図のフローチャートの一部を第8図のように変
更することにより、電気メス72の使用中であるときに
は脈波を検出してもその脈波を不採用とするように構或
することもできる。
めおよび最適押圧力の決定が行われた後に電気メス72
の使用に関するアルゴリズムが実行されるように構成さ
れているが、必ずしもその必要はなく、たとえば、脈波
センサ42の駆動による体温信号STへの影響や脈波セ
ンサ42を体表面36に押圧することによる体温信号S
Tへの影響を正しく把握し得る場合には、ステップS3
において脈波を検出する際においても前記電気メス72
の使用に関するアルゴリズムを実行することにより、電
気メス72の使用による影響を受けない正確な脈波信号
SMに基づいて、脈波センサ42を一層正確に位置決め
し得かつ最適押圧力を一層正確に決定し得るとともにス
テップ312において前記関係を一層正確に決定し得る
。この場合には、電気メス72の使用中においては圧力
室44の昇圧が停止させられることとなる。なお、ステ
ップS12における関係の決定がステップS10におい
て最適押圧力にホールドされた後に検出された脈波に基
づいて行われるように構威されている場合においても、
その脈波検出の際に前記アルゴリズムを実行することに
より、電気メス72の影響を受けない正確な脈波信号S
Mに基づいて前記関係を一層正確に決定することができ
る。
は脈波センサ42に設けられた感温抵抗体68にて構威
されているが、必ずしもその必要はなく、たとえば第9
図に示すように、絶縁体78を介して互いに絶縁された
金属製の第1ハウジング部80および第2ハウジング部
82にて前記ハウジング34を構成し、手首32から離
隔した側の第1ハウジング80を接地するとともにそれ
ら第1ハウジング部80および第2ハウジング部82の
間に電気メス検知手段のセンサ部として機能する抵抗8
4を接続して、その抵抗84の両端の電位差を測定する
ことにより電気メスの使用を検知するように構或するこ
ともできる。第9図において、前述の実施例と同様の部
分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
子として感圧ダイオード60が用いられいるが、感圧ト
ランジスタや半導体歪ゲージあるいは半導体素子以外の
他の感圧素子を用いてもよい。
されているが、足背動脈や頚動脈等の動脈や静脈から検
出されてもよい。
する脈波検出装置に本発明が適用された場合について説
明したが、本発明はパルスオキシメータや光電脈波計あ
るいは心電計等においても適用することが可能である。
々変更が加えられ得るものである。
された脈波検出装置を備えた血圧モニタ装置の構或を示
すブロック線図である。第3図は第2図における脈波検
出用プローブの装着状態を示す図であって、一部を切り
欠いて示す図である。 第4図は第3図の脈波検出用ブローブを手首側から見た
図である,第5図は第3図の脈波検出用プローブの脈波
センサの要部を拡大して示す断面図である。第6図は第
3図の脈波検出用プローブ等が装着された患者を電気メ
スにより切開する状態の一例を示す図である。第7図は
第2図の血圧モニタ装置の作動を説明するためのフロー
チャートである。第8図は本発明の他の例を示すフロー
チャートの要部を示す図であって、第7図のフローチャ
ートの一部に替わって設けられるステップである。第9
図は本発明の更に他の例を説明するための図であって、
第3図に相当する図である。 33:脈波検出用ブローブ(プローブ)36:体表面(
生体の表面) 68:感温抵抗体(電気メス検知手段)72:電気メス 84:抵抗(電気メス検知手段)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 生体の表面に取り付けられたプローブにより該生体から
発生する心拍同期波を検出する心拍同期波検出装置であ
って、 電気メスから前記生体に流される高周波電流の一部が該
生体を伝って前記プローブに流れることに基づいて、該
電気メスの使用中であることを検知する電気メス検知手
段と、 前記電気メスの使用中であるときには前記心拍同期波の
検出を中断するか又は検出した該心拍同期波を不採用と
するキャンセル手段と を含むことを特徴とする心拍同期波検出装置。
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