JPS6133642A - 補助循環のための血圧波形信号処理装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は１体外循環を用いて心臓切開手術を実施した後
、心拍が再開して心筋収縮力が十分に回復するまでの間
に行われる補助循環の施行時における血圧波形信号の処
理方法及びその装置に関するもので、特に、補助循環時
に得られる血圧波形信号を処理して、その補助循環の実
施に適した信号が得られるようにするための処理方法及
び装置に関するものである。

（従来の技術） 人工心肺による体外循環を用いて心臓切開手術を行った
場合には、その手術の完了後、完全体外循環から部分循
環に移行させ、心機能の回復に合わせて徐々に体外循環
量を減らして、最終的に体外循環を終了させる。その際
、患者によっては、心機能が回復する前に急性心不全あ
るいは狭心症等を併発する恐れがあって、体外循環を終
了することは困難と考えられることがある。そのような
場合、左室機能の補助のために、補助循環が実施される
ことも、しばしば見られるようになってきている。

このような補助循環法としては、人工心臓な用いて心臓
拡張期に大動脈内に外部から送血するもの、あるいは大
動脈内に挿入したバルーンを、心臓の拡張・収縮期に合
わせて膨張・収縮させることにより血圧を高めるもの、
などがあるが、いずれにしても、心臓の動きに同期させ
て、補助循環装置を動作させようとするものである。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、このような補助循環を実施しているときの血
圧には、心臓の動きによって生ずる血圧と、補助循環装
置の動作によって生ずる血圧とが重なって表れる。しか
も、一般に、このような心臓の動きに同期させて行われ
る補助循環においては、心臓による血圧の脈動より５０
〜１００ｍ５ｅｃ遅れて、その補助循環による血圧の脈
動が表れるようにされている。したがって、補助循環施
行時の血圧波形には、心拍によるピークと補助循環によ
るピークとが表れることになり、血圧変化を計測して、
血圧のピークに合わせて自動的に補助循環装置を動作さ
せるようにしても、それは心臓の動きに同期するものと
はならない、そのために、従来は、補助循環装置の動作
を心臓の動きに自動的に追随させるようにすることがで
きず、医師が、血圧波形を見ながら補助循環装置の動作
開始時期を調整しなければならなかった。

また、補助循環施行時の心機能の回復状態を判断するた
めには、心拍のみによる最高血圧、最低血圧、血圧波形
の立ち上がり等を計測する必要があるが、上述のような
問題から、これらを自動計測することはできなかった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであっ
て、その主な目的は、補助循環施行時において、その補
助循環による血圧波形信号が除かれた、心臓の拍動のみ
による血圧波形信号が得られるようにすることである。

また、本発明の他の目的は、補助循環装置を、心臓の動
きに同期させて、自動的に動作させ得るようにすること
である。

（問題点を解決するための手段） （の目的を達成するために、本発明の方法では、血圧及
び補助循環装置の動作開始時点を検出し、補助循環装置
の動作開始時点からその動作の影響が血圧波形信号に表
われるまでの時間遅れをもって、その補助循環装置の動
作時間に　〜相当する時間だけ、得られた血圧波形信号
を部分的に消去するとともに、その消去された波形部分
を、−次近似等の近似波形によって接続するようにして
いる。

また、この方法を実施するための装置は、第１図に示す
ように、血圧を計測して血圧波形信号を発生する血圧計
１と、補助循環装置２の動作開始時点を検出して動作信
号を発生する補助循環動作検出装置３とを備えている。

そして、その動作信号は時間遅れ回路４に導かれるよう
になっており、その時間遅れ回路４によって、予め設定
された時間遅れをもって、補助機環装Ｍ２の動作時間に
対応する時間だけ波形ホールド信号が発生されるように
なっている。その時間遅れは、補助循環装置２の動作時
点からその動作の影響が血圧波形信号に表われるまでの
時間に相当するものであり、その時間は予め計測されて
設定されている。

この時間遅れ回路４と上記血圧計１とには、波形ホール
ド回路５が接続されている。この波形ホールド回路５は
１時間遅れ回路４から波形ホールド信号を受けていない
ときは、血圧計１からの血圧波形信号をそのまま出力し
、波形ホールド信号を受けているときは、その信号を受
けた時点における血圧波形の傾きをそのまま持続して出
力するものである。

（作用） いま、補助循環装置２が、第２図（ｂ）に示すように、
心臓による血圧のピーク時にほぼ同期して、動作時間を
量だけ動作しているものとする。このとき血圧計１から
出力される血圧波形信号は、第２図（＆）に示すように
、心臓による血圧のピークと補助循環による血圧のピー
クとを有するものとなる。

この図から明らかなように、補助循環装置２の動作の影
響が血圧波形信号に表れるまでには、時間遅れｔｄがあ
る。すなわち、血圧センサ１により得られる血圧波形信
号のうち、補助循環装置２の動作開始時点から時間ｔｄ
だけ遅れて始まり、補助循環装置２の動作時間ｔｍに等
しい時間１ｍ’だけ続く波形信号は、補助循環によるも
のである。したがって、その動作時間ｔｍから時間遅れ
ｔｄをもつ時間を層′における血圧波形信号を消去し、
その間を単調な曲線あるいは直線によって接続するよう
にすれば、心臓による血圧波形に近似したものが得られ
ることになる。

第１図に示されている血圧波形信号処理装置においては
、補助循環動作検出装置３が補助循環装置２の動作開始
時点を検出する。そして、時間遅れ回路４によって、補
助循環装置２の動作時間ｔｍから時間ｔｄだけ遅れた時
間ｔ＋ｗ’の間、波形ホールド信号が出力される。波形
ホールド回路５は、通常は血圧計１から出力される血圧
波形信号をそのまま出力しているが。

波形ホールド信号を受けた瞬間からその血圧波形信号を
ホールドし、血圧波形を直線状に延長させる。そして、
時間を履′が経過して波形ホールド信号が停止された時
点で、再び血圧計１からの血圧波形信号をそのまま出力
するようになる。

このようにして、波形ホールド回路５から出力される信
号は、第２図（Ｃ）に示すような、心臓による血圧波形
に近似した波形信号となる。

（実施例） 次に、本発明の実施例について説明する。

第３図は、その血圧波形信号処理装置を補助循環装置の
自動制御に適用した一実施例を示すものである。この図
に示されているように、血圧計１は、心臓Ｈから離れた
動脈部分において血圧を計測するようにされている。補
助循環装置２としては人工心肺が用いられており、その
ポンプ２１の間欠回転動作が、補助循環動作検出装置３
によって検出されるようになっている。この動作検出装
置３は、ポンプ２１を駆動するモータ２２への通電を検
知するものでよく、そのモータ電流の一部を分岐して抽
出するようなものでもよい。その場合には、動作検出装
置３は、補助循環装置２の動作開始時点と動作時間とを
ともに検出するものとなる。

動作検出装置３に接続されている時間遅れ回路４は、動
作検出装置３からの出力信号を、設定された時間遅れを
もって出力するものである。あるいは、この時間遅れ回
路４は、動作検出装置３からの出力信号を受けたときに
トリガーされ、設定時間経過後に出力信号を発し、それ
から更にポンプ２１の動作時間に等しい一定峙間が経過
したときにその出力信号を停止する、タイマ回路とする
こともできる。その場合には、動作検出装置３によって
補助循環装置２の動作時間をその都度計測する必要はな
く、予めその１回の動作時間を計測して設定しておくだ
けでよい。

波形ホールド回路５は、血圧計１から発生される血圧信
号の変化率を計測することもできるもので、時間遅れ回
路４からの出力信号を受けたときは、そのときの変化率
のままの出力信号を発生する。この波形ホールド回路５
には、その出力信号の波形及びその変化率の波形を表示
し得るディスプレイＤと、モータ２２への通電を制御す
るモータ制御装置Ｃとが接続されている。このモータ制
御装置Ｃは、波形ホールド回路５の出力信号のピーク時
などを検出して、−・定時間モータ２２に通電するもの
である。その通電時期は、モータ２２によりポンプ２１
が駆動されて、人工心肺から心臓Ｈの近くの大動脈に送
血されたとき、それによる血圧のピークが心臓Ｈによる
血圧のピークより　５０〜１００　＋ａｓｅｃ遅れて表
れるように定められている。

このような装置を用いて補助循環を行うときには、手術
中などの人工心肺使用時に、予めモータ２２への通電時
点から、それによる血圧上昇が血圧計１に表れるまでの
時間を計測しておく。そして、その時間を、時間遅れ回
路４にお（する時間遅れ定数として設定する。その時間
を推定することができる場合には、その推定時間を時間
遅れ回路４の時定数としてもよい。

心臓Ｈの手術中には、人工心肺は第３図の制御系から切
り離して作動される。手術完了後、心＠Ｈが拍動を始め
たとき、人工心肺にその制御系が一接続される。その結
果、そのポンプ２１を駆動するモータ２２は、モータ制
御装置Ｃによって制御されるようになり、波形ホールド
回路５から出力される血圧変化、すなわち心臓Ｈの動き
に同期して補助循環が行われるようになる。また、その
とき、ディスプレイＤには、第２図（Ｃ）に示されるよ
うな心臓Ｈのみによる血圧の近似波形が表示される。し
たがって、その波形によって心臓Ｈによる最高血圧、最
低血圧、血圧波形の立ち上がり等をほぼ正確に把握する
ことができ、心機能の回復状態を判断して、補助循環の
低減あるいは停止等の見通しを立てることができる。

なお、上記実施例においては、波形ホールド回路５は一
次近似波形を発生するものとしているが、より高次の近
似波形を出力するものとすることもできる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、補助
循環装置の動作時間と、その動作が血圧に影響を及ぼす
までの時間遅れとを予め計測しておき、血圧を計測して
得られた血圧波形から、その予め計測された時間遅れを
もって、補助循環装置の動作時間に相当する時間だけの
波形を消去し、その消去した波形部分を一次近似等の単
調近似波形によって接続するようにしているので、補助
循環による影響のない、心臓のみによる血圧波形に近似
した血圧波形信号を得ることができ、補助循環を自動制
御することが可能となる。

また、時間遅れ回路によって、補助循環装置の動作時か
ら所定の時間遅れをもつ波形ホールド信号を発生させ、
血圧計から出力される血圧波形信号をその時間だけホー
ルドさせるようにしているので、そのための回路構成も
簡単なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による血圧波形信号処理装置を示すブ
ロック図、 第２図は、その作用を説明するためのグラフ、 第３図は、本発明を補助循環装置の自動制御に適用した
一実施例を示すブロック図 である。 ｌ　・・・血圧計　　　　　２・・・補助循環装置３　
・・・補助循環動作検出装置 ４　・・・時間遅れ回路 ５　・・・波形ホールド回路 ｔｄ・・・時間遅れ ｔＩｌｌ・・・動作時間 ｔ＋＊’・・・時間遅れをもつ動作時間に等しい時間 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）予め、補助循環装置２の１回の動作時間ｔ＿ｍ及
   びその動作が行われてからその動作の影響が血圧に表れ
   るまでの時間遅れｔ＿ｄを計測しておき、 血圧を計測して血圧波形信号を得るととも に、前記補助循環装置２の動作開始時点を検出し、 その動作開始時点から前記時間遅れｔ＿ｄをもつて前記
   補助循環装置２の動作時間をｔ＿ｍに相当する時間ｔ＿
   ｍ′に表われる前記血圧波形信号を、単調に変化する波
   形信号に代えることを特徴とする、 補助循環のための血圧波形信号処理方法。
2. （２）血圧を計測して血圧波形信号を発生する血圧計１
   と、 補助循環装置２の動作開始時点を検出して１回の動作ご
   とに動作信号を発生する補助循環動作検出装置３と、 その動作信号を受け、前記補助循環装置２の動作開始時
   点からその動作の影響が前記血圧波形信号に表われるま
   での時間遅れｔ＿ｄをもつて、前記補助循環装置２の動
   作時間をｔ＿ｍに等しい時間をｔ＿ｍ′だけ、波形ホー
   ルド信号を出力する時間遅れ回路４と、 前記血圧波形信号と波形ホールド信号とを受け、通常は
   その血圧波形信号をそのまま出力するとともに、前記波
   形ホールド信号が入力されているときは、前記血圧波形
   信号から連続して単調に変化する波形信号を出力する波
   形ホールド回路５と、 を備えてなる、補助循環のための血圧波形信号処理装置
   。