JP3778655B2 - 血圧監視装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体の動脈内を伝播する脈波の伝播速度或いは伝播時間等の脈波伝播速度情報に基づいて、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】
生体の動脈内を伝播する脈波の伝播速度情報である伝播速度Ｖ_M （m/s ）或いは伝播時間ＴＤ_RP(sec) は、生体の血圧値ＢＰ（mmHg）と比例或いは反比例の関係を有することが知られている。そこで、予め測定される生体の血圧値ＢＰと伝播速度Ｖ_M から、たとえばＢＰ＝Ａ（Ｖ_M ）＋Ｂで表されるような関係式における係数Ａ及びＢを予め決定し、その関係式から、逐次測定される伝播速度Ｖ_M に基づいて、生体の血圧値ＢＰを監視する血圧監視装置が提案されている。そして、このような血圧監視装置においては、脈波検出部位の間隔を可及的に大きくすることにより、伝播速度情報を求める基礎となる時間差を大きくして伝播時間ＴＤ_RP或いは伝播速度Ｖ_M の測定精度を向上させることが望まれる。
【０００３】
これに対し、心電誘導波形のＱ波或いはＲ波は心臓の収縮開始時期に対応するものであるため、第１の脈波検出装置として心電誘導装置を用い、第２の脈波検出装置としてたとえば末梢動脈へ伝播される脈波を検出する光電脈波検出装置を用い、心電誘導装置により検出された心電誘導波形および光電脈波検出装置により検出された光電脈波から伝播時間および伝播速度を求めることが考えられる。
【０００４】
【発明が解決すべき課題】
しかしながら、上記従来の血圧監視装置において用いられる伝播時間には、心臓の収縮開始時点から心臓内の血液が大動脈へ拍出される時点までの前駆出期間が含まれているが、その前駆出期間の値は必ずしも一定ではなく、心筋の状態によって変化させられる場合があり、そのような場合には、脈波伝播速度情報と血圧値との対応関係が変化して、血圧監視期間内において必ずしも充分な血圧監視制御が得られない場合があった。
【０００５】
本発明は以上のような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、生体の動脈内を伝播する脈波の伝播時間或いは伝播速度等の伝播速度情報に基づいて生体の血圧値を監視する血圧監視装置において、高い血圧監視精度が得られるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための第１の手段】
本発明者は以上の事情を背景として種々検討を重ねた結果、心臓の収縮開始時点から心臓内の血液が大動脈へ拍出される時点までの前駆出期間と関連して、脈波の形状が変化することを利用して、その脈波の形状を定量的に抽出した波形特徴値に基づいて前記脈波伝播速度情報を補正すると、好適な血圧監視精度が得られることを見いだした。本発明はこのような知見に基づいて為されたものである。
【０００７】
すなわち、本第１発明の要旨とするところは、生体の心電誘導波形を検出する心電誘導装置と、生体の動脈を介して伝達される脈波を検出する脈波検出装置と、前記心電誘導波形および脈波から脈波伝播速度に関連する脈波伝播速度情報を逐次決定する脈波伝播速度情報算出手段とを備え、生体の血圧値とその脈波伝播速度情報との予め求められた対応関係から、実際の脈波伝播速度情報に基づいて生体の血圧を監視する血圧監視装置であって、（ａ）前記脈波検出装置により検出される脈波の立上がり最大速度、その脈波の形状の所定幅までの上昇時間、その脈波の立上がり点からダイクロノッチまでの拍出時間、その脈波の拍出時間に対応する面積、その脈波の形状の立上がり点から最大値までの昇脚時間のいずれかの波形特徴値を決定する波形特徴値決定手段と、（ｂ）予め記憶された関係からその波形特徴値決定手段により決定された脈波の波形特徴値に基づいて、前記脈波伝播速度情報を補正する補正手段とを、含むことにある。
【０００８】
【第１発明の効果】
このようにすれば、補正手段により、予め記憶された関係から波形特徴値決定手段により決定された脈波の波形特徴値に基づいて前記脈波伝播速度情報が補正されることから、心臓の収縮開始時点から心臓内の血液が大動脈へ拍出される時点までの前駆出期間の変化の影響がなく、高い血圧監視精度が得られる。
【０００９】
【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発明の要旨とするところは、所定の周期で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波の大きさ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、生体の心電誘導波形を検出する心電誘導装置と、生体の動脈を介して伝達される脈波を検出する脈波検出装置と、前記心電誘導波形および脈波から脈波伝播速度情報を逐次算出する脈波伝播速度情報算出手段と、その脈波伝播速度情報算出手段により算出された脈波伝播速度情報の変化値が、予め設定された判断基準値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監視血圧値変化判定手段とを備えた血圧監視装置であって、（ａ）前記脈波検出装置により検出される脈波の波形特徴値を決定する波形特徴値決定手段と、（ｂ）その波形特徴値決定手段により決定された脈波の波形特徴値に基づいて、前記監視血圧値変化判定手段による判定のための判断基準値を修正する判定修正手段とを、含むことにある。
【００１０】
【第２発明の効果】
このようにすれば、判定修正手段により、波形特徴値決定手段により決定された脈波の波形特徴値に基づいて前記監視血圧値変化判定手段による判定のための判断基準値が修正されることから、監視血圧変化の判定に関して、心臓の収縮開始時点から心臓内の血液が大動脈へ拍出される時点までの前駆出期間の変化の影響がなく、高い血圧監視精度が得られる。
【００１１】
【発明の他の形態】
ここで、好適には、前記波形特徴値決定手段は、脈波形状の立上がり最大速度（ｄｐ／ｄｔ）_max 、脈波形状の所定幅たとえば１０％〜９０％を立上がる上昇時間Ｔ_RT、脈波形状の立上がり点からダイクロノッチまでの拍出時間Ｔ₁ 、脈波形状の拍出時間に対応する面積Ａ₁ 、脈波形状の立上がり点から最大値までの昇脚時間Ｔ_r のうちの少なくとも１つを決定する。
【００１２】
また、好適には、前記補正手段は、予め記憶された関係から実際の波形特徴値に基づいて脈波伝播速度情報を補正する。たとえば、その関係は、前記対応関係を表す式において脈波伝播速度情報に掛けられる補正係数αと波形特徴値との関係であり、脈波形状の立上がり最大速度（ｄｐ／ｄｔ）_max が大きくなるほど補正係数αが大きく、脈波形状の所定幅たとえば１０％〜９０％を立上がる上昇時間Ｔ_RTが大きくなるほど補正係数αが小さく、脈波形状の立上がり点からダイクロノッチまでの拍出時間Ｔ₁ が大きくなるほど補正係数αが小さく、脈波形状の拍出時間に対応する面積Ａ₁ が大きくなるほど補正係数αが小さく、脈波形状の立上がり点から最大値までの昇脚時間Ｔ_r が大きくなるほど補正係数αが小さくなる関係である。
【００１３】
また、好適には、前記判定修正手段は、前記監視血圧値変化判定手段において用いられる脈波伝播速度情報の変化値、またはその変化値の判断基準値を修正するものである。
【００１４】
【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の回路構成を説明するブロック線図である。
【００１５】
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。
【００１６】
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。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３０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である。
【００１７】
上記電子制御装置２８は、ＣＰＵ２９、ＲＯＭ３１、ＲＡＭ３３、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、ＣＰＵ２９は、ＲＯＭ３１に予め記憶されたプログラムに従ってＲＡＭ３３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。
【００１８】
心電誘導装置３４は、生体の所定の部位に貼り着けられる複数の電極３６を介して心筋の活動電位を示す心電誘導波、所謂心電図を連続的に検出するものであり、その心電誘導波を示す信号ＳＭ₂ を前記電子制御装置２８へ供給する。なお、この心電誘導装置３４は、心臓内の血液を大動脈へ向かって拍出開始する時期すなわち大動脈内圧の脈波起始部に対応する心電誘導波のうちのＱ波或いはＲ波を検出するためのものであることから、第１脈波検出装置として機能している。
【００１９】
パルスオキシメータ用光電脈波検出プローブ３８（以下、単にプローブという）は、毛細血管を含む末梢動脈へ伝播した脈波を検出する第２脈波検出装置として機能するものであり、例えば、被測定者のたとえば指尖部などの体表面４０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３８は、一方向において開口する容器状のハウジング４２と、そのハウジング４２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４４_a および第２発光素子４４_b （以下、特に区別しない場合は単に発光素子４４という）と、ハウジング４２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４６と、ハウジング４２内に一体的に設けられて発光素子４４及び受光素子４６を覆う透明な樹脂４８と、ハウジング４２内において発光素子４４と受光素子４６との間に設けられ、発光素子４４から前記体表面４０に向かって照射された光のその体表面４０から受光素子４６に向かう反射光を遮光する環状の遮蔽部材５０とを備えて構成されている。
【００２０】
上記第１発光素子４４_a は、例えば６６０ｎｍ程度の波長の赤色光を発光し、第２発光素子４４_b は、例えば８００ｎｍ程度の波長の赤外光を発光するものである。これら第１発光素子４４_a 及び第２発光素子４４_b は、一定時間づつ順番に所定周波数で発光させられると共に、それら発光素子４４から前記体表面４０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４６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４４_a は酸化ヘモグロビンと還元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４４_b はそれらの吸光係数が略同じとなる波長の光をそれぞれ発光するものであればよい。
【００２１】
受光素子４６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５２を介して出力する。受光素子４６とローパスフィルタ５２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５２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５４に出力する。この光電脈波信号ＳＭ₃ が表す光電脈波は、患者の脈拍に同期して発生する容積脈波である。
【００２２】
デマルチプレクサ５４は、電子制御装置２８からの信号に従って第１発光素子４４_a 及び第２発光素子４４_b 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ＳＭ_R をサンプルホールド回路５６及びＡ／Ｄ変換器５８を介して、赤外光による電気信号ＳＭ_IRをサンプルホールド回路６０及びＡ／Ｄ変換器６２を介して、それぞれ電子制御装置２８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５６、６０は、入力された電気信号ＳＭ_R 、ＳＭ_IRをＡ／Ｄ変換器５８、６２へ出力する際に、前回出力した電気信号ＳＭ_R 、ＳＭ_IRについてのＡ／Ｄ変換器５８、６２における変換作動が終了するまでに、次に出力する電気信号ＳＭ_R 、ＳＭ_IRをそれぞれ保持するためのものである。
【００２３】
電子制御装置２８のＣＰＵ２９は、ＲＡＭ３２の記憶機能を利用しつつＲＯＭ３１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６４に制御信号ＳＬＶを出力して発光素子４４_a 、４４_b 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４４_a 、４４_b 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５４を切り換えることにより、前記電気信号ＳＭ_R をサンプルホールド回路５６に、電気信号ＳＭ_IRをサンプルホールド回路６０にそれぞれ振り分ける。上記ＣＰＵ２９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ＳＭ_R 、ＳＭ_IRの振幅値に基づいて生体の血中酸素飽和度を算出する。なお、この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。
【００２４】
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、カフ圧制御手段７２によってたとえばカフ１０の圧迫圧力が所定の目標圧力値Ｐ_t （たとえば、１８０mmHg程度の圧力値）まで急速昇圧させた後に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ＢＰ_SYS および最低血圧値ＢＰ_DIA などを決定する。
【００２５】
脈波伝播速度情報算出手段として機能する脈波伝播速度算出手段７４は、図３に示すように心電誘導装置３４により逐次検出される心電誘導波の周期毎に発生する所定の部位たとえばＲ波から、プローブ３８により逐次検出される光電脈波の周期毎に発生する所定の部位たとえば立ち上がり点或いは下ピーク点までの時間差（伝播時間）ＴＤ_RPを逐次算出する時間差算出手段を備え、その時間差算出手段により逐次算出される時間差ＴＤ_RPに基づいて、予め記憶される数式１から、被測定者の動脈内を伝播する脈波の伝播速度Ｖ_M （m/sec ）を逐次算出する。時間差（伝播時間）ＴＤ_RPには、前駆出期間Ｔ_PEP が含まれている。なお、数式１において、Ｌ（ｍ）は左心室から大動脈を経て前記プローブ３８が装着される部位までの距離であり、Ｔ_PEP （sec ）は心電誘導波形のＲ波から大動脈起始部脈波の下ピーク点までの前駆出期間である。これらの距離Ｌおよび前駆出期間Ｔ_PEP は定数であり、予め実験的に求められた値が用いられる。
【００２６】
【数１】
Ｖ_M ＝Ｌ／（ＴＤ_RP−Ｔ_PEP ）
【００２７】
伝播速度情報血圧対応関係決定手段として機能する伝播速度血圧対応関係決定手段７６は、血圧測定手段７０により測定された最高血圧値ＢＰ_SYS とそれぞれの血圧測定期間内における伝播速度Ｖ_M 、たとえばその期間内における伝播速度Ｖ_M の平均値に基づいて、数式２で表される伝播速度Ｖ_M と最高血圧値ＢＰ_SYS との関係式における係数Ａ及びＢを、また同じく血圧測定手段７０により測定された最低血圧値ＢＰ_DIA と血圧測定期間内における伝播速度Ｖ_M に基づいて、数式３で表される伝播速度Ｖ_M と最低血圧値ＢＰ_DIA との関係式における係数Ｃ及びＤを予め決定する。
【００２８】
【数２】
ＢＰ_SYS ＝Ａ（Ｖ_M ）α＋Ｂ
【００２９】
【数３】
ＢＰ_DIA ＝Ｃ（Ｖ_M ）α＋Ｄ
【００３０】
監視血圧値決定手段７８は、生体の血圧値と生体の脈波伝播速度との間の上記対応関係（数式２および数式３）から、脈波伝播速度算出手段７４により逐次算出される生体の実際の脈波伝播速度Ｖ_M に基づいて監視血圧値ＭＢＰ_SYS およびＭＢＰ_DIA を逐次決定し、それを表示器３２にそれぞれ表示させる。監視血圧異常判定手段８０は、上記監視血圧値決定手段７８により逐次決定された監視血圧値ＭＢＰ_SYS が予め設定された判断基準値を越える異常値であるか否かを判定し、異常値を判定した場合には前記血圧測定手段７０によるカフ１０を用いた血圧測定作動を起動させる。
【００３１】
波形特徴値決定手段８２は、光電脈波検出プローブ３８により逐次検出される光電脈波の波形の特徴値、たとえば図４に示す、脈波形状の立上がり最大速度（ｄｐ／ｄｔ）_max 、脈波形状の所定幅たとえば１０％〜９０％を立上がる上昇時間Ｔ_RT、脈波形状の立上がり点からダイクロノッチまでの拍出時間Ｔ₁ 、脈波形状の拍出時間に対応する面積Ａ₁ 、脈波形状の立上がり点から最大値までの昇脚時間Ｔ_r のうちの少なくとも１つを決定する。
【００３２】
補正手段８４は、たとえば図５に示す予め実験的に求められ且つ記憶された少なくとも一つの関係から実際の波形特徴値に基づいて脈波伝播速度Ｖ_M を補正する。その関係は、前記対応関係を表す数式２或いは数式３において脈波伝播速度Ｖ_M に掛けられる補正係数αと波形特徴値との関係であり、脈波形状の立上がり最大速度（ｄｐ／ｄｔ）_max が大きくなるほど補正係数αが大きく、脈波形状の所定幅たとえば１０％〜９０％を立上がる上昇時間Ｔ_RTが大きくなるほど補正係数αが小さく、脈波形状の立上がり点からダイクロノッチまでの拍出時間Ｔ₁ が大きくなるほど補正係数αが小さく、脈波形状の拍出時間に対応する面積Ａ₁ が大きくなるほど補正係数αが小さく、脈波形状の立上がり点から最大値までの昇脚時間Ｔ_r が大きくなるほど補正係数αが小さくなる関係である。波形特徴値が前駆出期間Ｔ_PEP と関連して変化するため、これらの関係は前駆出期間Ｔ_PEP と脈波伝播速度に掛けられる補正値αとの関係と同様の関係を示すのである。
【００３３】
図６および図７は、血圧監視装置８の電子制御装置２８における制御作動の要部を説明するフローチャートであり、図６は血圧監視ルーチン、図７は補正ルーチンを示している。
【００３４】
図６において、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、脈波伝播速度算出手段７４に対応するＳＡ２では、カフ昇圧期間において、心電誘導波形のＲ波からプローブ３８により逐次検出される光電脈波の立ち上がり点までの時間差ＴＤ_RPと前駆出期間Ｔ_PEP の差すなわち伝播時間ＴＰ（＝ＴＤ_RP−Ｔ_PEP ）が決定され、前記数式１からその伝播時間ＴＰに基づいて脈波伝播速度Ｖ_M （m/sec ）が算出される。
【００３５】
次いで、前記カフ圧制御手段７２に対応するＳＡ３では、切換弁１６が圧力供給状態に切り換えられ且つ空気ポンプ１８が駆動されることにより、血圧測定のためにカフ１０の急速昇圧が開始される。
【００３６】
続くカフ圧制御手段７２に対応するＳＡ４では、カフ圧Ｐ_C が１８０mmHg程度に予め設定された目標圧迫圧Ｐ_CM以上となったか否かが判断される。このＳＡ４の判断が否定された場合は、上記ＳＡ２以下が繰り返し実行されることによりカフ圧Ｐ_C の上昇が継続される。しかし、カフ圧Ｐ_C の上昇により上記ＳＡ４の判断が肯定されると、前記血圧測定手段７０に対応するＳＡ５において、血圧測定アルゴリズムが実行される。すなわち、空気ポンプ１８を停止させ且つ切換弁１６を徐速排圧状態に切り換えてカフ１０内の圧力を予め定められた３mmHg/sec程度の緩やかな速度で下降させることにより、この徐速降圧過程で逐次得られる脈波信号ＳＭ₁ が表す脈波の振幅の変化に基づいて、良く知られたオシロメトリック方式の血圧値決定アルゴリズムに従って最高血圧値ＢＰ_SYS 、平均血圧値ＢＰ_MEAN、および最低血圧値ＢＰ_DIA が測定されるとともに、脈波間隔に基づいて脈拍数などが決定されるのである。そして、その測定された血圧値および脈拍数などが表示器３２に表示されるとともに、切換弁１６が急速排圧状態に切り換えられてカフ１０内が急速に排圧される。
【００３７】
次に、前記伝播速度血圧対応関係決定手段７６に対応するＳＡ６では、ＳＡ２において求められた脈波伝播速度Ｖ_M と、ＳＡ５において測定されたカフ１０による血圧値ＢＰ_SYS 、ＢＰ_MEAN、またはＢＰ_DIA との間の対応関係が求められる。すなわち、ＳＡ５において血圧値ＢＰ_SYS 、ＢＰ_MEAN、およびＢＰ_DIA が測定されると、それら血圧値ＢＰ_SYS 、ＢＰ_MEAN、またはＢＰ_DIA のうちの１つと、脈波伝播速度Ｖ_M とに基づいて、脈波伝播速度Ｖ_M と監視血圧値ＭＢＰとの間の対応関係（数式２、数式３）が決定されるのである。
【００３８】
上記のようにして伝播速度血圧対応関係が決定されると、ＳＡ７において、心電誘導波形のＲ波および光電脈波が入力されたか否かが判断される。このＳＡ７の判断が否定された場合はＳＡ７が繰り返し実行されるが、肯定された場合は、前記脈波伝播速度算出手段７４に対応するＳＡ８において、新たに入力された心電誘導波形のＲ波および光電脈波についての脈波伝播速度Ｖ_M がＳＡ２と同様にして算出される。
【００３９】
そして、監視血圧値決定手段７８に対応するＳＡ９において、上記ＳＡ６において求められた伝播速度血圧対応関係から、上記ＳＡ８において求められた脈波伝播速度Ｖ_M に基づいて、監視血圧値ＭＢＰ（最高血圧値および／または最低血圧値）が決定され、且つ一拍毎の監視血圧値ＭＢＰをトレンド表示させるために表示器３２に出力される。
【００４０】
次いで、前記監視血圧異常判定手段８０に対応するＳＡ１０では、ＳＡ９において決定された監視血圧値ＭＢＰが予め設定された判断基準範囲を越えたか否かが判断される。このＳＡ１０の判断が否定された場合はＳＡ１１が実行されるが、肯定された場合は、ＳＡ１２において表示器３２に血圧異常表示が行われた後、伝播速度血圧対応関係を再決定させるためにＳＡ２以下が再び実行される。
【００４１】
上記ＳＡ１１では、ＳＡ５においてカフ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１５乃至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ＳＡ１１の判断が否定された場合には、前記ＳＡ７以下の血圧監視ルーチンが繰り返し実行され、監視血圧値ＭＢＰが１拍毎に連続的に決定され、且つその決定された監視血圧値ＭＢＰが表示器３２において時系列的にトレンド表示される。しかし、このＳＡ１１の判断が肯定された場合には、前記対応関係を再決定するために前記ＳＡ２以下のカフキャリブレーションルーチンが再び実行される。
【００４２】
図７は、図６と並列的に実行される補正ルーチンを示している。ＳＢ１では、光電脈波検出プローブ３８に検出された光電脈波が入力されたか否かが判断される。この判断が否定された場合は本ルーチンが終了させられるが、肯定された場合は、波形特徴値決定手段８２に対応するＳＢ２において、波形特徴値、すなわち脈波形状の立上がり最大速度（ｄｐ／ｄｔ）_max 、脈波形状の所定幅たとえば１０％〜９０％を立上がる上昇時間Ｔ_RT、脈波形状の立上がり点からダイクロノッチまでの拍出時間Ｔ₁ 、脈波形状の拍出時間に対応する面積Ａ₁ 、脈波形状の立上がり点から最大値までの昇脚時間Ｔ_r のうちの少なくとも１つが、たとえば３０秒乃至６０秒の間の値に設定された区間内の移動平均値を求めることにより決定される。
【００４３】
次いで、前記補正手段８４に対応するＳＢ３では、たとえば図５に示す予め記憶された関係から、実際の波形特徴値に基づいて補正係数αを決定する。すなわち、補正係数αが用いられている数式２および数式３に示す対応関係、或いは補正係数αが掛けられる脈波伝播速度Ｖ_M が補正される。
【００４４】
上述のように本実施例の血圧監視装置８では、波形特徴値決定手段８２（ＳＢ２）により、前駆出期間Ｔ_PEP と関連して変化する脈波の波形特徴値を決定し、補正手段８４（ＳＢ３）により脈波の波形特徴値に基づいて脈波伝播速度Ｖ_M が補正されることから、心臓の収縮開始時点から心臓内の血液が大動脈へ拍出される時点までの前駆出期間の変化の影響がなく、高い血圧監視精度が得られる。
【００４５】
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。尚、上記実施例と同一の構成を有する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４６】
図８、図９および図１０は、第２発明に対応する実施例である血圧監視装置の要部を説明する機能ブロック線図、およびフローチャートである。本実施例の血圧監視装置では、装置の機構および回路構成は前述の図１の実施例と共通するが、電子制御装置２８による血圧監視方法が相違する。すなわち、本実施例の血圧監視装置では、予め設定された血圧測定周期Ｔ_B 毎にカフ１０による血圧測定が行われる一方、血圧測定が行われない測定休止期間において、脈波伝播速度Ｖ_M の変化値ΔＶ_M が所定の判断基準値γを越えたか否かに基づいて血圧変動を監視し、変化値ΔＶ_M が所定の判断基準値γを越えたと判定された場合には、カフ１０による血圧測定を実行させて最新の血圧測定値が得られるようになっている。
【００４７】
図８は、本実施例の血圧監視装置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Ｔ_B 毎に血圧測定が起動されることによりカフ１０を用いる血圧測定作動を実行し、表示器３２に表示される血圧値を更新する。伝播速度情報変化値算出手段として機能する伝播速度変化値算出手段８８は、脈波伝播速度算出手段７４により一拍毎に算出された脈波伝播速度Ｖ_M の変化値ΔＶ_M を算出する。この変化値ΔＶ_M は、たとえば脈波伝播速度算出手段７４により逐次求められる脈波伝播速度Ｖ_M の移動平均値Ｖ_{M AV}或いは血圧測定手段７０により前回血圧測定が実行されたときの脈波伝播速度Ｖ_M に対する変化率或いは変化量である。監視血圧値変化判定手段９０は、上記伝播速度変化値算出手段８８により算出された脈波伝播速度Ｖ_M の変化値ΔＶ_M が予め設定された判断基準値γを超えたか否かが判定され、変化値ΔＶ_M が判断基準値γを超えたと判定された場合には、その生体の血圧変化を表示器３２に表示させるとともに、カフ１０を用いた血圧測定値を得るために血圧測定手段７０の血圧測定動作を起動させる。すなわち、上記監視血圧値変化判定手段９０は、脈波伝播速度Ｖ_M の変化値ΔＶ_M が予め設定された判断基準値γを超えたときに血圧測定手段７０の血圧測定動作を起動させる起動手段としても機能しているのである。
【００４８】
判定修正手段９２は、たとえば図１１に示す予め実験的に求められ且つ記憶された少なくとも一つの関係から、波形特徴値決定手段８２により決定された光電脈波の波形特徴値に基づいて、上記判断基準値γを修正する。図１１は、図５と逆の傾向に設定されている。
【００４９】
図９は、本実施例の電子制御装置２８の制御作動の要部を説明するフローチャートである。図において、ＳＣ１ではＳＡ１と同様の初期処理が実行された後、ＳＣ２では、心電誘導波形のＲ波および光電脈波が発生したか否かが判断される。このＳＣ２の判断が否定された場合は、ＳＣ３において、ＳＣ８によるカフを用いた前回の血圧測定から予め設定された血圧測定周期Ｔ_B が経過したか否かが判断される。この血圧測定周期Ｔ_B は、たとえば十数分乃至数十分というように比較的長時間に設定される。このＳＣ３の判断が否定された場合は本ルーチンが終了させられて、ＳＣ１以下が繰り返し実行されるが、肯定された場合は、周期的に到来する血圧測定期間であるので、前記血圧測定手段７０に対応するＳＣ８において、カフ１０を用いてオシロメトリック法により血圧測定が実行されることにより、最高血圧値ＢＰ_SYS および最低血圧値ＢＰ_DIA が決定され且つ表示されてから、本ルーチンが終了させられる。
【００５０】
上記ＳＣ２の判断が肯定された場合は、ＳＣ４において、心電誘導波形のＲ波および光電脈波がそれぞれ読み込まれるとともに、脈波伝播速度算出手段７４に対応するＳＣ５において、ＳＡ８と同様にして脈波伝播速度Ｖ_M が算出される。次いで、伝播速度変化値算出手段８８に対応するＳＣ６において、上記脈波伝播速度Ｖ_M の変化値ΔＶ_M が算出される。この変化値ΔＶ_M としては、移動平均値Ｖ_{M AV}〔＝Ｖ_{M i-n} ＋・・・＋Ｖ_{M i-1} ＋Ｖ_{M i} ／（ｎ＋１）〕に対する変化量（＝Ｖ_i −Ｖ_{M AV}）、或いは変化率〔＝（Ｖ_{M i} −Ｖ_{M AV}）／Ｖ_{M AV}〕、または、前回カフによる血圧測定が実行されたときの脈波伝播速度Ｖ_{M m} に対する変化量（＝Ｖ_{M m+1} −Ｖ_{M m} ）、或いは変化率〔＝（Ｖ_{M m+1} −Ｖ_{M m} ）／Ｖ_{M m} 〕などが用いられる。
【００５１】
そして、前記監視血圧値変化判定手段９０に対応するＳＣ７では、上記脈波伝播速度Ｖ_M の変化値ΔＶ_M が予め設定された判断基準値γ以上であるか否かが判断される。この判断基準値γは、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求められたものである。
【００５２】
上記ＳＣ７の判断が否定された場合は、患者の血圧値が安定している状態であるので、ＳＣ８のカフ１０を用いた血圧測定を実行させないで、ＳＣ３以下が実行される。しかし、上記ＳＣ７の判断が肯定された場合は、患者の血圧値が比較的大きく変化した状態であるので、ＳＣ８のカフ１０を用いた血圧測定が直ちに開始され、監視血圧値の変化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３２に表示される。
【００５３】
図１０は、上記図９のルーチンと並列的に実行される判定修正ルーチンである。図１０のＳＤ１乃至ＳＤ２は、図７のＳＢ１乃至ＳＢ２と同様に実行されて波形特徴値が求められる。判定修正手段９２に対応するＳＤ３では、予め記憶された図１１に示す関係から実際の波形特徴値に基づいて判断基準値γが決定される。その波形特徴値は前駆出期間Ｔ_PEP と関連して変化することから、これにより前駆出期間Ｔ_PEP の変化の影響を受けないように監視血圧値変化の判定が修正される。
【００５４】
本実施例によれば、伝播速度変化値算出手段８８（ＳＣ６）により、脈波伝播速度算出手段７４（ＳＣ５）により算出された脈波伝播速度Ｖ_M の変化値ΔＶ_M が算出されると、監視血圧値変化判定手段９０（ＳＣ７）により、その伝播速度変化値算出手段７４により算出された脈波伝播速度Ｖ_M の変化値ΔＶ_M が予め設定された判断基準値γを超えたか否かが判定され、変化値ΔＶ_M が判断基準値γを超えたと判定されると、血圧測定手段７０に対応するＳＣ８においてカフ１０を用いた血圧測定が直ちに実行され、測定された血圧値が表示器３２に表示される。このとき、波形特徴値決定手段８２（ＳＤ２）により前駆出期間Ｔ_PEP と関連して変化する脈波の波形特徴値を決定し、判定修正手段９２（ＳＤ３）により、波形特徴値決定手段８２（ＳＤ２）により決定された脈波の波形特徴値に基づいて監視血圧値変化判定手段９０（ＳＣ７）による判定が修正されることから、監視血圧変化の判定に関して、心臓の収縮開始時点から心臓内の血液が大動脈へ拍出される時点までの前駆出期間の変化の影響がなく、高い血圧監視精度が得られる。
【００５５】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、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、脈波伝播速度Ｖ_M が脈波伝播速度情報として用いられ、血圧値との対応関係、監視血圧値等が決定されていたが、脈波伝播速度と一対一に対応する心電誘導波形のＲ波から光電脈波の周期毎に発生する所定の部位までの時間差（脈波伝播時間）ＴＤ_RPを脈波伝播速度情報として用いても差し支えない。この場合、たとえば図２の脈波伝播速度算出手段７４に代えて脈波伝播時間算出手段（時間差算出手段）により時間差ＴＤ_RPが算出される。また、伝播速度血圧対応関係決定手段７６の代わりに、伝播時間血圧対応関係決定手段が用いられ、数式４、数式５に基づいて伝播時間ＴＤ_RPと最高血圧値ＢＰ_SYS 或いは最低血圧値ＢＰ_DIA との対応関係を決定し、その対応関係から、伝播時間ＴＤ_RPに基づいて監視血圧値決定手段７８において監視血圧値を決定する。
【００５７】
【数４】
ＢＰ_SYS ＝Ａ（（Ｌ／（ＴＤ_RP−Ｔ_PEP ））α＋Ｂ
【００５８】
【数５】
ＢＰ_DIA ＝Ｃ（（Ｌ／（ＴＤ_RP−Ｔ_PEP ））α＋Ｄ
【００５９】
また、この場合、他の実施例についても、たとえば図８における脈波伝播速度算出手段７４に代えて脈波伝播時間算出手段（時間差算出手段）により時間差ＴＤ_RPが算出される。また、伝播速度変化値算出手段８８に代えて伝播時間変化値算出手段が用いられ、伝播時間ＴＤ_RPの変化値ΔＴＤ_RPが算出され、監視血圧値変化判定手段９０において伝播時間ＴＤ_RPの変化値ΔＴＤ_RPが、判断基準値γ’を超えたかどうかが判断される。
【００６０】
また、前述の図２の実施例において、補正手段８４は、数式２および数式３に示す伝播速度血圧対応関係に含まれる修正係数αを波形特徴値に基づいて修正するものであったが、数式２および数式３に用いられる伝播速度Ｖ_M そのものを予め修正するものであっても差し支えない。
【００６１】
また、前述の図８の実施例において、判定修正手段９２は、監視血圧値変化判定手段９０において用いられる判断基準値γを波形特徴値に基づいて修正するものであったが、その監視血圧値変化判定手段９０において用いられる伝播速度Ｖ_M そのものを予め修正するものであっても差し支えない。この場合に用いられる関係は図５と同様となる。
【００６２】
また、前述の図７、図１０の実施例では、光電脈波が発生する毎に波形特徴値が決定されていたが、たとえば数十個程度の所定数の光電脈波が発生する毎に決定されるようにしてもよい。
【００６３】
また、前述の実施例では、オキシメータ用の光電脈波検出プローブ３８が第２脈波検出装置として機能していたが、所定圧に保持したカフ１０からカフ脈波を検出するカフ脈波センサ、撓骨動脈を押圧して脈波を検出する形式の圧脈波センサ、腕や指先などのインピーダンスを電極を通して検出するインピーダンス脈波センサ、指先に装着されて光電脈波を検出する形式の光電脈波センサなどの他の形式のものが用いられ得る。
【００６４】
また、前述の実施例において、脈波伝播速度Ｖ_M は心電誘導波形のＲ波から光電脈波の立ち上がり点までの時間差に基づいて算出されていたが、心電誘導波形のＱ波から光電脈波の立ち上がり点までの時間差を用いるなどの他の算出方式が用いられる。
【００６５】
また、前述の実施例において、心電誘導波形のＲ波或いは光電脈波の１拍毎に血圧監視されていたが、２以上の拍数毎に血圧監視されるものであってもよい。
【００６６】
なお、本発明はその主旨を逸脱しない範囲においてその他種々の変更が加えられ得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である血圧測定装置８の回路構成を説明するブロック線図である。
【図２】図１の実施例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３】図１の実施例における電子制御装置２８の制御作動により求められる時間差ＴＤ_RPを例示する図である。
【図４】図１の実施例における電子制御装置２８の制御作動により求められる光電脈波の波形特徴値を説明する図である。
【図５】図１の実施例における電子制御装置２８の制御作動により、補正係数αの決定に用いられる関係を説明する図である。
【図６】図１の実施例における電子制御装置２８の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、血圧監視ルーチンを示す図である。
【図７】図１の実施例における電子制御装置２８の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、補正ルーチンを示す図である。
【図８】本発明の他の実施例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って、図２に相当する図である。
【図９】図８の実施例における電子制御装置２８の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、血圧監視ルーチンを示す図である。
【図１０】図８の実施例における電子制御装置２８の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、血圧変化判定修正ルーチンを示す図である。
【図１１】図８の実施例において判断基準値γを決定するために用いられる関係を示す図である。
【符号の説明】
７０：血圧測定手段
７４：脈波伝播速度算出手段
７６：伝播速度血圧対応関係決定手段
７８：監視血圧値決定手段
８０：監視血圧異常判定手段
８２：波形特徴値決定手段
８４：補正手段
８８：伝播速度変化値算出手段
９０：監視血圧値変化判定手段
９２：判定修正手段

Claims (2)

1. 生体の心電誘導波形を検出する心電誘導装置と、生体の動脈を介して伝達される脈波を検出する脈波検出装置と、前記心電誘導波形および脈波から脈波伝播速度に関連する脈波伝播速度情報を逐次算出する脈波伝播速度情報算出手段を備え、生体の血圧値と該脈波伝播速度情報との予め求められた対応関係から、実際の脈波伝播速度情報に基づいて該生体の血圧を監視する血圧監視装置であって、
   前記脈波検出装置により検出される脈波の立上がり最大速度、該脈波の形状の所定幅までの上昇時間、該脈波の立上がり点からダイクロノッチまでの拍出時間、該脈波の拍出時間に対応する面積、該脈波の形状の立上がり点から最大値までの昇脚時間のいずれかの波形特徴値を決定する波形特徴値決定手段と、
   予め記憶された関係から該波形特徴値決定手段により決定された脈波の波形特徴値に基づいて、前記脈波伝播速度情報を補正する補正手段と
   を、含むことを特徴とする血圧監視装置。
2. 所定の周期で生体に装着されたカフの圧迫圧力を変化させ、該圧迫圧力の変化過程において発生する脈波の大きさの変化に基づいて該生体の血圧値を測定する血圧測定手段と、生体の心電誘導波形を検出する心電誘導装置と、生体の動脈を介して伝達される脈波を検出する脈波検出装置と、前記心電誘導波形および脈波から脈波伝播速度情報を逐次算出する脈波伝播速度情報算出手段と、該脈波伝播速度情報算出手段により算出された脈波伝播速度情報の変化値が、予め設定された判断基準値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監視血圧値変化判定手段とを備えた血圧監視装置であって、
   前記脈波検出装置により検出される脈波の波形特徴値を決定する波形特徴値決定手段と、
   該波形特徴値決定手段により決定された脈波の波形特徴値に基づいて、前記監視血圧値変化判定手段による判定のための判断基準値を修正する判定修正手段と
   を、含むことを特徴とする血圧監視装置。

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