JPH05220118A - ２指生命徴候モニタ - Google Patents

２指生命徴候モニタ

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JPH05220118A
JPH05220118A JP3058097A JP5809791A JPH05220118A JP H05220118 A JPH05220118 A JP H05220118A JP 3058097 A JP3058097 A JP 3058097A JP 5809791 A JP5809791 A JP 5809791A JP H05220118 A JPH05220118 A JP H05220118A
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detecting
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ＥＣＧ信号および心拍数、血圧信号、血液中の
酸素飽和ヘモグロビンの３つの生命徴候信号を同時に測
定すること。 【構成】ＥＣＧ用電極、血圧測定用の光源と光検出器、
血液酸素測定用の光源と光検出器が、それぞれ２個の指
用カフに別個に設けられる。２個の独立した指用カフの
使用により、信号処理、データ解釈の信頼性が向上し、
偽警告の発生頻度も減少する。また、交互に使用すれ
ば、長時間の使用による指組織の損傷を起すことはな
い。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、患者の３つの主要な生
命徴候の同時測定を行う装置に関する。本発明の２指生
命徴候モニタは、手ごろで非侵入的な非常に正確かつ信
頼性のある装置であり、潜在的な心臓および呼吸器障害
により重大な危険にひんしている患者の生命を守る手助
けのために用いることができる。
【０００２】
【従来技術とその問題点】危篤状態や重傷の患者は常時
看護および世話する必要がある。医者、看護婦、および
病院の技術者達は、自分達が看護している多くの患者に
ついての情報を常時入力する手段を必要とする。心電図
（ＥＣＧ）の心拍数、および血圧の測定値は、患者の健
康状態を示す２つの主要な生命徴候である。これら２つ
の一般的な健康指標が正常値以下になると、患者はたい
てい苦痛状態にあり即時の処理を必要とする。心臓血管
または肺病、重大な外傷、または麻薬乱用によりもたら
される危険な状態は、血流に生命を維持する酸素を供給
している肺および心臓の障害に至ることがある。このよ
うな潜在的に致命的な欠陥は、酸素を運んでいる血流の
中のヘモグロビンの量を絶えず測定することにより見つ
けることができる。第三の生命徴候は、血液の酸素飽和
状態を明示するものであり、特に重要である。というの
も、血流中の酸素の急激な減少は、患者が死亡する危険
性の増大と関連があるからである。
【０００３】これらの３つの生命徴候を別個に測定する
多くの装置が、現在、医療産業において入手可能であ
る。幾つかの従来システムでは、血圧または血中酸素量
を測定するために、指を被う（囲む）形式の１つの可撓
性膜を用いている。心臓についての情報は、患者の皮膚
の電圧を測定して、なじみ深い心電図（ＥＣＧ）に表示
されるところの、別個のワイヤ電極およびリード線から
与えられる。ＥＣＧは、心臓の電気的活動により発生さ
れる変動電位の測定値である。これら従来の測定におい
ては、別々の処置および患者に接続される別々のケーブ
ルを必要とするので、不便である。患者の働きも心電図
の読みをあいまいなものにすることがある。可撓性膜が
絶えず加圧されたままである場合、その圧縮が指に大き
な応力を加えるので、最終的に組織の損傷を引き起こす
ことがある。これらの初期の生命徴候用計器において
は、病棟内での混乱をもたらすことのある誤った読みに
よっても悩まされる。頻繁な間違った患者の苦痛報告
は、患者の指の不注意かつ望ましくない動きにより発生
される疑似信号に基づいて危険な状態を警告することの
ある単一センサーを信用していることにしばしば起因す
る。
【０００４】従来形患者監視装置の欠点は、医療計測分
野の設計者に大きな努力目標を提示した。心拍数、血
圧、ＥＣＧ、および血液酸素の同時測定を行う信頼性が
あり非常に正確な生命徴候モニタの開発は、医療産業に
ける大きな技術進歩をもたらす。このような革新的装置
を使用して達成することのできる向上した性能は、医療
従事者の間で長いこと感じられていた必要性を満たし、
またその顧客（使用者）も時間およびお金のかなりの節
約を行うことができる。
【０００５】
【発明の目的】本発明の目的は、３つの主要な生命徴
候、すなわちＥＣＧおよび心拍数、血圧、および血液酸
素飽和、の同時かつ連続的測定を行うことができる２指
生命徴候モニタを提供することにより、従来の患者モニ
タで経験した問題を克服することである。
【発明の概要】本発明のモニタは、各々が心電計用電
極、血圧測定用の第一放射線源と検出器の対、および血
液酸素測定用の第二放射線源と検出器の対を含む一対の
指用カフを使用する。該電極は、心電図を表示する電圧
計に接続されている。各カフ中の第一放射線源と検出器
の対は、指の光学血量計の圧力センサとして機能する。
１対の流体管は、各指用カフを、各々が流体溜を含んで
いる１対の血圧コントローラに接続している。各カフの
第二の放射線源および検出器の対は、各々、１対の酸素
計に接続されている。すべてのセンサは独立的に作動す
る。２つの指用カフの使用は、信号処理およびデータ解
釈にかなりの利点をもたらす。センサの冗長性は、偽警
告の発生を大いに減少させる。この２つの指用カフは、
周期的に交互のシーケンスで膨張および圧縮させて用い
ることができるので、患者の指の血流は、組織の損傷を
引き起こすほどの長い時間にわたり圧迫されない。
【０００６】本発明による２指生命徴候モニタは、医者
および看護婦がより高品質の看護を行い生命を救うこと
のできる信頼性のある廉価かつ強力なツールである。
【０００７】
【実施例】図１は、血液中の脱酸ヘモグロビン１２およ
び酸化ヘモグロビン１４についての入射光の各種波長に
おける吸収係数を示す２つのグラフの比較１０である。
非侵入的血液測定手法の当業者は、患者の血流中の酸素
量を測定するために、酸化ヘモグロビンと脱酸ヘモグロ
ビンの吸収度の差を利用している。
【０００８】図２は、酸素を有するヘモグロビンと脱酸
素ヘモグロビンとの異なる反射率に基づく１つの型式の
従来形酸素計を示す。ヒューレット・パッカード社の多
波長耳酸素計１６は、光源１８、レンズ１９、ビーム・
スプリッタ２０、狭帯域フィルタ・ホイール２１、レン
ズ２２、ビームスプリッタ２３、フィルタ２４、レンズ
２５、患者の耳たぶ２７の両側に置かれる光ファイバ２
６および２８から構成される。基準径路２９は、信号プ
ロセッサ３１に接続された検出器３０まで光を運ぶ。選
択された光の波長が光ファイバ・ガイドを通して耳２７
にまで逐次向けられるように、回転ホイール２１上に８
つのフィルタが配置されている。フィルタ・ホイール２
１が回転すると、放射エネルギをもつ特定波長光が、耳
２７を通して光検出器３０にまず集められ、次に基準径
路２９を介して検出器３０に集められる。透過光の強さ
と入射光の強さとの比は、酸素飽和値を求めるために当
該分野でよく知られた式を利用するところの、信号プロ
セッサ３１により計算される。
【０００９】図３は、従来形パルス酸素計の概略図であ
る。患者の指３２は、赤ＬＥＤ３４、近赤外ＬＥＤ３
５、および検出器３６を含む指用カフ３３により取り囲
まれている。ＬＥＤ３４および３５および検出器３６
は、リード線３７によって、処理および制御回路３８に
接続される。制御回路３８は検出器３６により検知され
る赤および近赤外放射線量に基づき血圧を測定する。表
示器４０および警報器４２は、血圧情報をユーザに与え
る。
【００１０】図４は、Ｊ．Ｐｅｎａｚによりはじめて述
べられた血圧モニタのカフにより取り囲まれた指の断面
図４４である。表皮４６、骨４８、および動脈５０は、
供給流体５４により加圧されるカフ・ブラダ（嚢）５２
内に包まれて示してある。発光ダイオード５６および検
出器５８は、ブラダ５２の反対側にあり、指の動脈５０
の容積を推定するために用いられ、これは続いて患者の
血圧測定に使われる。Ｐｅｎａｚの発明で利用される手
法は、動脈の血圧が、指のまわりに置かれた膨張性カフ
５２により加えられる外圧と同じになるときの、動脈５
０の大きさを測定することである。ＬＥＤ５６、検出器
５８、加圧供給流体５４は、動脈が負荷のかけられてい
ない状態に保たれているときに、カフ・ブラダ５２の圧
力に基づいて血圧を計算するところの１つのプロセッサ
（図示していない）に接続されている。心臓収縮、平均
および心臓拡張（血）圧は、すべてこの方法を用いて測
定することができる。心臓収縮圧は、心室収縮（すなわ
ち心臓鼓動の最後）における血圧で、最高血圧である。
心臓拡張圧は、心臓が弛緩しているときの心臓拡張期の
血圧で、最低血圧である。平均血圧は、心臓の１循環中
の動脈圧の平均血圧である。
【００１１】図５は、指動脈の圧力対容積特性６０を示
す。動脈の容積はＹ軸方向に示され、壁を越えた圧力
（ｔｒａｎｓｍｕｒａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）、すなわ
ち動脈圧とフインガ・カフ圧との差はＸ軸方向に示され
ている。曲線６２は、所定の壁越え圧に対する動脈の大
きさの従属性（依存性）を表す。容積６４、６６、およ
び６８は、圧力レベル７０、７２、および７４に対応す
る。指のまわりのカフの圧力を一定に保つと、圧力変化
は、圧力レベル７０、７２、および７４により境界のつ
けられたグラフ７５（ａ，ｂ，ｃ）により示される。
【００１２】図６は、血圧を測定するために一般的に使
用される従来形透明圧力カフ８０の中の患者の指７８を
示す概略図である。カフ８０には、光源８１および光電
管８２がある。光電管８２の出力は差動アンプ８３に送
られ、該アンプは、カフ信号を予め選択した第一外部信
号入力８４と比較する。容積電圧計８５の１つの端子
は、差動アンプ８３と補正ネットワーク８６との間に置
かれ、該ネットワークはスイッチ８８およびパワー・ア
ンプ８９にも接続されている。第二外部信号８７は、パ
ワー・アンプ８９に送られる。流体を満した管９１に接
続された電気−気圧（圧力）変換器９０は、パワー・ア
ンプから出力信号を受信する。
【００１３】図７は、パルス酸素計の光電出力により発
生される波形の概略図９６である。グラフ９７は、患者
の指中の血流の分光分析からの脈動信号を表す。距離９
８、１００、および１０２は、各々、組織、静脈血、お
よび動脈血での吸収による減少量を示す。要素９８およ
び１００は一定であるから、動脈血に起因する変動要素
だけを用いて酸素測定を行うことができる。指を通って
透過される光の光学密度を計算するためにはベール（Ｂ
ｅｅｒ）の法則を用いる。血流の酸素量を測定するとき
には、飽和および不飽和ヘモグロビンに対する異なる吸
収係数を利用する前記と同じ方法を用いる。
【００１４】図８は、本発明による２指生命徴候モニタ
１０４のブロック図である。患者の右指および左指１０
６および１０８は、右および左カフ１１０および１１２
により取り囲まれる。各カフには、ＥＣＧ変換器１１４
および１２０、圧力変換器１１６および１２２、および
酸化ヘモグロビン変換器１１８および１２４がある。Ｅ
ＣＧ変換器からのリード線１２６および１２８は、ＥＣ
Ｇ分析器およびディスプレイ１３０に接続される。１対
の流体管１３２および１３４は、カフ１１０および１１
２を、１対の圧力コントローラ１４４および１４６に接
続する。圧力検出器１１６および１２２からのリード線
１３６および１４０、及び圧力ＬＥＤ１１６および１２
２からのリード線１３８および１４２も、圧力コントロ
ーラ１４４および１４６に接続される。アンプ１４８お
よび１５０は、カフ１１０および１１２中の適切な流体
レベルを自動的に維持するところの圧力サーボ１５２お
よび１５４に結合されている。血圧計１５３は、サーボ
１５２に接続されている。ＬＥＤリード線１６０および
１６２だけでなく、ヘモグロビン変換器１１８および１
２４からの検出器リード線１５６および１５８は、酸素
計１６４および１６６に接続されている。圧力コントロ
ーラ１４４および１４６は、リード線１６８および１７
２により処理および制御回路１７６に接続され、該回路
はリード線１７０および１７４により酸素計１６４およ
び１６６にも結合されている。メモリ１７７、ディスプ
レイ１７８、およびアラーム１８０は、処理および制御
回路１７６にもリンクされている。アラーム１８０は、
可聴信号を与えるためにブザーや警笛を用いたり、視覚
的表示を行うＬＥＤまたはランプを組み込むことができ
る。
【００１５】本発明は、それぞれの手の１本の指に対し
カフ１１０および１１２を置くことにより患者と接続さ
れる。この対をなす接続は、しばしば”リード・ワン
（Ｌｅａｄ Ｏｎｅ）”対と呼ばれ、この接続はＥＣＧ
手順のための第一組の電極であることを意味する。
【発明の効果】本形式の結合は、幾つかの独立した従来
形計器を用いて同じ測定を行う場合にしなければならな
い多くの様々な接続よりもずっと簡単でありより信頼性
がある。本実施例では、ディスプレイ１７８は、心拍
数、血圧、および血液ガス情報を示すデジタル・アレイ
を使用できる。カフ内のすべてのセンサは独立して作動
する。２指カフの使用により、信号処理およびデータ解
釈にかなりの利点をもたらす。センサの冗長性は、偽警
報の発生を大いに減少させる。また指の組織損傷も発生
しなくなる。２指生命徴候モニタは、心臓または呼吸器
障害を患っている患者をモニタするための非侵入的かつ
信頼性のある装置をもたらす。本発明は、医療計測分野
に向けての大きな第一歩をなす。
【図面の簡単な説明】
【図１】血液中の脱酸ヘモグロビンおよび酸化ヘモグロ
ビンについての入射光の各波長における吸収係数を示す
図である。
【図２】従来の耳酸素計のブロック図である。
【図３】従来のパルス酸素計のブロック図である。
【図４】血圧測定用カフで囲まれた指の断面図である。
【図５】指動脈の圧力対容積特性を示した図である。
【図６】従来の光電型血量計のブロック図である。
【図７】指を透過する光に対する、組織、静脈血、動脈
血による減衰を示した図である。
【図８】本発明による２指生命徴候モニタのブロック図
である。
【符号の説明】
４８：骨 ５０：動脈 ５２：ブラダ（嚢） ５４：流体 ７８：指 ８３：差動アンプ ８６：補正回路 ８９：パワー・アンプ ９０：電気・圧力変換器 １１０、１１２：カフ １４４、１４６：圧力制御器 １６４、１６６：酸素計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ａ６１Ｂ 5/0428 5/14 ３１０ 8932−4Ｃ 8119−4Ｃ Ａ６１Ｂ 5/04 ３１０ Ｂ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ＥＣＧ信号を検出する手段と、血圧を検出
    するための圧力検出手段と、血液中の酸素で飽和したヘ
    モグロビンのレベルを検出するための酸化ヘモグロビン
    検出手段とを、２個の指を囲むカフにそれぞれ設けたこ
    とを特徴とする２指生命徴候モニタ。
JP3058097A 1990-03-01 1991-02-28 ２指生命徴候モニタ Pending JPH05220118A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US487341 1983-04-21
US07/487,341 US5152296A (en) 1990-03-01 1990-03-01 Dual-finger vital signs monitor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05220118A true JPH05220118A (ja) 1993-08-31

Family

ID=23935351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3058097A Pending JPH05220118A (ja) 1990-03-01 1991-02-28 ２指生命徴候モニタ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5152296A (ja)
EP (1) EP0444934B1 (ja)
JP (1) JPH05220118A (ja)
DE (1) DE69122637T2 (ja)

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