JPH08299458A

JPH08299458A - 投薬制御装置

Info

Publication number: JPH08299458A
Application number: JP7114998A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Amano; 和彦天野; Kazuo Uebaba; 和夫上馬場; Hitoshi Ishiyama; 仁石山
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1995-05-12
Filing date: 1995-05-12
Publication date: 1996-11-19

Abstract

(57)【要約】【目的】患者の循環動態を監視し、必要に応じて自動
的に循環作動薬を投与し、患者の循環動態を安定化す
る。【構成】マイクロコンピュータ５は、定期的に、脈波
検出部２００を介して患者の脈波を取り込み、脈波の間
隔を算出して生体の状態の解析を行う。そして、ＲＲ５
０等の生体の状態が所定の条件を満足した場合に第１投
薬部３００または第２投薬部４００によりαブロッカま
たはβブロッカを患者に投与し、患者の循環動態を安定
した状態に保つ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、脈波から得られる生
体の状態に基づいて患者への投薬を制御する投薬制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高血圧症、心不全等、循環器系に疾患を
有する患者は、循環動態の挙動が不安定である場合が多
いため、常時、その容体を監視し、危険な状態に陥らな
いようにする必要がある。ここで、循環器系の挙動を左
右する要素としては、α受容体、β受容体、コリン受容
体、ＡＣＥ受容体などが知られている。そこで、αブロ
ッカ、βブロッカ、カルシウムブロッカ、ＡＣＥ阻害剤
といった循環作動薬を患者に投与することで循環系の状
態を制御し、患者の循環動態の挙動を安定化するといっ
た処置が採られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な循環作動薬の投与は、患者の容体が正常状態から逸脱
した場合にタイムリーに行わなければならないため、医
師等は患者の容体を常時監視していなくてはならず、そ
のために多大なる労力を要する。また、症状の重い病人
は、常時といって構わない位の頻度で循環作動薬の投与
を受けねばならないので、この投与を受けるだけのため
に病院のベッドに寝たきりになっていなければならな
い。

【０００４】この発明は上述した事情に鑑みてなされた
ものであり、患者の循環動態を監視しその結果に基づい
て必要な投薬を行うことができる投薬制御装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、請求項１記載の発明は、患者から所定時間分の脈
波を定期的に取り込む脈波検出手段と、前記所定時間内
に取り込まれた脈波の時間間隔の変動情報をもとに生体
の状態を作成する脈波解析手段と、前記生体の状態が所
定の条件を満足する場合に投薬を指令する投薬制御手段
とを具備することを特徴とする。また、請求項２記載の
発明は、請求項１記載の発明において、前記患者の血圧
を測定する手段を有し、前記投薬制御手段は、前記生体
の状態が所定の条件を満足し、かつ、該血圧が所定の値
になった場合に投薬を指令することを特徴とする。

【０００６】また、請求項３記載の発明は、請求項２記
載の発明において、前記脈波解析手段は、隣接する脈波
の時間間隔を算出し、連続する該時間間隔の変動量が所
定時間を越える個数を前記生体の状態として出力するこ
とを特徴とする。また、請求項４記載の発明は、請求項
２記載の発明において、前記脈波解析手段は、隣接する
脈波の時間間隔を算出し、該時間間隔の変動に対してス
ペクトル分析を行い、該分析により得られたスペクトル
成分のうち低周波側の成分の振幅値を前記生体の状態と
して出力することを特徴とする。

【０００７】また、請求項５記載の発明は、請求項２記
載の発明において、前記脈波解析手段は、隣接する脈波
の時間間隔を算出し、該時間間隔の変動に対してスペク
トル分析を行い、該分析により得られたスペクトル成分
のうち高周波側の成分の振幅値を前記生体の状態として
出力することを特徴とする。また、請求項６記載の発明
は、請求項２記載の発明において、前記脈波解析手段
は、隣接する脈波の時間間隔を算出し、該時間間隔の変
動に対してスペクトル分析を行い、該分析により得られ
た低周波のスペクトル成分の振幅と高周波のスペクトル
成分の振幅の比を求めて前記生体の状態として出力する
ことを特徴とする。

【０００８】また、請求項７記載の発明は、請求項１な
いし６のいずれかの項記載の発明において、前記脈波検
出手段は、脈圧を測定することにより前記脈波の検出を
行うことを特徴とする。また、請求項８記載の発明は、
請求項１ないし６のいずれかの項記載の発明において、
前記脈波検出手段は、皮膚下の血管に光を照射して、該
血管によって反射された反射光を受光することにより前
記脈波の検出を行うことを特徴とする。また、請求項９
記載の発明は、請求項２ないし６のいずれかの項記載の
発明において、前記脈波解析手段、前記投薬制御手段、
および前記血圧測定手段を内蔵したケースを有し、該ケ
ースはネックレスの鎖に取り付けられ、前記脈波検出手
段は、前記ケースが前記ネックレスの鎖へ取り付けら
れ、皮膚下の血管に対して光を照射する発光素子と、前
記光が前記皮膚下の血管によって反射された反射光を受
光する光センサとからなる光電式脈波センサであること
を特徴とする。

【０００９】また、請求項１０記載の発明は、請求項２
ないし６のいずれかの項記載の発明において、前記脈波
解析手段、前記投薬制御手段、および前記血圧測定手段
を内蔵したケースを有し、該ケースは眼鏡のフレームの
蔓に取り付けられ、前記脈波検出手段は、皮膚下の血管
に対して光を照射する発光素子と、前記光が前記皮膚下
の血管によって反射された反射光を受光する光センサと
からなる光電式脈波センサであることを特徴とする。ま
た、請求項１１記載の発明は、請求項２ないし１０のい
ずれかの項記載の発明において、望ましい生体の状態が
予め格納されたメモリを有し、前記投薬制御手段は、前
記脈波解析手段が抽出した生体の状態と、該メモリに格
納された生体の状態を比較して、前記患者が鎮静状態に
あると判定した場合には、前記患者へαブロッカを投与
することを特徴とする。

【００１０】また、請求項１２記載の発明は、請求項２
ないし１０のいずれかの項記載の発明において、望まし
い生体の状態が予め格納されたメモリを有し、前記投薬
制御手段は、前記脈波解析手段が抽出した生体の状態
と、該メモリに格納された生体の状態を比較して、前記
患者が興奮状態にあると判定した場合には、前記患者へ
βブロッカを投与することを特徴とする。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明によれば、脈波検出手段が
患者から定期的に取り込んだ所定時間分の脈波の時間間
隔の変動情報から、脈波解析手段が生体の状態を作成し
て、この生体の状態が所定の条件を満足する場合に投薬
制御手段が投薬の指令を行う。また、請求項２記載の発
明によれば、生体の状態を作成するにあたって患者の血
圧を測定し、生体の状態と血圧が共に所定の条件を満足
した場合に、投薬制御手段が投薬を指令する。

【００１２】また、請求項３記載の発明によれば、脈波
解析手段が、隣接する脈波の時間間隔を算出し、連続す
る該時間間隔の変動量が所定時間を越える個数を生体の
状態として出力する。また、請求項４記載の発明によれ
ば、脈波解析手段が、隣接する脈波の時間間隔を算出
し、該時間間隔の変動に対してスペクトル分析を行い、
該分析により得られたスペクトル成分のうち低周波側の
成分の振幅値を生体の状態として出力する。

【００１３】また、請求項５記載の発明によれば、脈波
解析手段が、隣接する脈波の時間間隔を算出し、該時間
間隔の変動に対してスペクトル分析を行い、該分析によ
り得られたスペクトル成分のうち高周波側の成分の振幅
値を生体の状態として出力する。また、請求項６記載の
発明によれば、脈波解析手段が、隣接する脈波の時間間
隔を算出し、該時間間隔の変動に対してスペクトル分析
を行い、該分析により得られた低周波のスペクトル成分
の振幅と高周波のスペクトル成分の振幅の比を求めて生
体の状態として出力する。

【００１４】また、請求項８記載の発明によれば、発光
素子から皮膚の下の血管へ光を照射して、血管からの反
射光を光センサで受光する。また、請求項９又は１０記
載の発明によれば、脈波検出手段以外の各手段をケース
に収納し、脈波検出手段をネックレスの鎖又は眼鏡のフ
レームに取り付けることにより、投薬制御装置をネック
レス又は眼鏡に組み込むようにした。

【００１５】また、請求項１１記載の発明によれば、投
薬制御手段が、脈波解析手段が抽出した生体の状態と望
ましい生体の状態を比較して、鎮静状態にある場合には
患者へαブロッカを投与するように指示する。また、請
求項１２記載の発明によれば、投薬制御手段が、脈波解
析手段が抽出した生体の状態と望ましい生体の状態を比
較して、興奮状態にある場合には患者へβブロッカを投
与するように指示する。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照し、本発明に係る投薬制御
装置の実施例を説明する。

【００１７】＜第１実施例＞本実施例による投薬制御装
置は、患者の血圧等の循環動態を安定した状態に保つた
めに使用される装置であり、患者が投薬を必要とする状
態にあるか否かを判断し、この判断結果に従ってαブロ
ッカ、βブロッカ等のうち必要な循環作動薬を患者に投
与するものである。なお、ここにいう循環作動薬とは、
循環系に直接または間接に影響を与える薬剤またはホル
モン剤も含むものである。

【００１８】Ａ．事前検討本実施例に係る装置を設計するに際し、患者が投薬を必
要とする状況を適切に捉える必要がある。本願発明者
は、投薬実験を重ねた結果、「高血圧者等の循環系の挙
動を左右するα受容体およびβ受容体などの交感神経受
容体の活動状態が脈波の変化となって現れる」との知見
を得た。

【００１９】このような脈波の変化を見るために、脈波
から得られる生体の状態を用いることが考えられる。こ
れら生体の状態としては、脈波の「ゆらぎ」に関する情
報であるＬＦ、ＨＦ、ＲＲ５０が挙げられる。以下、こ
れらの情報について逐一説明を行う。｛ＬＦおよびＨＦ｝心電図において、ある心拍のＲ波と
次の心拍のＲ波との時間間隔はＲＲ間隔と呼ばれてい
る。このＲＲ間隔は人体における自律神経機能の指標と
なる数値である。図２は、心電図における心拍と、これ
ら心拍の波形から得られるＲＲ間隔を図示したものであ
る。同図からもわかるが、心電図の測定結果の解析によ
れば、ＲＲ間隔が時間の推移とともに変動することが知
られている。

【００２０】一方、橈骨動脈部などで測定される血圧の
変動は、収縮期血圧および拡張期血圧の一拍毎の変動と
して定義され、心電図におけるＲＲ間隔の変動と対応し
ている。図３は、心電図と血圧との関係を示したもので
ある。この図からわかるように、一拍毎の収縮期および
拡張期の血圧は、各ＲＲ間隔における動脈圧の最大値、
および該最大値の直前に見られる極小値として測定され
る。

【００２１】これら心拍変動ないしは血圧変動のスペク
トル分析を行うことにより、これらの変動が複数の周波
数の波から構成されていることがわかる。これらは以下
に示す３種類の変動成分に区分される。・呼吸に一致した変動であるＨＦ（High Frequency）成
分・１０秒前後の周期で変動するＬＦ（Low Frequency）
成分・測定限界よりも低い周波数で変動するトレンド（Tren
d）

【００２２】測定した脈波の各々について、隣接する脈
波と脈波の間のＲＲ間隔を求めて、得られたＲＲ間隔の
離散値を適当な方法（たとえば３次のスプライン補間）
により補間する（図２を参照）。そして、補間後の曲線
にＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理を施してスペクトル
分析を行うことで、上記の変動成分を周波数軸上のピー
クとして取り出すことが可能となる。図４（ａ）は、測
定した脈波のＲＲ間隔の変動波形、および該変動波形を
上記３つの周波数成分に分解した場合の各変動成分の波
形を示している。また図４（ｂ）は、同図（ａ）に示し
たＲＲ間隔の変動波形に対するスペクトル分析の結果で
ある。この図からわかるように、０．０７Ｈｚ付近、
０．２５Ｈｚ付近の２つの周波数においてピークが見ら
れる。前者がＬＦ成分であり後者がＨＦ成分である。な
お、トレンドの成分は測定限界以下であるため図からは
読み取れない。

【００２３】ＬＦ成分は交感神経の緊張度の度合いを表
しており、本成分の振幅が大きいほど緊張度が増してい
る［興奮状態］こととなる。一方、ＨＦ成分は副交感神
経の緊張度の度合いを表しており、本成分の振幅が大き
いほどリラックスしている［鎮静状態］ことを意味す
る。ＬＦ成分およびＨＦ成分の振幅値には個人差がある
ので、このことを考慮した場合、ＬＦ成分とＨＦ成分の
振幅比である「ＬＦ／ＨＦ」が、被験者の緊張度の推定
に有用である。上述したＬＦ成分とＨＦ成分の特質か
ら、「ＬＦ／ＨＦ」の値が大きいほど緊張の度合いが高
く、「ＬＦ／ＨＦ」の値が小さいほど緊張の度合いは低
くリラックスしていることとなる。

【００２４】｛ＲＲ５０｝ＲＲ５０とは、所定時間の脈
波の測定において、連続する２心拍のＲＲ間隔の絶対値
が５０ミリ秒以上変動した個数で定義される。ＲＲ５０
の値が大きいほど患者は鎮静状態にあり、一方、ＲＲ５
０の値が小さいほど興奮状態にあることが解明されてい
る。

【００２５】以下説明する本実施例に係る装置は、上述
した脈波から得られる諸量と生体の興奮状態・鎮静状態
との相関関係を投薬制御に利用するものである。すなわ
ち、本実施例に係る装置は、患者の脈波を定期的に測定
して上記のＬＦ、ＨＦ、「ＬＦ／ＨＦ」、ＲＲ５０を算
出する。そして、これら生体の状態から、患者が鎮静状
態にある場合にはαブロッカを患者に投与してα受容体
の興奮状態を鎮め、反対に、興奮状態にある場合にはβ
ブロッカを投与してβ受容体の興奮状態を鎮めて患者の
血圧等の循環動態を安定化するものである。

【００２６】Ｂ．実施例の構成図１は本実施例に係る投薬制御装置１００の構成を示す
ブロック図である。同図に示すようにこの投薬制御装置
１００には脈波検出部２００、第１投薬部３００および
第２投薬部４００が接続される。脈波検出部２００は、
歪ゲージ等の圧力検出部材およびこの圧力検出部材を患
者の橈骨動脈部等に押し当てられるカフ帯を有してお
り、圧力検出部材に加わる圧力を検出し脈波信号（アナ
ログ信号）として出力する。また、脈波検出部２００は
血圧測定にも使用され、血圧測定の際には上記歪ゲージ
によって血圧脈波を検出し出力する。第１および第２投
薬部３００および４００はマイクロポンプおよびその駆
動回路等によって構成されており、投薬制御装置１００
による制御の下、各々患者にαブロッカおよびβブロッ
カを投与する。

【００２７】投薬制御装置１００は、メモリ１、入力部
２、出力部３、波形抽出記憶部４およびマイクロコンピ
ュータ５によって構成されている。メモリ１は、バッテ
リバックアップされたＲＡＭ（ランダムアクセスメモ
リ）等によって構成された不揮発性メモリであり、マイ
クロコンピュータ５が投薬制御装置１００内の各部を制
御する際の制御データの一時記憶に使用される。また、
このメモリ１の所定の記憶エリアには、前述したＬＦ、
ＨＦ、「ＬＦ／ＨＦ」、ＲＲ５０のうち少なくとも１つ
の情報について、投薬を受ける患者にとって望ましい値
（患者の健康時の値、あるいは多数の健康な被験者の平
均値など）が予め格納されている。また、本実施例に係
る投薬制御装置１００は、このような内容の固定された
生体の状態を利用して投薬制御を行う他、患者から得た
脈波から生体の状態を抽出し、このようにして作成され
た生体の状態を使用して投薬制御を行うこともできるよ
うに構成されている。メモリ１の特定の記憶エリアに
は、このようにして作成される生体の状態が格納され
る。

【００２８】入力部２は、マイクロコンピュータ５に対
するコマンド入力のために設けられた手段であり、例え
ばキーボード等によって構成されている。出力部３は、
プリンタ、表示装置等によって構成されており、これら
の装置はマイクロコンピュータ５による制御の下、患者
から得た脈波の記録、投薬の記録、脈波の表示等を行
う。

【００２９】波形抽出記憶部４は、マイクロコンピュー
タ５による制御の下、脈波検出部２００から出力される
脈波信号を取り込み、この取り込んだ信号から１波長分
（１拍分）の脈波を抽出して記憶する。ここで、図５を
参照し波形抽出記憶部４の構成を説明する。図５におい
て、１０１はＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器であ
り、脈波検出部２００によって出力される脈波信号を一
定周期のサンプリングクロックφに従ってデジタル信号
に変換して出力する。１０２はローパスフィルタ（ＬＰ
Ｆ）であり、Ａ／Ｄ変換器１０１から順次出力されるデ
ジタル信号に対し、所定のカットオフ周波数以上の成分
を除去する処理を施し、その結果を波形値Ｗとして順次
出力する。１０３はＲＡＭによって構成される波形メモ
リであり、ローパスフィルタ１０２を介して供給される
波形値Ｗを順次記憶する。１１１は波形値アドレスカウ
ンタであり、マイクロコンピュータ５から波形採取指示
ＳＴＡＲＴが出力されている期間、サンプリングクロッ
クφをカウントし、そのカウント結果を波形値Ｗを書き
込むべき波形アドレスＡＤＲ１として波形メモリ１０３
のアドレス入力端へ供給する。また、この波形アドレス
ＡＤＲ１はマイクロコンピュータ５により監視される。

【００３０】１２１は微分回路であり、ローパスフィル
タ１０２から順次出力される波形値Ｗの時間微分を演算
して出力する。１２２は零クロス検出回路であり、波形
値Ｗの時間微分が０となった場合に零クロス検出パルス
Ｚを出力する。さらに詳述すると、零クロス検出回路１
２２は、図６に例示する脈波の波形においてピーク点Ｐ
１、Ｐ２、…を検出するために設けられた回路であり、
これらのピーク点に対応した波形値Ｗが入力された場合
に零クロス検出パルスＺを出力する。１２３はピークア
ドレスカウンタであり、マイクロコンピュータ５から波
形採取指示ＳＴＡＲＴが出力されている期間、零クロス
検出パルスＺをカウントし、そのカウント結果をピーク
アドレスＡＤＲ２として出力する。１２４は移動平均算
出回路であり、現時点までに微分回路１２１から出力さ
れた過去所定個数分の波形値Ｗの時間微分値の平均値を
算出し、その結果を現時点に至るまでの脈波の傾斜を表
す傾斜情報ＳＬＰとして出力する。１２５は後述するピ
ーク情報を記憶するために設けられたピーク情報メモリ
である。

【００３１】マイクロコンピュータ５は、入力部２を介
して入力されるコマンドに従って本装置１００内の各部
の制御を行う。また、マイクロコンピュータ５は、時計
回路を内蔵しており、投薬制御を行う動作モードにおい
ては、一定時間が経過する毎に以下の各処理を行う。

【００３２】波形抽出記憶部４による脈波信号の取り
込み処理および１波長分の脈波の抽出処理の制御波形抽出記憶部４内の微分回路１２１および零クロス検
出回路１２２によって脈波のピーク点が検出される毎に
以下列挙する各情報（以下、ピーク情報と総称する）を
求め、図７に示すテーブル形式に従ってピーク情報メモ
リ１２５に書き込む。

【００３３】（ピーク情報の内容）波形値アドレスＡＤＲ１：ローパスフィルタ１０２から
出力される波形値Ｗが極大値または極小値となった時点
で波形値アドレスカウンタ１１１から出力されている書
き込みアドレスＡＤＲ１、すなわち、極大値または極小
値に相当する波形値Ｗの波形メモリ１０３における書き
込みアドレスである。ピーク種別Ｂ／Ｔ：上記波形値アドレスＡＤＲ１に書き
込まれた波形値Ｗが極大値Ｔ（Ｔｏｐ）であるか極小値
Ｂ（Ｂｏｔｏｍ）であるかを示す情報である。波形値Ｗ：上記極大値または極小値に相当する波形値で
ある。ストロークＳＴＲＫ：直前のピーク値から当該ピーク値
に至るまでの波形値の変化分である。傾斜情報ＳＬＰ：当該ピーク値に至るまでの過去所定個
数分の波形値の時間微分の平均値である。

【００３４】脈波の周波数解析および患者の状態の判
定上記ピーク情報に基づいて１波長分の脈波の波形値を波
形メモリ１０３から読み出してメモリ１へ記憶する。こ
の処理を所定時間（例えば３０秒間）だけ行って、記憶
した脈波の波形からＲＲ間隔を求め、さらに、ＲＲ間隔
の変動に対してスペクトル分析を行う。そして、分析の
結果として得られる生体の状態を、予めメモリ１へ記憶
しておいた生体の状態と比較して、患者が興奮状態にあ
るか鎮静状態にあるかどうかを判定する。ここで、生体
の状態としては、上述したＬＦ、ＨＦ、「ＬＦ／Ｈ
Ｆ」、ＲＲ５０のいずれであっても良い。また、これら
のうちの２つないし全部を組み合わせることによって、
興奮状態または鎮静状態を総合的に判断すればさらに良
い。

【００３５】投薬制御上記判定結果に基づき、患者が興奮状態にあり、かつ、
患者の血圧値が投薬を必要とする値である場合は第２投
薬部４００に駆動指令を供給してβブロッカの投与を行
う。一方、患者が鎮静状態にあり、かつ、患者の血圧値
が投薬を必要とする値である場合は第１投薬部３００に
駆動指令を供給してαブロッカの患者への投与を行う。

【００３６】図８に第１投薬部３００（第２投薬部４０
０）の構成を示す。この図において、３０１はマイクロ
ポンプであり、その入力ポート３０５はチューブ３０５
Ｔを介しαブロッカまたはβブロッカによって満たされ
た薬液タンク３６１に挿入されており、出力ポート３０
６はチューブ３０６Ｔを介し投薬用の注射針３６２に連
結されている。駆動回路３６３は、マイクロコンピュー
タ５から駆動指令が与えられることにより所定レベル
（約１００Ｖ）の駆動パルスを発生し、マイクロポンプ
３０１の駆動手段たる圧電素子３２６に供給する。発振
回路３６４は上記駆動パルスのパルス幅よりも周期の短
い多数のパルスを発生し、コンデンサＣおよび抵抗Ｒを
介しマイクロポンプ３０１の作動検出スイッチ３５０へ
印加する。ここで、作動検出スイッチ３５０は、マイク
ロポンプ３０１の出力ポート３０６から液が排出される
毎に所定の時間幅だけオン状態となるように構成されて
いる。従って、マイクロポンプ３０１が正常に作動して
いる場合は、マイクロポンプ３０１に駆動パルスが印加
され、これによる液の排出が行われる毎に作動検出スイ
ッチ３５０の両端の電圧が低下することとなる。異常検
出回路３６５は作動検出スイッチ３５０の両端の電圧を
整流し、この整流により得られた電圧のレベルが駆動パ
ルスに対応した時間的変化をしていない場合に異常検出
信号を出力する。

【００３７】図９は投薬部を構成するマイクロポンプ３
０１の断面図である。このマイクロポンプ３０１は、基
板３０２、薄膜板３０３および表面板３０４のサンドイ
ッチ構造によるものである。

【００３８】基板３０２は、例えば厚さ１ｍｍ程度のガ
ラス基板からなり、入力ポート３０５および出力ポート
３０６が設けられている。これらのポートには、チュー
ブ３０５Ｔおよび３０６Ｔが、液漏れすることがないよ
う接着剤により接合されている。

【００３９】薄膜板３０３は、例えば厚さ０．３ｍｍ程
度のＳｉ基板からなり、エッチング法により入口バルブ
３０７、出口バルブ３０８が形成されると共にこれらの
バルブの間にダイヤフラム３０９が形成されている。そ
して、さらにダイヤフラム３０９の下方のポンプ室３２
２およびこれに通じるポンプ流路系が形成されている。
ダイヤフラム３０９の上部には、駆動手段として、ピエ
ゾディスクの圧電素子３２６が接着されている。

【００４０】入口バルブ３０７は、基板３０２を覆うよ
うに形成されており、その上平面部ほぼ中央には通孔３
１８が形成されると共にこの通孔３１８を囲むように下
方に突出する弁体３１６が形成されている。この弁体３
１６は先端部が基板３０２まで致っており、入口バルブ
３０７の側面とこの弁体３１６により室３１７が形成さ
れている。この室３１７は図示しない流路を介し入力ポ
ート３０５に通じている。一方、出口バルブ３０８は出
力ポート３０６の入口を覆うキャップ状の弁体３２５に
よって構成されている。

【００４１】薄膜板３０３の上には基板３０２と同様の
ガラス基板からなる表面板３０４が陽極接合法により接
着されており、この表面板３０４により上記のポンプ流
路系の一部の流路の上部壁が構成されている。この表面
板３０４の上記ダイヤフラム３０９に対応した箇所には
窓３２８が形成されている。上記圧電素子３２６は、こ
の窓３２８を介して露出した上記ダイヤフラム３０９の
表面に接着される。表面板３０４の厚さは約１ｍｍであ
る。

【００４２】次に作動検出スイッチ３５０について説明
する。この作動検出スイッチ３５０は、出口バルブ３０
８の隔壁の挙動を検出すべく設けられたものであり、該
隔壁の上部に突出した突起部３５１と、この突起部３５
１の表面に接着された電極板３５２と、この電極板３５
２と対向するように表面板３０４の下部に接着された裏
面電極板３５３によって構成されている。ここで、電極
板３５２および３５３にはコンデンサＣおよびＲを介し
発振回路３６４の出力パルスが印加される。電極板３５
２および３５３としては、例えばＰｔ−Ｉｒ、Ｗ、Ｔ
ａ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｔｉ、多結晶Ｓｉ、ＷＳ
ｉ₂ 、ＣＰ１、ＣＰ２等の接点材料を使用する。

【００４３】Ｃ．実施例の動作以下、本実施例の動作を説明する。ａ．固定された生体の状態を利用した投薬制御本装置の使用者がモード指定を特に行わない場合、本実
施例に係る投薬制御装置１００は、メモリ１内に予め記
憶された固定の生体の状態に基づいて以下説明するよう
に患者への投薬の制御を行う。投薬を行うに際し、薬液
タンク３６１をαブロッカまたはβブロッカによって満
たされたものと交換した場合、使用者はその旨を示すコ
マンドを入力部２から入力する。マイクロコンピュータ
５はこのコマンドを受け取ることによりαブロッカまた
はβブロッカの残量の初期値（薬液タンク一杯分の容量
に相当）をメモリ１に書き込む。

【００４４】上述した通り、マイクロコンピュータ５は
時計回路を内蔵しており、この時計回路により一定時間
の計時が行われる毎にタイマ割込み信号が発生される。
そして、このタイマ割込み信号の発生によりマイクロコ
ンピュータ５は図１０にフローを示すタイマ割込みルー
チンを実行する。

【００４５】まず、ステップＳ１０１へ進み、波形およ
びそのピーク情報の採取のための処理を実行する。この
処理について詳述すると、まず、マイクロコンピュータ
５により波形採取指示ＳＴＡＲＴが出力され、波形抽出
記憶部４内の波形値アドレスカウンタ１１１およびピー
クアドレスカウンタ１２３のリセットが解除される。こ
の結果、波形値アドレスカウンタ１１１によりサンプリ
ングクロックφのカウントが開始され、そのカウント値
が波形アドレスＡＤＲ１として波形メモリ１０３に供給
される。そして、脈波検出部２００によって検出された
橈骨動脈波形がＡ／Ｄ変換器１０１に入力され、サンプ
リングクロックφに従ってデジタル信号に順次変換さ
れ、ローパスフィルタ１０２を介し波形値Ｗとして順次
出力される。このようにして出力された波形値Ｗは、波
形メモリ１０３に順次供給され、その時点において波形
アドレスＡＤＲ１によって指定される記憶領域に書込ま
れる。以上の動作により図６に例示する橈骨動脈波形に
対応した一連の波形値Ｗが波形メモリ１０３に蓄積され
る。

【００４６】一方、上記動作と並行し、ピーク情報の検
出およびピーク情報メモリ１２５への書込みが以下説明
するようにして行われる。まず、ローパスフィルタ１０
２から出力される波形値Ｗの時間微分が微分回路１２１
によって演算され、この時間微分が零クロス検出回路１
２２および移動平均算出回路１２４に入力される。移動
平均算出回路１２４は、このようにして波形値Ｗの時間
微分値が供給される毎に過去所定個数の時間微分値の平
均値（すなわち、移動平均値）を演算し、演算結果を傾
斜情報ＳＬＰとして出力する。ここで、波形値Ｗが上昇
中もしくは上昇を終えて極大状態となっている場合は傾
斜情報ＳＬＰとして正の値が出力され、下降中もしくは
下降を終えて極小状態となっている場合は傾斜情報ＳＬ
Ｐとして負の値が出力される。

【００４７】そして、例えば図６に示す極大点Ｐ１に対
応した波形値Ｗがローパスフィルタ１０２から出力され
ると、時間微分として０が微分回路１２１から出力さ
れ、零クロス検出回路１２２から零クロス検出パルスＺ
が出力される。この結果、マイクロコンピュータ５によ
り、その時点における波形値アドレスカウンタ１１１の
カウント値たる波形アドレスＡＤＲ１、波形値Ｗ、ピー
クアドレスカウンタのカウント値たるピークアドレスＡ
ＤＲ２（この場合、ＡＤＲ２＝０）および傾斜情報ＳＬ
Ｐが取り込まれる。また、零クロス検出信号Ｚが出力さ
れることによってピークアドレスカウンタ１２３のカウ
ント値ＡＤＲ２が２になる。

【００４８】そして、マイクロコンピュータ５は、取り
込んだ傾斜情報ＳＬＰの符号に基づいてピーク種別Ｂ／
Ｔを作成する。この場合のように極大値Ｐ１の波形値Ｗ
が出力されている時にはその時点において正の傾斜情報
が出力されているので、マイクロコンピュータ５はピー
ク情報Ｂ／Ｔの値を極大値に対応したものとする。そし
て、マイクロコンピュータ５は、ピークアドレスカウン
タ１２３から取り込んだピークアドレスＡＤＲ２（この
場合、ＡＤＲ２＝０）をそのまま書込アドレスＡＤＲ３
として指定し、波形値Ｗ、この波形値Ｗに対応した波形
アドレスＡＤＲ１、ピーク種別Ｂ／Ｔ、傾斜情報ＳＬＰ
を第１回目のピーク情報としてピーク情報メモリ１２５
に書き込む。なお、第１回目のピーク情報の書き込みの
場合、直前のピーク情報がないためストローク情報の作
成および書き込みは行わない。

【００４９】その後、図６に示す極小点Ｐ２に対応した
波形値Ｗがローパスフィルタ１０２から出力されると、
上述と同様に零クロス検出パルスＺが出力され、書込ア
ドレスＡＤＲ１、波形値Ｗ、ピークアドレスＡＤＲ２
（＝１）、傾斜情報ＳＬＰ（＜０）がマイクロコンピュ
ータ５により取り込まれる。そして、マイクロコンピュ
ータ５により、上記と同様、傾斜情報ＳＬＰに基づいて
ピーク種別Ｂ／Ｔ（この場合、ボトムＢ）が決定され
る。また、マイクロコンピュータ５によりピークアドレ
スＡＤＲ２よりも１だけ小さいアドレスが読み出しアド
レスＡＤＲ３としてピーク情報メモリ１２５に供給さ
れ、第１回目に書き込まれた波形値Ｗが読み出される。
そして、マイクロコンピュータ５により、ローパスフィ
ルタ１０２から今回取り込んだ波形値Ｗとピーク情報メ
モリ１２５から読み出した第１回目の波形値Ｗとの差分
が演算され、ストローク情報ＳＴＲＫが求められる。そ
して、このようにして求められたピーク種別Ｂ／Ｔ、ス
トローク情報ＳＴＲＫが他の情報ＡＤＲ１、Ｗ、ＳＬＰ
と共に第２回目のピーク情報としてピーク情報メモリ１
２５のピークアドレスＡＤＲ３＝１に対応した記憶領域
に書き込まれる。以後、ピーク点Ｐ３、Ｐ４、…が検出
された場合も同様の動作が行われる。そして、所定時間
が経過すると、マイクロコンピュータ５により波形採取
指示ＳＴＡＲＴの出力が停止され、波形値Ｗおよびピー
ク情報の採取が終了する。

【００５０】次にステップＳ１０２に進み、マイクロコ
ンピュータ５は波形読出処理および脈波の波形の解析処
理を実行する。まず、マイクロコンピュータ５により、
ピーク情報メモリ１２５から各ピーク点Ｐ１、Ｐ２、…
に対応した傾斜情報ＳＬＰおよびストローク情報ＳＴＲ
Ｋが順次読み出される。次いで、各ストローク情報ＳＴ
ＲＫの中から正の傾斜に対応したストローク情報（すな
わち、対応する傾斜情報ＳＬＰが正の値となっているも
の）が選択され、これらのストローク情報の中から値の
大きなもの上位所定個数がさらに選択される。そして、
選択されたストローク情報ＳＴＲＫの中から中央値に相
当するものが選択され、波形パラメータの抽出を行うべ
き１波長分の脈波の立ち上がり部、例えば図６において
符号ＳＴＲＫＭによって示した立ち上がり部のストロー
ク情報が求められる。そして、当該ストローク情報に対
応したピークアドレスよりも１だけ前のピークアドレ
ス、すなわち、波形パラメータの抽出を行うべき１波長
分の脈波の開始点Ｐ６のピークアドレスが求められる。
次にマイクロコンピュータ５により、上記開始点のピー
クアドレスから始まる１波長分の脈波の波形値が波形メ
モリ１０３から読み出され、この脈波の波形はそのまま
メモリ１へ格納される。これ以後、マイクロコンピュー
タ５は、波形読出処理および脈波の抽出処理を所定時間
（例えば３０秒間）にわたり継続して行う。

【００５１】次に、ＣＰＵ１はメモリ１に蓄積された脈
波の波形を解析して、ＬＦ、ＨＦ、「ＬＦ／ＨＦ」、Ｒ
Ｒ５０を算出する。まず、マイクロコンピュータ５は抽
出した極大点の各々について該極大点の直前に存在する
極小点を求め、これら極大点および極小点における脈波
の振幅をメモリ１から読み出して振幅差を求める。この
振幅差が所定値以上であれば、該極大点の時刻を脈波の
ピークとする。そして、上記所定時間内で得られた全て
の脈波の波形に対してこのピークの検出処理を行う。そ
の後、隣接する２つのピークの時刻をもとに、両者の時
間間隔（ＲＲ間隔に相当する）を計算する。

【００５２】上記で得られたＲＲ間隔の値は時間軸上で
離散的であるため、隣接するＲＲ間隔の間を適当な補間
方法により補間する。次に、補間後の曲線に対してＦＦ
Ｔ処理を施すと、図４（ｂ）に示すようなスペクトルが
得られる。そこで、このスペクトルにおける極大値と該
極大値に対応する周波数を求めて、低い周波数領域で得
られた極大値をＬＦ成分、高い周波数で得られた極大値
をＨＦ成分とし、各成分の振幅を求めて両者の振幅比
「ＬＦ／ＨＦ」を計算する。さらに、マイクロコンピュ
ータ５は、上記で得られたＲＲ間隔をもとにして隣接す
るＲＲ間隔の時間差を順次求め、その各々につき該時間
差が５０ミリ秒を越えるかどうかを調べる。そして、こ
れに該当する個数を数えてＲＲ５０とする。

【００５３】次にステップＳ１０３に進み、マイクロコ
ンピュータ５はステップＳ１０２において求めた生体の
状態を現在の日時分を表す情報と共にメモリ１に蓄積す
る。

【００５４】次にステップＳ１０４に進み、メモリ１内
に記憶された前回投与を行った時刻（後述）と時計回路
の出力を参照し、前回投薬を行った時刻から所定時間以
上経過しているか否かを判断する。この判断結果が「Ｙ
ｅｓ」の場合はステップＳ１０５へ進み、「Ｎｏ」の場
合はタイマ割込みルーチンを終了する。このような判断
を行うのは、投薬による効果が現れる前に同種のブロッ
カを連続して投与してしまう不具合を防止するためであ
る。

【００５５】次にステップＳ１０５に進むと、いま測定
した生体の状態を、メモリ１に予め記憶されている生体
の状態と比較する。そして、所定の範囲を越えて鎮静状
態にあればステップＳ１０６へ進む。そして、脈波検出
部２００によって患者の血圧脈波を測定して血圧値を求
め、この血圧値が投薬を必要とする値である場合にはα
ブロッカの投薬を行うべく所定回数に亙って駆動指令を
第１投薬部３００へ送る。また、所定の範囲を越えて興
奮状態にあればステップＳ１０７へ進み、ステップＳ１
０６と同様、患者の血圧値が投薬を必要とする値である
場合にβブロッカの投薬を行うべく所定回数に亙って駆
動指令を第２投薬部４００へ送る。さらに、生体の状態
が上記のいずれにも合致することなく、平常な状態であ
る場合にはタイマ割込みルーチンを終了する。

【００５６】駆動指令がマイクロコンピュータ５により
発生されると、これを受け取った投薬部３００または４
００では次の動作が行われる。まず、駆動回路３６３
は、マイクロコンピュータ５から駆動指令が与えられる
ことにより所定レベル（約１００Ｖ）の駆動パルスを発
生し、マイクロポンプ３０１の圧電素子３２６に供給す
る。この駆動パルスが印加されると、図１１に示すよう
に圧電素子３２６が変形し、ダイヤフラム３０９がへこ
んだ形にたわむ。この結果、ポンプ室３２２内の圧力が
上昇し、出力バルブ３０８の隔壁が持ち上げられ、弁体
３２５が基板３０２から離れる。そして、ポンプ室３２
２内のブロッカが、この弁体３２５と基板３０２との隙
間を介し出力ポート３０６へ流出し、チューブ３０６Ｔ
および注射針３６２を介し患者に投与される。そして、
駆動パルスが立ち下がると、図１２に示すようにダイヤ
フラム３０９が内側にへこんだ状態から元に戻ろうとす
るため、ポンプ室３２２に負圧が生じる。このため、出
口バルブ３０８の弁体３２５が基板３０２に押し付けら
れることによって出力ポート３０６が塞がれ、逆に入力
バルブ３０７は隔壁が上方に持ち上がり、これに伴って
弁体３１６が基板３０２から離れる。この結果、入力ポ
ート３０５からブロッカが流入し、弁体３１６と基板３
０２との隙間および通孔３１８を介しポンプ室３２２へ
と吸取られる。以後、駆動パルスが印加される毎に上記
と同様なブロッカの排出および吸入が繰り返される。

【００５７】マイクロポンプ３０１が作動している間、
その作動検出スイッチ３５０の両端の電圧が異常検出回
路３６５により監視される。針詰り等により、ブロッカ
が円滑に排出されないと、駆動パルスの発生タイミング
と、作動検出スイッチ３５０がオン状態となるタイミン
グとの関係が正常時のものからずれてくる。異常検出回
路３６５は、このずれを検知した場合に異常検出信号を
マイクロコンピュータ５へ出力する。マイクロコンピュ
ータ５はこの異常検出信号を受信することにより出力部
３にアラーム表示を行わせ、使用者に対し注射針の交換
を促す。他方、ステップＳ１０６またはＳ１０７が終了
するとステップＳ１０８へ進み、駆動指令の発生回数に
基づいて今回の投与量を演算し、この投与量と、今回投
与したブロッカの種類（αブロッカ／βブロッカ）と、
投与を行った時刻とを投薬記録情報としてメモリ１に書
き込む。このようにメモリ１に書き込まれた投薬記録情
報は入力部２からのコマンド入力により出力部３から出
力させることができる。医師はこの投薬記録情報を参照
し、患者の容体の変化等を診ることができる。また、ス
テップＳ１０８においては、今回投与を行ったブロッカ
に対応した残量をメモリ１から読み出し、この残量から
今回の投与量を差し引いてその結果を残量としてメモリ
１に書き込む。ここで、残量が所定値以下となった場
合、マイクロコンピュータ５は出力部３へ警告出力指令
を送る。出力部３は、警告ランプの点灯等のアラーム表
示により使用者に薬液タンクの交換を促す。警告の出力
は音を出すことによって行ってもよい。以上によりタイ
マ割込みルーチンが終了し、その後、一定時間が経過す
ると、再びタイマ割込みルーチンが実行される。

【００５８】ｂ．パターン記憶／自動運転モード使用者は入力部２からのコマンド入力により動作モード
としてパターン記憶／自動運転モードを設定することが
できる。この動作モードでは、患者から得た脈波の基づ
いて生体の状態を作成し、以後、このようにして作成さ
れた生体の状態を使用して投薬制御を行うことができ
る。以下、この動作モードでの動作を説明する。

【００５９】まず、この動作モードでの投薬制御を開始
するに際し、生体の状態を得る必要がある。医師は、患
者がαブロッカまたはβブロッカを必要とする状態にな
った時点で、生体の状態を作成すべき旨のコマンドを入
力部２へ入力する。この結果、図１３にフローを示すパ
ターン記憶ルーチンがマイクロコンピュータ５により実
行される。まず、ステップＳ２０１へ進んで波形採取お
よびピーク検出の各処理を実行し、次いでステップＳ２
０２へ進んで所定時間の脈波の抽出処理および脈波の波
形の解析を実行して生体の状態を算出する。次いでステ
ップＳ２０３に進み、ステップＳ２０２において得た生
体の状態をメモリ１へ書き込む。これらの各ステップの
処理内容は上記タイマ割込みルーチン（図１０）におけ
るステップＳ１０１、Ｓ１０２およびＳ１０３と同様で
あるので詳細な説明は省略する。このようにして生体の
状態をメモリ１内に作成した後、投薬制御の開始のコマ
ンドを入力部２から入力する。これにより、上述と同
様、一定時間間隔でタイマ割込みルーチンが実行され
る。ただし、この場合、メモリ１に予め記憶されていた
固定値の生体の状態ではなく、上述のようにして患者か
ら得られた生体の状態に基づく投薬制御が行われる。

【００６０】＜第２実施例＞この発明の第２実施例の構
成を図１４に示す。同図において、７００は病院のベッ
ドの傍ら等に固定されて使用される固定型投薬制御装
置、８００は患者に携帯された状態で使用される携帯型
投薬制御装置であり、これらの各装置はいずれも上記第
１実施例における投薬制御装置１００と類似した構成を
有している。従って、これらの各装置７００および８０
０において、上記投薬制御装置１００の各部と対応する
部分には同一の符号を付してその説明を省略し、以下、
装置１００と相異する部分のみを説明する。

【００６１】投薬制御装置７００および８００には各々
のマイクロコンピュータ５が相互に通信を行うためのＩ
／Ｏインタフェース６が設けられている。脈波検出部２
００、第１投薬部３００および第２投薬部４００といっ
た外部装置は、各々ケーブル２００Ｃ、３００Ｃおよび
４００Ｃにより、固定型投薬制御装置７００または携帯
型投薬制御装置８００に接続することができる。各ケー
ブル２００Ｃ、３００Ｃおよび４００Ｃ内には信号線と
給電線が収められており、投薬制御装置と各外部装置と
の間の信号の授受は信号線を介して行われ、電力の供給
は給電線を介して行われる。

【００６２】携帯型投薬制御装置８００は、充電端子８
ｄを介して充電されるバッテリ（図示略）を有しこのバ
ッテリからの電力を装置内各部へ供給すると共に上記各
ケーブルの各給電線を介して各外部装置へ供給する給電
制御部８ｂを有している。携帯型投薬制御装置８００は
バッテリを電源として動作するものであるため、消費電
力を節約するべく、マイクロコンピュータ５により給電
制御部８ｂによる給電の制御が行われる。すなわち、マ
イクロコンピュータ５による制御の下、上述したタイマ
割込みルーチンが実行される場合等、必要な期間のみ給
電制御部８ｂから装置内各部への給電が行われ、それ以
外の期間はマイクロコンピュータ５のみに給電が行われ
る。また、脈波検出部２００への給電は波形抽出記憶部
４内のＡ／Ｄ変換器が波形値のサンプリングを行う場合
のみ行われ、第１投薬部３００および第２投薬部４００
への給電はタイマ割込みルーチンのステップＳ１０６ま
たはＳ１０７において投薬を行う場合に限り行われる。
また、給電制御部８ｂはバッテリの出力電圧が所定電圧
値以下になった場合にアラーム信号を出力する電圧監視
回路（図示略）を備えている。このアラーム信号はマイ
クロコンピュータ５へ供給され、アラーム信号を受け取
ったマイクロコンピュータ５は発光素子または警報音発
生装置（共に図示略）といった警報手段を駆動して警報
を発する。

【００６３】固定用投薬制御装置７００は、電源８ａを
有しており、この電源８ａは商用電源に基づいて装置内
部および装置外部の脈波検出部等に電力を供給する。ま
た、電源８ａの出力電圧は電圧出力端子８ｃに出力され
るようになっており、この端子８ｃに携帯型投薬制御装
置８００の充電端子８ｄを接続することにより携帯型投
薬制御装置８００内のバッテリを充電することができ
る。

【００６４】各投薬制御装置７００および８００は、各
々を単体で使用する場合の動作は上記第１実施例のもの
と同様であるのでその説明を省略する。

【００６５】本実施例に係る投薬制御装置７００および
８００はＩ／Ｏインタフェース６を介して情報の授受を
し得るので、以下のような使用法が可能である。固定型投薬制御装置７００に脈波検出部２００、第１
投薬部３００、第２投薬部４００および携帯型投薬制御
装置８００を接続し、携帯型投薬制御装置８００のバッ
テリの充電を行いながら、固定型投薬制御装置７００に
より患者の生体の状態を採取しメモリ１に格納する。固定型投薬制御装置７００のメモリ１に予め記憶され
ている生体の状態をマイクロコンピュータ５が読み出
し、Ｉ／Ｏインタフェース６を介し携帯型投薬制御装置
８００へ送る。これらの情報は携帯型投薬制御装置８０
０内においてＩ／Ｏインタフェース６およびマイクロコ
ンピュータ５を介しメモリ１に書き込まれる。携帯型投薬制御装置８００に脈波検出部２００、第１
投薬部３００および第２投薬部４００を接続し、投薬制
御開始のコマンドを入力し、上記第１実施例において説
明したタイマ割込みルーチンを定期的に実行させ、固定
型投薬制御装置７００から受け取った生体の状態に基づ
く投薬制御を行わせる。この間、患者は病院のベッドか
ら離れて移動することができる。また、この間、携帯型
投薬制御装置８００内のバッテリの出力電圧が所定電圧
値以下になった場合にはアラーム信号が発生され、アラ
ーム信号を受け取ったマイクロコンピュータ５により警
報が発せられる。所定時間の経過、または薬液タンクを交換すべき旨の
アラーム表示により患者が病院のベッドに戻る。そし
て、携帯型投薬制御装置８００を固定型投薬制御装置７
００に接続し、携帯型投薬制御装置８００のバッテリの
充電を行いつつ、携帯型投薬制御装置８００内のメモリ
１に記憶された投薬記録（これまでに投与を行った時
刻、投与したブロッカの種類）を固定型投薬制御装置７
００へ送る。この投薬記録は、固定型投薬制御装置７０
０内のメモリ１に記憶されていたその時点までの投薬記
録に追加される。このように投薬記録情報が固定型投薬
制御装置７００のメモリ１内に残り、医師はこの投薬記
録情報を出力部３から出力させて参照し、患者の容体の
変化等を診ることができる。また、この際、医師は、固
定型投薬制御装置７００により必要に応じて生体の状態
を作成し直し、携帯型投薬制御装置８００へ送ることも
可能である。その後、患者が望む場合には、上記およ
びと同様な手順に従って携帯型投薬型制御装置８００
による投薬の制御を行う。

【００６６】＜第３実施例＞本実施例では、第２実施例
で説明した携帯型投薬制御装置８００をアクセサリー
（装身具）と組み合わせた場合について説明する。ここ
では、アクセサリーの一例として図１５に示すネックレ
スを取り上げるが、その他のアクセサリーであっても何
ら問題ない。この図において、３１はセンサパッドであ
って、たとえばスポンジ状の緩衝材で構成される。セン
サパッド３１の中には、図１４の脈波検出部２００に相
当する光電式脈波センサ３２が皮膚面に接触するように
取り付けられている。これにより、このネックレスを首
にかけると、光電式脈波センサ３２が首の後ろ側の皮膚
に接触して脈波を測定することができる。

【００６７】本体３３には、携帯型投薬制御装置８００
の各部（図１４におけるマイクロコンピュータ５な
ど）、第１投薬部３００、第２投薬部４００が組み込ま
れており、第１投薬部３００と第２投薬部４００は本体
３３の裏面等から着脱可能となっている。この本体３３
はブローチ様の形状をしており、その裏面から図８に示
したチューブ３０６Ｔ，３０６Ｔが引き出されている。
そして、これらチューブ３０６Ｔの先端に連結された注
射針３６２，３６２を人体に刺して投薬を行う。また、
光電式脈波センサ３２と本体３３はそれぞれ鎖３４に取
り付けられており、この鎖３４の中に埋め込まれたリー
ド線（図示略）を介して電気的に接続されている。な
お、上記のチューブ３０６Ｔ，３０６Ｔは本体３３のど
こから引き出しても良い。

【００６８】次に、上記の光電式脈波センサ３２の構成
を図１６に示す。この図において、３５は波長９４０ｎ
ｍの赤外線発光ダイオードなどから構成される発光素
子、３６はフォトトランジスタなどから構成される光セ
ンサである。赤外線発光ダイオード３５から放射された
光は、光電式脈波センサ３２が接触する皮膚直下を通る
血管で反射される。この反射光は光センサ３６によって
受光され、光電変換された結果として脈波検出信号Ｍが
得られる。この脈波検出信号Ｍは図１４の波形抽出記憶
部４へ送出される。

【００６９】本実施例の投薬制御装置を使用するにあた
って、患者はネックレスを首にかける。そして、上記実
施例の動作説明で述べたように、波形値サンプリングの
タイミングで給電制御部８ｂから脈波検出部２００へ電
圧が供給されて、赤外線発光ダイオード３５から光が放
射される。この放射光は光電式脈波センサ３２が接触す
る皮膚下の血管で反射する。この反射光は光センサ３６
で受光され、光電変換されて脈波検出信号Ｍが出力され
る。マイクロコンピュータ５は、波形抽出記憶部４を介
して脈波の波形を読み取る。このようにして脈波の読み
取り処理が行われるが、これ以後の動作は上述した第２
実施例と同じであるため、その説明を省略する。

【００７０】＜第４実施例＞本応用例では、第２実施例
で説明した携帯型投薬制御装置８００を眼鏡と組み合わ
せた場合について説明する。図１７は眼鏡の蔓の部分の
拡大図である。この図の例によれば、投薬制御装置が眼
鏡のフレームの蔓（つる）４１に取り付けられている。
投薬制御装置の本体４２には、携帯型投薬制御装置８０
０の各部（図１４のマイクロコンピュータ５など）、第
１投薬部３００、第２投薬部４００が組み込まれてお
り、第１投薬部３００と第２投薬部４００は本体４２の
側面等から着脱可能となっている。また、本体４２の側
面から図８に示したチューブ３０６Ｔ，３０６Ｔが引き
出されており、これらチューブ３０６Ｔの先端に連結さ
れた注射針３６２，３６２を人体に刺して投薬を行う。
なお、第３実施例と同様に、チューブ３０６Ｔ，３０６
Ｔは本体４２のどこから引き出しても良い。

【００７１】また、図１４の脈波検出部２００の構成
は、第３実施例と同じであって図１６に示すものであ
る。ここで、赤外線発光ダイオード３５および光センサ
３６は、それぞれ図１７に示すパッド４５及び４６に内
蔵されており、パッド４５及びパッド４６で耳朶を挟む
ことにより耳へ固定するようになっている。また、これ
らのパッド４５及びパッド４６は、本体４２から引き出
されたリード線４７，４７によって図１６に示すように
電気的に接続されている。本実施例による投薬制御装置
の動作については、患者がネックレスの代わりに眼鏡を
かけて使用することを除いて、上述した第３実施例と同
じであり、ここではその説明を省略する。

【００７２】＜変形例＞（１）上記第１および第２実施例ではＦＦＴにより脈波
のスペクトルを求めるようにしたが、ＭＥＭ（最大エン
トロピー法）等の他の周波数解析手法により求めてもよ
い。（２）脈波の波形パラメータが所定の条件を満足する場
合にαブロッカまたはβブロッカの投与を行うようにし
たが、αブロッカまたはβブロッカの投与を必要とする
状態での脈波そのものをメモリに記憶させ、この記憶さ
れた脈波と測定により得られた脈波とを比較することに
より投薬制御を行うようにしてもよい。

【００７３】（３）上記実施例では、興奮状態または鎮
静状態となった場合に所定量のブロッカの投薬を一度に
投薬したが、投薬の態様はこれに限定されるものではな
い。例えば、ニフェディピン等を投与してもよい。さら
にこれらの場合において、制御の方法を設定したプログ
ラム投薬、すなわち、興奮状態または鎮静状態が検出さ
れた場合に、ある時刻において所定量の投薬、その後の
所定時間経過後にさらに所定量の投薬という具合に、予
め設定したプログラムに従って複数回に分けて投薬を行
ってもよい。（４）上記実施例では注射針により投薬を行ったが、投
薬を行うための手段はこれに限定されるものではない。
例えば、経皮投与、静脈内投与、動脈内投与、腹腔内投
与、経口投与、経直腸投与など様々な投薬方法が適用さ
れ得る。（５）本発明は循環作動薬の投薬制御のみならず、他の
用途にも使用可能である。例えば、閉塞性動脈硬化症の
場合のプロスタグランディン（動脈拡張剤）の投与、点
滴速度の自動制御、透析中のヘパリンの投与の制御等を
本発明に係る装置を用いて行ってもよい。（６）投薬手段は、上記実施例に開示のシリコンマイク
ロマシーニングを用いたマイクロポンプに限定されるも
のではなく、シリンジ式、ロータリ式、バルーン式等、
各種輸液ポンプを本発明に係る投薬制御装置に適用する
ことが可能である。

【００７４】（７）上記各実施例では橈骨動脈波に基づ
いて患者の状態を判断するようにしてが、橈骨動脈以外
の脈波、例えば指尖脈波等を測定し、この脈波を解析す
ることにより投薬の判断を行ってもよい。また、上記実
施例では波形パラメータに基づいて投薬の必要性を検知
した後、血圧測定により投薬するか否かについての最終
的な判断を行ったが、血管内圧を直接測ることにより最
終的な判断を行ってもよい。

【００７５】（８）上記実施例では、患者から得られる
脈波に基づいて投薬をするか否かの判断を行い、必要な
場合には自動的に投薬を行うようにした。しかし、本発
明は、このように自動的に投薬を行う範囲のものに限定
されるものではない。例えば、上記実施例から投薬手段
たるマイクロポンプ等を除き、患者から得られた生体の
状態を数字表示させたり、図４に示すような態様で表示
を行う投薬制御装置を構成してもよい。この場合、医師
は投薬制御装置の表示内容または出力内容に基づいて投
薬すべきか否かといった判断をすることができる。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１又は２記
載の発明によれば、定期的に取り込んだ所定時間分の脈
波の時間間隔の変動から生体の状態を作成し、患者の血
圧を測定して、生体の状態と血圧が共に所定の条件を満
足する場合に投薬の指令を行うので、患者の状態を監視
して、必要に応じて自動的に投薬を行って患者の循環動
態を安定化できるという効果が得られる。また、請求項
３記載の発明によれば、隣接する脈波の時間間隔の変動
量が所定時間を越える個数を生体の状態としたので、得
られる生体の状態は、自律神経の状態を示す一指標とな
り、該指標をもとにした適切な投薬制御が可能となると
いう効果が得られる。

【００７７】また、請求項４記載の発明によれば、隣接
する脈波の時間間隔の変動のスペクトル分析の結果得ら
れる低周波側のスペクトル成分の振幅値を生体の状態と
したので、得られる生体の状態は交感神経の緊張度を表
すこととなり、該緊張度をもとにした適切な投薬制御が
可能となるという効果が得られる。また、請求項５記載
の発明によれば、隣接する脈波の時間間隔の変動のスペ
クトル分析の結果得られる高周波側のスペクトル成分の
振幅値を生体の状態としたので、得られる生体の状態は
副交感神経の緊張度を表すこととなり、該緊張度をもと
にした適切な投薬制御が可能となるという効果が得られ
る。

【００７８】また、請求項６記載の発明によれば、隣接
する脈波の時間間隔の変動のスペクトル分析の結果得ら
れる低周波および高周波のスペクトル成分の振幅比を生
体の状態としたので、得られる生体の状態は個人差によ
るばらつきを排除した緊張度を表すこととなり、患者に
依存しない画一的な投薬制御が可能になるという効果が
得られる。また、請求項８記載の発明によれば、脈波の
測定を光学的に行うようにしたので、人体のどのような
部位に対しても脈波を容易に測定でき、測定部位の選択
の幅を広げることができるという効果が得られる。

【００７９】また、請求項９又は１０記載の発明によれ
ば、投薬制御装置をネックレス又は眼鏡に組み込むよう
にしたので、患者にとって邪魔にならない投薬制御装置
を提供でき、また、大がかりな装置を必要とせずに患者
への投薬を行うことができるという効果が得られる。ま
た、請求項１１又は１２記載の発明によれば、抽出した
生体の状態と望ましい生体の状態とを比較することで、
患者が鎮静状態にあるか興奮状態にあるかを判定して薬
を投与するようにしたので、患者の循環状態に応じた適
切な薬を選択して投薬指示を行うことができるという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例による投薬制御装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】心電図とＲＲ間隔の関係を示す図である。

【図３】心電図と脈波との関係を示す図である。

【図４】（ａ）はＲＲ間隔変動と該変動を構成する周波
数成分の関係を示す図である。また、（ｂ）はＲＲ間隔
変動のスペクトル分析を行った結果を示した図である。

【図５】同実施例における波形抽出記憶部４の構成を
示すブロック図である。

【図６】同実施例における波形メモリ１０３に記憶さ
れる脈波を例示する図である。

【図７】同実施例におけるピーク情報メモリ１２５の
記憶内容を示す図である。

【図８】同実施例における第１投薬部３００（あるい
は第２投薬部４００）の構成を示す図である。

【図９】同投薬部におけるマイクロポンプ３０１の構
成を示す断面図である。

【図１０】同実施例のタイマ割込処理の動作を示すフ
ローチャートである。

【図１１】マイクロポンプ３０１の動作を示す図であ
る。

【図１２】マイクロポンプ３０１の動作を示す図であ
る。

【図１３】同実施例のパターン記憶処理の動作を示す
タイムチャートである。

【図１４】この発明の第２実施例による投薬制御装置
の構成を示すブロック図である。

【図１５】この発明の第３実施例による投薬制御装置
の構成を示す図である。

【図１６】この発明の第３実施例又は第４実施例によ
る光電式脈波センサ３２の回路図である。

【図１７】この発明の第３実施例による投薬制御装置
の構成を示す図である。

【符号の説明】

５……マイクロコンピュータ、４……波形抽出記憶部、
２００……脈波検出部、３００……第１投薬部、４００
……第２投薬部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】患者から所定時間分の脈波を定期的に取
り込む脈波検出手段と、前記所定時間内に取り込まれた脈波の時間間隔の変動情
報をもとに生体の状態を作成する脈波解析手段と、前記生体の状態が所定の条件を満足する場合に投薬を指
令する投薬制御手段とを具備することを特徴とする投薬
制御装置。
【請求項２】前記患者の血圧を測定する手段を有し、前記投薬制御手段は、前記生体の状態が所定の条件を満
足し、かつ、該血圧が所定の値になった場合に投薬を指
令することを特徴とする請求項１記載の投薬制御装置。
【請求項３】前記脈波解析手段は、隣接する脈波の時
間間隔を算出し、連続する該時間間隔の変動量が所定時
間を越える個数を前記生体の状態として出力することを
特徴とする請求項２記載の投薬制御装置。
【請求項４】前記脈波解析手段は、隣接する脈波の時
間間隔を算出し、該時間間隔の変動に対してスペクトル
分析を行い、該分析により得られたスペクトル成分のう
ち低周波側の成分の振幅値を前記生体の状態として出力
することを特徴とする請求項２記載の投薬制御装置。
【請求項５】前記脈波解析手段は、隣接する脈波の時
間間隔を算出し、該時間間隔の変動に対してスペクトル
分析を行い、該分析により得られたスペクトル成分のう
ち高周波側の成分の振幅値を前記生体の状態として出力
することを特徴とする請求項２記載の投薬制御装置。
【請求項６】前記脈波解析手段は、隣接する脈波の時
間間隔を算出し、該時間間隔の変動に対してスペクトル
分析を行い、該分析により得られた低周波のスペクトル
成分の振幅と高周波のスペクトル成分の振幅の比を求め
て前記生体の状態として出力することを特徴とする請求
項２記載の投薬制御装置。
【請求項７】前記脈波検出手段は、脈圧を測定するこ
とにより前記脈波の検出を行うことを特徴とする請求項
１ないし６のいずれかの項記載の投薬制御装置。
【請求項８】前記脈波検出手段は、皮膚下の血管に光
を照射して、該血管によって反射された反射光を受光す
ることにより前記脈波の検出を行うことを特徴とする請
求項１ないし６のいずれかの項記載の投薬制御装置。
【請求項９】前記脈波解析手段、前記投薬制御手段、
および前記血圧測定手段を内蔵したケースを有し、該ケースはネックレスの鎖に取り付けられ、前記脈波検出手段は、前記ケースが前記ネックレスの鎖
へ取り付けられ、皮膚下の血管に対して光を照射する発
光素子と、前記光が前記皮膚下の血管によって反射され
た反射光を受光する光センサとからなる光電式脈波セン
サであることを特徴とする請求項２ないし６のいずれか
の項記載の投薬制御装置。
【請求項１０】前記脈波解析手段、前記投薬制御手
段、および前記血圧測定手段を内蔵したケースを有し、該ケースは眼鏡のフレームの蔓に取り付けられ、前記脈波検出手段は、皮膚下の血管に対して光を照射す
る発光素子と、前記光が前記皮膚下の血管によって反射
された反射光を受光する光センサとからなる光電式脈波
センサであることを特徴とする請求項２ないし６のいず
れかの項記載の投薬制御装置。
【請求項１１】望ましい生体の状態が予め格納された
メモリを有し、前記投薬制御手段は、前記脈波解析手段が抽出した生体
の状態と、該メモリに格納された生体の状態を比較し
て、前記患者が鎮静状態にあると判定した場合には、前
記患者へαブロッカを投与することを特徴とする請求項
２ないし１０のいずれかの項記載の投薬制御装置。
【請求項１２】望ましい生体の状態が予め格納された
メモリを有し、前記投薬制御手段は、前記脈波解析手段が抽出した生体
の状態と、該メモリに格納された生体の状態を比較し
て、前記患者が興奮状態にあると判定した場合には、前
記患者へβブロッカを投与することを特徴とする請求項
２ないし１０のいずれかの項記載の投薬制御装置。