JPS58133233A - 麻酔をかけられた患者の状態を監視および記録する装置 - Google Patents

麻酔をかけられた患者の状態を監視および記録する装置

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JPS58133233A
JPS58133233A JP58013637A JP1363783A JPS58133233A JP S58133233 A JPS58133233 A JP S58133233A JP 58013637 A JP58013637 A JP 58013637A JP 1363783 A JP1363783 A JP 1363783A JP S58133233 A JPS58133233 A JP S58133233A
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emg
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ヨ−スタ・エ−ンホルム
ロ−ベルト・イ−リン
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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】 本発明は特に外科手術において麻酔なかげられている患
者の状態を記録および監視するだめの測定および制御装
置に係るものである。
外科手術において患者の状態を監視才るにば2つの主要
な基準がある。すなわち、第1には、患者の麻酔状態の
深さと神経筋の閉塞すなわち麻痺とが外科手術等を行う
のに十分かどうかを確認オろ必要があるということと、
第2に、患者の麻痺および麻酔状態があまり深すぎて患
者が永久的に(5) 昏睡する危険が生じないかどうかを確める必要があると
いうことである。患者の麻酔状態と神経弛緩とに関連し
た情報をできるだけ多く、また、できるだけ敏速に入手
し、また、情報の表示を明確に容易に解釈できれば、評
価はそれだけ信頼が置は情勢に必要とする処置をそれだ
け敏速に取れることは明らかである。
患者の麻酔の深さの監視は、伝統的には、主として患者
の血圧、脈拍、心電図、呼吸および瞳孔反射ケ監視して
行なう。これら監視ノくラメータに伴う1つの問題は、
それによっては一般に信頼できる結論が得られずに、あ
る所定力時点にお〜・て麻酔薬と麻痺薬とをどのように
して使用するかに頼って評価するということである。更
にまた、これらパラメータはいくつかの要因により変り
得る。
これら要因には、たとえば、麻酔前の薬物治療。
患者の疾患1年令および一般的適合性1種々の麻酔薬お
よび麻痺薬の組合わせの影響1体温および血液の二酸化
炭素の分圧(Pa(,02)がある。これら要因の変化
が麻酔薬と麻痺薬との使用量の変更を(6) 生じることも1つの困難である。
患者の脳の電気的活動を監視するため脳の電気的機能を
表わすEEG(脳波図)を監視することにより、麻酔の
深さを評価することもまた知られている。この評価方法
に基いて、米国化カロライナ州ダーハムのデューク大学
医学センター(DukeUniversity Med
ical Center at Durham、 No
rthCarolina+ USA)の研究者グループ
が麻酔中に患者から検出し記録し監視するに重要な基本
的情報を可成り簡略にする手段を提案した。患者の頭部
から記録したEEG波が時々筋肉活動により干渉を受け
るので、記録器により行なうEEG監視と併せて、筋肉
の電気的作用を表わし自然EMGとも呼称する現在中じ
ているEMG活動(筋電図)を利用し記録できるという
ことが基本的考えである。これら研究者グループによる
調査結果に基いて、EMG監視は患者の十分な弛緩を示
すために有利IC使用できる。その理由はEMGが患者
自身の弛緩に関する患者の感覚を外部の観察者とは関係
なく確実に表わずからである。従って、監視に関連して
、患者から記録したEMG活動を基礎にして、弛緩がた
とえば外科手術を行うに十分でないことが立証されると
、患者に更に麻酔薬や麻痺薬を注射して状況を補整する
。他方、患者の麻酔状態の深さを観察するにはEEG監
視を使用できろ。参考文献としては1979年10月2
0日−25日ICわたりサンフランシスコで開かれた米
国麻酔学者協会(Arnerican 5ociety
 of Anesthesi−ologists)の会
議でディ・エイ・デヴイス(D、 A。
Davis)、 エフ・エフ・クライン(F、 F、 
Klein)。
エム・ハーメル(M、 Harrne l )、エル・
バートン(L。
Burton)および工)v−ドウエル(L、 Dow
e l 1 )各氏が発表した[脳電図、麻酔、弛緩お
よび麻痺の深さの定量化(The Electroen
cephalomyogram、 Qua−ntita
tion of Depth of Anesthes
ia、 Re1axationand Paralys
is)jおよび1978年にアクタ麻酔学者スカンジナ
ヴイ力(Acta Anaesthesiologia
Scandinavica)が発行したエム・エイチ・
ノ翫−メル(M、HoHa rme l )、エフ・エ
フ・クライン(F、 F。
Kl e i n )およびディーエイ・デヴイス(D
、 A、 Davis)各氏による[ザ・イー・イー・
エム・シイ−強心剤の活性および筋肉弛緩の実用的指数
(The EI■−A Practical Inde
x of Cordial ACtivityandM
uscular Re1axation)J付録第97
−102頁を参照されたい。
他方、腹部筋肉の活動が外科的刺激に、1:り増大し、
麻酔薬の・作用と筋肉弛緩とにより減少することが判一
つだ(1961年に発行された英国麻酔雑誌第33巻第
555−559頁にビー・アール・フインク氏h′−発
表表示した一般的麻酔における筋電図) (B、 R,
Fink: Electro+nyopgraphy 
in Gen−eral Anaesthesia、 
Br1tish Journa] of Anaes−
thesia、  1961. 33.  pages
 555−559)。前記研究者グループはまた、顔面
のEMGが患者の一般的活動状態iL′cついての情報
を出し、EMG信号に影響を及ぼす以下のパラメータの
組合わせを表すことを立証した。これらパラメータは、
1麻酔の深さ、2神経筋の閉塞(麻痺)、ろ痛みの知覚
−である。従って、外科手術中における自然EM’ G
が十分に低いと、患者の麻酔と麻痺との深さが多くの場
合に可成り十分であるとすることである。
従って、外科手術中に自然EMG信号の振幅が増大する
と心配が生じろ。しかしながら、その鳴合には、前記し
たパラメータのいづれがそのような振幅増大の原因とな
ったか、患者にもつと麻酔薬か、麻痺薬か、鎮痛剤を与
えるべきか、与えるとしたらどの程度の量とすて)かの
判断ケ下すのは容易でない。
そのような信号な測定し処理することとにより、また、
デジタル電圧計−記録器を使用してEEG信号から平均
周波数を、更にEEG及びEMG信号から平均的定方向
振幅を生じることにより、前記研究者グループが前記し
たことに基いてEEG/EMG分析器を具体化した。操
作員の見地から、そのような解決策はそれほど明快では
なく、特に困難なことは表示された定量の経歴の監視と
比較とである。
これとは別に、きわめて複雑化した記録および表示解決
策がEEG波力み用1(開発された。、EEG波用の1
つの従来技術の監視装置が米国特許第4.215,69
7号に記載されている3、この解決策によれば、患者の
頭部から記録したT!E E G信号の振幅または出力
および周波数分布を連続的に伝播する図式としてのビデ
オモニタ上に立体的に時間の関数として表示し、そルに
より実時間情報に加えて、モニタはE E G信号の経
歴の一部を表示する。他方、別の従来技術のEEG監視
装置では、連続的に伝播するスポット線として時間表示
2次元でEEG振幅すなわち出力を表示するためビデオ
モニタを使用し、これらスポット線のうち最新J)スポ
ット線は実時間を表わす。実際の振幅または出力の強さ
はスポット線のうちのもっばら相対曲間るさにより例示
する。これら従来技術の装置は記録器により得られる嘔
なるEEG曲線よりも可成り一層説明的監視解決策とな
る1、シかしながら、そのような解決策はきわめて複信
1で高師であると共にまた複数の信号を同時に表示した
り監視したりするには不適である。
本発明の1一つの目的は、従来技術の欠点を排除し、患
者の麻酔状態と麻痺とについての一層確実な情報をでき
るだけ明確に表示して提供する新規にして改良された患
者制御装置を提供することである。
本発明の他の1つの目的は、患者の麻酔状態と麻痺とを
表わす測定される信号を操作員の見地から有利1c表示
し、互いに補完的で説明的な量が容易に比較できるよう
にするコンパクトな表示装置を提供することである。本
発明の他の1つの目的は、一方では、そのような定量の
実時間値を監視でき、他方では定量の経歴を監視できる
ようそのような定量用のアナログ表示装置を提供するこ
とである。同時に、本発明の1つの目的はまた記憶装置
の使用σ)見地から好ましい表示装置を提供することで
ある。本発明のその他の目的と利点とを以下に説明する
本発明の目的は、特許請求の範囲1と従属する特許請求
の範囲とVc記載した如き装置により達成する。本発明
によれば、麻酔医が、一方では患者から測定し確認した
自然EEGを、他方では筋肉麻痺を連続的1C実時間を
基礎とするモニタにより互いに比較できろ」:つにし、
筋肉麻痺は麻酔医を新規にしてすぐ」′シた方法で助け
て音響と覚醒とにより生じた応答を麻痺の減弱1(よる
応答から区別させろ。この点において、覚醒応答が敏速
な現象であるので表示が小ぢんまりして実時間であるこ
とが重要である。もし患者の頭がいか頭部分かその両方
に電極を位置決めすると、この電極により患者の脳f7
)電気的活動(EEG)を監視【−で患者の麻酔状態が
深くなりすぎないよう制御できろ、従って、筋肉麻痺の
程度を考えて自然EMGは麻酔医に覚醒応答すなわち麻
酔か弱すぎろことを警告し他方EEGは麻酔が深才ぎろ
ことに関連した脳の新陳代謝障害な警告する。
表示手段は実時間情報のほか1で、記録事象の可成りの
部分を同時に表示できることが好ましい。
EEG波用にやや広範囲σ)帯域を選択することによ”
i、EEG波が広い周波数範囲内で生じるのでEEG情
報θ)信頼性に更に寄与できる。他方、どσ)周波数ま
たどの絶対振幅および力におし・てIすIEG活動が事
実非常に活溌であるかどうか重要であて)ので、本発明
の棒グラフ図式、特に5表示値を対数にすると患者の活
動をできるだけ明示するび)に役立つ。麻酔の効果によ
りEEGのレベルを引き下げるのでEEG波の振幅また
は力を考えて対数表示が好ましく、従って、高い強さで
も信号のピークを検出する代りにEEG活動の相対的変
化を検出することが主たる関心事である。
EEG波は前記l、た如く患者の麻痺状態をきわめて良
く表示する。EEGの振幅または力とEEGの平均周波
数の値の究極における同時的の大幅な減少を監視するこ
とにより制御用の好ましい指示が明白IC与えられろ、
実際には、麻酔医またはその他手術室にいる人は患者に
麻酔薬および麻痺薬を投与することとは別に、一般に心
臓の働き、血圧等の制御の如き他の仕事も有している。
それは麻酔医やその他の人が装置を絶えず観察すること
が必ずしも必要でないからである。本発明の装置では、
監視装置に定着を表わす値の和に対する適当な制限値を
選択することにより自動警報器を組込むことが好ましい
。また、たとえば、外科手術を受けている患者θ)不十
分な弛緩を示す自然1・″、MG信号を監視する機能を
警報器に与えるととにより、表示装置を絶えず観察する
必要をなくす1、本発明の1つの実施例に係る監視およ
υ・制御装置を示す添伺J)ブロック図を参照して、本
発明を以下に詳Δ4旧で説明する、7 図面を参照すると、患者Pの生体電気活動?検出器1で
検出する、絶縁プリアンプ2で増幅した信号な帯域決定
手段ろ、4を通過させてEEG波とF2 M G波とび
)範囲を互いに分離オイ)、実際にはその範囲はある程
度は重なり合う、(7か1−ながら、監視される情報j
τついてばそ)tで1−分であり、信号処理をより簡単
に、−1ろためlF、 、たとえば、1−40ヘルツ(
実際ニは、2−25ヘルツテ1−分)内171 E E
 G帯域を、また、60−500ヘルツ(実際には、6
5−650ヘルツで七分)内σ)EMG帯域を選択する
ことにより被分析範囲を互いに完全に分離(−でも十分
である。
帯域選択に影響する1つの蟹因は、EEG波とEMG波
とがぎわめて弱いことがあるので分析に先立ちこれらか
ら主障害を取除く必要があるということである、主周波
数が50ヘルツ(60ヘルツ)であると、選択したEE
G範囲は基本的障害周波数とその高調波とを直接除去で
きる。EMG信号成分から主障害を除去するにはフィル
タ組を体5を使用して行ない、このフィルタ組を体はフ
ィンランド国特許出M」第811,941号に記載した
ものが好ましい。次に、EMG信号成分の試料を取出し
てそ)tを平均化することにより、基本的障害周波とそ
の奇数高調波とを信号からf波できると同時に信号を基
本的障害周波数より低い周波数にアライアスする(al
iased)。従って、偶数高調波は高域フィルタによ
り簡単に汐j波できろ。この場合に信号なアライアスし
ても、EMG信号成分から測定するのは振幅または出力
+1)みであるので監視には影響を及ぼさない。主障害
を除去した後、EMG信号成分の振幅または力と対数と
の測定を公知の装置乙により行なう。手段7はEEG信
号成分の振幅または力を測定し対数に変える作用を行な
う。装置8はEEG信号成分の平均周波数な測定する作
用を行なう。
処理ユニット9は連続的に測定した値から好ましいのは
順次に起る同じ時間間隔の試別を取上げ、そ」1らをビ
デオモニタまたは同様な表示組台二体10により各測定
値IC対する棒グラフとして連続的1c表示する。
本発明σ)装置σ)1つの必須σ)機能は、前記したE
MGおよびEEG信号とは関係なく患者の神経筋麻痺(
neuromuscular b]ockade)  
を測定することである。このことはユニット15により
公知の方法で行ない、神経刺激器15bが繰匠しサイク
ルで電極14bに電気的衝動を与える。1例では1秒間
隔で4つのパルス(゛ゝ4パルス列“)を4え、このこ
とを10−166秒間隔繰返す。筋肉σ)反応を前記し
た自然EMG測定とは全く関係なく検出増幅手段15a
を使用し7て電極14aからFM’G振幅として6己録
する1、電極14aは基準電極子ル〕る。
プロセッサ9が手段15の・作用る・制ii!U l〜
、月つ、受けた信号をビデオモニタ10で表示す2)た
めに処理才ろ。この表示は、各パルスを、測定したEM
G応答な表わすそれ自体の棒グラフの棒表示に一致する
ようVすることが好ましく、患者の筋肉麻痺傾向がはっ
きり見奴乙ようになる。表示されたグラフの解釈に関し
ては、その必須パラメータは一方では残りの筋肉σ)強
さを表わす棒表示σ)長さで、他方では同じ周期内での
第1および最後の棒表示間の比率であり、この比率は反
覆刺激中における筋肉の強さの低下程度を表わす。
筋肉麻痺測定の実用的方法については、たとえば、以下
の文献を参照されたい、すなわち、1981年にプリチ
ツシュ・ジエー・アナエスス(Br、 J。
A11aesth)で発行したラム・エッチ・ニス(L
arn。
1(、S。)、カス・エヌ−ff−ム(Cass、 N
、 M、 )およびエヌジイ・アール・シイ(Ng、 
R,、C1)氏による[神経筋肉遮断の筋電図法監視(
Electromyogra−phic monito
ring of neuromuscular blo
ck<月56.1531  及び1979年1月イー・
イー・ジー・クリン、ニス・−ロフイジオルで発行した
ラム・エッチ・ニス、モ ガン・ディ・エルおよびラン
バード・ディ・シイ氏の1信頼できイ)筋電図(ハ誘導
および同時刺徴中πお(・)゛るそσ)咄乳類の骨格筋
肉の緊張に対する関係(1)erivation of
 reliableelectrom3’ograms
 and their re]ation to te
ns−ion in mar+tnalian 5ke
letal rnusc]es cloringsyn
chronous stimulation)−146
,72並びK 1976年(Cアネスセンオロジイ(A
nesthesiology)  で発行し、たアリ・
エッチ・エッチ(Al i 、 )I’、 H,)およ
びサバレス・ジエイ・ジエイ(Savarese、 J
、 J。)氏の「神経筋機能の監視(Mnnitori
ng of neurorrr+]5cnlar fu
nction)J 45. 216でt)る、このよう
にして、別々に測定した筋肉麻痺σ)結果を使用して、
患者の顔面から測定した自然E M、 G活動の増大の
どの部分が主として不十分な麻痺の深さによるか、また
、どの部分が麻酔の不十分な深さによるものかを判断で
き、その理由は疼痛刺激によるEMG活動が実際σ)外
科手術を同時に監視することにより制御できるからであ
る、 本発明の装置はまた、表示されろ情報を受けて記憶し、
記録された信号成分の経歴のいづJlの部分も必要に応
し表示できるようにする記憶手段11を含んでいる。
スクリーンに時間軸方向jc書みむ場合には、たとえば
、ヒストグラムを時間軸上を3名あと戻り移動できろ。
従って、もし時間軸が、たとえば、60分間を表わすと
すれば、最後の10分間を表わすヒストグラム部分を最
初σ)10分間となるよう時間軸の始まりに移動する。
筋肉の弛緩を表わす棒グラフまたはヒストグラムにもし
必要ならば他のヒストグラム上J)時間目盛と異なる時
間目盛を設けることができる。
EEGと自然EMGを表わす表示1でおいて、各棒表示
は10秒間にわたり測定し計算した平均に対応すること
が好ましい。もし所望ならば、最後の棒表示は実際bτ
実時間情報を連続的に受けるため、たとえば、1秒間隔
だけ更新できる。記憶手□段については、スペースの節
減の点において非常に有利である。実時間情報を表わす
棒表示はまた図示しであるようにヒストグラムの残部か
ら僅かに間隔なあけることかできる。当然に、たとえば
4パルスザイクルを1分間隔よりももつと知かい間隔で
゛測定するようにしそれjでより中間111力/j−実
時間な一層良く表わすよう記憶手段を筋肉弛緩θ〕記録
に対応し7た配置にできる。
本発明(1)装置にはまた警報手段12を設けることが
でき、この手段は監視される値の1つが設定した制限値
を下まわるか上まわると音響か尤θ)信号である警報を
自動的に出才、、EEGσ)監視に関連して、周波数と
振幅または出力との値が同時tfある限界値以下に減少
すイ)と警報が発するようにすると好ましい。モニタで
はこの警報は棒表示IC共通なある最短長さで可視的に
示され、もし所望ならばそ力長さを表示装置上に可視的
KLるし付げできる。この警報信号を使用して患者の麻
酔状態が深すぎることを示す。
従って、自然EMGの監視系統にある警報モードを与え
ることができ、この警報モードは患者σ)麻酔状態と弛
緩とが外科手術を行なつ1fC十分なレベルに達すると
導入さり、、もしI!: M G活動がある限界値以−
トになると患者の麻酔状態が不十分であることを示す警
報が出される。
もし所望ならば、その実時間値、警報限界値等を図示し
た如く計数で表示することもできる。
【図面の簡単な説明】
添付図面は本発明の好ましい実施例を示すブロック図で
・ある。 特許出願人  インストルメンタリウム・オザケイーテ
イエ−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)患者の自然のEMG活動を含む生体電気信号シ検
    出し示す電極手段(1)と;生体電気信号を増幅する手
    段(2)と;EMG成分信号を生体電気信号から区別し
    、EMG成外成力信号要の方法で定量化する手段(3,
    6)と;表示するため1(信号を処理する手段(9)と
    ;自然のEMG活動とほぼ同時に運動神経を電気的パル
    スにより刺激して神1経の反応を好ましいのはEMGに
    より測定することにより患者の神経筋麻痺を別個1(測
    定する手段(14゜15)と;を備えて成り、定量化さ
    れた信号が記録され、はぼ実時間を基準として表示手段
    により表示されるようになされ、自然EMGの出力情報
    と刺激により測定した筋肉麻痺の情報とを共通の表示ユ
    ニツ) (10)  で表示するよう’FCしたことを
    特徴とする特に外科手術1Cおいて麻酔をかけら)また
    患者の状態を監視および記録するための装置。 (2)患者に生じるEEG信号もまた検出するよう電極
    手段(1)が患者の頭部または頚もしくはその両方の部
    分に位置決めされるようにしてあり、当該装置が更にま
    たEEG成分信号を生体電気信号から区別しEEG信号
    を所安の方法で定量化する手段(4,7,8)を含んで
    いる特許請求の範囲第1項の装置。 (ろ)EEG信号信号用分用択される帯域が1ないし4
    0ヘルツの範囲、好ましいのは2ないし25ヘルツ、E
    MG信号信号用分用択される帯域が60ないし500ヘ
    ルツの範囲、好ましいのは65ないし350へ、ルツと
    なるようEEGおよび自然EMG信号成分とが帯域決定
    手段により互いに区別されている特許請求の範囲第1項
    または第2項の装置。 (41EMG信号成分が有効値の形式にして表示される
    ようにしてあり、当該装置が更Kまた電気的ネットワー
    クの基本周波数およびその高調波周波数をP波するよう
    にしたEEG信号信号用分用イルタ手段(5)を含んで
    いる特許請求の範囲第1項乃至第6項のいづ上しかに記
    載の装置、(5)EEG信号成分が振幅または有効値と
    周波数値との形式にして表示さ」するようにしである特
    許請求の範囲第2項、第6項または第4項の装置。 (6)1つの次元が定置化した値を示すようKさね、他
    の次元が時間を示すようにされた二次元座標表示におい
    て、」二記定量化された値をアナログヒストグラムとし
    て同時に表示さhろようにしである特許請求の範囲第1
    項乃至第6項のいづれかに記載の装置。 (力 定数化されたEEGおよびEMG信月信号成分グ
    ラフで表わすようにし、とσ〕グラフの各棒表示が所定
    の周期(/(おける平均値を表19才ようになされてお
    り、更に、上記棒グラフに実時間値を示すようにしであ
    る特許請求の範囲第2項、第6項、第4項、第5項また
    は第6項の装置。 (8)EEGの表示が、有効値と周波数値とを示すアナ
    ログ棒表示が反対方向をさすよう配列され。 これら値のD値が直接にか狭い中間帯域を介して互いに
    少くとも実質的に整合されるようにした特許請求の範囲
    第5項、第6項または第7項の装置。 (9)EEGの実有効値と周波数とを示ず棒表示の合わ
    せた長さがある選択された制限値以下になると作動せし
    めr)れて、たとえば、音響が光の信号を発生する警報
    装置(12)を含んでいる特許請求の範囲第8項の装置
    。 (10)EEG信号成分の有効値がある制限値を上まわ
    ると作動せしめられるようにした警報装置(12)を含
    んでいる特許請求の範囲第4項、第5項。 第6項、第7項、第8項または第9項の装置2゜(11
    )いわゆる「4パルス列」の刺激を使用して筋肉の麻痺
    を測定し、短かい間隔jにより互いに分離した4つの電
    気的刺激が神経刺激器により繰返しサイクルで力えらh
    、筋肉の電気的反応を表わす測定したEMG信号が、4
    つの14足の間隔より短かい時間的長さにわたり測定し
    たEMG信号の積分値を表わす棒表示により表わされる
    よう、表示されるようにしである特許請求の範囲第1項
    乃至第10項のいづれかに記載の装置。 (12)検出された信号の経歴の所望部分が、表示ユニ
    ットにより再び可視にされるよう表示さ」tだ情報をデ
    ジタルの形式にして記憶するデジタル−アナログ変換記
    憶装置(11)を更に含んでいる特許請求の範囲第1項
    乃至第11項のいづれかに1己載の装置。 (1ろ)信号成分の少くとも1つのものの振幅または有
    効値の出力な出す手段(6,7,8)を更に含んでいる
    特許請求の範囲第1項乃至第12項のいづhかに記載の
    装置。
JP58013637A 1982-01-29 1983-01-29 麻酔をかけられた患者の状態を監視および記録する装置 Pending JPS58133233A (ja)

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