JPH04371166A - 麻酔深度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は生体の麻酔深度を検出す
るための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】手術などにおいて患者に麻酔を施す場合
には、その患者を保護するために適度な麻酔深度を維持
することが望まれる。そのために、従来においては、た
とえば、手術刺激に対する患者の血圧値や心拍数や呼吸
数などの変化を監視したり、患者の睫毛反射や瞳孔の大
きさや四肢末梢の色調などを観察したりすることに基づ
いて麻酔深度を把握することが行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記血
圧値や心拍数や呼吸数の変化による麻酔深度の把握や上
記睫毛反射や瞳孔の大きさや四肢末梢の色調による麻酔
深度の把握は、施術者等の主観に頼って行われるため、
麻酔深度を客観的に把握することは必ずしも容易なもの
ではなかった。このため、麻酔深度を客観的に把握し得
る麻酔深度検出装置が望まれていたのである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は種々検討を重
ねるうち、生体に麻酔を施した場合において、その生体
の皮膚表面に照射した光の反射光に基づいて検出される
脈波にはその脈波の基本周波数より高い周波数の微振動
信号が重畳するとともに、その微振動信号は麻酔深度に
応じて好適に変化することを見い出した。

【０００５】本発明はかかる知見に基づいて為されたも
のであって、その要旨とするところは、生体の麻酔深度
を検出するための装置であって、（ａ）　前記生体の表
面に向かってそれぞれ配設される発光素子および受光素
子を備え、その発光素子から照射された光の反射光をそ
の受光素子にて受光することに基づいて皮下の毛細血管
の脈波を検出する脈波検出手段と、（ｂ）　その脈波検
出手段により検出された脈波に重畳するその脈波の基本
周波数より高い周波数の微振動信号を検出する微振動信
号検出手段と、（ｃ）　その微振動信号検出手段により
検出された微振動信号に基づいて前記生体の麻酔深度を
決定する麻酔深度決定手段とを含むことにある。

【０００６】

【作用および発明の効果】かかる構成の麻酔深度検出装
置においては、脈波検出手段の発光素子および受光素子
が生体の表面に向かって配設されてその発光素子から照
射された光の反射光が受光素子にて受光され、その受光
された反射光に基づいて皮下の毛細血管の脈波が検出さ
れる。麻酔時においてはその脈波にその基本周波数より
高い周波数を有し且つ麻酔深度に応じて好適に変化する
微振動信号が重畳しており、その微振動信号が微振動信
号検出手段により検出される。そして、その微振動信号
に基づいて麻酔深度決定手段により生体の麻酔深度が決
定されるので、脈波に重畳し且つ麻酔深度と密接に関連
する微振動信号に基づいて施術者等の主観に頼ることな
く生体の麻酔深度を客観的に把握することができる。

【０００７】前記微振動信号検出手段は、前記微振動信
号のたとえば周波数を検出するように構成され、前記麻
酔深度決定手段は、その微振動信号の周波数と前記麻酔
深度との間の予め定められた関係から実際の微振動信号
の周波数に基づいて前記生体の麻酔深度を決定するよう
に構成される。

【０００８】また、前記微振動信号検出手段は、前記微
振動信号のたとえば振幅を検出するように構成され、前
記麻酔深度決定手段は、その微振動信号の振幅と前記麻
酔深度との間の予め定められた関係から実際の微振動信
号の振幅に基づいて前記生体の麻酔深度を決定するよう
に構成される。

【０００９】また、前記微振動信号検出手段は、前記微
振動信号のたとえば信号強度を検出するように構成され
、前記麻酔深度決定手段は、その微振動信号の信号強度
と前記麻酔深度との間の予め定められた関係から実際の
微振動信号の信号強度に基づいて前記生体の麻酔深度を
決定するように構成される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

【００１１】図１は本発明の麻酔深度検出装置の一構成
例を示す図である。図において、１０は脈波検出用プロ
ーブであって、本発明の脈波検出手段を構成するもので
ある。脈波検出用プローブ１０は、たとえば、手術中な
どにおいてイソフルレン等の吸入麻酔薬により全身麻酔
が施された患者の額の表面１２に図示しない装着バンド
等により所定の押圧力で押圧された状態で装着される。 脈波検出用プローブ１０は、有底円筒状のハウジング１
４と、そのハウジング１４の開口側に嵌め着けられた遮
光部材１６とを備えている。遮光部材１６は、受光素子
１８を収容する中央凹部２０と、複数の発光素子２２を
収容する環状凹部２６とを備えており、発光素子２２か
ら発射された光が患者の額の表面１２に反射されて受光
素子１８へ向かう光を遮光するとともに、外部から受光
素子１８へ向かう光も遮光するように構成されている。 なお、上記中央凹部２０および環状凹部２６の内部には
透明な樹脂２８がそれぞれ一体的に設けられている。

【００１２】上記複数の発光素子２２はたとえば８３０
ｎｍ程度の赤外光をそれぞれ発光するようになっており
、それら発光素子２２から発射された光の前記表面１２
下の血管床からの反射光が受光素子１８にて受光される
。受光素子１８は、その受光量に対応した大きさの検出
信号ＳＶを増幅器３０，図示しないノイズ除去フィルタ
，およびＡ／Ｄ変換器３２を介して制御装置３４へ出力
する。

【００１３】制御装置３４は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ
，Ｉ／Ｏポート等から成る所謂マイクロコンピュータを
備えて構成されており、ＣＰＵは、ＲＯＭに予め記憶さ
れたプログラムに従ってＲＡＭの記憶機能を利用しつつ
信号処理を実行し、供給された検出信号ＳＶが表す脈波
（光電脈波）からその脈波に重畳した微振動信号をデジ
タルフィルタ処理などにより抽出するとともに、その抽
出された微振動信号の周波数に基づいて、ＲＯＭに予め
記憶された関係から患者の麻酔深度を決定し、その決定
された麻酔深度を表示器３６に逐次表示させる。上記微
振動信号は、前記血管床内の毛細血管の麻酔による痙攣
現象に対応して生ずると考えられる。本実施例において
は、上記制御装置３４が微振動信号検出手段および麻酔
深度決定手段として機能する。

【００１４】次に、以上のように構成された麻酔深度検
出装置の作動を図２のフローチャートに従って説明する
。

【００１５】まず、ステップＳ１が実行されて、発光素
子１８から照射された光の前記表面１２下の血管床から
の反射光の強度を表す検出信号ＳＶが読み込まれる。次
に、ステップＳ２が実行されて、検出信号ＳＶに基づい
て脈波が１拍検出されたか否かが判断される。この判断
が否定された場合にはステップＳ２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Ｓ３が実行され
る。図３は麻酔中において検出された脈波の一例を示し
ており、各脈波にはその脈波の基本周波数より高い所定
周波数の微振動信号ＳＳがそれぞれ重畳している。なお
、図３のｂにて示す脈波は図３のａにて示す脈波よりも
麻酔が浅い状態で検出されたものであり、微振動信号Ｓ
Ｓの周波数は麻酔が浅くなる程高くなっている。

【００１６】上記ステップＳ３においては、検出された
脈波に含まれる微振動信号ＳＳが良く知られたデジタル
フィルタ処理を用いて抽出される。図４は、麻酔中に検
出された脈波の周波数解析結果の一例を示すグラフであ
って、低周波側のピークの周波数ｆａ　は前記脈波の基
本周波数成分を示し、高周波側のピークの周波数ｆｓ　
は微振動信号ＳＳの成分を示している。次に、ステップ
Ｓ４が実行されることにより、ステップＳ３で抽出され
た微振動信号ＳＳからその周波数ｆｓ　がたとえばピー
ク間距離や一定時間内におけるピーク数に基づいて決定
される。次いで、ステップＳ５が実行されることにより
、ステップＳ４にて決定された微振動信号ＳＳの周波数
ｆｓ　に基づいて、微振動信号ＳＳの周波数ｆｓ　と人
体の麻酔深度との間の予め記憶された関係から患者の現
在の麻酔深度が決定される。この予め記憶された関係の
一例を図５に示す。この関係は、上記図３に示すように
、人体に麻酔を施した場合においてその麻酔が浅くなる
程微振動信号ＳＳの周波数が高くなることに基づいて実
験的に求められたものである。次いで、ステップＳ６が
実行されて、上記麻酔深度が表示器３６にたとえばトレ
ンド表示された後、ステップＳ１に戻されることにより
、脈波が１拍検出される毎に患者の麻酔深度が逐次検出
され且つ表示されることとなる。

【００１７】このように本実施例によれば、患者に麻酔
が施された状態において脈波検出用プローブ１０により
患者の額の表面１２下の毛細血管から光電脈波が検出さ
れるとともに、その脈波に重畳するその脈波の基本周波
数ｆａ　より高い周波数の微振動信号ＳＳが検出される
。 この脈波の微振動信号ＳＳの周波数ｆｓ　は患者の麻酔
深度に応じて好適に変化するものであり、検出された微
振動信号ＳＳの周波数ｆｓ　に基づいて予め記憶された
関係から患者の麻酔深度が決定される。これにより、脈
波に重畳し且つ麻酔深度と密接に関連する微振動信号Ｓ
Ｓの周波数ｆｓ　に基づいて施術者等の主観に頼ること
なく患者の麻酔深度を客観的に把握することができる。

【００１８】また、本実施例によれば、脈波が１拍検出
される毎に麻酔深度が逐次検出されて表示されるため、
手術中などにおいて患者の麻酔深度を好適に維持するた
めの処置を速やかに行うことができる利点がある。

【００１９】次に、本発明の他の実施例を説明する。な
お、以下の説明において前述の実施例と共通する部分に
は同一の符号を付して説明を省略する。

【００２０】図６に示す装置では、脈波検出用プローブ
１０から出力された前記検出信号ＳＶは増幅器３０を介
して脈波弁別用フィルタ３８および微振動信号弁別用フ
ィルタ４０に供給される。脈波弁別用フィルタ３８にお
いては、検出信号ＳＶから毛細血管の脈動による脈波が
周波数的に弁別され、その弁別された脈波がＡ／Ｄ変換
器３２を介して制御装置３４へ供給されることにより、
たとえば、その脈波の波形が表示器３６に表示されたり
あるいはその脈波に基づいて脈拍数が算出されて表示器
３６に表示される。一方、微振動信号弁別用フィルタ４
０においては、前記脈波に重畳した微振動信号ＳＳが周
波数的に弁別され、その弁別された微振動信号ＳＳがＡ
／Ｄ変換器４２を介して制御装置３４へ供給されること
により、その微振動信号ＳＳの周波数に基づいて前述の
実施例と同様にして麻酔深度が検出されて表示器３６に
表示される。この実施例においては、上記微振動信号弁
別用フィルタ４０が微振動信号検出手段として機能する
。

【００２１】また、前述の図１の実施例では、微振動信
号ＳＳの周波数ｆｓと麻酔深度との間の予め記憶された
連続的（直線的）な関係から患者の麻酔深度が決定され
ているが、必ずしもその必要はなく、たとえば、微振動
信号ＳＳの周波数ｆｓ　と麻酔深度との間の予め記憶さ
れた階段状の関係から麻酔深度を決定するようにしても
よいし、あるいは、検出された微振動信号ＳＳの周波数
ｆｓ　が予め定められた１または２以上の判断基準値よ
り大きいか否かに基づいて麻酔深度を決定するように構
成することもできる。上記階段状の関係の一例である３
段階の階段状の関係を図７に示す。

【００２２】また、前述の図１の実施例では、脈波の周
波数弁別の結果求められた微振動信号ＳＳの周波数ｆｓ
　に基づいて麻酔深度が決定されているが、その周波数
ｆｓ　の微振動信号ＳＳの信号強度（実効値）Ｐｓ（図
４参照）に基づいて、微振動信号ＳＳの信号強度Ｐｓ　
と麻酔深度との間の予め記憶された関係（たとえば図８
に示す関係）から麻酔深度を決定するように構成するこ
ともできる。

【００２３】また、前述の図１の実施例においてデジタ
ルフィルタにて弁別した微振動信号ＳＳあるいは上記図
６の実施例の微振動弁別用フィルタにて弁別した微振動
信号ＳＳの振幅を求めて、その振幅と麻酔深度との間の
予め記憶された関係から患者の麻酔深度を決定するよう
にしてもよい。上記図３において麻酔が浅くなる程微振
動信号ＳＳの振幅は小さくなることから、微振動信号Ｓ
Ｓの振幅と麻酔深度との間の予め記憶された関係は、た
とえば図９に示すように決定される。

【００２４】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明したが、本発明はその他の態様においても適用され
る。

【００２５】たとえば、前述の実施例では、脈波が連続
的に検出され且つその脈波の１拍毎に麻酔深度が検出さ
れているが、脈波が予め定められた複数拍検出される毎
にあるいは所定時間経過する毎に麻酔深度を検出するよ
うにしてもよい。

【００２６】また、前述の実施例では、脈波検出用プロ
ーブ１０は患者の額の表面１２に装着されているが、額
以外の部位の表面に装着することもできる。

【００２７】また、前述の実施例では、１種類の波長の
光を出力する発光素子２２を備えた脈波検出用プローブ
１０にて脈波検出手段が構成されているが、たとえば、
本出願人が先に出願して公開された特開平３−２３８４
６号公報に記載されているような、発光波長が異なる２
種類の発光素子を備えた反射型オキシメータ用プローブ
を、本発明の脈波検出手段としてそのまま流用すること
もできる。

【００２８】また、前述の実施例では、発光素子２２は
赤外光を発光するものであるが、赤色光のような可視光
を発光するものでもよい。要するに、麻酔による皮下毛
細血管の痙攣現象を示すその毛細血管内の血流変化ある
いは血液容積変化が検出できればよいのである。なお、
本発明者の実験によれば、たとえば透過型オキシメータ
に用いられる型式の光透過型の脈波検出用プローブを用
いた場合には、同じ装着部位においても微振動信号ＳＳ
が得られなかった。

【００２９】また、図１の実施例における微振動信号弁
別用のデジタルフィルタあるいは図６の微振動信号弁別
用フィルタ４０により弁別した微振動信号ＳＳの振幅Ａ
１　を求めるとともに、脈波弁別用のデジタルフィルタ
あるいは図６の脈波弁別用フィルタ３８により弁別した
心拍に同期する脈波の振幅Ａ２　を求め、それらの振幅
比（Ａ１　／Ａ２　）と麻酔深度との間の予め記憶され
た関係から実際の振幅比に基づいて患者の麻酔深度を決
定するように構成することもできる。

【００３０】また、前述の実施例では、全身麻酔が施さ
れた患者の麻酔深度を検出するために本発明の麻酔深度
検出装置が用いられているが、本発明の麻酔深度検出装
置は脊椎麻酔や硬膜外麻酔などの局所麻酔が施された患
者の麻酔深度を検出する場合においても用いることがで
きる。この場合においては、患者の局所麻酔が施されて
いる部分の皮下毛細血管から脈波が検出されることとな
る。

【００３１】その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範
囲において種々変更が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の麻酔深度検出装置の一例を示す図であ
って、構成を示すブロック線図である。

【図２】図１の装置の作動を説明するためのフローチャ
ートである。

【図３】図１の装置の脈波検出用プローブにより検出さ
れる脈波の一例を示す図であって、麻酔深度が異なる場
合について比較して示す図である。

【図４】図２のフローチャートにおいて検出された脈波
の周波数解析グラフの一例を示す図である。

【図５】図２のフローチャートにおいて用いられる予め
定められた関係の一例を示す図である。

【図６】本発明の他の例を示す図であって、図１に対応
する図である。

【図７】図２のフローチャートにおいて用いられる予め
定められた関係の他の例を示す図である。

【図８】微振動信号の信号強度と麻酔深度との間の予め
定められた関係の一例を示す図である。

【図９】微振動信号の振幅と麻酔深度との間の予め定め
られた関係の一例を示す図である。

【符号の説明】

１０　　脈波検出用プローブ（脈波検出手段）１２　　
表面 １８　　発光素子 ２２　　受光素子 ３４　　制御装置（微振動信号検出手段，麻酔深度決定
手段） ４０　　微振動信号弁別用フィルタ（微振動信号検出手
段）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　生体の麻酔深度を検出するための装置
   であって、前記生体の表面に向かってそれぞれ配設され
   る発光素子および受光素子を備え、該発光素子から照射
   された光の反射光を該受光素子にて受光することに基づ
   いて皮下の毛細血管の脈波を検出する脈波検出手段と、
   該脈波検出手段により検出された脈波に重畳する該脈波
   の基本周波数より高い周波数の微振動信号を検出する微
   振動信号検出手段と、該微振動信号検出手段により検出
   された微振動信号に基づいて前記生体の麻酔深度を決定
   する麻酔深度決定手段とを含むことを特徴とする麻酔深
   度検出装置。
2. 【請求項２】前記微振動信号検出手段は、前記微振動信
   号の周波数を検出するものであり、前記麻酔深度決定手
   段は、該微振動信号の周波数と前記麻酔深度との間の予
   め定められた関係から実際の微振動信号の周波数に基づ
   いて前記生体の麻酔深度を決定するものである請求項１
   に記載の麻酔深度検出装置。
3. 【請求項３】前記微振動信号検出手段は、前記微振動信
   号の振幅を検出するものであり、前記麻酔深度決定手段
   は、該微振動信号の振幅と前記麻酔深度との間の予め定
   められた関係から実際の微振動信号の振幅に基づいて前
   記生体の麻酔深度を決定するものである請求項１に記載
   の麻酔深度検出装置。
4. 【請求項４】前記微振動信号検出手段は、前記微振動信
   号の信号強度を検出するものであり、前記麻酔深度決定
   手段は、該微振動信号の信号強度と前記麻酔深度との間
   の予め定められた関係から実際の微振動信号の信号強度
   に基づいて前記生体の麻酔深度を決定するものである請
   求項１に記載の麻酔深度検出装置。