JP4754915B2 - 血圧監視装置 - Google Patents

Description

本発明は非観血で連続的に血圧値を監視するための血圧監視装置に関する。

健康診断や疾病時における診察時や、日常の体調管理を目的としてなど、血圧を測定する機会は多いが、それらは一般に連続的な測定ではない。一方、手術室、集中治療室など、重篤な患者を扱う現場では、連続的な血圧監視が必要な場合がある。そして、従来、非観血的かつ連続的に血圧を監視する血圧監視装置として、脈波伝播時間に基づいた血圧推定を利用したものが知られている。

生体の２点間を脈波が伝播するのに要する時間（脈波伝播時間）又は、この２点間の血管長を脈波伝播時間で割ることで得られる脈波伝播速度は、血圧値と相関を有することが知られている。そのため、例えば脈波伝播時間を連続的に測定し、予め較正した係数を有する算出式に適用することで推定血圧値を連続的に算出することにより、血圧値を連続的に取得、監視することができる（例えば特許文献１参照）。

しかしながら、脈波伝播時間を測定するには身体の異なる２部位で脈波を測定する必要があるため、測定に手間がかかる。また、怪我や他の医療器具などとの干渉などにより、脈波を測定するためのセンサやカフなどを測定部位に装着することが難しい場合もある。そのため、特許文献１に記載されるように、生体情報モニタ装置が通常連続的に測定する、心電図（ＥＣＧ）と生体の１つの所定部位（例えば指先）で測定される脈波とを用いて脈波伝播時間を算出するのが一般的である。

特開平１０−６６６８１号公報（段落０００５〜０００７）

これにより、脈波伝播時間測定のためのセンサを追加する必要が無くなるというメリットがあるが、ＥＣＧを脈波伝播時間の算出に利用することのデメリットとして、脈波伝播時間の測定精度が低下するという問題がある。すなわち、ＥＣＧは脈波ではなく、心臓の電気的な状態変化を表す信号であり、電気的な状態変化が起こってから実際に心臓が収縮して脈波が生じるまでには時間差（駆出前期間）が存在する。従って、ＥＣＧの特徴点が観察された時点を起点として算出した脈波伝播時間には、駆出前期間に帰因する誤差が含まれる。

駆出前期間が一定であればこの誤差の補正は容易であるが、駆出前期間には個人差があり、さらに同一人であってもその時々の状態によって変化しうる。そのため、補正による精度向上には限度がある。

血圧監視装置では通常、脈波伝播時間に基づいて連続的に算出される血圧値が正常範囲であるかどうかを監視する。そして、血圧値が異常な場合には、例えばカフを用いるなどして、より精度の高い血圧値測定を行い、その結果も異常な値であればアラームを出力するといった制御が行われる。

カフによる血圧測定は非観血的に血圧を測定する手法として確立されており、信頼に足りる血圧値を自動的に得るために有効である。しかし、駆血を伴うため、頻繁な実施は患者の負担増に繋がり、望ましくない。そのため、ＥＣＧと身体の一部位で観測される脈波とから算出した脈波伝播時間、を用いて算出した推定血圧値に基づいて、カフによる血圧測定の必要性を判定する場合、推定血圧値の誤差によって必要以上にカフによる血圧測定が行なわれないようにするためには、異常血圧値と見なす条件を緩めに設定することになる。しかし、条件を緩くしすぎると、真の血圧値の異常自体も検出しにくくなるため、適切な条件の設定は非常に困難である。

この問題を根本的に解決するには、推定血圧値の精度を向上させる必要がある。
本発明はこのような従来技術の課題に鑑みなされたものであり、脈波伝播時間に基づいて連続的に血圧値を推定する血圧監視装置において、精度良く血圧値を推定することを可能とすることを目的とする。

すなわち、本発明の要旨は、所定の方法で血圧測定を行う血圧測定手段と、心電図を測定する心電図測定手段と、生体の所定部位における脈波を取得する脈波取得手段と、脈波と、心電図又は所定部位とは異なる部位で取得した脈波とから、脈波伝播時間を算出する脈波伝播時間算出手段と、脈波伝播時間を用いて推定血圧値を算出する推定血圧値算出手段と、心電図の連続する２心拍波形内に含まれる特徴点の間隔を求める間隔算出手段と、脈波伝播時間と特徴点間の間隔との相関関係である第１の相関関係又は推定血圧値と特徴点間の間隔との相関関係である第２の相関関係を監視する監視手段と、第１の相関関係が負の相関となったか、第２の相関関係が正の相関となったことを監視手段により検出した場合、血圧測定手段による測定を行い、その測定結果と推定血圧値との差に基づいて推定血圧値の補正を行なうように推定血圧値算出手段を制御する制御手段を有することを特徴とする血圧監視装置に存する。

このような構成により、本発明によれば、推定血圧値の算出式の較正に、血管の機能的な状態を反映する、加速度脈波から求まる波形パラメータの変動量を考慮することにより、算出式の較正精度を向上させること可能となり、結果として推定血圧値の精度を向上させることが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る血圧監視装置としての生体情報モニタ装置の機能構成例を示すブロック図である。
図において、カフ１０は帯状の形態を有し、ポンプ１４による給排気により膨張と収縮を行うゴム嚢を内蔵する。カフ１０は通常患者の四肢のいずれか、代表的には上腕部に装着される。圧力センサ１２はカフ１０内のゴム嚢内部に充たされた気体に加わる圧力の変化を検出し、圧力信号を電気信号に変換して制御部１００へ出力する。

心電図用電極２０は複数の電極からなり、患者の胸部所定位置に取り付けられ、誘導波形を心電図信号（ＥＣＧ）として制御部１００へ出力する。指センサ３０は酸素飽和度（ＳＰＯ２）及び指尖容積脈波を光学的に検出して制御部１００へ出力する、所謂パルスオキシメータである。酸素と結びついているかどうかによってヘモグロビンの光の吸収度が異なること、また光の波長によっても吸収度が異なることを利用し、一般には赤色光と赤外光の２波長を用いて酸素飽和度を測定する。また、透過光又は反射光のＡＣ成分が血流量に応じて変化することから、このＡＣ成分を光学指尖容積脈波（ＰＴＧ:photoplethysmograph）として検出する。

その他センサ４０は、患者の呼吸や体温といった他の生体情報を検出するためのセンサであり、必要に応じて１つ以上が制御部１００に接続される。その他のセンサ４０は本実施形態における血圧監視動作に直接関係しないため、これ以上の説明は行わない。

操作部５０は、ユーザ（測定者）が生体情報モニタ装置に各種設定や被検者に関する情報などを入力したり、指示を与えたりするためのマンマシンインタフェースである。一般に操作部５０は、キーボード、マウス、ボタン、スイッチ、ダイヤル、タッチパネルなどが適宜組み合わされて構成される。

プリンタ６０及び表示部７０は代表的な出力装置であり、装置の状態、測定結果などを可視的に出力する。外部インタフェース（Ｉ／Ｆ）８０は、典型的にはネットワークインタフェースやシリアルインタフェース（ＵＳＢ，ＩＥＥＥ１３９４等）、モデム等であり、ネットワークを介して、或いは直接接続される、外部機器と通信するために設けられる。

記憶部９０は代表的にはハードディスクドライブであり、生体情報モニタ装置の動作を制御するためのプログラムや各種データ、測定結果や患者の個人情報などを記録する。記憶部９０には、他の記憶装置、例えばメモリカードや光ディスクなどの書き込み可能なリムーバブルメディアに対して読み書きを行う装置が少なくとも１種類以上含まれていても良い。

制御部１００は、生体情報モニタ装置全体の動作を制御する。制御部１００は例えばＣＰＵ及びＲＡＭを有し、記憶部９０に記憶された制御プログラムをＲＡＭにロードしてＣＰＵにより実行することで、各部を制御し、後述する血圧監視動作を含む生体情報モニタ装置の処理を実現する。なお、全ての処理をＣＰＵによりソフトウェア的に実行する必要はなく、例えば各種センサから入力される信号のＡ／Ｄ変換やフィルタリング等の信号処理をＤＳＰや専用のハードウェアに分担させるなど、適宜他の構成を利用することが可能である。

以下、本実施形態の生体情報モニタ装置における血圧監視動作について説明する。
本実施形態の生体情報モニタ装置は、ＥＣＧと指尖容積脈波とを用いて脈波伝播時間を連続的に算出し、予め係数を構成した算出式を適用して推定血圧値を連続的に算出する点、また推定血圧値を用いてカフによる血圧測定の必要性を判定する点において従来技術と共通している。

しかし、本実施形態では、推定血圧値以外に、ＥＣＧのＲＲ間隔と脈波伝播時間の変化が特定の条件を満たした場合には、脈波伝播時間に基づく血圧推定の精度が低下しているものと判定し、カフによる血圧測定が必要であると判定する。そして、推定血圧とカフによる測定結果とのずれを検出し、推定血圧値の補正を行なう。また、必要に応じて推定血圧値を求める算出式を較正する。この結果、推定血圧値の精度を向上させるとともに、カフを用いた測定の必要性についても精度良く判定可能となる。

ＥＣＧにおいて、連続する心拍に含まれるＲ波の時間間隔は、ＲＲ間隔と呼ばれる。そして、ＲＲ間隔とＥＣＧ−指尖容積脈波の時間差（脈波伝播時間）とは、その増減に関して、通常、正の相関を有する。すなわち、ＲＲ間隔又は脈波伝播時間の一方が増加すれば他方もまた増加し、一方が減少すれば他方もまた減少するという関係にある。脈波伝播時間に基づく血圧推定も、この相関関係を利用している。
また、推定血圧値とＲＲ間隔との相関関係についても同様の指標として使用可能である。通常、推定血圧値とＲＲ間隔とは、その増減に関して負の相関を有する。すなわち、推定血圧値又はＲＲ間隔の一方が増加すれば他方は減少し、他方が減少すれば一方が増加するという関係にある。

従って、ＲＲ間隔と脈波伝播時間との相関関係が変化した場合、特に一方が増加しているにもかかわらず他方が減少するという負の相関となった場合、又は、ＲＲ間隔と推定血圧値の一方が増加している際に他方も増加しているという正の相関となった場合には、血圧値を正しく推定できなくなり、推定血圧値の精度が低下する。そのため、本実施形態では、ＲＲ間隔と脈波伝播時間、又はＲＲ間隔と推定血圧値との相関関係を監視し、正常時と逆の相関関係になった場合にはカフによる測定を実施する。そして、カフによる測定結果と直近の推定血圧値の誤差を検出し、推定血圧値の補正を開始する。

推定血圧値の補正は、単純に推定血圧値に誤差を加算又は減算する方法であっても良いし、推定血圧値を算出する式を誤差の大きさに応じて較正する方法であっても良い。その後、ＲＲ間隔と脈波伝播時間又はＲＲ間隔と推定血圧値との相関関係を引き続き監視し、正状な相関関係に戻ったら、推定血圧値に対する補正を中止する。あるいは、正状な相関関係に戻った時点でカフによる測定を行ない、推定血圧値との誤差を再度検出して、その後の測定値の補正を行なうように較正することも可能である。

以上をふまえて、図２のフローチャートを参照しながら、本実施形態に係る生体情報モニタ装置の血圧監視動作について説明する。
まず、ステップＳ１０１で、ＥＣＧと脈波の取得を開始する。また、初期化処理として、カフを用いた血圧の初期測定と、ＲＲ間隔、脈波伝播時間及び推定血圧値の初期値を以下に説明する方法と同様にして算出し、記憶部９０に記憶しておく。以降、ＲＲ間隔と脈波伝播時間又はＲＲ間隔と推定血圧値との相関関係の監視処理（ステップＳ１１１〜Ｓ１１８）と、脈波伝播速度に基づく血圧推定処理（ステップＳ１２１〜Ｓ１３１）とは並列に処理される。

ステップＳ１１１において、制御部１００は、心電図電極２０により検出されるＥＣＧのＲＲ間隔を算出する。具体的には、ＥＣＧから周知の方法でＲ波を検出し、隣り合う２つのＲ波の時間間隔を求める。

ステップＳ１１３では、ＲＲ間隔の増減（変化量）と後述するＳ２１２で求まる脈波伝播時間の増減（変化量）、又はＲＲ間隔の増減（変化量）と後述するＳ２１２で求まる推定血圧値ＥＳＹＳの増減（変化量）を算出する。
前者の場合、具体的には、直近に実施したカフを用いた血圧測定時に測定したＲＲ間隔ＲＲrefと、ステップＳ１１１で求めたＲＲ間隔ＲＲtとから、ＲＲ間隔の増減を求める。また、直近に実施したカフを用いた血圧測定時に測定した脈波伝播時間ＤＴrefと、ステップＳ２１２（後述）で求めた脈波伝播時間ＤＴtとから、脈波伝播時間の増減を求める。
また、後者の場合、直近に実施したカフを用いた血圧測定時に測定したＲＲ間隔ＲＲrefと、ステップＳ１１１で求めたＲＲ間隔ＲＲtとから、ＲＲ間隔の増減を求める。また、直近に実施したカフを用いた血圧測定時における推定血圧値ＥＳＹＳrefと、ステップＳ２１３（後述）で求めた推定血圧値ＥＳＹＳtとから、推定血圧値の増減を求める。

例えば、ＲＲ間隔の増減は、
ＤRR＝ＲＲref−ＲＲt
により、
脈波伝播時間の増減は、
ＤDT＝ＤＴref−ＤＴt
により、
推定血圧値の増減は、
ＤＥＳＹＳ＝ＥＳＹＳref−ＥＳＹＳt
によりそれぞれ求める。

そして、ステップＳ１１４で、ＲＲ間隔と脈波伝播時間との相関関係、或いはＲＲ間隔と推定血圧値との相関関係が正常状態と逆転しているか（前者は負の相関を持つか、後者は正の相関を持つか）どうか確認する。
なお、本実施形態において、ステップＳ１１４及び後述するステップＳ１１７における相関関係の判定は、必要以上にカフ測定が行われないよう、所定脈拍数（例えば１０拍）連続して同じ相関関係となったことをもって行う。具体的には、例えばステップＳ１１３で計算した脈波伝播時間及び推定血圧値の増減から求まる１拍毎の相関関係を直近の所定脈拍数分記憶しておき、同じ相関関係が所定脈拍数連続したかどうかにより、相関関係の逆転（正常状態から逆転状態への変化、又は逆転状態から正常状態への変化）を判定する。
ＲＲ間隔と脈波伝播時間の例であれば、ＤRRとＤDTの符号が等しければ、ＲＲ間隔と脈波伝播時間とは正の相関を持ち、逆転していないことがわかる。

なお、ここでは増減を表す値ＤRRとして、ＲＲrefとＲＲtの差分を求める場合について説明したが、例えばＲＲref／ＲＲtなど、増減を表す任意の値を求めることができる。また、脈波伝播時間の増減を表す値ＤDT（又は推定血圧値の増減を表す値ＤＳＹＳ）についても、ＤＴref／ＤＴt（又はＥＳＹＳref／ＥＳＹＳt）など、増減を表す任意の値を求めることができる。
ただし、ＲＲ間隔と脈波伝播時間（或いは推定血圧値）との相関関係を容易に把握するためには、ＤRR、ＤDT、ＤＳＹＳを、ここに例示したように同様の式で算出することが好ましい。
例えば、ＲＲ間隔と脈波伝播時間との相関関係を監視する場合、ＤRR＝ＲＲref／ＲＲt、ＤDT＝ＤＴref／ＤＴtとした場合には、ＤRR，ＤDTがいずれも１以上か１未満であれば、正の相関であり、正常の相関関係であることが判断できる。

ステップＳ１１４において、相関関係が正常状態から逆転した（ＲＲ間隔と脈波伝播時間では負の相関、ＲＲ間隔と推定血圧値では正の相関になった）と判定された場合には、記憶部９０にフラグを記憶してからステップＳ１１５に進む。一方、相関関係が逆転しておらず、正常状態の相関関係であると判定された場合にはステップＳ１１７へ進む。

ステップＳ１１５では、カフによる血圧測定を行なう。
制御部１００はポンプ１４を制御し、カフ１０の圧力を上昇させて駆血し、その後徐排気しながら圧力センサ１２からの入力信号を監視し、周知のオシロメトリック法に基づいて最高血圧値、平均血圧値及び最低血圧値を求める。また、カフ１０を用いた血圧測定直前のＲＲ間隔、脈波伝播時間及び推定血圧値を記憶部９０に記憶しておき、上述した相関関係の判定や、推定血圧値の算出式に含まれる係数α、βの較正を行なう場合に利用する。なお、カフによる血圧値測定中、他の処理は中断するか、結果を無視する。

カフによる血圧測定が終了すると、中断していた処理は再開し、また無視していた処理結果を有効として取り扱う。ステップＳ１１６で、制御部１００は記憶部９０に記憶しておいた推定血圧値と、カフ測定値との差分（推定誤差）を求める。そして、推定誤差に基づいた、推定血圧値の補正を開始し、ステップＳ１１１へ戻って次の心拍に対する処理を続行する。この、推定血圧値の補正開始は、後述するステップＳ１２３での処理に反映される。

ここで、推定血圧値の補正を行なう方法には様々なものが考えられるが、例えば
（１）推定血圧値の算出式を較正する
（２）推定血圧値の算出式はそのままとし、推定結果を補正する
のいずれかを適用することができる。

（１）の、推定血圧値の算出式を較正する方法を適用する場合には、後述するステップＳ１３１と同様にして算出式の較正を行なう。また、（２）を適用する場合には、推定血圧値に対して、推定誤差を加算する。

ステップＳ１１４において、相関関係の逆転が認められなければ、ステップＳ１１７において、記憶部９０のフラグ有無により、相関関係が逆転した状態から元に戻ったのか（ＲＲ間隔と脈波伝播時間では負の相関から正の相関へ、ＲＲ間隔と推定血圧値では正の相関から負の相関へ戻ったのか）どうかを調べる。もし正常状態への復帰であれば、ステップＳ１１８へ進み、相関関係が異常状態へ逆転した際に開始した、推定血圧値の補正を中止するとともに、記憶部９０のフラグを削除し、ステップＳ１１１へ戻る。

なお、ステップＳ１１８の後で、再度カフによる血圧測定を行い、推定血圧算出式の較正を行なうように較正することも可能である。
ステップＳ１１７において、正常状態の相関関係が継続していることが判定された場合には、直ちにステップＳ１１１へ戻る。

一方、ステップＳ１２１〜Ｓ１２５では、従来と同様の血圧値推定処理が実行される。
すなわち、ステップＳ１２１では、心電図電極２０により検出されるＥＣＧと、指センサ３０が検出する指尖容積脈波とに基づいて、脈波伝播時間を算出する。より具体的には、制御部１００は、ＥＣＧや指尖容積脈波に対して通常行われるノイズ除去や波形整形などの信号処理を行った後、両者の各心拍中の特徴点間の時間差を脈波伝播速度として算出する。この場合、ＥＣＧの特徴点としては例えばＲ波のピーク位置、指尖容積脈波の特徴点は例えば波形の立ち上がり位置とすることができる。また、上述したように、Ｒ波の出現から実際の脈波発生までには時間差（駆出前期間）が存在するため、特徴点間の時間差から、予め統計的に求めた駆出前期間に相当する時間を減じることで、補正を行うことも可能である。

ステップＳ１２３では、求めた脈波伝播時間から、推定血圧値を求める。
すなわち、脈波伝播時間を、例えば特許文献１に示されるような、
推定血圧値＝α×（脈波伝播時間［msec］）＋β （２）
（α、βは係数であり、α＜０、β＞０）
という式に適用することにより、推定血圧値を求める。

なお、係数α、βは、予め求めておけばよい。すなわち、この算出式は二元一次方程式であるから、少なくとも２つの異なる実測血圧値と、対応する脈波伝播時間とを用いることにより、係数α、βの値を決定することが可能である。

また、この係数は固定である必要はなく、後述するように、他の方法（カフによる測定や観血的な測定）で得られた実測値と、対応する時点の脈波伝播時間とを用いて都度最適な値となるよう更新するように構成することも可能である。

ステップＳ１１６において補正開始が指示されている場合には、ステップＳ１２３において補正後の推定血圧値を求める。例えば、推定誤差を加算する補正を行なう場合には、
補正後の推定血圧値＝α×（脈波伝播時間［msec］）＋β＋δ （２）’
（α、βは係数であり、α＜０、β＞０、δは推定誤差）
として補正後の推定血圧値を求める。
また、算出式の較正により補正を行なう場合には、式（２）のα、βとして、後述するステップＳ１３１と同様の処理により較正した係数を用いる。

ステップＳ１２５において、推定血圧値が異常値であるかどうか、さらに異常値であればそれが所定時間継続したかどうかを判定する。異常値は、推定血圧値が予め定めた正常範囲の上限値を上回るか下限値を下回るかを判定することによってもよいし、直近のカフによる血圧測定値に対して所定量（変動比であっても、差分であってもよい）以上の変動が見られたかどうかを判定することによってもよい。
これら上限値、下限値又は変動量は、カフによる血圧測定値に対して固定的に設定されても良いし、測定値の具体的な値に応じて動的に変更するように構成してもよい。

ステップＳ１２５において、推定血圧値が所定時間継続して異常値を示していると判定された場合にはステップＳ１２７に進み、そうでなければステップＳ１２１へ戻って次の心拍に対する処理を続行する。
ステップＳ１２７では、直近のカフによる血圧測定から予め定めた時間が経過したかどうかを判定する。このように、本実施形態の生体情報モニタ装置では、ＲＲ間隔と脈波伝播時間の相関関係が逆転せず、かつ推定血圧値が正常範囲内である状態が継続した場合であっても、所定時間経過毎にカフによる血圧測定を行なう。直近のカフによる血圧測定から予め定めた時間が経過していれば、ステップＳ１２９へ進み、未経過であればステップＳ１２１へ戻る。
ステップＳ１２９では、ステップＳ１１５と同様にしてカフによる血圧測定を実施する。そして、測定結果に基づいて、ステップＳ１３１で推定血圧値の算出式の較正を行なった後、ステップＳ１２１へ戻る。
以後、監視の終了が指示されるまで上述の処理を繰り返す。

（算出式の較正処理）
次に、ステップＳ１３１で行なう、推定血圧値算出式の較正処理の詳細について説明する。
上述のように、カフによる血圧測定を行った結果が少なくとも定期的に得られる場合、この測定結果を基にして推定血圧値を求めるための算出式の較正（係数α、βの較正）を行うことにより、次のカフ測定時までの区間における推定血圧値の精度を向上させることができる。

本実施形態において、カフによる血圧測定結果を基にした算出式の較正は、直近のカフ測定から所定時間経過した場合、或いは推定血圧値が所定時間継続して異常値となった場合のみならず、ＲＲ間隔と脈波伝播時間（或いはＲＲ間隔と推定血圧値）の相関関係が逆転した場合にも行なうことが可能であり、推定精度の向上を実現することができる。

既に説明したように、脈波伝播時間から推定血圧値を求める算出式は、
推定血圧値＝α×（脈波伝播時間［msec］）＋β （２）
（α、βは係数であり、α＜０、β＞０）
と表すことができる。
そして、これらの係数を、
・カフを用いて測定した血圧値（実測値）とその直前に算出した推定血圧値との差分（推定誤差）
・前回の実測値と今回の実測値との差
に応じて較正することで、その後に算出する推定血圧値の精度を向上させることが可能になる。

本実施形態では、係数αの較正は例えば表１に示すように行う。
＜表１＞
ｄ αの補正量
３０＜ｄ 再計算
２０＜ｄ≦３０ ＋１０
１０＜ｄ≦２０ ＋ ５
−１０≦ｄ≦１０ ０（補正なし）
−２０≦ｄ＜−１０ − ５
−３０≦ｄ＜−２０ −１０
ｄ＜−３０ 再計算
ただし、ｄは（推定血圧値−実測値）又は（実測値(t-1)−実測値(t)）[mmHg]である。

なお、ｄ≧３０又はｄ≦−３０の場合には、単なる補正では対応できないものとし、今回の実測値と直近の実測値とを用いて改めて係数の算出を行う。
また、較正された係数αと実測値を用い、係数βも較正がなされる。

図３は、本実施形態の生体情報モニタ装置における算出式較正動作を説明するフローチャートである。以下の処理は、上述の血圧監視処理と同様、制御部１００が制御プログラムを実行することによって実現される。

まず、ステップＳ２０１において、カフを用いて測定した血圧値（実測値）を取得する。そして、ステップＳ２０３で、実測値と、カフによる血圧測定を開始する直前の推定血圧値又は１回前の実測値との比較を行う。そして、ステップＳ２０５で、これらの差の大きさや変動率の大きさに基づいて、推定血圧値算出式の較正が必要であるかどうか判定する。

なお、ＲＲ間隔と脈波伝播時間（もしくはＲＲ間隔と推定血圧値）の相関関係とが逆転したことを受けて、ステップＳ１１６において開始される補正を行なうための算出式の較正を行なう場合には、較正の必要性を判定する必要がない。従って、ステップＳ２０１〜Ｓ２０５の処理をスキップして直ちにステップＳ２０７まで進む。

ステップＳ２０５での判定方法としては、上述したように、
（差分で判定する場合）
｜推定血圧値−実測値｜＞Ｔｈ１
｜実測値(t-1)−実測値(t)｜＞Ｔｈ２
（変動比で判定する場合）
｜（推定血圧値／実測値）−１｜＞Ｔｈ３
｜（実測値(t-1)／実測値(t)）−１｜＞Ｔｈ４
等の条件のいずれかが満たされれば（変動量が閾値より多い場合）には較正が必要であると判定する。
較正の必要がない（推定血圧値の精度が十分である）と判定される場合には、処理を終了する。

一方、較正が必要であると判定される場合には、ステップＳ２０７で係数の較正を行う。係数の較正は上述したように、（推定血圧値−実測値）又は（実測値(t-1)−実測値(t)）であるｄの値に応じて先ず係数αを較正する。

ステップＳ２１３では、較正後の係数α（波形パラメータの変動が大きくない場合）又は較正並びに補正後の係数α（波形パラメータの変動が大きい場合）と、実測血圧値とを用い、係数βを較正する。そして、較正後の係数又は較正後の係数を含む算出式を記憶部９０へ保存する。
これにより、以後の推定血圧値の算出には、較正後の算出式が用いられる。

図４は、本実施形態の生体情報モニタ装置により連続して算出した推定血圧値ＥＳＹＳと、観血的に測定した血圧値ＩＳＹＳ、ＲＲ間隔の変化率（直近のカフによる血圧測定時に測定したＲＲ間隔に対する増減率）を示す図である。また、図５は、従来の生体情報モニタ装置により同様に測定した結果を示す図である。なお、ここでは、ＲＲ間隔と推定血圧値の相関関係が逆転した際に行なう補正として、係数α，βを較正する方法を適用した場合を示している。

また、推定血圧値ＥＳＹＳと観血測定血圧値ＩＳＹＳの上下に引かれた直線は、直近のカフによる測定値から決定した閾値（例えば測定値＋Ｘ％の値と−Ｙ％の値）を示している。

すなわち、図４では推定血圧値ＥＳＹＳと実際の血圧値との関係を示すために観血的に測定した血圧値ＩＳＹＳを示しているが、実際の血圧監視装置では観血的な測定は行わない（観血的な測定を行うのであれば、血圧を推定する意味自体がない）。実際には、推定血圧値に関わらず、カフによる血圧測定が定期的に行なわれる。また、この定期的な測定に加え、推定血圧値からカフによる測定が必要と判断される場合にも、カフによる測定が行なわれる。カフによる血圧測定が行われない期間は、脈波伝播時間に基づく推定血圧値による監視が行われる。

そして、図４は、推定血圧値が正常値と見なせるかどうかを判定するための閾値として、直近のカフによる血圧測定値に応じて決定した値（例えば測定値＋Ｘ％の値と−Ｙ％の値）が用いられている場合を示している。
Ｘ、Ｙの値はどのように定めても良いが、血圧測定値が高い場合、又は低い場合には、そうでない場合（通常の測定値の場合）よりもＸ、Ｙとも小さく設定することで、推定血圧の変動に対してカフ測定が行われやすくすることができる。また、Ｘ、Ｙは同じ値とする必要はなく、例えば、カフによる血圧測定結果が所定値より低い場合、Ｙ＜Ｘとして、減少側の閾値がより厳しく（閾値を超えやすく）なるように設定して、血圧の減少をより厳しく監視することも可能である。また、逆にカフの測定結果が高い場合に、Ｘ＜Ｙとして、増加側の閾値をより厳しく設定し直すこともできる。
また、変動量は比率（パーセンテージ）である必要はなく、差分であってもよい。

図４に示した例では、
・推定血圧値ＥＳＹＳが通常の変動判定閾値の５０％以上変動した（すなわち、閾値が直近のカフによる血圧測定値±２０％の区間であれば、直近のカフによる血圧測定値より±１０％以上変動した）。
・ＲＲ間隔が、推定血圧値ＥＳＹＳの変化方向と同じ方向（すなわち、正の相関）に、かつ前回のカフ測定時に保持したＲＲ間隔に対して３％以上変動した。
という２つの条件をいずれも満たした状態が１０拍以上連続した場合に、相関関係が逆転したと判断し、カフによる血圧測定を開始している。
図４において、時刻ｔにおいて、ＲＲ間隔と推定血圧値ＥＳＹＳとの相関関係が逆転したものと判断され、カフによる血圧測定が実施されている。それ以外のカフによる血圧測定（図中↓で示す）は、定期的なカフ測定又は推定血圧値ＥＳＹＳの値に基づくカフ測定である。

図５に示す従来例では、時刻ｔにおける推定血圧値ＥＳＹＳが、閾値範囲内にあるため、カフ測定が必要とは判断されていない。そのため、実際の血圧値（ＩＳＹＳ）との差が修正されることなく推移している。
一方、本願発明に基づいてカフ測定の必要性を判断した図４では、観血的に測定した血圧ＩＳＹＳと、推定血圧値ＥＳＹＳとの差が一旦開くが、その後、時刻ｔでカフ測定を行なうことで、実測値であるＩＳＹＳとの誤差が修正されていることが分る。

このように、本実施形態では、脈波伝播時間を用いて連続的に推定血圧値を求め、監視する血圧監視装置において、ＲＲ間隔の変化と脈波伝播時間又は推定血圧値の変化の相関関係を監視し、相関関係が正常状態と逆転した場合には、カフによる血圧測定を行なう。そして、推定誤差に基づいて推定血圧値の補正を行なうことにより、脈波伝播時間を用いた推定血圧値の精度悪化を抑制でき、結果として精度の良い推定血圧値を得ることができる。

なお、上述の実施形態においては、通常の生体情報モニタ装置を流用するという観点から、ＥＣＧと指尖容積脈波とを用いて脈波伝播速度を測定する場合について説明した。しかし、本発明は、脈波伝播速度を他の方法で算出する血圧監視装置に対しても適用可能である。例えば、拡張期血圧以下に加圧したカフで測定した脈波と、指尖容積脈波とから脈波伝播時間を測定する装置や、脈波センサで検出した脈波とカフで検出した脈波から脈波伝播時間を測定する装置に対しても適用可能である。

さらに、上述の実施形態では、係数の較正に利用する血圧値を測定する方法として、カフによるオシロメトリック法を用いた血圧測定値を採用した場合を説明した。しかし、推定血圧値の算出式の係数を較正する際に用いる血圧値には、較正の基準となる程度の精度を満たせば、他の任意の血圧測定方法を用いて測定した血圧値を用いることが可能である。

また、上述の実施形態では、脈波伝播時間と通常は正の相関を有する心電図中の特徴波形間隔及び、推定血圧値と通常は負の相関を有する心電図中の特徴波形間隔として、いずれもＲ波の間隔（ＲＲ間隔）を用いた場合を説明した。しかし、心電図の連続する２心拍波形内に含まれる同一特徴点間の間隔であれば、Ｒ波以外の特徴波（Ｐ波、Ｓ波等）の間隔でも良いし、他の特徴点（例えばＲ波の立ち上がり位置）間の距離であっても良い。この場合、制御部１００は特徴点の間隔を求める手段として機能する。

本発明の実施形態に係る血圧監視装置としての生体情報モニタ装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る生体情報モニタ装置の血圧監視動作を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態に係る生体情報モニタ装置における、推定血圧値算出式の較正動作を説明するフローチャートである。 実施形態の生体情報モニタ装置により連続して算出した推定血圧値ＥＳＹＳと、観血的に測定した血圧値ＩＳＹＳ、ＲＲ間隔の変化率を併せて示す図である 従来の生体情報モニタ装置により連続して算出した推定血圧値ＥＳＹＳと、観血的に測定した血圧値ＩＳＹＳ、ＲＲ間隔の変化率を併せて示す図である

Claims (9)

1. 所定の方法で血圧測定を行う血圧測定手段と、
   心電図を測定する心電図測定手段と、
   生体の所定部位における脈波を取得する脈波取得手段と、
   前記脈波と、前記心電図又は前記所定部位とは異なる部位で取得した脈波とから、脈波伝播時間を算出する脈波伝播時間算出手段と、
   前記脈波伝播時間を用いて推定血圧値を算出する推定血圧値算出手段と、
   前記心電図の連続する２心拍波形内に含まれる特徴点の間隔を求める間隔算出手段と、
   前記脈波伝播時間と前記特徴点間の間隔との相関関係である第１の相関関係又は前記推定血圧値と前記特徴点間の間隔との相関関係である第２の相関関係を監視する監視手段と、
   前記第１の相関関係が負の相関となったか、前記第２の相関関係が正の相関となったことを前記監視手段により検出した場合、前記血圧測定手段による測定を行い、その測定結果と前記推定血圧値との差に基づいて前記推定血圧値の補正を行なうように前記推定血圧値算出手段を制御する制御手段を有することを特徴とする血圧監視装置。
2. 前記監視手段により、前記第１の相関関係が負の相関から正の相関になったことが検出された場合、又は前記第２の相関関係が正の相関から負の相関になったことが検出された場合、前記制御手段が、前記推定血圧値の補正を中止するように前記推定血圧値算出手段を制御することを特徴とする請求項１記載の血圧監視装置。
3. 前記補正が、前記測定結果と前記推定血圧値との差を、前記血圧測定手段による血圧測定後に算出される前記推定血圧値に加算する補正であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の血圧監視装置。
4. 前記推定血圧算出手段が、前記脈波伝播時間を予め定めた算出式に適用して前記推定血圧値を算出するとともに、
   前記補正が、前記血圧測定部による測定値と前記推定血圧値との差に基づいて、前記算出式の較正を行う補正であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の血圧監視装置。
5. 前記推定血圧算出手段が、前記脈波伝播時間を予め定めた算出式に適用して前記推定血圧値を算出するとともに、
   前記血圧測定部による現在の測定値と前回の測定値との比較、或いは前記血圧測定部による現在の測定値と前記推定血圧値との比較に基づいて前記算出式の較正の要否を判定し、必要と判定されたときに前記算出式を較正する較正手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の血圧監視装置。
6. 前記血圧測定部が、連続的には測定が行えない方法により血圧測定を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の血圧監視装置。
7. 前記血圧測定部が、カフを用いたオシロメトリック法により血圧測定を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の血圧監視装置。
8. 前記脈波取得手段が、指尖容積脈波を取得することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の血圧監視装置。
9. 前記間隔算出手段が、前記特徴点の間隔として、Ｒ波の間隔を求めることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の血圧監視装置。