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【発明の名称】 血圧監視装置
【発明者】 【氏名】犬飼 英克
【要約】 【課題】生体にそれほど負担を強いることなく且つ生体への装着の制限なく、連続的に血圧の変動を監視することが可能な血圧監視装置を提供する。

【解決手段】心拍の変動による脈波面積Ａの変動が脈波面積補正手段７８において心拍数ＰＲにより補正され、心拍の変動による下降期間ＴＲの変動が末梢抵抗情報補正手段８２において心拍数ＰＲにより補正され、その補正された補正脈波面積Ａ’および補正下降期間ＴＲ’のうち少なくとも一方が予め設定された判断基準範囲を越えた場合に血圧測定起動手段８４により血圧測定手段７０による血圧測定が起動させられる。従って、血圧の変動がカフを用いないで連続的に監視されて、カフによる血圧測定の起動時期が正確且つ確実に判断されることから、血圧監視の遅れを少なくするためにカフによる血圧測定が短い周期で実行されることが解消されるので、生体に対する負担が軽減される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 生体の一部への圧迫圧力を変化させるカフを用いて該生体の血圧値を測定する血圧測定手段を備え、前記生体の脈波の変動が予め設定された判断基準範囲を越えたことに基づいて前記血圧測定手段による血圧測定を起動させる形式の血圧監視装置であって、前記生体の末梢部の容積脈波を検出する容積脈波検出装置と、該容積脈波検出装置により検出された容積脈波の面積を算出する脈波面積算出手段と、該脈波面積算出手段により算出される脈波面積の変動に基づいて前記血圧測定手段による血圧測定を起動させる血圧測定起動手段とを、含むことを特徴とする血圧監視装置。
【請求項２】 生体の一部への圧迫圧力を変化させるカフを用いて該生体の血圧値を測定する血圧測定手段を備え、前記生体の脈波の変動が予め設定された判断基準範囲を越えたことに基づいて前記血圧測定手段による血圧測定を起動させる形式の血圧監視装置であって、前記生体の末梢部の容積脈波を検出する容積脈波検出装置と、該容積脈波検出装置により検出された容積脈波から末梢血管抵抗に関連して変動する末梢抵抗情報を算出する末梢抵抗情報算出手段と、該末梢抵抗情報算出手段により算出される末梢抵抗情報の変動に基づいて前記血圧測定手段による血圧測定を起動させる血圧測定起動手段とを、含むことを特徴とする血圧監視装置。
【請求項３】 前記生体の心拍情報を算出する心拍情報算出手段と、前記脈波面積を該心拍情報に基づいて補正する脈波面積補正手段とを含み、前記血圧測定起動手段は、該脈波面積補正手段により補正された補正脈波面積またはその変化値が変動したことに基づいて前記血圧測定手段による血圧測定を起動させるものである請求項１の血圧監視装置。
【請求項４】 前記生体の心拍情報を算出する心拍情報算出手段と、前記末梢抵抗情報を該心拍情報に基づいて補正する末梢抵抗情報補正手段とを含み、前記血圧測定起動手段は、該末梢抵抗情報補正手段により補正された補正末梢抵抗情報またはその変化値が変動したことに基づいて前記血圧測定手段による血圧測定を起動させるものである請求項２の血圧監視装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、生体の脈波の変動に基づいて、連続的に生体の血圧を監視する血圧監視装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】生体の血圧値を比較的長期にわたって監視する血圧監視装置には、生体の一部に巻回されるカフを有して、そのカフによる圧迫圧力を変化させることによりその生体の血圧値を測定する血圧測定手段が所定の周期で自動的に起動させられるのが一般的である。この血圧測定手段によりカフを用いて測定される血圧測定値は比較的信頼性が得られるからである。
【０００３】しかしながら、このような自動血圧監視装置による場合には、血圧監視の遅れを解消しようとして自動起動周期を短くすると、カフの生体に対する圧迫頻度が高くなるので大きな負担を生体に強いる欠点がある。また、カフによる圧迫頻度が極端に高くなると、鬱血が生じて正確な血圧値が得られなくなる場合もある。
【０００４】これに対し、生体に装着されたカフの圧迫圧力を変化させ、その圧迫圧力の変化過程において発生する脈拍同期波の変化に基づいて生体の血圧値を測定する血圧測定手段と、前記生体の動脈に押圧されてその動脈から発生する圧脈波を検出する圧脈波センサと、前記血圧測定手段を所定の周期で起動させることにより、その圧脈波センサによって検出された圧脈波の大きさと上記血圧測定手段によって測定された血圧値との圧脈波血圧対応関係を決定する圧脈波血圧対応関係決定手段と、その圧脈波血圧対応関係から、実際の圧脈波に基づいて監視血圧値を逐次決定する監視血圧値決定手段とを備えた血圧監視装置が提案されている。これによれば、１拍毎に監視血圧値が得られて血圧監視の遅れが解消される利点がある。たとえば、特開平２−１７７９３７号公報に記載された血圧モニタ装置がその一例である。
【０００５】
【発明が解決すべき課題】しかしながら、上記血圧モニタ装置によれば、生体の動脈から発生する圧脈波を検出するために圧脈波センサを表皮上から動脈に向かって安定的に押圧することが必要であることから、圧脈波センサを押圧する場所が手首などの表皮直下に動脈が位置する場所に限定されるため、生体の疾患の部位によっては使用できない場合があったり、バンドなどを用いて圧脈波センサを生体に固定したとしてもその生体の体動などにより押圧状態が変化して圧脈波信号がずれるので、正確な監視ができないおそれがあるなどの不都合があった。
【０００６】本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、生体にそれほど負担を強いることなく且つ生体への装着の制限なく、連続的に血圧の変動を監視することが可能な血圧監視装置を提供することにある。
【０００７】本発明者は、以上の事情を背景として種々研究を重ねるうち、生体の末梢部の血液流量が生体の血圧値の変化と密接に関連して変化する事実を見いだした。本発明は、このような知見に基づいて為されたものであり、上記末梢部の血液容積の周期的変化を示す容積脈波から求められる末梢部の血液流量（末梢血流量）または末梢血管の抵抗に基づいて生体の血圧値の変動を監視し、カフによる血圧測定を可及的に回避するようにしたものである。
【０００８】
【課題を解決するための第１の手段】すなわち、上記目的を達成するための第１の発明の要旨とするところは、生体の一部への圧迫圧力を変化させるカフを用いてその生体の血圧値を測定する血圧測定手段を備え、前記生体の脈波の変動が予め設定された判断基準範囲を越えたことに基づいて前記血圧測定手段による血圧測定を起動させる形式の血圧監視装置であって、（ａ）前記生体の末梢部の容積脈波を検出する容積脈波検出装置と、（ｂ）その容積脈波検出装置により検出された容積脈波の面積を算出する脈波面積算出手段と、（ｃ）その脈波面積算出手段により算出される脈波面積の変動に基づいて前記血圧測定手段による血圧測定を起動させる血圧測定起動手段とを、含むことにある。
【０００９】
【第１発明の効果】このようにすれば、血圧の変動に対応して変動する末梢血流量が容積脈波の面積を算出することにより求められ、その脈波面積が変動したことに基づいて、血圧測定起動手段により前記血圧測定手段による血圧測定が起動させられる。従って、血圧の変動がカフを用いないで連続的に監視されることから、血圧監視の遅れを少なくするためにカフによる血圧測定が短い周期で実行されることが解消されるので、生体に対する負担が軽減される。また、容積脈波検出装置は生体の表皮上においてそれほど制約なく装着され得る利点がある。
【００１０】
【課題を解決するための第２の手段】また、前記目的を達成するための第２の発明の要旨とするところは、生体の一部への圧迫圧力を変化させるカフを用いてその生体の血圧値を測定する血圧測定手段を備え、前記生体の脈波の変動が予め設定された判断基準範囲を越えたことに基づいて前記血圧測定手段による血圧測定を起動させる形式の血圧監視装置であって、（ａ）前記生体の末梢部の容積脈波を検出する容積脈波検出装置と、（ｂ）その容積脈波検出装置により検出された容積脈波から末梢血管抵抗に関連して変動する末梢抵抗情報を算出する末梢抵抗情報算出手段と、（ｃ）その末梢抵抗情報算出手段により算出される末梢抵抗情報の変動に基づいて前記血圧測定手段による血圧測定を起動させる血圧測定起動手段とを、含むことにある。
【００１１】
【第２発明の効果】このようにすれば、血圧の変動に対応して変動する末梢血管抵抗が容積脈波から末梢抵抗情報を算出することにより求められ、その末梢抵抗情報が変動したことに基づいて、血圧測定起動手段により前記血圧測定手段による血圧測定が起動させられる。従って、血圧の変動がカフを用いないで連続的に監視されることから、血圧監視の遅れを少なくするためにカフによる血圧測定が短い周期で実行されることが解消されるので、生体に対する負担が軽減される。また、容積脈波検出装置は生体の表皮上においてそれほど制約なく装着され得る利点がある。
【００１２】ここで、好適には、前記血圧監視装置は、前記生体の心拍情報を算出する心拍情報算出手段と、前記脈波面積をその心拍情報に基づいて補正する脈波面積補正手段とを含み、前記血圧測定起動手段は、その脈波面積補正手段により補正された補正脈波面積またはその変化値が変動したことに基づいて前記血圧測定手段による血圧測定を起動させるものである。このようにすれば、心拍の変動による脈波面積の変動が脈波面積補正手段において補正されて、その補正脈波面積またはその変化値が変動したことに基づいて血圧測定の起動が判断されるので、一層正確にカフによる血圧測定を起動させる時期を判断できる利点がある。
【００１３】また、好適には、前記生体の心拍情報を算出する心拍情報算出手段と、前記末梢抵抗情報をその心拍情報に基づいて補正する末梢抵抗情報補正手段とを含み、前記血圧測定起動手段は、その末梢抵抗情報補正手段により補正された補正末梢抵抗情報またはその変化値が変動したことに基づいて前記血圧測定手段による血圧測定を起動させるものである。このようにすれば、心拍の変動による末梢抵抗情報の変動が末梢抵抗情報補正手段により補正されて、その補正末梢抵抗情報またはその変化値が変動したことに基づいて血圧測定の起動が判断されるので、一層正確にカフによる血圧測定を起動させる時期を判断できる利点がある。
【００１４】また、好適には、前記血圧測定起動手段は、前記補正脈波面積、前記補正脈波面積の変化値、前記補正末梢抵抗情報または前記末梢抵抗情報の変化値の少なくとも一つが変動したと判断されたことに基づいて前記血圧測定手段による血圧測定を起動させるものである。このようにすれば、前記補正脈波面積あるいはその変化値または前記補正末梢抵抗情報あるいはその変化値のうち一つでも変動したと判断された場合に、血圧測定が起動されるので、血圧測定がより確実に起動される利点がある。
【００１５】
【発明の好適な実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明が適用された血圧監視装置８の構成を説明するブロック図である。
【００１６】図１において、血圧監視装置８は、ゴム製袋を布製帯状袋内に有してたとえば患者の上腕部１２に巻回されるカフ１０と、このカフ１０に配管２０を介してそれぞれ接続された圧力センサ１４、切換弁１６、および空気ポンプ１８とを備えている。この切換弁１６は、カフ１０内への圧力の供給を許容する圧力供給状態、カフ１０内を徐々に排圧する徐速排圧状態、およびカフ１０内を急速に排圧する急速排圧状態の３つの状態に切り換えられるように構成されている。
【００１７】圧力センサ１４は、カフ１０内の圧力を検出してその圧力を表す圧力信号ＳＰを静圧弁別回路２２および脈波弁別回路２４にそれぞれ供給する。静圧弁別回路２２はローパスフィルタを備え、圧力信号ＳＰに含まれる定常的な圧力すなわちカフ圧ＰC を表すカフ圧信号ＳＫを弁別してそのカフ圧信号ＳＫをＡ／Ｄ変換器２６を介して電子制御装置２８へ供給する。
【００１８】上記脈波弁別回路２４はバンドパスフィルタを備え、圧力信号ＳＰの振動成分である脈波信号ＳＭ1 を周波数的に弁別してその脈波信号ＳＭ1 をＡ／Ｄ変換器２９を介して電子制御装置２８へ供給する。この脈波信号ＳＭ1 が表すカフ脈波は、患者の心拍に同期して図示しない上腕動脈から発生してカフ１０に伝達される圧力振動波すなわちカフ脈波であり、上記カフ１０、圧力センサ１４、および脈波弁別回路２４は、カフ脈波センサとして機能している。
【００１９】上記電子制御装置２８は、ＣＰＵ３０，ＲＯＭ３２，ＲＡＭ３４，および図示しないＩ／Ｏポート等を備えた所謂マイクロコンピュータにて構成されており、ＣＰＵ３０は、ＲＯＭ３２に予め記憶されたプログラムに従ってＲＡＭ３４の記憶機能を利用しつつ信号処理を実行することにより、Ｉ／Ｏポートから駆動信号を出力して切換弁１６および空気ポンプ１８を制御するとともに、表示器３６の表示内容を制御する。
【００２０】容積脈波検出装置として機能する光電脈波センサ４０は、生体の末梢血管の容積脈波（プレシスモグラフ）を検出するために、たとえば脈拍検出などに用いるものと同様に構成されており、指尖部などの生体の一部を収容可能なハウジング４２内には、ヘモグロビンによって反射可能な波長帯の赤色光或いは赤外光、好ましくは酸素飽和度によって影響を受けない８００ｎｍ程度の波長、を生体の表皮に向かって照射する光源である発光素子４４と、ハウジング４２の発光素子４４に対向する側に設けられ、上記生体の一部を透過してきた光を検出する受光素子４６とを備え、毛細血管内の血液容積に対応する光電脈波信号ＳＭ2 を出力し、Ａ／Ｄ変換器４８を介して電子制御装置２８へ供給する。この光電脈波信号ＳＭ2 は、末梢部の毛細血管内のヘモグロビンの量すなわち血液量に対応して一拍毎に脈動する信号であるので、光電脈波センサ４０は生体の心拍信号を検出する心拍信号検出装置としても機能している。
【００２１】図２は、上記血圧監視装置８における電子制御装置２８の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図２において、血圧測定手段７０は、予め設定された血圧測定周期毎に血圧測定が起動され、カフ圧制御手段７２によってたとえば生体の上腕部に巻回されたカフ１０の圧迫圧力を所定の目標圧力値ＰCM（たとえば、１８０mmHg程度の圧力値）まで急速昇圧させたあとに3mmHg/sec 程度の速度で徐速降圧させられる徐速降圧期間内において、順次採取される脈波信号ＳＭ1 が表す脈波の振幅の変化に基づきよく知られたオシロメトリック法を用いて最高血圧値ＢＰSYS 、平均血圧値ＢＰMEAN、および最低血圧値ＢＰDIA などを決定し、その決定された最高血圧値ＢＰSYS 、平均血圧値ＢＰMEAN、および最低血圧値ＢＰDIA などを表示器３６に表示させる。
【００２２】脈波面積算出手段７４は、光電脈波センサ４０により検出された末梢血管の容積脈波の面積を算出する。前記光電脈波センサ４０から出力される脈波信号ＳＭ2 は、図３に示されるように一拍毎に脈動しているので、脈波面積算出手段７４では、たとえば、その脈波信号ＳＭ2 の強度を一拍毎、あるいは二拍以上の所定拍数毎に積分することにより末梢血流量を表す脈波面積Ａを算出する。あるいは、予め設定された破線Ｂで示される一定の基準値を越えた部分の面積や、一点鎖線Ｃで示されるピークの立ち上がり点から次のピークの立ち上がり点までを結ぶ線と脈波で囲まれる範囲の面積が一拍毎あるいは二拍以上の所定拍数毎に算出されること等により脈波の変動成分の面積が主として算出されてもよい。上記末梢血流量は血圧変動に対応して変化するため、上記脈波面積Ａは血圧変動に対応して変化する。
【００２３】心拍情報算出手段７６は、心拍信号検出装置により検出された心拍信号から生体の心拍に関する心拍情報すなわち心拍周期ＴＰ、心拍数ＰＲ、脈拍周期ＴＭ、脈拍数ＭＲ等を算出する。たとえば、脈波センサ４０により検出された光電脈波信号ＳＭ2 から得られる脈波の所定部位間の間隔たとえばピーク間隔を計測し、そのピーク間隔の逆数すなわち心拍周期ＴＰの逆数（１／ＴＰ）を求めることにより１分間の心拍数ＰＲ（回／分）を算出する。
【００２４】脈波面積補正手段７８は、脈波面積算出手段７４により算出された末梢部の脈波面積Ａを前記心拍情報算出手段７６により算出された心拍情報に基づいて、単位時間当たりの血流量を表すように正規化すなわち補正する。たとえば、脈波面積算出手段７４において算出される脈波信号ＳＭ2 の一拍分の脈波面積Ａと心拍情報算出手段７６において算出される心拍数ＰＲとの積を補正脈波面積Ａ’として決定する。前記脈波面積Ａは血圧変動に対応して変動するが、心拍が変動した場合にも変動する。たとえば、心拍数ＰＲが多くなる、すなわち心拍周期ＴＰが短くなると、一拍毎の脈波面積Ａは減少する。しかし、心拍数ＰＲが増加しているので、末梢血管の血流量は減少しているとは限らない。末梢血管の血流量が減少していないのであれば、血液の循環量も低下していないと予想できるので、カフ１０による血圧測定を要しない。そこで、脈波面積Ａと心拍数ＰＲとの積を求めることにより１分当たりの血流量を表す補正脈波面積Ａ’を算出する。
【００２５】図３に示されているように、一般に一脈波中にはノッチと称される極小値Ｄがあり、その極小値Ｄの前に第１ピークトップＰ1 が、その極小値Ｄの後に第２ピークトップＰ2 がある。第２ピークトップＰ2 のある山は血管内の障害（抵抗）による反射波であり、末梢血管抵抗が大きいほどその反射波は大きくなる、すなわち第２ピークトップＰ2 のある山が大きくなる。そのため、第１ピークトップＰ1 から極小値Ｄへ至るまでの期間として定義されるＲ＿ｔｉｍｅすなわち下降期間ＴＲは、末梢血管抵抗Ｒが大きくなるほど短くなり、末梢血管抵抗Ｒが小さくなるほど長くなる。なお、末梢血管抵抗Ｒは血圧の変動に対応して変動するため、上記下降期間ＴＲも血圧の変動を反映する。末梢抵抗情報算出手段８０は、前記容積脈波検出装置（光電脈波センサ４０）により検出された末梢部の容積脈波から末梢血管抵抗Ｒに関連して変動する末梢抵抗情報たとえば上記下降期間ＴＲを測定する。すなわち、光電脈波センサ４０から出力される光電脈波信号ＳＭ2 の一脈波毎の上記第１ピークトップＰ1 から上記極小値Ｄまでの下降期間ＴＲを測定する。
【００２６】末梢抵抗情報補正手段８２は、上記末梢抵抗情報算出手段８０により算出された下降期間ＴＲ等の末梢抵抗情報を前記心拍信号検出装置（光電脈波センサ４０）により検出された心拍信号に基づいて補正すなわち正規化する。たとえば、下降期間ＴＲと心拍情報算出手段７６により算出される心拍数ＰＲとの積を補正下降期間ＴＲ’として決定する。前記下降期間ＴＲは血圧の変動に対応して変動するものであるが、心拍が変動した場合にも変動する。たとえば、心拍数ＰＲが多くなる、すなわち心拍周期ＴＰが短くなると、一拍毎の下降期間ＴＲは短くなる。この場合は、末梢血管抵抗Ｒの増加とは直接関係なく下降期間ＴＲが短くなる。そこで、下降期間ＴＲと心拍数ＰＲとの積を求めることにより心拍数ＰＲの変動の影響を除いた補正下降期間ＴＲ’を算出する。
【００２７】血圧測定起動手段８４は、上記補正脈波面積Ａ’および補正下降期間ＴＲ’の少なくとも一方が変動したと判断されたことに基づいて前記血圧測定手段７０による血圧測定を起動させる。すなわち、血圧測定起動手段８４は、脈波面積補正手段７８により補正された補正脈波面積Ａ’が予め設定された判断基準範囲たとえば補正脈波面積Ａ’の移動平均値Ａ’AV〔＝（Ａ’i-n ＋・・・＋Ａ’i-1 ＋Ａ’i ）／（ｎ＋１）〕或いは前回のカフによる血圧測定時を基準としてそれから所定値或いは所定割合変化したことを以て異常判定する補正脈波面積異常判定手段８６と、末梢抵抗情報補正手段８２により補正された補正下降期間ＴＲ’が予め設定された判断基準範囲たとえば補正下降期間ＴＲ’の移動平均値ＴＲ’AV〔＝（ＴＲ’i-n ＋・・・＋ＴＲ’i-1 ＋ＴＲ’i ）／（ｎ＋１）〕或いは前回のカフによる血圧測定時を基準としてそれから所定値或いは所定割合変化したことを以て異常判定する補正末梢抵抗情報異常判定手段８８を備え、上記補正脈波面積異常判定手段８６により補正脈波面積Ａ’の異常が判定されるか、或いは、補正末梢抵抗情報異常判定手段８８により補正下降期間ＴＲ’の異常が判定された場合に、前記血圧測定手段７０による血圧測定を起動させる。
【００２８】図４は、上記電子制御装置２８の制御作動の要部を説明するフローチャートである。図のステップＳＡ１（以下、ステップを省略する。）において図示しないカウンタやレジスタをクリアする初期処理が実行された後、脈波面積算出手段７４に対応するＳＡ２では、光電脈波センサ４０から出力された光電脈波信号ＳＭ2 の強度を積分して一拍毎の脈波面積Ａが算出され、続く末梢抵抗情報算出手段８０に対応するＳＡ３では、光電脈波信号ＳＭ2 から得られる脈波の前記第１ピークトップＰ1 から前記極小値Ｄまでの下降期間ＴＲが一拍毎に測定される。
【００２９】続く心拍情報算出手段７６に対応するＳＡ４では、脈波センサ４０により検出された脈波のピーク間隔が計測され、そのピーク間隔の逆数すなわち心拍周期ＴＰの逆数（１／ＴＰ）を求めることにより１分間の心拍数ＰＲが算出される。
【００３０】続く脈波面積補正手段７８に対応するＳＡ５では、心拍情報の影響を受ける脈波面積Ａを正規化するために、ＳＡ２において算出された一拍毎の脈波面積ＡとＳＡ４において算出された心拍数ＰＲとの積（Ａ×ＰＲ）を求めることにより、１分当たりの血流量を表す補正脈波面積Ａ’が決定される。
【００３１】次いで、末梢抵抗情報補正手段８２に対応するＳＡ６では、ＳＡ３において測定された一脈波毎の下降期間ＴＲとＳＡ４において算出された心拍数ＰＲとの積（ＴＲ×ＰＲ）が求められることにより、心拍数ＰＲの変動の影響が除かれた補正下降期間ＴＲ’が決定される。
【００３２】続いて、血圧測定起動手段８４に対応するＳＡ７乃至ＳＡ８が実行される。すなわち、補正脈波面積異常判定手段８６に対応するＳＡ７では、ＳＡ５で決定された補正脈波面積Ａ’が異常であるか否かが、たとえば前回のカフによる血圧測定時を基準としてそれから所定値あるいは所定割合（たとえば上下へ５％）以上変化した状態が所定の拍数たとえば２０拍以上連続して越えたことを以て判定される。
【００３３】上記ＳＡ７の判断が否定された場合には、補正末梢抵抗情報異常判定手段８８に対応するＳＡ８が実行される。すなわち、ＳＡ６で決定された補正下降期間ＴＲ’が異常であるか否かが、たとえば前回のカフによる血圧測定時を基準としてそれから所定値あるいは所定割合（たとえば上下へ１０％）以上変化した状態が所定の拍数たとえば２０拍以上連続して越えたことを以て判定される。
【００３４】上記ＳＡ８の判断が否定された場合は、続くＳＡ９において、前回カフ１０による血圧測定が行われてからの経過時間が予め設定された２０分程度の設定周期すなわちキャリブレーション周期を経過したか否かが判断される。このＳＡ９の判断が否定された場合はＳＡ２以降が繰り返し実行される。
【００３５】上記ＳＡ７あるいはＳＡ８の判断が肯定された場合には、血圧変動に対応して変動する補正脈波面積Ａ’あるいは補正下降期間ＴＲ’が異常な値であるので、血圧の異常を示す文字或いは記号が表示器３６に表示された後に、ＳＡ１０においてカフ１０を用いた血圧測定が起動され、その測定された血圧値が表示器３６に表示される。また、ＳＡ９の判断が肯定された場合、すなわち、キャリブレーション周期が経過した場合にも上記ＳＡ１０が実行される。ＳＡ１０が実行された後は、前記ＳＡ２以降が繰り返し実行される。
【００３６】上述のように、本実施例によれば、血圧の変動に対応して変動する末梢部の脈波面積Ａおよび脈波の下降期間ＴＲのうち少なくとも一方が変動したことに基づいて、血圧測定起動手段８４により血圧測定手段７０による血圧測定が起動させられる。すなわち、心拍の変動による脈波面積Ａの変動が脈波面積補正手段７８（ＳＡ５）において心拍数ＰＲにより補正され、心拍の変動による下降期間ＴＲの変動が末梢抵抗情報補正手段８２（ＳＡ６）において心拍数ＰＲにより補正され、その補正された補正脈波面積Ａ’および補正下降期間ＴＲ’のうち少なくとも一方が予め設定された判断基準範囲を越えた場合に血圧測定起動手段８４（ＳＡ７、ＳＡ８）により血圧測定手段７０（ＳＡ１０）による血圧測定が起動させられる。従って、血圧の変動がカフを用いないで連続的に監視されて、カフによる血圧測定の起動時期が正確且つ確実に判断されることから、血圧監視の遅れを少なくするためにカフによる血圧測定が短い周期で実行されることが解消されるので、生体に対する負担が軽減される。また、光電脈波センサ４０は生体の表皮上においてそれほど制約なく装着され得る利点がある。
【００３７】次に本発明の他の実施例について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例において前述の実施例と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略する。
【００３８】図５は、本発明が適用された血圧監視装置８９の回路構成を説明するブロック図である。上記血圧監視装置８９では、カフを用いて血圧を測定する部分は前述の実施例の血圧監視装置８と共通するが、容積脈波を検出するための装置が異なる。以下、その相違点を中心に説明する。
【００３９】パルスオキシメータ用光電脈波検出プローブ９０（以下、単にプローブという）は、毛細血管の容積脈波を検出する容積脈波検出装置として機能するものである。このプローブ９０は、例えば、患者の額などの体表面３８に図示しない装着バンド等により密着した状態で装着されている。プローブ９０は、一方向において開口する容器状のハウジング９２と、そのハウジング９２の底部内面の外周側に位置する部分に設けられ、ＬＥＤ等から成る複数の第１発光素子９４ａおよび第２発光素子９４ｂ（以下、特に区別しない場合は単に発光素子９４という）と、ハウジング９２の底部内面の中央部分に設けられ、フォトダイオードやフォトトランジスタ等から成る受光素子９６と、ハウジング９２内に一体的に設けられて発光素子９４および受光素子９６を覆う透明な樹脂９８と、ハウジング９２内において発光素子９４と受光素子９６との間に設けられ、発光素子９４から前記体表面３８に向かって照射された光のその体表面３８から受光素子９６に向かう反射光を遮光する環状の遮蔽部材１００とを備えて構成されている。
【００４０】上記第１発光素子９４ａは、例えば６６０ｎｍ程度の波長の赤色光を発光し、第２発光素子９４ｂは、例えば８００ｎｍ程度の波長の赤外光をそれぞれ発光するものである。これら第１発光素子９４ａおよび第２発光素子９４ｂは、駆動回路１０１からの駆動電流にしたがって一定時間づつ所定周波数で交互に発光させられると共に、それら発光素子９４から前記体表面３８に向かって照射された光の体内の毛細血管が密集している部位からの反射光は共通の受光素子９６によりそれぞれ受光される。なお、発光素子４４の発光する光の波長は上記の値に限られず、第１発光素子９４ａは酸素化ヘモグロビンと無酸素化ヘモグロビンとの吸光係数が大きく異なる波長の光を、第２発光素子９４ｂはそれらの吸光係数が略同じとなる波長、すなわち酸素化ヘモグロビンと無酸素化ヘモグロビンとにより反射される波長の光をそれぞれ発光するものであればよい。
【００４１】受光素子９６は、その受光量に対応した大きさの光電脈波信号ＳＭ3 をローパスフィルタ１０２を介して出力する。受光素子９６とローパスフィルタ１０２との間には、増幅器等が適宜設けられる。ローパスフィルタ１０２は、入力された光電脈波信号ＳＭ3 から脈波の周波数よりも高い周波数を有するノイズを除去し、そのノイズが除去された信号ＳＭ3 をデマルチプレクサ１０４に出力する。この光電脈波信号ＳＭ3 が表す光電脈波は、生体の脈波に同期して発生する容積脈波であるので、上記プローブ９０は生体の心拍信号を検出する心拍信号検出装置としても機能している。
【００４２】デマルチプレクサ１０４は、電子制御装置２８からの信号に従って第１発光素子９４ａおよび第２発光素子９４ｂの発光に同期して切り換えられることにより、赤色光による電気信号ＳＭR をサンプルホールド回路１０６およびＡ／Ｄ変換器１０９を介して、赤外光による電気信号ＳＭIRをサンプルホールド回路１０８およびＡ／Ｄ変換器１１０を介して、それぞれ酸素飽和度測定用電子制御装置１１２の図示しないＩ／Ｏポートに逐次供給する。サンプルホールド回路１０６，１０８は、入力された電気信号ＳＭR ，ＳＭIRをＡ／Ｄ変換器１０９，１１０へ逐次出力する際に、前回出力した電気信号ＳＭR ，ＳＭIRについてのＡ／Ｄ変換器１０９，１１０における変換作動が終了するまで次に出力する電気信号ＳＭR，ＳＭIRをそれぞれ保持するためのものである。
【００４３】電子制御装置２８のＣＰＵ３０は、ＲＡＭ３４の記憶機能を利用しつつＲＯＭ３２に予め記憶されたプログラムに従って測定動作を実行し、駆動回路１０１に制御信号ＳＬＶを出力して発光素子９４ａ、９４ｂを順次所定の周波数で一定時間づつ発光させる一方、それら発光素子９４ａ、９４ｂの発光に同期して切換信号ＳＣを出力してデマルチプレクサ１０４を切り換えることにより、前記電気信号ＳＭR をサンプルホールド回路１０６に、電気信号ＳＭIRをサンプルホールド回路１０８にそれぞれ振り分ける。
【００４４】上記電子制御装置２８の図示しないＩ／Ｏポートから電気信号ＳＭR 、ＳＭIR逐次供給されると、上記ＣＰＵ３０は、血中酸素飽和度を算出するために予め記憶された演算式から上記電気信号ＳＭR 、ＳＭIRの振幅値に基づいて生体の血中酸素飽和度を算出して表示器３６に表示させる一方、上記電気信号ＳＭR 、ＳＭIRが表す図３に示されるような容積脈波に基づいて血圧の変動が監視される。なお、上記酸素飽和度の決定方法としては、例えば、本出願人が先に出願して公開された特開平３−１５４４０号公報に記載された決定方法が利用される。
【００４５】図６は、上記血圧監視装置８９に適用された場合の電子制御装置２８の血圧監視制御作動の要部を説明する機能ブロック線図である。図６に示された機能ブロック線図は、前述の図２に示された機能ブロック線図と、光電脈波センサ４０が光電脈波検出プローブ９０に置き換えられている点、補正脈波面積変化値算出手段１２０および補正末梢抵抗情報変化値算出手段１２２が付加されている点、および血圧測定起動手段１２４が補正脈波面積変化値異常判定手段１２６および補正末梢抵抗情報変化値異常判定手段１２８とにより構成されている点において異なる。以下、その相違点を中心に説明する。
【００４６】補正脈波面積変化値算出手段１２０は、脈波面積補正手段７８において補正された補正脈波面積Ａ’の変化値ΔＡ’を算出する。この変化値ΔＡ’は、たとえば前記補正脈波面積の移動平均値Ａ’AV或いは所定拍数前の脈波に基づいて決定された補正脈波面積Ａ’に対する変化率或いは変化量である。補正末梢抵抗情報変化値算出手段１２２は、末梢抵抗情報補正手段８２において補正された下降期間ＴＲ’の変化値ΔＴＲ’を算出する。この変化値ΔＴＲ’は、たとえば前記補正下降期間の移動平均値ＴＲ’AV或いは所定拍数前の脈波に基づいて決定された補正下降期間ＴＲ’に対する変化率或いは変化量である。
【００４７】血圧測定起動手段１２４は、上記補正脈波面積変化値ΔＡ’および補正下降期間変化値ΔＴＲ’の少なくとも一方が予め設定された判断基準範囲を越えたことに基づいて前記血圧測定手段７０による血圧測定を起動させる。すなわち、血圧測定起動手段１２４は、補正脈波面積変化値算出手段１２０において算出された補正脈波面積変化値ΔＡ’が予め実験的に設定された判断基準範囲を越えたことを以て異常判定する補正脈波面積変化値異常判定手段１２６と、補正末梢抵抗情報変化値算出手段１２２において算出された補正下降期間変化値ΔＴＲ’が予め実験的に設定された判断基準範囲を越えたことを以て異常判定する補正末梢抵抗情報変化値異常判定手段１２８とを備え、上記補正脈波面積変化値異常判定手段１２６により補正脈波面積変化値ΔＡ’の異常が判定されるか、或いは、補正末梢抵抗情報変化値異常判定手段１２８により補正下降期間変化値ΔＴＲ’の異常が判定された場合に、前記血圧測定手段７０による血圧測定を起動させる。
【００４８】図７は、本実施例の電子制御装置２８の血圧監視作動の要部を説明するフローチャートである。図において、ＳＢ１乃至ＳＢ６では前述の実施例のＳＡ１乃至ＳＡ６と同様の処理が行なわれることにより、補正脈波面積Ａ’、補正下降期間ＴＲ’等が一拍毎に決定される。
【００４９】続く補正脈波面積変化値算出手段１２０に対応するＳＢ７ではＳＢ５において算出された補正脈波面積Ａ’の変化値ΔＡ’が算出される。この補正脈波面積変化値ΔＡ’としては、前記補正脈波面積の移動平均値Ａ’AVに対する変化量（＝Ａ’i −Ａ’AV）、或いは変化率〔＝（Ａ’i −Ａ’AV）／Ａ’AV）、または、所定拍数前に算出された補正脈波面積Ａ’に対する変化率或いは変化量などが用いられる。続く補正末梢抵抗情報変化値算出手段１２２に対応するＳＢ８ではＳＢ６において算出された補正下降期間ＴＲ’の変化値ΔＴＲ’が算出される。この補正下降期間変化値ΔＴＲ’としては、前記補正下降期間の移動平均値ＴＲ’AVに対する変化量（＝ＴＲ’i −ＴＲ’AV）、或いは変化率〔＝（ＴＲ’i −ＴＲ’AV）／ＴＲ’AV）、または、所定拍数前に算出された補正下降期間ＴＲ’に対する変化率或いは変化量などが用いられる。
【００５０】続いて、血圧測定起動手段１２４に対応するＳＢ９乃至ＳＢ１０が実行される。すなわち、補正脈波面積変化値異常判定手段１２６に対応するＳＢ９では、ＳＢ７で算出された補正脈波面積変化値ΔＡ’が異常であるか否かが、患者の血圧値が生体の容体監視の上で問題となる程に変化したか否かを判断するために予め実験的に決定された判断基準範囲を越えた状態が所定の拍数たとえば５拍以上連続していることを以て判定される。
【００５１】上記ＳＢ９の判断が否定された場合には、補正末梢抵抗情報変化値異常判定手段１２８に対応するＳＢ１０が実行される。すなわち、ＳＢ８で決定された補正下降期間変化値ΔＴＲ’が異常であるか否かが、患者の血圧値が生体の容体監視の上で問題となる程に変化したか否かを判断するために予め実験的に決定された判断基準範囲を越えた状態が所定の拍数たとえば５拍以上連続していることを以て判定される。
【００５２】上記ＳＢ１０の判断が否定された場合は、続くＳＢ１１において、前回カフ１０による血圧測定が行われてからの経過時間が予め設定された２０分程度の設定周期すなわちキャリブレーション周期を経過したか否かが判断される。このＳＢ１１の判断が否定された場合はＳＢ２以降が繰り返し実行される。
【００５３】上記ＳＢ９あるいはＳＢ１０の判断が肯定された場合には、補正脈波面積変化値ΔＡ’あるいは補正下降期間変化値ΔＴＲ’が異常な値である、すなわち、血圧変動に対応して変動する補正脈波面積Ａ’あるいは補正下降期間ＴＲ’が急激に変化した場合であるので、ＳＢ１２においてカフ１０を用いた血圧測定が起動され、血圧の異常を示す文字或いは記号とカフ１０を用いて測定された血圧値とが表示器３６に表示される。従って、血圧値が異常値に達していなくても、血圧値が急激に変化した場合は、上記補正脈波面積変化値ΔＡ’および補正下降期間変化値ΔＴＲ’が異常であると判断されてＳＢ１２が実行される。また、ＳＢ１１の判断が肯定された場合、すなわち、キャリブレーション周期が経過した場合にも上記ＳＢ１２が実行される。ＳＢ１２が実行された後は、前記Ｓ２以降が繰り返し実行される。
【００５４】上述のように、本実施例によれば、血圧の変動に対応して変動する末梢部の脈波面積Ａおよび脈波の下降期間ＴＲのうち少なくとも一方が変動したことに基づいて、血圧測定起動手段１２４により血圧測定手段７０による血圧測定が起動させられる。すなわち、補正脈波面積変化値算出手段１２０（ＳＢ７）において、心拍数ＰＲにより補正された補正脈波面積Ａ’の変化値ΔＡ’が算出され、補正末梢抵抗情報変化値算出手段１２２（ＳＢ８）において、心拍数ＰＲにより補正された補正下降期間ＴＲ’の変化値ΔＴＲ’が算出され、その補正脈波面積変化値ΔＡ’および補正下降期間変化値ΔＴＲ’のうち少なくとも一方が予め設定された判断基準範囲を越えた場合に血圧測定起動手段１２４（ＳＢ９、ＳＢ１０）により血圧測定手段７０（ＳＢ１２）による血圧測定が起動させられる。従って、血圧の変動がカフを用いないで連続的に監視されて、カフによる血圧測定の起動時期が正確且つ確実に判断されることから、血圧監視の遅れを少なくするためにカフによる血圧測定が短い周期で実行されることが解消されるので、生体に対する負担が軽減される。また、光電脈波検出プローブ９０は生体の表皮上においてそれほど制約なく装着され得る利点がある。
【００５５】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００５６】たとえば、前述の実施例では、容積脈波検出装置として、光電脈波センサ４０或いは酸素飽和度測定用の光電脈波検出用プローブ９０が用いられていたが、インピーダンス脈波センサが用いられてもよい。このインピーダンス脈波センサは、生体の表皮に所定間隔を隔てて接触させられる少なくとも２個の電極を備え、それら２個の電極間に位置する生体組織の血液容積に対応するインピーダンス脈波を出力するように構成される。
【００５７】また、前述の実施例では、容積脈波検出装置として機能する光電脈波センサ４０および光電脈波検出プローブ９０が心拍信号検出装置としても機能していたが、生体の上腕部１２に巻回されるカフ１０に上記上腕部１２を僅かに圧迫するように圧力が供給されることにより、カフ脈波が連続的に検出され、そのカフ脈波が心拍信号として用いられてもよいし、心電誘導装置や心音マイクロホン等が心拍信号検出装置として備えられてもよい。
【００５８】また、前述の実施例の血圧測定手段７０では、予め設定された血圧測定周期毎および血圧測定起動手段８４、１２４において血圧測定の起動が判断された場合に血圧測定を実行していたが、上記血圧測定周期毎の血圧測定の実行は行われず、血圧測定起動手段８４、１２４において血圧測定の起動が判断された場合にのみ血圧測定を実行するものであってもよい。
【００５９】また、前述の実施例の血圧測定手段７０は、所謂オシロメトリック法に従い、カフ１０の圧迫圧力に伴って変化する圧脈波の大きさの変化状態に基づいて血圧値を決定するように構成されていたが、所謂コロトコフ音法に従い、カフ１０の圧迫圧力に伴って発生および消滅するコロトコフ音に基づいて血圧値を決定するように構成されてもよい。
【００６０】また、前述の実施例では、心拍情報算出手段７６において単位時間当たりの心拍数ＰＲが算出され、その心拍数ＰＲにより脈波面積Ａおよび下降期間ＴＲが補正されていたが、心拍数ＰＲと一対一に対応する心拍周期ＴＰで上記脈波面積或いは下降期間ＴＲを割ることにより脈波面積Ａおよび下降期間ＴＲが補正されてもよい。なお、本発明では、心拍と脈拍は等価なものとして扱うことができるため、心拍周期ＴＰに代えて脈拍周期ＴＭまたは心拍数ＰＲに代えて脈波数ＭＲが用いられてもよい。
【００６１】また、前述の実施例では、末梢抵抗情報算出手段８０において、下降期間ＴＲが算出されていたが、前記第２ピークトップＰ2 からの脈波の下降の程度すなわち第２ピークトップＰ2 以降の脈波の振幅強度の変化率或いは変化量も末梢抵抗に対応するので、上記第２ピークトップ以降の脈波の振幅強度の変化率或いは変化値が末梢抵抗情報として算出されてもよい。
【００６２】また、前述の実施例では、血圧測定起動手段８４、１２４において、補正された脈波面積Ａおよび下降期間ＴＲ（補正脈波面積Ａ’、補正下降期間ＴＲ’）、またはそれらの変化値（補正脈波面積変化値ΔＡ’、補正下降期間変化値ΔＴＲ’）の変動に基づいて血圧測定の起動が判定されていたが、心拍に基づいて補正されていない脈波面積Ａおよび下降期間ＴＲ、またはそれらの変化値も血圧の変動を反映するものであるので、血圧測定起動手段は、脈波面積Ａおよび下降期間ＴＲ、またはそれらの変化値のうち少なくとも一つの変動が監視され、その監視されているもののうち少なくとも一つが予め設定された判断基準範囲を越えたことに基づいて血圧測定手段７０による血圧測定を起動させるものであってもよい。
【００６３】その他、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々変更が加えられ得るものである。
【出願人】 【識別番号】３９００１４３６２
【氏名又は名称】日本コーリン株式会社
【出願日】 平成１０年（１９９８）４月２４日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】池田 治幸 （外２名）
【公開番号】 特開平１１−２９９７５０
【公開日】 平成１１年（１９９９）１１月２日
【出願番号】 特願平１０−１１５３７６