JPS6111020A - 患者の心臓に関するパラメ−タの大きさを測定する方法及び装置 - Google Patents

患者の心臓に関するパラメ−タの大きさを測定する方法及び装置

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JPS6111020A
JPS6111020A JP60099416A JP9941685A JPS6111020A JP S6111020 A JPS6111020 A JP S6111020A JP 60099416 A JP60099416 A JP 60099416A JP 9941685 A JP9941685 A JP 9941685A JP S6111020 A JPS6111020 A JP S6111020A
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グレンフイールド・ワーナー
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PURIYANBADA SANKAA
SHIRUBIA WAANAA
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PURIYANBADA SANKAA
SHIRUBIA WAANAA
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
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    • A61B5/02007Evaluating blood vessel condition, e.g. elasticity, compliance

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  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

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】 (産業上の利用分野) 本発明は患者の心臓に関するパラメータを不侵入態様で
測定する方法、特に動脈血圧及び心拍出量を不侵入態様
で測定する方法及び装置に関するものである。
(従来の技術) −動脈血圧及び心拍出量を不侵入態様で測定する方法及
び装置は既知である。この種の方法及び装置の一例は1
977年6月21日に発行されたワーナーによる米国特
許第4030485号公報に記載されており、且つ他の
例は1983年12月6日に発行された同じくワーナー
による米国特許第4418700号公報に記載されてい
る。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は上述した後者の発明を改善した患者の心臓に関
するパラメータを不侵入態様で測定する方法及び装置を
提供せんとするにある。
(問題点を解決するための手段) 本発明方法は患者の心臓に関するパラメータの大きさを
測定するに当たり、患者の血液量従ってその変化を検出
すると共に血液量従ってその変化を表わす信号を発生し
、前記血液量変化は完全に周期的とし、これにより前記
信号は、変化の各サイクルにおいて、可変傾斜、最大血
液量を表わす最大振幅、最小血液量を表わす最小振幅、
これら最大振幅及び最小振幅間の第1時間間隔、血液量
の最大変化割合を表わす前記信号の最大変化割合、前記
最小’、1 i;iと前記信号の最大変化割合時との間
のツ142時間間隔、前記最大振幅及び最小振幅間の第
1湿幅差、前記最大血液量及び前記血液量の最大変化割
合時の血液量間の容積差を表わす前記最大製幅及び前記
信号の最大変化割合時の振幅間の’L’、’S 2 ’
HIZ 幅差及びパルス繰返し周期を有する周期性の曲
線を具え、前記最大振幅、前記最小振幅、前記信号の゛
最大変化割合、前記第1振幅差、前記第2振幅差、前記
第1時間間隔及び前記第2時間間隔を測定し、前記パラ
メータの選択したパラメータの大きさを予定の式に従っ
て計算することを特徴とする。
本発明装置は、患者の血液量従ってその変化を検出する
と共に血液量従ってその変化を表わす信号を発生する手
段を具え、該検出手段は患者に着脱自在として血液量従
ってその変化を検出し、前記血液量変化は完全に周期的
とし、これにより前記信号は、変化の各サイクルにおい
て、可変傾斜、最大血液量を表わす最大振幅、最小血液
量を表わす最小振幅、これら最大振幅及び最小振幅間の
第1時間間隔、血液量の最大変化割合を表わす前記信号
の最大変化割合、前記最小振幅と前記信号の最大変化割
合時との間の第2時間間隔、前記最大振幅及び最小振幅
間の第1振幅差、前記最大血液量及び前記血液量の最大
変化割合時の血液量間の容積差を表わす前記最大振幅及
び前記信号の最大変化割合時の振幅間の第2振幅差及び
パルス繰返し周期を有する周期性の曲線を具え、前記最
大振幅、前記最小振幅、前記信号の最大変化割合、前記
第1振幅差、前記第2振幅差、前記第1時間間隔及び前
記第2時間間隔を測定する手段と、前記検出手段及び測
定手段の双方に接続され、前記パラメータのうちの選択
したパラメータの大きさを計算する手段とを具え、該計
算手段によって前記選択したパラメータの大きさを予定
の式に従って計算するようにしたことを特徴とする。
(実施例及び効果) 第1図に示すように本発明装置は光電式プレスチモグラ
フのような容積センサSと、増幅器AIと、アナログ−
ディジタル変換器A2と、マイクロコンピュータMと、
表示装置りとを具える。プレスチモグラフセンサSは例
えば患者の耳朶に固着する。
このセンサSは被検体の他の好適な部分、例えば前頭部
、指先又は足指に固着することもできる。
既知のようにプレスチモグラフによってこれを固着した
領域の血液量の変化を検出する。かかるセンサの出力信
号の代表的なものを第2図に示す。
第2図から明らかなようにこの出力信号はパス状成分及
び直流成分を有する。
センサSの出力をプレスチモグラフ増幅器A1に供給し
、これにより増幅及び濾波を行って直流成分を除去する
。増幅器A、の出力も直流成分を有するがこの直流成分
はセンサSの直流成分に直接関係のないものである。
増幅器A1の出力をアナログ−ディジクル(A/D)変
換器A2に供給し、これにより信号をディジクル化する
。好適例ではサンプリング速度を100μSとする。
マイクロコンピュータMは、A/[1変換器八、からの
信号を受けて指令に従ってこの信号を処理する。
これらの指令を第6図のフローチャートに線図的に示す
次いでコンピュータのクオンティティーをCRTモニタ
Dその他の好適な表示手段で表示する。
原理 動脈血圧脈搏を第3図に示す。これら曲線の形状はその
測定個所に従って変化する。図中1サイクル1中に到達
する最高圧力を動脈収縮期血圧Pstと称する。同一の
1サイクル中に到達する最低の圧力を動脈収縮期血圧P
a1と称する。同一の1サイクル中における弛緩期血圧
Pdiから収縮期血圧Psiに立上る圧力を脈圧Ppt
と称する。これら血圧の間には次式が成立する。
Psi  Pd1−P、、   −−一−(i)脈圧P
、の検知 プレチスモグラフによるパルスを第4図に示す。
このパルスの始端の最小値をVifilnとする。又、
このパルスの最大値をV、□8とする。パルス量が最小
値V1minから最大値Vい□に上昇する際パルス量の
変化の時間速度は時間t1□で最大値v1□8に到達す
る。時間1.□におけるパルス量をVl□とする。
今、 又、 とする。
ここに、 ΔVtvm・パルス量変化の最大割合ν1.a8にに相
当するサイクル1中の時間 tIiにおけるパルス量変化 ΔVi−−サイクル1中の最大パルス量変化ΔjiG;
・パルス量変化Vimaxの最大比の時間に対するサイ
クル1の開始から の時間間隔 Δt′ −最大パルス量Vi+naxの時間に対する1
φ− サイクル1の開始からの時間間隔 ;又は Δv′I VIIllaHに相当するVlvmO値の検出(前記米
国特許第4.418.700号、ワーナー参照)のほか
に、Vlv+s cD値もV Laax−’+ VIs
a+1−”+ −−+’ Vi*ax−”に対応して検
出する(ここにkはν1、a8の関数である。)。
Vivmの平均値は次式で表わすことができる。
ここに、 nQ = 0.□8に対応するv1※1の値nl = 
Vlffia++−’に対応するvt+ 、0)値nk
 = VimaX−、’に対応するv + :4. (
7)値V11Ia、l k・□ (整数値のみ)+β m一定数、好適値 m−20 1=定数、好適値 β=1 R11” Ri□ R,−□ とすると、 Ppt=KpC(1−Ri)  −−−−−(4)ここ
に、 Kpa−第1較正により決まる定数 Kp ”第1較正により決まる定数 r1一定数、好適には0に等しい R2一定数、好適には0に等しい 式(4)及び(4a)において、R1はRil又はR1
2に置換することができる。その他の種々の事項に対し
ては較正を行う必要はない。しかし、所望に応じKpp
及びに、を各事項に対し決めることができる。
平均血圧の検知 サイクルl中の平均血圧Pffiiは次式で表わすこと
ができる。
P、t ” P−t ” Pa         −−
−−−(6)b、=指数+ b3の好適値は0.5 K< =各事項に対し較正時に決まる定数。この定場合
には個別の較正を行う必要はない。
Po−一定、好適には25mmH7 PS+=  P−+十 (1−g+  )Ppi   
−−−−(7)ここに、 Pdi” Psi−Ppi    −−−(s)変数g
1 は一定値g。とすることができ、その好適値を0.
333 とする。
末梢抵抗の検知 角度φ1は次式で示すように規定することができる。
Kφ・第1較正時に決めるべき定数 Rpiルミ−サイクルの平均末梢抵抗 ω1−角周波数 に、一定数 al−指数、好適には1/2 心拍出量は擬似平均圧力f’aml及び末梢抵抗Rpi
から検知することができる。
心拍出量C00,は次式で表わすことができる。
平均持出量S、 V、は次式で表わすことができる。
ここにHL =サイクル1に関連する瞬時心拍数(ビー
ト7分) その他のクオンティティー、例えば搏動ワーク、動脈ア
ブティク、動脈コンプライアンスは計算した基本クオン
ティテ、イーから算出することができる。
(発明の効果) 上述したように本発明方法及び装置によれば極めて簡単
且つ容易に脈搏圧、動脈系の時定数、収縮期及び弛緩期
血圧、末梢抵抗、心拍出量及び平均動脈血圧等を測定す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法を実施するための装置の構成を示す
ブロック図、 第2図は第1図に示す装置のセンサの代表的な出力を示
す波形図、 第3図は動脈の圧脈搏を示す波形図、 第4図は血液量の脈搏を示す波形図、 第5図は比gを示すための血液量の脈搏と圧脈搏との関
係を示す波形図、 第6図は本発明による計算を実行するためのコンビュー
クプロクラムのフローチャートを示す説明図である。 S・・プレチスモグラフセンサ A、・・増幅器 A2・・・^/D変換器 M・・・マイクロコンピュータ D・・・表示装置 特許出願人 シルビア・ワーナー 特許出願人 プリャンパダ・サンカ− 図面の浄芭(内容に変更なし) −Tコ互「T コニI巨遍p l了q−5”      ”’ 」T丁目4 jH百5 手  続  補  正  書 昭和60年8月 1日 特許庁長官  宇  賀  道  部 殿■、事件の表
示 昭和60年特許願第99416号 2、発明の名称  患者の心臓に関するパラメータの大
きさを測定する方法及び装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 氏 名  シルビア・ワーナー 外1名 4、代理人 6、補正の内容(別紙の通り) 図面の浄書(内容に変更なし)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、患者の心臓に関するパラメータの大きさを測定する
    に当たり、患者の血液量従ってその変化を検出すると共
    に血液量従ってその変化を表わす信号を発生し、 前記血液量変化は完全に周期的とし、これ により前記信号は、変化の各サイクルにおいて、可変傾
    斜、最大血液量を表わす最大振幅、最小血液量を表わす
    最小振幅、これら最大振幅及び最小振幅間の第1時間間
    隔、血液量の最大変化割合を表わす前記信号の最大変化
    割合、前記最小振幅と前記信号の最大変化割合時との間
    の第2時間間隔、前記最大振幅及び最小振幅間の第1振
    幅差、前記最大血液量及び前記血液量の最大変化割合時
    の血液量間の容積差を表わす前記最大振幅及び前記信号
    の最大変化割合時の振幅間の第2振幅差及びパルス繰返
    し周期を有する周期性の曲線を具え、前記最大振幅、前
    記最小振幅、前記信号の 最大変化割合、前記第1振幅差、前記第2振幅差、前記
    第1時間間隔及び前記第2時間間隔を測定し、 前記パラメータの選択したパラメータの大 きさを予定の式に従って計算することを特徴とする患者
    の心臓に関するパラメータの大きさを測定する方法。 2、前記選択したパラメータを平均動脈血圧P_m_i
    とし、前記予定の式を、 P_m_m_i=K_4〔△V_i/△V_i_m_a
    _x〕^−^(b_3)P_m_i=P_m_m_i+
    P_0 ここに K_4=各事項に対し決まる定数 P_m_i=サイクルi中の平均動脈血圧 b_3=一定 P_0=一定 P_m_m_i=サイクルi中の擬似平均動脈血圧とし
    たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の患者の
    心臓に関するパラメータの大きさを測定する方法。 3、前記選択したパラメータを収縮期血圧P_s_iと
    し、前記予定の式を、 P_s_i=P_m_i+(1−g_0)P_p_iこ
    こにg_o=一定、好適値0.333 としたことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の患
    者の心臓に関するパラメータの大きさを測定する方法。 4、前記選択したパラメータを収縮期血圧P_s_iと
    し、前記予定の式を、 P_s_i=P_m_i+(1−g_i)P_p_iこ
    こに、 g_i=ΔV_i_A_V/ΔV_i ΔV_i=前記第1振幅差 ΔV_i_A_V=前記最小振幅とサイクルi中のパル
    スの平均値に等しい振 幅との差 としたことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の患
    者の心臓に関するパラメータの大きさを測定する方法。 5、前記選択したパラメータを末梢抵抗R_p_iとし
    、前記予定の式を、 R_p_i=K_R〔τ_i/ω_itanφ_i〕^
    1^/^2ここに ω_i=角周波数 Δt_iφ φ_i=K_φ360・Δt_iφ/T_iΔt_iφ
    =前記第2時間間隔 K_φ=定数 T_i=パルス繰返し周期 τ_i=[Δt_d_i]/{ln[P_d_i−P_
    o]/[P_s_i−P_o]}P_o=一定 としたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の患
    者の心臓に関するパラメータの大きさを測定する方法。 6、前記選択したパラメータを心拍出量CO_iとし、
    前記予定の式を、 CO_i=60P_m_m_i/R_p_iミリリット
    ル/分ここにP_m_m_i=擬似平均動脈血圧 としたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の患
    者の心臓に関するパラメータの大きさを測定する方法。 7、患者の血液量従ってその変化を検出すると共に血液
    量従ってその変化を表わす信号を発生する手段を具え、 該検出手段は患者に着脱自在として血液量 従ってその変化を検出し、 前記血液量変化は完全に周期的とし、これ により前記信号は、変化の各サイクルにおいて、可変傾
    斜、最大血液量を表わす最大振幅、最小血液量を表わす
    最小振幅、これら最大振幅及び最小振幅間の第1時間間
    隔、血液量の最大変化割合を表わす前記信号の最大変化
    割合、前記最小振幅と前記信号の最大変化割合時との間
    の第2時間間隔、前記最大振幅及び最小振幅間の第1振
    幅差、前記最大血液量及び前記血液量の最大変化割合時
    の血液量間の容積差を表わす前記最大振幅及び前記信号
    の最大変化割合時の振幅間の第2振幅差及びパルス繰返
    し周期を有する周期性の曲線を具え、前記最大振幅、前
    記最小振幅、前記信号の 最大変化割合、前記第1振幅差、前記第2振幅差、前記
    第1時間間隔及び前記第2時間間隔を測定する手段と、 前記検出手段及び測定手段の双方に接続さ れ、前記パラメータのうちの選択したパラメータの大き
    さを計算する手段とを具え、 該計算手段によって前記選択したパラメー タの大きさを予定の式に従って計算するようにしたこと
    を特徴とする患者の心臓に関するパラメータの大きさを
    測定する装置。 8、前記選択したパラメータを脈搏圧とし、前記予定の
    式を、 P_p_i=K_pln(1−R_i) ここに P_p_i=サイクルi中の脈搏圧 K_p第1較正により決まる定数 としたことを特徴とする特許請求の範囲第7項記載き患
    者の心臓に関するパラメータの大きさを測定する装置。 9、前記選択したパラメータを脈搏圧とし、前記予定の
    式を、 R_i+r_1 P_p_i=K_p_p([R_i+r_1]/[1+
    r_2−R_i])ここに、 P_p_i=サイクルi中の脈搏圧 K_p_p=第1較正により決まる定数 r_1=一定 r_2=一定 としたことを特徴とする特許請求の範囲第7項記載の患
    者の心臓に関するパラメータの大きさを測定する装置。 10、前記選択したパラメータを平均動脈血圧P_m_
    iとし、前記予定の式を、 P_m_m_i=K_4〔ΔV_i/ΔV_i_m_a
    _k〕^−^(b_3)P_m_i=P_m_m_i+
    P_0 ここに K_4=各事項に対し決まる定数 P_m_i=サイクルi中の平均動脈血圧 b_3=一定 P_0=一定 P_m_m_i=サイクルi中の擬似平均動脈血圧とし
    たことを特徴とする特許請求の範囲第9項記載の患者の
    心臓に関するパラメータの大きさを測定する装置。 11、前記選択したパラメータを収縮期血圧P_s_i
    とし、前記予定の式を、 P_s_i=P_m_i+(1−g_0)P_p_iこ
    こにg_0=一定、好適値0.333 としたことを特徴とする特許請求の範囲第10項記載の
    患者の心臓に関するパラメータの大きさを測定する装置
    。 12、前記選択したパラメータを収縮期血圧P_s_i
    とし、前記予定の式を、 P_s_i=P_m_i+(1−g_i)P_p_iこ
    こに、 g_i=(ΔV_i_A_V)/(ΔV_i)ΔV_i
    =前記第1振幅差 ΔV_i_A_V=前記最小振幅とサイクルi中のパル
    スの平均値に等しい振幅と の差 としたことを特徴とする特許請求の範囲第11項記載の
    患者の心臓に関するパラメータの大きさを測定する装置
    。 13、前記選択したパラメータを末梢抵抗R_p_iと
    し、前記予定の式を、 R_p_i=K_R〔τ_i/(ω_itanφ_i)
    〕ここに K_R=定数 ω_i=サイクルi中の角周波数 φ_i=K360・(Δt_i)/T_i Δt_i_φ=サイクルi中の第2時間間隔K_φ=定
    数 T_i=パルスiに関連するパルス繰返し 周期 a_1=一定、好適値0.5 τ_i=(Δt_d_i)/{ln([P_d_i−P
    _0]/[P_s_i−P_0])}としたことを特徴
    とする特許請求の範囲第12項記載の患者の心臓に関す
    るパラメータの大きさを測定する装置。 14、前記選択したパラメータを心拍出量CO_iとし
    、前記予定の式を、 CO_i=60(P_m_m_i)/(R_p_i)ミ
    リリットル/分ここにP_m_m_i=擬似平均動脈血
    圧 としたことを特徴とする特許請求の範囲第13項記載の
    患者の心臓に関するパラメータの大きさを測定する装置
    。 15、前記選択したパラメータを平均動脈血圧P_m_
    iとし、前記予定の式を、 P_m_m_i=K_4〔(△V_i)/(△V_i_
    m_a_x)〕^−^(b_3)ここに K_4=各事項に対し決まる定数 P_m_i=サイクルi中の平均動脈血圧 b_3=一定 P_0=一定 P_m_m_i=サイクルi中の擬似平均動脈血圧とし
    たことを特徴とする特許請求の範囲第8項記載の患者の
    心臓に関するパラメータの大きさを測定する装置。 16、前記選択したパラメータを収縮期血圧P_s_i
    とし、前記予定の式を、 P_s_i=P_m_i+(1−g_0)P_p_iこ
    こにg_0=一定、好適値0.333 としたことを特徴とする特許請求の範囲第15項記載の
    患者の心臓に関するパラメータの大きさを測定する装置
    。 17、前記選択したパラメータを収縮期血圧P_s_i
    とし、前記予定の式、 P_s_i=P_m_i+(1−g_i)P_p_iこ
    こに、 g_i=(△V_i_A_V)/(△V_i)△V_i
    =前記第1振幅差 △V_i_A_V=前記最小振幅とサイクルi中のパル
    スの平均値に等しい振 幅との差 としたことを特徴とする特許請求の範囲第16項記載の
    患者の心臓に関するパラメータの大きさを測定する装置
    。 18、前記選択したパラメータを末梢抵抗R_p_iと
    し、前記予定の式を、 R_p_i=K_R〔(τ_i)/(ω_itanφ_
    i)〕^1^/^2ここに ω_i=角周波数 △t_i_φ φ_i=K_φ360・(△t_i_φ)/T_i△t
    _i_φ=前記第2時間間隔 K_φ=定数 T_i=パルス繰返し周期 τ_i=△t_d_i/ln([P_d_i−P_0]
    /[P_s_i−P_0])P_0=一定 としたことを特徴とする特許請求の範囲第17項記載の
    患者の心臓に関するパラメータの大きさを測定する装置
    。 19、前記選択したパラメータを心拍出量CO_iとし
    、前記予定の式を、 CO_i=60P_m_m_i/R_p_iミリリット
    ル/分ここにP_m_m_i=擬似平均動脈血圧 としたことを特徴とする特許請求の範囲第18項記載の
    患者の心臓に関するパラメータの大きさを測定する装置
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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