(57)【要約】【課題】自律神経の状態だけでは把握することができない患者の精神的なストレス状態を把握する。【解決手段】心電図モニタは、被測定者の心電データを測定する。自律神経活動度算出部は、心電図モニタにより測定された心電データに基づいて、交感神経の活動度合いを示す交感神経活動度指標（ＬＦ／ＨＦ）を算出する。ＣＶＲＲ算出部は、心電図モニタにより測定された心電データに基づいて、ＣＶＲＲ（心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数）を算出する。自律神経活動度算出部により算出された交感神経活動度指標（ＬＦ／ＨＦ）と、ＣＶＲＲ算出部により算出されたＣＶＲＲとの関係が表示装置に対して２次元表示される。【選択図】図６
2010035671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の心電を測定する心電測定手段と、
前記心電測定手段により測定された心電データに基づいて、交感神経の活動度合いを示す交感神経活動度指標を算出する自律神経活動度算出手段と、
前記心電測定手段により測定された心電データに基づいて、心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数を算出するＣＶＲＲ算出手段と、
生体情報を表示するための表示手段と、
前記自律神経活動度算出手段により算出された交感神経活動度指標と、前記ＣＶＲＲ算出手段により算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数との関係を２次元表示するよう前記表示手段を制御する制御手段と、
を有する生体モニタリングシステム。
【請求項２】
心電測定手段により測定された心電データを受け付ける受付手段と、
前記受付手段により受け付けた心電データに基づいて、交感神経の活動度合いを示す交感神経活動度指標を算出する自律神経活動度算出手段と、
前記受付手段により受け付けた心電データに基づいて、心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数を算出するＣＶＲＲ算出手段と、
生体情報を表示するための表示手段と、
前記自律神経活動度算出手段により算出された交感神経活動度指標と、前記ＣＶＲＲ算出手段により算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数との関係を２次元表示するよう前記表示手段を制御する制御手段と、
を有する生体モニタリングシステム。
【請求項３】
心電測定手段により生体の心電を測定するステップと、
前記心電測定手段により測定された心電データに基づいて、交感神経の活動度合いを示す交感神経活動度指標を算出するステップと、
前記心電測定手段により測定された心電データに基づいて、心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数を算出するステップと、
算出された交感神経活動度指標と、算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数との関係を２次元表示するステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項４】
心電測定手段により測定された心電データを受け付けるステップと、
受け付けられた心電データに基づいて、交感神経の活動度合いを示す交感神経活動度指標を算出するステップ、
受け付けられた心電データに基づいて、心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数を算出するステップと、
算出された交感神経活動度指標と、算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数との関係を２次元表示するステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体状態を監視するための生体モニタリングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、長寿、高齢化による高齢者の増加に伴い高血圧症や虚血性心疾患などの疾患を持つ患者に対して各種の治療が行なわれる場合が増加している。このような患者に対して麻酔を伴う治療や長時間の治療を行なうと不測の事態が起こる可能性が高くなる。
【０００３】
そのため、例えば歯科治療において、麻酔を伴う場合、患者の安全性を確保するために患者の生体状態をモニタリングするシステムが開発されている（例えば非特許文献１）。
【０００４】
また、自律神経の状態を観測することにより生体の異常反応の発生を予測するようにしたモニタリングシステムも提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１には、医療行為等に際して、自律神経の活動度合いを経時的変化を検出し、患者の異常反応が予測される場合には警告を行なって治療行為を中止する生体モニタリング方法が開示されている。
【０００５】
上記の特許文献１では、副交感神経活動度指標と交感神経活動度指標との大きさに基づいて、予め設定された計算式を用いて患者の状態が交感神経優位の状態であるか副交感神経優位の状態であるかを判定して、患者が副反応を引き起こす可能性があるか否かを判定している。
【０００６】
しかし、この特許文献１による方法では、交感神経活動度指標のような自律神経の状態のみにより生体の状態の判定を行っているため、例えば患者が痛みを感じているような肉体的なストレス状態となっていることを検出することはできるが、精神的な不快感を感じているような精神的なストレス状態であることを検出することができないという問題点があった。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２６１７７７号公報
【非特許文献１】金子譲他１名編集,「計る、観る、読む  モニタリングガイド」,医歯薬出版株式会社,２００４年１０月２０日
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した従来の生体モニタリングシステムでは、自律神経の状態だけでは把握することができない患者の精神的なストレス状態を把握することができないという問題点があった。
【０００９】
本発明の目的は、自律神経の状態だけでは把握することができない患者の精神的なストレス状態を把握することが可能な生体モニタリングシステムおよびプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
［生体モニタリングシステム］
上記目的を達成するために、本発明の生体モニタリングシステムは、生体の心電を測定する心電測定手段と、
前記心電測定手段により測定された心電データに基づいて、交感神経の活動度合いを示す交感神経活動度指標を算出する自律神経活動度算出手段と、
前記心電測定手段により測定された心電データに基づいて、心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数を算出するＣＶＲＲ算出手段と、
生体情報を表示するための表示手段と、
前記自律神経活動度算出手段により算出された交感神経活動度指標と、前記ＣＶＲＲ算出手段により算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数との関係を２次元表示するよう前記表示手段を制御する制御手段とを有する。
【００１１】
本発明によれば、肉体的なストレス状態を示す交感神経活動度指標と、精神的なストレス状態を示す心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数との関係を２次元表示するようにしているので、被測定者が受けている精神的なストレス量、肉体的なストレス量を視覚的に把握することができる。そのため、本発明によれば、自律神経の状態だけでは把握することができない患者の精神的なストレス状態を容易に把握することが可能になる。
【００１２】
また、本発明の他の生体モニタリングシステムは、心電測定手段により測定された心電データを受け付ける受付手段と、
前記受付手段により受け付けた心電データに基づいて、交感神経の活動度合いを示す交感神経活動度指標を算出する自律神経活動度算出手段と、
前記受付手段により受け付けた心電データに基づいて、心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数を算出するＣＶＲＲ算出手段と、
生体情報を表示するための表示手段と、
前記自律神経活動度算出手段により算出された交感神経活動度指標と、前記ＣＶＲＲ算出手段により算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数との関係を２次元表示するよう前記表示手段を制御する制御手段とを有する。
【００１３】
［プログラム］
また、本発明のプログラムは、心電測定手段により生体の心電を測定するステップと、
前記心電測定手段により測定された心電データに基づいて、交感神経の活動度合いを示す交感神経活動度指標を算出するステップと、
前記心電測定手段により測定された心電データに基づいて、心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数を算出するステップと、
算出された交感神経活動度指標と、算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数との関係を２次元表示するステップとをコンピュータに実行させる。
【００１４】
さらに、本発明の他のプログラムは、心電測定手段により測定された心電データを受け付けるステップと、
受け付けられた心電データに基づいて、交感神経の活動度合いを示す交感神経活動度指標を算出するステップ、
受け付けられた心電データに基づいて、心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数を算出するステップと、
算出された交感神経活動度指標と、算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数との関係を２次元表示するステップとをコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、自律神経の状態だけでは把握することができない患者の精神的なストレス状態を把握することができるという効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態の生体モニタリングシステムの構成を示すブロック図である。
【００１７】
本実施形態の生体モニタリングシステムは、図１に示されるように、被測定者の心電データを取得するための心電図モニタ１４と、制御装置１８と、記憶装置２０と、生体情報を表示するための表示装置２２と、自律神経活動度算出部２４と、ＣＶＲＲ（Coefficient of Variation of R-R intervals：心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数）算出部２５とから構成されている。
【００１８】
心電図モニタ１４は、被測定者の例えば喉元にマイナス電極を、左脇腹にプラス電極を、右脇腹にボディアースをそれぞれ装着し、心臓の動きを電気信号として得て心電データとして記録する。
【００１９】
自律神経活動度算出部２４は、心電図モニタ１４により測定された心電データに基づいて、交感神経の活動度合いを示す交感神経活動度指標（ＬＦ／ＨＦ）を算出する。なお、ＬＦ／ＨＦの具体的な算出の方法は後述する。
【００２０】
ＣＶＲＲ算出部２５は、心電図モニタ１４により測定された心電データに基づいて、ＣＶＲＲ（心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数）を算出する。このＣＶＲＲの具体的な算出方法も後述する。
【００２１】
制御装置１８は、例えばコンピュータからなり、自律神経活動度算出部２４及びＣＶＲＲ算出部２５により得られた生体情報を処理し、この処理した情報を記憶装置２０に記憶し、あるいは表示装置２２に表示する。制御装置１８は、例えば、２．５分〜５分間隔程度の一定間隔で生体情報を測定して、表示装置２２に表示する。
【００２２】
そして、制御装置１８は、自律神経活動度算出部２４により算出された交感神経活動度指標（ＬＦ／ＨＦ）と、ＣＶＲＲ算出部２５により算出されたＣＶＲＲとの関係を表示装置２２に対して２次元表示する。
【００２３】
また、制御装置１８は、予め設定された値により危険領域の設定を行なっても良いし、患者の既往歴、年齢、性別等の予め入力された患者情報に応じて危険領域を自動的に設定するようにしてもよい。
【００２４】
次に、本実施形態の生体モニタリングシステムの動作を図２および図３を参照して詳細に説明する。図２は本実施形態の生体モニタリングシステムの治療中における動作を示すフローチャートであり、図３はＬＦ／ＨＦの算出方法を説明するためのフローチャートである。
【００２５】
先ず、図２を参照して治療中における本実施形態の生体モニタリングシステムの動作を説明する。
【００２６】
まず初期設定として、治療が開示される前に、患者の氏名、年齢、ＩＤ番号、性別、既往歴（糖尿病、血管障害など）等の患者情報が治療を行なう者により制御装置１８に入力される（Ｓ２０１）。
【００２７】
そして、治療が開始されると、心電図モニタ１４により生体の心電データの測定が行われる（ステップＳ２０２）。そして、自律神経活動度算出部２４は、ＬＦ／ＨＦ演算を行って、交感神経の活動度合いを示す交感神経活動度指標（ＬＦ／ＨＦ）を算出する（ステップＳ２０３）。そして、ＣＶＲＲ算出部２５は、ＣＶＲＲ演算を行って、Ｒ−Ｒ間隔のばらつき度合いを示す指標であるＣＶＲＲを算出する（ステップＳ２０４）。そして、自律神経活動度算出部２４により算出された算出結果およびＣＶＲＲ算出部２５により算出された算出結果は、制御装置１８により記憶装置２０に格納されるとともに表示装置２２に２次元表示される（ステップＳ２０５）。
【００２８】
そして、測定間隔を設定するためのタイマカウントが行なわれ、所定時間が経過すれば（ステップＳ２０６）、治療が継続しているか否かの判定が行われ（ステップＳ２０７）、値量が継続している場合には次の心電データの測定が行われる（ステップＳ２０２）。
【００２９】
そして、このような測定および表示が繰り返され、無事治療が終了すると（ステップＳ２０７）、制御装置１８は処理を終了する。
【００３０】
次に、図２のステップＳ２０３に示したＬＦ／ＨＦ演算方法の詳細を図３〜図５に示す。
【００３１】
まずステップＳ３０１において、自律神経活動度算出部２４は、心電図モニタ１４から入力された心電データから心拍変動を算出する。この心拍変動の算出は、図４Ａ及びＢに示すように、Ｒ波と次のＲ波との間隔をとってＲ−Ｒ間隔を測定し、次に図４Ｃ及びＤに示すように、測定したＲ-Ｒ間隔データを後方のＲ波の時間的位置にプロットし、これを補間した後に、等間隔（図４Ｃの点線）で再サンプリングしたデータを作成することにより行う。次のステップＳ３０２においては、ステップＳ３０１で求めたデータに対してスペクトル分析（周波数変換）を行う。このステップＳ３０２でスペクトル分析した一例を図５に示す。次のステップＳ３０３においては、低周波成分ＬＦを求める。ここで、低周波成分ＬＦは、０．０４〜０．１５Ｈｚのパワースペクトル成分の積分値である。次のステップＳ３０４においては、高周波成分ＨＦを求める。ここで、高周波成分ＨＦは、０．１５〜０．４０Ｈｚのパワースペクトル成分の積分値である。そして、ステップＳ３０５において、ステップＳ３０３で求めたＬＦとステップＳ３０４で求めたＨＦとの比を算出し、ＬＦ／ＨＦとするものである。
【００３２】
このようにして自律神経活動度算出部２４は、心電図モニタ１４により測定された心電データから、交感神経活動度指標（ＬＦ／ＨＦ）を算出する。
【００３３】
次に、図２のステップＳ２０３したＣＶＲＲ演算方法の詳細について説明する。
ＣＶＲＲとは、心拍変動のばらつき度合いを示す指標であり、図４Ａに示した心電波形におけるＲ−Ｒ間隔（心電波形のＲ波の頂点の間隔）のばらつき度合いを示す係数である。このＣＶＲＲは、具体的には、下記のような式により算出される。
ＣＶＲＲ＝Ｒ−Ｒ間隔標準偏差／Ｒ−Ｒ間隔平均×１００（％）
ここで、Ｒ−Ｒ間隔標準偏差とは、例えば、１分間という所定期間や１００拍というような心拍の所定回数におけるＲ−Ｒ間隔の標準偏差である。また、Ｒ−Ｒ間隔平均とは、例えば、所定期間や心拍の所定回数におけるＲ−Ｒ間隔の平均である。
【００３４】
ＣＶＲＲ算出部２５は、上記のような式に基づいて、心電図モニタ１４により測定された心電データからＣＶＲＲを算出する。
【００３５】
次に、本実施形態の生体モニタリングシステムにおける表示装置２２の表示の一例を図６に示す。
【００３６】
この図６に示した表示例では、交感神経活動度指標（ＬＦ／ＨＦ）を縦軸とし、ＣＶＲＲを横軸として、自律神経活動度算出部２４により算出された交感神経活動度指標（ＬＦ／ＨＦ）と、ＣＶＲＲとが２次元表示されている。そして、この図６に示した表示例では、過去の測定値は黒丸で示され、最新の測定値は白丸で示されている。
【００３７】
通常、被測定者が安静状態である場合には、副交感神経が優位な状態となり、交感神経活動度指標（ＬＦ／ＨＦ）は比較的小さな値となり、Ｒ−Ｒ間隔も安定してＣＶＲＲの値も小さな値となる。
【００３８】
そして、被測定者が安静状態にもかかわらずＬＦ／ＨＦの値が大きくなった場合、被測定者には何等かの肉体的なストレスが加わっていることが考えられる。
【００３９】
様々な測定データから推測すると、ＬＦ／ＨＦが２．０以上の場合には交感神経が活性化されていると考えられ、ＬＦ／ＨＦが５．０以上の場合には、自律神経の状態は交感神経優位になっていると判定される。
【００４０】
そのため、図６に示した表示例では、ＬＦ／ＨＦが２．０以上または５．０以上の領域が明確となるように点線が設けられている。この結果、治療中のような安静状態において、ＬＦ／ＨＦが２．０以下であれば患者は肉体的なストレスを受けておらず、２．０〜５．０の範囲となった場合には、患者が軽微な肉体的なストレスを受けていると判定することができる。そして、ＬＦ／ＨＦが５．０以上となった場合、患者が強い肉体的ストレスを受けていると判定することができる。
【００４１】
また、被測定者が安静状態の場合には、通常、ＣＶＲＲは５．０以下のように低い値となっているが、被測定者に何等かの精神的ストレスが加わると、このＣＶＲＲの値が大きくなる。そして、被測定者が強い精神的ストレスを受けている場合、ＣＶＲＲは１０．０以上となる。
【００４２】
そのため、図６に示した表示例では、ＣＶＲＲが５．０以上または１０．０以上の領域が明確となるように点線が設けられている。この結果、治療中のような安静状態において、ＣＶＲＲが５．０以下であれば患者は精神的なストレスを受けておらず、５．０〜１０．０の範囲となった場合には、患者が軽微な精神的なストレスを受けていると判定することができる。そして、ＣＶＲＲが１０．０以上となった場合、患者が強い精神的ストレスを受けていると判定することができる。
【００４３】
このようにして、本実施形態の生体モニタリングシステムでは、心電データに基づいて算出されたＣＶＲＲ、ＬＦ／ＨＦの値が表示装置２２に表示されるとともに、ＬＦ／ＨＦとＣＶＲＲとの関係が２次元的に表示される。そのため、本実施形態の生体モニタリングシステムによれば、医師、歯科医師、看護師、歯科衛生士等の治療を行なう者は、患者がどの程度肉体的なストレスと、精神的なストレスを受けているかを視覚的に把握することができ、肉体的なストレスだけでなく患者が受けている精神的なストレスを容易に把握することが可能となる。
【００４４】
次に、ある被測定者に対して起立試験を行った際の測定データを簡易的に示した表示例を図７を参照して説明する。
【００４５】
この図７に示した表示例は、安静状態にあった被測定者に対して起立試験を行った際の実際の測定データに基づいて作成した表示例である。そのため、各測定データの値は実際の測定データとは異なるが、各測定データの分布状況は実際の測定データの分布状況と近似するものである。
【００４６】
安静状態の被測定者に対して起立試験を行った場合、被測定者には精神的なストレスは与えられておらず、肉体的なストレスのみが与えられる。そのため、図７に示した表示例を参照すると、ＬＦ／ＨＦのみが大きな値となる方向に変化していることにより、この被測定者は肉体的なストレス状態であると判定することができる。
【００４７】
次に、ある被測定者が歯科治療中に気分が悪くなった際の測定データを簡易的に示した表示例を図８を参照して説明する。この図８に示した表示例は、歯科治療に対して強い苦手意識を有する患者の実際の測定データに基づいて作成された表示例である。この図８に示した測定データも実際の測定データとは異なるが、各測定データの分布状況は実際の測定データの分布状況と近似するものである。
【００４８】
そして、この測定データが測定された際には、患者に対して具体的な治療は行なわれていない。そのため、具体的な肉体的ストレスは患者に対して与えられていない。しかし、この患者は歯科治療に対して強い苦手意識があるため、歯科治療台に座っただけで強い精神的ストレスを受けＣＶＲＲのみが大きく変化している。この患者は、実際に歯科治療の途中で嘔吐をもよおし、歯科治療は中断された。
【００４９】
本実施形態の生体モニタリングシステムでは、このように被測定者が肉体的なストレスを受けておらず精神的なストレスを受けていることを、図８に示したような表示に基づいて判定することが可能となる。このように被測定者が精神的ストレスを受けていることは、上述したような自律神経状態のみで患者の状態を監視している特許文献１に記載されたような従来技術によっては把握することができない。
【００５０】
本実施形態のように、ＬＦ／ＨＦとともにＣＶＲＲを用いて被測定者が受けているストレスを把握することによって、初めて被測定者が精神的なストレスを受けていることを把握することが可能となる。
【００５１】
[変形例]
なお、上記の実施形態では、心電図モニタ１４を有し、この心電図モニタ１４により測定された心電データに基づいて交感神経活動度指標（ＬＦ／ＨＦ）やＣＶＲＲの算出を行っているが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。心電図モニタ１４を設けることなく、外部からの心電データを受け付ける受付手段を設け、この受付手段により受け付けた心電データに基づいて交感神経活動度指標（ＬＦ／ＨＦ）やＣＶＲＲの算出を行うような構成とすることもできる。このような構成とすることにより、生体モニタリングシステムには心電図モニタ１４のような心電測定手段を設ける必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態の生体モニタリングシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態の生体モニタリングシステムの治療中における動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態の生体モニタリングシステムにおけるＬＦ／ＨＦ演算方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】ＬＦ／ＨＦ演算の際の心拍変動測定方法を示す図である。
【図５】ＬＦ／ＨＦ演算の際のスペクトル分析した一例を示す図である。
【図６】図１中の表示装置２２に示される表示の一例を示す図である。
【図７】ある被測定者に対して起立試験を行った際の測定データを簡易的に示した表示例である。
【図８】ある被測定者が歯科治療中に気分が悪くなった際の測定データを簡易的に示した表示例である。
【符号の説明】
【００５３】
１４    心電図モニタ
１８    制御装置
２０    記憶装置
２２    表示装置
２４    自律神経活動度算出部
２５    ＣＶＲＲ算出部
Ｓ２０１〜Ｓ２０７    ステップ
Ｓ３０１〜Ｓ３０５    ステップ
【図１】
2010035671.tif 000003
【図２】
2010035671.tif 000004
【図３】
2010035671.tif 000005
【図４】
2010035671.tif 000006
【図５】
2010035671.tif 000007
【図６】
2010035671.tif 000008
【図７】
2010035671.tif 000009
【図８】
2010035671.tif 000010